高分子系改質剤を用いた廃棄物土の選別
Waste Separation Technology for Waste Mixed Soil Using Synthetic Polymer Additive
花木陽人*1

武村

Akito Hanaki

森田俊成

直幸*2

Naoyuki Takemura*3

大山Toshinari Morita

将*4

Sho Oyama

日高典哉*3

Noriya Hidaka

吉岡由郎*5

Yoshiro Yoshioka

要旨
滋賀県栗東市の旧 RD 最終処分場における不適正処理事案二次対策工事において、底面粘土層の修復等のために掘削した廃棄物土は、現場に設置した選別処理施設により廃棄物と選別土に選別し、選別土は場内埋戻しに利用した。選別助剤として使用した高分子系改質剤の適正な添加量の把握を目的として、改質剤添加量や廃棄物土の含水率および選別後の各品目の容積割合について長期的にデータ収集し、それらの相関関係について統計解析手法により考察した。
キーワード：不適正処理事案 廃棄物土 廃棄物選別技術 高分子系改質剤 統計解析１．はじめにた原因廃棄物等の掘削除去を行う。また、底面粘土層の修復と側面に露出した地下水帯水

滋賀県栗東市の旧 RD 最終処分場における不適正処理事層の遮水を行い、あわせて浸透水を揚水処理

案二次対策工事では、位置を特定できた汚染原因物質を含することにより、生活環境保全上の支障およむ廃棄物（以下、原因物質等と称す）の掘削除去を行うとびその恐れを除去する。

ともに、底面粘土層の修復と側面に露出した地下水帯水層

工 事 内 容：①廃棄物掘削工

1式の遮水を行った。掘削除去された廃棄物を含む土砂（以下、②廃棄物土選別工

廃棄物土と称す）は、現場内に設置した選別処理施設によ③汚染地下水拡散防止対策工

り廃棄物と選別土に選別され、選別土は場内の埋戻しに利鉛直遮水、底面遮水工

1式用された。廃棄物土の選別時には、選別助剤として高分子浸透水揚水工

1式系改質剤を添加・混合することで、選別しやすい状態に改キャッピング工

1式④浸透水処理施設工

1式質を行った。

1式

本報告では、廃棄物土に対する高分子系改質剤の添加量や、廃棄物土の含水比および選別処理後の各品目容積割合について長期的にデータ収集し、それらの相関関係につい選別処理施設

Nての考察結果を報告する。

２．工事概要工事名：平成 25 年度第 RD-3 号旧産業廃棄物最終処分場二次対策工事

発注者：滋賀県琵琶湖環境部最終処分場特別対策室

施工監理者：株式会社建設技術研究所
受
工

注者：鴻池・不動テトラ・八田建設工事共同企業体
期：2013（平成 25）年 12 月 20 日

旧 RD 最終処分場
写真 1

現場全景～2021（令和 3 年）3 月 25 日
工 事 目 的：旧 RD 最終処分場において、位置を特定でき*1*4

環境エンジニアリング本部 環境企画部
環境エンジニアリング本部 環境技術部*2*5名古屋支店 土木部
*3 大阪本店 土木部
環境エンジニアリング本部 環境ソリューション部― 7 ―鴻池組技術研究報告

３．廃棄物土の選別202050mm 以下のものはハイバウンドスクリーン（高精度精砂選別機）に投入し、ふるい下のものは選別土として回収した。

3.1

廃棄物土の選別処理フロー

50～100mm のものはディスクスクリーンに投入し、ふるい掘削した廃棄物土は、図 1 に示す選別処理フローにより、下のものは選別土として回収した。100～120mm のものは重埋戻し可能な「選別土」や「選別再生資材」と場外搬出処機・人力により、選別再生資材と選別除去廃棄物に選別し分する「選別除去廃棄物」に選別した。ここで、選別土とた。ハイバウンドスクリーンおよびディスクスクリーンのは主に 50mm 以下の土砂であり、一定量ごとに重金属類溶出

ふるい上のものについては磁力・風力・人力により、選別量・ダイオキシン類含有量について分析し、管理基準値以土、選別再生資材、選別除去廃棄物に選別した。

下であることを確認した後に場内の埋戻しに利用した。選別再生資材とは主に 50mm を超えるアスファルト・コンクリ

3.2

高分子系改質剤・クリーンウォーターート類で、場内においてフィルター層等の栗石などとして先述のとおり、廃棄物土の選別時には、選別助剤として再利用した。選別除去廃棄物とは主に廃プラスチック類・高分子系改質剤を添加・混合することで選別しやすい状態

木くずなどの可燃物と瓦・レンガなどの不燃物であり、廃に改質を行った。ここで用いた高分子系改質剤は「クリー棄物として場外搬出処分した。

ンウォーター（NETIS 番号：KT-130011-A[2020.4 掲載終了]、まず、廃棄物土は重機・人力により粗選別し、有害物を特許 5774373 号：廃棄物の分別方法）」（以下、CW と称す）除去した。粗選別後はスクリーンに投入し、120mm 超過のであり、本工事のような不適正処分場における埋設廃棄物ものについては重機・人力により、選別再生資材と選別除の処理 1)のほか、災害廃棄物・津波堆積物の処理 2)3)や、建去廃棄物に選別した。120mm 以下のものは土質改良機に投設発生土に混入した廃棄物の処理に使用した実績がある。

入し、選別助剤として高分子系改質剤を添加・混合するこCW による改質メカニズムを図 2 に示す。とで選別しやすい状態に改質した。改質後物はスクリーン廃棄物土の従来の改質方法としては、生石灰による改質に投入し、50mm 以下、50～100mm、100～120mm に選別した。

が挙げられる。生石灰による改質とは、廃棄物土に生石灰を添加・混合することで、生石灰と土砂中の水分との水和

廃棄物土

重機・人力

120mm以下

スクリーン

有害物
120mm超発熱反応により土砂含水比を低減させ、選別しやすい性状に改質するものである。しかし、改質した土砂の pH が上昇する点や、改質効果が発揮されるまで養生期間（1 日）が必土質改良要である点などの問題点があった。一方で CW は、pH が中選別助剤性であるため中和処理が不要であり、さらに、改質効果がスクリーン即時に発揮されるなどの特徴を持つ。生石灰と CW の性能比50mm以下50～100mm

100～120mm

ハイバウンドスクリーン

ディスクスクリーン

重機・人力

較表を表 1 に示す。

表1
性能

磁力・風力・人力

選別土選別再生資材

図1

写真 2

添加量
工程

選別除去廃棄物

生石灰・CW 性能比較
生石灰・30kg/m3以上
・養生期間（1日）が必要

クリーンウォーター
・1～2kg/m3
・効果が即発揮されるため養生期間が不要
・剥離性の向上により分別精度良化・養生スペースが不要
・土砂pHは中性のままのため中和処理が不要

・土砂含水比の低減により分別精度良化・養生スペースが必要
・土砂pHが上昇するため施工性場合によっては中和処理が必要
・分別精度良化により回収・分別精度良化により回収土砂量が増加
土砂量が増加・粉体を添加し、乾燥させる・液体製品もあり、改質時に周辺環境への ため、改質・分別時に粉じん 乾燥させないため、改質・が発生
分別時の粉じん発生量を影響
・発熱により廃棄物が発火低減するおそれあり
・無発熱のため廃棄物が発火するおそれ無し
・比較的安価・比較的高価価格
品質

廃棄物土選別処理フロー選別処理施設全景（仮設テント内）― 8 ―高分子系改質剤を用いた廃棄物土の選別

4.1①

現場収集データ

統計解析に使用したデータは、現場で作業日ごとに記録されていた実績データのうち、下記の項目である。
①CW 添加量（kg/m3）②廃棄物土含水率（%）③選別処理後物の品目別容積割合（%）（選別土、アスコ重機による混合攪拌により、CW が廃棄物や土砂などへ付着・混合される。

ン、不燃物、可燃物）
本工事では、CW は液体製品と粉体製品の 2 種類を使用し②た。液体製品は主に晴天時の土質改良機を用いた改質を行う際に使用し、粉体製品は主に雨天時の仮設テント内で重機を用いた改質を行う際に作業員の手により散布して使用した。本報告では、より正確に添加量を制御できる液体製品の CW 添加量（上記のうち①）のデータについて統計解析に使用した。

CW が土砂に含まれる水と速やかに反応してふやけて広がり、ぬるぬるとした糊のような性状となる。

また、廃棄物土は掘削ののち、現場内に設置した屋根（透明生地使用）付きの乾燥ヤードに仮置きし、天日乾燥した③後に選別処理をしていた。本報告では、選別処理直前の含混合攪拌により CW と土砂との絡み合いが増加し、土粒子同士が纏まりやすくなる（団粒・造粒化の進行）。

水率を把握することを目的として、天日乾燥後の廃棄物土含水率（上記のうち②）のデータを統計解析に使用した。
データ収集期間は 2015 年 4 月 21 日～2019 年 10 月 16 日である。なお、①のデータ数は 999、②のデータ数は 996 であるが、同一作業日に①～③のすべてが揃った際のデータ数は 464 であった。

④4.2

CW 添加量と廃棄物土含水率の相関関係

図 3 に収集した CW 添加量データのヒストグラムを示す。
全データ数は 999 である。CW 添加量に対し、土質改良機への投入量により重み付した加重平均値は 1.23kg/m3 となっ団粒・造粒化した土砂の表面を CW がさらにコーティングするため、パサパサとした性状となり（再泥化しにくくなる）、選別処理しやすい状態となる。

た。本工事において、当初想定した CW 添加量は、経験的に含水率 15～20%のものに対しては 1.00kg/m3 であるので、図2

CW による改質メカニズム23%増加した。なお、単純平均値は 1.28kg/m3（28%増加）である。
図 4 に収集した廃棄物土含水率データのヒストグラムを４．CW 添加量と廃棄物土含水率および選別後物容積割合の相関関係示す。全データ数は 996 である。廃棄物土含水率に対して、土質改良機への投入量により重み付けした加重平均値は廃棄物土に対する CW 添加量は通常 1～2kg/m 程度であ20.1%となった（単純平均値は 20.3%）。また、表 2 に廃棄る。本工事では、スクリーンによる一次選別後の土質を目物土含水率の度数とその割合を示す。当初設計では、廃棄3視確認することによって適宜、CW 添加量を調整していた。
しかし、この調整方法には一定の経験が必要である。そこ

表2

廃棄物土含水率の度数とその割合

で、廃棄物土に対する適正な CW 添加量を定量的に算出する廃棄物土含水率度数

割合(％)

ことを目的として、現場で長期的に収集した、①CW 添加量、15％未満

323.2②廃棄物土含水率、③選別処理後物の品目別容積割合の各15％以上～20％未満

36536.6

データについて統計解析を試み、それらの相関関係につい20％以上

59960.1

合計996100て考察した。

※割合（％）の合計が四捨五入の関係により100にならない。

― 9 ―807570656055504540353025201510502020

2.80

35.75

3.102.70

35.00

3.00

2.60

34.25

2.90

2.50

33.50

2.20

2.40

2.10

30.50

2.30

2.00

29.75

1.90

29.00

1.80

1.70

1.60

1.50

1.40

1.30

1.20

1.10

1.00

0.90

0.80

0.70

0.60

0.50

0.40

0.30

0.20

0.10

当初想定CW添加量1.00kg/m3
加重平均値(1.23kg/m3)

0.00

度数

鴻池組技術研究報告

CW添加量（kg/m3）

図360

CW 添加量ヒストグラム

加重平均値(20.1%)

55
50

当初想定含水率15%～20%

45

度数

40
35
30
25
2015
105
38.75

38.00

37.25

36.50

32.75

32.00

31.25

28.25

27.50

26.75

26.00

25.25

24.50

23.75

23.00

22.25

21.50

20.75

20.00

19.25

18.50

17.75

17.00

16.25

15.50

14.7514.0013.2512.50

11.75

11.000廃棄物土含水率(%)

図4廃棄物土含水率ヒストグラム

物土含水率は 15～20%程度であると想定していた。しかし、

3.0

実際には含水率が 15～20%となったのは廃棄物土全体のう2.5上であった。
図 5 に廃棄物土含水率と CW 添加量の関係を示す。なお、
4.1 の①～③の全項目が同一作業日に全て揃った際のデー
タ数 464 をプロットしている。これより、廃棄物土含水率

CW添加量(kg/m3)

ち 36.6%であり、廃棄物土全体のうち 60.1%が含水率 20%以

y = 0.027x + 0.757
R² = 0.047

2.0
1.51.0と CW 添加量の関係を示す近似式は以下の式(1)のようにな0.5った。
(1)

QCW＝0.027μ＋0.757

0.011.03

ここで、QCW：CW 添加量（kg/m ）、μ：廃棄物土含水率（%）

13.0

15.017.0

19.0

21.0

23.025.0

27.029.031.0

廃棄物土含水率(%)

である。なお、このときの決定係数 R2（分析の精度を表す
図5尺度。0.0～1.0 の範囲を取る）は 0.047 となり、非常に低廃棄物土含水率と CW 添加量の関係均品目別容積割合の推移を示す。なお、4.1 の①～③の全い値となった。

項目が同一作業日に全て揃った際のデータ数 464 を使用しCW 添加量と選別処理後物の品目別容積割合の推移ている。選別処理後物のうち、選別土 0～25mm、選別土 25

図 6 に一ヶ月ごとの平均 CW 添加量と選別処理後物の平～50mm は選別土として、選別再生資材 50～100mm、選別再4.3― 10 ―

高分子系改質剤を用いた廃棄物土の選別2.00選別除去廃棄物（不燃物）0-120mmの容積割合(%)

90%
1.70

70%
60%

1.40

50%
40%

1.10

30%
20%

選別除去廃棄物（可燃物）0-120mmの容積割合(%)

平均CW添加量（kg/m3）

80%

0.80

選別再生資材100-120mmの容積割合(%)
選別再生資材50-100mmの容積割合(%)
選別土25-50mmの容積割合(%)
選別土0-25mmの容積割合（%）

図6
表3

R1.8

CW添加量(kg/m3)(kg/m3)

R1.10

R1.6

H31.4

H31.2

H30.12

H30.8

H30.10

H30.6

H30.4

H30.2

H29.12

H29.8

H29.10

H29.6

H29.3

H29.1

H28.9

H28.11

0.50

H28.7

H28.1

0%

H28.4～510%～H27.11

選別処理後物の平均品目別容積割合（％）

100%

一ヶ月ごとの平均 CW 添加量と選別処理後物の平均品目別容積割合の推移

選別処理後物の平均品目別容積割合
品目

選別土0～25mm
選別土25～50mm
選別再生資材50～100mm
選別再生資材100～120mm
選別除去廃棄物（可燃物）0～120mm
選別除去廃棄物（不燃物）0～120mm
合計

表4

平均容積割合（％）
67.8
4.9
13.8
5.3
7.5
0.7
100.0

CW 添加量と各項目の相関関係

項目
順位相関係数Rs
廃棄物土含水率0.22
選別土25mm以下の容積割合-0.05
選別土25-50mmの容積割合
0.03
選別土50mm以下の容積割合-0.04
選別再生資材50-100mmの容積割合
0.04
選別再生資材100-120mmの容積割合-0.07
選別再生資材50-120mmの容積割合0.02
選別除去廃棄物（可燃物）の容積割合0.04
選別除去廃棄物（不燃物）の容積割合0.03
選別除去廃棄物（可燃物＋不燃物）の容積割合
0.04

相関係数

生資材 100～120mm は選別再生資材として場内埋戻しに利0.0～±0.2用した。一方で、選別除去廃棄物（可燃物）0～120mm、選p値<0.010.300.570.430.430.150.710.380.560.36

相関関係： ほとんど相関がない±0.2～±0.4 ： やや相関がある

別除去廃棄物（不燃物）0～120mm は選別除去廃棄物として±0.4～±0.7 ： 相関がある

場外搬出処分した。これらの推移から、CW 添加量と選別処±0.7～±0.9 ： 強い相関がある±0.9～±1.0 ： きわめて強い相関がある

理後物の平均品目別容積割合との間に何らかの相関は見られなかった。また、表 3 に全期間を通しての選別処理後物て、最も高い相関関係を持つ項目は廃棄物土含水率であるの平均品目別容積割合を示す。選別土、選別再生資材としことが示唆された。て場内埋戻しに利用できたものの容積割合は 91.8%となり、選別除去廃棄物として場外搬出処分したものの容積割合は4.58.2%となった。

CW 添加量に関する重回帰分析

廃棄物土に対する適正な CW 添加量を定量的に算出することを目的として、CW 添加量を目的変数、廃棄物土含水率

4.4

CW 添加量と廃棄物土含水率および選別処理後物の品および選別処理後物の品目別容積割合を説明変数とした重目別容積割合の相関関係

回帰分析を行った。重回帰分析は図 7 に示すフローに従っ

表 4 に CW 添加量に対する廃棄物土含水率および、選別処て行った。その結果、下記の単回帰式が求められた。
QCW＝aμ＋b

理後物の品目別割合の相関関係を示す。相関係数はスピア(2)マンの順位相関係数を用いた。相対的に最も相関係数の絶

ここで a、b は偏回帰係数であり、それぞれの値を表 5 に対値が大きい項目は廃棄物土含水率となり、「やや相関があ示す。これは、4.2 の(1)式と同様のものであり、決定係数る」結果となった。また。このときの p 値（相関係数の信も同様に 0.047 となった。したがって、本単回帰式を用い頼度を示す数値で 0.05 以下のとき、その相関係数は信頼でて、廃棄物土に対する適正な CW 添加量を算出することは難きる）は 0.01 未満となった。一方で、含水率以外の項目にしいと言える。

ついては「ほとんど相関がない」結果となり、p 値について

しかし、日々の適正な CW 添加量を算出することを目的とも全て 0.05 超過となった。したがって、CW 添加量に対しして、日常的に廃棄物土に対して含水率試験を行うことは、― 11 ―

鴻池組技術研究報告2020

表5偏回帰係数の値

順位相関係数の算出

偏回帰係数ab重回帰分析に使用する変数の選択

目的変数

日常的にふるい分け試験を行うことに比べて比較的容易で目的変数or説明変数ある。ゆえに、重回帰式の説明変数として含水率を用いる説明変数ことは望ましいと考えられる。また、図 8 に実測 CW 添加量

no・p値が5％以下・相関係数が0.2以上

除外と単回帰式により予測した CW 添加量の関係を示す。このとき、実測 CW 添加量の平均値は 1.21kg/m3 であり、単回帰式

yesにより予測した CW 添加量の平均値は 1.32kg/m3 であった。

no

多重共線性※が無い※多重共線性：説明変数間で非常に高い相関がある場合に回帰式の信頼性が低くなるなどの問題が生じること

値
0.02680.7574相関の高い2つの説明変数のうちCW添加量に対する相関係数がより低いほうを除外

yes

５．まとめ
本工事において、掘削除去された廃棄物土は、現場内に設置した選別処理施設により廃棄物と選別土に選別され、no正規性が高い選別土は場内の埋戻しに利用された。廃棄物土の選別時に正規性が高くなるよう数値変換した変数を追加

yes

は、選別助剤として高分子系改質剤を添加・混合することで、選別しやすい状態に改質を行った。
廃棄物土に対する高分子系改質剤の添加量や、廃棄物土の含水率および選別処理後の各品目の容積割合について長重回帰分析

期的にデータ収集した。そして、廃棄物土に対する適正なno全ての偏回帰係数のp値が5%以下高分子系改質剤の添加量を定量的に算出することを目的と不採用

して、これらのデータを用いて重回帰分析を試みた結果、廃棄物土含水率を説明変数とした単回帰式が求められた。

yes
最も決定係数が高いものを採用

しかし、今回は決定係数が非常に低い値となり、求められた単回帰式を用いて適正な高分子系改質剤添加量を算出す終了ることは難しい結果となった。
図7

今後も、高分子系改質剤を用いる様々な現場において、重回帰分析フロー廃棄物土含水率と高分子系改質剤添加量を中心に継続的にデータを収集し、知見の蓄積に努める。

3.0

予測CW添加量（kg/m3）

2.5

参考文献
1)

2.0

別に使用する選別助剤の選定と適用試験について、第 26 回廃
1.5
1.32

棄物資源循環学会研究発表会、D7-5、PP.493-494、2015.92)

1.0西村良平、阿部守、大山将ほか：高分子系改質剤を用いた災
害廃棄物および津波堆積物の分別事例、第 18 回地下水・土壌

0.5

汚染とその防止対策に関する研究集会講演集、pp.356-361、

予測値／実測値
平均予測値／平均実測値

0.00.00.5

1.21
1.0
1.52.02.53.02012.63)

実測CW添加量(kg/m3)

図8

西村良平、長坂典昭、伊藤明ほか：掘り起こし廃棄物土の分

西村良平、吉岡由郎、大山将ほか：災害廃棄物の中間処理について（多賀城市での中間処理事例）、鴻池組技術研究報告、
Vol.23、pp.15-20、2013.7

実測 CW 添加量と予測 CW 添加量の関係― 12 ―