JP2003261961A - 土質改良システム - Google Patents
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Abstract
産できる土質改良システムを提供する。 【解決手段】汚染土砂が供給される土砂供給口20、汚
泥が供給される汚泥供給口19、重金属不溶化処理材が
供給される重金属不溶化処理材供給口21、第1固化材
が供給される第1固化材供給口22、及び第2固化材が
供給される第2固化材供給口23を有する混合機1と、
各供給口21,22,23へ供給する各土質改良材をそ
れぞれ貯留する貯留槽4,6,10と、混合機1からの
改良土を排出する排出コンベア12とを備える。
Description
ら改良土製品を生産する土質改良システムに関するもの
である。
場跡地を転売する場合、その持主が工場跡地の汚染の有
無を調整すると共に、汚染判明時には不溶化(浄化)を義
務付ける条例が制定されつつある。例えば、建物を建設
する場合、跡地購入後に整地作業を行う時になって、そ
の土地が重金属系の汚染物質に汚染されていることが判
明することもままある。このような場合、不溶化処理を
施さないとその跡地に建物を建築することができず、建
設作業を延期せざるを得なくなる。また、建設中、跡地
内の建物の建設予定地やその周辺で汚染が確認された場
合等も建設作業を中断せざるを得ないという事態が生じ
る。
するために、従来、例えば特開2000−210652
号公報に記載のように、汚染土砂が供給される土砂供給
口(導入口)と土質改良材(無害化材)が供給される土
質改良材供給口(無害化材注入口)を有する混合装置
(混合機)が提唱されている。この混合装置では、土砂
供給口から導入した汚染土砂と土質改良材供給口から土
質改良材を、回転軸に多数の回転刃を取り付けた攪拌ロ
ータで攪拌移送して無害化し、排出口から改良土として
排出するようになっている。
んだ地盤を掘削した場合や推進工事・シールドトンネル
工事等を施工した場合等においては、いわゆる汚泥が発
生する。この汚泥は、法令上産業廃棄物としての取扱い
を受けるためそのままでは廃棄することはできない。そ
こで、近年のリサイクル促進の機運の高まりの下、上記
の汚染土砂と同様、土質改良材と混合し固化して改良土
とし、埋め戻し材や道路の基盤材等に再利用することが
行われつつある。
10652号公報に記載の汚染土砂を不溶化する混合装
置では上記の汚泥の改質固化には配慮されておらず、汚
泥を投入した場合には改良土を生産することはできな
い。また、上記の汚泥を改質固化するシステムでは前述
の汚染土砂の不溶化には配慮されておらず、汚染土砂を
投入した場合には改良土を生産することはできない。す
なわち、いずれも土砂原料から最終的に改良土製品を生
産するものであるにもかかわらず、通常、両者は全く別
々のものとして設置され、1つの土砂原料から改良土製
品を生産するようにしか機能していない。言い換えれ
ば、原料が汚染土砂であっても汚泥であっても、常に改
良土を効率よく生産することができる万能型の土質改良
システムは、従来存在しなかった。
良土製品を効率よく生産できる土質改良システムを提供
することにある。
るために、本発明の土質改良システムは、汚染土砂が供
給される土砂供給口、汚泥が供給される汚泥供給口、及
び土質改良材が供給される土質改良材供給口を有する混
合装置と、前記土質改良材供給口へ供給する前記土質改
良材を貯留する貯留手段と、前記混合装置からの改良土
を排出する排出コンベアとを備える。
の際は、汚染土砂が例えばベルトコンベア等により混合
装置の土砂供給口に供給されるとともに、貯留手段内の
例えばキレート材からなる土質改良材がポンプ等により
混合装置の土質改良材供給口に供給される。供給された
汚染土砂は混合装置内でキレート材と混合されて無害化
された改良土となり、排出コンベアによって排出され
る。
えばスクリューコンベア等により混合装置の汚泥供給口
に供給されるとともに、貯留手段内の例えば石炭灰や生
石灰等の固化材からなる土質改良材がスクリューコンベ
ア等により混合装置の土質改良材供給口に供給される。
供給された汚泥は混合装置内で固化材と混合されて改良
土となり、排出コンベアによって排出される。
砂原料として汚染土砂が投入された場合及び汚泥が投入
された場合のいずれにおいても、それに対応した所定の
処理(不溶化処理又は固化処理)を行えるので、原料の
種類によらず改良土を効率よく生産することができる。
砂の不溶化処理を行う際、キレート材の反応性は水分の
量に大きく左右されるため、水分が比較的少ない乾燥汚
染土砂の場合、そのままではキレート結合が有効に行わ
れず、不溶化処理を十分有効に行えない可能性がある。
本発明においては、このような場合には、混合装置の汚
泥供給口に含水比の高い適宜の量の汚泥を併せて供給す
ることにより、全体の含水比を大きくしてキレート結合
を促進し、不溶化処理を確実に行わせることができる。
理を行う際、固化後に所定強度を発現させるための固化
材の必要量もまた水分の量に大きく左右される。すなわ
ち水分が比較的多い汚泥の場合、そのままでは固化処理
のために膨大な量の固化材が必要となってコスト高を招
くか、固化材供給手段の性能が追いつかない場合には固
化処理を十分有効に行えない可能性もある。本発明にお
いては、このような場合には、混合装置の土砂供給口に
含水比の低い適宜の量の汚染土砂を併せて供給すること
により、全体の含水比を小さくして固化材の必要量を低
減し、コスト低減を図り、また固化処理を確実に行わせ
ることができる。
前記排出コンベアで排出した改良土を解砕する解砕機を
備える。
した改良土を、さらに、最終用途に適した大きさ(粒
度)とすることができる。
の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
施の形態の全体機器配置を表す平面図である。この図1
において、1は混合機、2は汚泥貯留槽(ホッパ)、3は
汚泥供給装置、4は第1固化材貯留槽、5は第1固化材
供給装置、6は第2固化材貯留槽、7は第2固化材供給
装置、8は土砂投入槽(ホッパ)、9a,9bは土砂搬送
装置、10は重金属不溶化処理材貯留槽、11は重金属
不溶化処理材供給装置、12は排出コンベア、13は制
御装置である。
質改良システムの一実施の形態の矢視正面図である。こ
の図2及び図1において、前記混合機1は、例えば二軸
パドル式の攪拌混合機である。
施の形態を構成する混合機1のB−B断面による横断面
図である。この図3及び図2において、14は回転軸、
15はこの回転軸14に所定ピッチで取り付けられた攪
拌羽根(パドル)、Rは攪拌羽根14の回転軌跡、16は
ハウジング、17は前記回転軸14の回転駆動力を発生
するモータ、18は前記ハウジング16に設けたスプレ
ーノズル(清水注入口)である。
供給される汚泥供給口19と、汚染土砂等の土砂が供給
される土砂供給口20と、重金属不溶化処理材が供給さ
れる重金属不溶化処理材供給口21と、第1固化材が供
給される第1固化材供給口22と、第2固化材が供給さ
れる第2固化材供給口23とを備えている。またハウジ
ング16はその下部に改良土排出口24を備えている。
の駆動力で回転軸14を回転駆動することにより、各供
給口19,20,21,22,23から投入された、汚
泥又は汚染土砂の少なくとも一方と、重金属不溶化処理
材・固化材等の土質改良材とをその長手方向に移送しつ
つ攪拌混合し、生成した改良土を排出口24から排出す
るようになっている。
閉させるシリンダ25aを備えたゲート装置25であ
る。
は、例えば水を含んだ地盤を掘削した場合や推進工事・
シールドトンネル工事等を施工した場合等において発生
する汚泥が、油圧ショベル、スクリューコンベア、ポン
プ等の適宜の投入手段により投入され、これを一旦貯留
する。
の下部に位置し、例えばインバータ制御される公知のス
クリューコンベアで構成され、汚泥を搬送して混合機1
の前記汚泥供給口19へと供給する。なお、このときの
回転数は、前記制御装置13によって前記インバータが
制御されることで所定の一定値に設定され、これによっ
て、搬送量を調整しつつ混合機1へ汚泥を定量供給する
ようになっている。
施形態を構成する第2固化材貯留槽6及び第2固化材供
給装置7の詳細構造を表す図1中C−C断面による横断
面図、図5は、本発明の土質改良システムの一実施形態
を構成する第1固化材貯留槽4及び第1固化材供給装置
5の詳細構造を表す図1中D−D断面による横断面図で
ある。
び第2固化材貯留槽4,6は、汚泥を固化するための土
質改良材(例えば、生石灰、石炭灰、セメント、石膏、
フライアッシュ、凝集材等の固化材、あるいは適宜それ
らを混合したもの等)を貯蔵する。このとき、第1固化
材貯留槽4と第2固化材貯留槽6とで別々の固化材を貯
蔵してもよいし、同一の固化材を貯蔵するようにしても
よい。
貯留槽4の下部から第1固化材を導入して搬送する第1
段搬送部5aと、さらにこの第1段搬送部5aから第1
固化材を導入して搬送する第2段搬送部5bとから構成
されている。これら第1段及び第2段搬送部5a,5b
は、上記汚泥供給装置3同様、例えばインバータ制御さ
れる公知のスクリューコンベアでそれぞれ構成され、第
1固化材を搬送して混合機1の前記第1固化材供給口2
2へと供給する。なお、このときの搬送速度(回転数)
は、予め作業者が制御装置13の設定つまみを用いて、
処理予定の汚泥量に応じた第1又は第2固化材の供給量
を設定しておき(固化材の供給量は汚泥の含水比や土質
により異なるので一様ではないため、例えば作業者が経
験的に設定する)、この設定に応じて前記制御装置13
によって前記インバータが制御されることにより、搬送
速度(回転数)がある一定値に制御される。このように
して、第1固化材供給装置5は、混合機1へ第1固化材
を定量供給するようになっている。
化材供給装置5と同様、インバータ制御される公知のス
クリューコンベアで構成される第1段及び第2段搬送部
7a,7bで構成され、制御装置13の制御に基づく搬
送速度で第2固化材を搬送し混合機1の前記第2固化材
供給口23へと定量供給するようになっている。
機構26が設けられており、駆動モータ27の駆動力で
解砕機構26の回転軸26aを駆動し解砕アーム26b
を回転することにより、土砂投入槽8に投入された汚染
土砂を解砕するようになっている。
施の形態を構成する土砂投入槽8及び土砂搬送装置9a
の詳細構造を表す図1中E−E断面による断面図であ
り、図7は、図1中F方向からみた矢視図である。これ
ら図6、図7及び前述の図1において、前記土砂投入槽
8は、例えば工場跡地より発生した汚染土砂が油圧ショ
ベルやベルトコンベア等の適宜の投入手段により投入さ
れ、これを一旦貯留する。土砂投入槽8の下部には、例
えば振動篩いからなる夾雑物分離装置28が設られてい
る。
8aを備えた枠体28bを例えばモータとからなる加振
手段28cで振動させることにより、土砂投入槽8から
投入された汚染土砂を篩いの目より大きいか小さいかに
より篩い分ける。これによって、汚染土砂中に混入する
大きな石、ゴミ、空き缶などの夾雑物を土砂から分離し
て排出するようになっている。
ルトコンベアで構成され、その上流側端部が前記夾雑物
分離装置28の下部に位置している。すなわち、モータ
9aaで駆動輪9abを駆動し、この駆動輪9abと従
動輪9acとの間に掛け回されたベルト9adを循環駆
動することにより、夾雑物分離装置28より導入した汚
染土砂をベルト9ad上に載置し搬送するようになって
いる。
砂搬送装置9bは、上記土砂搬送装置9aと同様、例え
ば公知のベルトコンベアであり、モータ9baの駆動力
で駆動輪9bbと従動輪9bcとの間に掛け回されたベ
ルト9bdを循環駆動し、土砂搬送装置9aより導入し
た汚染土砂を搬送し、混合機1の前記土砂供給口20へ
供給するようになっている。
9bのうち少なくとも一方には、ベルト9ad又は9b
dにより搬送される搬送土砂の量を検出する例えばコン
ベアスケール等の公知の土砂量検出装置(図示せず)が設
けられており、その検出信号が前記制御装置13へと送
られるようになっている。
びその周辺部の詳細構造を表す図1中G方向から見た矢
視図である。
金属不溶化処理材貯留槽10は、汚染土砂を不溶化する
ための土質改良材(この例ではキレート材)を貯蔵す
る。キレート材は、金属イオンに配位(結合)してキレ
ート化合物をつくる多座配位子で多くの金属と安定な化
合物をつくり重金属を不溶化する機能を持つ。キレート
材の例としては、エチレンジアミン、蓚酸イオン、イミ
ノニ酢酸、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等があ
る。このとき、不溶化しようとする汚染土砂の態様によ
りキレート材以外の他の不溶化材を貯蔵してもよいこと
は言うまでもない。
ばインバータ制御のモータにより駆動されるポンプ等に
より構成され、前記重金属不溶化処理材貯留槽10及び
前記混合機1の重金属不溶化処理材供給口21(図2参
照)とそれぞれ図示しない配管により接続される。そし
て、重金属不溶化処理材貯留槽10から配管を介して導
入した不溶化処理材(キレート材)を加圧して圧送し、配
管を介し混合機1の前記重金属不溶化処理材供給口21
へと供給するようになっている。
材の供給量は、前記土砂量検出装置で検出した土砂量に
応じて制御装置13が前記インバータを制御することに
より、搬送される汚染土砂に対して最適な混合比となる
ように混合機1へとキレート材を供給するようになって
いる。
が前記混合機1の改良土排出口24の下部に位置してい
る。そして、モータ12aで駆動輪12bを駆動し、こ
の駆動輪12bと従動輪12cとの間に掛け回されたベ
ルト12dを循環駆動することにより、混合機1より導
入した改良土(汚染土砂又は汚泥のうち少なくとも一方
を土質改良材と混合し改質したもの)をベルト12d上
に載置して搬送し、所定の堆積保管場所へと排出するよ
うになっている。
給口21、第1固化材供給口22、及び第2固化材供給
口23が、請求項1記載の土質改良材が供給される土質
改良材供給口を構成し、混合機1が、汚染土砂が供給さ
れる土砂供給口、汚泥が供給される汚泥供給口、及び土
質改良材が供給される土質改良材供給口を有する混合装
置を構成する。
留槽6、及び重金属不溶化処理材貯留槽10が、土質改
良材供給口へ供給する土質改良材を貯留する貯留手段を
構成する。
良システムの動作及び作用を、以下に順次説明する。
処理する場合、まず予め作業者は、使用する不溶化処理
材により予め決定されている汚染土砂重金属含有量とキ
レート材の添加量との相関に基づき、制御装置13にお
いて汚染土砂量に対するキレート材の混合比(すなわち
重金属不溶化処理材供給装置11の回転数)を設定す
る。
の土質改良システムが設置された処理場内に搬入された
汚染土砂を、順次土砂投入槽8に投入する。土砂投入槽
8に投入された土砂は、その下部の夾雑物分離装置28
のスクリーン28aにより混入した大きな石、ゴミ、空
き缶などの夾雑物が除去された後、その下部の土砂搬送
装置9aさらに土砂搬送装置9bによって混合機1へと
搬送され、前述のように土砂供給口20へ供給される。
砂の量は前記土砂量検出装置により検出される。検出さ
れた土砂量は制御装置13へと入力され、これに見合っ
たキレート材の供給量(=重金属不溶化処理材供給装置
11の回転数)が演算され、その結果、重金属不溶化処
理材供給装置11の駆動部を制御し、最適な混合比とな
る所定量のキレート材が、混合機1の重金属不溶化処理
材供給口21に投入される。これにより、供給された汚
染土砂とキレート材とは混合機1内で攪拌混合され、キ
レート材が汚染土砂に含まれた金属イオンに配位(結
合)しキレート化合物をつくることにより金属と安定な
化合物を生成し、重金属を不溶化した(無害化・不溶化
した)改良土となって排出コンベア12によって排出さ
れる。
えば所定期間養生した後、適宜設けた解砕機を用いて解
砕・破砕することにより、さらに、最終用途(例えば再
生砂)に適した大きさとする(=粒度調整)ことができ
る。
化処理を行う際、キレート材の反応性は水分の量に大き
く左右されるため、水分が比較的少ない乾燥汚染土砂の
場合、そのままではキレート結合が有効に行われず、不
溶化処理を十分有効に行えない可能性がある。このよう
な場合には、混合機1の汚泥供給口19に含水比の高い
適宜の量の汚泥を併せて供給する。
の乾燥の程度により決定し、予め制御装置13でその決
定した汚泥の供給量に相当する汚泥供給装置3の回転数
を設定しておく。上記のようにして汚染土砂及びキレー
ト材を土砂投入槽8及び重金属不溶化処理材貯留槽10
からそれぞれ混合機1内に供給する一方で、汚泥を汚泥
貯留槽2に貯留された汚泥は、上記設定された供給量で
汚泥供給装置3により混合機1の汚泥供給口19に定量
投入される。
材、及び汚泥は混合機1により攪拌混合され、乾燥状態
の汚染土砂が汚泥と撹幹混合されることで含水比が増大
し、その結果キレート結合しやすい状態となって、不溶
化処理を確実に行わせることができる。したがって、汚
染土砂の含水比などの性状に係わりなく、汚染土砂の不
溶化処理(重金属不溶化処理)を確実に行うことができ
る。
ずある程度の強度を得たい場合には、下記(2)のよう
にして第1又は第2固化材貯留槽4,6内の第1又は第
2固化材を併せて混合機1へ投入し混合するようにして
もよい。
ルドトンネル工事等を施工した場合等において発生する
汚泥を固化処理する場合、まず予め作業者は、経験的に
算出されている汚泥の含水比と固化材の添加量との相関
に基づき、制御装置13において、汚泥の処理量に相当
する汚泥供給装置3の回転数と、この量に見合った固化
材の供給量に相当する第1及び第2固化材供給装置5,
6の回転数とを設定する。
搬入された汚泥を、順次汚泥貯留槽2に投入する。汚泥
貯留槽2に投入された汚泥は汚泥供給装置3により上記
設定された所定量で混合機1へと搬送され、前述のよう
に汚泥供給口19へ供給される。また、第1又は第2固
化材のうち少なくとも一方(以下単に、固化材という)
が、固化材供給装置5又は固化材供給装置7により上記
設定された所定量で混合機1へと搬送され、前述のよう
に第1固化材供給口22又は第2固化材供給口23へ供
給される。
た汚泥と固化材は混合機1で攪拌混合される。例えば生
石灰を固化材として使用した場合、汚泥に対し消化吸収
反応(水和反応)と発熱反応が生じ、汚泥中の水分を生
石灰中に吸収するとともに熱で蒸発させて汚泥の含水比
を低下させる。こうして含水比を低下させた土砂は、脱
水処理されるだけでなく、生石灰中のカルシウムイオン
による土砂の凝集化作用やポゾラン反応とこの反応に関
与しなかった残余の生石灰による炭酸化反応とにより強
度が上昇して固化するとともに、水が浸入する場所で再
利用しても再汚泥化することがないように改質された改
良土となり、排出コンベア12によって排出される。
記(1)同様、例えば所定期間養生した後解砕・破砕す
ることにより、最終用途(例えば再生砂)に適した大きさ
とする。
を行う際、固化後に所定強度を発現させるための固化材
の必要量は汚泥の含水量に大きく左右される。すなわち
含水量が比較的多い汚泥の場合、そのままでは固化処理
のために膨大な量の固化材が必要となってコスト高を招
くか、固化材供給装置5,7の性能が追いつかない場合
には固化処理を十分有効に行えない可能性もある。この
ような場合には、混合機1の土砂供給口20に含水比の
低い適宜の量の一般残土(掘削残土等)を併せて供給す
る。
る一般残土の量は汚泥の湿潤の程度により決定され、予
め制御装置13でその決定した残土供給量に対する土砂
搬送装置9a,9bの回転数を設定しておく。上記のよ
うにして汚泥及び固化材を汚泥貯留槽2及び固化材貯留
槽4,6からそれぞれ混合機1内に供給する一方で、一
般残土を土砂投入槽8から上記設定された供給量で土砂
搬送装置9a,9bにより混合機1の土砂供給口20に
定量投入する。
土を併せて供給することにより、全体の含水比を小さく
して固化材の必要量を低減し、コスト低減を図り、また
固化処理を確実に行わせることができる。
了したら、混合機1の土砂排出部24のゲートを閉じる
とともに混合機ケーシング6の側部に設けたスプレーノ
ズル18から清水(あるいは適宜の薬液)を混合機1の
中に注入しつつ混合機1を回転させ、混合機1内部に付
着した土砂等を清掃する。
ば、土砂原料として汚染土砂が投入された場合及び汚泥
が投入された場合のいずれにおいても、それに対応した
所定の処理(不溶化処理又は固化処理)を行い、原料の
種類によらず改良土を効率よく生産することができる。
砂が投入された場合及び汚泥が投入された場合のいずれ
においても、それに対応した所定の処理を行えるので、
原料の種類によらず改良土を効率よく生産することがで
きる。
体機器配置を表す平面図である。
ムの一実施の形態の矢視正面図である。
成する混合機のB−B断面による横断面図である。
する第2固化材貯留槽及び第2固化材供給装置の詳細構
造を表す図1中C−C断面による横断面図である。
する第1固化材貯留槽及び第1固化材供給装置の詳細構
造を表す図1中D−D断面による横断面図である。
成する土砂投入槽及び土砂搬送装置の詳細構造を表す図
1中E−E断面による断面図である。
成する土砂投入槽及び土砂搬送装置の詳細構造を表す図
1中F方向からみた矢視図である。
成する重金属不溶化処理材貯留槽及びその周辺部の詳細
構造を表す図1中G方向から見た矢視図である。
材供給口) 22 第1固化材供給口(土質改良材供給
口) 23 第2固化材供給口(土質改良材供給
口)
Claims (2)
- 【請求項1】汚染土砂が供給される土砂供給口、汚泥が
供給される汚泥供給口、及び土質改良材が供給される土
質改良材供給口を有する混合装置と、 前記土質改良材供給口へ供給する前記土質改良材を貯留
する貯留手段と、 前記混合装置からの改良土を排出する排出コンベアとを
備えることを特徴とする土質改良システム。 - 【請求項2】請求項1記載の土質改良システムにおい
て、前記排出コンベアで排出した改良土を解砕する解砕
機を備えることを特徴とする土質改良システム。
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