JP2005087904A

JP2005087904A - 土壌改良装置

Info

Publication number: JP2005087904A
Application number: JP2003325701A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sekino; 聡関野; Hisanori Hashimoto; 久儀橋本; Fujio Sato; 藤男佐藤
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】重金属で汚染された汚染土壌の地盤が狭隘な場所、汚染土壌の処理量が少ない場合においても、効率的に汚染土壌を改良することができる土壌改良装置を提供する。
【解決手段】重金属によって汚染された汚染土壌を改質する土壌改良装置において、架台１と、前記架台１に設置され、前記汚染土壌を受け入れ搬送する搬送装置２と、この搬送装置２上に設置され、搬送装置２で搬送される汚染土壌に不溶化処理材を供給する不溶化処理材供給装置１１と、前記搬送装置２に設置され、前記汚染土壌と不溶化処理材とを混合する混合装置２４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、土壌中に重金属を含む地盤を改良するための土壌改良装置に関するものである。

近年、揮発性有機化合物、さらには石油系油類等といった特定有害物質による土壌汚染の問題が顕在化してきており、健康に対する影響の懸念から土壌汚染の対策措置を確立することが社会的に強く要請され、２００３年２月、土壌汚染対策法が施行された。この土壌汚染対策法では、有害物質使用施設を廃止する際の土地調査が義務付けられ、その他、使用中の施設であっても、土壌汚染による健康被害の生じる恐れがある土地に対し、調査を命ずることができる。調査の結果、汚染が発覚した土地は汚染区域として指定区域台帳に記載され、土地所有者は必要な対策措置を講じなければならない。

そこで、汚染土壌を改良するために、無限軌道履帯を有する走行体に、ホッパ、混合装置、搬送装置等を設置して構成した自走式汚染土壌処理機械が提案されている（例えば、特許文献１、図８参照）。

特開２００３−７１４２６号公報

前述した従技術は、揮発性油分、揮発性有機物を含んだ汚染土壌を処理するものであるが、この種の汚染土壌以外に、重金属によって汚染された土壌を改質する要求もある。この重金属による汚染箇所は、種々様々であり、大規模な範囲で汚染されている場所、小規模の範囲で汚染されている場所、また、汚染箇所への処理機の搬入空間が小さい場所等がある。

一般的に、この種の重金属で汚染された土壌を処理する場合、その処理効率を向上させるとの観点から、前述した従来技術に示されたような大型な構造が採用される。この場合、汚染箇所への処理機の搬入空間が小さい場所での汚染土壌処理においては、前述した大型の自走式汚染土壌処理機械を、その対象場所に搬入できない場合がある。また、大規模な敷地面積がある場合においても、処理対象となる汚染土壌の土量が少ない場合に、前述した大型構造の自走式汚染土壌処理機械を用いた場合、処理作業時間は短時間で完了してしまう。このため、実際の処理作業時間及びコストに対する自走式汚染土壌処理機械の搬送、設置、撤収等に要する時間及びコストが多大になるので、汚染土壌の処理要求が多々あるが、上記の理由により、その要求に答えられず、汚染土壌の処理が進行していないのが現状である。

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、重金属で汚染された汚染土壌の地盤が狭隘な場所、汚染土壌の処理量が少ない場合においても、効率的に汚染土壌を改良することができる土壌改良装置を提供することを目的する。

本発明は上記の目的を達成するために、第１の発明は、重金属によって汚染された汚染土壌を改質する土壌改良装置において、架台と、前記架台に設置され、前記汚染土壌を受け入れ搬送する搬送装置と、この搬送装置上に設置され、搬送装置で搬送される汚染土壌に不溶化処理材を供給する不溶化処理材供給装置と、前記搬送装置に設置され、前記汚染土壌と不溶化処理材とを混合する混合装置とを備えたことを特徴とする土壌改良装置にある。

また、第２の発明は、重金属によって汚染された汚染土壌を改質する土壌改良機において、架台と、前記架台に設置され、前記汚染土壌を受け入れ搬送する搬送装置と、この搬送装置の一方側に設けたホッパと、前記搬送装置上に設置され、搬送装置で搬送される汚染土壌に不溶化処理材を供給する不溶化処理材供給装置と、前記搬送装置に設置され、前記汚染土壌と不溶化処理材とを混合する混合装置とを備えたことを特徴とする土壌改良装置にある。

更に、第３の発明は、重金属によって汚染された汚染土壌を改質する土壌改良機において、架台と、前記架台に設置され、前記汚染土壌を受け入れ搬送する搬送装置と、この搬送装置の一方側に設けたホッパと、前記搬送装置上における前記ホッパ近傍に設置され、搬送装置で搬送される汚染土壌に不溶化処理材を供給する不溶化処理材供給装置と、前記搬送装置における他方側と前記不溶化処理材供給装置との間に設置され、前記汚染土壌と不溶化処理材とを混合する混合装置とを備えたことを特徴とする土壌改良装置。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記混合装置は、前記汚染土壌と不溶化処理材とを混合する羽根を備えたことを特徴とする土壌改良装置にある。

本発明の土壌改良装置によれば、汚染土壌の地盤が狭隘な場所、汚染土壌の処理量が少ない場合においても、効率的に重金属で汚染された汚染土壌を改良することができるので、その処理作業の時間的、経費的な面をも含めて、効率的な処理作業を行うことができる。

以下、本発明の土壌改良装置の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の土壌改良装置の一実施の形態を示す正面図、図２はその平面図、図３は図１のIII−III矢視断面図で、これらの図において、１は本体フレームで、この本体フレーム１は、複数の支持ポストと、これら複数の支持ポスト上に設けられた複数の支持部材とで架台を構成している。

２は汚染土壌を搬送する搬送コンベアで、そのコンベアフレーム３は、搬送方向下流側（図１の右側）に向かって上り傾斜となるように、本体フレーム１に支持されている。４，５は、それぞれコンベアフレーム３の両端に回転自在に設けた従動輪及び駆動輪、６はこれら従動輪４及び駆動輪５に掛け回した搬送ベルトである。７は搬送コンベア２の駆動装置で、この駆動装置７は駆動輪５に連結しており、駆動輪５を回転駆動させることにより、この駆動輪５と従動輪４との間で搬送ベルト６を循環駆動させるようになっている。８は搬送ベルト６の搬送面を支持する複数の支持ローラで、これら支持ローラ８は、搬送ベルト６の搬送面の下側に所定の間隔で複数配置されている。

９は汚染土壌を受け入れるホッパで、このホッパ９は、コンベアフレーム３における土砂搬送方向上流側（図１の左側）端部に位置するように、支持部材１０を介して本体フレーム１に支持されている。また、ホッパ９は、上方に向かって拡開するよう形成されており、例えば油圧ショベル等といった土砂供給手段からの土砂を受け入れ、搬送ベルト６上に載置するようになっている。ホッパ９の下部開口部の幅は、搬送ベルト６の幅とほぼ同等かそれよりも小さく設定されている。

また、ホッパ９の下流側側壁には、搬送ベルト６に対向して土砂切出口が切り欠いて設けられており、上記搬送コンベア２は、ホッパ９内の土砂をこの土砂切出口を介してホッパ９外に搬送するようになっている。このとき、搬送コンベア２による汚染土壌搬送量は、土砂切出口の開口面積及び搬送ベルト６の搬送速度により定まる。従って、汚染土壌搬送量は、搬送コンベア２の駆動装置７の駆動速度により調整可能となっている。

１１は搬送ベルト６上を搬送される汚染土壌に不溶化処理材を供給する不溶化処理材供給装置で、この不溶化処理材供給装置１１は、ホッパ９よりも下流側（図１の右側）に位置するように、本体フレーム１に支持されている。汚染土壌に添加する不溶化処理材としては、例えば生石灰、消石灰等のように、汚染土壌を構成する土砂粒子を包み込む性質を持つものが好ましい。

不溶化処理材供給装置１１は、水平断面が略方形の添加材の貯留部１２と、この貯留部１２内の不溶化処理材を下方に導出する供給部１３と、貯留部１２内の不溶化処理材を供給部１３に導く漏斗の役割を果たす略四角錐形状のシュート１４とで構成されている。

また、貯留部１２は、シュート１４に連設した蛇腹部１５と、この蛇腹部１５の上部をカバーする天板部１６とで構成されている。蛇腹部１５は、伸縮自在なフレキシブルな材料（例えばポリエチレン系ゴム材料等）で構成されており、内部に貯留した不溶化処理材からの内圧が作用するため、複数の補強リング１７で補強されている。このとき、蛇腹部１５内の不溶化処理材による内圧は、下方ほど高くなるため、図１に示すように下方になるほど上記補強リング１７の取付ピッチを狭くしている。

前述した蛇腹部１５は、例えば稼動時等には、蛇腹部１５を伸長させた状態で固定して貯留部１２の内部容積を十分確保、トレーラ等で輸送するとき等には、蛇腹部１２を縮減させて固定することにより、輸送高さをその制限内に収める機能を有している。

１８は天板部１６のほぼ中央の改良材投入口に設けた開閉蓋で、この開閉蓋１８は、外方に開くようになっており、全開状態では図示しないストッパにより斜め上方に拡開するような格好で静止するようになっている。

前述した貯留部１２内には、カッタが設けられている。このカッタは、不溶化処理材の投入口に臨むよう、上方に向かって突設して設けられており、投入口を通してクレーン等により貯留部１２内に挿入される不溶化処理材のフレキシブルコンテナの底部を切り裂き、その内部の不溶化処理材を、円滑に貯留部１２内に充填させる機能を有している。

前記供給部１３は、本実施の形態においては、スクリューフィーダで構成したが、これに特別な限定はなく、例えばロータリフィーダ等を用いることも可能である。図３において、１９は供給部１３の略円筒形状のケーシングで、このケーシング１３は、その不溶化処理材供給口２０が搬送ベルト６上に位置するように搬送ベルト６の移送方向と直交して設けられている。２１はケーシング１９内に軸受によって回転可能に支持された回転軸、２２はこの回転軸２１の外周に螺旋状に設けたスクリュー（オーガ）である。

前述したスクリュー２２のピッチは、供給口２０側に向かうにしたがって徐々に大きく設定している。これは不溶化処理材の供給が、上流側に偏ってしまう場合があり、その結果、いわゆるラットホール現象が生じる可能性があるので、このラットホール現象の発生を抑制するためである。

２３は回転軸２１に連結した駆動装置で、この駆動装置２３はスクリュー２２を回転させる。これにより、スクリュー２２は、供給部１３内部の不溶化処理材を供給口２０に向かって移送し、搬送コンベア６上を搬送される汚染土壌に不溶化処理材を一定量づつ供給されるようになっている。なお、駆動装置２３は、回転速度が制御可能な構成となっており、回転速度を制御することで改良材の供給速度が調整可能となっている。また、ケーシング１９は、図３を参照して分かるように、不溶化処理材の移送方向（図３の右方向）に上り傾斜に配設し、不溶化処理材供給装置１１の高さが低くなるよう配慮している。

２４は搬送コンベア１１上を搬送される汚染土壌及び不溶化処理材を混合する混合装置である。本例では、この混合装置３４を２台設ける例を説明するが、台数に限定はなく、３台以上設けても良いし、１台のみを設ける構成としても構わない。

上述した混合装置２４の詳細な構成を、図４乃至図６を用いて説明する。これらの図において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは同一部分である。１５１はコンベアフレーム３上に設けた支持架台で、この支持架台１５１は、コンベアフレーム３上に設けたベースフレーム１５１ａと、このベースフレーム１５１ａ上に立設した複数のポスト１５１ｂと、これらポスト１５１ｂ上に設けたブラケット１５１ｃとで構成されている。１５２はこの支持部材１５１に揺動可能に支持された揺動部材で、この揺動部材１５２の上端は、ブラケット１５１ｃに対し支軸１５３を介して連結されている。

１５５は汚染土壌と不溶化処理材とを混合する回転体で、この回転体１５５は、揺動部材１５２の先端に回転可能に保持された回転軸１５６と、この回転軸１５６に対して略放射状に設けられた複数の羽根１５７とで構成されている。回転軸１５６は、コンベアフレーム３と略直交する向き（図５の左右方向）に延在するよう、搬送ベルト６上方に略水平に設けられている。また回転軸１５６は、軸受１５８，１５８を介して揺動部材１５２に支持された両端の支持部１５６ａ，１５６ａと、これら支持部１５６ａ，１５６ａ間に介設された中間部１５６ｂとで構成されている。これら中間部１５６ｂと支持部材１５６ａ，１５６ａとの対向端部には、それぞれフランジ１５６ｃが設けられており、中間部１５６ｂと支持部材１５６ａ，１５６ａとは、互いのフランジ１５６ｃを介し、例えばボルト等により締結されている。

ここで、羽根１５７は、図６に示すように搬送ベルト６の搬送方向と反対方向に回転すると共に、回転体１５５の回転方向に対して反対方向に傾斜して設けられている。また、羽根１５７は、それぞれ回転軸１５６の軸方向に湾曲して形成されており、その湾曲方向は、周方向に隣接する羽根１５７同士で互い違いになっている。また、回転体１５５の回転軌跡は、搬送ベルト１０６に近接している。このように、羽根１５７を土砂搬送方向と反対方向に回転させることにより、搬送中の汚染土壌や不溶化処理材を一部跳ね戻すような格好となり、汚染土壌及び不溶化処理材と羽根１５７との接触頻度を確保するようになっている。また、これと共に、各羽根１５７が回転軸１５６の軸方向に湾曲していることにより、土砂や添加材と、羽根１５７との接触面積が確保されるよう配慮されている。

なお、１５９は回転軸１５６の中間部１５６ｂに軸方向にほぼ等間隔で取り付けられた取付板で、各羽根１５７は、厳密にはこの取付板１５９に対し、例えばボルト１６０等により着脱可能に設けられている。そして、前述にように、この中間部１５６ｂは、回転軸１５６の支持部１５６ａ，１５６ａに対して着脱可能であるため、羽根１５７を交換する際には、中間軸１５６ごと取外し可能な構成となっている。前述した揺動部材１５２は、各羽根１５７と搬送ベルト６との間への石等の噛み込みによる羽根１５７の回転停止を防止する機能を有している。

１６１は混合装置２４の駆動装置で、この駆動装置１６１は、一方側（図５の右側）の上記ブラケット１５１ｃ上に設けられている。１６２，１６３は、それぞれ駆動装置１６１の出力軸１６１ａ及び回転軸１５６の支持部１５６ａの端部に設けたスプロケット、１６４はこれらスプロケット１６２，１６３に掛け回されたチェーンである。これにより、駆動装置１６１の駆動力が回転体１５５に伝達され、図６に示したように回転体１５５を回転駆動させるようになっている。駆動装置１６１は、回転速度が調整可能である。

１６５は回転体１５５を覆うように形成され、回転体１５５により跳ね上げられる土砂や添加材の飛散を防止するカバーである。このカバー１６５は、回転軸１５６（支持部１５６ａ）により回転可能に支持され、揺動部材１５２に対し相対的に揺動可能な構成となっている。また、カバー１６５の側面には、図５に示すように、回転軸１５６（支持部１５６ａ）と同心の円弧状に形成した溝１６６ａを有するプレート１６６が、複数（この例では片側２つづつ、計４つ）取付けてある。１６７は揺動部材１５２の内側に設けたピンで、このピン１６７は、プレート１６６に対応して設けられ、プレート１６６の溝１６６ａ内に嵌合している。

以上の構成により、本発明の土質改良装置は、ホッパ９に受け入れた汚染土壌を搬送コンベア２により搬送しつつ不溶化処理材供給装置１１により不溶化処理材を供給し、搬送中、混合装置２４により汚染土壌を不溶化処理材と共に混合する。

次に、上述した本発明の土壌改良装置の一実施の形態の動作を説明する。
図１において、例えば図示しない所定のストック場所に集積された汚染土壌は、別途用意した油圧ショベルや搬送コンベア等（図示せず）により、ホッパ９に投入される。ホッパ９に投入された汚染土壌は、搬送コンベア２により順次搬送され、その搬送の途中で不溶化処理材供給装置１１から不溶化処理材が添加される。更に、こうして不溶化処理材を添加された汚染土壌は、混合装置２４により細かく解砕（細粒化）されつつ、不溶化処理材と混合される。この不溶化処理材を混合した汚染土壌は、搬送コンベア２の搬送方向下流側（図１中右側）端部から排出される。前述した改良土壌は、例えば埋め戻し用の土壌として掘削した場所に埋め戻される。

上述した本発明の一実施の形態によれば、狭隘な場所での汚染土壌の改良作業、及び少量の汚染土壌の改良作業を短期に改善することができる。その結果、土地の転売が即時に対応可能となるとともに、その土地の早期利用が可能となる。

上述した本発明の一実施の形態において、混合装置２４を構成する羽根１５７は、使用期間の経過と共に摩耗するため、適宜交換する必要がある。本実施の形態においては、羽根１５７は、回転軸１５６（厳密には取付板１５９）に対してボルト１６０により締結されているため、容易に交換することができる。また、これらの羽根１５７を取り付けた回転軸１５６の中間部１５６ｂ自体も、回転軸１５６両端の支持部１５６ａ，１５６ａに対して着脱可能であるため、羽根１５７を１つ１つ取外さなくても、中間軸１５６ｂごと取外すこともできる。このような構成により、高いメンテナンス性を確保することができる。

また、本実施の形態において、汚染土壌と不溶化処理材との混合は、羽根１５７と汚染土壌との衝突によりなされる。このとき、本例においては、各羽根１５７の先端が、搬送ベルト６の幅方向に湾曲しているので、それだけ羽根１５７と汚染土壌との衝突面積が確保される。また、回転体１５５の回転速度は、駆動装置１６１の駆動速度により調整可能であるので、回転体１５５の回転速度を速くすることにより、羽根１５７と汚染土壌との衝突回数（頻度）を多くすることができ、汚染土壌と不溶化処理材との混合を確実に行うことができる。また、衝突回数を確保する上では、搬送コンベア２の汚染土壌搬送速度を遅くすることによっても達成される。なお、本例では、回転体１５５の回転方向を、搬送コンベア２の土砂搬送方向と反対方向としたが、搬送コンベア２の土砂搬送方向と同じ方向としても構わない。

また、本実施の形態においては、搬送コンベア２上に複数（２つ）の混合装置２４を配置しているので、混合装置２４を１台のみ配置する場合に比べ、汚染土壌と不溶化処理材と混合性能を向上させることができる。

なお、本実施の形態において、上記の混合効果を得るために、羽根１５７を搬送ベルト６の幅方向に湾曲して形成したが、本発明の本質的効果は、仮に粘性土や土塊を多く含んだ汚染土壌を改質対象とした場合であっても、この改質対象土壌を均一に細粒化し、汚染土壌と不溶化処理材とを確実に混合し、確実かつ効果的に不溶化処理することができる。また、羽根１５７の形状に関しては必ずしも上記に限定されるものではない。また、混合装置２４を複数（本例では２台）設ける構成としたが、上記の本質的効果を得る限りにおいては、１台のみでも構わない。勿論、３台以上設けても構わない。

上記のメンテナンス効果を得るために、羽根１５７や回転軸１５６の中間部１５６ｂを着脱可能な構成としたが、本質的効果を得るためには、必ずしも着脱可能に構成する必要はない。また、本実施の形態においては、動力装置２３を備えているので、各機器の駆動装置を外部電源等を使用することなく単体で作動させることが可能となり、持ち込んだ現場で即座に作業が可能となる。また、ホッパ９には、篩装置等を設けていないが、改質対象となる土壌の性状に応じて篩装置やあおりを設けても構わない。これらの場合も同様の効果を得る。

なお、上述の実施の形態においては、搬送コンベアの一方側にホッパを設けたが、このホッパの付設を省略することができる。また、ホッパに替えてシュートを設けて構成することも可能である。また、本発明の土壌改良装置は、トラックの荷台に載置可能な寸法にすることが可能である。

本発明の土壌改良装置の一実施の形態を示す正面図である。図１に示す本発明の土壌改良装置の一実施の形態の平面図である。図２のIII−III矢視からみた側面図である。本発明の土壌改良装置の一実施の形態を構成する混合装置を拡大して示す正面図である。図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。図５のVI−VI矢視断面図である。

符号の説明

１本体フレーム
２搬送コンベア
９ホッパ
１１不溶化処理材供給装置
１３供給部
２４混合装置

Claims

重金属によって汚染された汚染土壌を改質する土壌改良装置において、架台と、前記架台に設置され、前記汚染土壌を受け入れ搬送する搬送装置と、この搬送装置上に設置され、搬送装置で搬送される汚染土壌に不溶化処理材を供給する不溶化処理材供給装置と、前記搬送装置に設置され、前記汚染土壌と不溶化処理材とを混合する混合装置とを備えたことを特徴とする土壌改良装置。
重金属によって汚染された汚染土壌を改質する土壌改良機において、架台と、前記架台に設置され、前記汚染土壌を受け入れ搬送する搬送装置と、この搬送装置の一方側に設けたホッパと、前記搬送装置上に設置され、搬送装置で搬送される汚染土壌に不溶化処理材を供給する不溶化処理材供給装置と、前記搬送装置に設置され、前記汚染土壌と不溶化処理材とを混合する混合装置とを備えたことを特徴とする土壌改良装置。
重金属によって汚染された汚染土壌を改質する土壌改良機において、架台と、前記架台に設置され、前記汚染土壌を受け入れ搬送する搬送装置と、この搬送装置の一方側に設けたホッパと、前記搬送装置上における前記ホッパ近傍に設置され、搬送装置で搬送される汚染土壌に不溶化処理材を供給する不溶化処理材供給装置と、前記搬送装置における他方側と前記不溶化処理材供給装置との間に設置され、前記汚染土壌と不溶化処理材とを混合する混合装置とを備えたことを特徴とする土壌改良装置。
前記混合装置は、前記汚染土壌と不溶化処理材とを混合する羽根を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の土壌改良装置。