JP2007014927A - 泥土処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】浚渫土などの泥土を、処理コストが安く、薬剤を使用することもなく、流動化処理土として利用に適するようにする泥土処理方法を提供する。
【解決手段】凍結融解槽にて泥土を凍結融解処理して固液分離し、固液分離された前記泥土をろ過性包装容器に収納し、排水させつつ所定期間放置する泥土処理方法。
【選択図】図１

Description

本発明は泥土処理方法に関し、詳しくは、凍結融解槽にて泥土を凍結融解処理して固液分離する泥土処理方法に関する。

湖沼、河川、港湾などの浚渫工事や河川工事などにおいて発生する浚渫土などの泥土（泥水）は含水率が高いため、そのままでは利用し難く、含水率を下げて改質することによって、各種土木材料に再利用している。その場合、次のような改質方法が一般に行われている。
(1) 予め、泥土中の不純物や砂以上の粒子を除去すべく分級、選別などを行い、その後、高圧脱水処理などによる機械脱水処理を行う。
(2) 天日乾燥する方法。
(3) 凝集剤のような薬剤を泥土に添加して凝集させた後、機械脱水処理する。

(1) 及び(3) の方法は、効果な機械脱水装置を用いるため、処理コストが高く、加えて(3) の方法は薬剤由来による環境への影響が懸念される（例えば、ｐＨが高くなることによる環境汚染など）。また、(2) の方法は、十分な強度が得られず、再利用し難いという問題点がある。

一方、近年建築工事に伴って発生する建築発生土を有効に利用する方法として、流動化処理土としての利用方法が考えられている。この方法は、建築発生土を主材料として適度な流動性のある均質な泥状土を得る方法であり、清水を付加すると共に解泥機で粘性土を構成する細粒分を除去する解泥処理および泥水処理を行った後、セメント系の固化剤（バインダー）を混合して流動化処理土を製造する。この流動化処理土は流動性がよいため、細部にも容易に侵入することができ、狭い空間の充填や地中構造物の補強などに有用である（例えば、特許文献１）。

しかし、浚渫土などには、運搬可能なように、ある程度固形状にする必要があるため、上記した機械脱水処理方法（凝集剤を添加することもある）を行うことが適切なため、一旦脱水ケーキを作成した後、建築発生土の前処理として含水率を高める解泥処理および泥水処理を行い、流動化処理土としている。

特開２００４−１５６３４９号公報

しかしながら、上記従来の方法は、機械脱水処理を行うことから処理コストは依然として高く、より処理コストの低い、しかも再利用が可能な土木材料としての流動化処理土を得る方法の要請は強いものがあった。

そこで、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、本発明の目的は、浚渫土などの泥土を、処理コストが安く、薬剤を使用することもなく、流動化処理土として利用に適するようにする泥土処理方法を提供することにある。

上記課題は、各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る泥土処理方法の特徴構成は、凍結融解槽にて泥土を凍結融解処理して固液分離し、固液分離された前記泥土をろ過性包装容器に収納し、排水させつつ所定期間放置することにある。

この構成によれば、高価な機械脱水装置を使用することなく、泥土に対して機械脱水装置で脱水したと略同等な脱水処理ができ、しかも、凍結融解処理後の泥土は均質性が高いため、薬剤を使用すること必要がないのみならず、ろ過性包装容器に収納して排水させる際にも排水を促進でき、効率よく脱水処理ができる。更に、泥土の性状によっては、後工程として従来から行われてきた解泥あるいは泥水調整処理を省略することもできる。また、ろ過性包装容器による脱水は、処理コストが安価であるため、これによっても安価な処理コストで、再利用が可能な土木材料としての流動化処理土を得ることができる。

その結果、浚渫土などを処理コストが安く、薬剤を使用することもなく、流動化処理土として利用に適するようにする泥土処理方法を提供することができた。

前記凍結融解槽はアンモニア吸収冷凍機と接続されていて、このアンモニア吸収冷凍機から凍結のための冷媒および融解のための熱媒体を送給されるようになっていると共に、前記ろ過性包装容器が包装袋であることが好ましい。

この構成によれば、アンモニア吸収冷凍機は、環境負荷が小さく、エネルギー効率が優れているため、処理コストを低く抑えることができ、しかも、包装袋を使用することにより安価で耐久性のある簡易脱水が可能になり、全体の処理コストを更に低減できる。なお、包装袋の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。

前記泥土を前記ろ過性包装容器に収納して所定期間放置した後、前記泥土を解泥処理し、泥水調整処理してもよい。

この構成によれば、一層均質な流動化処理土として利用に適するようにする泥土処理方法を提供できる。しかも、泥土がろ過性包装容器に収納されているので、可搬送性が高く、解泥処理し、泥水調整処理する場所が離れていても運送容易であるため、処理コストを低く抑えることができる。

前記ろ過性包装容器に泥土を収納する際、予め凍結融解処理した前記泥土で前記ろ過性包装容器の袋面にプリコートし、プリコート後に凍結融解処理しない泥土を収納し、排水させつつ所定期間放置するようにしてもよい。

この構成によれば、凍結融解処理した泥土は固液分離が高く、粗大化されているため、流路を確保したプリコート層を形成できる。したがって、プリコート後に、凍結融解処理しない泥土をろ過性包装容器に収納しても、ろ過性を妨げることなく良好な固液分離性を示す。また、全泥土処理量の内、凍結融解処理を行う量を減らすことができ、さらに、処理コストを低く抑えることができる。

前記ろ過性包装容器に泥土を収納する際、凍結融解処理した前記泥土と、凍結融解処理しない泥土とを混合後、前記ろ過性包装容器に収納し、排水させつつ所定期間放置する方法であってもよい。

この構成によれば、凍結融解処理した泥土と凍結融解処理しない泥土とを混合した泥土は、凍結融解処理しない泥土と比べ、固液分離性が高く、ろ過性も高い。さらに、処理コストを低く抑えることができる。

本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る泥土処理方法の概略フローを示す。

本実施形態の泥土処理方法を、泥土として河川浚渫土（以下、単に浚渫土ということがある）を用いた場合を例に挙げて説明する。まず、必要に応じて浚渫土に対して、分級、選別などの前処理を行う（＃１）。

つぎに、凝集剤などの薬剤を添加することなく、浚渫土を凍結融解槽２に投入して固液分離を行う（＃２）。ここで、固液分離性のよい改質土を得る。凍結融解槽は、冷凍機側から冷媒または熱媒体を槽内に送給されるため、槽内を上下に複雑に配置されている伝熱管を有していて、槽内に投入された浚渫土を凍結した後、融解することにより、固液分離を図る。つまり、浚渫土の凍結は、約−１０〜−３０℃程度の冷ブライン（不凍液）を冷媒として１〜３時間程度伝熱管に通流させて行う。凍結が完了すると、次に融解処理を行う。この融解処理は、熱媒体を伝熱管に通流させて行う。かかる処理により、浚渫土の固液分離が効果的に行え、高価で処理コストの高い機械式脱水機を使用することなく、それでいて略同等の脱水処理が行える。
この凍結融解処理の冷凍機として、アンモニア吸収冷凍機１を用いる。アンモニア吸収冷凍機１は、冷媒にアンモニア、吸収剤に水を使用し、図示はしないが、発生器、精留器、吸収器、溶液熱交換器、溶液ポンプを備えると共に、凝縮器、膨張弁、蒸発器を有して構成されている。そして、蒸発器で蒸発させた冷媒蒸気を、吸収器で吸収剤である水に吸収させ、冷媒を多く含むアンモニア水溶液を溶液ポンプで加圧して発生器に送り、これを外部からの熱エネルギーにより昇温させる。アンモニア水溶液が沸点に達すると、高温高圧の冷媒蒸気が発生し、この冷媒蒸気を精留器に送り、ここでアンモニア濃度を高められて、凝縮器に移動する。濃度が低くなったアンモニア水溶液は、減圧されて吸収器へ戻るようになっている。このアンモニア吸収冷凍機は、従来の冷凍機に比べて低環境負荷であるという利点がある。更に、このアンモニア吸収冷凍機の熱源として、近接するガス・コージェネレーションシステム等からの排ガスから得られる蒸気を利用すると、一層省エネルギーを実現できて好ましい。

次いで、凍結融解処理し改質した（好ましくは、凍結融解後、３０分〜１時間静置して上澄水を抜き出し濃縮処理した）浚渫土を、ろ過能力を有する包装袋からなるろ過性包装容器（いわゆる、フレキシブルコンテナー。「フレコン」と称される）に収納し、数日間放置し、簡易脱水処理する（＃３）。この処理により、数日間放置するだけで、効果的な脱水処理が可能になり、脱水土を得ることができる。特に、凍結融解処理しているので、薬剤を使用しなくても凝集し粗大化しており、フレコンに収容した場合に目詰まりが生じ難く、効果的に排水が促進される。例えば、汚泥に対して、凍結処理後、麻布製フレコンに収容して３日放置すると、含水率は６５〜７０％程度に低減する。これは、凍結処理せず、フレコンに収容した場合の含水率が８０〜８５％であることに比べて、効率よく脱水されていることがわかる。因みに、機械脱水処理した場合の含水率は、５０〜６０％である。

また、凍結融解処理し改質した（好ましくは、凍結融解後、３０分〜１時間静置して上澄水を抜き出し濃縮処理した）浚渫土を、予めろ過性包装容器に収納し、その表面をプリコートした後に、凍結融解処理しない浚渫土を収納し、数日間方途し、簡易脱水してもよい。この処理により、凍結融解処理した浚渫土は改質され、粗大化しているので、流路を確保したプリコート層を形成する。その後、凍結融解処理しない浚渫土を収納しても、フレコン表面は、プリコートの効果により、目詰まりを生じ難くさせ、効果的な排水が促進される。また、簡易脱水処理する全処理量の内、凍結融解処理する浚渫土量を減らすことができるため、より処理コストを低く抑えた処理ができる。

また、凍結融解処理し改質した（好ましくは、凍結融解後、３０分〜１時間静置して上澄水を抜き出し濃縮処理した）浚渫土と、凍結融解処理しない浚渫土とを混合後、ろ過性包装容器に収納し、数日間放置し、簡易脱水してもよい。

この処理によっても、混合した浚渫土は、凍結融解処理しない浚渫土に比べ、固液分離が高く、効果的な排水が促進される。また、簡易脱水処理する全処理量の内、凍結融解処理する浚渫土量を減らすことができるため、より処理コストを低く抑えた処理ができる。なお、凍結融解処理した浚渫土の混合量は、５０％以上であることが好ましい。

得られた脱水浚渫土は、フレコンにより収容されているため搬送が容易となり、次工程である解泥処理（＃４）を行う場所が離れていても、輸送に要するコストを少なくできる。また、フレコンから排出される排水は中性であり、再利用できる。

しかも、流動化処理土に用いる原土は、通常、建築発生土などを対象としており、一旦解泥（＃４）および加水する泥水調整処理（＃５）を必要とするが、上記のように簡易脱水処理した脱水土は、ある程度水を含んでいるため、水との親和性が高く、従来の原土に比べて解泥が容易であるだけでなく、加水して泥水処理する場合に要する水分量も少なくて済む。もとより、得られた脱水土がそのまま固化剤と混練できる性状になっている場合には、解泥および加水する泥水調整処理は不要となる。このようにして得られた脱水処理土は、セメントなどの固化剤と混練されて流動化処理土として利用される。

上記実施形態の示した処理方法では、従来の方法に比べて、省力化した処理が可能となり、しかも従来の方法で処理された脱水処理土と品質的には変わりがない。

〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態において、浚渫土を対象として処理する方法を説明したが、本発明の対象となる泥土は、少なくとも凍結融解処理が可能な性状を有しておれば足り、湖沼、河川、ダム、港湾などの浚渫工事や河川工事などにおいて発生する浚渫土などであってもよいし、浄水場などから排出される排水汚泥（礫分が含まれておらず、比較的粒子径が均一であることから、粒度調整を行うことなく流動化処理土として利用できる）などであってもよい。
（２）上記実施形態において、ろ過性包装容器としては、麻布製の包装袋を例に挙げて説明したが、ろ過性を有しておれば、他の材料、例えば不織布製その他の袋であってもよい。

本発明の一実施形態に係る泥土処理方法の工程を示す概略フロー図

符号の説明

１ アンモニア吸収冷凍機

Claims (5)

1. 凍結融解槽にて泥土を凍結融解処理して固液分離し、固液分離された前記泥土をろ過性包装容器に収納し、排水させつつ所定期間放置する泥土処理方法。
2. 前記凍結融解槽はアンモニア吸収冷凍機と接続されていて、このアンモニア吸収冷凍機から凍結のための冷媒および融解のための熱媒体を送給されるようになっていると共に、前記ろ過性包装容器が包装袋である請求項１記載の泥土処理方法。
3. 前記泥土を前記ろ過性包装容器に収納して所定期間放置した後、前記泥土を解泥処理し、泥水調整処理する請求項１又は２記載の泥土処理方法。
4. 前記ろ過性包装容器に泥土を収納する際、予め凍結融解処理した前記泥土で前記ろ過性包装容器の袋面にプリコートし、プリコート後に凍結融解処理しない泥土を収納し、排水させつつ所定期間放置する請求項１又は２記載の泥土処理方法。
5. 前記ろ過性包装容器に泥土を収納する際、凍結融解処理した前記泥土と、凍結融解処理しない泥土とを混合後、前記ろ過性包装容器に収納し、排水させつつ所定期間放置する請求項１又は２記載の泥土処理方法。

Images