JP2019120034A - 法面緑化工事用緑化基盤材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】法面緑化工事用緑化基盤材の製造方法に関し、下水汚泥を発酵促進材に使用し、未利用の木材のチップと樹皮とを混錬し、好気性発酵処理して得た発酵肥料及び発酵肥料を法面緑化工事の植物生育基盤とする緑化基盤材を提供する。【解決手段】下水汚泥に、未利用の木材のチップと樹皮を混錬し、ロータリー式発酵装置を備えた発酵槽内に投入し、通気と切り返しによる好気性発酵を２週間ほど経て、発酵反応熱で概略含水率４０％から４５％まで調整した発酵堆肥を網目２０ｍｍのスクリーンで篩別して２０ｍｍ以下のサイズに整え、通気性を有したフレキシブルコンテナ袋の中に収納し静置し、４ヶ月から６ヶ月の熟成期間をもって発酵反応熱が治まった発酵肥料を特徴とする構成。【選択図】図１
Description
本発明は、法面緑化工事用緑化基盤材の製造方法に関するもので、下水道の終末処理で発生する脱水処理後の下水汚泥（窒素の含有率２％／wt超を可とする）を発酵促進材に使用し、森林の開発や保全・維持で生じる小径材や曲がり材のために利用されない伐採材や除根、竹等の未利用な木材、及び素材流通時の原木市場等の取扱い時や製材品生産時に発生する樹皮を混錬し、好気性発酵を経て発酵から熟成させた発酵肥料を製造し、これにコンニャクの飛び粉（業界呼称、コンニャク芋の精粉時の残渣）を混合し、必要に応じて種子、清水を加えて、モルタルコンクリート吹付機に投入し、空気圧縮機の圧搾空気による管搬送の先端ノズル噴射にて法面に所定の厚さで植物の生育基盤層を形成する法面緑化工事用緑化基盤材の製造方法である。
従来は、火山噴出物を起源とした山砂を法面緑化時の植物生育基盤として用いていた。 その山砂を客土（緑化基盤材と同意）とし、コンニャクの飛び粉（業界呼称、コンニャク芋の製粉精製過程で排出する粉状残渣）を肥料兼接着剤（商標名：ピーエムザイ）として使用し、緑化基盤材の栄養価を補い飛散流出を防止する法面緑化技術「ＰＭ工法（ピーエム工法：本出願人が命名）」として、法面緑化工事に寄与している（例えば、特公平６−２７４０６号公報の発明）。
しかしながら、その後、山砂を客土として用いることは、採取地周辺の森林環境を破壊し、土砂流出の防止や水源涵養の機能を阻害することに繋がることを危惧し、山砂の代替えに下水汚泥（脱水汚泥）を用いる工法を開発した（特公平７−２３６１４号公報の発明）。
緑化基盤材に山砂又は山砂の代替えの下水汚泥を用いた特許文献１にあっては、図１の法面において、法勾配６分（約６０度）から法勾配８分（約５０度）の急勾配法面、又は著しく凹凸を成す起伏法面にあっては、集中豪雨（３５ｍｍ／時超のゲリラ豪雨）によって、形成した緑化基盤材に雨溝等の浸食被害が発生、また、酷暑時（気温３０℃超）には、乾燥し植物の種子発芽が遅れ不均一になる。 そのため、緑化基盤材の表面に種子付きシート「化繊網：ＰＭ緑化ネット（ピーエム緑化ネット：本出願人が命名）」を張設し、浸食被害や乾燥被害を緩和する技法とした。しかし、種子が発芽し幼芽が発育する時期に至ると、野生動物（鹿、猪）の法面上での採食行動（食害）で張設したシートに破断や捲れが生じ、シートの使用目的を阻害する結果になってしまう場面が多発した。
上記の特許文献１にあっては、緑化基盤材を法面に吹付けた時の粒度調整、通気性及び保水性の効果は確実であるものの、吹付けた後の乾燥収縮によるクラックの発生防止やそれに伴う滑落の防止に対しては、十分満足できる理想的な形状では決してなかった。 そこで、特許文献２に示すように植物性の廃材を破砕機で粗破砕した後、クラッシャの破砕部に投入し、外側破砕歯と内側破砕歯の回転により、これら植物性廃材を擦る潰しながら、原形質を概略１００ｍｍ程度以下の長さで、且つ５ｍｍ程度以下の太さに成型したものを緑化基盤材用繊維状繋ぎ材の成型方法及びその繊維状繋材入りの緑化基盤材を用いた法面緑化工法を開発した。
上記の先行技術（従来工法）において、次のような課題がある。 第１に、山砂又は下水汚泥の発酵肥料を客土（緑化基盤材）として用いる場合は、吹付け前の緑化基盤材の含水率を４０％以下に調整しなければ、コンニャクの飛び粉（ピーエムザイ）の粘着力によって、吹付けの際の管搬送時に閉塞し、スムーズな施工ができない。 第２に、緑化基盤材の浸食被害や乾燥被害を緩和するため、吹付けにより法面に形成した緑化基盤材の表面にシートを張設しなければならない。 第３に、第２にあっては、野生動物の食害により法面が荒らされ、緑化の成果が得られない実情がある。 第４に、緑化基盤材用繊維状繋ぎ材の成型方法がクラッシャの外内回転歯による擦り潰しから成る長さ１００ｍｍ以下を可とする長形状のため、吹付けの際の管搬送時に閉塞し、スムーズな施工ができない。
そこで、本発明は先行技術の法面緑化工事用緑化基盤材の課題を解決し、発明の目的を達成するために提供するものである。
本発明の第１は、法面緑化工事用緑化基盤材の製造方法において、下水汚泥を含水率約７５％で重量が約９．５tonに設定した下水汚泥に、除根した伐採材と竹材を可とする未利用の木材を破砕径３８ｍｍ、容量１０立法メートル（以下、「ｍ3」という。）に設定したチップと、破砕径３８ｍｍ、容量１０ｍ3に設定した樹皮を混錬した後、ロータリー式発酵装置を備えた発酵槽内に投入し、通気と切り返しによる好気性発酵を２週間ほど経て、発酵反応熱で概略含水率４０％から４５％まで調整した発酵肥料を、網目２０ｍｍのスクリーンで篩別して２０ｍｍ以下のサイズに整え、通気性を有する概略径１ｍ、高さ１ｍのフレキシブルコンテナ袋の中に収納して静置し、４ヶ月から６ヶ月の熟成期間をもって発酵反応熱が治まった発酵肥料を得るようにしたものである。
本発明の第２は、第１の発明に係る法面緑化工事用緑化基盤材の製造方法において、下水汚泥に、容量２０ｍ3の未利用の木材のチップと、容量２０ｍ3の樹皮、及び網目２０ｍｍのスクリーンで篩別した２０ｍｍ以上のオーバーサイズにした容量１ｍ3から３ｍ3の発酵肥料を加えるようにしたものである。
本発明は上記の構成であるから次の作用効果がある。 第１に、従来の山砂や下水汚泥肥料を法面緑化工事用緑化基盤材に使用する場合は、緑化基盤材の地肥力を高めるために、化成肥料とともに肥料木（例えば、マメ科植物：ハギ、コマツナギ）を保全種として使用していたが、下水汚泥を発酵促進材に使用し、未利用の伐採材や除根、及び竹材、並びに樹皮と混錬し、好気性発酵を経て発酵から熟成させた発酵肥料の製造方法では、土壌菌（土壌微生物：土壌中に生息する微生物の総称）が増える傾向が確認できた。
第２に、土壌菌が増えることで、化成肥料や肥料木を使わずに法面緑化に適した植物群落の形成が可能である。
第３に、下水汚泥を発酵促進材に使用し、未利用の木材のチップと樹皮を好気性発酵で発酵から熟成した発酵肥料は、発酵過程及び利用時の発酵臭（腐敗臭）がない。
第４に、請求項第１及び請求項第２において、樹皮（破砕径３８ｍｍ、２０ｍ3）を加えることにより、樹皮特有の繊維質が絡み合い、又繋ぎ材となり、発酵肥料が膨軟化することで、法面上に吹付で形成した緑化基盤材は、保水・通水性及び繊維の絡みつきで緊結力が高まるため、集中豪雨時の浸食被害や酷暑時の乾燥被害に耐え得ることが確認できる。
第５に、第４により、緑化基盤材の表面にシートの張設が不要となり、法面緑化の工費をおさえることができる。
第６に、本発明により、利用価値が少なく止む無く廃棄物処分されていた資源を再生品利用することは、処分場や処分費の節約とともに、資源循環型社会に貢献できる。
第７に、森林整備や竹林整備で生じる木材、竹材を積極的に利用することは、里山又は中山間地域の環境整備や保全に資する事業の促進に繋がる（例えば、野生動物と人間とが棲み分けするための緩衝地帯の整備など）。
本発明の第１は、法面緑化工事用緑化基盤材の製造方法において、住環境保全のための森林や竹林の整備で生じながら、利用価値が無く厄介者扱いにされている木材や竹材のチップを容量２０ｍ3と素材流通時の原木市場等の取扱い時や製材品生産時に発生する樹皮を約１０ｍ3とを発酵肥料化するため、下水汚泥を容量約９．５tonと混ぜた後、ロータリー式発酵装置を備えた発酵槽内に投入し、通気と切り返しによる好気性発酵を２週間ほど経て、発酵反応熱で概略含水率４０％から４５％まで調整した発酵肥料を、網目２０ｍｍのスクリーンで篩別して２０ｍｍ以下のサイズに整え、通気性を有したフレキシブルコンテナ（概略径１ｍ、高さ１ｍ）の中に収納し静置し、４ヶ月から６ヶ月の熟成期間をもって発酵反応熱が治まった発酵肥料を得るようにしたものである。
本発明の第２は、第１の発明に係る法面緑化工事用緑化基盤材の製造方法において、下水汚泥に、容量２０ｍ3の未利用の木材のチップと、容量２０ｍ3の樹皮、及び網目２０ｍｍのスクリーンで篩別した２０ｍｍ以上のオーバーサイズの発酵肥料を１ｍ3から３ｍ3を加えるようにしたものである。
図において、下水汚泥１は、水処理場の脱水処理をした後の下水汚泥である。当該下水汚泥１の容量を約９．５tonに設定したのは、通常汚泥収集運搬車両1台（の積載量に相当するものであり、車種によって、その積載容量が異なる場合がある。木材チップ２は、森林や竹林整備で生じる伐採材や除根、竹を木材破砕機（図示省略）によって、網目が３８ｍｍの篩装置（図示省略）のスクリーンを通過したチップである。 樹皮３は、素材流通時（原木市場等の取扱い時など）や製材品加工時に生じる樹皮を木材破砕機によって、３８ｍｍスクリーンを通過した樹皮であり、針葉樹及び広葉樹を問わない。 下水汚泥１に木材チップ２と竹チップ３及び樹皮４を混ぜ練りし、発酵に適正な含水率５０％から６０％の範囲に水分調整をした混合物Ａ又は戻し材Ｅを加えた混合物Ｂを作製する。 なお、戻し材Ｅとは、好気性発酵後の発酵肥料Ａをスクリーン２０ｍｍ網目で篩別後のオーバーサイズであり、有機物の分解に役立つ土壌菌が大量に賦存することから、好気性発酵の促進する機能がある。
「混合物Ａの配合割合の具体例」を以下に示す。 （１）含水率７５％±５％、窒素含有量２％wt超／を可とする下水汚泥１の数量９．５ton（便宜上の量：収集運搬車両１台積載量に相当する。） （２）破砕サイズ３８ｍｍのスクリーンの通過を可とする木材チップ２と竹材チップ３又は木材竹材が混在したチップの数量２０ｍ3 （３）破砕サイズ３８ｍｍのスクリーンの通過を可とする樹皮４の数量２０ｍ3
「混合物Ｂの配合割合の具体例」を以下に示す。前記（１）から（３）の配合割合で作製した混合物Ａに、好気性発酵に適した含水率５０％から６０％に水分調整するための戻し材Ｅを加える。具体例としては、混合物Ａに戻し材Ｅを１ｍ3から３ｍ3の範囲で水分調整が可となる。
次に、本発明の製造過程を説明する。 （１）まず、上記（１）〜（３）の配合割合で下水汚泥１
と木材チップ２、竹チップ３及び樹皮４を練り混ぜした混合物Ａを作製する。 （２）混合物Ａに戻し材Ｅを加えて、水分調整した混合物Ｂを作製する。 （３）混合物Ｂを好気性発酵するため、発酵槽に投入し、ロータリー式発酵装置で通気と切り返しを繰り返しながら、２週間ほど経過した後に発酵槽より取出した発酵肥料Ｃを作製する。 （４）発酵肥料Ｃをスクリーン２０ｍｍ網目で篩別し、緑化基盤材Ｆの使用に適したサイズに調整した発酵肥料Ｄを作製する。２０ｍｍオーバーサイズは戻し材Ｅとする。 （５）発酵肥料Ｄを概略径１ｍ、高さ１ｍ程の通気性を有するフレキシブルコンテナ袋Ｉに収納して静置し、４ヶ月から６ヶ月の熟成期間をもって発酵反応熱が治まった発酵肥料から成る緑化基盤材Ｆを完成する。 （６）完成した緑化基盤材Ｆは、一般化している緑化基盤材を法面上に吹付けによって形成する作業方法を可とする。具体的にはモルタルコンクリート吹付機Ｊと空気圧縮機Ｋを使って、圧搾空気で管搬送し、法面に所定の厚さで緑化基盤層Ｇを形成する技法である。
と木材チップ２、竹チップ３及び樹皮４を練り混ぜした混合物Ａを作製する。 （２）混合物Ａに戻し材Ｅを加えて、水分調整した混合物Ｂを作製する。 （３）混合物Ｂを好気性発酵するため、発酵槽に投入し、ロータリー式発酵装置で通気と切り返しを繰り返しながら、２週間ほど経過した後に発酵槽より取出した発酵肥料Ｃを作製する。 （４）発酵肥料Ｃをスクリーン２０ｍｍ網目で篩別し、緑化基盤材Ｆの使用に適したサイズに調整した発酵肥料Ｄを作製する。２０ｍｍオーバーサイズは戻し材Ｅとする。 （５）発酵肥料Ｄを概略径１ｍ、高さ１ｍ程の通気性を有するフレキシブルコンテナ袋Ｉに収納して静置し、４ヶ月から６ヶ月の熟成期間をもって発酵反応熱が治まった発酵肥料から成る緑化基盤材Ｆを完成する。 （６）完成した緑化基盤材Ｆは、一般化している緑化基盤材を法面上に吹付けによって形成する作業方法を可とする。具体的にはモルタルコンクリート吹付機Ｊと空気圧縮機Ｋを使って、圧搾空気で管搬送し、法面に所定の厚さで緑化基盤層Ｇを形成する技法である。
本発明によって得られた緑化基盤材Ｆは、法面工事用緑化基盤材のみならず、園芸用の土壌改良材や培土等にも適用できる。
１…汚泥 ２…木材チップ ３…竹材チップ ４…樹皮 ５…コンニャク飛び粉 ６…種子 Ａ…混合物 Ｂ…混合物 Ｃ…発酵肥料 Ｄ…発酵肥料 Ｅ…戻し材 Ｆ…緑化基盤材 Ｇ…緑化基盤層 Ｈ…法面 Ｉ…コンテナ袋 Ｊ…モルタルコンクリート吹付機 Ｋ…空気圧縮機
「混合物Ａの配合割合の具体例」を以下に示す。
（１）含水率７５％±５％、窒素含有量２％ wt超／を可とする下水汚泥１の数量９．５ton（便宜上の量：収集運搬車両１台積載量に相当する。）
（２）破砕サイズ３８ｍｍのスクリーンの通過を可とする木材チップ２と竹材チップ３又は木材竹材が混在したチップの数量２０ｍ3
（３）破砕サイズ３８ｍｍのスクリーンの通過を可とする樹皮４の数量２０ｍ3
（１）含水率７５％±５％、窒素含有量２％ wt超／を可とする下水汚泥１の数量９．５ton（便宜上の量：収集運搬車両１台積載量に相当する。）
（２）破砕サイズ３８ｍｍのスクリーンの通過を可とする木材チップ２と竹材チップ３又は木材竹材が混在したチップの数量２０ｍ3
（３）破砕サイズ３８ｍｍのスクリーンの通過を可とする樹皮４の数量２０ｍ3
次に、本発明の製造過程を説明する。
（１）まず、上記（１）〜（３）の配合割合で下水汚泥１と木材チップ２、竹チップ３及び樹皮４を練り混ぜした混合物Ａを作製する。
（２）混合物Ａに戻し材Ｅを加えて、水分調整した混合物Ｂを作製する。
（３）混合物Ｂを好気性発酵するため、発酵槽に投入し、ロータリー式発酵装置で通気と切り返しを繰り返しながら、２週間ほど経過した後に発酵槽より取出した発酵肥料Ｃを作製する。
（４）発酵肥料Ｃをスクリーン２０ｍｍ網目で篩別し、緑化基盤材Ｆの使用に適したサイズに調整し
た発酵肥料Ｄを作製する。２０ｍｍオーバーサイズは戻し材Ｅとする。
（５）発酵肥料Ｄを概略径１ｍ、高さ１ｍ程の通気性を有するフレキシブルコンテナ袋Ｉに収納して静置し、４ヶ月から６ヶ月の熟成期間をもって発酵反応熱が治まった発酵肥料から成る緑化基盤材Ｆを完成する。
（６）完成した緑化基盤材Ｆは、一般化している緑化基盤材を法面上に吹付けによって形成する作業方法を可とする。具体的にはモルタルコンクリート吹付機Ｊと空気圧縮機Ｋを使って、圧搾空気で管搬送し、法面に所定の厚さで緑化基盤層Ｇを形成する技法である。
（１）まず、上記（１）〜（３）の配合割合で下水汚泥１と木材チップ２、竹チップ３及び樹皮４を練り混ぜした混合物Ａを作製する。
（２）混合物Ａに戻し材Ｅを加えて、水分調整した混合物Ｂを作製する。
（３）混合物Ｂを好気性発酵するため、発酵槽に投入し、ロータリー式発酵装置で通気と切り返しを繰り返しながら、２週間ほど経過した後に発酵槽より取出した発酵肥料Ｃを作製する。
（４）発酵肥料Ｃをスクリーン２０ｍｍ網目で篩別し、緑化基盤材Ｆの使用に適したサイズに調整し
た発酵肥料Ｄを作製する。２０ｍｍオーバーサイズは戻し材Ｅとする。
（５）発酵肥料Ｄを概略径１ｍ、高さ１ｍ程の通気性を有するフレキシブルコンテナ袋Ｉに収納して静置し、４ヶ月から６ヶ月の熟成期間をもって発酵反応熱が治まった発酵肥料から成る緑化基盤材Ｆを完成する。
（６）完成した緑化基盤材Ｆは、一般化している緑化基盤材を法面上に吹付けによって形成する作業方法を可とする。具体的にはモルタルコンクリート吹付機Ｊと空気圧縮機Ｋを使って、圧搾空気で管搬送し、法面に所定の厚さで緑化基盤層Ｇを形成する技法である。
１…汚泥
２…木材チップ
３…竹材チップ
４…樹皮
５…コンニャク飛び粉
６…種子
Ａ…混合物
Ｂ…混合物
Ｃ…発酵肥料
Ｄ…発酵肥料
Ｅ…戻し材
Ｆ…緑化基盤材
Ｇ…緑化基盤層
Ｈ…法面
Ｉ…コンテナ袋
Ｊ…モルタルコンクリート吹付機
Ｋ…空気圧縮機
２…木材チップ
３…竹材チップ
４…樹皮
５…コンニャク飛び粉
６…種子
Ａ…混合物
Ｂ…混合物
Ｃ…発酵肥料
Ｄ…発酵肥料
Ｅ…戻し材
Ｆ…緑化基盤材
Ｇ…緑化基盤層
Ｈ…法面
Ｉ…コンテナ袋
Ｊ…モルタルコンクリート吹付機
Ｋ…空気圧縮機
Claims (2)
- 含水率７５％、重量９．５tonに設定した下水汚泥に、除根した伐採材と竹材を可とする未利用の木材を破砕径３８ｍｍ、容量１０ｍ3に設定したチップと、破砕径３８ｍｍ、容量１０ｍ3に設定した樹皮を混錬した後、ロータリー式発酵装置を備えた発酵槽内に投入し、通気と切り返しによる好気性発酵を２週間ほど経て、発酵反応熱で概略含水率４０％から４５％まで調整した発酵肥料を、網目２０ｍｍのスクリーンで篩別して２０ｍｍ以下のサイズに整え、通気性を有する概略径１ｍ、高さ１ｍのフレキシブルコンテナ袋の中に収納して静置し、４ヶ月から６ヶ月の熟成期間をもって発酵反応熱が治まった発酵肥料を得ることを特徴とする法面緑化工事用緑化基盤材の製造方法。
- 下水汚泥に、容量２０ｍ3の未利用の木材のチップと、容量２０ｍ3の樹皮、及び網目２０ｍｍのスクリーンで篩別した２０ｍｍ以上のオーバーサイズの発酵肥料を１ｍ3から３ｍ3を加える請求項１記載の法面緑化工事用緑化基盤材の製造方法。
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