JP3716189B2

JP3716189B2 - 浚渫泥土の処理方法

Info

Publication number: JP3716189B2
Application number: JP2001125407A
Authority: JP
Inventors: 正秀田村; 信昭和田; 浩司横山; 敏文三宅; 英雄廣瀬; 隆石倉; 秀男鈴木; 龍一川西; 栄太郎川浦; 忠彦川田; 桂介山田; 勝久阿部
Original assignee: Toa Corp; Penta Ocean Construction Co Ltd; Kabuki Construction Co Ltd; Toyo Construction Co Ltd; Honma Corp; Ohmoto Gumi Co Ltd
Current assignee: Toa Corp; Toray Engineering Co Ltd; Penta Ocean Construction Co Ltd; Kabuki Construction Co Ltd; Honma Corp; Ohmoto Gumi Co Ltd
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2021-04-24
Also published as: JP2002316200A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
開示技術は、湖沼や河川、港湾等から得られる浚渫泥土を、送泥用の排砂管内で凝集剤を添加して凝集させ、しかる後に、底部に排水機構を設けた処理ヤードに排泥して自然脱水、乾燥させる浚渫泥土の処理方法の技術分野に属する。
【０００２】
特に、該技術は、浚渫泥土を１秒間に０．０１６７ｍ³以上という大きな速度で廃泥処理する場合の処理方法の技術分野に属する。
【０００３】
【従来の技術】
周知の如く、国土が狭隘で、山間林野部が多く、しかも、長い海岸線に近接している特殊な地勢条件の我が国にあっては、河川、湖沼が多く、長い海岸線には大小の港が設けられており、したがって、河川、湖沼、港岸には、経時的に大量のヘドロ等の高含水泥土が堆積し、河川、湖沼、港岸等に設置されている所謂ウォーターフロント等の施設の諸機能は経時的に次第に損なわれていく弊害がある。
【０００４】
従来、当該湖沼や河川、港湾等から得られるかかる浚渫泥土２を処理するにあたっては、図７に示す様に、泥土２を浚渫船１で浚渫して堤防４で囲繞された処理ヤード５内に送泥し、そこで図８に示す様に、天日８を介して泥土７を乾燥す
る方法や、或いは、図９の
【イ】に示す如くポリアクリルアミド系等の凝集剤１
０を加えて凝集泥土７とさせたり同図
【ロ】に示す如く、脱水機１１にかけ減容した泥土７´ とする方法が専ら採られてきた。
【０００５】
而して、かかる技術は特開平９−１６８８００号公報発明や特開２０００−４２６００６号公報発明等に開示されている。
【０００６】
而して、これに対処するに堆積泥土２を処理ヤード５に送泥された泥土の該癈泥７については１つの資源材として有効に再利用するべく田畑の嵩上げや築堤等に建設用土として利用するようにしており、かかる浚渫泥土７の処理システムの在来態様を図３以下の図面によって略説すると、当該図３に示す様に、浚渫船１によりその海底に堆積している泥土２を所定に浚渫し、該浚渫船１から延設されている排砂管３を介し堤体４によって囲繞され処理ヤード５に癈泥７として送泥するに、該癈泥７が該排砂管３によって送泥されるプロセスは元来数百％を超える様な、高含水の状態の泥土２であるために、該処理ヤード５内で沈殿による重力選別を介し水分をオーバーフロー水１５等で放水などにより排水し、該処理ヤード５に沈降して残留する癈泥７に対して図８に示す様に、太陽８の日照による天日乾燥と自然な自重圧密を介し２年乃至３年程度の長期の自然脱水を行い、経時的な癈泥７の固結を行って田畑の嵩上げや築堤等の建設用土として利用に供するようにされているものであるが、当該長期間の天日乾燥を介しての自然脱水だけでは癈泥７の表層部のみが乾燥し、中層部、深層部では有効に脱水が図れないために、図９の
【イ】に示す様に、ポリアクリルアミド系の凝集剤１０を添加し混合攪拌して固化の促進を図ったり、当該図９の
【ロ】に示す様に、加圧脱水等の所定の固化処理装置１１を介し癈泥７に加圧脱水作用を機械的に与えて、強度をアップした癈土７´ とし実用に供し得る良質な改良土として図１０に示す様に、トラック１２等により良質な改良土１３として図１１に示す様に、所定の建設用地まで搬送し、基礎土１５上に改良土１３´ として盛土し、当該図１１に示す様に、その上に耕土１３´ に覆土１６してトラクターやコンバインや耕耘機の使用や植生１７の育成が可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、湖沼や河川、港湾等の底には、多くの場合、ヘドロ状の物質や泥土２が沈殿、堆積しているが、それらは，栄養塩に富むヘドロ状物質である場合が多く、そこから溶け出る窒素、りんなどの富栄養素が植物プランクトンの異常発生やメタンガス発生の原因となって、著しい環境悪化をもたらしている。
【０００８】
かかる、汚染の進んだ湖沼や河川、港湾の浄化の有力な方法の一つは、この栄養塩に富むヘドロ状物質の泥土２を浚渫船１により浚渫して排砂管３を介して処理ヤード５に送泥して取り除くことであり、国や多くの地方自治体が早くからこれに取り組んで一定の成果をそれなりに収めてはいるが、その方法は、前述した如く浚渫船１から排砂管３を介して送泥されるヘドロ２を処理ヤード５に泥土７として貯めて天日８により乾燥するものが殆どで、該処理ヤード５に大規模な築堤工事が必要な上、乾燥が終わって処理ヤード５を再利用することが可能になるまで長期間（１年以上）を要することから、処分地の確保に頭を悩ませているところがほとんどである。
【０００９】
このような、天日８による乾燥は時間がかかる上、乾燥後といえども、処理ヤード５の泥土７に地耐圧が出ず、処分地の用途が制限される事から、凝集剤１０を加えて機械攪拌装置１１で固化させ、それを該機械１１により脱水化し泥土７´ とする方法が一部で採用されている。しかし、機械攪拌装置、機械脱水装置１１のいずれについても処理能力が小さいという難点があり、例えば、１秒間に０．０１６７ｍ³ 以上というような大量処理に向かず、仮に、大量処理を機械攪拌装置、機械脱水装置１１等を用いて行うものとすると、その設備費用、運転費用、メンテナンス費用、所要敷地面積はコスト的に莫大なものとなり、現実的ではない不利点があった。
【００１０】
尚、高含水の浚渫癈泥７に対する処理方法において、凝集剤１０を用いた技術としては、前記特開平０９−１６８８００号公報等に開示されてはいるが、当該先行技術においては、高含水浚渫癈泥７に対し、セメント等の固化剤等を添加することが高頻度にされており、当該先行技術を用いて高含水浚渫癈泥７を処理して、該浚渫癈泥７を固化するに、固化するプロセスで、当該添加されるセメントの固化剤等１０による窒素系物質の増加によりｐＨ値やＣＯＤの増加が生じるデメリットがあった。
【００１１】
而して、図８に示す様な、処理ヤード５内に於ける天日８を介しての乾燥と自重圧密を介しての癈泥土の沈降ではますます該癈泥の疎水性が悪化し、乾燥促進が経時的に低下し、固結の悪化が良好な建設用土の良質土１７の形成が損なわれるという不具合があった。
【００１２】
【発明の目的】
この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく、浚渫船１からの長距離の排砂管３を介しての沈殿池機能を有する処理ヤード５への送泥を介し天日８による乾燥と沈殿による自重圧密による上層部のみの乾燥であって、中層部、深層部の乾燥が充分に行われず、又、セメント等の固化剤の添加による力学的特性が改善されても、ｐＨやＣＯＤ値の増加による環境特性の悪化が逆に促進されるという在来態様の高含水浚渫泥土の建設用土への改良処理の問題点を解決すべき技術的課題とし、浚渫船からの長い排砂管３を介しての処理ヤード５への泥土への送泥の条件を前提としながらも、該排砂管を介しての送泥中に於いて排水性を良好にして、脱水促進を迅速に行い、経時的にも速やかに経済的にもローコスト的に行えるようにし、浚渫泥土を建設用土として有効に利用させることが出来るようにして建設産業における土木技術利用分野に益する優れた浚渫泥土の処理方法を提供せんとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述課題を解決するために、含水比６５０％以上の浚渫泥土２を排砂管３で処理ヤード５に送泥する途中に、初めに液状のアニオン系高分子凝集剤Ａを添加して浚渫泥土を一次凝集させ、次に２価または３価の無機金属塩水溶液Ｃを添加して凝集反応を完結させ、これを、底部に排水機構１２を設けた処理ヤード５に排出して自然脱水させる浚渫泥土の処理を行う技術的手段を講じたものである。
【００１４】
【作用】
而して、上述構成において、河川、湖沼、港岸に堆積しているヘドロ等の泥土２を浚渫し、浚渫船１からの長い排砂管３を介しウォーターフロント等に設置した処理ヤード５に送泥するに際し、当該送泥プロセスにおいて、まず、アニオン系分子凝集剤Ａを添加して、送泥中に存在する微細な土粒子や汚濁物質等の各物質を架橋（粗結合）状態でブロック化し、次いで２価又は３価の無機金属塩水溶液Ｃを添加して凝集反応を完了させて架橋（粗結合）状態の粗粒子群が締り、強固な密の状態のフロックになるようにし、該フロック相互の間にある自由水は分離し易く、フロックは疎水性に優れた性状にし、送泥する処理ヤードの下層部に敷設した透水性の高いサンドマット上に送泥した浚渫泥土は上記フロックの間の自由水がセメント等の固化剤が添加されていないために、スムーズに清澄水として排水ポンドの釜場等から排水され、しかも、ｐＨ値やＣＯＤがコントロールされ、無公害裡に自然放流等の放水がされ、又、しかも、上記自由水の排水の進行に伴い、送泥された処理ヤード５内の癈泥は自然圧密による排水の進行が進まなくなると、該自由水の脱水により泥土７の表層部に生じたクラック１６，１６´を介し該表層部の太陽８に対する暴露面積が増大し、天日乾燥を行うに、自然乾燥が促進されて迅速に脱水が促進され、土粒子分が多い改良土６２が速やかに、固結されて該改良土１６´ としての強度が増加し、建設用土６３として田畑の嵩上げや築堤に有効に利用出来るようにするものである。
【００１５】
【発明の背景】
而して、従来、一般的に行われている浚渫泥土２の凝集処理では、始めに、浚渫泥土に２価または３価の無機金属塩水溶液Ｃを添加して泥土中のコロイド物質のもつ負電荷を中和し、つぎにノニオン、又は、アニオン性の高分子物質Ａを加えて凝集を起こさせるような手段を用いているが、該種手段は、ノニオンまたはアニオン性の高分子物質Ａの添加物が浚渫泥土２中の固形分当たり０．０１％以下で済み、非常に経済的ではあるが、得られるフロックが小さく、自然脱水には適さないものである。
【００１６】
これを解決する方法として発明者らが見出だしたのは分子量が８００万〜１２００万の高分子凝集剤Ａを用い、且つ、浚渫泥土２中の固形分当りの純分換算添加量を０．１％以上、好ましくは０．２％以上と非常に多くすることであり、この出願の発明のように、まず始めに、非常に高い分子量の高分子凝集剤を大量に浚渫泥土に添加する（第１工程）と、イオンの反発力を越えて該高分子凝集剤が懸濁コロイドを包み込む。
【００１７】
この場合、コロイド物質は、高分子の網に絡み取られたような状態となり、大きなフロックを形成する。次に２価または３価の無機塩を加える（第２工程）と、高分子の網が、内にコロイド物質を含んだまま一気に収縮し、丈夫なフロックになると考えられる。
【００１８】
ここで用いるアニオン系高分子凝集剤としては、鎖状で、コロイド物質との吸着点を沢山持っている物質、例えば、アクリルアミドとアクリル酸ソーダの共重合物（アクリル酸ソーダの割合２０〜５％）が、また、この出願の発明で用いる２価または３価の無機金属塩としては、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化第２鉄等の水溶液を用いるのが望ましいが、これに代えて、４価以上の無機金属塩やカチオン系高分子凝集剤の水溶液を用いることも可能である。
【００１９】
始めにアニオン性の高分子凝集剤を添加し、次に無機金属多価塩を添加することは、例えば、特開平３−１６１０９９などに記載されてはいるが、かかるアニオン系高分子凝集剤の分子量が８００万以下の場合、そして／または、浚渫泥土中の固形分当たりの添加量が０．１％以下の場合、始めに浚渫泥土類に高分子凝集剤を添加（第１工程）しても、イオンの反発力が障害になって高分子凝集剤が懸濁コロイドを包み込むことが出来ないから凝集は起きず、フロックは生成しない。
【００２０】
無機金属多価塩を添加（第２工程）し、初めて、凝集フロックが出来るが、発明者らの研究によれば、このようにして形成されたフロックは強度が弱く、ある厚みに堆積すると、該フロックがつぶれて自由水の水抜けが非常に悪くなる。
【００２１】
これに対しこの出願の発明のように、分子量が８００万〜１２００万の高分子物質を用い、浚渫泥土２中の固形分当たりの添加量を０．１％以上、好ましくは０．２％以上と思い切って多くすると、添加後、一旦急激な粘性上昇がおき、その後、粘性が下がるにつれて懸濁物質は凝集し、大きなフロックをつくるようになる。
【００２２】
このように、第１工程でフロックが形成されるか否かが、強いフロックを得られるか否かの決め手であり、いままで技術ではだれもが見出し得なかったことである。
【００２３】
而して、アニオン系高分子凝集剤Ａは、その逆相エマルジョン型のものを有姿の状態のまま添加するのが良い。そこで、一般の凝集プロセスで広く行われているように、アニオン系高分子凝集剤Ａの粉末、或いは、逆相エマルジョン型のものを水に溶かすことを考えてみると、一般に高分子凝集剤Ａの溶解は、ままこ（粒状の未溶解物）が出来易い等難しい作業であるが、この出願の発明で用いるアニオン系高分子凝集剤Ａの分子量は８００万〜１２００万と高いことから、溶解が特に難しく、水溶液の粘性が障害となって、溶解濃度は０．１％が限界である。
【００２４】
仮に、対象とする浚渫泥土２の含水比が１２００％、固形分当りの添加量を０．２％とすると、高分子凝集剤水溶液の添加量は０．１６７ｍ³ ／送泥１ｍ³ に達し、特に大規模浚渫の場合には、その溶解作業に多大の費用、労力、作業敷地を要することになる。
【００２５】
よって、アニオン系高分子凝集剤Ａの逆相エマルジョン品を有姿のまま添加するメリットは非常に大きい。
【００２６】
この出願の発明の特徴は、機械攪拌装置、機械脱水装置１１等を一切使わず、浚渫泥土２の処理を行うところにある。
【００２７】
【発明が解決しようとする手段】
前述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述課題を解決するために、高含水比の浚渫泥土２に凝集剤を添加して処理ヤード５に貯留脱水する浚渫泥土２の処理方法において、含水比６５０％以上の上記浚渫泥土２を排砂管３で上記処理ヤード５へ送泥する中途にて、初めにアニオン系高分子凝集剤Ａを該浚渫泥土２に添加し、次に２価または３価の無機金属塩水溶液Ｃを該浚渫泥土２に添加して凝集反応を完結させ、この凝集反応を完結させた泥土を底部に排水機構を設けた処理ヤードに上記排砂管を介して排出して自然脱水させることを基幹とし、而して、上記アニオン系高分子凝集剤Ａが、分子量８００万〜１２００万のポリアクリルアミド系高分子凝集剤であるようにし、上記アニオン系高分子凝集剤Ａの逆相エマルジョン型のものを有姿状態のまま上記泥土中に添加するようにし、又、上記逆相エマルジョン型のアニオン系高分子凝集剤Ａが、０．５Ｐａ・Ｓ以下の粘性を有してあるようにもし、上記逆相エマルジョン型アニオン系高分子凝集剤の純分換算の添加量が、上記浚渫泥土中の固型分当り、０．１％以上、好ましくは０．２％以上であるようにもし、液状の上記アニオン系高分子凝集剤Ａを添加した後に、２価または３価の無機金属塩水溶液Ｃを添加するまでの排砂管の長さ（ｍ）が流速（ｍ／秒）×６０〜６００秒、２価または３価の無機金属塩水溶液Ｃを添加してから上記処理ヤード５に排出するまでの排砂管３の長さ（ｍ）が、流速（ｍ／秒）×１８〜３００秒であるようにし、上記排砂管３内にて、粘性ピーク時のレイノルズ数が５００以上であり、且つ、平均のレイノルズ数が２１００以上であるように該排砂管３の管径を決定するようにし、上記排砂管３を流れる浚渫泥土２の流量と比重を連続的に測定し、予め室内実験で決定しておいた比重と凝集剤の添加率の関係から該凝集剤の添加率を計算し、流量×凝集剤添加率の結果で該凝集剤の添加量を自動的に制御するようにもした技術的手段を講じたものである。
【００２８】
【作用】
上述構成において、浚渫船１から、ヘドロ等の浚渫泥土２を浚渫し、排砂管３により築堤４内に設けた処理ヤード５に排出して天日８により乾燥等と共に自然脱水させるようにし、該排砂管３に於いて送泥する中途にて前段の高分子凝集剤Ａを分子量８００万乃至１２００万のポリアクリルアミド系高分子凝集剤であるようにし、又、アニオン系高分子凝集剤Ａの逆相エマルジョン型のものを有姿状態のまま該排砂管３の泥土２中に添加するようにし、更に、上記逆相エマルジョン型のアニオン系高分子凝集剤Ａが０．５Ｐａ・Ｓ以下の粘性を有しているようにもし、更に、当該逆相エマルジョン型のアニオン系高分子凝集剤Ａの純分換算の添加量が上記泥土中の固形部あたり０．１％以上好ましくは０．２％以上であるようにし、而して、液状の上記アニオン系高分子凝集剤Ａを添加した後に２価又は３価の無機金属塩水溶液Ｃを添加するまでの排砂管３についてはその長さが流速（ｍ／秒）×６０〜６００秒であり、該２価又は３価の無機金属塩水溶液Ｃを添加してから上記処理ヤード５に排出するまでの排砂管３についてはその長さ（ｍ）が流速（ｍ／秒）×１８〜３００秒であるようにし、その上、上記排砂管３の管路内においてそのレイノルズか数が５００以上であり、且つ、平均のレイノルズ数が平均の２１００以上であるように管径を決定するようにし、更に、該排砂管３を流れる浚渫泥土２の質量と比重を連続的に測定し、予め、室内実験で決定しておいた比重と凝集剤添加率の関係から凝集剤の添加率を計算し、流量×凝集剤Ａ，Ｃの添加率の結果でその添加量を自動的に制御するようにしたものである。
【００２９】
【発明が実施しようとする形態】
次ぎに、この出願の発明の実施しようとする形態を実施例の態様として図１乃至図６の図面を参照して説明すれば以下の通りである。
【００３０】
そして、図７以下の図面と同一態様部分については同一符号を用いて説明するものとする。
【００３１】
浚渫泥土２を排砂管３で凝集剤Ａ，Ｃと均一に反応させるにあたっては、反応を促進するため、該凝集剤Ａ，Ｃを添加する時点から処理ヤード５に排出するまでのどの部分でも乱流状態に維持することが最も望ましいものである。
【００３２】
しかしながら、浚渫泥土２と凝集剤Ａ，Ｃの反応では、粘性のハンプ現象、即ち、一時的に粘性が急上昇し、やがて下降する現象がみられるから、このピーク時においても、必ず乱流状態が維持されるように排砂管３管径と送泥量の関係を決めようとすると全体的に圧力損失が高くなったり、排砂管３が長くなりすぎたり、不都合さが生じることが多い。
【００３３】
高分子凝集剤Ａの添加前までと、該高分子凝集剤Ａの添加後から無機凝集剤Ｃの添加前まで、該無機凝集剤Ｃの添加後から処理ヤード５への排出までの３区間の排砂管３の径を変えて、常に乱流状態を維持しようとしても、やはり、圧力損失が高くなりすぎる問題は解決し難い。
【００３４】
この点について、発明者らは多くの実験を重ね、仮にピーク時は層流になっても、ピーク時のレイノルズが５００以上であり、且つ、平均のレイノルズ２１００以上であれば、該排砂管３での凝集反応は完結することを見出した。
【００３５】
そして、この出願の発明では、凝集剤添加Ａ，Ｃの前の浚渫泥土２自体の粘性があまり高いと、そして／または、逆相エマルジョン型の高分子凝集剤自体の粘性があまり高いと、該凝集剤Ａが均一に広がるのを妨げるから、浚渫泥土２の含水比は６５０％以上（含水比が低いと、浚渫泥土２自体の粘性が高い上、凝集剤Ａ，Ｃと接触したときの粘性度の上昇が大きくなる）とし、逆相エマルジョン型高分子凝集剤Ａの粘性は０．５Ｐａ・Ｓ以下のものを用いるのが望ましい。
【００３６】
次に排砂管３の管径とＲｅ数（レイノルズ数）の関係について説明する。
【００３７】
排砂管３の管径Ｄ［ｍ］、浚渫泥土２の密度ρ［ｋｇ／ｍ³］、該浚渫泥土２の粘性μ［Ｐａ・Ｓ］、送泥量Ｑ［ｍ³／Ｓ］とすると、
Ｒｅ数＝Ｑ×ρ／（０．７８５×Ｄμ）
で示される。
【００３８】
ここで、浚渫泥土２の密度ρは、予想される該浚渫泥土２の密度の最低値を用いる。
【００３９】
又、該浚渫泥土２の粘性μは、予め実験を行って、その値を用いる。
【００４０】
密度ρと粘性μ、送泥量Ｑが決まれば、管径とＲｅ数の関係が求められる。
【００４１】
次ぎに高分子凝集剤Ａを排砂管３の添加ポイント１９から添加してから無機金属多価塩水液Ｃの添加ポイント２０までの該排砂管３の長さ（ｍ）の決定法について説明する。
【００４２】
排砂管３の長さ（ｍ）は、流速（ｍ／秒）×必要反応時間ｔ分で求める。
【００４３】
高分子凝集剤Ａを添加してから無機金属多価塩水液Ｃを添加するまで６０〜６００秒で、また無機金属多価塩水液Ｃを添加してから処理ヤード５に排出するまでｔ（時間）は、１８〜３００秒が適当である。
【００４４】
これより短いと、凝集反応が不完全で処理ヤード５での自由水の自然脱水に支障が起きるし、これ以上長いと、不経済である外、一度出来た凝集フロックが壊れてしまい、同じく、処理ヤード５での自由水の自然脱水に支障が起きる恐れがある。
【００４５】
而して、使用する凝集剤Ａの添加量は、排砂管３を流れる浚渫泥土２の流量と濃度に概ね比例する。
【００４６】
このうち、その濃度は連続計測が困難であるから、濃度と相関関係になる泥土２の比重で代用する。
【００４７】
排砂管３に於いて、流量は流量計で計測し、又、比重は比重計で測定する。
【００４８】
予め室内実験で求めておいた比重と凝集剤必要量の関係から添加する凝集剤の添加率を求め、流量×添加率＝添加量に基づき図１５に示す様に凝集剤供給ポンプ１６´ の繰出し量を自動制御する。
【００４９】
管路流量計としては、電磁流量計、ドップラー流量計などが適当であり、管路比重計としては、ガンマー線透過型密度計又は固有振動式連続密度比重計が適当である。
【００５０】
高分子凝集剤Ａの最適添加量は、用いる凝集剤Ａの種類によってさまざまであるが、逆相エマルジョン型ポリアクリルアミド系凝集剤Ａを用いる場合に限れば、浚渫泥土２中の固形分あたり、純分換算０．１％以上、好ましくは０．２％以上が適当である。
【００５１】
この範囲以下では、凝集剤反応が不完全で処理ヤード５での自由水の自然脱水に支障が起きる。
【００５２】
次にこの出願の発明の実施しようとする形態を実施例の態様として図１〜図９の図面（図１１以下を援用する）に従って説明すれば、以下の通りである。
【００５３】
凝集反応物を放出し、自由水を自然脱水するための処理ヤード５は、例えば図１，２に示す様に、堤体４で仕切った囲繞された処理ヤード５の底に図３に示す様に多孔管１２´ を敷設し、その上に約０．３ｍ厚でサンド１２を敷き詰める。
【００５４】
そして該多孔管１２´ には、不織布を巻き付け、サンド１２が管内に入らないようにする。
【００５５】
該多孔管１２´ 同士を連結し、該サンド１２の層を通って該多孔管１２´ に入ったろ水がポンド１３´ に集まって、自然に処理ヤード５外に排水ポンプ１４によりオーバーフロー水１５として流れ出るようにする。
【００５６】
この他、図２に示す様に、同じく堤体１に仕切った処理ヤード５の底に図８に示す様に川砂１２´´を敷き、処理ヤード５の一部分を仕切り壁４´ で区切って排水釜場１３（排水ポンド１３´ ）とし、該仕切り壁４´ の下部及び仕切壁を透水して該釜場１３（排水ポンド１３´ ）に溜まった分離水が排水ポンプ１４で排出１５されるような構造にしても良いし、或いは、図１，図１３の構造を組み合わせた構造にしてもよい。
【００５７】
凝集反応物をこのような構造の処理ヤード５に送泥ポンプ１４により投入すると、１〜４日で水が抜け、図３に示す様に、表面に多数のひび割れ１６、１６´を持った凝集堆積物６２が残る。
【００５８】
この時、該凝集堆積物６２の表面の垂直位置（レベル）は、浚渫泥土２の濃度で異なるものの、処理ヤード５の堰堤４´ 上端より０．５〜１ｍ程度下がっているのが普通であり、従来はもう一度乃至二度、処理ヤード５に凝集反応物１０を投入してさせ、該処理ヤード５の堰堤４´ の上端に近いところまで該凝集堆積物表面６２のレベルを上げるのが、処理ヤード５の有効利用上、好ましい。
【００５９】
処理泥土２の処理ヤード５への排砂管３を介しての投入を終えたら、そのまま放置し、下部からの自由水の排出と表面からの天日８による乾燥を促す。
【００６０】
日数が経つにつれ凝集堆積物６２の強度は高くなり、３カ月後には図４に示す様に、表面１８にドーザ等の建設重機１６を載せて凝集堆積物６２の建設用材１７としてダンプトラック１８ヘベルトコンベア１６´ を介して移動作業が出来るに充分な強度の改良土１７にする。
【００６１】
而して、全長５００ｍの上記浚渫泥土２を排砂管３の終点（吐出点）に、縦５０ｍ，横１０ｍ、深さ２ｍ（容積１０００ｍ³ ）の処理ヤード５を形成して、該処理ヤード５の底には、不織布を巻いた多孔管１２´ を１０ｍの間隔をあけて縦１列に４本設置し、その上に０．３ｍの厚さで川砂１２を敷き詰めた。該多孔管１２´ の片端は塞ぎ、反対側は、連結した上で処理ヤード５の堰堤４´ 近くに導き、該多孔管１２´ 内に侵入したが自由水が処理ヤード５の外の堰堤４´ に重力で自然排水されるような構造とした。
【００６２】
而して、該排砂管３の終点から３００ｍ上流側に高分子凝集剤Ａの添加ポイント１９を、同じく終点（処理ヤード５への吐出点）から５０ｍ上流側に無金属多価塩Ｃの添加ポイント２０を設けた。
【００６３】
該排砂管３の径は、始点から終点まで０．１５ｍ一定の管径とした。
該排砂管３に１秒間当り０．０２８３ｍ³ の某湖の浚渫泥土２（含水比１２００％一定）を送り、高分子凝集剤Ａとして、アクリルアミドとアクリル酸ソーダの共重合物の逆相エマルジョン品（テルナイト社製試作品、粘度０．１５Ｐａ・Ｓ）を１秒間当り０．００００１４２ｍ³ （純分換算０．００７５ｋｇ）、無機金属多価塩Ｃとして、ポリ塩化アルミニウム水溶液（濃度・Ａｌ₂Ｏ₃１０％）を１秒間当り０．００００４２５ｍ³ 添加した。
【００６４】
浚渫船１により浚渫泥土２が排砂管を介して送泥され、高分子凝集剤Ａの添加ポイント１９までと、高分子凝集剤Ａの添加後〜無機金属多価塩Ｃの添加ポイント２０からの添加まで、該無機金属多価塩Ｃの添加後〜処理ヤード５は排出までの３区間の排砂管３の径を一定にした場合の浚渫から処理ヤード５に排出されるまでの該管の圧力損失を計算した。
【００６５】
また、比較事例として３区間の排砂管３の管径を変え、当該実施例と同条件での圧力損失を計算した。
【００６６】
そして、９時間送泥（送泥量９１８ｍ³ ）したところで処理ヤード５が一杯になったので、送泥を中止した。
【００６７】
該送泥介した直後から上記多孔管１２´ に配設した排水管３により釜場１３に清澄な分離水としての自由水の排出が始まった。
【００６８】
４日後、処理ヤード５内には、表面に多数のひび割れ１６，１６´ を持った凝集堆積物６２が露出し、６日後の該凝集堆積物６２のレベルは処理ヤード５の堰堤４´ の上端から−０．８５ｍに下がった。
【００６９】
そのまま放置して５０日後の凝集堆積物６２のレベルは処理ヤード５の堰堤４´ の上端から−１．０６ｍに下がった。
【００７０】
現在地でコーン指数を測定した結果ｑｃ＝６３．７ｋＮ／ｍ² を示した。
【００７１】
そして、９０日後のコーン指数はｑｃ＝２５４ｋＮ／ｍ² を示した。
【００７２】
当該実施例における反応時間ｔを各区間のＲｅ数、平均粘性で計算した各区間の圧力損失は、次ぎの表１の通りであった。
【表１】

送泥量は０．０２８３ｍ³ ／秒圧力損失の単位ｋｇ／ｍ² 、粘性はビーカー内での凝集模擬実験の結果である。
粘性は、Ｂ型粘度計、ローターＮｏ．３、６０回転の測定値である。
圧力損失ΔＰ（乱流）は、ΔＰ＝２ｆρＶ²Ｌ／１０⁴・ｇ・Ｄで計算した。ここで、ｆは管内フリクションファクター、ρは泥土比重（ｋｇ／ｍ³ ）、Ｖは流速（ｍ／秒）、Ｌは管長（ｍ）、ｇは重力加速度（ｍ／秒² ）、Ｄは管径（ｍ）である。ここでは、ｆ＝０．００５９を用いた。
【００７３】
送泥量は０．０２８３ｍ³ ／秒、圧力損失の単位ｋｇ／ｍ² 、粘性はビーカー内での凝集模擬実験の結果である。
【００７４】
また、２日後に排出管３から採取した分離水の性状は次の表２の通りであった。
【表２】

【００７５】
【比較例１】
高分子凝集剤Ａの添加前までと、該高分子凝集剤Ａの添加後から無機金属多価塩Ｃの添加前まで、該無機金属多価塩Ｃの添加後から処理ヤード５への排出までの３区間の排砂管３の管径を変えること以外、実施例と同条件で浚渫泥土２を排砂管３に送ることにし、各区間の圧力損失を計算した。
それぞれの排砂管３の管径は最大粘性でも乱流が維持されるようにした。
【００７６】
結果を表３に示す。
【表３】

【００７７】
当該実施例の表１に示す如く、排砂管３の管径０．１５ｍ，０．０２８３ｍ³ ／秒の浚渫泥土２（含水比１２００％）２を送ると、高分子凝集剤Ａの注入点ポイント１９から無機金属多価塩Ｃの注入点ポイント２０までの区間に於ける粘性ピーク時のレイノルズ数は６６７で、平均のレイノルズ数は、２１０６、無機多価塩Ｃの注入点ポイント２０から終点までの吐出口の区間に於ける粘性ピーク時のレイノルズ数は１０１４、平均のレイノルズ数は、３１６７となり、いずれも設定条件を満足した。
【００７８】
通過時間（反応時間）は高分子凝集剤Ａとの反応時間が、１５６秒、無機多価塩Ｃとの反応時間が３０秒で、これも設定条件を満足した。
【００７９】
全体の圧力損失は、１００００ｋｇ／ｍ² と実用の範囲内にあった。
【００８０】
排砂管３の出口で凝集フロックを肉眼により視察したところ、実験室における図６に示すビーカー実験の装置６３の態様と同じフロック２１が出来ており、４日後には沈殿堆積物６２の表面（泥面）が露出するなど、自然脱水がきわめて順調に進行していることが確認出来た。
【００８１】
一方表３に示した事例としてどの地点でも乱流（レイノルズ数２１００以上）が維持されるよう、高分子凝集剤Ａのポイント１９からの添加前までと該高分子凝集剤Ａの添加ポイント１９後から無機金属多価塩Ｃの添加ポイント２０まで、該無機金属多価塩Ｃのポイント２０からの添加後から処理ヤード５への排出までの３区間の排砂管３の管径を変えた比較例の場合、全体の圧力損失は１８５００００ｋｇ／ｍ²と高く、溜留時間も高分子凝集剤Ａのポイント１９からの添加後から無機金属多価塩の凝集剤Ｃのポイント２０からの添加前までが１８秒、該無機金属多価塩Ｃのポイント２０からの添加後から処理ヤード５までへの排出までが６秒しかなく、実用にならないことが明らかになった。
【００８２】
以上この出願の発明によれば、一定の長さの排砂管３と、処理ヤード５さえ準備すれば，特別な攪拌装置や機械脱水装置１１を用意しなくても浚渫泥土２を処理出来る。
【００８３】
而して、該処理ヤード５で脱水後、ダンプ８で建設用地まで搬出するまでの日数は従来の無薬注天日８による乾燥工法が約１年かかるのに対し、わずか９０日で終了するから、それだけ該処理ヤード５の繰返し運用が可能になり獲られる経済的メリットは非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の一実施例の第一ステップの部分側面図である。
【図２】同第２ステップの概略断面図である。
【図３】同第３ステップの概略断面図である。
【図４】同第４ステップの概略断面図である。
【図５】同最終ステップの模式断面図である。
【図６】フロックと自由水の取り合い実験図である。
【図７】従来技術に基づく浚渫と処理ヤードに於ける廃泥の取り合い断面図である。
【図８】処理ヤードに於ける乾燥脱水の断面図である。
【図９】処理ヤードに於ける廃泥の密度アップの断面図であり、（イ）は凝集剤による密度アップの断面図であり、（ロ）は機械装置による密度アップの断面図である。
【図１０】密度アップされた構造土の搬出側面図である。
【図１１】構造土の敷設の構造断面図である。
【図１２】同一般技術に基づく処理ヤードの構造断面図である。
【図１３】処理ヤードの機能断面図である。
【図１４】処理ヤードの平断面図である。
【図１５】排砂管の断面図である。
【符号の説明】
２浚渫泥土
５処理ヤード
１５脱水
３排砂管
Ａアニオン系高分子凝集剤
Ｃ２価又は３価の無機金属塩水溶液
１２，１２´ 排水機構

Claims

高含水比の浚渫泥土に凝集剤を添加した泥土を処理ヤードに貯留し脱水する浚渫泥土の処理方法において、含水比６５０％以上の上記浚渫泥土を排砂管を介して上記処理ヤードへ送泥する中途にて、初めにアニオン系高分子凝集剤を該浚渫泥土に添加し、次に２価または３価の無機金属塩水溶液を該浚渫泥土に添加して凝集反応を完結させ、この凝集反応を完結させた泥土を底部に排水機構を設けた処理ヤードに上記排砂管を介して送泥排出して自然乾燥させ脱水させるようにすることを特徴とする浚渫泥土の処理方法。
上記アニオン系高分子凝集剤が、分子量８００万〜１２００万のポリアクリルアミド系高分子凝集剤であることを特徴とする請求項１の浚渫泥土の処理方法。
上記アニオン系高分子凝集剤の逆相エマルジョン型のものを有姿状態のまま上記泥土中に添加することを特徴とする請求項１，２いずれか記載の浚渫泥土の処理方法。
上記逆相エマルジョン型アニオン系高分子凝集剤が、０．５Ｐａ・Ｓ以下の粘性を有していることを特徴とする請求項３記載の浚渫泥土の処理方法。
上記逆相エマルジョン型アニオン系高分子凝集剤の純分換算の添加量が、上記浚渫泥土中の固形分当り、０．１％以上、好ましくは０．２％以上であることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の浚渫泥土の処理方法。
液状の上記アニオン系高分子凝集剤を添加した後に、２価または３価の無機金属塩水溶液を添加するまでの排砂管の長さが流速×６０〜６００秒であって、２価または３価の無機金属塩水溶液を添加してから上記処理ヤードに排出するまでの排砂管の長さが、流速×１８〜３００秒であることを特徴とする請求項１の浚渫泥土の処理方法。
上記排砂管内にて、粘性がピーク時のレイノルズ数が５００以上であり、且つ、平均のレイノルズ数が２１００以上であるように排砂管の管径を決定するようにすることを特徴とする請求項１の浚渫泥土の処理方法。
上記排砂管内を流れる浚渫泥土の流量と比重を連続的に測定し、予め室内実験で決定しておいた比重と凝集剤の添加率の関係から該凝集剤の添加率を計算し、流量×凝集剤添加率の結果で該凝集剤の添加量を自動的に制御するようにすることを特徴とする請求項１の浚渫泥土の処理方法。