JP3743564B2 - 客土用改質土の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浚渫泥土の固化方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、湖沼、河川、ダムなどの浚渫工事で発生する流動性の泥土を、農地や牧場などの客土等として利用できるように、中性で団粒状の形態に効率よく改質する浚渫泥土の固化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
湖沼、河川、ダムなどの浚渫工事で発生する泥土は、含水量が多く流動性に富むため、通常のダンプカーやトラックなどによる運搬作業を困難なものとしている。したがって、従来から、浚渫泥土を天日乾燥したり、浚渫泥土にセメント系や生石灰系固化剤を混合して処理したり、水溶性高分子化合物や高吸水性樹脂を混合して処理するなどの固化処理が行われてきた。
しかしながら、天日乾燥法においては、乾燥が終了するまで長時間を要する上、ストックヤードが確保しにくいという問題がある。また、セメント系や生石灰系固化剤を混合して処理する方法においては、処理後の浚渫泥土が流動性を失い、取り扱いが容易な強度に達するまでに、通常数時間以上を要し、また処理土がpH１２以上の高アルカリ性となるため、環境汚染や植物の生育に対する障害をもたらし、農地や牧場へ還元し、客土として利用することが困難であるなどの問題を有している。
一方、水溶性高分子化合物や高吸水性樹脂を混合して処理する方法においては、処理後の浚渫泥土が流動性を失うまでの時間は、混合後数分間以内と短時間であり、また処理後の浚渫泥土のpHは中性であるが、水溶性高分子化合物や高吸水性樹脂のみでは、パラパラの団粒状になりにくく、農地や牧地などの客土として利用しにくいなどの問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、湖沼、河川、ダムなどの浚渫工事で発生する流動性の泥土を、農地や牧場などの客土等として利用できるように、中性で団粒状の形態に効率よく改質する浚渫泥土の固化方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、浚渫泥土に、まず水溶性高分子化合物を添加し、撹拌後、次いで二価や三価の金属塩を添加し、撹拌することにより、短時間で、ｐＨが中性でパラパラの団粒状改質土が得られ、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）浚渫泥土に、アニオン性の水溶性高分子化合物を添加し、撹拌したのち、ポリ塩化アルミニウム又は硫酸アルミニウムを添加して撹拌して浚渫泥土を固化することを特徴とする客土用改質土の製造方法、及び
（２）浚渫泥土の含水比が４００重量％以下である第１項記載の客土用改質土の製造方法、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（３）水溶性高分子化合物が、天然水溶性高分子化合物、半合成水溶性高分子化合物及び合成水溶性高分子化合物の中から選ばれる少なくとも１種である第１項又は第２項記載の客土用改質土の製造方法、
（４）水溶性高分子化合物の添加量が、浚渫泥土１ｍ³に対し、１〜３０ｋｇである第１項、第２項又は第３項記載の客土用改質土の製造方法、及び
（５）ポリ塩化アルミニウム及び／又は硫酸アルミニウムの添加量が、浚渫泥土１ｍ³に対し、１〜３０ｋｇである第１項ないし第４項のいずれかに記載の客土用改質土の製造方法、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の浚渫泥土の固化方法は、湖沼、河川、ダムなどの浚渫工事で発生する泥土に適用される。本発明方法が適用される浚渫泥土としては、含水比４００重量％以下の泥土が好ましく、特に２００重量％以下の泥土が好ましい。また、含水比の下限については特に制限はないが、一般に３０重量％程度である。
本発明方法においては、前記浚渫泥土にまず水溶性高分子化合物を添加し、撹拌する。この水溶性高分子化合物としては特に制限はなく、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性のいずれも用いることができる。具体的には、デンプン、マンナン、アルギン酸ナトリウム、ローカストビーンガム、グアーガム、ペクチン、キサンタンガム、デキストラン、ゼラチン、ラムザンガム、ジェランガム等の天然水溶性高分子化合物、ビスコース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カチオン化セルロース、α化デンプン、カルボキシルデンプン、ジアルデヒドデンプン、カチオン化デンプン、デキストリン、ブリティッシュゴム、カチオン化グアーガム、アニオン化グアーガム、メチルグリコールキトサン等の半合成水溶性高分子化合物、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルメチルエーテル、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリ（メタ）アクリル酸又はその塩、（メタ）アクリル酸／（メタ）アクリルアミド共重合物又はその塩、（メタ）アクリル酸と、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸アミド、マレイン酸イミド、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、イタコン酸などとの共重合物又はその塩などの合成水溶性高分子化合物を挙げることができる。これらの水溶性高分子化合物は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０００６】
この水溶性高分子化合物の使用形態については特に制限はなく、粉末状、エマルジョン状、液体状のいずれであってもよい。
本発明方法においては、前記水溶性高分子化合物は、浚渫泥土１ｍ³に対し、通常１〜３０kg、好ましくは１〜１０kgの範囲で添加される。この水溶性高分子化合物の添加量が１kg／ｍ³未満では浚渫泥土が十分に固化しないおそれがあり、一方３０kg／ｍ³を超えるとその量の割りには固化効果の向上がみられず、むしろべたつきが著しくなる傾向がみられる上、経済的に不利となる。
本発明においては、浚渫泥土に水溶性高分子化合物を添加後、通常１〜３０分間程度撹拌混合する。この際、使用する撹拌機については特に制限はなく、従来公知のもの、例えばユンボー、スタビライザー、二軸ミキサーなどを用いることができる。
このようにして、水溶性高分子化合物が添加され、撹拌混合された浚渫泥土は、通常団子状のべたつきのある形態を有し、取り扱い性が悪いため、本発明においては、このものに、さらに二価金属塩や三価金属塩を添加し、撹拌混合して、パラパラの団粒状の処理土とする。
【０００７】
前記二価金属塩や三価金属塩としては特に制限はなく、様々なものを使用することができるが、入手の容易さ及び経済性などの面から、二価金属塩としては、例えば塩化カルシウム、硫酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムなどが、三価金属塩としては、例えばポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、塩化第二鉄、硫酸第二鉄などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよいが、効果などの点から、ポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムが好適である。また、これらの使用形態については特に制限はないが、通常、粉末状又は液体状で添加される。
本発明方法においては、前記の二価金属塩や三価金属塩は、浚渫泥土１ｍ³に対し、通常１〜３０kg、好ましくは、３〜１０kgの範囲で添加される。この金属塩の添加量が１kg／ｍ³未満では改質土がパラパラの団粒状になりにくいし、３０kg／ｍ³を超えるとその量の割りには効果の向上が認められず、むしろ経済的に不利となる。
また、前記金属塩を添加したのち、通常１〜３０分間程度撹拌混合する。この際使用する撹拌機としては、前述の水溶性高分子化合物の添加、撹拌混合において説明した撹拌機と同じものを挙げることができる。
本発明においては、水溶性高分子化合物と、二価や三価の金属塩の添加順序が重要であり、該金属塩を先に添加し、次いで水溶性高分子化合物を添加したり、両薬剤を同時に添加すると、パラパラの団粒状改質土が得られず、本発明の目的が達せられない。
本発明方法によって、得られた改質土は、パラパラの団粒状であって、水に触れても崩壊せず、浸出水のpHは中性（pH５.８〜８.６程度）である。また、この改質土に植物を育成しても、無添加の土と同じように成長する。
本発明方法においては、浚渫泥土に前記の水溶性高分子化合物を添加する際に、必要に応じて、肥料や堆肥などを適宜添加することができる。
【０００８】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
（１）改質土の作製
Ａ溜池浚渫土（含水比１８０重量％、pH６.８）１Ｌをビーカーに採り、これに合成系水溶性高分子化合物であるアクリルアミド／アクリル酸塩共重合物３ｇ（３kg／ｍ³）を添加し、２分間モルタルミキサーで撹拌した。次いで、硫酸バンド１ｇ（１kg／ｍ³）を添加し、同様に３分間撹拌することにより、パラパラで団粒状の改質土（この改質土を本発明品改質土という）が得られた。この改質土３０ｇを水５０ｇで１分間振とうし、３０分間静置後の上澄み水のpHを測定したところ、pHは６.２であった。
一方、前記浚渫土１Ｌにセメント１００ｇ（１００kg／ｍ³）を添加して前記と同様に撹拌したところ、改質土はペースト状になった。これを２４時間放置することにより、改質土全体が塊根状に硬化した（この改質土をセメント改質土という）。この改質土の一部をほぐし、前記と同様にpHを測定したところ、pHは１２.２であった。
（２）植物の発芽、生育試験
上記（１）で得られた本発明品改質土及びセメント改質土と無添加の原泥について、植物の発芽、生育試験を以下のようにして実施した。
検体土壌として、第１表に示す種類のものを用い、鉢にそれぞれの検体土壌を充填し、小松葉の種子を２０粒／鉢の割合で播き、施肥、水分調整を行った（１日目）。２日目〜１４日目にわたり、発芽生育調査及び発芽後の植物体の生育調査を行った。結果を第２表に示す。
【０００９】
【表１】

【００１０】
【表２】

【００１１】
第２表から分かるように、セメント改質土の試験区３では、発芽の遅れ、発芽率の低下、発芽後の生育への影響が認められたが、本発明品改質土の試験区２では、それらに影響はなく、無添加である原泥の試験区１との差は認められなかった。
実施例２
Ｂ溜池浚渫土（含水比２００重量％、pH７.２）１Ｌに対する、マンナン粉末５ｇ（５kg／ｍ³）及び液体ポリ塩化アルミニウム（液体ＰＡＣ）５ｇ（５kg／ｍ³）の添加順序を第３表に示すように変え、改質状態を比較した。結果を第３表に示す。
実験Ｎｏ１は、薬剤無添加の場合、Ｎｏ２は、マンナン粉末を添加して２分間撹拌後、液体ＰＡＣを添加して３分間撹拌した場合、Ｎｏ３は、液体ＰＡＣを添加して３分間撹拌後、マンナン粉末を添加して２分間撹拌した場合、Ｎｏ４は、マンナン粉末と液体ＰＡＣを同時に添加して５分間撹拌した場合である。
【００１２】
【表３】

【００１３】
［注］
フロー値は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠し、５０回打撃後に測定した値である。
実験Ｎｏ２で示すように、マンナン粉末を添加したのち、液体ＰＡＣを添加することで、どろどろスラリー（フロー値＝２１０mm）がパラパラ団粒状（フロー値＝１０１mm）に改質することができた。また、Ｎｏ３で示すように上記添加順序を逆にした場合には、べたべた塊状（フロー値＝１６５mm）で、ダンプカーによる運搬は不可能であった。さらに、Ｎｏ４で示すようにマンナン粉末と液体ＰＡＣを同時に添加しても改質効果はほとんど認められなかった。なお、ダンプカー運搬可能なフロー値は１１０mm以下である。
このように、薬剤の添加順序がパラパラ団粒状に改質するための重要な手段であることが分かる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明方法によれば、湖沼、河川、ダムなどの浚渫工事で発生する流動性の泥土を、農地や牧場などの客土等として利用できるように、中性で団粒状の形態に効率よく改質することができる。

Claims (2)

1. 浚渫泥土に、アニオン性の水溶性高分子化合物を添加し、撹拌したのち、ポリ塩化アルミニウム又は硫酸アルミニウムを添加して撹拌して浚渫泥土を固化することを特徴とする客土用改質土の製造方法。
2. 浚渫泥土の含水比が４００重量％以下である請求項１記載の客土用改質土の製造方法。