JP4035090B2

JP4035090B2 - 建築掘削土の処理方法

Info

Publication number: JP4035090B2
Application number: JP2003207065A
Authority: JP
Inventors: 準一桜木; 昭具島
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-08-11
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2023-08-11
Also published as: JP2005058814A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の撤去、解体などの際に建築物の基礎部分を掘削して残存構造物の撤去を行い、その建築掘削土の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平５−５００５３号公報（特許文献１）に記載するように、建設残土をその性質、成分を分析し、消石灰などを添加する適正な安定処理を行い、粉状、あるいは塊状にするか、または所望の形状に成形して養生して製品を製造する建設残土の製品化方法が提案されている。また、特開２００１−３２２５４号公報（特許文献２）に記載するように、建設施工により発生した掘削土を固結剤を添加して掘削土のｐＨ、固結強度、ゲルタイムを同時に調整することにより、土木、農業用として再利用する建設に伴う掘削残土の有効利用処理方法が提案されている。さらに、特開２００３−５５０１０号公報（特許文献３）には、セメント原料に使用する各種の汚泥や焼却灰、集塵ダストなどには、有害成分である水銀、亜鉛、セレン、これらの化合物が含まれているため、これ等の原料を一旦加熱して揮発させ、セメント製造工程への混入を抑制するセメント製造における原料の前処理方法が提案されている。
【０００３】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開平５−５００５３号公報）
（２）特許文献２（特開２００１−３２２５４号公報）
（３）特許文献３（特開２００３−５５０１０号公報）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１に開示されている建設残土の製品化方法では、残土の安定化処理を行っているが、残土に含まれる有害成分の除去、あるいはこの残土をセメント原料に再利用するものでなく、成分の均一化やセメント原料として重要な有害成分を低減することについて何らの開示もない。また、特許文献２の方法においても、アルカリ度や樹脂などの固結剤に起因する二次公害を防止するため残土のｐＨ、固結強度などを調整するものであるが、上記特許文献１と同様に、セメントの原料に活用するものでなく、しかも、セメント原料に使用するために必要な有害成分の除去を積極的に行なうものでない。さらに、特許文献３の方法においても、建設工程で発生する基礎部近傍の掘削土をセメント原料化するものでなく、残土の処理、あるいはその活用について何らの開示がない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、掘削土は、その成分ＣａＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃などがロットによってかなりバラツクこと、さらに、塩素をかなり含むことから有効活用の大きな制約になっていることを知見した。そして、製鉄業などの広いヤードを利用して、ロット（ダンブカー）毎に積み付け（俵積み）することにより、バラツキの大きな掘削土の成分の均一化を可能にした。また、俵積みした積み付け山に散水し、この散水を浸潤させて流出水を形成することにより、掘削土中に含まれる塩素の低減と、重金属の低減することが判った。
【０００６】
そこで、俵積み付け山に、散水し、流出水を周辺に配設した溝を介して回収し、中和、沈澱処理することで、積み付け山の掘削土の有害成分を低減すると共に、流出水の水処理によって環境を阻害することなく処理が可能になり、セメント原料に使用可能とすることを実現できた。この成分の均一化、有害成分の効率的な低減を図るには、俵積み付け山に散水した後、所定期間の後に、この俵積み付け山を転送積み付け（再度俵積み直し）して散水をすることで、大幅に改善されることが判った。
【０００７】
さらに、掘削土の塊の直径が大きくても、また、小さ過ぎても減少率が低下し、最適直径として２０〜１２０ｍｍ、好ましくは４０〜８０ｍｍにする必要があることも判った。このように、俵積み山の形成と散水、転送積み付けと散水によって、廃棄物である掘削土をセメント原料にすることができ、資源の再利用を図ることができる。しかも、散水することにより、積み山からの発塵も抑制され、処理の作業環境を良好にすることができる等を見出し発明に至ったものである。
【０００８】
その発明の要旨とするところは、
（１）建築工事で発生する掘削土を搬送してヤードに前記掘削土の積み山を形成し、該積み山に散水をして有害成分を低減した後、前記掘削土をセメント原料にする建築掘削土の処理方法において、前記掘削土の積み山は、搬送ロット毎に俵積みして積み山を形成することを特徴とする建築掘削土の処理方法。
（２）建築工事で発生する掘削土を搬送してヤードに前記掘削土の積み山を形成し、該積み山に散水をして有害成分を低減した後、前記掘削土をセメント原料にする建築掘削土の処理方法において、前記掘削土の積み山は、下側に積み付けた掘削土が上になるように入替え積み付けである転送積み付けを行うことを特徴とする建築掘削土の処理方法。
【０００９】
（３）前記（１）または（２）に記載の山積みされる掘削土の塊粒の平均直径が２０〜１２０ｍｍであることを特徴とする建築掘削土の処理方法。
（４）（１）〜（３）のいずれか１に記載の山積みされる掘削土は散水された後、あるいは散水前に選別工程により、金属、木材、紙などの異物を除去する工程を含むことを特徴とする建築掘削土の処理方法。
（５）（１）〜（４）のいずれか１に記載の山積みされる掘削土に散水して浸潤させたた後の漏出水を周囲に配置した溝を介して集水し、有害成分を吸着、沈澱処理を行うことを特徴とする建築掘削土の処理方法。
【００１０】
（６）（１）〜（５）のいずれか１に記載の掘削土に含まれるＣａＯ／（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｆｅ₂Ｏ₃）を２．５以下にすることを特徴とする建築掘削土の処理方法。
（７）（１）〜（６）のいずれか１に記載の有害成分を低減した後の掘削土に含まれる塩素濃度を５０〜１０００ｐｐｍにすることを特徴とする建築掘削土の処理方法にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係る処理フローを示す図である。図１に示すように、各地の建設物や浚渫土（以下、掘削土という）は、所定の場所に集積されてから船１に積み込まれ、港湾岸壁に到着する。船１に積み込まれた掘削土は、アンローダー、バケットクレーンなどの荷役機２により陸揚げされ、ダンプトラック３などの輸送手段により、製鉄所の原料ヤード、あるいは広いコンクリート床などの浸水防止対策を行なったヤード５（以下、ヤードという）にダンプトラック３で搬送した１０〜２０トン／台の掘削土をダンプトラック３毎に積み付ける。平面を積み付けた後は、積み付け山にダンプカーの通路を構築し、この積み付け山の上にダンプトラック３毎に積み付け、俵を積み上げる（俵積み）にようにして２〜５ｍの積み付け山４を形成する。
【００１２】
この積み付け山４に、淡水などを用いて山頂を含む全表面に散水装置６を用いて５〜６ｍｍ／ｈの量の散水を行なう。この積み付け山の高さが２ｍ未満では、積み付け高さが低いため、より広いヤードが必要になり、ヤードの活用効率が低下する。一方、積み付け山の高さが５ｍを超えると、散水した際の水の浸透と、この水の浸透による塩素などの除去効率が悪くなるので、均等に、かつ散水を良好に浸透させることが出来る高さにすることが好ましい。この理由から積み付け山の高さを２〜３ｍにするとより好ましい。この散水された水は、積み付け山４の表面から内部にに浸透し、塩素分や亜鉛、鉄、水銀、カドニウムなどの重金属を含む水が滲み出すことになる。
【００１３】
図２は、本発明に係るヤードの拡大図である。この図に示すように、掘削土を積み付けるヤードは、地下への漏れ水のないようにコンクリート床１３にしており、その周辺に側溝１４を配置して周囲から滲み出した漏出水を沈澱槽１５に集め、沈澱槽１５で固形分を沈澱分離し、漏出水に溶解した金属や塩素分は最終処理槽１６で、中和処理、Ｃａなどの添加処理を薬剤設備１７にて行い、環境に悪い成分を沈澱物として回収してから無害化された廃液を海へ放出するようにしている。これ等の発生した沈澱物は再有効利用のために化学処理工場に搬送されて処理が行なわれる。
【００１４】
最初に、ヤード５に積み付け山４を形成し、散水装置６により散水した後、数日間の後に、この積み付け山４を転送積み付け（下側に積み付けた掘削土が上になるように入替え積み付け）を行なう。そして、転送積み去れた後の積み付け山４に二回目の散水を散水装置６により散水する。この二回目の散水によって、前記初回の散水と同様に、散水された水は、積み付け山４の表面から積み付け山の高さを２〜３ｍにするとより好ましい。この散水された水は、積み付け山４の表面から内部に浸透し、塩素分を含む浸透した後の水が滲み出し、同様に側溝１４を介して沈澱槽１５に集められて処理される。なお、この再水対策（コンクリート床＋側溝＋集水）の設備を保有する広大なヤードである製鉄工場を利用することにより効果が十分達成できる。
【００１５】
このように、積み付け散水された掘削土は、天日乾燥した後に、ベットコンベア１０などの搬送手段７で搬送され、篩分工程９により８０ｍｍ以下の篩分けされ、８０ｍｍを超えるものは破砕機１１により破砕されてから再度篩分工程９により分級し、篩下は製品としてベットコンベア１０によってセメント工場１２に搬送される。ここで、ベットコンベア１０などの搬送手段７および製品としてベットコンベア１０には金属の選別装置８が備えられており、掘削土に混入した金属類を全て除去する。さらに、ベットコンベアなどの搬送手段７および篩分工程９には、木屑や紙、プラスチックなどの異物を監視、取り除く工程を設けており、この工程により混入する異物を確実に取り除くようにしている。
【００１６】
上述した掘削土には、建設用の残土と浚渫土を含んでおり、産廃土は汚泥と考え、本発明からは除いた。主要な成分は、表１に示すが掘削土により成分は大きく異なり、塩素濃度も全く異なる。図３は、掘削土の山積み状態を示す図である。図３に示すように、従来は一山積みを指向してきたが、成分バラツキの抑制がセメント品質、生産性に直接影響することが知られており、ＭＨ値〔ＣａＯ／（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｆｅ₂Ｏ₃）〕を小さくすることが有効である。その結果、本発明では俵積みから転送俵積みを行なった。
【００１７】
【表１】

【００１８】
図４は、ＭＨ値とセメントの強度およびセメント生産性の関係を示す図である。図４に示すように、ロット（ダンプ１台毎）毎に俵積み付けることと、転送俵積み付けを行なうことにより、掘削土に含まれるＣａＯ成分、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃などの成分を均一にすることができ、各成分のバラツキは大幅に削減でき、セメント原料に使用する際に制約を受ける〔ＣａＯ／（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｆｅ₂Ｏ₃）〕のＭＨ値（以下、ＭＨ値という）を２．５以下にすることができる。好ましくは、ＭＨ値２．１〜２．３、さらに、好ましくは２．１４〜２．２にすることができ、セメントの原料に使用した場合のセメント強度の低下を抑制し、かつセメントの生産性を１０％向上することができる。
【００１９】
図５は、掘削土の平均粒径と塩素除去率との関係を示す図である。この図に示すように、掘削土の積み付け山を形成する掘削土の塊状粒の直径の平均が９０μｍの場合では粒度が細かくなり過ぎて散水の水の浸潤と、浸潤した水の浸透と滲み出しが悪くなり、散水による除去効率が大幅に低下する。一方、塊状の平均直径が８０ｍｍの場合では塩素の脱塩素率が８０％と良好にすることができるが極端に大きい塊になると散水の塊内への浸潤が悪くなり塩素の除去効率が低下する。この理由から掘削土の塊状粒の粒径は２０〜１２０ｍｍであり、４０〜１２０ｍｍにするとより好ましい。
【００２０】
図６は、ヤードでの累積散水量と塩素濃度および塩素濃度と管理土処理比との関係を示す図である。この図に示すように、２０００ｐｐｍの塩素を含む掘削土に散水を施した場合の掘削土に含まれる塩素分の濃度推移を示しており、初回の散水によりかなりの塩素分を除去できるが、散水量を増加しても除去効率が飽和傾向を示し、継続した除去ができない。しかし、転送積み付けを行なってから２回目の散水を行なうと、点線で示すように、脱塩素の効率が高められ、より低塩素の掘削土にすることができる。また、塩素濃度が５００〜１００ｐｐｍの掘削土の場合を一点不連続線で示す。これから判るように、散水量１５０ｍｍで５０〜１００ｐｐｍにすることができる。
【００２１】
このように、俵積み時に、発塵防止を兼ねた散水を実施することにより、その際掘削土の粒径が最も大きい条件で散水を行なった場合、掘削土中の塩素濃度が、散水量の増加に伴い、低減することができ、転送後再度俵積みし散水すると一層その効果が拡大することが判る。
以上の結果、掘削土の塩素濃度制約が緩和され、セメント中の配合量も従来の５％レベルから１０％以上が可能となり、掘削土の処理量を大幅に増やすことが可能となった。
【００２２】
このように、本発明の掘削土は、建築構造物を解体した後、基礎近傍部分をブルトーザーやユンボ、掘削機械などを用いて掘削した土と、河川、港湾などの浚渫土を対象とするものであり、例えば塩素含有量で見ると、１００〜３５００ｐｐｍの変動があり、ＣａＯ成分、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃なども大きく変動する。また、本発明では、３５００ｐｐｍの塩素を含む掘削土の塩素濃度を１０００ｐｐｍ以下に、さらに、塩素濃度が１５０ｐｐｍの掘削土であっても５０ｐｐｍ以下にすることが可能であり、処理後の掘削土の塩素濃度として５０〜１０００ｐｐｍにすることができる。
【００２３】
処理後の掘削土の塩素濃度が１０００ｐｐｍを超えると、セメント原料に配合する掘削土の量が極端な制限を受け、掘削土の有効活用が難しくなる。一方、処理後の掘削土の塩素濃度が５０ｐｐｍ未満になると、掘削土の脱塩素処理が難しくなり、散水処理などの処理コストが高くなるなどの問題がある。この理由から処理後の掘削土の塩素濃度は、１００ｐｐｍを下限にするとより好ましい結果が得られる。この組成変動をロット毎の俵積み付け、転送積み付けにより、均一な成分にすることが可能となり、かつ、当然脱有害成分処理を行なうことで、セメント原料への転活を実現できた。なお、これらの掘削土は全国で１００万トン／Ｙ程度発生しており、埋め立ての制約から再利用が検討されており、この量の大半の処理を実現しようとするものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により埋め立てなどの処理を行なっていた廃棄物を有効活用することができ、資源の再利用が可能になる。特にセメント原料に活用するので、付加価値を高めることができる。また、塩素や金属などの有害物質を効率良く除去することができ、処理コストを低減することができる。さらに、散水された浸潤水として流出した水を回収し、中和、沈澱処理を行なうので環境汚染がなく、掘削土を処理することができ、製鉄業などの広いヤードを有効活用できるので、新たな場所の設置や新規貯蔵場の設置の必要がなく、遊休設備を利用することができる等極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理フローを示す図である。
【図２】本発明に係るヤードの拡大図である。
【図３】掘削土の山積み状態を示す図である。
【図４】ＭＨ値とセメントの強度およびセメント生産性の関係を示す図である。
【図５】掘削土の平均粒径と塩素除去率との関係を示す図である。
【図６】ヤードでの累積散水量と塩素濃度および塩素濃度と管理土処理比との関係を示す図である。
【符号の説明】
１船
２荷役機
３ダンプトラック
４積み付け山
５ヤード
６散水装置
７搬送手段
８選別装置
９篩分工程
１０ベットコンベア
１１破砕機
１２セメント工場
１３コンクリート床
１４側溝
１５沈澱槽
１６最終処理槽
１７薬剤設備

Claims

建築工事で発生する掘削土を搬送してヤードに前記掘削土の積み山を形成し、該積み山に散水をして有害成分を低減した後、前記掘削土をセメント原料にする建築掘削土の処理方法において、前記掘削土の積み山は、搬送ロット毎に俵積みして積み山を形成することを特徴とする建築掘削土の処理方法。
建築工事で発生する掘削土を搬送してヤードに前記掘削土の積み山を形成し、該積み山に散水をして有害成分を低減した後、前記掘削土をセメント原料にする建築掘削土の処理方法において、前記掘削土の積み山は、下側に積み付けた掘削土が上になるように入替え積み付けである転送積み付けを行うことを特徴とする建築掘削土の処理方法。
請求項１または２に記載の山積みされる掘削土の塊粒の平均直径が２０〜１２０ｍｍであることを特徴とする建築掘削土の処理方法。
請求項１〜３のいずれか１に記載の山積みされる掘削土は散水された後、あるいは散水前に選別工程により、金属、木材、紙などの異物を除去する工程を含むことを特徴とする建築掘削土の処理方法。
請求項１〜４のいずれか１に記載の山積みされる掘削土に散水して浸潤させた後の漏出水を周囲に配置した溝を介して集水し、有害成分を吸着、沈澱処理を行うことを特徴とする建築掘削土の処理方法。
請求項１〜５のいずれか１に記載の掘削土に含まれるＣａＯ／（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｆｅ₂Ｏ₃）を２．５以下にすることを特徴とする建築掘削土の処理方法。
請求項１〜６のいずれか１に記載の有害成分を低減した後の掘削土に含まれる塩素濃度を５０〜１０００ｐｐｍにすることを特徴とする建築掘削土の処理方法。