JP4393656B2 - 廃棄物灰密封ブロック体およびこれを用いた漁礁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物灰密封ブロック体およびこれを用いた漁礁に関する。
【０００２】
【技術の背景】
近年、廃棄物を焼却した際に発生するダイオキシンが問題となっており、またこのダイオキシンを含有する焼却灰（廃棄物灰）の処理も問題となっている。
このため、焼却炉の構造に工夫をこらし、できうる限り廃棄物を完全燃焼させるように努力されているが、完全にダイオキシンの発生を防止することは困難である。
【０００３】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、廃棄物灰中のダイオキシンや重金属類を効果的に封じ込めることのできる廃棄物灰密封ブロック体およびこれを用いた漁礁を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、本発明に係る廃棄物灰密封ブロック体は、非晶質アロフェンを主成分とし、さらに腐植（フミン酸群およびフルボ酸群）を含む黒色土壌である天然黒色粘土と、火山灰等の火山噴出物と、廃棄物灰との混合物をセメントでブロック状に固めたことを特徴としている。
【０００５】
火山噴出物に、火山礫、火山砂および火山灰を用いると好適である。
またこれらの配合割合は、重量で、天然黒色粘土が２０〜４０部、火山礫が１０〜２０部、火山砂が１０〜２０部、火山灰が１０〜２０部、廃棄物灰が２０〜４０部、セメントが２０〜３０部の割合とすると強度的に好適である。
これらブロック体は、強度がそれ程要求されない各種構造物として、あるいは漁礁として用いて好適である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本発明に係る廃棄物灰密封ブロック体は前記したように、天然黒色粘土、火山灰等の火山噴出物および廃棄物灰の混合物をセメントでブロック状に固めたものである。
廃棄物は、工業、農業、水産業、林業等の産業廃棄物、家庭雑廃物等の廃棄物全般を含み、したがってこれらを焼却した廃棄物灰には、各種重金属類やダイオキシンが混入していることがある。
【０００７】
天然黒色粘土は、火山国であるわが国に広く堆積分布し、容易に採取し、入手することが可能である。
火山灰堆積物由来の風化生成物である火山灰土壌の表層部分は、非晶質（無定形）粘土鉱物であるアロフェンを主成分とし、これに多量の腐植（フミン酸群およびフルボ酸群）を含む黒色土壌であり、一般に「暗土」、「暗音地」等とよばれている。本明細書ではこれを天然黒色粘土とよぶことにする。
【０００８】
この天然黒色粘土は、それを構成しているアロフェン粘土鉱物と腐植物質とのそれぞれの固有な物理化学的な吸収、吸着特性の効果として、種々の物質種（イオン、化合物）に対して、吸収、吸着、交換、緩衝作用等の挙動をなすことは、土壌学的な研究により解明されている。
【０００９】
しかしながら、この天然黒色粘土は、上記特殊な挙動あるいは性質を土壌学（農業土壌）以外の分野においては何らかの目的に利用しようとすることはまれであった。むしろ、この天然黒色粘土は、肥料等を吸収、分解してしまうので、農作物には適さないといわれ、ほとんど利用されることなく今日に至っているのが実情である。本発明では、この天然黒色粘土を有効利用するものである。
【００１０】
火山礫、火山砂、火山灰は、これも火山国であるわが国では入手が容易である。
なお概ね、火山礫は粒径１０ｍｍ以上〜４０ｍｍ、火山砂は粒径４ｍｍ以上〜１０ｍｍ未満、火山灰は粒径４ｍｍより小さいものをいう。
【００１１】
上記の天然黒色粘土、火山礫、火山砂、火山灰を混合し、これをセメントで一体にブロック状に固めるのである。
これらの配合割合は概ね次のとおりとする。
すなわち、重量で、天然黒色粘土が２０〜４０部、火山礫が１０〜２０部、火山砂が１０〜２０部、火山灰が１０〜２０部、廃棄物灰が２０〜４０部、セメントが２０〜３０部の割合とする。
【００１２】
これらの配合割合は、ブロック体に求められる強度に応じて変更するとよい。火山礫、および火山砂の一部は骨材としても機能する。したがって、セメントおよびこれら骨材の配合割合を多くするほど強度が増す。
破壊強度が１００Kg〜１５０Kgとなるように調整することによって、ブロック体を各種構造物、あるいは漁礁として使用可能となる。
【００１３】
本発明では、天然黒色粘土は、天然物そのものを使用する。何ら処理を要しないのでコストの低減が図れる。
天然黒色粘土は、前記したように、アロフェンを主成分とし、これに多量の腐植（フミン酸群およびフルボ酸群）を含む黒色土壌である。
【００１４】
天然黒色粘土を、強熱乾燥等の処理をすると腐食が分解するが、天然物をそのまま使用することにより、腐植がブロック体中に多量に混在する。ブロック体中でのこの腐植の果たす役割が大きい。すなわち、腐植は、フミン酸群、フルボ酸群などの多種類の有機物の混合したものであり、その重量平均分子量は数万程度の無定形の高分子で、形状は半径６０〜１００Åのほぼ球形に近い物質とされる。
【００１５】
また腐植のコロイドは全体として負に帯電され、そしてそれは大部分、カルボキシル基、アミノ基、水酸基の解離によって生じるものと考えられている。このように腐植のコロイドが負に帯電していることにより、ブロック体中の重金属等の陽イオンがコロイド粒子に吸着、保持されるのである。
またアロフェンは両性コロイドであり、陽イオン、陰イオンを吸着保持する。
【００１６】
また、ブロック体中の、火山礫、火山砂、火山灰は多孔質の物質である。これらは前記のように骨材としても機能するが、ダイオキシン、ＰＣＢ等の有害物質をその微細な孔中に吸着保持しており、さらにこれらがセメントで封じ込められているので、これら有害物質を強固に閉じ込め、外部への逸散を防止しているのである。
このように、本発明に係るブロック体は、その天然黒色粘土および火山噴出物の総合した機能により、廃棄物灰中の重金属、ダイオキシン、ＰＣＢ等の有害物質を閉じ込めてしまうという効果を有する。
【００１７】
また、火山礫、火山砂、火山灰は何万年、何千年の単位で火山が噴出した無機質の物質であり、珪素成分を７０〜７３％、アルミナ成分を１０〜１３％含有しているため、ブロック体外表面のｐＨは常に中性付近に保たれている。したがって、漁礁としても好適に使用できる。テトラポット（商品名）状のブロック体に形成し、これを海水中に多数組み合わせた状態に配置して漁礁を形成すれば、海水の流れをゆるくでき、海水の温度も比較的定温に保てるので、漁礁の周りにバクテリア等の微生物が繁殖しやすい環境を作り出すことができ、小魚が集まり、この小魚を食べに中魚があつまり、この中魚を食べに大魚が集まるので、自然環境サイクルを醸成できることになる。
【００１８】
〔シリンダー実験〕
直径３００ｍｍ、高さ１３００ｍｍの透明アクリル製円筒体からなる充填塔に、小ブロック状に形成した上記ブロック体を厚さ５００ｍｍまで充填した後、充填塔に海水を満たして３０日間放置した結果の各種データを下記に示す。
【００１９】
以上本発明の好適な実施の形態を示したが、本発明は上記に限定されず、発明の精神を逸脱しない範囲で適宜改変をなし得る。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、天然黒色粘土中の腐植のコロイドが負に帯電していることにより、ブロック体中の重金属等の陽イオンがコロイド粒子に吸着、保持され、またアロフェンは両性コロイドであり、陽イオン、陰イオンを吸着保持し、さらに多孔質の火山礫、火山砂、火山灰がダイオキシン、ＰＣＢ等の有害物質をその微細な孔中に吸着保持しており、さらにこれらをセメントで封じ込めているので、これら有害物質を強固に閉じ込め、外部への逸散を防止することができるという著効を奏する。
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物灰密封ブロック体およびこれを用いた漁礁に関する。
【０００２】
【技術の背景】
近年、廃棄物を焼却した際に発生するダイオキシンが問題となっており、またこのダイオキシンを含有する焼却灰（廃棄物灰）の処理も問題となっている。
このため、焼却炉の構造に工夫をこらし、できうる限り廃棄物を完全燃焼させるように努力されているが、完全にダイオキシンの発生を防止することは困難である。
【０００３】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、廃棄物灰中のダイオキシンや重金属類を効果的に封じ込めることのできる廃棄物灰密封ブロック体およびこれを用いた漁礁を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、本発明に係る廃棄物灰密封ブロック体は、非晶質アロフェンを主成分とし、さらに腐植（フミン酸群およびフルボ酸群）を含む黒色土壌である天然黒色粘土と、火山灰等の火山噴出物と、廃棄物灰との混合物をセメントでブロック状に固めたことを特徴としている。
【０００５】
火山噴出物に、火山礫、火山砂および火山灰を用いると好適である。
またこれらの配合割合は、重量で、天然黒色粘土が２０〜４０部、火山礫が１０〜２０部、火山砂が１０〜２０部、火山灰が１０〜２０部、廃棄物灰が２０〜４０部、セメントが２０〜３０部の割合とすると強度的に好適である。
これらブロック体は、強度がそれ程要求されない各種構造物として、あるいは漁礁として用いて好適である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本発明に係る廃棄物灰密封ブロック体は前記したように、天然黒色粘土、火山灰等の火山噴出物および廃棄物灰の混合物をセメントでブロック状に固めたものである。
廃棄物は、工業、農業、水産業、林業等の産業廃棄物、家庭雑廃物等の廃棄物全般を含み、したがってこれらを焼却した廃棄物灰には、各種重金属類やダイオキシンが混入していることがある。
【０００７】
天然黒色粘土は、火山国であるわが国に広く堆積分布し、容易に採取し、入手することが可能である。
火山灰堆積物由来の風化生成物である火山灰土壌の表層部分は、非晶質（無定形）粘土鉱物であるアロフェンを主成分とし、これに多量の腐植（フミン酸群およびフルボ酸群）を含む黒色土壌であり、一般に「暗土」、「暗音地」等とよばれている。本明細書ではこれを天然黒色粘土とよぶことにする。
【０００８】
この天然黒色粘土は、それを構成しているアロフェン粘土鉱物と腐植物質とのそれぞれの固有な物理化学的な吸収、吸着特性の効果として、種々の物質種（イオン、化合物）に対して、吸収、吸着、交換、緩衝作用等の挙動をなすことは、土壌学的な研究により解明されている。
【０００９】
しかしながら、この天然黒色粘土は、上記特殊な挙動あるいは性質を土壌学（農業土壌）以外の分野においては何らかの目的に利用しようとすることはまれであった。むしろ、この天然黒色粘土は、肥料等を吸収、分解してしまうので、農作物には適さないといわれ、ほとんど利用されることなく今日に至っているのが実情である。本発明では、この天然黒色粘土を有効利用するものである。
【００１０】
火山礫、火山砂、火山灰は、これも火山国であるわが国では入手が容易である。
なお概ね、火山礫は粒径１０ｍｍ以上〜４０ｍｍ、火山砂は粒径４ｍｍ以上〜１０ｍｍ未満、火山灰は粒径４ｍｍより小さいものをいう。
【００１１】
上記の天然黒色粘土、火山礫、火山砂、火山灰を混合し、これをセメントで一体にブロック状に固めるのである。
これらの配合割合は概ね次のとおりとする。
すなわち、重量で、天然黒色粘土が２０〜４０部、火山礫が１０〜２０部、火山砂が１０〜２０部、火山灰が１０〜２０部、廃棄物灰が２０〜４０部、セメントが２０〜３０部の割合とする。
【００１２】
これらの配合割合は、ブロック体に求められる強度に応じて変更するとよい。火山礫、および火山砂の一部は骨材としても機能する。したがって、セメントおよびこれら骨材の配合割合を多くするほど強度が増す。
破壊強度が１００Kg〜１５０Kgとなるように調整することによって、ブロック体を各種構造物、あるいは漁礁として使用可能となる。
【００１３】
本発明では、天然黒色粘土は、天然物そのものを使用する。何ら処理を要しないのでコストの低減が図れる。
天然黒色粘土は、前記したように、アロフェンを主成分とし、これに多量の腐植（フミン酸群およびフルボ酸群）を含む黒色土壌である。
【００１４】
天然黒色粘土を、強熱乾燥等の処理をすると腐食が分解するが、天然物をそのまま使用することにより、腐植がブロック体中に多量に混在する。ブロック体中でのこの腐植の果たす役割が大きい。すなわち、腐植は、フミン酸群、フルボ酸群などの多種類の有機物の混合したものであり、その重量平均分子量は数万程度の無定形の高分子で、形状は半径６０〜１００Åのほぼ球形に近い物質とされる。
【００１５】
また腐植のコロイドは全体として負に帯電され、そしてそれは大部分、カルボキシル基、アミノ基、水酸基の解離によって生じるものと考えられている。このように腐植のコロイドが負に帯電していることにより、ブロック体中の重金属等の陽イオンがコロイド粒子に吸着、保持されるのである。
またアロフェンは両性コロイドであり、陽イオン、陰イオンを吸着保持する。
【００１６】
また、ブロック体中の、火山礫、火山砂、火山灰は多孔質の物質である。これらは前記のように骨材としても機能するが、ダイオキシン、ＰＣＢ等の有害物質をその微細な孔中に吸着保持しており、さらにこれらがセメントで封じ込められているので、これら有害物質を強固に閉じ込め、外部への逸散を防止しているのである。
このように、本発明に係るブロック体は、その天然黒色粘土および火山噴出物の総合した機能により、廃棄物灰中の重金属、ダイオキシン、ＰＣＢ等の有害物質を閉じ込めてしまうという効果を有する。
【００１７】
また、火山礫、火山砂、火山灰は何万年、何千年の単位で火山が噴出した無機質の物質であり、珪素成分を７０〜７３％、アルミナ成分を１０〜１３％含有しているため、ブロック体外表面のｐＨは常に中性付近に保たれている。したがって、漁礁としても好適に使用できる。テトラポット（商品名）状のブロック体に形成し、これを海水中に多数組み合わせた状態に配置して漁礁を形成すれば、海水の流れをゆるくでき、海水の温度も比較的定温に保てるので、漁礁の周りにバクテリア等の微生物が繁殖しやすい環境を作り出すことができ、小魚が集まり、この小魚を食べに中魚があつまり、この中魚を食べに大魚が集まるので、自然環境サイクルを醸成できることになる。
【００１８】
〔シリンダー実験〕
直径３００ｍｍ、高さ１３００ｍｍの透明アクリル製円筒体からなる充填塔に、小ブロック状に形成した上記ブロック体を厚さ５００ｍｍまで充填した後、充填塔に海水を満たして３０日間放置した結果の各種データを下記に示す。
以上本発明の好適な実施の形態を示したが、本発明は上記に限定されず、発明の精神を逸脱しない範囲で適宜改変をなし得る。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、天然黒色粘土中の腐植のコロイドが負に帯電していることにより、ブロック体中の重金属等の陽イオンがコロイド粒子に吸着、保持され、またアロフェンは両性コロイドであり、陽イオン、陰イオンを吸着保持し、さらに多孔質の火山礫、火山砂、火山灰がダイオキシン、ＰＣＢ等の有害物質をその微細な孔中に吸着保持しており、さらにこれらをセメントで封じ込めているので、これら有害物質を強固に閉じ込め、外部への逸散を防止することができるという著効を奏する。
Claims (4)
- 非晶質アロフェンを主成分とし、さらに腐植（フミン酸群およびフルボ酸群）を含む黒色土壌である天然黒色粘土と、火山灰等の火山噴出物と、廃棄物灰との混合物をセメントで固めてなる廃棄物灰密封ブロック体。
- 火山噴出物が、火山礫、火山砂および火山灰を含むことを特徴とする請求項１記載の廃棄物灰密封ブロック体。
- 重量で、天然黒色粘土が２０〜４０部、火山礫が１０〜２０部、火山砂が１０〜２０部、火山灰が１０〜２０部、廃棄物灰が２０〜４０部、セメントが２０〜３０部の割合で配合されていることを特徴とする請求項２記載の廃棄物灰密封ブロック体。
- 請求項１、２または３記載の廃棄物灰密封ブロック体からなる漁礁。
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| JP2000035037A JP4393656B2 (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 廃棄物灰密封ブロック体およびこれを用いた漁礁 |
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|---|---|
| JP2001219151A JP2001219151A (ja) | 2001-08-14 |
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| JP3765415B2 (ja) * | 2002-07-25 | 2006-04-12 | 敏雄 北原 | 重金属類の安定化材、重金属類の安定化方法及び重金属類含有物質の処理方法 |
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