JP6634183B1 - 土壌改質システム及び土壌改質方法 - Google Patents

Abstract

【課題】改質対象の土壌の重量や含水比に応じた適量の改質材を使用しながら、改質不良な土壌の発生を抑制できる、土壌改質システム及び土壌改質方法を提供する。【解決手段】第一ベルトコンベア１０Ａ、ホッパーフィーダ２０、第二ベルトコンベア１０Ｂ、改質機３０、第三ベルトコンベア１０Ｃを有する土壌改質システム２００であり、撮像機５４、画像処理装置６０、第四ベルトコンベア１０Ｄ、戻し装置７０、第一制御盤９０をさらに有し、撮像機５４は改質処理された土壌を撮像し、画像処理装置６０は改質処理された土壌の改質良否を判定し、第四ベルトコンベア１０Ｄは第三ベルトコンベア１０Ｃから第一ベルトコンベア１０Ａに土壌を戻し、戻し装置７０は改質処理された土壌を第四ベルトコンベア１０Ｄに払い出し、第一制御盤９０は画像処理装置６０から送信される不良信号に基づいて戻し装置７０を駆動する。【選択図】図１

Description

本発明は、土壌改質システム及び土壌改質方法に関する。

除染に伴い発生した土壌や廃棄物等は、その最終処分までの間、中間貯蔵施設において安全かつ集中的に貯蔵される。中間貯蔵施設には、処分土置場・運搬施設建屋、処分土受入・分別処理施設建屋、中間貯蔵処分場など、様々な作業場が存在しており、処分土受入・分別処理施設建屋にて分別処理及び改質処理された土壌は、ダンプトラック等にて中間貯蔵処分場まで運搬された後、埋立貯蔵される。
上記する除染に伴い発生した土壌は、大型土のう袋に収納された状態で中間貯蔵施設に搬送されてくる。土のう袋内には、土砂等の不燃物の他に植物根等の有機物である可燃物も混在していることから、搬入された土のう袋が破袋機にて破袋された後、例えば一次分別（粗分別）によって可燃物や大きな石等が除去される。土壌から可燃物を除去した後、土壌に対して改質材を混合する改質処理を行い、さらに二次分別（例えば、２０ｍｍ程度の篩目を有する回転式篩機による篩分け等）が行われることにより、草木や土のう袋等の可燃物が十分に除去され、改質処理がなされた土壌が中間貯蔵処分場に搬送されて埋立貯蔵されることになる。

ここで、土壌（残土）に一定比率の土質改良材を添加し、均質な改良土を製造することのできる、均質な改良土の製造方法が提案されている。具体的には、残土及び土質改良材を残土に対する土質改良材の添加比率が一定になるように秤量機により計量し、残土及び土質改良材を同一コンベア上で混合機能又は混合・解砕機能を有する装置に供給し、分級処理を施す。計量は残土ホッパーから切り出された残土について直接行ない、土質改良材貯留タンクからの抜き出し量を計量しつつ添加量を調整して、その添加比率を一定に保持する方法である（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２５４３９３号公報

上記するように、改質材により改質処理された土壌は中間貯蔵処分場に搬送されることになるが、改質が十分になされていない土壌を処分場に埋立貯蔵するのは望ましくない。そこで、改質処理の際に多量の改質材を適用することにより改質不良を防止する方策が考えられるが、石灰系固化材や石膏系固化材といった改質材は比較的高価であることから、改質対象の土壌の重量や含水比に応じた適量の改質材を使用しながら、改質不良な土壌の発生を抑制できるシステムや方法の開発が望まれる。

本発明は、改質対象の土壌の重量や含水比に応じた適量の改質材を使用しながら、改質不良な土壌の発生を抑制できる、土壌改質システム及び土壌改質方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明による土壌改質システムの一態様は、
土壌の搬送方向の上流側から順に、第一ベルトコンベアと、ホッパーフィーダと、第二ベルトコンベアと、改質機と、第三ベルトコンベアと、を有する土壌改質システムであって、
前記土壌改質システムは、撮像機と、画像処理装置と、第四ベルトコンベアと、戻し装置と、第一制御盤とをさらに有し、
前記撮像機は、前記第三ベルトコンベアの途中位置に配設されて、前記改質機にて改質処理された土壌を撮像し、
前記画像処理装置は、前記撮像機による画像データを受信して、前記改質処理された土壌の改質良否を判定し、
前記第四ベルトコンベアは、前記第三ベルトコンベアの下方に配設されて、該第三ベルトコンベアから前記第一ベルトコンベアに土壌を戻し、
前記戻し装置は、前記第三ベルトコンベアにおける前記撮像機よりも前記搬送方向の下流側に配設されて、該第三ベルトコンベアにて搬送される前記改質処理された土壌を前記第四ベルトコンベアに払い出し、
前記第一制御盤は、前記画像処理装置から送信される、前記改質処理された土壌が改質不良である旨の不良信号に基づいて、前記戻し装置を駆動することを特徴とする。

本態様によれば、改質機にて改質処理された土壌の改質良否を画像処理装置にて判定し、改質処理された土壌が改質不良であると判定された際に戻し装置を駆動し、当該改質不良であると判定された土壌を改質機の上流側にあるベルトコンベア（第一ベルトコンベア）に戻し、改質機にて再度改質処理を行うことにより、改質対象の土壌の重量や含水比に応じた適量の改質材を使用しながら、改質不良な土壌の発生を効果的に抑制することができる。尚、再度改質処理された土壌が画像処理装置にて依然として改質不良であると判定された場合は、戻し装置にて土壌が再度第一ベルトコンベアに戻され、改質機にて再度の改質処理が行われる。
ここで、撮像機としては、レーザー光を照射し、レーザー光が土壌にて反射された反射光をイメージセンサにより結像することにより、土壌の形状を検出する機器等を適用できる。画像処理装置は、撮像機による画像データを受信し、画像データに対して、例えば予め設定されている土壌の改質良否の閾値を適用すること等により、土壌の改質良否を判定する。
また、本態様のシステムにおいては、改質機の上方に改質材計量槽が配設され、改質材計量槽の上方に改質材が収容されるサイロが配設されており、サイロから改質材計量槽に改質材が提供され、制御盤にて設定された添加量に関する添加量データを改質材計量槽が受信し、当該添加量の改質材を改質機に供給するようになっている。
改質材は、一種の中性固化材からなり、従って、一組のサイロと改質材計量槽を備えるシステムであってもよいし、改質材が二種類の材料（凝集材と中性固化材）からなり、各材料に固有の二組のサイロと改質材計量槽を備えるシステムであってもよい。後者の場合は、改質機による土壌と改質材の混合に当たり、例えば、はじめに凝集材（Ａ材）を土壌に添加して所定時間混合した後、中性固化材（Ｂ材）を土壌に添加して所定時間混合する等の方法により、二種類の中性固化材（改質材）による土壌改質が行われる。尚、凝集材は、高分子系材料であり、土壌中の水分を吸収する作用を有する。
尚、本態様の土壌改質システムは、土壌が収容された大型土のう袋を受け入れる受け入れベルトコンベア、破袋機、一次分別機（例えば、１００ｍｍ程度の篩目を有する振動篩機）等をさらに備え、一次分別機にて分別されたアンダー材である土壌が第一ベルトコンベア上を搬送され、第二ベルトコンベアを経て改質機に搬送されてもよい。また、第三ベルトコンベアの下流側には二次分別機（例えば、２０ｍｍ程度の篩目を有する回転式篩機）が配設され、改質良好な土壌は二次分別機にて可燃物が十分に除去された後、二次分別機にて分別されたアンダー材である土壌が中間貯蔵処分場に搬送されて、埋立貯蔵されることになる。

また、本発明による土壌改質システムの他の態様において、前記戻し装置は、
回動軸を中心に回動自在であって、前記第三ベルトコンベアにて搬送される前記改質処理された土壌が衝突する衝突面が平面視Ｖ字状もしくはＵ字状を呈する回動部材と、
前記回動部材を回動させるアクチュエータと、を有し、
前記アクチュエータは、前記第一制御盤から駆動指令信号を受信した際に駆動して前記回動部材を回動させ、前記衝突面を前記改質処理された土壌に対向させることを特徴とする。

本態様によれば、戻し装置が、回動軸を中心に回動する回動部材を有し、回動部材が、平面視Ｖ字状もしくはＵ字状を呈して改質処理された土壌が衝突する衝突面を備えていることにより、常時は第三ベルトコンベア上における土壌の搬送を妨げないように回動部材が上方に持ち上げられ、第一制御盤から駆動指令信号を受信した際に回動部材が回動して下がり、衝突面を搬送される土壌に対向させることができる。衝突面が平面視Ｖ字状もしくはＵ字状を呈することにより、この衝突面の形状に沿って土壌を左右側方に効果的に払い出すことができる。左右側方に払い出された土壌は、第三ベルトコンベアの下方に配設されている第四ベルトコンベア上に落下し、第四ベルトコンベアを介して、第一ベルトコンベアに戻される。

また、本発明による土壌改質システムの他の態様において、前記第三ベルトコンベアの側方には、前記第四ベルトコンベアに通じるシュートが配設されており、
前記戻し装置により、前記第三ベルトコンベアの側方に払い出された前記土壌が前記シュートを介して前記第四ベルトコンベアに送り出されることを特徴とする。
本態様によれば、第三ベルトコンベアの側方において第四ベルトコンベアに通じるシュートが配設されていることにより、回動部材の衝突面によって左右側方に払い出された土壌を、第四ベルトコンベア外に散逸させることなく、第四ベルトコンベアの上に安定的に送り出すことができる。

また、本発明による土壌改質システムの他の態様において、前記画像処理装置は、受信した前記画像データに基づいて前記改質処理された土壌の基準面を作成するとともに、該基準面よりも上方に突出する突出領域の突出高さと突出している面積に関する閾値を格納し、
前記突出高さと前記突出している面積の少なくとも一方が前記閾値を超える場合に改質不良と判定することを特徴とする。

本態様によれば、画像処理装置において、受信した画像データに基づいて改質処理された土壌の基準面（もしくは基準線）を作成し、この基準面（もしくは基準線）よりも上方に突出する突出領域の突出高さや突出している面積をこれらに関する閾値と比較することにより、改質良否を精度よく判定することができる。
いずれの判断基準とも、基準面から突出した団粒状の土塊は、十分に改質処理がなされていない結果によるものであるとの理由に基づいている。ここで、「基準面」は、土壌の高さデータ（画像データ）を様々な抽出サイズ（１乃至２５６画素）にて平面化することにより形成することができる。基準面の作成方法の一例を挙げると、まず、画像データにおける土壌の外形ライン（凹凸ライン）上に、所定の間隔を置いて複数のポイントを設定し、各ポイントを通る補間ライン（第一の補間ライン）を作成することにより、画像データにおける当初の凹凸を相対的になだらかにする。そして、作成された第一の補間ラインに対して、さらに所定の間隔を置いて複数のポイントを設定し、各ポイントを通る第二の補間ラインを作成することにより、第一の補間ラインよりもさらにラインの凹凸をなだらかにする。この操作を所定回数繰り返すことにより、平面もしくは可及的に平面に近い曲面からなる基準面を作成することができる。基準面の作成方法は、その他にも様々な方法がある。
改良不良の一つの判定方法は、基準面よりも上方に突出する突出領域の突出高さがその閾値を超える場合を改良不良とするものである。また、改良不良の他の一つの判定方法は、基準面よりも上方に突出する突出領域の突出している面積がその閾値を超える場合を改良不良とするものである。また、改良不良のさらに他の一つの判定方法は、上記二つの判断方法を適用して突出高さと突出している面積の双方がそれらの閾値を超える場合を改良不良とするものである。また、改良不良のさらに他の一つの判定方法は、土壌の処理を一バッチごとに行うバッチ式土壌改質システムにおいて、上記二つの判断方法を適用して突出高さと突出している面積の双方がそれらの閾値を超える場合が、一バッチの中で所定回数以上存在する場合を改良不良とするものである。

また、本発明による土壌改質システムの他の態様において、前記改質機は、前記土壌と改質材を混合し、
前記改質機の上方には、前記改質材の添加量を計量して該改質機に計量後の該改質材を添加する改質材計量槽が配設されており、
前記第二ベルトコンベアの途中位置において、搬送される前記土壌の含水比を計測する水分計と、
前記改質機に収容された前記土壌の重量を計測する重量計と、
第二制御盤と、を有し、
前記水分計による前記含水比の計測が連続的もしくは間欠的に実行され、計測された複数の含水比データが前記第二制御盤に送信されるようになっており、
前記第二制御盤には一バッチ分の土壌重量が格納されており、
前記第二制御盤により、前記重量計から送信された前記土壌の重量データが前記一バッチ分の土壌重量となった際に、前記第二ベルトコンベアの稼働が停止されて前記改質機への土壌の搬入が停止され、
前記第二制御盤により、受信した前記複数の含水比データから平均含水比が算定され、前記一バッチ分の土壌重量と前記平均含水比とに基づいて前記改質材の添加量が設定され、前記改質材計量槽に対して設定された該添加量が送信されることを特徴とする。

本態様によれば、バッチ式の土壌改質システムとすることにより、連続式の土壌改質システムにおいて懸念される、土壌に対する改質材の混合不良の発生を抑制することができる。ここで、連続式の土壌改質システムとは、一次分別の際のアンダー材である土壌をベルトコンベアにて搬送し、土壌の含水比と重量と体積を連続的に計測し、これらの計測データに基づいて改質材の添加量を判定し、判定された添加量の改質材を土壌に対して連続的に添加し、改質機にて土壌と改質材を混合（ミキシング）する土壌改質システムのことである。この連続式の土壌改質システムでは、連続式故に土壌に対する改質材の混合不良が生じ易く、改質不良土壌の発生リスクの懸念を内包する。

また、本態様では、改質機に収容される土壌を一バッチ分の土壌に規定し、一バッチ分の土壌重量を計測するとともに、第二ベルトコンベア上を搬送される土壌の含水比の計測を連続的もしくは間欠的に実行した後、制御盤にて複数の含水比データから平均含水比を算定し、一バッチ分の土壌重量と平均含水比とに基づいて改質材の添加量を設定することにより、改質材の添加量を精度よく設定することができる。
ここで、「含水比の計測が間欠的に実行され」とは、含水比の計測を例えば１秒間隔や２秒間隔等で行うことを意味している。また、「重量計」としては、例えば改質機に装備されるロードセル等が挙げられる。また、「水分計」としては、マイクロ波水分計や近赤外線水分計、ＲＩ（Radio Isotope）水分計などが適用できる。
本態様では、第二制御盤による制御により、重量計から送信された土壌の重量データが一バッチ分の土壌重量となった際に、第二ベルトコンベアの稼働が停止されて改質機への土壌の搬入が停止される。そのため、改質対象である一バッチ分の土壌重量が精度よく特定されることとなり、平均含水比を適用することと相俟って、改質材の添加量を精度よく設定することが可能になる。

また、本発明による土壌改質方法の一態様は、
土壌を搬送方向の上流側から、第一ベルトコンベア、ホッパーフィーダ、第二ベルトコンベア、改質機、第三ベルトコンベアの順に搬送し、該改質機にて該土壌を改質処理する、土壌改質方法であって、
前記第三ベルトコンベアの途中位置において、前記改質機にて改質処理された土壌を撮像し、画像データを画像処理して前記改質処理された土壌の改質良否を判定する、良否判定工程と、
前記良否判定工程において、前記改質処理された土壌が改質不良であると判定された際に、前記第三ベルトコンベアの途中位置に配設されている戻し装置を駆動して、前記改質処理された土壌を、前記第三ベルトコンベアから前記第一ベルトコンベアに戻す、戻し工程と、
前記第一ベルトコンベアに戻した前記改質処理された土壌を、前記改質機に搬送して再度の改質処理を行う再改質工程と、を有することを特徴とする。

本態様によれば、良否判定工程において改質処理された土壌の改質良否を判定し、改質不良と判定された際には、戻し工程において戻し装置を駆動して改質処理された土壌を第一ベルトコンベアに戻し、再改質工程において戻された土壌を改質機に搬送して再度の改質処理を行うことにより、改質対象の土壌の重量や含水比に応じた適量の改質材を使用しながら、改質不良な土壌の発生を効果的に抑制することができる。

本発明の土壌改質システム及び土壌改質方法によれば、改質対象の土壌の重量や含水比に応じた適量の改質材を使用しながら、改質不良な土壌の発生を効果的に抑制することができる。

第１の実施形態に係る土壌改質システムの一例を、その構成要素であるバッチ式土壌改質システムを含めて示す模式図である。 第二制御盤のハードウェア構成の一例を、周辺機器とともに示す図である。 第二制御盤の機能構成の一例を示す図である。 第二制御盤による一つの制御例を示す図である。 図４Ａに続いて、第二制御盤による一つの制御例を示す図である。 図４Ｂに続いて、第二制御盤による一つの制御例を示す図である。 第二制御盤による他の制御例を示す図である。 撮像機の構成と、撮像機による土壌の撮像方法を説明する図である。 画像処理装置のハードウェア構成の一例を、周辺機器とともに示す図である。 画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。 画像処理装置における基準面の設定方法の一例を示す図である。 図９Ａに続いて、画像処理装置における基準面の設定方法の一例を示す図である。 図９Ｂに続いて、画像処理装置における基準面の設定方法の一例を示す図である。 画像処理装置における改良良否の判定方法を説明する図である。 第一制御盤のハードウェア構成の一例を、周辺機器とともに示す図である。 第一制御盤の機能構成の一例を示す図である。 戻し装置の平面図であって、第三ベルトコンベア及び第四ベルトコンベアとともに示す図である。 図１２ＡのＢ−Ｂ矢視図であって、回動部材により左右側方に払い出された土壌がシュートを介して第四ベルトコンベアに送り出されている状況を示す図である。 図１２ＡのＣ−Ｃ矢視図であって、常時の回動部材と、第一制御盤から駆動指令信号を受信した際に回動して下りた状態の回動部材をともに示す図である。 第２の実施形態に係る土壌改質システムの一例を示す模式図である。 バッチ式土壌改質方法の一例のフローチャートである。 実施形態に係る土壌改質方法の一例のフローチャートである。

以下、実施形態に係る土壌改質システムと土壌改質方法について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

［第１の実施形態に係る土壌改質システム］
はじめに、図１乃至図１２を参照して、実施形態に係る土壌改質システムの一例について説明する。尚、図示例は、中間貯蔵施設に適用される土壌改質システムを説明したものであり、除染に伴い発生した土壌が大型土のう袋に収容された状態で中間貯蔵施設に搬入され、土壌を改質処理した後、ストックパイルにて仮置きするまでの一連の処理を実行するシステムを示している。

図１は、第１の実施形態に係る土壌改質システムの一例を、その構成要素であるバッチ式土壌改質システムを含めて示す模式図である。土壌改質システム２００は、土壌の場内搬入から振動篩機ＶＭによる一次分別（粗分別）までの上流側処理システム１２０と、その後に土壌に改質処理を実行するバッチ式土壌改質システム１００と、改質良否を判定し、改質不良の場合にはバッチ式土壌改質システム１００に土壌を戻して再改質処理を行う下流側処理システム１４０とを有する。

＜上流側処理システム＞
上流側処理システム１２０は、除染に伴い発生した土壌が大型土のう袋ＦＰに収容された状態でダンプトラックＤＴにより搬送され、ラフタークレーンＲＣ等の重機によりＸ１方向に荷下ろされる一時仮置き場を有する。この一次仮置き場には土のう袋積載機ＳＭが装備されており、一次仮置き場にて仮置きされている大型土のう袋は、土のう袋積載機ＳＭにより第一受け入れベルトコンベアＵＢ１へＸ２方向に移載される。第一受け入れベルトコンベアＵＢ１上を搬送された大型土のう袋ＦＰは、次いで第二受け入れベルトコンベアＵＢ２へＸ３方向に搬出される。尚、図示を省略するが、第一受け入れベルトコンベアＵＢ１と第二受け入れベルトコンベアＵＢ２のいずれか一方には、その途中位置に金属検出器が装備されており、危険金属が検出された際には、ベルトコンベアから危険金属を含む大型土のう袋ＦＰを回収し、解袋して危険金属を除去した後、土壌を搬送ラインに戻す形態を備えていてもよい。

第二受け入れベルトコンベアＵＢ２上を搬送された大型土のう袋ＦＰは、次いで破袋機ＨＭへＸ４方向に搬出され、破袋機ＨＭにて大型土のう袋ＦＰが破袋され、破袋された大型土のう袋ＦＰ（破袋片）と土壌が混在した状態で第三受け入れベルトコンベアＵＢ３へＸ５方向に搬出され、第三受け入れベルトコンベアＵＢ３上を搬送される。尚、図示を省略するが、第三受け入れベルトコンベアＵＢ３の途中位置には、磁選機やベルト探傷装置等が装備されていてもよい。

第三受け入れベルトコンベアＵＢ３を搬送された破袋片及び土壌は、振動篩機ＶＭへＸ６方向に搬出される。振動篩機ＶＭは一次分別機であり、例えば、１００ｍｍ程度の篩目を有している。

振動篩機ＶＭにて篩分けがなされ、篩を通過したアンダー材は第一ベルトコンベア１０ＡへＸ７方向に搬出される。一方、篩を通過しないオーバー材は、オーバー材搬送ベルトコンベア（図示せず）を介して容器や石といった種類ごとの残渣ヤードに移載される。

以上が、上流側処理システム１２０の構成となる。次に、以下、バッチ式土壌改質システム１００について説明する。

＜バッチ式土壌改質システム＞
図１に示すように、バッチ式土壌改質システム１００は、土壌が投入されるホッパーフィーダ２０と、土壌と改質材を混合する改質機３０と、ホッパーフィーダ２０から送り出された土壌を改質機３０へ搬送する第二ベルトコンベア１０Ｂと、改質材の添加量を計量して改質機３０に計量後の改質材を添加する改質材計量槽４５と、第二制御盤８０とを有する。

第二ベルトコンベア１０Ｂの途中位置であって改質機３０に近接した位置には、第二ベルトコンベア１０Ｂの下方において、搬送される土壌の含水比を計測する水分計５２が装備されている。水分計５２としては、マイクロ波水分計や近赤外線水分計、ＲＩ（Radio Isotope）水分計などが適用できる。中でも、ＲＩ水分計は、第二ベルトコンベア１０Ｂ上を搬送される土壌に対して放射性同位元素から生じた高速中性子を照射し、土壌から発生した熱中性子を測定して土壌中の水素原子量を評価することにより、含水比を精度よく計測できることから好適である。

改質機３０はその内部に複数のミキシングパドルを備え、改質機３０の下方には重量計３５（ロードセル）が装備されており、重量計３５により、一バッチ分の土壌重量が計測されるようになっている。

改質機３０の上方には改質材計量槽４５が配設され、改質材計量槽４５の上方には改質材が収容されるサイロ４０が配設されている。サイロ４０から改質材計量槽４５に改質材が提供され、第二制御盤８０により設定された添加量に関する添加量データを改質材計量槽４５が受信し、当該添加量の改質材を改質機３０に供給するようになっている。

バッチ式土壌改質システム１００では、二種類の改質材（例えば、凝集材（Ａ材）と中性固化材（Ｂ材））を土壌に順次添加して混合するようになっており、各材料に固有の二組のサイロ４０Ａ，４０Ｂと改質材計量槽４５Ａ，４５Ｂを備えている。

第一ベルトコンベア１０Ａからホッパーフィーダ２０へＸ８方向に土壌が搬出されることにより、ホッパーフィーダ２０内に徐々に土壌が収容されていく。

次に、図２及び図３を参照して、第二制御盤８０の一例の構成について説明するとともに、図４Ａ乃至図４Ｃと図５を参照して、第二制御盤８０による各種機器の制御内容の一例について説明する。ここで、図２は、第二制御盤のハードウェア構成の一例を、周辺機器とともに示す図であり、図３は、第二制御盤の機能構成の一例を示す図である。また、図４Ａ乃至図４Ｃは順に、第二制御盤による一つの制御例を示す図であり、図５は、第二制御盤による他の制御例を示す図である。

第二制御盤８０はコンピュータにより構成され、接続バスにより相互に接続されているＣＰＵ（Central Processing Unit）８１、主記憶装置８２、補助記憶装置８３、入出力インターフェイス８４、及び通信インターフェイス８５を備えている。主記憶装置８２と補助記憶装置８３は、コンピュータが読み取り可能な記録媒体である。尚、上記の構成要素はそれぞれ個別に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。

ＣＰＵ８１は、ＭＰＵ（Microprocessor）やプロセッサとも呼ばれ、ＣＰＵ８１は、単一のプロセッサであってもよいし、マルチプロセッサであってもよい。ＣＰＵ８１は、コンピュータからなる第二制御盤８０全体の制御を行う中央演算処理装置である。ＣＰＵ８１は、例えば、補助記憶装置８３に記憶されたプログラムを主記憶装置８２の作業領域にて実行可能に展開し、プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことにより、所定の目的に合致した機能を提供する。

主記憶装置８２は、ＣＰＵ８１が実行するコンピュータプログラムや、ＣＰＵ８１が処理するデータ等を記憶する。主記憶装置８２は、例えば、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。補助記憶装置８３は、各種のプログラム及び各種のデータを読み書き自在に記録媒体に格納し、外部記憶装置とも呼ばれる。補助記憶装置８３には、例えば、ＯＳ（Operating System）、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。ＯＳは、例えば、通信インターフェイス８５を介して接続される外部装置等とのデータの受け渡しを行う通信インターフェースプログラムを含む。外部装置等には、例えば、ネットワークに接続するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ワークステーション（ＷＳ）、サーバ、携帯端末等の情報処理装置や外部記憶装置等が含まれる。

補助記憶装置８３は、例えば、主記憶装置８２を補助する記憶領域として使用され、ＣＰＵ８１が実行するコンピュータプログラムや、ＣＰＵ８１が処理するデータ等を記憶する。補助記憶装置８３は、不揮発性半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM））を含むシリコンディスク、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）装置、ソリッドステートドライブ装置等である。また、補助記憶装置８３として、ＣＤドライブ装置、ＤＶＤドライブ装置、ＢＤドライブ装置といった着脱可能な記録媒体の駆動装置が例示される。着脱可能な記録媒体として、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＳＤ（Secure Digital）メモリカード等が例示される。

通信インターフェイス８５は、第二制御盤８０に接続するネットワークとのインターフェイスである。通信インターフェイス８５は、ネットワークを介して、水分計５２から送信される含水比データを受信し、重量計３５から送信される一バッチ分の土壌の重量データを受信する。また、通信インターフェイス８５は、ネットワークを介して、重量計３５から送信された土壌の重量データが一バッチ分の土壌重量となった際に、第二ベルトコンベアに対して駆動停止信号を送信する。その他、以下で説明するように、第一検知センサ２５（図４Ａ等参照）から送信される第一検知信号を受信し、第二検知センサ２７（図４Ａ等参照）から送信される第二検知信号を受信し、これらの受信信号に基づいて、ホッパーフィーダ２０、第二ベルトコンベア１０Ｂ、及び改質機３０の駆動制御信号や駆動停止信号を各機器に送信する。より具体的には、第一検知信号に基づいて、土壌の搬送方向の下流側から順に、第三ベルトコンベア１０Ｃ、改質機３０、第二ベルトコンベア１０Ｂ、ホッパーフィーダ２０が順次駆動する。第三ベルトコンベア１０Ｃや改質機３０は、例えば駆動停止信号を受信するまで連続駆動し、第二ベルトコンベア１０Ｂは、例えば改質機３０における一バッチ分の重量計測が終了した段階で一端駆動停止し、次のバッチの重量計測のための駆動指令信号を受信した際に再駆動する。

ここで、ネットワークには、インターネット等の公衆ネットワーク、携帯電話網等の無線ネットワーク、ＶＰＮ（Virtual Private Network）等の専用ネットワーク、ＬＡＮ（Local
Area Network）等のネットワークが含まれる。

入出力インターフェイス８４は、第二制御盤８０に接続する機器との間でデータの入出力を行うインターフェイスである。入出力インターフェイス８４には、例えば、キーボード、タッチパネルやマウス等のポインティングデバイス、マイクロフォン等の入力デバイス等が接続する。第二制御盤８０は、入出力インターフェイス８４を介し、入力デバイスを操作する操作者からの操作指示等を受け付ける。

また、入出力インターフェイス８４には、例えば、液晶パネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や有機ＥＬパネル（ＥＬ：Electroluminescence）等の表示デバイス、プリンタ、スピーカ等の出力デバイスが接続する。第二制御盤８０は、入出力インターフェイス８４を介し、ＣＰＵ８１により処理されるデータや情報、主記憶装置８２、補助記憶装置８３に記憶されるデータや情報を出力する。

ＣＰＵ８１によるプログラムの実行により、ホッパーフィーダ２０、第二ベルトコンベア１０Ｂ、改質機３０、改質材計量槽４５の各種動作が実行制御される。

また、図３に示すように、第二制御盤８０は、ＣＰＵ８１によるプログラムの実行により、少なくとも、入出力部８０２、平均含水比算定部８０４、改質材添加量設定部８０６、駆動制御部８０８、及び格納部８１０の各種機能を提供する。尚、上記処理機能の少なくとも一部が、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって提供されてもよく、同様に、上記処理機能の少なくとも一部が、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、数値演算プロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用ＬＳＩ（large scale integration）やその他のデジタル回路等であってもよい。

入出力部８０２は、水分計５２から送信される含水比データや、重量計３５から送信される一バッチ分の土壌の重量データを受信して受け付け、施工管理者等により操作パネル（図示せず）等を介して直接入力される各種データを受け付ける。また、入出力部８０２は、第一検知センサ２５（図４Ａ等参照）から送信される第一検知信号と、第二検知センサ２７（図４Ａ等参照）から送信される第二検知信号を受け付ける。

入出力部８０２により受け付けられた、含水比データや土壌の重量データ、第一検知信号や第二検知信号は、格納部８１０に格納される。一バッチ分の土壌の重量データに関しては、施工管理者等により直接入力にて入出力部８０２に受け付けられ、予め格納部８１０に格納される。また、水分計５２から送信される含水比データは随時送信されてくることから、入出力部８０２にて受け付けられた含水比データは、都度、格納部８１０に格納される。

以下で詳説するが、入出力部８０２により受け付けられた含水比データと、含水比データと同時に受け付けられた第二検知信号は連関する一組のデータとして受け付けられ、双方のデータが同時に受け付けられた場合にのみ、その含水比データは平均含水比の算定に適用される。一方、含水比データを受け付けた際に第二検知信号が同時に受け付けされない場合は、当該含水比データは平均含水比の算定に適用されないものとし、格納部８１０には格納されない。

入出力部８０２が受け付けた含水比データは、第二制御盤８０の有する表示モニタ（図示せず）に都度出力表示される。また、重量計３５から送信される土壌の重量データも第二制御盤８０の有する表示モニタに都度出力表示される。都度受信され、格納される土壌の重量データが、格納部８１０に対して施工管理者等により予め格納されている一バッチ分の土壌重量データに一致した際に、表示モニタには、改質機３０に一バッチ分の土壌が搬入されたことを通知する点灯表示等が実行される。

ここで、図４Ａに示すように、ホッパーフィーダ２０には、第一ベルトコンベア１０ＡからＸ８方向に土壌が搬入され、ホッパーフィーダ２０内においてＺ１方向に土壌Ｓの嵩が徐々に増していく。

ホッパーフィーダ２０の上方位置には、第一検知センサ２５が搭載されており、第二ベルトコンベア１０Ｂのうち、改質機３０の近傍位置であって水分計５２に対応する位置には第二検知センサ２７が搭載されている。第一検知センサ２５と第二検知センサ２７はいずれもフロースイッチにより形成され、フロースイッチ２５，２７はそれぞれ、感知板２６，２８を備えており、感知板２６，２８がホッパーフィーダ２０や第二ベルトコンベア１０Ｂにおいてそれぞれ所定レベルに位置するように設置されている。

ホッパーフィーダ２０における感知板２６の設置レベルは、一バッチ分以上の土壌が収容された際のレベル位置である。一方、第二ベルトコンベア１０Ｂにおける感知板２８の設置レベルは、第二ベルトコンベア１０Ｂ上を土壌Ｓが搬送される際の土壌の所定高さのレベル位置である。

ホッパーフィーダ２０において一バッチ分以上の土壌Ｓが収容された際に、フロースイッチ２５の感知板２６が土壌Ｓにて押しやられることにより、内部機構のカムがマイクロスイッチを作動させて接点出力し、ホッパーフィーダ２０内に一バッチ分以上の土壌Ｓが収容されたことを示す第一検知信号が第二制御盤８０に対してＹ１方向に送信される。

第二制御盤８０において入出力部８０２が第一検知信号を受け付けると、ＣＰＵ８１により、シーケンス制御が実行される。このシーケンス制御は、補助記憶装置８３に記憶されており、具体的には、第一検知信号の受け付けの後、第三ベルトコンベア１０Ｃが駆動し、次いで第二ベルトコンベア１０Ｂが駆動し、次いでホッパーフィーダ２０が駆動し、次いで改質機３０が駆動する制御である。

第二制御盤８０において入出力部８０２が第一検知信号を受け付けると、駆動制御部８０８より、第三ベルトコンベア１０Ｃの駆動モータ（アクチュエータの一例で、図示せず）に対してＹ２方向に駆動指令信号が送信され、無端状の第二ベルトコンベア１０ＣがＺ６方向に駆動する。

次に、シーケンス制御に基づき、駆動制御部８０８より、改質機３０の有するミキシングパドル３２を回転する駆動モータ（アクチュエータの一例で、図示せず）に対してＹ３方向に駆動指令信号が送信され、改質機３０の有するミキシングパドル３２がＺ５方向に回転駆動する。

次に、シーケンス制御に基づき、駆動制御部８０８より、第二ベルトコンベア１０Ｂの駆動モータ（アクチュエータの一例で、図示せず）に対してＹ４方向に駆動指令信号が送信され、無端状の第二ベルトコンベア１０ＢがＺ４方向に駆動する。

次に、シーケンス制御に基づき、駆動制御部８０８より、ホッパーフィーダ２０の駆動モータ（アクチュエータの一例で、図示せず）に対してＹ５方向に駆動指令信号が送信され、ホッパーフィーダ２０がＺ３方向に駆動する。

ホッパーフィーダ２０から第二ベルトコンベア１０Ｂに対して土壌Ｓが徐々に払い出され、一バッチ分の土壌が払い出された段階で、土壌からの感知板２６に対する拘束が解除され、フロースイッチ２５の有するマイクロスイッチの作動が停止される。この作動停止により、駆動制御部８０８からホッパーフィーダ２０に対して土壌Ｓの払い出しを停止する駆動停止指令信号が送信され、ホッパーフィーダ２０は、改質機３０による一バッチ分の重量計測が終了した際に土壌Ｓの払い出しを停止する。

このように、ホッパーフィーダ２０が第一検知センサ２５を有し、第一検知センサ２５から送信される第一検知信号に基づいて、第二制御盤８０が一バッチ分の土壌Ｓを第二ベルトコンベア１０Ｂに送り出す制御を実行することにより、精度よく一バッチ分の土壌Ｓの改質処理を行うことが可能になる。

図４Ｂに示すように、第二ベルトコンベア１０Ｂ上で搬送される土壌Ｓは、第二ベルトコンベア１０Ｂの下方位置に装備されている水分計５２の上方に到達した際に、含水比が連続的もしくは間欠的に測定され、搬送される土壌Ｓに関して随時計測される含水比データが、都度、第二制御盤８０に対してＹ６方向に送信される。例えば、一秒乃至二秒程度の間隔ごとの計測（間欠的な計測）により、複数の含水比を計測することができる。

また、第二ベルトコンベア１０Ｂを挟んで、水分計５２に対応する位置には第二検知センサ２７が装備されており、土壌Ｓが通過した際にフロースイッチ２７の感知板２８が土壌Ｓにて押しやられることにより、内部機構のカムがマイクロスイッチを作動させて接点出力し、土壌Ｓが通過したことを示す第二検知信号が第二制御盤８０に対してＹ７方向に送信される。

第二制御盤８０では、入出力部８０２により受け付けられた含水比データと、含水比データと同時に受け付けられた第二検知信号は連関する一組のデータとして受け付けられ、双方のデータが同時に受け付けられた場合にのみ、その含水比データは平均含水比の算定に適用される。

改質機３０の下端には重量計３５が装備されており、図４Ｃに示すように、改質機３０に一バッチ分の重量の土壌が収容された段階で、一バッチ分の土壌受け入れ信号が第二制御盤８０へＹ８方向に送信される。第二制御盤８０の入出力部８０２が一バッチ分の土壌受け入れ信号を受け付けると、駆動制御部８０８より、第二ベルトコンベア１０Ｂに対して駆動停止信号を送信し、第二ベルトコンベア１０Ｂの駆動による以後の土壌の供給が停止される。

図３に示すように、第二制御盤８０の平均含水比算定部８０４では、第二検知信号が同時に受信された含水比データのみを集計してその合計値を算定し、合計値を含水比データ数にて除すことにより、平均含水比を算定する。

第二ベルトコンベア１０Ｂ上を搬送される一バッチ分の土壌においては、箇所ごとに含水比に分布が生じ得るが、図示するように土壌の複数箇所における含水比を計測し、平均含水比を算定することにより、一バッチ分の土壌の含水比を精度よく特定することが可能になる。

平均含水比算定部８０４により算定された平均含水比は、格納部８１０に格納される。既述するように、この平均含水比の算定に用いられた含水比データは、同時に第二検知センサが送信されてきた含水比データのみである。

図３に示すように、第二制御盤８０の改質材添加量設定部８０６では、格納部８１０に格納されている一バッチ分の土壌重量と、算定された平均含水比とに基づいて、改質材の添加量を設定する。改質材添加量設定部８０６により設定された改質材（例えば凝集材）あるＡ材の添加量に関する添加量データが、駆動制御部８０８から改質材計量槽４５ＡへＹ８方向に送信される。Ａ材用のサイロ４０ＡからＸ１１方向に供給されたＡ材のうち、改質材計量槽４５Ａでは添加量データに基づくＡ材の添加量が計量され、改質機３０にＸ１２方向に供給され、改質機３０において一バッチ分の土壌ＳとともにＡ材が所定時間撹拌混合される。

次に、改質材添加量設定部８０６により設定された改質材であるＢ材（例えば中性固化材）の添加量に関する添加量データが、駆動制御部８０８から改質材計量槽４５ＢへＹ９方向に送信される。Ｂ材用のサイロ４０ＢからＸ１１方向に供給されたＢ材のうち、改質材計量槽４５Ｂでは添加量データに基づくＢ材の添加量が計量され、改質機３０にＸ１２方向に供給され、改質機３０において一バッチ分の土壌ＳとともにＢ材が所定時間撹拌混合される。このように、二種類の改質材と土壌Ｓが撹拌混合されることにより、土壌Ｓが改質処理される。尚、一種類の改質材のみが土壌に添加される形態であってもよく、この場合は、システムは一組のサイロと改質材計量槽を備えることになる。

改質機３０により、二種類の改質材とともに土壌Ｓが撹拌混合され、改質処理された土壌は、改質機３０の底から第三ベルトコンベア１０Ｃに対してＸ１３方向に搬出され、第三ベルトコンベア１０Ｃにより搬送される。

ここで、図５に示すように、第二ベルトコンベア１０Ｂ上を搬送される土壌Ｓが、図４Ａ，図４Ｂに示されるように連続的でなく、進行方向前方の土壌Ｓ１と進行方向後方の土壌Ｓ２の間に隙間Ｇが存在する態様で搬送される場合もあり得る。このような場合に、水分計５２により隙間Ｇの含水比（含水比はゼロ）が測定され、この含水比が平均含水比の算定に用いられると、平均含水比は実際の値よりも低くなり、精度を欠くことになる。

しかしながら、バッチ式土壌改質システム１００においては、水分計５２に対応する位置に第二検知センサ２７を装備し、第二検知センサ２７による第二検知信号を同時受信した含水比データのみを平均含水比の算定に用いることにより、このような課題を解消して高い精度で平均含水比を算定することが可能となり、高精度な改質材の添加量の設定が実現される。

このように、土壌改質システム２００がバッチ式の土壌改質システム１００を備えることにより、連続式の土壌改質システムにおいて懸念される、土壌に対する改質材の混合不良の発生を抑制することができる。また、改質機３０に収容される土壌を一バッチ分の土壌に規定し、一バッチ分の土壌重量を計測するとともに、第二ベルトコンベア１０Ｂ上を搬送される土壌の含水比の計測を連続的もしくは間欠的に実行した後、第二制御盤８０にて複数の含水比データから平均含水比を算定し、一バッチ分の土壌重量と平均含水比とに基づいて改質材の添加量を設定することにより、改質材の添加量を精度よく設定することができる。

以上が、バッチ式土壌改質システム１００の構成となる。次に、以下、下流側処理システム１４０について説明する。

＜下流側処理システム＞
図１に戻り、下流側処理システム１４０は、第三ベルトコンベア１０Ｃと、撮像機５４と、画像処理装置６０と、第四ベルトコンベア１０Ｄと、戻し装置７０と、第一制御盤９０とを有する。

撮像機５４は、第三ベルトコンベア１０Ｃの途中位置の上方に配設されており、改質機３０にて改質処理された土壌を撮像する。

図６に示すように、撮像機５４は、筐体５５の内部に、半導体レーザ発信機５６と拡散レンズ５７とを有し、半導体レーザ発信機５６から発振された拡散レーザがレンズ５７により帯状に広げられて、下方の第三ベルトコンベア１０Ｃ上を搬送される土壌Ｓに照射される。

撮像機５４は、筐体５５の内部に、集光レンズ５８とＣＭＯＳ（Complementary MOS：相補型MOS）イメージセンサ５９をさらに有し、土壌Ｓ表面の凹凸面にて反射した反射光を集光レンズ５８により集光し、ＣＭＯＳイメージセンサ５９にて結像することにより、土壌Ｓの凹凸面の形状変化、高さ変化を検出するものである。

第三ベルトコンベア１０ＣのＺ６方向への移動に伴い移動する土壌Ｓに対し、連続的に撮像した幅Δｂ間隔の画像ごとに基準面を作成し、各画像での基準面から突出している高さや突出している面積が測定される。

撮像機５４により撮像された画像データは、画像処理装置６０に対して随時送信される。画像処理装置６０は、撮像機５４による画像データを受信して、バッチ式土壌改質システム１００において改質処理された土壌の改質良否を判定する装置である。ここで、図７は、画像処理装置のハードウェア構成の一例を、周辺機器とともに示す図であり、図８は、画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。

画像処理装置６０はコンピュータにより構成され、接続バスにより相互に接続されているＣＰＵ６１、主記憶装置６２、補助記憶装置６３、入出力インターフェイス６４、及び通信インターフェイス６５を備えており、基本的なハードウェア構成は第二制御盤８０と同様であるが、周辺機器が撮像機５４と第一制御盤９０となる。尚、第一制御盤９０については以下で詳説する。

また、図８に示すように、画像処理装置６０は、ＣＰＵ６１によるプログラムの実行により、少なくとも、入出力部６０２、改良良否判定部６０４、及び格納部６０６の各種機能を提供する。

入出力部６０２は、撮像機５４から送信される画像データを受け付ける。また、施工管理者等により操作パネル（図示せず）等を介して直接入力される各種データを受け付ける。この各種データには、土壌Ｓの改質良否の閾値である、基準面よりも上方あるいは下方に突出する突出領域の突出高さと突出している面積に関する閾値や、一バッチの中で突出高さと突出している面積の双方が閾値を充足しない回数に関する閾値等が含まれる。

入出力部６０２により受け付けられた、画像データや、土壌Ｓの改質良否に関する閾値は、格納部６０６に格納される。

改良良否判定部６０４では、画像データに基づいて土壌Ｓの基準面を設定する。ここで、図９Ａ乃至図９Ｃはその順に、画像処理装置における基準面の設定方法の一例を示す図である。尚、図９Ａ乃至図９Ｃに示す土壌表面の凹凸ライン（実線）は、図６に示す土壌表面の凹凸面を搬送方向であるＺ６方向に直交する断面で見た凹凸ラインである。

基準面の設定は、土壌Ｓの高さデータ（画像データ）を様々な抽出サイズ（１乃至２５６画素）にて平面化することにより形成することができる。基準面の作成方法の一例として、まず、図９Ａに示すように、画像データにおける土壌の凹凸ライン（外形ライン）上に、所定の間隔ｓ１を置いて複数のポイントｐ１乃至ｐ８を設定し、各ポイントｐ１乃至ｐ８を通る補間ライン（第一の補間ラインで点線ライン）を作成することにより、画像データにおける当初の凹凸を相対的になだらかにする。

次に、図９Ｂに示すように、作成された第一の補間ラインに対して、さらに所定の間隔ｓ２を置いて複数のポイントｐ９乃至ｐ１３を設定し、各ポイントｐ９乃至ｐ１３を通る第二の補間ライン（一点鎖線）を作成することにより、第一の補間ラインよりもさらにラインの凹凸をなだらかにする。

次に、図９Ｃに示すように、例えば、第二の補間ラインを水平線の位置に変換することにより基準面を作成する。その際、土壌の表面の凹凸ラインは変換に応じて処理する。尚、基準面の作成方法は、その他にも様々な方法があり、図示例の方法は一例に過ぎない。

改良良否判定部６０４では、基準面を設定した後、様々な要素が格納部６０６にて格納されている閾値を超える場合を改良不良であると判定する。その一つは、図９Ｄに示すように、基準面よりも上方に突出する突出領域の突出高さｈ１乃至ｈ３が、格納部６０６に格納されている突出高さに関する閾値ｈ０を超える場合を改良不良であると判定する。あるいは、基準面よりも例えば上方に突出する突出領域の突出している面積Ａ１乃至Ａ３が、格納部６０６に格納されている突出している面積に関する閾値Ａ０を超える場合を改良不良であると判定する。あるいは、一バッチの土壌の中で、突出高さと突出している面積の双方がそれらの閾値ｈ０、Ａ０を超える場合が、所定回数（例えば一バッチの中で５回）以上存在する場合を改良不良と判定する。このように、改良良否判定部６０４における改良良否の判定方法には、様々な方法があり、施工管理者は、事前に精度のよい判定方法を特定しておくのが好ましい。

改良良否判定部６０４において、土壌Ｓが改良不良であると判定された場合、画像処理装置６０より、改質処理された土壌Ｓが改質不良である旨の不良信号が第一制御盤９０に送信される。第一制御盤９０は、戻し装置７０を駆動する駆動指令信号を戻し装置７０に送信し、駆動した戻し装置７０により改質処理された土壌Ｓを再度第一ベルトコンベア１０Ａに戻し、再改質処理を行う。

ここで、図１０は、第一制御盤のハードウェア構成の一例を、周辺機器とともに示す図であり、図１１は、第一制御盤の機能構成の一例を示す図である。第一制御盤９０はコンピュータにより構成され、接続バスにより相互に接続されているＣＰＵ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェイス９４、及び通信インターフェイス９５を備えており、基本的なハードウェア構成は第二制御盤８０や画像処理装置６０と同様であるが、周辺機器が画像処理装置６０と戻し装置７０となる。

ＣＰＵ９１によるプログラムの実行により、戻し装置７０の動作が実行制御される。また、図１１に示すように、第一御盤９０は、ＣＰＵ９１によるプログラムの実行により、少なくとも、入出力部９０２、戻し装置駆動制御部９０４、及び格納部９０６の各種機能を提供する。

入出力部９０２は、画像処理装置６０から送信される土壌Ｓが改質不良である旨の不良信号を受け付ける。

格納部９０６には、不良信号を受信しない場合に回動して持ち上げられている戻し装置７０の回動角度（常時において、搬送される土壌Ｓと戻し装置７０を構成する回動部材が衝突しない角度）が格納されている。

入出力部９０２に不良信号が受け付けられると、戻し装置駆動制御部９０４より、戻し装置７０に対して戻し装置７０を駆動する駆動指令信号が送信される。

ここで、図１２Ａは、戻し装置の平面図であって、第三ベルトコンベア及び第四ベルトコンベアとともに示す図であり、図１２Ｂは、図１２ＡのＢ−Ｂ矢視図であって、回動部材により左右側方に払い出された土壌がシュートを介して第四ベルトコンベアに送り出されている状況を示す図である。また、図１２Ｃは、図１２ＡのＣ−Ｃ矢視図であって、常時の回動部材と、第一制御盤から駆動指令信号を受信した際に回動して下りた状態の回動部材をともに示す図である。

戻し装置７０は、第三ベルトコンベア１０Ｃを跨ぐようにしてその上方に組み付けられている架構７１と、架構７１において第三ベルトコンベア１０の搬送方向に直交する方向に延設する回動軸７２と、回動軸７２を中心に回動する回動部材７３と、回動部材７３を回動するシリンダ機構７４（アクチュエータの一例）とを有する。

回動部材７３は、第三ベルトコンベア１０Ｃにて搬送される改質処理された土壌Ｓが衝突する衝突面７３ａを備えており、衝突面７３ａは平面視Ｖ字状もしくはＵ字状（図１２ＡではＶ字状）を呈している。

回動部材７３はさらに、架構７１の左右側方にシュート７５を備えている。図１２Ａに示すように、第三ベルトコンベア１０Ｃ上をＺ６方向に搬送されて衝突面７３ａに衝突され、衝突面７３ａの平面視形状に沿って左右側方にＺ７方向に払い出された土壌は、シュート７５をＸ１７方向に流下し、第三ベルトコンベア１０Ｃの下方に配設され、Ｚ８方向に駆動している第四ベルトコンベア１０Ｄに送り出されるようになっている。

図１２Ｃの一点鎖線で示すように、常時においては、回動部材７３は回動軸７２を中心に、搬送される土壌Ｓと衝突面７３ａが衝突しない角度にシリンダ機構７４にて持ち上げられている。一方、シリンダ機構７４が、戻し装置駆動制御部９０４より駆動指令信号を受信すると、シリンダ機構７４が駆動してロッド７４ａをＺ９方向に伸長させ、回動部材７３が回動軸７２を中心にＺ１０方向に下げられることにより、衝突面７３ａと搬送される土壌Ｓが正対される。

図１に戻り、第四ベルトコンベア１０Ｄを介して搬送された土壌は、第一ベルトコンベア１０ＡにＸ１８方向に戻され、第一ベルトコンベア１０Ａを介して再度バッチ式土壌改質システム１００に搬送され、改質機３０にて再改質処理が行われる。再改質処理された土壌は、下流側処理システム１４０に再度搬送され、改質良否が再度判定される。

図１に示すように、下流側処理システム１４０において、改質良と判定された土壌、もしくは、再改質処理の後に改質良と判定された土壌は、第三ベルトコンベア１０Ｃから回転式篩機ＲＭへＸ１４方向に搬出される。回転式篩機ＲＭは二次分別機であり、例えば、２０ｍｍ程度の篩目を有している。

回転式篩機ＲＭにて篩分けがなされ、篩を通過したアンダー材は第五ベルトコンベア１０ＥへＸ１５方向に搬出される。一方、篩を通過しないオーバー材は、オーバー材搬送ベルトコンベア（図示せず）を介して、石や金属等の不燃物、草木や根等の可燃物に分別処理される。

第五ベルトコンベア１０ＥへＸ１５方向に搬出されたアンダー材は、草木や土のう袋等の可燃物が十分に除去され、十分に改質処理がなされた土壌としてストックパイルＳＰへＸ１６方向に搬出され、一次貯蔵される。ストックパイルＳＰにて一次貯蔵された土壌は、その後ダンプトラックに積み込まれ、中間貯蔵施設を構成する中間貯蔵処分場に搬送されて、埋立貯蔵されることになる。

このように、土壌改質システム２００が下流側処理システム１４０を備えていることにより、改質機３０にて改質処理された土壌の改質良否を画像処理装置６０にて判定し、改質処理された土壌が改質不良であると判定された際に戻し装置７０を駆動し、改質不良であると判定された土壌を改質機３０の上流側にある第一ベルトコンベア１０Ａに戻し、改質機３０にて再度改質処理を行うことにより、改質対象の土壌の重量や含水比に応じた適量の改質材を使用しながら、改質不良な土壌の発生を効果的に抑制することができる。

［第２の実施形態に係る土壌改質システム］
次に、図１３を参照して、第２の実施形態に係る土壌改質システムの一例について説明する。ここで、図１３は、第２の実施形態に係る土壌改質システムの一例を示す模式図である。

図１３に示す土壌改質システム３００は、図１に示す上流側処理システム１２０に対して、振動式篩機ＶＭと第一ベルトコンベア１０Ａの間に振り分けベルトコンベアＦＢが付加された上流側処理システム１２０Ａを備え、振り分けベルトコンベアＦＢの左右に配設された二ラインのバッチ式土壌改質システム１００（改質ライン）を備え、各バッチ式土壌改質システム１００の下流側に二ラインの下流側処理システム１４０Ａを備えたシステムである。尚、二ラインの下流側処理システム１４０Ａは、共通する第一制御盤９０により、駆動制御が実行される。

振動式篩機ＶＭから振り分けベルトコンベアＦＢへＸ７方向に土壌が搬出された後、振り分けベルトコンベアＦＢは、駆動モータ（アクチュエータの一例で、図示せず）を交互に正逆転させることにより、上流側処理システム１２０にて連続的に搬送されてきた土砂を、二ラインのバッチ式土壌改質システム１００に交互に振り分け、同様に交互に正逆転される第一ベルトコンベア１０ＡにＸ８'方向に搬出する。

図示する構成により、バッチ式土壌改質システム１００を採用した故に連続式の土壌改質システムに比べて土壌改質効率が低下し得るといった課題を、二つの改質ライン１００にて改質処理を交互に実行することで効果的に解消することができる。

また、上流側処理システム１２０において土壌が連続的に搬送される一方で、バッチ式土壌改質システム１００においては断続的に土壌の改質処理が行われることから、上流側処理システム１２０とバッチ式土壌改質システム１００では土壌搬送の連続性が担保し難くなる。しかしながら、土壌改質システム３００によれば、二つの改質ライン１００を設け、二つのホッパーフィーダ２０に交互に土壌を振り分けるようにしたことにより、連続的に搬送されてくる土壌を二つのホッパーフィーダ２０に交互に、従って連続的に振り分けることができ、バッチ式に土壌改質を行いながらも、システム全体としての連続性が担保される。このように、二つのホッパーフィーダ２０への土壌の振り分けは、ホッパーフィーダ２０の上流側において第一ベルトコンベア１０Ａ上を土壌が連続的に搬送されてくることと、ホッパーフィーダ２０の下流側において土壌が断続的にバッチ処理されることのバッファ作用を奏する処理でもある。

［実施形態に係る土壌改質方法］
次に、図１４及び図１５を参照して、実施形態に係る土壌改質方法の一例を、バッチ式土壌改質方法の一例とともに説明する。ここで、図１４は、バッチ式土壌改質方法の一例のフローチャートであり、図１５は、実施形態に係る土壌改質方法の一例のフローチャートである。

まず、図１４において、上流側処理システム１２０を介して搬送されてきた、除染に伴い発生した土壌を第一ベルトコンベア１０Ａに搬出し、第一ベルトコンベア１０Ａにより土壌を搬送する（ステップＳ４０２）。ここで、上流側処理システム１２０では、除染に伴い発生した土壌を大型土のう袋ＦＰに収容した状態で複数の受け入れベルトコンベアＵＢ１乃至ＵＢ３に順次搬送し、破袋機ＨＭにて大型土のう袋ＦＰを破袋し、破袋した大型土のう袋ＦＰ（破袋片）と土壌が混在した状態で、振動篩機ＶＭに搬出して一次分別することにより、振動篩機ＶＭにて篩分けがなされ、篩を通過したアンダー材を第一ベルトコンベア１０Ａへ搬出する。

次に、第一ベルトコンベア１０Ａを介してホッパーフィーダ２０にアンダー材である土壌を搬入する（ステップＳ４０４）。

ホッパーフィーダ２０の上方位置には第一検知センサ２５が搭載されており、一バッチ分以上の土壌Ｓがホッパーフィーダ２０に収容された際に、第一検知センサ２５によりこのことを検知する（ステップＳ４０６）。

一バッチ分以上の土壌Ｓが収容されたことを示す第一検知信号が第一検知センサ２５から第二制御盤８０に送信されると、第二制御盤８０によりシーケンス制御が実行され、第二ベルトコンベア１０Ｂ、ホッパーフィーダ２０、改質機３０が順に駆動する（ステップＳ４０８）。

第二ベルトコンベア１０Ｂのうち、改質機３０の近傍位置には水分計５２が搭載されており、第二ベルトコンベア１０Ｂ上を搬送される土壌Ｓの含水比を水分計５２にて連続的もしくは間欠的に計測する（ステップＳ４０９、含水比計測工程）。

第二ベルトコンベア１０Ｂのうち、水分計５２に対応する位置には第二検知センサ２７が搭載されており、第二ベルトコンベア１０Ｂ上を土壌Ｓが通過した際には、水分計５２が通過した土壌Ｓの含水比を計測するとともに、第二検知センサ２７が通過した土壌Ｓが通過したことを検知する。一方、土壌Ｓが水分計５２上を通過しない場合であっても、水分計５２は含水比（ゼロ）を計測するが、第二検知センサ２７は当然に土壌Ｓの通過を検知しない。

水分計５２による含水比データと第二検知センサ２７による第二検知信号（土壌Ｓが通過したことを検知した信号）は第二制御盤８０に送信される。そこで、第二制御盤８０により、第二検知センサ２７が土壌Ｓの通過を検知したか否かを第二検知信号の受信の有無により判定する（ステップＳ４１０）。

第二制御盤８０では、含水比データを受信し、含水比データと同時に第二検知信号を受信した場合のみ、これらを連関する一組のデータとして受け付け、受け付けた含水比データを平均含水比算定用の含水比データとして格納する（ステップＳ４１２）。

一方、含水比データと同時に第二検知信号を受信しない場合は、受け付けた含水比データを平均含水比算定用の含水比データとして格納しない。第二検知信号を受信しないことから、水分計により計測された含水比データは土壌の含水比を計測したものでなく、搬送される土壌間の隙間の含水比（ゼロ）を計測したものであることを示しているからである（ステップＳ４１４）。

改質機３０の下方には重量計３５が装備され、重量計３５により、改質機３０内の土壌の重量が計測されるようになっており、第二制御盤８０では、重量計３５から送信されてくる土壌の重量データが一バッチ分の土壌重量であると判定した（ステップＳ４１６、土壌搬入工程）際に、第二ベルトコンベア１０Ｂに対して駆動停止信号を送信し、第二ベルトコンベア１０Ｂの駆動による以後の土壌の供給を停止する（ステップＳ４１８）。

次に、第二制御盤８０では、第二検知信号が同時に受信された含水比データのみを集計してその合計値を算定し、合計値を含水比データ数にて除すことにより、一バッチ分の土壌の平均含水比を算定する（ステップＳ４２０、平均含水比算定工程）。

次に、第二制御盤８０では、一バッチ分の土壌重量と、算定された平均含水比とに基づいて、改質材の添加量を設定する（ステップＳ４２２、改質材添加量設定工程）。

第二制御盤８０において設定された改質材の添加量に関する添加量データが、第二制御盤８０から改質材計量槽４５へ送信される。改質材計量槽４５では、サイロ４０から改質材が供給されるようになっており、改質材計量槽４５では添加量データに基づいて改質材の添加量が計量され、計量された添加量の改質材を改質機３０に供給し、改質機３０において一バッチ分の土壌Ｓとともに改質材を所定時間撹拌混合することにより、土壌Ｓの改質処理を行う（ステップＳ４２４、土壌改質工程）。

以上のフローが、バッチ式土壌改質方法の一例となる。バッチ式土壌改質方法により改質処理が行われた土壌Ｓは、バッチ式土壌改質システム１００の下流側にある第三ベルトコンベア１０Ｃに搬出される。図１５に示すように、第三ベルトコンベア１０Ｃの途中位置の上方には撮像機５４が配設され、改質機３０にて改質処理された土壌を撮像する（ステップＳ４２６）。

撮像機５４により撮像された画像データは、画像処理装置６０に対して随時送信され、画像処理装置６０は、撮像機５４による画像データを受信して、バッチ式土壌改質システム１００において改質処理された土壌の改質良否を判定する（ステップＳ４２８、良否判定工程）。画像処理装置６０では、画像データに基づいて土壌Ｓの基準面を設定し、画像データのうち、基準面よりも上方に突出する突出領域の突出高さや突出している面積とそれらの閾値を比較し、閾値以下の場合には改質良であると判定し、閾値を超える場合には改質不良であると判定する。あるいは、一バッチの土壌の中で、突出高さと突出している面積の双方がそれらの閾値を超える場合が、所定回数以上存在する場合を改良不良と判定する。

改質良か否かの判定（ステップＳ４３０）において、改質良であると判定された場合は、画像処理装置６０から第一制御盤９０に対して、改質処理された土壌Ｓが改質良である旨の信号が送信され、土壌を第一ベルトコンベア１０Ａに戻す戻し装置７０は駆動しない。すなわち、常時は、第三ベルトコンベア１０Ｃ上における土壌Ｓの搬送を妨げないように、戻し装置７０を構成する回動部材７３は上方に持ち上げられている。そのため、搬送される改質良好な土壌Ｓは戻し装置７０により第一ベルトコンベア１０Ａに戻されることなく、回転式篩機ＲＭに搬出されて最終的な二次分別にかけられ、そのアンダー材が第五ベルトコンベア１０Ｅに搬出され、第五ベルトコンベア１０Ｅを経てストックパイルＳＰに搬送され、一時貯蔵される（ステップＳ４３２）。

一方、改質良か否かの判定（ステップＳ４３０）において、改質不良であると判定された場合は、画像処理装置６０から第一制御盤９０に対して、改質処理された土壌Ｓが改質不良である旨の不良信号が送信される。第一制御盤９０は、戻し装置７０を駆動する駆動指令信号を戻し装置７０に送信し、駆動した戻し装置７０により、改質処理された土壌Ｓが第四ベルトコンベア１０Ｄを経て再度第一ベルトコンベア１０Ａに戻される（ステップＳ４３４、戻し工程）。戻された土壌Ｓは、バッチ式土壌改質システム１００に搬送されることにより、図１４に示す一連の処理が再度行われ、再改質処理される（再改質工程）。再改質処理の結果、ステップＳ４３０にて改質良と判定された段階で、再改質処理された土壌が二次分別にかけられ、そのアンダー材がストックパイルＳＰに搬送されて一時貯蔵される（ステップＳ４３２）。

このように、バッチ式土壌改質方法と実施形態に係る土壌改質方法（一連の改質処理方法）によれば、土壌に対する改質材の混合不良を生じさせることなく、改質対象の土壌の重量や含水比に応じた適量の改質材を精度よく設定しながら、土壌の改質処理を行うことができる。

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１０Ａ：第一ベルトコンベア
１０Ｂ：第二ベルトコンベア
１０Ｃ：第三ベルトコンベア
１０Ｄ：第四ベルトコンベア
１０Ｅ：第五ベルトコンベア
２０：ホッパーフィーダ
２５：第一検知センサ（フロースイッチ）
２６：感知板
２７：第二検知センサ（フロースイッチ）
２８：感知板
３０：改質機
３５：重量計
４０，４０Ａ，４０Ｂ：サイロ
４５，４５Ａ，４５Ｂ：改質材計量槽
５２：水分計
５４：撮像機
６０：画像処理装置
７０：戻し装置
７１：架構
７２：回動軸
７３：回動部材
７３ａ：衝突面
７４：アクチュエータ（シリンダ機構）
７５：シュート
８０：第二制御盤
９０：第一制御盤
１００：バッチ式土壌改質システム（改質ライン）
１２０、１２０Ａ：上流側処理システム
１４０，１４０Ａ：下流側処理システム
２００、３００：土壌改質システム
６０４：改良良否判定部
８０４：平均含水比算定部
８０６：改質材添加量設定部
９０４：戻し装置駆動制御部
ＦＰ：大型土のう袋
ＵＢ１〜ＵＢ３：受け入れベルトコンベア
ＦＢ：振り分けベルトコンベア
Ｓ：土壌
Ｇ：隙間
ＨＭ：破袋機
ＶＭ：振動式篩機
ＲＭ：回転式篩機
ＳＰ：ストックパイル

Claims (6)

1. 土壌の搬送方向の上流側から順に、第一ベルトコンベアと、ホッパーフィーダと、第二ベルトコンベアと、改質機と、第三ベルトコンベアと、を有する土壌改質システムであって、
   前記土壌改質システムは、撮像機と、画像処理装置と、第四ベルトコンベアと、戻し装置と、第一制御盤とをさらに有し、
   前記撮像機は、前記第三ベルトコンベアの途中位置に配設されて、前記改質機にて改質処理された土壌を撮像し、
   前記画像処理装置は、前記撮像機による画像データを受信して、前記改質処理された土壌の改質良否を判定し、
   前記第四ベルトコンベアは、前記第三ベルトコンベアの下方に配設されて、該第三ベルトコンベアから前記第一ベルトコンベアに土壌を戻し、
   前記戻し装置は、前記第三ベルトコンベアにおける前記撮像機よりも前記搬送方向の下流側に配設されて、該第三ベルトコンベアにて搬送される前記改質処理された土壌を前記第四ベルトコンベアに払い出し、
   前記第一制御盤は、前記画像処理装置から送信される、前記改質処理された土壌が改質不良である旨の不良信号に基づいて、前記戻し装置を駆動することを特徴とする、土壌改質システム。
2. 前記戻し装置は、
   回動軸を中心に回動自在であって、前記第三ベルトコンベアにて搬送される前記改質処理された土壌が衝突する衝突面が平面視Ｖ字状もしくはＵ字状を呈する回動部材と、
   前記回動部材を回動させるアクチュエータと、を有し、
   前記アクチュエータは、前記第一制御盤から駆動指令信号を受信した際に駆動して前記回動部材を回動させ、前記衝突面を前記改質処理された土壌に対向させることを特徴とする、請求項１に記載の土壌改質システム。
3. 前記第三ベルトコンベアの側方には、前記第四ベルトコンベアに通じるシュートが配設されており、
   前記戻し装置により、前記第三ベルトコンベアの側方に払い出された前記土壌が前記シュートを介して前記第四ベルトコンベアに送り出されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の土壌改質システム。
4. 前記画像処理装置は、受信した前記画像データに基づいて前記改質処理された土壌の基準面を作成するとともに、該基準面よりも上方に突出する突出領域の突出高さと突出している面積に関する閾値を格納し、
   前記突出高さと前記突出している面積の少なくとも一方が前記閾値を超える場合に改質不良と判定することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の土壌改質システム。
5. 前記改質機は、前記土壌と改質材を混合し、
   前記改質機の上方には、前記改質材の添加量を計量して該改質機に計量後の該改質材を添加する改質材計量槽が配設されており、
   前記第二ベルトコンベアの途中位置において、搬送される前記土壌の含水比を計測する水分計と、
   前記改質機に収容された前記土壌の重量を計測する重量計と、
   第二制御盤と、を有し、
   前記水分計による前記含水比の計測が連続的もしくは間欠的に実行され、計測された複数の含水比データが前記第二制御盤に送信されるようになっており、
   前記第二制御盤には一バッチ分の土壌重量が格納されており、
   前記第二制御盤により、前記重量計から送信された前記土壌の重量データが前記一バッチ分の土壌重量となった際に、前記第二ベルトコンベアの稼働が停止されて前記改質機への土壌の搬入が停止され、
   前記第二制御盤により、受信した前記複数の含水比データから平均含水比が算定され、前記一バッチ分の土壌重量と前記平均含水比とに基づいて前記改質材の添加量が設定され、前記改質材計量槽に対して設定された該添加量が送信されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の土壌改質システム。
6. 土壌を搬送方向の上流側から、第一ベルトコンベア、ホッパーフィーダ、第二ベルトコンベア、改質機、第三ベルトコンベアの順に搬送し、該改質機にて該土壌を改質処理する、土壌改質方法であって、
   前記第三ベルトコンベアの途中位置において、前記改質機にて改質処理された土壌を撮像し、画像データを画像処理して前記改質処理された土壌の改質良否を判定する、良否判定工程と、
   前記良否判定工程において、前記改質処理された土壌が改質不良であると判定された際に、前記第三ベルトコンベアの途中位置に配設されている戻し装置を駆動して、前記改質処理された土壌を、前記第三ベルトコンベアから前記第一ベルトコンベアに戻す、戻し工程と、
   前記第一ベルトコンベアに戻した前記改質処理された土壌を、前記改質機に搬送して再度の改質処理を行う再改質工程と、を有することを特徴とする、土壌改質方法。

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