JPH0640788B2

JPH0640788B2 - 人工藻場

Info

Publication number: JPH0640788B2
Application number: JP61134495A
Authority: JP
Inventors: 悦男麻薙; 好則渡辺; 修寺島; 郁夫岡林
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1986-06-09
Filing date: 1986-06-09
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPS62289128A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術の分野〕本発明は、「有機物を含む底質」をセメント系固化剤に
て強度増加した固化物として水底に敷設又は設置した人
工藻場及びその造成の方法に関するものである。

〔技術の背景〕

（藻場造成の必要性）最近になって200カイリ経済水域の設定が各国で実施さ
れるにともない、わが国の漁業政策の中で沿岸漁業の振
興施策が格段に重視されるようになった。とりわけ、沿
岸水産資源の保護・管理、増殖を図ることが重要な課題
であり、沿岸漁増の整備開発として、とくに藻場造成技
術の開発が要求されている。

藻場は、一般的にそれぞれの群落帯を構成する主要な海
藻の属や種によって、アマモ場、ガラモ場、コンブ藻
場、アラメ・カジキ藻場などに分類して呼ばれている。
この分類の内、アマモ場は、魚類その他の水産動物、と
くに、それらの幼稚仔の生育場として、水産上の役割は
重要である。すなわち、魚類その他の水産動物の保育場
として、また、資源再生産の場としてアマモ場は重要な
役割を果している。

アマモは、砂泥底水域で藻場を構成する植物の１種の海
産顕花植物で、他の藻類とは異なる陸上顕花植物の生活
環、いわゆる、根から栄養分を採取する藻である。ま
た、アマモは、光合成の補償深度の限界があり、アマモ
の生育型は水質や底質に大きく影響されることが知られ
ている。

水産資源を維持する上で、アマモ場の保護と造成は必要
であるが、現在は投石して、底曳網などからアマモ場を
保護するにどどまり、失われた藻場を回復し、更に拡大
するための藻場造成が実用的に行われる迄に至っていな
い。従って、藻場造成技術の確立が強く望まれている。

（底質処理の必要性）一方、河川、湖沼、沿岸海域に堆積する底質は、通常有
機物を含み、水質の悪化をはじめとし、いろいろと生態
系に悪影響を及ぼし、ひいては人間生活環境にも多くの
弊害をもたらす。従って、このような弊害が現われる前
に、該底質を取り除く必要がある。しかし、底質は、
(1)その量が多く、(2)大量の水を含み、しかもその自然
乾燥が難かしく、(3)有機物の腐敗により悪臭を発生す
る、などの問題があり、経済的に処理することは容易で
はない。特に、養殖汚泥の処理には決定的な手法がな
く、一時逃れ的な方法がとられているに過ぎない。例え
ば、(a)暫定的な処置として、養殖汚泥の表層に土砂を
覆土したり、(b)養殖魚場を海沿線に近い沿岸から沖沿
岸へと次第に移動させたりして、問題点を一時的に回避
する方法などが行われているのみである。

また、本発明で言う「有機物を含む底質」の均等物質と
して取り扱う「下水処理で生じる脱水汚泥」も、従来の
埋立、海用投棄処分の直接投棄処分に代って、自然や社
会の中へ転換する、いわゆる有効利用型処理・処分が強
く望まれている。

以上のように、「藻場造成」と「底質処理」の必要性が
非常に大きいのに、これらの課題を一括して解決する実
用的な提案は未だなされていない。

〔目的〕

本発明は、前記の課題を一挙に解決するために、「有機
物を含む底質」を原料とし、これを強度増加した固化物
として水底に敷設又は設置した人工藻場及びその造成の
方法を提供するものである。

〔構成〕

発明者らは、前記の目的を達成するために、鋭意研究を
重ねた結果、(1)河川、湖沼、沿岸海域等の「有機物を
含む底質」を原料に用い、１軸圧縮強さ0.3〜5kgf/cm²
の固化物が、人工藻場の造成基盤として優れた性能を持
つことを見出すと共に、(2)該藻場造成基盤を低コスト
で得ることに成功した。すなわち、本発明によれば、従
来から公害発生物視され、その処理が困難とされていた
「有機物を含む底質」が処分でき、該底質を原料とする
人工藻場及びその造成の方法が提供される。

本発明の人工藻場を造成するには、「有機物を含む底
質」に所定量の固化剤、例えば、セメント系固化剤を加
え、１軸圧縮強さ0.3〜5kgf/cm²の固化物として水底に
敷設又は設置すればよい。

本明細書において取り扱う「有機物を含む底質」は、河
川、湖沼、沿岸海域等の底質及び下水処理で生じる脱水
汚泥を意味する。該底質の不溶性固形分に対する有機物
含有量は、有機物の種類や質により異なるが、通常５〜
60重量％、好ましくは10〜50重量％である。有機物含有
量が５重量％以下では、人工藻場造成基盤の栄養分が不
十分であり、また、有機物含有量が60重量％以上では、
底質の固化に必要な固化剤量が多くなるので好ましくな
い。なお、明細書においては、底質中の不溶性固形分
は、JIS 1203-1978に基づき含水比を測定して含水量を
求めて算出したものを意味する。海水には、海水の３重
量％の塩化ナトリウム等の塩分が含まれているので、こ
の塩分を除いた不溶性固形分を、本明細書では、不溶性
固形分と定める。

また、本明細書でいう固化物の敷設は、河川、湖沼、沿
岸海域等の底質に直接固化剤を加えてその場（水底）に
おいて固化物とするか、又は底質をいったん地上に採取
し、これに固化剤を加えて再び水底に戻し、水底におい
て固化物とすることを意味し、固化物の設置はあらかじ
め固化処理した底質固化物を水底に設置することを意味
する。この場合、固化物の形状は特に制約されず、軟土
状の他、塊状や、ブロック状等の種々の形状とすること
ができる。水底に敷設する固化物の量は、１m²当り、50
〜1000kg、特に100〜500kg程度である。

本発明では、「有機物を含む底質」の固化処理に好まし
くはセメント系固化剤を用いる。「有機物を含む底質」
はポルトランドセメントや生石灰などでは固化の目的を
果することが困難である。その理由は、固化対象となる
底質の不溶性固形分中に、(1)粒径74μｍ以下のものを
多く含むことと、(2)ポルトランドセメンの水和反応を
阻害する有機物や燐酸塩を多量含むためである。従っ
て、本発明では、固化剤として「有機物を含む底質」が
固化できるように開発された「セメント系固化剤」を用
いることが重要である。「セメント系固化剤」は、ポル
トランドセメントの特定成分を補強したり、混和剤を加
えるなどして特殊な要求に合致するように調整した特殊
セメントである。

本発明で用いる「セメント系固化剤」として最も好まし
いものは、硫酸変成高炉滓、ポルトランドセメント、所
望に応じてのセッコウから構成したもの（以下処理剤Ａ
と記す）である。

この処理剤Ａにおいて用いる硫酸変成高炉滓（添加剤
Ａ）は、微細急冷高炉滓を硫酸と反応させたものであ
る。この場合、微細急冷高炉滓は、製鉄高炉から副生す
る高炉滓（スラグ）を急冷して得た粗粒状のものをさら
に粒径300μｍ以下に粉砕したものである。高炉滓の急
冷法としては、通常、水で粒状化急冷する湿式法が主力
であるが、その他、空気と少量の水を利用した半乾式
法、空気冷却を利用した乾式法がある。湿式法により得
られる、いわゆる高炉水滓は、粒径１〜5mm程の砂状な
いし粒状となっている。急冷高炉滓の組成は、鉄鉱石の
成分やその高炉の操業条件によって若干異なるがおよそ
次のような重量割合である。

SiO₂ 30〜35、Al₂O₃ 13〜18％、CaO 38〜45％、F₂O₃ 0.
5〜1.0％、MgO 3〜６％、Ｓ 0.5〜1.0％、MnO 0.5〜1.5
％、TiO₂ 0.5〜1.0％処理剤Ａにおいて用いる微細急冷高炉滓は、アルカリな
どの刺激作用により、水硬性を発揮し得る潜在水硬性を
持つものである。このような潜在水硬性は、高炉溶融ス
ラグを急冷することによって得ることができる。高炉溶
融スラグを徐冷して得たものは結晶質のものとなる。こ
の徐冷滓は、メリライト（ゲーレナイト Ca₂AlSiO₇・
オケルマナイト Ca₂MgSi₂O₇系固溶体）とオルトケイ酸
カルシウムを主要構成鉱物とする緻密な結晶質で、潜在
水硬性がない。このために、例え徐冷滓を微粉化して
も、反応剤としての作用と効果が望めない。従って、該
徐冷滓は本発明で用いる硫酸変成高炉滓の原料に用いる
ことは不適当である。本発明で用いる処理剤Ａでは、急
冷高炉滓を反応素材として利用するために、急冷高炉滓
をできるだけ微細な状態として用いることが望ましい。
高炉水滓は、その粒径が１〜5mmの粗粒状であるため
に、(a)硫酸との反応による変成、(b)硫酸変成高炉滓の
微細土粒子やポルトランドセメントとの反応等が著しく
低下するので不適当である。その理由は、粗粒状高炉水
滓の比表面積が小さいことによる。本発明の場合、急冷
高炉滓の粒径を300μｍ以下とすることが重要であり、
通常は粒径100〜１μｍの微細急冷高炉滓を用いる。

本発明で用いる処理剤Ａで適用する微細高炉滓の好まし
い工業的な硫酸処理の方法は、次の２種類に大別され
る。

(1)微細急冷高炉滓に硫酸を直接作用させる方法。

(2)排煙脱硫処理において、排ガス中のSOxを吸収・酸化
して得られる硫酸分を微細急冷高炉滓に作用させる方
法。

(1)の方法において用いる硫酸は、市販の硫酸でよい
が、経済性及びエコロジイの面からは、各種化学工場か
ら排出される廃硫酸の使用が好ましい。この硫酸処理は
種々の方法で行うことができる。例えば、(a)希硫酸水
溶液を高炉滓に散布・付着したり、(b)また、希硫酸水
溶液に高炉滓を浸漬させる方法等がある。この場合、反
応に用いる硫酸量は、高炉滓100重量部あたり、硫酸（1
00重量％硫酸に換算）を0.5〜50重量部に用いる。好ま
しい硫酸変成の度合は、底質の固化における処理剤Ａの
構成素材により相違する。本発明で用いる処理剤Ａで
は、(a)構成素材として、硫酸変成高炉滓とポルトラン
ドセメントを使用する場合は、高炉滓100重量部あたり
硫酸５〜50重量部を用いて変成した硫酸変成高炉滓を使
用し、(b)また、硫酸変成高炉滓、セッコウ及びポルト
ランドセメントを構成素材として用いる場合、硫酸変成
高炉滓は、高炉滓100重量部あたり、硫酸0.5〜５重量部
の割合で処理したものを使用する。言い換えれば、高炉
滓の硫酸変成度合が、高炉滓100重量部あたり、５重量
部を境として、添加剤Ａの構成を上記の(a)と(b)の２種
類に分けるのが好ましい。

高炉滓に硫酸を接触させると、シリカ分とアルミナ分は
活性化され、硫酸の大部分は最終的に２水セッコウとな
る。この場合、高炉滓のアルカリ成分は一部硫酸と反応
し溶解するが、硫酸カルシウムの溶解度が他の硫酸塩よ
り小さいので、最終的には硫酸塩の大部分は２水セッコ
ウの結晶に変り、硫酸変成高炉滓に残る。従って、(b)
の浸漬法にて硫酸変成高炉滓を調製する場合には、製品
を分離した母液を硫酸の希釈溶液として繰り返し用いる
ことが好ましい。この母液を用いることにより、高炉滓
からMgOやAl₂O₃の溶出による消耗を抑制し、さらに処理
により生じる２水セッコウが溶解しロスするのを防ぐこ
とができる（室温下の２水セッコウの溶解量はCaSO₄と
して約0.2重量％である）。

また、前記(2)の方法を実施する具体的手法として、次
の(a)と(b)の２通りの例が挙げられる。(a)排煙脱硫工
程で得られた希硫酸を高炉滓に添加し、反応させる方
法。

(b)高炉滓を水中に分散させ、該分散液をSOx含有排煙ガ
スと連続的に接触させながら、該分散液のpH値を1.5〜
４の範囲に保持するように高炉滓を外部から添加し、変
成高炉滓を回収する方法。

これらの(a)と(b)のいずれの方法においても、前記(1)
の場合と同様に、高炉滓に反応させる硫酸量は所定の範
囲に調節する。

次に、処理剤Ａを構成する他の成分（添加剤Ｂ）である
ポルトランドセメントについて述べる。ポルトランドセ
メントは、日本工業規格JIS R5210に準ずるもので、一
般的には、その内の普通ポルトランドセメントに相当す
るものを用いる。しかし処理の条件によっては、中庸ポ
ルトランドセメント、早強ポルトランドセメント及び超
早強ポルトランドセメント等の規格に準ずるポルトラン
ドセメントの単独、又はこれらの混合物及び塩化カルシ
ウム等の硬化促進剤を混合したものを使用することもあ
る。

また、高炉滓100重量部あたり硫酸0.5〜５重量部の割合
で処理した硫酸変成高炉滓を、処理剤Ａの一素材として
用いる時、セッコウを処理剤の一部に使用するが、該セ
ッコウとしては、２水セッコウ又は不溶性無水セッコウ
（II型無水セッコウ、硬セッコウを含む）を用いる。し
かし、場合によっては、半水セッコウや可溶性無水セッ
コウを、これらのセッコウの一部と置き換えたものを使
用することもある。２水セッコウの場合、その粒度は特
に制約されず、粉末あるいは粒状物であればよい。本発
明においては、天然セッコウ、各種のプロセスから副生
する種々の化学セッコウを用いることができる。排煙脱
硫セッコウは、最終工程の遠心分離機などから回収した
セッコウを、水洗したり、乾燥などの二次的な処理工程
を施すことなく、回収時の形態で使用することができ
る。本発明で取り扱う底質中には、(a)ポルトランドセ
メントの水和反応を阻害する燐酸成分が多量含まれ、
(b)また、悪臭の原因となる硫化水素やメルカプタン類
も含まれている。それ故に、これら燐酸成分、硫化水素
及びメルカプタン類を化学的にマスキングできる鉄分が
セッコウ素材に含まれていることが好ましい。従って、
硫酸鉄を含む硫酸廃液、例えば、チタン製造プロセスか
らの廃液、ピックリング廃酸、及び硫酸による化学洗浄
廃液を石灰類により処理して得られる「酸化鉄含有セッ
コウ」は、処理剤Ａで用いるセッコウ素材として非常に
有効である。また、不溶性無水セッコウを用いる場合に
は、その溶解速度の関係から、その粒径を300μｍ以下
の粉末とする必要がある。本発明においては、ほたる石
を濃硫酸にて加熱分解して、フッ化水素を製造する際に
副生する不溶性無水セッコウ（フッ酸セッコウ）を直接
使用することができる。それは、フッ酸セッコウが粒径
300μｍ以下の乾燥した粉末として産出されるためであ
る。なお、明細書でいうセッコウの重量は、無水セッコ
ウ(CaSO₄)としての値である。

本発明で用いる処理剤Ａとしては、前に記したように、
硫酸変成高炉滓の硫酸変成度により、次の固化剤〔１〕
と〔２〕の２種類として使用する。

固化剤〔１〕：硫酸変成高炉滓（粒径300μｍ以下の急
冷高炉滓100重量部あたり、硫酸５〜50重量部を用いて
変成したもの）(A)とポルトランドセメント(B)からな
り、硫酸変成高炉滓(A)とポルトランドセメント(B)の重
量割合A/B＝70/30〜35/65。

処理剤〔２〕：硫酸変成高炉滓（粒径300μｍ以下の急
冷高炉滓100重量部あたり、硫酸0.5〜５重量部を用いて
変成したもの）(A₁)、セッコウ(A₂)及びポルトランドセ
メント(B)からなり、硫酸変成高炉滓(A₁)とセッコウ
(A₂)の重量割合A₁/A₂＝95/5〜60/40、及び硫酸変成高炉
滓(A₁)とセッコウ(A₂)の合計とポルトランドセメント
(B)の重量割合(A₁+A₂)/B＝70/30〜45/55・これら、固化剤〔１〕と〔２〕の各素材量比の関係は、
多くの実験により特定したものである。

次に、浚渫底質を処理剤Ａで処理する方法について説明
する。

本発明の原料となる「有機物を含む底質」は、一般的に
浚渫によりくみ上げたものである。このくみ上げた浚渫
底質の不溶性固形分の含有量は通常約10重量％である。
従って該浚渫底質を効果的に固化処理するためには、該
浚渫底質を脱水処理するのがよい。

本発明を好ましく実施するには、先ず、浚渫底質に硫酸
変成高炉滓（固化剤〔２〕の場合はセッコウも含めて）
添加し、浚渫底質中のコロイド分を凝結・凝集した後、
水分を分離し（以下「濃縮工程」と記す）、次いで、得
られた濃縮浚渫底質にポルトランドセメント、又は、ポ
ルトランドセメントと硫酸変成高炉滓（固化剤〔２〕の
場合はセッコウも含めて）を添加・混合し、この混合物
も水底に戻して固化敷設するか、固化物として水底に設
置する（以下、この工程を「固化工程」と記す）。固化
剤〔１〕の硫酸変成高炉滓、又は固化剤〔２〕の硫酸変
成高炉滓とセッコウの具体的な添加方法は、次の(1)と
(2)のいずれかの手段で行う。

（１）硫酸変成高炉滓（固化剤〔２〕の場合はセッコウ
を含めて）の総添加量を「濃縮工程」で添加する。

（２）硫酸変成高炉滓（固化剤〔２〕の場合はセッコウ
を含めて）の総添加量を「濃縮工程」と「固化工程」の
２回に分けて添加する。

また、この硫酸変成高炉滓の添加方式は、（１）底質をくみ上げる時、その輸送管内に硫酸変成高
炉滓を粉末又はスラリー状で注入したり、（２）また、凝結・凝集槽（沈降分離槽）に、硫酸変成
高炉滓を粉末で添加するなどの種々の方法にて行うこと
ができる。

なお、本発明では、浚渫底質に硫酸変成高炉滓を添加す
る時、高分子凝集剤を補助的に加えて、凝結・凝集（不
溶性固形分の沈降）を速めることもある。

また、本発明における硫酸変成高炉滓の最適使用量は、
次の「固化工程」を含めた下記の条件を配慮する必要が
ある。

（１）浚渫底質の処理における処理剤の添加方法をどう
するか、例えば、硫酸変成高炉滓の添加は、(a)浚渫底
質の凝結・凝集により該浚渫底質を「濃縮する工程」
で、硫酸変成高炉滓の総添加量を一段階で加えるか、
(b)又は、「濃縮工程」と濃縮浚渫底質の「固化工程」
の二段階に分けて硫酸変成高炉滓の総添加量を加える
か。

（２）硫酸変成高炉滓の硫酸変成度（原料高炉滓に対す
る硫酸添加の割合）はどうか。

（３）浚渫底質の種類と質及びその状態、すなわち、不
溶性固形分中の有機物と土粒子の量比、これらの性質と
土粒子の粒径分布、及び、浚渫底質のpH値や夾雑物の状
態はどうか。

（４）「濃縮工程」における水の分離は、沈降濃縮によ
り余水を分離・除去する手段をとるかどうか。

（５）「濃縮工程」で、濃縮物の目標とする水分含有量
をどの値に設定するか。

（６）「固化工程」において、固化物を水底に敷設する
か、あるいはあらかじめ形成した固化物として設置する
かのいずれの手法で行うか。

すなわち、浚渫底質への硫酸変成高炉滓の添加量は、
「濃縮工程」のみの目的では、比較的に少量でよいが、
上記の(1)〜(6)の条件を踏まえて、処理剤の総使用量を
定め、この要件に合致する硫酸変成高炉滓の添加量を特
定しなければならない。言い換えると、浚渫底質を原料
として、１軸圧縮強さ0.3〜5kgf/cm²の藻場基盤とする
ために、硫酸変成高炉滓は、「濃縮工程」で凝結・凝集
剤として作用させ、更に、「固化工程」でポルトランド
セメントと共に反応素材としての役割を十分に果せるよ
うに、その総添加量を定めることが重要である。

処理剤Ａの総使用量は、上記の(1)〜(6)項の条件により
異なるが、一般的には、浚渫底質IM³に対し、８〜35k
g、好ましくは10〜30kg、濃縮浚渫底質1M³当り30〜90k
g、好ましくは40〜75kgである。「濃縮工程」におい
て、硫酸変成高炉滓（固化剤〔２〕の場合はセッコウを
含めて）を添加・混合した浚渫底質は、（ａ）該底質中のコロイド分が凝結・凝集した後に遠心
脱水機により脱水して水を分離するか、又は（ｂ）該混合物を静置して不溶性固形分を沈降させ、遊
離した余水を分離・除去する。

本発明の場合、硫酸変成高炉滓を浚渫底質に添加するこ
とにより、コロイド分の凝結・凝集作用が起り、不溶性
固形分の沈降や遠心脱水は著しく促進される。このこと
により、不溶性固形分が20〜40重量％の濃縮浚渫底質と
して分離できる。該濃縮浚渫底質は、（ａ）硫酸変成高炉滓がその上に均一に分散され、（ｂ）微細土粒子や有機質が陽イオン交換された状態と
なり、（ｃ）ポルトランドセメントの水和反応に悪影響を及ぼ
す有機物や燐酸塩等の反応阻害物がマスキングされてい
る。

なお、濃縮浚渫底質の最適水分量は、（ｉ）固化物を水
底に敷設するか、（ii）又は固化したものを設置する
か、（iii）（ii）の手法の時には、その成形・固化が
流し込成形か、プレス成形か、により相違する。しかし
通常の濃縮浚渫底質の最適水分量は、不溶性固形分100
重量部当り、100〜400重量部で、成形・固化がプレス成
形の時では、50〜200重量部（プレス圧により異なる）
である。

水の分離又は脱水方法としては、従来から公知の固液分
離方法、例えば、沈降分離法や遠心分離法等が採用され
る。浚渫底質を凝結・凝集させた後に、直ちに脱水処理
する時には、遠心分離法による脱水が非常に効果的であ
る。

次に、固化物として水底に敷設又は設置する「固化工
程」について述べる。

「固化工程」において、ポルトランドセメントを添加す
ると、ポルトランドセメントの水和反応を引き金とし
て、処理剤中の各素材及び土粒子との諸反応が誘発さ
れ、濃縮浚渫底質の固化反応が達成される。この固化反
応としては、微細土粒子や有機物のイオン交換反応、エ
トリンガイド(3CaO・Al₂O₃・3CaSO₄・28〜32H₂O)生成反
応、トベルモライト鉱物類似相(3CaO・2SiO₂・3H₂O)など
を生成するポゾラン反応、諸反応による非結晶ゲル化物
質の生成反応が挙げられる。本発明の場合、前記の如
く、「濃縮工程」で得られる濃縮浚渫底質が反応性の向
上した不溶性固形分となっている。それ故に、濃縮浚渫
底質は、固化反応を誘発するポルトランドセメントが添
加されると、ポルトランドセメントの水和反応が円滑に
遂行され、固化の諸反応が極めて効果的に達成される。
処理剤を構成する各素材の添加量と添加方法は前記の通
りであるが、「固化工程」において、固化時間を短縮す
るためには、(a)塩化カルシウムのような促進剤を補助
的に添加したり、(b)ポルトランドセメントとして、超
早強ポルトランドセメントや早強ポルトランドセメント
を使用する。

以上において、本発明を実施するのに最も適したセメン
ト系固化剤（処理剤Ａ）について述べたが、セッコウ、
微細急冷高炉滓及びポルトランドセメントの３素材から
構成される固化剤を用いることができる。該固化剤（処
理剤Ｂ）は、次の固化剤〔Ｉ〕と〔II〕の２種類が本発
明の実施に好都合である。

固化剤〔Ｉ〕添加剤Ａ：セッコウ添加剤Ｂ：ポルトランドセメント40〜55重量％と微細急
冷高炉滓60〜45重量％の混合物添加剤Ａと添加剤Ｂの重量割合Ａ／Ｂ；１０〜３５／９０〜６５固化剤〔II〕添加剤Ａ：セッコウ10〜50重量％と微細高炉急冷滓90〜
50重量％の混合物添加剤Ｂ：ポルトランドセメント添加剤Ａと添加剤Ｂの重量割合Ａ／Ｂ；７５〜５５／２５〜４５処理剤Ｂを構成する素材は、前に説明した処理剤Ａの原
料や素材と同じである。また、浚渫底質を処理剤Ｂで処
理する方法は、処理剤Ａの場合と同様に行うことが望ま
しいが、固化剤〔Ｉ〕を用いる時は、添加剤Ａ（セッコ
ウ）の総添加量を「濃縮工程」で１回で添加するとよ
い。

以上のようなセメント系固化剤により、本発明では、
「有機物を含む底質」を固化剤処理して藻場基盤を得る
が、水底に敷設又は設置するためには、その強度は１軸
圧で0.3〜5kgf/cm²、好ましくは0.5〜3kgf/cm²とするこ
とが重要である。藻場基盤の１軸圧縮強さが0.3kgf/cm²
以下では基盤としての強度が不足し、一方、１軸圧縮強
さが5kgf/cm²以上ではアマモの基盤として硬過ぎて、ア
マモの根が生育に悪影響を及ぼすので好ましくない。ま
た、本発明では、水底に直接固化剤を注入攪拌して、底
質をその場で固化することもできる。

〔効果〕

本発明によれば、(1)これ迄処理が困難なために厄介も
のとされていた「有機物を含む底質」、特に、養殖汚泥
をも人工藻場基盤の原料に用いることにより、該底質の
処理問題が解決でき、(2)しかも、該底質を処理して得
た固化物がアマモ場の造成基盤として優れた性能があ
り、(3)かつ、該藻場造成基盤は安価に得ることができ
る。

〔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。

なお、後記実施例において、硫酸変成高炉滓としては、
市販の微細高炉水滓を硫酸で処理したものを用いた。市
販の微細高炉水滓の特性は、ブレーン法による比表面積
3800cm²/g（すなわち、平均粒径７μｍ）、組成重量割
合：SiO₂ 34%、Al₂O₃ 15％、CaO 43％、MgO 5％、Fe₂O₃
0.7％、S 0.9％、MnO 6％、TiO₂ 0.8％であり、偏光顕
微鏡による観察では、ほとんどがガラス質であった。硫
酸変成高炉滓の調製は、所定量の硫酸を水（母液）で希
釈した希硫酸1M³に、微細高炉水滓１トンの割合で添加
・混合することにより行った。硫酸の希釈に用いた水
（母液）は、硫酸変成高炉滓の調製時に、濾過・回収し
て得られる母液に補給水を加えて繰り返し使用したもの
である。また、ポルトランドセメントは市販のもの（ブ
レーン法測定による比表面積3300cm²/g）を、セッコウ
は非煙脱硫プロセスで副生した２水セッコウ（排脱セッ
コウ）を使用した。また、有機物を含む底質としては、
ハマチ養殖汚泥を用いた。その性状は第１表の如くであ
った。

（有機物を含む底質の凝結・凝集）実施例１養殖汚泥200mlを、JIS R3505、1983規格適合の250mlのガ
ラス製有栓形メスシリンダー（外径42mm、高さ330mm、
最小自盛20ml）に入れ、該メスシリンダーに、硫酸変成
高炉滓（微細高炉水滓100重量部あたり硫酸３重量部を
用いて変成したもの）1.5ｇと２水セッコウ0.5ｇの混合
物2gを添加・混合した後、静置した。この静置により、
不溶性固形分は、凝結・凝集して、メスシリンダー内に
は、下層に不溶性固形分（土粒子）を含む沈降層が形成
され、上層に余水（海水）層が形成した。この場合、時
間の経過と共に、沈降層と余水層との界面は徐々に降下
して、沈降層の容積は減少し、余水層の容積が増大す
る。この沈降層の容積比と静置時間の関係は第２表の如
くであった。

なお、比較例として、同じ操作工程で、(a)養殖汚泥の
みの沈降状態と、(b)微細高炉滓1.5ｇと２水セッコウ0.
5ｇの混合物2gを添加した時の試験を行った。その結果
を第２表に付した。この結果から、硫酸変成高炉滓は、
凝結・凝集効果があり、この効果は、セッコウの凝結・
凝集効果よりも大きいことが理解できる。

（有機物を含む底質の固定）実施例２前記の養殖汚泥４を容器に入れ、これに、硫酸変成高
炉滓（微細高炉水滓100重量部あたり硫酸３重量部を用
いて変成したもの）A₁と２水セッコウA₂の混合物（重量
割合A₁/A₂＝75/25）の所定量を添加・混合した後、１時
間静置した。引き続き、該養殖汚泥を脱水機にかけて、
不溶性固形分（添加した処理剤を除いた系を100重量％
として算出）が20、22、25、30及び35重量％の濃縮養殖
汚泥を調製した。該濃縮養殖汚泥の濃度調整は、排出、
除去する海水量を計量することにより行った。

次に、該濃縮養殖汚泥の各々から１を採取し、これ
に、所定量のポルトランドセメント（硫酸変成高炉滓の
添加量と等しい量）を添加・混合した。濃縮養殖汚泥１
量あたりの総添加処理剤量が125ｇ、100ｇ、80ｇ及び
50ｇであ固化物の一軸圧縮強さ（材令28日）は第３表の
如くであった。この結果から有機物を含む底質（供試養
殖汚泥）を脱水処理することにより、処理剤の固化効果
が顕著となることが理解できる。

なお、１軸圧縮強さの測定は次のように行った。

すなわち、所定量の処理剤を添加した濃縮養殖汚泥混合
物を内径50mm、高さ100mmの円筒形モールドに充填し、
水の蒸発が起らないようにポリ塩化ビニリデンフイルム
で包装して、室温（15〜20℃）で28日間養生した後、脱
型し、その１軸圧縮強さを、JIS A1216FT、1979（土の
１軸圧縮試験法）に従い測定した。

（人工藻場基盤のアマモの生育と生物付着）実施例３前記の養殖汚泥1m³を容器に入れ、これに硫酸変成高炉
滓（微細高炉滓100重量部当り硫酸３重量部を用いて変
成したの）6.5kgを２水セッコウ2.5gを添加した後３時
間静置した。この静置で生じた余水層（全容積の約半
量）を分離・除去し、沈降層を遠心脱水機により脱水処
理して、不溶性固形分30重量％（添加した処理剤を除い
た系を100重量部としたもの）の濃縮養殖汚泥を調製し
た。該濃縮養殖汚泥にポルトランドセメント6.5kgを添
加・混合した。この混合物を、横50cm、縦30cm、深さ10
cmのポリ塩化ビニル製の容器に詰めてテスト基盤（発芽
床）３ケースを作成した。該テスト基盤の１軸圧縮強さ
は、該テスト基盤とは別個に、実施例２と同様な操作と
方法で試料を作り、同様に測定して間接的にその値を求
めた。材令28日の１軸圧縮強さは、0.98kgf/cm²であっ
た。

次に、作成したテスト基盤に、あらかじめ採取、保存し
ておいた種子100粒を5cmの深さに播種し、該テスト基盤
を横2m、縦1m、深さ0.5mの流水式水槽に設置した。播種
後４週目と８週目の種子の発芽および生育状況を第４表
に示す。

次に、この発芽・成育した幼体が付いたテスト基盤を播
種後60日経過後、小田湾の海底３〜4mに移し、アマモの
成育状況と生物の付着状況を観察した。アマモの成育状
況は第５表の如くで、順調に成育することが確認され
た。付着動物の観察の結果では、多毛綱と甲殻綱が多く
付着し、繁殖していた。海底設置後３ヶ月（92日）の上
記付着動物の観察結果は第６表の如くであった。なお、
付着動物についての比較データとして、本実施例のテス
ト基盤と同様な寸法、形状のコンクリートテスト基盤
を、同様に小田湾に設置して付着動物の付着状態を観察
した。この結果を第６表に付した。これらのデータか
ら、本発明の人工藻場テスト基盤の方は、コンクリート
テスト基盤より多量の生物が付着し、繁殖することが理
解できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物を含む底質を１軸圧縮強さ0.3〜5kg
f/cm²の固化物として水底に敷設又は設置した人工藻
場。
【請求項２】有機物を含む底質に下記の硫酸変成高炉滓
とポルトランドセメント、所望に応じてのセッコウを添
加・混合し、１軸圧縮強さ0.3〜5kgf/cm²の固化物とし
て水底に敷設又は設置することを特徴とする人工藻場の
造成方法。硫酸変成高炉滓：粒径300μｍ以下の急冷高炉滓100重量
部当り、硫酸0.5〜50重量部を用いて変成したもの。
【請求項３】有機物場を含む浚渫底質泥水に、該硫酸変
成高炉滓、所望に応じてのセッコウを添加し、該底質泥
水中のコロイド分を凝結・凝集した後水を分離し、次
に、得られた濃縮浚渫底質泥水に、ポルトランドセメン
ト、又は、ポルトランドセメントと硫酸変成高炉滓、所
望に応じてのセッコウを添加・混合する特許請求の範囲
第２項の方法。
【請求項４】底質中の不溶性固形分に対する有機物の含
有量が５〜60重量％である特許請求の範囲第２項又は第
３項の方法。
【請求項５】有機物を含む底質に下記の固化剤〔Ｉ〕又
は〔II〕の添加剤を添加・混合し、１軸圧縮強さ0.3〜5
kgf/cm²の固化物として水底に敷設又は設置することを
特徴とする人工藻場の造成方法。固化剤〔Ｉ〕添加剤Ａ：セッコウ添加剤Ｂ：ポルトランドセメントと微細高炉滓の混合物固化剤〔II〕添加剤Ａ：セッコウと微細高炉滓の混合物添加剤Ｂ：ポルトランドセメント
【請求項６】有機物を含む浚渫底質泥水に、該固化剤
〔Ｉ〕又は〔II〕の添加剤Ａを添加し、該底質泥水中の
コロイド分を凝結・凝集した後水を分離し、次に、得ら
れた濃縮浚渫底質泥水に固化剤〔Ｉ〕又は〔II〕の添加
剤Ｂを添加・混合する特許請求の範囲第５項の方法。
【請求項７】底質の有機物含有量が５〜60重量％である
特許請求の範囲第５項又は第６項の方法。