分離方法
【課題】土砂と比重差を有する粒状物との混合物を確実に分離する分離方法を提供する。
【解決手段】分離容器１の中央の窪み２に土砂と石炭灰造粒物との混合物６とを入れる。さらに水７も入れる。それから分離容器１を揺動させる。土砂よりも比重の小さい石炭灰造粒物は、混合物６から分離して水７中に分散し、土砂は沈殿する。次に分離容器１を傾けて、水７中に分散している石炭灰造粒物を水７とともに分離壁３を越えさせて受け部８に入れる。
【解決手段】分離容器１の中央の窪み２に土砂と石炭灰造粒物との混合物６とを入れる。さらに水７も入れる。それから分離容器１を揺動させる。土砂よりも比重の小さい石炭灰造粒物は、混合物６から分離して水７中に分散し、土砂は沈殿する。次に分離容器１を傾けて、水７中に分散している石炭灰造粒物を水７とともに分離壁３を越えさせて受け部８に入れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土砂と粒状物との混合物を分離する分離方法に関し、特に土砂と粒状物との比重差が０．４以上ある場合の分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以前より、海底の軟弱地盤の上に敷砂・覆砂を施して、ヘドロ層のような軟弱な地層を封じ込めて改善浄化する工事が行われてきた。また、最近では、失われた自然環境を取り戻すために、海底に土砂を入れて干潟を造成する干潟造成工事が行われるようになってきたが、この場合環境保護の観点から、造成土砂の大半は港に溜まった土砂を浚渫した維持浚渫土砂が用いられる。けれども、維持浚渫土砂は粘土成分（シルト分）が多いので、海草が育ちにくい。そのため維持浚渫土砂の表面には海砂が撒かれ海草が育ちやすいようにしている。
【０００３】
けれども瀬戸内海をはじめとする日本の近海では、海砂の採取が大規模に行われたため、海砂採取を禁じられているところが多い。従って、砂の代わりになる砂代替の粒状物、例えば石炭灰造粒物を土砂と混合させて干潟造成に用いることを本願発明者らは考えた。土砂を混合させるのは、粒状物だけではアマモなどの海草やアサリなどの貝類の育ちが悪いためである。
【非特許文献１】ＪＩＳ Ａ ５３０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、干潟造成工事を行う場所で土砂と砂代替の粒状物とを混合させる場合に全体に均一に混合しているかどうかを調べる方法はこれまで知られておらず、現状では混合物の見た目や手触りなどで混合度合いを判定しているが、この判定は不正確であり、信頼性に欠ける。生コンクリートの場合は、非特許文献１に記載されているように、混合物の要求品質である強度やスランプの値によって混合度合いを評価することができるが、土砂と粒状物との混合物の混合度合いの評価には強度やスランプという評価指標を用いることはできない。従って、混合度合いの均一性を評価するには、混合物を土砂と粒状物とに分離して評価しなければならないが、このような分離方法についてはこれまでに知られていない。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、土砂と比重差を有する粒状物との混合物を確実に分離する分離方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の分離方法は、土砂および当該土砂とは比重差が０．４以上ある粒状物の混合物から当該土砂と当該粒状物とに分離する分離方法であって、分離壁に囲まれてなる窪みを有する分離容器の当該窪みに前記混合物と液体とを入れるステップと、前記容器を揺動させて比重の大きな物質を沈殿させ比重の小さな物質を液体中に漂わせるステップと、前記分離容器を傾けて、液体中に漂う前記比重の小さな物質を前記分離壁を越えて前記窪みから排出するステップとを含む。
【０００７】
前記分離壁の上端部近辺は、上端に近づくほど前記窪みの開口面積が大きくなるように外方に広がっていることが好ましい。
【０００８】
ある好適な実施形態において、前記粒状物は、石炭灰をセメントで固めた石炭灰造粒物である。
【０００９】
ある好適な実施形態において、前記液体は水である。
【発明の効果】
【００１０】
比重に差がある土砂と粒状物とを簡単な手段で分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
背景技術の欄で説明したように、干潟造成工事では土砂と砂代替の粒状物とで海底の地盤を形成するため、この粒状物は海底の環境を汚染しないものが必要である。そこで本願発明者らは、石炭灰をセメントで固めて粒状物とした石炭灰造粒物を用いることを考えた。石炭灰造粒物は、火力発電所から発生するフライアッシュを用いたリサイクル製品であり、赤潮の原因となるリン、窒素等の富栄養化物質を吸着する、といった利点を有している。
【００１２】
この石炭灰造粒物と土砂とは数十ｋｇ以上の単位で一度に機械的に混合されるため、混合物全体が均一に混合されているかを確認する必要がある。均一に混合されているか否かは、混合物からサンプルを採取して、このサンプルを石炭灰造粒物と土砂とに分離して混合比率を算出することにより判定する。
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
（実施形態１）
実施形態１では、シルト分を含む浚渫土と石炭灰造粒物との混合物から両者を分離する。
【００１５】
本実施形態では、石炭灰造粒物は、石炭灰約８５％、セメント約１５％の割合で混合して固めたものであり、直径をおよそ１ｍｍから４０ｍｍに設定している。なお、石炭灰造粒物は搬送時等に砕けて径が小さくなってしまう場合があるが、大部分は元の径のままである。また、比重がほぼ２．３であり土砂の比重２．８６〜２．８９よりも約０．５５小さく、砂に比べてアンモニア性窒素やリン酸など、富栄養化物質を多く吸着する吸着能を有している。
【００１６】
混合物の分離に先立って、混合物のシルト分を水洗して除去する。シルト分は土砂と石炭灰造粒物とを分離させるときに水を濁らせてしまい、分離作業をやりにくくさせるからである。
【００１７】
次に図１に示すように、分離容器１の中央に設けられた窪み２に混合物６を入れて、さらに水７を入れる。分離容器１は、円形の底面の周縁に側壁４を備えたお盆のような形状に、さらに側壁４の内側に分離壁３を備えており、図１は分離容器１の断面を示している。分離壁３は側壁４と同様に底面の上に円形に設けられており、分離壁３の内側が混合物６を入れる窪み２である。即ち、窪み２は分離壁３に囲まれてなっている。分離壁３と側壁４とは一定距離だけ離れており、分離壁３と側壁４とに挟まれた凹部は、後に説明する分離された石炭灰造粒物を受ける受け部８である。
【００１８】
それから図２に示すように、分離容器１を揺動させて、相対的に比重の小さい石炭灰造粒物１０を水７中に漂わせて拡散させ、土砂１１は沈殿させる。揺動は水７がこぼれないように、振幅の小さな揺動であることが好ましく、人力で揺動させても良いし、超音波発振器などの機械を用いて揺動させても良い。このように揺動を与えることで容易に土砂１１と石炭灰造粒物１０とを分けることができる。
【００１９】
そして図３に示すように、水７中に石炭灰造粒物１０が分散し且つ土砂１１が沈殿している状態の時に分離容器１を傾けて、窪み２の中の水７を石炭造粒物１０とともに、分離壁３を越えさせて受け部８に入れる。このとき土砂１１は沈殿したままであり、この土砂１１が水７とともに受け部８に流出しないように傾け度合いを設定する。分離壁３の上部、特に上端部近辺は窪み２の開口が大きくなるように、つまり窪み２の開口が上部に行くに連れてより開いていくような形状となっており、石炭灰造粒物１０が分離壁３の上端に引っかかることなくスムーズに受け部８に流れ出るようになっている。
【００２０】
このようにして石炭灰造粒物１０を受け部８に集め、土砂１１は窪み２に残すようにする。図１から図３の作業を一度行っても石炭灰造粒物１０の一部が窪み２側に残っていて、窪み２の水７が少なくなってそれ以上分離を行えない場合は、窪み２に水７を追加して揺動・傾けを行って分離させる。このとき、受け部８の水７と石炭灰造粒物１０とを事前に取り除いて別の容器に入れておいてもよい。この一連の作業を繰り返し、土砂１１と石炭灰造粒物１０とをほぼ完全に分離できたら、この分離作業を終了する。分離できたかどうかの判定は目視で行う。それから、分離した土砂１１と石炭灰造粒物１０とをそれぞれ乾燥させて質量を測定し、混合比率を算出する。
【００２１】
本実施形態では、土砂と、当該土砂とは比重差が０．４以上ある石炭灰造粒物との混合物とを水中で揺動して分離させ、水中に分散している石炭灰造粒物のみを水とともに分離容器の窪みから排出することで両者を容易に分別できる。
【００２２】
（その他の実施形態）
上記の実施形態は本発明の例示であり、本発明はこの例に限定されない。土砂と混合させる粒状物は石炭灰造粒物以外に、鹿沼土やプラスチック粒状物など土砂と比重の差が０．４以上あれば、液体中での揺動により土砂と分離を行うことができるので、本発明を適用することができる。
【００２３】
分離を行うに用いる液体は、水に限定されない。有機溶剤や油などでも構わない。有機溶剤を用いると、分離後の土砂や粒状物の乾燥が行いやすい。また、有機溶剤や油などと粒状物の表面とが親和性を有していると分離を行いやすい。
【００２４】
土砂はシルト分を含んでいなくても構わない。この場合は事前に水洗する必要はない。また、土砂の種類は浚渫土に限定されず、砂のみでも良いし、建築現場の掘削土などでも構わない。
【００２５】
分離容器は図に示した形状のものに限定されない。側壁４と受け部８とが無くて分離壁３と窪み２だけでも構わない。分離壁３の形状も図に示したように丸みを帯びたものではなくてもよい。底面も単純な平面に限定されず、凹凸を有していたり、曲面などでも構わない。
【００２６】
土砂と混合している粒状物は、土砂よりも比重が大きくてもよい。
【００２７】
また、分離を行う目的は、混合比率を算出するだけに限られず、分離自体が目的の場合等にも本願の分離方法を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上説明したように、本発明に係る分離方法は、混合物を容易にかつほぼ完全に分離することができるので、土砂と粒状物との混合物の混合比率を測定する場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】分離容器に混合物と水とを入れた断面図である。
【図２】分離容器を揺動させた断面図である。
【図３】分離容器を傾けている断面図である。
【図４】分離を終了した断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 分離容器
２ 窪み
３ 分離壁
４ 側壁
６ 混合物
７ 水
８ 受け部
１０ 石炭灰造粒物
１１ 土砂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土砂と粒状物との混合物を分離する分離方法に関し、特に土砂と粒状物との比重差が０．４以上ある場合の分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以前より、海底の軟弱地盤の上に敷砂・覆砂を施して、ヘドロ層のような軟弱な地層を封じ込めて改善浄化する工事が行われてきた。また、最近では、失われた自然環境を取り戻すために、海底に土砂を入れて干潟を造成する干潟造成工事が行われるようになってきたが、この場合環境保護の観点から、造成土砂の大半は港に溜まった土砂を浚渫した維持浚渫土砂が用いられる。けれども、維持浚渫土砂は粘土成分（シルト分）が多いので、海草が育ちにくい。そのため維持浚渫土砂の表面には海砂が撒かれ海草が育ちやすいようにしている。
【０００３】
けれども瀬戸内海をはじめとする日本の近海では、海砂の採取が大規模に行われたため、海砂採取を禁じられているところが多い。従って、砂の代わりになる砂代替の粒状物、例えば石炭灰造粒物を土砂と混合させて干潟造成に用いることを本願発明者らは考えた。土砂を混合させるのは、粒状物だけではアマモなどの海草やアサリなどの貝類の育ちが悪いためである。
【非特許文献１】ＪＩＳ Ａ ５３０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、干潟造成工事を行う場所で土砂と砂代替の粒状物とを混合させる場合に全体に均一に混合しているかどうかを調べる方法はこれまで知られておらず、現状では混合物の見た目や手触りなどで混合度合いを判定しているが、この判定は不正確であり、信頼性に欠ける。生コンクリートの場合は、非特許文献１に記載されているように、混合物の要求品質である強度やスランプの値によって混合度合いを評価することができるが、土砂と粒状物との混合物の混合度合いの評価には強度やスランプという評価指標を用いることはできない。従って、混合度合いの均一性を評価するには、混合物を土砂と粒状物とに分離して評価しなければならないが、このような分離方法についてはこれまでに知られていない。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、土砂と比重差を有する粒状物との混合物を確実に分離する分離方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の分離方法は、土砂および当該土砂とは比重差が０．４以上ある粒状物の混合物から当該土砂と当該粒状物とに分離する分離方法であって、分離壁に囲まれてなる窪みを有する分離容器の当該窪みに前記混合物と液体とを入れるステップと、前記容器を揺動させて比重の大きな物質を沈殿させ比重の小さな物質を液体中に漂わせるステップと、前記分離容器を傾けて、液体中に漂う前記比重の小さな物質を前記分離壁を越えて前記窪みから排出するステップとを含む。
【０００７】
前記分離壁の上端部近辺は、上端に近づくほど前記窪みの開口面積が大きくなるように外方に広がっていることが好ましい。
【０００８】
ある好適な実施形態において、前記粒状物は、石炭灰をセメントで固めた石炭灰造粒物である。
【０００９】
ある好適な実施形態において、前記液体は水である。
【発明の効果】
【００１０】
比重に差がある土砂と粒状物とを簡単な手段で分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
背景技術の欄で説明したように、干潟造成工事では土砂と砂代替の粒状物とで海底の地盤を形成するため、この粒状物は海底の環境を汚染しないものが必要である。そこで本願発明者らは、石炭灰をセメントで固めて粒状物とした石炭灰造粒物を用いることを考えた。石炭灰造粒物は、火力発電所から発生するフライアッシュを用いたリサイクル製品であり、赤潮の原因となるリン、窒素等の富栄養化物質を吸着する、といった利点を有している。
【００１２】
この石炭灰造粒物と土砂とは数十ｋｇ以上の単位で一度に機械的に混合されるため、混合物全体が均一に混合されているかを確認する必要がある。均一に混合されているか否かは、混合物からサンプルを採取して、このサンプルを石炭灰造粒物と土砂とに分離して混合比率を算出することにより判定する。
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
（実施形態１）
実施形態１では、シルト分を含む浚渫土と石炭灰造粒物との混合物から両者を分離する。
【００１５】
本実施形態では、石炭灰造粒物は、石炭灰約８５％、セメント約１５％の割合で混合して固めたものであり、直径をおよそ１ｍｍから４０ｍｍに設定している。なお、石炭灰造粒物は搬送時等に砕けて径が小さくなってしまう場合があるが、大部分は元の径のままである。また、比重がほぼ２．３であり土砂の比重２．８６〜２．８９よりも約０．５５小さく、砂に比べてアンモニア性窒素やリン酸など、富栄養化物質を多く吸着する吸着能を有している。
【００１６】
混合物の分離に先立って、混合物のシルト分を水洗して除去する。シルト分は土砂と石炭灰造粒物とを分離させるときに水を濁らせてしまい、分離作業をやりにくくさせるからである。
【００１７】
次に図１に示すように、分離容器１の中央に設けられた窪み２に混合物６を入れて、さらに水７を入れる。分離容器１は、円形の底面の周縁に側壁４を備えたお盆のような形状に、さらに側壁４の内側に分離壁３を備えており、図１は分離容器１の断面を示している。分離壁３は側壁４と同様に底面の上に円形に設けられており、分離壁３の内側が混合物６を入れる窪み２である。即ち、窪み２は分離壁３に囲まれてなっている。分離壁３と側壁４とは一定距離だけ離れており、分離壁３と側壁４とに挟まれた凹部は、後に説明する分離された石炭灰造粒物を受ける受け部８である。
【００１８】
それから図２に示すように、分離容器１を揺動させて、相対的に比重の小さい石炭灰造粒物１０を水７中に漂わせて拡散させ、土砂１１は沈殿させる。揺動は水７がこぼれないように、振幅の小さな揺動であることが好ましく、人力で揺動させても良いし、超音波発振器などの機械を用いて揺動させても良い。このように揺動を与えることで容易に土砂１１と石炭灰造粒物１０とを分けることができる。
【００１９】
そして図３に示すように、水７中に石炭灰造粒物１０が分散し且つ土砂１１が沈殿している状態の時に分離容器１を傾けて、窪み２の中の水７を石炭造粒物１０とともに、分離壁３を越えさせて受け部８に入れる。このとき土砂１１は沈殿したままであり、この土砂１１が水７とともに受け部８に流出しないように傾け度合いを設定する。分離壁３の上部、特に上端部近辺は窪み２の開口が大きくなるように、つまり窪み２の開口が上部に行くに連れてより開いていくような形状となっており、石炭灰造粒物１０が分離壁３の上端に引っかかることなくスムーズに受け部８に流れ出るようになっている。
【００２０】
このようにして石炭灰造粒物１０を受け部８に集め、土砂１１は窪み２に残すようにする。図１から図３の作業を一度行っても石炭灰造粒物１０の一部が窪み２側に残っていて、窪み２の水７が少なくなってそれ以上分離を行えない場合は、窪み２に水７を追加して揺動・傾けを行って分離させる。このとき、受け部８の水７と石炭灰造粒物１０とを事前に取り除いて別の容器に入れておいてもよい。この一連の作業を繰り返し、土砂１１と石炭灰造粒物１０とをほぼ完全に分離できたら、この分離作業を終了する。分離できたかどうかの判定は目視で行う。それから、分離した土砂１１と石炭灰造粒物１０とをそれぞれ乾燥させて質量を測定し、混合比率を算出する。
【００２１】
本実施形態では、土砂と、当該土砂とは比重差が０．４以上ある石炭灰造粒物との混合物とを水中で揺動して分離させ、水中に分散している石炭灰造粒物のみを水とともに分離容器の窪みから排出することで両者を容易に分別できる。
【００２２】
（その他の実施形態）
上記の実施形態は本発明の例示であり、本発明はこの例に限定されない。土砂と混合させる粒状物は石炭灰造粒物以外に、鹿沼土やプラスチック粒状物など土砂と比重の差が０．４以上あれば、液体中での揺動により土砂と分離を行うことができるので、本発明を適用することができる。
【００２３】
分離を行うに用いる液体は、水に限定されない。有機溶剤や油などでも構わない。有機溶剤を用いると、分離後の土砂や粒状物の乾燥が行いやすい。また、有機溶剤や油などと粒状物の表面とが親和性を有していると分離を行いやすい。
【００２４】
土砂はシルト分を含んでいなくても構わない。この場合は事前に水洗する必要はない。また、土砂の種類は浚渫土に限定されず、砂のみでも良いし、建築現場の掘削土などでも構わない。
【００２５】
分離容器は図に示した形状のものに限定されない。側壁４と受け部８とが無くて分離壁３と窪み２だけでも構わない。分離壁３の形状も図に示したように丸みを帯びたものではなくてもよい。底面も単純な平面に限定されず、凹凸を有していたり、曲面などでも構わない。
【００２６】
土砂と混合している粒状物は、土砂よりも比重が大きくてもよい。
【００２７】
また、分離を行う目的は、混合比率を算出するだけに限られず、分離自体が目的の場合等にも本願の分離方法を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上説明したように、本発明に係る分離方法は、混合物を容易にかつほぼ完全に分離することができるので、土砂と粒状物との混合物の混合比率を測定する場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】分離容器に混合物と水とを入れた断面図である。
【図２】分離容器を揺動させた断面図である。
【図３】分離容器を傾けている断面図である。
【図４】分離を終了した断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 分離容器
２ 窪み
３ 分離壁
４ 側壁
６ 混合物
７ 水
８ 受け部
１０ 石炭灰造粒物
１１ 土砂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土砂および当該土砂とは比重差が０．４以上ある粒状物の混合物から当該土砂と当該粒状物とに分離する分離方法であって、
分離壁に囲まれてなる窪みを有する分離容器の当該窪みに前記混合物と液体とを入れるステップと、
前記容器を揺動させて比重の大きな物質を沈殿させ比重の小さな物質を液体中に漂わせるステップと、
前記分離容器を傾けて、液体中に漂う前記比重の小さな物質を前記分離壁を越えて前記窪みから排出するステップと
を含む、分離方法。
【請求項２】
前記分離壁の上端部近辺は、上端に近づくほど前記窪みの開口面積が大きくなるように外方に広がっている、請求項１に記載の分離方法。
【請求項３】
前記粒状物は、石炭灰をセメントで固めた石炭灰造粒物であることを特徴とする請求項１または２に記載の分離方法。
【請求項４】
前記液体は水である、請求項１から３の何れか一つに記載の分離方法。
【請求項１】
土砂および当該土砂とは比重差が０．４以上ある粒状物の混合物から当該土砂と当該粒状物とに分離する分離方法であって、
分離壁に囲まれてなる窪みを有する分離容器の当該窪みに前記混合物と液体とを入れるステップと、
前記容器を揺動させて比重の大きな物質を沈殿させ比重の小さな物質を液体中に漂わせるステップと、
前記分離容器を傾けて、液体中に漂う前記比重の小さな物質を前記分離壁を越えて前記窪みから排出するステップと
を含む、分離方法。
【請求項２】
前記分離壁の上端部近辺は、上端に近づくほど前記窪みの開口面積が大きくなるように外方に広がっている、請求項１に記載の分離方法。
【請求項３】
前記粒状物は、石炭灰をセメントで固めた石炭灰造粒物であることを特徴とする請求項１または２に記載の分離方法。
【請求項４】
前記液体は水である、請求項１から３の何れか一つに記載の分離方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−３４６６５７（Ｐ２００６−３４６６５７Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７９５９５（Ｐ２００５−１７９５９５）
【出願日】平成１７年６月２０日（２００５．６．２０）
【出願人】（５９４１２７３３０）中国高圧コンクリート工業株式会社 (37)
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（５０４００２１９３）株式会社エネルギア・エコ・マテリア (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２０日（２００５．６．２０）
【出願人】（５９４１２７３３０）中国高圧コンクリート工業株式会社 (37)
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（５０４００２１９３）株式会社エネルギア・エコ・マテリア (24)
【Ｆターム（参考）】
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