杏吧原创(本社:东京都港区、社长:野村俊明)は、自然由来の砒素を含む地盘を泥水式シールド工法(※1)でトンネル掘削する际に発生する砒素含有汚泥を、効率的に浄化する技术を确立しました。
1. 背景
首都圏において、地下に鉄道や道路を整备する大型プロジェクトが本格化する中、自然由来で基準値を超える重金属等を含む工事発生土が大量に排出され、その処分に多额の费用がかかることが悬念されています。
当社は、それら自然由来の重金属等のうち、特に国内で発生事例の多い砒素に着目した上で、泥水式シールド工事で発生する泥水に、砒素との吸着性が高い鉄粉剤を添加?撹拌混合し、最终的にドラム回転式磁力选别装置を用いて砒素が吸着した鉄粉剤を取り除く浄化方法において、従来に比べより効率的な浄化が可能となる技术を确立しました。
この技术により、最终処分场や浄化施设で処理される砒素を含有する汚泥(二次処理土)が、汚染のない一般建设汚泥に効率的に浄化されることになるため(処理フロー図参照)、大幅な処分费の削减等が可能となります。
2. 特徴
従来技术は、鉄粉剤を水中の土砂重量に対し1~5%の量で添加した后、搅拌混合処理におおよそ30分以上の时间を要し、さらに砒素が吸着した鉄粉剤の回収には3,000骋(ガウス)以上の高磁力のレアアース磁石を用いた磁力选别装置が必要でした。
このたび当社は、浄化技术の効率化に向け考察をすすめ、泥水への鉄粉剤の添加率が高いほど泥水の浄化时间が短缩されること、およびドラム回転式磁力选别装置の鉄粉分离回収効率が上昇する特性があることを确认し、鉄粉剤の添加率を土砂重量の8~10%程度に设定することで浄化処理时间の短缩を図るとともに、磁力选别装置についても、廉価で一般的なフェライト磁石を用いる低磁力タイプ(1,500骋程度)の装置で、従来と同様98%以上の鉄粉回収率を确保することに成功しました。鉄粉剤は、添加率を上げても砒素の吸着能力が饱和状态になるまで繰り返し使用が可能であるため、工事全体での総使用量は従来と変わりません。これらにより、従来に比べ浄化処理时间は2/3程度、磁力选别装置のコストは半分程度となり、さらなる浄化処理の効率化とコストの削减を実现しました。
3. 今后の展开
当社は、既にパイロット试験を実施済みですが、今后は外径10尘を超える大断面のシールドトンネル工事を见据え、更なる规模の拡大、処理时间の短缩、并びにプラントコスト低减に向けた取り组みを进めていく予定です。
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泥水式シールド工法
钢製で円筒状の掘削机(シールドマシン)を前进させることでトンネルを掘り进む工法のうち、土を切り崩す部分(切羽)に加圧した泥水を供给して掘削面の安定を図りながら掘削するもので、主に软弱地盘や地下水圧が高い场所で适用される。
処理フロー図
写真:パイロット试験状况