JP3914841B2

JP3914841B2 - Method and apparatus for improving soil agitation

Info

Publication number: JP3914841B2
Application number: JP2002226215A
Authority: JP
Inventors: 健一松浦; 智川上
Original assignee: Dowa Holdings Co Ltd; Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: JP2003153607A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は土壌撹拌改良方法及び装置、特に、土壌を撹拌して通気を促進し、土壌を改良する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家畜糞尿・家庭、レストラン等の生ゴミ・食品加工場の残渣果物や野菜のクズ・高速道路や河川堤防の刈草・造成地の伐採樹木・街路樹等の剪定枝葉・その他の生物系廃棄物等の改良手段としては下記のようなものが知られている。
【０００３】
（パイル法）
【０００４】
この方法では、対象土壌で縦、横、高さが10m×10m×2m程度の盛土（パイル）を造成し、これに通気を行うための配管を埋設して生物処理を実施する。通常、建設用重機を用いてパイルの造成を行う。
【０００５】
（ファーミング法）
【０００６】
汎用型の耕耘機などを用いて撹拌を行う方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら上記パイル法では、生物処理を効率良く行うためには通気や水分などの供給を考慮した設計が必要となる。この方法では定期的な土壌の撹拌が行われないので、土質によっては通気経路が生じ、浄化ムラが生じる恐れがある。
【０００８】
また、上記ファーミング法では、定期的に土壌撹拌が行われ、通気や水分の供給はあるものの30cm〜50cm程度の深度までしか撹拌できないので、大量の土壌を処理する場合にはこれを広げて置くための広大な敷地が必要となる。
【０００９】
また、上記パイル法およびファーミング法の欠点を補うべく土壌に比較的高い畝を形成して生物処理を行う方法を実施すれば欠点を克服できるが、その造成および撹拌に通常の建設用重機を用いた場合、汚染物質を含んだ土壌が、重機が前進した際後方に拡散する恐れがあり、適切な処置・管理が必要となる。また、畝を高くすると畝を撹拌するときに土壌が飛散し、畝の形が整わなくなるため土壌に通気ムラを生ずるようになる。
【００１０】
本発明は土壌の撹拌時の土壌拡散の方向を制限し、前面及び後面の開口部と、撹拌羽根の周辺にシールドを配備することによって上記の問題を解決したものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の土壌撹拌改良装置は、前面及び後面を開口とした車輌本体と、この車輌本体の幅方向に設けた撹拌装置と、上記車輌本体の後面開口を選択的にカバーするフード装置と上記車輌本体の側面をシールドするシールド部材とより成ることを特徴とする。
【００１２】
本発明の土壌撹拌改良方法は、前面及び後面を開口とした車輌本体と、この車輌本体の幅方向に設けた撹拌装置と、上記車輌本体の後面開口を選択的にカバーするフード装置と上記車輌本体の側面をシールドするシールド部材とより成る土壌撹拌装置を用い、上記フード装置によって上記後面開口を閉塞せしめ、上記側面シールド部材によって側面をシールドせしめた状態で処理すべき土壌を耕転して土壌の畝を上記前面開口と後面開口間に形成する前工程と、上記後面開口を開いた状態で処理すべき土壌を耕転して引き続き土壌の畝を形成する後工程とより成ることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【００１４】
本発明の土壌撹拌改良装置は、図１〜図４に示すように自走式車輌本体１と、この本体１の幅方向に設けた撹拌装置２と、散水装置３と、上記車輌本体１の後面開口１aを選択的にカバーするフード装置４とにより構成する。
【００１５】
上記自走式車輌本体１は前、後面を開放した横幅が例えば5ｍ、高さが例えば3mのシャーシ５と、このシャーシ５によって回転自在に支持した少なくとも4個の車輪６と、この車輪６を夫々独立して、及び正逆転可能に駆動する動力装置７aと、側面シールド板８とにより構成する。
【００１６】
上記撹拌装置２は、動力部分７bによって駆動される中心軸９と、この中心軸９にその軸方向に互いに離間して配置固定した撹拌羽根１０とにより構成する。この撹拌装置２は、車両本体１が前方に移動するとき、車輪６の回転方向と同一方向に回転し、土壌を撹拌すると共に車両本体に移動推進力を与える作用がある。前記回転方向により、カバーへの土の付着量を減じることができる。撹拌部の大きさは、例えば幅4.2ｍ、高さ1.5ｍとすれば幅4ｍで高さ1ｍの畝の撹拌には十分である。土壌、特に有機物汚染土壌などは畝内での土壌の性状、特に水分にムラがあり均一に撹拌されないことがある。このため撹拌羽根は複数枚あることが望ましい。
【００１７】
上記散水装置３は、発酵促進液や栄養付加水のタンクと散乱防止用の水タンク等を含む散水タンク１１と、散水管１２とにより構成する。
【００１８】
上記フード装置４は、シャーシ５の後面側方を覆う成形フード１３と、後面開口を覆う布等のカバー１４と、この成形フード１３及びカバー１４を上方に移動して少なくともその後面開口１aを開放せしめるためのシリンダー１５とにより構成する。カバー１４は、布等またはビニールなどがコーティングされている布等、土壌が付着、堆積し難いものが好ましい。なお、１bは自走式車両本体１の前面開口である。
【００１９】
本発明の土壌撹拌改良方法においては、図５に示すように改良すべき土壌１６によって造成された例えば幅4m、高さ1mの畝１７に本発明の土壌撹拌改良装置を近づけ、上記フード装置４を下げたまま畝１７に相対的にその長手方向に移動せしめ、撹拌装置２と散水装置３を駆動し、土壌１６の畝１７を撹拌して成形し、上記フード装置４が撹拌された畝１７の端部に接する状態となったときフード装置４を上げて後面を開くようにし、均一な通気性を保ち、なおかつフード装置４と畝との隙間を減らし飛散を防止し畝１７の成形をそのまま続行するようにする。
【００２０】
本発明の土壌撹拌改良装置を用いれば、撹拌された畝１７の土壌１６が撹拌装置２によって側方及び後方に飛散されても、これは側面シールド板８と、閉じられているフード装置４によって遮断され外部に拡散されることはない。車輪６は、推進方向前方はゴム製、後方は鉄製のものの組み合わせとすることにより、より回転が容易になる。車輪６の大きさは、外径が566mmと比較的小径なものでも良い。
【００２１】
また、撹拌処理が進行して本発明の土壌撹拌改良装置のフード装置４が撹拌された畝１７に接する状態となれば、その後はフード装置４を上げても撹拌された上記畝１７自体によって前方からの土壌１６の飛散が阻止されるようになる。
【００２２】
なお、上記４つの車輪６は、作業場がコンクリートの場合舗装用タイヤでも良い、車輪６をそれぞれ回転自在とすれば、車両本体の略同一幅の回転半径を実現でき、畝から次の畝に移動するとき、車両の向きの切り返しを回転の操作のみででき、作業効率が向上される。
【００２３】
また、ハロゲン有機物汚染物または金属片、石などが混在していても、側面シールド板８がその飛散防止になるだけではなく、車輪が通る畝と畝の間の高さが保たれ、車両の直進を容易にするとともに、畝の高さを維持、均等にし土壌の撹拌量を均等にできる。側面シールド板８の下端部は、車輪６の側面ゴム部分長さ程度の10cmだけ地面（車輪下端点）から離間せしめ、予想できない地面の凹凸や車輪の状態を視覚できるようにする。側面シールド板８にはさらに、側面シールド８の下端部から地面の方向に自由に上下する鉄製の側板を配備するのがさらに好ましい。
【００２４】
側面シールド板８にはさらに下端部から地面までをシールドするゴムなどの弾性体シートを配備するのがさらに好ましい。また、本車両に用いる部材の材質は、一般的な土壌のみならず、有機物等にも浸食されない材質とする。
【００２５】
なお、図５に示す地面は、コンクリートを打った地面である。このようにすれば、汚染土壌からの汚染物が施工地の土壌へ流出することを防ぐことができる。
【００２６】
以下本発明による土壌撹拌改良結果を説明する。
【００２７】
（比較例１）
【００２８】
幅4m、高さ1m、長さ10mのシルト質の土壌の畝を2本用意し、本発明の土壌撹拌改良装置に市販の耕転用の刃を140枚用いて、処理時間は1つの畝につき3分とした。散水を行わずに耕転し、畝の長さ方向で均等割合間隔に４、５箇所において、上記耕転する前後で酸素濃度の測定を行った。
【００２９】
サンプリングおよび測定方法は、上記耕転前と耕転後に先端部100mmにスリットの入った直径8mm、長さ1000mmのアルミ製パイプを畝の中心部に挿入し、吸引ポンプで畝内のガスを吸引し、吸引したガスを酸素濃度計に導入し、計測装置が安定した時点で酸素濃度を読み取った。なお、土壌の温度は20〜25℃であり、野外で行った。その結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
表１から明らかなように、本発明の土壌撹拌改良装置で耕転した後は、耕転する前に比べ畝の酸素濃度が高くなり、また、酸素濃度のばらつきが減少し、酸素が高濃度で均一に分布するようになった。これより土壌を生物処理により浄化する際に有効であることが分かる。なお、ばらつきとはデータの最大値から最小値を減算した値である。
【００３２】
（比較例２）
【００３３】
比較例１と同様の耕転、測定を１日１回、初日と２日目に同一畝について酸素濃度測定を行った。その結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】

【００３５】
表２から明らかなように、耕転前後で酸素濃度が向上し、酸素濃度のばらつきが減少し、２日目においては、空隙が均一であるため酸素濃度の減少量は少なく初日に比べて酸素濃度がさらに向上し、酸素濃度のばらつきが減少した。また、本発明の土壌撹拌改良処理を継続して実施することで更なる効果が得られることが分かった。
【００３６】
（比較例３）
【００３７】
シルト質の土壌の畝を建設重機であるバックホウにて撹拌した。さらに、このバックホウで撹拌したものと本発明の土壌撹拌改良装置にて撹拌したものを比較した。その結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】

【００３９】
表３から明らかなように、本発明の土壌撹拌改良装置を用いることで、バックホウでの処理より更に酸素濃度が向上し、かつ酸素濃度のばらつきが減少した。
【００４０】
【発明の効果】
上記のように本発明の土壌撹拌改良方法及び装置によれば、汚染物質を含んだ土壌の拡散を確実に阻止することができると共に、空隙や、土壌の組成物、汚染物質が略均質に分散しているため、畝の酸素濃度が向上し、酸素濃度のばらつきが減少し、生物処理による土壌浄化処理に有効である等大きな利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の土壌撹拌改良装置の側面図である。
【図２】図１に示す装置の平面図である。
【図３】図１に示す装置の正面図である。
【図４】図１に示す装置の背面図である。
【図５】本発明の土壌撹拌改良装置の使用状態説明図である。
【符号の説明】
１自走式車輌本体
１a 後面開口
１b 前面開口
２撹拌装置
３散水装置
４フード装置
５シャーシ
６車輪
７a 動力装置
７b 動力部分
８側面シールド板
９中心軸
１０撹拌羽根
１１タンク
１２散水管
１３成形フード
１４カバー
１５シリンダー
１６土壌
１７畝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for improving soil agitation, and more particularly to a method and apparatus for improving soil by agitating soil to promote aeration.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, livestock manure, garbage from households, restaurants, residue from food processing plants, scraps of fruits and vegetables, grass cuts from expressways and river dikes, pruned trees from roadside trees, roadside trees, and other biological waste The following are known as means for improving objects and the like.
[0003]
(Pile method)
[0004]
In this method, an embankment (pile) of about 10m x 10m x 2m in length, width, and height is created in the target soil, and a biological treatment is carried out by burying a pipe for ventilation. Usually, piles are created using heavy construction equipment.
[0005]
(Farming method)
[0006]
This is a method of stirring using a general-purpose cultivator.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the pile method requires a design that takes into account the supply of aeration and moisture in order to efficiently perform biological treatment. In this method, since periodic soil agitation is not performed, an aeration path may be generated depending on the soil quality, which may cause uneven purification.
[0008]
Moreover, in the above-mentioned farming method, the soil is periodically stirred, and although it can be aerated and supplied with moisture, it can only be stirred to a depth of about 30 cm to 50 cm. A vast site is required.
[0009]
In addition, if a method of biological treatment is performed by forming relatively high ridges on the soil to compensate for the disadvantages of the pile method and the farming method, the disadvantages can be overcome, but ordinary construction heavy machinery is used for the creation and agitation. In such a case, soil containing pollutants may spread backward when heavy machinery moves forward, and appropriate measures and management are required. In addition, when the cocoon is raised, the soil scatters when the cocoon is stirred, and the shape of the cocoon is not adjusted, resulting in uneven ventilation of the soil.
[0010]
The present invention solves the above problem by limiting the direction of soil diffusion during soil agitation, and by providing shields around the front and rear openings and around the agitation blades.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The soil agitation improving device of the present invention includes a vehicle body having front and rear openings, a stirring device provided in the width direction of the vehicle body, a hood device that selectively covers the rear opening of the vehicle body, and the vehicle. It comprises a shield member that shields the side surface of the main body.
[0012]
The method for improving soil agitation according to the present invention includes a vehicle body having front and rear openings, a stirring device provided in a width direction of the vehicle body, a hood device that selectively covers the rear opening of the vehicle body, and the vehicle. Using a soil agitation device comprising a shield member that shields the side surface of the main body, the rear opening is closed by the hood device, and the soil to be treated is plowed with the side shield member sealed by the side shield member. Characterized in that it comprises a pre-process for forming a cocoon between the front opening and the rear opening, and a post-process for continuously plowing the soil to be treated with the rear opening open to subsequently form a soil cocoon. To do.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
The soil stirring improvement device of the present invention includes a self-propelled vehicle main body 1, a stirring device 2 provided in the width direction of the main body 1, a watering device 3, and the vehicle main body 1, as shown in FIGS. The hood device 4 selectively covers the rear opening 1a.
[0015]
The self-propelled vehicle body 1 includes a chassis 5 having a front width and a rear width of, for example, 5 m and a height of 3 m, at least four wheels 6 rotatably supported by the chassis 5, and the wheels 6. The power unit 7a and the side shield plate 8 are driven independently and forwardly and reversely, respectively.
[0016]
The stirring device 2 includes a central shaft 9 that is driven by the power portion 7b, and a stirring blade 10 that is disposed and fixed on the central shaft 9 in the axial direction so as to be spaced apart from each other. When the vehicle main body 1 moves forward, the stirring device 2 rotates in the same direction as the rotation direction of the wheels 6 and has an action of stirring the soil and applying a driving force to the vehicle main body. The amount of soil adhering to the cover can be reduced by the rotation direction. For example, if the width of the stirring section is 4.2 m and the height is 1.5 m, it is sufficient for stirring the soot having a width of 4 m and a height of 1 m. Soil, especially organic matter-contaminated soil, may have uneven soil properties, particularly moisture, and may not be uniformly stirred. For this reason, it is desirable that there are a plurality of stirring blades.
[0017]
The watering device 3 includes a watering tank 11 including a tank for fermentation promotion liquid and nutrient-added water, a water tank for preventing scattering, and the like, and a watering pipe 12.
[0018]
The hood device 4 includes a molding hood 13 covering the rear side of the chassis 5, a cover 14 such as a cloth covering the rear opening, and moving the molding hood 13 and the cover 14 upward to open at least the rear opening 1a. And a cylinder 15 for caulking. The cover 14 is preferably a cloth or a cloth coated with vinyl or the like, which is hard to adhere to and deposit on soil. In addition, 1b is a front opening of the self-propelled vehicle main body 1.
[0019]
In the soil agitation improvement method of the present invention, as shown in FIG. 5, the soil agitation improvement device of the present invention is brought close to, for example, a ridge 17 having a width of 4 m and a height of 1 m formed by the soil 16 to be improved, and the hood device 4 , The stirring device 2 and the water sprinkling device 3 are driven to stir and form the straw 17 of the soil 16, and the food device 4 is stirred. When it comes into contact with the end of the hood, the hood device 4 is raised so that the rear surface is opened, maintaining uniform ventilation, and reducing the gap between the hood device 4 and the heel to prevent splattering and forming the heel 17 as it is. Try to continue.
[0020]
If the soil stirring improvement device of the present invention is used, even if the stirred soil 16 of the straw 17 is scattered laterally and rearward by the stirring device 2, this is caused by the side shield plate 8 and the closed hood device 4. It is blocked and not diffused outside. The wheel 6 can be rotated more easily by combining rubber in front of the propulsion direction and iron in the rear. The wheel 6 may have a relatively small outer diameter of 566 mm.
[0021]
Further, if the agitation process proceeds and the hood device 4 of the soil agitation improvement device of the present invention comes into contact with the agitated gutter 17, the agitated gutter 17 itself will move forward even if the hood device 4 is raised thereafter. The soil 16 is prevented from being scattered.
[0022]
The four wheels 6 may be paving tires when the work site is concrete. If the wheels 6 are rotatable, the vehicle body can have a rotation radius with substantially the same width, and move from one to the next. When the vehicle is turned, the direction of the vehicle can be turned only by the rotation operation, and the working efficiency is improved.
[0023]
Even if halogen organic contaminants, metal pieces, stones, etc. are mixed, the side shield plate 8 not only prevents the scattering, but also keeps the height between the heel and the heel through which the wheels pass. While making it easy to go straight, it is possible to maintain and equalize the height of the ridges and evenly stir the soil. The lower end portion of the side shield plate 8 is separated from the ground (wheel lower end point) by about 10 cm, which is about the length of the side rubber portion of the wheel 6, so that unpredictable ground irregularities and wheel conditions can be visually observed. The side shield plate 8 is further preferably provided with an iron side plate that freely moves up and down in the direction of the ground from the lower end of the side shield 8.
[0024]
The side shield plate 8 is further preferably provided with an elastic sheet such as rubber that shields from the lower end to the ground. Moreover, the material of the member used for this vehicle shall be the material which is not eroded by not only general soil but organic matter etc.
[0025]
In addition, the ground shown in FIG. 5 is the ground which hit concrete. In this way, it is possible to prevent the contaminants from the contaminated soil from flowing into the soil of the construction site.
[0026]
Hereinafter, the results of improving the soil agitation according to the present invention will be described.
[0027]
(Comparative Example 1)
[0028]
Prepare 2 silt soil straws of width 4m, height 1m, length 10m, use 140 blades for commercial tillage in the soil agitation improver of the present invention, and the processing time is 1 per straw 3 minutes. Tillage was carried out without watering, and the oxygen concentration was measured before and after plowing at 4 and 5 places at equal intervals in the length direction of the reed.
[0029]
Sampling and measurement methods are as follows. Before and after the above plowing, an aluminum pipe with a diameter of 8 mm and a length of 1000 mm with a slit at the tip 100 mm is inserted into the center of the plow, and the gas in the plow is sucked with a suction pump. The sucked gas was introduced into the oxygen concentration meter, and the oxygen concentration was read when the measuring device was stabilized. In addition, the temperature of soil was 20-25 degreeC and performed in the outdoors. The results are shown in Table 1.
[0030]
[Table 1]

[0031]
As is apparent from Table 1, after plowing with the soil agitation improving apparatus of the present invention, the oxygen concentration of the cocoon is higher than before plowing, the variation in oxygen concentration is reduced, and the oxygen concentration is high. Became evenly distributed. This shows that it is effective when purifying soil by biological treatment. The variation is a value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the data.
[0032]
(Comparative Example 2)
[0033]
The same tillage and measurement as in Comparative Example 1 were performed once a day, and the oxygen concentration was measured for the same straw on the first day and the second day. The results are shown in Table 2.
[0034]
[Table 2]

[0035]
As is clear from Table 2, the oxygen concentration improved before and after plowing, the variation in the oxygen concentration decreased, and on the second day, the voids were uniform, so the amount of decrease in oxygen concentration was small and the oxygen concentration was lower than the first day. Concentration was further improved and variation in oxygen concentration was reduced. Moreover, it turned out that the further effect is acquired by implementing the soil stirring improvement process of this invention continuously.
[0036]
(Comparative Example 3)
[0037]
The silt soil dredger was stirred with a backhoe which is a heavy construction machine. Furthermore, what was stirred with this backhoe and what was stirred with the soil stirring improvement apparatus of this invention were compared. The results are shown in Table 3.
[0038]
[Table 3]

[0039]
As is apparent from Table 3, by using the soil agitation improving apparatus of the present invention, the oxygen concentration was further improved as compared with the treatment with the backhoe, and the variation in the oxygen concentration was reduced.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the soil agitation improving method and apparatus of the present invention, it is possible to reliably prevent the diffusion of soil containing pollutants and to disperse the voids, soil composition, and pollutants substantially uniformly. Therefore, the oxygen concentration of the straw is improved, the variation of the oxygen concentration is reduced, and there are significant benefits such as being effective for soil purification treatment by biological treatment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an apparatus for improving soil agitation according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a front view of the apparatus shown in FIG. 1;
4 is a rear view of the apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a use state of the soil agitation improvement apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Self-propelled vehicle main body 1a Rear surface opening 1b Front surface opening 2 Stirring device 3 Watering device 4 Hood device 5 Chassis 6 Wheel

7a Power device

7b Power part 8 Side shield plate 9 Center shaft 10 Stirring blade 11 Tank 12 Sprinkling tube 13 Molding hood 14 Cover 15 Cylinder 16 Soil 17 畝

Claims

A vehicle body having front and rear openings; a stirrer provided in a width direction of the vehicle body; a hood device that selectively covers the rear opening of the vehicle body; and a shield member that shields a side surface of the vehicle body A soil agitation improvement device comprising:

A vehicle body having front and rear openings; a stirrer provided in a width direction of the vehicle body; a hood device that selectively covers the rear opening of the vehicle body; and a shield member that shields a side surface of the vehicle body The soil opening device is used, the rear opening is closed by the hood device, and the soil to be treated in a state where the side surface is shielded by the side shield member to plow the soil into the front opening and the rear opening. A pre-process formed in between,
A method for improving soil agitation, comprising: a post-process for plowing soil to be treated in a state where the rear surface opening is opened and subsequently forming soil ridges.