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2008.01.07

ヘドロの脱水には凍上現象を利用

北海道新聞より「寒さで「ヘドロ退治」 北見工大研究 凍上現象利用し脱水

霜柱が生じる仕組みとして知られる「凍上現象」を活用し、湖底などのしゅんせつで回収されるヘドロから水分を取り除く研究を、北見工大の凍土・土質研究室が進めている。技術が確立されれば、北海道の寒さを生かした効率的なヘドロ処理が進み、関係者にとって朗報になりそうだ。

ヘドロは粒子が細かくて水分が多く、有機物も含まれているのが特徴で、道内外の関係者が処理に悩んでいる。網走市と網走管内大空町にまたがる網走湖では、網走開建が水質改善のため、川から流れ込んでたまったヘドロを毎年、一万-二万立方メートルしゅんせつ。排泥地に運んで主に天日で乾かし、堤防の盛り土などに使うが、水分が抜けるまで二、三年はかかる。

道外でも機械で圧力をかけてフィルターを通して水を抜いたり、コンクリートに混ぜて固めるなど、手間をかけている。

同研究室の鈴木輝之教授は、道路舗装のひび割れ原因となるなど“悪者”のイメージが強い凍上現象に着目した。

凍上は、地表近くの温度が氷点下になると、土中の水分が凍っていない土のすき間を毛細管現象で上がって凍り、地表面を押し上げる現象。二○○五年から、同大学構内の実験用ますに網走湖のヘドロを深さ約一メートルになるように入れ、水分移動の様子を調べた。

その結果、

  • 夏はヘドロの表面が乾くが、内部は水分が抜けにくい
  • 冬は凍上現象で水分が地表近くに集まって氷となり、固体が直接気体になる昇華現象で水分が抜ける
などが分かってきた。

ヘドロの深さを約一メートルに抑えたことや水抜き用の砂利を底に敷いたことで脱水効果が上がり、ヘドロの水分は約一年間で三分の一に減って、堤防の盛り土などに利用できる程度になった。地表近くにできる氷を除去すべきかどうかなどが今後の検証課題という。

凍結による乾燥は、地表面から深さ三十センチ程度まで凍結する地域なら可能だ。凍結深度が五十-六十センチの札幌周辺や、三十-四十センチの道南でも使える技術だという。

鈴木教授は「北海道の自然現象を生かし、脱水に無駄なエネルギーを使わない環境にやさしい技術。実用化に向けて頑張りたい」と話し、向こう二年をめどに乾燥技術を確立させたい意向だ。

これは面白いですね。
氷点下でも氷を大気に晒しておくと昇華するというのは、第一南極観測隊の西堀隊長の書いた越冬記で読んだのだから小学生の時でしょうか?

ついつい「冷凍だと莫大なエネルギーが必要」と思いこんでいるから「凍らせて何かをしよう」=「極めて特殊なこと」とするので、考えないのですがこんなことができるのですね。

しかし、こうなると「凍上現象とは何だ?」となってきますね。
霜柱も上がってきますが、あれは何で上がってくるのでしょうか?
地面の中は水のはずなので、なんで凍ると上がるんだ?

1月 7, 2008 at 04:08 午後 日記・コラム・つぶやき |

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コメント

冷凍庫に、野菜・魚などをむき出しで長期間置いておくと水分が抜けてカラカラになるのと同じ理屈かなー。

投稿: 昭ちゃん | 2008/01/08 10:01:32

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