JP2000218296A - 底質の改善処理方法 - Google Patents
底質の改善処理方法Info
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- JP2000218296A JP2000218296A JP11020219A JP2021999A JP2000218296A JP 2000218296 A JP2000218296 A JP 2000218296A JP 11020219 A JP11020219 A JP 11020219A JP 2021999 A JP2021999 A JP 2021999A JP 2000218296 A JP2000218296 A JP 2000218296A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 底質を浚渫し陸上に埋め立て処分する、浚渫
底質を脱水し脱水ケーキを陸上に埋め立て処分する、覆
砂により底質からの栄養塩類の溶出防止する、等の従来
技術を用いずに、湖沼や海の嫌気性底質を好気性状態に
変化させる底質の改善処理方法を提供する。 【解決手段】 硝酸イオン含有水溶液を重合珪酸ゲル内
に閉じ込めた粒状ゲルを湖沼、海の底質と接触せしめる
ことを特徴とする底質の改善処理方法。
底質を脱水し脱水ケーキを陸上に埋め立て処分する、覆
砂により底質からの栄養塩類の溶出防止する、等の従来
技術を用いずに、湖沼や海の嫌気性底質を好気性状態に
変化させる底質の改善処理方法を提供する。 【解決手段】 硝酸イオン含有水溶液を重合珪酸ゲル内
に閉じ込めた粒状ゲルを湖沼、海の底質と接触せしめる
ことを特徴とする底質の改善処理方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、嫌気化している湖
沼や海などの底質を好気性状態に変化させる底質の改善
処理方法に関する。
沼や海などの底質を好気性状態に変化させる底質の改善
処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】湖沼や海などの底質中の有機物が嫌気分
解して酸素を消費するため、腐敗した底質から栄養塩類
（例えば、リン、窒素等）の溶出を引き起こし、閉鎖性
水域での富栄養化が問題になっている。特に、ハマチな
どの魚類を養殖する水域では、餌の食べ残しが沈殿し、
急激にヘドロ化が進行する。従って、上記閉鎖性水域に
流入する廃水の浄化処理などの諸対策により湖沼、海へ
の栄養塩類の流入負荷を削減しても、既存底質からの窒
素、リンの溶出による富栄養化現象によりアオコ、赤潮
が発生する。また、河川のダム湖には落葉が多量に堆積
し、木の葉が腐敗してダム湖の底がヘドロ化している例
が多く、このヘドロの処理、処分も極めて難題になって
いる。
解して酸素を消費するため、腐敗した底質から栄養塩類
（例えば、リン、窒素等）の溶出を引き起こし、閉鎖性
水域での富栄養化が問題になっている。特に、ハマチな
どの魚類を養殖する水域では、餌の食べ残しが沈殿し、
急激にヘドロ化が進行する。従って、上記閉鎖性水域に
流入する廃水の浄化処理などの諸対策により湖沼、海へ
の栄養塩類の流入負荷を削減しても、既存底質からの窒
素、リンの溶出による富栄養化現象によりアオコ、赤潮
が発生する。また、河川のダム湖には落葉が多量に堆積
し、木の葉が腐敗してダム湖の底がヘドロ化している例
が多く、このヘドロの処理、処分も極めて難題になって
いる。
【０００３】これらの問題に対して採られてきた従来の
処理方法は、主として前記腐敗底質（ヘドロ）を浚渫除
去し系外へ排除する方法であり、具体的には、 １．底質を浚渫し陸上に埋め立て処分する。 ２．浚渫底質を脱水後、脱水ケーキを陸上に埋め立て処
分する。 ３．砂等を底質上に散布（覆砂という）し、底質からの
栄養塩類の溶出を防ぐ。などの方法が採られていた。
処理方法は、主として前記腐敗底質（ヘドロ）を浚渫除
去し系外へ排除する方法であり、具体的には、 １．底質を浚渫し陸上に埋め立て処分する。 ２．浚渫底質を脱水後、脱水ケーキを陸上に埋め立て処
分する。 ３．砂等を底質上に散布（覆砂という）し、底質からの
栄養塩類の溶出を防ぐ。などの方法が採られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の方法には、以下のような問題点があった。 埋め立て処分地に広大な面積を必要とするが、陸上
に斯かる処分地を確保することは極めて困難であるこ
と。また、浚渫底質を、土壌改良材、培土、土木資材な
どに再利用することが検討されているが、これら再利用
品の需要が顕在化せずに行きずまっている。 浚渫底質を脱水すると大量の分離水が出るが、この
分離水に富栄養化の原因となるリンが含まれているた
め、分離水の処理が大きな問題になること。 覆砂法は、嫌気的な底質自体を好気性に変化させる
能力がなく、効果に永続性がないこと。
従来の方法には、以下のような問題点があった。 埋め立て処分地に広大な面積を必要とするが、陸上
に斯かる処分地を確保することは極めて困難であるこ
と。また、浚渫底質を、土壌改良材、培土、土木資材な
どに再利用することが検討されているが、これら再利用
品の需要が顕在化せずに行きずまっている。 浚渫底質を脱水すると大量の分離水が出るが、この
分離水に富栄養化の原因となるリンが含まれているた
め、分離水の処理が大きな問題になること。 覆砂法は、嫌気的な底質自体を好気性に変化させる
能力がなく、効果に永続性がないこと。
【０００５】本発明は、上記の実情に鑑み、これらの諸
問題を根本的に解決することのできる新技術を提供する
ことを課題とする。すなわち、本発明の目的は、従来の
底質の処理にみられる不都合を解消し、浚渫底質を埋め
立て処理する陸上の処分地の確保を不要とし、その上、
嫌気化している水域の底質を好気性状態に変化させて水
底の環境を蘇らせ、底質からの栄養塩類の上層水への溶
出を抑制することのできる新技術を提供することであ
る。
問題を根本的に解決することのできる新技術を提供する
ことを課題とする。すなわち、本発明の目的は、従来の
底質の処理にみられる不都合を解消し、浚渫底質を埋め
立て処理する陸上の処分地の確保を不要とし、その上、
嫌気化している水域の底質を好気性状態に変化させて水
底の環境を蘇らせ、底質からの栄養塩類の上層水への溶
出を抑制することのできる新技術を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、下記の本
発明の底質の改善処理方法により解決された。 （１） 硝酸イオン含有水溶液を重合珪酸ゲル内に閉じ
込めた粒状ゲルを湖沼、海の底質と接触せしめることを
特徴とする底質の改善処理方法。 （２） 前記硝酸イオン含有水溶液がカルシウムイオ
ン、マグネシウムイオンのいずれかを含む液であること
を特徴とする前記（１）記載の底質の改善処理方法。
発明の底質の改善処理方法により解決された。 （１） 硝酸イオン含有水溶液を重合珪酸ゲル内に閉じ
込めた粒状ゲルを湖沼、海の底質と接触せしめることを
特徴とする底質の改善処理方法。 （２） 前記硝酸イオン含有水溶液がカルシウムイオ
ン、マグネシウムイオンのいずれかを含む液であること
を特徴とする前記（１）記載の底質の改善処理方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明に係る硝酸イオン
含有粒状ゲルの調製方法および本発明の底質の改善処理
方法の一実施態様を示す概略説明図である。すなわち、
硝酸希釈水溶液、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウムな
どの硝酸イオン含有水溶液１に、水ガラス水溶液２を所
定のシリカ濃度（例えば、５〜７重量％）となるように
添加し、ｐＨ値を６〜８程度のほぼ中性領域となるよう
に硫酸で調整した後、モノポンプ３によって管路（ゲル
化反応管４）を低流速（例えば、０．５〜１．０ｍ／
分）で所定の時間（数分間、例えば、３〜１０分程度）
輸送すると、モノマーのシリカが急速に重合し３次元構
造体を形成するため、管路（ゲル化反応管４）内で液全
体がゲル化する。ゲル化する理由は、シリカ分子がシラ
ノール結合によって重合し、高分子となり、最終的に三
次元ネットワーク構造をとるためである。このゲル内に
は硝酸イオンが高濃度（数千mg／リットル、例えば、２００
０〜６０００mg／リットル）で閉じ込められている。
を参照して説明する。図１は、本発明に係る硝酸イオン
含有粒状ゲルの調製方法および本発明の底質の改善処理
方法の一実施態様を示す概略説明図である。すなわち、
硝酸希釈水溶液、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウムな
どの硝酸イオン含有水溶液１に、水ガラス水溶液２を所
定のシリカ濃度（例えば、５〜７重量％）となるように
添加し、ｐＨ値を６〜８程度のほぼ中性領域となるよう
に硫酸で調整した後、モノポンプ３によって管路（ゲル
化反応管４）を低流速（例えば、０．５〜１．０ｍ／
分）で所定の時間（数分間、例えば、３〜１０分程度）
輸送すると、モノマーのシリカが急速に重合し３次元構
造体を形成するため、管路（ゲル化反応管４）内で液全
体がゲル化する。ゲル化する理由は、シリカ分子がシラ
ノール結合によって重合し、高分子となり、最終的に三
次元ネットワーク構造をとるためである。このゲル内に
は硝酸イオンが高濃度（数千mg／リットル、例えば、２００
０〜６０００mg／リットル）で閉じ込められている。
【０００８】得られたゲルを、次いで、ゲル破砕機５に
設置されたスリットから押し出して細粒子化し、粒径が
数mm〜１０mm程度の細粒ゲル（破砕ゲル６）を調製す
る。
設置されたスリットから押し出して細粒子化し、粒径が
数mm〜１０mm程度の細粒ゲル（破砕ゲル６）を調製す
る。
【０００９】この細粒ゲル（破砕ゲル６）を水底に急速
に沈降させて嫌気的な底質層８上に散布すると、細粒ゲ
ル内から徐々に硝酸イオンがにじみ出てくる。この結
果、硝酸イオンの酸化作用及び硝酸イオン中の酸素によ
って硫化物などの嫌気性物質が酸化され、底質の還元性
物質量が減少するので、酸化還元電位が上昇し、底質は
好気性状態に変化してゆく。また、細粒ゲル内の硝酸イ
オンがすべて嫌気性物質によって消費されない限り、底
質は再び嫌気化することはない。
に沈降させて嫌気的な底質層８上に散布すると、細粒ゲ
ル内から徐々に硝酸イオンがにじみ出てくる。この結
果、硝酸イオンの酸化作用及び硝酸イオン中の酸素によ
って硫化物などの嫌気性物質が酸化され、底質の還元性
物質量が減少するので、酸化還元電位が上昇し、底質は
好気性状態に変化してゆく。また、細粒ゲル内の硝酸イ
オンがすべて嫌気性物質によって消費されない限り、底
質は再び嫌気化することはない。
【００１０】また、硝酸イオン含有水にカルシウム、マ
グネシウム等のリン酸イオンと沈殿生成反応を生ずる金
属イオンを混合させておくと、細粒ゲル内からこれらの
金属イオンが浸出し、底質のリン酸イオンと反応し化学
的に固定化できる。これにより、底質のリン酸イオンの
溶出を防止して、アオコなどの藻類の発生を抑止するこ
とができる。
グネシウム等のリン酸イオンと沈殿生成反応を生ずる金
属イオンを混合させておくと、細粒ゲル内からこれらの
金属イオンが浸出し、底質のリン酸イオンと反応し化学
的に固定化できる。これにより、底質のリン酸イオンの
溶出を防止して、アオコなどの藻類の発生を抑止するこ
とができる。
【００１１】本発明において、重合珪酸ゲル内に閉じ込
められた硝酸イオン濃度は、１００〜１００００mg／リッ
トルが好ましく、１０００〜５０００mg／リットルがより好ま
しい。また、重合珪酸ゲル内に閉じ込められたカルシウ
ム、マグネシウム等の金属イオンの濃度は、５００〜１
００００mg／リットルが好ましく、１０００〜３０００mg／
リットルがより好ましい。重合珪酸ゲルの出発原料として
は、例えば、水ガラス水溶液、珪酸ソーダ水溶液、珪酸
カリウム水溶液等を用いることができる。粒状の重合珪
酸ゲル中のシリカ（ＳｉＯ2)濃度は、５〜１５重量％が
好ましく、７〜１０重量％がより好ましい。また、粒状
の重合珪酸ゲルのｐＨは、５〜８が好ましい。そして、
粒状ゲルの粒径としては、２〜１０mm程度が好ましい。
められた硝酸イオン濃度は、１００〜１００００mg／リッ
トルが好ましく、１０００〜５０００mg／リットルがより好ま
しい。また、重合珪酸ゲル内に閉じ込められたカルシウ
ム、マグネシウム等の金属イオンの濃度は、５００〜１
００００mg／リットルが好ましく、１０００〜３０００mg／
リットルがより好ましい。重合珪酸ゲルの出発原料として
は、例えば、水ガラス水溶液、珪酸ソーダ水溶液、珪酸
カリウム水溶液等を用いることができる。粒状の重合珪
酸ゲル中のシリカ（ＳｉＯ2)濃度は、５〜１５重量％が
好ましく、７〜１０重量％がより好ましい。また、粒状
の重合珪酸ゲルのｐＨは、５〜８が好ましい。そして、
粒状ゲルの粒径としては、２〜１０mm程度が好ましい。
【００１２】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこの実施例により制限されるものでは
ない。なお、以下の実施例および比較例において、
「％」は、すべて「重量％」を意味する。
するが、本発明はこの実施例により制限されるものでは
ない。なお、以下の実施例および比較例において、
「％」は、すべて「重量％」を意味する。
【００１３】（実施例１） 硝酸イオン含有ゲルの製造 ２％硝酸水溶液１リットルをビーカに入れ、これにＪＩＳ３
号水ガラス液（シリカ濃度３０％）を添加混合して、シ
リカ濃度５％、ｐＨを６に調整したところ、およそ３分
で液全体がゲル化した。得られたゲル内の硝酸イオン濃
度は、１４，０００mg／リットルであった。このゲルをナイ
フでカットして粒径約５mmの粒状物を得た。
号水ガラス液（シリカ濃度３０％）を添加混合して、シ
リカ濃度５％、ｐＨを６に調整したところ、およそ３分
で液全体がゲル化した。得られたゲル内の硝酸イオン濃
度は、１４，０００mg／リットルであった。このゲルをナイ
フでカットして粒径約５mmの粒状物を得た。
【００１４】（実施例２）Ｋ湖から採取した底質（酸化
還元電位：−２３０mV、腐敗臭あり、ＳＳ粒径：数〜数
１０μｍ、リン酸イオン濃度：２．４mg／リットル）をカラ
ムの底部に３０cmの厚さで堆積させた。この底質の表層
部上に実施例１で製造した硝酸イオン含有ゲルを５cmの
厚さで堆積させた。次いで、この堆積層上に水深１ｍま
で水道水を満たし、この状態で１０ケ月放置した後、硝
酸イオン含有ゲル堆積層の１０cm上部から採水してリン
濃度を分析したところ、０．０８１mg／リットルと非常に微
量であった。また、ゲル堆積層の下部の底質の表層部の
酸化還元電位は＋２２５mVを示し、好気性であった。さ
らに、当初、腐敗臭、硫化水素臭を帯びていた黒色の底
泥の表層部は、本処理の結果、ほぼ無臭に変化し、色も
褐色に変化していた。
還元電位：−２３０mV、腐敗臭あり、ＳＳ粒径：数〜数
１０μｍ、リン酸イオン濃度：２．４mg／リットル）をカラ
ムの底部に３０cmの厚さで堆積させた。この底質の表層
部上に実施例１で製造した硝酸イオン含有ゲルを５cmの
厚さで堆積させた。次いで、この堆積層上に水深１ｍま
で水道水を満たし、この状態で１０ケ月放置した後、硝
酸イオン含有ゲル堆積層の１０cm上部から採水してリン
濃度を分析したところ、０．０８１mg／リットルと非常に微
量であった。また、ゲル堆積層の下部の底質の表層部の
酸化還元電位は＋２２５mVを示し、好気性であった。さ
らに、当初、腐敗臭、硫化水素臭を帯びていた黒色の底
泥の表層部は、本処理の結果、ほぼ無臭に変化し、色も
褐色に変化していた。
【００１５】（比較例）実施例２において、底質の表層
部上に硝酸イオン含有ゲルを堆積しない以外は実施例２
と同一条件で試験した。１０ケ月後、底質の１０cm上部
から採水してリン濃度を分析したところ、０．８１mg／
リットルであり、実施例２の１０倍の濃度を示し、また、底
質表層部の酸化還元電位は−２５５mVで極めて高い嫌気
的状態にあることを示した。
部上に硝酸イオン含有ゲルを堆積しない以外は実施例２
と同一条件で試験した。１０ケ月後、底質の１０cm上部
から採水してリン濃度を分析したところ、０．８１mg／
リットルであり、実施例２の１０倍の濃度を示し、また、底
質表層部の酸化還元電位は−２５５mVで極めて高い嫌気
的状態にあることを示した。
【００１６】
【発明の効果】本発明に従い、内部に硝酸イオンを閉じ
込めた粒状珪酸ゲルを、湖沼、海の嫌気性底質と接触さ
せることにより、底質の嫌気性物質を酸化して底質を改
質し、かつ栄養塩類の溶出を抑制することができる。本
発明によれば、極めて簡単な操作で、湖沼、海の水底の
環境がそれまでのヘドロ状の嫌気性状態から好気性環境
に変換させることができ、栄養塩類の溶出を著しく抑制
することができる、という効果を奏する。また、本発明
によれば、底質の浚渫を必要としないため、従来の底質
の陸上埋め立て処分や浚渫底質の脱水等処理が不要とな
る、という効果を奏する。
込めた粒状珪酸ゲルを、湖沼、海の嫌気性底質と接触さ
せることにより、底質の嫌気性物質を酸化して底質を改
質し、かつ栄養塩類の溶出を抑制することができる。本
発明によれば、極めて簡単な操作で、湖沼、海の水底の
環境がそれまでのヘドロ状の嫌気性状態から好気性環境
に変換させることができ、栄養塩類の溶出を著しく抑制
することができる、という効果を奏する。また、本発明
によれば、底質の浚渫を必要としないため、従来の底質
の陸上埋め立て処分や浚渫底質の脱水等処理が不要とな
る、という効果を奏する。
【図１】本発明の底質の改善処理方法の一実施態様を示
す概略説明図である。
す概略説明図である。
１ 硝酸イオン含有水溶液 ２ 水ガラス水溶液 ３ モノポンプ ４ ゲル化反応管 ５ ゲル破砕機 ６ 破砕ゲル ７ 水面 ８ 底質層
Claims (2)
- 【請求項１】 硝酸イオン含有水溶液を重合珪酸ゲル内
に閉じ込めた粒状ゲルを湖沼、海の底質と接触せしめる
ことを特徴とする底質の改善処理方法。 - 【請求項２】 前記硝酸イオン含有水溶液がカルシウム
イオン、マグネシウムイオンのいずれかを含む液である
ことを特徴とする請求項１記載の底質の改善処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11020219A JP2000218296A (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 底質の改善処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11020219A JP2000218296A (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 底質の改善処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000218296A true JP2000218296A (ja) | 2000-08-08 |
Family
ID=12021066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11020219A Pending JP2000218296A (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 底質の改善処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000218296A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002177992A (ja) * | 2000-12-07 | 2002-06-25 | Yoshino Gypsum Co Ltd | 土壌処理材組成物 |
| CN102557365A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-07-11 | 天津大学 | 受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法 |
| JP2018051458A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 太平洋セメント株式会社 | 底質改善材および底質の改善方法 |
-
1999
- 1999-01-28 JP JP11020219A patent/JP2000218296A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002177992A (ja) * | 2000-12-07 | 2002-06-25 | Yoshino Gypsum Co Ltd | 土壌処理材組成物 |
| JP4695254B2 (ja) * | 2000-12-07 | 2011-06-08 | 吉野石膏株式会社 | 土壌処理材組成物及び土壌処理方法 |
| CN102557365A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-07-11 | 天津大学 | 受污染底泥的原位化学生物生态协同修复方法 |
| JP2018051458A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 太平洋セメント株式会社 | 底質改善材および底質の改善方法 |
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