JP2002018493A - 汚泥の処理方法 - Google Patents

汚泥の処理方法

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JP2002018493A
JP2002018493A JP2000202345A JP2000202345A JP2002018493A JP 2002018493 A JP2002018493 A JP 2002018493A JP 2000202345 A JP2000202345 A JP 2000202345A JP 2000202345 A JP2000202345 A JP 2000202345A JP 2002018493 A JP2002018493 A JP 2002018493A
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Yuichi Muramatsu
勇一 村松
Koji Mori
幸治 森
Hideki Kobayashi
秀樹 小林
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内分泌撹乱性物質などの有機汚染物質を含有
する汚泥より、有機汚染物質を効果的に抽出除去して無
害化することができる汚泥の処理方法を提供する。 【解決手段】 有機汚染物質を含有する汚泥2を、酸化
処理したのち親水性溶媒3を添加して当該親水性溶媒3
中に有機汚染物質を抽出したのち、該親水性溶媒と汚泥
とを分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥の処理方法に
関する。さらに詳しくは、本発明は、内分泌撹乱性物質
などの有機汚染物質を含有する汚泥より、有機汚染物質
を抽出除去して無害化することができる汚泥の処理方法
に関する。
【0002】
【従来技術】下水処理、屎尿処理、工場排水処理などの
処理を行うと、水中の汚濁物質は汚泥として分離され、
排出される。発生した汚泥は、凝集、脱水したのち、埋
め立て、焼却などにより処分され、あるいは、濃緑地還
元、熱エネルギー回収、建材への利用などによる再資源
化が試みられている。
【0003】汚泥の発生源は多岐多様にわたるために、
汚泥に有害物質が含まれ、濃縮されている場合がある。
特に、ダイオキシン類やアルキルフェノール類などの内
分泌撹乱性物質に該当する有機汚染物質が含まれると、
汚泥の最終処分や再資源化の障害となる。このために、
ダイオキシン類を高濃度に含むゴミ埋立地浸出水処理汚
泥に限らず、下水や一般の産業廃水の処理により生じた
汚泥中の有機汚染物質を除去する必要が生じているの
で、汚泥から有機汚染物質を除去し、汚泥を無害化する
試みがさまざまになされている。
【0004】こうした汚泥からの有機汚染物質の除去方
法として、本願発明者らは先に内分泌撹乱性物質等の有
機汚染物質を含んだ汚泥に炭素数1〜4のアルコールを
混合して有機汚染物質を抽出し、汚泥と該アルコールを
含んだ分離液とに分離する方法を提案した(特開平11
−342233)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、有機汚染物質が汚泥に強固に付着している場合な
ど、有機汚染物質の除去が十分でない場合があった。
【0006】このために、有機汚染物質を含有する汚泥
から、より確実に有機汚染物質を除去することができる
汚泥の処理方法が求められていた。
【0007】本発明は、内分泌撹乱性物質などの有機汚
染物質を含有する汚泥より、有機汚染物質を抽出除去し
て無害化することができる汚泥の処理方法を提供するこ
とを目的としてなされたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、有機汚染物質を
含有する汚泥を酸化処理したのち親水性溶媒を添加して
抽出することにより、有機汚染物質を効果的に抽出除去
して、汚泥を無害化し得ることを見いだし、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。
【0009】すなわち、本発明の第1の態様は、有機汚
染物質を含有する汚泥を酸化処理したのち、親水性溶媒
を添加し、該親水性溶媒を含む液中に有機汚染物質を抽
出したのち、該親水性溶媒を含む液と汚泥とを分離する
ことを特徴とする有機汚染物質を含有する汚泥の処理方
法にある。
【0010】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記親水性溶媒が、炭素数1〜4のアルコールであ
ることを特徴とする有機汚染物質を含有する汚泥の処理
方法にある。
【0011】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記酸化処理が、オゾン又は過酸化水素によ
る処理であることを特徴とする有機汚染物質を含有する
汚泥の処理方法にある。
【0012】本発明の第4の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記親水性溶媒の添加量が、汚泥に対
して1〜20重量倍であることを特徴とする有機汚染物
質を含有する汚泥の処理方法にある。
【0013】本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか
の態様において、前記親水性溶媒を汚泥に添加した混合
物の液相部分の親水性溶媒の濃度が50〜99.9容量
%となるように、前記親水性溶媒を汚泥に添加すること
を特徴とする有機汚染物質を含有する汚泥の処理方法に
ある。
【0014】本発明の汚泥の処理方法においては、有機
汚染物質を含有する汚泥を酸化処理したのち、親水性溶
媒、好ましくは炭素数1〜4のアルコールを添加し、該
親水性溶媒を含む液中に有機汚染物質を抽出したのち、
該親水性溶媒を含む液と汚泥とを分離する。本発明方法
は、酸化処理により、有機汚染物質を汚泥から遊離しや
すくしたのち、親水性溶媒によって、有機汚染物質を抽
出除去するものである。
【0015】本発明方法を、内分泌撹乱性物質など、す
なわち、いわゆる環境ホルモンなどの有害な有機汚染物
質を含有する汚泥の処理に適用することにより、汚泥を
無害化し、汚泥の安全な埋め立て処分や、汚泥のコンポ
ストなどとしての再利用が可能となる。
【0016】本発明方法を適用する汚泥に特に制限はな
く、例えば、下水、屎尿、産業廃水などを生物処理し、
固液分離して得られる有機性汚泥などを挙げることがで
きる。本発明方法は、脱水、濃縮を行った有機性汚泥に
対しても、脱水、濃縮を行わない有機性汚泥に対しても
適用することができる。
【0017】ここで、本発明方法で対象とする有機汚染
物質は、環境ホルモンのなかでも、特に、水・オクタノ
ール分配係数が0.3〜4.0であるもの、例えば、ノ
ニルフェノール、フタル酸エステル、ビスフェノール
A、直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(L
AS)等、ベンゼン環を有する化合物である。
【0018】本発明方法の、酸化処理は、オゾン、過酸
化水素、酸素、塩素、過硫酸などの酸化剤を汚泥に添加
すればよいが、好適には、オゾンによる処理が望まし
い。酸化剤の添加量は汚泥乾重量当たり0.1〜10%
が好ましく、特に0.5〜5%が望ましい。
【0019】このように汚泥を酸化処理すると、汚泥に
担持されている有機汚染物質が一部は分解すると共に汚
泥から遊離しやすくなり、親水性溶媒により抽出されや
すくなる。酸化処理した汚泥は重力沈降、遠心脱水機、
ベルトプレス脱水機、真空脱水機、フィルタープレス脱
水機、加圧脱水機、スクリュープレス脱水機などを、汚
泥の性状に応じて適宜選択して、固液分離して好ましく
は含水率を80〜90%として、親水性溶媒と混合して
もよい。
【0020】本発明方法に用いる親水性溶媒としては、
例えば、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、アリルアルコール、プ
ロパルギルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブ
チルアルコール、sec−ブチルアルコール、t−ブチ
ルアルコール、クロチルアルコールなどを挙げることが
できる。これらのアルコールは、1種を単独で用いるこ
とができ、あるいは、2種以上を組み合わせて用いるこ
ともできる。これらの中で、水よりも沸点が低く、水と
任意の割合で混合し、かつ刺激性のないメタノール、エ
タノール、n−プロピルアルコール及びイソプロピルア
ルコールを好適に用いることができる。
【0021】本発明方法において、親水性溶媒は、無水
溶媒として汚泥に添加することができ、あるいは、親水
性溶媒と水の合液として汚泥に添加することもできる。
親水性溶媒の添加量に特に制限はないが、通常は汚泥に
対して1〜20重量倍であることが好ましく、3〜10
重量倍であることがより好ましい。親水性溶媒が添加さ
れた汚泥混合物の液相部分の親水性溶媒濃度は、50〜
99.9容量%であることが好ましく、60〜80容量
%であることがより好ましい。液相部分のアルコール濃
度が50容量%未満であると、有機汚染物質の抽出が不
十分となるおそれがある。
【0022】本発明方法において、汚泥から親水性溶媒
を含む液中に有機汚染物質を抽出する方法に特に制限は
なく、例えば、汚泥と親水性溶媒を含む混合物を撹拌槽
に入れ、撹拌混合することにより汚泥中の有機汚染物質
を親水性溶媒を含む液中に抽出することができる。撹拌
混合時間に特に制限はないが、10分〜10時間である
ことが好ましく、1〜5時間であることがより好まし
い。撹拌混合時間が10分未満であると、有機汚染物質
の抽出が不十分になるおそれがある。撹拌混合時間は通
常は10時間以内で十分であり、10時間を超えて撹拌
しても、いたずらに撹拌動力の損失を招くのみである。
【0023】本発明方法においては、汚泥を酸化処理し
たのち、汚泥中の有機汚染物質を親水性溶媒を含む液中
に抽出して、汚泥と液相を分離する。汚泥と液相を分離
する方法に特に制限はなく、例えば、遠心脱水機、ベル
トプレス脱水機、真空脱水機、フィルタープレス脱水
機、加圧脱水機、スクリュープレス脱水機などを、汚泥
の性状に応じて適宜選択して用いることができる。汚泥
より分離された液相は、蒸留などにより親水性溶媒を回
収することが好ましい。蒸留により親水性溶媒を回収す
ると、エタノールは水4.4容量%を含む共沸混合物と
して、n−プロピルアルコールは水28.3容量%を含
む共沸混合物として、イソプロピルアルコールは水1
2.1容量%を含む共沸混合物として回収されるが、こ
れらの共沸混合物は、いずれもそのまま、あるいはさら
に水を加えて希釈して、汚泥の処理に繰り返し用いるこ
とができる。親水性溶媒を蒸留により回収した後の分離
水は、有機汚染物質を含んでいるので、生物処理、活性
炭吸着、酸化剤、イオン交換、電解などを用いた処理を
行って、有機汚染物質を除去又は無害化する。分離水に
は、通常わずかに親水性溶媒が残留するが、親水性溶媒
として炭素数1〜4のアルコールを用いた場合は、いず
れも生分解性であるために、生物処理には悪影響を与え
ない。
【0024】本発明方法においては、抽出液として親水
性溶媒、特に、動植物に対する毒性の弱い低級アルコー
ルを用いた場合には、処理後の汚泥をさらに洗浄する必
要はないが、処理後の汚泥を加熱してアルコールを揮発
させ、アルコールの残留を減らす操作を行ってもよい。
本発明方法により処理された汚泥は、有機汚染物質が除
去されているので、安全に陸地埋め立て、海面埋め立て
を行うことができ、あるいは、コンポスト化して農緑地
へ還元することができ、さらに、焼却、溶融して建材、
土木資材などとして活用することもできる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態に基づい
て説明する。
【0026】図1及び図2には本発明方法の処理フロー
の概略を例示する。
【0027】図1に示すフローでは、汚泥2を酸化剤と
してのオゾン9で予め処理したのち、抽出容器1に汚泥
2を投入すると共に、エタノール及び水の混合溶媒3と
を投入し、所定時間撹拌混合する。次いで、この混合物
をステップ4で脱水する。この工程で得られた脱水汚泥
5は、例えば、コンポスト化工程で処理する。一方、ろ
液6は、ステップ7で蒸留し、エタノール及び水の共沸
混合物8は抽出溶媒として再利用し、残留した分離水は
排水処理工程に送る。
【0028】また、本発明方法は、図2に示すように、
酸化処理した汚泥2をステップ10で脱水してもよい。
【0029】なお、図1及び図2では、炭素数1〜4の
アルコールをエタノール、酸化剤をオゾンとして示して
いるが、これに限定されるものでないことはいうまでも
ない。
【0030】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら
限定されるものではない。
【0031】なお、実施例及び比較例において、ノニル
フェノール濃度は、外因性内分泌撹乱化学物質調査暫定
マニュアル(環境庁水質保全局水質管理課、平成10年
10月発行)の底質試料中のアルキルフェノール類の分
析方法に従って測定した。
【0032】(実施例1)下水処理汚泥にノニルフェノ
ールを添加し、2時間撹拌した汚泥の処理を行った。こ
の汚泥は、含水率99.3重量%であり、乾燥重量1k
g当たりノニルフェノール150mgを含有していた。
この汚泥を、オゾン濃度48.1mg/Lのガスを10
0mL/minで30分通気することにより処理したの
ち、脱水して含水率を80%として、50.0容量%エ
タノール水溶液40.0mLを添加して、2時間振盪し
たのち、遠心分離を行った。遠心分離後の汚泥のノニル
フェノール濃度は、乾燥重量1kg当たり20mgであ
り、ノニルフェノールの抽出による除去率は84%であ
った。また、脱離液中のノニルフェノール濃度は、2,
500μg/Lであった。
【0033】エタノールの濃度は62.5容量%、7
5.0容量%、87.5容量%及び99.9容量%と
し、同様にして抽出を繰り返した。汚泥のノニルフェノ
ール濃度は、乾燥重量1kg当たり、それぞれ11m
g、10mg、10mg及び10mgであり、ノニルフ
ェノールの抽出による除去率は、それぞれ91%、92
%、92%及び92%であった。一方、脱離液中のノニ
ルフェノール濃度は、それぞれ2,600μg/L、
2,600μg/L、2,600μg/L及び2,60
0μg/Lであった。
【0034】(比較例1)実施例1の汚泥を、オゾン処
理しなかった以外は、実施例1と同様に処理した。尚、
実施例1において、オゾン処理後の汚泥中のノニルフェ
ノール濃度は129mg/Lであったことから比較例1
における汚泥へのノニルフェノールの添加量は汚泥中の
ノニルフェノール濃度が129mg/Lとなるように
し、オゾン処理がある場合とない場合の抽出の効果を比
較した。結果は下記表1に示す。
【0035】実施例1及び比較例1の結果を、表1に示
す。
【0036】
【表1】
【0037】表1に見られるように、ノニルフェノール
を含有する汚泥をオゾン処理してこれに、エタノール水
溶液を添加し、ノニルフェノールを抽出したのち、汚泥
とエタノールを含む脱離液を分離することにより、エタ
ノール水溶液による抽出効果を向上できることが分か
る。
【0038】
【発明の効果】本発明の汚泥の処理方法によれば、二次
的な汚染を引き起こすことなく、内分泌撹乱性物質など
の有機汚染物質等を含有する汚泥より、有機汚染物質等
を同時に抽出除去して無害化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の処理フローの一例の概略を示す図
である。
【図2】本発明方法の処理フローの他の例の概略を示す
図である。
【符号の説明】
1 抽出容器 2 汚泥 3 混合溶媒 5 脱水汚泥 6 ろ液 8 共沸混合物
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年8月7日(2000.8.7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】こうした汚泥からの有機汚染物質の除去方
法として、本願発明者らは先に内分泌撹乱性物質等の有
機汚染物質を含んだ汚泥に炭素数1〜4のアルコールを
混合して有機汚染物質を抽出し、汚泥と該アルコールを
含んだ分離液とに分離する方法を提案した(特願平11
−342233)。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0036
【補正方法】変更
【補正内容】
【0036】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 秀樹 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 Fターム(参考) 4D056 AB17 AB18 AC06 BA03 4D059 AA01 AA03 BB01 BB04 BC05 BE08 BE16 BE26 BE38 BH01 CC01 CC04 DA43 DA44

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機汚染物質を含有する汚泥を酸化処理
    したのち、親水性溶媒を添加し、該親水性溶媒を含む液
    中に有機汚染物質を抽出したのち、該親水性溶媒を含む
    液と汚泥とを分離することを特徴とする有機汚染物質を
    含有する汚泥の処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記親水性溶媒が、
    炭素数1〜4のアルコールであることを特徴とする有機
    汚染物質を含有する汚泥の処理方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記酸化処理
    が、オゾン又は過酸化水素による処理であることを特徴
    とする有機汚染物質を含有する汚泥の処理方法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記親
    水性溶媒の添加量が、汚泥に対して1〜20重量倍であ
    ることを特徴とする有機汚染物質を含有する汚泥の処理
    方法。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記親
    水性溶媒を汚泥に添加した混合物の液相部分の親水性溶
    媒の濃度が50〜99.9容量%となるように、前記親
    水性溶媒を汚泥に添加することを特徴とする有機汚染物
    質を含有する汚泥の処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014193442A (ja) * 2013-03-29 2014-10-09 Kubota Corp 有機汚泥の処理方法および処理設備
CN111377580A (zh) * 2019-12-28 2020-07-07 湖南大学 一种有效降解污泥中内分泌干扰素的方法

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JP2014193442A (ja) * 2013-03-29 2014-10-09 Kubota Corp 有機汚泥の処理方法および処理設備
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