JP2005007250A - 汚泥処理装置及び汚泥処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】浚渫船11で湖底等の汚泥を浚渫し、この汚泥を含む汚濁水を、送泥管12を介して汚泥供給口1aから混合槽1に流入させる。また、調整弁5の開度を調整して、混合槽1内での汚濁水の滞留時間が30秒間〜60秒間程度になるようにする。そして、混合槽1中の汚濁水に対して凝集剤供給装置2から所定の凝集剤を供給する。このとき、汚濁水と凝集剤とが効率よく混合するように、エアを用いて凝集剤の拡散吹き付けを行う。凝集剤としては、所定の凝集主剤に対して、ゼオライト粉粒体5〜20重量部及び/又はカチオン系凝集剤1〜30重量部が均一に配合されてなるものを用いる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、海洋、湖沼、ダム等における浚渫工事に好適な汚泥処理装置及び汚泥処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、浚渫工事を行う際には、すくい上げられた汚泥を陸上等に運搬し、そこに放置する方法が多く行われている。しかし、この方法では、汚泥から大量の汚水が流れ出し、環境への影響が懸念される。このような懸念があるにも拘わらず、このような方法が採られているのは、浚渫と水質の改善とは互いに個別の工事であって浚渫を行っている間は、濁った水が流れ出しても仕方がないという考え方が一般的になっているからである。
【0003】
しかし、環境問題が大きくなるに連れ、凝集剤を用いてできるだけ汚水が排出されないようにした浚渫工事も行われるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の凝集剤を用いた浚渫工事を行った場合には、以下のような種々の問題点がある。
【0005】
(1)凝集剤を用いた処理に時間がかかり、工費も高くなってしまう。
(2)排水の水素イオン濃度を調整して中性にするための前処理が必要である。
(3)凝集沈殿後に硬化が進んでしまい、すすみ取り出しが困難である。
(4)凝集剤を用いて凝集沈殿に要する時間は十分ではない。
(5)汚泥を産業廃棄物として処分しなければならないため多額の処分費が必要である。
【0006】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、容易に、かつ短時間で汚泥から固形分を分離することができる汚泥処理装置及び汚泥処理方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【0008】
本願発明に係る汚泥処理装置は、汚泥を浚渫する浚渫手段と、前記汚泥を一方向に流通させながら、即ち滞留させることなく流通させながら、前記汚泥に凝集剤を混合する混合手段と、前記混合手段から排出された汚濁水を滞留させ、前記汚濁水の固液分離を行う滞留手段と、を有し、前記凝集剤は、硫酸アルミニウム20〜40重量部、硫酸カルシウム30〜60重量部と、pH調整剤として前記硫酸アルミニウムに対して重量比で約3:2の割合のアルカリ金属炭酸塩と凝集フロック沈降剤としてセメント粉末5〜15重量部が配合された凝集主剤に対してゼオライト粉粒体5〜20重量部及び/又はカチオン系凝集剤1〜30重量部が均一に配合されてなることを特徴とする。
【0009】
本発明に係る汚泥処理方法は、汚泥を浚渫する浚渫工程と、前記汚泥を一方向に流通させながら、即ち滞留させることなく流通させながら、前記汚泥に凝集剤を混合する混合工程と、前記凝集剤を混合された汚濁水を滞留させ、前記汚濁水の固液分離を行う滞留工程と、を有し、前記凝集剤として、硫酸アルミニウム20〜40重量部、硫酸カルシウム30〜60重量部と、pH調整剤として前記硫酸アルミニウムに対して重量比で約3:2の割合のアルカリ金属炭酸塩と凝集フロック沈降剤としてセメント粉末5〜15重量部が配合された凝集主剤に対してゼオライト粉粒体5〜20重量部及び/又はカチオン系凝集剤1〜30重量部が均一に配合されてなるものを用いることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を示す模式図である。
【0011】
本実施形態に係る汚泥処理装置には、汚泥供給口1aから汚泥が供給される混合槽1、この混合槽1中に凝集剤を供給する凝集剤供給装置2、及び混合槽1から排出された汚濁水が流入する沈殿槽(滞留手段)3が設けられている。混合槽1及び凝集剤供給装置2から混合手段が構成されている。混合槽1の形状は、例えば角筒状である。混合槽1の内部には、障害板(邪魔板)4が取り付けられ、混合槽1の排出口1bには汚濁水の排出速度を調整する調整弁5が設けられている。また、沈殿槽3の内部には、適当な間隔で複数個の汚濁水静止板6が、沈殿槽3の底から離間して取り付けられている。汚泥供給口1aには、例えば浚渫船(浚渫手段)11から延びる送泥管12が繋げられる。
【0012】
次に、このように構成された汚泥処理装置を用いた汚泥処理方法について説明する。この方法では、先ず、浚渫船11で湖底、海底、ダム底等の汚泥を浚渫し、この汚泥を含む汚濁水を、送泥管12を介して汚泥供給口1aから混合槽1に流入させる。また、調整弁5の開度を調整して、混合槽1内での汚濁水の滞留時間が30秒間〜60秒間程度になるようにする。なお、混合槽1内での汚濁水の流れは、重力の作用によって鉛直下向きとなるが、障害板4のために不規則になる。そして、このような不規則な流れをなしている汚濁水に対して凝集剤供給装置2から所定の凝集剤を供給する。このとき、汚濁水と凝集剤とが効率よく混合するように、エアを用いて凝集剤の拡散吹き付けを行う。凝集剤の組成については、後述する。
【0013】
30秒間〜60秒間程度の混合槽1内での滞留のために、凝集剤と混ざり合った汚濁水の固液分離が進行し始め、その後、汚濁水は重力の作用によって排出口1bから沈殿槽3内に排出される。
【0014】
沈殿槽3では、汚泥中の固形分が沈殿する。このとき、本実施形態では、沈殿槽3内に、複数の静止板6が取り付けられているため、沈殿物(固形分)の堆積が沈殿槽3の隅部に集中することなく、沈殿物は各静止板6の手前に満遍なく堆積する。なお、沈殿槽3での固液分離にかかる時間は5分間〜10分間程度である。
【0015】
固液分離後には、沈殿槽3内の清水は浚渫を行っている海洋、湖沼、ダム等に戻し、固形分は、例えばそのまま埋め立て等に用いることができる。また、後述のように、本実施形態で用いている凝集剤の作用により、分離された後の固形分は疎水化されており、水と再度混ざり合うことはなく、脱水性が高く、自重で脱水する。更に、含水率は85%以下と低くなる。このため、沈殿槽3を、海洋、湖沼、ダム等の周辺の土地を掘削して作製している場合には、雨が降ってもそこから汚濁水が流れ出すことはない。このため、そのまま固形分を沈殿槽3内に放置することも可能である。更に、シート材を用いて沈殿槽3を構成している場合には、脱水後の固形分をリサイクル土として用いることも可能である。更に、沈殿槽3として底開船を用いている場合には、湖沼、海洋等の問題の生じない区域に投棄することも可能である。
【0016】
次に、凝集剤の組成について説明する。この凝集剤は、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、アルカリ金属炭酸塩及びセメント粉末の配合物を主剤とし、これにゼオライト粉粒体及び/又はカチオン系凝集剤を添加してなるものである。
【0017】
凝集主剤は、硫酸アルミニウム:20〜40重量部及び硫酸カルシウム:30〜60重量部を含有し、汚濁水のpH低下を5〜9の範囲に調整する炭酸ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩が硫酸アルミニウムに対する重量比で約3:2の割合で添加され、更に凝集フロックの強化と沈降性を向上させるセメント粉末が5〜15重量部配合されている。ここで、硫酸アルミニウムの含有量が20重量部未満であると凝集力が不十分となり、40重量部を超えると白濁する。また、硫酸カルシウムの含有量が30重量部未満であるとフロックが小さ過ぎ、60重量部に近づくにつれて白濁が増す。但し、このような凝集主剤を単独で使用した場合、生成フロックが微細で上澄みに微細粒子が浮遊するので、固液分離後の水の清澄度は低い。
【0018】
このような凝集主剤に対し、ゼオライト粉粒体をすると、ゼオライト粉粒体自体がフロックの核を形成することからフロックの生長が促進され、より大きく強いフロックが形成され、脱水工程における水分離性が向上する。更に、ゼオライトのイオン交換能力によって、凝集反応に伴って増加する汚濁水中の硫酸イオンやカルシウムイオンが減少する。この結果、上述のように、ゼオライトを含有しない場合には、凝集主剤中の硫酸アルミニウム及び硫酸カルシウムの含有量が、夫々40重量部、60重量部に近づくにつれて上澄み水は白濁するが、ゼオライトを添加することにより、白濁が低減されて高い清澄度が得られるようになる。なお、ゼオライト粉粒体の添加量は5〜20重量部の範囲であり、好ましい範囲は8〜15重量部である。
【0019】
また、凝集主剤にカチオン系高分子凝集剤を添加することにより、有機質を含有する被処理水に対しても有効に作用させることが可能になり、無機系、有機系両水質及びこれらの混合水質に対しても良好な凝集効果が得られるようになる。
【0020】
更に、凝集主剤にゼオライト及びカチオン系高分子凝集剤を共に添加した場合には、カチオン系凝集剤によって低下する汚濁水の過剰なpHの低下がゼオライトによって防止される。このため、より多量のカチオンポリマーを混入しても、pHが必要以上に低下することがない。なお、カチオン系高分子凝集剤により得られる効果は、その添加量が1重量部でも得られるのに対し、その添加量が約30重量部を超えると、水の分離性が極めて低下してしまう。このため、カチオン系高分子凝集剤の多量添加(30重量部以上の添加)は、特殊な用途に限定される。
【0021】
最も好ましい凝集剤の組成は、硫酸アルミニウム:30重量部、硫酸カルシウム:50重量部、炭酸ナトリウム:20重量部の割合の混合物を100としてポルトランドセメント:10重量部、ゼオライト粉粒体:10重量部及びカチオン系有機高分子凝集剤:10重量部である。
【0022】
上述の実施形態ではこのような凝集剤を用いているため、固液分離に要する時間を著しく短縮することができる。例えば、1分間当たり10t(1時間当たり600t)もの汚濁水の処理を行うことができるようになる。また、汚濁水のpH調整のための前処理を行う必要もない。
【0023】
なお、凝集剤の投入量は、重量比で汚濁水の1/10000〜1/5000程度とすることが好ましい。
【0024】
また、沈殿槽3の上端に切り欠き等を形成しておくと共に、この切り欠きから溢れ出た固液分離後の水を混合槽1に再度流入させる配管及びポンプ等からなる循環手段を設けておくことが好ましい。このような切り欠き及び循環手段を設けることにより、固液分離後の水の表面に漂う浮遊物を再度混合槽中で処理することが可能となり、沈殿槽3から排出される水の清浄度をより一層高いものとすることが可能となる。
【0025】
【実施例】
(第1の試験例)
次に、本願発明者が実際に行った試験の内容及び結果について説明する。この試験では、海底に埋まっている文化財を確認するための浚渫を行った。諸条件は表1に示すとおりである。
【0026】
【表1】
【0027】
そして、処理前後で懸濁物質(SS)の濃度を測定すると共に、処理後のpHを測定した。この結果を表2に示す。
【0028】
【表2】
【0029】
このように、極めて高い処理能力(速い処理速度)で汚濁液の処理を行うことができ、時間の短縮及びコストの削減が可能であった。また、pHも適切な値になっており、前処理は不要であった。更に、固液分離後の沈殿物(固形分)は、疎水化されており、粘性がなく海水と再度混ざり合うことがないことが確認できたため、沖合に投棄した。
【0030】
(第2の試験例)
第2の試験例では、沼の底の浚渫を行った。処理前後でpH等を測定した結果、表3に示すような結果が得られた。
【0031】
【表3】
【0032】
このように、第2の試験例では、懸濁物質(SS)、BOD、COD及び大腸菌群数を著しく低減することができた。
【0033】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、容易に、かつ短時間で、海洋、湖沼、ダム等の底に溜まっている汚泥を浚渫して固形分を分離することができる。このため、処理時間を短縮し、費用を低減することができる。また、この処理に当たって、汚濁水の周辺への拡散を防止することができ、水質を改善することもできる。そして、分離された固形分を産業廃棄物として処理するだけでなく、リサイクル土として再利用することも可能である。従って、環境保全にも貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を示す模式図である。
【符号の説明】
1:混合槽
2:凝集剤供給装置
3:沈殿槽
4:障害板
5:調整弁
6:静止板
11:浚渫船
12:送泥管
Claims (13)
- 汚泥を浚渫する浚渫手段と、
前記汚泥を一方向に流通させながら、前記汚泥に凝集剤を混合する混合手段と、
前記混合手段から排出された汚濁水を滞留させ、前記汚濁水の固液分離を行う滞留手段と、
を有し、
前記凝集剤は、硫酸アルミニウム20〜40重量部、硫酸カルシウム30〜60重量部と、pH調整剤として前記硫酸アルミニウムに対して重量比で約3:2の割合のアルカリ金属炭酸塩と凝集フロック沈降剤としてセメント粉末5〜15重量部が配合された凝集主剤に対してゼオライト粉粒体が5〜20重量部均一に配合されてなることを特徴とする汚泥処理装置。 - 汚泥を浚渫する浚渫手段と、
前記汚泥を一方向に流通させながら、前記汚泥に凝集剤を混合する混合手段と、
前記混合手段から排出された汚濁水を滞留させ、前記汚濁水の固液分離を行う滞留手段と、
を有し、
前記凝集剤は、硫酸アルミニウム20〜40重量部、硫酸カルシウム30〜60重量部と、pH調整剤として前記硫酸アルミニウムに対して重量比で約3:2の割合のアルカリ金属炭酸塩と凝集フロック沈降剤としてセメント粉末5〜15重量部が配合された凝集主剤に対してカチオン系凝集剤が1〜20重量部均一に配合されてなることを特徴とする汚泥処理装置。 - 汚泥を浚渫する浚渫手段と、
前記汚泥を一方向に流通させながら、前記汚泥に凝集剤を混合する混合手段と、
前記混合手段から排出された汚濁水を滞留させ、前記汚濁水の固液分離を行う滞留手段と、
を有し、
前記凝集剤は、硫酸アルミニウム20〜40重量部、硫酸カルシウム30〜60重量部と、pH調整剤として前記硫酸アルミニウムに対して重量比で約3:2の割合のアルカリ金属炭酸塩と凝集フロック沈降剤としてセメント粉末5〜15重量部が配合された凝集主剤に対してゼオライト粉粒体5〜20重量部とカチオン系凝集剤1〜30重量部が均一に配合されてなることを特徴とする汚泥処理装置。 - 汚泥を浚渫する浚渫手段と、
前記汚泥を一方向に流通させながら、前記汚泥に凝集剤を混合する混合手段と、
前記混合手段から排出された汚濁水を滞留させ、前記汚濁水の固液分離を行う滞留手段と、
を有し、
前記凝集剤は、硫酸アルミニウム30重量部、硫酸カルシウム50重量部、炭酸ナトリウム20重量部、セメント10重量部、ゼオライト粉粒体10重量部及びカチオン系凝集剤10重量部が均一に配合されてなることを特徴とする汚泥処理装置。 - 前記混合手段は、角筒状の混合槽と、前記混合槽の内側面に取り付けられた障害板と、を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の汚泥処理装置。
- 前記混合手段は、エアの吹き付け及び拡散によって前記凝集剤を前記汚泥に混合することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の汚泥処理装置。
- 前記滞留手段は、地表を掘削して形成された沈殿槽を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の汚泥処理装置。
- 前記滞留手段は、沈殿層と、前記沈殿槽の表面に張られたシート材と、を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の汚泥処理装置。
- 前記滞留手段は、底開船を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の汚泥処理装置。
- 汚泥を浚渫する浚渫工程と、
前記汚泥を一方向に流通させながら、前記汚泥に凝集剤を混合する混合工程と、
前記凝集剤を混合された汚濁水を滞留させ、前記汚濁水の固液分離を行う滞留工程と、
を有し、
前記凝集剤として、硫酸アルミニウム20〜40重量部、硫酸カルシウム30〜60重量部と、pH調整剤として前記硫酸アルミニウムに対して重量比で約3:2の割合のアルカリ金属炭酸塩と凝集フロック沈降剤としてセメント粉末5〜15重量部が配合された凝集主剤に対してゼオライト粉粒体が5〜20重量部均一に配合されてなるものを用いることを特徴とする汚泥処理方法。 - 汚泥を浚渫する浚渫工程と、
前記汚泥を一方向に流通させながら、前記汚泥に凝集剤を混合する混合工程と、
前記凝集剤を混合された汚濁水を滞留させ、前記汚濁水の固液分離を行う滞留工程と、
を有し、
前記凝集剤として、硫酸アルミニウム20〜40重量部、硫酸カルシウム30〜60重量部と、pH調整剤として前記硫酸アルミニウムに対して重量比で約3:2の割合のアルカリ金属炭酸塩と凝集フロック沈降剤としてセメント粉末5〜15重量部が配合された凝集主剤に対してカチオン系凝集剤が1〜20重量部均一に配合されてなるものを用いることを特徴とする汚泥処理方法。 - 汚泥を浚渫する浚渫工程と、
前記汚泥を一方向に流通させながら、前記汚泥に凝集剤を混合する混合工程と、
前記凝集剤を混合された汚濁水を滞留させ、前記汚濁水の固液分離を行う滞留工程と、
を有し、
前記凝集剤として、硫酸アルミニウム20〜40重量部、硫酸カルシウム30〜60重量部と、pH調整剤として前記硫酸アルミニウムに対して重量比で約3:2の割合のアルカリ金属炭酸塩と凝集フロック沈降剤としてセメント粉末5〜15重量部が配合された凝集主剤に対してゼオライト粉粒体5〜20重量部とカチオン系凝集剤1〜30重量部が均一に配合されてなるものを用いることを特徴とする汚泥処理方法。 - 汚泥を浚渫する浚渫工程と、
前記汚泥を一方向に流通させながら、前記汚泥に凝集剤を混合する混合工程と、
前記凝集剤を混合された汚濁水を滞留させ、前記汚濁水の固液分離を行う滞留工程と、
を有し、
前記凝集剤として、硫酸アルミニウム30重量部、硫酸カルシウム50重量部、炭酸ナトリウム20重量部、セメント10重量部、ゼオライト粉粒体10重量部及びカチオン系凝集剤10重量部が均一に配合されてなるものを用いることを特徴とする汚泥処理方法。
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