JP2005288338A - 汚泥改良材及び汚泥改良方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 汚泥を取り扱い易い状態に改良できることは勿論、改良した汚泥が中性を呈するようにでき、その上、有害物質を含まず、秀れた保水性，保肥性，通気性及び通水性を付与でき、植物の植生に適した土壌に改良することもできる汚泥改良材及び汚泥改良方法を提供することを目的としている。
【解決手段】 汚泥の物性を改良する改良材であって、天然植物素材であるピートモスと有機系物質を焼却して得られる焼却灰とを主材とした汚泥改良材及び汚泥改良方法。

Description

本発明は、例えば浚渫汚泥を取り扱い易い状態に改良したり、土壌を植物が植生するに適した状態に改良したりすることができる汚泥改良材及び汚泥改良方法に関するものである。

例えば、湖沼から浚渫された汚泥は水分を多く含んでいるため流動性が高く、そのため、そのままの状態では取り扱い性に劣り、埋め立て処分したり、土壌として再利用するのには適さない。

そのため、一般的には、浚渫汚泥を脱水機によって脱水処理して水分を除去したり、浚渫汚泥にセメント系の固化材を加えて固化処理し、取り扱いがし易い状態にして所定部位に埋め立てたり、土壌として再利用したりしている。

特開平８−２８３７１７号公報

しかしながら、浚渫汚泥を脱水機により脱水処理することは、非常に手間やコストがかかるという問題点がある。

また、浚渫汚泥にセメント系の固化材を加えて固化処理することは、セメントがアルカリ性物質であるために、経時によって周囲の土壌がアルカリ化し、該土壌が植物の植生に不適正な状態に変ってしまう等の問題点がある。

また、セメントにより浚渫汚泥を固化処理すると、該浚渫汚泥が固く固化され過ぎてしまい、植物の植生には適さないという問題点もある。

更に、セメントには、少量ではあるが、環境や人体に影響を与えるとされる六価クロム等の有害物質が含まれており、よって、セメントの使用は環境に対して優しいとは言い難い。

従って、浚渫汚泥を脱水機により脱水処理することも、また、セメント系の固化材を加えて固化処理することも、いずれも、該汚泥を良好に処理できているとは言い難い。

本発明は、汚泥を取り扱い易い状態に改良できることは勿論、改良した汚泥が中性を呈するようにでき、その上、有害物質を含まず、秀れた保水性，保肥性，通気性及び通水性を付与でき、植物の植生に適した土壌に改良することもできる汚泥改良材および汚泥改良方法を提供するものである。

本発明の要旨を説明する。

汚泥の物性を改良する改良材であって、天然植物素材であるピートモスと有機質系物質を焼却して得られる焼却灰とを主材としたことを特徴とする汚泥改良材に係るものである。

また、請求項１記載の汚泥改良材において、有機質系物質を焼却して得られる焼却灰として、ペーパースラッジ灰が採用されていることを特徴とする汚泥改良材に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載の汚泥改良材において、改良材は、汚泥１ｍ³に対してピートモスが１０ｋｇ乃至４００ｋｇ、焼却灰が１０ｋｇ乃至６００ｋｇとなる割合に設定されていることを特徴とする汚泥改良材に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載の汚泥改良材において、過リン酸石灰若しくは硫安等の酸性肥料が加えられていることを特徴とする汚泥改良材に係るものである。

また、請求項１〜４のいずれか１項に記載の汚泥改良材において、この汚泥改良材は植生用土壌として使用されるものであることを特徴とする汚泥改良材に係るものである。

また、汚泥の物性を改良する改良材を用いた汚泥改良方法であって、汚泥に、天然植物素材であるピートモスと有機質系物質を焼却して得られる焼却灰とを主材として成る改良材を混合し、前記ピートモスの吸着作用及び前記焼却灰の固化作用により、汚泥の物性を改良することを特徴とする汚泥改良方法に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、汚泥を取り扱い易い状態に改良できることは勿論、改良した汚泥が中性を呈するようにでき、その上、有害物質を含まず、秀れた保水性，保肥性，通気性及び通水性を付与でき、植物の植生に適した土壌に改良することもできる汚泥改良材及び汚泥改良方法となる。

好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用を示して簡単に説明する。

天然植物素材であるピートモスは、多孔質性の繊維状物質が主材であり、該繊維状物質の多数の孔により吸着作用を有し、また、有機質系物質を焼却して得られる焼却灰は、該焼却灰中に含まれる例えばカルシウムやマグネシウム等の成分が水と反応することで前記汚泥を固化する作用を有するため、該ピートモスの吸着作用及び焼却灰の固化作用の相乗作用によって、汚泥の水分を良好に吸着すると共に該汚泥を固化して該汚泥を取り扱い性に秀れた状態とすることができる。

また、ピートモスは酸性を呈し、焼却灰はアルカリ性を呈する為、該ピートモスと焼却灰との使用割合を適正な割合に設定して汚泥に加えることで、該汚泥を略中性の状態に改良することができる。

また、本発明は、セメントが使用されない為、環境や人体に影響を与える六価クロム等の有害物質を含まず、よって、環境や人体に優しい。

また、ピートモスは、多孔質性の繊維状物質が主材であり、該繊維状物質の多数の孔により吸着作用が発揮される為、秀れた保水性及び保肥性が改良する汚泥に付与される。

また、ピートモスは、繊維状物質が絡み合うことで粗孔隙を形成しており、該粗孔隙を水分が通過できる為、秀れた通水性が改良する汚泥に付与される。

また、繊維状物質が絡み合うことで形成される粗孔隙に大気が容易に入り込むことができる為、改良する汚泥中に大気中の酸素を良好に供給することができ、所謂通気性が付与される。

また、有機質系物質を焼却して得られる焼却灰には、植物の栄養分となる成分が適度に含まれているものが多く、該焼却灰を選択して使用すれば、改良汚泥に該栄養分が付与される。

また、本発明は、比較的安価で入手が容易なピートモス及び有機系物質を焼却して得られる焼却灰から成る為、コスト安且つ容易に実現することができる。

本発明は上述のように構成したから、汚泥を容易に取り扱い容易な状態に改良することができ、その上、改良した汚泥が中性を呈するようにでき、更に、改良した汚泥が有害物質を含まず、保水性，保肥性，通気性及び通水性に秀れ、これにより、植物の植生に適した土壌に改良することもできる汚泥改良材及び汚泥改良方法となる。

本発明の実施例を説明する。

本実施例は、汚泥の物性を改良する改良材に関するもので、天然植物素材であるピートモスと有機質系物質を焼却して得られる焼却灰とを主材とした汚泥改良材に係るものである。

ピートモスとは、湿地性植物が嫌気的な条件のもとで堆積し、一定の段階まで分解した有機物である泥炭のうち水苔等を主体とする高位泥炭であり、該泥炭を洗浄して泥状部分を除いた多孔質性の繊維状部分が一般的に土壌改良材として使用される。

即ち、本実施例のピートモスは、多孔質性の繊維状物質を主材として成り、該繊維状物質は、絡み合って粗孔隙を形成している。

また、ピートモスは、多孔質性の繊維状物質が主材であり、該繊維状物質の多数の孔により吸着作用を有する。

有機質系物質を焼却して得られる焼却灰としては、木炭灰，石炭灰若しくはペーパースラッジ灰が採用されている。

本実施例では、焼却灰としてペーパースラッジ灰が採用されている。

ペーパースラッジ灰とは、古紙からパルプを再生する際に発生するペーパースラッジを焼却処理したものである。

このペーパースラッジ灰は、植物の栄養分となるカルシウムやマグネシウム等の成分が適量含まれている。

また、ペーパースラッジ灰は、該ペーパースラッジ灰中に含まれる例えばカルシウムやマグネシウム等の成分が水と反応することで汚泥を固化する作用を有する。

上記ピートモス及びペーパースラッジ灰は、汚泥１ｍ³に対してピートモスが１０ｋｇ乃至４００ｋｇ、ペーパースラッジ灰が１０ｋｇ乃至６００ｋｇの量で混合されて使用される。

ピートモスの混合量を前記の量に設定したのは、ピートモスの混合量が１０ｋｇより少ないと水分吸収作用が不十分となる為であり、４００ｋｇよりも多いと改良材のｐＨが酸性に傾いてしまう為である。また、４００ｋｇよりも多量に用いるとコスト高ともなる。

また、ペーパースラッジ灰の混合量を前記の量に設定したのは、ペーパースラッジ灰の混合量が１０ｋｇより少ないと固化作用が不十分となる為であり、６００ｋｇよりも多いと改良材のｐＨがアルカリ性に傾いてしまうた為である。また、６００ｋｇよりも多量に用いるとコスト高ともなる。

尚、本実施例では、焼却灰としてペーパースラッジ灰を採用したが、本実施例の作用効果を発揮できるものであれば適宜採用しても良い。

また、本実施例では過リン酸石灰、硫安等の酸性肥料が加えられている。

本実施例の汚泥改良材に酸性肥料を加えるのは、コストをかけずに汚泥改良材を良好な中性状態に保つ為である。

即ち、ピートモスの酸性作用とペーパースラッジ灰のアルカリ作用を比べると、ペーパースラッジ灰のアルカリ作用の方が強く、これにより、例えばピートモスとペーパースラッジ灰とを夫々同量ずつ混合した場合には、ピートモスによる酸性作用よりもペーパースラッジ灰によるアルカリ作用の方が上回り、全体的にアルカリ性に傾き易くなる傾向を有する。この場合、汚泥改良材を中性に保つために、該汚泥改良材に更にピートモスを加えることが考えらえるが、ピートモスは高価である為、必要以上に使用することはコスト高の原因となる。

そこで、ピートモスに比して安価な過リン酸石灰若しくは硫安等の酸性肥料を汚泥改良材に加えることで、コスト安に汚泥改良材の中性状態を良好に保つことを可能としている。

また、汚泥改良材に酸性肥料として過リン酸石灰若しくは硫安を加えることで、該汚泥改良材に植物の肥料となるリン酸や窒素分を付与できることとなり、これにより、本実施例の汚泥改良材により改良された汚泥を、植物を植生する土壌として良好に使用できることとなる。

また、過リン酸石灰若しくは硫安等の酸性肥料の混合量は、汚泥改良材を中性状態に良好に保持し得る量に設定されている。

本実施例は上述のように構成したから、汚泥を容易に取り扱い容易な状態に改良することができ、その上、改良した汚泥が中性を呈するようにでき、更に、改良した汚泥が有害物質を含まず、保水性，保肥性，通気性及び通水性に秀れ、しかも、植物の植生に必要な栄養分を適量含有し、これにより、植物の植生に適した土壌に前記汚泥を改良することができる。

即ち、ピートモスの吸着作用とペーパースラッジ灰の固化作用との所謂二重の土壌改良作用によって、水分を多く含んだ状態の汚泥の該水分を良好に吸着しつつ該汚泥を適度な固さに固化して取り扱いし易い状態に改良することができる。

また、ピートモスは酸性を呈し、ペーパースラッジ灰はアルカリ性を呈する為、該ピートモス及びペーパースラッジ灰を上記範囲内における所定量、汚泥に夫々加えるか若しくは予め該ピートモス及びペーパースラッジ灰を混合して汚泥に加えることで、該汚泥を中性の状態に改良することができる。これにより、汚泥を植物の植生に適した土壌に改良することができる。

また、セメントが使用されない為、改良された汚泥には六価クロム等の有害重金属含有量が極めて低い状態に抑えられ、これにより、汚泥を環境及び人体に対して優しい土壌に改良することができる。

また、セメントによる固化ではない為、汚泥が極めて固い状態に固化されず、これにより、汚泥を例えば植物を植生する土壌として用いることができ且つ取り扱い性（ハンドリング性）にも秀れた土壌に改良することができる。

また、ピートモスが有する吸着作用により、汚泥に保水性及び保肥性が付与され、これにより、汚泥を植物の植生に一層好適な土壌に改良することができる。

また、ピートモスが有する粗孔隙により、汚泥に通気性，通水性が付与され、これにより、汚泥を植物の植生に一層好適な土壌に改良することができる。

また、ペーパースラッジ灰には、植物の栄養分となる成分（石灰成分等）が適量含有されている為、これにより、汚泥に該栄養分を適量付与でき、これにより、植物の植生により一層好適な土壌に改良することができる。

また、過リン酸石灰若しくは硫安等の酸性肥料が加えられているため、必要十分な吸着作用を発揮し得る量のピートモスと、必要十分な固化作用を発揮し得る量のペーパースラッジ灰とを混合した場合に、例えば全体的にアルカリ側に傾き易い状態となっても、高価なピートモスではなく安価な酸性肥料を混合することで、汚泥改良材全体を中性状態に良好に保持することが可能となる。

以上のように、本実施例は、植物の植生に適さない汚泥を、植物の植生に好適な土壌に改良することができる画期的な汚泥改良材及び汚泥改良方法となる。

以下、本実施例の汚泥改良材と汚泥との混合方法について述べる。

発生した汚泥を所定の容器（水槽等）に搬入する。

続いて、所定の容器に収納した汚泥に、ピートモスとペーパースラッジ灰を予め所定の割合で混合して成る汚泥改良材を加えて混合する。

続いて、汚泥と汚泥改良材との混合物を、パックホウに取り付けたバケットで撹拌する。この場合には、バケットにより混合した汚泥及び汚泥改良材の混合物を直ちにバケットにより移動することができる。尚、バケットとして隙間を有するスケルトンバケットを用いると、撹拌抵抗が少なく好適となる。また、水槽等の容器の中に撹拌翼がついた混合装置を配し、この混合装置によって撹拌を行っても良い。

続いて、改良した汚泥を例えば植物の植生を行う法面等に敷設する。

また、本実施例の汚泥改良材を、汚泥が発生した場所において、該汚泥に直接混入しバックホウ等の混合装置で混合することで、該汚泥を改良する。

以上、本実施例の汚泥改良材を用いた汚泥の改良方法は、例えば特開平９−２９４９９８号公報（発明の名称：汚泥再資源化方法及びその再資源化装置）や特開平１１−７６９９０号公報（発明の名称：含水微粒子の再資源化方法及びその再資源化装置）に記載されているような複雑な装置を要せず、任意の場所において容易に汚泥改良が行えるものとなる。

以下、汚泥に対してピートモス若しくはペーパースラッジ灰又はその両方を混合した際の固化状況とｐＨについて、下記表５，表６に基づいて述べる。

尚、本実施例では、汚泥の固化状況を下記表１に示すように６段階で表現した。

また、汚泥としては、下記表２〜表４に示すように、水に近いペースト状のもの、即ち、比重が１．２３ｋｇ／ｌ、含水比が２１４．０％のものを採用した。また、この汚泥のｐＨは５．１１であった。

尚、表中の「ピート」とはピートモスのことであり、「ＰＳ灰」とはペーパースラッジ灰のことである。

表５，表６によれば、汚泥１ｍ³に対し、ピートモス５０ｋｇを混合したところ、混合後の改良汚泥は、粘りが出てきて水よりも泥状となった。この改良汚泥のｐＨは４．５６であった。

汚泥１ｍ³に対し、ピートモス１００ｋｇを混合したところ、混合後の改良汚泥は、より粘性の高い泥状となり撹拌後すると形状が崩れなかった。この改良汚泥のｐＨは４．２１であった。

汚泥１ｍ³に対し、ペーパースラッジ灰５０ｋｇを混合したところ、混合後の改良汚泥は、少し粘りが出てくるが、まだ水に近い状態であった。この改良汚泥のｐＨは７．８５であった。

汚泥１ｍ³に対し、ペーパースラッジ灰１００ｋｇを混合したところ、混合後の改良汚泥は、粘りが出てきて水よりも粘性の高い泥状となった。この改良汚泥のｐＨは８．３６であった。

汚泥１ｍ³に対し、パーパースラッジ灰２００ｋｇを混合したところ、混合後の改良汚泥は、粘性の高い泥状となり撹拌後すると形状が崩れなかった。この改良汚泥のｐＨは８．５４であった。

汚泥１ｍ³に対し、ペーパースラッジ灰３００ｋｇを混合したところ、混合後の改良汚泥は、更に粘性の高い状態となり、泥状というよりも粘土状となり、手で持つことが可能となり、また、表面に泥状がつかない状態となった。この改良汚泥のｐＨは８．７６であった。

汚泥１ｍ³に対し、ペーパースラッジ灰４００ｋｇを混合したところ、混合後の改良汚泥は、完全に粘土状となった。即ち、手で持っても湿った感じのみであり、自由に形状を変えることが可能であった。この改良汚泥のｐＨは９．０２であった。

汚泥１ｍ³に対し、ピートモス５０ｋｇ及びペーパースラッジ灰１００ｋｇから成る汚泥改良材を混合したところ、混合後の改良汚泥は、粘性の高い状態となり撹拌後すると形状が崩れなかった。この改良汚泥のｐＨは７．７６であった。

汚泥１ｍ³に対し、ピートモス５０ｋｇ及びペーパースラッジ灰２００ｋｇから成る汚泥改良材を混合したところ、混合後の改良汚泥は、更に粘性の高い状態となり、泥状というよりも粘土状となり、手で持つことが可能となり、また、表面に泥状がつかない状態となった。この改良汚泥のｐＨは８．３１であった。

汚泥１ｍ³に対し、ピートモス５０ｋｇ及びペーパースラッジ灰３００ｋｇから成る汚泥改良材を混合したところ、混合後の改良汚泥は、完全に泥状となった。即ち、手で持っても湿った感じのみであり、自由に形状を変えることが可能であった。この改良汚泥のｐＨは８．４７であった。

汚泥１ｍ³に対し、ピートモス５０ｋｇ及びペーパースラッジ灰４００ｋｇから成る汚泥改良材を混合したところ、混合後の改良汚泥は、粒状をなすようになった。また、手で持っても若干湿った感じは残っているが、締め固めなどができる程度となった。この改良汚泥のｐＨは８．６９であった。

汚泥１ｍ³に対し、ピートモス１００ｋｇ及びペーパースラッジ灰１００ｋｇから成る汚泥改良材を混合したところ、泥状というよりも粘土状となり、手で持つことが可能となり、また、表面に泥状がつかない状態となった。この改良汚泥のｐＨは７．２６であった。

汚泥１ｍ³に対し、ピートモス１００ｋｇ及びペーパースラッジ灰２００ｋｇから成る汚泥改良材を混合したところ、混合後の改良汚泥は、完全に粘土状となった。即ち、手で持っても湿った感じのみであり、自由に形状を変えることが可能となった。この改良汚泥のｐＨは８．０６であった。

汚泥１ｍ³に対し、ピートモス１００ｋｇ及びペーパースラッジ灰３００ｋｇから成る汚泥改良材を混合したところ、混合後の改良汚泥は、粒状をなすようになった。また、手で持っても若干湿った感じは残っているが、締め固めなどができる程度となった。この改良汚泥のｐＨは８．０６であった。

以上から、汚泥にピートモスのみを加えた場合には改良汚泥が酸性となってしまい、また、ペーパースラッジ灰のみを加えた場合には改良汚泥がアルカリ性となることが確認された。

また、ピートモスとペーパースラッジ灰との混合量が非常に大きく異なることがなければ、汚泥を略中性状態として良好に改良できることが確認された。

また、この際、汚泥改良材がアルカリ側に傾いた場合には、前述のように、安価な酸性肥料を加えて中性状態となるように容易に調整することができる。

Claims (6)

1. 汚泥の物性を改良する改良材であって、天然植物素材であるピートモスと有機質系物質を焼却して得られる焼却灰とを主材としたことを特徴とする汚泥改良材。
2. 請求項１記載の汚泥改良材において、有機質系物質を焼却して得られる焼却灰として、ペーパースラッジ灰が採用されていることを特徴とする汚泥改良材。
3. 請求項１，２いずれか１項に記載の汚泥改良材において、改良材は、汚泥１ｍ³に対してピートモスが１０ｋｇ乃至４００ｋｇ、焼却灰が１０ｋｇ乃至６００ｋｇとなる割合に設定されていることを特徴とする汚泥改良材。
4. 請求項１〜３いずれか１項に記載の汚泥改良材において、過リン酸石灰若しくは硫安等の酸性肥料が加えられていることを特徴とする汚泥改良材。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の汚泥改良材において、この汚泥改良材は植生用土壌として使用されるものであることを特徴とする汚泥改良材。
6. 汚泥の物性を改良する改良材を用いた汚泥改良方法であって、汚泥に、天然植物素材であるピートモスと有機質系物質を焼却して得られる焼却灰とを主材として成る改良材を混合し、前記ピートモスの吸着作用及び前記焼却灰の固化作用により、汚泥の物性を改良することを特徴とする汚泥改良方法。