JP2006272142A - 汚泥の重金属類溶出防止処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 汚泥中の重金属類の溶出防止効果に優れ、よって当該汚泥を容易に再資源化することが可能となる汚泥の重金属類溶出防止処理方法および処理装置を提供する。
【解決手段】 重金属類を含む汚泥と水硬性粉末および／または吸水性粉末とを混合する第１の混合機４と、第１の混合機４から排出された上記汚泥と上記重金属類の溶出を防ぐ固化剤とを混合する第２の混合機１０とを備えてなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、重金属類を含む無機あるいは有機汚泥に対して、上記重金属類の溶出防止処理を施すための方法および装置に関するものである。

各種の工場や土木建築工事現場などから排出される無機汚泥、あるいはゴミ焼却場等から排出される焼却灰等の有機汚泥には、重金属類が含まれている。このため、環境保護の観点から、これら汚泥を処理する際には、予め上記重金属類の溶出を防止する処理を施した上で、産業廃棄物として埋立処理されていた。

ところで、近年、上記汚泥の排出量の増加に伴い、埋立処理場の枯渇が問題化しつつある。そこで、生態系に悪影響を与えないように、上記汚泥に重金属類の溶出防止処理を施して固化処理した後に、これを再生骨材や路盤材等として再利用する各種の技術が開発されている。

例えば、下記特許文献１には、土木工事現場から排出された重金属類を含む汚泥から再生骨材を製造するための方法が開示されている。
この方法においては、先ず上記土木工事現場から搬送された汚泥に対して含水率を調整して、混入異物の選別処理を行った後に、上記汚泥にセメントと固化剤とを投入して攪拌する攪拌工程を行い、次いでパドルミキサーによって更に攪拌処理する２次攪拌工程を行い、加圧・成型工程を経て自然養生を行い、固化処理した後に、これを破砕することにより上記再生骨材を得ている。
特開平２００３−１７１１６０公報

ところで、上記従来の汚泥の重金属類の溶出を防止する処理方法にあっては、汚泥によって、溶出防止効果にバラツキが生じるという問題点があった。このため、十分な溶出防止効果を得るためには、多量の固化剤を必要とし、経済性に劣るという問題点もあった。

そこで、本発明者等は、その原因について鋭意研究を行ったところ、先ず処理前の汚泥は、その部分によって含有する水分量に偏りがあるのに対して、固化剤は一般に水溶性であるために、上記攪拌工程において汚泥に投入して攪拌する際に、当該固化剤が水分量の多い部分に多く分布してしまい、この結果水分量の少ない部分においては所望の溶出防止効果が得られなくなるという知見を得るに至った。

この発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、汚泥中の重金属類の溶出防止効果に優れ、よって当該汚泥を容易に再資源化することが可能となる汚泥の重金属類溶出防止処理方法および処理装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の汚泥の重金属類溶出防止処理方法は、重金属類を含む汚泥に、水硬性粉末および／または吸水性粉末を添加して混合する第１の混合工程と、上記第１の混合工程を経た上記汚泥に、上記重金属類の溶出を防ぐ固化剤を添加して混合する第２の混合工程とを有することを特徴とするものである。

この際に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の第１の混合工程の前段に、上記汚泥の含水率を６０±２０％の範囲内に調整する含水率調整工程を有することを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の汚泥の重金属類溶出防止処理装置は、重金属類を含む汚泥と水硬性粉末および／または吸水性粉末とを混合する第１の混合機と、上記第１の混合機から排出された上記汚泥と上記重金属類の溶出を防ぐ固化剤とを混合する第２の混合機とを備えてなることを特徴とするものである。

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、上記第１の混合機が、上記汚泥の解砕と上記水硬性粉末および／または吸水性粉末との混合とを実施可能な攪拌解砕機であり、かつ上記第２の混合機が、並列的に設けられた複数本の軸に攪拌用パドルが設けられた複数軸パドルミキサーであることを特徴とするものである。

なお、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、汚泥とは、土木建築工事現場等から排出される無機汚泥、およびゴミ焼却場等から排出される焼却灰等の有機汚泥を含むものである。

請求項１または２に記載の処理方法および請求項３または４に記載の処理装置によれば、先ず第１の混合工程または第１の混合機において、重金属類を含む汚泥中の水分量が多い部分の水分が、水硬性粉末および／または吸水性粉末によって吸収されることにより、上記汚泥の全体における水分量が均一化される。

この結果、第２の混合工程または第２の混合機において添加された固化剤が、汚泥中に均一に混合されるために、高い重金属類の溶出防止効果を得ることができ、よって当該汚泥を容易に再資源化することが可能となる。
加えて、従来よりも所望の重金属類溶出防止効果を得るために必要となる固化剤の量が少なくなって、経済性にも優れる。

この際に、請求項２に記載の発明のように、事前に含水率調整工程を設けて、上記汚泥の含水率を６０±２０％の範囲内に調整することが好ましい。
上記含水率が、４０％に満たないと、水溶性の固化剤を均一に混合することが難しくなるとともに、水硬性および吸水性粉末としてセメントを用いた場合に、汚泥の固化が十分に行われずに、再資源化するに際しての後処理に支障を来す虞が生じる。他方、上記含水率が、８０％を超えると、添加すべき水硬性粉末および／または吸水性粉末の量が多くなって不経済である。

なお、当該含水率調整工程に用いる水分としては、例えば工場排水等の重金属類を含む排水を用いれば、汚泥に対する重金属類の溶出防止処理と並行して、上記排水の浄化処理も行うことができて好適である。

また、請求項４に記載の発明のように、上記第１の混合機として、攪拌解砕機を用いれば、汚泥と水硬性粉末および／または吸水性粉末との混合と並行して、汚泥の塊を解砕（ほぐし）しつつ、上記粉末との混合を行うことができるために、より効率的に汚泥の全体における水分量を均一にすることができる。また、上記第２の混合機として、複数軸パドルミキサーを用いることにより、一層円滑に、固化剤を汚泥中に均一に混合させることができる。

図１は、本発明に係る汚泥の重金属類溶出防止処理装置の一実施形態を示すもので、図中符号１は、汚水が混合された汚泥が投入される投入ホッパである。
この投入ホッパ１の後段には、例えば５０ｍｍ以上の石等を除去するための振動スクリーン２が設けられ、この振動スクリーン２を経た汚泥が、ベルトコンベア３を介して、攪拌解砕機（第１の混合機）４に供給されるようになっている。

この攪拌解砕機４は、両端が塞がれた円筒状部材であり、その一端上部に汚泥の投入口４ａが形成されている。また、この投入口４ａに隣接して、セメントおよび乾燥剤（水硬性粉末および吸水性粉末）の投入口４ｂが形成されており、この投入口４ｂには、セメントサイロ５および乾燥剤サイロ６に貯留されているセメントと乾燥剤とが、スクリューフィーダ７を介してホッパ８から投入されるようになっている。

また、この攪拌解砕機４の内部には、上記一端から他端に向けて回転軸４ｃが設けられ、この回転軸４ｃの外周に軸方向に向けて複数本のパドル４ｃが取り付けられている。
さらに、攪拌解砕機４の他端下部に、混合された汚泥の排出口４ｅが形成されている。

そして、この攪拌解砕機４の後段に、ベルトコンベア９を介して一次混練機（第２の混合機）１０が配設されている。この一次混練機１０は、並列的に回転駆動される回転軸１０ａの外周に、複数本のパドル１０ｂが軸方向に互いに千鳥状に取り付けられた二軸パドルミキサー式の混練機である。また、この一次混練機１０の一端上部には、ベルトコンベア９から搬送された汚泥が投入される投入口１０ｃが形成され、他端下部に排出口１０ｄが形成されている。

他方、この一次混練機１０に隣接して、固化剤タンク１１と、この固化剤タンク１１から供給される固化剤を水によって希釈する固化剤希釈液タンク１２と、この固化剤希釈タンク１２内の固化剤を送液するポンプ１３とが配設されている。そして、ポンプ１３の吐出側配管１４が一次混練機１０の中央上部に接続されている。なお、上記固化剤としては、いわゆるキレート剤（安定化剤）等が用いられている。

また、この一次混練機１０の排出口１０ｄ下方には、ベルトコンベア１４が設けられ、このベルトコンベア１５の搬出側に、二次混練機１６が配設されている。この二次混練機１６は、上記一次混練機１０と同型のもので、一端上部にベルトコンベア１５によって搬送された汚泥の投入口１６ａが設けられるとともに、他端下部に排出口１６ｂが形成されている。

そして、この二次混練機１６の排出口１６ｂの下方に、振分機１７が設けられており、処理済みの汚泥が、再生土として使用される場合には再生土ストックヤード１８側に、砕石材として使用される場合には、養生ヤード１９に投入されるようになっている。

次に、以上の構成からなる処理装置を用いた本発明に係る汚泥の重金属類溶出防止処理方法の一実施形態について説明する。
先ず、投入ホッパ１の前段において、土木建築現場等で排出された処理すべき重金属類を含む無機汚泥に工場排水を加えることにより、上記汚泥の含水率を６０±２０％の範囲内、より好ましくは６０±１０％の範囲内に調整する（含水率調整工程）

次いで、得られた汚泥を投入ホッパ１に投入し、さらに振動スクリーン２において、例えば５０ｍｍ以上の石等を除去した後に、ベルトコンベア３を介して投入口４ａから攪拌解砕機４内に供給する。また、これと並行して、投入口４ｂにセメントサイロ５および乾燥剤サイロ６内のセメントおよび乾燥剤をスクリューフィーダ７を介してホッパ８から投入する。

そして、この攪拌解砕機４内において、回転軸４ｃと一体に回転する複数本のパドル４ｃによって、汚泥を解砕しつつ、これとセメントおよび乾燥剤とを混合する。（第１の混合工程）
これにより、汚泥の塊がほぐされるとともに、当該汚泥中の水分量の多い部分における水分が、上記セメントおよび乾燥剤に吸収されることにより、汚泥全体における水分量が均一化される。

次いで、上記汚泥は、攪拌解砕機４の排出口４ｅから排出され、ベルトコンベア９によって、投入口１０ｃから一次混練機１０内に投入される。そして、この一次混練機１０内において、ポンプ１３の吐出側配管１４から供給される上記固化剤が混合される。（第２の混合工程）
すると、汚泥は、その表面が上記固化剤によって覆われることにより、内部の重金属類の溶出が防止される。この際に、添加された固化剤が、汚泥中に均一に混合されるために、高い重金属類の溶出防止効果を得ることができる。

このようにして、一次混練機１０によって固化剤による溶出防止処理が施された汚泥は、排出口１１ｄからベルトコンベア１５上に排出され、さらに二次混練機１６へと送られる。そして、この二次混練機１６において、さらに均一に混練されることにより溶出防止処理が完了した後に、排出口１６ｂから振分機１７に送られ、用途に応じて再生土ストックヤード１８または養生ヤード１９に投入される。

なお、養生ヤード１９に投入された処理済みの汚泥は、この養生ヤード１９における所定期間の養生により固化する。そこで、これを複数段の破砕機によって破砕するとともに、分級することにより、所望の粒度を有する砕石代替品として再利用される。

このように、上記処理方法および処理装置によれば、固化剤を汚泥中に均一に混合することができるため、高い重金属類の溶出防止効果を得ることができ、よって当該汚泥を容易に再生土や砕石代替品として再資源化することができる。

本発明に係る汚泥の重金属類溶出防止装置の一実施形態を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 汚泥の投入ホッパ
４ 攪拌解砕機（第１の混合機）
５ セメントサイロ
６ 乾燥剤サイロ
１０ 一次混練機（第２の混合機）
１１ 固化剤タンク
１２ 固化剤希釈タンク

Claims (4)

1. 重金属類を含む汚泥に、水硬性粉末および／または吸水性粉末を添加して混合する第１の混合工程と、上記第１の混合工程を経た上記汚泥に、上記重金属類の溶出を防ぐ固化剤を添加して混合する第２の混合工程とを有することを特徴とする汚泥の重金属類溶出防止処理方法。
2. 上記第１の混合工程の前段に、上記汚泥の含水率を６０±２０％の範囲内に調整する含水率調整工程を有することを特徴とする請求項１に記載の汚泥の重金属類溶出防止処理方法。
3. 重金属類を含む汚泥と水硬性粉末および／または吸水性粉末とを混合する第１の混合機と、上記第１の混合機から排出された上記汚泥と上記重金属類の溶出を防ぐ固化剤とを混合する第２の混合機とを備えてなることを特徴とする汚泥の重金属類溶出防止処理装置。
4. 上記第１の混合機は、上記汚泥の解砕と上記水硬性粉末および／または吸水性粉末との混合とを実施可能な攪拌解砕機であり、かつ上記第２の混合機は、並列的に設けられた複数本の軸に攪拌用パドルが設けられた複数軸パドルミキサーであることを特徴とする請求項３に記載の汚泥の重金属類溶出防止処理装置。

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