JP2007069078A

JP2007069078A - 砒素含有汚泥から砒素の除去処理及び堆積土の再利用方法

Info

Publication number: JP2007069078A
Application number: JP2005256621A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamazaki; 憲治山崎
Original assignee: Subaru Enterprise Co Ltd; Takuwa Corp
Current assignee: Subaru Enterprise Co Ltd; Takuwa Corp
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2007-03-22

Abstract

【課題】本発明は、河川又は、ダム,湖沼などの底に堆積した２水石膏を有効に再利用すると同時に砒素成分を取り出してこの砒素を再利用し、堆積土の再利用方法を提供するものである。
【解決手段】河川、湖沼からの水域の硫黄成分を含有する汚泥を含む強酸性水に石灰微粉末乳を添加して中和処理する河川などの水底の汚泥処理方法において、この中和処理した汚泥物を脱水乾燥し、得えられた汚泥物を加熱炉で加熱乾燥し、含有する砒素成分を亜ヒ酸に酸化し、更に加熱を継続して砒素成分を昇華させて前記汚泥物から砒素を除去する構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、硫黄鉱山や温泉地域における河川水中に含まれる砒素成分を分離除去する砒素含有酸性水からの砒素を除去処理方法に関する。また、この砒素除去した堆積土の再利用方法に関する。

温泉地近郊や硫黄鉱山の近郊にからの河川や貯水池ダム、湖沼などでは河川水はもちろん沈下した汚泥などに多くの砒素が含まれている場合がある。これら汚泥の無害化処理が望まれ、砒素を含有する土壌の無害化処理について多くの提案がされている。一般的には、河川水に中和剤を混合して沈下したものをセメントなどで固化処理して埋立地に埋蔵処理するか、穴の周壁に非透過性のフィルムシートを敷設して固化処理汚泥を埋設することが行われている。例えば、特開２０００-２４６２２９号公報（特許文献１）、特開２００４-３３１４７０号公報（特許文献２）では酸性汚泥に石炭灰などを加えて人工粒状物を製造して、汚泥の再利用の技術が開示されている。

特開２０００-２４６２２９号公報第１頁特開２００４-３３１４７０号公報第１頁特開２００５-１０３４２９号公報

しかしながら、前記特許文献１は土壌中の砒素を鉄イオン及び鉄粉と反応させてアルカリ剤を使用してpＨを３〜６に調節して砒素鉄として鉄分の再利用をはかるものである。また、特許文献２は汚水処理場等からの汚泥を石炭灰やセメントで混合して硬化してブロック化して処分するものである。人工粒状物とするもので、アルカリによる処理を目的とし、砒素など含んだ状態で固化するので、後日雨水などにより砒素などの有害物質が溶出するおそれがある。
また、前記特許文献２は、汚水処理場からの河川に流出した汚泥水に石炭灰、セメントを混合してポ―ラスコンクリートブロックなどの骨材について開示されているが、主に、植物の育成の肥料用としての再利用について記載されているだけであり、有害物資の除去については充分なる処理方法が示されていない。更に、前記特許文献３は砒素含有汚泥処理システムについて、混合装置を使用して、不溶化剤を混合処理する砒素の不溶化処理方法が開示されているに過ぎず。特に、不溶化剤として三価の鉄を有する鉄系薬剤で、例えば、塩化第２鉄、硫酸第２鉄を使用するものである。

本発明は、河川又は、及びダム,湖沼などの底に堆積した硫酸カルシウムを有効に再利用すると同時に砒素成分を取り出してこの砒素を再利用する汚泥水の浄化処理方法を提供すものである。
本発明は、河川、ダム、湖沼などの底泥を浚渫して回収し、有害な砒素成分を安価で確実に除去し、固化材として堆積土の再利用方法を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、河川、湖沼からの水域の硫黄成分を含有する汚泥を含む強酸性水に石灰微粉末乳を添加して中和処理する河川などの水底の汚泥の処理方法において、この中和処理した汚泥物を脱水乾燥し、得えられた汚泥物を加熱炉で加熱乾燥し、含有する砒素成分を亜ヒ酸に酸化し、更に加熱を継続して砒素成分を昇華させて前記汚泥物から砒素成分を分離する砒素含有汚泥から砒素を除去する処理方法の構成である。

本発明の前記課題は、前記中和処理した汚泥物を脱水乾燥し、得えられた汚泥物を加熱炉で加熱乾燥し、含有する砒素成分を亜ヒ酸に酸化し、更に加熱を継続して砒素成分を昇華させて前記汚泥物から砒素成分を分離し、この汚泥物中の２水石膏を半水石膏または／および無水石膏として有効利用する構成によって達成できる。

本発明の前記課題は、前記中和処理した汚泥物を脱水乾燥し、得えられた汚泥物を地熱または温泉熱の熱源を利用した加熱炉内で加熱乾燥し、含有する砒素成分を亜ヒ酸に酸化し、更に、地熱または温泉熱の前記熱源により加熱して砒素成分を昇華させて前記汚泥物から砒素を除去する処理方法によって達成することができる。

本発明の砒素含有汚泥から砒素成分を分除去する処理方法は、環境庁が発表された土壌汚染の環境基準である「検液１リットルにつき０．０１ｍｇ以下の溶出量と、かつ、土壌１ｋｇにつき１５０ｍｇ未満の含有量」をリサイクルした石膏系固化材で確実に満たすことができる。
本発明は、河川、湖、ダムなどの堆積土から砒素を分離除去した後。残った汚泥物は中和事業により生成される石膏（２水石膏）と通常の土壌成分であるシリカ、アルミナである。これを石膏系固化材として利用する。浚渫した堆積土を除去しきれない砒素の含有量に応じて２０〜８０％を使用する。
例えば、堆積土５０％
半水石膏２０％
シリカ２０％
アルミナ５％
カルシウム５％
固化材のｐＨは、石膏系固化材の特徴として中性であるため、重金属の溶出防止はエトリンガイド結晶構造に鉄イオンを有した鉱物などを持ち込むなどして防止する方法を取る。又、泥水に含有するフッ素は石膏系固化材の特例として産業経済省の通達より含有量基準を上回っても問題ない。
本発明の砒素含有汚泥から砒素成分を除去する処理方法は、土壌に含まれている有害物質の含有量を直接減少させることができる潜在的ニーズに対して安価に提供することができる。

本発明の砒素除去し固化材としての再利用方法は、湖底などの堆積土を浚渫し、石灰乳を添加して中和処理した中和事業の汚泥物の全体をプレスして脱水し、この脱水した汚泥物を天日乾燥し、この混合組成物を焼成工程、例えば流動床加熱炉、反射炉、ロータリーキルンなどによって２００〜５００℃に加熱乾燥する。これによって半水石膏を得る。この加熱工程によって汚泥に含有する砒素は亜ヒ酸となり、これを昇華させて冷却して回収して砒素を採集する。

本発明の砒素含有汚泥から砒素成分を除去する処理方法は、河川、ダム、などの強酸性水を石灰乳などで中和処理した後、天日乾燥や加熱乾燥して安価でしかも確実に砒素成分を除去することができる。特に、温泉流域の汚泥に対して、温泉熱の利用により廉価に処理することができる。しかも砒素成分を純度高く回収できるので廃物利用に好適である。
本発明の堆積土の再利用方法は、抽出した砒素の再利用や固化材としての汚泥の再利用も周囲の環境汚染の懸念も無く安全に使用できる。特に、現行の固化材に比較して廉価に石膏系固化材として市場に提供できる。

本発明に係る砒素含有汚泥から砒素を除去する処理方法の最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る砒素除去及び堆積土の再利用方法のフロー図である。

図１に示す処理工程について説明する。
河川、ダムなどの底に堆積している砒素を含有する汚泥の堆積土に石灰乳を投入して中和する。これを浚渫して取り出し、この堆積土を加圧して脱水し、更に、２水石膏を添加して流動性をなくし、運搬に適した脱水ケーキとする。この脱水ケーキをトラックなどで工場に搬送し、天日乾燥する。この乾燥汚泥物を粉砕して流動床加熱炉内に注入する。この加熱炉内で４００℃〜５００℃に加熱された空気を下方から送り込む。この熱風によって汚泥中の砒素成分は酸化されて砒素化合物、例えば、亜ヒ酸とし、この亜ヒ酸の昇華物を回収する。この回収率は実験室レベルでは電気炉で加熱したときは３０％を超えた。この昇華物を冷却し、亜ヒ酸粉末として貯蔵する。

他方、砒素成分が除去された汚泥物が加熱炉から排出される。この乾燥した汚泥物の粉体をサイロに貯蔵して必要に応じて、各種不溶化薬剤およびシリカ、アルミナ、石灰などを混合して石膏系固化材を製造する。
中和処理した堆積土を加熱乾燥し、不溶化剤を混合し、この堆積土に本発明の石膏系固化材を使用して真砂土を固化し養生した後、分析した結果を以下に示す。

中和処理で固化材を混合した状態では、多量の砒素成分が含有されている。これに本発明の石膏系固化剤を土壌に添加することにより、環境基準を下回った。更に、不溶化材を添加して本発明石膏系固化材を混合して加熱乾燥し砒素成分が０.０1ｍｇ/ｌ以下になった。

この結果、不溶化処理後、砒素以外は基準値以下であった。砒素も僅かに基準を上回る溶出量であった。
従って、処理後の土壌汚染対策法による砒素の溶出を防止するため、処理した土壌を使用して石膏系固化材を製造し、真砂土に１５％の石膏系固化材を添加し、固化改良した後１週間養生した結果、砒素の溶出量及び、この土壌の砒素の含有量も７４ｍｇ/ｌと環境基準を大きく下回っている。

実施例
某ダムに流入する各流水について検体を分析し、その地底の浚渫泥の分析の結果について測定した。

この分析結果から判明するように
これら浚渫泥を脱水乾燥した後、これを天日乾燥する。その後、電気加熱炉で２５０℃付近まで約１０時間加熱する。Ａ地点：２５．０％、Ｂ地点：１８．５％の重量が減量された。すなわち、２水石膏の結晶水が除去される。水分が除去されると共に砒素が昇華したものと考えられる。
その結果表３の結果が得られた。この測定値による砒素、フッ素及び鉛については不溶化処理する。例えば、エトリンガイド結晶構造を導入して重金属を結晶構造中に閉じ込める。フッ素は石灰を投入してフッ化カルシウムに変化させて不溶化とする。

砒素やフッ素の含有量は減少しなかった
この結果残留する鉛、砒素、フッ素の含有量を減少させるためには砒素については直接浚渫泥から取り出すことが必要で、其の処理を行った後、固化材の原料として浚渫泥を添加することにより、有害物質を希釈させられて、環境基準以下の含有量になり、その固化材により最良に適するリサイクル物質を得ることができる。
浚渫泥は２水石膏が１０〜５９％含まれており、この２水石膏を加熱処理することで結晶水が失われて半水石膏または、及び無水石膏に変化する。この無水、半水石膏を利用して石膏系固化材を製造して固化材としての必要な強度を得た。又、この石膏系固化材から有害健康物質である重金属等の溶出は環境基準以下であった。これは、本発明の浚渫泥を利用した石膏系固化材には各種重金属を不溶化する、エトリンガイド結晶構造を作るアルミナ、石膏、硫酸アルミ等が含まれていることと、不溶化薬剤を小量添加して作られている。

本発明の砒素除去及び堆積土の再利用方法の流れ図である。

Claims

河川、湖沼からの水域の硫黄成分を含有する汚泥を含む強酸性水に石灰微粉末乳を添加して中和処理する河川などの水底の汚泥の処理方法において、
この中和処理した汚泥物を脱水乾燥し、この得えられた汚泥物を加熱炉で加熱乾燥し、含有する砒素成分を亜ヒ酸に酸化し、更に加熱を継続して砒素成分を昇華させて前記汚泥物から砒素成分を分離することを特徴とする砒素含有汚泥から砒素を除去する処理方法。
河川、湖沼からの水域の硫黄成分を含有する汚泥を含む強酸性水に石灰微粉末乳を添加して中和処理する河川などの水底の汚泥の処理方法において、
この中和処理した汚泥物を脱水乾燥し、得えられた汚泥物を加熱炉で加熱乾燥し、含有する砒素成分を亜ヒ酸に酸化し、更に加熱を継続して砒素成分を昇華させて前記汚泥物から砒素成分を分離し、この汚泥物中の２水石膏を半水石膏または／および無水石膏として有効利用することを特徴とする砒素含有汚泥から砒素の除去処理及び堆積土の再利用方法。
河川、湖沼からの水域の硫黄成分を含有する汚泥を含む強酸性水に石灰微粉末乳を添加して中和処理する河川などの水底の汚泥の処理方法において、
この中和処理した汚泥物を脱水乾燥し、得えられた汚泥物を地熱または温泉熱の熱源を利用した加熱炉内で加熱乾燥し、含有する砒素成分を亜ヒ酸に酸化し、更に、地熱または温泉熱の前記熱源により加熱して砒素成分を昇華させて前記汚泥物から砒素成分を分離することを特徴とする砒素含有汚泥から砒素を除去する処理方法。