JP2007245027A

JP2007245027A - 天日干し浄水汚泥の処理方法

Info

Publication number: JP2007245027A
Application number: JP2006072996A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ishii; 秀雄石井
Original assignee: GEC KK
Current assignee: GEC KK
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】浄水汚泥を埋め戻し用、園芸・農業用に利用することができ、処理コストが低廉で済む天日干し浄水汚泥の処理方法を提供すること。
【解決手段】天日干し浄水汚泥に、液状のカルボキシル基含有水溶性重合体を重量比で０．１％〜０．１５％と、破砕用砕石を体積比で２０％〜５０％加えて混合攪拌した後、生石灰の微粉末等より成る固化材を添加して混合する。カルボキシル基含有水溶性重合体と破砕用砕石とを加える前に、天日干し浄水汚泥の含水率が６０％〜１００％になるよう予め加水処理すると良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、浄水処理の過程で処理場から多量に排出される天日干し浄水汚泥の処理方法に関する。

浄水処理場の処理過程で多量の沈殿物が発生する。この沈殿物は浄水汚泥、或いはスラッジと称され、これを天日で乾燥したものが天日干し浄水汚泥である。天日で乾燥したもの以外に機械で脱水処理した機械処理汚泥もある。
これらの多くは、埋め立て処分されており、園芸用土等として利用されるのはほんの一部である。
ところが、近年、埋め立て用地の確保が困難になっており、産業廃棄物処理費の高騰もあって、浄水汚泥を資源として再利用する必要に迫られている。

また、浄水汚泥の機械処理には莫大な費用がかかり、園芸用土としての利用もそれほど伸びていない現状では、採算性の点から天日で乾燥するのが現実的である。
さらに、天日干し浄水汚泥を資源として利用するには、粉々に粉砕しなければならないが、砕石を作るための破砕機にかけても、元来粒子の細かい土の塊なので、破砕機のツメ、プレートに付着してしまい、すぐに破砕できなくなってしまう。
また、従来、スラッジに土壌を混合させた混合土に、カルボキシル基含有水溶性重合体を添加混合し粒状化した後、固化材を添加混合するスラッジの処理方法が公知である（特許文献１参照）。
しかし、この方法では、スラッジに攪拌し難い土壌を加えるので、未破壊部分が多量に残り、このため、何度もプラントを循環させなければならず、コストが高くつく。

特開２００２−２５４０９７号公報

本発明が解決しようとする課題は、浄水汚泥を埋め戻し用、園芸・農業用に利用することができ、処理コストが低廉で済む天日干し浄水汚泥の処理方法を提供することにある。

本発明の天日干し浄水汚泥の処理方法は、天日干し浄水汚泥に、液状のカルボキシル基含有水溶性共重合体と破砕用砕石とを加えて混合攪拌した後、生石灰の微粉末等より成る固化材を添加して混合する。
前記破砕用砕石は、４０ｍｍ程度の大きさとし、体積比で天日干し浄水汚泥の２０％〜５０％加える。
カルボキシル基含有水溶性重合体と破砕用砕石とを加える前に、天日干し浄水汚泥の含水率が６０％〜１００％になるよう予め加水処理すると良い。
前記カルボキシル基含有水溶性重合体は、重量比で前記天日干し浄水汚泥の０．１％〜０．１５％加える。

本発明によれば、非常に粒径の細かい浄水汚泥から、土木用、或いは、園芸・農業として幅広く利用可能な透水性の良い粒状土が得られるので、浄水汚泥の処分に要する手間やコストを削減できると共に、環境破壊の抑制にも役立つ。
また、天日干しにより浄水汚泥を乾燥させ、攪拌し難い土壌等の混ぜものを加えないので、大規模な装置が不要であり、しかも、短時間で容易に破砕することができて製造コストが抑制され、浄水汚泥の消費量も増加する。
さらに、液状のカルボキシル基含有水溶性重合体を添加するので、浄水汚泥に均一に混ざりやすい。
固化材としてアルカリ性の石灰を用いれば、園芸・農業用として用いる場合に、土の酸性化を防ぎ、良好な透水性のため抑草土にもなり、酸性の園芸土と混ぜることにより、植物の生育を促す。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において処理対象となる天日干し浄水汚泥は、浄水処理場に堆積した含水率９８％以上で微細粒状の汚泥を天日で乾燥したものであって、水酸化アルミニウムを主成分とし、カドミウム、鉛等の有害物質を含まない。
処理にあたっては、まず、この天日干し浄水汚泥に水を加えて、含水率が６０％〜１００％になるよう調整して、浄水汚泥を破砕しやすくする。

次いで、加水処理した天日干し浄水汚泥に、径４０ｍｍ程度の破砕用砕石、及び、液状のカルボキシル基含有水溶性重合体を加えて、混合機により混合攪拌し、粉々に破砕する。
砕石の量は、体積比で天日干し浄水汚泥の２０％〜５０％とする。浄水汚泥の硬さは、浄水場で原水として採取する河川により異なるので、硬い場合には砕石を多くし、柔らかい場合には少なくする。
また、カルボキシル基含有水溶性重合体の量は、重量比で天日干し浄水汚泥の０．１％〜０．１５％とする。

カルボキシル基含有水溶性有重合体は、親水基としてカルボキシル基を有するものであり、重合体を構成する全単量体のうちカルボキシル基を有する単量体が、１〜８０モル％、好ましくは、５〜６０％モル含まれる。
また、カルボキシル基は、遊離酸または塩の形のどちらで存在してもよい。塩の種類としては、例えばナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属の塩、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属の塩、アンモニウム塩、炭素数１〜１８のアルキルアミン、アルカノールアミンなどのアミン塩、およびこれら２種以上の混合物があるが、好ましくはアルカリ金属の塩類である。

カルボキシル基含有水溶性有重合体としては、（メタ）アクリル酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体、マレイン酸またはその塩と酢酸ビニルとの共重合体、イタコン酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体などの合成水溶性重合体、アラビヤガム、カラヤガム、トラントガム、アルギン酸などの天然水溶性重合体、及び、カルボキシメチルセルロース、カルボキシハイドロエチルセルロース、グアーガム変性物のような半合成水溶性重合体が例示される。

以上のカルボキシル基含有水溶性重合体のうち、好ましくは（メタ）アクリル酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合体である。（メタ）アクリル酸またはその塩を含有する（メタ）アクリルアミド系重合体としては、（メタ）アクリル酸またはその塩と（メタ）アクリルアミドを共重合したもののほか、（メタ）アクリルアミドの単独重合体を部分加水分解したものでもよい。
また、カルボキシル基含有水溶性重合体には、親水性基としてスルホン酸基を含む単量体、例えばビニルスルホン酸、アクリルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびこれらの塩などを含めて共重合してもよい。また、水溶性を阻害しない程度であればオレフィン、アクリル酸エステル、ビニルエステルのような疎水性単量体を含んでもよい。

加水処理した天日干し浄水汚泥にカルボキシル基含有水溶性重合体を混合して攪拌すると、カルボキシル基含有水溶性重合体は汚泥粒子の表面を均一に被覆し、汚泥粒子間の遊離水分を吸収して溶解する。
そして、カルボキシル基含有水溶性重合体に吸収された水分は、遊離水としての性質を失い汚泥粒子の表面に固定され、汚泥粒子どうしが互いに付着せず、球状に造粒される。

次に、混合機から取り出した粒状の土に固化材を添加して混合し、土粒の表面に固化材を均一に付着させる。
固化材としては、酸化カルシム、水酸化カルシウムを含む石灰、例えば、消石灰、生石灰、セメント、石灰系改良材、セメント系改良材等を用いることができるが、脱水及び固化速度が速い平均粒径が０．５ｍｍ以下のパウダー状生石灰が適している。
固化材の添加量は重量比で混合物の１％〜１０％とするが、最終的に得られる土の強度は固化材の添加量によって異なるので、使用目的に応じて固化材の量を増減する。

カルボキシル基含有水溶性共重合体で被覆された土粒の表面に生石灰等の固化材が付着すると、ポゾラン反応によって強度が発現し、土粒の表面に形成された皮膜を安定化させ、粒形状を維持する。
また、固化材を添加して混合するには、内面をゴム等の柔らかい素材で作った円筒形の回転ドラムを用いて無加圧で混合すると良い。
回転ドラムの後半部を網製にすると、得られた土と砕石とを篩い分けることができる。篩い分けた砕石は、再び加水処理した天日干し浄水汚泥に加えて利用する。
なお、得られた粒状土の強度を更に発現させるためには養生を行うと良い。養生は、通常、常温下で１〜７日、好ましくは３〜６日程度放置することで行う。

埼玉県三郷浄水場から採取した浄水汚泥を天日干しして得た天日干し浄水汚泥をプールに入れ、水を加えて含水率が８０％になるよう調整した。
次いで、加水処理した天日干し浄水汚泥に、破砕用砕石を体積比で３０％加えた。
浄水汚泥と砕石との混合物をベルトフィーダによりパドルミキサーに投入し、同時に、液状のカルボキシル基含有水溶性重合体として、無毒で安全性が高い液状のアクリルアミド・アンモニュウム・アクリラート共重合体を重量比で０．１％投入し、約９０秒間パドルミキサー内で混合攪拌して破砕した。

パドルミキサーから取り出した粉砕物に、重量比で３％のパウダー状石灰をまぶすようにふりかけてから、円筒形の回転ドラムに入れて無加圧で混合した。
回転ドラムの後半部に設けた網によって篩い分けられた土を４日間養生し、粒状土を得た。
この粒状土のＣＢＲ貫入抵抗試験を行い、その結果を表１及び図１に示す。２．５ｍｍ貫入強度は３３１．９３ｋｇ／ｃｍ²、ＣＢＲは２４．２％であった。
粒状改良土のＣＢＲは８％以上でなければならいないが、本実施例によって得られた粒状土のＣＢＲは、これより大幅に高い値を示している。

本発明により得られた粒状土のＣＢＲ貫入抵抗試験の結果を示す図。

Claims

天日干し浄水汚泥に、液状のカルボキシル基含有水溶性重合体と破砕用砕石とを加えて混合攪拌した後、固化材を添加して混合することを特徴とする天日干し浄水汚泥の処理方法。
前記破砕用砕石を体積比で天日干し浄水汚泥の２０％〜５０％加える請求項１に記載された天日干し浄水汚泥の処理方法。
カルボキシル基含有水溶性重合体と破砕用砕石とを加える前に、天日干し浄水汚泥の含水率が６０％〜１００％になるよう加水処理する請求項１又は２に記載された天日干し浄水汚泥の処理方法。
前記カルボキシル基含有水溶性共重合体を重量比で前記天日干し浄水汚泥の０．１％〜０．１５％加える請求項１乃至３のいずれかに記載された天日干し浄水汚泥の処理方法。