JP2011125796A - 海底汚泥の除去処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】海底汚泥の事前成分調査により浚渫される汚泥の最終処分までの工程を決定することによって効率の良い汚泥の処理をすることを可能とする海底汚泥の除去処理方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】海底汚泥を浚渫回収する工程と、浚渫回収した海底汚泥に凝集沈降剤を添加し、攪拌することで土砂及びフロック沈降堆積物と海水を分離する工程と、分離した海水を不織布により濾過して放流する工程と、フロック沈降堆積物を脱水処理する工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は海底汚泥の除去処理方法に関する。詳しくは、海域・海底の有機堆積表泥を効率的に除去し、更に有害物の処理及び最終処分をする海底汚泥の除去処理方法に係るものである。

なお、ここで言う海底汚泥とは、有機スズ等の環境ホルモンが軽微な含有（高含有汚泥もある。）で、高含水比、軽比重（１，１ｔ／ｍ^３から１．２ｔ／ｍ^３）、かつ硫化物、有機物、全窒素、全有機炭素を高含有する海底を覆う表泥、及びその海底に定着しがたい微粒子から形成された漂泥、浮泥をいう。これらは陸上、水中を問わず存在する硫酸還元菌と反応し硫化ガスを発生、無酸素状態を惹起し、その結果健全な底生生物を激減させると共に嫌気性底生生物を増殖させ、底生生物の常に沈降する有機物消化能力を妨げることにより、更に硫化ガス発生を連発し、健全な動植物プラクトンの生育を阻害するという悪循環連鎖を及ぼすものである。

近年、港湾、漁港内や養殖場等水産海域の海底に堆積した有害な海底汚泥の除去処理の必要性が迫られている。
現状においては、海底汚泥表層面を健全な砂で覆う、所謂覆砂処理方法があるが、覆砂下面に有機物残存があれば、硫酸還元菌と作用し硫化ガスが発生し、被覆砂内部に充満しその後表面に達する。そして嫌気性生物が覆砂底面から表層に移動して表層健全生物を凌駕し再び不健全化となっているのが実情である。

ここで、海底汚泥を浚渫、あるいは吸引等によって揚陸し、陸上において浄化処理する方法として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。具体的には図３に示すように、少なくとも、海底汚泥を含有する汚泥を充填し、ビタミン類を添加して分解反応を行うための第１反応槽１０１と、この汚泥に酸素非含有気体を通気するための通気管１０２と、汚泥の上澄み液であって、汚泥の分解反応により生成する有機体を含有する上澄み液を抜き取るための送液手段１０３と、この上澄み液を供給し、有機酸の分解反応を行うための反応槽であって、有機酸分解能を有する微生物を含有する第２反応槽１０４と、有機酸の分解により発生した気体を第２反応槽１０４から除去する手段と、有機酸を分解した後の排出液を放出する手段を有する構成の汚泥処理装置が知られている。

特開２００３−４７９９６号公報

しかしながら浚渫された汚泥は海岸、あるいは船上において連続的、かつ大量に処理する必要性があり、特許文献１における汚泥処理装置では２個の反応槽によって汚泥処理を行うために処理能力に限界がある。

また、浚渫される汚泥には、土砂やフロック形成物が多く含んでおり、このような高含水の汚泥を処理して海洋に廃棄することには問題がある。

また、海底汚泥には有機スズ等の環境ホルモンや重金属などの有害物質を含まない、あるいは生物環境に影響を及ぼさない程度の成分量である場合には、一般廃棄として処理するものであっても構わなく、事前の汚泥成分の調査をせずに、特許文献１のように反応槽内にて有機物を分解反応させて処理するにあっては非常に効率が悪くなる。

本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、海底汚泥の事前成分調査により浚渫される汚泥の最終処分までの工程を決定することによって効率の良い汚泥の処理をすることを可能とする海底汚泥の除去処理方法を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る海底汚泥の除去処理方法は、海底汚泥を浚渫回収する工程と、浚渫回収した海底汚泥に凝集沈降剤を添加し、攪拌することで土砂及びフロック沈降堆積物と海水を分離する工程と、分離した海水を不織布により濾過して放流する工程と、前記フロック沈降堆積物を脱水処理する工程とを備える。

ここで、凝集沈降剤を添加し、撹拌された泥水化された有機物を含む高含水比の浚渫土砂を凝集沈殿施設に搬送し、土砂、フロック形成沈降堆積物と海水との分離を図り、更に分離された浮遊フロックを不織布を通じて除去し、濁度管理の後に余水の海域放流し、土砂、フロック形成沈降堆積物は脱水処理した後に廃棄処理を可能とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る海底汚泥の除去処理方法は、海底汚泥を浚渫回収する工程と、浚渫回収した海水汚泥について、少なくともその余水中の硫化物濃度、有機物濃度、ダイオキシン濃度及びトリブチルスズ濃度を測定する工程と、前記測定の結果、海水汚泥の余水中の硫化物が０．１ｍｇ／ｇ以下、有機物が５％未満、ダイオキシンが１５０ｐｇーＴＥＱ/ｇ―ｄｒｙ未満、トリブチルスズが３００ｎｇ／ｇ未満である場合に、浚渫回収した海水汚泥に凝集沈降剤を添加し、攪拌することで土砂及びフロック沈降堆積物と海水を分離する工程と、分離した海水を不織布により濾過して放流する工程と、前記フロック沈降堆積物を脱水処理する工程とを備える。

ここで、浚渫回収した海水汚泥について、少なくともその余水中の硫化物濃度、有機物濃度、ダイオキシン濃度及びトリブチルスズ濃度を測定する工程と、前記測定の結果、海水汚泥底質の硫化物濃度が０．１ｍｇ／ｇ以下、有機物が５％未満、ダイオキシンが１５０ｐｇーＴＥＱ/ｇ―ｄｒｙ未満、トリブチルスズが３００ｎｇ／ｇ未満である場合には、凝集沈降剤を添加し、撹拌された泥水化された有機物を含む高含水比の浚渫土砂を凝集沈殿施設に搬送し、土砂、フロック形成沈降堆積物と海水との分離を図り、濁度管理の後に余水の海域放流し、土砂、フロック形成沈降堆積物は脱水処理した後に廃棄処理を可能とする。

また、分離した海水をポリエチレン系、あるいはポリエステル系の多重不織布により濾過することによって、有害物、濁度形成フロックを含む余水処理を砂濾過、活性炭濾過を省略すると共に、ダイオキシン及びトリブチルスズを含む微小なフロックを除去することで濁度管理の後の海域放流を可能とする。

また、フロック沈降堆積物の脱水は、同フロック沈降堆積物内にドレーン材を配置し、真空ポンプにより脱水を行うことによって、高含水比の土砂、フロック形成沈降堆積物を大量に、かつ効率良く脱水することが可能となる。

また、土砂及びフロック沈降堆積物と海水を分離した後に、土砂及びフロック沈降堆積物を天日乾燥処理することによって、大気接触、自然乾燥を促し、硫化物、有機物の酸化を計り無害化を可能とする。

また、土砂及びフロック沈降堆積物と海水を分離した後に、硫化物酸化剤及び有機物酸化剤を添加して混合することによって、有機物が多い場合、あるいは天候不良で天日乾燥効果が悪い状況下では次亜塩素酸カルシウム、石灰等の硫化物酸化剤及び有機物酸化剤を散布し、悪臭発生化合物の酸化の促進を可能とする。

なお、ダイオキシン類の環境濃度を表わす単位としてのｐｇーＴＥＱ/ｇ―ｄｒｙは、この単位の「ｐ（ピコ）」は、ｐｉｃｏ―（＝一兆分の１）の意を表す接頭語の略で、「ＴＥＱ」は毒性当量を表す。
また、ダイオキシン類は、同じ量（ピコグラム数）でも種類（塩素原子の置換位置・数：右の構造式で５と１０を除く全ての位置に水素原子に換わって塩素原子が入る事ができる）によって毒性が大きく異なる。このために、毒性（環境に与える影響）を評価するときは、ダイオキシン類の中で最も毒性に強い、右の構造を持った２、３、７，８−ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｏ ｄｉｂｅｎｚｏ―ｐ−ｄｉｏｘｉｎ：２、３、７、８―四塩化ジベンゾーバラージオキシン）の毒性を１として他のダイオキシンの毒性の強さを換算して評価されている。

本発明の海底汚泥の除去処理方法によれば、浚渫された海底汚泥を凝集沈殿施設に搬送して凝集沈降剤を添加し、撹拌することによって土砂、フロック形成沈降堆積物と海水とを分離し、海水は不織布を通じて濾過して海域放流を行い、土砂、フロック形成沈降堆積物は脱水処理をして埋め立て等の廃棄処理を行うことで臨界部において効率の良い処理が可能となる。

また、各処理工程の短縮、コスト削減と共に、今まで着手困難であった小規模事業の着手を可能とする。

本発明を適用した海底汚泥の除去処理方法における処理工程の一例を説明するための模式図である。 本発明を適用した海底汚泥の除去処理方法における脱水処理工程の一例を説明ずるための模式図である。 従来の海底汚泥の処理方法の一例を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
＜実施例１＞
図１は本発明を適用した海底汚泥の除去処理方法における処理工程の一例を説明するための模式図である。

ここで示す海底汚泥の除去処理工程では、まず、漁港や養殖場などの海底を覆う汚泥（表泥、漂泥、浮泥とも言う。）を海水と共に浚渫装置（図示せず。）によって浚渫し除去泥水運搬船１に投入する。
なお、汚泥の深さは通常１０ｃｍ程度である。

次に、除去泥水運搬船１に回収された泥水Ａは、凝集沈降プラント船２、あるいは陸上の設置した陸上鋼製枠（図示せず。）または陸地掘削囲繞堤仮設（図示せず。）にサンドポンプ等によって搬送投入する。

ここで、凝集沈降プラント船２、あるいは陸上の設置した陸上鋼製枠または陸地掘削囲繞堤仮設に搬送する泥水Ａに対して凝集沈降剤としてポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄及び無機凝集沈殿処理材を一定の濃度で添加し、撹拌して凝集フロックと砂を沈降させることによって堆積物と海水との固液分離を行う。

次に、凝集沈降プラント船２、あるいは陸上の設置した陸上鋼製枠または陸地掘削囲繞堤仮設の上澄水を配水槽４、多重不織布濾過槽５、最終貯水槽６を通して濾過して濁度管理後に放流する。

この際に、除去海底汚泥の硫化物含有が（０．１〜０．２）ｍｇ/ｇ、有機物含有が８％超で１０％以下、ＤＸＮが（１５０〜１０００）ｐｇーＴＥＱ/ｇ―ｄｒｙ、ＴＢＴが（３００〜１０００）ｎｇ／ｇである場合には、濾過水の濁度が２程度以下となるまで濾過をした後に放流する。

また、除去海底汚泥に含まれる硫化物が０．３ｍｇ／ｇ超、有機物１０％超、ＤＸＮ（１０００〜６０００）ｐｇーＴＥＱ/ｇ―ｄｒｙ、ＴＢＴ１０００ｎｇ／ｇ超である場合には、濁度が０〜１程度以下となるまで濾過をした後に放流する。

ここで、多重不織布による濾過方法では、ポリエチレン系、あるいはポリエステル系の不織布を３枚、あるいは４枚重ねて処理水を通過させることによってトリブチルスズ（ＴＢＴ）の相当量を包含する浮遊フロックを吸着して規制値以下の濁度となるように濾過することができる。

一方、凝集沈降プラント船２、あるいは陸上の設置した陸上鋼製枠または陸地掘削囲繞堤仮設の底部に固液分離した沈降泥Ｂはサンドポンプによって脱水処理槽３に搬送する。

この脱水処理槽３は図２（図２（イ）は脱水前の状態を説明するための模式図、図２（ロ）は脱水後の状態を説明するための模式図である。）に示すように、脱水処理槽３の沈降泥Ｂ内には複数のドレーン材７を配置し、このドレーン材７に真空ポンプ８に接続する。

これにより高含水状態の沈降泥Ｂは、ドレーン材７に接続した真空ポンプ８の真空吸引により水を吸引することによって圧密状態となり沈降泥Ｂは圧密沈下する。更に、沈降泥Ｂ表面に滲み出た滲出水Ｃとドレーン材７により吸引された水は前記図１において詳述したように配水槽４、多重不織布濾過槽５、最終貯水槽６を通して濾過し濁度管理後に放流する。

また、脱水した沈降泥はバックフォー等の重機によって耕耘（沈降脱水泥の天地変転）を行い、大気接触、自然乾燥即ち好気性処理を促し、硫化物、有機物の酸化を図り無害化する。
なお、有機物が多い場合、天日乾燥効果が悪い気象状況次第では次亜塩素酸カルシウム、生石灰等を散布し悪臭発生化合物の酸化を促進し対応する。

以上の構成より成る本発明の海底汚泥の除去処理方法では、処理水中に含まれる有害物質の事前測定を行い、この測定値に基づいて濁度の目標値を定め、多重不織布により設定濁度以下に濾過した後に海域に放流することにより無害化処理が可能となる。

また、固液分離された高含水の沈降泥は脱水、減容化された後に好気性措置で無害化処理されることによって小規模設備による工程の短縮と効率の良い海底汚泥の処理が可能となる。

＜実施例２＞

次に、除去底質に含まれる硫化物が０．２ｍｇ／ｇ以下、有機物が８％前後、ＤＸＮが１５０ｐｇーＴＥＱ/ｇ―ｄｒｙ未満、ＴＢＴが３００ｎｇ／ｇ未満、かつ重金属の溶出が検知されなかった場合には、前記図１において詳述したように凝集沈降プラント船２、あるいは陸上の設置した陸上鋼製枠または陸地掘削囲繞堤仮設に搬送する泥水Ａに対して凝集沈降剤としてポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄及び無機凝集沈殿処理材を一定の濃度で添加し、撹拌して凝集フロックと砂を沈降させることによって堆積物と海水との固液分離を行う。

更に、固液分離した上澄水の濁度を測定し、濁度が２度以下であることを確認した上で、多重不織布濾過槽による濾過をせずに直接海域に放流する。

一方、固液分離された高含水の沈降泥は前記図２において詳述したように、サンドポンプにより脱水処理槽３に搬送し、ドレーン材７に接続した真空ポンプ８の真空吸引によって水を吸引することによって圧密状態となり沈降泥Ｂは圧密沈下する。更に、沈降泥Ｂ表面に滲み出た滲出水Ｃとドレーン材７により吸引された水は、ろ過速度を調整した上で多重不織布濾過槽を通じ、濁度が２以下であることを確認した上で、海域に放流する。

また、脱水した沈降泥はバックフォー等の重機によって耕耘（沈降泥の天地変転）を行い、大気接触、自然乾燥を促し、硫化物、有機物の酸化を計り安定化した後に、産業廃棄物として安定型廃棄物処分場に埋立処理する。
なお、有機物が多い場合、天日乾燥効果が悪い気象状況次第では次亜塩素酸カルシウム、石灰等を散布し悪臭発生化合物の酸化を促進し対応する。

以上の構成より成る本発明の海底汚泥の除去処理方法では、除去底質に含まれる有機物質の固液分離後の事前予測測定を行い、海域に影響を及ぼさない濁度管理を行い、確認した上で、海域放流が可能となる。

また、固液分離された高含水の沈降泥は脱水、減容化された後に自然乾燥され、無害化あるいは、安定化によって、比較的確保可能な安定型処分施設での処理が可能となる。

これにより、臨海部、土砂処理処分場の不足現状に鑑み、地層処分後ガスの発生、あるいは含有物流出等の事態が生じないように脱水、減容化、好気性誘導を同時並行的に簡便な装置をもって行い、処理泥の大幅な減容化、同搬出作業の容易化及び安定化、無害化処理を可能とする。

１ 除去泥水運搬船
２ 凝集沈降プラント船
３ 脱水処理槽
４ 配水槽
５ 多重不織布濾過槽
６ 最終貯水槽
７ ドレーン材
８ 真空ポンプ

Claims (6)

1. 海底汚泥を浚渫回収する工程と、
   浚渫回収した海底汚泥に凝集沈降剤を添加し、攪拌することで土砂及びフロック沈降堆積物と海水を分離する工程と、
   分離した海水を不織布により濾過して放流する工程と、
   前記フロック沈降堆積物を脱水処理する工程とを備える
   海水汚泥の除去処理方法。
2. 海底汚泥を浚渫回収する工程と、
   浚渫回収した海水汚泥について、少なくともその余水中の硫化物濃度、有機物濃度、ダイオキシン濃度及びトリブチルスズ濃度を測定する工程と、
   前記測定の結果、海水汚泥の余水中の硫化物が０．１ｍｇ／ｇ以下、有機物が５％未満、ダイオキシンが１５０ｐｇーＴＥＱ/ｇ―ｄｒｙ未満、トリブチルスズが３００ｎｇ／ｇ未満である場合に、浚渫回収した海水汚泥に凝集沈降剤を添加し、攪拌することで土砂及びフロック沈降堆積物と海水を分離する工程と、
   分離した海水を不織布により濾過して放流する工程と、
   前記フロック沈降堆積物を脱水処理する工程とを備える
   海水汚泥の除去処理方法。
3. 分離した海水をポリエチレン系、あるいはポリエステル系の多重不織布により濾過して放流する
   請求項１または請求項２に記載の海水汚泥の除去処理方法。
4. 前記フロック沈降堆積物の脱水は、同フロック沈降堆積物内にドレーン材を配置し、真空ポンプにより脱水を行う
   請求項１、請求項２または請求項３に記載の海水汚泥の除去処理方法。
5. 土砂及びフロック沈降堆積物と海水を分離した後に、土砂及びフロック沈降堆積物を天日乾燥処理する
   請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の海水汚泥の除去処理方法。
6. 土砂及びフロック沈降堆積物と海水を分離した後に、硫化物酸化剤及び有機物酸化剤を添加して混合する
   請求項５に記載の海水汚泥の除去処理方法。

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