JP2011224528A - System for effectively utilizing eco-resource slag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エコ資源有効利用システム分野に関するものである。 The present invention relates to the field of effective use of eco resources.
本発明で使用の鉱石製錬工程で生成する鋼鉄スラグ、ごみ焼却施設で発生の焼却灰スラグ、下水処理施設で発生する汚泥スラグ、火力発電施設で発生するコークス焼却残渣、家畜類排泄糞尿焼却により発生の焼却灰スラグ等は、いずれも施設内の溶融高温燃焼炉で溶融スラグに生成加工されてきた。 Steel slag generated in the ore smelting process used in the present invention, incinerated ash slag generated in a waste incineration facility, sludge slag generated in a sewage treatment facility, coke incineration residue generated in a thermal power generation facility, livestock excrement manure incineration The generated incinerated ash slag has been produced and processed into molten slag in the melting high-temperature combustion furnace in the facility.
さらに、用途は主として土木工事用の路盤材、コンクリート製品、埋立て用骨材、天然砂利材の代替製品等に利用されてきた。 Furthermore, the use has been mainly used for roadbed materials for civil engineering work, concrete products, aggregates for landfill, substitute products for natural gravel materials, and the like.
また、スラグをブロック状に形成のうえ浄水を目的として海洋に沈設の上、珊瑚着床用や海草着床用等に利用されてきた。 In addition, slag has been formed into blocks and then submerged in the ocean for the purpose of water purification, and has been used for anchoring and seagrass landing.
さらに、従来の浄水材料として、特開平11−10140公開特許広報が開示されている。しかし、この水浄化材1の核部はセラミック粉体を造粒化したものである。 Furthermore, as a conventional water purification material, Japanese Patent Laid-Open No. 11-10140 is disclosed. However, the core of the
また、従来の浄水装置として特開平6−134454公開特許広報が開示されている。しかし、この浄水用セラミック6a6bは、本発明で使用する鉄鋼スラグ、ごみ焼却灰スラグ、下水汚泥スラグ、火力発電焼却スラグ、家畜類排泄糞尿焼却スラグをもとに形成されたものではない。 Moreover, Unexamined-Japanese-Patent No. 6-134454 patent publication is disclosed as a conventional water purifier. However, the ceramic 6a6b for water purification is not formed based on the steel slag, waste incineration ash slag, sewage sludge slag, thermal power generation incineration slag, and livestock excrement manure incineration slag used in the present invention.
前記、スラグ類を溶融スラグに生成する工程で、製鉄工場で、生成される鉄鋼スラグ約3,800万トン(年間)のうち約39万トン相当のスラグについては、溶融スラグに生成しても重金属等の有害物質が除去しきれず有効利用方法がないため、特別産業管理廃棄物として手つかずのまま国内の工場敷地内に保有されたままになっていた。 In the step of producing slag into molten slag, about 390,000 tons of slag equivalent to about 38 million tons (annual) of steel slag produced at an iron factory can be produced in molten slag. Hazardous substances such as heavy metals could not be removed and there was no effective method of use, so they were kept on domestic factory premises as special industrial management waste.
また、他のスラグも溶融スラグ骨材として路盤材等の代替コンクリート製品等のいわゆる陸上型土木製品として利用できても、汚染水浄化用の水域型土木製品の利用には不向きである、などの問題があった。 In addition, other slag can be used as so-called land-type civil engineering products such as alternative concrete products such as roadbed materials as molten slag aggregate, but it is not suitable for use in water-based civil engineering products for the purification of contaminated water, etc. There was a problem.
さらに、スラグをブロック形成して海洋に沈設し水質浄化を図りながら海草や珊瑚の着床を試みているケースがあるが、海水温の上昇や水域汚染等の引き金が要因で期待通りの成果が得られない、などの問題があった。 In addition, there are cases in which slag is blocked and submerged in the ocean, trying to settle seaweeds and dredges while purifying water quality, but the expected results are due to factors such as rising seawater temperature and water pollution. There were problems such as being unable to obtain.
本発明は、前記した有害物質含有スラグを含めて、スラグを直接に溶融、生成せずに無害化してエコ資源材に生成し、環境に全く負荷を与えずに大容量の汚染水域の浄化蘇生等に有効利用できるようにしたシステムを提供することを目的とするものである。 The present invention includes the above-mentioned slag containing harmful substances, and does not directly melt and produce slag, detoxify it to produce an eco-resource material, and purify and resuscitate large-capacity contaminated water areas without causing any environmental load. It is an object of the present invention to provide a system that can be used effectively.
本発明は製鉄所において生成するスラグのうち、有効利用不可能な有害物質含有の鉄鋼スラグを溶融スラグに生成せず、窯業用に使用する磁器土及び粘土などと夫々所定の割合で混練して適当大の胎土を形成させる。
乾燥後、窯業用高温焼却炉(窯)又は既設のスラグ溶融焼却窯で所定の温度と時間で焼成して素焼胎土を形成させる。
前記、素焼き胎土内部に、あらかじめ製造しておいた釉薬液を浸透させ乾燥させる。
乾燥した胎土を再び前記高温焼却炉(窯)等で所定の高温焼却温度と時間でガラス質に焼成させて有害物質をガラス質の内部に封じ込めて固形物濾材を形成させ、外部への溶出を完全に防止させる。The present invention does not produce steel slag containing harmful substances that cannot be effectively used in molten slag out of slag produced at steelworks, and is kneaded at a predetermined ratio with porcelain earth and clay used for ceramics. A suitable size of womb is formed.
After drying, it is fired at a predetermined temperature and time in a high-temperature incinerator for kilns (kiln) or an existing slag melting incinerator to form an unglazed soil.
The previously prepared glaze solution is infiltrated into the unglazed mortar and dried.
The dried embryo soil is again baked into glass at the specified high temperature incinerator (kiln), etc. at a predetermined high temperature incineration temperature and time to contain harmful substances inside the glass to form a solid filter material, and elution to the outside Let completely prevent.
前記、有害スラグの他、リサイクル可能な鉄鋼スラグ及び,請求項2記載のごみ焼却灰スラグ、請求項3記載の下水汚泥スラグ、請求項4記載の火力発電用コークス焼却残渣スラグ等の未加工スラグも前記と同様の方法で胎土を形成の上ガラス質に高温焼成させて濾材を形成させる。 Recyclable steel slag, waste incineration ash slag according to
請求項5記載の家畜類排泄糞尿燃焼スラグも前記と同様の方法で濾材を形成させるが,形成品を顆粒状に粉砕の上、土壌やコンポスト(堆肥)等と混ぜ合わせて土壌蘇生材に用いる。 The livestock excrement excrement combustion slag according to
請求項6記載の海洋砂丘浸食蘇生は前記、請求項1〜4記載の形成濾材を礫大に粉砕して浸食砂と混練して礫養浜資源材として利用する。 In the ocean sand dune erosion resuscitation according to
請求項7記載の既設下水用排水溝の浄化や悪臭除去には前記、形成濾材を籠等に内包して沈設又は懸架して使用する。 In order to purify the existing drainage drain for sewage according to
請求項8記載の河川、池、湖沼、海洋等の浄化蘇生には、前記形成濾材をスラグ水和コンクリートと混練の上、型枠に打設してコンクリート固形物に形成させ、表面を被水に接触可能な状態に洗い出し工法、又は掻き落し工法とによって形成させたものを、汚染水域の川上から川下の海洋に至るまでを連鎖的に沈設又は懸架使用する。 For purification and resuscitation of rivers, ponds, lakes, oceans, etc. according to claim 8, the formed filter medium is kneaded with slag hydrated concrete and cast into a mold to form a solid solid, and the surface is submerged. What is formed by the washing method or scraping method so as to be in contact with the water is laid or suspended in a chain from the upstream to the downstream ocean in the contaminated water area.
請求項9記載のインターロッキングブロックや外装タイル等の路面材においても、表面部を前記と同様の工法によって被水に接触可能な状態に形成して路面舗装材として使用する。 Also in the road surface material such as the interlocking block and the exterior tile according to claim 9, the surface portion is formed in a state where it can be contacted with water by the same construction method as described above, and is used as a road pavement material.
請求項10記載の家畜類排泄尿濾過においては、形成させたスラグ濾材を金属製籠等に内包のうえ,汚水ピット等に懸架させ排泄尿を濾過して悪臭やBOD成分等を除去し。正常な安全処理水として排出溝に流出させる。 In the livestock excretion urine filtration according to
請求項1記載の発明効果は、製鉄所で生成される鉄鋼スラグの内リサイクル不可能な有害物質含有スラグを既設スラグ溶融燃焼窯又は前記の第一工程から第五工程に至る工程によってガラス質の濾材資源を形成させ、汚染された水域に沈設投入することにより、汚染水を正常水に浄化蘇生させる効果があると共に、リサイクル不可能な有害スラグを無害化して、水質浄化資源として利用できるエコロジー効果があり、さらに既設のスラグ溶融燃焼窯を使用して浄化濾材を製造できる利点がある。 The effect of the invention described in
請求項2記載の発明効果は、ごみ焼却施設から発生するダイオキシン成分含有スラグを既設のごみ焼却場燃焼窯を使用、又は前記の第一工程から第五工程に至る工程によってガラス質の濾材資源を形成させ、前記と同様に汚染された水域に沈設投入することにより、汚染水を正常水に浄化蘇生させる効果があると共に、ダイオキシン成分含有スラグを無害化して水質浄化資源に利用できるエコロジー効果があり、さらに既設のごみ焼却プラント窯を使用して浄化濾材を製造できる利点がある。 The effect of the invention of
請求項3記載の発明効果は、下水処理施設から生成の有害成分含有の未利用スラグを、既設の汚泥スラグ溶融加工燃焼窯を使用、又は前記の第一工程から第五工程に至る工程によってガラス質の濾材資源を形成させ、前記と同様に汚染された水域に沈設投入することにより、汚染水を正常水に浄化蘇生させる効果があると共に、有害成分含有の未利用汚泥スラグを無害化して水質浄化資源に利用できるエコロジー効果があり、さらに既設の汚泥スラグ溶融加工燃焼窯を使用して浄化濾材を製造できる利点がある。 The effect of the invention of claim 3 is that unused slag containing harmful components generated from a sewage treatment facility is used by using an existing sludge slag melting processing combustion kiln, or by steps from the first step to the fifth step. By forming a filter medium resource of high quality and placing it in the contaminated water area as described above, it has the effect of purifying and reviving the contaminated water to normal water, and detoxifies unused sludge slag containing harmful components and water quality There is an ecological effect that can be used as a purification resource, and further, there is an advantage that a purification filter medium can be manufactured using an existing sludge slag melt processing combustion kiln.
請求項4記載の発明効果は、火力発電所から発生する石炭燃焼有害コークス残渣スラグを既設の火力発電用プラント窯を使用、又は前記請求項1〜3の固形物製造の第一工程から第五工程に至る工程によってガラス質の濾材資源を形成させ、前記と同様に汚染された水域に沈設投入することにより、汚染水を正常水に浄化蘇生させる効果があると共に、有害成分含有のコークス残渣スラグを無害化して水質浄化資源に利用できるエコロジー効果があり、さらに、既設の火力発電用プラント窯を使用して浄化濾材を製造できる利点がある。 The effect of the invention of
請求項5記載の発明効果は、家畜類が排泄した糞尿塊を採取して乾燥させた後、燃焼して発生したダイオキシン等含有の焼却灰スラグを、窯業用燃焼窯を使用して、前記請求項1〜3の固形物製造の第一工程から第五工程に至る工程によってガラス質の濾材資源を形成させたものを、粉砕機等で顆粒状に粉砕して土壌蘇生用の有機鋤き込み剤に利用できる効果があり、さらに土壌に降雨した雨水によって土壌内の有害物質を浄化して無害化させる作用をもつため、地下水の汚染を防止するエコロジー効果がある。 The effect of the invention of
請求項6記載の発明効果は、前記請求項1〜5の固形物製造の第一工程から第五工程によってガラス質の濾材資源を、礫状大に形成させたものを、高潮等による海浜砂丘の浸食被害場所に礫敷きすることにより、天然の海砂を自然に礫敷上に積もらせて砂丘を元の状態に蘇生させる効果があると共に、礫状に敷きつめたエコロジー資源濾材によって、汚染された海水を浄化する利点がある。 The effect of the invention of
請求項7記載の発明効果は、前記請求項1〜5の固形物製造の第一工程から第五工程によって製造したガラス質の濾材資源を籠容器等に内包のうえ、既設のU字型溝又は下水用排水溝に沈設又は懸架して使用し、排水溝等への流入悪臭物質の除去エコロジー資源として有効利用できる。悪臭の要因物質はアンモニア、トリメチルアミン等の塩基性系物質、硫化水素系の塩化水素やメチルメカプタン、中性系物質の二硫化ジメチル、硫化ジメチル、アセトアルデヒドなどの汚染水が排水溝に流入するため、排水構内に汚泥として沈殿して外部に悪臭として放出されるが、濾材エコロジー資源が前記した悪臭物質含有水と接触することにより、分解と破壊作用によって汚染水が蘇生されるため、悪臭を除去する効果があり、設置状態を常に保つことにより、悪臭放出の再発を防ぐ利点がある。 The invention effect of the seventh aspect is that the existing U-shaped groove is obtained by enclosing the glassy filter medium resource produced by the first to fifth steps of the solid production according to the first to fifth aspects in a container or the like. Alternatively, it can be used by being set up or suspended in a drainage drain for sewage, and effectively used as an ecological resource for removing malodorous substances flowing into the drainage. The odor-causing substances are basic substances such as ammonia and trimethylamine, hydrogen sulfide-based hydrogen chloride and methylmecaptane, and neutral substances such as dimethyl disulfide, dimethyl sulfide, and acetaldehyde that flow into the drainage channel. , It settles as sludge in the drainage premises and is released as bad odor to the outside. However, when the filter media ecology resource comes into contact with the above-mentioned water containing malodorous substances, the contaminated water is revived by decomposition and destruction, thus removing the bad smell. There is an advantage to prevent the recurrence of malodorous emission by always maintaining the installation state.
請求項8記載の発明効果は、前記請求項1〜5の固形物製造の第一工程から第五工程によって製造した濾材資源と製鋼工程で副産物として生成された鉄鋼スラブ及び高炉スラグの微粉末を水で混練し、水和反応によって固形形成して更に微粉砕したものと、土木建設用に使用する天然砂とを夫々所定の割合で混ぜ合わせ、水を加えて混練して適当の大きさと形状の型枠に打ち込んでコンクリート固形物を形成させ、半乾時に水圧を加えて洗い出し、又はワイヤーブラシ等で掻き落し等の工法によって混練した濾材部のみを外部に露出させ、水域沈設ブロックや波消しブロック、護岸工事用のブロック等に形成して、水源域の川上から最終流入域の川下の海洋に至るまでを連鎖的に利用して淡水や海水、汽水域等の汚染被水に接触させることによって、汚染水域の浄化蘇生ができる効果と共に、汚染物質の海洋への流入を未然に防止するエコロジー資源として有効利用できる利点がある。 The effect of the invention of claim 8 is that the fine powder of steel slab and blast furnace slag produced as a by-product in the steelmaking process and the filter media resource produced by the first to fifth steps of the solid production of
請求項9記載の発明効果は、前記請求項1〜5の固形物製造の第一工程から第五工程によって製造した濾材資源と製鋼工程で副産物として生成された鉄鋼スラブ及び高炉スラグの微粉末を水で混練し、水和反応によって固形形成して更に微粉砕したものと、土木建設用に使用する天然砂とを夫々所定の割合で混ぜ合わせ、水を加えてインターロッキングブロックやタイル形状の型枠に打ち込んで路面材を形成させ、前記と同様に水圧で洗い出し、又は掻き落し工法等によって混練した濾材部のみを外部に露出させた後、再び乾燥させた表面を研磨機などで研磨して平坦状に形成させ、通常のインターロッキングブロックや外装タイル舗装と同様の方法で、歩道等の路面の舗装材として使用することによって舗装路面のヒートアイランドの減少効果と共に、舗装路面に冠水する汚染物質等の浄化エコロジー資源として有効利用できる利点がある。 The effect of the invention of claim 9 is that the fine powder of the steel slab and blast furnace slag produced as a by-product in the steelmaking process and the filter media resource produced by the first to fifth steps of the solid production of
請求項10記載の発明効果は、牛や豚等の家畜類の排泄糞尿のうち、排泄尿処理方法において、前記請求項1〜5において形成されたスラグ濾材固形物と所定量の固形物を内包させるための金網等によって濾過装置を形成して前記家畜類排泄尿の濾過をくり返し行い前記排泄尿中に含有の有害なBOD成分の低減化を図ることによって、通常実施される排泄物処理工程が簡素化できる効果がある。さらに、環境に無害の排泄尿を河川等に放流できることになるため、家畜排泄物法の管理基準に満たない小規模家畜農家の垂れ流し汚染公害を未然に防止できるエコロジー資源として有効利用できる効果がある。 The effect of the invention of
前記した請求項1〜10に記載の発明を実施するための最良の形態は、一部に共通する部分があるため、以下通り一括して説明する。 Since the best mode for carrying out the invention described in the first to tenth aspects has a part in common, it will be described collectively as follows.
本発明システムの要を司るのは胎土に被水浄化機能の役割を担う釉薬液を浸透させて高温焼成させてガラス質の濾材エコロジー資源を形成させることにある。 The main point of the system of the present invention is to infiltrate the glaze solution, which plays a role of water purification function, into the soil and baked it at a high temperature to form a vitreous filter medium ecology resource.
しかし、本発明の汚染汚泥水の浄化還元濾材を有する濾材資源aは、従来の汚染、汚泥水の浄化還元濾材bとは,製造工程や作用,効果などが著しく異なる。 However, the filter medium resource a having the contaminated sludge water purification / reduction filter medium of the present invention is significantly different from the conventional contamination / sludge water purification / reduction filter medium b in the manufacturing process, operation, and effect.
前記した従来の濾材bを構成する陶器質核部3は第一工程で、所定量の粘土と磁器土とを1,000℃付近の高温度で所定時間焼成して陶器質に形成し、第二工程で、前記の陶器質胎土の表面部に釉薬液4を塗布し乾燥後1,200℃付近の高温度で所定時間焼成して磁器質濾材を完成させたものである。 The porcelain core part 3 constituting the above-described conventional filter medium b is a first step, in which a predetermined amount of clay and porcelain earth are fired at a high temperature around 1,000 ° C. for a predetermined time to form a porcelain. In two steps, the
しかも、陶器質核部3はその表面部1に釉薬液4を塗布しただけであり,そのため胎土内部にまで釉薬液4が十分に浸透しないままの状態で形成されていた。 Moreover, the ceramic core part 3 was simply formed by applying the
その結果、前記の濾材bは高温で陶器質状に形成され、内部まで釉薬液が十分に浸透されていないため、汚染、汚泥水の浄化還元作用が劣っていたり、破損した場合は機能が十分に果たせないなどの欠点があった。 As a result, the filter medium b is formed in a porcelain shape at a high temperature, and the glaze liquid is not sufficiently permeated into the inside, so that the function of purification and reduction of contamination and sludge water is poor or damaged. There was a drawback that it could not be fulfilled.
さらに、前記の濾材bを粉砕して粉末状にして使用した場合、前記濾材bの内部に前記釉薬液が浸透されていないため機能は著しく劣ることになる。 Further, when the filter medium b is pulverized and used as a powder, the function is remarkably inferior because the glaze liquid is not permeated into the filter medium b.
従って、本発明の濾材資源aは,前記した濾材bとはその製造過程や作用、効果等が著しく相違しているため、その具体的な工程を説明する。 Therefore, the filter medium resource a of the present invention is remarkably different from the filter medium b in its manufacturing process, action, effect, etc., and its specific steps will be described.
まず、濾材資源の要となる濾材aを形成するには、釉薬液を予め製造しておく必要があり、前記釉薬液について詳細に説明すると、以下の通りである。 First, in order to form the filter medium a which is a key of the filter medium resource, it is necessary to manufacture the glaze liquid in advance, and the glaze liquid will be described in detail as follows.
釉薬液の主成分は、例えば火山岩や玄武岩、花崗岩などの天然鉱石である。前記天然鉱石は多様な元素を豊富に含み、微細な連結多孔質構造と静電エネルギーを持ち、親水性があり、各種イオンの発生と酸化還元作用により、有害物質を無害な状態に変化させる作用がある。 The main component of the glaze liquid is natural ores such as volcanic rocks, basalts, and granites. The natural ore is rich in various elements, has a finely-connected porous structure and electrostatic energy, is hydrophilic, and acts to change harmful substances into harmless states through the generation of various ions and redox action. There is.
そして、珪素、アルミニウム、鉄などの分子がコロイド(小粒子状)化し、水の浄化、および活性化を促し、間接的に有害微粒生物の増殖を抑制する機能を持っている。 Then, molecules such as silicon, aluminum and iron are colloidal (small particles), promote the purification and activation of water, and have the function of indirectly suppressing the growth of harmful fine organisms.
本発明システムの釉薬液製造に使用する天然鉱石より検出された元素はSi、Al、Fe、Ca、K、Na、Ti、P、S、Mn、Cr、Sr、Cl、Rb、Zr、Ni、Y、Zn、Ga、As等である。 Elements detected from natural ores used for the glaze production of the system of the present invention are Si, Al, Fe, Ca, K, Na, Ti, P, S, Mn, Cr, Sr, Cl, Rb, Zr, Ni, Y, Zn, Ga, As and the like.
前記の天然石はその生成過程から層状または結晶時において、水分を含有している。 The natural stone contains moisture in the layered or crystallized state from the formation process.
静電エネルギーを効率よく外部に放射させるために、焼成窯で約800℃以上に除去水処理を行い、含有水の結晶体を除去する必要がある。 In order to efficiently radiate the electrostatic energy to the outside, it is necessary to perform removal water treatment at about 800 ° C. or more in a firing kiln to remove crystals of contained water.
そのため、天然鉱石を粉砕して総合的再構築温度を基準にした焼成温度で焼成して水分除去を行う。 For this reason, natural ore is crushed and fired at a firing temperature based on the total restructuring temperature to remove moisture.
これを窯業用釉薬(SrO、TiO2、CoO、FeO、Fe2O3等)を基に鉱物成分90〜95重量%と釉薬成分5〜10重量%、又は80〜95重量%釉薬成分5〜20重量%をそれぞれ配合して、混練後、熟成をさせると釉薬液が完成する。This glaze for ceramics (SrO, TiO 2, CoO, FeO, Fe 2 O 3 , etc.) 90-95% by weight mineral component based on the glaze ingredients 5-10% by weight, or 80 to 95% by
以上が本発明において使用する釉薬液4である。 The above is the
つぎに、汚染被水の浄化を司る胎土Pについて詳細に説明する。 Next, a detailed description will be given of the fetus soil P that controls purification of contaminated water.
胎土の形成は、夫々のスラグ生成過程において発生したスラグに、窯業用の磁器土、窯業用粘土とにより混練して行う。 The formation of the embryo soil is carried out by kneading the slag generated in each slag generation process with porcelain earth for ceramics and clay for ceramics.
本発明においての前記胎土pの大きさは形状的に限定はしないが、棒状若しくは球状で直径が約10mmから15mmで手作業で行う。 Although the size of the embryo soil p in the present invention is not limited in shape, it is rod-shaped or spherical and has a diameter of about 10 mm to 15 mm, and is manually performed.
胎土の混合比率は、スラグ微粉砕20〜25重量%磁器土40〜45重量%粘土40〜45重量%附近の割合で混練して形成させる。 The mixing ratio of the embryo soil is formed by kneading at a ratio in the vicinity of 20 to 25 wt% porcelain earth 40 to 45 wt% clay 40 to 45 wt% slag finely pulverized.
前記胎土を乾燥後高温焼成窯(炉)で600℃〜800℃附近の温度で12〜15時間かけて焼成させて陶器質ではなく、釉薬液が内部まで十分に浸透し易いように素焼質の胎土を形成させる。 After the above-mentioned soil is dried, it is baked in a high-temperature baking kiln (furnace) at a temperature in the vicinity of 600 ° C. to 800 ° C. for 12 to 15 hours, so that the glaze solution is easily penetrated into the interior rather than the ceramics. Form fetus soil.
そして、形成後の素焼質胎土全体に前記で製造した釉薬液を内部にまで浸透させて再び乾燥させる。 Then, the glaze solution produced as described above is infiltrated into the entire unglazed porcelain soil after the formation to be dried again.
乾燥後の釉薬液浸透胎土rを再び高温焼成窯(炉)で1,200〜1,300℃附近の高温で12〜15時間かけて焼成して、ガラス質の濾材aを形成させる。その結果、前記有害物質であるスラグsがガラス質内部2に封じ込められ、外部に全く溶出しなくなる。 The dried glaze-penetrating earth r is again baked in a high-temperature baking kiln (furnace) at a temperature near 1,200 to 1,300 ° C. for 12 to 15 hours to form a glassy filter medium a. As a result, the slag s, which is a harmful substance, is contained in the
高温焼成には本発明においては、窯業用で使用する焼成窯kを使用するが、スラグ溶融生成に用いる既設の焼成窯を使用できる。 In the present invention, the firing kiln k used for the ceramic industry is used for high-temperature firing, but an existing firing kiln used for slag melting can be used.
さらに、前記濾材aは、汚染、汚濁水の浄化還元用としてそのまま使用したり、あるいは粉砕して使用する。微粉砕使用した場合でも、本発明濾材aは、素焼胎土pの形成後、前記釉薬液4を内部まで隈なく浸透させるので、微粉砕末にも、汚染、汚濁水等の浄化還元機能を十分に発揮できる。 Further, the filter medium a is used as it is for purification and reduction of contaminated or contaminated water, or is used after being pulverized. Even when finely pulverized, the filter medium a of the present invention allows the
つぎに、前記で形成させた濾材を汚染被水中に沈設して、汚染水を浄化するメカニズムについて説明する。 Next, a mechanism for purifying the contaminated water by sinking the filter medium formed as described above in the contaminated water will be described.
本発明のスラグ類を濾材化したエコ資源濾材aは図2のように汚染水に接触させることによって、触媒反応により被処理体成分を高度に分解、破壊して有害物を無害化したり、悪臭を除去したり、汚染水を正常化させる機能を発揮する。 The eco-resource filter medium a obtained by converting the slag of the present invention into a filter medium is brought into contact with contaminated water as shown in FIG. It functions to remove water and normalize contaminated water.
さらに、濾材a全体が複数の天然鉱石を主成分とした釉薬液でガラス化されていることにより、天然鉱石と同等及びそれ以上のメカニズムをもつからである。 Furthermore, because the entire filter medium a is vitrified with a glaze liquid mainly composed of a plurality of natural ores, it has a mechanism equivalent to or higher than that of natural ores.
さらに、本発明の濾材aの触媒反応による分解方法は、他の方法は処理能力が小さいことや遅いことに短所があるが、本発明のシステムは処理能力が大きく、しかも早いことに大きな長所がある。 Furthermore, the decomposition method by catalytic reaction of the filter medium a of the present invention has the disadvantages that the other methods have a small processing capacity and are slow, but the system of the present invention has a large processing capacity and also has a large advantage in that it is fast. is there.
前記理由は、濾材全体に釉薬を浸透させてガラス質に高温焼成(溶融)させたことによって、釉薬液成分4が特有の赤外線エネルギーを持つことになり、その濾材a表面に特定の光波を受けると特定のところでその光波を吸収する機能を発揮するからである。 The reason for this is that the
そして、被水にも特有の光波の吸収波長があって、正常な水と汚染した水では吸収する波長が異なり、水が吸収する波長と光波の波長が合致すると共鳴を起こし、濾材の静電エネルギーが水に移行(偏角・伸縮振動)して触媒反応によって分解、破壊するためである。この作用は淡水にも海水にも同様である。 Also, there is a characteristic light wave absorption wavelength in the wet water, and the absorption wavelength differs between normal water and contaminated water. When the wavelength absorbed by water matches the wavelength of the light wave, resonance occurs, and the electrostatic capacity of the filter medium This is because energy is transferred to water (declination / stretching vibration) and decomposed and destroyed by catalytic reaction. This effect is similar to fresh water and seawater.
さらに、完成した濾材aに赤外線静電エネルギー波長の存在することは「赤外線分光放射率試験」(図22)の分析で説明されている通りで、しかも、この静電エネルギーは無限であるため、濾材が消滅しない限りこのエネルギーは及ぼし続け、被水はこれを受け続けることになり、他の「付着・吸着」方法では目詰りのため、いちいち保守管理する必要があるのに対し、本発明の「分解・破壊」の方法は寿命が長く、メンテナンスが不要のため半永久的に全水域等に使用できる。 Further, the existence of infrared electrostatic energy wavelength in the completed filter medium a is as explained in the analysis of the “infrared spectral emissivity test” (FIG. 22), and since this electrostatic energy is infinite, As long as the filter medium does not disappear, this energy will continue to be applied, and the water will continue to receive this. In other “adhesion / adsorption” methods, it is necessary to maintain and manage each time due to clogging. The “decomposition / destruction” method has a long life and requires no maintenance, so it can be used semi-permanently in all water areas.
また、本発明の濾材aは、汚染被水の浄化を目的の一つとしている理由は、近年、海水温の上昇により海洋の磯焼けが拡大して漁業被害が増大しているが,海水温の上昇要因は地球温暖化によるものだけではなく、水域汚染が海水温上昇の引き金になっていることが明らかになっているからである。 In addition, the reason why the filter medium a of the present invention is one of the purposes for purification of contaminated water is that, in recent years, the burning of the ocean has increased due to the rise of seawater temperature, and the damage to fishery has increased. The reason for the increase is not only due to global warming, but it is also clear that water pollution has triggered the rise in seawater temperature.
即ち、汚染水域は、太陽熱を異常に吸収するため、プランクトンの発生率が増大し、エチゼンクラゲ等の漁害類の発生は特に、汚染海域で発生していることも明らかになっているなど、汚染水域の浄化蘇生は喫緊の課題となっているため、浄化濾材の活躍が大きく期待されている。 In other words, the polluted water area absorbs solar heat abnormally, so the incidence of plankton increases, and it is clear that the occurrence of fish damage such as Echizen jellyfish occurs especially in the polluted sea area. Purifying rejuvenation of water is an urgent issue, so the purifying filter media is expected to play an active role.
そして、本発明の浄化濾材aはその使用頻度が拡大することにより、本発明に使用する無害化したスラグ類の用途が増大すると共に、従来の陸上土木型から水域土木型製品へとシフトされることによってスラグの用途価値も高まるため、「水域土木」という新しいビジネスを創出するきっかけにもなり得る。 And the use frequency of the purification filter medium a of this invention increases, and while the use of the detoxified slag used for this invention increases, it shifts from the conventional land civil engineering type to an aquatic civil engineering type product. As a result, the use value of slag is also increased, which can be a chance to create a new business called “Aquatic Civil Engineering”.
また、浄化濾材aは一般に籠6やネット等に内包して濾材が被水に接触可能な状態にして、水域に沈設して使用したり、排水溝9等の下水管に懸架して使用すると、浄化と共に悪臭も同時に除去する効果がある。 Further, the purification filter medium a is generally contained in a
また、請求項8記載のように、濾材aと水和コンクリートとを混練して成形後、濾材aが被水に接触可能な状態にコンクリート形成品7の表面を、洗い出し工法、掻き落し仕上げ27とによって露出させ形成させる。 In addition, as described in claim 8, after the filter medium a and the hydrated concrete are kneaded and formed, the surface of the concrete-formed
さらに、前記成形製品7を海洋浄化だけに使用せず図5のように海洋jに流出する全水域の川上から川下に至るまでの水域経路に連鎖的に使用することにより、海洋への汚染物質の流入を未然に防止できる効果がある。 Further, the molded
即ち、全水域を浄化することにより、海洋jは元の状態、つまり正常の状態に蘇生されるため、磯焼け拡大をくい止めて海藻類の繁茂を促す役割を担う効果が期待できる。 In other words, by purifying the entire water area, the ocean j is revived to its original state, that is, a normal state. Therefore, it can be expected to play the role of preventing the expansion of burning and promoting the growth of seaweeds.
さらに、濾材aは水域浄化のほかに請求項6記載の海洋砂丘浸食蘇生材として使用できる。 Furthermore, the filter medium a can be used as a marine dune erosion resuscitation material in addition to water purification.
近年の砂丘浸食は、海水上昇や高波によって発生し、全国の海洋に接する地域で毎年、160ヘクタール(東京ドーム約34個分)が浸食し続けていることが明らかになっている。 Sand dune erosion in recent years has been caused by rising seawater and high waves, and it has become clear that 160 hectares (about 34 Tokyo Domes) continue to be eroded every year in areas that touch the ocean throughout the country.
そして、波消しブロックを設置しても浸食防止効果はないが、礫敷きすれば、礫のすき間に海砂がたまり、約2ヶ月で砂が浜に戻ってくることが明らかになっているため、本発明の濾材aをφ10〜20の礫状に形成、または形成濾材を礫状大に粉砕して敷きつめることにより、濾材aを礫養浜資材として利用できる効果がある。 And even if a wave-blocking block is installed, there is no erosion prevention effect, but if it is laid on gravel, it is clear that sea sand accumulates in the gravel gap and the sand returns to the beach in about two months. The filter medium a according to the present invention is formed into a gravel shape having a diameter of 10 to 20, or the formed filter medium is crushed into a large gravel shape and laid, thereby providing an effect that the filter medium a can be used as a gravel beach material.
また、本発明の濾材aは、前記した洗い出し工法、掻き落し仕上げによって表面を研磨28して、インターロッキングブロック26や外装タイル29等の路面舗装材として使用ができる。 Further, the filter medium a of the present invention can be used as a road pavement material such as the interlocking
さらに、本発明濾材aを舗装材として使用した場合、路面に冠水した汚染水を除去して河川等への汚染水の流入を未然に防止する効果が期待できる。 Furthermore, when the filter medium a of the present invention is used as a paving material, it can be expected that the contaminated water flooded on the road surface is removed to prevent the contaminated water from flowing into the river.
また、白色スラグの素材色彩効果によって太陽熱を反射するため、大都市圏のヒートアイランド現象を低下させる効果が期待できる。 Moreover, since solar heat is reflected by the material color effect of white slag, the effect which reduces the heat island phenomenon of a metropolitan area can be expected.
さらに、請求項5記載の家畜類糞尿燃焼スラグを濾材aに形成したものを顆粒状21に粉砕し、土壌24に鋤込んで使用することにより、土壌蘇生材として利用できる。 Furthermore, what formed livestock manure combustion slag of
土壌24は、農薬や酸性雨等で機能を失っている。有機農業等でコンポスト22により回復させようと試みているが、土壌そのものが農薬等で損なわれているケースでは、コンポストだけでは蘇生されないのが現状である。 The
そこで、本発明顆粒状濾材21は、既存畑土20、コンポスト22とを混合して、畑土20に鋤きこむと、混合土壌23となり、降雨や散水による濾材aのスペクトルが被水スペクトルに相応してコンポスト22の腐植熟成を促進させ、発酵作用によりミミズや微生物を増殖させるため、農薬等で損なわれた土壌を元の土壌に蘇生する効果が期待できる。 Therefore, the
また、本発明の顆粒状濾材21をさらに微粉末状にして水に混和のうえ、散水具等で撒布することにより、土壌改質と肥沃化を図ることも可能になる。25は、混合土壌23によって作付けされた農作物である。 Further, the
請求項10記載の家畜類排泄尿濾過において、本発明濾材aを濾過籠6に内包のうえ、上部から排泄尿を浸透濾過させることを2〜3回くり返すと、短時間で排泄尿の悪臭が除去できる。16は濾過ピット、17は排泄尿誘導管、18は濾過水貯蔵部、19は排水管である。In livestock excretion urine filtration according to
前記、排泄尿の汚染度合いのBOD値を計測したところ、好気的バクテリアが排泄尿中の有機物を酸化分解するのに要する酸素量が原水と比較して大きく減少している結果が判明した。
これにより、家畜排泄尿の直接放流による河川等の汚染がくい止められる効果と共に、畜産業経営者や住民に対して悪臭への悩みの解消へつながる効果がある。When the BOD value of the degree of contamination of excreted urine was measured, it was found that the amount of oxygen required for aerobic bacteria to oxidatively decompose organic matter in excreted urine was greatly reduced compared to raw water.
This has the effect of preventing river pollution due to the direct release of livestock excretion urine, as well as the effect of eliminating the foul odor for livestock industry managers and residents.
さらに、本発明の実施例について、その具体的な内容を各図面に基づいて説明すると以下の通りである。 Further, the specific contents of the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図4は前述した通り、未利用スラグsをもとにして本発明濾材aを形成させる工程において、カゴ等に内包して使用する6と、家畜排泄尿を濾過して使用する濾過ピット16と、顆粒状に粉砕して土壌中に鋤込み使用する21と、浸食砂丘に使用する30ならびに、前記濾材aと水和コンクリートと混練して使用する成形品7と、前記混練によって形成される掻き落し27と、前記27を研磨して形成される28をそれぞれの使用目的別に図解して、本発明システム全体像をフローチャートで示したものである。 As shown in FIG. 4, in the process of forming the filter medium a of the present invention based on the unused slag s, 6 is used by being included in a basket or the like, and the
図5は、本発明の濾材資源a及び前記濾材とコンクリートで混練成形品7等を、それぞれの水域に,連鎖的に使用することにより、それぞれの水域環境の浄化を達成させながら、最終水域の海洋水域の蘇生を実現させるシステムをイメージ図で示したものである。 FIG. 5 shows the use of the filter medium resource a according to the present invention and the filter medium and concrete kneaded molded
図6は、既設の下水用排水溝の蓋部10にカゴ6に濾材aを内包して懸架し、排水構内に流入する被水を浄化還元したり、前記排水構内から発生する悪臭を除去することを示したものである。この方法により、浄化や悪臭除去機能をもたない排水溝が機能をもつことになるため、排水溝から放流される排水により河川等が汚染される心配がなくなる。 FIG. 6 shows that a filter medium a is enclosed in a
図7は、本発明濾材a及び濾材粉砕微粉末を混練のうえ、固化させて筏材11を形成させ、海水と淡水の交わる汽水域に沈設して使用することを示したものである。汽水域は魚介類が産卵する重要な場所であるが、近年、水域汚染が要因で産卵する場所がないため、魚介類減少の要因にもなっている。筏材による産卵場所設置により、魚介類は浄化蘇生された沈設筏cのすき間を利用して産卵できる利点を有している。 FIG. 7 shows that the filter medium a of the present invention and the filter medium pulverized fine powder are kneaded and solidified to form the dredged
図8は、濾材aとコンクリート混練形枠形成品7の掻き落しの状態27を示したものであるが、濾材表面部12を被水との接触を容易にするための工法である。河川に使用の場合は自然石と同様に並列に沈設して使用し、池や湖沼、海洋等に沈設使用のときは、積み重ねて使用することにより魚礁14が構築できる FIG. 8 shows the scraped
図9は前記の成形品7を積み重ねて沈設使用し、魚礁14を構築した状態を示したものであるが、海藻類や珊瑚の胞子等が経年により着床して藻場を形成させるため、磯焼け水域を蘇生させる効果がある。 FIG. 9 shows the state in which the molded
図10は、前記の図8で示したコンクリート混練形枠成形品7を海底にモザイク状に沈設して、龍宮城などのモザイク画を描きながら、海洋浄化と藻場蘇生を実施することで、パブリックに海洋汚染浄化訴求のメッセージ発信に役立つことができる。 FIG. 10 shows the concrete
図11は、無害の鉄鋼スラグ水和コンクリートによる「イソギンチャク」をイメージして、擬似珊瑚形成品7をつくり、海洋に沈設して使用する実施例である。前記の図7の筏材形成と同様に、濾材粉砕微粉末と水和コンクリートを混練のうえ、型枠を製造して流し込んで形成させることも可能であり、植桝部の孔には濾材aを内包させることにより、海洋水域の浄化とPH値を安定させる利点がある。 FIG. 11 is an example in which an artificial sea
図12は、前記した擬似珊瑚形成品を海底に並列して沈設して、海底に幾何学模様の珊瑚礁を形成し、珊瑚の胞子を自然着床させることも可能である。 In FIG. 12, it is also possible to deposit the above-mentioned pseudo coral-formation product in parallel with the sea floor to form a coral reef with a geometric pattern on the sea floor, and to allow the coral spores to naturally land.
図13は、無害の鉄鋼スラグ水和コンクリート又は、前記濾材aの微粉砕末と混練してコンクリート製容器を形成させ、容器内部に濾材aを内包させた状態で、池や湖沼、海洋等に沈設して夫々の浄化蘇生を図ることができる。特に、海洋は、ワカメやコンブ等の生育繁茂に不可欠の窒素やリン、鉄分等の栄養分が不足していることが明らかになっているため、前記容器内に腐植土塊やサプリメント形状の栄養分を内包して補給することが可能である。 FIG. 13 shows harmless steel slag hydrated concrete or a pulverized powder of the filter medium a, and a concrete container is formed. The filter medium a is contained inside the container, and the pond, lake, marine, etc. It can be sunk to purify and regenerate each. In particular, it has been clarified that the ocean lacks nutrients such as nitrogen, phosphorus, and iron that are essential for the growth and growth of seaweed and kombu. And can be replenished.
図14は前記のコンクリート製容器14の沈設積上げにより、魚礁を構築させることが可能である。 In FIG. 14, it is possible to construct a fish reef by laying and stacking the
図15は、使用済み古タイヤ又は廃棄タイヤ15をリサイクル活用して、湖沼や海洋等の水域に沈設させるが、古タイヤのままで使用すると、ごみとして廃棄したものと看做される恐れがあるため、タイヤ表面部には、麻材等の植物繊維材を下地材として吹付けるか、予め、海草、藻類gの刻み片を吹付け、陸上で発根させた後、濾材aを内包してパンチングメタルfで蓋をした状態で海洋等に沈設実施すると、前記のコンクリート製容器と同様のリサイクル魚礁が実現できる。
図16は前記タイヤの切欠断面を示し、15は廃棄タイヤ、gは海草藻類吹付植栽、aは濾材内包fはパンチングメタル等の蓋である。FIG. 15 shows that used old tires or discarded
FIG. 16 shows a cutaway cross section of the tire, 15 is a waste tire, g is seaweed algae spray planting, a is a filter medium inclusion f is a cover such as punching metal.
図17は、濾材aを使用した家畜類排泄尿濾過装置図であるが、濾材aを籠等に内包した濾過ピット16に上部から排泄尿を放流させ、排泄尿中に含有する大腸菌やBOD値を減少させる目的のものである。近年、河川等に直接排泄尿が放流されるケースが多く、河川等の汚染要因となっているが、小規模畜産農家については管理基準適用外であり、こうしたケースが後を絶たないため、当装置はこれらの小規模畜産農家の家畜類排泄尿放流手段に対応するためのものである。 FIG. 17 is a view of a livestock excretion urine filtration device using the filter medium a. The excretion urine is discharged from the upper part of the
図18は、濾材aを顆粒状に粉砕21して土壌蘇生状態を示したものであり、土壌24に鋤き込んで使用することにより、土壌を農薬に頼らず自然の状態に蘇生させる目的と、降雨によって農薬が土壌を介して地下水を汚染させているため、濾材aにより土壌中の汚染水を正常な状態に還元させることを目的として実施するものである。 FIG. 18 shows a soil resuscitation state by pulverizing the filter medium a into a
図19は、濾材aを礫養浜に形成した実施例図であるが近年、高波による浸食砂丘30の被害が増大しているため、濾材aを浸食砂丘被害域に礫敷き使用することにより、砂浜の蘇生と、海洋浄水化を同時に実施し、砂丘と海洋jを元の状態にとり戻すことを目的として実施するものである。 FIG. 19 is an embodiment diagram in which the filter medium a is formed on a gravel beach, but in recent years, damage to the
図20は歩行用路盤材の斜視図であるが前記の図8と同様の方法で濾材aとスラグ水和コンクリートで混練し、型枠に打ち込んで形成させた後、表面部を掻き落し27工法によって濾材aを露出させ、乾燥後に固化したものをそのままの状態でインターロッキングブロック26として使用することも可能であるが、歩行の安全性を考えて、表面部を研磨機で研磨28して平坦にした状態で使用する。
インターロッキングブロック等の路盤材への利用は混練した白色のスラグの光反応効果によって路面冷却効果のあることは以前から知られているため、都市部のヒートアイランド対応製品になり得る。
図21は、前記と同様の工法で形成された外装タイルの斜視図であり、前記と同様の効果がある。FIG. 20 is a perspective view of the roadbed material for walking, but after kneading with filter medium a and slag hydrated concrete in the same manner as in FIG. It is possible to expose the filter medium a and solidify after drying, and use it as it is as the interlocking
Since it has been known for a long time that the use of interlocking blocks or the like for roadbed materials has a road surface cooling effect due to the light reaction effect of the kneaded white slag, it can be a heat island product in urban areas.
FIG. 21 is a perspective view of an exterior tile formed by the same method as described above, and has the same effect as described above.
a 濾材
b 濾材
c 沈設筏
d 珊瑚体
e コンテナ容器
f パンチングメタル
g 海草藻類
h 海砂
j 海洋
k 燃焼窯
p 胎土
s スラグ
r 素焼胎土
1 表面部
2 内部
3 陶器質核部
4 釉薬部
5 釉薬ガラス質成分
6 籠
7 成形品
8 懸架金具
9 排水溝
10 蓋
11 筏材
12 濾材表面部
13 鉄筋
14 魚礁
15 廃棄タイヤ
16 濾過ピット
17 排泄尿誘導管
18 濾過水貯蔵
19 配水管
20 既存畑土
21 顆粒状粉砕濾材
22 コンポスト
23 混合土壌
24 土壌
25 農作物
26 インターロッキングブロック
27 掻落し仕上げ
28 研磨仕上げ
29 外装タイル
30 浸食砂丘a Filter medium b Filter medium c Precipitation container d Container e Container container f Punching metal g Seaweed algae h Sea sand j Ocean k Combustion kiln p Soil r Slag
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JP2017000943A (en) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | 株式会社大林組 | Turbid water treatment apparatus and turbid water treatment system |
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- 2010-04-21 JP JP2010110617A patent/JP2011224528A/en active Pending
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