JP2015081204A - 固化剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、汚泥中の汚泥水と固形物とを速やかに分離すると共に、固形物を速やかに固化し、１０重量部程度の添加であっても安定した形での固形物固化が達成でき、しかも分離水の浄化をも行え、処理後の固形物の性状を改質して安定した固形物の分離ができる固化剤を提供することを目的とする。【解決手段】本発明による固化剤は、ペーパースラッジが２０乃至６０重量部、無水石膏が１０乃至４０重量部、硫酸バンドが１０乃至３５重量部、消石灰が４乃至１５重量部、ソーダ灰が５乃至１５重量部、ポルトランドセメントが１乃至１０重量部、高分子ポリマーが０．５乃至７重量部、チオ硫酸ソーダが１乃至７重量部、硫酸第１鉄が０．５乃至６重量部、シリカが０．３乃至６重量部を含んで配合構成されたことを特徴とする。【選択図】 図１
Description
本発明は、例えば、高い含水比率であり、かつ汚泥などの固形物を含む汚泥水を急速に脱水し、かつ前記汚泥などの固形物を固化させるいわゆる高含水比濃縮汚泥の処理などを対象とした固化剤に関するものである。
すなわち、前記高含水比をなす濃縮汚泥を急速に吸湿脱水分離し、当該濃縮汚泥中に含有する固形物などを安定した固体として分離するものである。
即ち、当該濃縮汚泥中の水分を急速に脱水して水と固形物とに分離するとともに前記固形物を安定した疎水性に富んだ脱水汚泥にし、さらに、該脱水汚泥は再び水に溶解し崩壊することがない固体とする固化剤に関するものである。
従来、濃縮汚泥中に存する固形物の固化処理法としては、一般にセメント系または石灰系のものを多量に添加し水和反応によって固定する方法が採用されている。
概ね処理対象物が無機系成分で構成されている場合には、セメント系のものが選択され、有機系成分で構成されている場合には石灰系のものが選択される。
セメント系または石灰系による水分処理は、単なる水分の吸収による自己硬化反応であるので処理対象物中の含水量によって添加量が決められるが、通常３０乃至４０重量部前後必要とすると言われている。
濃縮汚泥の脱水に関する従来のもう一つの処理法としては脱水機を使用する場合があるが、かかる場合は、凝集剤（無機系または有機系）の添加量が多量に必要となるばかりか、脱水が困難になるなどの課題がある。
本発明は、前記従来の課題に対処すべく創案されたものであって、汚泥中の汚泥水と固形物とを速やかに分離すると共に、固形物を速やかに固化し、１０重量部程度の添加であっても安定した形での固形物固化が達成でき、しかも分離水の浄化をも行え、処理後の固形物の性状を改質して安定した固形物の分離ができる固化剤を提供することを目的とするものである。
本発明による固化剤は、ペーパースラッジが２０乃至６０重量部、無水石膏が１０乃至４０重量部、硫酸バンドが１０乃至３５重量部、消石灰が４乃至１５重量部、ソーダ灰が５乃至１５重量部、ポルトランドセメントが１乃至１０重量部、高分子ポリマーが０．５乃至７重量部、チオ硫酸ソーダが１乃至７重量部、硫酸第１鉄が０．５乃至６重量部、シリカが０．３乃至６重量部を含んで配合構成された、
ことを特徴とし、
または、
前記のポルトランドセメントは、普通、早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩の各種ポルトランドセメントのいずれかの一種またはいずれかのセメントを選択しての混合である、
ことを特徴とするものである。
ことを特徴とし、
または、
前記のポルトランドセメントは、普通、早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩の各種ポルトランドセメントのいずれかの一種またはいずれかのセメントを選択しての混合である、
ことを特徴とするものである。
本発明にかかる固化剤によれば、汚泥中の汚泥水と固形物とを速やかに分離できると共に、固形物を速やかに固化し、１０重量部程度の添加であっても安定した形での固形物固化が達成でき、しかも分離水の浄化が図れ、処理後の固形物の性状を改質して安定した固形物の分離ができるとの優れた効果を奏する。
本発明による固化剤の生成に際しては、まず、ペーパースラッジが２０乃至６０重量部配合される。
このペーパースラッジ(paper sludge)は、例えば、製紙工程で排出される廃棄物であり、セルロースを含む繊維物が主成分であり、最近ではこれを焼却してできる炭化物(PSC)が更なる有効資源として注目されている。
そして、炭化させたペーパースラッジ灰(PSC)は、表面が多孔質になっていて、そのため、消臭剤・化学物質吸着材など多岐にわたる用途が期待されており、本発明ではこのペーパースラッジを２０乃至６０重量部配合するものとする。
次に、無水石膏が１０乃至４０重量部、配合される。無水石膏とは、結晶水を持たない硫酸カルシウムで、可溶性無水石膏（III型無水石膏）と不溶性無水石膏（II型無水石膏）がある。半水石膏を加熱（180℃〜190℃）して得られる可溶性無水石膏は、空気中の水分を吸着して半水石膏に戻る。一方、不溶性無水石膏は天然に存在するが、二水石膏を300℃〜700℃で焼成することでも得られる。不溶性無水石膏は水を加えても容易に水和反応しないが、凝結促進剤を加えて硬化させることができる。本発明では、可用性無水石膏が用いられるものとなる。
また、硫酸バンドが１０乃至３５重量部、配合される。当該硫酸バンドは、本発明において汚泥水中の浮遊物を沈降させるために用いられる。
次に、消石灰が４乃至１５重量部、配合される。消石灰の原料は石灰石であり、該石灰石は粉砕・焼成・加水(消化)等の工程を経る事で、炭酸カルシウム(炭カル)、生石灰、消石灰と名前を変え、使用方法も変わる。生石灰に加水して消化、熟成させたものが消石灰となる。
CaO(酸化カルシウム)＋H2O(水)→Ca(OH)2(水酸化カルシウム)
形状は白色の微粉体で、粒径は150μm以下が主体となる。かさ比重は0.4〜0.55程度、難溶解性であるが、スラリーにすると強いアルカリ性を示す。
形状は白色の微粉体で、粒径は150μm以下が主体となる。かさ比重は0.4〜0.55程度、難溶解性であるが、スラリーにすると強いアルカリ性を示す。
飲料水のpHは5.8〜8.6と規定されている為、原水の酸性度が高い場合に消石灰の強いアルカリ性を利用してpH調整(中和)目的に凝集池や沈殿池に注入される場合がある。但し、消石灰は粉体を溶解する手間がかかりハンドリングの悪さから原水のpH調整用途で使用されている現場は少なくなっている。むしろ赤水防止及び配管内壁に被膜を作る目的で配水池に消石灰を注入する事例が増えている。また、家庭から出た排水は下水処理場で処理されるが、反応槽で微生物により分解された汚泥を凝集沈殿させる際に、消石灰は、他の無機凝集剤等と併せて使用される。又、脱臭・殺菌目的で注入する場合もある。
さらに、ゴミ焼却場等の排ガス中のSOxやHCl除去用途で消石灰が使用されており、またバグフィルターで回収した飛灰から砒素等の不純物が溶出するのを防止する目的で灰加湿器に粉末消石灰を供給する用途もある。ごみ固形燃料(RDF)成型用途では、殺菌作用を利用して微生物による発酵を抑える為に消石灰を混合する。
その他、製糖工場で砂糖を精製する際に、高濃度の砂糖水溶液に消石灰を加え二酸化炭素(CO2)を吹き込み、炭酸カルシウム(CaCO3)を生成し、不純物を吸着して沈殿除去するのに使用されている。この様に、活躍の場面は多岐に渡り、本発明の固化剤においても汚泥水の存する固形物を凝集沈殿させるに際し重要な役目を果たしている。
次に、ソーダ灰が５乃至１５重量部、配合される。ソーダ灰とは炭酸ナトリウムであり、当該ソーダ灰はガラス原料、石けん、洗剤、無機化学向け原料あるいは食品添加物用途など幅広い分野で利用される。本発明では、主に、水処理助剤として使用される。
また、ポルトランドセメントが１乃至１０重量部、配合される。
一般に「セメント」とは「ポルトランドセメント」を指標し、特に普通ポルトランドセメントを指している。これは、普通ポルトランドセメントの用途範囲が非常に広く、「オールラウンドなセメント」と指標されるからである。
しかしながら、本発明においてポルトランドセメントには、普通、早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩の各種ポルトランドセメントのいずれかの一種またはいずれかのセメントを選択して混合されたものを指標する。
次に、高分子ポリマーが０．５乃至７重量部、配合される。高分子ポリマーは、少ない使用量であっても優れた凝集効果を発揮する。またＰＨ値により効果の変化があり、中性からアルカリ性を示す汚泥水の分離処理に優れている。
高分子ポリマーとしては、ポリアクリルアミド加水分解物、ポリアクリル酸ソーダ・アミド誘導体などが挙げられる。
次に、チオ硫酸ソーダが１乃至７重量部、配合される。チオ硫酸ソーダとは別名チオ硫酸ナトリウムとも称され、水処理助剤として使用される。
次に、硫酸第１鉄が０．５乃至６重量部、配合される。硫酸第一鉄は、酸化第二鉄・紺青等の顔料・屎尿処理・産業廃水(ヘドロ等)の中和・凝集沈降剤・土壌改良剤などの多用途に対応する。脱硫及び脱臭効果に関し、本品は硫化水素・アンモニアを同時吸着する効果が優れており、屎尿並びに下水処理・鶏糞乾燥時の脱臭、魚腸骨処理工場の脱臭等と悪臭公害防止に最適とおいわれている。本発明において沈殿促進剤として機能する。
次に、シリカが０．３乃至６重量部を含んで配合される。クロロシラン類・珪酸ナトリウムなどから生産される二酸化珪素(SiO2)である。本発明において水処理助剤として使用される。
次に、図を参照して本発明の実施例を説明する。
本実施例では、ペーパースラッジを５０ｇ、無水石膏を２０ｇ、硫酸バンドを１６ｇ、消石灰を６ｇ、ソーダ灰を６ｇ、ポルトランドセメントを８ｇ、高分子ポリマーを４ｇ、チオ硫酸ソーダを４ｇ、硫酸第１鉄を４ｇ、シリカを４ｇ配合し、本発明による固化剤１２２ｇを生成した。
そして、当該固化剤を例えば工場排水などの汚泥水について、水と固形物との分離に使用した。例えば、前記汚泥水中に泥などの固形物が２０％〜４０％程度含まれているとき、本固化剤をその固形物の１割程度、すなわち２％〜４％の固化剤を投入する。そして、所定時間攪拌すると、水と固形物に分離した。該固形物は含水率８０％程度の固形物であり、充分に手で持てる程度に固まる。
次に、工場排水などで発生する濁水について本発明による固化剤を投入した。濁水中には約３％〜５％程度の固形物が混入しているので、その１割程度の固化剤、すなわち約０．３％〜０．５％程度の本固化剤を投入し、攪拌した。
すると、速やかに水と固形物に分離した。そして、この固形物は含水率約８０％程度の固形物となり、充分手に持てる程度に固まった。
Claims (2)
- ペーパースラッジが２０乃至６０重量部、無水石膏が１０乃至４０重量部、硫酸バンドが１０乃至３５重量部、消石灰が４乃至１５重量部、ソーダ灰が５乃至１５重量部、ポルトランドセメントが１乃至１０重量部、高分子ポリマーが０．５乃至７重量部、チオ硫酸ソーダが１乃至７重量部、硫酸第１鉄が０．５乃至６重量部、シリカが０．３乃至６重量部を含んで配合構成された、
ことを特徴とする固化剤。
- 前記のポルトランドセメントは、普通、早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩の各種ポルトランドセメントのいずれかの一種またはいずれかのセメントを選択しての混合である、
ことを特徴とする請求項１記載の固化剤。
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