JP2767314B2 - ヘドロ汚濁水の処理方法並びにヘドロ脱水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は汚濁水、ヘドロの処理方法に係り、特に短
時間でヘドロ汚濁水を浄化しヘドロ固形分を固形体にす
ることのできるヘドロ汚濁水の処理方法とヘドロ脱水装
置に関する。

〔従来の技術〕

一般に下水道、ドブ底、河川底等に滞留する微細有機
質無機質の混合されたコロイド状溶液、ゾル状物質はヘ
ドロ（粘泥）といわれており、例えば生活排水の流れこ
む河川、湖、沼、海底等に黒く滞留し、悪臭を放ってい
る。

これらヘドロ（粘泥）を例えば河川で浚渫しても、そ
のヘドロの廃棄場所がないのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、ヘドロ（粘泥）を浚渫した場合の廃棄方法とし
て例えば、荒地に大きな（直径何百ｍ）貯蔵穴を開設
し、底に肪水層（ゴムシート）を形成し、この穴にヘド
ロを投入しておき、自然乾燥を待っている。この貯蔵穴
は深い穴であることと、雨が注入するため、短時間での
乾燥は望めず、長期間放置されて悪臭を放っているのが
現状である。この穴の上に屋根をかけることは面積が広
いだけに莫大な費用を要して採算が合わない。また強制
脱水するにも濾過材が目詰りするので困難である、とい
う難点があった。この発明はこのような実情に鑑みて低
コストで汚濁水、ヘドロ汚濁水を浄化し固形分物質を効
率よく固形化できる方法を提供することを目的としてい
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は前記課題を解決し、目的を達成するため
に、次のような技術的な手段を講じた。ここでいうヘド
ロとは有機質、無機質の微細粒子が水を含んで結合し水
底に沈澱している普通の粘泥（ヘドロ）を指している。
汚濁水とは有機質、無機質の不純物（ヘドロ、産業廃棄
液、生活廃棄液等）が水の中に分散して不透明になって
いる普通の汚濁水をさす。ヘドロ汚濁水とは、ヘドロ固
形分と汚濁水の両方を含み、ヘドロ固形分が水中に分散
し、ヘドロ固形分の沈澱物のある汚濁水をいう。ヘドロ
固形分とは、ヘドロ、ヘドロ汚濁水、汚濁水を乾燥させ
たときに残存する有機質、無機質の固形分をいう。発明
の具体的な内容は次の通りである。

（１） 金属の含まれたヘドロ汚濁水にカルボキシル基
を有する糊剤を添加撹拌し、金属イオンと糊剤のカルボ
キシル基のＨが反応して形成された沈澱物を除去して
後、これにカルボキシル基のＨで置換される金属イオン
を含有する塩類を添加撹拌し、沈澱物と水とを遊離させ
て後、分別させるヘドロ汚濁水の処理方法。

（２） 内部にスクリューコンベアを内装し、先細テー
パ付き脱水筒の基端上部に撹拌槽を有する脱水装置の撹
拌槽に、下部の開閉弁を閉じた状態でヘドロ汚濁水を投
入し、これに水1kg中のヘドロ固形分25gあたり、カルボ
キシル基を有する糊剤1gと、カルボキシル基のＨで置換
される金属イオンを含有する塩化カルシュウムなど塩類
1g〜2gの割合で添加撹拌して、糊剤でヘドロ固形分を取
り込み、塩類の金属イオンが糊剤のカルボキシル基のＨ
と置換して糊剤から水を奪って凝集させることによって
ヘドロ固形分を沈殿させて水と遊離した状態となったと
き、開閉弁を開いてこれを脱水筒に導き、遊離水を透水
孔から排水し、スクリューコンベアの回転によりテーパ
方向へ沈殿凝集物を押圧して脱水させるヘドロ汚濁水の
処理方法。

（３） 撹拌槽の下部を脱水筒の基端部に連通状に速結
一体として境部に開閉弁を配設し、槽上部に支持体を介
して撹拌機を垂設し、前記脱水筒は、先半部を先細のテ
ーパ部に形成して、先端部に排出口を開口して調節具を
装着する共に、テーパ部には周面に透水孔を複数開設し
て、その内周面に濾布を保護材で被覆して装着し、脱水
筒内にはスクリユーコンベアを配設したヘドロ脱水装
置、という技術的な手段を講じた。

〔作用〕

例えぱ河川から回収したヘドロを撹拌容器（槽，穴
等）に収容し、この中にカルボキシル基を有する糊剤、
例えばCMCとカルボキシル基のＨと置換される金属イオ
ンを含有する塩類（例えば塩化カルシウム）を添加して
よく撹拌させると、CMCはヘドロ固形分を取り込んで、
この糊剤のカルボキシル基のＨは金属イオンによって置
換され、ノリ状ヘドロ固形分物質が水を失って収縮作用
をしてゲル化し沈殿することから、水とゲル状物質が分
離されて層状となる。しかもヘドロ固形分は糊料によっ
て凝集され固形化が進む。

従って汚濁水は浄化が容易であり、沈澱物は水と分離
して更に脱水することが可能となり、強制乾燥、自然乾
燥が容易となり固形化（粉体化も含む）が短時間で行な
える。

また重金属を含んだヘドロ汚濁水に対しては、糊剤を
添加して撹拌することによって、ヘドロ中の重金属が糊
剤のカルボキシル基のＨと反応して糊剤を凝集させて沈
澱するので、該沈澱物を除去すれば重金属も除去するこ
とができる。従って残存液に塩化カルシウム等の塩類を
添加させると透明な水と重金属の含まれない沈澱物とを
分別することができる。

ヘドロ脱水装置は、撹拌槽の中にヘドロを投入して糊
剤と塩化カルシウムを添加してから撹拌磯を５分ほど稼
動さぜる。撹拌を停止すると下方にヘドロ固形物が凝集
沈殿し、上層に透明な水が遊離される。次に撹拌槽下部
の開閉弁を開くと、脱水筒内に水と沈殿物を移動させる
ことができ、遊離水は透水孔から受皿へと排出される。
次にスクリユーコンベアを駆動させると、流動物はテー
パ部や押しやられ、残存固形物は更に加圧されて脱水さ
れ、排出口から少しづつ排出される。従ってこの工程を
繰り返せばヘドロを連続的に効率よく脱水ざせることが
できる。

〔実施例〕

この発明の実施例を説明する。

実施例１ 多摩川からヘドロを集めて乾燥させた。この乾燥ヘド
ロ固形分を５重量％相当分、水に溶いてヘドロ汚濁水を
作った。このヘドロ汚濁水1kg当りカルボキシル基を有
する糊剤としてCMC2g、カルボキシル基のＨで置換され
る金属イオンを有する塩類として塩化カルシウム2g宛添
加し、撹拌すると瞬時、汚濁水は透明な水と沈澱物とが
遊離された。これをナイロン布袋に入れてプレス機で絞
ったところ、ほとんど透明は水902gを分別することがで
きた。また脱水沈殿物を乾燥して固形分を計量したとこ
ろ4.2gであった。すなわち、80％以上のヘドロ固形分を
回収することができた。

次に、前記同様、ヘドロ固形分を2.5重量％相当分水
を溶いてヘドロ汚濁水を作り、該汚濁水1kあたりCMC1
g、塩化カルシウム1g宛添加し撹拌したところ瞬時、ヘ
ドロ汚濁水が透明となりヘドロが沈澱した。以下ヘドロ
固形分の濃度と添加剤の濃度を変えた場合の沈澱状態は
表−１のとおりである。

表−１の資料から検討すると、ヘドロ汚濁水に対する
糊剤の添加量は0.005％で充分に沈澱させられることが
判明した。

また糊剤を固形化させるために必要な塩類は0.1％ほ
ど必要なことが判明した。

また実験６及び７におけるヘドロを除去した水に金魚
を入れて一昼夜置いたが金魚に異常はなかった、すなわ
ち、池の濁り水の浄化も容易である。

前記各実験において、一度沈澱した沈澱物はCMCで凝
固されているために、溶液を掻きまぜても舞い立つこと
がなく、従って水は濁らなかった。また凝集したヘドロ
固形分はコンニャク状になるため、麻袋に入れて脱水さ
せることができる。

このことから、下水、養魚池の汚濁水、工業排水等は
沈搬槽において前記糊剤並びに塩類を添加撹拌させるこ
とにより即時、固形分を沈澱させて水を分別させること
ができる。

実施例２ 下水側溝からヘドロを集めた。該ヘドロ1kgに対し糊
剤（CMC）20gを添加し、撹拌羽根で５分間撹拌させた。
その状態はスラリー糊状である。

次に水100ccに塩化カルシウム20gを加えて溶解し、該
塩化カルシウム水溶液を前記糊剤入りヘドロに添加し５
分撹拌した。するとヘドロ固形分が凝集し、上部に透明
な水が遊離しはじめた。５分経過後、完全に沈澱物と水
が分離したので、濾過布（麻布）で濾過し、水と固形分
を分別した。更に該固形分を麻袋に詰めて加圧絞りによ
り脱水させた。該脱水後の固形分を天日乾燥して243gの
乾燥ヘドロ固形分を得た。この固形分は黒いビスケット
状で手で押圧するとボロボロとなる微細粉末になった。
この粉末を水に添加したが沈澱してしまい濾過布で容易
に分別することができる。

実施例３ 金属加工場の近くの側溝からヘドロを集め、ヘドロ50
部、水50部を混合してヘドロ汚濁水とした。該混合液1k
g当り糊剤（CMC）を1g添加して、撹拌した５分後に、水
500ccを加えて軽く撹拌しながら水を別の容器に流出さ
せた。すると容器の底にヘドロ固形分がわずかに残存し
ていた。該残存ヘドロ固形分の組成を原子吸光光度法で
調べたところ、鉄、酸化鉄、クロムが混っていることが
判った。すなわち、この工程によってヘドロ中から金属
を分別することができたもので、この方法によって、工
場廃液中の重金属類、リン等を分離させることができ
る。前記糊剤入りのヘドロに塩化カルシウム1.5gを添加
して、水と沈澱物を分別させ、該沈澱物を乾燥させた。

該乾燥沈澱物を原子吸光光度法で分析したところ、重
金属は含まれていなかった。すなわち、この実施例によ
れば、金属の含まれていたヘドロから金属を回収して乾
燥ヘドロ固形分を得ることができた。これは、糊剤を添
加した段階でヘドロ中に含まれていた金属の金属イオン
がCMCに反応してCMCを凝固させたものである。

従ってこの方法によれば、重金属やリンを含む工場廃
液から金属やリンを回収して浄化処理をすることができ
る。

実施例４ この実施例は、効率よくヘドロを固形化する方法と該
方法に使用する脱水装置に係る。図面はヘドロ脱水装置
の縦断面図である。図において撹拌槽２の下端部は脱水
筒３の上部に連通状に連結されている。撹拌槽２下部に
は開閉弁2Aが配設されている。また撹拌槽２には上部に
架設された支持体2Bにより、撹拌機４が垂設されてい
る。

前記脱水筒３は前半部が先細のテーパ部3Aに形成され
ていて、該テーパ部3A周面に複数の透水孔3B,3B…が開
孔されており、該テーパ部3Aの下方に受皿５が配設され
ている。

また脱水筒３内にはスクリユーコンベア６が配設され
ていて、スクリユーは前記テーパ部においてはテーパ面
に沿って先細に形成されている。脱水筒３の先端排出口
3Cにはネジ式の排出調節具3Dが配設されている。

上記構成のヘドロ脱水装置１の開閉弁2Aを閉じた状態
で撹拌槽２にヘドロ（汚濁水）Ｗを入れて撹拌機４を稼
動させると、ヘドロＷが撹拌される。従って、この撹拌
槽２に前記実施例に準拠して糊剤並びに塩類を投入して
５分間撹拌する。撹拌と共に、糊剤がヘドロ固形分を取
り込み、この糊剤のカルボキシル基のＨに塩類の金属イ
オンが作用して、糊剤は水を失ってきて凝集をするの
で、撹拌を停止させると沈澱物と水が遊離してくる。開
閉弁2Aを徐々に開くと、脱水筒３内に落下した水分は透
水孔3B…から流出して受皿５にて回収される。しかして
駆動機6Aに稼動によってスクリューコンベア６が駆動さ
れると沈澱固形物は排出口3C方向へ押され、テーパ部3A
では徐々に圧力が大きくなるため、沈澱固形物は脱水さ
れて排出口3Cから排出される。この排出度は前記ネジ式
の排出調節具3Dで調節される。

このように、この工程を連続させれば大量のヘドロを
連続的に処理することができ、ヘドロ固形分は含有水分
50〜40％程度に脱水されているため、そのまま他の方法
で処分するか、乾燥させて肥料にすることができる。

なお、前記テーパ部3Aにおける透水孔3B…は直径1mm1
0mm程度であり、径の大きい場合には第２図に断面を示
すように、テーパ部3Aの内周面に沿って濾材７を固定す
ることができる。濾材７は例えば濾布7Aの表面に金網、
樹脂網等の保護材7Bをあてて、止ネジ7Cでテーパ部3Aに
固定するものである。これによってヘドロ汚濁水のよう
にヘドロ固形分濃度の淡い場合でも脱水処理を効率よく
実施することができる。

なお、この発明において糊剤はCMCの他にアルギン酸
ソーダ、ポリメタアクリル酸ソーダその他カルボキシル
基を有する糊剤を使用することができる。また塩化カル
シウム以外の多価金属イオン例えばカルシウム、マグネ
シウム、アルミニウムや鉄等を使用することができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明は次のような優れた効
果を有している。

（１） 被処理液中に糊剤を添加することによって糊剤
のゾルを生成して、これがヘドロ固形分を取り込む。こ
れに塩類を添加すると糊剤のカルボキシル基のＨを塩類
の金属イオンが置換して糊剤が水を失って凝集固化する
ものであるため微細な浮遊物も糊剤の凝集物中に取りこ
まれていることから、水と沈澱物が明確に遊離し、水は
透明に浄化され、かつヘドロ固形分は容易に分別され
る。

（２） 糊剤も塩化カルシウム等の塩も安価であり、使
用量も微少なので経済的に工業化が可能で、下水処理、
工場廃水処理、池湖水等の浄化処理に広く利用すること
ができる。

（３） カルボキシル基を有する糊剤によってヘドロや
汚濁水の重金属を容易に取りこむことができるため、ヘ
ドロや汚濁水の前処理段階で重金属回収をして安全性の
高いヘドロ固形分を分別して肥料等に利用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係り、第１図はヘドロ脱水装置
の縦断面図、第２図は脱水筒の濾材部分拡大断面図であ
る。 １……ヘドロ脱水装置、 ２……撹拌槽、 2A……開閉弁、 2B……支持体、 ３……脱水筒、 3A……テーパ部、 3B……透水孔、 3C……排出口、 3D……調節具、 ４……撹拌機、 ５……受皿、 ６……スクリユーコンベア、 ７……濾材、 7A……濾布、 7B……保護材、 7C……止ネジ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C02F 1/52 C02F 11/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属の含まれたヘドロ汚濁水にカルボキシ
   ル基を有する糊剤を添加撹拌し、前記金属のイオンと糊
   剤のカルボキシル基のＨが反応して形成された沈殿物を
   除去して後、これにカルボキシル基のＨで置換される金
   属イオンを含有する塩類を添加撹拌し、沈澱物と水とを
   遊離させて後、分別させることを特徴とするヘドロ汚濁
   水の処理方法。
2. 【請求項２】内部にスクリューコンベアを内装し、先細
   テーパ付き脱水筒の基端上部に撹拌槽を有する脱水装置
   の撹拌槽に、下部の開閉弁を閉じた状態でヘドロ汚濁水
   を投入し、これに水1kg中のヘドロ固形分25gあたり、カ
   ルボキシル基を有する糊剤1gと、カルボキシル基のＨで
   置換される金属イオンを含有する塩化カルシユウムなど
   塩類1g〜2gの割合で添加、撹拌して、糊剤でヘドロ固形
   分を取り込み、塩類の金属イオンが糊剤のカルボキシル
   基のＨと置換して糊剤から水を奪って凝集させることに
   よってヘドロ固形分を沈殿させて水と遊離した状態とな
   った時、開閉弁を開いてこれを先細テーパ付き脱水筒に
   導き、遊離水を透水孔から排水し、スクリユーコンベア
   の回転によりテーパ方向へ沈殿凝集物を押圧して脱水さ
   せることを特徴とするヘドロ汚濁水の処理方法。
3. 【請求項３】撹拌槽の下部を脱水筒の基端部に連通状に
   連結一体として境部に開閉弁を配設し、槽上部に支持体
   を介して撹拌機を垂設し、前記脱水筒は、先半部を先細
   のテーパ部に形成して先端部に排出口を開口して排出調
   節具を装着すると共に、テーパ部には周面に透水孔を複
   数開設して、その内周面に濾布を保護材で被覆して装着
   し、脱水筒内にはスクリユーコンベアを配設したことを
   特徴とするヘドロ脱水装置。