JP2975571B2 - 汚泥類から重金属類を除去する方法 - Google Patents
汚泥類から重金属類を除去する方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種汚泥類を有効
利用あるいは廃棄処分する場合に問題となる有害な重金
属類を該汚泥類から除去する方法に関する。
利用あるいは廃棄処分する場合に問題となる有害な重金
属類を該汚泥類から除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】下水汚泥、農業集落排水汚泥、屎尿汚
泥、食品工場汚泥などの有機性汚泥には、有害な重金属
類が含有されていることが知られている。これらの有機
性汚泥は、例えば、発酵させてコンポストとして利用す
ることが可能であるが、その際にこれらの汚泥類から重
金属類を除去するのは容易ではない。
泥、食品工場汚泥などの有機性汚泥には、有害な重金属
類が含有されていることが知られている。これらの有機
性汚泥は、例えば、発酵させてコンポストとして利用す
ることが可能であるが、その際にこれらの汚泥類から重
金属類を除去するのは容易ではない。
【０００３】汚泥類は年間1.8億トンが発生し、これは
産業廃棄物の45.5％を占めている（1993年度）。現在の
ところ、汚泥類はそのまま投棄されるかあるいは焼却処
分されているが、汚泥や焼却灰に含有される重金属類は
投棄場所を汚染し、あるいは空中に気化・飛散して周辺
に被害をおよぼす可能性がある。このため、汚泥類を効
率良く処理して無害化する方法を開発することは、緊急
かつ重要な課題となっている。
産業廃棄物の45.5％を占めている（1993年度）。現在の
ところ、汚泥類はそのまま投棄されるかあるいは焼却処
分されているが、汚泥や焼却灰に含有される重金属類は
投棄場所を汚染し、あるいは空中に気化・飛散して周辺
に被害をおよぼす可能性がある。このため、汚泥類を効
率良く処理して無害化する方法を開発することは、緊急
かつ重要な課題となっている。
【０００４】汚泥類から重金属を除去する方法は種々検
討されている。Scottらは、各種酸により重金属類を除
去することを試みており、例えば、硫酸を用いて下水汚
泥をpH1.5程度の酸性としたのち煮沸することによっ
て、亜鉛、鋼、鉄などを除き得ると報告している（Envi
ron. Sci. Technol., 9（9）, 849−855（1975））。こ
の方法は、後にHot−Acid Treatmentとして工業化が検
討されたが、実用化されるには至らなかった。Olverら
は下水汚泥を塩素で酸化する方法を報告しており、この
方法では、生成する塩酸（pH3.5）によって亜鉛、ニッ
ケルなどを除き得ることが記載されている（J. WPCF, 4
7（10）, 2490−2497（1975））。Oliverらは硫酸また
は塩酸を用いて室温、pHl.5で下水汚泥の重金属除去を
行い、カドミウム、クロム、銅、鉄、鉛、亜鉛、および
ニッケルを除去できると報告している（Water Res.,1
0,1077-1081（1976））。しかし、例えば、ニッケルの
除去率は80％以上と比較的良好であるが、他は、50％前
後であり、特に銅の除去率は、硫酸および塩酸とも各々
18％と非常に低い。特開昭第55−8885号公報には、塩酸
および過酸化水素水の混合物（pHl−1.5）を用いる方法
で、下水汚泥の鉛、亜鉛、カドミウムを除去できること
が開示されているが、銅およびニッケルの除去率が50−
70％程度と比較的低い。佐藤らは、下水消化汚泥を過酸
化水素水により処理し次いで酸を加えて処理する方法、
およびエアレーションを行いながら酸で処理する方法を
報告している（環境技術、15（10）、813−817（198
6））。過酸化水素水−酸による処理方法では、最終濃
度が0.5Nとなるように酸が加えられ、酸としては、硝
酸、塩酸、硫酸、リン酸などが使用されている。特に酸
として硝酸を用いた場合には、この方法により、銅、亜
鉛、カドミウム、および鉛を80％以上除去できることが
報告されている。しかし、リン酸を使用した場合（リン
酸含有量約1.6％(wt/vol)）には、全体として除去率が
低く、銅16.6％、亜鉛56.9％、カドミウム27.5％、およ
び鉛3.2％である。中山らは、バクテリア・リーチング
による重金属除去法を検討しており、橋本らは、この方
法では、硫黄酸化細菌が産生する硫酸によって重金属が
溶解されることを明らかにしている（水処理技術、28
（5）、13−28（1987））。従って、橋本らの方法は基本
的に硫酸による重金属除去法と同じである。これらの
他、特開平第1−104400号公報には、都市ゴミ、廃棄物
などの焼却に伴って得られる廃水を処理する工程で出る
汚泥を、次亜塩素酸または次亜塩素酸塩で処理し、次い
で鉱酸処理することにより、水銀、カドミウム、および
鉛を除去することが記載されている。
討されている。Scottらは、各種酸により重金属類を除
去することを試みており、例えば、硫酸を用いて下水汚
泥をpH1.5程度の酸性としたのち煮沸することによっ
て、亜鉛、鋼、鉄などを除き得ると報告している（Envi
ron. Sci. Technol., 9（9）, 849−855（1975））。こ
の方法は、後にHot−Acid Treatmentとして工業化が検
討されたが、実用化されるには至らなかった。Olverら
は下水汚泥を塩素で酸化する方法を報告しており、この
方法では、生成する塩酸（pH3.5）によって亜鉛、ニッ
ケルなどを除き得ることが記載されている（J. WPCF, 4
7（10）, 2490−2497（1975））。Oliverらは硫酸また
は塩酸を用いて室温、pHl.5で下水汚泥の重金属除去を
行い、カドミウム、クロム、銅、鉄、鉛、亜鉛、および
ニッケルを除去できると報告している（Water Res.,1
0,1077-1081（1976））。しかし、例えば、ニッケルの
除去率は80％以上と比較的良好であるが、他は、50％前
後であり、特に銅の除去率は、硫酸および塩酸とも各々
18％と非常に低い。特開昭第55−8885号公報には、塩酸
および過酸化水素水の混合物（pHl−1.5）を用いる方法
で、下水汚泥の鉛、亜鉛、カドミウムを除去できること
が開示されているが、銅およびニッケルの除去率が50−
70％程度と比較的低い。佐藤らは、下水消化汚泥を過酸
化水素水により処理し次いで酸を加えて処理する方法、
およびエアレーションを行いながら酸で処理する方法を
報告している（環境技術、15（10）、813−817（198
6））。過酸化水素水−酸による処理方法では、最終濃
度が0.5Nとなるように酸が加えられ、酸としては、硝
酸、塩酸、硫酸、リン酸などが使用されている。特に酸
として硝酸を用いた場合には、この方法により、銅、亜
鉛、カドミウム、および鉛を80％以上除去できることが
報告されている。しかし、リン酸を使用した場合（リン
酸含有量約1.6％(wt/vol)）には、全体として除去率が
低く、銅16.6％、亜鉛56.9％、カドミウム27.5％、およ
び鉛3.2％である。中山らは、バクテリア・リーチング
による重金属除去法を検討しており、橋本らは、この方
法では、硫黄酸化細菌が産生する硫酸によって重金属が
溶解されることを明らかにしている（水処理技術、28
（5）、13−28（1987））。従って、橋本らの方法は基本
的に硫酸による重金属除去法と同じである。これらの
他、特開平第1−104400号公報には、都市ゴミ、廃棄物
などの焼却に伴って得られる廃水を処理する工程で出る
汚泥を、次亜塩素酸または次亜塩素酸塩で処理し、次い
で鉱酸処理することにより、水銀、カドミウム、および
鉛を除去することが記載されている。
【０００５】以上のように従来多くの方法が検討されて
きたが、これらの方法は、硫酸、硝酸、次亜塩素酸など
の危険な酸類を使用する必要がある、種々の重金属をい
ずれも効率よく除去するのが難しいなどの欠点があり、
実用化されるには至っていない。
きたが、これらの方法は、硫酸、硝酸、次亜塩素酸など
の危険な酸類を使用する必要がある、種々の重金属をい
ずれも効率よく除去するのが難しいなどの欠点があり、
実用化されるには至っていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題を解決するものであり、その目的とするところは、
上記汚泥類から効果的に重金属を除去する方法を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、安価で工業的に実
施しうる、上記重金属の除去方法を提供することにあ
る。本発明のさらに他の目的は、該汚泥類から効果的に
重金属を除去して得られる有用な資源、例えば、肥料、
コンポストなどを提供することにある。
課題を解決するものであり、その目的とするところは、
上記汚泥類から効果的に重金属を除去する方法を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、安価で工業的に実
施しうる、上記重金属の除去方法を提供することにあ
る。本発明のさらに他の目的は、該汚泥類から効果的に
重金属を除去して得られる有用な資源、例えば、肥料、
コンポストなどを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】一般に下水汚泥は重金属
類を含有しているが、下水の水層には重金属類はほとん
ど含まれていない。この現象は重金属類が汚泥を構成す
る微生物に蓄積するために生じるが、その機構について
は詳細には明らかにされていない。本発明者らは、下水
汚泥が水層に比較して非常に多量の重金属を含有するの
は、下水汚泥を構成する微生物類による重金属類のバイ
オソープション（生物収着）が大きな役割を果たすので
はないかと考え、鋭意検討を行った結果、該微生物類に
対して親和性があると考えられるリン酸水溶液が効率よ
く汚泥中の重金属類を溶出することを見い出し、本発明
を完成するに至った。
類を含有しているが、下水の水層には重金属類はほとん
ど含まれていない。この現象は重金属類が汚泥を構成す
る微生物に蓄積するために生じるが、その機構について
は詳細には明らかにされていない。本発明者らは、下水
汚泥が水層に比較して非常に多量の重金属を含有するの
は、下水汚泥を構成する微生物類による重金属類のバイ
オソープション（生物収着）が大きな役割を果たすので
はないかと考え、鋭意検討を行った結果、該微生物類に
対して親和性があると考えられるリン酸水溶液が効率よ
く汚泥中の重金属類を溶出することを見い出し、本発明
を完成するに至った。
【０００８】本発明の方法は、有機性汚泥類から重金属
類を除去する方法であって、有機性汚泥類と処理液とを
接触させることにより、該有機性汚泥類に含有される重
金属類を該処理液中に溶解させる工程を包含し、該処理
液は、(Ａ)リン酸水溶液、あるいは(Ｂ)次のＢ１および
Ｂ２のうちの少なくとも１種を含有するリン酸水溶液で
なり： (Ｂ１)リン酸以外の他の酸類、および (Ｂ２)酸化剤、 該処理液中のリン酸の濃度は３％以上である。
類を除去する方法であって、有機性汚泥類と処理液とを
接触させることにより、該有機性汚泥類に含有される重
金属類を該処理液中に溶解させる工程を包含し、該処理
液は、(Ａ)リン酸水溶液、あるいは(Ｂ)次のＢ１および
Ｂ２のうちの少なくとも１種を含有するリン酸水溶液で
なり： (Ｂ１)リン酸以外の他の酸類、および (Ｂ２)酸化剤、 該処理液中のリン酸の濃度は３％以上である。
【０００９】本発明の方法は、有機性汚泥類から重金属
類を除去する方法であって、有機性汚泥類と処理液とを
接触させることにより、該有機性汚泥類に含有される重
金属類を該処理液中に溶解させる工程を包含し、該処理
液は、(Ａ)リン酸水溶液、あるいは(Ｂ)次のＢ１および
Ｂ２のうちの少なくとも１種を含有するリン酸水溶液で
なり： (Ｂ１)リン酸以外の他の酸類、および (Ｂ２)酸化剤、 該接触させる工程は40℃以上の温度で行われる。
類を除去する方法であって、有機性汚泥類と処理液とを
接触させることにより、該有機性汚泥類に含有される重
金属類を該処理液中に溶解させる工程を包含し、該処理
液は、(Ａ)リン酸水溶液、あるいは(Ｂ)次のＢ１および
Ｂ２のうちの少なくとも１種を含有するリン酸水溶液で
なり： (Ｂ１)リン酸以外の他の酸類、および (Ｂ２)酸化剤、 該接触させる工程は40℃以上の温度で行われる。
【００１０】好適な実施態様においては、上記有機性汚
泥類は、下水汚泥、農業集落排水汚泥、屎尿汚泥、食品
工場汚泥でなる群から選択される。
泥類は、下水汚泥、農業集落排水汚泥、屎尿汚泥、食品
工場汚泥でなる群から選択される。
【００１１】好適な実施態様においては、上記方法で
は、得られる重金属類が溶解した処理液と吸着剤とを接
触させることにより、該処理液から重金属類を除去する
工程をさらに包含する。
は、得られる重金属類が溶解した処理液と吸着剤とを接
触させることにより、該処理液から重金属類を除去する
工程をさらに包含する。
【００１２】本発明は、上記方法によって得られる重金
属類が除去された汚泥を発酵させることにより得られる
コンポストを包含する。
属類が除去された汚泥を発酵させることにより得られる
コンポストを包含する。
【００１３】本発明は、上記方法によって得られる重金
属類が除去された汚泥を含む肥料を包含する。
属類が除去された汚泥を含む肥料を包含する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の方法の対象となる汚泥類
は、既知の有機性の汚泥であって、該汚泥からの重金属
の除去を必要とするような汚泥のいずれをも包含する。
それには例えば、下水汚泥、農業集落排水汚泥、屎尿汚
泥、食品工場汚泥などがある。本明細書では、これらの
汚泥をすべて包含して、汚泥類という。汚泥類は、濃縮
汚泥（生汚泥）、消化汚泥あるいは汚泥脱水ケーキのい
ずれの状態で処理されてもよい。
は、既知の有機性の汚泥であって、該汚泥からの重金属
の除去を必要とするような汚泥のいずれをも包含する。
それには例えば、下水汚泥、農業集落排水汚泥、屎尿汚
泥、食品工場汚泥などがある。本明細書では、これらの
汚泥をすべて包含して、汚泥類という。汚泥類は、濃縮
汚泥（生汚泥）、消化汚泥あるいは汚泥脱水ケーキのい
ずれの状態で処理されてもよい。
【００１５】汚泥類から除去されるべき重金属は、通常
の重金属のいずれもが該当し、それには、例えば、Fe、
Cr、Co、Cu、Sn、Pb、Zn、Cd、Hg、Mn、Mo、Ni、Se、Al
などがある。この他、Asなども同様に除去され得、本明
細書ではこれらの通常の重金属およぴこれらの重金属と
同様に抽出され得る物質を総括的に含めて重金属類とい
う。重金属類は、汚泥類中に単体、イオン、錯イオンな
ど種々の形で含有され得る。
の重金属のいずれもが該当し、それには、例えば、Fe、
Cr、Co、Cu、Sn、Pb、Zn、Cd、Hg、Mn、Mo、Ni、Se、Al
などがある。この他、Asなども同様に除去され得、本明
細書ではこれらの通常の重金属およぴこれらの重金属と
同様に抽出され得る物質を総括的に含めて重金属類とい
う。重金属類は、汚泥類中に単体、イオン、錯イオンな
ど種々の形で含有され得る。
【００１６】本発明の方法に用いられる処理液は、(Ａ)
リン酸水溶液、あるいは(Ｂ)次のＢ１およびＢ２のうち
の少なくとも１種を含有するリン酸水溶液でなる：(Ｂ
１)リン酸以外の少なくとも１種の他の酸類、および(Ｂ
２)少なくとも１種の酸化剤。ここでリン酸とは、オル
トリン酸；メタリン酸、ポリリン酸などの縮合リン酸；
亜リン酸；次亜リン酸；五酸化ニリンなどを包含して言
う。処理液に含まれるリン酸の濃度は、85％以下、好ま
しくは３−85％である。本明細書中のリン酸の濃度は特
に指示のない限りすべて重量基準(wt/wt)である。汚泥
類に含まれる重金属のうち、どの重金属を除去するかに
よって処理液中のリン酸水溶液の濃度が適宜選択され得
る。例えば、水銀、クロムなどを含む広範囲の重金属類
を汚泥類から除去するためには、15−85％、好ましく
は、15−50％のリン酸を含む処理液を用いるのが望まし
く、亜鉛、銅、ヒ素、カドミウムなどの除去のためには
15％以下のリン酸を含む処理液を用いることで充分であ
り、好ましくは約3−15％、さらに好ましくは、4−10％
のリン酸を含む処理液が用いられる。リン酸が過少であ
り、かつ処理温度が低い場合には、重金属類、特に水
銀、クロム、鉛、および銅の除去率が低い。過剰であっ
てもそれに比例した除去効果が得られにくい。処理液中
のリン酸は、汚泥を構成する微生物に親和性を有し、バ
イオソープションによって微生物に蓄積された重金属類
を効果的に溶出させると考えられる。
リン酸水溶液、あるいは(Ｂ)次のＢ１およびＢ２のうち
の少なくとも１種を含有するリン酸水溶液でなる：(Ｂ
１)リン酸以外の少なくとも１種の他の酸類、および(Ｂ
２)少なくとも１種の酸化剤。ここでリン酸とは、オル
トリン酸；メタリン酸、ポリリン酸などの縮合リン酸；
亜リン酸；次亜リン酸；五酸化ニリンなどを包含して言
う。処理液に含まれるリン酸の濃度は、85％以下、好ま
しくは３−85％である。本明細書中のリン酸の濃度は特
に指示のない限りすべて重量基準(wt/wt)である。汚泥
類に含まれる重金属のうち、どの重金属を除去するかに
よって処理液中のリン酸水溶液の濃度が適宜選択され得
る。例えば、水銀、クロムなどを含む広範囲の重金属類
を汚泥類から除去するためには、15−85％、好ましく
は、15−50％のリン酸を含む処理液を用いるのが望まし
く、亜鉛、銅、ヒ素、カドミウムなどの除去のためには
15％以下のリン酸を含む処理液を用いることで充分であ
り、好ましくは約3−15％、さらに好ましくは、4−10％
のリン酸を含む処理液が用いられる。リン酸が過少であ
り、かつ処理温度が低い場合には、重金属類、特に水
銀、クロム、鉛、および銅の除去率が低い。過剰であっ
てもそれに比例した除去効果が得られにくい。処理液中
のリン酸は、汚泥を構成する微生物に親和性を有し、バ
イオソープションによって微生物に蓄積された重金属類
を効果的に溶出させると考えられる。
【００１７】処理液に含まれる酸化剤としては、過酸化
水素、次亜塩素酸、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸ナ
トリウム、過マンガン酸カリウムなどがある。これらの
酸化剤を加える代わりに、例えば、エアレーションによ
り空気を吹き込むこと、あるいはオゾンを添加すること
により、酸化効果を得ることもできる。酸化剤としての
過酸化水素を含むリン酸水溶液は、リン酸水溶液を電気
分解することによって調製することも可能である。酸化
剤は、リン酸100重量部に対して500重量部以下、好まし
くは200重量部以下、さらに好ましくは100重量部以下の
割合で、最も好ましくは0.01−100重量部の割合で処理
液中に含有される。酸化剤として過酸化水素が用いられ
る場合には、過酸化水素は処理液中に20％(wt/vol)以
下、好ましくは0.001〜10％(wt/vol)、最も好ましくは
0.01〜5％(wt/vol)の割合で含有される。酸化剤が過剰
であっても、それに比例した効果は得られない。酸化剤
は、特に銅の除去率を高めるために有効であり、鉛、亜
鉛の除去率も大きく向上する。銅は、リン酸単独の水溶
液では溶出されにくいが、酸化剤の存在下で溶解・除去
されるようになる。これは、銅が金属単体として存在す
ることを示唆しているものと考えられる。
水素、次亜塩素酸、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸ナ
トリウム、過マンガン酸カリウムなどがある。これらの
酸化剤を加える代わりに、例えば、エアレーションによ
り空気を吹き込むこと、あるいはオゾンを添加すること
により、酸化効果を得ることもできる。酸化剤としての
過酸化水素を含むリン酸水溶液は、リン酸水溶液を電気
分解することによって調製することも可能である。酸化
剤は、リン酸100重量部に対して500重量部以下、好まし
くは200重量部以下、さらに好ましくは100重量部以下の
割合で、最も好ましくは0.01−100重量部の割合で処理
液中に含有される。酸化剤として過酸化水素が用いられ
る場合には、過酸化水素は処理液中に20％(wt/vol)以
下、好ましくは0.001〜10％(wt/vol)、最も好ましくは
0.01〜5％(wt/vol)の割合で含有される。酸化剤が過剰
であっても、それに比例した効果は得られない。酸化剤
は、特に銅の除去率を高めるために有効であり、鉛、亜
鉛の除去率も大きく向上する。銅は、リン酸単独の水溶
液では溶出されにくいが、酸化剤の存在下で溶解・除去
されるようになる。これは、銅が金属単体として存在す
ることを示唆しているものと考えられる。
【００１８】処理液に含まれ得るリン酸以外の酸として
は、塩酸、硫酸、硝酸、スルファミン酸などの無機酸、
およびギ酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸などの有機酸が
ある。この他、リン酸ナトリウム、リン酸カリウムなど
のリン酸塩類が上記リン酸以外の酸の代わりに、あるい
はリン酸以外の酸に加えて含有されていてもよい。上記
リン酸以外の酸は、リン酸100重量部に対して70重量部
以下の割合で、好ましくは60重量部以下の割合で処理液
中に含有される。リン酸以外の酸は、重金属類、特に銅
の除去率を高める効果が大きい。3−4％という比較的低
濃度のリン酸を用いる場合には鉛、亜鉛、水銀、カドミ
ウムなどの除去率も向上させ得る。さらに、酸化剤を用
いなくても銅の除去率を高め得るという利点もある。リ
ン酸以外の酸の量が過剰であると、重金属の除去率が低
下しやすい、および重金属を含有する処理液からリン酸
を回収することが難しくなるという欠点がある。
は、塩酸、硫酸、硝酸、スルファミン酸などの無機酸、
およびギ酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸などの有機酸が
ある。この他、リン酸ナトリウム、リン酸カリウムなど
のリン酸塩類が上記リン酸以外の酸の代わりに、あるい
はリン酸以外の酸に加えて含有されていてもよい。上記
リン酸以外の酸は、リン酸100重量部に対して70重量部
以下の割合で、好ましくは60重量部以下の割合で処理液
中に含有される。リン酸以外の酸は、重金属類、特に銅
の除去率を高める効果が大きい。3−4％という比較的低
濃度のリン酸を用いる場合には鉛、亜鉛、水銀、カドミ
ウムなどの除去率も向上させ得る。さらに、酸化剤を用
いなくても銅の除去率を高め得るという利点もある。リ
ン酸以外の酸の量が過剰であると、重金属の除去率が低
下しやすい、および重金属を含有する処理液からリン酸
を回収することが難しくなるという欠点がある。
【００１９】本発明の方法によれば、上記処理液と汚泥
類とを接触させることにより、該汚泥類中の重金属が処
理液中に抽出される。処理液は、一般に汚泥類の0.1倍
（重量／容量）以上、好ましくは、0.1−10倍の量が使
用され、通常、１−５倍量で充分である。抽出温度は、
約−10℃から抽出液の沸点までの温度が用いられ得る。
抽出温度は、通常、０℃から95℃、好ましくは室温から
95℃の範囲が用いられる。ここで、室温とは一般に、10
℃−25℃の温度をさしていう。40℃以上の温度、好まし
くは40−80℃、さらに好ましくは50−70℃の温度を用い
ると、リン酸が比較的低濃度であっても効果的に抽出が
なされ得る。このような加温下の条件を採用すると特に
銅の除去効率が高くなり、さらに、接触処理後の汚泥類
の処理、例えば脱水工程が容易となる。抽出時間は、10
分−１日程度であり、容易に重金属類を除去することが
できる。
類とを接触させることにより、該汚泥類中の重金属が処
理液中に抽出される。処理液は、一般に汚泥類の0.1倍
（重量／容量）以上、好ましくは、0.1−10倍の量が使
用され、通常、１−５倍量で充分である。抽出温度は、
約−10℃から抽出液の沸点までの温度が用いられ得る。
抽出温度は、通常、０℃から95℃、好ましくは室温から
95℃の範囲が用いられる。ここで、室温とは一般に、10
℃−25℃の温度をさしていう。40℃以上の温度、好まし
くは40−80℃、さらに好ましくは50−70℃の温度を用い
ると、リン酸が比較的低濃度であっても効果的に抽出が
なされ得る。このような加温下の条件を採用すると特に
銅の除去効率が高くなり、さらに、接触処理後の汚泥類
の処理、例えば脱水工程が容易となる。抽出時間は、10
分−１日程度であり、容易に重金属類を除去することが
できる。
【００２０】このような処理に付されて重金属が除去さ
れた汚泥類は、必要に応じて脱水処理された後有効利用
され、あるいは廃棄される。例えば、この処理後の汚泥
類を肥料として使用することが可能であり、発酵させて
コンポストとすることも可能である。処理後の汚泥類が
廃棄されたとしても環境を汚染することがない。
れた汚泥類は、必要に応じて脱水処理された後有効利用
され、あるいは廃棄される。例えば、この処理後の汚泥
類を肥料として使用することが可能であり、発酵させて
コンポストとすることも可能である。処理後の汚泥類が
廃棄されたとしても環境を汚染することがない。
【００２１】重金属を含む処理液からは、必要に応じて
重金属類を除去して、リン酸を回収・再利用することが
可能である。これには、リン酸から重金属類を除去する
ための既知の方法が用いられ得る。例えば、イオン交換
樹脂により重金属を除去してリン酸を再生する方法、水
酸化ナトリウムを加えて、リン酸ナトリウムとして再利
用する方法、溶媒抽出法などが用いられ得る。さらに、
適当な吸着剤を用いて重金属を除去することが可能であ
る。吸着剤での処理を行う前には、必要に応じて中和処
理が行われ得る。吸着剤としては、重金属を吸着させ得
る吸着剤のいずれもが利用され得、それには例えば、陽
イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂などがある。この吸
着剤として、上記重金属が除去された後の汚泥類の一部
を用いることも可能であり、その場合は、汚泥類中に重
金属を吸着・除去させてリン酸水溶液を再生することが
できる。このように、リン酸を回収して再利用すること
により、本法を低コストで工業化することが可能とな
る。
重金属類を除去して、リン酸を回収・再利用することが
可能である。これには、リン酸から重金属類を除去する
ための既知の方法が用いられ得る。例えば、イオン交換
樹脂により重金属を除去してリン酸を再生する方法、水
酸化ナトリウムを加えて、リン酸ナトリウムとして再利
用する方法、溶媒抽出法などが用いられ得る。さらに、
適当な吸着剤を用いて重金属を除去することが可能であ
る。吸着剤での処理を行う前には、必要に応じて中和処
理が行われ得る。吸着剤としては、重金属を吸着させ得
る吸着剤のいずれもが利用され得、それには例えば、陽
イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂などがある。この吸
着剤として、上記重金属が除去された後の汚泥類の一部
を用いることも可能であり、その場合は、汚泥類中に重
金属を吸着・除去させてリン酸水溶液を再生することが
できる。このように、リン酸を回収して再利用すること
により、本法を低コストで工業化することが可能とな
る。
【００２２】本発明によれば、このように、従来困難で
あった汚泥類からの有害な重金属類の除去が、リン酸を
含む処理液を用いて効果的に行われ得る。従来、難しか
った汚泥類からの水銀、クロム、鉛、銅、カドミウムな
どの除去も容易となる。処理液としてリン酸を含む水溶
液が用いられ、このリン酸は塩酸、硫酸、硝酸のような
強酸ではないこと、および気化性が乏しいことから、作
業従事者に対して安全であり、かつ処理施設に対する腐
食・損壊が少ないという利点がある。高濃度のリン酸を
用いる場合にはリン酸は鉄、アルミニウム、亜鉛などの
表面に不溶性のリン酸塩皮膜を形成し、金属は腐食され
なくなる。従って、処理施設に対する腐食・損壊がより
少なくなる。従って、本法を工業的に実施することがよ
り容易となる。処理を40℃以上の温度で行った場合に
は、脱水などの後処理が容易となるため、特に下水処理
場において汚泥を処理するのに好適である。
あった汚泥類からの有害な重金属類の除去が、リン酸を
含む処理液を用いて効果的に行われ得る。従来、難しか
った汚泥類からの水銀、クロム、鉛、銅、カドミウムな
どの除去も容易となる。処理液としてリン酸を含む水溶
液が用いられ、このリン酸は塩酸、硫酸、硝酸のような
強酸ではないこと、および気化性が乏しいことから、作
業従事者に対して安全であり、かつ処理施設に対する腐
食・損壊が少ないという利点がある。高濃度のリン酸を
用いる場合にはリン酸は鉄、アルミニウム、亜鉛などの
表面に不溶性のリン酸塩皮膜を形成し、金属は腐食され
なくなる。従って、処理施設に対する腐食・損壊がより
少なくなる。従って、本法を工業的に実施することがよ
り容易となる。処理を40℃以上の温度で行った場合に
は、脱水などの後処理が容易となるため、特に下水処理
場において汚泥を処理するのに好適である。
【００２３】本発明において得られた、有害な重金属類
が除去された汚泥は、そのままあるいは残存する酸を炭
酸カリウム、消石灰などで中和した後、良質な有機質と
リン酸とを含有するコンポストとして有効利用すること
ができる。重金属を除去した汚泥は、そのままあるいは
自然乾燥、加熱乾燥したのち汚泥肥料として用いること
もできる。処理後の汚泥が仮に廃棄されたとしても環境
を汚染することはない。このように、産業廃棄物の45.5
％を占める汚泥類を新たな資源として利用することがで
きる。
が除去された汚泥は、そのままあるいは残存する酸を炭
酸カリウム、消石灰などで中和した後、良質な有機質と
リン酸とを含有するコンポストとして有効利用すること
ができる。重金属を除去した汚泥は、そのままあるいは
自然乾燥、加熱乾燥したのち汚泥肥料として用いること
もできる。処理後の汚泥が仮に廃棄されたとしても環境
を汚染することはない。このように、産業廃棄物の45.5
％を占める汚泥類を新たな資源として利用することがで
きる。
【００２４】
【実施例】（実施例１） 処理液として各種濃度のリン酸水溶液を用い、室温で処
理した例を次に示す。
理した例を次に示す。
【００２５】標準活性汚泥法によって得られた下水汚泥
の脱水ケーキ（水分含量約75％(wt/wt)）10gに、処理液
として表１に示す各種濃度のリン酸水溶液30mlを加え、
室温で１時間撹拌した。汚泥をろ過・除去し、得られた
リン酸水溶液の重金属含量を島津ICPS−5000（Inductiv
ely Coupled Plasma Spectrometer 5000）を用いて分
析した（ICP法）。分析した重金属類は、ヒ素、カドミ
ウム、クロム、銅、鉄、水銀、マンガン、ニッケル、
鉛、および亜鉛である。
の脱水ケーキ（水分含量約75％(wt/wt)）10gに、処理液
として表１に示す各種濃度のリン酸水溶液30mlを加え、
室温で１時間撹拌した。汚泥をろ過・除去し、得られた
リン酸水溶液の重金属含量を島津ICPS−5000（Inductiv
ely Coupled Plasma Spectrometer 5000）を用いて分
析した（ICP法）。分析した重金属類は、ヒ素、カドミ
ウム、クロム、銅、鉄、水銀、マンガン、ニッケル、
鉛、および亜鉛である。
【００２６】これとは別に、上記試験サンプルとして使
用した下水汚泥脱水ケーキの重金属含量を、「下水試験
方法1984年版」に記載された硝酸・塩酸分解法に従って
汚泥を分解し、分解液中の重金属をＩＰＣ法で測定し
た。このときに使用した試験サンプルは10gであり、硝
酸５ml−濃塩酸15mlによる加熱分解は３−５回繰り返し
て行った。その結果、重金属含量は次の通りであった
（単位：PPm）：ヒ素、170；カドミウム、3.81；クロ
ム、18.3；銅、172；鉄、3950；水銀、66.4；マンガン、
82.1；ニッケル、16.9；鉛、57.6；亜鉛、220。以下、
本明細書の実施例においては、試験サンプルとして用い
た汚泥類の重金属含量は、すべてこの方法で測定した。
用した下水汚泥脱水ケーキの重金属含量を、「下水試験
方法1984年版」に記載された硝酸・塩酸分解法に従って
汚泥を分解し、分解液中の重金属をＩＰＣ法で測定し
た。このときに使用した試験サンプルは10gであり、硝
酸５ml−濃塩酸15mlによる加熱分解は３−５回繰り返し
て行った。その結果、重金属含量は次の通りであった
（単位：PPm）：ヒ素、170；カドミウム、3.81；クロ
ム、18.3；銅、172；鉄、3950；水銀、66.4；マンガン、
82.1；ニッケル、16.9；鉛、57.6；亜鉛、220。以下、
本明細書の実施例においては、試験サンプルとして用い
た汚泥類の重金属含量は、すべてこの方法で測定した。
【００２７】上記下水汚泥脱水ケーキの重金属含量とリ
ン酸水溶液中の重金属含量とから、重金属除去率(％)を
算出した。その結果を表１に示す。表１に示すように、
4.25％のリン酸を用いたときに、重金属類はかなりの割
合で除去され得ることがわかる。特に、リン酸が8.5％
以上の濃度の場合には、鉄は50％前後、鉛および亜鉛は
70％前後であり、銅を除く他の有害な重金属類の除去率
は80％以上であり、従来法に比べて良好な結果が得られ
た。本明細書における重金属の除去率はすべて重量基準
(wt/wt)である。本明細書実施例の表１−４において、
水銀とクロムの除去率は100％を大きく越えているが、
これは次のような原因によるものと考えられる。汚泥中
の重金属含量を決定するために本明細書では硝酸・塩酸
分解法（王水分解法）を用いており、このため水銀は一
部が蒸気となって揮散するために、水銀の含量が低く測
定されるものと考えられる。クロムは、クロム酸あるい
は重クロム酸として汚泥に吸着していると推定される
が、汚泥を王水分解する過程でクロムが酸に難溶な化合
物を形成するものと考えられ、クロムの含量が低く検出
されるものと考えられる。
ン酸水溶液中の重金属含量とから、重金属除去率(％)を
算出した。その結果を表１に示す。表１に示すように、
4.25％のリン酸を用いたときに、重金属類はかなりの割
合で除去され得ることがわかる。特に、リン酸が8.5％
以上の濃度の場合には、鉄は50％前後、鉛および亜鉛は
70％前後であり、銅を除く他の有害な重金属類の除去率
は80％以上であり、従来法に比べて良好な結果が得られ
た。本明細書における重金属の除去率はすべて重量基準
(wt/wt)である。本明細書実施例の表１−４において、
水銀とクロムの除去率は100％を大きく越えているが、
これは次のような原因によるものと考えられる。汚泥中
の重金属含量を決定するために本明細書では硝酸・塩酸
分解法（王水分解法）を用いており、このため水銀は一
部が蒸気となって揮散するために、水銀の含量が低く測
定されるものと考えられる。クロムは、クロム酸あるい
は重クロム酸として汚泥に吸着していると推定される
が、汚泥を王水分解する過程でクロムが酸に難溶な化合
物を形成するものと考えられ、クロムの含量が低く検出
されるものと考えられる。
【００２８】（比較例１） 処理液として表１に示す濃度のリン酸水溶液を用いたこ
と以外は、実施例１と同様に操作を行った。さらに、処
理液として水30mlおよび１規定塩酸30mlを各々用いて、
実施例１と同様に操作を行った。それらの結果を表１に
示す。
と以外は、実施例１と同様に操作を行った。さらに、処
理液として水30mlおよび１規定塩酸30mlを各々用いて、
実施例１と同様に操作を行った。それらの結果を表１に
示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１から、この実施例１の方法により、各
種重金属が室温で有効に除去されることがわかる。特に
高濃度のリン酸濃度を用いると、銅を除く各種重金属類
を効果的に除去することができ、例えば、塩酸のような
鉱酸を用いた場合よりも良好である。
種重金属が室温で有効に除去されることがわかる。特に
高濃度のリン酸濃度を用いると、銅を除く各種重金属類
を効果的に除去することができ、例えば、塩酸のような
鉱酸を用いた場合よりも良好である。
【００３１】（実施例２） 処理液としてリン酸および酸化剤を含む水溶液を用い、
室温で処理した例を次に示す。
室温で処理した例を次に示す。
【００３２】標準活性汚泥法によって得られた下水汚泥
脱水ケーキ（水分含量75％(wt/wt)）10gに、２％の過酸
化水素を含有する、表２に示す各種濃度のリン酸水溶液
30mlを処理液として加え、室温で１時間撹拌した。次い
で、汚泥をろ過・除去し、得られた処理液中の重金属含
量を島津ICPS−5000を用いて分析した。汚泥からの重金
属除去率を表２に示す。本明細書において過酸化水素の
濃度は、特に指示のない限り、重量／容量を基準にす
る。
脱水ケーキ（水分含量75％(wt/wt)）10gに、２％の過酸
化水素を含有する、表２に示す各種濃度のリン酸水溶液
30mlを処理液として加え、室温で１時間撹拌した。次い
で、汚泥をろ過・除去し、得られた処理液中の重金属含
量を島津ICPS−5000を用いて分析した。汚泥からの重金
属除去率を表２に示す。本明細書において過酸化水素の
濃度は、特に指示のない限り、重量／容量を基準にす
る。
【００３３】（比較例２） 処理液として表２に示す濃度のリン酸水溶液を用いたこ
と以外は、実施例２と同様に操作を行った。さらに、処
理液として２％の過酸化水素水溶液、および２％の過酸
化水素を含む0.93規定塩酸を各々用いて実施例２と同様
に操作を行った。それらの結果を表２に示す。
と以外は、実施例２と同様に操作を行った。さらに、処
理液として２％の過酸化水素水溶液、および２％の過酸
化水素を含む0.93規定塩酸を各々用いて実施例２と同様
に操作を行った。それらの結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】表２から明らかなように、実施例２の方法
においては、鉄の除去率はやや低いがそれ以外の有害な
重金属類の除去率は極めて良好であるという結果が得ら
れた。このように、酸化剤を含有する系においては、銅
を効果的に除去することが可能である。実施例１のリン
酸濃度が、例えば42.5％の場合に比較して、実施例２の
40％の場合は、水銀の除去率がやや低下しているが、こ
れは、リン酸濃度の相違に由来するのであり、酸化剤の
添加により除去率が低下したのではないと考えられる。
においては、鉄の除去率はやや低いがそれ以外の有害な
重金属類の除去率は極めて良好であるという結果が得ら
れた。このように、酸化剤を含有する系においては、銅
を効果的に除去することが可能である。実施例１のリン
酸濃度が、例えば42.5％の場合に比較して、実施例２の
40％の場合は、水銀の除去率がやや低下しているが、こ
れは、リン酸濃度の相違に由来するのであり、酸化剤の
添加により除去率が低下したのではないと考えられる。
【００３６】（実施例３） 汚泥類として濃縮汚泥を用い、室温で処理した例を次に
示す。
示す。
【００３７】含水率97％の濃縮汚泥100gに、85％リン酸
10ｇおよび30％過酸化水素水６mlを加え、室温で１時間
撹拌した。汚泥をろ過・除去し、得られた水溶液の重金
属含量をＩＣＰ法で測定した。重金属類の除去率は次の
通りであった：ヒ素、84％；カドミウム、83％：クロ
ム、58％；銅、78％；鉄、38％；水銀、71％；マンガ
ン、88％；ニッケル、80％；鉛、82％；亜鉛、90％。
10ｇおよび30％過酸化水素水６mlを加え、室温で１時間
撹拌した。汚泥をろ過・除去し、得られた水溶液の重金
属含量をＩＣＰ法で測定した。重金属類の除去率は次の
通りであった：ヒ素、84％；カドミウム、83％：クロ
ム、58％；銅、78％；鉄、38％；水銀、71％；マンガ
ン、88％；ニッケル、80％；鉛、82％；亜鉛、90％。
【００３８】（実施例４） リン酸として縮合リン酸を用いて室温で処理した例を次
に示す。
に示す。
【００３９】ポリリン酸（リン酸含量116％；市販品）
3.Ogに30％過酸化水素水２mlを加え、さらに水を加えて
30mlとし、これに下水汚泥ケーキ（水分含量75％(wt/w
t)）10gを加えて24時間混合・撹拌を行った。汚泥をろ
過・除去し、得られた水溶液の重金属含量をＩＣＰ法を
用いて分析した。重金属類の除去率は次の通りであっ
た：ヒ素、88％；カドミウム、91％；クロム、75％；
銅、80％；鉄、45％；水銀、85％；マンガン、84％；ニ
ッケル、89％；鉛、91％；亜鉛、88％。
3.Ogに30％過酸化水素水２mlを加え、さらに水を加えて
30mlとし、これに下水汚泥ケーキ（水分含量75％(wt/w
t)）10gを加えて24時間混合・撹拌を行った。汚泥をろ
過・除去し、得られた水溶液の重金属含量をＩＣＰ法を
用いて分析した。重金属類の除去率は次の通りであっ
た：ヒ素、88％；カドミウム、91％；クロム、75％；
銅、80％；鉄、45％；水銀、85％；マンガン、84％；ニ
ッケル、89％；鉛、91％；亜鉛、88％。
【００４０】（実施例５） 処理液としてリン酸、硫酸、および酸化剤を含む水溶液
を用いて室温で処理した例を次に示す。
を用いて室温で処理した例を次に示す。
【００４１】下水汚泥脱水ケーキ（水分含量75％(wt/w
t)）10gに、8.5％リン酸水溶液14ml、１規定硫酸14ml、
および30％過酸化水素水２mlを加え、室温で１時間撹拌
した。次いで汚泥をろ過・除去し、得られた水溶液中の
重金属含量をＩＣＰ法を用いて分析した。重金属類の除
去率は次の通りであった：ヒ素、69％；カドミウム、77
％；クロム、59％；銅、75％；鉄、44％；水銀、62％；
マンガン、82％；ニッケル、81％；鉛、58％；亜鉛、86
％。
t)）10gに、8.5％リン酸水溶液14ml、１規定硫酸14ml、
および30％過酸化水素水２mlを加え、室温で１時間撹拌
した。次いで汚泥をろ過・除去し、得られた水溶液中の
重金属含量をＩＣＰ法を用いて分析した。重金属類の除
去率は次の通りであった：ヒ素、69％；カドミウム、77
％；クロム、59％；銅、75％；鉄、44％；水銀、62％；
マンガン、82％；ニッケル、81％；鉛、58％；亜鉛、86
％。
【００４２】（実施例６） 処理液としてリン酸、塩酸、および酸化剤を含む水溶液
を用いて室温で処理した例を次に示す。
を用いて室温で処理した例を次に示す。
【００４３】下水汚泥脱水ケーキ（水分含量75％(wt/w
t)）10gに、8.5％リン酸水溶液29ml、１規定塩酸10ml、
および30％過酸化水素水１mlを加え、室温で５時間撹拌
した。次いで汚泥をろ過・除去し、得られた水溶液の重
金属含量をＩＣＰ法を用いて分析した。重金属類の除去
率は次の通りであった：ヒ素、86％；カドミウム、81
％；クロム、59％；銅、76％；鉄、44％；水銀、71％；
マンガン、82％；ニッケル、80％；鉛、94％；亜鉛、87
％。
t)）10gに、8.5％リン酸水溶液29ml、１規定塩酸10ml、
および30％過酸化水素水１mlを加え、室温で５時間撹拌
した。次いで汚泥をろ過・除去し、得られた水溶液の重
金属含量をＩＣＰ法を用いて分析した。重金属類の除去
率は次の通りであった：ヒ素、86％；カドミウム、81
％；クロム、59％；銅、76％；鉄、44％；水銀、71％；
マンガン、82％；ニッケル、80％；鉛、94％；亜鉛、87
％。
【００４４】（実施例７） リン酸を含む処理液とオゾン酸化を組み合わせて室温で
処理を行った例を次に示す。
処理を行った例を次に示す。
【００４５】下水汚泥脱水ケーキ（水分含量75％(wt/w
t)）10gに、8.5％リン酸水溶液50mlを加え、オゾンガス
を導入しながら室温で３時間撹拌した。反応終了後、汚
泥をろ過・除去し、得られた水溶液の重金属含量をＩＣ
Ｐ法を用いて分析した。銅の除去率は84％であった。
t)）10gに、8.5％リン酸水溶液50mlを加え、オゾンガス
を導入しながら室温で３時間撹拌した。反応終了後、汚
泥をろ過・除去し、得られた水溶液の重金属含量をＩＣ
Ｐ法を用いて分析した。銅の除去率は84％であった。
【００４６】（実施例８） 処理温度が重金属の除去率に与える影響を次に示す。
【００４７】標準活性汚泥法によって得られた下水汚泥
脱水ケーキ（水分含量約75％(wt/wt)10・Ogに処理液30m
lを加え、室温または60℃で１時間混合・撹拌した。処
理液としては、過酸化水素２％または0.2％を含有する
かもしくは含有しない、表３に示す各種濃度のリン酸水
溶液を用いた。次に、汚泥を濾過・除去し、得られた水
溶液の重金属含量をＩＣＰ法を用いて分析した。上記サ
ンプルとして用いた汚泥脱水ケーキの重金属含量は次の
とおりであった（単位：PPm）：銅、61．0；クロム、1
7.1；亜鉛、195。重金属類の除去率を算出した結果を表
３に示す。
脱水ケーキ（水分含量約75％(wt/wt)10・Ogに処理液30m
lを加え、室温または60℃で１時間混合・撹拌した。処
理液としては、過酸化水素２％または0.2％を含有する
かもしくは含有しない、表３に示す各種濃度のリン酸水
溶液を用いた。次に、汚泥を濾過・除去し、得られた水
溶液の重金属含量をＩＣＰ法を用いて分析した。上記サ
ンプルとして用いた汚泥脱水ケーキの重金属含量は次の
とおりであった（単位：PPm）：銅、61．0；クロム、1
7.1；亜鉛、195。重金属類の除去率を算出した結果を表
３に示す。
【００４８】（比較例３） 処理液として過酸化水素２％を含有する２％リン酸水溶
液を用い、室温で処理したこと以外は、実施例８と同様
である。その結果を表３に示す。
液を用い、室温で処理したこと以外は、実施例８と同様
である。その結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
【００５０】表３から明らかなように、加熱処理した場
合には、銅の除去量は室温処理の場合と比較して１〜３
割程度向上した。クロムの場合も除去量が向上する傾向
が認められた。これに対して、亜鉛の除去量はいずれの
場合もほぼ同等であった。汚泥を加熱下で処理すること
によって汚泥の脱水性も向上し、５％リン酸水溶液を用
いた場合には濾過速度は室温で処理を行った場合の約６
倍であった。
合には、銅の除去量は室温処理の場合と比較して１〜３
割程度向上した。クロムの場合も除去量が向上する傾向
が認められた。これに対して、亜鉛の除去量はいずれの
場合もほぼ同等であった。汚泥を加熱下で処理すること
によって汚泥の脱水性も向上し、５％リン酸水溶液を用
いた場合には濾過速度は室温で処理を行った場合の約６
倍であった。
【００５１】（実施例９） 加熱還流下で処理した例を次に示す。
【００５２】標準活性汚泥法によって得られた汚泥脱水
ケーキ（水分含量75％(wt/wt)）10.Ogに、２％の過酸化
水素を含有する５％リン酸水溶液30mlを加え、１時間加
熱還流下で撹拌した。得られた処理液と汚泥との混合物
から汚泥を濾過・除去し、処理液中の重金属含量をICP
法を用いて分析した。銅の除去率は95％であった。
ケーキ（水分含量75％(wt/wt)）10.Ogに、２％の過酸化
水素を含有する５％リン酸水溶液30mlを加え、１時間加
熱還流下で撹拌した。得られた処理液と汚泥との混合物
から汚泥を濾過・除去し、処理液中の重金属含量をICP
法を用いて分析した。銅の除去率は95％であった。
【００５３】（実施例１０） 濃縮汚泥を加熱条件下で処理した例を次に示す。
【００５４】含水率97％(wt/wt)の濃縮汚泥100gに、85
％リン酸10g、および30％過酸化水素水６mlを加え、60
℃で１時間撹拌した。得られた処理液と汚泥との混合物
から汚泥を濾過・除去し、処理液中の重金属含量をICP
法で測定した。重金属類の除去率は、銅、88％；クロ
ム、65％；亜鉛、90％であった。
％リン酸10g、および30％過酸化水素水６mlを加え、60
℃で１時間撹拌した。得られた処理液と汚泥との混合物
から汚泥を濾過・除去し、処理液中の重金属含量をICP
法で測定した。重金属類の除去率は、銅、88％；クロ
ム、65％；亜鉛、90％であった。
【００５５】（実施例１１） 農業集落排水汚泥を室温条件下および加熱条件下で処理
した例を以下に示す。
した例を以下に示す。
【００５６】オキシデーション・ディッチ法によって得
られた農業集落排水汚泥の脱水ケーキ（水分含量83％(w
t/wt)）10.Ogに、過酸化水素２％を含有する各種濃度の
リン酸水溶液30mlを加え、室温で１時間混合・撹拌し
た。得られた処理液と汚泥との混合物から汚泥を濾過・
除去し、処理液中の重金属含量をICP法を用いて分析し
た。上記処理にサンプルとして使用した汚泥中の重金属
含量は次のとおりであった（単位：PPm）：ヒ素、33.
7；カドミウム、1.28；クロム、5.59；銅、31.1；鉄、3
620；水銀、124；マンガン、14.0；ニッケル、1.54；
鉛、7.80；亜鉛、173。重金属の除去率を算出した結果
を表４に示す。
られた農業集落排水汚泥の脱水ケーキ（水分含量83％(w
t/wt)）10.Ogに、過酸化水素２％を含有する各種濃度の
リン酸水溶液30mlを加え、室温で１時間混合・撹拌し
た。得られた処理液と汚泥との混合物から汚泥を濾過・
除去し、処理液中の重金属含量をICP法を用いて分析し
た。上記処理にサンプルとして使用した汚泥中の重金属
含量は次のとおりであった（単位：PPm）：ヒ素、33.
7；カドミウム、1.28；クロム、5.59；銅、31.1；鉄、3
620；水銀、124；マンガン、14.0；ニッケル、1.54；
鉛、7.80；亜鉛、173。重金属の除去率を算出した結果
を表４に示す。
【００５７】これとは別に、過酸化水素２％を含む20％
リン酸水溶液、および過酸化水素２％を含む８％リン酸
水溶液を各々用いて60℃で処理を行った。その場合の重
金属の除去率は、各々、銅、88％、84％；クローム、11
1％、78％；亜鉛、83％、89％であった。
リン酸水溶液、および過酸化水素２％を含む８％リン酸
水溶液を各々用いて60℃で処理を行った。その場合の重
金属の除去率は、各々、銅、88％、84％；クローム、11
1％、78％；亜鉛、83％、89％であった。
【００５８】
【表４】
【００５９】（実施例１２） 屎尿汚泥の処理を以下に示す。
【００６０】屎尿汚泥脱水ケーキ（水分含量80％(wt/w
t)）10．Ogに、過酸化水素２％を含有する８％リン酸水
溶液30mlを加え、室温で１時間混合・撹拌した。得られ
た処理液と汚泥との混合物から汚泥を濾過・除去し、処
理液中の重金属含量をlCP法を用いて分析した。上記処
理にサンプルとして使用した汚泥中の重金属含量および
重金属除去率は各々次のとおりであった：カドミウム、
0.39ppm，85％；銅、23.Oppm，75％；鉛、2.88ppm，83
％；亜鉛、125ppm，91％。
t)）10．Ogに、過酸化水素２％を含有する８％リン酸水
溶液30mlを加え、室温で１時間混合・撹拌した。得られ
た処理液と汚泥との混合物から汚泥を濾過・除去し、処
理液中の重金属含量をlCP法を用いて分析した。上記処
理にサンプルとして使用した汚泥中の重金属含量および
重金属除去率は各々次のとおりであった：カドミウム、
0.39ppm，85％；銅、23.Oppm，75％；鉛、2.88ppm，83
％；亜鉛、125ppm，91％。
【００６１】60℃で処理を行った場合の銅の除去率は84
％であった。
％であった。
【００６２】（実施例１３） 食品工場汚泥の処理を以下に示す。
【００６３】食品工場汚泥脱水ケーキ（水分含量83％(w
t/wt)）10．Ogに、２％の過酸化水素を含有する５％リ
ン酸水溶液30mlを加え、室温で１時間混合・撹拌した。
得られた処理液と汚泥との混合物から汚泥を濾過・除去
し、処理液中の重金属含量をICP法を用いて分析した。
上記処理にサンプルとして使用した汚泥中の重金属含量
および重金属除去率は各々次のとおりであった：カドミ
ウム、0.28ppm，68％；銅、28.4ppm，71％；鉛、3.58pp
m，72％；亜鉛、85.2ppm，89％。
t/wt)）10．Ogに、２％の過酸化水素を含有する５％リ
ン酸水溶液30mlを加え、室温で１時間混合・撹拌した。
得られた処理液と汚泥との混合物から汚泥を濾過・除去
し、処理液中の重金属含量をICP法を用いて分析した。
上記処理にサンプルとして使用した汚泥中の重金属含量
および重金属除去率は各々次のとおりであった：カドミ
ウム、0.28ppm，68％；銅、28.4ppm，71％；鉛、3.58pp
m，72％；亜鉛、85.2ppm，89％。
【００６４】（実施例１５） 処理液としてリン酸および塩酸を含む水溶液を用いた例
を次に示す。
を次に示す。
【００６５】下水汚泥脱水ケーキ（水分含量75％(wt/w
t)）10.Ogに、21.25％リン酸水溶液15mlおよび１規定塩
酸15mlを加え、70℃で１時間加熱撹拌した。得られた処
理液と汚泥との混合物から固形分を濾過・除去し、処理
液中の重金属含量をICP法を用いて分析した。銅の除去
率は78％であった。
t)）10.Ogに、21.25％リン酸水溶液15mlおよび１規定塩
酸15mlを加え、70℃で１時間加熱撹拌した。得られた処
理液と汚泥との混合物から固形分を濾過・除去し、処理
液中の重金属含量をICP法を用いて分析した。銅の除去
率は78％であった。
【００６６】（実施例１６） 処理液からリン酸水溶液を回収する例を次に示す。
【００６７】下水汚泥脱水ケーキ（水分含量75％(wt/w
t)）100gに、１％の過酸化水素を含有する8.5％リン酸
水溶液300mlを加えて室温で１時間撹拌し、汚泥をろ過
した。得られた水溶液を１規定苛性ソーダ水溶液で中和
し、上記濾過により分離された、重金属が除去された汚
泥10gを加えて１時間撹拌し、汚泥をろ過・除去した。
得られた水溶液を陽イオン交換樹脂（アンバーライトＩ
Ｒ−１２０（プラス））で処理し、リン酸水溶液を得
た。リン酸の回収率は89％であった。
t)）100gに、１％の過酸化水素を含有する8.5％リン酸
水溶液300mlを加えて室温で１時間撹拌し、汚泥をろ過
した。得られた水溶液を１規定苛性ソーダ水溶液で中和
し、上記濾過により分離された、重金属が除去された汚
泥10gを加えて１時間撹拌し、汚泥をろ過・除去した。
得られた水溶液を陽イオン交換樹脂（アンバーライトＩ
Ｒ−１２０（プラス））で処理し、リン酸水溶液を得
た。リン酸の回収率は89％であった。
【００６８】（実施例１７） 重金属を除去した後の汚泥を用いてコンポストを調製す
る例を次に示す。
る例を次に示す。
【００６９】下水汚泥脱水ケーキ（水分含量75％(wt/w
t)）３kgに、２％の過酸化水素を含有する８％リン酸水
溶液９kgを加えて室温で１時間撹拌したのち汚泥をろ過
し、水で洗浄し、脱水した。この脱水汚泥を時々かき混
ぜながら発酵させた。約３週間後に粗い粒状のコンポス
ト１kgを得た。
t)）３kgに、２％の過酸化水素を含有する８％リン酸水
溶液９kgを加えて室温で１時間撹拌したのち汚泥をろ過
し、水で洗浄し、脱水した。この脱水汚泥を時々かき混
ぜながら発酵させた。約３週間後に粗い粒状のコンポス
ト１kgを得た。
【００７０】（実施例１８） 重金属を除去した後の汚泥を用いて汚泥肥料を調製する
例を次に示す。
例を次に示す。
【００７１】下水汚泥脱水ケーキ（水分含量75％(wt/w
t)）５kgに、0.5％の過酸化水素を含有する10％リン酸
水溶液15kgを加え、混合物を室温で１時間撹拌した後、
脱水した。得られた混合物をかき混ぜながら、消石灰60
gを加えて中和したのち自然乾燥して、汚泥肥料約1.5kg
を得た。
t)）５kgに、0.5％の過酸化水素を含有する10％リン酸
水溶液15kgを加え、混合物を室温で１時間撹拌した後、
脱水した。得られた混合物をかき混ぜながら、消石灰60
gを加えて中和したのち自然乾燥して、汚泥肥料約1.5kg
を得た。
【００７２】
【発明の効果】本発明によれば、このように、従来困難
であった汚泥類からの有害な重金属類の除去が効果的に
行われ得る。従来、除去の難しかった水銅、クロム、
鉛、銅、カドミウムなどの汚泥類からの除去も容易とな
る。この方法によれば安価に上記重金属類の除去がなさ
れ、かつこの方法は工業的に大規模に行うことが可能で
ある。重金属の除去された汚泥類は、発酵させることに
より有機質に富むコンポストとし、あるいは汚泥類を含
む肥料として利用することが容易となる。処理後の汚泥
類は廃棄されたとしても環境を汚染することはない。こ
のように、従来廃棄されていた産業廃棄物の45.5％を占
める汚泥類を新たな資源として利用することができる。
であった汚泥類からの有害な重金属類の除去が効果的に
行われ得る。従来、除去の難しかった水銅、クロム、
鉛、銅、カドミウムなどの汚泥類からの除去も容易とな
る。この方法によれば安価に上記重金属類の除去がなさ
れ、かつこの方法は工業的に大規模に行うことが可能で
ある。重金属の除去された汚泥類は、発酵させることに
より有機質に富むコンポストとし、あるいは汚泥類を含
む肥料として利用することが容易となる。処理後の汚泥
類は廃棄されたとしても環境を汚染することはない。こ
のように、従来廃棄されていた産業廃棄物の45.5％を占
める汚泥類を新たな資源として利用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C02F 11/00 - 11/20 B09B 3/00
Claims (5)
- 【請求項１】 有機性汚泥類と処理液とを接触させるこ
とにより、該有機性汚泥類に含有される重金属類を該処
理液中に溶解させる工程を包含する、有機性汚泥類から
重金属類を除去する方法であって、 該処理液が、(Ａ)リン酸水溶液、あるいは(Ｂ)次のＢ１
およびＢ２のうち少なくとも１種を含有するリン酸水溶
液であり： (Ｂ１)リン酸以外の他の酸類、および (Ｂ２)酸化剤、 該処理液中のリン酸の濃度が３％以上である、方法。 - 【請求項２】 有機性汚泥類と処理液とを接触させるこ
とにより、該有機性汚泥類に含有される重金属類を該処
理液中に溶解させる工程を包含する、有機性汚泥類から
重金属類を除去する方法であって、 該処理液が、(Ａ)リン酸水溶液、あるいは(Ｂ)次のＢ１
およびＢ２のうち少なくとも１種を含有するリン酸水溶
液であり： (Ｂ１)リン酸以外の他の酸類、および (Ｂ２)酸化剤、 該接触させる工程が４０℃以上の温度で行われる、方
法。 - 【請求項３】 有機性汚泥類が、下水汚泥、農業集落排
水汚泥、屎尿汚泥、食品工場汚泥からなる群から選択さ
れる少なくとも１種である、請求項１または２に記載の
方法。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２より得られる重
金属類が溶解した処理液と吸着剤とを接触させることに
より、該処理液から重金属類を除去し、重金属類の除去
された該処理液を重金属類を除去する処理液として再使
用する工程をさらに包含する請求項１または請求項２に
記載の方法。 - 【請求項５】 有機性汚泥類が、肥料に使用される汚泥
である請求項１まはた請求項２に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9148263A JP2975571B2 (ja) | 1996-06-07 | 1997-06-05 | 汚泥類から重金属類を除去する方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16848496 | 1996-06-07 | ||
| JP13002897 | 1997-05-20 | ||
| JP8-168484 | 1997-05-20 | ||
| JP9-130028 | 1997-05-20 | ||
| JP9148263A JP2975571B2 (ja) | 1996-06-07 | 1997-06-05 | 汚泥類から重金属類を除去する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1133594A JPH1133594A (ja) | 1999-02-09 |
| JP2975571B2 true JP2975571B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=27316045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9148263A Expired - Fee Related JP2975571B2 (ja) | 1996-06-07 | 1997-06-05 | 汚泥類から重金属類を除去する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2975571B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003190913A (ja) * | 2001-12-27 | 2003-07-08 | Marine Chemical Kenkyusho:Kk | 水産有機廃棄物の処理方法 |
| KR20020093732A (ko) * | 2002-11-21 | 2002-12-16 | 조경제 | 산을 이용한 슬러지의 중금속 추출 및 제거방법 |
| JP2006061904A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-03-09 | Nippon Soda Co Ltd | 汚泥用防臭組成物 |
| CN102745766B (zh) * | 2012-08-07 | 2014-04-16 | 陕西科技大学 | 一种利用富铬污泥处理皮革染色废水方法 |
| DK3084301T3 (en) * | 2013-12-20 | 2018-05-22 | Ecophos S A | PROCEDURE FOR TREATING ASHES FROM THE WASTE CONSUMPTION |
| CN109485471A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-19 | 天津海天时环保科技有限公司 | 一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法 |
-
1997
- 1997-06-05 JP JP9148263A patent/JP2975571B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1133594A (ja) | 1999-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |