JP3846747B2 - Treatment method of bottom mud - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、底泥処理方法に関するものであり、さらに詳しくは本発明は、浚渫した底泥を埋め戻した後に富栄養化の原因となる窒素や燐のような物質の水中への溶出が効率的に抑制される底泥の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
湖沼、河川などの公共用水域における富栄養化は依然として大きな問題となっている。富栄養化は、窒素、燐などの物質によりプランクトンが増殖するために起こるとされている。
窒素、燐などの物質は、各種工場、事業所等からの排水からもたらされ、一方では湖沼、河川の底部の堆積物（底泥）から溶出する分がある。底泥には動植物の死骸等由来の有機物が存在し、そこには窒素や燐が多く含まれている。また有機物が分解すると無機化し、アンモニアやリン酸等の形態で水中に溶解する。
【０００３】
そこで、底泥から富栄養化の原因となる物質の溶出を抑制するために底泥を浚渫処理することが行われている。
従来の浚渫処理は、浚渫した底泥にセメントなどの硬化性無機材料を混和し、固化し、これをもとの底部に戻し、底泥の巻き上がりや拡散を抑制しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単に底泥を固化して埋め戻した場合、底泥の巻き上がりは抑制されるものの、富栄養化の原因となる窒素や燐のような物質は、固化体の間隙から水中に溶出してしまう。なお、浚渫した底泥を陸上に埋め立てる方法もあるが、埋立地確保が困難である場合が多く、また雨水浸透による溶出成分を処理する必要があり維持管理費用がかかり好ましくない。
【０００５】
本発明は上記のような従来の課題を解決し、浚渫した底泥を埋め戻した後に富栄養化の原因となる窒素や燐のような物質の水中への溶出が効率的に抑制される底泥の処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、上記のような従来の課題を解決することができた。
請求項１の発明は、水質系の底部から底泥を浚渫し、これを目的とする底部に埋め戻す底泥の処理方法において、浚渫した底泥に吸着性材料および硬化性材料を混合し、得られた吸着性固化底泥を底部に打設し、吸着性固化底泥層を形成させた後、該吸着性固化底泥層の下部に、未処理の浚渫した底泥をさらに打設することを特徴とする底泥の処理方法である。
請求項２の発明は、水質系の底部から底泥を浚渫し、これを目的とする底部に埋め戻す底泥の処理方法において、浚渫した底泥に吸着性材料および硬化性材料を混合し、得られた吸着性固化底泥を底部に打設し、吸着性固化底泥層を形成させた後、該吸着性固化底泥層の下部に、硬化性材料のみを添加した底泥をさらに打設することを特徴とする底泥の処理方法である。
請求項３の発明は、吸着性固化底泥層と、未処理の底泥の層とが、この順で繰り返されて少なくとも４層構造になるように、各底泥層を底部に打設する請求項１に記載の底泥の処理方法である。
請求項４の発明は、吸着性固化底泥層と、硬化性材料のみを添加した底泥の層とが、この順で繰り返されて少なくとも４層構造になるように、各底泥層を底部に打設する請求項２に記載の底泥の処理方法である。
請求項５の発明は、硬化性材料がセメント、あるいは、石膏、あるいは、水ガラスとセメントの共用である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の底泥の処理方法である。
請求項６の発明は、吸着性材料がゼオライト、活性炭、酸性土および火山灰土壌からなる群から選択された少なくとも１種である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の底泥の処理方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明は、浚渫した底泥に、富栄養化の原因となる窒素や燐のような物質を吸着することのできる吸着性材料および打設後の形態構造を維持できる硬化性材料を混合し、これを目的とする底部に埋め戻すことを特徴としている。
【００１３】
本発明において使用される吸着性材料とは、富栄養化の原因となる物質を吸着することのできる材料一般を意味する。上述のように富栄養化の原因となる物質は、窒素、燐、アンモニア、リン酸等が挙げられるが、これら以外の物質を吸着できる材料も本発明においては使用可能である。
【００１４】
吸着性材料を具体的に例示すると、アンモニア等の無機態窒素を吸着することのできるゼオライト、燐を吸着することのできる火山灰土壌、赤黄色の酸性土、その他活性炭等が好適に用いられる。
【００１５】
底泥における吸着性材料の混合割合は、底泥の性質や、打設の場所等により適宜決定すべきものではあるが、例えば含水率６０％の底泥を想定すると、底泥１トンあたり、７〜１５０kg程度である。
【００１６】
また本発明において使用される硬化性材料とは、底泥を打設した後に、所望の形態構造の維持を可能にするものを意味し、例えばセメント、あるいは、石膏、あるいは、水ガラスとセメントの共用等が挙げられる。
【００１７】
底泥における硬化性材料の混合割合は、底泥の性質や打設の場所等により適宜決定すべきものではあるが、例えば含水率６０％の底泥を想定すると、底泥１トンあたり１０〜５００kg程度である。好ましくは、３０〜１５０kg程度である。
【００１８】
底泥と上記各材料との混合方法は、公知の方法を採用することができ、とくに制限されないが、両者が均一に混合されることが望ましい。
【００１９】
なお、本発明でいう水質系とは、底泥が存在していればいかなる対象もその範疇に含まれる。一般的には河川や湖沼等が含まれる。
【００２０】
底泥と上記各材料とが混合された後、得られた吸着性固化底泥は、続いて目的とする水質系の底部に打設される。なお、打設時の底泥は、まだ固化していないが、水中で適当時間で固化する。
吸着性固化底泥の底部への打設は、例えばトレミー管等の水中打設管を用いて行うことができる。以下、具体例として図１を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、湖沼の底泥を本発明の方法により処理して埋め戻す工程を説明するための図である。
吸着性材料および硬化性材料が混合された吸着性固化底泥が、浚渫処理船２により所望の場所まで運搬され、トレミー管のような水中打設管３を用いて所望の底部にまず打設される。
形成された吸着性固化底泥層１は、底部の地形その他により種々変更されるものではあるが、例えば０．１〜０．３m 程度であることができる。
この工程だけでも、湖沼の底部からの富栄養化の原因となる物質の溶出は顕著に改善されるものではあるが、処理すべき底泥が多量である場合には、水中打設管３を移動させずに、形成された吸着性固化底泥層１の下部に、未処理の底泥を打設し、２層構造とすることができる。
未処理の底泥からは当然に富栄養化物質は遊離するが、その上層の吸着性固化底泥層に含まれる吸着性材料によりこれが吸着され、溶出量が顕著に抑制される。この場合、未処理の底泥層の厚さは、例えば０．７〜０．９m 程度であることができる。
【００２２】
未処理の底泥層に、硬化性材料を混合すれば、構造の維持の面からとくに好ましい態様となる。この場合の硬化性材料の混合割合は、含水率６０％の底泥を想定した場合、底泥１トンあたり、７〜１５０kg程度である。
【００２３】
上記のような、形成された吸着性固化底泥層の下部に、未処理の底泥または硬化性材料のみが添加された底泥を打設し２層構造とする態様において、さらに打設工程を繰り返して、４層以上の底泥層を形成することもできる。
図２は、底部に４層構造を形成させた場合を説明している。すなわち、上記のように２層構造を形成した後、水中打設管３を移動させずに、形成された未処理の底泥または硬化性材料のみが添加された底泥層の下部に、再度吸着性固化底泥層４を打設し、さらに吸着性固化底泥層４の下部に、未処理の底泥または硬化性材料のみが添加された底泥層５が打設される。
このようにして、未処理底泥層−吸着性固化底泥層の繰り返し層の合計４層構造が形成される。この打設工程は、必要に応じてさらにまた繰り返し、例えば６層以上の構造にすることもできる。
【００２４】
【作用】
底泥からの富栄養化物質、例えば窒素化合物は、不溶態・水溶態に分けられ、水と接触すると水溶態窒素が徐々に溶出する。これは、底泥中の間隙水を媒体とした拡散によるもので、接触する水が低濃度であることに起因している。
セメントなどの硬化性材料を底泥に混合すると、底泥の巻き上がりや拡散を防止することができる。さらにゼオライト、活性炭、火山灰土壌などの吸着性材料を底泥に混合すると、富栄養化物質を吸着することができる。
本発明は、これらの原理の相乗効果を利用したものである。吸着性物質を含まない底泥を吸着性固化底泥で覆うと、間隙水を伝って底泥内部から拡散する富栄養化物質が吸着・保持され、底泥に接する水への溶出が抑制される。さらにセメントなどの硬化性材料による固化によって、この構造が維持される。
吸着性材料を含む層内は、比較的高い温度となり、接する水との間に濃度差が生じるが、一旦吸着された物質は放出されないでそのままの状態で安定化するであろう。
また本発明においては、吸着性材料は、処理対象となる底泥の成分や物性に応じて決定することができ有利である。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明する。
（実施例）
湖沼より浚渫した含水率６０％の底泥に対し、ポルトランドセメントを１００kg／m3の割合で添加し、均一に混合した。さらに粉末のゼオライトを１００kg／m3の割合で添加し、均一に混合した。得られた吸着性固化底泥を、浚渫処理船により目的の場所まで運搬し、底部にトレミー管を用いて打設し、吸着性固化底泥層を形成した。吸着性固化底泥層の厚さは、約０．３m とした。
次に、ポルトランドセメントのみを１００kg／m3の割合で添加し、均一に混合した含水率６０％の底泥を、吸着性固化底泥層の下部に、同じトレミー管を用いて打設し、厚さ約０．７m の底泥層を形成した。得られた２層構造と接する付近の水を採取し、窒素および燐濃度を測定したところ、浚渫前とくらべてそれぞれの濃度が１／１０以下に抑制された。
【００２６】
（比較例）
ゼオライトを混合しなかったこと以外は、実施例を繰り返した。得られた２層構造と接する付近の水を採取し、窒素および燐濃度を測定したところ、浚渫前とくらべて、それぞれ１０％程度しか溶出が抑制されなかったことが判明した。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、浚渫した底泥を埋め戻した後に富栄養化の原因となる窒素や燐のような物質の水中への溶出が効率的に抑制される底泥の処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】湖沼の底泥を本発明の方法により処理して埋め戻す工程を説明するための図である。
【図２】湖沼の底部に４層構造を形成させた場合を説明するための図である。
【符号の説明】
１，４ 吸着性固化底泥層
２ 浚渫処理船
３ 水中打設管
５ 未処理の底泥層または硬化性材料のみが添加された底泥層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating bottom mud, and more particularly, the present invention is effective in leaching substances such as nitrogen and phosphorus that cause eutrophication after filling dredged bottom mud into water. The present invention relates to a method for treating bottom mud that is suppressed.
[0002]
[Prior art]
Eutrophication in public waters such as lakes and rivers remains a major problem. Eutrophication is said to occur because plankton grows with substances such as nitrogen and phosphorus.
Substances such as nitrogen and phosphorus are derived from wastewater from various factories and business establishments, and on the other hand, they are eluted from sediments (bottom mud) at the bottom of lakes and rivers. The bottom mud contains organic matter derived from dead animals and plants, and it contains a lot of nitrogen and phosphorus. In addition, when the organic matter decomposes, it becomes mineral and dissolves in water in the form of ammonia, phosphoric acid or the like.
[0003]
Then, in order to suppress the elution of the substance which causes eutrophication from the bottom mud, the bottom mud is subjected to a drought treatment.
In the conventional dredging treatment, a curable inorganic material such as cement is mixed in the drowned bottom mud, solidified, and returned to the original bottom to suppress the rolling and spreading of the bottom mud.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the bottom mud is simply solidified and backfilled, the rolling up of the bottom mud is suppressed, but substances such as nitrogen and phosphorus that cause eutrophication are eluted into the water from the gaps in the solidified body. End up. In addition, there is a method of reclaiming dredged bottom mud on land, but it is often difficult to secure a landfill site, and it is necessary to treat the eluted components due to infiltration of rainwater, which is not preferable because of maintenance costs.
[0005]
The present invention solves the above-described conventional problems, and the bottom in which elution of substances such as nitrogen and phosphorus that cause eutrophication into the water is effectively suppressed after the dredged bottom mud is backfilled. The object is to provide a method for treating mud.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have been able to solve the conventional problems as described above.
The invention of claim 1 is a method for treating bottom mud by pouring bottom mud from the bottom of the water quality system, and mixing the adsorbent material and the curable material into the drowned bottom mud. The obtained adsorptive solidified bottom mud is cast at the bottom to form an adsorptive solidified bottom mud layer, and then an untreated dredged bottom mud is further placed below the adsorbent solidified bottom mud layer. It is the processing method of the bottom mud characterized by this.
The invention of
According to the invention of
According to the invention of
The invention of claim 5 is the bottom mud treatment method according to any one of claims 1 to 4, wherein the curable material is cement, gypsum, or water glass and cement.
The invention of claim 6 is the method for treating bottom mud according to any one of claims 1 to 4, wherein the adsorbent material is at least one selected from the group consisting of zeolite, activated carbon, acidic soil and volcanic ash soil. It is.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The present invention mixes an adsorbent material capable of adsorbing substances such as nitrogen and phosphorus that cause eutrophication and a curable material capable of maintaining the morphological structure after placement in the drowned bottom mud, This is characterized by being backfilled to the intended bottom.
[0013]
The adsorptive material used in the present invention means a general material capable of adsorbing substances that cause eutrophication. As described above, examples of substances that cause eutrophication include nitrogen, phosphorus, ammonia, phosphoric acid, and the like, but materials that can adsorb substances other than these can also be used in the present invention.
[0014]
Specific examples of the adsorptive material include zeolite that can adsorb inorganic nitrogen such as ammonia, volcanic ash soil that can adsorb phosphorus, red-yellow acidic soil, and other activated carbon.
[0015]
The mixing ratio of the adsorptive material in the bottom mud should be determined as appropriate depending on the nature of the bottom mud, the place of placement, etc. For example, assuming a bottom mud with a moisture content of 60%, It is about ~ 150kg.
[0016]
Also a curable material used in the present invention, the mud after Da設means which permit maintenance of desired morphology, for example cement or gypsum, or water glass and cement Common use etc. are mentioned.
[0017]
The mixing ratio of the curable material in the bottom mud should be determined as appropriate depending on the nature of the bottom mud and the place of placement. For example, assuming a bottom mud with a moisture content of 60%, 10 to 500 kg per ton of bottom mud is assumed. Degree. Preferably, it is about 30 to 150 kg.
[0018]
A known method can be adopted as a method for mixing the bottom mud and each of the above materials, and although it is not particularly limited, it is desirable that both be mixed uniformly.
[0019]
The water quality system in the present invention includes any target in the category as long as the bottom mud exists. In general, rivers and lakes are included.
[0020]
After the bottom mud and each of the above materials are mixed, the obtained adsorptive solidified bottom mud is subsequently placed at the bottom of the target water quality system. In addition, although the bottom mud at the time of placing has not yet solidified, it solidifies in water for an appropriate time.
The placement of the adsorbent solidified bottom mud on the bottom can be performed using an underwater casting pipe such as a tremy pipe. Hereinafter, a specific example will be described with reference to FIG.
[0021]
FIG. 1 is a diagram for explaining a process of backfilling the bottom mud of a lake by the method of the present invention.
The adsorbent solidified bottom mud mixed with the adsorbent material and the curable material is transported to a desired location by the
The formed adsorptive solidified bottom mud layer 1 can be variously changed depending on the topography of the bottom and the like, and can be, for example, about 0.1 to 0.3 m.
Even with this process alone, the leaching of substances that cause eutrophication from the bottom of the lake is remarkably improved. However, when the amount of bottom mud to be treated is large, Without moving, untreated bottom mud can be placed under the formed adsorbent solidified bottom mud layer 1 to form a two-layer structure.
Naturally, the eutrophication substance is liberated from the untreated bottom mud, but it is adsorbed by the adsorbent material contained in the upper adsorbent solidified bottom mud layer, and the amount of elution is remarkably suppressed. In this case, the thickness of the untreated bottom mud layer can be about 0.7 to 0.9 m, for example.
[0022]
If a curable material is mixed with an untreated bottom mud layer, it becomes an especially preferable aspect from the surface of the maintenance of a structure. In this case, the mixing ratio of the curable material is about 7 to 150 kg per ton of the bottom mud when assuming the bottom mud with a moisture content of 60%.
[0023]
In the embodiment in which the untreated bottom mud or the bottom mud to which only the curable material is added is placed below the formed adsorptive solidified bottom mud layer as described above, a two-layer structure is further provided. It is possible to form four or more bottom mud layers by repeating the above.
FIG. 2 illustrates a case where a four-layer structure is formed at the bottom. That is, after the two-layer structure is formed as described above, the untreated bottom mud or only the bottom mud layer to which only the curable material is added is moved again without moving the
In this way, a total of four-layer structure of repeating layers of untreated bottom mud layer-adsorbent solidified bottom mud layer is formed. This placing step can be repeated as necessary, for example, to have a structure of 6 layers or more.
[0024]
[Action]
Eutrophication substances such as nitrogen compounds from the bottom mud are divided into insoluble and water-soluble forms, and when they come into contact with water, the water-soluble nitrogen gradually elutes. This is due to diffusion using pore water in the bottom mud as a medium, and is due to the low concentration of water in contact.
When a curable material such as cement is mixed with the bottom mud, it is possible to prevent the bottom mud from rolling up and spreading. Furthermore, eutrophication substances can be adsorbed by mixing adsorbent materials such as zeolite, activated carbon, and volcanic ash soil into the bottom mud.
The present invention utilizes the synergistic effect of these principles. If the bottom mud that does not contain adsorbents is covered with adsorbent solidified bottom mud, the eutrophication substances that diffuse from the inside of the bottom mud through the pore water are adsorbed and retained, and the elution to the water in contact with the bottom mud is suppressed The Furthermore, this structure is maintained by solidification with a curable material such as cement.
The inside of the layer containing the adsorbing material has a relatively high temperature and a difference in concentration with water in contact with it. However, the substance once adsorbed will not be released but will be stabilized as it is.
Moreover, in this invention, an adsorptive material can be determined according to the component and physical property of the bottom mud used as a process target, and is advantageous.
[0025]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
(Example)
Portland cement was added at a rate of 100 kg / m 3 to the bottom mud with a moisture content of 60% dredged from the lake and mixed uniformly. Further, powdered zeolite was added at a rate of 100 kg / m 3 and mixed uniformly. The obtained adsorptive solidified bottom mud was transported to a target place by a dredger and placed at the bottom using a tremy tube to form an adsorptive solidified bottom mud layer. The thickness of the adsorptive solidified bottom mud layer was about 0.3 m.
Next, only Portland cement was added at a rate of 100 kg / m 3 , and uniformly mixed bottom mud with a moisture content of 60% was placed under the adsorptive solidified bottom mud layer using the same tremy pipe, A bottom mud layer having a thickness of about 0.7 m was formed. When water in the vicinity of the obtained two-layer structure was collected and the nitrogen and phosphorus concentrations were measured, the respective concentrations were suppressed to 1/10 or less compared to those before soot.
[0026]
(Comparative example)
The examples were repeated except that the zeolite was not mixed. The water in the vicinity of the obtained two-layer structure was collected and the nitrogen and phosphorus concentrations were measured. As a result, it was found that the elution was suppressed only by about 10% each compared to before.
[0027]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the processing method of the bottom mud by which the elution to the water of substances, such as nitrogen and phosphorus which cause eutrophication after refilling the drowned bottom mud, is suppressed is provided. .
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining a process of backfilling a lake bottom mud by the method of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a case where a four-layer structure is formed at the bottom of a lake.
[Explanation of symbols]
1,4 Adsorbable solidified
Claims (6)
浚渫した底泥に吸着性材料および硬化性材料を混合し、得られた吸着性固化底泥を底部に打設し、吸着性固化底泥層を形成させた後、該吸着性固化底泥層の下部に、未処理の浚渫した底泥をさらに打設することを特徴とする底泥の処理方法。In the bottom mud treatment method, dripping the bottom mud from the bottom of the water quality system and backfilling it to the intended bottom
The adsorbent material and the curable material are mixed with the drowned bottom mud, and the obtained adsorbent solidified bottom mud is placed on the bottom to form an adsorbent solidified bottom mud layer. A method for treating bottom mud, further comprising placing untreated dredged bottom mud at the bottom of the bottom.
浚渫した底泥に吸着性材料および硬化性材料を混合し、得られた吸着性固化底泥を底部に打設し、吸着性固化底泥層を形成させた後、該吸着性固化底泥層の下部に、硬化性材料のみを添加した底泥をさらに打設することを特徴とする底泥の処理方法。 In the bottom mud treatment method, dripping the bottom mud from the bottom of the water quality system and backfilling it to the intended bottom
The adsorbent material and the curable material are mixed with the drowned bottom mud , and the obtained adsorbent solidified bottom mud is placed on the bottom to form an adsorbent solidified bottom mud layer. A method for treating bottom mud, further comprising placing bottom mud to which only a curable material is added at the bottom of the bottom mud.
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