JPH05305300A - 汚泥疎水化剤 - Google Patents

汚泥疎水化剤

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JPH05305300A
JPH05305300A JP3248555A JP24855591A JPH05305300A JP H05305300 A JPH05305300 A JP H05305300A JP 3248555 A JP3248555 A JP 3248555A JP 24855591 A JP24855591 A JP 24855591A JP H05305300 A JPH05305300 A JP H05305300A
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JP
Japan
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sludge
water
agent
particles
salt
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JP3248555A
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English (en)
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Yasushi Kamaike
靖 蒲池
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HOUDAI KAKEN KK
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HOUDAI KAKEN KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、湖沼・河川・海底等に堆積している
「ヘドロ」や水中に浮遊している浮泥等の汚泥や汚濁水
を水と分離させ、残留物を固化する汚泥処理剤に関する
ものである。 【構成】3価の鉄塩と3価のアルミニュウム塩と1価の
カリウム塩とを主成分とし、更にアルミナカリウム塩を
補助剤とする汚泥疎水化剤。 【作用効果】有機物を主体とする汚泥を疎水化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、湖沼・河川・海底等に
堆積している「ヘドロ」や水中に浮遊している浮泥等の
汚泥や汚濁水を水と分離させ、残留物を固化する汚泥処
理剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】人口の増加や生産活動の集中化に伴な
い、湖沼・河川・海底の汚染が進み、現在、大きな社会
問題となっている。汚染は、環境保全上有害な汚泥の堆
積に始まり、水の富栄養化を進行させ一層拡大してい
く。このため環境の改善には、この汚泥の処理が不可欠
である。汚泥処理には、大別すると、堆積した汚泥を浚
渫して取除く除去処理と汚泥を堆積させた状態のまま封
じ込める封込処理とがある。
【0003】除去処理には、陸上げした汚泥や汚濁水を
自然沈澱・天日乾燥する工法と汚泥や汚濁水を脱水機等
で脱水する工法とがあるが、自然沈澱・天日乾燥の場合
では、汚泥や汚濁水を受入れるための広大な処分地が必
要となるため、国土の狭い我国では処分地の確保が難か
しく、仮に処分地が確保できたとしても、悪臭や汚泥・
汚濁水の遺漏対策等の管理に完全を帰すことが困難であ
る。又、脱水機を用いる場合でも、沈澱→濃縮→消化→
調質の前処理が必要であり、脱水後の残留汚泥物質即ち
脱水ケーキの含水率が80〜90%になるに過ぎないた
め、脱水ケーキを更に、乾燥→焼却→処理する後処理が
必要となる。然も、分離された水は汚泥を構成する微粒
子を多量に含む汚濁水であるため、この後処理も必要と
なり、広域にわたる膨大な汚泥や汚濁水を大量に処理す
るには大規模な設備を必要とする。
【0004】他方、封込処理は、堆積汚泥の表層を良質
の土砂或いはコンクリートで覆う工法であって、水中作
業となるため、却って、汚濁水を拡大生成することとな
り、汚染が拡大する。従って、広域にわたる汚泥の処理
には不向きである。又、水底を覆うため生態系の破壊を
促進することにもなる。特に封入処理は汚濁水の処理が
不能であることが大きな欠点である。この点、除去処理
の方が実際的である。
【0005】除去処理に問題があるのは、汚泥中に親水
コロイドが多く含まれているからである。このため、汚
泥は強い保水性を有し所謂水切れが悪いため処理が困難
となっている。即ち、汚泥は一般に、蛋白質、炭水化
物、脂肪酸、炭化水素等の有機物が主体を成し ミクロ
ン又はそれ以上の微粒子、オングストローム単位の有機
微粒子で構成されている。この有機微粒子は湖沼等の水
中に於てコロイド状態に在り、普通、負荷電であり、且
つその多くが親水性で一部が疎水性である。
【0006】ここで微粒子の親水性とは、微粒子の周囲
に水分子が付着し、恰も、有機微粒子が水の殻で覆われ
た形態にあって、微粒子が水分子を拘束して、水分子が
自由に離脱できない状態をいい、かかる状態の粒子を以
下、「親水粒子」という。又、微粒子の疎水性とは、微
粒子が水分子を拘束していない状態をいい、かかる状態
の粒子を以下、「疎水粒子」という。
【0007】質量の大きな微粒子は自然に沈澱して水底
に堆積して所謂汚泥層を成すが、質量の小さな微粒子は
沈澱せず何時迄も浮遊する。これは、複数の親水粒子が
疎水粒子を挟込んで疎水粒子をも沈み難くして一緒に浮
遊するためと、疎水粒子同士が同性荷電(負)の相互反
発によって分散状態を堅持するためであると考えられ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機物を主
体とする汚泥を疎水化する汚泥処理剤の提供を目的とす
るものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の汚泥疎水化剤
は、3価の鉄塩と3価のアルミニュウム塩と1価のカリ
ウム塩とを主成分とし、更にアルミナカリウム塩を補助
剤とて成るものである。
【0010】
【発明の作用】3価の鉄塩や3価のアルミニュウム塩
は、汚泥を凝集させる作用を主として果す。補助剤とし
てのアルミナカリウム塩は、アルミノ硫酸塩及びカリウ
ム硫酸塩の複塩であり、このうちアルミノ塩が解離して
イオン化し、主として凝集作用を発揮する。他方、カリ
ウム塩は、解離し難く、主として正荷電物質として疎水
化作用を発揮する。尚、1価のカリウム塩は、凝集効果
としては殆ど期待できないが、主として汚泥粒子を疎水
化させる作用を果す。一方、正荷電を有する汚泥粒子に
対しは凝集剤として作用する。
【0011】本剤の主成分は正荷電の無機金属塩であ
る。本剤は、イオン価の異なる物質を配合処方し、同じ
溶媒水中に溶解して1液にまとめており、単一物質の溶
液では効果が期待し得ない相乗効果の利点を利用してい
る。これを汚泥に投入添加して撹拌した上で放置する
と、正荷電の無機金属塩と汚泥を構成する負荷電の微粒
子とが、互いに異性荷電による静電気の相互誘引作用に
より衝突して結合することにより不溶性の金属塩とな
る。即ち、本剤が粒子の親水基を減滅させ、親水粒子を
完全に近く疎水化して行くのである。
【0012】本剤は、粒子の負の荷電を失わせてクーロ
ン力による粒子間の相互斥力を減じ、同時にファンデル
ワールス力による粒子間の相互引力が強化されて、粒子
周囲に水和している水分子を自由水として溶媒水に放出
し分離せしめる(疎水化)。同時に、疎水化された疎水
粒子及び当初から疎水状態に在った疎水粒子(負荷電)
は、正荷電微粒子(無機金属塩)との結合により電気的
に中和して荷電を失う。荷電を失った微粒子には互いに
吸着し合う性状変化(粒子間引力)が起こる。この粒子
間引力の強化による粒子同士の吸着圧力により、それま
で同性荷電により互いに反発し分散していた微粒子が次
第に結合し質量の大きな粒子へと成長して行く(凝結凝
集反応)。
【0013】粒子が成長して、水の浮力及び水の上昇対
流に抗する迄になると、沈降して疎水粒子が集合した沈
澱物となる。この沈澱物は、粒子間引力により更に自然
脱水されて行き(発水性)、時がたつに従って、固く締
りがよくなって行く。これは、沈澱物中の有機質粒子
が、粒子間引力による粒子質量の増大と粒子間距離の短
縮とによって、更に粒子間引力が強くなって行き、粒子
間に介在していた水分子が排斥され、外からの水分子の
介入が阻止されるためである。従って、再び、親水性を
取り戻すことはできない。
【0014】一方、沈降現象が見られなくなったときの
上澄は肉眼で混入物が全く視認できない程度に澄んだ清
澄となる。この上澄を取除いた後、沈澱物を自然状態に
放置すると約24時間程度で乾固した団塊状となる。乾
固が早いのは、単に水分の自然蒸発だけでなく、団塊を
構成する微粒子間に働く相互吸着作用(ファンデルワー
ルス力)によって、水分子が強制的に追い出されるから
である。
【0015】
【実施例】本発明の汚泥疎水化剤は、3価の鉄塩と3価
のアルミニュウム塩と1価のカリウム塩とを主成分とす
る。 3価の鉄塩としては、 Fe(S
、 3価のアルミニュウム塩としては、 Al(S
、 1価のカリウム塩としては、 KClを用
い、 補助剤として、アルミナカリウム塩(複塩)KAl(S
を用いる。そして、これら各塩類の合計重量の
6乃至7倍の溶媒水に溶解して本剤を得る。
【0016】本剤は、イオン価の異なる物質の効果上の
特性を実証実験により確認した結果、これらの物質を配
合処方し、同じ溶媒水中に溶解して1液にまとめること
ができた。本剤の原材料は、常温においては取り扱い難
い、粉状や液状であるが、1液としてあるので、運搬や
現場における使用に当って、定量ポンプによる注入や取
り扱い及び保管上極めて有利である。
【0017】成分の配合割合は、対象とする汚泥組成に
応じて適当に調合することになる。この場合、各塩類と
も40%程度、配合比率が変化することもあり得る。例
えば、霞ヶ浦の汚泥に対する本剤の基準的配合割合は次
の通りである。本剤1l製造するに要する基剤 鉄塩…………………………………46%約66g アルミニウム塩……………………31%約44g カリウム塩…………………………16%約23g アルミナカリウム塩……………… 7%約10g
【0018】本剤の使用方法は、汚泥・汚濁水に本剤を
適量投入添加して単に撹拌するだけである。例えば、汚
泥30%濃度の汚濁水に対しては、汚濁水1立方メート
ルに当り、本剤を約4.5l投入して約30秒間攪拌す
れば足り、攪拌後はそのまま放置するだけで、上記凝結
凝集反応によって汚泥中の水分子が排斥される。本剤を
更に効果あらしめるためには、カチオニック高分子剤、
水酸化カルシュウム及びアニオニック高分子剤等を補助
剤として用いるとよい。
【0019】上記例で引き続き説明すると、先ず、カチ
オニック高分子剤を約2.5l投入して約30秒間攪拌
する。カチオニック高分子剤を添加する理由は、汚泥中
の微粒子の中には正荷電金属塩に反応し難いものが存在
する場合もあり得るので、この種の微粒子に反応し易い
高分子剤を本剤の投入前に添加することによって疎水化
を果すためである。これによって、爾後の本剤の添加と
相俟って、全ての負荷電微粒子に作用を及ぼしめること
ができる。
【0020】次に、本剤を約4.5l投入して同じく約
30秒間攪拌する。カチオニック高分子剤及び本剤の添
加により、凝結凝集反応が始まる。
【0021】次いで、水酸化カルシュウムを約360g
投入して約30秒間攪拌する。水酸化カルシュウムを投
入するのは、正荷電金属塩の添加によって水中の水素イ
オン濃度が上って(pH値が下がる)反応が鈍くなるの
で、この水素イオン濃度を下げる(pH値を上げる)た
めである。これによって、円滑に反応が行なわれる。
【0022】最後にアニオニック高分子剤を約2.9l
投入して約30秒間攪拌する。アニオニック高分子剤の
添加により、凝集フロックが大きくなって、沈澱速度が
早められる。
【0023】このように、本発明の汚泥疎水化剤を用い
れば、汚泥や汚濁水に本剤を適当量投入添加して、攪拌
するだけでよいから、簡単な設備と作業で大量の汚泥が
効率良く処理することができる。特に、大量の汚泥を処
理する場合では、吸引ポンプにて汚泥・汚濁水を吸上
げ、パイプを通して目的箇所(処分地)へ導びき、その
途中で、流水中の汚泥密度を測定し乍ら、適当量の本剤
を添加すると、パイプの中で自然に攪拌が行なわれるた
め、処分地に於て放置するだけで、既述の凝結凝集反応
が進行する。この場合、処分地が埋立地等の大地であれ
ば一層作業が容易となる。けだし、大地の自然濾過作用
によって、水分が大地に吸収され、残留物のみが地表に
残るからである。
【0024】残留物は、なお多量の水分を含んではいる
が、疎水化粒子の集りであるので保水力が無く所謂水切
れのよい物質となる。又、凝結凝集反応は水分が存在す
る限りやむことなく進行するので、微粒子間に存在する
水分子は圧縮により追い出され、約1日で残留物は団塊
状、即ち固形化する。この時の団塊は、一般の泥が乾固
した状態の如くなり、固さはそれよりも大きい。
【0025】又、本剤は汚泥中の親水粒子を疎水粒子に
変質するもであるから、本剤により固形化された残留物
に、再度水を加えても再汚泥化せずに水切れが良く、良
質の土壌材として埋立、或いは田畑にも利用できる。特
に、田畑に利用すると、水はけがよいため土中の通気性
が改良されるだけでなく、有機肥料として生物の育成を
促す等の土壌改良材として有効に利用することができ
る。
【0026】
【発明の効果】上述の如く本発明は、3価の鉄塩と3価
のアルミニュウム塩と1価のカリウム塩とを主成分と
し、更にアルミナカリウム塩を補助剤としたものである
から、これを適当な溶媒水、例えば、この合計重量の6
乃至7倍の溶媒水に溶解したものを、有機汚泥・汚濁水
に投入添加し攪拌するだけの極めて簡単な作業で、汚泥
や汚濁水中の親水粒子を疎水粒子化でき、極めて迅速に
水と固形物とに分離することができる。従って、従来の
処理に比べ、作業性に於て優れ、且つ簡単な設備を整え
るだけで大量処理が可能となり、戸過速度も約30%程
向上し、且つ含水率も従来に比べて極めて低くなる。こ
のため、後処理において、焼却処分する場合には、燃料
費を大幅に低減することができる。又、処理の前後にわ
たって、水質汚染、悪臭の放散、再汚泥化等の二次公害
発生の虞れがないため、周辺環境の悪化もなく、極めて
衛生的に処理できる。又、残留固形物は疎水粒子の集り
となるため、水切れのよい良質の土壌として再利用でき
るだけでなく、有機肥料としても利用できる。又、水
は、混入物が肉眼で視認できない程度に清澄でき、不溶
性成分が地下水や海域を汚染することなく、そのまま元
の湖沼、河川、海等に戻すことができるし、上水道等の
水資源としても簡単に供することができる。又、本剤は
安全且つ安価な物質を基剤とし、特殊な設備等を要せ
ず、然も、処理後の残留固形物や水の再利用が図れるか
ら、極めて経済的に実施できる。更に、本剤の原材料
は、常温においては取り扱い難い、粉状や液状である
が、1液としてあるので、運搬や現場における使用に当
って、定量ポンプによる注入や取り扱い及び保管上極め
て有利である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 3価の鉄塩と3価のアルミニュウム塩と1価のカリウム
    塩とを主成分とし、更にアルミナカリウム塩を補助剤と
    する汚泥疎水化剤。
JP3248555A 1986-05-23 1991-06-24 汚泥疎水化剤 Pending JPH05305300A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61118562A JPS62277199A (ja) 1986-05-23 1986-05-23 汚泥疎水化剤
EP87107423A EP0252260A1 (en) 1986-05-23 1987-05-21 Chemical agent for making sludge or mud particles hydrophobic
JP3248555A JPH05305300A (ja) 1986-05-23 1991-06-24 汚泥疎水化剤

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EP0252260A1 (en) 1988-01-13

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