JPH09111238A

JPH09111238A - 土壌改良材とその製造法

Info

Publication number: JPH09111238A
Application number: JP7293776A
Authority: JP
Inventors: Yasukaze Katsuki; 康風甲木; Kazunori Shinoda; 一徳篠田
Original assignee: Honshu Paper Co Ltd; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: Honshu Paper Co Ltd; New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】石炭灰等の焼却灰は、未燃の炭素を含む粉粒
体と、完全燃焼した粉体およびクリンカー等からなり、
粉塵が発生しやすく、固まりやすい性質があるため、そ
のままで植物を植えると生育に障害を与える。有機性汚
泥は、汚泥単独での脱水は大変難しく、コンポスト化に
も多くの手間を必要とする他、発酵により発生する臭気
が強いため有効利用するには困難を伴う。本発明は有機
性汚泥の臭気が無く肥効成分の吸着・保持に優れた土壌
改良材を提供する。【解決手段】石炭燃焼灰、汚泥焼却灰等の焼却灰に、
活性汚泥処理等の有機性汚泥を１〜１５重量％、好まし
くは５〜１０重量％加え、凝集・脱水・乾燥して土壌改
良材とする。有機性汚泥は、製紙工場の活性汚泥処理か
ら出る余剰汚泥または下水処理場・食品加工場・屎尿処
理場から出る汚泥が用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭燃焼灰、汚泥
焼却灰等の焼却灰に、活性汚泥処理等の有機性汚泥の適
量を含ませた植物育成用土壌改良材とその製造法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】石炭燃焼灰、汚泥焼却灰等の焼却灰（以
下焼却灰と略称する）は産業活動などにより毎日大量に
発生し、一部ではセメントの原料として有効利用されて
はいるが、その他の部分はかなりの費用をかけて主に埋
め立て処分されている。また下水処理場や産業活動によ
って発生する有機性汚泥等の廃棄物は、大半の事業場で
その処分については頭を痛めているのが実情であり、現
状は海洋投棄か脱水焼却処理しかなく、海洋投棄が禁止
になれば更に埋め立て処分場の確保が困難になり、当然
処分費用の高騰も考えられる。もし多少でも有効な利用
方法があれば地球環境の破壊を抑え、資源の無駄使いも
省けることになり、一石二鳥である。

【０００３】石炭灰等には、アルカリ金属酸化物やアル
カリ土類金属酸化物が相当含まれているものがあり、Ｐ
Ｈが高め（アルカリ性）で固まりやすい性質があるた
め、そのままで植物を植えると生育に障害を与える。土
壌改良材への利用の一例では、ＰＨ調整のために硫酸等
で中和したり、粉体処理のためセメントや石膏などの無
機物で造粒すること等が示されている。しかし、これは
大変手間がかかるとともに別途副資材が必要になる（特
開昭６１−１３２６号公報、特開昭６１−５７２６号公
報）。また、製紙スラッジの焼却灰と活性汚泥処理で排
出される余剰汚泥を利用して、植物の生育に適した培養
土を提供する方法（特公平６−２４号公報）も知られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

(1)石炭灰等の焼却灰は、未燃の炭素を含む粒体または
粉体と、完全燃焼した粉体およびクリンカー（灰が熱で
溶融した軽石状）等からなり、粉塵が発生しやすい性状
である。 (2)石炭灰等は一般に排水性・保水性が良好であるとと
もに、活性度は小さいものの活性炭と同様の吸着による
脱臭効果があり、これに有機性汚泥を配合した場合、汚
泥から発生する臭気を防止する働きがある。 (3)最近、植物の生育にとって活性炭を含めた「炭」の
効用が大きいことが注目されている。つまり植物の根の
生育には土壌中の微生物が大きくかかわっており、
「炭」はこの微生物の住家になると言われており、また
肥効成分を吸着・保持するとともに有害ガスを吸着・除
去する性質を備えている。 (4)また上記焼却灰には、アルカリ金属酸化物やアルカ
リ土類金属酸化物が相当含まれているものがあり、ＰＨ
が高め（アルカリ性）で固まりやすい性質があるため、
そのままで植物を植えると生育に障害を与える。 (5)土壌改良材への利用の一例では、ＰＨ調整のために
硫酸等で中和したり、粉体処理のためセメントや石膏な
どの無機物で造粒すること等が示されている。だがこれ
は大変手間がかかるとともに別途副資材が必要になる。 (6)また有機性汚泥はコンポスト化すれば有用な土壌改
良材となり得るが、汚泥単独での脱水は大変難しく、コ
ンポスト化にも多くの手間と時間・場所を必要とする
他、発酵により発生する臭気が強いため有効利用するに
は大変な困難を伴う。 (7)しかし脱水・乾燥した固まりは、粉体や微粒子を固
化して造粒する効果があり、水に浸漬しても崩れにくい
性質がある。またＰＨは５〜６の弱酸性が多く、窒素・
燐等の肥効成分も含んでいるものが多い。そこで、本発
明は有機性汚泥の臭気が無く肥効成分の吸着・保持に優
れた土壌改良材を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、石炭燃焼灰、汚泥焼却灰等の焼却灰に、
活性汚泥処理等の有機性汚泥を１〜１５重量％、好まし
くは５〜１０重量％含んでなる土壌改良材にかかるもの
である。また、石炭燃焼灰、汚泥焼却灰等の焼却灰に、
活性汚泥処理等の有機性汚泥を１〜１５重量％、好まし
くは５〜１０重量％加えて、凝集・脱水・乾燥すること
により土壌改良材を製造するものである。有機性汚泥
は、製紙工場の活性汚泥処理から出る余剰汚泥または下
水処理場・食品加工場・屎尿処理場から出る汚泥が用い
られる。

【０００６】前記特公平６−２４号公報では、製紙スラ
ッジの焼却灰と活性汚泥処理で排出される余剰汚泥を利
用して、植物の生育に適した培養土を提供することを目
的とすることに対して、本発明は培養土の製造方法自体
に変わりはないが、原料である「製紙スラッジの焼却
灰」を「石炭燃焼灰や汚泥焼却灰等の焼却灰」とし、
「活性汚泥処理で排出される余剰汚泥」を「有機性汚
泥」と、範囲を拡げるものである。すなわち、製紙スラ
ッジの焼却灰は多少の欠点はあるものの、そのままでも
培養土として利用可能であるが、有機性汚泥と組み合わ
せてお互いの短所を補うことにより、市販品より更に優
れた品質の培養土ができる。

【０００７】本発明においては、ＰＨが高いことや微粉
が多くて全体が固まりやすい等の欠点があるため、単品
では使用不可能である石炭灰等の焼却灰でも、脱臭効果
さえあれば有機性汚泥と組み合わせることで良好な土壌
改良材となり得ることを示すものである。なお、ここで
言う「培養土」とは、単品でも植物育成用土となり得る
もので、当然土壌改良材としての効果も兼ね備えてい
る。これに対し土壌改良材とは、ＰＨの関係等で、単品
で使用するよりも風化の進んだ酸性土壌等に混ぜること
により、その土壌を改良する効果が大きいものを指す。
但しＰＨが高いことだけが問題であれば、ＰＨの低いピ
ートモス等を配合することで「培養土」として使用が可
能である。つまり粒状が主体である無機物に有機性汚泥
を適量配合することにより、良好な植物育成用土壌改良
材を製造することができる。ただし土壌改良材から有機
性汚泥の臭気が発散しないことは必要かつ当然の条件で
ある。よって土壌改良材の原料として使用する石炭灰等
の焼却灰に脱臭効果があることが本発明の条件の一つと
なる。

【０００８】元来石炭灰等の焼却灰では、多少の残留炭
素を含んだ粒状であったり、高温になると溶融してクリ
ンカー状となるが、いずれも程度の差はあれ活性炭と同
様に吸着による脱臭効果が認められる。これらの性質を
持ち合わせている粒状主体の無機物であれば、広い範囲
の燃焼・焼却灰に適用できる。また有機性汚泥も製紙工
場の活性汚泥処理から出る余剰汚泥に限らず、下水処理
場・食品加工場や屎尿処理場の汚泥さえも使用できる。
よって本発明は広く産業廃棄物等の有効利用に役立つと
共に、地球環境の保全にも大きく貢献できる。

【０００９】石炭灰等の焼却灰と有機性汚泥の二者と
も、そのままでは植物育成用の土壌改良材としては不適
格であるが、これを組み合わせるとお互いの長所が短所
をカバーして良好な土壌改良材となり得る。 (1)石炭灰等の焼却灰は、有機性汚泥によって粉体や微
粒子が固化・造粒されると共に、蒿比重が下がるため排
水性や透気性が更に改良される。 (2)また汚泥によりＰＨが若干ではあるが中和されると
ともに、塩類の溶出が抑えられるため電気伝導度が大き
く低下する傾向が見られる。 (3)有機性汚泥は石炭灰等の焼却灰と混合して脱水する
ことで処理が大変容易になり、また石炭灰等の脱臭効果
で臭気の発生はほぼ皆無と言える。 (4)有機性汚泥は未発酵のままで混合使用するため、１
〜１５（重量）％程度の配合では、土壌改良材として使
用中の初期段階で白い糸状菌などが発生することがある
が、好条件で発酵が進むために植物に対して何等悪影響
は及ぼさない。 (5)また無機物が主体である石炭灰等に有機物を添加す
ることにより、保水性を保ったまま排水や透気性が改善
されるために、固まりにくくふかふかとして自然の良好
な腐植状を呈する。 (6)この土壌改良材を製造するにあたっては、凝集・脱
水処理時に高分子凝集剤を補助薬品として使用するほか
は、造粒・ＰＨ調整用薬品などの副資材等は一切使用し
ない。 (7)石炭灰等の焼却灰と有機性汚泥を適量（１〜１５重
量％、好ましくは５〜１０重量％）混合し、凝集・脱水
・乾燥することで、比較的簡単に良好な土壌改良材を得
ると共に、即日使用が可能である。１重量％以下では焼
却灰の微粉や微粒子を造粒する効果が小さく、１５重量
％を超えると有機性汚泥の臭気が焼却灰の脱臭能力以上
に強くなり、土壌改良材から臭気を放つことがある。

【００１０】

【発明の実施の形態】石炭燃焼灰に、活性汚泥処理の余
剰汚泥（有機性汚泥）を５重量％加えたのち、高分子凝
集剤（市川毛織株式会社ＩＫフロックＴ８２０汚泥
脱水用カチオン性）を約０．５％（対汚泥）加え攪拌し
て凝集し、遠心脱水装置により脱水し、天日乾燥工程を
経て土壌改良材を製造した。石炭燃焼灰の組成成分シリカ（ＳｉＯ2）８３．０％、酸化カルシウム（Ｃａ
Ｏ）２．３％酸化マグネシウム（ＭｇＯ）０．７％、酸化鉄（Ｆｅ2
Ｏ3）０．７％灼熱減量９．０％１ｍｍ以下の割合は５５％で、粉体が多いため粉塵がは
げしい。有機性汚泥の組成成分約２０％の無機物（主にシリカ、アルミ）を含む製紙排
水を活性汚泥処理して発生した有機性汚泥、濃度約１
％。土壌改良材の組成１mm以下の割合は３３％に減少した。しかも微粒状のた
め粉塵も激減した。

【００１１】土壌改良材の特性石炭燃焼灰に活性汚泥処理の余剰汚泥を約５重量％配合
して製造した土壌改良材についてその特性を調査した。
（土壌改良材以外は参考に付記した。）

【表１】蒿比重は有機性汚泥の造粒効果により２９％向上した。保水度は蒿比重が低下したにもかかわらず、ボラ土や赤玉土より高い値を維持している。空隙率は２．８倍も向上し、ボラ土や赤玉土に匹敵している。ＰＨは若干低下してはいるものの、まだ高めである。電気伝導度は有機性汚泥の固化・造粒作用により、塩類の溶出が抑えられたため半減している。ボラ土や赤玉土に比べると格段に低く、望ましい値となっている。

【００１２】（試験例１）土壌改良材及び、比較のため
の石炭灰と市販品培養土について平成６年１２月にプラ
ンターを利用してパンジー苗を植え付けた。１カ月後に
は土壌改良材、市販品培養土では若干生長が見られた
が、石炭灰では殆ど生長せず、葉の色がやや黄色っぽく
なっていた。２カ月後には土壌改良材の方は市販品培養
土並の生長であった。また土壌改良材にボラ土を配合し
た方が生長が優れ、特に花の立ち上がり数が多く見られ
た。ＰＨの改善（中和）効果があったものと思われる。
これに比べて石炭灰単体では全体生長が見られず、下葉
から黄化し始めていた。３カ月後には上記傾向が更に強
くなった。つまり石炭灰単体では植物の生長は全く望め
ず、土壌改良材のみでは、ＰＨが若干高めではあるが市
販の培養土並の生長が見られた。この土壌改良材にボラ
土を２：１の割合で配合したものでは、葉の緑色も濃く
なり花数も１．５倍ほど多く見られた。

【００１３】（試験例２）更に別の花苗での比較テスト
を計画し、４月に土壌改良材その他の用土を準備し、５
月にベゴニアとペチュニアの花苗を植え付けた。約４０
日経過した時点で次の通りの結果となった。 (1)石炭灰のみ花苗が植え付け時より縮小し、枯死寸前の状態でこれ以
上の生長は望めない。 (2)石炭灰に対して汚泥を６％配合［土壌改良材試作
１］生長はほぼ良好であるが、葉色がやや黄色かかってい
る。 (3)石炭灰に対して汚泥を１２％配合［土壌改良材試作
２］プランター全体に盛り上がるように生長し、葉色や花付
きも良好。 (4)［土壌改良材試作１］７０％にピートモス３０％配
合ピートモスによるＰＨの中和効果があり、［土壌改良材
試作１］より一回り大きく生長したが、［土壌改良材試
作２］に比べると若干ではあるが劣っている。 (5)［土壌改良材試作１］５０％にピートモス３０％と
赤玉土２０％配合生長は［土壌改良材試作２］より更に優れて最良、葉色
や花付きも良好。 (6)市販の培養土の場合は、植え付け時の大きさのまま
花が付いた程度で、ほとんど生長が見られない。

【００１４】（結果）上記両実施例から、石炭灰自体は
植物育成用培土としては不適であるが、有機性汚泥等と
組み合わせることによって良好な土壌改良材または培養
土になることが分かる。また、有機性汚泥は事前に発酵
処理を施すことなく、しかも無臭で土壌改良材または培
養土になることが証明できた。これらをまとめると次の
通り。 (1)石炭灰等の焼却灰は粒状が主体で若干の脱臭効果が
あれば土壌改良材の原料として使用可能である。 (2)石炭灰等の焼却灰は有機性汚泥の固化・造粒作用に
より良好な土壌改良材の材料となり得る。 (3)石炭灰等の焼却灰のＰＨ調整は硫酸等の薬品に頼る
事なく、酸性または弱酸性の有機性汚泥等の材料と組み
合わせることにより、若干ではあるが中和できる。また
電気伝導度が低下する。 (4)有機性汚泥は石炭灰等の焼却灰と組み合わせると臭
気が発生しないため、特に発酵してコンポスト化する事
なく土壌改良材の材料になる。 (5)土壌改良材として使用中に有機汚泥が発酵しても、
特に植物に悪影響を及ぼすことは無い。 (6)土壌改良材のＰＨは弱アルカリ性を呈するため、特
に風化の進んだ酸性土壌に使用すると最適である。 (7)有機性汚泥が石炭灰等の焼却灰の粒子を包み込むた
め、電気伝導度が低下して植物の生長に大変良好な結果
となる。

【００１５】

【発明の効果】上記のように本発明は、石炭燃焼灰、汚
泥焼却灰等の焼却灰に、活性汚泥処理等の有機性汚泥を
１〜１５重量％、好ましくは５〜１０重量％加えて、凝
集・脱水・乾燥することにより土壌改良材としたもので
あるから、焼却灰と有機性汚泥と組み合わせてお互いの
短所を補うことにより、市販品より更に優れた品質の土
壌改良材ないし培養土とすることができる。

【００１６】本発明においては、ＰＨが高いことや微粉
が多くて全体が固まりやすい等の欠点があるため、単品
では使用不可能である石炭灰等の焼却灰でも、脱臭効果
さえあれば有機性汚泥と組み合わせることで良好な土壌
改良材となり得ることを示すものである。なお、ここで
言う「培養土」とは、単品でも植物育成用土となり得る
もので、当然土壌改良材としての効果も兼ね備えてい
る。これに対し土壌改良材とは、ＰＨの関係等で、単品
で使用するよりも風化の進んだ酸性土壌等に混ぜること
により、その土壌を改良する効果が大きいものを指す。
但しＰＨが高いことだけが問題であれば、ＰＨの低いピ
ートモス等を配合することで「培養土」として使用が可
能である。つまり粒状が主体である無機物に有機性汚泥
を適量配合することにより、良好な植物育成用土壌改良
材を製造することができる。ただし土壌改良材から有機
性汚泥の臭気が発散しないことは必要かつ当然の条件で
ある。よって土壌改良材の原料として使用する石炭灰等
の焼却灰に脱臭効果があることが本発明の条件の一つと
なる。

【００１７】元来石炭灰等では、多少の残留炭素を含ん
だ粒状であったり、高温になると溶融してクリンカー状
となるが、いずれも程度の差はあれ活性炭と同様に吸着
による脱臭効果が認められる。これらの性質を持ち合わ
せている粒状主体の無機物であれば、広い範囲の燃焼・
焼却灰に適用できる。また有機性汚泥も製紙工場の活性
汚泥処理から出る余剰汚泥に限らず、下水処理場・食品
加工場や屎尿処理場の汚泥さえも使用できる。よって本
発明は広く産業廃棄物等の有効利用に役立つと共に、地
球環境の保全にも大きく貢献できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石炭燃焼灰、汚泥焼却灰等の焼却灰に、
活性汚泥処理等の有機性汚泥を１〜１５重量％、好まし
くは５〜１０重量％含んでなる土壌改良材。
【請求項２】有機性汚泥は、製紙工場の活性汚泥処理
から出る余剰汚泥または下水処理場・食品加工場・屎尿
処理場から出る汚泥である請求項１記載の土壌改良材。
【請求項３】石炭燃焼灰、汚泥焼却灰等の焼却灰に、
活性汚泥処理等の有機性汚泥を１〜１５重量％、好まし
くは５〜１０重量％加えて、凝集・脱水・乾燥すること
を特徴とする土壌改良材の製造法。
【請求項４】有機性汚泥は、製紙工場の活性汚泥処理
から出る余剰汚泥または下水処理場・食品加工場・屎尿
処理場から出る汚泥である請求項３記載の土壌改良材。