JPH09234499A - 底泥の処理方法および装置 - Google Patents

底泥の処理方法および装置

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JPH09234499A
JPH09234499A JP4616996A JP4616996A JPH09234499A JP H09234499 A JPH09234499 A JP H09234499A JP 4616996 A JP4616996 A JP 4616996A JP 4616996 A JP4616996 A JP 4616996A JP H09234499 A JPH09234499 A JP H09234499A
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JP
Japan
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water
mud
bottom mud
aeration
ozone
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JP4616996A
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Inventor
Katsuyuki Kataoka
克之 片岡
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 浚渫作業自体を必要とせず、それにより陸上
に浚渫汚泥の埋め立て処分地を確保する必要も無く、浚
渫汚泥の脱水分離水や悪臭が発生せず、また覆砂による
大量の覆砂(土)および労力も不要で、嫌気化している
水域底部の有機物を好気性状態に変化させて水底の環境
を蘇らせ、底泥から上層水への栄養塩類の溶出を抑制で
きる新技術を提供する。 【解決手段】 水域の底質改善方法および装置におい
て、水底に向けて可撓性の面部材2を懸垂して上下開放
筒状構造体1を形成し、該筒状領域内で底泥6を少なく
ともオゾンを含有するガスによって曝気流動させたのち
曝気を停止し泥6を沈降させることを特徴とする底泥6
の処理方法および装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、河川、湖沼、海洋
などの水域の底に蓄積された底泥を処理する技術に関す
るものであり、詳細には、浚渫作業が不要で、底泥の物
理化学的、生物学的環境を根本的に改善することによっ
て底泥を改質し、栄養塩類の溶出を抑制する技術に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】底泥(ヘドロ)中の有機物が嫌気分解し
て酸素を消費することにより腐敗した底泥から栄養塩類
(リン、窒素)が溶出し、閉鎖性水域での富栄養化が生
じることが問題となっている。特にハマチなどの魚類を
養殖する水域では餌の食べ残しが沈澱し急激にヘドロ化
する。従って水域に流入する廃水の浄化処理や廃水流路
変更などの対策により湖沼、海への栄養塩類流入負荷を
削減しても、底泥からの窒素、リンの溶出による富栄養
塩化現象によりアオコ、赤潮が発生する。また河川のダ
ム湖(例えば黒部川)には落葉が多量に堆積し、木の葉
が腐敗しダム湖の底がヘドロ化している例が多く、この
ヘドロの処理、処分も極めて難題になっている。
【0003】底泥(ヘドロ)は上層水からの酸素輸送が
極めて少ないことにより、有機物の嫌気的発酵、硫酸塩
還元、鉄の還元が活発に進行する。この結果有機態窒素
やリンが可溶化することとなる。また硫酸塩還元により
生成される硫化物がリン酸鉄からのリン酸イオンの遊離
を促進する。また底泥内では有機物の嫌気分解が進行し
て有機酸が生成し、間隙水のpH低下を招き、リン化合
物の可溶化が促進される。上記問題の対策として従来で
は、汚濁底泥を浚渫除去し、系外へ排除する方法が主流
であった。浚渫した底泥の処理方法としては、そのま
ま陸上に埋め立てて処分する、土壌改良材、培土、土
木資材への再利用する、脱水して減容した後の脱水ケ
ーキを陸上に埋め立て処分する等が行われていた。また
最近では、水域の底泥の上より、覆砂などでリン、窒素
の溶出対策も検討されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの従来技
術には次の様な問題点があった。汚濁底泥を浚渫除去し
系外へ排除する場合には、浚渫底泥の埋め立て処分地
に広大な面積が必要であり、その陸上処分地の確保は極
めて困難である、浚渫底泥の土壌改良材、培土、土木
資材としての需要が顕在化せず行きづまっている、浚
渫底泥を脱水することにより出る大量の分離水に富栄養
化の原因となるリン、窒素が含まれているため分離水の
処理が大きな問題になる、浚渫底泥が陸上に晒される
と、周辺に悪臭を放ち環境汚染・臭気公害等の問題が生
じる、浚渫作業自体が労力を要し、上記〜の問題
の解決を含めると総合的に高コストを要する。また、覆
砂でリン、窒素の溶出防止を行う場合には、大量の覆砂
(土)および労力が必要とされる。そこで、本発明は、
浚渫作業自体を必要とせず、それにより陸上に浚渫汚泥
の埋め立て処分地を確保する必要も無く、浚渫汚泥の脱
水分離水や悪臭が発生せず、また覆砂による大量の覆砂
(土)および労力も不要で、嫌気化している水域底部の
有機物を好気性状態に変化させて水底の環境を蘇らせ、
底泥から上層水への栄養塩類の溶出を抑制できる新技術
を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、水域の底
質改善方法において、水底に向けてジャバラやビニール
フェンス、シートなどの可撓性の面部材を懸垂して上下
開放筒状構造体を形成し、該筒状領域内で底泥を酸素含
有ガスによって曝気流動させたのち曝気を停止し泥を沈
降させることを特徴とする底泥の処理方法、および、水
域の底質を処理する装置において、少なくとも水底に向
けて前記の面部材を懸垂して形成した上下開放筒状構造
体と、該筒状構造体領域内で底泥を少なくともオゾンを
含有するガスによって曝気流動させるための曝気装置と
を有することを特徴とする底泥の処理装置である。オゾ
ンの酸化力は単なる空気O2 より強力であり、H2 2
より安全に取り扱える。オゾンを含む気体は、例えばP
SAを介した空気をオゾナイザーに導入する等してオゾ
ン化酸素として得ることができる。その他既知の方法は
いずれも適宜適用可能である。排オゾンは酸化反応の過
程でほぼ使いつくされ、作業環境との問題とはならな
い。
【0006】
【発明の実施の形態】図1を参照して本発明を説明す
る。すなわち図1のように湖沼、海、河川などの水面か
ら水底に向けてジャバラやビニールフェンス、シートな
どの面部材2を懸垂させ上下開放筒状構造体1を形成
し、水域の一部を該筒状に区画形成する。筒状構造体1
の上部には、該構造体1が沈まないように水面部にフロ
ート4が設置されている。面部材2として軽量のシート
を用いる場合はシートの下部に重り5がつけられ、シー
トが垂直に懸垂されるようにしてある。筒状構造体1の
上下は開放しておく。面部材2の下端は必ずしも底泥層
内に埋没する必要はなく図1のように底泥層の上部にそ
の面部材2の下端部が位置するようにすればよい。筒状
構造体1の下部に散気管等の曝気装置3を設置し、少な
くともオゾンを含有するガス(オゾン化酸素、純オゾ
ン、オゾン化空気など)を散気する。オゾン含有ガスを
散気すると底に堆積している嫌気性底泥(ヘドロとも呼
ばれる)6は気泡の上昇流によって水底から舞い上がり
酸素が供給されながら筒状構造体1の区画内を流動す
る。曝気方式としては機械攪拌式の水中エアレータを採
用してもよい。筒状構造体1の区画外の水は曝気によっ
て引き起こされる水流が及ばないので清澄状態が維持さ
れる。
【0007】従って底泥6を曝気する槽を陸上に建設す
る必要が無く、水域自体を利用して大容積の曝気領域を
形成でき、浚渫作業自体を必要としないため、底泥6を
浚渫して陸上の曝気槽にポンプ輸送する必要もなくな
る。筒状構造体1の区画内において所要時間(通常数日
間以上)の曝気を続けると嫌気性の底泥中の還元性物質
(有機性SS、硫化水素、硫化物、第1鉄、アンモニ
ア、悪臭成分など)がオゾンや分解生成したり、混在し
たりする酸素及び好気性微生物の作用により酸化され、
嫌気性の底泥(酸化還元電位−ORP−はマイナス20
0〜400mV程度が一般的な値)は所要時間曝気後にO
RPがプラス側に増加し好気性状態に移行する。なお、
底泥を空気、酸素富化空気、純酸素で曝気し、ある程度
ORPを上昇させてからオゾンを添加するとオゾン添加
量が削減できコスト的に有利である。曝気時間の決定は
筒状区域内に酸化還元電位計(ORP計)を設置して、
ORPが所定の値に変わる時点で曝気を停止すればよ
い。
【0008】曝気を停止すると、好気性に変化した底泥
が沈澱し水底の環境がそれまでの嫌気性状態から好気性
底泥に変わり栄養塩類の溶出が著しく抑制される。(好
気性底泥からは栄養塩類の溶出が少ない)好気的状態で
はリンは第2鉄と結合し不溶化し、アンモニア(有機物
の腐敗にともなって生成される)、硫化水素の生成の原
因となる嫌気性微生物の活動が大幅に減少するからであ
る。曝気を停止し泥が沈澱した後、筒状構造体1を他の
場所に移動し同様の操作を行なう。なお底泥を曝気しな
がら筒状区域にアルミニウム塩、鉄塩などの無機凝集剤
を添加すると曝気終了後底泥を沈澱させた状態での底泥
からのリンの溶出を更に抑制できる。更に本発明者は、
少なくともオゾンを含むガス、例えばオゾン化空気を利
用すると底泥中の嫌気性微生物(硫酸還元菌、酸発酵
菌、メタン菌など)が曝気槽内でオゾンにより殺菌され
曝気終了後の泥が長期間腐敗しない性質を示すことを見
いだした。なお上記の実施の態様では、面部材として
(ビニール、ナイロン、ポリエチレン製等の)可撓性の
シートを使用することが記載されているが、鉄板(ブリ
キ・トタン板)、アクリル板等の非可撓性のものを使用
することもできる。しかし、装置の設置、撤去、移動等
の簡易性を考慮した場合、シート等の可撓性の面部材が
好ましい。
【0009】
【実施例】以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこの実施例によって限定されるもので
はない。なおこの実施例においては、実際の水域、装置
ではなく実験室レベルで行ったが、実際の装置に十分対
応できるものであることを配慮して行った。よって、こ
の実験室レベルの実験結果は、実際の水域、装置を用い
た結果に十分に相当するものである。 〔実施例1〕茨城県K湖から採取した底泥(酸化還元電
位−230mV、含泥率12%、リンイオン6.7mg/リ
ットル、アンモニア性窒素濃度7.3mg/リットル)を
溶存酸素が1mg/リットル以上に維持されるように空気
を3日間散気したのちオゾン含有空気(O3 濃度3g/
3 )で1日散気した結果、泥の酸化還元電位は+50
mVに上昇し好気的状態に変化した。腐敗臭、硫化水素臭
を帯びた底泥は曝気の結果、無臭に変化した。曝気終了
後の泥を水深3m×径0.5mのカラムの底に30cm堆
積させその上に水道水をカラム高さで2.5mまで満た
して10ヵ月放置し、底泥層の上部10cmの位置から採
水しリン、アンモニアを分析した。また底泥層の酸化還
元電位を測定した。この結果リン濃度は1.3mg/リッ
トル、アンモニア性窒素は1.2mg/リットルであっ
た。また酸化還元電位は−65mVであった。本実験によ
り充分曝気した底泥は長期間嫌気化せずリン、アンモニ
アの上層水への溶出量が減少することが認められた。
【0010】〔実施例2〕実施例1と同じ底泥に始めか
らオゾン化空気(オゾン濃度10g/m3)を供給(オゾ
ン供給量は底泥1m3あたり250g)しながら48時間
曝気した結果、空気曝気のあとO3 化空気で曝気する場
合よりも短時間で底泥の酸化還元電位は+110mVに上
昇し、著しく好気的に変化した。曝気終了後の汚泥を実
施例1で使用したものと同一サイズのカラム内に10ヵ
月放置したところ、底泥層より10cm上の上層水のリン
は0.19mg/リットル、アンモニア性窒素は1.8mg
/リットルであった。また底泥層の酸化還元電位は+1
3mVであり腐敗していなかった。
【0011】
【発明の効果】本発明の方法および装置とすることによ
り、嫌気的底泥を強力に好気性に変換し水底に沈澱させ
るので、浚渫作業が不要となり、そのための陸上にポン
プ輸送する必要がないので運転費が非常に安価であり、
底泥の陸上処分地も不要であり、また底泥から脱水分離
水が発生しないので分離水の処理が不要であり、悪臭が
発生することもない。またシートなどの面部材で、水域
自体を簡単に曝気領域として形成できるため建設コスト
が著しく安価であり、陸上に曝気槽を建設する必要が無
く、装置の設置スペースの制約が無い。その上、水底を
嫌気的状態から好気的状態に変換でき、好気性状態を長
期間維持できるので底泥からの栄養塩類の溶出を効果的
に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法および装置の概念を示す断面図で
ある。
【符号の説明】 1 上下開放筒状構造体 2 面部材 3 曝気装置 4 フロート 5 重り 6 底泥

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水域の底質改善方法において、水底に向
    けて可撓性の面部材を懸垂して上下開放筒状構造体を形
    成し、該筒状領域内で底泥を少なくともオゾンを含有す
    るガスによって曝気流動させたのち曝気を停止し泥を沈
    降させることを特徴とする底泥の処理方法。
  2. 【請求項2】 水域の底質を処理する装置において、少
    なくとも水底に向けて可撓性の面部材を懸垂して形成し
    た上下開放筒状構造体と、該筒状構造体領域内で底泥を
    少なくともオゾンを含有するガスによって曝気流動させ
    るための曝気装置とを有することを特徴とする底泥の処
    理装置。
JP4616996A 1996-03-04 1996-03-04 底泥の処理方法および装置 Pending JPH09234499A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102866238A (zh) * 2012-09-17 2013-01-09 河海大学 一种研究底泥起悬机制和营养盐释放的装置及其操作方法
JP2014117626A (ja) * 2012-12-13 2014-06-30 Maeda Corp 濁水処理方法
JP2015036139A (ja) * 2013-08-15 2015-02-23 鹿島建設株式会社 濁水凝集処理方法
CN108558006A (zh) * 2018-04-27 2018-09-21 东北石油大学 水力驱动受控循环原位生物再生装置和生态修复方法

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