JPH0959016A - 浄水汚泥からのゼオライト化土の製造法 - Google Patents

浄水汚泥からのゼオライト化土の製造法

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JPH0959016A
JPH0959016A JP7214508A JP21450895A JPH0959016A JP H0959016 A JPH0959016 A JP H0959016A JP 7214508 A JP7214508 A JP 7214508A JP 21450895 A JP21450895 A JP 21450895A JP H0959016 A JPH0959016 A JP H0959016A
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JP
Japan
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soil
zeolite
sludge
purified water
zeolitic
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Pending
Application number
JP7214508A
Other languages
English (en)
Inventor
Jinshiro Fujita
仁四郎 藤田
Hiroo Kawaguchi
裕生 川口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浄水汚泥をゼオライト化することによって、
その新しい用途を開発し、有効利用を図る。 【解決手段】 浄水汚泥からゼオライト化土を製造する
のは、汚泥ケーキをスチーム加熱式攪拌造粒機で造粒し
得られた造粒物を通気乾燥で乾燥した後、ロータリーキ
ルンで焼成し、得られた焼成物をカ性ソーダ溶液中で水
熱合成反応に付してゼオライト化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、浄水場において
水道水を製造する過程で発生するいわゆる浄水汚泥を化
学的に処理して、ゼオライト化土を製造する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】浄水汚泥は、河川や湖等の水源から取水
した水を浄化処理工程で濃縮沈殿したものであり、主成
分は粘土鉱物である。ゼオライトは結晶性アルミノ珪酸
塩からなる粘土鉱物の一種である。ゼオライトとは結晶
系を異にするが同じような成分からなる石炭灰は、アル
カリ処理によってゼオライト化されることが既に実証さ
れている。浄水汚泥を農業資材や園芸用土等に利用する
ことが試行されてきたが、より付加価値の高いゼオライ
ト化土を製造する方が、浄水汚泥の有効利用が展開しや
すい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】浄水汚泥は年間100
万トン(湿ベース)発生し、その約70%は埋立処分さ
れている。しかし、埋め立て地の確保が年々困難になっ
てきている。浄水汚泥は天然の粘土成分からなり、有害
物を含まない清浄な泥であり、有効な利用法が期待され
る。しかし、実際には浄水汚泥は付加価値が低いために
利用されていない。浄水汚泥をゼオライト化すれば、ゼ
オライトの有する固有の細孔径、表面電荷、吸着能、分
子ふるい性、イオン交換能などを利用することによっ
て、乾燥剤、吸着剤、触媒、モレキュラーシーブ、イオ
ン交換材、肥料、土壌改良剤、水処理剤、農業用資材の
増量材、脱臭剤など多岐に亘る広範な用途が開発され
る。
【0004】この発明の課題は、浄水汚泥をゼオライト
化することによって、その新しい用途を開発し、有効利
用を図ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を達
成すべく工夫されたものであり、請求項1記載の発明
は、汚泥ケーキの焼成物をカ性ソーダ溶液中で水熱合成
反応に付してゼオライト化する、浄水汚泥からのゼオラ
イト化土の製造法である。
【0006】請求項2記載の発明は、汚泥ケーキの造粒
物を通気乾燥で乾燥した後、ロータリーキルンで焼成
し、得られた焼成物をカ性ソーダ溶液中で水熱合成反応
に付してゼオライト化する、浄水汚泥からのゼオライト
化土の製造法である。
【0007】請求項3記載の発明は、汚泥ケーキをスチ
ーム加熱式攪拌造粒機で造粒し得られた造粒物を通気乾
燥で乾燥した後、ロータリーキルンで焼成し、得られた
焼成物をカ性ソーダ溶液中で水熱合成反応に付してゼオ
ライト化する、浄水汚泥からのゼオライト化土の製造法
である。
【0008】請求項4記載の発明は、汚泥ケーキをスチ
ーム間接加熱式ディスクドライヤーで乾燥した後、ダイ
スを使用して押出造粒機で造粒し、得られた造粒物を通
気乾燥で乾燥した後、ロータリーキルンで焼成し、得ら
れた焼成物をカ性ソーダ溶液中で水熱合成反応に付して
ゼオライト化する、浄水汚泥からのゼオライト化土の製
造法である。
【0009】請求項5記載の発明は、得られたゼオライ
ト化土を水洗脱水する、請求項1〜4項記載の浄水汚泥
からのゼオライト化土の製造法である。
【0010】請求項6記載の発明は、請求項1〜5項記
載の方法によって得られたゼオライト化土である。
【0011】汚泥ケーキの造粒は、スチーム加熱式攪拌
造粒機を用いる方法、押出造粒機を用いる方法のいずれ
によって行ってもよいが、後者の場合はスチーム間接加
熱式のディスクドライヤーで水分を40%程度に調整し
た後、押出造粒をする。この方法は、押出造粒機のダイ
ス径を選定することにより粒径を任意に調節できる利点
がある。
【0012】この発明の方法に適用される汚泥ケーキ
は、浄水汚泥の脱水ケーキであって、通常は水分60〜
65%を含むものである。汚泥ケーキから得られた造粒
物は水分を約40〜45%含み、その粒径は1〜10m
m、より好ましくは1〜4mmである。スチーム間接加
熱式ディスクドライヤーによる乾燥は水分含量が40%
程度になるまで行うのが好ましい。造粒物の通気乾燥は
たとえば熱風通気式乾燥機で温度100〜200℃で水
分含量が10%以下になるまで行うのが好ましい。ロー
タリーキルンの焼成温度は好ましくは400〜1000
℃であり、焼成時間は好ましくは0.5〜3時間であ
る。この焼成により、汚泥中の有機物や有害物が除去さ
れる。焼成温度は粒子の硬さに関係して決められ、硬い
物を得るためには高温焼成が望ましい。製品の用途、例
えば土壌改良剤は硬くする必要がないので、低温で焼成
をする。硬度は、木屋式硬度計で測定した場合、1粒当
り5kgでも十分である。
【0013】焼成物の熱合成反応は、好ましくは1〜1
0N、より好ましくは2〜7Nのカ性ソーダ溶液中で、
温度90〜100℃、より好ましくは約100℃で、反
応時間2〜10時間、より好ましくは5〜8時間、行わ
れる。得られたゼオライトの水洗脱水の後、天日または
通気によってゼオライトを乾燥させる。
【0014】
【発明の実施の形態】この発明を実施例に従って具体的
に説明する。
【0015】浄水汚泥の脱水ケーキ(水分含量約63
%)をスチーム加熱式攪拌造粒機で造粒し、粒径1〜4
mmの造粒物(水分含量約42%)を得た。
【0016】得られた造粒物を熱風通気式乾燥機で温度
約150℃で水分含量が40%程度になるまで乾燥した
後、ロータリーキルンで950℃で1時間焼成し、焼成
物を得た。
【0017】この焼成物を粉砕し、粉砕物150gを、
コンデンサと温度計と攪拌機を備えた反応器に投入し、
5Nのカ性ソーダ溶液300ml中で攪拌下に温度10
0℃で8時間水熱合成反応をさせた。粒状物は8時間の
攪拌によって粉化し、粒子として回収したものは75g
約半量であった。こうして粒状物をゼオライト化した。
これをゼオライト化土と呼ぶ。
【0018】ゼオライト化の確認 上記焼成物とゼオライト化土の陽イオン交換容量(CE
C)を土壌養分分析法によって測定したところ、焼成物
のCECは0.9meq/100g乾土であり、ゼオラ
イト化土のCECは95.7meq/100g乾土であ
った。
【0019】ゼオライト化土の比表面積をBET法によ
って測定した結果、15.4m2 /gであった。
【0020】また、ゼオライト化土のX線回折(結晶構
造)を「RINT 1100」(理学電機社製)を用い
て測定し、その成分を同定した。すなわち、試料をX線
回折装置に装着し、強度を測定し、試料の強度および格
子面間隔とJCPDS カードに記入されているものと
を照合することにより、成分を同定した。
【0021】X線回折測定の結果を表1に、X線回折・
回析表を表2にそれぞれ示す。
【0022】
【表1】
【表2】 上記測定によって、上記の試料はゼオライト化されたも
のであることがわかる。
【0023】
【発明の効果】浄水汚泥の造粒物を焼成した結果、下記
のような効果が得られた。
【0024】1.浄水汚泥中の可溶性アルミニウムが不
溶化する。
【0025】2.浄水汚泥中の可溶性ヒ素は揮散し、焼
成物中のヒ素を安定化できる。なお、土壌汚染に係る環
境基準では許容されるヒ素濃度は15mg/100g土
壌以下である。
【0026】3.浄水泥中の水溶性マンガンは四酸化マ
ンガン(Mn3 4 )になり、不溶化できる。マンガン
は植物の必須微量元素であるが、植物に過剰吸収される
と植物の生育を阻害する。また、二酸化マンガン(Mn
2 )は、土壌が酸性化(pH6以下)したり、嫌気状
態になると、水に溶け出して植物に吸収されるが、焼成
された四酸化マンガンになると安定になる。
【0027】また、浄水汚泥造粒物の焼成物を熱合成反
応によってゼオライト化した結果、陽イオン交換容量は
0.9meq/100gから95.9meq/100g
にアップした。
【0028】天然ゼオライトには品質にバラツキがある
が、この発明によって得られたゼオライト化土は品質の
安定したものであり、加えて取扱い易いものである。し
たがって、これは、ゼオライトの有する固有の特性を利
用して、乾燥剤、吸着剤、触媒、モレキュラーシーブ、
イオン交換材、肥料、土壌改良剤、水処理剤、農業用資
材の増量材、脱臭剤などの多岐に亘る広範な用途におい
て有効利用が期待される。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚泥ケーキの焼成物をカ性ソーダ溶液中
    で水熱合成反応に付してゼオライト化する、浄水汚泥か
    らのゼオライト化土の製造法。
  2. 【請求項2】 汚泥ケーキの造粒物を通気乾燥で乾燥し
    た後、ロータリーキルンで焼成し、得られた焼成物をカ
    性ソーダ溶液中で水熱合成反応に付してゼオライト化す
    る、浄水汚泥からのゼオライト化土の製造法。
  3. 【請求項3】 汚泥ケーキをスチーム加熱式攪拌造粒機
    で造粒し得られた造粒物を通気乾燥で乾燥した後、ロー
    タリーキルンで焼成し、得られた焼成物をカ性ソーダ溶
    液中で水熱合成反応に付してゼオライト化する、浄水汚
    泥からのゼオライト化土の製造法。
  4. 【請求項4】 汚泥ケーキをスチーム間接加熱式ディス
    クドライヤーで乾燥した後、ダイスを使用して押出造粒
    機で造粒し、得られた造粒物を通気乾燥で乾燥した後、
    ロータリーキルンで焼成し、得られた焼成物をカ性ソー
    ダ溶液中で水熱合成反応に付してゼオライト化する、浄
    水汚泥からのゼオライト化土の製造法。
  5. 【請求項5】 得られたゼオライト化土を水洗脱水す
    る、請求項1〜4項記載の浄水汚泥からのゼオライト化
    土の製造法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5項記載の方法によって得ら
    れたゼオライト化土。
JP7214508A 1995-08-23 1995-08-23 浄水汚泥からのゼオライト化土の製造法 Pending JPH0959016A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005224748A (ja) * 2004-02-16 2005-08-25 Hitachi Ltd ゼオライト化改質土の製造方法
JP2006051461A (ja) * 2004-08-13 2006-02-23 Innoplana Umwelttechnik Ag 汚泥を粒状物へ処理する方法及びその方法を実施する処理プラント
JP2009050850A (ja) * 2008-09-24 2009-03-12 Hitachi Plant Technologies Ltd 包括固定化担体及びその製造方法
CN108607505A (zh) * 2018-05-21 2018-10-02 陕西科技大学 利用剩余污泥制备的吸附剂及其制备方法和应用

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Effective date: 20020528