JPH0985296A

JPH0985296A - 底質汚泥の処理方法

Info

Publication number: JPH0985296A
Application number: JP24313095A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Noda; 敏樹野田; Shigeru Iijima; 茂飯島
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1995-09-21
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】底質汚泥を水中に埋め立て処理する際に、水質
汚濁が生じず、かつ富栄養化の原因物質である燐および
窒素の溶出を効果的に抑制することが可能な底質汚泥の
処理方法を提供する。【解決手段】浚渫した底質汚泥に、下記に示す固定化剤
（Ａ）を添加することにより底質汚泥を増粘させ、かつ
固定化させた後、水中に投入して埋め立てる。（Ａ）水溶性高分子化合物と無機固定化剤を含有する固
定化剤。

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、海洋、湖沼、河
川等の底部に沈降・堆積した底質汚泥の処理方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、底質は、汚泥、底泥、ヘドロ、
軟泥、腐泥、底部堆積物等と呼ばれている。この底質
は、流入河川、その周辺土壌等の外部環境から海洋、湖
沼、河川等に運ばれ堆積したコロイド、粘土、シルト、
あるいは砂等を主体とするものであり、これに生物の遺
骸や排泄物等に由来する有機物および人為的汚染に基づ
く生活廃水等が含まれる。そして、この底質汚泥には、
上記理由から、燐や窒素が多量に含まれ、その結果、閉
鎖水系では底質汚泥からの燐や窒素の溶出によって、水
域の富栄養化の進行や溶解性有機分の溶出に起因するＢ
ＯＤ（生化学的酸素要求量）およびＣＯＤ（化学的酸素
要求量）が増加し、水域環境汚染が問題となっている。
この閉鎖水系における環境悪化の改善を目的に、例え
ば、底質汚泥の除去として、浚渫することにより水底か
ら底質汚泥を除去して処分場に運搬して埋め立て、覆土
等の処理が行われている。しかし、浚渫場所の近辺に大
量の底質汚泥を処分する場所を確保することは難しく、
また、上記底質汚泥を天日乾燥して容積の減少を図るに
しても表面の皮張り等もあって長時間を要し、このよう
に、長時間の放置と広大な処分場を必要とする問題があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記問題を解決するた
めに、例えば、浚渫した底質汚泥を、従来の有機・無機
凝集剤を添加して凝集させ、これを自然対流の生じない
湖沼等の深部に埋設すれば、上記のように、広大な処分
場を必要としないという利点が生じる。しかしながら、
上記有機・無機凝集剤の添加は、凝集により生じる分離
水の処理の問題が発生し、また添加凝集剤による新たな
環境汚染の危険性がある。一方、浚渫した底質汚泥をそ
のままトレミー管等を用いて埋め立てる方法も考えられ
るが、この埋め立て時に水中で底質汚泥が拡散してさら
に水質汚濁の危険性が生じる。

【０００４】また、浚渫した底質汚泥をそのまま埋め立
てると、富栄養化物質や有機分の新たな溶出を起こすこ
とも考えられることから、埋め立て時に底質汚泥に含有
される燐や窒素分等の富栄養化原因物質や有機分を固定
化して、この固定化したものを埋め立てる方法が提案さ
れている。この浚渫した底質汚泥の固定化方法として
は、セメントやセメント系固化剤が一般的に使用される
が、これら固化剤を用いての底質汚泥では水中に埋め立
てた際に生じる水質汚濁やｐＨ上昇等の環境悪化が発生
する。また、上記セメント等の固化剤にメチルセルロー
ス等の水中不分離剤を添加して水質汚濁を防止する方法
も考えられるが、この方法では、燐分や有機分の固定化
は可能であるが、固定化処理した底質汚泥のｐＨが高い
ため窒素分の溶出が大きくなり、根本的な対策にはなら
ない。すなわち、富栄養化に最も影響を与える物質が燐
と窒素であり、底質汚泥からこれらが溶出するのを防止
するためにはそのｐＨを高めてはならない。このような
ことから、上記セメント系の固化剤を、底質汚泥の固定
化剤として使用することは不適当である。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、底質汚泥を水中に埋め立て処理するに際し
て、水質汚濁が生じずに、富栄養化の原因物質である燐
および窒素の溶出を抑制することのできる底質汚泥の処
理方法の提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の底質汚泥の処理方法は、浚渫した底質汚
泥に、下記に示す固定化剤（Ａ）を添加することにより
底質汚泥を増粘させ、かつ固定化させた後、水中に投入
して埋め立てるという構成をとる。（Ａ）水溶性高分子化合物と無機固定化剤を含有する固
定化剤。

【０００７】なお、この発明において、上記水中とは、
いわゆる自然対流の生じない湖沼等をいう。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明は、浚渫した底質汚泥の
処理として、この底質汚泥に、水溶性高分子化合物と無
機固定化剤を含む固定化剤〔固定化剤（Ａ）〕を添加す
ることにより底質汚泥を増粘・固定化させ、水中に投入
して埋め立てるようにしたものである。このため、上記
固定化剤（Ａ）を底質汚泥に添加して、固定化剤（Ａ）
中の水溶性高分子化合物の作用により、底質汚泥が増粘
することから、水中での拡散が抑制されて水質汚濁が生
じ難くなる。また、固定化剤（Ａ）中の無機固定化剤の
作用により、底質汚泥を固定化することから、底質汚泥
中の燐や窒素が固定されて、例えば、燐や窒素分の溶
出、すなわち、富栄養化物の溶出が抑制される。このよ
うに、上記固定化剤（Ａ）を用いることにより、例え
ば、従来のセメント系固定化剤の使用によるｐＨの上昇
も生じず、よって、底質汚泥からの窒素分の溶出が効果
的に防止される。なお、底質汚泥を増粘・固定化して水
中に埋め立てた後、砂や土砂等で覆土して、さらに、富
栄養分の溶出を抑制する補助方法を採ることもある。

【０００９】つぎに、この発明を詳しく説明する。

【００１０】この発明の底質汚泥の処理方法では、浚渫
した底質汚泥を増粘・固定化するために、水溶性高分子
化合物と無機固定化剤を含む固定化剤〔固定化剤
（Ａ）〕が用いられる。

【００１１】上記水溶性高分子化合物としては、ヒドロ
キシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキ
シメチルセルロース塩、硫酸セルロース塩、スルホエチ
ルセルロース等のセルロース誘導体、キサンタンガム、
ラムザンガム等の微生物分泌ポリマー類、ポリビニルア
ルコール、ポリアクリル酸塩、ポリアクリルアミド、ア
クリル酸−アクリルアミド共重合物、ＡＭ・ＡＭＰＳ
（アクリルアミド・アクリルアミド−２−メチルプロパ
ンスルホン酸塩）共重合物等のビニル系ポリマー、アル
ギン酸塩、寒天、アラビヤガム、グアーガム、ローカス
トビーンガム等の海草や植物種子からの抽出粘性物等、
デキストリン、カルボキシメチルスターチ等のでんぷん
誘導体、ポリエチレンオキサイド等の水溶性増粘剤等が
あげられる。さらに、これら水溶性増粘剤にベントナイ
トを補助増粘剤として併用してもよい。これらは単独で
もしくは２種以上併せて用いられる。

【００１２】上記水溶性高分子化合物とともに用いられ
る無機固定化剤としては、赤玉土、鹿沼土等のアロフェ
ン含有粘土、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カ
ルシウム、硫酸鉄、硫酸アルミニウム等の多価金属の硫
酸塩、塩酸塩、硝酸塩、炭酸塩等、あるいはゼオライ
ト、パーライト、珪藻土等の珪酸塩、ベントナイト、ク
レー、カオリン等の粘土類、高炉スラグ微粉末、活性炭
等の無機吸着剤等があげられる。これらは単独でもしく
は２種以上併せて用いられる。なお、上記赤玉土、鹿沼
土等のアロフェン含有粘土は、一般に、園芸用として市
販されているものである。また、上記無機固定化剤の粒
度は、微粉となるにつれ添加した際の効果（底質汚泥中
の燐や窒素の固定化）が高くなることから、粒径１ｍｍ
以下が好ましい。

【００１３】なお、上記水溶性高分子化合物と無機固定
化剤との組み合わせにおいて、無機固定化剤として多価
金属塩等を使用する場合、水溶性高分子化合物としては
非イオン性化合物を用いることが好ましい。すなわち、
多価金属塩と、例えば、アニオン性水溶性高分子化合物
とを組み合わせて用いると水溶性高分子化合物の多価金
属塩を生成して、水不溶物の形成や増粘性の不足等が生
じるからである。

【００１４】上記底質汚泥に対する水溶性高分子化合物
の添加量は、底質汚泥の含水比等に関係し、上記水溶性
高分子化合物および無機固定化剤を底質汚泥に添加した
ときの系の粘度が３０００〜３００００ｍＰａ・ｓの範
囲内となるように水溶性高分子化合物の添加量を設定す
ることが好ましい。そして、水溶性高分子化合物の添加
量は、底質汚泥の含水比が高くなると、それに比例して
水質汚濁防止に効果のある粘度まで高めるための必要量
が多くなり、逆に、底質汚泥の含水比が低くなれば、少
量の添加量で充分な水質汚濁防止効果が得られる。この
ような点を考慮して、例えば、含水比が２３０〜３００
％程度であれば、水溶性高分子化合物の添加量は、底質
汚泥１ｍ³当たり０．５〜１０ｋｇでその効果が得られ
る。すなわち、添加量が０．５ｋｇ未満では、底質汚泥
の粘度が充分高くならず、水添加時の不分離性が充分に
得られない。また、添加量が１０ｋｇを超えると、逆に
粘度が高くなり過ぎてポンプ圧送が困難となり、また、
充分な流動性が得られない、さらに、処理薬剤のコスト
が高くなり経済性に劣るようになる。

【００１５】また、上記水溶性高分子化合物とともに添
加される無機固定化剤の添加量は、上記と同様、底質汚
泥の含水比２３０〜３００％程度において、底質汚泥１
ｍ³当たり５〜２００ｋｇの範囲に設定することが好ま
しい。すなわち、添加量が５ｋｇ未満では、底質汚泥中
の燐の固定率が低下して、その結果、燐の溶出量が増加
し、２００ｋｇを超えると、燐の固定率は高いが、固定
化処理した汚泥の容積が増加するため、その後の処理を
考慮すると好ましいものではない。

【００１６】さらに、上記水溶性高分子化合物および無
機固定化剤を含有する固定化剤（Ａ）全体の底質汚泥に
対する添加量は、底質汚泥の含水比によって適宜に設定
され、若干変動するが、底質汚泥の固形分に対して、１
〜５０重量％の範囲内に設定し添加することが好まし
い。なお、底質汚泥の含水比が２３０％とは、（水分／
汚泥固形分）×１００＝（２．３／１）×１００であ
り、これを固形分率（％）に換算すると、（汚泥固形
分）／（汚泥固形分＋水分）×１００＝１／（１＋２．
３）×１００＝３０．３％となる。

【００１７】なお、上記固定化剤（Ａ）には、上記水溶
性高分子化合物および無機固定化剤以外に、底質汚泥の
ｐＨが７近傍でない場合、重曹ソーダ灰、塩酸、硫酸等
のｐＨ調整剤を適宜に添加してもよい。

【００１８】この発明の底質汚泥の処理は、例えば、つ
ぎのようにして行われる。すなわち、浚渫した底質汚濁
に、上記水溶性高分子化合物と無機固定化剤を含む固定
化剤〔固定化剤（Ａ）〕を添加する。このときの添加方
法としては、上記水溶性高分子化合物と無機固定化剤を
予め混合しこの混合物を添加してもよいし、水溶性高分
子化合物と無機固定化剤をそれぞれ個々に添加してもよ
い。上記個々に添加する際には、水溶性高分子化合物お
よび無機固定化剤のいずれを先に添加してもよいが、水
溶性高分子化合物を先に添加して底質汚泥が増粘する
と、無機固定化剤の汚泥中への分散が困難になるという
観点から、無機固定化剤を先に添加することが好まし
い。

【００１９】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２０】

【実施例１〜９、比較例１〜４】下記の表１に示す固定
化剤を準備し、これを、琵琶湖の南湖より採取した底質
汚泥（含水比２３０％）に同表に示す量を添加（底質汚
泥１ｍ³あたり）して混合溶解した。なお、表１におい
て、カルボキシメチルセルロースは第一工業製薬社製の
セロゲンＢＳＨ−６（エーテル化度０．８、１％粘度３
８００ｍＰａ・ｓ）、メチルセルロースは第一工業製薬
社製のセスカＭＨＰＣ−３５０００ＰＲ（メチルヒドロ
キシプロピルセルロース、２％粘度３５０００ｍＰａ・
ｓ）、ＡＭ・ＡＭＰＳ共重合物はＡＭ／ＡＭＰＳ＝９０
／１０（重量比）で〔η〕＝１５ｄｌ／ｇ、キサンタン
ガムはケルコ社製のエコーガム、アルギン酸ソーダは紀
文フードケミファ社製のダックアルギンＮＳＰＨ₂、ポ
リビニルアルコールは日本合成化学工業社製のゴーセノ
ールＧＨ２０、ヒドロキシエチルセルロースはハーキュ
レス社製のナトロソール２５０ＨＲ、活性炭は武田薬品
工業社製の白鷺Ａ、石膏は林化成社製の無水石膏、ゼオ
ライトは宇部興産社製のウベゼオライト０．６ｍｍ以
下、炭酸カルシウムは丸尾カルシウム社製のシーレッツ
２００、カオリンは白石工業社製のＫＡＯＷＨＩＴＥ＃
７０である

【００２１】

【表１】

【００２２】そして、上記実施例および比較例による処
理での、系全体の粘度（東京計器社製のＢＭ型粘度計で
測定）、水中投入時の水質汚濁の防止効果を測定・評価
した。これら測定・評価の結果を後記の表２〜表３に併
せて示す。なお、この測定・評価方法は下記の方法に従
った。

【００２３】〔水質汚濁の防止評価〕１リットルのビー
カーに蒸留水８００ｍｌ入れたものを準備した。一方、
上記実施例および比較例に従い、含水比２３０％の汚泥
に固定化剤を添加して混合溶解させた。ついで、市販の
生クリームトッピング注射器（口径６ｍｍ）に、上記混
合溶解させたもの２００ｍｌを充填し、上記蒸留水充填
ビーカーの水面下１．５ｃｍの位置から自由落下させ
た。そして、落下直後の濁度を、分光光度計（島津製作
所社製）により吸光度を測定し検量線からその濁度の値
を読み取った。その後、３５℃の恒温槽に入れ、３日、
一週間および二週間後のｐＨ値、リン酸イオン、全窒素
量をそれぞれ測定した。このリン酸イオンの測定は、Ｊ
ＩＳＫ０１０２のモリブデン青吸光光度法に準じ、全
窒素量の測定は、ＪＩＳＫ０１０２の紫外線吸光光度
法に準じた。

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】上記表２および表３から、比較例２ではセ
メントを用いたために、ｐＨ値が非常に高く、そのため
全窒素分量も経時的に高くなっている。また、比較例３
は、濁度が低く、ｐＨ値も略中性領域であったが、リン
酸イオンおよび窒素の溶出量が経時的に増加している。
そして、比較例４では、ｐＨ値は略中性領域であった
が、濁度が高く水質汚濁が生じ、しかもリン酸イオンお
よび窒素の溶出量も多い。これに対して、全実施例で
は、濁度が低くｐＨ値も略中性領域に保たれている。し
かも、リン酸イオンおよび窒素の溶出量も非常に少な
く、富栄養化物質の溶出が抑制されたことがわかる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、この発明の底質汚泥の処
理方法は、浚渫した底質汚泥に、水溶性高分子化合物と
無機固定化剤を含む固定化剤〔固定化剤（Ａ）〕を添加
することにより底質汚泥を増粘固定化させた後、水中に
投入して埋め立てる処理方法である。すなわち、上記固
定化剤（Ａ）を底質汚泥に添加して水溶性高分子化合物
により底質汚泥を増粘させるため、水中での拡散が抑制
されて水質汚濁が生じ難くなる。また、無機固定化剤に
より底質汚泥を固定化させるため、底質汚泥中の燐や窒
素が固定されてこれらの溶出が防止され、すなわち、富
栄養化物の溶出が抑制される。特に、上記固定化剤
（Ａ）を用いることにより、従来のセメント系固定化剤
使用時のように、ｐＨの上昇も生じないことから、底質
汚泥からの窒素分の溶出が防止される。したがって、高
効率での底質汚泥の処理が可能となり、しかも上記固定
化剤（Ａ）を添加したものを水中に投入して埋め立てて
も、その領域の水質汚濁の発生や富栄養化物質の増加が
抑制されることから、水質の富栄養化の進行等による水
質環境等の悪化が防止される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浚渫した底質汚泥に、下記に示す固定化
剤（Ａ）を添加することにより底質汚泥を増粘させ、か
つ固定化させた後、水中に投入して埋め立てることを特
徴とする底質汚泥の処理方法。（Ａ）水溶性高分子化合物と無機固定化剤を含有する固
定化剤。
【請求項２】底質汚泥の含水比が２３０〜３００％に
おける、上記固定化剤（Ａ）を構成する水溶性高分子化
合物の底質汚泥に対する添加量が、０．５〜１０ｋｇ／
ｍ³に、かつ、上記固定化剤（Ａ）を構成する無機固定
化剤の底質汚泥に対する添加量が、５〜２００ｋｇ／ｍ
³に設定されている請求項１記載の底質汚泥の処理方
法。