JPH11315280A - 脱水ケーキの再利用による植生土の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、産業廃棄物として捨てられてきた、砕
石洗浄排水の凝集処理に伴って発生する脱水ケーキを物
理的、化学的に処理し、植生用土として再利用できるよ
うにする方法を提供する。 【解決手段】 フィルタープレス等の脱水機から排出さ
れた無機汚泥脱水ケーキを必要に応じ解砕した後、水溶
性高分子を加えてパドルミキサー等の混合機により混合
造粒し、つぎに、必要に応じ、石灰系固化剤及び／又は
生石灰を加えて、同じくパドルミキサー等の混合機によ
り混合、整粒し、さらに、分級工程を経た生成物に土壌
改良資材及び必要に応じ肥料を混合して堆積、養生す
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、無機汚泥脱水ケー
キの再利用による植生土の製造法、とりわけ、砕石場の
砕石洗浄排水の凝集処理に伴って発生する脱水ケーキの
再利用による植生土の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】砕石工場やダム工事現場から大量に発生
する砕石洗浄排水は、通常、凝集剤を加えてシックナー
に導き、そこでＳＳ分（浮遊懸濁物）を沈降分離し、沈
降スラッジはフィルタープレスで脱水し、上澄み液は、
放流又は洗浄水として再利用する方法が採用されてい
る。ここで発生する脱水ケーキは産業廃棄物に該当する
から、捨て場の確保がむずかしく、また、捨て場があっ
ても処分費が高くついて採算を圧迫する要因になってい
る。浚渫汚泥脱水ケーキ、土木工事に伴う濁水処理の結
果生じた脱水ケーキ、石材加工に伴う濁水処理の結果生
じた脱水ケーキなども、同様に捨て場の確保がむずかし
く、また、捨て場があっても処分費が高くついて問題に
なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来、産業
廃棄物として捨てられてきた無機汚泥脱水ケーキ、たと
えば、砕石洗浄排水の凝集処理に伴って発生する脱水ケ
ーキ等の無機汚泥脱水ケーキを物理的、化学的に処理
し、植生用土として再利用できるようにする方法を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、無機汚泥脱水
ケーキを必要に応じ解砕した後、水溶性高分子を加えて
パドルミキサー等の混合機により混合造粒し、つぎに、
石灰系固化剤及び／又は生石灰を加えて、同じくパドル
ミキサー等の混合機により混合、整粒し、さらに、分級
工程を経た生成物に土壌改良資材及び／又は肥料を混合
して堆積、養生することからなる脱水ケーキの再利用に
よる植生土の製造法に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】脱水工程から得られる無機汚泥脱
水ケーキの形状は、脱水機の種類で異なる。例えば、ス
クリュープレスから発生する脱水ケーキは、はじめから
解砕された状態で存在するが、フィルタープレスから発
生する脱水ケーキは、小さいもので５０cm角、大きいも
ので２００cm角、厚み１〜５cmの盤状をしており、その
ままでは混合機に投入できない。そこで、投入可能な大
きさ、例えば、３０cm角又はそれ以下の大きさに解砕し
てからパドルミキサー等の混合機に投入する。解砕の方
法としては、フィルタープレスのケーキの落ち口に帯鉄
製のカッターを長手方向に数本もうけ、ケーキが落下す
るとき、そのカッターに当たる事で解砕される方式が簡
便であるが、より積極的な解砕の方法としては、多軸
（３軸又は４軸）のロータリーハンマーを有する解砕
機、例えば、奥多摩工業社製のＳ−４Ｒや、回転するク
シ刃と固定刃により解砕を行う特開平４−２８１９００
号記載の方法などを用いるのがよい。

【０００６】必要に応じ解砕を終えた脱水ケーキは、次
にパドルミキサー等の混合機に送られ、そこで水溶性高
分子と混合される。水溶性高分子と混合が進むにつれ
て、造粒される。水溶性高分子として使用できるのは、
天然系のガム類又はその誘導体類、でんぷん又はその誘
導体類、アルギン酸ソーダ、半合成系のセルロース誘導
体類たとえばカルボキシルメチルセルロースなどであ
る。また、カルボキシル基を含む水溶性合成高分子とし
ては、アクリル酸又はその塩とアクリルアミドとの共重
合体、マレイン酸又はその塩と酢酸ビニルとの共重合
体、アクリルアミドの単独重合体を部分加水分解したも
の、アクリル酸ソーダの単独重合体などを使用できる
が、好ましくはアクリル酸又はその塩とアクリルアミド
との共重合体が良い。共重合体の重合度は１００万以
上、好ましくは５００万以上である。

【０００７】水溶性高分子の添加量は、脱水ケーキの無
水部分の重量に対し、外割りで天然系の場合にあっては
０．１〜２．６重量％、好ましくは０．２〜１．３重量
％、半合成系の場合にあっては０．１〜２．０重量％、
好ましくは０．２〜１．３重量％、合成系の場合にあっ
ては０．０２〜０．７重量％、好ましくは０．０５〜
０．４重量％である。それ以上では経済的に合わない
し、それ以下では粒状化しない。脱水ケーキの無水重量
は、土質工学会基準による土の含水比試験方法（JSFT 1
21）に準じて求めた重量である。水溶性高分子は、粉末
で添加してもよいし、水溶性高分子の微粒を適当な液体
に高濃度で分散させたものを添加してもよい。また、天
然系、半合成系、合成系の水溶性高分子を適宜、組み合
わせて使用しても良い。原料となる脱水ケーキの水分が
不足し造粒出来ない場合は、若干量の水分を補足する。

【０００８】粒状化した脱水ケーキは、パドルミキサー
等の混合機で石灰系固化剤及び／又は生石灰と混合され
る。本発明で用いる石灰系固化剤としては、マスターズ
シリーズ（奥多摩工業製）、グリーンライムシリーズ
（宇部マテリアルズ製）、リョウコウライムシリーズ
（菱光石灰工業製）などを挙げることができる。固化剤
としては、石灰系固化剤、生石灰のうちから一種を選択
して用いてもよいし、これら二種以上を組み合わせて用
いても良い。石灰系固化剤や生石灰と混合すると水溶性
高分子は水に不溶の形にかわり、安定性が向上する。但
し、植生土が極度にアルカリを嫌う場合や、強度を必要
としない場合には、例外的に石灰系固化剤や生石灰のい
ずれも用いないこともある。固化剤の添加量は、無機汚
泥脱水ケーキの無水部分の重量に対し、０．２〜１０重
量％、好ましくは０．５〜７重量％である。ここでいう
添加量は、石灰系固化剤、生石灰のうちから一種を選択
して用いる場合は、その一種の添加量であり、これらを
二種以上を組み合わせて用いる場合は、その合計量であ
る。０．２重量％未満では、必要な土粒子強度を得るこ
とができず、１０重量％をこえると、アルカリ性が強く
なりすぎ、ｐＨの中和処理を行ったにしても、植生に悪
い影響を与えるおそれが高まる。

【０００９】水溶性高分子や固化剤と混合するためのパ
ドルミキサーは、バッチ式でも連続式でも良い。連続式
の場合、１台のものを両方の目的に、すなわち、前半を
水溶性高分子との混合用として、後半を固化剤との混合
用として使用してもよいし、２台のミキサーを準備し、
水溶性高分子との混合用、固化剤との混合用に使い分け
ても良い。なお、混合機としては、造粒能力に優れたパ
ドルミキサーを用いることが好ましいが、これに限定さ
れるわけでなく、リボンミキサー、ドラム式混合機、パ
ン型ミキサーなどを用いて混合を行ってもよい。とくに
固化剤との混合用には、より簡単な混合装置、たとえ
ば、バイブレーテングシュート、邪魔板付シュートな
ど、水溶性高分子で造粒された粒子表面を固化剤で被覆
できる装置であれば、どんなものでも使用できる。ま
た、水溶性高分子との混合、固化剤との混合の両方にパ
ドルミキサーを用いる場合、いずれか一方のみパドルミ
キサーを用いる場合もあるが、特に両方の混合過程に用
いることが好ましい。

【００１０】水溶性高分子を加えて混合機により混合造
粒され、つぎに、石灰系固化剤及び／又は生石灰を加え
て、同じく混合機により混合、整粒され、さらに、振動
篩で所定の粒度、好ましくは粒径１３mm以下又は７mm以
下に揃えられた処理土は、つづいて、土壌改良資材及び
必要に応じ肥料と混合される。振動篩により、処理土を
所定の粒度に揃えるのは、土壌の通気性や透水性を高め
るため、また、見た目の商品価値を高めるためである。
所定の粒度は、植生土の利用目的、植えられる植物の適
性によって異なるが、多くの植物に適し、かつ、製造上
の歩留まりを高く保てる粒度として、粒径１３ｍｍ以下
又は７ｍｍ以下が好ましい。

【００１１】土壌改良資材としては、バーク堆肥、コン
ポスト、腐養土、ピートモス、完熟オガクズ、完熟もみ
がら等が挙げられ、これらを単独で用いたり、又は二以
上を併用することができる。土壌改良資材の混合比率
は、植生土の利用目的により異なるが、上記処理土（改
良土）に対して、１０〜６０重量％である。１０重量％
未満では、植生に必要な有機物量が不足であり、６０重
量％をこえると、経済的に成り立たなくなるおそれが強
い。必要に応じて混合される肥料としては、鶏糞等の有
機質肥料、硫安等の無機肥料が挙げられ、その混合比率
は、植生土の利用目的により異なるが、上記処理土（改
良土）に対して、ゼロ又はごく少量とする。肥料が必要
になる場合とは、脱水ケーキ自体に栄養分が殆どまたは
全く含まれていない場合である。無機汚泥脱水ケーキ
が、砕石場の砕石洗浄排水の凝集処理に伴って発生する
脱水ケーキである場合、ケーキにほとんど栄養分が存在
しないので、土壌改良資材や肥料を添加することは、と
くに重要である。

【００１２】石灰系固化剤及び／又は生石灰と混合した
場合には、処理土のｐＨが高くなる。この場合、空気接
触により空気中の炭酸ガスと生石灰との化学反応をおこ
させ、ｐＨの中和をはかる。空気接触の方法としては、
混合機を利用した攪拌接触、流動層接触、空気の吹き込
み、建設機械による切り返し接触などがあり、これらを
単独で、又は、併用して行う事ができる。

【００１３】土壌改良資材及び必要に応じ肥料と混合さ
れ、必要に応じｐＨ中和された処理物は、最後に、堆積
養生される。養生期間は、３〜７日間である。石灰系固
化剤及び／又は生石灰と混合した場合には、養生につれ
粒子内部でポゾラン反応が進行し、改良土の強度が上昇
する。ｐＨ中和と堆積養生を逆の順序で行っても良い。

【００１４】本発明における無機汚泥脱水ケーキには、
砕石工場やダム工事現場から大量に発生する砕石洗浄排
水を処理した場合に生じる脱水ケーキのほか、浚渫汚泥
脱水ケーキ、土木工事に伴う濁水処理の結果生じた脱水
ケーキ、石材加工に伴う濁水処理の結果生じた脱水ケー
キなどが含まれる。このうち、砕石場の砕石洗浄排水の
処理に伴って発生する脱水ケーキの再利用に、本発明は
特に好ましい。本発明では、改良土をもっぱら植生土と
して再利用することにあり、よって、最終製品は、植物
の生育に適する性状を備えていなければならない。すな
わち、通気性、透水性、保水性に優れていること、ｐＨ
が５〜９、望ましくは、５．８〜８．３の間にあるこ
と、適度の栄養分を含むこと、有害物を含まないこと、
などである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。 実施例１〜５ 砕石洗浄排水処理からえた脱水ケーキ（水分率２３重量
％）２キログラムを卓上型の混練機にとり、アクリルア
ミドとアクリル酸ソーダの共重合物（東亜合成社Ａ−１
４０）又はインド産天然グアガム（三栄薬品貿易扱い
品）又はアルファー化でんぷん（日澱化学社製）又はア
ルギン酸ソーダ（日本触媒社製試作品）又はカルボキシ
メチルセルロース（日本製紙社製１４００ＬＣ）の各粉
末を添加し、３分間、練り混ぜた。こうして選られた処
理物を篩にかけて１mm以下および１０mm以上をカットし
た後、７日間、室内で野積み養生し、さらにバーク堆肥
を処理物に対し３０重量％混合し植生用土とした。

【００１６】実施例６〜１０ トンネル工事の濁水処理からえた脱水ケーキ（水分率４
７重量％）２キログラムを卓上型の混練機にとり、アク
リルアミドとアクリル酸ソーダの共重合物（東亜合成社
Ａ−１４０）又はインド産天然グアガム（三栄薬品貿易
扱い品）又はアルファー化でんぷん（日澱化学社製）又
はアルギン酸ソーダ（日本触媒社製試作品）又はカルボ
キシメチルセルロース（日本製紙社製１４００ＬＣ）の
各粉末を添加し、３分間、練り混ぜ、次に、生石灰を脱
水ケーキの無水部分の重量に対して５．６重量％添加し
て１分間練り混ぜ、さらに処理物を篩にかけて１mm以下
および１０mm以上をカットした。こうして得られた処理
物を７日間、室内で野積み養生後、バーク堆肥を処理物
に対し３０重量％、混合し、さらに１日に２回１０日間
にわたり手作業で攪拌、十分に空気と接触させ、空気中
の炭酸ガスとの反応によるｐＨの中和をはかり、植生用
土とした。

【００１７】実施例１１ 実施例１〜１０で得られた植生土を１例につき３個の１
／５０００アール畑作用ワグネルポットにとり、高度化
成肥料３グラムおよび過燐酸石灰０．６３グラムを施し
たのち、小松菜を各５０粒播種し、適宜、潅水しなが
ら、４０日間にわたり温室内で発芽状況、生育状況を観
察した。水溶性高分子別の小松菜発芽率と本葉展葉率と
の結果を表１に示す。

【００１８】実施例１２ 実施例１〜１０で得られた植生土を１例につき３個の１
／５０００アール畑作用ワグネルポットにとり、ヤマハ
ギを各５０粒播種し、適宜、潅水しながら、３０日間に
わたり温室内で発芽状況、生育状況を観察した。水溶性
高分子別のヤマハギ発芽率と本葉展葉率との結果を表２
に示す。

【００１９】

【表１】 （注１）データは、３個のポットの平均である。 （注２）「ＰＡＡ／ＳＰＡ」は、アクリルアミドとアク
リル酸ソーダの共重合物を示し、「でんぷん」は、アル
ファー化でんぷんを示し、「ＣＭＣ」は、カルボキシメ
チルセルロースを示す。 （注３）「生体重率」は、一般畑作土を１００％とした
収穫物の重量％である。 （注４）「高分子添加率」は、無機汚泥脱水ケーキの無
水部分の重量に対する重量％である。 （注５）「実施例６〜１０は、無機汚泥脱水ケーキの無
水部分の重量に対して生石灰を５．６重量％使用した。

【００２０】

【表２】 （注１）データは、３個のポットの平均である。 （注２）「ＰＡＡ／ＳＰＡ」は、アクリルアミドとアク
リル酸ソーダの共重合物を示し、「でんぷん」は、アル
ファー化でんぷんを示し、「ＣＭＣ」は、カルボキシメ
チルセルロースを示す。 （注３）「高分子添加率」は、無機汚泥脱水ケーキの無
水部分の重量に対する重量％である。 （注４）「生石灰添加率」は、無機汚泥脱水ケーキの無
水部分の重量に対する重量％である。

【００２１】

【発明の効果】表１および表２に示すように、本発明に
よれば、フィルタープレスから排出された無機汚泥脱水
ケーキを必要に応じ解砕した後、水溶性高分子を加えて
混合造粒し、つぎに、必要に応じ、石灰系固化剤又は生
石灰を加えて混合、整粒し、さらに、分級工程を経た生
成物に土壌改良資材必要に応じ肥料を混合して堆積、養
生するすることにより、一般畑作土と同等の性質を備え
た植生土を得ることができる。最終製品は、１〜１０mm
の粒状の改良土に土壌改良資材及び／又は肥料を混合し
ているため、通気性、透水性に優れている一方で、土壌
改良資材に由来する保水性も兼ね備えているから、植生
土として広い需要が期待でき、得られる経済的効果は非
常におおきい。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機汚泥脱水ケーキに水溶性高分子を加
   えて混合し、つぎに、分級工程を経た生成物に土壌改良
   資材及び必要に応じ肥料を混合して堆積、養生すること
   を含む脱水ケーキの再利用による植生土の製造法。
2. 【請求項２】 無機汚泥脱水ケーキに水溶性高分子を加
   えて混合し、つぎに石灰系固化剤及び／又は生石灰を加
   えて混合し、さらに、分級工程を経た生成物に土壌改良
   資材及び必要に応じ肥料を混合したのち、空気接触によ
   るｐＨ中和、堆積、養生することを含む脱水ケーキの再
   利用による植生土の製造法。
3. 【請求項３】 上記水溶性高分子が、ガム類、ガム類の
   誘導体類、でんぷん、でんぷんの誘導体類、アルギン酸
   ソーダ、及びセルロース誘導体類からなる一群から選ば
   れた一以上である請求項１又は請求項２に記載の脱水ケ
   ーキの再利用による植生土の製造法。
4. 【請求項４】 上記水溶性高分子が、カルボキシル基を
   含む水溶性合成高分子である請求項１又は請求項２に記
   載の脱水ケーキの再利用による植生土の製造法。
5. 【請求項５】 上記水溶性高分子の添加量が、無機汚泥
   脱水ケーキの無水重量に対し、天然系の場合にあっては
   ０．１〜２．６重量％、半合成系の場合にあっては０．
   １〜２．０重量％、合成系の場合にあっては０．０２〜
   ０．７重量％である請求項１又は請求項２に記載の脱水
   ケーキの再利用による植生土の製造法。
6. 【請求項６】 上記石灰系固化剤及び／又は生石灰の総
   添加量が、無機汚泥脱水ケーキの無水重量に対し、０．
   ２〜１０重量％である請求項２に記載の脱水ケーキの再
   利用による植生土の製造法。
7. 【請求項７】 上記空気接触によるｐＨ中和が、混合機
   を利用した攪拌接触、流動層接触、空気の吹き込み、及
   び建設機械による切り返し接触からなる一群から選ばれ
   た一以上である請求項２に記載の脱水ケーキの再利用に
   よる植生土の製造法。
8. 【請求項８】 上記土壌改良資材が、バーク堆肥、コン
   ポスト、腐養土、ピートモス、完熟オガクズ、完熟もみ
   がらからなる一群から選ばれた一以上であり、かつ、そ
   の合計の混合比率が、上記生成物に対し、１０〜６０重
   量％であること請求項１又は請求項２に記載の脱水ケー
   キの再利用による植生土の製造法。
9. 【請求項９】 上記無機汚泥脱水ケーキが、砕石場の砕
   石洗浄排水の凝集処理に伴って発生する脱水ケーキであ
   る請求項１又は請求項２に記載の脱水ケーキの再利用に
   よる植生土の製造法。
10. 【請求項１０】 上記水溶性高分子との混合と、石灰系
    固化剤及び／又は生石灰との混合とのいずれか一方又は
    両方の混合に、パドルミキサーを使用する請求項１又は
    請求項２に記載の脱水ケーキの再利用による植生土の製
    造法。