JPS59500088A - 天然及び産業汚泥の汚染去法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 天然及び産業汚泥の汚染除去法 川及び港のある内面は常に水底全さらえ、水路及び停泊地を障害のないものにし ておかなければならない。川や港の構築物を変化させる時もまた浚渫する膨大な 仕事を行う必要がある。浚渫物質は大量であシ、用の長さ１１００Ｋ当り年間１ ０万トンにのぼる。例えば、堤のあるネッヵー用（バーデングルテンベルグ州、 ドイツ連邦共和国）地域だけで１年間１４万トンの泥をさらえ水路を自由に通れ るものにしなければならない。ハングルグ港地域（エルベ用）で浚渫すべきスラ ッジの量は年間１２０万トンであり。

ロッテルダム港では１年間約２００万トン浚渫しなければならない。ドイツ連邦 共和国に於いて２年間計算量は内陸水路で２５０万トン、沿岸地域で３０００万 トンである。

従来性われてきた浚渫泥１脱水床又は砂利採集場に置き。

景色を美化させるために利用する方法はもはや用いられていないし、又、浚渫泥 を海に落とすことも増々制限されるに相違ない。というのは、殆んどの泥やスラ ッジの中に重金属が高含量で存在するので、その後の環境問題という点からこの ような形式の処理は除外される。浚渫した汚染物質をちる特別な地域に置くとい うことは原則的には可能であるが、そのような処理方法は費用が莫大である（浚 渫物質をほぼ乾燥させること一長距離且つ複雑な輸送、処理地域を閉ざすこと、 漏水を徐々に流出させ、その後特別な廃水処理を行うこと、その他）。その上− 行政的な実現可能性は確かでないことが多い。多くの住民グループの間で。

まだ存在し完全に解決できない処理物質の「毒性」に対する不安に加えて一住民 は、そのような処理場での操作にょシもたらされる迷惑（交通量の増大、景色の 破壊、騒音及び不快臭その他）ヲ認めることはできないし、また、すすんで認め はしないからである。

農業用の重金属で汚染された浚渫物質を更に利用することは全く不可能である。

何故なら、浚渫物質で肥沃化した地域では多量の重金属、特にカドミウムが−そ のような地域で育った栽培物の中にどのようにしても入シ１人間の食物連鎖に直 接出入りすることが、過去特に浚渫物Ｗを用いたことによって確立されているか らである。

又、汚染された浚９を通常のセラミック製造原料として直接使用することＣ有能 である。というのは１重金属の大部分、特に他の金属化合物−より揮発性が大き いカドミウム化合物（及び水銀化合物）が焼成中周囲に放出されるからである。

スラッジのあるものは、始めから煉瓦製造原料として用いるには適切でない。そ れらには硫化鉄が比較的高濃度で存在し、焼成中に２製造設備に対し腐食作用が 大きい二酸ｒヒ硫黄を発生するからである。

せき止めた川や港のある内面から浚渫さ几る物質の大部分は、平均して１／３の 固形分と２／３の水でできた１粒子の小さい汚から、咬る。泥の量的な組成は一 地理的及び産業上の状態、並びにその地域における人の居匡特敞によつ成り１次 のような組成である（ネッカー用を１例としてあげる）。

炭酸塩（方解石とド四マイト）　１４〜２７％石英　３０〜６０％ 長　石　１０〜１８％ 粘土鉱物（主としてイライト）　１５〜２５％金属酸化物の水和物及び硫化物。

主として鉄化合物　２〜８％ リン酸塩　０．４〜１．２％ 有機物質、主として腐食物質。

セルｄ−７及びリグニン　６〜１８％ 中央ヨーロッパの他の内陸、での水から採った泥沈澱物は一上にあげた値と殆ん ど異らない。前述した如く１人口密度が高く工業化が進んだ地域から生じる川や 港の泥は１通常その重金属濃度が高い。１９８１年６月ホークヘイム（Ｈ−ｏｒ ｋｈｅｉｍ）のナラカー用から採取した試料の泥（浚渫物）は１次の重金属組咬 をもつ（乾燥物質をもとにして〕。

カドミウム　４３ｐｐｍ 亜　鉛　６５０ｐｐｍ 鉛　１９３ｐＩ）ｍ コ　パル　ト　１３１）Ｉ）ｍ ニッケル　８３ｐｆ）ｍ クロム　３’７５１）Ｉ）ｍ 銅　３２９ｐｐｍ 水　銀　０．５１）９ｍ マンガン　６１５１）ｆ）ｍ 鉄　１．８５ｐｐｍ １年間不ツカー川から浚渫する物質の量は１４万トンであシ、これ（ｄカドミウ ムＦＪ２０００ｋＬＪ、亜鉛約３０３００ｋＱ及び銅約１５０００ｋｑの重金属 年間量に相当する。

上記のように一農業、セラミックエ菓及び凪景美１ヒの仕事に対してさえも浚渫 物を合理的に利用することは、主として重金属の含量が大きいという点から失敗 している。特別な処理場で作管しておくことは費用が高くまた生態学的な見地か ら更に時蔵を提起するだろう。

それ故５本発明の主要なことは、泥及びスラッジを鉱酸で処理し、その固形分（ その時殆んど重金属を含まない）を溶液から分離−洗浄し、ろ逸物から溶解した 金属？水酸化カルシウムによって沈澱させ、その後溶液中にまた存在している痕 跡量のカルミウムを、炭酸を用いて後処理し。

炭酸を加えることによって生成した炭酸カルシウム（方解石）に取９人ｎること により除去することを行数とする泥及び産業スラッジの汚染除去法である。伴な う量が大きいという点からこの方法を連続的に行うことが好ましい。泥又はスラ ッジの初期のコンシスチンシーに故って、運搬性能、攪拌性能、移動度及び化学 反応性も改良するために。

水で希釈することは好ましいことであろう。より粗い成分（砂利、粗い砂）をふ るい分け、建築材料として又は風景美化用の材料として直接用いることができる 。というのは重金属による汚染が泥及びスラッジの巖細な部分に眼られ−粗い砂 及び砂利に影響しない（或は全く無意味なだけである）。

その復元及びスラッジに含まれる重金属化合物は一鉱酸で処理することにより水 溶性塩に変えられる。鉱酸として重金属と水溶性塩？作るすべての強酸が適切で あシ、特に塩酸、硫酸及び硝酸があげられる。この酸処理の間−重金属だけでな く、方解石及びドロマイトの形で泥に含まれた炭酸塩も溶解し２それによって対 応した量の二酸化炭素が発生する。このように、炭酸カルシウム含量２０％の固 形分を１／３含む浚渫泥１トンから二酸化炭素２９．３ｋＱが生じる。

酸処理の間に泥又はスラッジに含まれているすべての金属硫化物が溶解される。

特に硫化鉄は煉瓦製造に下水スラッジ？意図的に用いた時侵食性の二酸化硫黄を 形成するだろう。

全溶解工程を通して鉱酸が連続的に消費され２新しい酸を加える。化学的溶解が 停止した後、この物質は−１を越えない、好ましくは約０．５のｐＨ水準に調整 される。反応は室温で起き、１０乃至１５分間かかるだけである。泡立ちの程度 が大きいので笑際には反応時間１はもつと長い。加熱して反応速度ｅ６けること は、経済性という理由で一殆肥土酸処理後では一泥又はスラッジ中の重金属含量 の９０乃至１００％が溶解している。又、リン酸塩も完全に溶液中に入っている 。

が考慮される。連続操作のためには遠心機が好ましい。泥又はスラッジは和かい ためろ過が困難であるが、ポリアクリルアミドのごときろ過補助剤によって、そ のろ過速度及びろ過性を向上させる。

酸処理した泥又はスラッジから、付置した水ＶＣ溶解している重金属全史［１＆ 除かなければならない。ろ過装置のろ過速度が低すきるため除去が不可能である 限り、ろ過する前に、沈降洗浄サイクルにより除去を達成することができる５、 この目的のために、酸処理した泥又はスラッジを、連続沈降槽中で新しい水によ り洗浄する。

最後の洗浄及び沈降サイクルが終って後−上記のろ過装置の１つを用いて一泥又 はスラッジから大部分の水？抽出する。

すべての得られた酸１重金属含有洗浄液及びろ液を一体にし、紐いて重金属沈澱 段階に供する。

このようにして得た残分は、ＦＪ５０％の乾燥物質を含む。

最初乾燥物質が３３３　ｋｑである泥又はスラッジ１０００ｋＱによシ、平均し て、残分５３４にりが生じ、乾燥物質は２６７　ｋｇである。最初の乾燥物質の 約２０％が、酸処理の間にｌ容液に入っている。

得られたコンパクトな形状の前記残分を直接セラミック工業の工程風景美化に用 いても−又は１通常の処理地域に積んで置いてもよい。本発明の方法による特別 な利益（ｒｉ＋最初の水分を減少させることによって、泥又はスラッジの体積ケ 大きく減少させることに：する。現在、コンシスチンシーを固くさせ２体積を減 少させるために、処理する前に凹みで大量に空気乾燥させるか又は機械的な方法 （例えばフィルタープレヌ）による脱水が考えられている。この費用が高くつく 方法は本発明の方法によって除かれる。

酸団ろ液（洗浄液を含む）を炭酸カルシウム、酸化カルシウム又は水酸化カルシ ウムによって中和し、更に水酸化カルシウムを加えてｐＨレベ／Ｌ／’ｉｌｏに 調節する。それによって、溶解金属は一不溶性水酸化物の形状で殆んど定量的に 沈澱し、溶解リン酸塩化合物のすべてがリン酸鉄の形で沈澱する。出発物質の泥 又はスラッジ１０００　ｋＱに対し平均して水酸化カルシウム５　ｋＱが必要で ある。

二酸化炭素をこの水酸化物懸濁液に導くことによって一特Ｋまだ溶解している微 量のカドミウムを沈澱させる。これによシ炭酸カルシウム（方解石）の沈澱が生 じ、微量のカドミウム殆んどすべてがその結晶格子の中に取り入れられる。この 好ましい取り入れは、カルシウムと力Ｆミウムのイオン半径が似ておシ（価数が 等しい）−−また二種の炭酸塩ＣａＣ０−（方解石）とＣｄＣＱ　（オタバイト ）の結晶構造が等しいことによる。亜鉛、銅、コバルト及びニッケルを同様に方 解石溝造中に組み入れることが好ましい。

二酸化炭素の導入を、ｐＨレベルが９に下がるまで続ける。

二酸化炭素は、酸性化の間この工程で発生するある量のガスから導かれる。しか し−水酸化物懸濁液を開放型タンクに放置するなら、大気中の二酸化炭素も炭酸 塩ヲ沈澱させるのに十分であろう。

平均して泥又はスラッジ１０００　ｋｑから、水分を含んだ水酸化物／炭酸塩沈 殿物４２ｋＱが得られ−そのＦＪ５０％が乾燥物質である。乾燥残分な、銅、ク ロム、コバルト、ニッケル及びカドミウムの形で重金属４６乃至１０％含有し。

冶金処理に供してよい。

水酸化物／炭素塩沈纜物から労農したろ屑物は、ｌｐｐｍのオーダーで鉛、クロ ム、亜鉛及び鉄と、また、１ｐＩ）ｍ以下のオーダーでカトミウ５、ム、ニッケ ）ｖ、銅及びマンガンの。

ごく少量の重金属と全含有する。これらの濃度は、川や海などに再び入れるのに 許された限度以下である。

原理的に１本発明の方法を下水スラッジの汚染除去にも同様に適用してよい。下 水スラッジは２脱水後下水汚物熟成プラントで得られ、固形分は２５乃至５０％ で、その半分が有機物であり１制置のある肥料物質を構成する。

この場合もまた。高い割合で重金属、特にカドミウムが存在し、農業に利用した り、風景美化に用いることができない。スラッジは大量にある。人口１００万の 大都市では。

年間約３万トン得られる。

本発明の方法は、下水スラッジの汚染除去及びその合理的な開発への道を開くも のである。

実施例　ｌ 固形分３３．３　ｇと、その固形分に対し４２ｐＩ）ｍ　の割合でカドミウム含 む浚渫泥１００ｇ’ｉ、固形分が２５９６になるまで水３３．２９で希釈し、可 動懸濁液を作った。その後。

この懸濁液を室温で３０９６塩酸とかき混ぜながら混合した。

二酸化炭素の発生による泡立ちが止まり、ｐＨが０．５に達するまで、塩酸を加 え続けた。この操作に１５分かかった。

泡立ちが停止した後でさえ、放置の間ｐＨは再び１以上のレベルに上昇し、注意 深く更に塩酸を加えて０．５乃至１の一定レベルにｐＨ２調整した。全部で３０ ９６％酸１５．７　ｇを使った。

その後、吸引ろ過器で溶液から固形物を分離し、用水１５０９で洗浄した。残分 は６１．４　ｇで乾燥物質は４３．５％若しくは２６．’ｉ’　９であった。最 初の乾燥物質の２０％が溶液の中に入った。

この乾燥残分の原子吸光スペクトル分析によって、残分中のカドミウム含量は１ ．６ｐｐｍ　であることが判明した。

従って、最初のカドミウム含量の９６，２％が除かれた。

ｐＨが１０の一定レベルに達するまで、室温で水酸化カルシウムを３液にかき混 ぜながら加えた。この目的のために５水酸化カルシウム０．５１．ｊが必要であ った。１０分後僅力・に着色した水酸化物の沈澱が形成した。その後−ｐＨが９ に下がるまで二酸化炭素を加えた。２０分後、生成物を吸引ろ過器でろ過した。

残分は０．５　ｇで４２％の乾燥物質を含んでいた・ 分析の結果、ろ液中のカドミウム含量はｏ、ｏ　ｓ　ｐｐｍテロつだ。

実施例　２ 固形分が３８ｇ２重金属の割合が亜鉛６１０１）ｐｆｆＬ銅３１０１）Ｉ）ｍ− マンガン６２０１）Ｉ）ｍ−カドミウム４４　ｐｐｍ　及びニッケル８６ｐｐｍ 　である浚渫泥１００ｇ’２−水５２ｇで希釈し固形分’に２５９６にし、その 後、実施例ＩＫ記載のごとく処理した。酸処理の後ろ過すると、フィルターケー キ７０．０　ｇが残り、乾燥物質４４．５％若しくは３１．２　ｇ全含有してい た。最初の乾燥物質の１８％が溶液の中に入った。

乾燥残分を分析した結果、亜鉛９１．１５％、銅８７．７４％、カドミウム９２ ．３４％−マンガン９１．６１％及ヒニッケル８　’７．２１％が除去塔れた。

水酸化物／炭酸塩沈澱物のる液の中に残った微量の重金属は、亜鉛１．５　ｐｐ ＃銅０．１５　ｐｐｍ−カドミウム０．５　ｐｐｍマンガン０．５１ｍ及びニッ ケル０．５ｐｐｍであった。

手続補正書ｃ方式） ％式％ １、事件の表示　ＰＣＴ／ＥＰ８３１０００１５２、発明の名称　天然及び産業 汚泥の汚染除去法３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名（名称）　デコンタ　アクチェンゲゼルシャフト４、代理人　〒６０４ ６、補正により増加する発明の数 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　泥又はスラッジ全鉱酸で処理し、その固形分を溶液から分離及び洗浄し一溶 解した金属を水酸化カルシウムを用いてろ液から沈澱させ、その後、まだ溶液中 に存在する微量のカドミウムを、炭酸で後処理し、炭酸を加えている間に形成す る炭酸カルシウム（方解石）の中にとり入れることによって除去することを特攻 とする泥及び産業ヌフツシの汚染除去法。 ２　鉱酸で処理することによシ、ｐＨレベ／ｌｚ′：ｊ：０．５乃至１、Ｏに調 整することを特徴とする請求の範囲第１項記載の泥及び産業スラッジの汚染除去 法。 ３　鉱酸として塩酸を用いることを特徴とする請求の範囲第１項及び第２項に記 載の泥及びスラッジの汚染除去法。 ４　重金７寓水酸化物を沈澱させるため、物質を最初炭酸カルシウム、生石灰又 は消石灰で中和し、それによって鉄の主要量と一部の重金属Ａは沈蔭し−その後 −１）Ｈレベルを酸化カルシウム又は水酸化カルシウムで１０に調整し。 それによって残っている重金属は痕＃量だけを残して沈澱し、及び、続いてｐＨ ９で炭酸音用いて処理して炭酸塩を沈みさせること全特徴とする請求の範囲第１ 項記載の泥又はスラッジの汚染除去法。 ５　酸処理で生じた炭酸を一炭酸塩の沈みのために用いることを特徴とする請求 の範囲第１項乃至第４項に記載の泥はスラッジの汚染除去法。 ６　川及び港の泥、下水７ラツジ及び港の泥？本発明に従つて汚染除去すること を特徴とする請求の範囲第１項乃至第５項に記載の泥又はスラッジの汚染除去法 。