JPS6012120B2 - 汚泥の圧密脱水処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は河川、湖沼、港湾等に堆積している汚泥、土工
事などで発生する汚泥状の掘削銭土、軟弱地盤の軟弱士
、また工場・上下水処理場等から排出される汚泥などを
処理する場合に、汚泥に固化剤を混合した後、その固化
剤が硬化する際に汚泥面上に盛土戦術を行って圧密脱水
も同時に行なうことによって汚泥の安定化、固化強度の
増大、汚泥の減量化などを目的とした汚泥の圧解脱水処
理法に関するものである。

汚泥には各種のものがあるが、汚泥は共通の性状として
、微細な粒子に富み、含水比が非常に高く流動状を呈し
ている。

これらの汚泥は以前には、海洋あるいは谷間などに投棄
されていたが、近年の環境問題のために、このような方
法は許容されにくくなっている。そこで、汚泥を何らか
の方法で安定な形のものに処理することが必要となって
いる。汚泥の処理方法としては、固化剤を混合して固化
する方法、サンドドレーン・ペーパードレーンなどによ
って士木的に脱水する方法、真空・加圧・遠心などの力
を作用させて機械的に脱水する方法、その他に天日乾燥
、焼却などの方法がある。そして、これらの処理方法の
うちで、大量の汚泥を処理する場合、固化および土木的
脱水が行なわれることが多い。しかし、この２つの方法
はいずれも次のような欠点をもっている。

すなわち、固化する方法では短期間のうちに大きな強度
を出すことが可能ではあるが、多量の固化剤を必要とす
るために、コストがかかるうえに、処理しても汚泥量は
ほとんど減少せず、むしろ増大する場合もある。また、
一方、土木的脱水は比較的廉価な工法ではあるが、あま
り大きな強度は得られず、また汚泥のように微細な粒子
が多い場合、透水性が悪いために脱水に極めて長時間を
要し、また有害物質を含む汚泥に対して有害物質不溶出
化の効果がない。本発明はこのような両者の欠点を補う
ために開発された新しい汚泥の圧密脱水処理法を提供す
るものである。

次に本発明工法の原理を説明すると、汚泥中には多量の
水が含まれており、汚泥粒子間には大きな間げきがある
。

したがって、これに固化剤を混合しただけでは、固化剤
が水に希釈され（水／セメント比の増大）、また粒子間
に長い結合をつくらなければならないため多量の固化剤
を混合しなければ大きな強度は出めないという問題が生
ずる。これに対し本発明の方法では、固化剤混合後に圧
密脱水することによってこの問題を解決したもので、本
発明の方法によれば汚泥中における固化剤の濃度が高く
なり（水／セメント比減少）かつ粒子間距離が短かくな
るため、強度は飛躍的に増大するという特徴が得られる
。本発明はこのような原理に基いて固化剤混合後の汚泥
に対しその固化剤が硬化する際に該汚泥面上に盛士戦荷
を行し、圧密脱水も時に行うことによって汚泥の安定化
、固化強度の増大、汚泥の減量化などをはかったもので
ある。

そこで固化剤を混合し、その固化剤が硬化する前の汚泥
は固化剤中に含まれるカルシウムイオンなどの影響をう
けてゲル化し、脱水性が非常に良好になる。

すなわち、わずかの戦備でも脱水量が多く、圧密沈下が
促進され。勿論、戦荷重は大きいほど効果が大きいのは
当然であるが、実験によれば〜０．１ｋ９／地（＝ｌｔ
ｏｎ／の）程度の載荷で大きな効果が得られており、こ
れは盛土量としては０．７肌程度にすぎない。この程度
の盛土であれば、固化剤混合後、シート、ネット等を敷
設してから、クラムセル、小型ブルドーザー等を用いて
まき出すことができる。

また、盛土による載荷が困難な場合、ヘドロ表面を気密
性のシートなどで被覆して、内部を吸収し大気圧で戦荷
することもできる。この場合、０．５ｋ９／嫌程度まで
の戦荷は容易であるので、本工法には適切である。なお
、圧密理論においては、排水距離も重要であり、現場で
は汚泥が厚く排水距離が長くなるため、これに対しては
汚泥中にドレーンを打つことが有効である。

この方法としては、例えば固化剤を混合した軟弱汚泥に
有孔ドレーンパィプを人力で簡単につきさしていく方法
などがある。また本発明方法の実施に当ってはこの工法
の原理からみて、固化剤混合後できるだけ速やかに盛土
の載荷を行なうことが望ましいが、ネット、シート等を
敷設して盛土するまでには、少なくとも１〜２日間の時
間は必要とする。

しかし、汚泥中における固化剤の硬化反応はコンクリー
ト、モルタル等と異なり、除々に進行し、固化剤混合後
１〜２日ではそれほど硬化しない（これを補うためには
、早期強度発現剤を添加することも可能である）。

しかも、硬化反応は固化剤量とも関係があり、本発明方
法のように固化剤を少量しか混合しないことを目的とす
る場合、１〜２日では硬化しない。また、固化剤の硬化
反応を積極的に遅らせる方法として、リグニン酸系、フ
ミン酸系などの硬化遅延剤を使用すると、硬化はさらに
遅らせることができる。したがって、固化剤を混合して
から、固化剤の硬化が進まないうちに載荷することは施
工的に可能である。

以下に本発明の詳細を図面並びに表に示した実施例によ
って説明する。

第１図イに示すように、汚泥１が堆積している場所で処
理船２などのような混合機械を走行させるか、あるいは
第２図イに示すように汚泥を混合プラント６に運搬する
ことなどによって、汚泥にセメント系、石灰系、有機系
などの各種の固化剤を汚泥の性状、処理の目的などに応
じて混合し、第１図及び第２図の各口に示す如く、固化
剤混合汚泥３とする。

そして、固化剤が汚泥内で硬化する際（通常１〜２日以
内）に、各図ハのように該汚泥面上にネット、シート４
等を敷設し、その上に盛土５を行なって、戦荷し圧解脱
水を行なう。この際、第２図の方法によって汚泥に固化
剤を混合する場合には更に二，ホの如く、盛土５の上に
さらに固化処理汚泥３、ネットシート４をサンドイッチ
状に順次積重ねて載補することもできる。上記の盛土層
５はサンドマット、ドレーンパィプなどを敷設して排水
能力を増大させることができる。さらに、汚泥層が厚く
て排水が不良な場合などには、サンドドレーン、ペーパ
ードレーンなどの垂直方向ドレーンを打設して排水能力
を増大させることもできる。また固化剤を混合してから
戦荷を行なうまでに長時間を要する場合には、載荷時期
以前に硬化があまり進行しないように硬化遅延剤を併用
することができる。なお、汚泥が有害物質を含んでおり
、圧密排水中に有害物質が溶出する恐れがある場合には
、圧密排水は集水して別途処理して放流する。このよう
にして、載両してから数日間以内に圧密はほとんど完了
し汚泥は大きな強度を発現するので、汚泥はそのまま強
化地盤として、また掘削して埋立材、路床材、築堤材な
どとして有効利用することができる。

第１表は代表的な汚泥として、某港湾から採取して汚泥
についての試験結果である。

表におけるＭ．１のように、固化剤無添加では、０．１
ｋ９／仇の荷重で載荷しても、試料は全く硬化せず自立
不可であった。また、Ｍ．２のように、固化剤８％を添
加し戦荷を行なわない場合、一軸圧縮強度は７日養生で
も０．１ｋ９／めであった。

これに対して、恥．３のように、固化剤８％を添加して
から０．１ｋ９／地の荷重で戦荷を行なったものは、一
触圧縮強度が氏密完了後０日で０．３５ｋ９／地、７日
で０．７２ｋ９／仇と、Ｍ．２の固化剤混合のみの場合
に比べて５〜６倍の強度増加を示した。また、注解が完
了するまでの所要日数は地．１では７日間であったのに
対し、Ｍ．３では１日間と、固化・圧密の併用によって
圧密時間も大幅に短縮できた。なお、固化剤混合のみで
、Ｍ．３と同程度の強度を出すためには、Ｍ．４に示す
ように、固化剤を１８％も必要とした。このように、固
化・圧密の併用によって、少量の固化剤でしかも小さな
荷重（ここで試験した０．１ｋｏ／仇の荷重は盛士にし
て７比松程度にすぎない）で、短期間のうちに圧密は完
了させられ、かつ大きな強度を出すことができる。第１
表 以下に本発明の効果を要約して示すと次の通りである。

＠ 固化処理のみの場合に比べて、大きな強度が得られ
るために、固化剤量を少量にすることができる。■ 圧
密のみでは、圧密に非常に長時間かかりしかも大きな強
度は出ないが、固化処理を併用することによって短時間
のうちに圧密は終了し、かつ強度も大幅に増大する。

＠ 戦荷荷重として、大きな荷重を必要としない。

■ 汚泥量の減量化も大幅に行なわれる。

■ 間げき水を減少させて固化するために、処理した汚
泥は耐圧縮性、耐収縮性、耐摩耗性にすぐれている。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はいずれも本発明の汚泥の圧密脱水処
理法の実施例を示す工程説明図である。 １・・・・・・汚泥、２・・・・・・固化剤注入混合船
または装置、３・・・・・・固化剤混合汚泥、４・・・
・・・ネット、シート、５・・・・・・盛土、６・・・
・・・固化剤混合プラント。 繁ｌ図第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 河川、湖沼、港湾等に堆積している汚泥、土工事な
   どで発生する汚泥状の堀削残土、軟弱地盤の軟弱土、ま
   たは工場、上下水処理場などから排出される汚泥などを
   処理するに当り該汚泥に固化剤を混合した後、その固化
   剤が汚泥内で硬化する際に該汚泥面上にネツト、シート
   等を敷設しその上に盛土を行って載荷を施すか、又は該
   汚泥面上に気密性のシートを被覆し、内部の空気を吸引
   して大気圧による載荷を施すことにより汚泥の圧密脱水
   を行うことを特徴とする汚泥の圧密脱水処理法。 ２ 盛土層にサンドマツト、ドレーンパイプなどを敷設
   して排水能力を増大せしめることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の汚泥の圧密脱水処理法。 ３ 汚泥層中にサンドドレーン、ペーパードレーンなど
   の垂直方向ドレーンを打設して汚泥の排水能力を増大さ
   せることを特徴とする特許請求範囲第１項又は第２項記
   載の汚泥の圧密脱水処理法。 ４ 汚泥が堆積している場所で処理船などのような混合
   機械を走行させて固化剤の混合、載荷を行うことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
   １項記載の汚泥の圧密脱水処理法。 ５ 汚泥を混合プラントなどに運搬することによつて固
   化剤の混合、載荷を行うことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の汚泥の圧
   密脱水処理法。 ６ 圧密脱水を完了した汚泥をそのまま強化地盤として
   利用することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   汚泥の圧密脱水処理法。 ７ 圧密脱水を完了した汚泥を掘削して埋立材、路床材
   、築堤材などに利用することを特徴とする特許請求の範
   囲第４項又は第５項記載の汚泥の圧密脱水処理法。