JPS62277199A - 汚泥疎水化剤 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、湖沼・河川・海底等に堆積している「ヘドロ
」や水中に浮遊している浮泥等の汚泥や汚濁水を水と分
離させ、残留物を固化する汚泥処理剤に関するものであ
る。

（従来技術の問題点） 人Ｉ］の増加や生産活動の集中化に伴ない、湖沼・河川
・海底の汚染が進み、現在、大きな社会問題となってい
る。汚染は、環境保全上有害な汚泥の堆積に始まり、水
の富栄養化を進行させ一層拡大してい〈。このため環境
の改善には、この汚泥の処理が不可欠である。

汚泥処理には、大別すると、堆積した汚泥を浚渫して取
除く除去処理と汚泥を堆積させた状態のまま封じ込める
封込処理とがある。

除去処理には、陸上げした汚泥や汚濁水を自然性Ｃ・天
日乾燥する工法と汚泥や汚濁水を脱水機笠で脱水する工
法とがあるが、自然沈澱・天日乾燥の場合では、汚泥や
汚濁水を受入れるための広大な処分地が必要となるため
、国土の狭い我国では処分地の確保が難かしく、仮に処
分地が確保できたとしても、悪臭や汚泥・汚濁水の遺漏
対策等の管理に完全を帰すことが困難である。

又、脱水機を用いる場合でも、沈澱−濃縮一消化一調質
の前処理が必要であり、脱水後の残留汚泥物質即ち脱水
ケーキの含水率が５０〜６０％になるに過ぎないため、
脱水ケーキを更に、乾燥→消却→処理する後処理が必要
となる。然も、分離された水は汚泥を構成する微粒子を
多州に含む汚濁水であるため、この後処理も必要となり
、広域にわたる１膨大な汚泥や汚濁水を大量に処理する
には大規模な設備を必要とする。

他方、封込処理は、堆積汚泥の表層を良質の土砂或いは
コンクリートで覆う工法であって、水中作業となるため
、却って、汚高水を拡大生成することとなり、汚染が拡
大する。従って、広域にわたる汚泥の処理には不向きで
ある。又、水底を覆うため生態系の破壊を促進すること
にもなる。特に封入処理は汚濁水の処理が不能であるこ
とが大きな欠点である。この点、除去処理の方が実際的
である。

除去処理に問題があるのは、汚泥中に親木コロイドが多
く含まれているからである。このため、汚泥は強い保水
性を呈し所謂水切れが悪いため処理が困難となっている
。即ち、汚泥は一般に、蛋白質、炭水化物、脂肪酸、炭
化水素等の有機物が主体を成しＳミクロン又はそれ以上
の微粒子、オングストローム単位の有機微粒子で構成さ
れている。この有機微粒子は湖沼笠の水中に於てコロイ
ド状ＩＫ、に在り、普通、負荷電であり、且つその多く
が親木性で一部が疎水性である。

ここで微粒子の親木性とは、微粒子の周囲に水分子が付
着し、恰も、有機微粒子が水の殻で覆われた形態にあっ
て、微粒子が水分子を拘束して、水分子が自由に離脱で
きない状態をいい、かかる状態の粒子を以下、「親木粒
子」という。

又、微粒子の疎水性とは、微粒子が水分子を拘束してい
ない状態をいい、かかる状態の粒子を以下、「疎水粒子
」という。

質量の大きな微粒子は自然に沈澱して水底に堆積して所
謂汚泥層を成すが、質量の小さな微粒子は沈澱せず何時
迄も浮遊する。これは、複数の親木粒子が疎水粒子を挟
込んで疎水粒子をも沈み難くして一緒に浮遊するためと
、疎水粒子同士が同性荷電（負）の相互反発によって分
散状態を堅持するためであると考えられる。

（発明の目的） 本発明は、有機物を主体とする汚泥を疎水化する汚泥処
理剤の提供を目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の汚泥疎水化剤は、２価又は３価の鉄塩と３価の
金属塩と１価の金属塩とを主成分とし、この主成分の合
計重量の６乃至７倍の溶媒水に溶解して成るものである
。

（作用） 本則の主成分は正荷電の無機金属塩である。

これを汚泥に投入添加して攪拌した上装置すると、正荷
電の無機金属塩と汚泥を構成する負荷電の微粒子とが、
互いに異性荷電による静電気の相互誘引作用により衝突
して結合する。この時、親木粒子の周囲に付着している
水分子の殻が破壊され、拘束されていた水分子は自由水
°となって溶媒水（湖沼水、河川水、海水等）と溶合し
、親木粒子が疎水化されて疎水粒子となる。同時に、疎
水化された疎水粒子及び当初から疎水状態に在った疎水
粒子（負荷電）は、正荷電微粒子（無機金属塩）との結
合により電気的に中和して荷電を失う、荷電を失った微
粒子には互いに吸着し合う性状変化が起こる（理由は解
明されていない）。

この相互吸着作用によって、それまで同性荷電により互
いに反発して分散していた微粒子が次第に結合し質量の
大きな粒子へと成長して行く（凝結凝集反応）。

粒子が成長して、水の浮力及び水の上昇対流に抗する迄
になると、沈降して疎水粒子が集合した沈Ｃ物となる。

沈Ｃ後も引続き相互吸着作用（凝結凝集反応）が働くた
め、微粒子間に存在する自由水となった水分子は、圧縮
を受けて追い出される。沈澱物は次第に締りのよいケー
キとなる。

一方、沈降現象が見られなくなったときの上澄は肉眼で
混入物が全く、視認できない程度に澄んだ清澄となる。

この上澄を取除いた後、沈澱物を自然状態に放こすると
約２４時間程度で乾燥した団塊状となる。

乾燥が速いのは、単に水分の自然蒸発だけでなく、団塊
を構成する微粒子間に働く相互吸着作用（凝結凝集反応
）によって、水分子が強制的に追い出されるからである
。

（実施例） 本発明の汚泥疎水化剤は、２価又は３価の鉄塩と３価の
金属塩と１価の金属塩とを主成分とする。

２価の鉄塩としては、 例えば、ＦｅＳＯ４， ３価の鉄塩としては、 例えば、ＦｅＣ＆　２　、Ｆｅ２　　（ＳＯ４）３、Ｆ
ｅＣＱｓとＦｅ２　（ＳＯ４）＊との混合物又は高分子
化鉄塩、 ３価の金属塩としては、。

例えば、アルミニューム塩 即ちＡりｚ（ＳＯ４）＊、 １価の金属塩としては、 例えばカリウム塩即ちＫ（１、 等を用いる。

そして、各塩類の合計重量の６乃至７倍の溶媒水に溶解
して本則を得る。

尚、この主成分には１１ｔｆｆ＋や３価のカリウム・ア
ルミニューム複塩即ちＫＡり　（Ｓ０４）２　を加えて
もよい。

主成分の配合割合は、対象とする汚泥組成に応じて適量
に調合することになる。この場合、各塩類とも４０％程
度、配合比率が変化することもあり得る。

例えば、霞ケ浦の汚泥に対する本則の基準的配合割合は
次の゛通りである。

本　１１　′１　るに“戸　る米作 鉄塩・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・４６％約６６ｇアル
ミニューム塩・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・３１％約４４　ｇカリウム塩・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１６％約２
３ｇカリウム・アルミニューム複塩・・・　７％約１０
ｇ本剤の使用方法は、汚泥・汚濁水に本則を適量投入添
加して単に攪拌するだけである。

例えば、汚泥３０％濃度の汚濁水に対しては、汚薊木１
立方メートルに当り、本則を約４．５ｇ投入して約３０
秒間攪拌すれば足り、攪拌後はそのまま放置するだけで
、１記凝結凝集反応によって汚泥中の水分子が排斥され
る。

本則を更に効果あらしめるためには、カチオニック高分
子剤、水酸化力ルシュウム及びアニオニック高分子剤等
を本則の補助剤として用いるとよい。

上記例で引き続き説明すると、 先ず、カチオニック高分子剤を約２．５１投入して約３
０秒間攪拌する。カチ゛オニツク高分子剤を添加する理
由は、汚泥中の微粒子の中には正荷電金属塩に反応し難
いものが存在する場合もあり得るので、この種の微粒子
に反応し易い高分子剤を本則の投入前に添加することに
よって疎水化を果すためである。これによって、爾後の
本則の添加と相俟って、全ての負荷電微粒子に作用を及
ぼしめることができる。

次に１本剤を約４．５ｅ投入して同じく約３０秒間攪拌
する。カチオニック高分子剤及び本則の添加により、凝
結凝集反応が始まる。

次いで、水酸化力ルシュウムを約３６０ｇ投入して約３
０秒間攪拌する。水酸化力ルシュウムを投入するのは、
正荷電金属塩の添加によって水中の水素イオン濃度が上
って（ｐＨ値が下がる）反応が鈍くなるので、この水、
にイオン濃度を下げる（ｐＨ値を上げる）ためである、
これによって。

円滑に反応が行なわれる。

最後に７二オニツク高分子剤を約２．９１投入して約３
０秒間攪拌する。アニオニフク高分子剤の添加により、
凝集フロックが大きくなって、沈澱速度が早められる。

本発明の汚泥疎水化剤を用いれば、汚泥や汚濁水に本則
を適量投入添加して、攪拌するだけでよいから、簡単な
設備と作業で大量の汚泥が効率良く処理することができ
る。

４νに、大量の汚泥を処理する場合では、吸引ポンプに
て汚泥や汚濁水を吸」こげ、パイプを通して目的箇所（
処分地）へ導びき、その途中で、流氷中の汚泥密度をΔ
１一定し乍ら５適ち量の本則を添加すると、パイプの中
で自然に攪拌が行なわれるため、処分地に於て放置する
だけで、既述の凝結凝集反応が進行する。この場合、処
分地が埋立Ｊ′Ｉ！！等の大地であれば一層作業が容易
となる。

けだし、大地の自然濾過作用によって、水分が大地に吸
収され、残留物のみが地表に残るからである。残留物は
、なお多量の水分を含んではいるが、疎水化粒子の集り
であるので保水力が無く所謂水切れのよい物質となる。

又、凝結凝集反応は水分が存在する限りやむことなく進
行するので、微粒子間に存在する水分子は圧縮により追
い出され、約１日で残留物は団塊状、即ち固形化する。

この時の団塊は、一般の泥が乾固した状態の如くなり、
固さはそれよりも大きい。

水剤によるこの凝結凝集反応は水分が存在する限りやむ
ことなく粛続するので、団塊は数日にして疎水乾固状態
を呈するようになる。

又、水剤は汚泥中の親木粒子を疎水粒子に変質するもで
あるから、本則により固形化された残留物に、再度水を
加えても木切れが良く、良質の土壌材として埋立、或い
は田畑にも利用できる。特に田畑に利用すると、水はけ
がよいため土中の通気性が改良されるだけでなく、有機
肥料として生物の育成を促す等の土壌改良材として有効
に利用することができる。

（発明の効果） 叙」−の如く本発明は、２価又は３価の鉄塩と３価の金
属塩と１価の金属塩とを主成分とし、この主成分の合計
重量の６乃至７倍の溶媒水に溶解して成るものであるか
ら、有機汚泥・汚濁水に投入添加し攪拌するだけの極め
て簡単な作業で、汚泥や汚濁水中の親木粒子を疎水粒子
化でき、極めて迅速に水と固形物とに分離することがで
きる。

従って、従来の処理に比べ、作業性に於て優れ、且つ簡
単な設備を整えるだけで大量処理が可能となる。

又、処理の前後にわたって、水質汚染、悪臭の放散、再
汚泥化等の二次公害発生の虞れがない。

又、残留固形物は疎水粒子の集りとなるため、木切れの
よい良質の土壌として再利用できるだけでなく、有機肥
料としても利用できる。

又、水は、混入物が肉眼で視認できない程度に清澄でき
、そのまま元の湖沼、河川、海等似に戻すことができる
し、上水道等の水資源としても簡単に供することができ
る。

更に又、水剤は安全且つ安価な物質を素剤とし、特殊な
設備等を要せず、然も、処理後の残留固形物や水の再利
用が図れるから、極めて経済的に実施できる。

以上 菖 ・−１ 」ニー 手続補正書 λ／ 昭和６２年　８月り日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２価又は３価の鉄塩と３価の金属塩と１価の金属塩とを
   主成分とし、この主成分の合計重量の６乃至７倍の溶媒
   水に溶解して成る汚泥疎水化剤。