JP2000271597A - 汚泥処理剤および汚泥処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 含水汚泥に添加して混合することにより、短
時間でその流動性を失わせ、しかも優れた強度を有する
処理汚泥に改質することができる汚泥処理剤、および植
物系粉体と該汚泥処理剤と併用する汚泥処理方法を提供
すること。 【解決手段】 カルボキシメチルセルロースのアルカリ
金属塩１００重量部に対して、無機粉体５〜２０００重
量部とからなることを特徴とする汚泥処理剤。および汚
泥１００重量部に、植物系粉体１〜１００重量部と上記
の汚泥処理剤を０．１〜５重量部添加して混合すること
を特徴とする汚泥処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥処理剤および
汚泥処理方法に関する。さらに詳しくは、土木工事、建
設工事、浚渫工事などにおいて発生する汚泥を、再利用
または廃棄が容易な形態に改質することができる汚泥処
理剤、および植物系粉体と該汚泥処理剤とを併用する汚
泥処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】石油井、ガス井、地熱井、トンネル工
事、浚渫工事、建設工事、その他の工事現場で発生する
掘削泥土、特に排水処理施設で発生するヘドロや砕石場
などの工場で発生するスラッジ類などの汚泥、ダム底に
堆積した土や海や川に流入した土などは、含水率が高く
流動性に富むため、通常のダンプカーやトラックなどに
よる運搬作業が困難なものである。このため、従来はこ
れらの汚泥に、石灰あるいはセメント系固化剤を混合し
て処理したり、水溶性高分子化合物または高吸水性樹脂
を混合して処理している。

【０００３】しかし、石灰あるいはセメント系固化剤を
用いて、汚泥、特に含水率の高い汚泥を処理する場合に
は、処理後の汚泥を、取り扱いが容易な状態に達するま
でには通常数十時間を要する上、大量の固化剤を汚泥に
添加しなければならないという問題がある。

【０００４】一方、水溶性高分子化合物または高吸水性
樹脂を用いて、汚泥を処理する場合には、添加後数分程
度で汚泥が流動性を失うものの、汚泥の含水率が非常に
高い場合や、汚泥が粘性土または有機性土である場合に
は、処理汚泥の強度が十分には高くならないという欠点
があった。

【０００５】このような欠点を解決するための方法の一
つとして、汚泥に植物系粉体を添加する方法が知られて
いる。たとえば、特開平７−２３２１４８号公報には、
水性高分子と天然有機物粉末とを混合してなる残土処理
用固化剤が開示され、特開平１０−３６８３９号公報に
は、椰子屑と多糖類系の水溶性高分子物質を含有する掘
削泥土の改質剤が開示されている。

【０００６】しかし、特開平７−２３２１４８号公報に
開示の技術は、天然有機物粉末を水性高分子の増量分散
剤として添加しているため、天然有機物粉末の汚泥への
添加量は少ない。その結果、天然有機物粉末のもつ吸水
効果による汚泥固化の機能は十分発揮されない。一方、
特開平１０−３６８３９号公報に開示の技術は、椰子殻
のもつ吸水効果を利用して掘削泥土を固化させている
が、植物系粉体を椰子殻に限定するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、含水
汚泥に、添加して混合することにより、短時間でその流
動性を失わせ、しかも優れた強度を有する処理汚泥に改
質することができる汚泥処理剤、および植物系粉体と該
汚泥処理剤と併用する汚泥処理方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために、カルボキシメチルセルロースのア
ルカリ金属塩と無機粉体とを含む汚泥処理剤について鋭
意検討した結果、含水汚泥に、所定量の上記汚泥処理剤
と所定量の植物系粉体とを添加することにより、含水汚
泥を、取り扱いが可能な強度を有する処理汚泥に短時間
で改質できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００９】すなわち、本発明は、カルボキシメチルセ
ルロースのアルカリ金属塩１００重量部に対して、無機
粉体５〜２０００重量部を含むことを特徴とする汚泥処
理剤を提供するものである。また、カルボキシメチルセ
ルロースのアルカリ金属塩は、その１重量％水溶液の２
５℃における粘度が、１０〜１５０００ｍＰａ・ｓであ
り、置換度が０．４〜１．６であることを特徴とする上
記の汚泥処理剤を提供するものである。

【００１０】さらに、本発明は、汚泥１００重量部に対
して、植物系粉体１〜１００重量部と上記の汚泥処理剤
を０．１〜５重量部、０．２〜４重量部または２．５〜
４重量部とを添加して混合することを特徴とする汚泥処
理方法を提供するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の汚泥処理剤およ
び該汚泥処理剤を用いる汚泥処理方法を詳細に説明す
る。

【００１２】（汚泥処理剤） （ｉ）カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩 本発明の汚泥処理剤で用いるカルボキシメチルセルロー
スのアルカリ金属塩（以下、単にＣＭＣともいう。）
は、カルボキシセルロースのリチウム塩、ナトリウム
塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩およびこれ
らの混合塩のいずれでもよいが、好ましくはナトリウム
塩である。これらのＣＭＣは、単独にまたは混合して用
いることができる。

【００１３】本発明で用いるＣＭＣは、ＣＭＣの１重量
％水溶液の２５℃における粘度（以下、単に１重量％粘
度ともいう。）を、１０〜１５０００ｍＰａ・ｓ、好ま
しくは１００〜１２０００ｍＰａ・ｓ、さらに好ましく
は１０００〜１００００ｍＰａ・ｓとするものである。
１重量％粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満の場合は、処理汚泥
の強度が不充分となり、汚泥の再利用や廃棄が困難とな
る。また、１５０００ｍＰａ・ｓを超える場合は、汚泥
に添加した際に、ＣＭＣを汚泥粒子間に均一に分散させ
ることが困難となる。

【００１４】また、本発明で使用するＣＭＣは、エーテ
ル化度（以下、ＤＳともいう。）を、０．４〜１．６、
好ましくは０．６〜１．３の範囲とするものである。エ
ーテル化度が０．４未満の場合は、ＣＭＣは水に殆ど溶
解しないために汚泥を改質することができず、１．６を
超える場合は、ＣＭＣのコストが高くなり好ましくな
い。

【００１５】（ｉｉ）無機粉体 本発明の汚泥処理剤で用いる無機粉体としては、半水石
膏、無水石膏、ポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、カルシウムセメント、フライアッシュやポゾランを
含有するセメント類、生石灰、消石灰、石灰系の土壌改
質剤などの無機水硬性物質、ゼオライト、パーライト、
バーミキュライト、籾殻灰、珪藻土焼成物、粘土鉱物多
孔質焼成物、ケイ酸カルシウム焼成物などの無機多孔性
物質、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイ
ト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチー
ブンサイト、膨潤性雲母などの膨潤性粘土鉱物などを挙
げることができる。これらの無機粉体は、単独にまたは
混合して用いることができる。

【００１６】（ｉｉｉ）汚泥処理剤 本発明の汚泥処理剤は、上記したＣＭＣと無機粉体とを
含むものである。ＣＭＣと無機粉体の配合割合は、ＣＭ
Ｃ１００重量部に対して、無機粉体５〜２０００重量部
である。好ましくは１０〜１０００である。無機粉体の
添加量が５重量部未満および／または２０００重量部を
超える場合には、処理汚泥の強度が不充分となる。

【００１７】本発明の汚泥処理剤は、所望によりその性
能を阻害しない範囲で、他の多糖類系の水溶性高分子物
質（天然高分子物質および半合成高分子物質）や、水溶
性合成高分子物質を含むことができる。多糖類系の水溶
性高分子物質や水溶性合成高分子物質は、増粘効果、吸
水効果などを有し、処理汚泥の強度をさらに大きくする
効果がある。

【００１８】天然高分子物質としては、たとえば、デン
プン、マンナン、トロロアオイ粘質物、アラビアガム、
トラガカントガム、ローカストビーンガム、グアーガ
ム、ジェランガム、デキストラン、キサンタンガム、ペ
クチンなどを挙げることができる。

【００１９】半合成高分子物質としては、たとえば、メ
チルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピ
ルセルロース、カチオン化セルロース、α−デンプン、
デキストリン、ブリティシュガム、カルボキシルデンプ
ン、エーテル化デンプン、ジアルデヒドデンプン、カチ
オン化デンプン、カチオン化グアーガム、アニオン化グ
アーガム、メチルグリコールキトサン、アルギン酸ナト
リウムなどを挙げることができる。

【００２０】水溶性合成高分子物質としては、たとえ
ば、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸
ナトリウム、ポリ−２−（メタ）アクリルアミド−２−
メチルプロパンスルホン酸、ポリ２−（メタ）アクリル
アミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムなど
を挙げることができる。

【００２１】（汚泥処理方法）本発明の汚泥処理方法
は、汚泥に、植物系粉体を添加して混合し、次いで上記
の汚泥処理剤を添加して混合するものである。 （ｉ）汚泥 本発明の汚泥処理剤によって処理できる汚泥は、石油
井、ガス井、地熱井、トンネル工事、浚渫工事、建設工
事、その他の工事現場で発生する掘削泥土である。特
に、排水処理施設で発生するヘドロや採石場などの工場
で発生するスラッジ類、ダム底に堆積した土や海や川に
流入した土などの含水汚泥は、好ましく処理されること
ができる。汚泥中の含水率は、特に限定するものはない
が、含水率１５〜９５重量％のものを挙げることができ
る。

【００２２】（ｉｉ）植物系粉体 本発明の汚泥処理方法で用いる植物系粉末としては、籾
殻粉末、椰子殻粉末、綿花の削り屑、胡桃粉末、木屑、
食品製造において発生する廃棄物の乾燥物（たとえば、
ビール粕、サトウキビの絞り粕などの乾燥物）を挙げる
ことができる。これらは、単独にまたは混合して用いる
ことができる。これらの植物系粉体は、汚泥中の水分を
吸収して、汚泥処理剤が添加された際に、汚泥処理剤の
性能を十分に発揮させる効果を有する。また、処理汚泥
を補強する効果を有する。

【００２３】（ｉｉｉ）混合方法 本発明の汚泥処理方法においては、汚泥に植物系粉体を
添加して混合した後、さらに汚泥処理剤を添加して混合
するか、または汚泥に植物系粉体および汚泥処理剤を添
加して混合することができる。混合方法は、特に限定す
るものではなく、ミキサーなどの公知の方法を採用する
ことができる。

【００２４】汚泥と植物系粉体の混合割合は、汚泥の土
質、含水率、植物系粉体の種類や性状などにより適宜選
択することができるが、汚泥１００重量部に対して、植
物系粉体１〜１００重量部、好ましくは５〜５０重量部
である。植物系粉体の添加量が１重量部未満の場合は、
汚泥中の水分の吸収が不充分となり、処理汚泥の強度が
不充分となる。また、１００重量部を超える場合は、水
分の吸収に寄与しない植物系粉体の割合が増えるため経
済的でない。

【００２５】また、汚泥、植物系粉体、汚泥処理剤の混
合割合は、混合物の土質、含水率、汚泥処理剤の種類や
性状などにより適宜選択することができるが、汚泥１０
０重量部に対して、植物系粉体１〜１００重量部、汚泥
処理剤０．１〜５重量部、好ましくは０．２〜４重量
部、さらに好ましくは２．５〜４重量部である。汚泥処
理剤の添加量が０．１重量部未満の場合は、処理汚泥を
固化することができず、５重量部を超える場合は、ＣＭ
Ｃによる粘着性が強くなりすぎ好ましくない。また、汚
泥に対するＣＭＣおよび無機粉体の配合割合は、汚泥１
００重量部に対して、ＣＭＣ０．００５〜４．７５重量
部、無機粉体０．００５〜４．７５重量部である。

【００２６】本発明の汚泥処理方法においては、植物系
粉体および汚泥処理剤は、未粉砕または１ｍｍ以上の粒
径のものを使用することができるが、ミルなどを用いて
粉砕し、粒径を１ｍｍ以下であることが望ましい。粒径
が１ｍｍ以下である場合には、汚泥の処理時間が短くな
り効果的である。

【００２７】また、植物系粉体および汚泥処理剤は、両
成分が乾燥状態であるとき最も高い効果が示すが、スラ
リー状でも使用することができる。スラリー状の場合
は、高粘性液体用ポンプで輸送することが可能となる。

【００２８】本発明の汚泥処理方法においては、上記し
たとおり、汚泥に、特定量の上記植物系粉体と、特定量
の上記汚泥処理剤を添加して混合することによっての
み、短時間でその流動性を失わせ、取り扱いが容易で、
しかも優れた強度を有する処理汚泥に改質することがで
きるものである。

【００２９】

【実施例】本発明を実施例に基づいてさらに説明する。
なお、本発明は、以下の実施例によって何ら限定される
ものではない。

【００３０】実施例および比較例で用いた汚泥、植物系
粉体、ＣＭＣ、無機粉体およびその他の成分は、次のと
おりである。 （１）汚泥 排水処理施設（ダイセル化学工業株式会社網干工場）よ
り採取した液状汚泥を用いた。固形分は０．１６重量％
（含水率は９９．８４重量％）であった。 （２）植物系粉体 木粉（（株）島田商会製）および綿花の削り屑（（株）
テルナイト製「テルストップＰ」）を用いた。 （３）ＣＭＣ １重量％粘度１３００ｍＰａ・ｓおよび置換度０．６８
のＣＭＣ（ダイセル化学工業株式会社製ＣＭＣダイセル
＜１１９０＞）、および１重量％粘度９０００ｍＰａ・
ｓおよび置換度０．７５のＣＭＣ（ダイセル化学工業株
式会社製ＣＭＣダイセル＜２２８０＞）を用いた。 （４）無機粉体 パーライト（三井金属工業株式会社製パ−ライトネニサ
ンソ防散３号）およびフライアッシュ（石炭ボイラーで
発生したもの）を用いた。 （５）その他の成分 ポリアクリル酸ナトリウム（日本化薬（株）製パナカヤ
クＦ）およびアルギン酸ナトリウム（君津化学（株）製
アルギテックスＭ−１）を用いた。

【００３１】ＣＭＣの粘度は、ＣＭＣの１重量％水溶液
の粘度を表し、ＪＩＳ Ｋ７１１７に準拠して測定し
た。Ｂ型粘度計を用いて、２５℃および回転数６０ｒｐ
ｍで測定した。

【００３２】（実施例１）汚泥としての液状汚泥１００
重量部に、植物系粉体として木粉３０重量部を添加し、
撹拌モーターで５分間撹拌しながら混合した。次いで、
ＣＭＣとしてＣＭＣダイセル＜１１９０＞と、無機粉体
としてパーライトを混合して得た汚泥処理剤を１重量部
添加し、５分間撹拌しながら混合して、団粒状の処理汚
泥を得た。表１に、液状汚泥、木粉および汚泥処理剤の
配合割合（重量部）、および汚泥処理剤の配合割合（重
量部）とを示した。

【００３３】

【表１】

【００３４】次に、調製した処理汚泥について、圧縮強
度を測定した。表２に測定装置および主な測定条件を示
した。また、表１に測定結果を示した。

【００３５】

【表２】

【００３６】（実施例２）実施例１において、木粉の代
わりに綿花の削り屑を用いたこと以外は、実施例１と同
様にして、団粒状の処理汚泥を調製し、その圧縮強度を
測定した。表１にその結果を示した。

【００３７】（実施例３）実施例１において、パーライ
トの代わりにフライアッシュを用いて汚泥処理剤を調製
したこと以外は、実施例１と同様にして、団粒状の処理
汚泥を調製し、その圧縮強度を測定した。表１にその測
定結果を示した。

【００３８】（実施例４）実施例１において、ＣＭＣダ
イセル＜１１９０＞の代わりにＣＭＣダイセル＜２２８
０＞を用いて汚泥処理剤を調製したこと以外は、実施例
１と同様にして、団粒状の処理汚泥を調製し、その圧縮
強度を測定した。表１にその測定結果を示した。

【００３９】（比較例１）実施例４において、ＣＭＣダ
イセル＜２２８０＞の代わりにポリアクリル酸ナトリウ
ムを用いて汚泥処理剤を調製したこと以外は、実施例４
と同様にして、団粒状の処理汚泥を調製し、その圧縮強
度を測定した。表１にその測定結果を示した。

【００４０】（比較例２）実施例３において、ＣＭＣダ
イセル＜１１９０＞の代わりにアルギン酸ナトリウムを
用いて汚泥処理剤を調製したこと以外は、実施例３と同
様にして、団粒状の処理汚泥を調製し、その圧縮強度を
測定した。表１にその測定結果を示した。

【００４１】表１に示した結果から明らかなように、Ｃ
ＭＣと無機粉体を含む汚泥処理剤を用いて調製した実施
例１〜４の処理汚泥は、優れた圧縮強度を示した。しか
し、ＣＭＣを含まない汚泥処理剤を用いて調製した比較
例１および２の処理汚泥の圧縮強度は劣るものであっ
た。

【発明の効果】以上、詳細かつ具体的に説明したよう
に、汚泥処理剤を、カルボキシメチルセルロースのアル
カリ金属塩１００重量部と、無機粉体５〜２０００重量
部の混合物とし、また汚泥１００重量部に対して、植物
系粉体１〜１００重量部と上記の汚泥処理剤０．１〜５
重量部とを添加して混合したことよって、汚泥に含まれ
る水分が植物系粉体中に吸収され、かつ植物系粉体によ
り汚泥が補強され、さらに汚泥処理剤中のＣＭＣによる
増粘効果、吸水効果、さらにＣＭＣと無機粉体との相乗
作用により、取り扱いの容易な処理汚泥に改質すること
ができ、その再利用または廃棄が容易となるという効果
を奏する。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D059 AA03 AA09 BG03 BJ00 DA01 DA53 DA64 DB16 DB18 DB19 DB20 DB24 DB28 DB31 DB32 EB11 4H026 CB01 CB08 CC01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カルボキシメチルセルロースのアルカリ
   金属塩１００重量部に対して、無機粉体５〜２０００重
   量部を含むことを特徴とする汚泥処理剤。
2. 【請求項２】 カルボキシメチルセルロースのアルカリ
   金属塩は、その１重量％水溶液の２５℃における粘度
   が、１０〜１５０００ｍＰａ・ｓであり、置換度が０．
   ４〜１．６であることを特徴とする請求項１記載の汚泥
   処理剤。
3. 【請求項３】 汚泥１００重量部に対して、植物系粉体
   １〜１００重量部と請求項１または２記載の汚泥処理剤
   ０．１〜５重量部とを添加して混合することを特徴とす
   る汚泥処理方法。
4. 【請求項４】 汚泥１００重量部に対して、植物系粉体
   １〜１００重量部と汚泥処理剤０．２〜４重量部とを添
   加して混合することを特徴とする請求項３記載の汚泥処
   理方法。
5. 【請求項５】 汚泥１００重量部に対して、植物系粉体
   １〜１００重量部と汚泥処理剤２．５〜４重量部とを添
   加して混合することを特徴とする請求項３記載の汚泥処
   理方法。