JPH09206800A

JPH09206800A - 水域底泥の処理方法

Info

Publication number: JPH09206800A
Application number: JP8022576A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Kataoka; 克之片岡
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】湖沼や海のような水域の底に堆積する底泥を
浚渫し、陸上に埋め立てことなく、脱水分離水が発生さ
せず、底泥を処理する新技術を提供する。【解決手段】湖沼、海、河川などの水域からの底泥を
攪拌造粒槽に移送し、攪拌造粒槽中で、粉末ゼオライ
ト、セメント、無機凝集剤、高分子凝集剤を添加した後
ペレットに成形し、該ペレットを水底に沈積させること
を特徴とする水域底泥の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湖沼、海、河川な
どの水域の富栄養化の防止に関し、特に前記水域の底泥
の処理に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】湖沼、海、河川などの水域の富栄養化の
問題が大きく顕在化している。前記水域の底に堆積する
泥、すなわち底泥中に含有されている有機物は、嫌気分
解して酸素を消費するため、底泥からリン、窒素等を含
む栄養塩類の溶出が起こるようになる。従って、排水処
理や流路変更などの対策により湖沼、海、河川などの水
域への流入負荷を削減しても、これら水域では、底泥か
らのリン、窒素等を含む栄養塩類の溶出による富栄養化
現象によりアオコ、赤潮が発生し、水域が汚染される。
養魚池でも同じような問題が起きている。また、河川の
ダム湖には、木の葉が多量に堆積し、木の葉が腐敗し、
ダム湖の底がヘドロ化している例が多く、このヘドロの
減量処理、処分が極めて難題になっている。

【０００３】従来、前記水域の富栄養化対策としては汚
濁底泥を浚渫除去し、系外へ排除する方法が主流であっ
た。すなわち、従来の底泥の処理法は、浚渫した底泥を陸上に埋め立て処分する。浚渫底泥を脱水後、脱水ケーキを陸上に埋め立て処
分する。などの処分方法が採用されていた。しかし、これらの従
来技術には次の問題点があった。埋め立て処分地として広大な面積の土地が必要であ
るが、陸上処分地の確保は極めて困難である。また、浚
渫底泥の土壌改良材、培土、土木資材への再利用の検討
が進められているが、需要が顕在化せずいきづまってい
る。浚渫底泥を脱水すると大量の分離水がでるが、この
分離水に富栄養化の原因となるリン、窒素が含まれてい
るため、分離水の処理が大きな問題になる。最近では、
水域の富栄養化対策としては、汚濁底泥の浚渫除去の
他、覆砂などのリン、窒素溶出対策も検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】底泥内には上層水から
の酸素輸送が極めて少ないので、底泥内では有機物の嫌
気的酸発酵、硫酸塩還元、鉄の還元が活発に進行する。
この結果、アンモニア性窒素やリンが可溶化して溶出源
になる。また、硫酸塩還元により生成される硫化物がリ
ン酸鉄からのリン酸イオンの遊離を促進する。さらに、
有機物の酸発酵によって間隙水のｐＨ低下を招き、リン
化合物の可溶化が促進される。このような背景に基づき
検討をすすめ、本発明は、嫌気化している水域の底泥の
物理化学的及び生物学的環境を根本的に改善し、底部の
環境を蘇らせると共に、栄養塩類の底泥から上層水への
溶出を抑制できる新技術を提供することにある。また本
発明は、底泥の新規な利用法を提供し、陸上に埋め立て
処分地を確保する必要が無く、脱水分離水が発生しない
底泥の処理方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、本
発明の水域底泥の処理方法によって達成される。すなわ
ち、（１）湖沼、海、河川などの水域からの底泥に粉末ゼオ
ライト、セメント、無機凝集剤及び高分子凝集剤を添加
し、攪拌造粒槽でペレットを形成し、該ペレットを水底
に沈積させることを特徴とする水域底泥の処理方法であ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の水域底泥の処理方法の処
理フローを図１に示し、以下に図１を用いて本発明を説
明する。図１において、湖沼、海、河川の底に堆積して
いる、ヘドロとも呼ばれる、嫌気性の底泥１を攪拌造粒
槽６中にポンプアップし、粉末ゼオライト２、セメント
３、鉄もしくはアルミニウム系の無機凝集剤４、高分子
凝集剤５を添加した後、適度の旋回流を与えると、攪拌
造粒槽６中の底泥１を主とする内容物が凝集し、球形の
強度の大きいペレット７が生成する。このペレット７を
水中に投入すると、急速に沈降し、水底に沈降堆積す
る。前記粉末ゼオライト、セメント、無機凝集剤及び高
分子凝集剤の添加量は、底泥の性状により適宜決められ
るが、好ましい添加範囲は下記第１表に示す通りであ
る。

【０００７】

【表１】

【０００８】水底に沈降堆積させたペレットの作用につ
いて以下に説明する。水底に堆積させると、ペレット相
互の充填空隙部に溶存酸素が拡散し易くなり、ペレット
の表面が好気的に維持され易くなる。最近、ヘドロ層か
らの栄養塩類の溶出を防止するためヘドロ層の上に砂を
散布するいわゆる覆砂が行われるが、ヘドロ層の上に本
発明のペレットを堆積させると、前記覆砂と同様の効果
も発揮される。沈降堆積した有機性底泥は嫌気状態であ
る。しかして、底泥中に自然に存在しているメタン菌を
内部に含有しているペレットを水底に堆積させると、ペ
レットの内部に固定化されているメタン菌によるメタン
発酵作用によって有機性底泥は分解され、メタンガス、
炭酸ガスを生成する。従来のヘドロ層が堆積した水域で
は、メタン発酵は有機物の酸発酵が進んだ後起きるの
で、先に進んだ酸発酵によってヘドロ層のｐＨが酸性側
に偏る。メタン菌は中性領域で活性の高い菌であるの
で、ヘドロ層のｐＨが酸性側に偏るとメタン菌の活動が
停止してしまう。しかし、本発明ではペレットの内部に
アルカリ性のセメント粒子が閉じ込められているので酸
発酵によるｐＨの過度の低下が起きず、効果的にメタン
酸発酵が進む。以上が水底に沈降堆積させたペレットの
作用である。

【０００９】前記底泥の添加した添加物中、セメントは
ペレット内部をアルカリ性に維持するほか、ペレットを
固化する作用がある。攪拌造粒槽から流出する時点のペ
レットは指で摘むと壊れる程度の強度であるが、水中に
放置すると、セメントの作用により固化し強度が著しく
増す。本発明にいう「ペレット」はフロックとは異な
り、ピンセットで摘んで水中から取り出すことが可能
な、緻密で、やや強度が大きい球形の造粒物を意味す
る。これに対して、フロックは、ピンセットでつまみ出
すことはできず、フワフワした綿状のものである。

【００１０】ペレットの内部には前記底泥に添加した前
記セメントの他、粉末ゼオライト、無機凝集剤及び高分
子凝集剤が閉じ込められている。これら添加物中、粉末
ゼオライトはアンモニアを吸着除去する。また、水酸化
鉄または水酸化アルミニウムなどの無機凝集剤はリンを
除去するほか、ペレットの強度を高める作用がある。
（リンはカルシウム、鉄またはアルミニウムと結合して
不溶化するのでペレットの内部から溶出しない。）

【００１１】セメントとしては、ポルトランドセメント
でも良いが、アルミナセメントやジェットセメントなど
のような早強性セメントがペレットを短時間で固化する
ためより好ましい。無機凝集剤としては、硫酸アルミ、
ポリ塩化アルミ、塩化第２鉄、ポリ硫酸第２鉄など水処
理の分野で公知のものを適用すれば良い。高分子凝集剤
としては、公知の種々の市販ポリマが適用できる。本発
明のペレットの形成に効果的なポリマは、分子量が１０
００万以上のポリアクリルアミド系のポリマが適してい
る。またカチオンポリマ、アニオンポリマを併用すると
さらに強度の大きいペレットが形成できる。攪拌造粒槽
としては、本発明の出願人が既に開発した装置、商品名
ボルテペレッタが好適に使用することができる。この攪
拌水中造粒装置の詳細は、例えば、文献：ヘドロ誌２
３号、５８〜６４頁、１９８２年社団法人底質浄化協
会発行に記載されている。

【００１２】

【実施例】図１の処理フローに従って、本発明の水域底
泥の処理の実証試験を行った。実施例１茨城県Ｋ湖から採取した底泥（含泥率８％、リンイオン
１０．５ｍｇ／リットル、アンモニア８．１ｍｇ／リッ
トル）に粉末ゼオライトを２重量％、早強性セメントを
５重量％添加し、さらに無機凝集剤としてポリ塩化アル
ミニウム（ＰＡＣ）を１０００ｍｇ／リットル、高分子
凝集剤としてアニオン系ポリアクリルアミドを２５０ｍ
ｇ／リットル添加して攪拌造粒槽（液滞留時間６分）に
供給した結果、底泥ＳＳ、ゼオライト、セメント、水酸
化アルミニウムが一体となったペレット（粒径２〜４ｍ
ｍ）が形成された。このペレットをカラム内に３０ｃｍ
堆積させ、水道水を２ｍ満たし、１年間放置した。１年
後、底泥層の上部１０ｃｍの位置から採水し、リン、ア
ンモニアを分析した。この結果リン濃度は１．１ｍｇ／
リットル，アンモニア濃度は、１．８ｍｇ／リットルで
あった。また、ペレットの高さは１年後に３ｃｍ低下し
た。定期的にカラム水面に上昇して来る気泡を採取し、
検知管で定性分析したところメタン、炭酸ガスであっ
た。ペレット充填層内の間隙水のｐＨは６．７であり、
メタン菌の活動に好適であった。

【００１３】

【発明の効果】本発明の底泥の処理方法では、（ｉ）浚渫した底泥は、各機能をもつ粉末ゼオライ
ト、セメント、鉄もしくはアルミニウム系の無機凝集剤
及び高分子凝集剤を添加した後ペレットにして、再び水
域底部に返送するので、浚渫底泥の陸上処分地が不要で
ある。（ii）水域底部に返送したペレットは、底泥中の有機
物がメタン発酵により分解減量化する。（iii) 水域底部に返送したペレットは、底泥からのリ
ン、アンモニウムの溶出を抑制できる。（iii) 浚渫底泥を脱水する必要がないので、脱分離水
が発生せず、分離水の処理が不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水域の底泥の処理設備のフローの１例
を示す説明図である。

【符号の説明】

１底泥２粉末ゼオライト３セメント４無機凝集剤５高分子凝集剤６攪拌造粒槽７ペレット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】湖沼、海、河川などの水域からの底泥に
粉末ゼオライト、セメント、無機凝集剤及び高分子凝集
剤を添加し、攪拌造粒槽でペレットを形成し、該ペレッ
トを水底に沈積させることを特徴とする水域底泥の処理
方法。