JPH105800A

JPH105800A - 汚泥の脱水処理材及び脱水処理方法

Info

Publication number: JPH105800A
Application number: JP8181118A
Authority: JP
Inventors: Takao Tanosaki; 隆雄田野崎; Kenji Nozaki; 賢二野崎; Keiichi Usukura; 桂一臼倉; Kie Miyashige; 起苗宮繁
Original assignee: Chichibu Onoda Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】下水汚泥、湖沼ヘドロ、食品廃棄物、製紙ス
ラッジ等の有機質廃棄物の焼却灰若しくはその溶融固化
スラグを脱水処理材、すなわち、凝集材若しくは脱水助
材として利用することで資源化を疎外する成分を添加す
ること無く、安価、かつ効率良く脱水することができ、
脱水汚泥（ケーキ）の取扱いを極めて容易にし、今後発
生量が大幅に増大することが予想される汚泥及び焼却灰
双方の有効利用を可能とする汚泥の脱水処理材及び脱水
処理方法を提供する。【解決手段】平均粒径１０μｍ以上で２０重量％スラ
リーにおけるｐＨ値が７．５以上の焼却灰からなること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、汚泥、特に河
川、湖沼、港湾等の浚渫汚泥、下水汚泥、食品産業から
排出される汚泥等の脱水処理材及び脱水処理方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】浚渫汚泥、下水汚泥、食品産業から排出
される汚泥等は、固形分濃度２〜１０重量％程度の汚泥
濃縮水（スラリー）から水分を除去して含水率８０〜９
０重量％程度のケーキ状にする脱水工程を経て、一部、
肥料や窯業原料等に利用されるが、大部分はそのまま、
あるいは焼却後、埋め立て処分される。脱水工程で用い
られる脱水機としては、真空脱水機、加圧脱水機、遠心
脱水機、ベルトプレス脱水機等各種のものが使用される
が、いずれにしても脱水機の能力のみで低含水率、高処
理量を達成することは困難で、脱水効率を上げるために
前記汚泥スラリー中に高分子凝集剤、硫酸アルミニウ
ム、塩化第２鉄、消石灰等の脱水処理材が添加され、い
わゆるスラリーの調質（薬剤処理）が行われている。こ
のような脱水工程を経た汚泥（以下、脱水汚泥）の含水
率は、前述したように８０〜９０重量％程度と高く、焼
却や埋め立て処分するにしても、さらに余剰水分の低減
が望まれるところであるが、一方で、最終処分先である
埋め立て地の確保が困難になりつつあり、汚泥の有効利
用法の開発が益々望まれる。

【０００３】このような中にあって、下水処理場から排
出される汚泥（脱水汚泥）に流動床燃焼灰を添加してセ
メント原料とする提案がある（特開平７−３００３５３
号公報）。これは、流動床燃焼灰を添加することによ
り、流動床燃焼灰の自硬性により下水汚泥が固化若しく
は団粒化され、その取扱い性が改善されると共に、悪臭
が流動床燃焼灰中のＣａＯ分及び未燃カーボンにより防
止され、また、処理汚泥は、セメント原料として有用な
ＣａＯ、ＳｉＯ₂ を主成分とするものであり、これをセ
メント原料の一部に混入することにより汚泥及び流動床
燃焼灰を有効利用しようとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したように脱水汚
泥の含水率は高く、有効利用に当たっての余剰水分の除
去（乾燥）は、大きなコストアップ要因となっている。
また、塩化第２鉄やポリ塩化アルミニウムなどのように
脱水処理における調質剤（凝集剤）は、セメント原料と
しては好ましくない塩素（Ｃｌ^- ）成分を大量に含むも
のや、カリウム塩の使用などアルカリ（Ｋ＋Ｎａ）成分
を含むものも少なくなく、セメント原料として利用し難
い面がある。

【０００５】さらに、下水処理場で排出された脱水率８
０重量％程度の脱水汚泥に対して流動床燃焼灰を添加、
混合する方法では、脱水汚泥と乾燥流動床燃焼灰を均一
に混合することに困難性があり、均一に混合するために
は高効率の特殊な混練機を必要とし、所用動力が大き
く、混練機の摩耗も大きな問題となる。

【０００６】この発明は、汚泥を濾過脱水する際に、大
部分が廃棄処分されている下水汚泥、湖沼ヘドロ、食品
廃棄物、製紙スラッジ等の有機質廃棄物の焼却灰若しく
はその溶融固化スラグを脱水処理材、すなわち、凝集材
若しくは脱水助材として利用することで資源化を阻害す
る成分を添加すること無く、安価、かつ効率良く脱水す
ることができ、脱水汚泥（ケーキ）の取扱いを極めて容
易にし、今後発生量が大幅に増大することが予想される
汚泥及び焼却灰双方の有効利用を可能とする汚泥の脱水
処理材及び脱水処理方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明の汚泥の脱水処理材によれば、平均粒径
１０μｍ以上で２０重量％スラリーにおけるｐＨ値が
７．５以上の焼却灰からなること（請求項１）、前記焼
却灰が下水汚泥、湖沼ヘドロ、食品廃棄物、製紙スラッ
ジ等の有機質廃棄物の焼却灰若しくはその溶融固化スラ
グであること（請求項２）、を特徴とする。又、この発
明の汚泥の脱水処理方法によれば、汚泥を濾過脱水する
に当たり、予め汚泥スラリーに平均粒径１０μｍ以上で
２０重量％スラリーにおけるｐＨ値が７．５以上の焼却
灰を添加混合し、脱水ケーキ化すること（請求項３）、
前記焼却灰を汚泥スラリーに対して３．０〜７０重量％
添加すること（請求項４）、前記焼却灰が下水汚泥、湖
沼ヘドロ、食品廃棄物、製紙スラッジ等の有機質廃棄物
の焼却灰若しくはその溶融固化スラグであること（請求
項５）、前記焼却灰に加えて硫酸アルミニウム、硫酸
鉄、アルミン酸ソーダ、アンスソライト、消石灰、及び
高分子凝集剤から選択される少なくとも一種を添加する
こと（請求項６）、脱水ケーキ化された汚泥をセメント
原料として用いること（請求項７）、を特徴とする。以
下、この発明を詳細に説明する。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明で処理する汚泥は、主と
して河川、湖沼、港湾等の浚渫汚泥、下水汚泥、あるい
は食品産業から排出される汚泥、製紙スラッジ等である
が、この他に、し尿、家庭用雑排水、各種産業用排水処
理などによって発生する汚泥を含む。これらの固形分濃
度が２〜１０重量％程度の汚泥水（スラリー）に後述す
る焼却灰からなる脱水処理材を添加混合の上、汚泥を濾
過脱水する。すなわち、タンクに貯留した汚泥スラリー
に、焼却灰を添加し、攪拌混合した上で、汚泥スラリー
を脱水機に送給し、この脱水機でケーキ状の脱水汚泥と
排水に分離する。脱水機としては、前述した各種の脱水
機がそれぞれ使用できる。

【０００９】脱水処理材としての焼却灰は、下水汚泥、
湖沼ヘドロ、食品廃棄物、製紙スラッジ等の有機質廃棄
物の焼却灰であるが、これらの焼却灰をさらに溶融処理
した溶融固化スラグも好適に使用でき、この発明ではこ
れらを含めて焼却灰とする。これらの焼却灰中、特に平
均粒径１０μｍ以上で２０重量％スラリーにおけるｐＨ
値が７．５以上の焼却灰が脱水処理材好ましく、前記汚
泥スラリーに対して３．０〜７０重量添加することによ
り汚泥の水泥分離を効果的に促進する。

【００１０】すなわち、汚泥中の固形分は、ミクロン若
しくはオングストローム単位の極めて微細な粒子を多量
に含んでおり、しかも懸濁状態にある粒子の表面は一般
にマイナスに帯電しており、粒子同士が相互に反発しあ
って凝集しにくい状態にある。汚泥スラリー中に添加す
る焼却灰は前述したように２０％スラリーにおけるｐＨ
値が７．５以上であり、汚泥粒子の、いわゆるゼータ電
位を下げ、粒子間の反発力を低下させることによって汚
泥の凝集を促進する。しかも、平均粒径１０μｍ以上の
焼却灰は、汚泥粒子よりも遙かに大きな粗粒であり、汚
泥の微細粒子による脱水機フィルターの目詰まりを防止
し、極めて効率良く汚泥を脱水処理することができる。

【００１１】焼却灰の添加量は、これが３．０重量％よ
り少ないと前記脱水効果があまり無く、また、７０重量
％を越えて添加しても、脱水効果以上に脱水汚泥量が増
加して好ましくない。また、焼却灰に加えて前述した従
来公知の硫酸アルミニウム、硫酸鉄、アルミン酸ソー
ダ、アンスソライト、消石灰、及び高分子凝集剤等から
選択される少なくとも一種の添加剤を添加することがで
きる。これらの添加剤を併用することにより、汚泥の脱
水効果を高めることができるが、添加量は、焼却灰の添
加により、すでに充分な脱水効果が得られるものであ
り、後述する脱水汚泥の資源化を妨げることがないよう
に必要最低限にとどめる。

【００１２】このように処理した脱水汚泥は、極めて取
扱い性に優れ、保形性のあるブリージング水（浮水）の
ない状態で、トラック等で容易に運搬することができ、
セメント原料用として好適に使用することができる。す
なわち、処理物中の有機物は燃料の一部として、また無
機物は原料の一部として有効利用され、しかも既存のセ
メント製造設備をそのまま利用することができる。セメ
ントとしては、普通、早強、中庸熱等のポルトランドセ
メントやアルミナセメント、都市ゴミ灰を主原料とする
アリナイト系セメント等、各種のセメント原料とするこ
とができる。尚、脱水汚泥は、必要に応じて生石灰、仮
焼ドロマイト、高炉スラグ、廃コンクリ−ト粉砕微粉、
石炭灰、石炭流動床燃焼灰等を加えて脱水汚泥の乾燥を
促進した上で、利用することもできる。

【００１３】また、脱水汚泥は、これを一旦焼却し、減
容化処理後、この焼却灰の一部をこの発明の脱水処理材
として利用するほか、一部をセメント原料に利用するこ
とができる。すなわち、下水処理場等においては、脱水
汚泥の焼却設備や加熱溶融設備を既に所有、或いは設置
を予定するところも多いが、このような焼却設備や加熱
溶融設備を利用して、脱水汚泥の焼却や加熱溶融処理を
すれば、そのまま脱水処理材として使用でき、また、極
めて減量化された形でセメント工場に運搬し、好適にセ
メント原料とすることができる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１．脱水試験）関東ローム層を後背地に持つ千
葉県北部に位置する湖沼から収集したヘドロを脱水試験
に供した。ヘドロ（汚泥スラリー）の固形分は６重量
％、固形分中の強熱減量は９５重量％であり、化学成分
（無機成分）を表１に示す。脱水試験は、容積１リット
ルのガラス製フィルタホルダーに径９０ｍｍ５Ｃ濾紙を
１枚用いて試料を供給し、差圧７０ｍｍＨｇによる真空
吸引式濾過で、同じ脱水量２００ｇを得るのに要した時
間を測定した。試料は、汚泥スラリー２５０ｇに対し、
表２に示す各種の焼却灰粉体、及び消石灰、アンスソラ
イトを重量比でそれぞれ２％（５ｇ）、３％（７．５
ｇ）、５％（１２．５ｇ）、及び１０％（２５ｇ）をビ
ーカ中で添加攪拌して調整した。結果を表３に示すよう
に、この発明の焼却灰、特に平均粒径１０μｍ以上で２
０重量％スラリーにおけるｐＨ値が７．５以上の焼却灰
を３重量％以上加えた試料は、大幅に脱水時間が短縮さ
れ、極めて効率的に脱水処理を行うことができた。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】

【表３】

【００１８】（実施例２．一軸圧縮強度試験）実施例１
用いたヘドロ２５０ｇに表２に示す各種の焼却灰粉体、
及び消石灰、アンスソライトを重量比で６％（１５
ｇ）、添加攪拌して試料を調整した。この試料を実施例
１と同様に含水率４０％になるまで吸引濾過し脱水ケー
キを得た。この脱水ケーキを径５０ｍｍ×長さ１００ｍ
ｍの円筒型枠に詰め、４８時間、室温で養生したのち脱
型し、一軸圧縮強度試験を行った。結果を前記表３に併
せて示す。概ねＣａＯ＋ＭｇＯ量の多い粉体を添加して
調整した試料ほど、高い強度を示し、０．８Kg／cm² 程
度で人が汚泥物の上を歩ける程度の堅さとなり、パワー
ショベルで積み込み可能、トラックでブリージング水な
しに運搬できるようになるが、この発明の焼却灰は、特
に前記脱水効率と併せて極めて良好なものであった。

【００１９】（実施例３．セメント資源化試験）セメン
ト調合原料（石灰石、粘土、銅カラミ）８５重量部に実
施例２の汚泥単味のもの（ＮＯ．０ブランク）と、焼却
灰を添加した試料（ＮＯ．１、２、５、及び７）により
得られた脱水ケーキ１５重量部とをそれぞれ混合粉砕
し、１６００℃で焼成した。得られたクリンカに２水石
膏を２．５重量％を加えて混合粉砕してセメントとし
た。ついでＪＩＳＲ５２０１に拠り圧縮強度を測定
し評価した。結果を表４に示すようにいずれもこの発明
の焼却灰を用いたセメントは規格強度を満足するもので
あった。尚、下水汚泥焼却灰Ｂ（ＮＯ．２）は、セメン
トクリンカ中にリン成分、硫黄成分がそれぞれ８．５重
量％、３．５重量％となり、セメントの凝結遅延により
強度低下がみられる。

【００２０】

【表４】

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、汚泥を効果的に脱水除去することができ、今後発生
量が大幅に増大することが予想される汚泥及び焼却灰双
方の有効利用が可能になる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮繁起苗東京都港区西新橋二丁目14番１号秩父小野田株式会社資源事業本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径１０μｍ以上で２０重量％スラリ
ーにおけるｐＨ値が７．５以上の焼却灰からなることを
特徴とする汚泥の脱水処理材。
【請求項２】前記焼却灰が下水汚泥、湖沼ヘドロ、食
品廃棄物、製紙スラッジ等の有機質廃棄物の焼却灰若し
くはその溶融固化スラグであることを特徴とする請求項
１記載の汚泥の脱水処理材。
【請求項３】汚泥を濾過脱水するに当たり、予め汚泥
スラリーに平均粒径１０μｍ以上で２０重量％スラリー
におけるｐＨ値が７．５以上の焼却灰を添加混合し、脱
水ケーキ化することを特徴とする汚泥の脱水処理方法。
【請求項４】前記焼却灰を汚泥スラリーに対して３．
０〜７０重量％添加することを特徴とする請求項３記載
の汚泥の脱水処理方法。
【請求項５】前記焼却灰が下水汚泥、湖沼ヘドロ、食
品廃棄物、製紙スラッジ等の有機質廃棄物の焼却灰若し
くはその溶融固化スラグであることを特徴とする請求項
３若しくは４記載の汚泥の脱水処理方法。
【請求項６】前記焼却灰に加えて硫酸アルミニウム、
硫酸鉄、アルミン酸ソーダ、アンスソライト、消石灰、
及び高分子凝集剤から選択される少なくとも一種を添加
することを特徴とする請求項３〜５いずれか記載の汚泥
の脱水処理方法。
【請求項７】脱水ケーキ化された汚泥をセメント原料
として用いることを特徴とする請求項３〜６いずれか記
載の汚泥の脱水処理方法。