JPS5992986A - 有機廃棄物誘導粒状物を用いて土壌を強化しあるいは肥沃にする方法 - 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】 発明の背景 本発明は、有機廃棄物から形成された固体粒状剤を使用
して土壌を肥沃にする方法に関する。さらに詳しくは、
有機廃棄物にアルカリ金属珪酸塩と肥料または土壌強化
剤として役立つ硬化剤とを混合して形成された粒状薬剤
に関する。

人間の有機廃棄物を、美的に適合できるが病原でない肥
料として役立つ形に転換する努力がなされてきた。例え
ば、米国特許第１５１，９０５号（１８６４年）は肥料
として使用するための下肥を調製する方法を開示してお
り、ここでは下肥を水力セメントまたは焼成石膏と適宜
硫酸とを混合して粉体に細砕できる団塊物にしている。

種々の技術的なおよび経済的理由により、これら従来の
努力により得られた方法は広範囲には適合せず、および
肥料あるいは土壌強化剤としての、使用のための有機廃
棄物を調製する商業的に適した例は、現在までない。商
業的に適したものであるためには、廃棄物を脱臭しかつ
非病原状としなければならない。さらに、幅広い応用を
有する肥料であるために、すぐに包装でき、容易に散布
でき、および利用者が取扱いに不便でないような形であ
るべきだ。これらの能力は従来のいくらかの廃棄物調製
において達成できたかもしれないが、商業的応用に適し
た方法として役立つものはなかった。

こうして、肥料または土壌強化剤としての使用のために
有機廃棄物を処理する商業的に役立つ方法のニーズがあ
る。

本発明の要旨 本発明の第一の目的は、有機廃棄物から肥料または土壌
強化剤を提供することである。

さらに詳しくは、本発明の目的は、有機廃棄物から粒状
肥料または粒状強化剤を提供することであり、ここにお
いて廃棄物は固体脆砕性マトリックス中で安定化する。

本発明の他の目的は、有機廃棄物から粒状剤を提供する
ことであり、この粒状剤は容易にかつすぐに取扱われか
つ肥料または土壌強化剤として役立つ。

本発明によれば、硬化剤の存在下で有機廃棄物をアルカ
リ金属珪酸塩と混合することによシ、肥料または土壌強
化剤がこの廃棄物から調製される。

珪酸塩および硬化剤は、混合物が団結化および固化を受
けて固体膜砕体を形成するような割合で使用され、次い
で粉砕して本発明の肥料を得る。本発明の方法において
種々のアルカリ金属珪酸塩および硬化剤を使用できるが
、一般に経済的考慮から珪酸ナトリウムを使用すること
を要求される。

ポルトランドセメントはすぐに大量に入手できかつ比較
的低価格であるから、ポルトランドセメントは便利な硬
化剤である。珪酸塩、硬化剤、および廃棄物の相対的割
合は、使用される特定の材料と廃棄物の性質に依存する
であろう。多くの場合、珪酸塩は１００体積部の廃棄物
当り約６ないし８体積部の量で使用され、硬化剤は１０
０重量部の廃棄物当シ５ないし２０重量部の比で使用さ
れる。

こうして、本発明によれば、アルカリ金属珪酸塩と硬化
剤が反応して脆い固体生成物を形成するような割合でこ
れらの材料を有機廃棄物に混合し、生成物を粉砕して土
壌に散布するに適した大きさにし、およびこの生成物を
土壌に散布する方法により、土壌は肥沃にされる。ある
場合には、廃棄物誘導材料は、その地域の土壌に必要な
全ての栄養素を含んでいなくてもよい。この場合、本発
明の薬剤は燐酸塩、窒素、およびカリウム有価物などの
他の土壌栄養素で補給してもよい。

本発明はまだ調製された肥料として使用する粒状物を提
供する。

本発明の詳細記述 用語「有機性廃棄物」は種々の有機源からの人間の生廃
棄物あるいは汚泥を含む。好ましい有機廃棄物はいわゆ
る「廃活性汚泥」と「初沈汚泥」の混合物であり、廃活
性汚泥は廃水処理装置の曝気槽力・ら得られる活性汚泥
であり、初沈汚泥は廃水が廃水処理装置に最初に入る際
の固体の沈降から得られる。廃活性汚泥と初沈汚泥の比
は臨界的でない。

あらゆるアルカリ金属珪酸塩を本発明で使用でき、珪酸
ナトリウムおよび珪酸カリウムを含む。

珪酸ナトリウムは最も低価格でかつ必要な量を一般に入
手できるので好まし７い。一方、珪酸カリウムおよび珪
酸リチウムは化学的に適しているが、高価格で入手困難
である、珪酸ナトリウムは通常その商業的な液体の形で
使用される。

種々の硬化剤を本発明の実施に適用できる。一般に、酸
まだは酸性物質はすみやかにゲル化技して珪酸塩を硬化
させる。硬化剤を混合物に添加する場合は、硬化剤は多
価金属化合物、すなわち多価金属イオンを含む組成物で
あるべきだ。わずかに可溶性のみの硬化剤あるいは少量
の可溶性硬化剤のみを含む組成物は本方法の商業的使用
に最も望ましいことが見出された。このような硬化剤は
、ポルトランドセメント、石灰、石膏、炭酸カルシウム
、キルンダストおよびフライアッシュなどの最も安価で
最も入手容易な火山灰配合物により代表される。アルミ
ニウム、鉄、マグネシウム、ニッケル、クロム、マンガ
ン、および銅配合物も使用できるが、これらはより高価
で入手困難である。塩化カルシウムに対する紙魚は、こ
の高溶解度により所望よりも急速に反応するかもしれな
いことである。一方、ポルトランドセメント、石灰、石
膏、セメントキルンダストおよびフライアッシュは非常
に望ましい急速ゲル形成反応を有し、および次いである
時間の間硬化反応を続ける。

硬化剤としてのポルトランドセメントの特性は俊秀であ
り、経済的でおよび低価格で大量にすぐに入手できる。

ｉ！た、ポルトランドセメントと珪酸塩との反応速度を
容易に制御できる。こうして、ポルトランドセメントは
好ましい硬化剤である。

限られた場合には、有機廃棄物は、通常に硬化剤を必要
とするが、硬化剤を必要としないほど十分に酸性であっ
てもよい。

本発明によれば、商業的あるいは家庭の廃棄物はアルカ
リ金属珪酸塩と混合され、この珪酸塩は珪酸塩硬化剤の
存在で混合物を団結および固化を受ける。混合は通常こ
ね上根で行なわれる。珪酸塩と硬化剤との反応は混合物
の硬化および団結をもたらす。

混合物中の廃棄物、珪酸塩、および硬化剤の割合は、廃
棄物の組成、使用する特定の硬化剤および珪酸塩、およ
び必要な反応速度に依存する。この割合を調整して、製
造に経済的でかつすぐに粉砕できて肥料を得ることので
きる固体の脆い塊状物を提供する。多くの場合、珪酸塩
は１００部の廃棄物当り約６ないし８体積部の量で使用
され、および硬化剤は１００部の廃棄物当り約５ないし
２０重量部の量で使用される。使用される珪酸塩と硬化
剤の量は、主として廃棄物の固体含量、廃棄物中の反応
性金属の存在および有機物量により決定される。固体パ
ーセントが減少すると必要な硬化剤と珪酸塩の量は増加
する、しかし、反応性金属が廃棄物に存在するならば、
固化するにはより少量の硬化剤が必要とされる。有機物
は硬化反応を抑制する傾向にある、それ故、有枳、物含
量が増加するとより多くの珪酸塩および硬化剤が必要と
される。廃棄物が比較的乾燥しているならば、材料を混
合するときに水を加えることが必要であるかもしれない
。他の重要な因子はゲル化時間である。実際上は、初期
ゲル化の発生が数分以内に生じて廃棄物が制御できずに
流れないことはしばしば望ましい。廃棄物がまさに酸性
であると、硬化剤の量を減少できる。好ましい態様にお
いて、廃活性汚泥と初期汚泥との混合物は１００体積部
の廃棄物当り４ないし６体積部の珪酸塩と１００重量部
の廃棄物当り８ないし１５重量部のポルトランドセメン
トと混合される。

廃棄物、珪酸塩および硬化剤の相互作用は複雑である。

多くの異なる相互作用が生じる。珪酸塩は、廃棄物中の
多くの有機物、およびポルトランド８セメント、石灰、
石膏、および塩化カルシウムのカルシウムイオンなど硬
化剤のある反応性成分と反応する。硬化剤はまた水との
幾つかの反応を受ける。本発明の特徴は、異臭を形成し
あるいは健康に有害であるかもしれない不都合な分解生
成物の形成を、微生物分解性廃棄物の化学的固定化が避
けることである。

汚泥あるいはスラリーなと固体有機廃棄物、液体廃棄物
および半液体廃棄物は本発明の実施に適している。固体
廃棄物の場合、これを刻み、細断し、破砕し、さもなく
ば再分する。一般に、廃棄物は高粘性状態で受は入れら
れ、この粘度をチキントロピー的に減少して加工に適し
た水準するだめの混合および吸入の組合せを使用するこ
とが必要である。廃棄物を処理する１つの便利な手段は
、第１に廃棄物を土こね機に送ってここで攪拌作用によ
りその粘度を第一の水準に下げ、土こね機からの廃棄物
を細長い貯槽に供給しここで廃棄物を一連のポンプで循
環してタンクに沿って送りこれにより粘度をさらに減少
させて本発明の肥料を形成するに適した水準にする。こ
うして調製された廃棄物は、単一の種類であっても混合
物であっても、珪酸塩と混合される。再分された廃棄物
が自然には珪酸塩硬化剤を含んでいないならば、または
このような硬化剤は存在するが所望の団結を行うには十
分な量でないならば、廃棄物と珪酸塩の混合物に硬化剤
を加える。珪酸塩と硬化剤との混合は好ましくは土こね
機で行なわれ、ここでは珪酸塩と硬化剤を添加しながら
廃棄物を攪拌する。

土こね機への廃棄物、珪酸塩および硬化剤の流量は好ま
しくは連続的にかつ独立して変化することができ、これ
らの流量は汚泥の組成および密度の変化に対して調整で
き一貫した高品質の脆い生成物を得る。均一な混合に対
しては、土こね機は比較的高速度で好甘しく運転される
。

実際の適用において、固化薬剤を廃棄物に混合し次いで
最小のエネルギーで投棄域へと時には数百フィートも運
搬することが重要である。処理された廃棄物の運昏は通
常吸引による、しかし、他の方法の利用も可能である。

これは廃棄物の良好な流体特性を必要とし、このような
特性は珪酸塩系において得られる。土こね機において、
肥料まだは土壌強化剤の組成を、公知の方法で他の栄養
素を添加することにより、増加させてもよい。例えば、
均衡Ｎ−Ｐ−に肥料は、カリウム、燐酸塩、および窒素
の添加により得ることができる。

土こね機を出だ後、固化のために混合物を仮の収容室に
吸引する。４ないし６日後、混合物を粉砕して土壌に散
布するに適した大きさにする。一般に、０．５ないし４
．０　ｍｙの範囲の粒状物は好都合である。粉砕は、従
来の粉砕装置を用いて行ってもよい。別法として、生成
物をはレット化してもよい。

本発明の肥沃化法によれば、上記の得られた粒状物は土
壌に散布される。粒状物を土壌表面に散布し首だけすき
により土壌中に混合してもよい。

上記方法および生成物は本発明の好捷しい態様を構成す
るが、本発明はこの方法および生成物に限定されず、特
許請求の範囲に定められた本発明の範囲からはずれるこ
となく変更を行ってもよいことが理解されるべきである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、有機廃棄物にアルカリ金属珪酸塩と硬化剤とを混合
   し、ここにおいて前記珪酸塩と前記硬化剤との割合は、
   これらが前記廃棄物と反応して脆い固体生成物を形成で
   きるような割合であり；土壌に散布して土壌と混合する
   に適した大きさに前記生成物を粉砕し；および 前記粉砕生成物を土壌に散布する； 各工程からなる、土壌を肥沃にｆろ方法。 ２　前記アルカリ金属珪酸塩が珪酸ナトリウムである、
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記硬化剤は、ポルトランドセメン）・、石膏、石
   灰、フライアッシュ、キルンダスト、および塩化カルシ
   ウムからなる群から選ばれろ、特許請求の範囲第２項記
   載の方法。 ４、前記廃棄物が、廃活性汚泥と初沈汚泥の混合物であ
   る、特許請求の範囲第６項記載の方法。 ５　前記硬化剤がポルトランドセメントである、特許請
   求の範囲第４項記載の方法。 ６、有機廃棄物にアルカリ金属珪酸塩および硬化剤を混
   合し、前記珪酸塩と前記硬化剤の割合は、これらが反応
   して脆い固体生成物を形成するような割合であり、およ
   び 前記生成物を粉砕して土壌に散布するに適した大きさに
   する、 ことにより調製された、肥料として使用する薬剤。 ７　前記アルカリ金属珪酸塩が、珪酸ナトリウムである
   、特許請求の範囲第６項記載の薬剤。 ８、前記硬化剤は、ポルトランドセメント、石膏、石灰
   、フライアッシュ、キルンダスト、および塩化カルシウ
   ムからなる群から選ばれろ、特許請求の範囲第７項記載
   の薬剤。 ９、前記有機廃棄物は、廃活性汚泥と初沈汚泥の混合物
   である、特許請求の範囲第８項記載の薬剤。 １０、前記硬化剤はポルトランドセメントである、特許
   請求の範囲第８項記載の薬剤。 １１、窒素、リン、および／またはカリウムを添加した
   、特許請求の範囲第１０項記載の薬剤。