JPS6265799A - 廃水中のスラツジの凝集・吸着・脱水・固化剤 - Google Patents

廃水中のスラツジの凝集・吸着・脱水・固化剤

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JPS6265799A
JPS6265799A JP60204334A JP20433485A JPS6265799A JP S6265799 A JPS6265799 A JP S6265799A JP 60204334 A JP60204334 A JP 60204334A JP 20433485 A JP20433485 A JP 20433485A JP S6265799 A JPS6265799 A JP S6265799A
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JP
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sludge
water
adjusted
composition
waste water
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JP60204334A
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English (en)
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Yasuyuki Morita
泰之 森田
Hidetoshi Ogawa
英俊 小川
Keisuke Kumazawa
熊澤 敬介
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Kihara Sangyo KK
TOKYO GIKEN KOGYO KK
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Kihara Sangyo KK
TOKYO GIKEN KOGYO KK
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

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  • Treatment Of Sludge (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、下水道処理及び各種産業廃水処理等により発
生した水底にift積する有害物質を含んだ汚泥やスラ
ッジを処理するための廃水中のスラッジの擬東・吸着・
脱水・固化剤に関するものである。
従来の技術 近年、経済成長による人口の都市集中化に伴い下水のり
1出吊が増大し・、河川、湖、m等の汚染を防止ザるた
めに下水道整備が急務となっている。
また工場の地方移転に伴って各地に水質汚染が急速に広
まり、これらの下水道処理及び各種産業廃水処B2等に
より発生した汚泥やスラッジ等は、増大の一途をたどっ
ている。これらの処理に関してはこれまでに多種の処理
剤が開発されているが、ニーズを十分に満足りるものは
未だになく、処理方法に関しても処理剤の開発が未解決
のために、現状では多くの問題点を残したままで処理が
行なわれている。
さらに、処理設備には大型で複雑化したものが必要とな
るので、多額な処理費用を要し、廃水を水と有機物ある
いは無機物に確実に分前することは非常に国難である。
また廃水は大量の汚水として排出されて水と共に処理が
行なわれるケースが殆lυどであるために、河川に放流
されて長い年月の間に湖沼の底あるいは沿海の海底等に
汚泥やスラッジが堆積して、その結果、水質汚染あるい
は周辺環境汚染を引き起こす原因となっていた。
汚泥d3」:びスラッジの処理方法の一例としては、廃
水中に苛性ソーダ又は消石灰を添加し、さらに@電荷を
もつアニオン系又は正電荷をもつカチオン系高分子凝集
剤のみを添加することにより、凝集沈澱物のフロックを
作った復に、各種の説水領1或に通して処理を行なうの
みのバッチ方式に近い処理方法が知られているが、苛性
ソーダ又は消石灰の添加とアニオン系又はカチオン系高
分子凝集剤の添加のみでは粘性の高いコロイド状の汚泥
及びスラッジが生成されるため、非常に処理の効率が悪
かった。
発明が解決しまうと覆る問題点 本発明は上記問題点を解決し、組成物を高含水廃水中に
少量添加ザることにより、超微粒子、窩有磯分及び右害
虫金属等を含む高粘性の汚泥及びスラッジを水より容易
に凝集・吸?1して沈澱することが可能で、しかも、脱
水効率を大幅に向上することが可能な廃水中のスラッジ
の凝集・吸着。
脱水・固化剤を提供することを目的とするものである。
プレーン値を2000〜4000cm2/rJに調整し
た高炉水滓粉砕物100〜300部と、プレーン値を3
000〜5000cm2/gに調整した■型無水石膏粉
末50〜200部と、ゼオライト粉末10〜100部と
、3CaO−8t○2(アリット相)と2CaO−8t
○2 (ベリット相)を主成分としたポルトランドセメ
ント500〜800部と、プレーン値を3000〜40
00cm’/gに調整した4CaO・3Au203  
(SO)4を主成分とした焼結粉砕物(アーウィン)5
0〜100部とをそれぞれ配合したスラッジの凝集、吸
着・脱水・固化剤を廃水中に少量添加すると、次のよう
な特i毀が得られた。
(1)フロックの沈降性が早く行なわれ、水に対する沈
澱性が非常に強い。
(2)汚泥の凝集性が強く、特に酸性廃水に対しては活
性化したO l−I Wどなってアルカリ性を呈し、中
和作用を生じると共に重金属イオンを捕捉して極めて優
れた凝集性を示し、従来の廃水の中和処理に使用するN
a01−1の添加量を面約することができ、N−へキサ
ンも大幅に吸着づることができる。
(3)汚泥等の沈澱物は粒状体のように緻密で容量が小
さく、従来の方法であるNa 01イあるいはCa  
<○Hノ2処理と比較して約1/2の容量となり、しか
も脱水性が優れているため、冊本時間を大幅に短縮する
ことができ、脱水1わの沈澱物はJみいかに固形化夛る
(l;)汚泥を70℃の低温、30分間の試験条件でI
X風乾燥を行なうと、汚泥が完全乾燥に近い状態の粒子
状の固形物となり、乾燥コストを安価にすることができ
る。
(5)組成物の主成分がFe 、Mg、Af、Ca 。
S等からなり、自然の土壌と同じような鉱物組成に近い
ため、汚泥中の有機成分とこれらのミネラル成分との相
乗効果により、汚泥を脱水処理後、そのままの状態で散
布しても有機土壌栄養分どして自然に還元することがで
きる。
また、汚泥のコロイド状粒子は通常においては、負に荷
電して互いに反発し、分散しながら溶液中に堆積してい
るので、本発明の組成物を添加すると、正のイオンが供
給されて、溶液中の負荷電粒子とファン・デル・ワール
ス吸着により相互に結合すると共にカチオン系高分子凝
集剤の添加によって結合単位が架橋結合となり、粒子が
ざらに大きなフロック状を形成し、機械的な力によって
相互の大きな粒子間に介在する余剰水を簡単に排除して
脱水するため、脱水効率を大幅に向上することができる
さらに、本発明の組成物の一つである急冷高炉水滓粉砕
物は多孔ガラス質の組織であるので、添加後の反応性が
大きく、ポルトランドセメントの水和によるCa  (
OH)2あるいは■型態水石・店粉末等の刺激を受けて
活性1ヒサれるため、一段と優れた凝集・固化力を発揮
でき、組成物の一つであるゼオライト粉末は高いカチオ
ン交換機能と吸着力とを有しているため、汚泥中の有償
成分を吸着すると共に脱水処理した後散布した場合、還
元土壌の透水性を損なうことがなく、土壌の肥料成分保
存力を増大させる利点を十分に生かすことができる。ま
た、組成物の一つである特殊な焼結粉砕物(アーウィン
)の反応は、4 Ca O・3A−1203(SO) 
4+5Ca  (OH)2 +3CaSO4 + 29 ト12 0 →3(3CaO−A1203・CaSO4・12H20
)+5O3 3CaO−△ρ203 ・ Ca SO4・12 ト1
20 +2CaSOs +201−120 ’−)3Ca  O−A12 03  ・ 3Ca  
SO4・となり、エトリンジヤイト中の大きな針状結晶
に汚泥に含まれた余剰水を多積に固定する力と、有刷物
によって生ずる固化障害を受けることがないという特殊
な性質を有し、水和物を析出して早期に余剰水を固定ブ
る力が多洛に生成されるために、特に超微粒子、高有機
分及び重金属等を含む高粘性の汚泥あるいはスラッジに
対して有効なものとなり、汚泥あるいはスラッジ中に含
まれる有害物質等の固化に伴ってエトリンジヤイト中の
アルミニウム原子がイオン半径の近似したTt。
Cr 、Mn原子等と容易に置換される1嬰れた重金属
固定義能を有する。そして、特殊な焼結粉砕物によりこ
れらの組成物の一つ一つが有する複数の利点が、粒度、
比率によって相乗幼果を発揮して、凝集力や吸着力を強
力なものとして、どのような簡単な脱水処理方法でも容
易に高含水あるいは高有機系スラッジを脱水処理するこ
とができ、汗化槽汚泥や生し原汚泥、食品加工工程で発
生する有償汚泥<BOD廃水)あるいは!!!装廃水等
の汚泥処理を容易に行なうことができ、それぞれの組成
物の配合比率を選定づ゛ることによって何れの汚泥及び
スラッジを容易に連続的に処理することができる。
なあ、脱水処理した汚泥あるいは有害重金属を含んだス
ラッジ等を同化処理する際には、水相による吸着反応を
促進するために、アルミナ成分を多聞に含有している組
成物である水酸化アルミニウムを配合する6 問題点を解決するための手段 本発明の廃水中のスラッジの凝集・吸着・脱水・固化剤
は、プレーン値を 2000〜4000C1/[+に調
整し7た高炉水滓粉砕物と、プレーン値を3000〜5
000Cm2/g1.:調整した■型無水石膏粉末と、
ゼオライト粉末と、3Ca○・5i02 (7リツト相
)と2CaO”St○2(ベリット相)を主成分とした
ポルトランドぜメン1〜と、プレーン値を3000〜4
000 cm2/qに調整した4CaO・3Ai203
 (SO)4を主成分とした焼結粉砕物(アーウィン)
とをそれぞれ配合した組成物からなることを特徴とする
RIt成を有するbのである。
実施例 以下、本発明の詳細な説明する。
第1表を組成物の最適配合値として、これに従って組成
物を混合し、それぞれの添加量に塁づいて汚泥水に添加
して使用し実験を行なった。
(i)実験例1 第1実験例においては、浄化槽汚泥と生し原汚泥とを混
合した汚泥(水分98%、固形分2%)に硫酸第1鉄を
汚泥固形分に対して30%添加して1分間撹拌を行なっ
た後、汚泥固形分に対して本発明の組成物を30%添加
して100分間撹拌行ない、その後、カチオン系高分子
凝集剤(三洋化成製商品名ナンフロック009P)を汚
泥固形分に対し0゜1%添加して5分間撹拌を行なった
その後ベルト式脱水装置で汚泥の脱水を行ない、対照方
法では上記と同様の汚泥に汚泥固形分に対してカチオン
系高分子凝集剤を0゜5%添加して3分間撹拌を行ない
、混合した後ベルト式脱水装置で汚泥の脱水を行ない、
脱水汚泥についての脱水・凝集効果、乾燥効果1重金属
の固着及び−軸圧縮強度等を試験した結果、次のような
結果をくた。
本発明の組成物を用いた処理と対照方法による処理とは
明確な差が顕著に現われている。
(1)脱水・凝集効果 第 2 表   脱水汚泥中の水分測定表この第2表に
示す実験結果からもわかるように、対照方法では水分が
86.1%で粘性の高いコロイド状であるのに対して、
本発明の組成物を添加すると水分が48.7%で汚泥が
ザラザラとした完全な粒状体となった。
(2)乾燥効果 ベルト式脱水装置により脱水した脱水汚泥をそれぞれ電
気乾燥器を使用して70”C±10℃の低温で送風乾燥
を行なった、汚泥中の乾燥水分を測定して比較すると、
第3表に示すような実験結果となった。
第 3 表   脱水汚泥中の乾燥水分測定式この結果
からもわかるように、対照方法による脱水汚泥の乾燥水
分は84.6%で脱水率か1.7%と悪く、電気送風機
にJ、って5時間乾燥したものに比べても本発明の組成
物を添加した脱水汚泥の乾燥水分は30.6%で脱水率
が37.2%ど従来に比べてはるかに脱水効率が良く、
脱水が非常に容易に行なわれることが明確である。
(3)有害物質の固着効果 脱水汚泥中の有害物質の固着に関して、従来の高分子凝
集剤により処理した汚泥中の有害1カ質と本発明の組成
物を添加して処理した汚泥中の有害物質とを測定して仕
較づるど第4表に示すような実験結果となる。
第 4 表   汚泥中の有害物質の測定表このように
、本発明の組成物の特徴というべき特殊な焼結粉砕物か
らの水和物の析出によって固化構造体中での物理・(ヒ
学的吸着効果が著しいが、水和反応により生じる水酸化
カルシウムで重金属イオンが水酸化物を生じて固定され
ていることが明確である。
(4)−軸圧縮強度 本発明の組成物を脱水汚泥に対して30%。
50%、70%それぞれ添加して一軸圧縮強度の変化を
測定して見た結果、高分子凝集剤に対して特に効果のあ
ることがわかる。
所定の割合(30%、50%、70%)で本発明の組成
物をそれぞれ添加して、脱水処理を行なった後の汚泥を
ホバートミキサーによって混練した後、径5cm長さ1
0cmの円筒形の形枠中に汚泥を詰めて成形し、所定の
材令まで室温20℃、湿度60%以上で湿空養生したあ
との一軸圧縮強度を試験したところ第5表に示すような
測定結果となった。
第 5 表   材令に対する一軸圧縮強度測定表そし
て、この測定結果をグラフに表わすと図に示すようにな
り、本発明の組成物を脱水汚泥に対してこう0%、50
%、70%それぞれ添加して一軸圧縮強度の変化を見た
結果、高分子凝集剤に対して特に効果のあることがわか
った。これは、特に水分の多い汚泥などの固形化に有効
なエトリンジヤイト(3CaO−Ai203・3CaS
○4 ・321−120)により32分子の水を結晶水
として固定でき、早期に汚泥を生成する特徴を有するた
めである。
(ii >実験例2 次に、第2実験例では、食品加エエ稈によって発生する
0機汚泥(BOD廃水)を曝気9al!l!(微生物処
理)することにより発生する余剰汚泥に本発明の組成物
を添加して、第1実験例と同様に脱水・凝集効果、乾燥
効果及び特に有害物の固着効果等についての試験をそれ
ぞれ行なった。
(1)脱水・凝集効果 有機汚泥の余剰汚泥(水分99%、固形分1%)に第1
表に示す本発明の組成物を汚泥固形分に対して30%添
加して撹拌を行ない混合した後、前記余剰汚泥をベルト
式脱水装置で脱水処理をを行ない、脱水汚泥中の水分を
測定したところ、第6表に示すようになった。
第 6 表   脱水汚泥中の水分測定衣このように、
高分子凝集剤を添加づる従来の方法では、水分が88.
4%で粘性が大きいために脱水が不可能であるのに比べ
て、本発明の組成物を添加すると水分が62.1%と低
く、粘性はあるが乾燥が行ない易い。
(2)乾燥効果 余剰汚泥を脱水処理した脱水汚泥に第1実験例と同様に
電気送風機を使用して送I!′l乾燥を行ない、汚泥中
の乾燥水分を測定すると、第7表に示すような結果とな
った。
第 7 表   脱水汚泥中の乾燥水分測定衣1品 この結果からもわかるように、従来の方法では脱水汚泥
の乾燥水分は86.1%T:脱水率が2.6%と悪く、
5時間乾燥した脱水汚泥と比べても、本発明の組成物を
添加することにより乾燥水分が30.9%で脱水率が5
0.2%と将来の方法に比べて脱水効率が良いことが明
確である。
(3)有害物質の固着効果 有機汚泥(BOD廃水)の曝気処理によって発生した余
剰汚泥に本発明の組成物をそれぞれ10%、30%添加
して、イj害物(BOD)を測定した実験結果を第8表
に示す。
第 8 表   汚泥中の有害物質測定式この測定結果
より、添加率を10%から30%と添加率を増すに従っ
てSODの濃度が激減し、特に重金属及び有害物質の固
着に関して大きな固着機能を有しており、一般に塗料及
び塗料廃水等の産業廃棄物を処理するのに際して非常に
有効な手段となる。
これらは、特殊な組成物の焼結粉砕物から生成された水
酸化物によって、有害物質との共沈効果あるいはイオン
置換効果等の相乗効果が得られ、水和物結晶が構成する
核内への吸着現像が作用するためと考えられる。
(ili )実施例3 次に、第3実験例においては、塗料廃水に本発明の組成
物を0.5%添加した試験結果を第9表に示す。
第 9 表   汚泥中の有害物質の吸着聞測定表この
ように、有害物質の吸着率が非常に優れており、大きな
固定機能を有していることが明確となり、塗料及び塗料
廃水の凝集・沈澱効果に対しても、従来の方法であるN
a01」処理では凝集・沈澱までに約3時間を要したが
、本発明の組成物を30%添加して試験を行なった結果
約15分間の短い時間で完全な凝集・沈澱効果が見られ
た。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の第1実験例における材令に対する一軸圧
縮強度を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)プレーン値を2000〜4000cm^2/gに
    調整した高炉水滓粉砕物と、プレーン値を3000〜5
    000cm^2/gに調整したII型無水石膏粉末と、ゼ
    オライト粉末と、3CaO・SiO_2(アリット相)
    と2CaO・SiO_2(ベリット相)を主成分とした
    ボルトランドセメントと、プレーン値を3000〜40
    00cm^2/gに、調整した4CaO・3Al_2O
    _3(SO)_4を主成分とした焼結粉砕物(アーウィ
    ン)とをそれぞれ配合した組成物からなることを特徴と
    する廃水中のスラッジの凝集・吸着・脱水・固化剤。
  2. (2)上記組成物に水酸化アルミニウムを配合した特許
    請求の範囲第1項記載の廃水中のスラッジの凝集・吸着
    ・脱水・固化剤。
JP60204334A 1985-09-18 1985-09-18 廃水中のスラツジの凝集・吸着・脱水・固化剤 Pending JPS6265799A (ja)

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