(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属を含有する汚泥又は泥土に、有機性繊維物質とリン酸又はその塩を加えて混練し、汚泥又は泥土中の重金属を固定化することを特徴とする重金属を含有する汚泥又は泥土の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、重金属を含有する汚泥又は泥土の処理方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、重金属を含有するヘドロ・スラッジ類や掘削泥土を、容易かつ効率的に、しかも安全に処理して、処理土からの重金属の溶出を確実に防止することができる重金属を含有する汚泥又は泥土の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘドロ・スラッジ類や掘削泥土は、数カ月間中間処理場で自然脱水したり、石灰又はセメント系の固化剤を混合し、あるいは水溶性高分子化合物や高吸水性樹脂を混合して処理されている。これらの処理土は、埋立てや地盤工事などに有効に利用されている。
しかし、ヘドロ・スラッジ類や掘削泥土は、重金属を含有する場合があり、土壌汚染防止法においても、カドミウム、銅、鉛などの重金属が防除事業の対象とされている。したがって、このような重金属を含有する汚泥や泥土を処理土として埋立てなどに利用するに当たっては、処理土中の重金属の溶出を防止する処理を施す必要がある。
従来、重金属を含有するヘドロ・スラッジ類や掘削泥土中の重金属溶出防止法として、溶融法、セメント固化法、酸又はその他の溶媒による抽出法、薬剤処理法などが多数提案されているが、設備、運転管理、処理コストなどの面からも満足でき、容易かつ効率的に汚泥や泥土を処理して、処理土からの重金属の溶出を確実に防止し得る処理方法は未だ開発されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、重金属を含有するヘドロ・スラッジ類や掘削泥土を、容易かつ効率的に、しかも安全に処理して、処理土からの重金属の溶出を確実に防止することができる、重金属を含有する汚泥又は泥土の処理方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【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べく鋭意研究を重ねた結果、重金属を含有する汚泥又は泥土に、有機性繊維物質とリン酸又はその塩を加えて混練することにより、容易に重金属を固定化して、処理土からの重金属の溶出を確実に防止し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）重金属を含有する汚泥又は泥土に、有機性繊維物質とリン酸又はその塩を加えて混練し、汚泥又は泥土中の重金属を固定化することを特徴とする重金属を含有する汚泥又は泥土の処理方法、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（２）有機性繊維物質が、おが屑である第(１)項記載の重金属を含有する汚泥又は泥土の処理方法、
（３）有機性繊維物質が、椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）である第(１)項記載の重金属を含有する汚泥又は泥土の処理方法、及び、
（４）リン酸又はその塩が、正リン酸又はそのナトリウム塩である第(１)項記載の重金属を含有する汚泥又は泥土の処理方法、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明方法は、建設工事、土木工事、浚渫工事などにおいて発生する重金属を含有するヘドロ・スラッジ類や掘削泥土の処理に適用することができる。本発明方法により処理することができる重金属としては、例えば、銅、亜鉛、鉛、カドミウム、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、ヒ素、アンチモン、錫、ビスマス、クロム、水銀、モリブデン、タングステン、バナジウムなどを挙げることができる。
本発明方法においては、重金属を含有する汚泥又は泥土に、有機性繊維物質とリン酸又はその塩を加えて混練する。本発明方法において使用する有機性繊維物質としては、例えば、椰子屑（Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈ）、メカニカルパルプ、ケミカルパルプ、再生パルプ、木綿、おが屑、ジュート、大麻、亜麻、ラミー、マニラ麻、サイザル麻、パイナップル繊維、バナナ繊維、カポック、綿、しゅろ繊維、い草などの天然有機性繊維物質、レーヨン、アセテートなどの再生有機性繊維物質、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ポリビニルアルコール、ポリオレフィン、ポリウレタンなどの合成有機性繊維物質などを挙げることができる。これらの中で、天然有機性繊維物質を好ましく用いることができ、椰子屑及びおが屑を特に好ましく用いることができる。椰子屑とは、ココヤシの実の中果皮より繊維を採取したあとに残される、通常淡褐色ないし暗褐色の短繊維状ないし粉状物質であり、その性状などは、Ａｌａｎ  Ｗ．Ｍｅｅｒｏｗによって、「ＴｒｏｐｉｃＬｉｎｅ」第６巻、第２号、１〜４頁（１９９３年）に紹介されているが、多量のリグニンおよびセルロースを含有し、吸水性を有する多孔性の物質である。
本発明方法においては、有機性繊維物質は、１種を単独で使用することができ、２種以上を組み合わせて使用することができる。本発明方法において、有機性繊維物質の添加量は、重金属を含有する汚泥又は泥土１００重量部に対して０.１〜５０重量部であることが好ましく、０.５〜１０重量部であることがより好ましい。有機性繊維物質の添加量が重金属を含有する汚泥又は泥土１００重量部に対して０.１重量部未満であると、汚泥又は泥土中の重金属を安定して固定化することが困難となるおそれがある。有機性繊維物質の添加量は、汚泥又は泥土１００重量部に対して５０重量部であれば重金属の固定化のためには十分であり、５０重量部を超える添加は通常は不必要である。また、汚泥又は泥土１００重量部に対して５０重量部を超える有機性繊維物質を添加すると、混練が容易でなくなるおそれがある。
【０００６】
本発明方法において使用するリン酸としては、例えば、正リン酸（Ｈ3ＰＯ4）、次亜リン酸（Ｈ3ＰＯ2）、メタ亜リン酸（ＨＰＯ2）、ピロ亜リン酸（Ｈ4Ｐ2Ｏ5）、正亜リン酸（Ｈ3ＰＯ3）、次リン酸（Ｈ4Ｐ2Ｏ6）、メタリン酸（ＨＰＯ3）、ピロリン酸（Ｈ4Ｐ2Ｏ7）、三リン酸（Ｈ5Ｐ3Ｏ10）、その他の縮合リン酸などを挙げることができ、リン酸の塩としては、これらのリン酸のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などを挙げることができる。これらの中で、正リン酸（Ｈ3ＰＯ4）、リン酸二水素ナトリウム（ＮａＨ2ＰＯ4）及びリン酸水素二ナトリウム（Ｎａ2ＨＰＯ4）を好適に使用することができる。
本発明方法において、リン酸又はその塩は、１種を単独で使用することができ、２種以上を組み合わせて使用することができる。本発明方法において、リン酸又はその塩の添加量は、重金属を含有する汚泥又は泥土１００重量部に対して０.１〜２０重量部であることが好ましく、０.５〜１０重量部であることがより好ましい。リン酸又はその塩の添加量が重金属を含有する汚泥又は泥土１００重量部に対して０.１重量部未満であると、汚泥又は泥土中の重金属を安定して固定化することが困難となるおそれがある。リン酸又はその塩の添加量は、汚泥又は泥土１００重量部に対して２０重量部であれば重金属の固定化のためには十分であり、２０重量部を超える添加は通常は不必要である。
本発明方法においては、重金属を含有する汚泥又は泥土に、有機性繊維物質とリン酸又はその塩を加えたのち、混練する。有機性繊維物質とリン酸又はその塩を加えた汚泥又は泥土を混練する方法には特に制限はなく、処理すべき汚泥又は泥土の性状及び量に応じて適当な建設機械などを選択することができる。このような機械としては、例えば、パワーショベル、ドラグショベル、バックホウなどを挙げることができる。
本発明方法によれば、汚泥又は泥土中に存在する重金属が、そのまま有機性繊維物質の表面及び繊維構造内部に吸着されて固定化されるほかに、汚泥又は泥土中に存在する重金属が、水難溶性のリン酸塩となって有機性繊維物質の表面及び繊維構造内部に吸着されて固定化されるので、汚泥又は泥土中の重金属を安定して確実に固定化することができる。
【０００７】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
含水率が５６.７重量％で、鉛３０.４mg／kg−ＤＳ（乾燥固形物）、カドミウム３.８mg／kg−ＤＳ、クロム２.５mg／kg−ＤＳ、全水銀０.４mg／kg−ＤＳ、ヒ素５.７mg／kg−ＤＳ、銅２０.９mg／kg−ＤＳ及び亜鉛４７.１mg／kg−ＤＳを含有する浚渫泥土５０ｇを、容量５００mlのポリビーカーに採り、おが屑０.５ｇ及び正リン酸１.０ｇを添加して、スパーテルを用いて十分に混練した。この処理土について環境庁告示４６号試験に準じて溶出試験を行ったところ、鉛の溶出量は０.１２mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０３mg／リットルであった。
実施例２
おが屑の添加量を１.５ｇとした以外は、実施例１と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.０５mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０２mg／リットルであった。
実施例３
おが屑の添加量を２.５ｇとした以外は、実施例１と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量も、カドミウムの溶出量も、いずれも０.０１mg／リットル以下であった。
比較例１
おが屑０.５ｇ及び正リン酸１.０ｇの代わりに、おが屑０.５ｇのみを添加した以外は、実施例１と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.４３mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.１０mg／リットルであった。
比較例２
おが屑の添加量を１.５ｇとした以外は、比較例１と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.１５mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０５mg／リットルであった。
比較例３
おが屑の添加量を２.５ｇとした以外は、比較例１と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.０８mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０３mg／リットルであった。
比較例４
おが屑０.５ｇ及び正リン酸１.０ｇの代わりに、正リン酸１.０ｇのみを添加した以外は、実施例１と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.７２mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.１１mg／リットルであった。
比較例５
正リン酸の添加量を２.５ｇとした以外は、比較例４と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.４６mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０７mg／リットルであった。
比較例６
正リン酸の添加量を４.０ｇとした以外は、比較例４と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.１２mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０３mg／リットルであった。
比較例７
実施例１と同じ泥土５０ｇを、容量５００mlのポリビーカーに採り、おが屑及び正リン酸を添加せずに、スパーテルを用いる混練のみを行ったのち、実施例１と同様にして溶出試験を行ったところ、鉛の溶出量は１.２４mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.１６mg／リットルであった。
実施例１〜３及び比較例１〜７の結果を第１表に示す。
【０００８】
【表１】
0003635833.tif 000002
【０００９】
泥土におが屑及び正リン酸を加えて混練した実施例１〜３においては、溶出試験における鉛及びカドミウムの溶出量が少なく、特に泥土１００重量部に対しておが屑５重量部と正リン酸２重量部を加えた実施例３では、鉛の溶出量及びカドミウムの溶出量がともに０.０１mg／リットル以下となった。
これに対して、おが屑のみを加えた比較例１〜３及び正リン酸のみを加えた比較例４〜６においては、おが屑も正リン酸も加えなかった比較例７に比べると鉛及びカドミウムの溶出量は少なくなっているが、おが屑と正リン酸を加えた実施例に比べると鉛及びカドミウムの溶出量が多く、おが屑と正リン酸を併用する本発明の処理方法が重金属の固定化に優れた効果を有することが分かる。
実施例４
含水率が６１.１重量％で、鉛１８.３mg／kg−ＤＳ（乾燥固形物）、カドミウム１.５mg／kg−ＤＳ、クロム０.８mg／kg−ＤＳ、全水銀２.５mg／kg−ＤＳ、ヒ素３.３mg／kg−ＤＳ、銅７.９mg／kg−ＤＳ及び亜鉛２８.４mg／kg−ＤＳを含有する浚渫泥土５０ｇを、容量５００mlのポリビーカーに採り、Ｃｏｉｒ  ｐｉｔｈをコーヒーミルで乾式粉砕して得られた椰子屑０.５ｇ及び正リン酸１.０ｇを添加して、スパーテルを用いて十分に混練した。この処理土について環境庁告示４６号試験に準じて溶出試験を行ったところ、鉛の溶出量は０.０６mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０２mg／リットルであった。
実施例５
椰子屑の添加量を１.５ｇとした以外は、実施例４と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量も、カドミウムの溶出量も、いずれも０.０１mg／リットル以下であった。
実施例６
椰子屑の添加量を２.５ｇとした以外は、実施例４と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量も、カドミウムの溶出量も、いずれも０.０１mg／リットル以下であった。
比較例８
椰子屑０.５ｇ及び正リン酸１.０ｇの代わりに、椰子屑０.５ｇのみを添加した以外は、実施例４と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.１４mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０７mg／リットルであった。
比較例９
椰子屑の添加量を１.５ｇとした以外は、比較例８と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.１０mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０３mg／リットルであった。
比較例１０
椰子屑の添加量を２.５ｇとした以外は、比較例８と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.０５mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０２mg／リットルであった。
比較例１１
椰子屑０.５ｇ及び正リン酸１.０ｇの代わりに、正リン酸１.０ｇのみを添加した以外は、実施例４と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.６３mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０８mg／リットルであった。
比較例１２
正リン酸の添加量を２.５ｇとした以外は、比較例１１と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.３８mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０５mg／リットルであった。
比較例１３
正リン酸の添加量を４.０ｇとした以外は、比較例１１と同じ操作を繰り返した。鉛の溶出量は０.０９mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.０２mg／リットルであった。
比較例１４
実施例４と同じ泥土５０ｇを、容量５００mlのポリビーカーに採り、椰子屑及び正リン酸を添加せずに、スパーテルを用いる混練のみを行ったのち、実施例４と同様にして溶出試験を行ったところ、鉛の溶出量は０.８１mg／リットルであり、カドミウムの溶出量は０.１０mg／リットルであった。
実施例４〜６及び比較例８〜１４の結果を第２表に示す。
【００１０】
【表２】
0003635833.tif 000003
【００１１】
泥土に椰子屑及び正リン酸を加えて混練した実施例４〜６においては、溶出試験における鉛及びカドミウムの溶出量が少なく、特に泥土１００重量部に対して椰子屑３重量部と正リン酸２重量部を加えた実施例５及び椰子屑５重量部と正リン酸２重量部を加えた実施例５では、鉛の溶出量及びカドミウムの溶出量がともに０.０１mg／リットル以下となった。
これに対して、椰子屑のみを加えた比較例８〜１０及び正リン酸のみを加えた比較例１１〜１３においては、椰子屑も正リン酸も加えなかった比較例１４に比べると鉛及びカドミウムの溶出量は少なくなっているが、椰子屑と正リン酸を加えた実施例に比べると鉛及びカドミウムの溶出量が多く、椰子屑と正リン酸を併用する本発明の処理方法が重金属の固定化に優れた効果を有することが分かる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明方法によれば、ヘドロ・スラッジ類や掘削泥土中に存在する重金属が、そのまま有機性繊維物質の表面及び繊維構造内部に吸着されて固定化されるほかに、重金属が水難溶性のリン酸塩となって有機性繊維物質の表面及び繊維構造内部に吸着されて固定化されるので、重金属を含有するヘドロ・スラッジ類や掘削泥土を容易かつ効率的に、しかも安全に処理して、処理土からの重金属の溶出を確実に防止することができる。