(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化状態により溶解度積が異なり、酸化数の大きい方が小さい溶解度積を有する溶出を抑制したい金属を含む浚渫底泥にノニオンまたはアニオン系の高分子凝集剤を加えて混合し、続いて、酸性物質である無機凝集剤を加えて混合してフロックをつくり、しかるのちに自然脱水または機械脱水で水を抜く浚渫底泥の処理方法であって、前処理として、浚渫底泥を酸化する酸化工程を含むことを特徴とする浚渫底泥の処理方法。
【請求項２】
上記酸化工程で用いる酸化方法が、機械攪拌、曝気、酸化剤添加からなる一群から選ばれた一または二以上の組合せであることを特徴とする請求項１に記載の浚渫底泥の処理方法。
【請求項３】
上記酸化剤が、酸素、オゾン、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウムからなる一群から選ばれた一または二以上の組合せであることを特徴とする請求項２に記載の浚渫底泥の処理方法。
【請求項４】
上記溶出を抑制したい金属が、鉄、コバルト、クロム又はニッケルである請求項１〜３のいずれかに記載の浚渫底泥の処理方法。
【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、河川、ダム、港湾等の浚渫工事の際に発生する底泥の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
湖沼、河川、ダム、港湾等の浚渫工事の際に発生する底泥のうち、含水比が１５０％を超える高含水底泥を脱水処理するにあたっては、無薬注、高圧フィルタープレスによる方法、はじめに無機凝集剤またはカチオン系高分子凝集剤を加え、次にノニオンまたはアニオン系の高分子凝集剤を加えてフロックをつくり、機械脱水する方法、はじめにノニオンまたはアニオン系の高分子凝集剤を加え、次に無機凝集剤またはカチオン系高分子凝集剤を加えてフロックをつくり、機械脱水する方法などが知られている。
【０００３】
このうち、はじめにノニオンまたはアニオン系の高分子凝集剤を加え、次に無機凝集剤またはカチオン系高分子凝集剤を加えてフロックをつくり機械脱水する方法は、作られたフロックの強度が大きいことから脱水機に対する適応性が高く、有望な処理方法として着目されている。しかし、無機凝集剤とカチオン系高分子凝集剤を比較した場合、カチオン系高分子凝集剤の魚毒性が非常に高いことから、安全性の高い無機凝集剤を使う方が望ましいと考えられる。
【０００４】
しかし、この場合に用いられる無機凝集剤は、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどの酸性物質であり、所要量の無機塩を加えると、底泥のｐＨにかかわらず脱水後の分離液のｐＨが７．０以下になる。ｐＨが７．０以下になると浚渫底泥の中に含まれる鉄の水に溶けだす割合が増加し、結局、それが分離水に入って放流されるから、二次汚染問題としてクローズアップされることになる。
【０００５】
数字をあげて説明する。浚渫底泥は一般に還元状態にあり、鉄は二価鉄の状態で存在する。ｐＨと二価の可溶性鉄イオン濃度の関係は、次のようになる。
0003880712.tif 000002
すなわち、ｐＨ７で４５００mg/lもの鉄イオンが溶け出す可能性がある。実際、なんらの対策を行わずに浚渫底泥をノニオンまたはアニオン系の高分子凝集剤と無機凝集剤で処理した場合、分離水は、数時間後、赤色を帯びてくる。これは、浚渫底泥から溶け出した二価の鉄が、時間の経過とともに空気で酸化され三価の水酸化鉄になって析出するためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、はじめにノニオンまたはアニオン系の高分子凝集剤を加え、次に無機凝集剤を加えてフロックをつくり機械脱水する浚渫底泥の処理方法において、分離水に溶け出す鉄イオン量等を極力低減する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、含水比１５０％以上の浚渫底泥にノニオンまたはアニオン系の高分子凝集剤を加えて混合し、続いて、無機凝集剤を加えて混合してフロックをつくり、しかるのちに自然脱水または機械脱水で水を抜く浚渫底泥の処理方法において、前処置として、浚渫底泥を酸化工程に送って酸化してから凝集反応に供することを特徴とする浚渫底泥の処理方法に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、浚渫底泥を酸化工程に送って酸化する目的は、例えば、浚渫底泥に含まれる二価の鉄を三価の鉄に変えることである。三価の水酸化鉄は、二価の水酸化鉄よりはるかに溶解度積が小さく、次に示すように、ｐＨが低下しても、殆ど水に溶け出さない。
0003880712.tif 000003
すなわち、ｐＨが７になっても、３×10-2mg/リットル 程度の溶解度でゼロに近いから、分離水が赤く変色することがなくなる。
【０００９】
本発明における酸化の方法としては、攪拌、曝気、酸化剤添加のいずれか、または、それらの組み合わせを用いることができる。
攪拌または曝気の目的は、空気と浚渫底泥を接触させ、空気の力で二価の鉄を三価にすることにあり、攪拌機やポンプによる単純な攪拌のほか、より積極的に空気と底泥を接触させる方法、例えば、底泥を滝のように流すとか、噴水のように空気中に吹き上げるとかいった方法が考えられる。さらに、空気圧縮機または送風機で得られた空気と底泥を接触させる方法として、空気をノズルから浚渫底泥中に吹き出す方法、配管中で空気と底泥を混合し、ラインミキサー、スタッテクミキサーなどで混合する方法、段塔で空気と底泥を接触させる方法をとってもよい。
【００１０】
つぎに、酸化剤を使って二価の鉄を三価にする方法を説明する。酸化剤としては、酸素、オゾン、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウムなどが使用できるが、次亜塩素酸ナトリウムは、残留塩素やトリハロメタンによる二次公害を引き起こす可能性があり、出来るだけ避けた方がよい。酸素、オゾンは気体であり、圧縮空気と類似した方法で底泥と接触させることが出来、過酸化水素は液体であるから、底泥に必要量加えて攪拌混合すればよい。
【００１１】
攪拌や曝気に要する時間、酸化剤の必要量は、底泥中に含まれる還元物質の量で異なる。目的とする二価鉄の量がさほど多くなくても、鉄イオンの酸化より優先的に酸化される物質が多く含まれていれば、攪拌や曝気に要する時間がふえたり、酸化剤の必要量が増したりする。よって、攪拌や曝気に要する時間、酸化剤の必要量は、予備実験によりこれを決める。
【００１２】
本発明において、浚渫底泥を酸化工程に送って酸化することにより、溶出を抑制することができるのは、鉄に限定されない。すなわち、酸化状態により溶解度積が異なるものであって、酸化数の大きい方が小さい溶解度積を有するもの（溶解しずらいもの）は本発明の対象となる。
例えば、一価と二価との溶解度積、または二価と三価との溶解度積等が大きく異なる金属類であれば、本発明の適用の対象となる。すなわち、コバルト、クロム、ニッケルの溶出も抑制することができるから、コバルト、クロム、ニッケルの溶出抑制を主たる目的とする場合にも利用できる。
【００１３】
酸化工程に送り酸化した浚渫底泥を、その後、通常の浚渫底泥の処理方法を用いて処理する。すなわち、浚渫底泥にノニオンまたはアニオン系の高分子凝集剤を加えて攪拌混合機で攪拌混合し、続いて、無機凝集剤を加えて攪拌混合機で攪拌混合してフロックをつくり、しかるのちに自然脱水または機械脱水で水を抜く。
本発明の対象となる底泥は、固液分離が可能な液状物であって、含水比がおよそ１５０％以上のものが好ましい。
ここで、含水比とは、１１０℃の炉乾燥によって失われる土中水の質量の土の炉乾燥重量に対する比を百分率で表した値であり、JIS A 1203（含水比試験方法）によって測定される値である。
【００１４】
【実施例】
（実施例）、（比較例）
湖沼底から採取したヘドロ（比重１．０８、含水率８８．２％）を８個のビーカーに各５００ミリリットルとり、表１の第２列に示す方法で酸化を試みた。ただし、１個はブランク試験として静置のままとした。次にポリアクリルアミド系高分子凝集剤の０．２wt％水溶液３００ミリリットルを加え、３分間攪拌し、反応させた。続いて、両者にポリ塩化アルミニウム水溶液(Al2O310%)を２．５ミリリットル加え、１分間凝集反応させ、加圧脱水した。ポリアクリルアミド系高分子凝集剤は、東亜合成社製（アロンフロックＡ１４０−Ｔ）を使用した。分離液をビーカーにとり、開放状態で室内に三日間放置した。ブランクの静置したビーカーは赤い沈殿が多数発生し、全体としてオレンジ色に見えた。各分離液の色調を表１の第３列に、鉄イオン濃度を表１の第４列に示す。
【００１５】
【発明の効果】
含水比１５０％以上の浚渫底泥にノニオンまたはアニオン系の高分子凝集剤を加えて攪拌混合機で攪拌混合し、続いて、無機凝集剤を加えて攪拌混合機で攪拌混合してフロックをつくり、しかるのちに自然脱水または機械脱水で水を抜く浚渫底泥の処理方法において、前処理として、浚渫底泥を酸化工程に送って酸化してから凝集反応に供することにより、処理に伴って分離水に溶出してくる鉄イオンの量を極端に減らすことができ、分離水を放流するときに問題となる二次公害の防止におおいに役立つ。この技術は、鉄イオンの溶出を抑制することを目的とするが、結果として、二価と三価の溶解度積が大きく異なる金属類、すなわち、コバルト、クロム、ニッケルの溶出も抑制することになるから、コバルト、クロム、ニッケルの溶出抑制を主たる目的とする場合にも利用できることは言うまでもない。
【表１】
0003880712.tif 000004
オゾン発生器は、濁川理化工業社製のＮＧ−Ｎ−Ｏ3 型を使用した。