平成20年度 2008 №53
宮崎県工業技術センター・宮崎県食品開発センター研究報告中山

能久＊ ・竹田

智和＊ ・里岡

嘉宏＊ ・中田一則＊     ! "
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工業用水を取水している浄水場において発生する浄水汚泥について, 窯業材料としての可能性を評価した. 本年度は, 工業用水浄水汚泥と粘土を混合して成型し, 雰囲気を変えて焼成した小型試験片について物性試験を行うことにより, 窯業製品へ利用可能であることを確認した.
キーワード：廃棄物, 有効利用, 工業用水浄水汚泥, 山之口粘土, 窯業製品

現在, 県内では多量の廃棄物が排出されており,

最終的にそれらの一部は埋立処分されている. そ工業用水浄水汚泥は, 県内の浄水場において発の一方で, 処理費の高騰, 最終処分場の用地不足生しているものを採取した. それを110℃にて乾といった社会問題が生じている. 本研究では, 廃燥させた後, ジョークラッシャーおよびスタンプ棄物を利用した製品を開発することにより, 廃棄ミルを用いて粉砕した. その後, 0
5ふるいを物の処分量を削減し, 県内企業に対して環境配慮通し, 均質化したものを試料として用いた.

型製品開発の一助となることを目的としている.

粘土は, 県内の窯業製品製造業者において実際研究対象とする廃棄物としては, 工業用水を取に使用されているもの (山之口粘土) を採取し,水する際に発生する工業用水浄水汚泥を選定した.

工業用水浄水汚泥と同様に粉砕・ふるい分けした

工業用水浄水汚泥は, 県内の浄水場において河川ものを用いた.

水を取水し, 工業用水として使用するために浄化

(凝集沈殿) する際に発生する. 本研究では, こ窯業材料としての可能性を評価するために, 小の工業用水浄水汚泥について, 窯業材料としての型試験体を作成し焼成を行った. 小型試験体は,可能性を評価した.

各混合比・焼成温度あたり５個ずつ作成した.
材料は, 粘土：工業用水浄水汚泥の割合を,0 100, 20 80, 40 60, 60：40, 80：20, 100：0の割合で混合したものを用いた.
成形は, インバータホットプレスを用いて70
×20の金型に試料15を充填し, 1002の荷重で加圧することにて行った.
焼成は, 雰囲気電気炉を用いて酸素濃度をそれぞれ00％, 04％, 07％および13％に固定して工業用水浄水汚泥行った. 昇温は, 室温から200℃まで２時間, 200℃にて１時間保持, 200℃から800℃まで100℃

＊＊1＊2

廃棄物の有効利用に関する研究 (第２報)
資源環境部
現 宮崎県小林保健所

で昇温, 800℃から1000℃まで３時間20分, 1000℃にて１時間保持, その後自然放冷, という過程1

工業用水浄水汚泥の有効利用



で行った.




測定した吸水率を図３に示す.

作成した小型試験体は, 収縮率, 吸水率, 曲げ㪋㪇㉄⚛Ớᐲ㪇㪅㪇㩼㉄⚛Ớᐲ㪇㪅㪋㩼㉄⚛Ớᐲ㪇㪅㪎㩼㉄⚛Ớᐲ㪈㪅㪊㩼

強度および物体色を測定することによって評価を行った.

㪊㪇ノギスで測定することによって求めた.
小型試験片を120℃にて約24時間乾燥した後のๆ᳓₸㪆㩼

収縮率は, 焼成後の小型試験片の長辺の長さを㪉㪇

重量を測定した. さらに水深10の水中に小型試㪈㪇

験体を24時間浸漬させた後の重量を測定した. こ
れらの重量を比較することにより吸水率を求めた.
曲げ強度は, オートグラフを用いて, 支点間距㪇㪇

離40における３点曲げ強度を求めた.

㪉㪇㪋㪇㪍㪇

㪏㪇㪈㪇㪇Ꮏᬺ↪᳓ᵺ᳓ᳪᵆᷙว₸㪆㩼

物体色は, 測色色差計を用いて ＊ ＊ ＊表色系



吸水率にて測定した.
一般的には吸水率が低いほどレンガなどの構造

物としては適しているが, 透水性などに特化した

素材を目指す場合はこの限りではない.

測定した収縮率を図２に示す.

ここでは, 粘土を工業用水浄水汚泥で置換することで大まかに吸水率の増加が認められた. また,㪉㪇㉄⚛Ớᐲ㪇㪅㪇㩼㉄⚛Ớᐲ㪇㪅㪋㩼
㉄⚛Ớᐲ㪇㪅㪎㩼
㉄⚛Ớᐲ㪈㪅㪊㩼

㪈㪌

酸素濃度00％の場合と, 04％, 07％及び13％の場合での差異も再現されている.

෼❗₸㪆㩼





測定した曲げ強度を図４に示す.

㪈㪇㪊㪇㉄⚛Ớᐲ㪇㪅㪇㩼㉄⚛Ớᐲ㪇㪅㪋㩼
㉄⚛Ớᐲ㪇㪅㪎㩼
㉄⚛Ớᐲ㪈㪅㪊㩼

㪇
㪇㪉㪇

㪋㪇

㪍㪇

㪏㪇㪈㪇㪇

Ꮏᬺ↪᳓ᵺ᳓ᳪᵆᷙว₸㪆㩼

収縮率ᦛ䈕ᒝᐲ㪆㪥䊶㫄㫄㪄㪉㪌㪉㪇㪈㪇

一般的には収縮率が低いほど焼成時の変形を抑えられることが期待されるが, 一方で構造が密になり強度が増すという側面もある.
ここでは, 粘土を工業用水浄水汚泥で置換する

㪇㪇㪉㪇㪋㪇㪍㪇㪏㪇㪈㪇㪇Ꮏᬺ↪᳓ᵺ᳓ᳪᵆᷙว₸㪆㩼

曲げ強度ことで一様に収縮率の増加が認められた. さらに,酸素濃度00％の雰囲気と, 04％, 07％および大まかな傾向としては, 粘土を工業用水浄水汚13％の雰囲気では色調的に明らかな差異が認め泥で置換することで曲げ強度の増加が認められた.

られた. これは, 今回の試験環境においては, 酸

また, 酸素濃度00％の雰囲気と, 04％, 07％お素濃度04％の雰囲気であっても試験体が酸化すよび13％の雰囲気での差異も再現されている.

るには十分な酸素量であるためと考えられる.
2工業用水浄水汚泥の有効利用



測定した物体色を    表色系にて表１に示＊＊＊す.

今回の試験環境においては, 酸素濃度が00％の雰囲気と, 04％, 07％および13％の雰囲気の間には各測定値に大きな差異が生じた. この傾向


物体色は特に物体色において顕著であるが, これは前述

酸素濃度混合率＊＊

＊のとおり04％であっても試験体が酸化するには0006009121108十分な酸素が存在していたためと考えられる. 窯

0406547140125
20

業の分野においては, 伝統的に雰囲気を変えるこ07065
7314
9225
82とで窯変を発生させ, 釉薬の発色を変える手法が

1
3066
1316
192656存在するが, この制御は今回の試験環境において

00

100

58
410
90005は再現できなかった.

04

100

66
7218
312701

また同一雰囲気においては, 粘土を工業用水浄

07

100

66
4618752684

水汚泥で置換すると収縮率が増加する一方, 吸水131006758192827
45率も増加するという現象が見られた. 一般的には収縮率が増加すると構造が密になり, 吸水率は減   表色系においては,  は色の明度を,少すると考えられるが, これは工業用水浄水汚泥

  は色の色相・彩度を示し,  は明るい色ほに含まれる凝集剤による化学的効果であると推測

ど大きな値を示す. また,  は赤みを帯びるほする. この性質を利用することで, 保水性に長けど正に大きな値を示し, 緑みを帯びるほど負に大た窯業製品を開発できる可能性がある.

＊＊＊＊＊＊＊＊

きな値を示す. 同様に  は黄色みを帯びるほどさらに, 粘土を工業用水浄水汚泥で置換しても,正に大きな値を示し, 青みを帯びるほど負に大き雰囲気に関わらず粘土のみで作られたものと同等な値を示す.

以上の強度を保つことが確認できた. 工業用水浄＊

酸素濃度が0
0％の雰囲気においては, 物体色

水汚泥は, 発生元の調査により土壌環境基準を満は灰色で,  はやや小さく (やや暗め),   はたしていることも確認されており, 窯業材料とし０付近の値 (無彩色) を示した.ての有効利用できる可能性は高い. ただし, 収縮

＊

＊

＊

酸素濃度が0
4％, 0
7％および1
3％の雰囲気においては, 物体色は橙色 (レンガ色) で,  は＊やや大きく (やや明るめ),   はともに正の値＊＊(赤み, 黄色みを帯びる) を示した.

率が増加するというデメリットも存在するため,用途に応じた混合比を検討する必要がある.
今回は工業用水を供給する浄水場から発生する廃棄物を対象としたが, 同様の廃棄物は各市町村同じ雰囲気においては, 粘土を工業用水浄水汚が供給している水道施設 (河川表流水を取水して泥で置換することで   がともに若干大きな値いるものに限る.) からも発生しており, これら(赤み, 黄色みが強い) を示した.

も同様に有効利用できる可能性がある.

＊＊3