JP2001121200A - 高含水泥土の脱水方法 - Google Patents

高含水泥土の脱水方法

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茂 飯島
Takayuki Hayashi
孝幸 林
Noriko Kagimasa
典子 鍵政
Kaoru Ishizuka
馨 石塚
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高含水泥土、特に有機分を多く含んでいる浚
渫土を加圧濾過方式を用いて効率的に脱水方法を提供す
る。 【解決手段】 処理しようとする高含水泥土へ、固有粘
度0.1〜3.0dl/g(30℃,IN NaN
3 )の水溶性カチオンポリマーを単独で、又はアルミ
ニウムもしくは鉄の水溶性塩との混合物として、水溶性
カチオンポリマーとして泥土固形分の0.1〜10%に
相当する量において混合し、混合した泥土を加圧濾過し
て脱水する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【背景技術および課題】本発明は、浚渫土のような高含
水泥土の脱水方法に関する。
【0002】港湾、河川、湖沼などの浚渫工事では大量
の高含水泥土が発生し、その処分方法が問題になる。そ
の一つとして浚渫泥土をそのまま、または無機凝集剤に
よって凝集させた後脱水し、減容化した脱水ケーキを埋
立てその他により処分する方法がある。この場合脱水に
フィルタープレスを使用すると大きな減容率が得られる
ので、埋立処分地の確保が困難な場合や、脱水ケーキを
他の用途に活用する場合に利用されている。
【0003】しかしながら湖沼、内湾などの閉鎖性水域
の浚渫土は生活排水や流入河川水に含まれる有機物を多
量に含んでいるため離水性が低く、加圧脱水方式による
大きい減容化は期待できない。
【0004】フィルタープレスを使用する加圧脱水方式
では、有機分を多く含む泥土へ無機凝集剤単独を加えた
だけでは脱水速度が低く、設備の効率的運用が困難であ
る。
【0005】特開平10−109100号は、含水比4
00〜3000%の高含水浚渫底泥に重量平均分子量3
00万〜500万、中和度25%〜75%のポリアクリ
ル酸ソーダを加えて分散安定化をはかり、次に二価また
は三価の金属塩水溶液を加えて疎水性フロックをつく
り、しかるのちに自然または強制的に脱水して高含水浚
渫底泥を減容化する方法を記載する。しかしながらこの
方法は大きな減容率が得られるフィルタープレスを使用
する加圧脱水方式の効率化を目的としたものではなく、
かつアクリル酸ソーダによる分散安定化と、無機凝集剤
によるフロック形成を別々の工程で行うことを要する。
【0006】そこで高含水泥土、特に有機分を多く含ん
でいる浚渫土を加圧濾過脱水方式を用いてより効率的に
脱水する方法の開発が望まれる。
【0007】
【本発明の概要】本発明は上記要望を満たす。一面にお
いて本発明は、高含水泥土へ、固有粘度0.1〜3.0
dl/g(30℃,1N NaNO3 )を有する水溶性
のカチオンポリマーを、泥土固形分の0.1〜10%に
相当する量において混合し、混合した泥土を加圧濾過す
ることを特徴とする高含水泥土の脱水方法を提供する。
【0008】他の面において本発明は、高含水泥土へ、
固有粘度0.1〜3.0dl/gを有する水溶性のカチ
オンポリマーおよびアルミニウムもしくは鉄の水溶性塩
との1:99〜50:50混合物を、水溶性カチオンポ
リマーとして泥土固形分の0.1〜10%に相当する量
において混合し、混合した泥土を加圧濾過することを特
徴とする高含水泥土の脱水方法を提供する。
【0009】
【詳細な議論】本発明方法の対象となる高含水汚泥は、
主にヘドロと呼ばれる有機分を多く含む内湾、湖沼など
の浚渫土であるが、都市下水や産業廃水の処理プロセス
で発生する汚泥の脱水にも同様に適用することができ
る。
【0010】本発明に用する水溶性カチオンポリマー
は、水処理プロセスにおいて浮遊固形物をフロックとし
て凝集するために用いられているジアルキルアミノアル
キル(メタ)アクリレートの4級アンモニウム塩のホモ
−もしくはコポリマーがその典型例である。この4級ア
ンモニウム塩はジメチルアミノエチル(メタ)アクリレ
ートまたはジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート
のような対応する3級アミンに塩化メチル、塩化エチ
ル、これらに対応する臭化物もしくはヨウ化物のような
4級化剤を反応させて得られる。
【0011】メチルジアリルアミンおよびエチルジアリ
ルアミンのようなアルキルジアリルアミンに上記の4級
化剤を反応させて得られるジアルキルジアリルアンモニ
ウム塩のホモ−またはコポリマーでもよい。
【0012】コポリマーの場合、単独もしくは合計して
40モル%,好ましくは30モル%までのアクリルアミ
ドおよびそのN−置換体、アクリル酸およびその水溶性
塩を含んでいる二元あるいは三元共重合体であってもよ
い。
【0013】本発明において使用する水溶性カチオンポ
リマーは、固有粘度が0.1〜3.0dl/g(30
℃,1N NaNO3 )の範囲内であることを除いて、
公知の水処理のための凝集剤として使用されているカチ
オンポリマーと同じであることができる。水処理用凝集
剤として使用されているポリマーは、本発明で使用する
ポリマーより高分子量であり、固有粘度は一般に5.0
dl/g(30℃,1NNaNO3 )より高い。このよ
うな高分子ポリマーは単独または無機凝集剤と併用して
泥土と混合するとき攪拌が困難になるほど混合物の粘度
が高くなることがあり、同様に単独または無機凝集剤と
組合せてストック溶液を調製する場合にも高粘度にな
り、設備の効率的運用に悪影響する。
【0014】上記カチオンポリマーは無機凝集剤との9
9:1〜50:50混合物の形で使用し、両者の相乗効
果による高含水泥土の脱水効率を高めることができる。
塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミ
ニウム、明ばん、塩化第二鉄、硫酸第二鉄などの水処理
用無機凝集剤をこの目的に使用することができる。
【0015】単独または無機凝集剤との混合物の形のカ
チオンポリマーの添加量は、泥土の含水率および性質に
応じて最大の脱水速度および減容率が得られるように実
験的に定めるべきであるが、一般に高含水泥土の固形分
を基準にして0.1〜10%,好ましくは5%までの範
囲である。混合物の場合、カチオンポリマーの添加量が
上の基準で0.1%〜10%において相乗効果が最大に
発揮される。
【0016】添加方法は添加成分が高含水泥土に均一に
混合される限り任意である。大量の泥土の処理において
添加剤のストック溶液をつくっておき、この液を定量ポ
ンプを使って一定流量で流れている泥土の流れへ一定比
率へ注入し、同時に混合する方法が便利であろう。
【0017】添加剤を混合した高含水泥土は加圧濾過方
式によって濾過され、減容される。加圧濾過方式とは濾
布を境にして原液側を陽圧(大気圧以上)に維持するこ
とにより、濾液側との圧力差をつくり出す方式を意味す
る。この方式は真空あるいは減圧濾過方式より大きい圧
力差をつくることができるので高い減容率を得ることが
できる。
【0018】装置は、フィルタープレスに代表される回
分式装置が代表的であるが、場合によってはプレッシャ
ーフィルターのような連続式装置も使用し得るであろ
う。
【0019】本発明においては、脱水剤として固有粘度
0.1〜0.3dl/gの比較的低分子量の水溶性カチ
オンポリマーを使用する。これに対し凝集剤として一般
に使用される水溶性カチオンポリマーはこれより高い分
子量を有し、固有粘度も高い。そのため本発明のカチオ
ンポリマーは処理泥土との混合を含む作業性に支障を来
すことなく例えば10〜40%の高濃度溶液として処理
泥土へ直接添加することができる。凝集剤として一般に
使用されるカチオン性ポリマーのこれに匹敵する濃度の
溶液は粘度が高過ぎて作業性に支障を来すので1〜2%
程度の低濃度溶液を用いなければならない。
【0020】そのため本発明によれば、カチオン系ポリ
マー凝集剤を使用する場合に比較して脱水剤の溶解設備
や添加設備を小型化することができ、またフィルタープ
レスへの負荷量増大を最小限にとどめることによって設
備の効率的運用が可能となる利益を有する。
【0021】
【実施例】以下に限定を意図しない実施例と比較例を参
照して本発明を詳しく説明する。これらにおいて%は特
記しない限り重量基準であり、固有粘度は1N NaN
3 水溶液中、30℃における値である。
【0022】実施例1 以下のカチオン脱水剤A〜D(本発明)およびE(比較
例)を用意した。 カチオン脱水剤A(本発明):ジメチルアミノエチルメ
タクリレート・メチルクロライド4級化物のホモポリマ
ー、固有粘度2.3dl/g カチオン脱水剤B(本発明):同上、固有粘度0.18
dl/g カチオン脱水剤C(本発明):ポリ(ジメチルジアリル
アンモニウムクロライド)、固有粘度2.13dl/g カチオン脱水剤D(本発明):同上、固有粘度0.51
dl/g カチオン脱水剤E(比較例):ジメチルアミノエチルメ
タクリレート・メチルクロライド4級化物のホモポリマ
ー、固有粘度12.2dl/g
【0023】市販の液状ポリ塩化アルミニウム(Al含
量10%,固形分約40%)(PACと略称)とカチオ
ン脱水剤を種々の割合で混合・溶解し、B型粘度計によ
り溶液の粘度を測定し(30rpm,25℃,単位mP
a・s)、表1に示す結果を得た。
【0024】
【表1】
【0025】次にカチオン脱水剤を種々の濃度で溶解し
た水溶液の粘度をB型粘度計により同様に測定し(30
rpm,25℃,単位mPa・s)、表2に示す結果を
得た。
【0026】
【表2】
【0027】以上の結果が示すように、本発明の水溶性
カチオンポリマーは液状ポリ塩化アルミニウムに高濃度
に溶解でき、また水溶液中の濃度が約40%程度に高く
なっても作業性に支障のない粘度範囲にとどまる。
【0028】実施例2 実験室用フィルタープレスを使用し、本発明により高有
機分湖底泥の脱水試験を行った。 供試泥土:灼熱減量14.80%の湖底泥(湖底泥A)
を固形分15%(含水比567%)に調整して使用。 試験用フィルタープレス:藪田式丸型フィルタープレス
(株式会社藪田製作所) 濾過面積:0.053m2 濾室容積:0.61L 濾布:通気度18〜20cc/secのポリエステル濾
布 試験方法:脱水剤を混合した供試泥土を濾室に4kgf
/cm2 の圧力で連続的に圧入し、2000mlの濾液
が得られるまでの時間を測定し、圧入脱水時間とした。
その後原液の供給を止め、濾室へ7kgf/cm2 の加
圧空気を10分間導入し、濾室内の濃縮ケーキを更に圧
搾脱水し、その時の濾液の量をもって圧搾脱水量とし
た。 脱水剤:カチオン脱水剤を単独で使用する場合は、10
%水溶液として供試泥土へ混合し、他の場合は市販の液
状ポリ塩化アルミニウム(PAC)または液状ポリ硫酸
第二鉄(PFS)へ溶解して供試泥土へ混合した。添加
率はいずれの場合も供試泥土中の固形分(蒸発残分)に
対するカチオン脱水剤としての重量%で示した。
【0029】比較例では上と同じ基準による添加率にお
いてそれぞれの成分を供試泥土へ混合し、同様に試験し
た。 結果:表3に示すとおり。
【0030】
【表3】
【0031】実施例3 供試泥土として、灼熱減量19.20%の湖底泥Bを固
形分15%(含水比567%)に調整して用いたことを
除き、実施例2と同じ操作によって脱水試験を行った。
結果を表4に示す。
【0032】
【表4】
【0033】表3および4の結果が示すように、本発明
による脱水剤は消石灰を併用した無機凝集剤に比較し
て、同じレベルの含水比へ減容化するのに要する添加率
が遙かに少なく、脱水速度も速い。また消石灰を併用し
なくても濾液のpHは放出が許容されるpH範囲内に維
持される。さらに表4の結果が示すように、本発明によ
る脱水方法は離水性が低い高有機分湖底泥の処理にもす
ぐれた効果を発揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鍵政 典子 京都府亀岡市篠町森向坂1−153 (72)発明者 石塚 馨 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 Fターム(参考) 4D015 BA04 BA06 BB12 CA10 DA03 DA05 DA13 DA16 DB12 DB13 DB19 EA35 4D059 AA09 BE15 BE16 BE57 DA16 DA17 DA23 DA24 DA27 DB21 DB25 DB26 EB11 EB20

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高含水泥土へ、固有粘度0.1〜3.0d
    l/g(30℃,1N NaNO3)を有する水溶性の
    カチオンポリマーを、泥土固形分の0.1〜10%に相
    当する量において混合し、混合した泥土を加圧濾過する
    ことを特徴とする高含水泥土の脱水方法。
  2. 【請求項2】高含水泥土へ、固有粘度0.1〜3.0d
    l/g(30℃,1N NaNO3)を有する水溶性の
    カチオンポリマーおよびアルミニウムもしくは鉄の水溶
    性塩との1:99〜50:50混合物を、水溶性カチオ
    ンポリマーとして泥土固形分の0.1〜10%に相当す
    る量において混合し、混合した泥土を加圧濾過すること
    を特徴とする高含水泥土の脱水方法。
  3. 【請求項3】前記水溶性カチオンポリマーは、ジアルキ
    ルアミノアルキル(メタ)アクリレートの4級アンモニ
    ウム塩またはジアルキルジアリルアンモニウム塩のホモ
    −もしくはコポリマーである請求項1または2の方法。
  4. 【請求項4】前記アルミニウムもしくは鉄の水溶性塩
    は、アルミニウムおよび鉄の塩化物または硫酸塩である
    請求項2の方法。
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