JP2004181302A

JP2004181302A - Solidification auxiliary, solidifying material and method for hydrous sludge stabilization treatment

Info

Publication number: JP2004181302A
Application number: JP2002348895A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Sakane; 義久坂根
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-07-02
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP4261168B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a solidification auxiliary for hydrous sludge stabilization treatment capable of rapidly performing volume reduction and solidification of hydrous sludge and maintaining the strength of treated soil, and to provide a solidifying material for hydrous sludge stabilization treatment and a hydrous sludge stabilization treatment method. <P>SOLUTION: The solidification auxiliary for hydrous sludge stabilization treatment mainly contains a polyacrylamide and a cellulose ether and contains 5 to 35wt.% polyacrylamide and 5 to 50wt.% cellulose ether. The solidifying material for hydrous sludge stabilization treatment is prepared by adding a hydraulic material thereto. As a result, even the hydrous sludge having much silt clay-component consisting of fine particles (suspended particles in the hydrous sludge having ≤74μm particle diameter) can well be subjected to stabilization treatment. Since the treated soil can be used for raising a ground level, back filling, refilling, or the like, the recycling of the hydrous sludge is made possible. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含水汚泥を短時間で減容、固化処理でき、かつ処理土の強度を保つことができる含水汚泥安定処理用固化助剤、含水汚泥安定処理用固化材、及び含水汚泥安定処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ボーリング工事、構造物基礎工事や地下トンネル掘削工事等の土木工事で発生する排土や、水中泥状堆積物（ヘドロ）等の含水汚泥を除去するため、トラック等で廃棄場所まで搬出する方法が用いられているが、これらの含水汚泥は流動性が高いことから、搬送に制約があり困難であった。これらの含水汚泥はを標準仕様ダンプトラック等で搬送するためには、一般的に、処理土のコーン指数が２００ｋＮ／ｍ^２以上であることが要求されている。なお、コーン指数とは、粘性土の変形・強度特性を求めるために利用される指数である。
【０００３】
そこで、これらの含水汚泥の流動性を低下させるために固化材を添加し、減容化又は固化させる方法が開発されており、例えば、含水汚泥処理用固化材としては、セメントや生石灰等の水硬性物質からなるもの、水溶性高分子とセメント等の水硬性物質からなるもの、有機高分子吸収剤や無機吸収剤等の吸水性に優れた成分と水硬性物質等の固化成分を含んでなるもの等が開発されてきた（特許文献１〜４参照。）。
【０００４】
しかし、水硬性物質のみを用いて含水汚泥を処理する場合には、大量に添加しなければならず、また、処理土の十分な強度を得るまでに長時間を要するなどの問題があった。また、水溶性高分子等のみを用いて含水汚泥を処理する場合には、処理土の強度を確保しにくく、費用的にも問題があった。また、水溶性高分子等と水硬性物質等の組み合わせにより、それぞれの特徴を組み合わせた添加剤も多く開発されているが、含水汚泥の種類によってその効果に大きな差が出るという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特公平６−９１９９９号公報
【特許文献２】
特開平５−５７２６６号公報
【特許文献３】
特開平１０−２７３６７０号公報
【特許文献４】
特開平１０−２７３６６２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、含水汚泥の固化速度を高め、作業効率を向上させるとともに、処理土の強度を十分に確保でき、得られた処理土を盛土、裏込め、埋め戻し等として再利用できる含水汚泥安定処理用固化助剤を提供することを目的とする。また、さらに、これを用いた含水汚泥安定処理用固化材、含水汚泥安定処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究の結果、主としてポリアクリルアミド及びセルロースエーテルを含有してなる含水汚泥安定処理用固化助剤であって、前記ポリアクリルアミドを５〜３５重量％を含み、かつ前記セルロースエーテルを５〜５０重量％含むことを特徴とする含水汚泥安定処理用固化助剤を見出し、本発明に至った。
【０００８】
また、本発明は、上記含水汚泥安定処理用固化助剤に水硬性物質を添加して得られる含水汚泥安定処理用固化材、及びこれを用いた含水汚泥安定処理方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤は、主としてポリアクリルアミド及びセルロースエーテルを含有してなる必要がある。ポリアクリルアミドを含有することにより、水中に懸濁分散する微粒子に吸着し、凝結・凝集作用により含水汚泥中の懸濁粒子を凝集させ、含水汚泥の体積を減容させることができる。
【００１０】
本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤は、ポリアクリルアミドを５〜３５重量％含み、かつセルロースエーテルを５〜５０重量％以上含む必要がある。ポリアクリルアミドの含有量が５重量％未満であり、かつセルロースエーテルの含有量が５重量％未満であると、含水汚泥に対して使用した場合に凝集性が低下し、また、含水汚泥の凝集性発現までに長時間を要する。ポリアクリルアミドの含有量が３５重量％を超え、かつセルロースエーテルの含有量が５０重量％を超えると、経済性が低下する。
【００１１】
本発明において用いられるポリアクリルアミドは、粉末状であることが好ましく、６０メッシュを通過する粒径のポリアクリルアミドが、使用するポリアクリルアミド全量に対して３０重量％以上であることがより好ましく、さらに好ましくは６０メッシュを通過する粒径のポリアクリルアミドが、使用するポリアクリルアミド全量に対して５０重量％以上である。６０メッシュを通過しない粒径のポリアクリルアミドは、水への溶解速度が遅く、含水汚泥に対して使用した際に含水汚泥の凝集性発現までに長時間を要し、含水汚泥の処理効率が低下しやすい。しかし、６０メッシュを通過する粒径のポリアクリルアミドが、使用するポリアクリルアミド全量に対して３０重量％以上であれば、セルロースエーテルと組み合わせて用いた場合に、処理効率の低下を防ぐことができる。
【００１２】
ポリアクリルアミドは、分子中に含まれる官能基の種類・含量によって、ノニオン性、アニオン性、カチオン性の３つに大別できるが、本発明に用いられるポリアクリルアミドは、アニオン性ポリアクリルアミドであることが好ましい。本発明において用いられるアニオン性ポリアクリルアミドのカルボキシル基の含量は、１５〜５０モル％であることが好ましく、より好ましくは２０〜４０モル％である。カルボキシル基の含量が１５モル％未満であると、十分な凝集効果を得にくいため処理土の十分な強度を得にくく、また、５０モル％を超えても、十分な凝集効果を得にくい。
【００１３】
本発明に用いられるセルロースエーテルとしては、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられ、カルボキシメチルセルロースであることが好ましい。カルボキシメチルセルロースは、含水汚泥中の水分及び後述の含水汚泥安定処理用固化材中のＣａイオン等の多価イオンの存在下で架橋し、不溶性のゲルとなる。従って、含水汚泥中の懸濁粒子や後述の水硬性物質等の粒子間にカルボキシメチルセルロースが侵入した場合に、生成したゲルが懸濁粒子等を凝集（結合）する作用を有するだけでなく、カルボキシメチルセルロースの優れた吸水性のために、含水汚泥が減容し、処理土の十分な強度を得ることができるようになる。
【００１４】
なお、本発明において、カルボキシメチルセルロースとは、カルボキシメチルセルロースおよび／またはその塩をいう。カルボキシメチルセルロースの塩としては特に限定されず、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、アンモニウム塩等が挙げられ、これらの塩の混合物であってもよい。
【００１５】
本発明で使用するカルボキシメチルセルロースは、カルボキシメチル基のエーテル置換度が０．７〜１．５であることが好ましく、より好ましくは０．８〜１．２である。エーテル置換度が０．７未満であると、吸水速度が遅くなり、凝集性が低下しやすく、エーテル置換度が１．５を超えると、製造コストが増加し、経済性が低下しやすい。
【００１６】
また、保水性及び含水汚泥の保型性を高めるために、本発明で使用するカルボキシメチルセルロースの１重量％水溶液の粘度はなるべく高いほうがよい。
【００１７】
また、本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤は、上述の構成に加え、さらに無機粉末を含んでなることが好ましく、無機粉末は含水汚泥安定処理用固化助剤全量に対して、１５〜９０重量％含んでなることが好ましい。
【００１８】
本発明において、無機粉末としては、従来より含水汚泥安定処理用として一般に用いられているものであれば特に限定されず、例えば、フライアッシュ、高炉スラグ粉末、ベントナイト、粘土粉末、ゼオライト等が挙げられ、多孔性で吸水性が優れることから、ゼオライトであることが好ましい。また、無機粉末の粒径は、ポリアクリルアミド及びセルロースエーテルとの混合均一性の観点から、３０メッシュを通過するのが好ましい。
【００１９】
本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤は、本発明の特性を阻害しない範囲で他の成分を含有していてもよい。
【００２０】
本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤の製造方法としては特に限定されず、構成成分をミキサー等で混合する、公知の混合方法が用いられる。
【００２１】
本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤は、後述のように、水硬性物質と併用し、含水汚泥安定処理用固化材として用いられることが好ましい。
【００２２】
本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤を、例えば後述のような含水汚泥安定処理用固化材などの成分として使用することにより、含水汚泥を短時間で処理でき、減容性、固化性を高めることができる。また、後述する水硬性物質の量を低減させることができるため、経済性に優れるようになる。
【００２３】
本発明の含水汚泥安定処理用固化材は、上記含水汚泥安定処理用固化助剤に水硬性物質を添加して得られる。本発明において、水硬性物質は含水汚泥の水分により硬化し、含水汚泥を固化させることができるため、含水汚泥の減容性を高めることができる。すなわち、含水汚泥安定処理用固化材に含まれる含水汚泥安定処理用固化助剤の構成成分であるポリアクリルアミドにより、含水汚泥中の懸濁粒子が凝集され、セルロースエーテルにより含水汚泥中の水分の吸収及び懸濁粒子の凝集が起こり、その残存する水分により水硬性物質が硬化するため、含水汚泥を減容化、固化することができ、短時間で処理でき、また、処理土の強度を十分に保つことができるようになる。
【００２４】
本発明に用いられる水硬性物質としては、従来の含水汚泥安定処理用固化材の水硬性物質として使用されているものであれば特に限定されず、セメント、消石灰、生石灰、石膏等が挙げられ、処理後の含水汚泥のｐＨ値を中性に保つことが必要な場合、半水石膏を用いることがより好ましい。
【００２５】
本発明の含水汚泥安定処理用固化材は、本発明の作用を阻害しない範囲で、高吸水性樹脂等の他の成分を含有していても良い。
【００２６】
なお、本発明において、含水汚泥安定処理用固化助剤と水硬性物質との混合時期については特に限定されず、例えば、含水汚泥安定処理用固化助剤と水硬性物質とを予め混合させていても、含水汚泥にそれぞれを別々に添加して混合させてもよい。また、含水汚泥安定処理用固化助剤と水硬性物質との混合方法は特に限定されず、公知のミキサー等を用いて混合させればよい。また、本発明において、含水汚泥安定処理用固化助剤と水硬性物質の混合割合は特に限定されず、含水汚泥の構成（水分量、懸濁粒子等の性状）等によって、適宜選択することができる。
【００２７】
本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤の添加量は、含水汚泥の水分量や懸濁粒子の性状によっても異なるが、含水汚泥安定処理用固化助剤は、含水汚泥１ｍ^３に対して０．５〜５．０ｋｇ添加されることが好ましく、より好ましくは１．５〜３．０ｋｇである。添加量が０．５ｋｇ未満であると含水汚泥の凝集性が低下しやすく、５．０ｋｇを超えると、経済性が低下しやすい。
【００２８】
本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤は、含水汚泥の水分量が２０〜８０重量％である含水汚泥の安定処理に好適に用いることができ、含水汚泥の水分量が３０〜５０重量％である含水汚泥の安定処理にさらに好適である。また、含水汚泥中の懸濁粒子の性状については特に限定されないが、シルト・粘土分が砂礫分より多く含まれる含水汚泥の安定処理に好適である。
【００２９】
なお、上記シルト・粘土分とは、含水汚泥中の懸濁粒子において粒径が７４μｍ以下のものをいう。また、上記砂礫分とは、含水汚泥中の懸濁粒子において粒径が７４μｍを超えるものをいう。
【００３０】
本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤は、例えば、水分量が３３重量％、懸濁粒子のシルト・粘土分と砂礫分との比率が１／１（重量比）を処理する場合、含水汚泥１ｍ^３に対し、０．５〜３．０ｋｇ添加させることが好ましく、より好ましくは１．０〜２．０ｋｇである。この場合、添加量が０．５ｋｇ未満であると、凝集性、固化性が低下しやすく、３．０ｋｇを超えると、ポリアクリルアミドの曳糸性が大きくなり、作業性が低下するばかりでなく、経済性にも低下しやすい。
【００３１】
本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤を用いて処理され得られた処理土は、十分に固化され、保型性に優れるため、盛土、裏込め、埋め戻し等の含水汚泥の再利用に供されることができるようになる。
【００３２】
以下に、実施例、比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００３３】
【実施例】
実施例１
（１）含水汚泥安定処理用固化助剤及び含水汚泥安定処理用固化材の調製
６０メッシュ以下に調製した粉末ポリアクリルアミド「アコフロックＡ１３０」（三井サイテック社製、カルボキシル基含量；３０モル％、分子量；１．６×１０^７）１０重量部、カルボキシメチルセルロース（ダイセル化学工業（株）製、＜２２６０＞、エーテル置換度；０．８８、１％水溶液粘度；５０８０ｍＰａ・ｓ）１５重量部、ゼオライト（ジークライト社製、「ＳＧＷ−Ｂ３」）７５重量部を、ミキサーを用いて撹拌混合し、含水汚泥安定処理用固化助剤を得た。得られた含水汚泥安定処理用固化助剤２．０ｇを、普通ポルトランドセメント（トクヤマ（株）製）１００ｇに添加し、ミキサーを用いて撹拌混合し、含水汚泥安定処理用固化材を得た。
【００３４】
（２）含水汚泥安定処理
上記（１）で得られた含水汚泥安定処理用固化材１０２ｇを、表１に示す配合割合の含水汚泥（含水汚泥Ａ、Ｂ）２Ｌにそれぞれ添加し、モルタルミキサーを用いて、ＪＩＳＲ５２０１「セメントの物理試験方法」に準じて、低速（自転１４０±５回転／分、公転約６２回転）で１分間撹拌混合し、処理土Ａ、Ｂを得た。得られた処理土Ａ、Ｂをそれぞれステンレス製バット（２８ｃｍ×２２ｃｍ×高さ５ｃｍ）に移し、２０℃に温調された室内において、処理土Ａについては１日間、処理土Ｂについては３日間自然乾燥養生させた。
【００３５】
実施例２
ポリアクリルアミドとして、６０メッシュ以下に調整した粉末ポリアクリルアミド「アコフロックＡ１３０」（三井サイテック社製、カルボキシル基含量；３０モル％、分子量；１．６×１０^７）を３．５重量部、６０メッシュ以下に調整しなかった粉末ポリアクリルアミド「アコフロックＡ１３０」（三井サイテック社製、カルボキシル基含量；３０モル％、分子量；１．６×１０^７）を６．５重量部用いた以外は、実施例１と同様にして、含水汚泥安定処理用固化材を得た。得られた含水汚泥安定処理用固化材を用いて、実施例１と同様に含水汚泥Ａ、Ｂを処理した。
【００３６】
比較例１
ポリアクリルアミドとして、６０メッシュ以下に調製された粉末ポリアクリルアミド「アコフロックＡ１３０」（三井サイテック社製、カルボキシル基含量；３０モル％、分子量；１．６×１０^７）を２５重量部、ゼオライト（ジークライト社製、「ＳＧＷ−Ｂ３」）を７５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、含水汚泥安定処理用固化材を得た。得られた含水汚泥安定処理用固化材を用いて、実施例１と同様に含水汚泥Ａ、Ｂを処理した。
【００３７】
参考例１
カルボキシメチルセルロースの代わりに、ヒドロキシエチルセルロース（ダイセル化学工業（株）製、「ＳＰ９００」、モル置換度；２．２、１％水溶液粘度；４５２０ｍＰａ・ｓ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、含水汚泥安定処理用固化材を得た。得られた含水汚泥安定処理用固化材を用いて、実施例１と同様に含水汚泥Ａ、Ｂを処理した。
【００３８】
試験方法
（１）コーン指数の測定
実施例１〜２、比較例１、参考例１で得られた安定処理土について、（財）先端建設技術センター編「建設汚泥リサイクル指針」（発行所；（株）大成出版社、４２頁）記載の処理土のコーン指数測定を行った。結果を表２に示した。
【００３９】
（２）ポリアクリルアミドのカルボキシル基含量の分析
水９０ｍｌをビーカーに入れ、Ｎ／１０水酸化ナトリウム水溶液０．５ｍｌを加え、撹拌しながらメチルグリコールキトサン（ＭＧｃｈ）約３．５ｇをメスフラスコ１Ｌに取り、標線まで水を加えて作成したＮ／２００メチルグリコールキトサン水溶液５ｍｌを加え、１分間以上撹拌した。次に、試料液１０ｍｌを徐々に添加し、５分間以上撹拌した後、トルイジンブルー指示薬（０．１ｗ／ｖ％）を数滴加え、Ｎ／４００ポリビニル硫酸カリウム水溶液で滴定した。滴定速度は２ｍｌ／分で実施し、液が青色から赤紫色に変色した後、約１０秒間以上保持する時間まで滴定し、これに要したＮ／４００ポリビニル硫酸カリウム水溶液の量（ｍｌ）を求めた。別に、水１００ｍｌについて空試験を行い、下記式１、２によりカルボキシル基含量を求めた。なお、上記Ｎ／２００メチルグリコールキトサン水溶液は、Ｎ／４００ポリビニル硫酸カリウム水溶液で標定することができる。
Ａ＝（ａ−ｂ）×ｆ／２式１
Ｂ＝７１．８×Ａ×１００／（１０００−２２．９６×Ａ）式２
但し、上記式１、２において、
Ａ：コロイド当量値（ｍｅｑ／ｇ）
Ｂ：カルボキシル基含量（モル％）
ａ：試料液に要したＮ／４００ポリビニル硫酸カリウム水溶液の量（ｍｌ）
ｂ：空試験に要したＮ／４００ポリビニル硫酸カリウム水溶液の量（ｍｌ）
ｆ：Ｎ／４００ポリビニル硫酸カリウム水溶液のファクター
とする。
【００４０】
【表１】

【００４１】
【表２】

【００４２】
【発明の効果】
本発明の含水汚泥安定処理用固化助剤を用いることにより、粒子径の細かいシルト・粘土分の多い含水汚泥であっても、良好に安定処理をすることができる。また、本発明の含水汚泥安定処理用固化材は、含水汚泥に対する溶解性が早く、短時間に混合撹拌により均一に混合することができるので、効率的に固化処理を行うことができる。また、本発明の含水汚泥安定処理方法により得られた処理土は、盛土、裏込め、埋め戻し等に使用することができ、含水汚泥を再利用することができるようになる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention can reduce the volume of hydrated sludge in a short time, solidify, and maintain the strength of the treated soil. A solidification aid for hydrated sludge stabilization, a solidified material for hydrated sludge stabilization, and a hydrated sludge stabilization method. About.
[0002]
[Prior art]
Generally, trucks are used to transport the soil to the disposal site in order to remove soil discharge generated during civil engineering work such as boring work, structural foundation work, and underground tunnel excavation work, as well as underwater muddy sediment (sludge). Although the method is used, these hydrated sludges are difficult to transport because of their high fluidity. In order to transport such hydrous sludge by a standard specification dump truck or the like, it is generally required that the treated soil have a cone index of 200 kN / m ² or more. Here, the cone index is an index used to determine the deformation / strength characteristics of the cohesive soil.
[0003]
Therefore, a method of adding a solidifying material to reduce the fluidity of these hydrated sludge and reducing or solidifying the volume has been developed.For example, as a solidifying material for treating hydrated sludge, water such as cement or quicklime is used. It is composed of a hard material, a material composed of a water-soluble polymer and a hydraulic material such as cement, a component excellent in water absorption such as an organic polymer absorbent or an inorganic absorbent and a solidified component such as a hydraulic material. And the like have been developed (see Patent Documents 1 to 4).
[0004]
However, when treating hydrous sludge using only a hydraulic substance, there is a problem that a large amount must be added and it takes a long time to obtain sufficient strength of the treated soil. Further, when treating hydrous sludge using only a water-soluble polymer or the like, it is difficult to secure the strength of the treated soil, and there is a problem in terms of cost. In addition, many additives have been developed which combine the respective characteristics by combining a water-soluble polymer or the like and a hydraulic substance, but there is a problem that the effect varies greatly depending on the type of hydrous sludge.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 6-91999 [Patent Document 2]
JP-A-5-57266 [Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-273670 [Patent Document 4]
JP 10-273662 A
[Problems to be solved by the invention]
The inventor of the present invention increased the solidification rate of hydrous sludge, improved work efficiency, and ensured sufficient strength of treated soil, and obtained hydrous sludge that could be reused as embankment, backfilling, backfilling, and the like. An object of the present invention is to provide a solidification aid for stabilization. Still another object of the present invention is to provide a solidifying material for hydrous sludge stabilization treatment using the same and a method for stabilizing hydrous sludge treatment.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies and found that a solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment mainly comprising polyacrylamide and cellulose ether, wherein the polyacrylamide contains 5-35% by weight and the cellulose ether Was found to contain 5 to 50% by weight of a solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment, and the present invention was achieved.
[0008]
Further, the present invention relates to a solidification material for hydrous sludge stabilization treatment obtained by adding a hydraulic substance to the solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment, and a method for stabilization treatment of hydrous sludge using the same.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The solidification aid for the hydrous sludge stabilization treatment of the present invention must mainly contain polyacrylamide and cellulose ether. By containing polyacrylamide, it is adsorbed on fine particles suspended and dispersed in water, and the suspended particles in the hydrous sludge are aggregated by a coagulation / aggregation action, so that the volume of the hydrous sludge can be reduced.
[0010]
The solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment of the present invention must contain 5 to 35% by weight of polyacrylamide and 5 to 50% by weight or more of cellulose ether. When the content of polyacrylamide is less than 5% by weight and the content of cellulose ether is less than 5% by weight, the cohesiveness is reduced when used for hydrous sludge, and the cohesiveness of hydrous sludge is reduced. It takes a long time to develop. If the content of polyacrylamide exceeds 35% by weight and the content of cellulose ether exceeds 50% by weight, the economic efficiency decreases.
[0011]
The polyacrylamide used in the present invention is preferably in the form of a powder, and the polyacrylamide having a particle size passing through 60 mesh is more preferably 30% by weight or more, more preferably 30% by weight or more based on the total amount of the polyacrylamide used. Is 50% by weight or more based on the total amount of polyacrylamide used. Polyacrylamide having a particle size that does not pass through 60 mesh has a slow dissolution rate in water, and when used for hydrated sludge, it takes a long time to develop the cohesiveness of hydrated sludge, which lowers the treatment efficiency of hydrated sludge. It's easy to do. However, if the polyacrylamide having a particle size passing through 60 mesh is at least 30% by weight based on the total amount of the polyacrylamide used, a decrease in processing efficiency can be prevented when used in combination with cellulose ether.
[0012]
Polyacrylamide can be roughly classified into three types, nonionic, anionic, and cationic, depending on the type and content of the functional group contained in the molecule. The polyacrylamide used in the present invention is an anionic polyacrylamide. Is preferred. The carboxyl group content of the anionic polyacrylamide used in the present invention is preferably 15 to 50 mol%, more preferably 20 to 40 mol%. If the content of the carboxyl group is less than 15 mol%, it is difficult to obtain a sufficient coagulation effect, so that it is difficult to obtain sufficient strength of the treated soil, and if it exceeds 50 mol%, it is difficult to obtain a sufficient coagulation effect.
[0013]
Examples of the cellulose ether used in the present invention include hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like, and carboxymethyl cellulose is preferable. Carboxymethylcellulose crosslinks in the presence of water in hydrous sludge and polyvalent ions such as Ca ions in a solidifying material for hydrous sludge stabilization treatment described below, and becomes an insoluble gel. Therefore, when carboxymethylcellulose infiltrates between suspended particles in hydrous sludge and particles of a hydraulic substance described below, the generated gel not only has an action of aggregating (binding) the suspended particles and the like, but also has a function of causing carboxymethyl cellulose. Due to the excellent water absorption of methylcellulose, the volume of hydrated sludge is reduced, and sufficient strength of the treated soil can be obtained.
[0014]
In the present invention, carboxymethylcellulose refers to carboxymethylcellulose and / or a salt thereof. The salt of carboxymethyl cellulose is not particularly limited, and examples thereof include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt, ammonium salt, and the like, and a mixture of these salts may be used.
[0015]
The carboxymethyl cellulose used in the present invention preferably has a degree of ether substitution of the carboxymethyl group of 0.7 to 1.5, and more preferably 0.8 to 1.2. If the degree of ether substitution is less than 0.7, the water absorption rate becomes slow and the cohesiveness tends to decrease. If the degree of ether substitution exceeds 1.5, the production cost increases and the economic efficiency tends to decrease.
[0016]
In order to enhance the water retention and the shape retention of the hydrous sludge, the viscosity of the 1% by weight aqueous solution of carboxymethylcellulose used in the present invention is preferably as high as possible.
[0017]
In addition, the solidification aid for hydrated sludge stabilization treatment of the present invention preferably further contains an inorganic powder in addition to the above-described configuration, and the inorganic powder is 15 to 15 parts by mass of the solidification aid for hydrated sludge stabilization treatment. Preferably, it comprises 90% by weight.
[0018]
In the present invention, the inorganic powder is not particularly limited as long as it is conventionally used for hydrous sludge stabilization, and examples thereof include fly ash, blast furnace slag powder, bentonite, clay powder, zeolite, and the like. Zeolite is preferred because of its high porosity and excellent water absorption. Further, the particle diameter of the inorganic powder preferably passes through 30 mesh from the viewpoint of mixing uniformity with polyacrylamide and cellulose ether.
[0019]
The solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment of the present invention may contain other components as long as the properties of the present invention are not impaired.
[0020]
The method for producing the solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment of the present invention is not particularly limited, and a known mixing method of mixing the constituent components with a mixer or the like is used.
[0021]
The solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment of the present invention is preferably used in combination with a hydraulic substance and used as a solidification material for hydrous sludge stabilization treatment, as described below.
[0022]
By using the solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment of the present invention, for example, as a component of a solidification material for hydrous sludge stabilization treatment as described below, the hydrous sludge can be treated in a short time, and the volume reduction and solidification properties are improved. Can be enhanced. In addition, since the amount of a hydraulic substance to be described later can be reduced, economic efficiency is improved.
[0023]
The solidified material for hydrous sludge stabilization treatment of the present invention is obtained by adding a hydraulic substance to the solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment. In the present invention, the hydraulic substance is hardened by the moisture of the hydrated sludge and can solidify the hydrated sludge, so that the volume reduction of the hydrated sludge can be enhanced. That is, suspended particles in the hydrated sludge are agglomerated by polyacrylamide, which is a component of the solidification aid for the hydrated sludge stabilization treatment, contained in the solidification material for the hydrated sludge stabilization treatment, and the moisture in the hydrated sludge is absorbed by the cellulose ether. And the agglomeration of suspended particles occurs, and the hydraulic substance hardens due to the remaining water, so that the hydrous sludge can be reduced in volume and solidified, can be treated in a short time, and the strength of the treated soil is sufficiently increased. Will be able to keep it.
[0024]
The hydraulic substance used in the present invention is not particularly limited as long as it is used as a hydraulic substance of the conventional solidifying material for hydrous sludge stabilization treatment, and includes cement, slaked lime, quicklime, gypsum, and the like. When it is necessary to keep the pH value of the hydrous sludge after the treatment neutral, it is more preferable to use hemihydrate gypsum.
[0025]
The solidifying material for hydrous sludge stabilization treatment of the present invention may contain other components such as a superabsorbent resin as long as the function of the present invention is not impaired.
[0026]
In the present invention, the mixing time of the solidification aid for hydrous sludge stabilization and the hydraulic substance is not particularly limited, and, for example, the solidification aid for hydrous sludge stabilization and the hydraulic substance are mixed in advance. May be separately added to and mixed with the hydrous sludge. The method of mixing the solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment and the hydraulic substance is not particularly limited, and may be mixed using a known mixer or the like. In the present invention, the mixing ratio of the solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment and the hydraulic substance is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the configuration of the hydrous sludge (water content, properties of suspended particles, and the like). it can.
[0027]
The addition amount of the water-containing sludge stabilization processing solidification aids of the present invention varies depending on properties of the water content and suspended particles of water-containing sludge, water sludge stabilization processing solidifying aids for water sludge 1 m ³ 0 It is preferable to add 0.5 to 5.0 kg, more preferably 1.5 to 3.0 kg. If the addition amount is less than 0.5 kg, the cohesiveness of the hydrous sludge tends to decrease, and if it exceeds 5.0 kg, the economic efficiency tends to decrease.
[0028]
The solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment of the present invention can be suitably used for the stabilization treatment of hydrous sludge having a water content of 20 to 80% by weight, and the water content of the hydrous sludge is 30 to 50% by weight. It is further suitable for the stable treatment of hydrous sludge. The properties of the suspended particles in the hydrated sludge are not particularly limited, but are suitable for the stable treatment of hydrated sludge containing more silt / clay than gravel.
[0029]
The silt / clay content refers to suspended particles in hydrous sludge having a particle size of 74 μm or less. In addition, the above-mentioned gravel means the suspended particles in the hydrous sludge having a particle size exceeding 74 μm.
[0030]
The solidification aid for the hydrous sludge stabilization treatment of the present invention is, for example, a water-containing sludge treated when the ratio of the silt / clay component to the gravel component of the suspended particles is 1/1 (weight ratio). to sludge 1 m ^3, preferably it is added 0.5～3.0Kg, more preferably 1.0～2.0Kg. In this case, if the addition amount is less than 0.5 kg, the cohesiveness and the solidification property are liable to decrease, and if it exceeds 3.0 kg, not only the spinnability of the polyacrylamide increases, but also the workability decreases, It tends to be less economical.
[0031]
The treated soil obtained by using the solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment of the present invention is sufficiently solidified and excellent in shape retention, so that embankment, backfilling, re-use of hydrous sludge such as backfilling can be performed. Can be provided.
[0032]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
[0033]
【Example】
Example 1
(1) Preparation of solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment and solidification material for hydrous sludge stabilization treatment Powdered polyacrylamide “Acofloc A130” (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., carboxyl group content; 30 mol%, molecular weight; 1.6 × 10 ⁷ ) 10 parts by weight, 15 parts by weight of carboxymethyl cellulose (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., <2260>, degree of ether substitution: 0.88, 1% aqueous solution viscosity: 5080 mPa · s), zeolite (Sieg) 75 parts by weight (manufactured by Wright Co., Ltd., "SGW-B3") were stirred and mixed using a mixer to obtain a solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment. 2.0 g of the obtained solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment was added to 100 g of ordinary Portland cement (manufactured by Tokuyama Corporation), and stirred and mixed using a mixer to obtain a solidification material for hydrous sludge stabilization treatment.
[0034]
(2) Hydrous sludge stabilization treatment 102 g of the solidified material for hydrous sludge stabilization treatment obtained in the above (1) was added to 2 L of hydrous sludge (hydrous sludge A, B) in the mixing ratio shown in Table 1, and a mortar mixer was added. In accordance with JIS R 5201 "Physical test method of cement", the mixture was stirred and mixed at a low speed (140 ± 5 rotations / minute, about 62 rotations) for 1 minute to obtain treated soils A and B. The obtained treated soils A and B were respectively transferred to stainless steel bats (28 cm × 22 cm × height 5 cm), and in a room temperature-controlled at 20 ° C., the treated soil A was treated for 1 day, and the treated soil B was treated for 3 days. Air dried and cured.
[0035]
Example 2
As polyacrylamide, 3.5 parts by weight of powdered polyacrylamide “Acofloc A130” (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., carboxyl group content: 30 mol%, molecular weight: 1.6 × 10 ⁷ ) adjusted to 60 mesh or less, 60 mesh or less Example 1 except that 6.5 parts by weight of a powder polyacrylamide “Acofloc A130” (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., carboxyl group content; 30 mol%, molecular weight: 1.6 × 10 ⁷ ) which was not adjusted to the above was used. Similarly, a solidified material for hydrous sludge stabilization treatment was obtained. Using the obtained solidified material for hydrous sludge stabilization treatment, hydrous sludges A and B were treated in the same manner as in Example 1.
[0036]
Comparative Example 1
As a polyacrylamide, 25 parts by weight of powdered polyacrylamide “Acofloc A130” (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., carboxyl group content: 30 mol%, molecular weight: 1.6 × 10 ⁷ ) prepared to 60 mesh or less, zeolite (Sikhlite) A solidified material for hydrous sludge stabilization treatment was obtained in the same manner as in Example 1 except that 75 parts by weight of "SGW-B3" manufactured by KK was used. Using the obtained solidified material for hydrous sludge stabilization treatment, hydrous sludges A and B were treated in the same manner as in Example 1.
[0037]
Reference Example 1
In the same manner as in Example 1 except that hydroxyethyl cellulose (“SP900”, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., molar substitution degree: 2.2, 1% aqueous solution viscosity: 4520 mPa · s) was used instead of carboxymethyl cellulose. Thus, a solidified material for the hydrous sludge stabilization treatment was obtained. Using the obtained solidified material for hydrous sludge stabilization treatment, hydrous sludges A and B were treated in the same manner as in Example 1.
[0038]
Test Method (1) Measurement of Cone Index Regarding the stabilized soil obtained in Examples 1 and 2, Comparative Example 1 and Reference Example 1, "Construction Sludge Recycling Guideline" (published by; The corn index of the treated soil described in Taisei Shuppan Co., Ltd., p. 42) was measured. The results are shown in Table 2.
[0039]
(2) 90 ml of water for analysis of carboxyl group content of polyacrylamide was placed in a beaker, 0.5 ml of an N / 10 aqueous solution of sodium hydroxide was added, and about 3.5 g of methyl glycol chitosan (MGch) was placed in a 1 liter volumetric flask with stirring. Then, 5 ml of an aqueous N / 200 methyl glycol chitosan solution prepared by adding water up to the marked line was added, and the mixture was stirred for 1 minute or more. Next, 10 ml of the sample solution was gradually added, and the mixture was stirred for 5 minutes or more. After that, several drops of toluidine blue indicator (0.1 w / v%) were added, and the mixture was titrated with an N / 400 aqueous potassium potassium sulfate solution. The titration was performed at a rate of 2 ml / min. After the liquid changed from blue to reddish purple, titration was carried out for a period of holding for at least about 10 seconds, and the amount (ml) of the N / 400 polyvinyl potassium sulfate aqueous solution required for this was determined. Was. Separately, a blank test was performed on 100 ml of water, and the carboxyl group content was determined by the following formulas 1 and 2. The N / 200 methyl glycol chitosan aqueous solution can be standardized with an N / 400 aqueous solution of potassium polyvinyl sulfate.
A = (ab) × f / 2 Equation 1
B = 71.8 × A × 100 / (1000-22.96 × A) Equation 2
However, in the above equations 1 and 2,
A: Colloid equivalent value (meq / g)
B: Carboxyl group content (mol%)
a: Amount of N / 400 aqueous solution of polyvinyl potassium sulfate required for the sample solution (ml)
b: Amount (ml) of N / 400 polyvinyl potassium sulfate aqueous solution required for blank test
f: Factor of N / 400 polyvinyl potassium sulfate aqueous solution.
[0040]
[Table 1]

[0041]
[Table 2]

[0042]
【The invention's effect】
By using the solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment of the present invention, even a hydrous sludge having a fine particle size and a large content of silt / clay can be favorably stabilized. Further, the solidifying material for hydrous sludge stabilization treatment of the present invention has a high solubility in hydrous sludge and can be uniformly mixed by mixing and stirring in a short time, so that the solidification treatment can be performed efficiently. In addition, the treated soil obtained by the method for stabilizing hydrated sludge of the present invention can be used for embankment, backfilling, backfilling, and the like, and hydrated sludge can be reused.

Claims

A solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment mainly comprising polyacrylamide and cellulose ether, characterized in that said polyacrylamide contains 5 to 35% by weight and said cellulose ether contains 5 to 50% by weight. Solidification aid for stable treatment of hydrous sludge.

The solidification aid according to claim 1, wherein the polyacrylamide is a powdered anionic polyacrylamide.

The solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment according to claim 1 or 2, wherein the cellulose ether is carboxymethyl cellulose.

The solidification aid for hydrous sludge stabilization treatment according to any one of claims 1 to 3, further comprising an inorganic powder.

A solidified material for hydrous sludge stabilization, which is obtained by adding a hydraulic substance to the solidification aid for hydrous sludge stabilization according to any one of claims 1 to 4.

The solidified material for hydrous sludge stabilization treatment according to claim 5, wherein the hydraulic substance is hemihydrate gypsum.

Hydrous sludge 1 m ^3, water sludge stabilization processing method characterized by 0.5~5kg adding water sludge stabilization processing solidification aid according to any one of claims 1 to 4.