JP2007007535A - 泥水の固液分離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルタープレスや遠心分離機等の新しい設備を必要とせず、固液分離剤のコロイド当量値をある一定の値に調整してから泥水に添加することにより、利便性と即効性とを兼ね備えた固液分離剤による効率的な泥水の固液分離剤処理ができる方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 カチオン性高分子凝集剤から選ばれる１種以上とアニオン性高分子凝集剤から選ばれる１種以上とを配合する固液分離剤を用いて泥水を固液分離する方法において、固液分離剤のコロイド当量値を特定の値に調整してから泥水に添加することを特徴とする泥水の固液分離方法により、上記課題を解決する。
【選択図】 なし

Description

この発明は、泥水の固液分離方法に関する。さらに詳しくは、カチオン性高分子凝集剤から選ばれる１種以上とアニオン性高分子凝集剤から選ばれる１種以上とを配合する固液分離剤を用いて泥水を固液分離するにあたり、固液分離剤のコロイド当量値を調整してから泥水に添加する泥水の固液分離方法に関する。

様々な環境保全事業が行われている中で、水質事業の一環として進められている産業廃棄物処理分野において、ヘドロ状態の高濃度泥水の処理およびその処分が社会問題化し、その解決が要求されている。河川、海、浅い地下水脈上部などで行なわれる土木工事においては、その地理的影響から泥水の発生が避けられず、工事期間中は泥水の処理に対応しなければならない。

このような産業廃棄物処理分野で発生する汚泥や泥水を廃棄処理するために、無機凝集剤や合成高分子凝集剤等の薬剤を用いた化学的な処理や、フィルタープレスや遠心分離機による脱水機等による物理的な処理等により固液分離処理や脱水処理が行なわれている。

薬剤を用いた化学的な処理や脱水機等による物理的な処理としては、特定の共重合体を含有することを特徴とする泥水用脱水剤（例えば、特許文献１参照）、（１）カチオン性有機高分子凝集剤、（２）アニオン性有機高分子凝集剤またはノニオン性有機高分子凝集剤、（３）水溶性塩からなることを特徴とするベントナイト泥水用脱水剤（例えば、特許文献２参照）や、有機質汚泥に対し、特定の（共）重合体を添加、混合後、塩水溶液中でイオン性高分子分散剤を共存させる分散重合法により製造した高分子分散液からなるアニオン性水溶性高分子を添加、混合し、脱水機により脱水することを特徴とする有機質汚泥の脱水方法（例えば、特許文献３参照）等が提案されている。

各種凝集剤のイオン当量値を調整した汚泥の固液分離処理については既に提案されているが、それらの凝集剤を組合せた製剤のコロイド当量値を調整してから泥水に添加することについては知られていなかった。

特開２００５−３４７８７号公報 特開平５−３８４０４号公報 特開２００１−２８６８９８号公報

この発明は、フィルタープレスや遠心分離機等の新しい設備を必要とせず、固液分離剤のコロイド当量値をある一定の値に調整してから泥水に添加することにより、利便性と即効性とを兼ね備えた固液分離剤による効率的な泥水の固液分離剤処理ができる方法を提供することを課題とする。

この発明の発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、産業廃棄物処理分野で発生する汚泥や泥水を速やかに固液分離する目的で処理薬剤を添加する場合において、添加の順番やタイミングを考慮することなく、一剤の添加で即効性のある固液分離処理を可能とし、利便性と即効性とを兼ね備えた固液分離剤による効率的な泥水の固液分離処理ができることを見出し、本発明を完成するに到った。

かくして本発明によれば、カチオン性高分子凝集剤から選ばれる１種以上とアニオン性高分子凝集剤から選ばれる１種以上とを配合する固液分離剤を用いて泥水を固液分離する方法において、固液分離剤のコロイド当量値を−２．０〜＋３．０ｍｅｑ／ｇに調整してから泥水に添加することを特徴とする泥水の固液分離方法が提供される。

この発明の泥水の固液分離方法は、フィルタープレスや遠心分離機等の新しい設備を必要とせず、固液分離剤のコロイド当量値をある特定の範囲に調整することにより、利便性と即効性とを兼ね備えた固液分離剤による効率的な泥水の固液分離処理ができる。

この発明の方法で固液分離される泥水として特に制限はないが、各種産業廃棄物処理分野で発生する汚泥や泥水等で使用することができ、例えば、一般的な工事で掘削作業時に発生する泥水、トンネル工事などで用いられるベントナイトやＣＭＣで粘性を有する特殊泥水、揮発性有機塩素化合物や重金属ならびに油といった土壌汚染を招く物質に汚染された土壌を掘削除去する際に発生する泥水、公園などに設置されている観賞池や湖などの湖沼、海底質へドロなどにおいて、好適に使用することができる。

この発明で用いられるカチオン性高分子凝集剤としては特に制限はないが、例えばアクリルアミドとジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド又はこれらの塩もしくは四級化物等のカチオン性単量体との共重合物あるいはこれらカチオン性単量体の単独重合物又は共重合物などを使用することができる。

この発明で用いられるアニオン性高分子凝集剤としては特に制限はないが、例えばアクリルアミドと（メタ）アクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸あるいはこれらの塩との共重合物、ポリアクリルアミドの部分加水分解物等を使用することができる。

上記カチオン性高分子凝集剤から選ばれる１種以上とアニオン性高分子凝集剤から選ばれる１種以上とを配合する脱水剤のコロイド当量値としては、−２．０〜＋３．０ｍｅｑ／ｇ、好ましくは−１．０〜＋１．５ｍｅｑ／ｇである。コロイド当量値が−２．０ｍｅｑ／ｇ未満または＋３．０ｍｅｑ／ｇを超える場合には、フロックの形成状態が悪く十分な固液分離効果が得られないため、好ましくない。

本発明におけるコロイド当量値の調整には、カチオン性高分子凝集剤やアニオン性高分子凝集剤のコロイド当量値に左右されないことが特徴である。具体的には、弱カチオン高分子凝集剤と強アニオン高分子凝集剤、中カチオン高分子凝集剤と中アニオン高分子凝集剤、強カチオン高分子凝集剤と弱アニオン高分子凝集剤のような組合せであっても、上記のコロイド当量値内に調整されていれば、優れた固液分離効果を発揮することができる。

この発明で用いられる固液分離剤に、さらに水溶性無機塩または水溶性有機塩から選ばれる溶解促進剤を配合することが好ましい。水溶性無機塩としては、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カリウム、硝酸カリウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、スルファミン酸、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、臭化マグネシウム、塩化マグネシウム、などで代表されるナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などが挙げられる。水溶性有機塩類としては、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸など水に容易に溶解する有機酸ならびに、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩もしくはアンモニウム塩などが挙げられる。

この発明で用いられる固液分離剤の形状としては、粒状もしくは粉末状をそのまま用いてもよく溶解性を向上させるために、粒径の大きさとしては８０メッシュ以下、より好ましくは１００メッシュ以下の小さい粒径にすることで、フロック形成速度が非常に速くなり、より短時間で固液分離を行なうことができる。

本発明の泥水の固液分離方法においては、重金属などに汚染された泥水を固液分離するに際し、含有されている重金属類が無秩序に拡散することを防止する目的で、有害重金属類などによる汚染土壌の処理に使用されているベントナイト、ゼオライト、セメント、珪藻土などを本発明の効果を阻害しない範囲で併用することができる。

本発明の泥水の固液分離方法においては、固化物を再埋め立てなどに再利用しやすいようにする為の増量剤として、ペーパースラッジ焼却灰（ＰＳ焼却灰）、ごみ焼却灰、下水汚泥焼却灰などのリサイクル灰）、木粉のような廃材、食品残渣（バガス、小麦ふすま、大豆かす、パイナップルかすなど）、家畜飼料や有機質肥料（トウモロコシ外皮粉に複数アミノ酸を含浸させたグルテンフィード（王子コーンスターチ社製）、かに殼、魚粉など）などのような増量剤を本発明の効果を阻害しない範囲で併用することができる。

本発明の泥水の固液分離方法においては、固化物を再利用するに際して強度が不足することが予測される場合などにおいて、セメント、石膏などの強度発現剤を本発明の効果を阻害しない範囲で併用することができる。

本発明の泥水の固液分離方法においては、特にｐＨ調整剤を必要としない。しかしながら、泥水のｐＨが経時的に変化したり、特異的にｐＨが酸もしくはアルカリ側に偏っていたりして、ｐＨ調整を併用した方がより効果的であると判断した場合には、固液分離剤の添加前に泥水のｐＨ調整を行なうか、固液分離剤にｐＨ緩衝剤を併用してもよい。

本発明の固液分離方法により分離された泥水のフロックは、ベルトプレス、スクリュープレス、フィルタープレス等の圧搾脱水機、または、遠心分離機、真空濾過機等の圧力脱水機で脱水処理される。本発明の固液分離方法により、これらの脱水機による脱水効率もしくは単位時間当たりの泥水処理量が向上し、経済性を高めることができる。

この発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、これらの実施例によりこの発明が限定されるものではない。なお、試験例で用いた各種高分子凝集剤は、以下の通りである。

（カチオン性高分子凝集剤）
ＦＣ−３００ ： スミフロックＦＣ−３００ （住友化学株式会社製）
ＣＨ−００９Ｐ ： サンフロックＣＨ−００９Ｐ （三洋化成株式会社製）
ＣＨ−８０９Ｐ ： サンフロックＣＨ−８０９Ｐ （三洋化成株式会社製）
（アニオン性高分子凝集剤）
ＡＨ−３３０Ｐ ： サンフロックＡＨ−３３０Ｐ （三洋化成株式会社製）
ＡＨ−２０２５Ｐ： サンフロックＡＨ−２０２５Ｐ（三洋化成株式会社製）
ＡＳ−１１０Ｐ ： サンフロックＡＳ−１１０Ｐ （三洋化成株式会社製）
（ノニオン性高分子凝集剤）
Ｎ−０Ｐ ： サンフロックＮ−０Ｐ （三洋化成株式会社製）

試験例１ 各種高分子凝集剤の組合せによる固液分離効果確認試験
黒土及びまさ土を１１０℃で乾燥させ、篩いを通過させて２ｍｍ以下の粒径に整えて乾燥土とした。この乾燥土に水道水を加えて、含水比が９００％となるように調整した模擬泥水を比色管に１００ｍｌずつ入れた。さらに、表１及び２に示す供試薬剤を、土壌に対して０．０５％となるように混合した。その後、３０秒間天地撹拌を行ない、３０秒間静置させてからフロック形成具合ならびに上澄み液の清澄度合いを目視観察して効果の判定を行なった。判定基準は、以下に示す通りである。黒土の測定結果を表１に、まき土の測定結果を表２に示す。なお用いた黒土及びまさ土のイオン強度は、それぞれ中性とアニオン性であった。

（フロック形成状態）
◎ ： 中フロック
○ ： 小フロック
△ ： 細かいフロック
× ： フロック出来ない
（上澄みの状態）
◎ ： 透明
○ ： ほぼ透明
△ ： 若干濁っている
× ： 濁っている

表１ならびに表２の結果より、カチオン性凝集剤単独もしくはアニオン性凝集剤単独のいずれよりも、各々を組み合わせた方がフロック形成状態ならびに上澄み液の状態が良好であった。

試験例２ 各種高分子凝集剤の組合せによる固液分離効果確認試験
黒土を用いて、試験例１と同様のやり方でフロック形成具合ならびに上澄み液の清澄度合いを目視観察して効果の判定を行なった。測定結果を表３に示す。なお、用いた黒土のイオン強度は中性であった。

表３の結果より、高分子凝集剤が個別で有しているイオン強度に関わらず、カチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤とを適切なコロイド当量値に調整することで、フロック形成状態及び上澄みの状態が良好であることがわかった。処理技術と比較して、同等以上の浄化能力を有していることがわかる。

一般的な工事の際に発生する泥水、公園などに設置されている観賞池や湖などの湖沼、海底質へドロなどにおいて利用することができる。

Claims (2)

1. カチオン性高分子凝集剤から選ばれる１種以上とアニオン性高分子凝集剤から選ばれる１種以上とを配合する固液分離剤を用いて泥水を固液分離する方法において、固液分離剤のコロイド当量値を−２．０〜＋３．０ｍｅｑ／ｇに調整してから泥水に添加することを特徴とする泥水の固液分離方法。
2. さらに、水溶性無機塩または水溶性有機塩から選ばれる溶解促進剤を固液分離剤に配合することを特徴とする請求項１記載の泥水の固液分離方法。