JP2007069129A - Method for manufacturing artificial sand and flocculant to be used therein - Google Patents

Method for manufacturing artificial sand and flocculant to be used therein Download PDF

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哲司 小川
Hideyasu Fukuda
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing artificial sand, in which artificial sand doing no harm to the environment can be manufactured in a short period of time from a dehydrated cake obtained from sludge and to provide a flocculant excellent when used in the method for manufacturing artificial sand. <P>SOLUTION: Since artificial sand is manufactured from sludge (the dehydrated cake) by using the flocculant, the elution of hexavalent chromium, which is the problem of the conventional method for producing artificial sand, does not arise from the artificial sand manufactured by this method and the environment is not harmed. Though it takes several weeks up to now to carry out all of manufacturing steps until the artificial sand having satisfactory hardness is obtained, several weeks can be shortened to half a day to several days since the flocculant having specific composition is used. As a result, the increase in the manufacturing cost to be caused by occupying a working place can be avoided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、汚泥から得られた脱水ケーキから砂を製造する砂製造方法及びその方法に用いる凝集剤に関し、特に、環境を害することない砂を短期間で製造できる砂製造方法及びその方法に用いる上で優れた凝集剤に関するものである。   The present invention relates to a sand production method for producing sand from a dehydrated cake obtained from sludge and a flocculant used in the method, and particularly to a sand production method and method for producing sand that does not harm the environment in a short period of time. It relates to an excellent flocculant.

従来より、汚泥（例えば、建設汚泥や浚渫土など）に、凝集剤及び灰分（焼却灰）を添加し、それらを攪拌・混合することによって、汚泥から含水率の少ない脱水ケーキを回収する方法が一般的に用いられている（例えば、特開２００４−８１９５９号公報（特許文献１））。   Conventionally, a method of recovering a dehydrated cake with low water content from sludge by adding flocculant and ash (incinerated ash) to sludge (for example, construction sludge and dredged soil) and stirring and mixing them. It is generally used (for example, JP 2004-81959 A (Patent Document 1)).

しかし、そのように回収された脱水ケーキは、従来は、埋め立てなどによって処分されていたが、処分地の枯渇化や処分コストの高騰によって、脱水ケーキの再利用が望まれている。そこで、脱水ケーキの再利用という観点において、セメントを用いて脱水ケーキから砂を得る方法が提案されている（例えば、特許第３４０４０００公報（特許文献２））。
特開２００４−８１９５９号公報 特許第３４０４０００号公報 However, the dewatered cake collected in this way has been conventionally disposed of by landfill or the like, but the reuse of the dewatered cake is desired due to the depletion of disposal sites and the increase in disposal costs. In view of reusing the dehydrated cake, a method for obtaining sand from the dehydrated cake using cement has been proposed (for example, Japanese Patent No. 3404000 (Patent Document 2)).
JP 2004-81959 A Japanese Patent No. 3404000

しかしながら、セメントを用いて砂を得た場合には、得られた砂に含まれるセメント分から溶出する六価クロムにより環境が汚染されるという問題点があった。   However, when sand is obtained using cement, there is a problem that the environment is contaminated by hexavalent chromium eluted from the cement contained in the obtained sand.

また、セメントを用いて砂を得るには、セメントと脱水ケーキとの混合物の含水率を十分に低減させる必要があり、この脱水作業は、しばしば、天日干しやプレスによって行われる。しかし、天日干しやプレスにより脱水を行った場合、砂として実用的な硬度（約１０〜２０Ｎ程度）になるまで数週間の期間を要するという問題点があった。   Further, in order to obtain sand using cement, it is necessary to sufficiently reduce the moisture content of the mixture of cement and dewatered cake, and this dewatering operation is often performed by sun drying or pressing. However, when dewatering is performed by sun drying or pressing, there is a problem that it takes several weeks to reach a practical hardness (about 10 to 20 N) as sand.

ここで、天日干しやプレスによる脱水作業は、設備や装置の規模が大きいため、砂が得られるまでの期間が長ければ長い程、作業場所の占有や大掛かりな装置の運用に伴う製造コストが嵩むことになる。   Here, since the scale of facilities and equipment for sun drying and press dehydration is large, the longer the period until sand is obtained, the higher the manufacturing costs associated with occupation of the work place and the operation of large-scale equipment. It will be.

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、汚泥から得られた脱水ケーキから、環境を害することない砂を短期間で製造することのできる砂製造方法及びその方法に用いる上で優れた凝集剤を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is used for a sand production method and a method for producing sand that does not harm the environment from a dehydrated cake obtained from sludge in a short period of time. The aim is to provide an excellent flocculant.

この目的を達成するために、請求項１記載の砂製造方法は、汚泥に凝集剤と灰分とを添加することによって得られた脱水ケーキから砂を製造する方法であって、前記脱水ケーキと凝集剤とを混合し、前記脱水ケーキから、液状部分と泥分を主成分とする凝集体との分離液を得る凝集剤混合工程と、その凝集剤混合工程により得られた分離液から前記凝集体を分離する分離工程と、その分離工程により分離された前記凝集体から、砂を造粒する造粒工程とを備えている。   In order to achieve this object, the sand production method according to claim 1 is a method for producing sand from a dehydrated cake obtained by adding a flocculant and ash to sludge, wherein the dehydrated cake and agglomerated A flocculant mixing step of obtaining a separated liquid from the liquid portion and the agglomerates mainly composed of mud from the dehydrated cake, and the agglomerates from the separated liquid obtained by the flocculant mixing step. And a granulating step for granulating sand from the agglomerates separated by the separating step.

請求項２記載の砂製造方法は、請求項１記載の砂製造方法において、前記凝集剤は、少なくとも下記成分を下記重量割合で含む：二酸化珪素１５．０〜３５．０重量部、酸化アルミニウム２０．０〜４０．０重量部、酸化第二鉄１．０〜１０．０重量部、酸化カルシウム２０．０〜４０．０重量部、酸化ナトリウム１．０〜５．０重量部、酸化カリウム０．１〜１．２重量部、酸化マグネシウム０．３〜１．８重量部、リン酸０．８〜２．５重量部、酸化チタン０．０１〜２．０重量部。   The sand production method according to claim 2 is the sand production method according to claim 1, wherein the flocculant contains at least the following components in the following weight proportion: 15.0 to 35.0 parts by weight of silicon dioxide, 20 aluminum oxide 0.040.0 parts by weight, ferric oxide 1.0-10.0 parts by weight, calcium oxide 20.0-40.0 parts by weight, sodium oxide 1.0-5.0 parts by weight, potassium oxide 0 0.1 to 1.2 parts by weight, magnesium oxide 0.3 to 1.8 parts by weight, phosphoric acid 0.8 to 2.5 parts by weight, titanium oxide 0.01 to 2.0 parts by weight.

請求項３記載の砂製造方法は、請求項１又は２記載の砂製造方法において、前記凝集剤混合工程は、複数回行われる。   The sand production method according to claim 3 is the sand production method according to claim 1 or 2, wherein the flocculant mixing step is performed a plurality of times.

請求項４記載の砂製造方法は、請求項１から３のいずれかに記載の砂製造方法において、前記造粒工程は、前記凝集剤混合工程において使用した凝集剤の添加を伴う。   The sand production method according to claim 4 is the sand production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the granulation step is accompanied by addition of a flocculant used in the flocculant mixing step.

請求項５記載の砂製造方法は、請求項１から４のいずれかに記載の砂製造方法において、前記造粒工程の後に、得られた砂をさらに混練する混練工程を備えている。   A sand production method according to a fifth aspect is the sand production method according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a kneading step of further kneading the obtained sand after the granulation step.

請求項６記載の砂製造方法は、請求項１から５のいずれかに記載の砂製造方法において、前記粉砕工程又は前記混練工程の後に、得られた砂の表面に粒子付着防止剤を被覆する被覆工程を備えている。   The sand production method according to claim 6 is the sand production method according to any one of claims 1 to 5, wherein a particle adhesion preventing agent is coated on a surface of the obtained sand after the pulverization step or the kneading step. A coating process is provided.

請求項７記載の砂製造方法は、請求項１から６のいずれかに記載の砂製造方法において、前記凝集剤混合工程において使用した凝集剤は、前記脱水ケーキを得るために使用した凝集剤と同じ凝集剤である。   The sand production method according to claim 7 is the sand production method according to any one of claims 1 to 6, wherein the flocculant used in the flocculant mixing step is the flocculant used to obtain the dehydrated cake. Same flocculant.

請求項８記載の凝集剤は、請求項１から７のいずれかに記載の砂製造方法に用いる凝集剤であって、少なくとも下記成分を下記重量割合で含む：二酸化珪素１５．０〜３５．０重量部、酸化アルミニウム２０．０〜４０．０重量部、酸化第二鉄１．０〜１０．０重量部、酸化カルシウム２０．０〜４０．０重量部、酸化ナトリウム１．０〜５．０重量部、酸化カリウム０．１〜１．２重量部、酸化マグネシウム０．３〜１．８重量部、リン酸０．８〜２．５重量部、酸化チタン０．０１〜２．０重量部。   The flocculant according to claim 8 is a flocculant used in the method for producing sand according to any one of claims 1 to 7, and includes at least the following components in the following weight ratio: silicon dioxide 15.0 to 35.0. Parts by weight, aluminum oxide 20.0-40.0 parts by weight, ferric oxide 1.0-10.0 parts by weight, calcium oxide 20.0-40.0 parts by weight, sodium oxide 1.0-5.0 Parts by weight, potassium oxide 0.1-1.2 parts by weight, magnesium oxide 0.3-1.8 parts by weight, phosphoric acid 0.8-2.5 parts by weight, titanium oxide 0.01-2.0 parts by weight .

請求項１記載の砂製造方法によれば、汚泥を脱水して得た脱水ケーキと凝集剤とが凝集剤混合工程により混合されると、脱水ケーキが液状部分と泥分の凝集体との分離液が得られる。この分離液から泥分の凝集体が分離工程により分離されて、分離された凝集体が造粒工程により造粒されて砂とされる。   According to the sand production method of claim 1, when the dewatered cake obtained by dewatering sludge and the flocculant are mixed in the flocculant mixing step, the dewatered cake is separated from the liquid portion and the mud aggregate. A liquid is obtained. Aggregates of mud are separated from the separated liquid by a separation process, and the separated aggregates are granulated by a granulation process to form sand.

よって、本発明の砂製造方法では、セメントを用いることなく砂が得られる。即ち、六価クロムの溶出による環境汚染への危惧とは無縁の環境に安全な砂を得ることができるという効果がある。   Therefore, in the sand manufacturing method of the present invention, sand can be obtained without using cement. That is, there is an effect that safe sand can be obtained in an environment unrelated to fear of environmental pollution due to elution of hexavalent chromium.

なお、特許請求の範囲及び明細書中で使用される用語「汚泥」は、法律（廃棄物の処理及び清掃に関する法律）によって産業廃棄物として分類される汚泥（例えば、建設汚泥）だけでなく、この法律によっては産業廃棄物としては分類されない泥状物質（例えば、浚渫土など）を含むことを意図する。   The term “sludge” used in the claims and the specification is not only sludge classified as industrial waste by law (law on waste disposal and cleaning) (for example, construction sludge), This law intends to include mud substances that are not classified as industrial waste (for example, dredged material).

また、本発明の砂製造方法において、凝集剤混合工程において使用する凝集剤は、脱水ケーキを得るために使用する凝集剤と同じであっても異なっていてもよい。凝集剤混合工程において使用する凝集剤と、脱水ケーキを得るために使用する凝集剤とを、同じ凝集剤とした場合には、資材管理が容易であると共に、凝集剤を貯留するホッパの共通化による製造効率の向上が図れるので好ましい。   In the sand production method of the present invention, the flocculant used in the flocculant mixing step may be the same as or different from the flocculant used to obtain the dehydrated cake. When the coagulant used in the coagulant mixing process and the coagulant used to obtain the dehydrated cake are the same coagulant, material management is easy and a common hopper for storing the coagulant is used. This is preferable because the production efficiency can be improved.

請求項２記載の砂製造方法によれば、請求項１記載の砂製造方法の奏する効果に加え、特定成分を特定割合で含み、優れた水分調整機能を発揮する凝集剤、具体的には、二酸化珪素１５．０〜３５．０重量部、酸化アルミニウム２０．０〜４０．０重量部、酸化第二鉄１．０〜１０．０重量部、酸化カルシウム２０．０〜４０．０重量部、酸化ナトリウム１．０〜５．０重量部、酸化カリウム０．１〜１．２重量部、酸化マグネシウム０．３〜１．８重量部、リン酸０．８〜２．５重量部、および酸化チタン０．０１〜２．０重量部を少なくとも含む凝集剤を用いるので、水分除去のために天日干し又はプレス等の長時間を要する作業を行う必要がなく、短期間で砂を製造できるという効果がある。よって、短期間で砂が製造できることにより、作業場所の占有による製造コストを削減できるという効果もある。   According to the sand production method according to claim 2, in addition to the effect produced by the sand production method according to claim 1, a flocculant containing a specific component in a specific ratio and exhibiting an excellent moisture adjusting function, specifically, Silicon dioxide 15.0-35.0 parts by weight, aluminum oxide 20.0-40.0 parts by weight, ferric oxide 1.0-10.0 parts by weight, calcium oxide 20.0-40.0 parts by weight, Sodium oxide 1.0-5.0 parts by weight, potassium oxide 0.1-1.2 parts by weight, magnesium oxide 0.3-1.8 parts by weight, phosphoric acid 0.8-2.5 parts by weight, and oxidation Since a flocculant containing at least 0.01 to 2.0 parts by weight of titanium is used, there is no need to perform work that requires a long time such as sun drying or pressing to remove moisture, and the effect that sand can be produced in a short period of time. There is. Therefore, since sand can be manufactured in a short period of time, the manufacturing cost due to occupation of the work place can be reduced.

また、上記組成を有する凝集剤を用いた場合、汚泥の質に依ることなく、汚泥の脱水ケーキから砂を製造できるという効果がある。また、上記組成を有する凝集剤を用いることによって、土壌として再使用可能な中性を示す砂を得ることができるという効果がある。   Moreover, when the flocculant which has the said composition is used, there exists an effect that sand can be manufactured from the dewatered cake of sludge, without depending on the quality of sludge. Moreover, there exists an effect that the sand which shows the neutrality which can be reused as soil can be obtained by using the flocculant which has the said composition.

また、上記組成を有する凝集剤を含む液体のｐＨはほぼ中性域であり、添加により生じる廃液のｐＨがアルカリ性又は酸性方向に大きく変動されないという効果がある。ここで、従来のようにセメントを用いて砂を得る場合には、セメントの添加によって廃液のｐＨが必ず強アルカリ性とされるので、廃液の中性化などの廃液処理工程が必ず必要とされていた。しかし、上記組成を有する凝集剤を用いた場合には、添加によっても廃液のｐＨが大きく変動されないので、汚泥（脱水ケーキ）の質によっては、廃液処理工程が不要とされ、その結果、作業コストを抑制することができる。   Further, the pH of the liquid containing the flocculant having the above composition is in a neutral range, and there is an effect that the pH of the waste liquid generated by the addition is not greatly changed in the alkaline or acidic direction. Here, when sand is obtained using cement as in the prior art, the waste liquid treatment step such as neutralization of the waste liquid is necessarily required because the pH of the waste liquid is always strongly alkaline by the addition of cement. It was. However, when the flocculant having the above composition is used, the pH of the waste liquid is not greatly changed by the addition, so depending on the quality of the sludge (dehydrated cake), the waste liquid treatment step is unnecessary, and as a result, the operation cost is reduced. Can be suppressed.

また、上記組成を有する凝集剤は、原料（脱水ケーキや脱水後の残留物（凝集体））の重量に対して比較的少量添加するだけで、脱水ケーキ（汚泥）から砂の製造を可能とする。よって、本発明の砂製造方法を小規模の設備で実施可能とするので、製造コストを低減することができるという効果がある。また、上記組成を有する凝集剤は、紛状の形態で、原料（脱水ケーキや脱水後の残留物（凝集体））に添加可能であるので、凝集剤を予め溶液として調整しておく作業が不要であり、作業コストや設備コストを低減することができるという効果がある。   Further, the flocculant having the above composition can be produced from dehydrated cake (sludge) by adding a relatively small amount to the weight of the raw material (dehydrated cake or residue after dehydration (aggregate)). To do. Therefore, since the sand manufacturing method of the present invention can be implemented with a small-scale facility, there is an effect that the manufacturing cost can be reduced. In addition, the flocculant having the above composition can be added to the raw material (dehydrated cake or residue after dehydration (aggregate)) in the form of a powder. This is unnecessary and has the effect of reducing work costs and equipment costs.

請求項３記載の砂製造方法によれば、請求項１又は２記載の砂製造方法の奏する効果に加え、凝集剤混合工程が複数回行われるので、脱水ケーキの含水率を砂が得られる程度にまで確実に減少させることができると共に、硬度の高い粒子から構成される凝集体を得ることができるという効果がある。   According to the sand manufacturing method according to claim 3, in addition to the effect exhibited by the sand manufacturing method according to claim 1 or 2, since the flocculant mixing step is performed a plurality of times, the water content of the dehydrated cake is such that sand can be obtained. In addition, there is an effect that it is possible to obtain an aggregate composed of particles having high hardness.

請求項４記載の砂製造方法によれば、請求項１から３のいずれかに記載の砂製造方法の奏する効果に加え、造粒工程による造粒では、凝集剤混合工程において使用された凝集剤を添加するので、より含水率が少なく、より硬度の高い砂を得ることができるという効果がある。   According to the sand manufacturing method of Claim 4, in addition to the effect which the sand manufacturing method in any one of Claim 1 to 3 has, in the granulation by the granulation step, the flocculant used in the flocculant mixing step Therefore, there is an effect that sand having lower moisture content and higher hardness can be obtained.

請求項５記載の砂製造方法によれば、請求項１から４のいずれかに記載の砂製造方法の奏する効果に加え、混練工程により、造粒工程によって得られた砂がさらに混練されるので、砂の硬度をより高めることができ、結果として、硬度の高い砂を得ることができるという効果がある。   According to the sand manufacturing method of claim 5, in addition to the effect produced by the sand manufacturing method of any one of claims 1 to 4, the sand obtained by the granulation step is further kneaded by the kneading step. There is an effect that the hardness of the sand can be further increased, and as a result, the sand having a high hardness can be obtained.

請求項６記載の砂製造方法によれば、請求項１から５のいずれかに記載の砂製造方法の奏する効果に加え、被覆工程により、粉砕工程又は混練工程によって得られた砂の表面に粒子付着防止剤が被覆されるので、得られた砂粒子が互いに付着することを防止し、良質な砂を得ることができるという効果がある。   According to the sand manufacturing method according to claim 6, in addition to the effect exhibited by the sand manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, particles are formed on the surface of the sand obtained by the crushing step or the kneading step by the coating step. Since the anti-adhesive agent is coated, the obtained sand particles are prevented from adhering to each other, and there is an effect that high-quality sand can be obtained.

請求項７記載の砂製造方法によれば、請求項１から６のいずれかに記載の砂製造方法の奏する効果に加え、凝集剤混合工程において使用した凝集と脱水ケーキを得るために使用した凝集剤とが、同じ凝集剤であるので、資材管理が容易であると共に、凝集剤を貯留するホッパの共通化による製造効率の向上が図れるという効果がある。   According to the sand manufacturing method of Claim 7, in addition to the effect which the sand manufacturing method in any one of Claim 1 to 6 shows, the agglomeration used in order to obtain the agglomeration and the dehydrated cake used in the flocculant mixing step Since the coagulant is the same coagulant, material management is easy, and there is an effect that the production efficiency can be improved by sharing the hopper for storing the coagulant.

請求項８記載の凝集剤によれば、二酸化珪素１５．０〜３５．０重量部、酸化アルミニウム２０．０〜４０．０重量部、酸化第二鉄１．０〜１０．０重量部、酸化カルシウム２０．０〜４０．０重量部、酸化ナトリウム１．０〜５．０重量部、酸化カリウム０．１〜１．２重量部、酸化マグネシウム０．３〜１．８重量部、リン酸０．８〜２．５重量部、および酸化チタン０．０１〜２．０重量部。を少なくとも含むことによって、優れた水分調整機能を発揮するので、請求項１から７のいずれかに記載の砂製造方法に用いた場合に、水分除去のために天日干し又はプレス等の長時間を要する作業を行うことなく砂を製造できるという効果がある。よって、砂が製造されるまでの期間を短縮できると共に、製造コストが削減されるという効果がある。   According to the flocculant of Claim 8, 15.0-35.0 weight part of silicon dioxide, 20.0-40.0 weight part of aluminum oxide, 1.0-10.0 weight part of ferric oxide, oxidation 20.0 to 40.0 parts by weight of calcium, 1.0 to 5.0 parts by weight of sodium oxide, 0.1 to 1.2 parts by weight of potassium oxide, 0.3 to 1.8 parts by weight of magnesium oxide, 0 phosphoric acid .8 to 2.5 parts by weight, and titanium oxide 0.01 to 2.0 parts by weight. When it is used in the sand production method according to any one of claims 1 to 7, when it is used in the sand production method according to any one of claims 1 to 7, a long period of time such as sun drying or pressing is used. There is an effect that sand can be manufactured without performing the required work. Therefore, the period until the sand is manufactured can be shortened and the manufacturing cost can be reduced.

また、請求項８記載の凝集剤を用いることにより、汚泥の質に依ることなく、汚泥の脱水ケーキから砂を製造できるという効果がある。   Further, by using the flocculant according to claim 8, there is an effect that sand can be produced from the sludge dewatered cake without depending on the quality of the sludge.

また、請求項８記載の凝集剤を用いることにより、セメントを用いることなく砂が得られる。即ち、六価クロムの溶出による環境汚染への危惧とは無縁の環境に安全な砂を得ることができるという効果がある。また、請求項８記載の凝集剤を用いることにより、土壌として再使用可能な中性を示す砂を得ることができるという効果がある。   In addition, by using the flocculant according to claim 8, sand can be obtained without using cement. That is, there is an effect that safe sand can be obtained in an environment unrelated to fear of environmental pollution due to elution of hexavalent chromium. Further, by using the flocculant according to claim 8, there is an effect that neutral sand which can be reused as soil can be obtained.

また、請求項８記載の凝集剤を含む液体のｐＨはほぼ中性域であり、添加により生じる廃液のｐＨがアルカリ性又は酸性方向に大きく変動されないという効果がある。ここで、従来のようにセメントを用いて砂を得る場合には、セメントの添加によって廃液のｐＨが必ず強アルカリ性とされるので、廃液の中性化などの廃液処理工程が必ず必要とされていた。しかし、請求項８記載の凝集剤を用いた場合には、添加によっても廃液のｐＨが大きく変動されないので、汚泥（脱水ケーキ）の質によっては、廃液処理工程が不要とされ、その結果、作業コストを抑制することができる。   Further, the pH of the liquid containing the flocculant according to claim 8 is in a substantially neutral range, and there is an effect that the pH of the waste liquid generated by the addition is not greatly changed in the alkaline or acidic direction. Here, when sand is obtained using cement as in the prior art, the waste liquid treatment step such as neutralization of the waste liquid is necessarily required because the pH of the waste liquid is always strongly alkaline by the addition of cement. It was. However, when the flocculant according to claim 8 is used, the pH of the waste liquid is not greatly changed even by the addition, so depending on the quality of the sludge (dehydrated cake), the waste liquid treatment step is not required. Cost can be suppressed.

また、請求項８記載の凝集剤は、原料（脱水ケーキや脱水後の残留物（凝集体））の重量に対して比較的少量添加するだけで、脱水ケーキ（汚泥）から砂の製造を可能とする。よって、本発明の砂製造方法を小規模の設備で実施可能とするので、製造コストを低減することができるという効果がある。また、請求項８記載の凝集剤は、紛状の形態で、原料（脱水ケーキや脱水後の残留物（凝集体））に添加可能であるので、凝集剤を予め溶液として調整しておく作業が不要であり、作業コストや設備コストを低減することができるという効果がある。   In addition, the flocculant according to claim 8 can produce sand from the dehydrated cake (sludge) by adding a relatively small amount to the weight of the raw material (dehydrated cake and dehydrated residue (aggregate)). And Therefore, since the sand manufacturing method of the present invention can be implemented with a small-scale facility, there is an effect that the manufacturing cost can be reduced. Moreover, since the flocculant according to claim 8 can be added to the raw material (dehydrated cake or residue after dehydration (aggregate)) in the form of a powder, work for preparing the flocculant as a solution in advance Is unnecessary, and there is an effect that work cost and equipment cost can be reduced.

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の砂製造方法を示すフローチャートである。図１に示すように、本発明の砂製造方法では、まず、建設汚泥や浚渫土などの汚泥から脱水ケーキの分離を行う（脱水ケーキ分離工程：S１）。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a flowchart showing the sand manufacturing method of the present invention. As shown in FIG. 1, in the sand manufacturing method of the present invention, first, dehydrated cake is separated from sludge such as construction sludge and dredged soil (dehydrated cake separation step: S1).

なお、この脱水ケーキ分離工程（Ｓ１)は公知の技術であるので、具体的な説明は省略するが、建設汚泥や浚渫土などの汚泥を洗浄して重金属成分や油分などを除去した後、その洗浄土に、凝集剤とペーパスラッジなどの灰分を含有する改質剤とをそれぞれ所定割合で混合・撹拌した後、得られた混合物を、遠心分離などによって脱水すると、目的とする脱水ケーキが得られる。   In addition, since this dewatering cake separation process (S1) is a well-known technique, a detailed description is omitted, but after removing sludge such as construction sludge and dredged soil to remove heavy metal components and oil, etc. After the flocculant and modifier containing ash such as paper sludge are mixed and stirred in the washing soil at a predetermined ratio, the resulting mixture is dewatered by centrifugation or the like to obtain the desired dehydrated cake. It is done.

次に、脱水ケーキ分離工程（S１）により得られた脱水ケーキと凝集剤Xとを混合し、脱水ケーキを固液分離させる（凝集剤混合工程：Ｓ２）。   Next, the dehydrated cake obtained in the dehydrated cake separation step (S1) and the flocculant X are mixed, and the dehydrated cake is solid-liquid separated (flocculating agent mixing step: S2).

この凝集剤混合工程（Ｓ２）では、凝集剤Xとして、少なくとも下記成分を下記重量の割合で含む凝集剤が使用される：二酸化珪素（ＳｉＯ２）１５．０〜３５．０重量部；酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）２０．０〜４０．０重量部；酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）１．０〜１０．０重量部；酸化カルシウム（ＣａＯ）２０．０〜４０．０重量部；酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）１．０〜５．０重量部；酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）０．１〜１．２重量部；酸化マグネシウム（ＭｇＯ）０．３〜１．８重量部；リン酸（Ｈ３ＰＯ４）０．８〜２．５重量部；酸化チタン（ＴｉＯ２）０．０１〜２．０重量部。 In the flocculant mixing step (S2), a flocculant containing at least the following components in the following weight ratio is used as the flocculant X: silicon dioxide (SiO 2 ) 15.0-35.0 parts by weight; aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 20.0-40.0 parts by weight; ferric oxide (Fe 2 O 3 ) 1.0-10.0 parts by weight; calcium oxide (CaO) 20.0-40.0 parts by weight Sodium oxide (Na 2 O) 1.0 to 5.0 parts by weight; potassium oxide (K 2 O) 0.1 to 1.2 parts by weight; magnesium oxide (MgO) 0.3 to 1.8 parts by weight; Phosphoric acid (H 3 PO 4 ) 0.8 to 2.5 parts by weight; titanium oxide (TiO 2 ) 0.01 to 2.0 parts by weight.

また、より好ましい凝集剤Ｘは、少なくとも下記成分を下記重量の割合で含む凝集剤である：二酸化珪素２０．０〜３０．０重量部；酸化アルミニウム２５．０〜３５．０重量部；酸化第二鉄２．０〜７．０重量部；酸化カルシウム２５．０〜４０．０重量部；酸化ナトリウム１．０〜３．０重量部；酸化カリウム０．５〜１．２重量部；酸化マグネシウム０．５〜１．５重量部；リン酸１．０〜２．０重量部；酸化チタン０．０５〜１．０重量部。   A more preferable flocculant X is a flocculant containing at least the following components in the following weight proportions: silicon dioxide 20.0-30.0 parts by weight; aluminum oxide 25.0-35.0 parts by weight; Ferric iron 2.0-7.0 parts by weight; calcium oxide 25.0-40.0 parts by weight; sodium oxide 1.0-3.0 parts by weight; potassium oxide 0.5-1.2 parts by weight; magnesium oxide 0.5 to 1.5 parts by weight; phosphoric acid 1.0 to 2.0 parts by weight; titanium oxide 0.05 to 1.0 parts by weight.

また、さらにより好ましい凝集剤Ｘは、少なくとも下記成分を下記重量の割合で含む凝集剤である：二酸化珪素２０．０〜２８．０重量部；酸化アルミニウム２８．０〜３２．０重量部；酸化第二鉄３．０〜５．０重量部；酸化カルシウム２８．０〜３８．０重量部；酸化ナトリウム１．０〜２．０重量部；酸化カリウム０．５〜１．０重量部；酸化マグネシウム０．８〜１．２重量部；リン酸１．０〜２．０重量部；酸化チタン０．０５〜０．５重量部。   Further, a more preferable flocculant X is a flocculant containing at least the following components in the following weight ratio: silicon dioxide 20.0 to 28.0 parts by weight; aluminum oxide 28.0 to 32.0 parts by weight; oxidation Ferric iron 3.0-5.0 parts by weight; calcium oxide 28.0-38.0 parts by weight; sodium oxide 1.0-2.0 parts by weight; potassium oxide 0.5-1.0 parts by weight; oxidation Magnesium 0.8 to 1.2 parts by weight; phosphoric acid 1.0 to 2.0 parts by weight; titanium oxide 0.05 to 0.5 parts by weight.

なお、上記組成を有する凝集剤Ｘは、少なくとも、二酸化珪素（ＳｉＯ２）と酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）と酸化カルシウム（ＣａＯ）と酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）と酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）とリン酸（Ｈ３ＰＯ４）と酸化チタン（ＴｉＯ２）とを、上記したような重量比で含んでいればよく、上記組成以外の成分を少量含んでいてもよい。 The flocculant X having the above composition contains at least silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), ferric oxide (Fe 2 O 3 ), calcium oxide (CaO), and sodium oxide (Na). 2 O), potassium oxide (K 2 O), magnesium oxide (MgO), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), and titanium oxide (TiO 2 ) may be contained in the above weight ratio. A small amount of components other than the composition may be contained.

例えば、下記成分を下記重量の割合で含む凝集剤Ｘを使用できる：二酸化珪素（ＳｉＯ２）２４．０重量部；酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）３０．０重量部；酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）４．０重量部；酸化カルシウム（ＣａＯ）３２．０重量部；酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）１．６重量部；酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）０．８重量部；酸化マグネシウム（ＭｇＯ）１．０重量部；リン酸（Ｈ３ＰＯ４）１．５重量部；酸化チタン（ＴｉＯ２）０．１重量部；その他の成分５．０重量部。 For example, an aggregating agent X containing the following components in the following weight ratios can be used: silicon dioxide (SiO 2 ) 24.0 parts by weight; aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 30.0 parts by weight; ferric oxide (Fe 2 O 3 ) 4.0 parts by weight; calcium oxide (CaO) 32.0 parts by weight; sodium oxide (Na 2 O) 1.6 parts by weight; potassium oxide (K 2 O) 0.8 parts by weight; magnesium oxide ( MgO) 1.0 part by weight; phosphoric acid (H 3 PO 4 ) 1.5 part by weight; titanium oxide (TiO 2 ) 0.1 part by weight; other components 5.0 parts by weight.

上記組成を有する凝集剤Ｘは、（１）汚泥に含まれる泥分を疎水化して凝集させる、即ち、固形分としての泥分が保持する水分量（含水率）の調整を図る水分調整機能（疎水機能）と、（２）凝集された泥分（固形分)に適度な親水性を付与し、残留水分によって硬結晶化させる凝結機能と、（３）凝結した泥分の硬化を促進させる硬化促進機能とを有する。   The flocculant X having the above composition is (1) a moisture adjustment function for hydrophobizing and agglomerating the mud contained in the sludge, that is, adjusting the amount of water (moisture content) retained by the mud as a solid content ( (Hydrophobic function), (2) a condensing function that imparts moderate hydrophilicity to the agglomerated mud (solid content), and hard crystallization is caused by residual moisture, and (3) a curing that promotes the hardening of the agglomerated mud. It has a promotion function.

よって、詳細は後述するが、本発明の砂製造方法において上記組成を有する凝集剤Ｘを使用した場合には、汚泥の質に依ることなく、最終的に１０〜２０Ｎ程度の硬度を有する砂又は砂礫を製造することが可能となる。また、上記組成を有する凝集剤Ｘを用いることにより、最終的に得られる砂のｐＨが、７〜８程度の中性を示すため、得られた砂をそのまま土壌として再使用することができる。   Therefore, although details will be described later, when the flocculant X having the above composition is used in the sand production method of the present invention, it does not depend on the quality of the sludge, and finally has sand having a hardness of about 10 to 20 N. It is possible to produce gravel. Moreover, since the pH of the sand finally obtained shows neutrality of about 7-8 by using the flocculant X which has the said composition, the obtained sand can be reused as soil as it is.

また、上記組成を有する凝集剤Ｘを含む液体のｐＨはほぼ中性域であり、添加により生じる廃液のｐＨがアルカリ性又は酸性方向に大きく変動されない。よって、汚泥（脱水ケーキ）の質によっては、廃液の中性化などの廃液処理工程を不要にでき、その分作業コストを抑制できるという利点がある。なお、汚泥から砂を製造するために従来において主に行われていた方法では、セメントが添加されるので、その廃液は強アルカリ性を示し、廃液に対する廃液処理工程が必ず必要とされていた。   In addition, the pH of the liquid containing the flocculant X having the above composition is in a neutral range, and the pH of the waste liquid generated by the addition is not greatly changed in the alkaline or acidic direction. Therefore, depending on the quality of the sludge (dehydrated cake), there is an advantage that a waste liquid treatment step such as neutralization of the waste liquid can be omitted, and the operation cost can be reduced accordingly. In addition, in the method mainly performed conventionally in order to manufacture sand from sludge, since cement is added, the waste liquid showed strong alkalinity, and the waste liquid treatment process with respect to the waste liquid was necessarily required.

また、上記組成を有する凝集剤Ｘは、原料（脱水ケーキや脱水後の残留物）の重量に対して、比較的少量（例えば、原料１００重量部に対して、２．５〜１５重量部程度）添加するだけで、原料からの脱水及び粒子の凝結を図ることができる。よって、本発明の砂製造方法を小規模の設備で実施可能とするので、製造コストを低減することができる。また、上記組成を有する凝集剤Ｘは、紛状の形態で、原料（脱水ケーキや脱水後の残留物）に添加可能であるので、凝集剤Ｘを予め溶液として調整しておく作業が不要であり、作業コストや設備コストを低減することができる。   In addition, the flocculant X having the above composition is a relatively small amount (for example, about 2.5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the raw material) with respect to the weight of the raw material (dehydrated cake or residue after dehydration). ) Dehydration from the raw material and aggregation of the particles can be achieved only by adding. Therefore, since the sand manufacturing method of this invention can be implemented with a small-scale facility, the manufacturing cost can be reduced. Further, since the flocculant X having the above composition can be added to the raw material (dehydrated cake or residue after dehydration) in the form of a powder, there is no need to prepare the flocculant X as a solution in advance. Yes, work costs and equipment costs can be reduced.

なお、上記した凝集剤Ｘを、脱水ケーキ分離工程（Ｓ１）において、汚泥から脱水ケーキを得るため添加する凝集剤として使用することもできる。脱水ケーキ分離工程（Ｓ１）と凝集剤混合工程（Ｓ２）とで同じ凝集剤Ｘを用いることにより、資材管理が容易化されると共に、凝集剤Ｘを貯留するホッパの共通化による製造効率の向上を図ることができるので好ましい。   In addition, the above-mentioned flocculant X can also be used as a flocculant added in order to obtain a dewatered cake from sludge in the dewatered cake separation step (S1). By using the same coagulant X in the dewatering cake separation step (S1) and the coagulant mixing step (S2), material management is facilitated and production efficiency is improved by sharing a hopper for storing the coagulant X. This is preferable.

本実施形態の凝集剤混合工程（Ｓ２）では、脱水ケーキの１００重量部に対し、上記した凝集剤Ｘを１〜２０重量部、好ましくは、２．５〜１５重量部（例えば、５〜７重量部）の割合でミキサー（例えば、強制練りミキサー（水平１軸型、水平２軸型、パン型、可傾式）、重力式ミキサー、連続練りミキサーなど）に投入し、これらを数十秒〜数分間（例えば、１０秒〜１分間程度）攪拌する。すると、脱水ケーキ中の固形分（泥分）が凝集剤Ｘによって疎水化されて凝集する。即ち、脱水ケーキ中の固形分が保持する水分の一部が排出され、その結果として、固液分離が生じる。   In the flocculant mixing step (S2) of the present embodiment, 1 to 20 parts by weight, preferably 2.5 to 15 parts by weight (for example, 5 to 7) of the above flocculant X with respect to 100 parts by weight of the dehydrated cake. Parts by weight) into a mixer (for example, forced kneading mixer (horizontal 1 axis type, horizontal 2 axis type, pan type, tilting type), gravity mixer, continuous kneading mixer, etc.) Stir for several minutes (for example, about 10 seconds to 1 minute). Then, the solid content (mud content) in the dehydrated cake is hydrophobized by the flocculant X and aggregates. That is, a part of the water retained by the solid content in the dehydrated cake is discharged, and as a result, solid-liquid separation occurs.

凝集剤混合工程（Ｓ２）に続いて、凝集剤混合工程（Ｓ２）により生じた固液分離物から、固形分から構成される凝集体の分離を行う（固液分離工程：Ｓ３）。この固液分離工程（Ｓ３）では、遠心分離機を用いて数分程度の遠心分離を行うことにより、固液分離物から凝集体部分を回収する。   Subsequent to the flocculant mixing step (S2), the agglomerates composed of solids are separated from the solid-liquid separation produced in the flocculant mixing step (S2) (solid-liquid separation step: S3). In this solid-liquid separation step (S3), the aggregate portion is recovered from the solid-liquid separation by performing centrifugation for about several minutes using a centrifuge.

次に、固液分離工程（Ｓ３）によって回収された凝集体に、凝集剤Ｘを再度加え、凝集体をさらに固液分離させる（凝集剤混合工程：Ｓ４）。本実施形態の凝集剤混合工程（Ｓ４）では、脱水ケーキの１００重量部に対し、凝集剤Ｘを１〜２０重量部、好ましくは、２．５〜１５重量部（例えば、５〜７重量部）の割合でミキサー（例えば、強制練りミキサー（水平１軸型、水平２軸型、パン型、可傾式）、重力式ミキサー、連続練りミキサーなど）に投入し、これらを数分〜数十分撹拌（例えば、２分間〜１０分間程度）する。その結果、凝集体Ｘの特性により、凝集体中の固形分（泥分）が保持する水分の一部が排出されて、固液分離が生じる。次いで、得られた固液分離物を、上記した固液分離工程（Ｓ３）と同様に遠心分離にかけ、凝集体部分を回収する（固液分離工程：Ｓ５）。   Next, the flocculant X is added again to the aggregate collected in the solid-liquid separation step (S3), and the aggregate is further solid-liquid separated (aggregating agent mixing step: S4). In the flocculant mixing step (S4) of the present embodiment, the flocculant X is 1 to 20 parts by weight, preferably 2.5 to 15 parts by weight (for example, 5 to 7 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the dehydrated cake. ) In a ratio (for example, forced kneading mixer (horizontal 1 axis type, horizontal 2 axis type, pan type, tilting type), gravity mixer, continuous kneading mixer, etc.) Stir for minutes (for example, about 2 to 10 minutes). As a result, due to the characteristics of the aggregate X, a part of the water retained by the solid content (mud) in the aggregate is discharged and solid-liquid separation occurs. Next, the obtained solid-liquid separation is centrifuged in the same manner as in the above-described solid-liquid separation step (S3), and the aggregate portion is recovered (solid-liquid separation step: S5).

複数回の凝集剤混合工程（Ｓ２，Ｓ４）の実施によって、脱水ケーキ又は凝集体（固液分離工程（Ｓ３）によって回収された凝集体）から水分が排出された結果として、より含水率の低い凝集体が得られる。即ち、凝集剤混合工程（Ｓ２）の結果として、脱水ケーキより含水率の低い凝集体が得られ、２度目の凝集剤混合工程（Ｓ４）の結果として、最初の凝集剤混合工程（Ｓ２）の結果として回収された凝集体よりも含水率の低い凝集体が得られるのである。   As a result of the water being discharged from the dehydrated cake or the aggregate (aggregate collected by the solid-liquid separation process (S3)) by performing the flocculant mixing step (S2, S4) multiple times, the moisture content is lower. Aggregates are obtained. That is, as a result of the flocculant mixing step (S2), an agglomerate having a lower water content than the dehydrated cake is obtained, and as a result of the second flocculant mixing step (S4), the first flocculant mixing step (S2) As a result, an aggregate having a lower water content than the recovered aggregate is obtained.

その一方で、上記したような凝集剤Ｘの凝結機能による固形分（泥分）の凝結によって、回収された凝集体の構成粒子は、脱水ケーキ又は凝集体（固液分離工程（Ｓ３）によって回収された凝集体）に含まれる固形分（泥分）の粒子よりも高い硬度を有する。即ち、
凝集剤混合工程（Ｓ２）の結果として、脱水ケーキに含まれる粒子より硬度の高い粒子から構成される凝集体が得られ、２度目の凝集剤混合工程（Ｓ４）の結果として、最初の凝集剤混合工程（Ｓ２）の結果として回収された凝集体よりも硬度の高い粒子から構成される凝集体が得られるのである。 On the other hand, the constituent particles of the aggregates recovered by the solidification (mud) aggregation by the coagulation function of the flocculant X as described above are recovered by the dehydrated cake or the aggregate (solid-liquid separation step (S3)). The hardness of the particles is higher than that of the solid (mud) particles contained in the aggregate. That is,
As a result of the flocculant mixing step (S2), an agglomerate composed of particles having hardness higher than the particles contained in the dehydrated cake is obtained, and as a result of the second flocculant mixing step (S4), the first flocculant is obtained. As a result of the mixing step (S2), an aggregate composed of particles having a hardness higher than that of the collected aggregate is obtained.

次いで、固液分離工程（Ｓ５）により回収された凝集体を造粒工程（S６）に供する。この造粒工程（S６）では、凝集体をミキサー（例えば、強制練りミキサー（水平１軸型、水平２軸型、パン型、可傾式）、重力式ミキサー、連続練りミキサーなど）や造粒機（例えば、パン型造粒機、ドラム型造粒機など）の刃を用いて粉砕することによって造粒を行う。この造粒工程（S６）の結果として、粒径０．１〜２０ｍｍ程度の不定形の砂粒子（砂礫性状粒子）が得られる。   Next, the aggregate recovered by the solid-liquid separation step (S5) is subjected to a granulation step (S6). In this granulation step (S6), the agglomerates are mixed with a mixer (for example, forced kneading mixer (horizontal 1 axis type, horizontal 2 axis type, bread type, tilting type), gravity mixer, continuous kneading mixer, etc.) or granulation. Granulation is performed by pulverization using a blade of a machine (for example, a bread granulator or a drum granulator). As a result of this granulation step (S6), irregular shaped sand particles (sand gravel-like particles) having a particle size of about 0.1 to 20 mm are obtained.

なお、この造粒工程（Ｓ６）による造粒の際に、凝集剤Ｘを必要に応じて添加（固液分離工程（Ｓ５）により回収された凝集体１００重量部に対して１〜２０重量部程度するように構成してもよい。造粒工程（Ｓ６）において凝集剤Ｘを添加することによって、得られる粒子の含水率の低減と硬度の向上を図ることができる。   In addition, in the granulation by the granulation step (S6), the flocculant X is added as necessary (1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aggregate recovered by the solid-liquid separation step (S5)) By adding the flocculant X in the granulation step (S6), it is possible to reduce the moisture content of the particles and improve the hardness.

造粒工程（Ｓ６）の後、造粒された粒子の硬度が砂として十分な硬度（例えば、本実施形態の場合には１０〜２０Ｎ程度）であるかを確認する（Ｓ７）。このＳ７における確認は、作業者の経験的な知見や感覚によるものであっても、硬度計などの機械的な計測によるものであってもよい。Ｓ７において確認した結果、粒子の硬度が砂として十分な硬度であれば、即ち、造粒工程（Ｓ６）による造粒によって砂粒子が得られたのであれば（Ｓ７：Ｙｅｓ）、造粒された粒子を被覆工程（Ｓ８）に供する。   After the granulating step (S6), it is confirmed whether the hardness of the granulated particles is sufficient for sand (for example, about 10 to 20 N in this embodiment) (S7). The confirmation in S7 may be based on the empirical knowledge or feeling of the operator, or may be based on mechanical measurement such as a hardness meter. As a result of confirmation in S7, if the hardness of the particles is sufficient as sand, that is, if sand particles are obtained by granulation in the granulation step (S6) (S7: Yes), the particles are granulated. The particles are subjected to a coating step (S8).

この被覆工程（Ｓ８）では、造粒された砂粒子の表面をコーティング剤で被覆する。コーティング剤としては、種々のコーティング剤（例えば、糖質やデンプン質の天然物由来のコーティング剤や、アクリル樹脂やスチレン樹脂などの合成樹脂製のコーティング剤など）を使用できる。この被覆工程（Ｓ８）により砂粒子表面がコーティングされることにより、製造された砂粒子同士が付着することがなく、転圧などの外力の付加に対しても安定である良質な砂を提供することができる。   In this coating step (S8), the surfaces of the granulated sand particles are coated with a coating agent. As the coating agent, various coating agents (for example, coating agents derived from natural substances such as sugars and starches, and coating agents made of synthetic resins such as acrylic resins and styrene resins) can be used. By coating the surface of the sand particles by this coating step (S8), the produced sand particles do not adhere to each other and provide high-quality sand that is stable against the application of external force such as rolling pressure. be able to.

一方で、Ｓ７において確認した結果、粒子の硬度が砂として不十分な硬度であれば（Ｓ７：Ｎｏ）、造粒された粒子を混練機（バドル、リボン、スクリューなどの種々の撹拌翼を利用する容器固定型混練機、容器回転型混練機、複合型混練機など）で混練する混練工程（Ｓ９）に供する。この混練工程（Ｓ９）は、原料である汚泥の成分によって異なるが、数分〜数十分程度の混練によって粒子の硬度を高めることができる。なお、この混練工程（Ｓ９）では、必要に応じて、凝集剤Ｘを添加するように構成してもよい。混練工程（Ｓ９）において凝集剤Ｘを添加することによって、得られる粒子の含水率の低減と硬度の向上を図ることができる。   On the other hand, as a result of confirmation in S7, if the hardness of the particles is insufficient as sand (S7: No), the granulated particles are used in a kneading machine (various stirring blades such as a paddle, ribbon, screw). And the like, a kneading step (S9) for kneading with a container-fixed kneader, a container rotating kneader, a composite kneader, or the like. This kneading step (S9) varies depending on the components of the sludge as the raw material, but the hardness of the particles can be increased by kneading for several minutes to several tens of minutes. In this kneading step (S9), a flocculant X may be added as necessary. By adding the flocculant X in the kneading step (S9), the moisture content of the resulting particles can be reduced and the hardness can be improved.

混練工程（Ｓ９）の後、造粒工程（Ｓ６）に戻って造粒を行う。そして、Ｓ７において、造粒された粒子の硬度が砂として十分な硬度であると確認されるまで、混練工程（Ｓ９）及び造粒工程（Ｓ６）を繰り返す。   After the kneading step (S9), the process returns to the granulating step (S6) to perform granulation. In step S7, the kneading step (S9) and the granulation step (S6) are repeated until it is confirmed that the granulated particles have sufficient hardness as sand.

上記Ｓ１〜Ｓ９の処理を行った結果として、汚泥から、１０〜２０Ｎ程度の硬度を有する粒径０．１〜２０ｍｍ程度の不定形の砂粒子（砂礫性状粒子）を得ることができるのである。   As a result of performing the processes of S1 to S9, it is possible to obtain amorphous sand particles (sand gravel-like particles) having a particle size of about 0.1 to 20 mm and having a hardness of about 10 to 20 N from the sludge.

また、上記した砂製造方法による砂の製造方法によれば、半日〜数日程度で汚泥から砂を得ることができる。   Moreover, according to the sand manufacturing method described above, sand can be obtained from sludge in about half a day to several days.

以上説明したように、本発明の砂製造方法によれば、汚泥を脱水して得た脱水ケーキから砂を製造する過程において、特定の組成を有する凝集剤Ｘなどの凝集剤を用いて脱水ケーキ中に含まれる固形分（泥分）が保水する水分を十分に排出させて造粒した結果として砂が得られる。   As described above, according to the sand production method of the present invention, in the process of producing sand from a dehydrated cake obtained by dewatering sludge, a dewatered cake using a flocculant such as flocculant X having a specific composition. Sand is obtained as a result of sufficient drainage of the water retained by the solid (mud) contained therein and granulation.

ここで、特に、凝集剤として凝集剤Ｘを用いた場合、上記した通り、凝集剤Ｘの添加後、数秒〜数十分の混合によって固液分離が行われて、固形分（泥分）の含水量を確実に低減させることができるので、汚泥を、半日〜数日程度で砂に変換することができる。   Here, in particular, when the flocculant X is used as the flocculant, as described above, after the addition of the flocculant X, solid-liquid separation is performed by mixing for several seconds to several tens of minutes. Since the water content can be reliably reduced, the sludge can be converted into sand in about half a day to several days.

即ち、本発明の砂製造方法によれば、汚泥からの水分除去のために天日干し又はプレス等の長時間を要する作業を行う必要がなく、その結果として、短期間で砂を製造できるのである。   That is, according to the sand production method of the present invention, it is not necessary to perform a long time operation such as sun drying or pressing for removing water from sludge, and as a result, sand can be produced in a short period of time. .

ここで、天日干しやプレスによる脱水作業は、設備や装置の規模が大きいため、砂が得られるまでの期間が長ければ長い程、作業場所の占有や大掛かりな装置の運用に伴う製造コストが嵩むことになる。よって、本発明の製造方法によれば、短期間で砂が製造できるので、その結果として製造コストの削減に繋がるのである。   Here, since the scale of facilities and equipment for sun drying and press dehydration is large, the longer the period until sand is obtained, the higher the manufacturing costs associated with occupation of the work place and the operation of large-scale equipment. It will be. Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, sand can be manufactured in a short period of time, resulting in a reduction in manufacturing cost.

また、本発明の砂製造方法によれば、従来から用いられていたセメントを使用することなく砂を得ることができるので、六価クロムの溶出による環境汚染への危惧とは無縁の環境に安全な砂を得ることができる。   In addition, according to the sand production method of the present invention, sand can be obtained without using a conventionally used cement. Therefore, it is safe for the environment that is not concerned with environmental pollution due to elution of hexavalent chromium. You can get the right sand.

また、本発明の砂製造方法では、特定成分（二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化第二鉄、酸化カルシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、リン酸、および酸化チタン）を特定の重量割合で含む凝集剤Ｘを用いるので、この凝集剤Ｘが持つ（１）水分調整機能（疎水機能）と（２）凝結機能と（３）硬化促進機能とにより、汚泥の質に依ることなく、最終的に十分な硬度を有する砂を製造することができるのである。   Moreover, in the sand manufacturing method of this invention, a specific component (Silicon dioxide, aluminum oxide, ferric oxide, calcium oxide, sodium oxide, potassium oxide, magnesium oxide, phosphoric acid, and titanium oxide) is contained in a specific weight ratio. Since the coagulant X is used, the coagulant X has (1) moisture adjustment function (hydrophobic function), (2) coagulation function, and (3) curing acceleration function, and finally, without depending on the quality of the sludge. Sand with sufficient hardness can be produced.

また、この凝集剤Ｘを用いることによって、セメントを用いることなく砂を製造できるので、得られた砂から六価クロムが溶出することはなく、環境汚染が生じない。   Further, by using this flocculant X, sand can be produced without using cement, so hexavalent chromium does not elute from the obtained sand, and environmental pollution does not occur.

また、特定の組成を特定の割合で含む凝集剤Ｘを用いることにより、中性を示す砂が得られるので、得られた砂をそのまま土壌として再使用することができる。   Moreover, since the sand which shows neutrality is obtained by using the flocculant X which contains a specific composition in a specific ratio, the obtained sand can be reused as soil as it is.

また、特定の組成を有する凝集剤Ｘを含む液体のｐＨはほぼ中性域であり、添加により生じる廃液のｐＨがアルカリ性又は酸性方向に大きく変動されない。よって、汚泥（脱水ケーキ）の質によっては、廃液の中性化などの廃液処理工程を不要にでき、その分作業コストを抑制できる。   Further, the pH of the liquid containing the flocculant X having a specific composition is in a neutral range, and the pH of the waste liquid generated by the addition is not greatly changed in the alkaline or acidic direction. Therefore, depending on the quality of the sludge (dehydrated cake), a waste liquid treatment process such as neutralization of the waste liquid can be eliminated, and the work cost can be reduced accordingly.

また、特定の組成を有する凝集剤Ｘを用いた場合、原料（脱水ケーキや脱水後の残留物）の重量に対する添加量を比較的少量（例えば、原料１００重量部に対して、２．５〜１５重量部程度）とすることができるので、本発明の砂製造方法を小規模の設備で実施可能とし、製造コストを低減することができる。また、特定の組成を有する凝集剤Ｘは、紛状の形態で、原料（脱水ケーキや脱水後の残留物（凝集体））に添加可能であるので、凝集剤を予め溶液として調整しておく作業を不要とすることができ、その結果として、作業コストや設備コストを低減することができる。   Moreover, when the flocculant X which has a specific composition is used, the addition amount with respect to the weight of the raw material (dehydrated cake or residue after dehydration) is relatively small (for example, 2.5 to 100 parts by weight of the raw material). 15 parts by weight), the sand production method of the present invention can be implemented with a small-scale facility, and the production cost can be reduced. Further, the flocculant X having a specific composition can be added to the raw material (dehydrated cake or residue after dehydration (aggregate)) in the form of a powder, so that the flocculant is prepared in advance as a solution. As a result, work costs and equipment costs can be reduced.

以上、好ましい実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。   Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It can be easily guessed.

例えば、上記実施形態において、砂製造方法における各工程（Ｓ１〜Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８）を、別々の装置（ミキサーや遠心分離機や造粒機など）を用いるかのように説明したが、これらの各工程を実行するのに必要な機能（撹拌や固液分離や造粒や混練など）を備えた１台の装置（例えば、撹拌や固液分離や造粒や混練の機能を備えたミキサー）を用いて実行する連続生産方式によるものであってもよい。   For example, in the said embodiment, although each process (S1-S6, S7, S8) in the sand manufacturing method was demonstrated as if a separate apparatus (a mixer, a centrifuge, a granulator, etc.) was used, these, A single unit (for example, a mixer with functions of stirring, solid-liquid separation, granulation, and kneading) that has the functions necessary to execute each step of the above (such as stirring, solid-liquid separation, granulation, and kneading) ) May be performed by a continuous production method.

上記実施形態では、凝集剤Ｘを投入する工程を２回（凝集剤投入工程（Ｓ２）及び凝集剤投入工程（Ｓ４））行うように構成したが、２回に限定されるものではなく、１回のみ（即ち、凝集剤投入工程（Ｓ２）のみ）行う構成であっても、３回以上行うような構成であってもよい。   In the above embodiment, the step of adding the flocculant X is performed twice (the flocculant charging step (S2) and the flocculant charging step (S4)). However, the present invention is not limited to two. It may be configured to perform only once (that is, only the flocculant charging step (S2)) or may be configured to perform three or more times.

凝集剤Ｘを投入する工程を複数回行うことによって、脱水ケーキの含水率を砂が得られる程度にまで確実に減少させることができると共に、硬度の高い粒子から構成される凝集体を得ることができることになる。ただし、凝集剤Ｘを投入する工程を必要以上に行うことは、資材コストの無駄であるので好ましくない。   By performing the step of adding the flocculant X a plurality of times, the moisture content of the dewatered cake can be reliably reduced to the extent that sand can be obtained, and an agglomerate composed of particles with high hardness can be obtained. It will be possible. However, it is not preferable to perform the step of adding the flocculant X more than necessary because it is a waste of material costs.

なお、上記実施形態では、造粒工程（Ｓ６）により造粒された粒子を被覆工程（Ｓ８）に供し、粒子表面をコーティング剤で被覆するように構成したが、被覆工程（Ｓ８）を行わない構成をしても良い。   In the above embodiment, the particles granulated in the granulation step (S6) are subjected to the coating step (S8) and the particle surface is coated with the coating agent, but the coating step (S8) is not performed. It may be configured.

本発明の砂製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the sand manufacturing method of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

Ｓ２，Ｓ４ 凝集剤混合工程
Ｓ３，Ｓ５ 固液分離工程（分離工程）
Ｓ６ 造粒工程
Ｓ８ 被覆工程
Ｓ９ 混練工程 S2, S4 flocculant mixing step S3, S5 solid-liquid separation step (separation step)
S6 Granulation step S8 Coating step S9 Kneading step

Claims (8)

汚泥に凝集剤と灰分とを添加することによって得られた脱水ケーキから砂を製造する砂製造方法において、
前記脱水ケーキと凝集剤とを混合し、前記脱水ケーキから、液状部分と泥分を主成分とする凝集体との分離液を得る凝集剤混合工程と、
その凝集剤混合工程により得られた分離液から前記凝集体を分離する分離工程と、
その分離工程により分離された前記凝集体から、砂を造粒する造粒工程とを備えていることを特徴とする砂製造方法。 In a sand production method for producing sand from a dehydrated cake obtained by adding a flocculant and ash to sludge,
The dehydrating cake and the flocculant are mixed, and from the dehydrated cake, a flocculant mixing step of obtaining a separated liquid from the liquid portion and the agglomerates mainly composed of mud,
A separation step of separating the agglomerates from the separation liquid obtained by the flocculant mixing step;
A sand production method, comprising: a granulation step of granulating sand from the aggregate separated by the separation step. 前記凝集剤は、少なくとも下記成分を下記重量割合で含む特徴とする請求項１記載の砂製造方法：二酸化珪素１５．０〜３５．０重量部、酸化アルミニウム２０．０〜４０．０重量部、酸化第二鉄１．０〜１０．０重量部、酸化カルシウム２０．０〜４０．０重量部、酸化ナトリウム１．０〜５．０重量部、酸化カリウム０．１〜１．２重量部、酸化マグネシウム０．３〜１．８重量部、リン酸０．８〜２．５重量部、酸化チタン０．０１〜２．０重量部。   The sand production method according to claim 1, wherein the flocculant contains at least the following components in the following weight proportion: 15.0 to 35.0 parts by weight of silicon dioxide, 20.0 to 40.0 parts by weight of aluminum oxide, Ferric oxide 1.0-10.0 parts by weight, calcium oxide 20.0-40.0 parts by weight, sodium oxide 1.0-5.0 parts by weight, potassium oxide 0.1-1.2 parts by weight, Magnesium oxide 0.3 to 1.8 parts by weight, phosphoric acid 0.8 to 2.5 parts by weight, titanium oxide 0.01 to 2.0 parts by weight. 前記凝集剤混合工程は、複数回行われることを特徴とする請求項１又は２記載の砂製造方法。   The sand production method according to claim 1 or 2, wherein the flocculant mixing step is performed a plurality of times. 前記造粒工程は、前記凝集剤混合工程において使用した凝集剤の添加を伴うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の砂製造方法。   The said granulation process is accompanied by the addition of the flocculant used in the said flocculant mixing process, The sand manufacturing method in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. 前記造粒工程の後に、得られた砂をさらに混練する混練工程を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の砂製造方法。   The sand production method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a kneading step of kneading the obtained sand after the granulation step. 前記粉砕工程又は前記混練工程の後に、得られた砂の表面に粒子付着防止剤を被覆する被覆工程を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の砂製造方法。   The sand production method according to any one of claims 1 to 5, further comprising a coating step of coating the surface of the obtained sand with a particle adhesion preventing agent after the pulverization step or the kneading step. 前記凝集剤混合工程において使用した凝集剤は、前記脱水ケーキを得るために使用した凝集剤と同じ凝集剤であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の砂製造方法。   The method for producing sand according to any one of claims 1 to 6, wherein the flocculant used in the flocculant mixing step is the same flocculant as that used to obtain the dehydrated cake. 請求項１から７のいずれかに記載の砂製造方法に用いる凝集剤であって、
少なくとも下記成分を下記重量割合で少なくとも含むを特徴とする凝集剤：二酸化珪素１５．０〜３５．０重量部、酸化アルミニウム２０．０〜４０．０重量部、酸化第二鉄１．０〜１０．０重量部、酸化カルシウム２０．０〜４０．０重量部、酸化ナトリウム１．０〜５．０重量部、酸化カリウム０．１〜１．２重量部、酸化マグネシウム０．３〜１．８重量部、リン酸０．８〜２．５重量部、酸化チタン０．０１〜２．０重量部。
A flocculant used in the sand production method according to claim 1,
Flocculant characterized by containing at least the following components in the following weight ratio: 15.0 to 35.0 parts by weight of silicon dioxide, 20.0 to 40.0 parts by weight of aluminum oxide, 1.0 to 10 of ferric oxide 0.0 parts by weight, calcium oxide 20.0-40.0 parts by weight, sodium oxide 1.0-5.0 parts by weight, potassium oxide 0.1-1.2 parts by weight, magnesium oxide 0.3-1.8 Parts by weight, phosphoric acid 0.8 to 2.5 parts by weight, titanium oxide 0.01 to 2.0 parts by weight.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112679222A (en) * 2020-12-09 2021-04-20 辽宁省环保集团有限责任公司 Resource disposal method for sludge drying incineration granulation

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