JP2007126558A - Mud improving agent and mud improving method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、泥土［特に、高含水比の泥土（含水汚泥、含水土壌、含水泥土）］を改質するのに有用な改質剤、およびこの改質剤を用いた泥土改質方法に関する。 The present invention relates to a modifier useful for modifying mud [especially mud with high water content (hydrous sludge, hydrous soil, hydrous mud)], and a mud reforming method using this modifier.
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、浚藻等の土木工事で発生する含水汚泥や水中に堆積している水中泥状堆積物等の含水汚泥を除去又は廃棄するため、これらの含水汚泥を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。しかし、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。 In general, in order to remove or dispose of water-containing sludge such as water-containing sludge generated in boring work, foundation work for structures, underground tunnel excavation work, civil engineering work such as diatoms, and underwater mud-like sediments accumulated in water, The method of carrying out the water-containing sludge to a disposal site with a truck etc. is used. However, these water-containing sludges have high fluidity and are difficult to transport.
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（固化剤）を添加し、含水汚泥を減容化又は固化させる方法が開発されている。このような含水汚泥固化材としては、例えば、セメント、生石灰、有機高分子吸水剤、無機吸水剤などの水硬性物質、水溶性高分子（ポリアクリルアミドなど）などが知られている。しかし、水硬性物質では、比較的大量に添加し、且つ比較的時間をかけなければ、初期の効果を得ることができず、また、水溶性高分子では、汚泥（処理土）の強度を確保し難く、費用的にも問題があった。 Therefore, a method of reducing the volume or solidifying the water-containing sludge by adding a solidifying material (solidifying agent) to reduce the fluidity of these water-containing sludge has been developed. As such a water-containing sludge solidifying material, for example, hydraulic substances such as cement, quicklime, organic polymer water-absorbing agent, inorganic water-absorbing agent, water-soluble polymer (polyacrylamide, etc.) are known. However, if a hydraulic substance is added in a relatively large amount and a relatively long time is not taken, the initial effect cannot be obtained, and a water-soluble polymer ensures the strength of sludge (treated soil). It was difficult and expensive.
種々の固化材を組み合わせる試みもなされており、例えば、水溶性高分子とセメント等の水硬性物質との組成物、有機高分子吸水剤や無機吸水剤等の吸水性に優れた成分と水硬性物質等の固化成分との組成物、水溶性高分子と金属塩との組成物などが知られている。 Attempts have been made to combine various solidifying materials, for example, compositions of water-soluble polymers and hydraulic materials such as cement, components having excellent water absorption properties such as organic polymer water-absorbing agents and inorganic water-absorbing agents, and hydraulic properties. Compositions with solidifying components such as substances and compositions of water-soluble polymers and metal salts are known.
具体的には、特開平８−３３３５７１号公報（特許文献１）には、（Ａ）合成水溶性高分子（例えば、アニオン性ポリアクリルアミドなど）と天然水溶性高分子（例えば、グアガムなど）との混合物が０．２〜１０重量部、（Ｂ）無機物粉末および／または有機物粉末（例えば、籾殻粉末、胡桃粉末、椰子殻粉末、木粉など）が０．２〜２０重量部、および（Ｃ）無機系固化剤（例えば、ポルトランドセメント、混合セメント、特殊セメント、改良セメント、生石灰、消石灰など）１０〜２００重量部からなる残土固化処理剤が開示されている。また、この文献には、前記無機物粉末として、例えば、タルク、ケイソウ土、カオリン、ベントナイト、硅砂、珪酸ソーダ、炭酸カルシウム、ゼオライト、水砕スラグ、石膏、シラスバルーン、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、フライアッシュ、ポゾランなどの粉末が用いられ、固化速度の速さ、および固化後の状態が良好な点でタルク、ベントナイト、硅砂、炭酸カルシウム、ゼオライト、水砕スラグが好ましく用いられることが記載されている。 Specifically, JP-A-8-333571 (Patent Document 1) includes (A) a synthetic water-soluble polymer (for example, anionic polyacrylamide) and a natural water-soluble polymer (for example, guar gum). 0.2 to 10 parts by weight of a mixture of (B) inorganic powder and / or organic powder (for example, rice husk powder, walnut powder, coconut shell powder, wood powder, etc.) 0.2 to 20 parts by weight, and (C ) A residual soil solidifying agent comprising 10 to 200 parts by weight of an inorganic solidifying agent (for example, Portland cement, mixed cement, special cement, improved cement, quicklime, slaked lime, etc.) is disclosed. Further, in this document, as the inorganic powder, for example, talc, diatomaceous earth, kaolin, bentonite, silica sand, sodium silicate, calcium carbonate, zeolite, granulated slag, gypsum, shirasu balloon, polyaluminum chloride, sulfate band, fly It is described that powders such as ash and pozzolana are used, and talc, bentonite, cinnabar sand, calcium carbonate, zeolite, and granulated slag are preferably used in terms of a high solidification rate and a good state after solidification. .
また、特開平６−２１８３９５号公報（特許文献２）には、含水汚泥またはヘドロに、部分鹸化ポリビニルアルコール及び水ガラスを添加して混合することを特徴とする含水汚泥またはヘドロの団粒化処理方法が開示されている。 Further, JP-A-6-218395 (Patent Document 2) discloses a hydrous sludge or sludge agglomeration treatment characterized in that partially saponified polyvinyl alcohol and water glass are added to and mixed with hydrous sludge or sludge. A method is disclosed.
さらに、特公平７−１１２５６０号公報（特許文献３）には、珪酸ソーダと溶媒水とからなる組成物Ａ液と、（１）２価又は３価の鉄塩及びアルミニウムの硫酸塩を含有する混合物、又は（２）２価又は３価の鉄塩及びアルミニウムの硫酸塩を含有する混合物に更にアルカリ土類金属塩を加えた混合物から選ばれる混合物を主成分とし、該無機塩の混合物を溶媒水に溶解してなる組成物Ｂ液との二液成分系からなる泥土硬化処理剤が開示されている。 Furthermore, Japanese Patent Publication No. 7-112560 (Patent Document 3) contains a composition A liquid consisting of sodium silicate and solvent water, and (1) a divalent or trivalent iron salt and an aluminum sulfate. A mixture, or (2) a mixture selected from a mixture containing a divalent or trivalent iron salt and an aluminum sulfate and an alkaline earth metal salt as a main component, and the inorganic salt mixture as a solvent A mud hardening agent comprising a two-component system with a composition B solution dissolved in water is disclosed.
さらにまた、特開平８−３３３５７３号公報（特許文献４）には、（Ａ）水性高分子（例えば、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ソーダ、グアガムなどの水溶性高分子、アクリル酸塩重合体の架橋物などの吸水性樹脂）が０．２〜１０．０重量部、（Ｂ）アルカリ金属イオンを含有する塩類（例えば、ケイ酸塩、ハロゲン化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩など）が０．２〜２０．０重量部、および（Ｃ）セメントが１０〜２００重量部からなる残土改良剤が開示されている。 Furthermore, JP-A-8-333573 (Patent Document 4) discloses (A) an aqueous polymer (for example, a water-soluble polymer such as polyacrylamide, polyethylene oxide, sodium polyacrylate, guar gum, acrylate heavy polymer). 0.2-10.0 parts by weight of a water-absorbing resin such as a cross-linked product), (B) salts containing alkali metal ions (for example, silicates, halides, carbonates, sulfates, nitrates, etc.) Is a residual soil improving agent comprising 0.2 to 20.0 parts by weight of (C) and 10 to 200 parts by weight of cement.
また、特開平９−１７６６４３号公報（特許文献５）には、水ガラスと、酸性物質と、水硬性物質とからなることを特徴とする含水泥土の粒子化剤が開示されている。この文献には、前記酸性物質として、酢酸、クエン酸等の比較的低分子量の有機酸、およびその部分塩；硫酸、塩酸等の無機酸；加水分解によって酢酸を生じるグリオキサール；カルボキシル基を含有する比較的高分子量の有機酸およびその部分塩（例えば、ポリアクリル酸、その部分塩）などを例示しており、ポリアクリル酸および／またはその部分塩が特に好ましいことが記載されている。また、この文献には、前記粒子化剤が、さらに、塩化カルシウム（無水物，二水塩，六水塩）、酢酸カルシウム（無水塩，一水塩，二水塩）、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウム等の多価金属化合物を含んでいてもよいこと、塩化カルシウム・二水塩が特に好ましいことが記載されている。また、この文献には、水分量が多い含水泥土は、再度固液分離を行い、水分量を低減すればよいと記載されている。 JP-A-9-176663 (Patent Document 5) discloses a hydrous mud granulating agent characterized by comprising water glass, an acidic substance, and a hydraulic substance. This document contains, as the acidic substance, organic acids having a relatively low molecular weight such as acetic acid and citric acid, and partial salts thereof; inorganic acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid; glyoxal that generates acetic acid by hydrolysis; and carboxyl groups Examples include relatively high molecular weight organic acids and partial salts thereof (for example, polyacrylic acid and partial salts thereof), and it is described that polyacrylic acid and / or partial salts thereof are particularly preferable. In addition, in this document, the granulating agent further includes calcium chloride (anhydride, dihydrate, hexahydrate), calcium acetate (anhydrous salt, monohydrate, dihydrate), aluminum sulfate, aluminum chloride. It is described that polyvalent metal compounds such as ferrous chloride, ferric chloride and polyaluminum chloride may be contained, and that calcium chloride dihydrate is particularly preferable. In addition, this document describes that a water-containing mud with a large amount of water may be subjected to solid-liquid separation again to reduce the amount of water.
さらに、特開平１０−１６５９９８号公報（特許文献６）には、(Ａ)無機凝結性化合物及び(Ｂ)水溶性高分子化合物を含有することを特徴とするアルカリ性泥土の改質剤が開示されている。この文献には、無機凝結性化合物の例として、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カリウムアルミニウム、硫酸アンモニウムアルミニウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カルシウム、チオ硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カルシウム、ホウ酸、モリブデン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、水酸化ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、コロイダルシリカなどが記載されている。また、水溶性高分子化合物の例としては、デンプン、マンナン、アルギン酸ナトリウム、ローカストビーンガム、グアーガム、ペクチン、キサンタンガム、デキストラン、ゼラチン、ラムザンガム、ジェランガムなどの天然水溶性高分子化合物、ビスコース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カチオン化セルロース、α化デンプン、カルボキシルデンプン、ジアルデヒドデンプン、カチオン化デンプン、デキストリン、ブリティシュゴム、カチオン化グアーガム、アニオン化グアーガム、メチルグリコールキトサンなどの半合成水溶性高分子化合物、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリ（メタ）アクリル酸又はそのナトリウム塩、ポリ（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルメチルエーテルなどの合成水溶性高分子化合物などが記載されている。 Further, JP-A-10-165998 (Patent Document 6) discloses an alkaline mud modifier characterized by containing (A) an inorganic coagulating compound and (B) a water-soluble polymer compound. ing. Examples of inorganic coagulating compounds include sodium chloride, calcium chloride, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, sodium sulfate, aluminum sulfate, potassium aluminum sulfate, aluminum aluminum sulfate, sodium thiocyanate, calcium thiocyanate, Sodium thiosulfate, sodium nitrate, calcium nitrate, sodium nitrite, calcium nitrite, boric acid, sodium molybdate, sodium aluminate, potassium aluminate, sodium hydroxide, sodium metasilicate, sodium silicate, potassium silicate, colloidal Silica and the like are described. Examples of water-soluble polymer compounds include starch, mannan, sodium alginate, locust bean gum, guar gum, pectin, xanthan gum, dextran, gelatin, lambzan gum, gellan gum and other natural water-soluble polymer compounds, viscose, methylcellulose, Semi-synthetic water-soluble such as ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, cationized cellulose, pregelatinized starch, carboxyl starch, dialdehyde starch, cationized starch, dextrin, British gum, cationized guar gum, anionized guar gum, methyl glycol chitosan High molecular compound, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, poly (meth) acrylamide, poly (meth) acrylic acid or its sodium Unsalted, poly (meth) acryloyloxyethyl trimethyl ammonium chloride, polyethylene oxide, synthetic water-soluble polymer compound such as polyvinyl methyl ethers.
しかし、これらの文献に記載の固形材であっても、未だ満足に汚泥を固化できない。特に、含水汚泥の種類によって、固化の効果に大きな差が出たり、特に電解質や有機物を多く含む含水汚泥の場合には、固化材（剤）の添加量が多量になるなどの問題があった。
従って、本発明の目的は、泥土（例えば、汚泥）を効率よく固化（又は半固化又は減容）できる泥土改質剤およびこの泥土改質剤を用いた泥土改質方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a mud modifying agent capable of efficiently solidifying (or semi-solidifying or reducing volume) mud (for example, sludge) and a mud modifying method using the mud modifying agent. .
本発明の他の目的は、泥土の種類や含水割合などにかかわらず、安定して泥土を固化できる泥土改質剤およびこの泥土改質剤を用いた泥土改質方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a mud modifier that can solidify mud stably regardless of the type and moisture content of the mud, and a mud reforming method using the mud modifier.
本発明のさらに他の目的は、高い含水割合の泥土（例えば、含水汚泥）であっても、比較的少量で効率よく固化できる泥土改質剤およびこの泥土改質剤を用いた泥土改質方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a mud modifying agent that can be solidified efficiently in a relatively small amount even if it is a mud with a high water content (for example, water containing sludge), and a mud modifying method using the mud modifying agent. Is to provide.
本発明の別の目的は、電解質や有機物を含む泥土などであっても、安定して固化できる泥土改質剤およびこの泥土改質剤を用いた泥土改質方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a mud modifying agent that can be solidified stably even if it is mud containing electrolytes or organic matter, and a mud modifying method using the mud modifying agent.
本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、珪酸ソーダ水溶液と、特定の水溶性高分子と、酸性無機物質と（さらには、水硬性物質と）の特定の組み合わせにより、泥土（特に、高含水比の泥土）を効率よく安定して固化できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventor obtained mud soil (by a specific combination of a sodium silicate aqueous solution, a specific water-soluble polymer, an acidic inorganic substance (and a hydraulic substance)). In particular, the present inventors have found that a mud having a high water content can be efficiently and stably solidified.
すなわち、本発明の泥土改質剤は、珪酸ソーダ水溶液と、非ポリアクリル酸系水溶性高分子［すなわち、ポリアクリル酸類（例えば、ポリアクリル酸及びその部分塩など）を除く水溶性高分子］と、酸性無機物質とで構成されている。前記水溶性高分子は、アニオン性水溶性高分子、例えば、アニオン性のポリアクリルアミド系樹脂（例えば、ポリアクリルアミド系樹脂の加水分解物）およびカルボキシアルキルセルロース類（特に、カルボキシメチルセルロース類）から選択された少なくとも１種で構成されていてもよい。代表的には、前記水溶性高分子は、（i）数平均分子量１０００万以上を有し、かつアクリルアミド単位全体の１５〜５０モル％がアニオン化されたポリアクリルアミド系樹脂の加水分解物、および（ii）カルボキシメチル基の平均置換度が０．８５〜１．７であり、かつＢ型粘度計を用いて、６０ｒｐｍおよび２５℃の条件下で測定したときの１重量％水溶液粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以上であるカルボキシメチルセルロース類から選択された少なくとも１種で構成されていてもよい。 That is, the mud modifier of the present invention includes a sodium silicate aqueous solution and a non-polyacrylic acid-based water-soluble polymer [that is, a water-soluble polymer excluding polyacrylic acids (for example, polyacrylic acid and its partial salts)]. And an acidic inorganic substance. The water-soluble polymer is selected from an anionic water-soluble polymer, for example, an anionic polyacrylamide resin (for example, a hydrolyzate of a polyacrylamide resin) and carboxyalkyl celluloses (particularly carboxymethyl celluloses). Moreover, you may be comprised by at least 1 type. Typically, the water-soluble polymer comprises (i) a hydrolyzate of a polyacrylamide resin having a number average molecular weight of 10 million or more and anionized 15 to 50 mol% of the entire acrylamide unit; (Ii) The average degree of substitution of the carboxymethyl group is 0.85 to 1.7, and the viscosity of a 1% by weight aqueous solution measured at 60 rpm and 25 ° C. using a B-type viscometer is 1000 mPa · You may be comprised by at least 1 sort (s) selected from the carboxymethylcellulose which is more than s.
前記酸性無機物質は、例えば、アルミニウム化合物（例えば、ポリ塩化アルミニウム）および鉄化合物（例えば、ポリ硫酸第二鉄）から選択された少なくとも１種で構成されていてもよい。本発明の泥土改質剤において、前記酸性無機物質の割合は、珪酸ソーダ１００重量部に対して、例えば、２０〜１５０重量部程度であってもよい。 The acidic inorganic substance may be composed of, for example, at least one selected from an aluminum compound (for example, polyaluminum chloride) and an iron compound (for example, polyferric sulfate). In the mud modifier, the proportion of the acidic inorganic substance may be, for example, about 20 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of sodium silicate.
代表的な本発明の泥土改質剤には、（i）水溶性高分子が、アクリルアミド単位全体の１０〜６０モル％がアニオン化されたポリアクリルアミド系樹脂の加水分解物、およびカルボキシメチル基の平均置換度が０．８５〜１．７であるカルボキシメチルセルロース類から選択された少なくとも１種で構成されており、（ii）酸性無機物質が、塩基度７０％以上のポリ塩化アルミニウム、およびポリ硫酸第二鉄から選択された少なくとも１種で構成されており、（iii）酸性無機物質の割合が、珪酸ソーダ水溶液１００重量部に対して、３０〜１００重量部である泥土改質剤などが含まれる。 In the typical mud modifier of the present invention, (i) the water-soluble polymer is a hydrolyzate of polyacrylamide resin in which 10 to 60 mol% of the entire acrylamide unit is anionized, and carboxymethyl group It is composed of at least one selected from carboxymethylcelluloses having an average degree of substitution of 0.85 to 1.7, and (ii) polyaluminum chloride having a basicity of 70% or more, and polysulfuric acid It is composed of at least one selected from ferric iron, and includes (iii) a mud modifier that has an acidic inorganic substance content of 30 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of a sodium silicate aqueous solution. It is.
前記泥土改質剤は、さらに、水硬性物質（例えば、セメントなど）で構成されていてもよい。 The mud modifier may be further composed of a hydraulic substance (for example, cement).
本発明の泥土改質剤は、高含水比の泥土（汚泥）であっても効率よく改質（固化）でき、例えば、含水比が１００重量％以上の泥土を改質するために用いる泥土改質剤であってもよい。 The mud modifier of the present invention can be efficiently reformed (solidified) even if it is a mud with a high water content (sludge). For example, the mud amendment used to reform mud with a water content of 100% by weight or more. It may be a quality agent.
本発明には、泥土と前記泥土改質剤とを混合することにより、泥土を改質する方法も含まれる。このような泥土改質方法では、泥土と、珪酸ソーダ及び水溶性高分子とを混合したのち、酸性無機物質を混合してもよい。また、このような泥土改質方法では、酸性無機物質を混合したのち、さらに水硬性物質を混合してもよい。代表的な泥土改質方法では、珪酸ソーダ水溶液１００重量部に対して酸性無機物質２０〜１５０重量部の割合で、かつ泥土１００重量部に対して、珪酸ソーダ水溶液０．５〜１０重量部、水溶性高分子０．０５〜２重量部および水硬性物質５〜４０重量部の割合で混合してもよい。 The present invention also includes a method for modifying mud by mixing mud and the mud modifier. In such a mud modification method, after mixing mud, sodium silicate, and a water-soluble polymer, an acidic inorganic substance may be mixed. In such a mud reforming method, after mixing an acidic inorganic substance, a hydraulic substance may be further mixed. In a typical mud reforming method, the ratio of acidic inorganic substance 20 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of sodium silicate aqueous solution, and 0.5 to 10 parts by weight of sodium silicate aqueous solution with respect to 100 parts by weight of mud, You may mix in the ratio of 0.05-2 weight part of water-soluble polymers, and 5-40 weight part of hydraulic substances.
本発明の泥土改質剤では、珪酸ソーダ水溶液と、特定の水溶性高分子と、酸性無機物質とを組み合わせことにより、泥土（例えば、汚泥）を効率よく固化（又は半固化又は減容）するのに有用である。そして、このような本発明の泥土改質剤では、泥土（又は泥土の構成成分）の種類や含水割合（含水比）などにかかわらず、安定して泥土を固化できる。また、本発明の泥土改質剤は、高い含水割合の泥土（例えば、含水汚泥）であっても、比較的少量で効率よく固化できる。さらに、本発明の泥土改質剤は、電解質や有機物を含む泥土などであっても、安定して固化できる。このような本発明の泥土改質剤を用いると、泥土を改質（処理）して容易に再利用できる。 In the mud modifier of the present invention, mud (for example, sludge) is efficiently solidified (or semi-solidified or reduced in volume) by combining a sodium silicate aqueous solution, a specific water-soluble polymer, and an acidic inorganic substance. Useful for. And with such a mud modifier of the present invention, mud can be solidified stably regardless of the type of mud (or a constituent of the mud) or the water content (water content ratio). Further, the mud modifier of the present invention can be solidified efficiently in a relatively small amount even if it is mud with a high water content (for example, water-containing sludge). Furthermore, the mud modifying agent of the present invention can be solidified stably even if it is mud containing electrolytes or organic substances. When such a mud modifying agent of the present invention is used, the mud can be modified (treated) and easily reused.
本発明の泥土改質剤は、珪酸ソーダ水溶液と、非ポリアクリル酸系水溶性高分子と、酸性無機物質との特定の組み合わせで少なくとも構成されている。このような組み合わせにより効率よく泥土を固化できる理由は定かではないが、次のように考えられる。すなわち、水溶性高分子は、泥土中の水分を吸収しながら溶解して、懸濁分散する微粒子に吸着するとともに微粒子を凝集させる。しかし、泥土中には、通常、金属イオンが存在しており、このような金属イオンが水溶性高分子の溶解性を低下させる。そこで、珪酸ソーダ水溶液を泥土中に共存させて、この珪酸ソーダ水溶液が前記金属イオンを不活性化することにより、水溶性高分子の溶解性を向上させる。そして、さらに、泥土中に無機酸性物質を共存させ、珪酸ソーダの中和を促進することにより、珪酸（又は珪酸イオン）の生成及び重合が促進し、水溶性高分子が吸着した泥土中の懸濁粒子を強く凝集させ、泥土を効率よく固化（又は減容）できる。 The mud modifier of the present invention comprises at least a specific combination of a sodium silicate aqueous solution, a non-polyacrylic acid-based water-soluble polymer, and an acidic inorganic substance. The reason why mud can be efficiently solidified by such a combination is not clear, but is considered as follows. That is, the water-soluble polymer dissolves while absorbing moisture in the mud, adsorbs to the suspended and dispersed fine particles, and aggregates the fine particles. However, usually metal ions are present in the mud, and such metal ions reduce the solubility of the water-soluble polymer. Therefore, the solubility of the water-soluble polymer is improved by allowing the aqueous solution of sodium silicate to coexist in the mud and the aqueous solution of sodium silicate inactivates the metal ions. Further, by coexisting an inorganic acidic substance in the mud and promoting the neutralization of sodium silicate, the generation and polymerization of silicic acid (or silicate ions) are promoted, and the suspension in the mud adsorbed with the water-soluble polymer is promoted. Suspended particles can be strongly agglomerated and mud can be efficiently solidified (or reduced in volume).
なお、本発明の泥土改質剤（泥土改質用キット）において、各成分（例えば、珪酸ソーダ、水溶性高分子、および酸性無機物質）は、少なくとも泥土（被処理泥土）中に共存させることができればよく、予め組成物（又は混合物）を形成していてもよく、泥土に個別に混合して用いてもよい。すなわち、珪酸ソーダと、水溶性高分子と、酸性無機物質とで泥土改質用キット（泥土改質キット）を構成してもよい。 In the mud modifying agent (mud modifying kit) of the present invention, each component (for example, sodium silicate, water-soluble polymer, and acidic inorganic substance) is allowed to coexist in at least mud (treated mud). The composition (or mixture) may be formed in advance, or may be used by individually mixing with mud. That is, a mud modification kit (mud modification kit) may be composed of sodium silicate, a water-soluble polymer, and an acidic inorganic substance.
［珪酸ソーダ水溶液］
珪酸ソーダは、分子式（又は組成式）［Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２・ｘＨ２Ｏ］で表される化合物である。本発明では、一般に「水ガラス」と呼ばれる珪酸ソーダの水溶液（珪酸ソーダ水溶液）を好適に使用でき、このような珪酸ソーダ水溶液において珪酸ソーダは、通常、下記式（１）で表されるモル比ｎが１以上の珪酸ソーダである。
[Sodium silicate aqueous solution]
Sodium silicate is a compound represented by a molecular formula (or composition formula) [Na 2 O.nSiO 2 .xH 2 O]. In the present invention, an aqueous solution of sodium silicate generally called “water glass” (sodium silicate aqueous solution) can be suitably used. In such an aqueous solution of sodium silicate, sodium silicate is usually a molar ratio represented by the following formula (1). n is sodium silicate having 1 or more.
モル比ｎ＝（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ）の重量比（％）×１．０３１５ （１）
上記式（１）において、モル比ｎは、１以上であればよく、例えば、１．３〜６．５（例えば、１．８〜６）、好ましくは１．９〜５．５（例えば、２．３〜５．４）、さらに好ましくは２．５〜５．３（例えば、２．８〜５．２）程度であってもよい。
Molar ratio n = (SiO 2 / Na 2 O) weight ratio (%) × 1.0315 (1)
In the above formula (1), the molar ratio n may be 1 or more, for example, 1.3 to 6.5 (for example, 1.8 to 6), preferably 1.9 to 5.5 (for example, 2.3 to 5.4), more preferably about 2.5 to 5.3 (for example, 2.8 to 5.2).
なお、珪酸ソーダ水溶液において、水含有量は、珪酸ソーダ水溶液（又は水ガラス）全体に対して、０．１〜３０重量％、好ましくは０．５〜２０重量％、さらに好ましくは１〜１０重量％程度であってもよい。 In addition, in sodium silicate aqueous solution, water content is 0.1-30 weight% with respect to the whole sodium silicate aqueous solution (or water glass), Preferably it is 0.5-20 weight%, More preferably, it is 1-10 weight % May be sufficient.
このようなモル比ｎが１以上の水ガラスは、日本工業規格（ＪＩＳ規格）（ＪＩＳ Ｋ ４１０８）品、例えば、珪酸ソーダ１号、珪酸ソーダ２号、珪酸ソーダ３号、珪酸ソーダ４号、珪酸ソーダ５号などを使用してもよい。これらのＪＩＳ規格品のうち、特に、珪酸ソーダ３号、珪酸ソーダ４号、珪酸ソーダ５号が好ましい。 Such a water glass having a molar ratio n of 1 or more is a Japanese Industrial Standard (JIS Standard) (JIS K 4108) product, for example, sodium silicate 1, sodium silicate 2, sodium silicate 3, sodium silicate 4, Sodium silicate No. 5 may be used. Of these JIS-standard products, sodium silicate No. 3, sodium silicate No. 4, and sodium silicate No. 5 are particularly preferable.
これらの珪酸ソーダは、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。 These sodium silicates may be used alone or in combination of two or more.
なお、本発明では、粉末又は固体の珪酸ソーダではなく、珪酸ソーダの水溶液を用いる。粉末状の珪酸ソーダでは、本発明の効果を十分に得ることができない。 In the present invention, an aqueous solution of sodium silicate is used instead of powdered or solid sodium silicate. With powdered sodium silicate, the effect of the present invention cannot be sufficiently obtained.
［非ポリアクリル酸系水溶性高分子］
非ポリアクリル酸系水溶性高分子（単に、水溶性高分子ということがある）としては、ポリアクリル酸類［又はポリアクリル酸系樹脂、例えば、ポリアクリル酸、アクリル酸と共重合性単量体との共重合体などのアクリル酸を主成分とするポリマー、これらの塩（例えば、ポリアクリル酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩など）など］でなければ、特に限定はなく、アニオン性、ノニオン性又はカチオン性のいずれであってもよい。なお、水溶性高分子が、アニオン性又はカチオン性である場合、水溶性高分子は、塩［アルカリ金属（ナトリウム塩、カリウム塩など）などの金属塩、アンモニウム塩、アミン塩など］を形成していてもよい。
[Non-polyacrylic acid water-soluble polymer]
Non-polyacrylic acid-based water-soluble polymers (sometimes simply referred to as water-soluble polymers) include polyacrylic acids [or polyacrylic resins such as polyacrylic acid, acrylic acid and copolymerizable monomers. There is no particular limitation as long as it is not a polymer having acrylic acid as a main component, such as a copolymer thereof, or a salt thereof (for example, an alkali metal salt such as sodium polyacrylate), or the like, anionic, nonionic or Any of cationic may be sufficient. When the water-soluble polymer is anionic or cationic, the water-soluble polymer forms a salt [metal salt such as alkali metal (sodium salt, potassium salt, etc.), ammonium salt, amine salt, etc.]. It may be.
代表的な水溶性高分子としては、例えば、合成水溶性高分子［例えば、ビニルアルコール系樹脂（例えば、ポリビニルアルコールなど）、ポリアルキレンオキシド（例えば、ポリエチレンオキシドなど）、ビニルピロリドン系樹脂（例えば、ポリビニルピロリドンなど）、ポリアクリル酸系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂（例えば、ポリメチルビニルエーテルなど）など］、半合成水溶性高分子［例えば、水溶性セルロース誘導体（例えば、セルロースエーテル（例えば、メチルセルロース、エチルセルロースなどのアルキルセルロース；カルボキシアルキルセルロース又はその塩；ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロースなどのヒドロキシアルキルアルキルセルロース；ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのヒドロキシアルキルセルロースなど）など］、天然水溶性高分子（例えば、ゼラチン、デキストリン、デンプン、グアーガム、ローカストビンガム、ザンサンガム、クインスシードガム、アラビアガム、タラガム、キサンタンガム、カラギーナン、ヒアルロン酸、アルギン酸、これらの塩（例えば、ナトリウム塩などのアルカリ金属塩など）など）などが挙げられる。なお、水溶性高分子は、天然水溶性高分子を含まず、合成水溶性高分子及び／又は半合成水溶性高分子のみで構成してもよい。 Typical water-soluble polymers include, for example, synthetic water-soluble polymers [eg, vinyl alcohol resins (eg, polyvinyl alcohol), polyalkylene oxide (eg, polyethylene oxide), vinyl pyrrolidone resins (eg, Polyvinyl pyrrolidone etc.), polyacrylic acid resins, polyacrylamide resins, vinyl ether resins (eg polymethyl vinyl ether etc.)], semi-synthetic water soluble polymers [eg water soluble cellulose derivatives (eg cellulose ether (eg Alkyl cellulose such as methyl cellulose and ethyl cellulose; carboxyalkyl cellulose or a salt thereof; hydroxyalkyl alkyl cellulose such as hydroxypropyl methyl cellulose and hydroxyethyl methyl cellulose; hydro Natural water-soluble polymers (eg gelatin, dextrin, starch, guar gum, locust bin gum, xanthan gum, quince seed gum, gum arabic, tara gum, xanthan gum, carrageenan, etc.) And hyaluronic acid, alginic acid, salts thereof (for example, alkali metal salts such as sodium salt, etc.), etc. Water-soluble polymers do not include natural water-soluble polymers, and synthetic water-soluble polymers and You may comprise only with a semi-synthetic water-soluble polymer.
これらの水溶性高分子は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。 These water-soluble polymers may be used alone or in combination of two or more.
好ましい水溶性高分子としては、アニオン性の水溶性高分子が挙げられる。アニオン性水溶性高分子は、通常、アニオン性基を有する水溶性高分子であり、このようなアニオン性基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基（又はスルホ基）、リン酸基（又はリン酸エステル基）などが挙げられる。アニオン性水溶性高分子は、これらのアニオン性基を単独で又は２種以上組み合わせて有していてもよい。また、これらのアニオン性基は、水溶性高分子において、塩（例えば、ナトリウムなどのアルカリ金属などの金属塩）を形成していてもよい。 Preferable water-soluble polymers include anionic water-soluble polymers. The anionic water-soluble polymer is usually a water-soluble polymer having an anionic group. Examples of such an anionic group include a carboxyl group, a sulfonic acid group (or sulfo group), and a phosphoric acid group (or Phosphate ester group). The anionic water-soluble polymer may have these anionic groups singly or in combination of two or more. Further, these anionic groups may form a salt (for example, a metal salt such as an alkali metal such as sodium) in the water-soluble polymer.
具体的なアニオン性水溶性高分子としては、例えば、アニオン性のポリアクリルアミド系樹脂、ポリスチレンスルホン酸又はその塩（例えば、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムなど）、ポリエンスルホン酸又はその塩［例えば、ポリイソプレンスルホン酸又はその塩（例えば、ポリイソプレンスルホン酸など）など］、ナフタレンスルホン酸縮合物又はその塩、ポリアルキレンイミン又はその塩（例えば、ポリエチレンイミンザンテート塩など）、カルボキシアルキルセルロース類、デンプン又はその誘導体のアニオン性誘導体（例えば、カルボキシメチル化デンプンなどのカルボキシメチル化誘導体、リン酸化誘導体など）、アルギン酸又はその塩（アルギン酸ナトリウムなど）、アラビアガム、カラギーナン、ヒアルロン酸又はその塩（例えば、ヒアルロン酸ナトリウムなど）などが挙げられる。これらのアニオン性水溶性高分子は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。 Specific examples of the anionic water-soluble polymer include an anionic polyacrylamide resin, polystyrene sulfonic acid or a salt thereof (for example, sodium polystyrene sulfonate), polyene sulfonic acid or a salt thereof [for example, polyisoprene sulfone. Acid or salt thereof (such as polyisoprene sulfonic acid)], naphthalene sulfonic acid condensate or salt thereof, polyalkyleneimine or salt thereof (such as polyethylene imine xanthate salt), carboxyalkyl cellulose, starch or the like Anionic derivatives of derivatives (for example, carboxymethylated derivatives such as carboxymethylated starch, phosphorylated derivatives, etc.), alginic acid or a salt thereof (such as sodium alginate), gum arabic, carrageenan, hyaluronic acid or a salt thereof For example, sodium hyaluronate), and the like. These anionic water-soluble polymers may be used alone or in combination of two or more.
好ましいアニオン性水溶性高分子としては、アニオン性の合成水溶性高分子、特に、アニオン性のポリアクリルアミド系樹脂、カルボキシアルキルセルロース類などが挙げられる。 Preferred anionic water-soluble polymers include anionic synthetic water-soluble polymers, particularly anionic polyacrylamide resins and carboxyalkyl celluloses.
（アニオン性のポリアクリルアミド系樹脂）
アニオン性ポリアクリルアミド系樹脂には、アニオン性基を有するポリアクリルアミド系樹脂、例えば、（i）ポリアクリルアミド系樹脂の加水分解物（又は部分加水分解物）［すなわち、アミド基（又はアクリルアミド単位）の一部が加水分解されたポリアクリルアミド系樹脂］、（ii）アニオン性基を有するアクリルアミド系単量体（例えば、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸基を有するアクリルアミド系単量体）を少なくともアクリルアミド成分とするポリアクリルアミド系樹脂、（iii）アクリルアミド系単量体とアニオン性基を有する共重合性単量体との共重合体などが挙げられる。なお、アニオン性基は、前記と同様に塩を形成していてもよい。
(Anionic polyacrylamide resin)
The anionic polyacrylamide resin includes a polyacrylamide resin having an anionic group, for example, (i) a hydrolyzate (or partial hydrolyzate) of a polyacrylamide resin [that is, an amide group (or acrylamide unit). Polyacrylamide resin partially hydrolyzed], (ii) acrylamide monomer having an anionic group (for example, acrylamide monomer having a sulfonic acid group such as 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid) And (iii) a copolymer of an acrylamide monomer and a copolymerizable monomer having an anionic group, and the like. The anionic group may form a salt as described above.
好ましいアニオン性ポリアクリルアミド系樹脂には、（i）ポリアクリルアミド系樹脂の加水分解物が含まれる。ポリアクリルアミド系樹脂の加水分解物は、泥土の水素イオン濃度（例えば、底質汚泥に含まれる汚水の水素イオン濃度）などにより、凝集性能において影響を受けることが少なく、高い安定性で泥土（微粒子）を凝集させることができる。また、泥土の固化強度を高めることができ、入手の容易性や経済性などの点でも優れている。 Preferred anionic polyacrylamide resins include (i) hydrolysates of polyacrylamide resins. The hydrolyzate of polyacrylamide resin is less affected by the coagulation performance due to the hydrogen ion concentration of the mud (for example, the hydrogen ion concentration of the sewage contained in the sediment sludge), and the mud (fine particles) is highly stable. ) Can be agglomerated. Moreover, the solidification strength of the mud can be increased, and it is excellent in terms of easy availability and economy.
前記加水分解物において、ポリアクリルアミド系樹脂としては、アクリルアミド系単量体単独又は共重合体、アクリルアミド系単量体と他の共重合性単量体などが挙げられる。 In the hydrolyzate, examples of polyacrylamide resins include acrylamide monomers alone or copolymers, acrylamide monomers and other copolymerizable monomers.
アクリルアミド系単量体としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、（メタ）アクリルアミド誘導体［Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミドなどのＮ−モノ又はジアルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミドなどのＮ−ヒドロキシアルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミドなどのＮ−Ｃ１−４アルコキシアルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−［３−（ジメチルアミノ）プロピル］（メタ）アクリルアミドなどのＮ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドなど］などのアクリルアミド単位を有する単量体が挙げられる。アクリルアミド系単量体は、少なくとも（メタ）アクリルアミド、特にアクリルアミドで構成されているのが好ましい。アクリルアミド系単量体は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。 Examples of the acrylamide monomers include acrylamide, methacrylamide, (meth) acrylamide derivatives [N-mono or dialkyl (meth) acrylamide such as N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-hydroxyalkyl (meth) acrylamides such as N-methylol (meth) acrylamide, N-C 1-4 alkoxyalkyl (meth) acrylamides such as N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N- [3- (dimethylamino) And a monomer having an acrylamide unit such as N-dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide such as propyl] (meth) acrylamide. The acrylamide monomer is preferably composed of at least (meth) acrylamide, particularly acrylamide. The acrylamide monomers may be used alone or in combination of two or more.
他の共重合性単量体としては、例えば、スチレン系モノマー（スチレンなど）、α，β−不飽和カルボン酸［マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのモノ又は多価カルボン酸又はその酸無水物など］、（メタ）アクリル酸エステル［（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルなどの（メタ）アクリル酸Ｃ１−１４アルキルエステル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシＣ２−１０アルキル（メタ）アクリレートなど］、シアン化ビニル系単量体［（メタ）アクリロニトリルなど］、カルボン酸ビニルエステル（酢酸ビニルなど）、オレフィン系単量体（エチレン、プロピレンなどのα−Ｃ２−４オレフィンなど）などが挙げられる。これらの他の共重合性単量体は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。 Other copolymerizable monomers include, for example, styrene monomers (such as styrene), α, β-unsaturated carboxylic acids [mono- or polycarboxylic acids such as maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, and itaconic acid. Or acid anhydrides thereof], (meth) acrylic acid esters [methyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid ethyl, (meth) acrylic acid butyl, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl (meth) acrylic etc. Acid C 1-14 alkyl ester, hydroxy ethyl (meth) acrylate, hydroxy C 2-10 alkyl (meth) acrylate such as hydroxypropyl (meth) acrylate], vinyl cyanide monomer [(meth) acrylonitrile, etc.] Carboxylic acid vinyl esters (vinyl acetate, etc.), olefinic monomers (ethylene, propylene, etc.) Such as alpha-C 2-4 olefin such emissions) and the like. These other copolymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more.
好ましいポリアクリルアミド系樹脂には、ポリアクリルアミド、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド（特に、ポリアクリルアミド）などの少なくともアクリルアミドを重合成分とする重合体が挙げられる。 Preferred polyacrylamide resins include polymers having at least acrylamide as a polymerization component, such as polyacrylamide and poly N-isopropylacrylamide (particularly polyacrylamide).
ポリアクリルアミド系樹脂の加水分解物において、加水分解の割合（又はアニオン化率、加水分解されたアミド基の割合、カルボキシル基の割合）は、アクリルアミド単位全体の５〜７０モル％（例えば、１０〜６０モル％）、好ましくは１５〜５０モル％、さらに好ましくは２０〜４０モル％（例えば、２５〜３５モル％）程度であってもよい。また、前記加水分解物において、加水分解（又はカルボキシル基）の割合は、構成モノマー単位全体の３〜６５モル％、好ましくは８〜５５モル％、さらに好ましくは１０〜４５モル％程度であってもよい。 In the hydrolyzate of polyacrylamide resin, the hydrolysis ratio (or anionization ratio, hydrolyzed amide group ratio, carboxyl group ratio) is 5 to 70 mol% (for example, 10 to 10%) of the entire acrylamide unit. 60 mol%), preferably 15 to 50 mol%, more preferably about 20 to 40 mol% (for example, 25 to 35 mol%). In the hydrolyzate, the proportion of hydrolysis (or carboxyl group) is from 3 to 65 mol%, preferably from 8 to 55 mol%, more preferably from about 10 to 45 mol% of the entire constituent monomer units. Also good.
アニオン性ポリアクリルアミド系樹脂（特に、ポリアクリルアミド系樹脂の加水分解物）の数平均分子量は、例えば、５〜５０００万（例えば、１０〜４５００万）、好ましくは５０〜４０００万（例えば、１００〜３５００万）、さらに好ましくは２００〜３０００万（例えば、５００〜２５００万）、特に１０００万以上（例えば、１２００〜２０００万程度）であってもよい。 The number average molecular weight of the anionic polyacrylamide resin (particularly, hydrolyzate of polyacrylamide resin) is, for example, 5 to 50 million (for example, 10 to 45 million), preferably 50 to 40 million (for example, 100 to 35 million), more preferably 200 to 30 million (for example, 500 to 25 million), particularly 10 million or more (for example, about 1200 to 20 million).
（カルボキシアルキルセルロース類）
カルボキシアルキルセルロース類としては、カルボキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロース塩などが挙げられる。カルボキシアルキルセルロース類において、カルボキシルアルキルセルロースとしては、例えば、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロースなどのカルボキシＣ１−２アルキルセルロース、メチルカルボキシメチルセルロースなどのＣ１−４アルキルカルボキシＣ１−２アルキルセルロースなどが挙げられる。また、カルボキシアルキルセルロース塩において、塩としては、アルカリ金属塩（ナトリウム塩、カリウム塩など）、アルカリ土類金属塩（カルシウム塩など）などが挙げられる。
(Carboxyalkylcelluloses)
Examples of carboxyalkyl celluloses include carboxyalkyl cellulose and carboxyalkyl cellulose salt. In the carboxyalkyl cellulose, examples of the carboxyalkyl cellulose include carboxy C 1-2 alkyl cellulose such as carboxymethyl cellulose and carboxyethyl cellulose, C 1-4 alkyl carboxy C 1-2 alkyl cellulose such as methyl carboxymethyl cellulose, and the like. . In the carboxyalkyl cellulose salt, examples of the salt include alkali metal salts (sodium salt, potassium salt, etc.), alkaline earth metal salts (calcium salt, etc.) and the like.
これらのうち、好ましいカルボキシルアルキルセルロース類には、カルボキシルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩（特にナトリウム塩）などのカルボキシメチルセルロース類が挙げられる。 Among these, preferable carboxyalkyl celluloses include carboxymethyl celluloses such as carboxymethyl cellulose and alkali metal salts (particularly sodium salts) of carboxymethyl cellulose.
カルボキシアルキルセルロース類（特に、カルボキシメチルセルロース類）において、カルボキシアルキル基（特にカルボキシメチル基）の平均置換度は、例えば、０．６〜２．５、好ましくは０．７〜２．２、さらに好ましくは０．８〜２．０（例えば、０．９〜１．９）、特に１．０〜１．８（例えば、１．２〜１．７５）程度であってもよく、通常、０．８５以上（例えば、０．８５〜１．７、好ましくは１．１〜１．６程度）であってもよい。なお、「平均置換度」とは、セルロースを構成するグルコース単位の２，３および６位のヒドロキシル基に対する置換度（置換割合）である。このような置換度のカルボキシアルキルセルロース類は、溶解性が良好であり、かつ有機物や電解質を含む泥土であっても、泥土の凝集能力を損なうことなく効率よく泥土を固化できる。 In carboxyalkylcelluloses (particularly carboxymethylcelluloses), the average degree of substitution of carboxyalkyl groups (particularly carboxymethyl groups) is, for example, 0.6 to 2.5, preferably 0.7 to 2.2, and more preferably. May be about 0.8 to 2.0 (for example, 0.9 to 1.9), particularly about 1.0 to 1.8 (for example, 1.2 to 1.75). It may be 85 or more (for example, about 0.85 to 1.7, preferably about 1.1 to 1.6). The “average degree of substitution” is the degree of substitution (substitution ratio) for the hydroxyl groups at the 2, 3 and 6 positions of the glucose units constituting cellulose. Carboxyalkylcelluloses having such a degree of substitution have good solubility and can solidify mud efficiently without impairing the mud cohesive ability even if it is mud containing organic matter and electrolyte.
なお、水溶性高分子（例えば、アニオン性水溶性高分子）の１重量％水溶液粘度は、Ｂ型粘度計を用いて、６０ｒｐｍおよび２５℃の条件下で測定したとき、例えば、１０００ｍＰａ・ｓ以上（例えば、１５００〜２００００ｍＰａ・ｓ）、好ましくは２０００ｍＰａ・ｓ以上（例えば、２５００〜１５０００ｍＰａ・ｓ）、さらに好ましくは３０００ｍＰａ・ｓ以上（例えば、３５００〜１００００ｍＰａ・ｓ）、特に４０００〜７０００ｍＰａ・ｓ（例えば、４５００〜５５００ｍＰａ・ｓ）程度であってもよい。 The viscosity of a 1% by weight aqueous solution of a water-soluble polymer (for example, an anionic water-soluble polymer) is, for example, 1000 mPa · s or more when measured under a condition of 60 rpm and 25 ° C. using a B-type viscometer. (For example, 1500 to 20000 mPa · s), preferably 2000 mPa · s or more (for example, 2500 to 15000 mPa · s), more preferably 3000 mPa · s or more (for example, 3500 to 10,000 mPa · s), particularly 4000 to 7000 mPa · s ( For example, it may be about 4500 to 5500 mPa · s).
特に、カルボキシアルキルセルロース類（特に、カルボキシメチルセルロース類）の１重量％水溶液粘度は、Ｂ型粘度計を用いて、６０ｒｐｍおよび２５℃の条件下で測定したとき、例えば、１０００ｍＰａ・ｓ以上（例えば、１２００〜１００００ｍＰａ・ｓ）、好ましくは１５００ｍＰａ・ｓ以上（例えば、１８００〜８０００ｍＰａ・ｓ）、さらに好ましくは２０００ｍＰａ・ｓ以上（例えば、２２００〜５０００ｍＰａ・ｓ）、特に２４００〜４０００ｍＰａ・ｓ（例えば、２５００〜３５００ｍＰａ・ｓ）程度であってもよい。このような比較的高い水溶液粘度を有する水溶性高分子は、泥土の凝集性を促進しやすい。 In particular, the viscosity of a 1% by weight aqueous solution of carboxyalkylcelluloses (particularly carboxymethylcelluloses) is, for example, 1000 mPa · s or more (for example, when measured under conditions of 60 rpm and 25 ° C. using a B-type viscometer) 1200 to 10,000 mPa · s), preferably 1500 mPa · s or more (for example, 1800 to 8000 mPa · s), more preferably 2000 mPa · s or more (for example, 2200 to 5000 mPa · s), particularly 2400 to 4000 mPa · s (for example, 2500). ˜3500 mPa · s). Such a water-soluble polymer having a relatively high aqueous viscosity tends to promote the cohesiveness of mud.
［酸性無機物質］
酸性無機物質（又は無機酸性物質）としては、珪酸ソーダを中和できる限り特に限定されず、例えば、オキソ酸（例えば、硫酸、硝酸など）、ハロゲン化水素又はその水溶液（例えば、塩酸など）、両性元素（例えば、アルミニウム、亜鉛、スズなど）の化合物［例えば、両性元素のハロゲン化物（例えば、塩化アルミニウムなど）、両性元素のオキソ酸塩（例えば、硫酸アルミニウム、カリウムミョウバンなど）、これらの化合物を少なくとも重合成分とする縮合重合体（例えば、ポリ塩化アルミニウムなど）など］、遷移金属化合物［例えば、遷移金属ハロゲン化物（例えば、塩化第二鉄など）、遷移金属のオキソ酸塩（例えば、硫酸チタン、硫酸第二鉄など）などの中程度の原子価（例えば、２〜４程度）を有する遷移金属化合物、これらの化合物を少なくとも重合成分とする縮合重合体（例えば、ポリ硫酸第二鉄、ポリシリカ鉄など）など］などが挙げられる。これらの酸性無機物質は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。
[Acid inorganic substances]
The acidic inorganic substance (or inorganic acidic substance) is not particularly limited as long as sodium silicate can be neutralized. For example, oxo acid (for example, sulfuric acid and nitric acid), hydrogen halide or an aqueous solution thereof (for example, hydrochloric acid), Compounds of amphoteric elements (eg, aluminum, zinc, tin, etc.) [eg amphoteric element halides (eg, aluminum chloride), amphoteric element oxoacid salts (eg, aluminum sulfate, potassium alum, etc.), these compounds At least as a polymerization component (eg, polyaluminum chloride, etc.), transition metal compounds (eg, transition metal halides (eg, ferric chloride, etc.), transition metal oxoacid salts (eg, sulfuric acid) Transition metal compounds having a moderate valence (eg, about 2 to 4), such as titanium and ferric sulfate, Condensation polymers of at least polymerizing component et compound (e.g., ferric polysulfate, polysilica iron, etc.), etc.] and the like. These acidic inorganic substances may be used alone or in combination of two or more.
これらの酸性無機物質のうち、酸性アルミニウム化合物（例えば、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなど）、酸性鉄化合物（例えば、ポリ硫酸第二鉄など）が好ましく、特に、ポリ塩化アルミニウム（特に、後述の高塩基性ポリ塩化アルミニウム）、ポリ硫酸第二鉄が好ましい。 Among these acidic inorganic substances, acidic aluminum compounds (for example, polyaluminum chloride, aluminum sulfate, etc.) and acidic iron compounds (for example, polyferric sulfate, etc.) are preferable. Basic polyaluminum chloride) and polyferric sulfate are preferable.
（ポリ塩化アルミニウム）
ポリ塩化アルミニウムは、下記一般式（又は化学式又は構造式）（２）で表される化合物（重縮合物）である。
(Polyaluminum chloride)
Polyaluminum chloride is a compound (polycondensate) represented by the following general formula (or chemical formula or structural formula) (2).
［Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ］ｍ （２）
（式中、０＜ｎ＜６、ｍ≦１０である。）
すなわち、アルミニウムイオンは、通常、水溶液中ではアルミニウム原子に６個のＨ２Ｏ分子が配位したアコ錯体［Ａｌ（ＯＨ２）６］３＋として存在しているが、ポリ塩化アルミニウムは、この配位水の解離により、数個のアルミニウムが重縮合した高分子（多核錯体）を形成している。詳細には、アルミニウムに配位しているＨ２Ｏがプロトリシス現象を起こしてＨ＋を放出してＯＨ基に変化し、このＯＨが隣接するアルミニウムに配位した水分子との間に水素結合を形成し、次いで、水分子を失って−ＯＨ−を配したアルミニウムが複数（例えば、２〜３程度）集まって多核錯体を形成することによりポリ塩化アルミニウムが得られるようである。
[Al 2 (OH) n Cl 6-n] m (2)
(Where 0 <n <6, m ≦ 10)
That is, aluminum ions are usually present as an aco complex [Al (OH 2 ) 6 ] 3+ in which six H 2 O molecules are coordinated to an aluminum atom in an aqueous solution. Dissociation of the coordinate water forms a polymer (polynuclear complex) in which several aluminums are polycondensed. More specifically, H 2 O coordinated to aluminum causes a protolysis phenomenon to release H + to change to an OH group, and this OH is bonded to a water molecule coordinated to adjacent aluminum. Next, it appears that polyaluminum chloride is obtained by forming a multinuclear complex by collecting a plurality of (for example, about 2 to 3) aluminums having lost water molecules and arranging -OH-.
ポリ塩化アルミニウムの塩基度［ｎ／６×１００で表される値（ｎは式（２）におけるｎと同じ）］は、例えば、２５％以上（例えば、３０〜９９％程度）、好ましくは３５％以上（例えば、４０〜９８％程度）、さらに好ましくは４５％以上（例えば、４５〜９５％程度）であってもよい。なお、高塩基性でないポリ塩化アルミニウムの塩基度の上限は、７０％未満（例えば、６８％以下、好ましくは６５％以下）程度である場合が多い。 The basicity [value represented by n / 6 × 100 (n is the same as n in the formula (2))] of the polyaluminum chloride is, for example, 25% or more (for example, about 30 to 99%), preferably 35 % Or more (for example, about 40 to 98%), more preferably 45% or more (for example, about 45 to 95%). The upper limit of the basicity of polyaluminum chloride that is not highly basic is often less than 70% (for example, 68% or less, preferably 65% or less).
特に、本発明では、高塩基性のポリ塩化アルミニウム（高塩基性ポリ塩化アルミニウム）、例えば、塩基度７０％以上（例えば、７２〜９９％程度）、好ましくは７５％以上（例えば、８０〜９８．５％程度）、さらに好ましくは８３％以上［例えば、８５％以上（例えば、８８〜９８％程度）］、特に９０％以上（例えば、９１〜９７％程度）のポリ塩化アルミニウムを好適に用いることができる。 In particular, in the present invention, a highly basic polyaluminum chloride (a highly basic polyaluminum chloride), for example, a basicity of 70% or more (for example, about 72 to 99%), preferably 75% or more (for example, 80 to 98). 0.5%), more preferably 83% or more [for example, 85% or more (for example, about 88 to 98%)], particularly 90% or more (for example, about 91 to 97%) of polyaluminum chloride is preferably used. be able to.
（ポリ硫酸第二鉄）
ポリ硫酸第二鉄は、下記一般式（又は化学式又は構造式）（３）で表され、前記ポリ塩化アルミニウムの場合と同様に、数個の鉄が重縮合した化合物（重縮合物）である。
(Polyferric sulfate)
Polyferric sulfate is represented by the following general formula (or chemical formula or structural formula) (3), and is a compound (polycondensate) in which several irons are polycondensed as in the case of polyaluminum chloride. .
［Ｆｅ２（ＯＨ）ｎ（ＳＯ４）３−ｎ／２］ｍ （３）
（式中、０＜ｎ＜２、ｍはｎの関数である。）
上記式（３）において、ｎは、例えば、０．１〜１．８、好ましくは０．２〜１．５、さらに好ましくは０．３〜１程度であってもよい。
[Fe 2 (OH) n ( SO 4) 3-n / 2] m (3)
(Where 0 <n <2, m is a function of n)
In the above formula (3), n may be, for example, about 0.1 to 1.8, preferably about 0.2 to 1.5, and more preferably about 0.3 to 1.
なお、酸性無機物質は、固体状であってもよく、液体状であってもよい。液体状の酸性無機物質は、珪酸ソーダ（水溶液）と速やかに反応するため、好適に用いることができる。通常、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸第二鉄などの縮合物（重縮合物）は、水（又は水分子）を含む液体状の形態であり、液体状の酸性無機物質として好適に用いることができる。 The acidic inorganic substance may be solid or liquid. Since the liquid acidic inorganic substance reacts quickly with sodium silicate (aqueous solution), it can be suitably used. Usually, condensates (polycondensates) such as polyaluminum chloride and polyferric sulfate are in a liquid form containing water (or water molecules) and can be suitably used as a liquid acidic inorganic substance. .
酸性無機物質（固体状又は液体状の酸性無機物質）の割合は、珪酸ソーダ水溶液１００重量部に対して、例えば、２０〜１５０重量部、好ましくは３０〜１００重量部、さらに好ましくは４０〜８０重量部程度であってもよい。 The ratio of the acidic inorganic substance (solid or liquid acidic inorganic substance) is, for example, 20 to 150 parts by weight, preferably 30 to 100 parts by weight, and more preferably 40 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aqueous sodium silicate solution. It may be about parts by weight.
［水硬性物質］
本発明の泥土改質剤は、さらに、水硬性物質で構成してもよい。水硬性物質（水硬性成分）としては、例えば、気硬性セメント［例えば、気硬性単味セメント（例えば、焼セッコウ、無水セッコウプラスターなどのセッコウ類；生石灰、消石灰、ドロマイトプラスターなどの石灰類など）、気硬性混合セメント（例えば、マグネシアセメントなど）］、水硬性セメント［例えば、水硬性単味セメント（例えば、（普通）ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント類；アルミナセメント、石灰アルミナセメントなどのアルミナセメント類など）、水硬性混合セメント（例えば、石灰スラグセメント、石灰火山灰セメントなどの石灰混合セメント類；高炉セメント、シリカセメント、ポゾランセメント、フライアッシュセメントなどの混合ポルトランドセメント類など］などが挙げられる。
[Hydraulic substance]
The mud modifier of the present invention may be further composed of a hydraulic substance. As a hydraulic substance (hydraulic component), for example, an air-cemented cement [e.g., an air-solid cement (for example, gypsums such as baked gypsum and anhydrous gypsum plaster; limes such as quicklime, slaked lime, and dolomite plaster) , Air-mixed cement (for example, magnesia cement)], hydraulic cement [for example, hydraulic plain cement (for example, Portland cement such as (ordinary) Portland cement, early-strength Portland cement; alumina cement, lime-alumina cement) Alumina cements, etc.), hydraulic blended cements (eg, lime slag cements, lime mixed cements such as lime volcanic ash cements; blast furnace cements, silica cements, pozzolanic cements, mixed Portland cements such as fly ash cements, etc.) And the like.
また、泥土改質剤に改質（処理）された泥土のｐＨを中性域にする必要がある場合には、半水石膏を最も好適に使用することができる。半水石膏とは、組成式「ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ」で表される半水和物である。半水石膏の結晶構造は、通常、三方晶であってもよい。また、半水石膏は、α型半水石膏（例えば、α石膏、硬質石膏、硬質半水石膏、高強度焼石膏など）であってもよく、β型半水石膏（例えば、β石膏、焼石膏、普通石膏、鋳込用石膏など）などであってもよい。 Moreover, when it is necessary to make the pH of the mud modified (treated) with the mud modifying agent into a neutral range, hemihydrate gypsum can be most preferably used. Hemihydrate gypsum is a hemihydrate represented by the composition formula “CaSO 4 · 1 / 2H 2 O”. The crystal structure of hemihydrate gypsum may usually be a trigonal crystal. The hemihydrate gypsum may be α-type hemihydrate gypsum (eg, α-gypsum, hard gypsum, hard hemihydrate gypsum, high-strength calcined gypsum, etc.), and β-type hemihydrate gypsum (eg, β-gypsum, Gypsum, ordinary gypsum, cast gypsum, etc.).
これらの水硬化性物質は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 These water-curable materials can be used alone or in combination of two or more.
なお、本発明の泥土改質剤は、本発明の作用を阻害しない範囲で、さらに、高吸水性樹脂、無機多孔性物質（例えば、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、モンモリロナイトなど）、有機物粉末（例えば、木粉、籾殻粉末、椰子殻粉末、胡桃粉末など）などの他の成分で構成してもよい。 The mud modifier of the present invention is a range that does not inhibit the action of the present invention. Wood powder, rice husk powder, coconut shell powder, walnut powder, etc.).
［泥土改質方法］
本発明の泥土改質剤は、泥土（含水泥土）を固化（又は改質）するための改質剤として有用である。具体的には、本発明の泥土改質方法では、泥土と前記泥土改質剤とを混合することにより、泥土を改質（又は固化）する。
[Muddy soil reforming method]
The mud modifying agent of the present invention is useful as a modifying agent for solidifying (or modifying) mud (hydrous mud). Specifically, in the mud reforming method of the present invention, the mud is reformed (or solidified) by mixing the mud and the mud modifier.
泥土（又は泥土を構成する成分）としては、特に限定されず、例えば、土砂［例えば、砂土類（例えば、壌質砂土、砂土）、壌土類（例えば、壌土、砂壌土、微砂質壌土）、埴壌土類（例えば、埴壌土、砂質埴壌土、微砂質埴壌土）、埴土類（例えば、軽埴土、砂質埴土、微砂質埴土、重埴土）など］、粘土、泥［例えば、土砂を含む泥（又は土砂が堆積した堆積物）］などで構成されていてもよい。泥土は、これらを単独で又は二種以上組み合わせて構成されていてもよい。 The mud (or the component constituting the mud) is not particularly limited. For example, earth and sand [for example, sandy earth (for example, loamy sand, sandy earth), loam (for example, loam, sandy loam, fine sandy) Clay, mud, etc.], clay, mud, etc.], clay, mud [For example, mud containing earth and sand (or sediment on which earth and sand are deposited)] may be used. The mud may be composed of these alone or in combination of two or more.
泥土の含水比は、例えば、２５〜５００重量％、好ましくは５０〜４５０重量％程度の範囲から選択できる。特に、本発明では、高含水比、例えば、１００重量％以上（例えば、１２０〜４００重量％程度）、好ましくは１５０重量％以上（例えば、１８０〜３００重量％程度）、特に２５０重量％以上（例えば、２８０〜５００重量％程度）の含水比の泥土であっても効率よく固化できる。 The moisture content of the mud can be selected from a range of, for example, about 25 to 500% by weight, preferably about 50 to 450% by weight. In particular, in the present invention, a high water content ratio, for example, 100% by weight or more (for example, about 120 to 400% by weight), preferably 150% by weight or more (for example, about 180 to 300% by weight), particularly 250% by weight or more ( For example, even a mud with a water content ratio of about 280 to 500% by weight can be efficiently solidified.
なお、泥土の含水比は、ＪＩＳ Ａ １２０３（含水比試験方法）に基づいて測定され、「［水（ｇ）／固形分（ｇ）］×１００」で表すことができる。 The water content ratio of the mud is measured based on JIS A 1203 (water content ratio test method) and can be expressed as “[water (g) / solid content (g)] × 100”.
また、本発明の泥土改質剤は、電解質や有機物を含む泥土（例えば、泥）であっても固化できる。例えば、泥土は、固形分全体に対して、４０重量％以下（例えば、１〜３５重量％程度）、好ましくは３０重量％以下（例えば、５〜２５重量％程度）、さらに好ましくは８〜２０重量％程度の有機物を含む泥土であってもよい。なお、泥土における有機物の含有割合は、ＪＳＦ Ｔ ２２１（土質工学会）に基づいて測定することができる。 Further, the mud modifier of the present invention can be solidified even in mud (for example, mud) containing an electrolyte or organic matter. For example, the mud is 40% by weight or less (for example, about 1 to 35% by weight), preferably 30% by weight or less (for example, about 5 to 25% by weight), more preferably 8 to 20%, based on the entire solid content. It may be mud containing about% by weight of organic matter. In addition, the content rate of the organic substance in mud can be measured based on JSF T 221 (geological engineering society).
本発明の泥土改質方法において、前記泥土改質剤の全成分は、最終的に泥土と混合できればよく、（i）泥土改質剤の構成成分（例えば、珪酸ソーダ水溶液、非ポリアクリル酸系水溶性高分子、および酸性無機物質）を予め含む混合物（組成物）と泥土とを混合してもよく、（ii）泥土に対して、泥土改質剤の構成成分を順次混合してもよい。例えば、泥土（被改質泥土、対象泥土）と、珪酸ソーダ水溶液及び非ポリアクリル酸系水溶性高分子とを混合したのち、得られた混合物に酸性無機物質を混合してもよい。このような方法により、珪酸ソーダの反応を促進しつつ、珪酸ソーダによりアルカリ性に変化した泥土のｐＨを中性域に調整でき、より一層効率よく泥土の固化又は減容を促進できる。 In the mud reforming method of the present invention, all the components of the mud modifier need only be finally mixed with the mud, and (i) components of the mud modifier (for example, sodium silicate aqueous solution, non-polyacrylic acid type) The mixture (composition) containing the water-soluble polymer and the acidic inorganic substance) in advance and the mud may be mixed, and (ii) the components of the mud modifier may be mixed sequentially with the mud. . For example, after mixing mud (modified mud, target mud), a sodium silicate aqueous solution, and a non-polyacrylic acid-based water-soluble polymer, an acidic inorganic substance may be mixed with the obtained mixture. By such a method, while promoting the reaction of sodium silicate, the pH of the mud changed to alkaline by sodium silicate can be adjusted to a neutral region, and solidification or volume reduction of the mud can be promoted more efficiently.
また、前記泥土改質方法では、通常、水硬性物質を混合することにより、固化（又は減容）された泥土を得ることができる。水硬性物質は、珪酸ソーダ水溶液、水溶性高分子、酸性無機物質などと予め混合した混合物として泥土と混合してもよく、通常、効率よく固化させるため、これらの成分を泥土と混合したのち、水硬性物質を混合する場合が多い。例えば、泥土と、珪酸ソーダ水溶液及び水溶性高分子とを混合し、さらに酸性無機物質を混合したのち、水硬性物質を混合してもよい。 In the mud reforming method, a solidified (or volume-reduced) mud can be usually obtained by mixing hydraulic substances. The hydraulic substance may be mixed with the mud as a mixture preliminarily mixed with an aqueous solution of sodium silicate, a water-soluble polymer, an acidic inorganic substance, etc. Usually, in order to solidify efficiently, after mixing these components with the mud, In many cases, hydraulic substances are mixed. For example, mud, a sodium silicate aqueous solution, and a water-soluble polymer may be mixed, an acidic inorganic substance may be further mixed, and then a hydraulic substance may be mixed.
混合は、通常、攪拌下で行ってもよく、慣用の混合機（モルタルミキサーなど）を用いて行ってもよい。 Mixing may usually be performed under stirring, or may be performed using a conventional mixer (such as a mortar mixer).
泥土に対する泥土改質剤の割合（混合割合）は泥土の種類や含水比、さらに有機物や電解質の含有量などに応じて適宜選択できる。例えば、珪酸ソーダ水溶液の割合は、泥土（改質される泥土、被改質泥土、固化に供される泥土）１００重量部に対して、０．５〜１０重量部、好ましくは１〜８重量部、さらに好ましくは２〜６重量部程度であってもよい。なお、珪酸ソーダの割合（体積割合）は、泥土１ｍ３に対して、１〜１００Ｌ（０．００１〜０．１ｍ３）、好ましくは３〜８０Ｌ（０．００３〜０．０８ｍ３）、さらに好ましくは５〜５０Ｌ（０．００５〜０．０５ｍ３）程度であってもよい。 The ratio (mixing ratio) of the mud modifier to the mud can be appropriately selected according to the kind and water content of the mud, and the contents of organic matter and electrolyte. For example, the ratio of the sodium silicate aqueous solution is 0.5 to 10 parts by weight, preferably 1 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of mud (mud to be modified, mud to be modified, mud to be solidified). Part, more preferably about 2 to 6 parts by weight. The ratio of sodium silicate (volume ratio), to the mud 1m 3, 1~100L (0.001~0.1m 3) , preferably 3~80L (0.003~0.08m 3), further Preferably about 5-50L (0.005-0.05m < 3 >) may be sufficient.
また、水溶性高分子の割合は、泥土１００重量部に対して、０．０５〜２重量部、好ましくは０．１〜１重量部、さらに好ましくは０．２〜０．８重量部程度であってもよい。 The ratio of the water-soluble polymer is 0.05 to 2 parts by weight, preferably 0.1 to 1 part by weight, more preferably about 0.2 to 0.8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mud. There may be.
水硬性物質の割合は、泥土１００重量部に対して、５〜４０重量部、好ましくは１０〜３０重量部、さらに好ましくは１５〜２５重量部程度であってもよい。 The ratio of the hydraulic substance may be 5 to 40 parts by weight, preferably 10 to 30 parts by weight, and more preferably about 15 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mud.
さらに、水硬性物質の割合は、泥土１００重量部に対して、例えば、５〜４０重量部、好ましくは１０〜３０重量部、さらに好ましくは１５〜２５重量部程度であってもよい。 Furthermore, the ratio of the hydraulic substance may be, for example, 5 to 40 parts by weight, preferably 10 to 30 parts by weight, and more preferably about 15 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mud.
なお、前記のように、泥土改質剤の混合割合は、泥土の含水比、シルト、粘土および砂礫分の種類や比率、電解質含有量、有機物含有量によって適宜調整できる。例えば、泥土が、含水比が２００重量％で、電解質、有機物質及び砂礫を含まず粘土分だけを含む泥土である場合、泥土１ｍ３に対し、珪酸ソーダ水溶液を１０〜４０Ｌ程度、水溶性高分子を３〜１０ｋｇ程度、酸性無機物質３〜３０Ｌ程度を目安として混合してもよい。混合量が少なすぎると、凝集・固化作用が充分でなく、混合量が多すぎても凝集・固化作用に大きな変化が無く、コスト的に不利である。 As described above, the mixing ratio of the mud modifier can be adjusted as appropriate depending on the moisture content of the mud, the type and ratio of silt, clay and gravel, the electrolyte content, and the organic content. For example, when the mud is a mud having a water content ratio of 200% by weight and not containing electrolytes, organic substances and gravel, and containing only clay, about 10 to 40 L of a sodium silicate aqueous solution is added to 1 m 3 of mud. You may mix a molecule | numerator on the basis of about 3-10kg and about 3-30L of acidic inorganic substances. If the mixing amount is too small, the coagulation / solidification action is not sufficient, and if the mixing amount is too large, there is no significant change in the aggregation / solidification action, which is disadvantageous in terms of cost.
本発明の泥土改質剤は、泥土（例えば、汚泥）を効率よく、そして、安定して固化（半固化、減容化）できる。特に、本発明の泥土改質剤を用いると、従来の方法では、固化処理が困難であった有機物や水を高い割合で含む泥土（特に汚泥）であっても良好に固化処理をすることができる。このような泥土としては、例えば、ボーリング工事、構造物基礎工事、地下トンネル掘削工事、浚藻などの土木工事で発生する泥土（含水汚泥）、水中に堆積している水中泥状堆積物（いわゆるヘドロなど）などが挙げられる。 The mud modifier of the present invention can efficiently and stably solidify (semi-solidified, volume-reduced) mud (eg, sludge). In particular, when the mud modifier of the present invention is used, solidification can be satisfactorily solidified even with mud (especially sludge) containing a high proportion of organic matter and water, which has been difficult to solidify by conventional methods. it can. Examples of such mud include mud (water-containing sludge) generated during drilling, structural foundation work, underground tunnel excavation, civil engineering work such as diatoms, and underwater mud deposits (so-called Etc.).
このように、本発明の泥土改質剤（及び泥土改質剤）は、処理に供される泥土又は汚泥［特に、高含水比の泥土、電解質や有機物を含む泥土］を、盛土用、裏込め用、埋戻し用、農地用などの用途に再利用するのに有用である。 Thus, the mud modifying agent (and mud modifying agent) of the present invention can be used for embankment, sludge [particularly mud containing high water content, mud containing electrolytes and organic matter] for embankment. It is useful for reuse in applications such as padding, backfilling, and farmland use.
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
［調製例（モデル汚泥の調製）］
（調製例１）粘土／水系汚泥
容器に水道水３０ｋｇを計量し、水道水を撹拌羽根で撹拌させながら笠岡粘土（市販品）１５ｋｇをゆっくりと添加、２時間撹拌した後一昼夜静置させたものを対象汚泥とした。含水比は２００％、比重は１．３０であった。
[Preparation example (preparation of model sludge)]
(Preparation Example 1) Clay / water sludge Weighing 30 kg of tap water in a container, slowly adding 15 kg of Kasaoka clay (commercial product) while stirring tap water with stirring blades, stirring for 2 hours and allowing to stand overnight Was the target sludge. The water content was 200% and the specific gravity was 1.30.
（調製例２）粘土／海水系汚泥
容器に人工海水３０Ｌを計量し、人工海水を撹拌羽根で撹拌させながら笠岡粘土（市販品）１５ｋｇをゆっくりと添加、２時間攪拌した後一昼夜静置させたものを対象汚泥とした。含水比は２００％、比重は１．３６であった。
(Preparation Example 2) Clay / Seawater-based sludge Weigh 30 L of artificial seawater in a container, slowly add 15 kg of Kasaoka clay (commercial product) while stirring the artificial seawater with stirring blades, stir for 2 hours, and let stand overnight. The target sludge was used. The water content was 200% and the specific gravity was 1.36.
なお、人工海水は、容器に水道水２５Ｌを計量し、水道水を撹拌羽根で撹拌させながらアクアマリンＳ（八洲薬品株式会社製、２５Ｌ用）１袋（約１ｋｇ）をゆっくりと添加、２時間攪拌した後一昼夜静置させて調製した。 For artificial seawater, weigh 25L of tap water in a container and slowly add 1 bag (about 1kg) of Aquamarine S (manufactured by Yashima Pharmaceutical Co., Ltd., for 25L) while stirring the tap water with a stirring blade. After stirring for a period of time, the mixture was allowed to stand overnight.
（実施例１）
調製例１で得られた粘土／水系のモデル汚泥２Ｌをモルタルミキサー容器に量り込み、容器をモルタルミキサー（ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」記載、低速；自転毎分１４０±５回転 公転 約６２回転）にセットした。そして、ミキサーを低速で撹拌しながら、３号珪酸ソーダ水溶液（富士化学（株）製、商品名「３号珪酸ソーダ」）３０ｍＬ、アニオン性ポリアクリルアミド（数平均分子量約１，６００×１０４、アニオン化率約３０〜３３％、三井アクアポリマー（株）製、商品名「アコフロックＡ１３０」）６ｇを添加した。添加後、低速で１分間撹拌混合し、さらにポリ硫酸第二鉄（ラサ工業（株）製）１４ｍｌを添加し、３０秒間撹拌混合を行った。最後に普通ポルトランドセメント２００ｇをゆっくりと添加し、３０秒間撹拌混合して処理土を得た。得られた処理土をステンレス製バット（縦２８ｃｍ、横２２ｃｍ、高さ５ｃｍ）に移し替え、２０℃に温調された室内において、４日間自然乾燥養生し、改質された処理土（改質処理土）を得た。
Example 1
2 L of clay / water model sludge obtained in Preparation Example 1 is weighed into a mortar mixer container, and the container is placed in a mortar mixer (described in JIS R 5201 “Cement physical test method”, low speed; rotation of 140 ± 5 revolutions per minute) 62 rotations). And while stirring the mixer at a low speed, No. 3 sodium silicate aqueous solution (Fuji Chemical Co., Ltd., trade name “No. 3 sodium silicate”) 30 mL, anionic polyacrylamide (number average molecular weight about 1,600 × 10 4 , Anionization rate of about 30 to 33%, 6 g of Mitsui Aqua Polymer Co., Ltd., trade name “Akofloc A130”) was added. After the addition, the mixture was stirred and mixed at a low speed for 1 minute, and 14 ml of polyferric sulfate (manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd.) was further added, followed by stirring and mixing for 30 seconds. Finally, 200 g of ordinary Portland cement was slowly added and stirred for 30 seconds to obtain treated soil. The treated soil thus obtained was transferred to a stainless steel bat (length 28 cm, width 22 cm, height 5 cm) and naturally dried for 4 days in a room adjusted to 20 ° C. Treated soil).
（実施例２）
実施例１において、アニオン性ポリアクリルアミド６ｇに代えて、カルボキシメチルセルロース（カルボキシメチル基の平均置換度ＤＳ＝１．５４、１重量％水溶液粘度２７３０ｍＰａ・ｓ、ダイセル化学工業（株）製、商品名「ＤＰ３１」）１０ｇを使用し、ポリ硫酸第二鉄の使用量を１４ｍＬから２４ｍＬに代えたこと以外は、実施例１と同様にして改質された処理土を得た。
(Example 2)
In Example 1, instead of 6 g of anionic polyacrylamide, carboxymethyl cellulose (average substitution degree of carboxymethyl group DS = 1.54, 1 wt% aqueous solution viscosity 2730 mPa · s, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name “ DP31 ") was used in the same manner as in Example 1 except that 10 g was used and the amount of ferric sulfate used was changed from 14 mL to 24 mL.
（実施例３）
実施例１において、ポリ硫酸第二鉄１４ｍＬに代えて、高塩基性ポリ塩化アルミニウム（塩基度８３％、大明化学工業（株）製、商品名「アルファイン８３」）４０ｍＬを使用したこと以外は、実施例１と同様にして改質された処理土を得た。
(Example 3)
In Example 1, instead of 14 mL of polyferric sulfate, 40 mL of highly basic polyaluminum chloride (basicity 83%, manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd., trade name “Alphain 83”) was used. A modified soil was obtained in the same manner as in Example 1.
（実施例４）
実施例１において、３号珪酸ソーダ水溶液の使用量を３０ｍＬから８０ｍＬに代え、アニオン性ポリアクリルアミドの使用量を６ｇから１２ｇに代え、ポリ硫酸第二鉄の使用量を１４ｍＬから２６ｍＬに代え、普通ポルトランドセメントの使用量を２００ｇから３００ｇに代え、モデル汚泥を調製例２で得られた粘土／海水系のモデル汚泥に代えたこと以外は、実施例１と同様にして改質された処理土を得た。
Example 4
In Example 1, the usage amount of No. 3 sodium silicate aqueous solution was changed from 30 mL to 80 mL, the usage amount of anionic polyacrylamide was changed from 6 g to 12 g, and the usage amount of polyferric sulfate was changed from 14 mL to 26 mL. The treated soil modified in the same manner as in Example 1 except that the amount of Portland cement used was changed from 200 g to 300 g, and the model sludge was replaced with the clay / seawater model sludge obtained in Preparation Example 2. Obtained.
（実施例５）
実施例４において、アニオン性ポリアクリルアミド１２ｇに代えて、カルボキシメチルセルロース（カルボキシメチル基の平均置換度ＤＳ＝１．５４、１重量％水溶液粘度２７３０ｍＰａ・ｓ、ダイセル化学工業（株）製、商品名「ＤＰ３１」）１６ｇを使用し、ポリ硫酸第二鉄の使用量を２６ｍＬから３０ｍＬに代えたこと以外は、実施例４と同様にして改質された処理土を得た。
(Example 5)
In Example 4, instead of 12 g of anionic polyacrylamide, carboxymethylcellulose (average substitution degree of carboxymethyl group DS = 1.54, 1 wt% aqueous solution viscosity 2730 mPa · s, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name “ DP31 ") was used in the same manner as in Example 4 except that 16 g was used and the amount of polyferric sulfate used was changed from 26 mL to 30 mL.
（実施例６）
実施例４において、ポリ硫酸第二鉄２６ｍＬに代えて、高塩基性ポリ塩化アルミニウム（塩基度８３％、大明化学工業（株）製、商品名「アルファイン８３」）５０ｍＬを使用したこと以外は、実施例４と同様にして改質された処理土を得た。
(Example 6)
In Example 4, instead of 26 mL of polyferric sulfate, 50 mL of highly basic polyaluminum chloride (basicity 83%, manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd., trade name “Alphain 83”) was used. A modified treated soil was obtained in the same manner as in Example 4.
（比較例１）
調製例１で得られた粘土／水系のモデル汚泥２Ｌをモルタルミキサー容器に量り込み、容器をモルタルミキサー（ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」記載、低速；自転毎分１４０±５回転 公転 約６２回転）にセットした。そして、ミキサーを低速で撹拌しながら、アニオン性ポリアクリルアミド（数平均分子量約１，６００×１０４、アニオン化率約３０〜３３％、三井アクアポリマー（株）製、商品名「アコフロックＡ１３０」）６ｇを添加した。添加後、低速で１分間撹拌混合したのち、普通ポルトランドセメント２００ｇをゆっくりと添加し、３０秒間撹拌混合して処理土を得た。得られた処理土をステンレス製バット（縦２８ｃｍ、横２２ｃｍ、高さ５ｃｍ）に移し替え、２０℃に温調された室内において、４日間自然乾燥養生し、改質された処理土を得た。
(Comparative Example 1)
2 L of clay / water model sludge obtained in Preparation Example 1 is weighed into a mortar mixer container, and the container is placed in a mortar mixer (described in JIS R 5201 “Cement physical test method”, low speed; rotation of 140 ± 5 revolutions per minute) 62 rotations). Then, while stirring the mixer at a low speed, anionic polyacrylamide (number average molecular weight of about 1,600 × 10 4 , anionization rate of about 30 to 33%, manufactured by Mitsui Aqua Polymer Co., Ltd., trade name “Acoflock A130”) 6 g was added. After the addition, after stirring and mixing at low speed for 1 minute, 200 g of ordinary Portland cement was slowly added and stirred and mixed for 30 seconds to obtain treated soil. The obtained treated soil was transferred to a stainless steel bat (length 28 cm, width 22 cm, height 5 cm) and naturally dried for 4 days in a room temperature-controlled at 20 ° C. to obtain a modified treated soil. .
（比較例２）
比較例１において、アニオン性ポリアクリルアミド６ｇに代えて、カルボキシメチルセルロース（カルボキシメチル基の平均置換度ＤＳ＝１．５４、１重量％水溶液粘度２７３０ｍＰａ・ｓ、ダイセル化学工業（株）製、商品名「ＤＰ３１」）１０ｇを使用したこと以外は、比較例１と同様にして改質された処理土を得た。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 1, instead of 6 g of anionic polyacrylamide, carboxymethyl cellulose (average substitution degree DS of carboxymethyl group = 1.54, 1 wt% aqueous solution viscosity 2730 mPa · s, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name “ A modified soil was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that 10 g of DP31 ") was used.
（比較例３）
比較例１において、アニオン性ポリアクリルアミドの使用量を６ｇから１２ｇに代え、普通ポルトランドセメントの使用量を２００ｇから３００ｇに代え、モデル汚泥を調製例２で得られた粘土／海水系のモデル汚泥に代えたこと以外は、比較例１と同様にして改質された処理土を得た。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 1, the amount of anionic polyacrylamide used was changed from 6 g to 12 g, the amount of ordinary Portland cement was changed from 200 g to 300 g, and the model sludge was changed to the clay / seawater model sludge obtained in Preparation Example 2. A modified soil was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that it was replaced.
（比較例４）
比較例３において、アニオン性ポリアクリルアミド１２ｇに代えて、カルボキシメチルセルロース（カルボキシメチル基の平均置換度ＤＳ＝１．５４、１重量％水溶液粘度２７３０ｍＰａ・ｓ、ダイセル化学工業（株）製、商品名「ＤＰ３１」）１６ｇに代えたこと以外は、比較例３と同様にして改質された処理土を得た。
(Comparative Example 4)
In Comparative Example 3, instead of 12 g of anionic polyacrylamide, carboxymethylcellulose (average substitution degree of carboxymethyl group DS = 1.54, 1 wt% aqueous solution viscosity 2730 mPa · s, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name “ DP31 ") Except for replacing with 16 g, a modified soil was obtained in the same manner as in Comparative Example 3.
（比較例５）
実施例２において、ポリ硫酸第二鉄の添加量を０ｇとしたこと以外は、実施例２と同様にして、改質された処理土を得た。
(Comparative Example 5)
In Example 2, a modified treated soil was obtained in the same manner as in Example 2 except that the amount of polyferric sulfate added was 0 g.
（比較例６）
実施例２において、３号珪酸ソーダ水溶液の添加量を０ｇとしたこと以外は、実施例２と同様にして、改質された処理土を得た。
(Comparative Example 6)
In Example 2, a modified treated soil was obtained in the same manner as in Example 2 except that the amount of No. 3 sodium silicate aqueous solution added was 0 g.
（比較例７）
実施例６において、アニオン性ポリアクリルアミド１２．０ｇをポリアクリル酸ソーダ（ポリアクリル酸のカルボキシル基の７０％が中和された部分中和物、日本純薬（株）製、商品名「アロンビスＡＨ」、数平均分子量３５０×１０４〜４４０×１０４）１２．０ｇに代え、高塩基性ポリ塩化アルミニウム５０ｍＬに代えて、ポリ硫酸第二鉄（ラサ工業（株）製）５０ｍＬを使用したこと以外は、実施例６と同様にして改質された処理土を得た。
(Comparative Example 7)
In Example 6, 12.0 g of anionic polyacrylamide was added to polyacrylic acid soda (partially neutralized product in which 70% of carboxyl groups of polyacrylic acid were neutralized, manufactured by Nippon Pure Chemical Co., Ltd., trade name “Aronbis AH” The number average molecular weight 350 × 10 4 to 440 × 10 4 ) Instead of 12.0 g, 50 mL of polybasic ferric sulfate (manufactured by Lhasa Kogyo Co., Ltd.) was used instead of 50 mL of highly basic polyaluminum chloride. Except for the above, a modified treated soil was obtained in the same manner as in Example 6.
（比較例８）
実施例１において、３号珪酸ソーダ水溶液３０ｍｌに代えて、粉末珪酸ソーダ（日本化学工業（株）製、粉末珪酸ソーダ３号）１０ｋｇを用いたこと以外は、実施例１と同様にして改質された処理土を得た。
(Comparative Example 8)
In Example 1, in place of 30 ml of No. 3 sodium silicate aqueous solution, modified in the same manner as in Example 1 except that 10 kg of powdered sodium silicate (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., powdered sodium silicate No. 3) was used. The treated soil was obtained.
実施例および比較例で得られた改質処理土（改質土）のコーン指数を、（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、第４２頁）記載の試験方法にしたがって測定した。 The corn index of the modified soil (modified soil) obtained in Examples and Comparative Examples was calculated using the “Construction Sludge Recycling Guidelines” edited by Advanced Construction Technology Center (publishing office; Taisei Publishing Co., Ltd., No. 42). Measured according to the test method described on page.
なお、コーン指数は、粘性土の変形・強度特性を求めるために利用されており、一般的には、２００ｋＮ／ｍ２以上であれば、標準仕様のダンプトラックなどでの運搬が可能になり、また、処理土としての再利用が可能になるとされている。 The cone index is used to determine the deformation / strength characteristics of cohesive soil. Generally, if it is 200 kN / m 2 or more, it can be transported with a standard dump truck, In addition, it can be reused as treated soil.
結果を表１に示す。 The results are shown in Table 1.
なお、表１において、「ＰＡＣ」とは「ポリ塩化アルミニウム」を意味し、珪酸ソーダ（水溶液）、水溶性高分子、および酸性無機物質の割合は、泥土（汚泥）１ｍ３あたりの割合を示す。 In Table 1, “PAC” means “polyaluminum chloride”, and the ratios of sodium silicate (aqueous solution), water-soluble polymer, and acidic inorganic substance are ratios per m 3 of mud (sludge). .
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