JP2020099897A - Sludge solidifying agent and method of sludge solidification using the same - Google Patents

Sludge solidifying agent and method of sludge solidification using the same Download PDF

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鏡子 青木
Kyoko Aoki
鏡子 青木
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Abstract

To provide a new sludge solidifying agent and a method of solidification using this agent which is capable of easily and efficiently dumping bentonite sludge and waste gypsum expected to be generated in a large amount in the future and also capable of being reused as an industrial and social resources at low cost by solving the problem of conventional lime mixing treatment, and to provide a solidification treatment method using the same.SOLUTION: A sludge solidifying agent for adding and solidifying sludge is characterized by containing gypsum powder or PS ashes, an aqueous sodium silicate solution and dilute sulfuric acid.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、シールド工法汚泥等として多量の水分を含み、産業廃棄物として扱われている汚泥を廃石膏を用いて固化させて、自然界への投棄処分を可能とし、さらには建設資材、土木資材等としての産業・社会資源としての利用も可能とする、汚泥固化剤及びこれを用いた汚泥の固化処理方法に関するものである。 The present invention includes a large amount of water as a shield method sludge, etc., and solidifies sludge treated as industrial waste using waste gypsum, and enables disposal disposal to the natural world, and further construction materials and civil engineering materials. The present invention relates to a sludge solidifying agent and a sludge solidifying treatment method using the same, which can be used as industrial and social resources as such.

従来より、ビル建設のための杭打ちや掘削、シールド工法等による地下トンネルの掘削等においては、掘削壁、掘削孔壁の崩れの防止、止水、さらには掘削作業の効率化等のために大量の含水ベントナイトが使用されている。この含水ベントナイトを使用した後においては多量の水分を含んだ汚泥が発生する。このようなベントナイト汚泥は産業廃棄物に指定されており、その処分が大きな問題となる。 Conventionally, in pile driving and excavation for building construction, excavation of underground tunnels by shield construction method, etc., to prevent collapse of excavation wall and excavation hole wall, stop water, and further improve efficiency of excavation work etc. A large amount of hydrous bentonite is used. After using this hydrous bentonite, sludge containing a large amount of water is generated. Such bentonite sludge is designated as industrial waste, and its disposal is a major problem.

そこで、従来では、ベントナイト汚泥を産業廃棄物の中間処理場へと搬入し、石灰等を含むポルトランドセメント又はこのポルトランドセメントを主とする混合セメント、又はこれらと同等の効果を有する固化剤を混入し、水分を吸収させ、産業廃棄物から普通土砂、即ち建設残土にして自然界に投棄している。 Therefore, conventionally, bentonite sludge is carried to an intermediate treatment plant for industrial waste, and Portland cement containing lime or the like or a mixed cement mainly containing this Portland cement, or a solidifying agent having an effect equivalent to these is mixed. , It absorbs water and is converted from industrial waste into ordinary earth and sand, that is, construction soil and dumped into the natural world.

この処理方法は、ベントナイト汚泥に上記ポルトランドセメント等の石灰成分を混入して水分と反応させて95℃程度の高熱を発生させることで水分を蒸発させ、結果的に水分を除去し、固化させることにより建設残土としての通常の土になるとの考えに基づいている。 This treatment method is to mix bentonite sludge with a lime component such as Portland cement and react with water to generate high heat of about 95° C. to evaporate the water, resulting in removal of the water and solidification. It is based on the idea that the soil will become normal soil as construction soil.

しかしながら、ベントナイト汚泥に上記ポルトランドセメント等の石灰成分を混入して水分を蒸発させて固化させた処理後の土には六価クロムが含まれている場合がある。これは、ポルトランドセメント等に含まれている三価クロムが、処理過程においてその材料を高温で処理する際に六価クロムに変化し、当該処理後の固化物に混合されるからである。なお、通常、六価クロムは、セメントが水和反応を起こす際に固化されて溶出はしないが、固化処理の際に水和反応を阻害する腐植土や火山灰質粘性土が混入した場合には、十分固化せずに六価クロムが溶出する場合がある。また、ポルトランドセメント等の石灰成分を混入して固化処理した土は高アルカリ性であるため、重金属の溶出とともに田畑や河川を汚染する虞がある。 However, there are cases where hexavalent chromium is contained in the soil after the treatment in which bentonite sludge is mixed with a lime component such as Portland cement to evaporate water and solidify. This is because the trivalent chromium contained in Portland cement or the like changes into hexavalent chromium when the material is treated at a high temperature in the treatment process and is mixed with the solidified substance after the treatment. In addition, hexavalent chromium is usually solidified when the cement undergoes a hydration reaction and does not elute, but when humus soil or volcanic cohesive soil that inhibits the hydration reaction is mixed during the solidification treatment, , Hexavalent chromium may elute without being sufficiently solidified. In addition, since soil treated with lime components such as Portland cement and solidified is highly alkaline, it may contaminate fields and rivers along with elution of heavy metals.

ベントナイト汚泥の処理については、これまでにもいくつかの改善提案がなされている。例えば、石灰混入後に起泡剤を添加し、焼成して多孔性軽量骨材として利用すること(特許文献1)や、酸化鉄、硫酸、硫酸カルシウムを主体とする酸性混合物、さらには鉄族金属触媒をも添加して、建設・土木資材として利用すること(特許文献2)等が提案されている。 Regarding the treatment of bentonite sludge, some improvement proposals have been made so far. For example, adding a foaming agent after mixing with lime and firing it to use it as a porous lightweight aggregate (Patent Document 1), an acidic mixture mainly composed of iron oxide, sulfuric acid and calcium sulfate, and further an iron group metal It has been proposed to add a catalyst and use it as a construction/civil engineering material (Patent Document 2).

しかしながら、これらの提案は、多量のベントナイト汚泥の処理としては実際的ではなく、複雑な工程やコスト増大等の問題が解消されていない。 However, these proposals are not practical for treating a large amount of bentonite sludge, and problems such as complicated steps and cost increase have not been solved.

一方、近年、建築現場及び解体現場で発生する石膏ボード端材や経年劣化した廃石膏ボードの処理も問題となっている。現在、廃石膏ボードの処理としては、廃石膏中間処理業者が廃石膏ボードを紙紛と廃石膏紛に分別し、その後紙紛は製紙会社の製紙原料として再使用し、廃石膏紛は全体の5〜10%を石膏ボード原料に再使用し、5〜10%をエコセメント原料として再使用している。しかしながら、残りの80%程度の一部は、高額の費用を支払って処分場へ持ち込まれるか、又は仮置き場で未処理のまま放置されているのが現状である。 On the other hand, in recent years, the treatment of gypsum board scraps generated at construction sites and dismantling sites and aged gypsum board has also become a problem. Currently, for the treatment of waste gypsum board, a waste gypsum intermediate treatment company separates the waste gypsum board into paper powder and waste gypsum powder, and then reuses the paper powder as a papermaking raw material for the paper manufacturing company. 5-10% is reused as a gypsum board raw material, and 5-10% is reused as an ecocement raw material. However, a part of the remaining 80% is currently brought to the disposal site at a high cost or left unprocessed at the temporary storage site.

また、製紙会社では大量の紙を製造するため、製紙製造過程で発生する製紙残渣を高熱処理し、水分を除去したPS灰(ペーパースラッジ)が発生する。このPS灰もまた廃石膏粉と同様、一部をリサイクルとして再利用しているが、大半は未処理のまま放置されているのが現状である。 Further, since a paper manufacturing company manufactures a large amount of paper, PS ash (paper sludge) from which water has been removed by high heat treatment of the paper manufacturing residue generated in the paper manufacturing process is generated. Similar to the waste gypsum powder, a part of this PS ash is reused for recycling, but most of it is left untreated.

そのため、上記の弊害を解消するとともに、安価に処分が可能な処理剤及び処理方法の開発が求められている。 Therefore, it is required to develop a treating agent and a treating method that can eliminate the above-mentioned adverse effects and can be disposed of at a low cost.

特開平6−32676号公報JP-A-6-32676 特開2003−10891号公報JP, 2003-10891, A

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、従来の石灰混入処理の問題点を解決し、今後も多量に発生することが予想されるベントナイト汚泥、廃石膏又はPS灰を簡便かつ効率的に自然投棄可能とし、さらには低コストでの産業・社会資源としての再利用も可能な新しい汚泥固化剤及びこれを用いた固化処理方法を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, solves the problems of conventional lime mixing treatment, bentonite sludge, waste gypsum or PS ash expected to be generated in large quantities in the future, It is an object of the present invention to provide a new sludge solidifying agent that can be simply and efficiently dumped in nature and can be reused as an industrial/social resource at low cost, and a solidification treatment method using the same.

本発明は、前記課題を解決する手段として以下のことを提供する。 The present invention provides the following as a means for solving the above problems.

<1>汚泥に添加して固化させるための汚泥固化剤であって、少なくとも、石膏粉又はPS灰と、ケイ酸ナトリウム水溶液と、希硫酸とを含むことを特徴とする汚泥固化剤。
<2>前記汚泥100質量部に対して、前記石膏粉又はPS灰が10〜30質量部、前記ケイ酸ナトリウム水溶液と希硫酸の合計量が20〜30質量部の範囲で配合されていることを特徴とする<1>に記載の汚泥固化剤。
<3>リン酸カルシウム及び/又は塩化カルシウムが0.1〜0.3質量部の範囲で配合されていることを特徴とする<1>又は<2>に記載の汚泥固化剤。
<4>前記石膏粉が、廃石膏ボードから得られる廃石膏粉であることを特徴とする<1>から<3>のいずれかに記載の汚泥固化剤。
<5>リン酸、カリウム、硫酸アンモニウムのうちの少なくとも一種が配合されていることを特徴とする<1>から<4>のいずれかに記載の汚泥固化剤。
<6>少なくとも、(a)前記汚泥の含水量を調整する汚泥含水量調整工程と、
(b)含水量調整後の前記汚泥に前記ケイ酸ナトリウム水溶液を添加する水ガラス添加工程と、
(c)前記希硫酸を添加する希硫酸添加工程と、
(d)前記石膏粉又はPS灰を添加する石膏粉PS灰添加工程とを含むことを特徴とする汚泥の固化処理方法を含むことを特徴とする汚泥の固化処理方法。
<7>固化を促進するための半水石膏中性固化剤を添加する半水石膏中性固化剤添加工程を含むことを特徴とする<6>に記載の汚泥の固化処理方法。
<8>前記リン酸カルシウム及び/又は塩化カルシウムを添加するフッ素抑制剤添加工程を含むことを特徴とする<6>又は<7>に記載の汚泥の固化処理方法。
<9>前記汚泥がベントナイト汚泥であることを特徴とする<6>から<8>のいずれかに記載の汚泥の固化処理方法。
<10><1>から<5>のいずれかに記載の汚泥固化剤を産業・社会資源として利用可能とすることを特徴とする汚泥の固化処理方法。
<1> A sludge solidifying agent for adding to and solidifying sludge, which comprises at least gypsum powder or PS ash, an aqueous sodium silicate solution, and dilute sulfuric acid.
<2> The gypsum powder or PS ash is mixed in an amount of 10 to 30 parts by mass, and the total amount of the aqueous sodium silicate solution and dilute sulfuric acid is mixed in the range of 20 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the sludge. The sludge solidifying agent according to <1>.
<3> The sludge solidifying agent according to <1> or <2>, wherein calcium phosphate and/or calcium chloride is mixed in the range of 0.1 to 0.3 parts by mass.
<4> The sludge solidifying agent according to any one of <1> to <3>, wherein the gypsum powder is waste gypsum powder obtained from waste gypsum board.
<5> The sludge solidifying agent according to any one of <1> to <4>, which contains at least one of phosphoric acid, potassium, and ammonium sulfate.
<6> At least (a) a sludge water content adjusting step of adjusting the water content of the sludge,
(B) a water glass adding step of adding the aqueous sodium silicate solution to the sludge after the water content adjustment,
(C) a dilute sulfuric acid addition step of adding the dilute sulfuric acid,
(D) a gypsum powder PS ash addition step of adding the gypsum powder or PS ash, and a sludge solidification treatment method comprising a sludge solidification treatment method.
<7> The method for solidifying sludge according to <6>, further comprising a step of adding a hemihydrate gypsum neutral solidifying agent for promoting solidification.
<8> The method for solidifying sludge according to <6> or <7>, further including a step of adding a fluorine inhibitor to add the calcium phosphate and/or calcium chloride.
<9> The sludge solidification treatment method according to any one of <6> to <8>, wherein the sludge is bentonite sludge.
<10> A method for solidifying sludge, comprising making the sludge solidifying agent according to any one of <1> to <5> available as an industrial/social resource.

本発明によれば、従来の石灰混入処理の問題点を解決し、今後も多量に発生することが予想されるベントナイト汚泥及び廃石膏を、簡便かつ効率的に自然投棄を可能とし、さらには低コストでの産業・社会資源としての再利用も可能な新しい汚泥固化剤及びこれを用いた固化処理方法を提供することができる。 According to the present invention, the problems of the conventional lime mixing process are solved, and bentonite sludge and waste gypsum, which are expected to be generated in large quantities in the future, can be simply and efficiently naturally dumped, and further low It is possible to provide a new sludge solidifying agent which can be reused as an industrial/social resource at a cost and a solidification treatment method using the same.

本発明の汚泥の固化処理方法における各工程を実施する装置の一実施形態を示す概略図である。It is a schematic diagram showing one embodiment of an apparatus which performs each process in the sludge solidification processing method of the present invention. 汚泥貯蔵ホッパー及び振動ホッパーの実施形態を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an embodiment of a sludge storage hopper and a vibration hopper. 振動ホッパーの実施形態を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an embodiment of a vibrating hopper. スクリューコンベアを示す概略図であり、(A)は長手方向垂直断面図であり、(B)は側方断面図である。It is a schematic diagram showing a screw conveyor, (A) is a longitudinal direction perpendicular sectional view, and (B) is a side sectional view. スクリューコンベア及びコンベア群を示す概略図である。It is a schematic diagram showing a screw conveyor and a conveyor group. 装置一式を納めるトラックの寸法を示す概略図である。It is the schematic which shows the dimension of the truck which accommodates a set of apparatuses. 装置一式を納めるコンテナの寸法を示す概略図である。It is a schematic diagram showing the size of the container which stores a set of devices.

本発明の汚泥固化剤は、汚泥に添加して固化させるための汚泥固化剤であって、その構成において石膏粉又はPS灰とケイ酸ナトリウム水溶液と希硫酸とを混合して含むことを必須としている。 The sludge solidifying agent of the present invention is a sludge solidifying agent for solidifying by adding to sludge, and in its constitution, it is essential that gypsum powder or PS ash, an aqueous sodium silicate solution and dilute sulfuric acid are mixed and contained. There is.

本実施形態の汚泥固化剤に用いる石膏粉は、汚泥固化副剤として硫酸カルシウムを主成分とする石膏粉である。石膏粉としては、一般に入手可能な硫酸カルシウム粉末を用いることができるが、本発明においては廃石膏ボードから得られる石膏粉を用いるのが好ましい。廃石膏ボードとは、建築現場や解体現場で発生する石膏ボード端材や経年劣化した石膏ボードであり、通常、処分場へ持ち込まれて処分されるものや、仮置き場で未処理のまま放置され暫定処分されるものである。 The gypsum powder used for the sludge solidifying agent of the present embodiment is gypsum powder containing calcium sulfate as a main component as a sludge solidifying auxiliary agent. As the gypsum powder, generally available calcium sulfate powder can be used, but in the present invention, it is preferable to use gypsum powder obtained from waste gypsum board. Waste gypsum board is gypsum board scraps generated at construction sites and dismantling sites and gypsum boards that have deteriorated over time.Usually, they are brought to the disposal site for disposal or left unprocessed at the temporary storage site. It will be provisionally disposed of.

石膏粉として廃石膏ボードから得られる石膏粉を汚泥固化副剤として用いることにより、これまで処分に多大な費用と労力を要していた廃石膏を効率的に再利用することが可能となる。上記石膏粉の大きさは特に限定されないが、分散性や反応性の観点から、通常、平均粒径2mm以下程度が考慮される。なお、ここで平均粒径は、市販のレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置を用いて、レーザー回折・散乱法による粒度分布の測定値から、累積分布によるメディアン径(d50、体積基準)として求めることができる。また、平均粒径2mm以下の石膏粉の平均比重は0.35〜0.40程度が好ましい。 By using the gypsum powder obtained from the waste gypsum board as the gypsum powder as the sludge solidifying auxiliary agent, it becomes possible to efficiently reuse the waste gypsum, which has required a great deal of expense and labor for disposal up to now. The size of the gypsum powder is not particularly limited, but an average particle size of about 2 mm or less is usually considered from the viewpoint of dispersibility and reactivity. Here, the average particle diameter is obtained as a median diameter (d50, volume basis) by cumulative distribution from the measured value of the particle size distribution by the laser diffraction/scattering method using a commercially available laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device. be able to. The average specific gravity of gypsum powder having an average particle size of 2 mm or less is preferably about 0.35 to 0.40.

本実施形態の汚泥固化剤に用いるケイ酸ナトリウム水溶液は、通常、水ガラスと呼ばれ、JIS K1408で規定されるケイ酸ナトリウムを水に溶かして加熱することで得られる水飴状の粘性を持つ物質であり、汚泥の固化及び汚泥中に含まれる重金属を不溶化する機能を有する。汚泥は、通常の条件ではコロイド粒子が安定に分散しているが、ケイ酸ナトリウム水溶液(アルカリ)の添加によるpHの人為的変動により分散が保持できなくなり、凝集・沈降することにより固化する。具体的には、例えば、ケイ酸ナトリウム水溶液を含水率70〜50%の汚泥に混入すると約15〜30分で急速に固化する。 The aqueous sodium silicate solution used for the sludge solidifying agent of the present embodiment is usually called water glass, and is a substance having a starch syrup-like viscosity obtained by dissolving sodium silicate specified in JIS K1408 in water and heating it. It has a function of solidifying sludge and insolubilizing heavy metals contained in sludge. Colloid particles are stably dispersed in the sludge under normal conditions, but the dispersion cannot be maintained due to artificial fluctuation of pH due to the addition of an aqueous sodium silicate solution (alkali), and the sludge is solidified by aggregation and sedimentation. Specifically, for example, when an aqueous solution of sodium silicate is mixed in sludge having a water content of 70 to 50%, it rapidly solidifies in about 15 to 30 minutes.

また、ケイ酸ナトリウムはSiO+NaOからなるメタケイ酸のナトリウム塩(NaSiO)であり、このSiOは多孔質及び多積層で10〜100nmのナノ孔を担持する。重金属は、これら多孔質の積層状のポーラス内及びその付近でイオン結合により吸着して不溶化する。これの不溶化原理は、多孔質の形状結合もあるが、多くは酸性陰イオンとアルカリ性陽イオンのイオン結合によるものである。 Further, sodium silicate is a sodium salt of metasilicic acid (Na 2 SiO 3 ) composed of SiO 2 +Na 2 O, and this SiO 2 is porous and multi-layered and carries nanopores of 10 to 100 nm. Heavy metals are adsorbed and insolubilized by ionic bonds in and around these porous porous layers. The principle of insolubilization is that it has a porous shape bond, but is mostly due to an ionic bond between an acidic anion and an alkaline cation.

また、本実施形態の汚泥固化剤には希硫酸を配合する。希硫酸は、質量%濃度が約90%未満の濃度の低い硫酸であり、ケイ酸ナトリウム水溶液のケイ酸塩と作用して、シリカ粒子が安定的に分散したシリカゾル(コロイダルシリカ)を生成する。シリカゾルは、水ガラスのアルカリを酸で中和した非アルカリ性水ガラス溶液をベースとした注入材の総称である。 Further, dilute sulfuric acid is added to the sludge solidifying agent of the present embodiment. Dilute sulfuric acid is a low-concentration sulfuric acid having a mass% concentration of less than about 90%, and acts on a silicate of an aqueous sodium silicate solution to produce a silica sol (colloidal silica) in which silica particles are stably dispersed. Silica sol is a general term for injection materials based on a non-alkaline water glass solution obtained by neutralizing the alkali of water glass with an acid.

水ガラスにおける水を含む液相では、シリカゾルの表面のOH基(陽イオン)は水酸基に覆われている。酸は水に溶けると水素+陰イオンとなり、イオン結合を起こしやすくシリカ表面の比表面積は非常に大きく、イオン結合を促進補助する役目を持ち、重金属等の微粒子がポーラス状付近でイオン結合することで重金属が不溶化する。 In the liquid phase containing water in water glass, the OH groups (cations) on the surface of silica sol are covered with hydroxyl groups. When an acid dissolves in water, it becomes hydrogen + anion, which easily causes an ionic bond, and the specific surface area of the silica surface is very large. It has a role of promoting and assisting the ionic bond, and fine particles such as heavy metals are ionic bond near the porous state. The heavy metal becomes insoluble.

イオン等の結合では、酸性物質とアルカリ性物質において、酸は電離して水素イオン+陰イオンとなり、アルカリは電離して陽イオン+水酸化物イオンとなる。また、シリカ粒子の多孔質孔は、10〜100nmの超微粒子であり形状結合もしやすい。 In the binding of ions and the like, in the acidic substance and the alkaline substance, the acid is ionized to become a hydrogen ion + anion, and the alkali is ionized to become a cation + hydroxide ion. In addition, the porous pores of the silica particles are ultrafine particles of 10 to 100 nm and are easy to form bonds.

また、希硫酸を添加することにより、アルカリ性の汚泥を中性域に調整することが容易となる。汚泥(特にベントナイト汚泥やシールド工法汚泥)は、通常、pH12以上の高アルカリ性であり、そのまま汚泥を自然界に埋設した場合には、環境汚染の原因となる場合がある。なお、希硫酸の配合により、最終的に汚泥のpHを9程度のややアルカリ性に近い中性域に調整することが望ましい。これは、弱酸性雨等による長期にわたる影響により数年を経た段階で自然に中性域pH8程度に変化することを想定しての調整である。また、この調整により、固化した汚泥の自然界への処分や、土木工事及び農業分野の再利用(リサイクル)製品とすることが可能となる。 Moreover, by adding dilute sulfuric acid, it becomes easy to adjust the alkaline sludge to a neutral range. Sludge (especially bentonite sludge and shield method sludge) is usually highly alkaline having a pH of 12 or more, and if the sludge is directly buried in nature, it may cause environmental pollution. It is desirable that the pH of the sludge is finally adjusted to a neutral range of about 9 which is slightly alkaline by blending dilute sulfuric acid. This is an adjustment assuming that the pH will naturally change to about pH 8 after several years due to a long-term effect such as weak acid rain. Further, by this adjustment, it becomes possible to dispose of the solidified sludge in the natural world, and to make it a reused product in the civil engineering work and agricultural fields.

また、本実発明においては、上記石膏粉とは別にPS灰を添加することができる。PS灰は製紙製造過程で発生する製紙残渣を高熱処理して水分を除去した廃材であり、廃石膏粉と同様、一部がリサイクルとして処理されるほかは大量のPS灰が未処理のまま放置されている。 In addition, in the present invention, PS ash can be added separately from the gypsum powder. PS ash is a waste material that is produced by high heat treatment of the papermaking residue generated in the papermaking process to remove water. Like the waste gypsum powder, a part of it is treated as recycled and a large amount of PS ash is left untreated. Has been done.

本発明の汚泥固化剤における、上記必須成分の石膏粉又はPS灰、ケイ酸ナトリウム水溶液及び希硫酸の各成分の配合割合については、処理対象とする汚泥の含水率や性状等を考慮して適宜調整して決定することができるが、通常、汚泥100質量部に対して、石膏粉又はPS灰が10〜30質量部、好ましくは15〜25質量部、ケイ酸ナトリウム水溶液と希硫酸の合計量が20〜30質量部、好ましくは23〜28質量部の範囲が考慮される。各成分の配合割合を上記の範囲とすることにより、効率よく廃石膏又はPS灰を処分することができるとともに、汚泥を適正なpHに調整して確実に固化させることができる。 In the sludge solidifying agent of the present invention, with respect to the mixing ratio of each of the above-mentioned essential components, gypsum powder or PS ash, an aqueous solution of sodium silicate, and dilute sulfuric acid, the water content and properties of the sludge to be treated are appropriately considered. Although it can be adjusted and determined, usually, gypsum powder or PS ash is 10 to 30 parts by mass, preferably 15 to 25 parts by mass, and the total amount of sodium silicate aqueous solution and dilute sulfuric acid is based on 100 parts by mass of sludge. Is in the range of 20 to 30 parts by mass, preferably 23 to 28 parts by mass. By setting the mixing ratio of each component within the above range, the waste gypsum or PS ash can be efficiently disposed, and the sludge can be adjusted to an appropriate pH and reliably solidified.

また、本実施形態の汚泥固化剤には、上記必須の成分のほかに、リン酸カルシウム及び塩化カルシウムの少なくとも何れかを含有させるのが好ましい。廃石膏粉は、通常フッ素を3〜7%含んでいる。このフッ素含有量のバラツキは、建築現場の石膏ボードの端材や、数年から10年以上経過した廃石膏の経年劣化により生じる。 The sludge solidifying agent of the present embodiment preferably contains at least one of calcium phosphate and calcium chloride in addition to the above essential components. The waste gypsum powder usually contains 3 to 7% fluorine. This variation in the fluorine content is caused by the aged deterioration of the waste material of the gypsum board at the construction site or the waste gypsum that has been used for several years to 10 years or more.

フッ素は、石膏粉が水と水和反応を起こして発生するが、リン酸カルシウム又は塩化カルシウムを配合することにより、フッ素がこれらと結合してフッ化カルシウムとなりフッ素の発生を抑制することができる。生成されるフッ化カルシウムは、フッ素とカルシウムからなる無機化合物であり、フッ素化合物の原料となる物質である。このフッ化カルシウムは自然界では蛍石と呼ばれて存在しており高い安全性が確認されている。 Fluorine is generated when the gypsum powder undergoes a hydration reaction with water, but by adding calcium phosphate or calcium chloride, the fluorine is combined with these to form calcium fluoride, and the generation of fluorine can be suppressed. The generated calcium fluoride is an inorganic compound composed of fluorine and calcium, which is a raw material of the fluorine compound. This calcium fluoride, which is called fluorite in nature, exists and its safety is confirmed.

また本発明では、汚泥固化剤を用いてベントナイト汚泥を処理した普通土をリサイクル土として使用する場合、植物の育成に適したリサイクル土とすることを目的として、リン酸、カリウム、流安(硫酸アンモニウム)のうちの少なくとも一種を配合させることができる。リン酸、カリウム、流安は、各々が植物に対して必要な栄養素であり、これらの何れかを配合させることにより処理後のリサイクル土を一般土として自然投棄した場合に、植物の育成を阻害することなく、エコロジーに有用な社会資源として利用することができる。 Further, in the present invention, when the ordinary soil obtained by treating the bentonite sludge with the sludge solidifying agent is used as the recycled soil, phosphoric acid, potassium, and ammonium sulfate (ammonium sulfate) are used for the purpose of producing recycled soil suitable for growing plants. At least one of the above) can be blended. Phosphoric acid, potassium, and runasu each are nutrients necessary for plants, and by mixing any of these, when the recycled soil after treatment is naturally dumped as ordinary soil, it inhibits plant growth. Without using it, it can be used as a social resource useful for ecology.

上記リン酸、カリウム、流安の配合割合は、目的とする土壌改質適正に応じて適宜決定することができ、特に限定されるものではないが、通常、汚泥固化剤100質量%に対して、リン酸0.2〜0.7質量%、カリウム0.1〜0.7質量%、流安0.2〜0.9質量%の範囲が考慮される。 The above-mentioned phosphoric acid, potassium, and flow rate can be appropriately mixed depending on the desired soil reforming suitability, and are not particularly limited, but usually, relative to 100% by mass of the sludge solidifying agent. , Phosphoric acid 0.2 to 0.7% by mass, potassium 0.1 to 0.7% by mass, and flow rate 0.2 to 0.9% by mass are considered.

なお、本発明の汚泥固化剤を適用する汚泥としては、主としてベントナイト汚泥を対象とする。ベントナイトは粘土の一種であり、水との親和力が強く、その懸濁液が連続地中壁工法やトンネル掘削のシールド工法等に泥水材料として用いられるが、本発明においては、ベントナイトを用いた施工後に回収される各種のものも含まれる。ベントナイト汚泥には、例えば、回収ベントナイトとともにセメントミルクや掘削された地盤、地中の土砂も含まれていてもよい。 The sludge to which the sludge solidifying agent of the present invention is applied is mainly bentonite sludge. Bentonite is a kind of clay, has a strong affinity with water, its suspension is used as a mud material in continuous underground wall construction method, shield construction method of tunnel excavation, etc., but in the present invention, construction using bentonite Various items that are later collected are also included. The bentonite sludge may include, for example, recovered bentonite, cement milk, excavated ground, and earth and sand.

ベントナイト汚泥の固化処理方法としては、本発明の汚泥固化剤をベントナイト汚泥に投入後、攪拌し、その後20時間前後、条件によっては60〜180分放置することで、軟土として自然に投棄可能な残土とすることができる。 As a method for solidifying bentonite sludge, after throwing the sludge solidifying agent of the present invention into bentonite sludge, stirring the mixture, and leaving it for about 20 hours and then for 60 to 180 minutes depending on the conditions, it can be naturally discarded as soft soil. It can be left over soil.

また、本発明の汚泥の固化処理方法においては、少なくとも以下の(a)〜(d)の工程を含む方法で固化処理を行う。
(a)汚泥の含水量を調整する汚泥含水量調整工程。
(b)含水量調整後の汚泥にケイ酸ナトリウム水溶液を添加する水ガラス添加工程。
(c)希硫酸を添加する希硫酸添加工程。
(d)石膏粉又はPS灰を添加する石膏粉PS灰添加工程。
図1に本発明の汚泥の固化処理方法における各工程を実施する装置の一実施形態を示す。
In the sludge solidification treatment method of the present invention, solidification treatment is performed by a method including at least the following steps (a) to (d).
(A) Sludge water content adjusting step of adjusting the water content of sludge.
(B) A water glass addition step of adding an aqueous sodium silicate solution to the sludge after the water content adjustment.
(C) A dilute sulfuric acid addition step of adding dilute sulfuric acid.
(D) Gypsum powder PS ash addition step of adding gypsum powder or PS ash.
FIG. 1 shows an embodiment of an apparatus for carrying out each step in the sludge solidification treatment method of the present invention.

(a)汚泥含水量調整工程では、まず、(b)以降の工程で各成分を添加する前に、汚泥の含水量を調整する。具体的には、図1、図2に示す汚泥貯蔵ホッパーAに汚泥を導入し、所定の時間貯蔵して上澄みの上部水のみをポンプや毛細管排水装置等により隣接する水タンクCに移送する。汚泥貯蔵ホッパーAとしては、例えば、汚泥容量2〜5トン(約2mの立方体)の鋼製で上部が開口している大きさの汚泥貯蔵ホッパーAを例示することができる。 In the (a) sludge water content adjusting step, first, the water content of the sludge is adjusted before adding each component in the steps after (b). Specifically, sludge is introduced into the sludge storage hopper A shown in FIGS. 1 and 2, and stored for a predetermined time, and only the upper water of the supernatant is transferred to an adjacent water tank C by a pump, a capillary drainage device, or the like. As the sludge storage hopper A, for example, a sludge storage hopper A having a size of 2 to 5 tons (cube of about 2 m) made of steel and having an opening at the top can be exemplified.

次に、残余の汚泥を汚泥貯蔵ホッパーAの下部に設けられた排出口から振動ホッパーBに移送してさらに水を分離する。振動ホッパーBとしては、例えば、上部に水排出口を備え、汚泥容量2〜3トン(約1.5mの立方体)の鋼製で、電動駆動で左右又は上下に振動させる振動式装置B1と高周波発生装置B2を備えた付け振動ホッパーBを例示することができる。振動式装置B1として、例えば、容器本体を振動させる電動駆動の振動器を用いることができ、高周波発生装置B2としては、例えば、汚泥のみを振動させる高周波振動機や超音波振動機を用いることができる。これにより効率的に汚泥中の水を分離することができる。また、振動ホッパーBには篩機を内設することもできる。篩機を通すことにより、分散して空気との接触面積が大きい汚泥として次工程に送出することができる。 Next, the remaining sludge is transferred from the discharge port provided in the lower part of the sludge storage hopper A to the vibration hopper B to further separate water. As the vibration hopper B, for example, a vibrating device B1 which has a water discharge port at the upper part, is made of steel with a sludge capacity of 2 to 3 tons (a cube of about 1.5 m), and is electrically driven to vibrate left and right or up and down, and a high frequency wave. An example is a mounting vibration hopper B provided with a generator B2. As the vibrating device B1, for example, an electrically driven vibrator that vibrates the container body can be used, and as the high frequency generating device B2, for example, a high frequency vibrator or an ultrasonic vibrator that vibrates only sludge can be used. it can. Thereby, the water in the sludge can be efficiently separated. Further, the vibrating hopper B may have a sifter installed therein. By passing through a sieving machine, the sludge can be dispersed and sent to the next step as sludge having a large contact area with air.

なお、汚泥貯蔵ホッパーA及び振動ホッパーBで分離された水はポンプ等により水タンクCに移送されるが、上記汚泥貯蔵ホッパーA及び振動ホッパーBの水排出口にはフィルターを設けることが好ましい。フィルターを通して排出された水は、pH調整剤を添加する等して中性化し、所定の基準を満たす水質とした上で適宜廃棄したり、現場に還元することができる。 The water separated by the sludge storage hopper A and the vibration hopper B is transferred to the water tank C by a pump or the like, and it is preferable to provide a filter at the water discharge port of the sludge storage hopper A and the vibration hopper B. The water discharged through the filter can be neutralized by adding a pH adjusting agent and the like, and can be appropriately discarded or returned to the site after having a water quality that meets predetermined criteria.

また、本実施形態においては、汚泥貯蔵ホッパーA内又は振動ホッパーB内に毛細管排水装置を設けることもできる。毛細管排水装置は、ホッパーの上部0.5〜1.0mの側面の位置に設置する毛細管現象を利用した装置である。具体的には、直径0.1〜0.5mm、長さ約1mの繊維を100本程束ねたものを更に10〜20本程束ねて一式としたものを汚泥貯蔵ホッパーA上部又は振動ホッパーB上部に設けた穴に設置して、ホッパー内の汚泥の水分のみを毛細管現象により水タンクCに排出する装置である。 Further, in the present embodiment, a capillary drainage device may be provided in the sludge storage hopper A or the vibration hopper B. The capillary drainage device is a device that uses a capillary phenomenon installed at a position on the side surface of the upper part of the hopper 0.5 to 1.0 m. Specifically, a bundle of about 100 fibers with a diameter of 0.1 to 0.5 mm and a length of about 1 m is bundled with about 10 to 20 fibers to form a set, which is the upper part of the sludge storage hopper A or the vibration hopper B. This device is installed in the hole provided in the upper part and discharges only the water content of the sludge in the hopper to the water tank C by the capillary phenomenon.

(a)汚泥含水量調整工程において行う汚泥の含水量の調整は、導入時の汚泥の種類や含水量に応じて適宜設定することができるが、含水量調整後の汚泥は、導入時の汚泥に対してできる限り脱水することが好ましく、少なくとも導入時の汚泥の容量から10〜30%、好ましくは10〜50%程度容量が減少するまで脱水させることが好ましい。この工程(a)で汚泥容量を減少させることにより、その後の処理時間を短縮できるとともに処理費用を大幅に削減することが可能となる。 (A) The adjustment of the water content of sludge in the sludge water content adjustment step can be appropriately set according to the type and water content of the sludge at the time of introduction, but the sludge after the water content adjustment is the sludge at the time of introduction. However, it is preferable to dehydrate as much as possible, and it is preferable to dehydrate at least 10 to 30%, preferably 10 to 50% of the volume of sludge at the time of introduction. By reducing the sludge volume in this step (a), the subsequent treatment time can be shortened and the treatment cost can be significantly reduced.

本実施形態の固化処理方法では、(a)汚泥含水量調整工程で脱水処理が完了した汚泥をスクリューコンベアDに導入して以降の処理工程を行う。なお、汚泥を導入するスクリューコンベアDは、移送の途中で各種固化成分を添加できるものであれば特に限定されるものではなく、通常公知のスクリューコンベアを用いることができるが、より空気との撹拌を効率的に行う観点から、図4に示すような上部開口型の外部漏れ防止板Kを有するトラフ式スクリューコンベアを用いるのが好ましい。具体的には、直径20〜50cmの鋼製の管の外部カバーLの内部に、鋼製で螺旋形状のスクリュー翼Mをスクリュー回転中心軸Jに取り付け、スクリュー回転中心軸Jを電動で回転さることにより汚泥と汚泥固化剤を移送、攪拌するスクリューコンベアDを例示することができる。 In the solidification treatment method of this embodiment, (a) sludge that has been dehydrated in the sludge water content adjusting step is introduced into the screw conveyor D, and the subsequent treatment steps are performed. The screw conveyor D for introducing sludge is not particularly limited as long as it can add various solidified components during the transfer, and a commonly known screw conveyor can be used, but it is more agitated with air. From the viewpoint of efficiently performing the above, it is preferable to use a trough type screw conveyor having an upper opening type external leakage prevention plate K as shown in FIG. Specifically, inside the outer cover L of a steel tube having a diameter of 20 to 50 cm, a spiral screw blade M made of steel is attached to the screw rotation center axis J, and the screw rotation center axis J is electrically rotated. As a result, a screw conveyor D for transferring and stirring sludge and a sludge solidifying agent can be exemplified.

次に、上記スクリューコンベアDに導入した汚泥に対して、(b)含水量調整後の汚泥にケイ酸ナトリウム水溶液を添加する水ガラス添加工程、(c)希硫酸を添加する希硫酸添加工程、(d)石膏粉又はPS灰を添加する石膏粉PS灰添加工程を順次行う。 Next, with respect to the sludge introduced into the screw conveyor D, (b) a water glass addition step of adding an aqueous sodium silicate solution to the sludge after water content adjustment, (c) a dilute sulfuric acid addition step of adding dilute sulfuric acid, (D) The gypsum powder PS ash addition step of adding gypsum powder or PS ash is sequentially performed.

(b)水ガラス添加工程では、スクリューコンベアDの上方に設置された水ガラスタンクE内にケイ酸ナトリウム水溶液を貯蔵しておき、スクリューコンベアDで汚泥が搬送されてきたときに水ガラスタンクEからケイ酸ナトリウム水溶液を所定量添加する。 (B) In the water glass addition step, the aqueous solution of sodium silicate is stored in the water glass tank E installed above the screw conveyor D, and when the sludge is conveyed by the screw conveyor D, the water glass tank E A predetermined amount of sodium silicate aqueous solution is added.

また、(c)希硫酸添加工程では、スクリューコンベアDの上方で、水ガラスタンクEに隣接する位置に設置された希硫酸タンクF内に希硫酸を貯蔵しておき、スクリューコンベアDで汚泥が搬送されてきたときに希硫酸タンクFから希硫酸を所定量添加する。上記(b)水ガラス添加工程及び(c)希硫酸添加工程により、水ガラス及び希硫酸が汚泥に添加され、かつ、空気に触れながら撹拌されることにより固化が開始する。 Further, in the step (c) dilute sulfuric acid addition step, dilute sulfuric acid is stored in a dilute sulfuric acid tank F installed at a position adjacent to the water glass tank E above the screw conveyor D, and sludge is removed by the screw conveyor D. A predetermined amount of dilute sulfuric acid is added from the dilute sulfuric acid tank F when being conveyed. By the (b) water glass addition step and (c) dilute sulfuric acid addition step, water glass and dilute sulfuric acid are added to the sludge, and solidification is started by stirring while contacting with air.

そして、次の(d)石膏粉PS灰添加工程では、スクリューコンベアDの上方で、希硫酸タンクFに隣接して設けられた石膏粉PS灰ホッパーG内の石膏粉又はPS灰をスクリューコンベアDで搬送された汚泥に添加する。これにより、汚泥中の残存水分と石膏粉又はPS灰が水和反応して発熱し、残存水分が蒸発することにより固化反応がさらに急速に進行する。 In the next (d) gypsum powder PS ash addition step, the gypsum powder or PS ash in the gypsum powder PS ash hopper G provided adjacent to the dilute sulfuric acid tank F above the screw conveyor D is fed to the screw conveyor D. Add to sludge transported in. As a result, the residual water in the sludge and the gypsum powder or PS ash react with each other to generate heat, and the residual water evaporates, so that the solidification reaction proceeds more rapidly.

一方、汚泥に石膏粉又はPS灰を添加すると、石膏粉又はPS灰が汚泥の残存水と水和反応を起こしてフッ素が発生することが考慮される。そのため、本実施形態の固化処理方法では、(d)石膏粉PS灰添加工程のあとに、リン酸カルシウム又は塩化カルシウムの少なくともいずれかを添加するフッ素抑制剤添加工程を設けることが好ましい。 On the other hand, it is considered that when gypsum powder or PS ash is added to the sludge, the gypsum powder or PS ash causes a hydration reaction with the residual water of the sludge to generate fluorine. Therefore, in the solidification treatment method of the present embodiment, it is preferable to provide a fluorine inhibitor addition step of adding at least either calcium phosphate or calcium chloride after the step (d) gypsum powder PS ash addition step.

フッ素抑制剤添加工程においても、スクリューコンベアDの上方で、石膏粉PS灰ホッパーGの下流側に設けたフッ素抑制剤タンクHから、リン酸カルシウム又は塩化カルシウムからなるフッ素抑制剤を添加することができる。これにより、発生したフッ素が上記フッ素抑制剤と結合してフッ化カルシウムとなりフッ素の残存を抑制することができる。 Also in the fluorine inhibitor addition step, the fluorine inhibitor composed of calcium phosphate or calcium chloride can be added from the fluorine inhibitor tank H provided on the downstream side of the gypsum powder PS ash hopper G above the screw conveyor D. As a result, the generated fluorine is combined with the above-mentioned fluorine inhibitor to form calcium fluoride, and the remaining fluorine can be suppressed.

また、本実施形態においては、さらなる急速固化を目的として、半水石膏中性固化剤を添加することができる。本発明における半水石膏中性固化剤とは、半水石膏及び/又はシリカ微粉高分子からなる固化剤を意味し、一般にエコハード(登録商標)(チヨダウーテ株式会社製)として入手可能である。半水石膏中性固化剤は、スクリューコンベアDの上方で、石膏粉PS灰ホッパーGに隣接して設けられた半水石膏中性固化剤タンクI内からスクリューコンベアDで搬送された汚泥に添加することができる。半水石膏中性固化剤の添加量は、汚泥100質量部に対して5〜20質量部の範囲が考慮される。半水石膏中性固化剤を添加することにより、高アルカリ性の石膏粉やPS灰を添加しても中性域に調整できるとともに急速固化させることができる。 Further, in the present embodiment, a hemihydrate gypsum neutral solidifying agent can be added for the purpose of further rapid solidification. The hemihydrate gypsum neutral solidifying agent in the present invention means a solidifying agent composed of hemihydrate gypsum and/or silica fine powder polymer, and is generally available as Ecohard (registered trademark) (manufactured by Chiyoda Ute Co., Ltd.). The hemihydrate gypsum neutral solidifying agent is added to the sludge conveyed by the screw conveyor D from the hemihydrate gypsum neutral solidifying agent tank I provided adjacent to the gypsum powder PS ash hopper G above the screw conveyor D. can do. The addition amount of the hemihydrate gypsum neutral solidifying agent is considered to be in the range of 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of sludge. By adding a hemihydrate gypsum neutral solidifying agent, even if highly alkaline gypsum powder or PS ash is added, it can be adjusted to a neutral range and rapidly solidified.

また、本実施形態の汚泥の固化処理方法の上記各工程においては、(a)汚泥含水量調整工程によって含水量が調整された汚泥容量に対して、各成分の添加量を自動計算して添加することができる。具体的には、各々の成分のタンク及びホッパーの排出口に排出量を制御する排出自動制御装置を設置し、自動計測された導入汚泥量に応じて、コンピュータにより自動計算した各成分の添加量をスクリューコンベアDに投入させることで実現することができる。また、添加のタイミングを徐々に所定量を添加するように制御することにより、導入汚泥に対して一様に分散添加させることが可能となる。 In addition, in each of the above steps of the sludge solidification treatment method of the present embodiment, the addition amount of each component is automatically calculated and added to the sludge volume whose water content is adjusted by the (a) sludge water content adjusting step. can do. Specifically, an automatic discharge control device that controls the discharge amount is installed at the discharge port of each component tank and hopper, and the addition amount of each component automatically calculated by the computer according to the automatically measured amount of introduced sludge. Can be realized by loading the above into the screw conveyor D. In addition, by controlling the timing of addition so that a predetermined amount is gradually added, it becomes possible to disperse and add uniformly to the introduced sludge.

さらに、本発明の汚泥の固化処理方法に用いる装置一式は、移動可能な大型トラック、トレーラー、コンテナ等に搭載できるようにすることが好ましい。本実施形態では、所定の容積内に収まるように、汚泥貯蔵ホッパーA、振動ホッパーB、水タンクC、水ガラスタンクE、希硫酸タンクF、石膏粉PS灰ホッパーG、フッ素抑制剤タンクH、半水石膏中性固化剤タンクIが配設されたタンク群と、それらの下部に設けられたスクリューコンベアD、また、各成分が添加された汚泥を搬送して外部に搬出するためのコンベア群が設けられている。 Furthermore, it is preferable that the set of apparatuses used in the sludge solidification treatment method of the present invention can be mounted on a movable large truck, trailer, container, or the like. In the present embodiment, the sludge storage hopper A, the vibration hopper B, the water tank C, the water glass tank E, the dilute sulfuric acid tank F, the gypsum powder PS ash hopper G, the fluorine inhibitor tank H, so as to fit within a predetermined volume. Hemihydrate gypsum neutral solidifying agent tank I tank group, a screw conveyor D provided below them, and a conveyor group for carrying sludge to which each component is added and carrying it out to the outside. Is provided.

なお、汚泥を搬送、搬出するためのコンベア群は、図5に示すように、スクリューコンベアDで搬送されてきた汚泥を下方で引き受けた後、つづら折り状に搬送して外部に搬出する。ここで、コンベア群で搬送時間を調整することにより、搬出までにさらに汚泥の固化反応を進行させることができる。また、搬出された汚泥は、そのままダンプカー等に積載して運搬してもよいし、いったん現場に仮置きして完全に固化反応を完了させてからダンプカー等に積載して運搬してもよい。 Note that, as shown in FIG. 5, the conveyor group for carrying and carrying out sludge carries the sludge carried by the screw conveyor D downward, and then carries it in a zigzag form and carries it out to the outside. Here, by adjusting the transportation time with the conveyor group, the solidification reaction of the sludge can be further advanced by the time of unloading. The sludge carried out may be loaded on a dump truck or the like as it is for transportation, or may be temporarily placed on the site once to completely complete the solidification reaction and then loaded on a dump truck or the like for transportation.

従来の汚泥中間処理施設場においては、大きさ5mの立方体で上部が開口しているコンクリート製半地下のピッチに汚泥を投下し、上部からバックホウ等で攪拌し、汚泥の固化状態により数ピットに入れ替えて、相当の水分除去した汚泥を堆積して処理しているが、本発明では、ピットを使用せず振動式ふるい機とスクリューコンベアで攪拌するため、都市部における汚泥処理場は狭小でも稼働処理が可能で土地を有効利用できる。また、バックホウの汚泥攪拌をスクリューコンベアが代行するので、騒音や二酸化炭素を排出しない低炭素社会に貢献できる。 In a conventional sludge intermediate treatment facility, sludge is dropped onto a concrete semi-underground pitch with a cube of 5 m in size and the upper part is open, stirred from the upper part with a backhoe, etc., and several pits are formed depending on the solidified state of the sludge. Although the sludge is replaced and accumulated with a considerable amount of water, the sludge is treated, but in the present invention, the sludge treatment plant in the urban area operates even when the sludge treatment plant is small, because the sludge is agitated by the vibration type sieving machine and the screw conveyor without using the pit. It can be treated and the land can be used effectively. Further, since the screw conveyor substitutes sludge agitation of the backhoe, it can contribute to a low-carbon society that does not emit noise or carbon dioxide.

また、上記装置一式は、運搬可能にするために可能な限りコンパクトに設計することが好ましく、図6に示すような大型車両に積載する場合には、荷台長さが約9m、高さ3.8m、幅2.5mの寸法内に収めることが考慮される。また、図7に示すような40フィートコンテナに内設する場合には、高さ2.5m、長さ12m、幅2.4mの寸法内に収めることが考慮される。 Further, it is preferable that the above-mentioned set of devices is designed to be as compact as possible so that it can be transported. When it is loaded on a large-sized vehicle as shown in FIG. 6, the bed length is about 9 m and the height is 3. It is considered to fit within a size of 8 m and a width of 2.5 m. Further, in the case of being installed in a 40-foot container as shown in FIG. 7, it is considered to fit within the dimensions of height 2.5 m, length 12 m and width 2.4 m.

以上、本発明を一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更が可能である。例えば、上記汚泥の固化処理方法の実施形態では、(a)汚泥含水量調整工程で、汚泥貯蔵ホッパーA及び振動ホッパーBを用いて汚泥の含水量を調整しているが、汚泥の導入時の含水量が比較的少ない場合、直接振動ホッパーBに導入して汚泥の含水量を調整してもよい。 The present invention has been described above based on the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the embodiment of the sludge solidification treatment method, the water content of the sludge is adjusted by using the sludge storage hopper A and the vibration hopper B in the (a) sludge water content adjustment step. When the water content is relatively low, it may be directly introduced into the vibration hopper B to adjust the water content of the sludge.

また、(b)水ガラス添加工程、(c)希硫酸添加工程、(d)石膏粉PS灰添加工程、フッ素抑制剤添加工程、半水石膏中性固化剤添加工程をこの順序で実施するようにしているが、状況に応じて、例えば、予め水ガラスと希硫酸を混合させておき、(b)水ガラス添加工程と(c)希硫酸添加工程を同時に行うようにしてもよい。 In addition, (b) water glass addition step, (c) dilute sulfuric acid addition step, (d) gypsum powder PS ash addition step, fluorine inhibitor addition step, hemihydrate gypsum neutral solidifying agent addition step should be carried out in this order. However, depending on the situation, for example, water glass and dilute sulfuric acid may be mixed in advance, and (b) water glass addition step and (c) dilute sulfuric acid addition step may be performed simultaneously.

以下に、本発明の汚泥固化剤及び汚泥の固化処理方法についての実際的な態様を例示する。まず、以下の各成分を汚泥100質量部に対して以下の配合割合となるように汚泥処理剤を調整した。
石膏粉(廃石膏ボードを粉砕し、2mmメッシュをパスした石膏粉):20質量部
ケイ酸ナトリウム水溶液(水ガラス)及び希硫酸:25質量部
リン酸カルシウム:0.2質量部
Hereinafter, practical embodiments of the sludge solidifying agent and the sludge solidification treatment method of the present invention will be exemplified. First, the sludge treatment agent was adjusted so that the following components were mixed in the following proportions with respect to 100 parts by mass of sludge.
Gypsum powder (gypsum powder crushed from waste gypsum board and passed through a 2 mm mesh): 20 parts by mass sodium silicate aqueous solution (water glass) and dilute sulfuric acid: 25 parts by mass Calcium phosphate: 0.2 parts by mass

次に、含水率50%のベントナイト汚泥を準備して、このベントナイト汚泥85質量%に対して、上記汚泥処理剤15質量%となるように調整した各成分を添加、撹拌し、その固化時間、pH、フッ素含有量を測定した。その結果、固化時間は約25分であり、pHは9.3、フッ素含有量は0.5mg/lであった。なお、廃石膏のみのフッ素含有量は5.9mg/lであった。 Next, a bentonite sludge having a water content of 50% was prepared, and each component adjusted to be 15% by mass of the sludge treating agent was added to 85% by mass of the bentonite sludge and stirred, and the solidification time thereof was measured. The pH and fluorine content were measured. As a result, the solidification time was about 25 minutes, the pH was 9.3, and the fluorine content was 0.5 mg/l. The fluorine content of the waste gypsum alone was 5.9 mg/l.

上記の結果から、本発明の汚泥固化剤は、汚泥を簡便かつ速やかに固化させることができ、固化させた汚泥のpHは適正値に調整され、フッ素含有量も低くい建設残土として自然投棄が可能な土の形態になっていることが確認された。また、処理後の土からは、重金属も検出されなかった。 From the above results, the sludge solidifying agent of the present invention can easily and quickly solidify the sludge, the pH of the solidified sludge is adjusted to an appropriate value, and the content of fluorine is low. It was confirmed that it was in the form of possible soil. No heavy metals were detected in the treated soil.

本発明の汚泥固化剤によれば、処理後の土は通常の建設残土として自然界に投棄することができ、しかも、従来の石灰混入の場合のような重金属の溶出といった問題も生じない。即ち、処理後の土は、河川堤防地盤材、道路路床地盤材、建築物基礎地盤材、窪地埋立材等の土木工事骨材として、また、農業用地盤改良材として、安価かつ安全な広範囲な用途への産業・社会資源として利用可能となる。 According to the sludge solidifying agent of the present invention, the treated soil can be dumped into the natural world as ordinary construction residual soil, and there is no problem of heavy metal elution as in the case of conventional lime mixing. That is, the soil after treatment is cheap and safe in a wide area as a civil engineering work aggregate such as river levee ground material, road subgrade ground material, building foundation ground material, hollow landfill material, and agricultural ground improvement material. It can be used as an industrial/social resource for various purposes.

A 汚泥貯蔵ホッパー
B 振動ホッパー
B1 振動式装置
B2 高周波振動器
C 水タンク
D スクリューコンベア
E 水ガラスタンク
F 希硫酸タンク
G 石膏粉PS灰ホッパー
H フッ素抑制剤タンク
I 半水石膏中性固化剤タンク
J スクリュー回転中心軸
K 外部漏れ防止板
L 外部カバー
M スクリュー翼
A Sludge storage hopper B Vibration hopper B1 Vibration type device B2 High frequency vibrator C Water tank D Screw conveyor E Water glass tank F Dilute sulfuric acid tank G Gypsum powder PS ash hopper H Fluorine suppressor tank I Hemihydrate gypsum neutralizing agent tank J Screw rotation center axis K External leak prevention plate L External cover M Screw blade

Claims (10)

汚泥に添加して固化させるための汚泥固化剤であって、少なくとも、石膏粉又はPS灰と、ケイ酸ナトリウム水溶液と、希硫酸とを含むことを特徴とする汚泥固化剤。 A sludge solidifying agent for adding to and solidifying sludge, which comprises at least gypsum powder or PS ash, an aqueous sodium silicate solution, and dilute sulfuric acid. 前記汚泥100質量部に対して、前記石膏粉又はPS灰が10〜30質量部、前記ケイ酸ナトリウム水溶液と希硫酸の合計量が20〜30質量部の範囲で配合されていることを特徴とする請求項1に記載の汚泥固化剤。 10 to 30 parts by mass of the gypsum powder or PS ash is added to 100 parts by mass of the sludge, and the total amount of the aqueous sodium silicate solution and dilute sulfuric acid is mixed in the range of 20 to 30 parts by mass. The sludge solidifying agent according to claim 1. リン酸カルシウム及び/又は塩化カルシウムが0.1〜0.3質量部の範囲で配合されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の汚泥固化剤。 The sludge solidifying agent according to claim 1 or 2, wherein calcium phosphate and/or calcium chloride is mixed in a range of 0.1 to 0.3 parts by mass. 前記石膏粉が、廃石膏ボードから得られる廃石膏粉であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の汚泥固化剤。 The sludge solidifying agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the gypsum powder is waste gypsum powder obtained from waste gypsum board. リン酸、カリウム、硫酸アンモニウムのうちの少なくとも一種が配合されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の汚泥固化剤。 At least 1 type selected from phosphoric acid, potassium, and ammonium sulfate is mix|blended, The sludge solidification agent as described in any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. 少なくとも、(a)前記汚泥の含水量を調整する汚泥含水量調整工程と、
(b)含水量調整後の前記汚泥に前記ケイ酸ナトリウム水溶液を添加する水ガラス添加工程と、
(c)前記希硫酸を添加する希硫酸添加工程と、
(d)前記石膏粉又はPS灰を添加する石膏粉PS灰添加工程とを含むことを特徴とする汚泥の固化処理方法。
At least (a) a sludge water content adjusting step of adjusting the water content of the sludge,
(B) a water glass adding step of adding the aqueous sodium silicate solution to the sludge after the water content adjustment,
(C) a dilute sulfuric acid addition step of adding the dilute sulfuric acid,
(D) A step of adding gypsum powder or PS ash to the step of adding gypsum powder or PS ash to a method for solidifying sludge.
固化を促進するための半水石膏中性固化剤を添加する半水石膏中性固化剤添加工程を含むことを特徴とする請求項6に記載の汚泥の固化処理方法。 The method of solidifying sludge according to claim 6, further comprising a step of adding a hemihydrate gypsum neutral solidifying agent for promoting solidification. 前記リン酸カルシウム及び/又は塩化カルシウムを添加するフッ素抑制剤添加工程を含むことを特徴とする請求項6又は7に記載の汚泥の固化処理方法。 The sludge solidification treatment method according to claim 6 or 7, comprising a step of adding a fluorine inhibitor to which the calcium phosphate and/or calcium chloride is added. 前記汚泥がベントナイト汚泥であることを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の汚泥の固化処理方法。 The sludge solidification method according to any one of claims 6 to 8, wherein the sludge is bentonite sludge. 請求項1から5のいずれかに記載の汚泥固化剤を産業・社会資源として利用可能とすることを特徴とする汚泥の固化処理方法。 A method for solidifying sludge, comprising making the sludge solidifying agent according to any one of claims 1 to 5 usable as an industrial/social resource.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113816442A (en) * 2021-09-15 2021-12-21 深圳瑞赛环保科技有限公司 Composite curing agent for chemical nickel plating waste liquid evaporation concentrated solution and preparation method and application thereof
CN116354693A (en) * 2023-03-23 2023-06-30 北京建工资源循环利用有限公司 Curing agent and preparation method and application thereof

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