JP3422554B2 - 含水スラリー状掘削残土処理用固化剤および含水スラリー状掘削残土処理方法 - Google Patents

含水スラリー状掘削残土処理用固化剤および含水スラリー状掘削残土処理方法

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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、含水スラリー状掘削残
土の固化処理に使用される残土処理固化剤およびそれを
用いる含水スラリー状掘削残土の固化処理方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】残土
処理用固化剤は、主に土木現場などで発生する含水スラ
リー状掘削残土(以下、スラリーと称する)の固化処理
剤として広く用いられている。従来、スラリーの処理方
法としては、石灰またはセメント系の固化剤を添加混合
し、その水和作用により固化させるか、または吸水性樹
脂を添加し、固化させた後、運搬する方法がとられてい
る。
【0003】しかし、石灰またはセメント系の固化剤は
スラリー固化後の残土が強アルカリ性になるため廃棄し
た後、アルカリ流出による環境への影響が問題となる。
また、セメント系の固化剤では、固化するまでに数日間
の養生が必要であり、そのための施設等を要するなどの
問題がある。
【0004】一方、吸水性樹脂を用いる方法は、これら
の欠点を改善したものであり、極めて早くスラリーを固
化することができ、しかも処理後の残土による環境汚染
の問題もなく優れた方法であるため、近年急速に利用さ
れるようになった。しかし、吸水性樹脂を単独でスラリ
ーの固化に使用した場合、添加した吸水性樹脂がスラリ
ー中に均一に分散されないため水をよく吸収した部分と
しない部分、即ち、固化した部分と固化していない部分
が生じ、しかも、スラリーを固化するために必要とされ
る吸水性樹脂の使用量が多く効率的ではない。
【0005】そこでこれらの吸水性樹脂にフライアッシ
ュ、スラグ、ベントナイト、ゼオライトなどの無機物を
担体として用い、これを50重量%程度配合させて使用
するなど、その分散性を改善するための工夫が種々行わ
れている。しかし、これらの無機系担体は重いことか
ら、輸送、ハンドリングの点で問題があり、またスラリ
ーへの分散性改善剤としても必ずしも良好とは言えず、
十分満足できるものではない。
【0006】本発明の目的は、スラリー状掘削残土等の
残土への均一分散性が良く、しかも軽量の残土処理用固
化剤および残土固化処理方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
状況に鑑み鋭意検討した結果、吸水性樹脂または水溶性
高分子等の水性高分子に、籾殻粉末、椰子殻粉末、胡桃
粉末、木粉などの天然有機物粉末を増量分散剤として配
合して得られる残土処理用固化剤は、水性高分子のスラ
リーへの分散性が大幅に改善され、水性高分子による固
化作用が有効に働くことを見出し本発明を完成するに至
った。
【0008】即ち、本発明の要旨は、 (1)水性高分子100重量部と、天然有機物粉末10
〜1000重量部とを混合してなる含水スラリー状掘削
残土処理用固化剤、 (2)水性高分子が吸水性樹脂および/または水溶性高
分子である前記(1)記載の含水スラリー状掘削残土処
理用固化剤、 (3)天然有機物粉末が、籾殻粉末、椰子殻粉末、胡桃
粉末または木粉である前記(1)記載の含水スラリー状
掘削残土処理用固化剤、 (4)含水スラリー状掘削残土に、水性高分子および該
水性高分子1重量部に対し1/10〜10重量部の天然
有機物粉末をその合計添加量が0.05〜2重量%とな
るように添加混合することを特徴とする含水スラリー状
掘削残土固化処理方法、 (5)水性高分子が吸水性樹脂および/または水溶性高
分子である前記(4)記載の含水スラリー状掘削残土固
化処理方法、並びに (6)天然有機物粉末が、籾殻粉末、椰子殻粉末、胡桃
粉末または木粉である前記(4)または(5)記載の
水スラリー状掘削残土固化処理方法に関する。
【0009】本発明で用いられる水性高分子としては、
通常、市販されている紙オムツなどに使用される自重の
10〜1000倍の吸水能を有する吸水性樹脂の他、凝
集剤として用いられる水溶性高分子などが挙げられる。
【0010】吸水性樹脂としては、アクリル酸塩重合体
の架橋物、ビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体の
架橋物、無水マレイン酸グラフトポリビニルアルコール
の架橋物、アクリル酸塩−メタクリル酸塩共重合体の架
橋物、アクリル酸メチル−酢酸ビニル重合体のケン化物
の架橋物、澱粉−アクリル酸塩グラフト共重合体の架橋
物、澱粉−アクリロニトリル共重合体の加水分解物の架
橋物、澱粉−アクリル酸エチルグラフト共重合体のケン
化物の架橋物、カルボキシメチルセルロース架橋物、ポ
リエチレンオキサイドの架橋物等を挙げることができ
る。
【0011】好ましくは、アクリル酸塩重合体の架橋
物、ビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体の架橋
物、澱粉−アクリル酸塩グラフト共重合体の架橋物等の
ポリアクリル酸系吸水性樹脂である。中でも、アクリル
酸塩重合体の架橋物、澱粉−アクリル酸塩グラフト共重
合体が好ましく用いられる。
【0012】また、水溶性高分子としては、ポリアクリ
ルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピリジン、ポリエチレンイミン、ポリ
アクリル酸ソーダ、グアガム、ローカストビンガム、ク
インスシードガム、アラビアガム、アルギン酸ソーダ、
澱粉、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ゼ
ラチン、キトサンなどが挙げられる。好ましくは、ポリ
アクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、グアガムで
ある。
【0013】本発明では、これらの吸水性樹脂または水
溶性高分子をそれぞれ単独または2種以上を併用して天
然有機物粉末と混合し、使用することができる。また、
これらの吸水性樹脂と水溶性高分子を併用してもよい。
吸水性樹脂と水溶性高分子を併用する場合、特に限定さ
れるものではなく前記のものから任意に選択されるが、
例えばアクリル酸塩重合体の架橋物とポリアクリルアミ
ド、アクリル酸塩重合体の架橋物とグアガムの組み合わ
せ等が好適に使用される。
【0014】本発明で用いる天然有機物粉末としては、
籾殻粉末、椰子殻粉末、胡桃粉末、木粉などの天然有機
物粉末の粉砕品を用いる。これらの天然有機物粉末は、
それぞれ単独または併用して用いられる。
【0015】本発明において前記のような水性高分子と
天然有機物粉末の組み合わせは、特に限定されるもので
はなく、吸水性樹脂、水溶性高分子、および天然有機物
粉末のそれぞれの前記の群から適宜選択される。例え
ば、アクリル酸塩重合体の架橋物と籾殻粉末、アクリル
酸塩重合体の架橋物と木粉、アクリル酸塩重合体の架橋
物と椰子殻粉末、ポリアクリルアミドと籾殻粉末、グア
ガムと籾殻粉末、グアガムと木粉、アクリル酸塩重合体
の架橋物およびグアガムの混合物と籾殻粉末、アクリル
酸塩重合体の架橋物と胡桃粉末等の組み合わせが例示さ
れる。
【0016】本発明で用いる水性高分子および天然有機
物粉末の粒径は、通常、いずれもその下限は10μm、
好ましくは20μmであり、いずれも上限は2mm、好
ましくは1mmである。即ち、例えば平均粒径10μm
〜2mmのもの、好ましくは20μm〜1mm、さらに
好ましくは30μm〜0.5mmのものが好適に使用さ
れる。この範囲より小さいものでは、水性高分子と天然
有機物粉末との混合性は良好であるが、粉立ちが多く作
業環境を汚染する傾向があり好ましくない。また、この
範囲より大きいものでは、水性高分子と天然有機物粉末
との混合性が悪くなり、場合によっては両者が分離する
傾向があり好ましくない。
【0017】天然有機物粉末を混合することにより前記
水性高分子がスラリー中に容易に均一に分散する理由は
詳らかではないが、前記の天然有機物粉末は、水酸基や
カルボキシル基などの親水性基を多く有することから、
水性高分子およびスラリーの両者に対して極めて親和性
が良く、このため本発明の残土処理用固化剤は、スラリ
ー中へ良好な分散性を示し、残土処理用固化剤として優
れた性能を発揮するものと推察される。
【0018】また、天然有機物粉末は、無機系担体に比
べ軽量であるため、得られる残土処理用固化剤も軽量の
物となり、輸送、ハンドリング上も有利となる。
【0019】本発明においては、水性高分子100重量
部に対して天然有機物粉末の配合量は下限値で通常10
重量部、好ましくは20重量部、さらに好ましくは30
重量部であり、上限値は、通常、1000重量部、好ま
しくは500重量部、さらに好ましくは300重量部で
ある。例えば、天然有機物粉末を10〜1000重量部
の範囲で配合するのが適当であるが、好ましくは20〜
500重量部、更に好ましくは30〜300重量部の範
囲である。天然有機物粉末の使用量が、この範囲より少
ないと水性高分子を分散させる効果が少なくなる傾向が
あり、一方、天然有機物粉末がこの範囲より多いとスラ
リーの固化作用が十分でなくなり、大量の固化剤を使用
する必要が生じる傾向があり好ましくない。
【0020】本発明の残土処理用固化剤の使用の対象と
なるスラリーとしては、主に土木現場などで発生する含
水スラリー状掘削残土、下水処理場、浄水場のスラッジ
等のように、水分、並びに粘土、シルト、砂、礫等を含
有するものである。
【0021】本発明の残土処理用固化剤の調製は、所定
量の水性高分子と天然有機物粉末を通常公知の方法によ
り混合等すればよいが、十分な混合がされていなくても
スラリーへの混合時にそれが達成されれば本発明におけ
る効果は達成される。従って、使用に際しては、予め水
性高分子と天然有機物粉末とを混合して調製された本発
明の残土処理用固化剤を、スラリーへ添加混合する方法
の他、スラリーへ両者を同時に添加してスラリーと共に
混合するような残土の固化処理方法を採用することもで
きる。好ましくは、予め水性高分子と天然有機物粉末を
混合しておき、それをスラリー中に添加するのがよい。
【0022】スラリーの固化に際して本発明の残土処理
用固化剤の使用量は、スラリーの組成、性状、含水量お
よび本発明の固化剤を構成する水性高分子の種類により
異なり一義的には定まらないが、例えば、粘土100重
量部、硅砂(平均粒径0.3mm)100重量部、水2
00重量部からなるスラリーに対しては、本発明の固化
剤を0.05〜2重量%用いるのが適量であり、更に好
ましくは0.1〜1重量%である。スラリーへ水性高分
子と天然有機物粉末とを同時に添加してスラリーと共に
混合する残土の固化処理方法を採用する場合も、スラリ
ーに水性高分子および該水性高分子1重量部に対し1/
10〜10重量部の天然有機物粉末をその合計添加量が
0.05〜2重量%、好ましくは0.1〜1重量%とな
るように添加するのがよい。この範囲より少ない使用量
では十分な固化作用が得られにくい傾向があり、またこ
の範囲より多量に用いてもそれに見合う効果が得られず
得策でない。
【0023】また、本発明の残土処理用固化剤とスラリ
ーとの混合はミキサー、バックホー等を用いる通常公知
の方法により行われる。
【0024】本発明の残土処理用固化剤を用いた場合、
スラリーの固化は、その使用量、スラリーの種類等によ
り異なり一義的には定まらないが、通常5分間、長くて
も10分間、短ければ2分間で速やかに行われる。
【0025】
【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に
なんら制限されるものではない。実施例および比較例に
おいて使用した各原料は、以下のとおりである。
【0026】吸水性樹脂 アクリル酸塩重合体の架橋物(アクアキープ10SH−
P、吸水能400〜600倍:住友精化(株)製、平均
粒径200μm)
【0027】水溶性高分子 ポリアクリルアミド(平均粒径300μm) グアガム(平均粒径50μm)
【0028】天然有機物粉末 籾殻粉末A(平均粒径35μm) 籾殻粉末B(平均粒径200μm) 椰子殻粉末(平均粒径100μm) 木粉(平均粒径70μm) 胡桃粉末(平均粒径100μm)
【0029】無機粉末 ゼオライト(平均粒径100μm)
【0030】実施例1〜10 表1に示した配合で水性高分子と天然有機物粉末とを混
合し、本発明の残土処理用固化剤を調製した。粘土10
0重量部、硅砂(平均粒径0.3mm)100重量部、
水200重量部の割合で混合し調製したスラリー100
0重量部を用い、前記の残土処理用固化剤を表1に記載
の添加量(重量%)で添加混合し、混合後2分および5
分後の該スラリーの固化状態の変化を目視により観察
し、評価した。結果を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】比較例1〜3 表1に示した配合で水性高分子と無機粉末とを混合し、
残土処理用固化剤を調製した。粘土100重量部、硅砂
(平均粒径0.3mm)100重量部、水200重量部
の割合で混合し調製したスラリー1000重量部を用
い、実施例と同様にして残土処理用固化剤を表1に記載
の添加量(重量%)で添加混合し、混合後2分および5
分後の該スラリーの固化状態の変化を目視により観察
し、評価した。結果を表1に併せ示す。
【0033】表1から明らかなように、本発明の残土処
理用固化剤は、吸水性樹脂又は水溶性高分子の単独使用
(比較例1,3)や、吸水性樹脂とゼオライトの併用
(比較例2)と比べて固化速度が速く、固化剤として優
れることがわかる。
【0034】
【発明の効果】本発明の残土処理用固化剤には、水性高
分子とスラリーの両者に対して良好な親和性を有する天
然有機物粉末が配合されているため、該固化剤をスラリ
ーに添加混合した場合に水性高分子がスラリー中に均一
に分散し、スラリーを短時間で固化させることができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // C02F 11/00 101 C08K 5/00 C08K 5/00 C08L 101/00 C08L 101/00 101/14 101/14 C09K 103:00 C09K 103:00 B09B 3/00 ZAB (72)発明者 木村 三郎 大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友 化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−57266(JP,A) 特開 平1−176499(JP,A) 特開 平2−38615(JP,A) 特開 昭57−81893(JP,A) 特開 平4−142390(JP,A) 特開 平5−287271(JP,A) 特開 平5−317705(JP,A) 特開 昭61−181600(JP,A) 特開 昭56−89900(JP,A) 実開 昭58−35991(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B09B 3/00 - 5/00 C09K 17/00 - 17/52 C02F 11/00 - 11/20

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水性高分子100重量部と、天然有機物
    粉末10〜1000重量部とを混合してなる含水スラリ
    ー状掘削残土処理用固化剤。
  2. 【請求項2】 水性高分子が吸水性樹脂および/または
    水溶性高分子である請求項1記載の含水スラリー状掘削
    残土処理用固化剤。
  3. 【請求項3】 天然有機物粉末が、籾殻粉末、椰子殻粉
    末、胡桃粉末または木粉である請求項1記載の含水スラ
    リー状掘削残土処理用固化剤。
  4. 【請求項4】 含水スラリー状掘削残土に、水性高分子
    および該水性高分子1重量部に対し1/10〜10重量
    部の天然有機物粉末をその合計添加量が0.05〜2重
    量%となるように添加混合することを特徴とする含水ス
    ラリー状掘削残土固化処理方法。
  5. 【請求項5】 水性高分子が吸水性樹脂および/または
    水溶性高分子である請求項4記載の含水スラリー状掘削
    残土固化処理方法。
  6. 【請求項6】 天然有機物粉末が、籾殻粉末、椰子殻粉
    末、胡桃粉末または木粉である請求項4または5記載の
    含水スラリー状掘削残土固化処理方法。
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