JP3916458B2

JP3916458B2 - Raw concrete sludge water dewatering method

Info

Publication number: JP3916458B2
Application number: JP2001396676A
Authority: JP
Inventors: 正美矢田; 信幸田中; 英一勝部; 環広田
Original assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: JP2003190998A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
生コンクリートの混練設備や残存した生コンクリートの処理工程から出る濁水等から、砂利及び砂等の骨材を回収した後に排出されるセメント分を含んだ生コンクリートスラッジ水（以下、スラッジ水という）の脱水機による脱水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメント分を含んだスラッジ水の処理方法の一つとして、スラッジ水の発生直後にフィルタープレス機等の脱水機で脱水した後、脱水ケーキを固化させ安定な硬質状態にする方法があり、脱水処理で発生する濾過水は、練り水や設備の洗浄水として循環再利用される他、一部環境中へ放流されることもある。
ところで、生コンクリートの製造工程では混練り状況あるいは生コンクリートの使用場面に応じて、生コンクリートの流動性をよくするためにAE剤、減水剤、AE減水剤、高性能AE減水剤等と呼ばれるコンクリート用化学混和剤を、随時選択し混練り材料に添加している。そのため洗浄工程や残存した生コンクリートの処理工程より出る濁水等から、砂利及び砂等の骨材を回収した後に排出されるスラッジ水にも少なからずコンクリート用化学混和剤が１種または数種類混入している。
【０００３】
このコンクリート用化学混和剤はスラッジ水中のセメント粒子に吸着、あるいはスラッジ水中に分散しており、脱水工程において脱水機の濾布を目詰まりさせ、脱水速度を低下させるだけでなく、固く絞ることを困難にし脱水ケーキの固化後の圧縮強度を低下させる一因となっている。特に、脱水後のケーキを硬質状態にする目的でセメント分が活性度を維持している状態内で脱水処理する際において大きく影響すると考えられている。
脱水後のケーキを硬質状態にする目的でスラッジ水中のコンクリート用化学混和剤を処理する方法としては、特許第2689216号公報に開示されたものが知られている。この方法は発生直後のスラッジ水に対しエアーを吹き込み、気泡と共にコンクリート用化学混和剤を液面へ浮上させるもので、浮上分離したコンクリート用化学混和剤を回収手段によって除去することで脱水工程におけるスラッジ水の脱水効率を上げるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記生コンクリートスラッジ水中にエアーを吹き込む方では、コンクリート用化学混和剤が脱水機に持込まれると、濾布を目詰まりさせ脱水速度を低下させる原因になることから、脱水工程前にコンクリート用化学混和剤を取除く操作を必用とし、その結果回収したコンクリート用化学混和剤を別途処理する操作が生じる等、必ずしも簡便な方法とは言えない。また、コンクリート用化学混和剤の内、主に取り込んだ空気の微細な泡で流動性を出すタイプのAE剤の浮上分離についてはある程度の効果が認められるが、セメント粒子の界面に吸着して粒子間の静電気的な反発作用を発生させて流動性を出すタイプの減水剤、AE減水剤及び高性能AE減水剤に対しては吹き込んだエアーによる分離作用が弱いため、これらのコンクリート用化学混和剤が混入していると、脱水機の濾布を目詰まりさせ脱水速度を低下させる等、特にスラッジ水の発生から数時間内で脱水処理する場合は必ずしも十分な効果が出ていなかった。
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、セメント分を含んだスラッジ水から硬質状態のケーキを得るための脱水機による脱水工程の前処理手段において、コンクリート用化学混和剤を分離除去する操作を経ることなく、脱水機の濾布の目詰まりを防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記事情に鑑み、脱水機による脱水工程の前処理手段において、スラッジ水中のコンクリート用化学混和剤の処理方法について鋭意研究した結果、スラッジ水中のコンクリート用化学混和剤の処理に電解処理が有効であること、更には、スラッジ水に対し特定の金属材料で構成した電極を用いて電圧を印加した際、セメント分の活性度が持続している場合に特徴的な電流値の変動パターンを示すことを見出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、生コンクリートの混練設備や残存した生コンクリートの処理工程から排出されるセメントを含んだスラッジ水の脱水機による脱水工程の前処理方法において、少なくとも対向する一対の電極を備える電解処理槽にてスラッジ水を電解処理し、該スラッジ水に混入したコンクリート用化学混和剤のスラッジ水中での形態あるいは挙動を変化せしめ、コンクリート用化学混和剤を分離除去することなく直ちに脱水処理する方法であり、少なくとも処理対象のスラッジ水中のセメント分が活性度を持続している状態内で、前記電解処理を実施することを特徴とするスラッジ水の脱水処理方法に関し、更には、前記スラッジ水中のセメント分の活性度が、陽極及び陰極とから構成される一対の電極の内、少なくとも陽極がアルミニウムを含有する材質からなる検出方法で測定されるものであることを特徴とする。
【０００６】
電解処理によるコンクリート用化学混和剤に対する作用機構は解明されていないが、電解処理によってスラッジ水中のコンクリート用化学混和剤を分離除去する工程を経ずに直ちに脱水処理できる理由としては、スラッジ水中に分散するコンクリート用化学混和剤が、アルカリ条件下において電気的な酸化還元反応を受け、その分子形態あるいは挙動が変化し脱水機の濾布に対する負荷が低減したこと、更に、電解処理による通電効果あるいはコンクリート用化学混和剤の作用が消失することで、スラッジ水中のセメント粒子が本来から持っている凝集効果が回復し、結果として微細で分散したセメント粒子のフロック化が進行し、脱水効率が高まったこと等が考えられる。
また、スラッジ水中のセメント分が活性度を保維持している状態内で本発明を実施した場合の効果が顕著であることから、電解処理が単にコンクリート用化学混和剤に作用しただけでなく、含有するセメント分の複雑な固化反応あるいは中間反応物へ作用したとも考えられる。
本発明に係るスラッジ水の電解処理では、スラッジ水に含まれるセメント分に自硬性があることから、電解処理槽の内壁、電極等への固着防止のため、処理中にスラッジ水を淀みなく流動させる。また、処理後にコンクリート用化学混和剤をスラッジ水に巻き込んだ状態で脱水工程へ移送することからも積極的にスラッジ水を流動させた方がよい。
流動させる手段としては、ポンプでスラッジ水を循環させるか撹拌羽で撹拌してもよく、これらを組み合わせて使用することもできる。また、電極を羽状としてスラッジ水の撹拌に用いるともできる。
【０００７】
更に、スラッジ水槽から高圧ポンプを用い脱水機に送り込む工程で、密閉状態となした電解処理槽を高圧ポンプと脱水機の間に配置し、ポンプ輸送する過程で処理することで一層の設備の簡略化ができる。
処理後は電解処理槽の内壁、電極の付着物を取除くための手段を講じる。付着物を取除くための手段としては散水装置による洗浄あるいは清水注水による浸漬等をあげることができる。
本発明で使用する電解処理用の電極は、材質、形状及び大きさの制限はなく、作用効果、コスト、使用条件等を考慮し選定される。電極の材質としては、白金、アルミニウム、鉄、マグネシウム合金、亜鉛、銅等の金属系材料及び炭素棒等があげられ、陽極と陰極は同じ材質を一対の電極として使用しても、異なる材質を組合せ一対の電極として使用してもよい。
電解処理では、電極に固形物が析出し電気抵抗が増加し易いことから、随時極性反転の制御を行うことが好ましい。また、極性反転による電極洗浄に関しては、電解処理用の電極以外に洗浄時に使用する補助電極を電解処理用電極に対向するように配置し、該補助電極と電解処理用の陽極及び陰極の両電極との間に電圧を印加することで電解処理用の電極を洗浄することもできる。
本発明に係るスラッジ水に含まれるセメント分の活性度の測定は、本発明者が見出した検出方法を用いる。該検出方法の基本構成は、陽極及び陰極とから構成される一対の電極の内、少なくとも陽極がアルミニウムを含有する材質からなる検出用電極と電圧印加用の電源装置と電流値のモニターからなる。
【０００８】
前記検出方法の活性度の検出機構については未だ不明点もあるが、陽極に用いるアルミニウム電極は水酸化ナトリウムあるいは水酸化カルシウム等のアルカリ溶液中で電圧を印加した場合、直ちに不動態化現象に起因すると考えられる電流値の急激な低下を示す。この電流値の低下現象はアルカリ溶液であるセメント分を含んだスラッジ水にも認められたが、唯一、セメント分の活性度が持続しているスラッジ水にのみアルミニウム電極を用いた場合でも電流値の急激な低下が認められないことを見出し、セメント分の活性度を測定する方法として発展させたものである。
前記検出方法で使用する電極は電流値の変動パターンを測定できる形態であればよく、形状、大きさ、電極間距離には特に制限はない。また、本発明の電解処理を行う電極にセメント分の活性度の検出用電極を兼ねさせることも可能である。前記検出方法で使用する電圧は定電圧が好ましく、また、直流電流が好ましい。また、電流値の変動パターンは、電圧印加直後から２分以内の電流値の変化を測定すればよく、通常は電圧印加直後からの経過時間として２〜30秒間の電流値の変化を測定すれば十分である。
前記検出方法が対象とするスラッジ水の水素イオン濃度はpH９以上が好ましい。前記検出方法による活性度の測定個所は、電解処理槽あるいは電解処理槽以前の貯留槽及び配管内等が挙げられ、また、前記測定個所に常設し使用しても必要時に携帯して使用することも出来る。
【０００９】
前記検出方法による活性度の測定は本発明の電解処理を実施する毎に、あるいはスラッジ水の発生サイクル及び脱水ケーキの固化状況に応じて適宜実施することもできる。尚、本発明の電解処理を実施する毎に活性度の測定を実施する場合は、電流値の変動パターンを基にセメント分の活性度を判定する制御装置と電解処理用の電源装置を連動させ、前記制御装置からの出力信号によってスラッジ水の電解処理の実施、不実施を制御してもよい。
本発明を実施することで、スラッジ水中のコンクリート用化学混和剤を分離回収する手段を経ることなく、該コンクリート用化学混和剤をスラッジ水に巻き込んだ状態で直ちに脱水処理できるため設備が簡略化される。更に、スラッジ水中のセメント分の活性度の有無を時間的な判断ではなく、実際の状態として管理することが可能になり、脱水ケーキを硬質状態にする上で有効である。
本発明で示すスラッジ水におけるコンクリート用化学混和剤及びセメント分の活性度の測定方法はこれまで知られていない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、図を参照し本発明の実施の形態を説明する。尚、これによって本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の実施例を説明するためのスラッジ水の処理工程の概略図であり、本概略図では、電解処理槽内にセメント分の活性度の検出用電極を設けている。
電解処理工程は、スラッジ水の取入れ口7及びスラッジ水の取出し口 8を備えた電解処理槽2と、電解処理槽内に配置される陽極11及び陰極12とから構成された電解処理用の電極と、該電極に定電圧を印加する電源装置6と、陽極9及び陰極10とから構成されるセメント分の活性度検出用電極と、該活性度検出用電極に定電圧を印加し電流値の変動パターンをモニターする活性度検出用電源装置4及び電流値の変動パターンを認識しセメント分の活性度として出力する制御装置5とからなっている。
スラッジ水槽1中のスラッジ水はスラッジ水取入れ口７から電解処理槽2内に取込まれ、続いてセメント分の活性度検出用電極9、10及び活性度検出用電源装置4によって電圧印加時の電流値が測定される。更に、制御装置5によってセメント分の活性度の有無が判定され、判定結果は電解処理を行う電源装置6へ出力される。この時、十分なセメント分の活性度があると出力された場合、スラッジ水に対し５V〜１００V程度の電圧を印加して電解処理を実施する。次いて取出し口8から脱水工程に移送され脱水機3で脱水処理される。また、セメント分の活性度がないと出力された場合、電解処理槽2に入ったスラッジ水は、電解処理されずにそのまま取出し口8から脱水工程に移送され脱水機3で脱水処理される。
【００１１】
尚、セメント分の活性度の測定及び制御装置6からの出力は脱水処理する度に行う必要はなく、状況に応じて電解処理を実施する上で補助的に用いることもできる。更に、電解処理終了後は、セメント分の固着を防止するために電解処理槽内に清水を注水し電極等を浸漬洗浄する。この時、固着物を取除くために電極間に電圧を印加すると洗浄効果が高い。
ところで、セメント分の活性度が低くなったスラッジ水に対し本発明の電解処理を実施した場合でも脱水速度の改善が見られるが、活性度の低いスラッジ水は電解処理を実施せずとも活性度が十分に残存しているスラッジ水に比べ脱水工程での脱水速度が早くなる傾向があり、結果として本発明の電解処理のメリットが小さくなる。
本発明の実施形態では、セメント分の活性度の検出方法として陽極9をアルミニウム板及び陰極10を鉄板とした活性度検出用電極を用い、電極間に例えば６０Vの電圧を印加し、電圧印加直後からの電流値の変動パターンで活性度の有無を測定できる。この時、セメント分の活性度に応じて電流値の変動パターンは図２−(A)、図２−(B)、図２−(C)に代表されるような形となる。セメント分の活性が十分残存している場合の電流値の変動パターンは図２−(B) のように電流値はほぼ一定か図２−(A)のような上昇傾向を示す。一方、活性度が低下している場合の電流値の変動パターンは図２−(C)のように電圧印加直後から急激な低下傾向を示す。従って、少なくとも電流値の変動パターンが図２−(C)のように急激な低下傾向を示す場合には、セメント分の活性度が脱水ケーキを硬質状態にするには乏しいため、本発明の電解処理を実施せずに脱水工程に移送すればよい。
本発明を実施することで、処理後の脱水ケーキを圧縮強度8N／mm²以上の硬質状態にすることが可能となる。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例で本発明を説明する。
（実施例１）陽極に厚さ３ｍｍのアルミニウム板（浸漬面積：80×50mm）、陰極に厚さ３ｍｍの鉄板（浸漬面積：80×50mm）から構成され、陽極及び陰極の電極間隔６cmのセメント分の活性度検出用電極を作成した。また、電極間に６０Vの定電圧を印加する電源装置及び電流計をつなぎ試験に用いた。尚、活性度検出用電極は試験毎に極性反転を行い電極の洗浄を行った。
試料は普通ポルトランドセメント１重量部に対し砂３重量部、水0.5重量部、コンクリート用化学混和剤（AE減水剤、商品名「ポゾリス78S」）0.015重量部の生コンクリートを調整し、調整後３時間経過した生コンクリートに対し重量比で約５倍量の水を加えて作成したセメント分を含んだスラッジ水をモデルとして使用した。尚、モデルのスラッジ水は撹拌機で撹拌しておき、随時1000CC宛てをアクリル板で製作したL160×W120×H120mmの水槽に取り試験に用いた。
図３は前記スラッジ水作成から１時間、５時間、１５時間、２５時間経過したものに対して電圧を印加してから２分間の電流値の変動パターンを示したグラフである。図３から分かるように作成から１時間及び５時間経過したスラッジ水の電流値は上昇傾向を示すのに対して、１５時間、２５時間経過したスラッジ水は電流値の低下が見られた。また、各経過時間のスラッジ水から固形分を集めて固化状況を確認したところ、スラッジ水作成から１時間、５時間経過したものについては十分な固化活性が残存していた。
【００１３】
（実施例２）実施例１で示したセメント分の活性度検出用電極を用い、生コンクリート製造工場のスラッジ水槽から採取したスラッジ水（固形分濃度約６％、スラッジ水発生後からの経過時間不明）及び同工場のミキサー車洗車過程から採取したスラッジ水（固形分濃度約５％）に対して活性度の測定を試みた結果を図４に示す。図４に示されるようにミキサー車洗車過程から採取したスラッジ水の電流値の変動パターンは上昇傾向を示し、スラッジ水槽から採取したものは電流値の変動パターンが低下傾向を示した。更に、それぞれのスラッジ水に脱水処理を施し固形分を回収し固化状況を確認したところ、ミキサー車洗車過程より採取したスラッジ水から得られたケーキには十分な強度が残存していた。
実施例１、実施例２から本発明で示すセメント分の活性度の検出方法は、脱水後のケーキを硬質状態にする目的で脱水処理する際、スラッジ水の状態を管理する手段として有効であることが分かった。
【００１４】
（実施例３）アクリル板で製作したL160×W120×H120mmの水槽に陽極及び陰極に厚さ３ｍｍのアルミニウム板（浸漬面積：80×50mm）を電極間隔６cmで配置したスラッジ水中のコンクリート用化学混和剤処理用の電解処理槽を作成した。また、電極間に６０Vの定電圧を印加する電源装置及び電流計をつなぎ試験に用いた。
試料は実施例１と同様にスラッジ水モデルを作成し、作成後１時間経過したスラッジ水1000CC宛てについて電圧印加時間を１分、２分、５分、１０分と変えて電解処理した。処理後のスラッジ水はろ紙（ワットマンNo2、φ360mm）を装着した開口径φ240mmのロートに全量を注ぎ入れ、７分間の間にろ紙を通過した処理水の重量を測定した。また、作成後１時間経過したスラッジ水1000CCを電解処理せずに直接ロートに注ぎ入れ、同様にろ過水量を測定した無処理水との比較結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】

【００１６】
（実施例４）一対の電極の材質を鉄、ステンレス、銅、チタンに変更し、また、電解処理時間を５分にした他は、試験例３と同様に操作し、処理後の各スラッジ水について７分間の間にろ紙を通過した処理水の重量を測定した結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】

【００１８】
（実施例５）生コンクリート製造工場のミキサー車洗車過程からスラッジ水（固形分濃度約５％）を採取し、撹拌機にて撹拌しておいた。採取後１時間経過、１５時間経過及び９６時間経過したものについて実施例１で示したセメント分の活性度検出用電極を用いセメント分の活性度を測定し、続いて実施例３で示した陽極及び陰極をアルミニウム板とした電極に入れ替え電解処理を実施した。処理後のスラッジ水について実施例３と同様に７分間の間にろ紙を通過した処理水の重量を測定した。尚、各経過時間毎の試料スラッジ水について電解処理せずにろ過した無処理水との比較結果を表３に示す。
【００１９】
【表３】

【００２０】
【発明の効果】
本発明を実施することで、生コンクリートの混練設備や残存した生コンクリートの処理工程から排出されるセメントを含んだスラッジについて、コンクリート用化学混和剤を分離回収する操作を必要とせず、且つ、コンクリート用化学混和剤の種類に影響されることなく直接脱水処理することが出来るため、設備及び操作の簡略化が可能となる。また、コンクリート用化学混和剤の作用が消失し、スラッジを固く絞ることができるため脱水後のケーキを硬質状態にすることが可能となる。結果として脱水ケーキの利用あるいは廃棄が容易になる。
更に、本発明のセメント分の検出方法を用いることで、スラッジ水中のセメント分の活性度の有無を時間的な判断ではなく、実際の状態として管理することが可能になり、脱水ケーキを硬質状態にする上で有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すスラッジ水の処理工程を示す概略図である。
【図２】セメント分の活性度の違いによる電流値の変動パターンであり、（A）と（B）はセメント分の活性度が存在している場合、（C）はセメント分の活性度が低下している場合を示す。
【図３】放置時間をパラメータにしたスラッジ水の電流値の変動パターンである。
【図４】異なるスラッジ水の活性度の測定結果である。
【符号の説明】
１スラッジ水槽
２電解処理槽
４活性度検出用電源装置
９、１１陽極
１０、１２陰極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Of raw concrete sludge water (hereinafter referred to as sludge water) containing cement discharged after collecting aggregates such as gravel and sand from turbid water, etc. from the raw concrete kneading equipment and the remaining raw concrete treatment process The present invention relates to a dehydrating method using a dehydrator.
[0002]
[Prior art]
One method of treating sludge water containing cement is to dehydrate it with a dehydrator such as a filter press immediately after the generation of sludge water, and then solidify the dehydrated cake to make it a stable hard state. In addition to being recycled and reused as kneading water and equipment washing water, some of the filtered water generated in the process may be discharged into the environment.
By the way, in the production process of ready-mixed concrete, concrete called AE agent, water reducing agent, AE water reducing agent, high-performance AE water reducing agent, etc. to improve the fluidity of ready-mixed concrete depending on the kneading situation or use situation of ready-mixed concrete. Chemical admixtures are selected as needed and added to the kneaded material. Therefore, there is not a little one or several kinds of chemical admixtures for concrete mixed in sludge water discharged after collecting aggregates such as gravel and sand from the turbid water generated from the washing process and the remaining ready-mixed concrete processing process. Yes.
[0003]
This chemical admixture for concrete is adsorbed on the cement particles in the sludge water or dispersed in the sludge water, which clogs the filter cloth of the dehydrator in the dehydration process and not only reduces the dehydration speed but also squeezes it tightly. This makes it difficult to reduce the compressive strength of the dehydrated cake after solidification. In particular, it is considered to have a great influence upon dehydration treatment in a state where the cement content maintains the activity for the purpose of making the cake after dehydration hard.
As a method for treating the chemical admixture for concrete in sludge water for the purpose of making the cake after dehydration hard, the one disclosed in Japanese Patent No. 2687216 is known. In this method, air is blown into the sludge water immediately after it is generated, and the chemical admixture for concrete rises to the liquid surface together with air bubbles. The sludge in the dehydration process is removed by removing the floating chemical admixture by the recovery means. Increases water dewatering efficiency.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of blowing air into the raw concrete sludge water, if the chemical admixture for concrete is brought into the dehydrator, it will clog the filter cloth and reduce the dehydration rate. The operation of removing the agent is necessary, and as a result, an operation of separately treating the collected chemical admixture for concrete is not necessarily a simple method. In addition, among the chemical admixtures for concrete, a certain degree of effect is observed for the floating separation of the type of AE agent that produces fluidity mainly with fine air bubbles taken in, but the particles adsorbed on the cement particle interface These chemical admixtures for concrete have a weak separation effect due to the blown air for water-reducing agents, AE water-reducing agents, and high-performance AE water-reducing agents that generate fluidity by generating electrostatic repulsion between them. In particular, when the dehydration process is performed within a few hours after the generation of sludge water, such as clogging the filter cloth of the dehydrator and reducing the dehydration rate, a sufficient effect is not always obtained.
The present invention has been made to solve these problems. In a pretreatment means for a dehydration process by a dehydrator for obtaining a cake in a hard state from sludge water containing cement, a chemical admixture for concrete is used. The object is to prevent clogging of the filter cloth of the dehydrator without undergoing an operation of separating and removing.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above circumstances, as a result of earnest research on the treatment method of chemical admixture for concrete in sludge water in the pretreatment means of the dehydration process by the dehydrator, electrolytic treatment is effective for the treatment of chemical admixture for concrete in sludge water. Furthermore, when a voltage is applied to the sludge water using an electrode made of a specific metal material, a characteristic current value fluctuation pattern is exhibited when the activity of the cement is sustained. The inventor has completed the present invention.
That is, the present invention relates to a pretreatment method for a dewatering process using a dewatering machine for sludge water containing cement discharged from a mixing process for ready-mixed concrete or a processing process for remaining ready-mixed concrete. A method in which sludge water is electrolytically treated in a treatment tank, the form or behavior of the chemical admixture for concrete mixed in the sludge water is changed in the sludge water, and the dehydration treatment is immediately performed without separating and removing the chemical admixture for concrete. The sludge water dehydration method is characterized in that the electrolytic treatment is performed at least in a state in which the cement content in the sludge water to be treated maintains the activity, and further, in the sludge water, Of the pair of electrodes composed of an anode and a cathode, the activity of the cement is at least the anode of aluminum. Characterized in that it is intended to be measured by the detection method comprising a material containing um.
[0006]
The mechanism of action on the chemical admixture for concrete by electrolytic treatment has not been elucidated, but the reason why it can be immediately dewatered without separating the chemical admixture for concrete in sludge water by electrolytic treatment is that it is dispersed in sludge water. The chemical admixture for concrete undergoes an electrical redox reaction under alkaline conditions, and its molecular form or behavior changes to reduce the load on the filter cloth of the dehydrator. The action of the chemical admixture for industrial use disappeared, and the agglomeration effect inherent in the cement particles in the sludge water was restored. As a result, the finely dispersed cement particles were flocked and the dewatering efficiency was increased. Etc. are considered.
In addition, since the effect when the present invention is implemented in a state where the cement content in the sludge water maintains the activity, the electrolytic treatment simply acts on the chemical admixture for concrete, It is thought that it acted on the complex solidification reaction or intermediate reaction product of the contained cement.
In the electrolysis treatment of sludge water according to the present invention, since the cement contained in the sludge water is self-hardening, the sludge water flows without stagnation during treatment to prevent sticking to the inner wall of the electrolytic treatment tank, electrodes, etc. Let In addition, it is better to positively flow the sludge water since the chemical admixture for concrete is transferred to the dewatering step after being treated in the sludge water.
As a means for flowing, sludge water may be circulated with a pump or stirred with a stirring blade, or a combination of these may be used. Moreover, it can also be used for stirring sludge water by making an electrode into a feather shape.
[0007]
Furthermore, in the process of feeding from the sludge tank to the dehydrator using a high-pressure pump, the sealed electrolytic treatment tank is placed between the high-pressure pump and the dehydrator and processed in the process of pumping to further simplify the equipment. Can be made.
After the treatment, measures are taken to remove the deposits on the inner wall and electrode of the electrolytic treatment tank. Examples of the means for removing the deposits include washing with a sprinkler or immersion with fresh water injection.
The electrode for electrolytic treatment used in the present invention is not limited in material, shape, and size, and is selected in consideration of operational effects, cost, use conditions, and the like. Examples of the material of the electrode include platinum, aluminum, iron, magnesium alloy, zinc, copper, and other metal materials and carbon rods. The anode and the cathode can be used as a pair of electrodes, but different materials can be used. It may be used as a pair of electrodes.
In the electrolytic treatment, it is preferable to perform polarity reversal control as needed because solid matter is easily deposited on the electrode and the electrical resistance is likely to increase. For electrode cleaning by polarity reversal, in addition to the electrode for electrolytic treatment, an auxiliary electrode used for cleaning is arranged to face the electrode for electrolytic treatment, and both the auxiliary electrode and the anode and cathode for electrolytic treatment The electrode for electrolytic treatment can also be washed by applying a voltage between the two.
The detection method discovered by the present inventor is used for measuring the activity of the cement contained in the sludge water according to the present invention. The basic configuration of the detection method includes a detection electrode made of a material containing at least an anode among a pair of electrodes constituted of an anode and a cathode, a power supply device for applying voltage, and a current value monitor.
[0008]
Although the detection mechanism of the activity of the detection method is still unclear, the aluminum electrode used for the anode is immediately caused by a passivation phenomenon when a voltage is applied in an alkaline solution such as sodium hydroxide or calcium hydroxide. Then, the sudden decrease of the current value which is considered is shown. This phenomenon of decrease in current value was also observed in sludge water containing cement, which is an alkaline solution, but only when the aluminum electrode is used only in sludge water where the activity of cement is sustained. This was developed as a method for measuring the activity of cement.
The electrode used in the detection method may be in any form that can measure a fluctuation pattern of the current value, and the shape, size, and distance between the electrodes are not particularly limited. Moreover, it is also possible to make the electrode for performing the electrolytic treatment of the present invention also serve as an electrode for detecting the activity of the cement. The voltage used in the detection method is preferably a constant voltage, and is preferably a direct current. The current value variation pattern may be measured by measuring a change in the current value within 2 minutes immediately after the voltage application. Normally, if the change in the current value is measured for 2 to 30 seconds after the voltage application, It is enough.
The hydrogen ion concentration of sludge water targeted by the detection method is preferably pH 9 or higher. Locations for measuring the activity according to the detection method include electrolytic treatment tanks or storage tanks and pipes before the electrolytic treatment tank, etc. In addition, even if they are permanently installed in the measurement places and used, carry them when necessary. You can also.
[0009]
The measurement of the activity by the detection method can be appropriately carried out every time the electrolytic treatment of the present invention is carried out, or depending on the sludge water generation cycle and the solidification state of the dewatered cake. In addition, when the activity is measured every time the electrolytic treatment of the present invention is performed, the control device that determines the activity of the cement based on the fluctuation pattern of the current value and the power supply device for the electrolytic treatment are interlocked. The implementation or non-execution of sludge water electrolysis may be controlled by an output signal from the control device.
By implementing the present invention, the facility can be simplified because the concrete chemical admixture can be immediately dewatered in the sludge water without passing through means for separating and recovering the chemical admixture for concrete in the sludge water. The Furthermore, the presence or absence of the activity of cement in the sludge water can be managed as an actual state rather than a time determination, which is effective in making the dehydrated cake hard.
The method of measuring the activity of the chemical admixture for concrete and cement in the sludge water shown in the present invention has not been known so far.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, this does not limit the present invention.
FIG. 1 is a schematic view of a sludge water treatment process for explaining an embodiment of the present invention. In this schematic view, an electrode for detecting the activity of cement is provided in an electrolytic treatment tank.
The electrolytic treatment step consists of an electrolytic treatment tank 2 provided with a sludge water inlet 7 and a sludge water outlet 8, and an anode 11 and a cathode 12 arranged in the electrolytic treatment tank. And a power supply device 6 for applying a constant voltage to the electrode, an activity detecting electrode for cement composed of an anode 9 and a cathode 10, and applying a constant voltage to the activity detecting electrode It comprises a power supply device 4 for activity detection that monitors the fluctuation pattern and a control device 5 that recognizes the fluctuation pattern of the current value and outputs it as the activity of the cement.
The sludge water in the sludge water tank 1 is taken into the electrolytic treatment tank 2 from the sludge water inlet 7, and then when the voltage is applied by the

activity detection electrodes

9, 10 and the activity detection power supply 4 for the cement. The current value is measured. Further, the control device 5 determines the presence or absence of the activity of the cement, and the determination result is output to the power supply device 6 that performs the electrolytic treatment. At this time, when it is output that there is sufficient activity for cement, electrolytic treatment is performed by applying a voltage of about 5V to 100V to the sludge water. Next, it is transferred from the outlet 8 to the dehydration process and dehydrated by the dehydrator 3. If it is output that there is no activity for the cement, the sludge water that has entered the electrolytic treatment tank 2 is transferred to the dehydration process as it is without being subjected to electrolytic treatment, and dehydrated by the dehydrator 3.
[0011]
The measurement of the activity of the cement and the output from the control device 6 do not have to be performed every time the dehydration process is performed, and can be used supplementarily in performing the electrolytic process depending on the situation. Further, after completion of the electrolytic treatment, fresh water is poured into the electrolytic treatment tank to immerse the electrodes and the like in order to prevent the cement from sticking. At this time, if a voltage is applied between the electrodes in order to remove the fixed matter, the cleaning effect is high.
By the way, although the dehydration rate is improved even when the electrolytic treatment of the present invention is performed on sludge water having a low activity of cement, the activity of sludge water having a low activity can be improved without performing the electrolytic treatment. There is a tendency that the dewatering rate in the dewatering step is faster than the sludge water in which the remaining amount of water remains sufficiently.
In the embodiment of the present invention, an activity detection electrode in which the anode 9 is an aluminum plate and the cathode 10 is an iron plate is used as a method for detecting the activity of cement, and a voltage of, for example, 60 V is applied between the electrodes. The presence / absence of activity can be measured by the fluctuation pattern of the current value from. At this time, the fluctuation pattern of the current value according to the activity of the cement is as shown in FIG. 2- (A), FIG. 2- (B), and FIG. 2- (C). The fluctuation pattern of the current value when the activity of the cement remains sufficiently, the current value is almost constant as shown in Fig. 2- (B) or shows an increasing trend as shown in Fig. 2- (A). On the other hand, the fluctuation pattern of the current value in the case where the activity is decreasing shows a rapid decreasing tendency immediately after voltage application as shown in FIG. Therefore, when at least the fluctuation pattern of the current value shows a rapid decrease tendency as shown in FIG. 2- (C), the activity of the cement is insufficient to make the dehydrated cake hard. What is necessary is just to transfer to a dehydration process, without implementing a process.
By carrying out the present invention, it becomes possible to make the dewatered cake after treatment into a hard state with a compressive strength of 8 N / mm ² or more.
[0012]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples.
(Example 1) A 3 mm thick aluminum plate (immersion area: 80 × 50 mm) for the anode and a 3 mm thick iron plate (immersion area: 80 × 50 mm) for the cathode, and a cement with an electrode distance of 6 cm between the anode and the cathode An activity detection electrode was prepared. Moreover, the power supply device and ammeter which apply a constant voltage of 60V between electrodes were used for the connection test. In addition, the polarity of the electrode for activity detection was reversed for each test and the electrode was washed.
The sample is 3 parts by weight of normal Portland cement, 3 parts by weight of sand, 0.5 parts by weight of water, and 0.015 parts by weight of ready-mixed concrete for chemical admixture (AE water reducing agent, trade name “Pozoris 78S”). Sludge water containing cement, which was prepared by adding about 5 times the weight of water to the ready-mixed concrete over time, was used as a model. The sludge water of the model was stirred with a stirrer and taken to an L160 × W120 × H120 mm water tank made of an acrylic plate at 1000CC as needed and used for the test.
FIG. 3 is a graph showing the fluctuation pattern of the current value for 2 minutes after the voltage was applied to the sludge water produced after 1 hour, 5 hours, 15 hours, and 25 hours. As can be seen from FIG. 3, the current value of sludge water after 1 hour and 5 hours from the preparation showed an increasing tendency, whereas the sludge water after 15 hours and 25 hours had a decrease in current value. Moreover, when solid content was collected from the sludge water of each elapsed time and the solidification state was confirmed, sufficient solidification activity remained about 1 hour and 5 hours after sludge water preparation.
[0013]
(Example 2) Sludge water collected from a sludge tank of a ready-mixed concrete factory using the cement activity detection electrode shown in Example 1 (solid content concentration of about 6%, elapsed time after generation of sludge water) Figure 4 shows the results of an attempt to measure the activity of sludge water (solid content concentration of about 5%) collected from the process of washing the mixer truck at the same factory. As shown in FIG. 4, the fluctuation pattern of the current value of sludge water collected from the mixer car washing process showed an increasing tendency, and the one collected from the sludge tank showed a decreasing tendency of the fluctuation pattern of the current value. Furthermore, when each sludge water was dehydrated and solid content was collected and the solidification state was confirmed, sufficient strength remained in the cake obtained from the sludge water collected from the mixer car washing process.
The method for detecting the activity of cement according to the present invention from Example 1 and Example 2 is effective as a means for managing the state of sludge water when dehydrating for the purpose of making the cake after dehydration hard. I understood that.
[0014]
(Example 3) Chemical mixture for concrete in sludge water in which an aluminum plate (immersion area: 80x50mm) with a thickness of 3mm is placed on the anode and cathode in a water tank of L160xW120xH120mm made of an acrylic plate with an electrode spacing of 6cm An electrolytic treatment tank for agent treatment was prepared. Moreover, the power supply device and ammeter which apply a constant voltage of 60V between electrodes were used for the connection test.
As the sample, a sludge water model was prepared in the same manner as in Example 1, and electrolytic treatment was performed on sludge water 1000CC addressed to 1 hour after the preparation while changing the voltage application time to 1, 2, 5, 10 minutes. The treated sludge water was poured into a funnel with an opening diameter of φ240 mm equipped with filter paper (Whatman No2, φ360 mm), and the weight of the treated water that passed through the filter paper during 7 minutes was measured. In addition, Table 1 shows the results of comparison with untreated water in which sludge water 1000 CC passed 1 hour after preparation was poured directly into a funnel without electrolytic treatment and the amount of filtered water was measured in the same manner.
[0015]
[Table 1]

[0016]
(Example 4) Each sludge water after treatment was operated in the same manner as in Test Example 3 except that the material of the pair of electrodes was changed to iron, stainless steel, copper and titanium and the electrolytic treatment time was changed to 5 minutes. Table 2 shows the results of measuring the weight of the treated water that passed through the filter paper for 7 minutes.
[0017]
[Table 2]

[0018]
(Example 5) Sludge water (solid content concentration of about 5%) was collected from a mixer car washing process of a ready-mixed concrete factory and stirred with a stirrer. 1 hour, 15 hours and 96 hours after collection, the activity of cement was measured using the activity detection electrode for cement shown in Example 1, and then the anode shown in Example 3 was used. Then, the cathode was replaced with an electrode made of an aluminum plate, and electrolytic treatment was performed. About the sludge water after a process, the weight of the treated water which passed the filter paper for 7 minutes was measured like Example 3. FIG. Table 3 shows the results of comparison of the sample sludge water for each elapsed time with the untreated water filtered without electrolytic treatment.
[0019]
[Table 3]

[0020]
【The invention's effect】
By carrying out the present invention, it is not necessary to separate and recover the concrete chemical admixture for sludge containing cement discharged from the ready-mixed concrete mixing facility and the remaining ready-mixed concrete processing step, and the concrete. Since the dehydration process can be performed directly without being affected by the type of chemical admixture, the equipment and operation can be simplified. Also, the action of the chemical admixture for concrete disappears and the sludge can be squeezed tightly, so that the cake after dehydration can be made hard. As a result, the dehydrated cake can be easily used or discarded.
Furthermore, by using the cement content detection method of the present invention, it becomes possible to manage the presence or absence of the cement content in the sludge water as an actual state rather than a temporal judgment, and the dehydrated cake is in a hard state. It is effective in making it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a treatment process of sludge water according to an embodiment of the present invention.
[Fig. 2] Fig. 2 shows the fluctuation pattern of the current value due to the difference in the activity of cement. (A) and (B) show the activity of cement, and (C) shows the activity of cement. The case where it is decreasing is shown.
FIG. 3 is a fluctuation pattern of sludge water current value using the standing time as a parameter.
FIG. 4 is a measurement result of activity of different sludge water.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sludge water tank 2 Electrolytic processing tank 4 Activity detection

power supply device

9, 11

Anode

10, 12 Cathode

Claims

In a method of treating sludge water containing cement discharged from a ready-mixed concrete mixing facility or residual ready-mixed concrete treatment process with a dehydrator, the form of admixture contained in the sludge water by electrolytic treatment of the sludge water A method for dewatering fresh concrete sludge water, which is sent to a dehydrator through an electrolysis process that changes water.

2. The method for dewatering fresh concrete sludge water according to claim 1, comprising a step of measuring the activity of the cement according to a variation pattern of a current value flowing between the electrodes as a pre-step for performing the electrolysis step. .