JP6289407B2 - Ash granulated solidified body - Google Patents

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Description

本発明は、ペーパースラッジ焼却灰を用いて得られる灰造粒固化体に関する。   The present invention relates to an ash granulated solidified body obtained using paper sludge incinerated ash.

近年、地球環境の保全、循環型社会の構築などの観点から、産業廃棄物の削減、あるいはその再利用方法の確立が強く求められている。製紙業においては、パルプ製造工程、紙製造工程、古紙処理工程などから発生するペーパースラッジを焼却した際に発生するペーパースラッジ焼却灰の再利用方法の確立が課題の一つとなっている。   In recent years, there has been a strong demand for the reduction of industrial waste or the establishment of a reuse method from the viewpoints of the preservation of the global environment and the establishment of a recycling society. In the paper manufacturing industry, establishment of a method for reusing paper sludge incinerated ash generated when incinerated paper sludge generated from a pulp manufacturing process, a paper manufacturing process, a used paper processing process, and the like is one of the problems.

一般的に、ペーパースラッジ焼却灰は土壌汚染対策法施行規則(平成14年環境省令第29号)第五条第三項第四号の規定に基づき定められた土壌環境基準(環境省告示第18号、改正環境省告示第48号)に挙げられている有害成分の溶出量が基準値を超過することが多い。この有害成分のうち、有機物有害成分は焼却時に分解されるため、ペーパースラッジ焼却灰では問題となる場合が少ないが、フッ素、ホウ素、六価クロム、鉛をはじめとする無機物有害成分の溶出量は基準を超過することが多い。特にフッ素、六価クロムの溶出量が基準を超過することが多い。有害物質溶出量が土壌環境基準値を超過しているペーパースラッジ焼却灰は直接埋立処理ができず、埋立を行う場合は、管理型処分場といわれる遮水シート等で外部への浸透水流出を防止した処分場で埋立処分しなければならないように義務づけられている。もしくは埋立を行う場合は、有害物質の溶出を抑制するための中間処理が必要である。中間処理として薬剤(キレート)処理や溶融固化処理があるが、高価なキレート剤が処理すべき灰に対して数%程度必要であり、溶融固化処理では設備費及び多くのエネルギーが必要となり、これらの中間処理する方法は焼却灰処理費用を増大させる要因となる。また、埋立処分場を確保すること自体が、近年ますます困難になってきている。   In general, paper sludge incineration ash is the soil environment standard (Ministry of the Environment Notification No. 18 No. 48, revised Ministry of the Environment Notification No. 48), the amount of elution of harmful components often exceeds the standard value. Among these harmful components, organic harmful components are decomposed at the time of incineration, so there are few problems with paper sludge incineration ash, but the elution amount of inorganic harmful components such as fluorine, boron, hexavalent chromium and lead is Often the standard is exceeded. In particular, the elution amount of fluorine and hexavalent chromium often exceeds the standard. Paper sludge incineration ash whose toxic substance elution amount exceeds the soil environmental standard value cannot be directly landfilled. It is obliged to have to be landfilled at a prevented disposal site. Alternatively, when landfilling is performed, an intermediate treatment is required to suppress the elution of harmful substances. There are chemical (chelate) treatment and melt solidification treatment as intermediate treatment, but expensive chelating agents require several percent of the ash to be treated, and melt solidification treatment requires equipment costs and a lot of energy. The intermediate processing method increases the incineration ash processing cost. In addition, securing a landfill site itself has become increasingly difficult in recent years.

従って、ペーパースラッジ焼却灰の再利用を進めることは、地球環境の保全、循環型社会の構築などの効果に加え、処理費用の抑制効果も伴い、非常に有益である。ペーパースラッジ焼却灰を土壌改良材や路盤材へ有効利用するために固化体の製造方法が公知である(例えば、特許文献1〜3参照)。   Therefore, it is very beneficial to promote the reuse of paper sludge incineration ash in addition to the effects of preserving the global environment and building a recycling society, as well as the effect of reducing processing costs. In order to effectively use paper sludge incineration ash for soil improvement materials and roadbed materials, methods for producing solidified bodies are known (for example, see Patent Documents 1 to 3).

特開2003−292956号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-292956 特開2005−313032号公報JP 2005-313032 A 特開2011−212563号公報JP 2011-212563 A

本発明の課題は、埋戻し材、盛土材、擁壁の裏込材、地質改良材、路盤材、凍上抑制材などの土質材料として使用した場合に、締め固め後の強度に優れ、有害成分の溶出が十分に抑制され、軽量である灰造粒固化体を提供することである。ここで「軽量」とは、灰造粒固化体を単位容積あたりの重さを表す見かけ密度が小さいことである。軽量な灰造粒固化体であると、含水率が高くて軟弱な地盤に対して路盤材として用いることが可能であり、降雨に対しても水捌けに優れる。   The problem of the present invention is that when used as a soil material such as a backfill material, embankment material, retaining wall lining material, geological improvement material, roadbed material, frost heave suppression material, etc., it is excellent in strength after compaction and harmful components It is to provide an ash granulated solidified body that is sufficiently suppressed in elution and is lightweight. Here, “light weight” means that the apparent density representing the weight per unit volume of the ash granulated solidified body is small. If it is a lightweight ash granulation solidified body, it can be used as a roadbed material for a soft ground with a high water content, and it is excellent in drainage even against rainfall.

本発明の上記の課題は、JIS M 8221:1997に規定された測定方法により求められるCaO含有量が21質量%以上であるペーパースラッジ焼却灰、石炭灰、還元剤として硫酸第一鉄、凝集剤としてポリ硫酸第二鉄および硫酸アルミニウムから選択される少なくとも1種、並びに水を混練して得られ、粒度分布曲線において少なくとも1つのピークを有し且つ最大ピークの半値幅が2.0mm以上6.0mm以下であり、平均粒子径が1.8mm以上6.0mm以下である灰造粒固化体によって解決される。   The above-mentioned problems of the present invention include paper sludge incineration ash having a CaO content of 21% by mass or more, coal ash, ferrous sulfate as a reducing agent, and a flocculant obtained by a measurement method defined in JIS M 8221: 1997. And at least one selected from polyferric sulfate and aluminum sulfate, and water, and has at least one peak in the particle size distribution curve and the full width at half maximum of 2.0 mm or more. It is solved by an ash granulated solidified body having an average particle diameter of 1.8 mm or more and 6.0 mm or less.

本発明により、土質材料として使用した場合に、締め固め後の強度に優れ、有害成分の溶出が十分に抑制され、軽量である灰造粒固化体を提供することができる。   According to the present invention, when used as a soil material, it is possible to provide an ash granulated solidified body which is excellent in strength after compaction, elution of harmful components is sufficiently suppressed, and is lightweight.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

ペーパースラッジは、パルプ製造工程、紙製造工程、古紙処理工程などから発生する廃棄物であって、通常、製紙スラッジとも呼ばれる。ペーパースラッジには、一般的に製紙分野で使用される各種原材料が含まれ、顔料や填料として使用されるシリカ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、硅砂などの無機物質、パルプや製紙用薬品などの有機物質、および古紙に含まれるインク成分などを含有する。   Paper sludge is waste generated from a pulp manufacturing process, a paper manufacturing process, a used paper processing process, and the like, and is usually also referred to as a papermaking sludge. Paper sludge contains various raw materials generally used in the papermaking field, and is used as pigments and fillers, inorganic substances such as silica, calcium carbonate, talc, kaolin and cinnabar, organic materials such as pulp and papermaking chemicals. Contains materials and ink components contained in waste paper.

ペーパースラッジ焼却灰は、前記ペーパースラッジを燃焼装置で焼却して得られる灰である。燃焼装置は特に限定されず、従来公知の装置を使用することができる。燃焼装置は、例えば、ロータリーキルン、サイクロン型、流動床型などの焼却炉を挙げることができる。また燃焼温度は特に限定されないが、500℃以上であることが好ましい。焼却の時間は適宜選択することができる。   Paper sludge incineration ash is ash obtained by incinerating the paper sludge with a combustion device. A combustion apparatus is not specifically limited, A conventionally well-known apparatus can be used. Examples of the combustion apparatus include a rotary kiln, a cyclone type, and a fluidized bed type incinerator. The combustion temperature is not particularly limited, but is preferably 500 ° C. or higher. The time for incineration can be selected as appropriate.

ペーパースラッジ焼却灰は、混練する前に、前処理を行うこともできる。前処理は、例えば、粉砕、破砕、解砕、分級、再燃焼、再乾燥、磁力選別などを挙げることができ、当業者に周知のあらゆる適切な装置を用いて行うことができる。勿論、そのまま混練に用いることもできる。消費エネルギー及びコストの観点から、これら前処理は行わない方が好ましい。   The paper sludge incineration ash can be pretreated before kneading. The pretreatment can include, for example, pulverization, crushing, crushing, classification, recombustion, re-drying, magnetic separation, and the like, and can be performed using any suitable apparatus known to those skilled in the art. Of course, it can also be used for kneading as it is. From the viewpoint of energy consumption and cost, it is preferable not to perform these pretreatments.

ペーパースラッジを焼却する際は、ペーパースラッジに他の材料を併せて混焼して構わない。他の材料は、例えば、廃タイヤ、RDF(ごみ固形燃料)、RPF(産業系廃プラスチック・古紙類固形燃料)、木屑、おがくず、綿、レーヨン、麻、新聞、雑誌、用水泥、排水汚泥、その他一般可燃物を挙げることができる。助燃用とする程度であれば、重油や石炭などの化石燃料をペーパースラッジと共に混焼して構わない。ただし、混焼に用いる他の材料や化石燃料は、ペーパースラッジ焼却灰の性状である多孔性を損なわない程度である。   When incinerating paper sludge, the paper sludge may be mixed with other materials. Other materials include, for example, waste tires, RDF (garbage solid fuel), RPF (industrial waste plastic / waste paper solid fuel), wood chips, sawdust, cotton, rayon, hemp, newspaper, magazine, water sludge, wastewater sludge, Other general combustible materials can be mentioned. As long as it is used for auxiliary combustion, fossil fuels such as heavy oil and coal may be mixed with paper sludge. However, other materials and fossil fuels used for mixed firing are in a level that does not impair the porosity that is the property of paper sludge incineration ash.

本発明のペーパースラッジ焼却灰は、JIS M 8221に規定された測定方法によって求められるCaO含有量が21質量%以上である。ペーパースラッジ焼却灰は、製紙分野で使用される各種原材料中のカルシウム化合物に由来して生石灰(CaO)を含有する。ペーパースラッジ焼却灰は、ペーパースラッジの内容によってCaO含有量が変化する。本発明は、最終的にCaO含有量が21質量%以上になるペーパースラッジ焼却灰を用いることである。   The paper sludge incineration ash of the present invention has a CaO content of 21% by mass or more determined by a measurement method defined in JIS M 8221. Paper sludge incineration ash is derived from calcium compounds in various raw materials used in the papermaking field and contains quicklime (CaO). In the paper sludge incineration ash, the CaO content varies depending on the content of the paper sludge. The present invention is to use paper sludge incinerated ash that finally has a CaO content of 21% by mass or more.

石炭灰は、通常、フライアッシュとも呼ばれ、アルミン酸カルシウム(CaO・Al)やシリカ(SiO)を多く含有するものである。 Coal ash is usually called fly ash and contains a large amount of calcium aluminate (CaO.Al 2 O 3 ) and silica (SiO 2 ).

本発明の灰造粒固化体は、JIS M 8221:1997に規定された測定方法により求められるCaO含有量が21質量%以上であるペーパースラッジ焼却灰、石炭灰、還元剤として硫酸第一鉄、凝集剤としてポリ硫酸第二鉄および硫酸アルミニウムから選択される少なくとも1種、並びに水を混練して得られる。ペーパースラッジ焼却灰、石炭灰、還元剤として硫酸第一鉄、凝集剤としてポリ硫酸第二鉄および硫酸アルミニウムから選択される少なくとも1種、並びに水は一度に供給して混錬しても構わない。また、1種あるいは複数種を順次に供給しながら混練して構わない。   The ash granulated solidified product of the present invention is a paper sludge incinerated ash having a CaO content of 21% by mass or more determined by a measurement method defined in JIS M 8221: 1997, coal ash, ferrous sulfate as a reducing agent, It is obtained by kneading at least one selected from polyferric sulfate and aluminum sulfate as a flocculant and water. Paper sludge incineration ash, coal ash, ferrous sulfate as reducing agent, at least one selected from polyferric sulfate and aluminum sulfate as flocculant, and water may be supplied and kneaded at once. . Moreover, you may knead | mix, supplying 1 type or multiple types sequentially.

有害成分の溶出が十分に抑制でき且つ軽量になるという本発明の効果は、CaO含有量が21質量%以上であるペーパースラッジ焼却灰、石炭灰、還元剤として硫酸第一鉄、凝集剤としてポリ硫酸第二鉄および硫酸アルミニウムから選択される少なくとも1種、並びに水を混練という系の相乗効果によって得ることができる。すなわち以下と考えられる。   The effect of the present invention that the elution of harmful components can be sufficiently suppressed and the weight is reduced is that paper sludge incineration ash having a CaO content of 21% by mass or more, coal ash, ferrous sulfate as a reducing agent, and poly as an aggregating agent. It can be obtained by a synergistic effect of a system of kneading at least one selected from ferric sulfate and aluminum sulfate and water. That is, it is considered as follows.

ペーパースラッジ焼却灰中の生石灰と、石炭灰、硫酸塩および水とが化学反応し、針状結晶であるエトリンガイト(3CaO・Al・3CaSO・32HO)を生成する。エトリンガイトがフッ素や六価クロムをはじめとするそれぞれの有害成分を結晶構造の中に取り込むことによって、得られる灰造粒固化体から有害成分の溶出が抑制される。さらに、エトリンガイトが針状結晶となって灰造粒固化体内部の空隙が増し、結果として灰造粒固化体が軽量になる。
さらに石炭灰が、アルミン酸カルシウムを多く含有することで、エトリンガイトが効果的に生成することができる。また石炭灰が、シリカ(SiO)を多く含有することで、ペーパースラッジ焼却灰中の生石灰とシリカとの反応によって、ケイ酸カルシウム結晶(トバモライト、5CaO・6SiO・5HO)が効率的に生成することができる。ケイ酸カルシウム結晶は、フッ素との反応でカスピダイン(3CaO・2SiO・CaF)を生成することができ、フッ素の溶出を抑制することができる。
硫酸第一鉄は、還元剤であって、エトリンガイトが取り込みできなかった六価クロムを三価クロムへ還元することができる。三価クロムは無害である。CaO含有量が21質量%以上であるペーパースラッジ焼却灰、石炭灰、還元剤として硫酸第一鉄、凝集剤としてポリ硫酸第二鉄および硫酸アルミニウムから選択される少なくとも1種、並びに水を混練という系において、塩化第一鉄など他の還元剤ではこのような還元作用が得られ難い。
ポリ硫酸第二鉄および硫酸アルミニウムから選択される少なくとも1種は、凝集剤であって、硫酸第一鉄によって生成した三価クロムを凝集させて固体として分離されることができる。これにより、酸化されて再び六価クロムに戻ることを抑制することができる。CaO含有量が21質量%以上であるペーパースラッジ焼却灰、石炭灰、還元剤として硫酸第一鉄、凝集剤としてポリ硫酸第二鉄および硫酸アルミニウムから選択される少なくとも1種、並びに水を混練という系において、他の凝集剤ではこのような凝集作用が得られ難い。また、ポリ硫酸第二鉄および硫酸アルミニウムから選択される少なくとも1種は、エトリンガイトの生成を妨げない。
And quicklime paper sludge in ash, coal ash, and the sulfates and water react chemically and produce a acicular crystals ettringite (3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O). When ettringite incorporates harmful components such as fluorine and hexavalent chromium into the crystal structure, elution of harmful components from the resulting ash granulated solidified product is suppressed. Further, the ettringite becomes needle-like crystals, the voids inside the ash granulated solidified body increase, and as a result, the ash granulated solidified body becomes light.
Furthermore, ettringite can be produced effectively because coal ash contains a large amount of calcium aluminate. In addition, since the coal ash contains a large amount of silica (SiO 2 ), calcium silicate crystals (tobermorite, 5CaO · 6SiO 2 · 5H 2 O) are efficiently produced by the reaction between quick lime and silica in the paper sludge incineration ash. Can be generated. The calcium silicate crystal can generate caspodyne (3CaO.2SiO 2 .CaF 2 ) by reaction with fluorine, and suppress elution of fluorine.
Ferrous sulfate is a reducing agent, and can reduce hexavalent chromium that ettringite cannot take up to trivalent chromium. Trivalent chromium is harmless. Kneading paper sludge incineration ash having a CaO content of 21% by mass or more, coal ash, at least one selected from ferrous sulfate as a reducing agent, polyferric sulfate and aluminum sulfate as a flocculant, and water In the system, it is difficult to obtain such a reducing action with other reducing agents such as ferrous chloride.
At least one selected from polyferric sulfate and aluminum sulfate is a flocculant and can be separated as a solid by aggregating trivalent chromium produced by ferrous sulfate. Thereby, it can suppress oxidizing and returning to hexavalent chromium again. Kneading paper sludge incineration ash having a CaO content of 21% by mass or more, coal ash, at least one selected from ferrous sulfate as a reducing agent, polyferric sulfate and aluminum sulfate as a flocculant, and water In the system, it is difficult to obtain such an aggregating action with other aggregating agents. Further, at least one selected from polyferric sulfate and aluminum sulfate does not hinder the production of ettringite.

水は、生石灰との反応およびエトリンガイトの生成に必要である。灰造粒固化体は、水の添加量、混練の時間によって大きさ、形状を制御することが可能である。   Water is required for reaction with quicklime and the production of ettringite. The size and shape of the ash granulated solidified body can be controlled by the amount of water added and the kneading time.

本発明の灰造粒固化体は、粒度分布曲線において少なくとも1つのピークを有し且つ最大ピークの半値幅が2.0mm以上6.0mm以下であり、平均粒子径が1.8mm以上6.0mm以下である。本発明において、平均粒子径は、灰造粒固化体単粒子の平均粒子径である。灰造粒固化体が二次凝集体および多次凝集体を形成する場合は、凝集体を構成する単粒子の平均粒子径である。灰造粒固化体の粒度分布曲線における最大ピークの半値幅および平均粒子径は、光学顕微鏡を用いて灰造粒固化体を撮影し、撮影された単粒子を面積が近似する球形と見なして粒子径を計算し、撮影画像内に存在する灰造粒固化体200個を対象に測定することによって算出する。縦軸が頻度(%)で横軸が粒子径(mm)である粒度分布曲線は、測定された粒子径データから粒子画像解析ソフトウェアなどを用いて得ることができる。得られた粒度分布曲線から、半値幅は、最大ピークのピーク高の1/2高さにおける幅として求めることができる。最大ピークとは、粒度分布曲線において最も高いピークを意味する。最大ピークの半値幅が小さいと、粒度分布曲線は、明確な最大ピークを有することになる。   The ash granulated solidified product of the present invention has at least one peak in the particle size distribution curve, the half width of the maximum peak is 2.0 mm or more and 6.0 mm or less, and the average particle diameter is 1.8 mm or more and 6.0 mm. It is as follows. In the present invention, the average particle size is the average particle size of ash granulated solidified single particles. When the ash granulation solidified body forms secondary aggregates and multi-aggregates, it is the average particle diameter of single particles constituting the aggregates. The full width at half maximum of the maximum peak and the average particle diameter in the particle size distribution curve of the ash granulated solidified product are obtained by photographing the ash granulated solidified product using an optical microscope and regarding the photographed single particle as a spherical shape with an approximate area. The diameter is calculated and measured by measuring 200 ash granulated solidified bodies existing in the photographed image. A particle size distribution curve in which the vertical axis represents frequency (%) and the horizontal axis represents particle diameter (mm) can be obtained from the measured particle diameter data using particle image analysis software or the like. From the obtained particle size distribution curve, the full width at half maximum can be determined as the width at the half height of the peak height of the maximum peak. The maximum peak means the highest peak in the particle size distribution curve. If the half width of the maximum peak is small, the particle size distribution curve will have a distinct maximum peak.

半値幅が6.0mm超であると、灰造粒固化体が軽量にならない。半値幅が2.0mm未満であると、締め固め後の強度を得ることができない。この理由は、灰造粒固化体間の適度な空隙形成に因ると考えられる。
平均粒子径が1.8mm未満であると、灰造粒固化体は軽量にならない。平均粒子径が6.0mm超であると、灰造粒固化体は締め固め後の強度を得ることができない。
If the full width at half maximum is more than 6.0 mm, the ash granulated solidified product will not be lightweight. If the half width is less than 2.0 mm, the strength after compaction cannot be obtained. This reason is considered to be due to the formation of appropriate voids between the ash granulated solidified bodies.
When the average particle diameter is less than 1.8 mm, the ash granulated solidified product is not light. When the average particle diameter is more than 6.0 mm, the ash granulated solidified body cannot obtain the strength after compaction.

本発明の粒度分布曲線、平均粒子径に該当する灰造粒固化体は、水の添加量、混練の時間を調整することで得ることができる。また、必要に応じて分級作業を行うことによって得ることができる。   The ash granulated solidified product corresponding to the particle size distribution curve and the average particle size of the present invention can be obtained by adjusting the amount of water added and the kneading time. Moreover, it can obtain by performing a classification work as needed.

混練は、従来公知の装置であって特に限定されない。例えば、混練ロールや混練羽根を備えた装置が好ましく、転動混練機がさらに好ましい。このような装置としては、株式会社北川鉄工所製ペレガイア、日本アイリッヒ株式会社製アイリッヒインテンシブミキサー、株式会社クリハラ製エルバEMSタイプミキサーなどを挙げることができる。   The kneading is a conventionally known apparatus and is not particularly limited. For example, an apparatus equipped with a kneading roll and a kneading blade is preferable, and a rolling kneader is more preferable. Examples of such an apparatus include Peregia manufactured by Kitagawa Iron Works, Eirich Intensive Mixer manufactured by Nihon Eirich Co., Ltd., and Elba EMS type mixer manufactured by Kurihara Co., Ltd.

灰造粒固化体は、混練後に養生することが好ましい。養生を行うことにより灰造粒固化体の強度が向上し、土質材料として使用した場合に締め固め後の強度に優れる。養生の方法は自然養生と強制養生に大別することができる。養生は、自然養生と強制養生のいずれで構わない。自然養生は、特に手を加えることなく時間をかけて静置する方法であり、5日以上放置することが好ましい。強制養生は、高温状態に短期間で養生をする方法である。養生は40℃未満で実施されることが好ましい。この理由は、土質材料として使用した場合に、締め固め後の強度により優れ、また有害成分の溶出がより十分に抑制されるからである。   The ash granulated solidified body is preferably cured after kneading. Curing improves the strength of the ash granulated solidified body, and when used as a soil material, the strength after compaction is excellent. Curing methods can be broadly divided into natural curing and forced curing. Curing can be either natural curing or forced curing. Natural curing is a method of standing for a long time without particularly changing hands, and it is preferable to leave it for 5 days or more. Forced curing is a method of curing in a short time in a high temperature state. Curing is preferably carried out at less than 40 ° C. This is because when used as a soil material, the strength after compaction is superior, and the elution of harmful components is more sufficiently suppressed.

灰造粒固化体は土質材料に好適である。例えば、埋戻し材、盛土材、擁壁の裏込材、地質改良材、路盤材、凍上抑制材などに用いる土質材料に好適である。灰造粒固化体は、各用途について単独で使用しても構わない。また他の土質材料と混合して使用しても構わない。   The ash granulated solidified body is suitable for a soil material. For example, it is suitable for a soil material used for a backfill material, a banking material, a retaining material for a retaining wall, a geological improvement material, a roadbed material, a frost heave suppression material and the like. The ash granulated solidified body may be used alone for each application. Further, it may be used by mixing with other soil materials.

灰造粒固化体は、硬化促進剤、分散剤、増強剤など従来公知の添加剤を本発明の所望の効果を損なわない範囲で適宜含有することができる。   The ash granulated solidified body can appropriately contain conventionally known additives such as a curing accelerator, a dispersant, and an enhancer as long as the desired effects of the present invention are not impaired.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその主旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、実施例において示す質量%および質量部は、乾燥固形分あるいは実質成分の値を示す。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. Moreover, the mass% and mass part shown in an Example show the value of dry solid content or a substantial component.

(締め固め後の強度の評価)
埋戻し施工を実施する場所の原地盤を掘削した。山砂を用いて前記掘削部表面を整地した。最終的に2m×2m且つ原地盤表面からの深さ0.2mの直方体の空間を作製した。この空間に、各実施例および各比較例の灰造粒固化体を均一に敷設し、その表面を転圧ローラーによって転圧処理して、埋戻し施工を実施した。埋戻し施工実施の3日後、コーン指数を測定した。ここで「コーン指数」とは、締固めた地盤への一種の貫入抵抗力であり、JIS A 1228:2009「締固めた土のコーン指数試験方法」に基づいて測定を行った。任意5箇所のコーン指数を測定し、その平均値を下記の3段階に区分した。本発明において、灰造粒固化体は、評価2以上であれば土質材料として使用した場合に、締め固め後の強度に優れるものとする。
3:1200kN/m以上。
2:900kN/m以上1200kN/m未満。
1:900kN/m未満。
(Evaluation of strength after compaction)
The original ground where excavation work will be performed was excavated. The excavation part surface was leveled using mountain sand. Finally, a rectangular parallelepiped space having a size of 2 m × 2 m and a depth of 0.2 m from the surface of the original ground was produced. In this space, the ash granulated solidified body of each Example and each Comparative Example was laid uniformly, and the surface was subjected to a rolling process by a rolling roller to perform a backfilling operation. Three days after the backfilling operation, the cone index was measured. Here, the “cone index” is a kind of penetration resistance to the compacted ground, and was measured based on JIS A 1228: 2009 “Cone index test method for compacted soil”. The cone index was measured at five arbitrary locations, and the average value was divided into the following three stages. In the present invention, the ash granulated solidified body is excellent in strength after compaction when used as a soil material as long as the evaluation is 2 or more.
3: 1200 kN / m 2 or more.
2: 900 kN / m 2 or more and less than 1200 kN / m 2 .
1: Less than 900 kN / m 2 .

(有害成分の溶出の抑制評価)
有害成分の溶出の抑制評価は、灰造粒固化体からの有害成分の溶出量から判断した。
灰造粒固化体からの有害成分の溶出量は、平成15年環境省告示第18号に準じて測定した。灰造粒固化体を乳鉢で破砕し、非金属製である目開き2mmの篩を通過させた。得られた灰造粒固化体50gと水(純水、pH5.8〜6.3)500mLとを混合し、常温常圧下、振とう機で6時間連続振とうした(振とう幅4〜5cm、振動数200回/分)。得られた懸濁液を30分間静置後、毎分約3000回転で20分間遠心分離処理し、上澄み液を孔径0.45μmのメンブランフィルターで濾過して濾液を採取し、定量に必要な量を正確に計り取り、これを検液とした。溶出量基準は、フッ素0.8mg/L以下、ホウ素1mg/L以下、六価クロム0.05mg/L以下、鉛0.01mg/L以下である。各実施例および各比較例の灰造粒固化体からのホウ素、鉛の溶出量はいずれも溶出量基準値以下であった。フッ素と六価クロムの溶出量について以下の3段階に区分した。本発明において、灰造粒固化体は、評価○であれば有害成分の溶出が十分に抑制されているものとする。
○:フッ素、六価クロム共に溶出量基準値以下。
△:フッ素、六価クロムのいずれかが溶出量基準値を上回る。
×:フッ素、六価クロム共に溶出量基準値を上回る。
(Evaluation of suppression of elution of harmful components)
Evaluation of suppression of harmful component elution was judged from the amount of harmful component eluted from the ash granulated solidified product.
The amount of elution of harmful components from the ash granulated solidified body was measured according to Notification No. 18 of 2003 Ministry of the Environment. The ash granulated solidified body was crushed with a mortar, and passed through a non-metallic sieve having a mesh opening of 2 mm. 50 g of the obtained ash granulated solidified product and 500 mL of water (pure water, pH 5.8 to 6.3) were mixed and continuously shaken with a shaker at room temperature and normal pressure for 6 hours (shaking width 4 to 5 cm). , Vibration frequency 200 times / min). The resulting suspension was allowed to stand for 30 minutes, then centrifuged at about 3000 rpm for 20 minutes, the supernatant was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.45 μm, and the filtrate was collected. Was accurately measured and used as a test solution. The elution standard is 0.8 mg / L or less of fluorine, 1 mg / L or less of boron, 0.05 mg / L or less of hexavalent chromium, and 0.01 mg / L or less of lead. The elution amounts of boron and lead from the ash granulated solidified bodies of each Example and each Comparative Example were both below the elution amount standard value. The elution amounts of fluorine and hexavalent chromium were divided into the following three stages. In the present invention, if the ash granulated solidified body is evaluated as ○, the elution of harmful components is sufficiently suppressed.
○: Elution amount standard value or less for both fluorine and hexavalent chromium.
Δ: Either fluorine or hexavalent chromium exceeds the elution amount reference value.
X: Both elution amount standard values exceed fluorine and hexavalent chromium.

(軽量さの評価)
灰造粒固化体の軽量さに関する評価は、単位体積当たりの見かけ密度を測定することによって判断した。
灰造粒固化体を、ビーカーを用いて1000mL測り採り、その時の質量から単位体積当たりの見かけ密度を測定した。測定を下記の3段階に区分した。本発明において、灰造粒固化体は、評価2以上であれば軽量であるものとする。
3:1.15g/cm未満
2:1.15g/cm以上1.30g/cm未満
1:1.30g/cm以上
(Evaluation of light weight)
The evaluation regarding the light weight of the ash granulated solidified body was judged by measuring the apparent density per unit volume.
1000 mL of the ash granulated solidified body was measured using a beaker, and the apparent density per unit volume was measured from the mass at that time. The measurement was divided into the following three stages. In the present invention, the ash granulated solidified body is light if it has an evaluation of 2 or more.
3: Less than 1.15 g / cm 3 2: 1.15 g / cm 3 or more and less than 1.30 g / cm 3 1: 1.30 g / cm 3 or more

(ペーパースラッジ焼却灰の調製)
製紙工場から排出されたペーパースラッジ、廃タイヤ、木屑を、配合量を適宜調整し、焼却炉を用いて約900℃の条件で焼却し、ペーパースラッジ焼却灰AおよびBを得た。ペーパースラッジ焼却灰AおよびBそれぞれの化学組成を表1に示す。
(Preparation of paper sludge incineration ash)
Paper sludge, waste tires, and wood chips discharged from the paper mill were appropriately adjusted in amounts and incinerated at about 900 ° C. using an incinerator to obtain paper sludge incineration ash A and B. The chemical composition of each of the paper sludge incineration ash A and B is shown in Table 1.

Figure 0006289407
Figure 0006289407

(灰造粒固化体の調製)
各実施例および各比較例の灰造粒固化体を以下の手順によって調製した。
ペーパースラッジ焼却灰と石炭灰とを表2に記載の質量%で、ペーパースラッジ焼却灰と石炭灰との合計質量が25kgになるように混練機(株式会社北川鉄工所製、商品名ペレガイア)に投入した。さらにペーパースラッジ焼却灰と石炭灰との合計質量100質量部に対して、それぞれ濃度15質量%水溶液の還元剤および凝集剤を、表2に記載の質量部をそれぞれ投入した。さらに水を5L投入し、混練機によって混練を行った。粒度分布曲線における最大ピークの半値幅および平均粒子径が表2に記載の値となるように、追加で投入する水の量と混練時間とを調整して、各実施例および各比較例の灰造粒固化体を得た。各実施例および各比較例の灰造粒固化体は混練工程後、7日間自然養生した後で用いた。
(Preparation of ash granulated solidified product)
The ash granulated solidified body of each Example and each Comparative Example was prepared by the following procedure.
Paper sludge incineration ash and coal ash are mixed in a kneader (made by Kitagawa Iron Works Co., Ltd., trade name Pelegaia) so that the total mass of paper sludge incineration ash and coal ash is 25% by mass% as shown in Table 2. I put it in. Furthermore, with respect to 100 mass parts of total mass of paper sludge incineration ash and coal ash, the reducing agent and the coagulant | flocculant of a 15 mass% density | concentration respectively were thrown into the mass part of Table 2, respectively. Further, 5 L of water was added, and kneading was performed with a kneader. The ash of each example and each comparative example was adjusted by adjusting the amount of water added and the kneading time so that the half width of the maximum peak and the average particle size in the particle size distribution curve were as shown in Table 2. A granulated solidified body was obtained. The ash granulated solidified body of each Example and each Comparative Example was used after natural curing for 7 days after the kneading step.

表2における還元剤および凝集剤は以下の通りである。
硫酸第一鉄:昭和化学株式会社製、硫酸第一鉄七水和物市販品
亜硫酸ナトリウム:大東化学株式会社製、市販品
硫酸アルミニウム:浅田化学工業株式会社製、市販品
ポリ硫酸第二鉄:タイキ薬品工業株式会社製、市販品
ポリ塩化アルミニウム:大明化学工業株式会社製、市販品
The reducing agents and flocculants in Table 2 are as follows.
Ferrous sulfate: Showa Chemical Co., Ltd., ferrous sulfate heptahydrate commercial product Sodium sulfite: Daito Chemical Co., Ltd., commercial product Aluminum sulfate: Asada Chemical Industry Co., Ltd., commercial product Polyferric sulfate: Taiki Pharmaceutical Co., Ltd., commercial product Polyaluminum chloride: Daimei Chemical Co., Ltd., commercial product

各実施例および各比較例について、各評価結果を表2に示す。   Each evaluation result is shown in Table 2 for each example and each comparative example.

Figure 0006289407
Figure 0006289407

表2から、本発明に該当する灰造粒固化体である各実施例では、土質材料として使用した場合に、締め固め後の強度に優れ、有害成分の溶出が十分に抑制され、軽量であることが分かる。一方、本発明に該当しない灰造粒固化体である各比較例では、本発明の効果を得ることができないことが分かる。   From Table 2, in each example that is an ash granulated solidified product corresponding to the present invention, when used as a soil material, it is excellent in strength after compaction, elution of harmful components is sufficiently suppressed, and is lightweight. I understand that. On the other hand, it turns out that the effect of this invention cannot be acquired in each comparative example which is an ash granulation solidification body which does not correspond to this invention.

Claims (1)

JIS M 8221:1997に規定された測定方法により求められるCaO含有量が21質量%以上であるペーパースラッジ焼却灰、石炭灰、還元剤として硫酸第一鉄、凝集剤としてポリ硫酸第二鉄および硫酸アルミニウムから選択される少なくとも1種、並びに水を混練して得られ、粒度分布曲線において少なくとも1つのピークを有し且つ最大ピークの半値幅が2.0mm以上6.0mm以下であり、平均粒子径が1.8mm以上6.0mm以下である灰造粒固化体。   Paper sludge incineration ash having a CaO content of 21% by mass or more, coal ash, ferrous sulfate as a reducing agent, polyferric sulfate and sulfuric acid as a flocculant obtained by a measuring method defined in JIS M 8221: 1997 It is obtained by kneading at least one selected from aluminum and water, and has at least one peak in the particle size distribution curve, and the half-value width of the maximum peak is 2.0 mm or more and 6.0 mm or less, and the average particle diameter Ash granulated solidified body having a diameter of 1.8 mm or more and 6.0 mm or less.
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