JP7186123B2 - How to treat decontamination mud - Google Patents
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Description
本発明は、除染泥土の処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating decontaminated mud.
放射能汚染地域内にダム、湖沼等の水域が存在する場合には、その水域における底質の除染作業が行われる。
湖沼底の除染作業のために浚渫した除去土壌(以下「除染泥土」と称する)は、水分を多量に含んだ泥状物であることから、そのままの状態で保管することは困難である。除染泥土の処理については、凝集させた後、凝集除染泥土を保管袋に収納し、更にコンクリート製容器に収納して保管する方法がある(例えば、特許文献1参照)。
除染泥土の凝集に用いられる凝集剤としては、石膏粉末を配合した凝集剤がある(例えば、特許文献2、3、4参照)。
If water areas such as dams, lakes and marshes exist in radioactively contaminated areas, the bottom sediments in those water areas will be decontaminated.
The removed soil dredged for the decontamination work of the bottom of the lake (hereinafter referred to as "decontamination mud") is a mud-like substance containing a large amount of water, so it is difficult to store it as it is. . Regarding the treatment of the decontaminated mud, there is a method of storing the agglomerated decontaminated mud in a storage bag after agglomeration, and further in a concrete container for storage (see, for example, Patent Document 1).
As a flocculant used for flocculating decontamination mud, there is a flocculant containing gypsum powder (see, for example, Patent Documents 2, 3, and 4).
泥土の水分を低減することによって、運搬や保存等が容易になる。このため、泥水に含まれる泥等の固形分と水分とを迅速に分離して、早期に固液分離を図ることが望まれている。しかしながら、特許文献1~3に記載されている凝集剤は、対象を凝集させる際に時間を要することから、迅速な固液分離を行うのは困難とされていた。
本発明の目的は、より迅速に固形分と水分とを分離して、泥土の水分を低減できる除染泥土の処理方法を提供することにある。
By reducing the water content of the mud, transportation, storage, etc. become easier. For this reason, it is desired to quickly separate the solid content such as mud contained in the muddy water from the water, and to achieve the solid-liquid separation at an early stage. However, the aggregating agents described in Patent Documents 1 to 3 require time to agglutinate objects, so it has been difficult to perform rapid solid-liquid separation.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for treating decontaminated mud that can more quickly separate solids and water to reduce the water content of the mud.
本発明に係る除染泥土の処理方法は、除染泥土を含む泥水に、無水石膏を含む脱水促進材を添加する脱水促進工程と、前記泥水中の固形分と水分とを分離する固液分離工程とを含む除染泥土の処理方法であって、前記無水石膏は、平均粒子径D50が5~100μmであり、X線回折により求められるピーク強度のうち、(020)面のピーク強度(I(020))と、(102)面のピーク強度(I(102))との比(I(020)/I(102))が、5以上であることを特徴とする。 The method for treating decontaminated mud according to the present invention includes a dehydration acceleration step of adding a dehydration accelerator containing anhydride gypsum to mud containing decontamination mud, and a solid-liquid separation of separating solid content and water in the mud. The anhydrite has an average particle diameter D50 of 5 to 100 μm, and among the peak intensities obtained by X-ray diffraction, the peak intensity of the (020) plane (I (020) ) and the peak intensity (I (102) ) of the (102) plane (I (020) /I (102) ) is 5 or more.
本発明によれば、より迅速に固形分と水分とを分離して、泥土の水分を低減できる除染泥土の処理方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solid content and water|moisture content are isolate|separated more rapidly and the processing method of the decontamination mud which can reduce the water|moisture content of mud is provided.
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の除染泥土の処理方法は、除染泥土を含む泥水に、無水石膏を含む脱水促進材を添加する脱水促進工程と、前記泥水中の固形分と水分とを分離する固液分離工程とを含む。それぞれの工程について、以下に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The decontamination mud treatment method of the present invention includes a dehydration acceleration step of adding a dehydration acceleration agent containing anhydrite to mud containing decontamination mud, and a solid-liquid separation step of separating solid content and water in the mud. including. Each step will be described below.
[脱水促進工程]
まず、除染泥土を含む泥水に所定の脱水促進材を添加する。所定の脱水促進材が添加されることによって、除染泥土の脱水が促進される。本発明で用いられる脱水促進材は、無水石膏にポリマー等の成分を混合して得ることができる。無水石膏としては、例えば、天然無水石膏(タイ産)が挙げられる。その物性を、工業無水石膏(旭硝子(株)製)と比較して以下に示す。
[Dehydration promotion step]
First, a predetermined dehydration accelerator is added to mud containing decontamination mud. Dehydration of the decontaminated mud is promoted by adding a predetermined dewatering accelerator. The dehydration accelerator used in the present invention can be obtained by mixing components such as polymers with anhydrite. Anhydrous gypsum includes, for example, natural anhydrite (produced in Thailand). The physical properties are shown below in comparison with industrial anhydride gypsum (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.).
<天然無水石膏と工業無水石膏との比較>
(平均粒子径D50)
各無水石膏について、湿式粒度分布から求めた平均粒子径D50を、下記表1にまとめる。なお、分散媒としては水を用い、超音波分散による前処理を施した後、粒子径分布測定装置(マイクロトラック・ベル(株)製)により求めた。
<Comparison between natural anhydrite and industrial anhydrite>
(Average particle size D50)
The average particle diameter D50 obtained from the wet particle size distribution of each anhydrite is summarized in Table 1 below. Water was used as the dispersion medium, and after pretreatment by ultrasonic dispersion, the particle size distribution was measured using a particle size distribution analyzer (manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.).
天然無水石膏は、平均粒子径D50が工業無水石膏より著しく大きいことが確認された。平均粒子径D50が大きいことは、泥水への分散性が向上する点で有利となる。
なお、天然無水石膏の平均粒子径D50が5μm未満と小さい場合には、泥水に良好に分散せず、脱水剤の機能が損なわれるおそれがある。一方、天然無水石膏の平均粒子径D50が100μmを超えて大きい場合には、他の成分との粒径の乖離が発生し、偏析が起こりうるという点で好ましくない。したがって、本発明においては、平均粒子径D50が5~100μmの天然無水石膏が用いられる。天然無水石膏の平均粒子径D50は、好ましくは10~40μmであり、より好ましくは15~30μmである。
It was confirmed that natural anhydrite has a significantly larger average particle size D50 than industrial anhydrite. A large average particle diameter D50 is advantageous in terms of improving dispersibility in muddy water.
If the average particle size D50 of the natural anhydrite is as small as less than 5 µm, it will not disperse well in muddy water, possibly impairing its function as a dehydrating agent. On the other hand, if the average particle size D50 of the natural anhydrite exceeds 100 µm, it is not preferable in that the particle size diverges from that of the other components and segregation may occur. Therefore, in the present invention, natural anhydrite having an average particle size D50 of 5 to 100 μm is used. The average particle size D50 of the natural anhydrite is preferably 10-40 μm, more preferably 15-30 μm.
(乾式粒度)
下記表2には、各無水石膏の乾式粒度をまとめる。乾式粒度は、目開き150μmの篩と、目開き90μmの篩とを用いて測定した。
(dry particle size)
Table 2 below summarizes the dry particle size of each anhydrite. The dry particle size was measured using a 150 μm sieve and a 90 μm sieve.
天然無水石膏は、150μm篩上の粒子の割合が工業無水石膏より少ないことが示された。この結果は、天然無水石膏の粒子径が、工業無水石膏より揃っていることを示している。天然無水石膏は、工業無水石膏より粒子径が大きいことが、図1と図2のSEM写真の比較からわかる。 Natural anhydrite was shown to have a lower percentage of particles on a 150 μm sieve than engineered anhydrite. This result indicates that the particle size of natural anhydrite is more uniform than that of industrial anhydrite. A comparison of the SEM photographs of FIGS. 1 and 2 shows that the natural anhydrite has a larger particle size than the industrial anhydrite.
下記表3には、天然無水石膏及び工業無水石膏に含まれる成分の含有量をまとめる。各成分の含有量は、ICP分析により求めた。 Table 3 below summarizes the contents of components contained in natural anhydrite and industrial anhydrite. The content of each component was determined by ICP analysis.
CaOの含有量は、30~50%の範囲内であれば同等であるとみなすことができ、SO3の含有量は、40~60%の範囲内であれば同等であるとみなすことができる。したがって、含有される成分に関しては、天然無水石膏は、工業無水石膏とは明確な差異は確認されない。なお、各無水石膏中の残部は不純分等である。 The content of CaO can be considered equivalent if it is within the range of 30-50%, and the content of SO3 can be considered equivalent if it is within the range of 40-60% . Therefore, no clear difference is confirmed between the natural anhydrite and the industrial anhydrite in terms of the components contained. The balance in each anhydrite is impurities and the like.
(結晶子測定)
全自動多目的X線解説装置(D8 ADVANCE ブルカー・エイエックス社製)を用いて、天然無水石膏(タイ産)及び工業無水石膏(旭硝子(株)製)の結晶子を測定した。測定条件は以下のとおりとした。
・管電圧、管電流:40kV、40mA
・走査範囲:20~50° ・ステップ幅:0.02° ・計測時間:1S/ステップ
・発散スリット、受光スリット:いずれも0.3°
結晶子は、(020)面のピークからシェラーの式より算出した。結晶子の算出は、装置による自動計算で行われる。
D=Kλ/(Bcosθ)
(D:結晶子サイズ、 K:シェラー定数(0.9)、 λ:X線波長
B:ピーク半地幅、 θ:ブラッグ角)
得られた結果を、下記表4にまとめる。
(crystallite measurement)
Crystallites of natural anhydrite (produced in Thailand) and industrial anhydrite (produced by Asahi Glass Co., Ltd.) were measured using a fully automatic multipurpose X-ray interpretation device (D8 ADVANCE, manufactured by Bruker Aix). The measurement conditions were as follows.
・Tube voltage, tube current: 40 kV, 40 mA
・Scanning range: 20 to 50° ・Step width: 0.02° ・Measurement time: 1 S/step ・Divergence slit, light receiving slit: both 0.3°
The crystallite was calculated from the peak of the (020) plane by Scherrer's formula. Crystallites are calculated automatically by the device.
D=Kλ/(B cos θ)
(D: crystallite size, K: Scherrer constant (0.9), λ: X-ray wavelength B: peak half-width, θ: Bragg angle)
The results obtained are summarized in Table 4 below.
天然無水石膏は、ピーク強度及び結晶子が工業無水石膏より大きいことが確認された。したがって、天然無水石膏は、工業無水石膏と比較して配向性が高いことがわかる。
天然無水石膏は、工業無水石膏より配向性が高いことから、長さ方向に成長した繊維状を有していると推測される。下記表5には、(020)面と(102)面との強度比を示す。
Natural anhydrite was confirmed to have higher peak intensity and crystallite than industrial anhydrite. Therefore, it can be seen that the natural anhydrite has a higher orientation than the industrial anhydrite.
Since natural anhydrite has a higher orientation than industrial anhydrite, it is presumed to have a fibrous shape growing in the length direction. Table 5 below shows the intensity ratio between the (020) plane and the (102) plane.
上記表に示される結果に基づいて、天然無水石膏のピーク強度比は、X線回折により求められるピーク強度のうち、(020)面のピーク強度(I(020))と、(102)面のピーク強度(I(102))との比(I(020)/I(102))を5以上に規定した。比(I(020)/I(102))は、好ましくは50以下であり、より好ましくは10~40であり、最も好ましくは15~30である。
比(I(020)/I(102))が小さすぎる場合は、配向性が高くなく、長さ方向へ成長した繊維状を示さないことから、泥水への分散性に悪影響を及ぼすと考えられる。比(I(020)/I(102))を5以上に規定することにより、泥水への分散性が向上することが見出された。容易に測定可能な強度比の範囲を考慮すると、比(I(020)/I(102))の上限は50程度とすることができる。
Based on the results shown in the table above, the peak intensity ratio of the natural anhydrite is, among the peak intensities obtained by X-ray diffraction, the peak intensity of the (020) plane (I (020) ) and the peak intensity of the (102) plane. The ratio (I (020) /I (102 ) ) to the peak intensity (I (102) ) was defined to be 5 or more. The ratio (I (020) /I (102) ) is preferably 50 or less, more preferably 10-40, most preferably 15-30.
If the ratio (I (020) /I (102) ) is too small, the orientation is not high and the fiber does not grow in the longitudinal direction, which is considered to have an adverse effect on the dispersibility in muddy water. . It was found that by setting the ratio (I (020) /I (102) ) to 5 or more, the dispersibility in muddy water is improved. Considering the range of intensity ratios that can be easily measured, the upper limit of the ratio (I (020) /I (102) ) can be about 50.
天然無水石膏は、工業無水石膏と比較して平均粒子径D50が著しく大きいのに加え、結晶性が高く配向性も高いことが、以上の結果からわかる。天然無水石膏は、自然界で長期間かけて生成される。これに対し、工業無水石膏の場合、例えばリン酸石膏(phospho gypsum)では、リン鉱石と硫酸とを反応させてリン酸を製造する際、短期間に生成される。天然無水石膏と工業無水石膏との結晶の生成速度の違いに基づいて、特性の違いが生じること、こうした物性に起因して、天然無水石膏を含有する脱水促進材は、水への分散性が工業無水石膏より優れ、汚濁浮遊物が凝集する際の核として有効に作用することが推測される。 The above results show that natural anhydrite has a significantly larger average particle diameter D50 than industrial anhydrite, as well as high crystallinity and high orientation. Natural anhydrite is produced in nature over a long period of time. In contrast, industrial anhydrite, for example phospho gypsum, is produced in a short period of time when phosphate rock and sulfuric acid are reacted to produce phosphoric acid. Due to the difference in properties between natural anhydrite and industrial anhydrite due to the difference in crystal formation rate, and due to these physical properties, the dehydration accelerator containing natural anhydrite has poor dispersibility in water. It is presumed to be superior to industrial anhydride gypsum and to act effectively as a nucleus when contaminant suspended matter agglomerates.
<ポリマー>
ポリマーは、凝集によるフロックの肥大化という効果を付与するが、過剰に配合されても効果が顕著に向上するわけではない。天然無水石膏100質量部に対して、10~15質量部のポリマーが用いられれば、所望の効果を十分に得ることができる。
<Polymer>
Although the polymer imparts the effect of enlarging flocs due to aggregation, the effect is not remarkably improved even if it is excessively blended. If 10 to 15 parts by mass of the polymer is used with respect to 100 parts by mass of the natural anhydrite, the desired effect can be sufficiently obtained.
ポリマーとしては、合成ポリマー及び天然ポリマーのいずれを用いてもよい。合成ポリマーとしては、重量平均分子量(Mw)が600万~1200万程度の低アニオン低分子ポリマーと、Mwが1300万~1600万程度の強アニオン高分子ポリマーとを組み合わせて用いることが好ましい。低分子ポリマーと高分子ポリマーとは、任意の割合で用いることができる。例えば、質量比(低分子ポリマー:高分子ポリマー)は80:20~40:60程度とすることができる。 As the polymer, either a synthetic polymer or a natural polymer may be used. As the synthetic polymer, it is preferable to use a combination of a low anionic low molecular weight polymer having a weight average molecular weight (Mw) of about 6 million to 12 million and a strong anionic high molecular weight polymer having an Mw of about 13 million to 16 million. Low-molecular-weight polymers and high-molecular-weight polymers can be used in any ratio. For example, the mass ratio (low-molecular-weight polymer:high-molecular-weight polymer) can be about 80:20 to 40:60.
合成ポリマーとしては、従来公知のものを使用することができる。例えば、アクリル酸ナトリウム等のカルボン酸塩系の重合体、カルボン酸塩とアクリルアミドとの共重合体、スルホン酸塩とアクリルアミドとの共重合体、アルキルアミノアクリレート塩とアクリルアミドとの共重合体、アルキルアミノメタクリレート塩とアクリルアミドとの共重合体等が挙げられる。このうち、ポリカルボン酸塩系物質、即ち、カルボン酸塩の重合体、及び、カルボン酸塩とアクリルアミドとの共重合体が好ましい。 Conventionally known synthetic polymers can be used. For example, carboxylate-based polymers such as sodium acrylate, copolymers of carboxylate and acrylamide, copolymers of sulfonate and acrylamide, copolymers of alkylaminoacrylate salt and acrylamide, alkyl Copolymers of amino methacrylate salts and acrylamide and the like are included. Among these, polycarboxylate-based substances, that is, carboxylate polymers and copolymers of carboxylate and acrylamide are preferred.
カルボン酸塩とアクリルアミドとの共重合体におけるポリカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。
また、スルホン酸塩とアクリルアミドとの共重合体におけるスルホン酸としては、例えば、アクリルアミド2-メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸等を挙げることができる。
Examples of the polycarboxylic acid in the copolymer of carboxylate and acrylamide include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, and carboxymethylcellulose.
Examples of the sulfonic acid in the copolymer of sulfonate and acrylamide include acrylamide 2-methylpropanesulfonic acid, vinylsulfonic acid, and styrenesulfonic acid.
アルキルアミノアクリレート塩とアクリルアミドとの共重合体におけるアルキルアミノアクリレート塩としては、アクリル酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリロイル2-ヒドロキシプロピルリド等を挙げることができる。 Alkylaminoacrylate salts in copolymers of alkylaminoacrylate salts and acrylamide include dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminopropylacrylamide, acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, acryloylaminopropyltrimethylammonium chloride and acryloyl 2-hydroxypropylide. etc. can be mentioned.
アルキルアミノメタクリレート塩とアクリルアミドとの共重合体におけるアルキルアミノメタクリレート塩としては、メタアクリル酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、メタアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリロイル2-ヒドロキシプロピルリド等を挙げることができる。合成ポリマーは、その効果を逸脱しない範囲において、適宜その構成を変更することができる。 Examples of alkylamino methacrylate salts in copolymers of alkylamino methacrylate salts and acrylamide include dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropyl methacrylamide, methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, methacryloylaminopropyltrimethylammonium chloride, methacryloyl 2-Hydroxypropylide and the like can be mentioned. The composition of the synthetic polymer can be changed as appropriate within a range that does not deviate from its effects.
天然ポリマーの例としては、グアーガム、ローストグアガム、ローストビンガムなどの種子多糖類、アラビノガラクタンガム、アラビヤガムなどの樹脂多糖類、アルギン酸、キトサンなどの海草多糖類、ペクチン、サイリュームガムなどの果実多糖類、澱粉、コンニャクなどの根茎多糖類、セルロースなどの繊維多糖類、微生物系のザンサンガム、ザンコート、ザンフロー、カードラン、サクシノグルカンなど、動物系のゼラチン、カゼイン、アルブミン、シュラックなどが挙げられる。また、澱粉、グアーガム、ローストグアガム、セルロース、アルギン酸などに酸化、メチル化、カルボキシメチル化、ヒドロキシエチル化、リン酸化、カチオン化などの処理を施すことによって得られる澱粉誘導体、グアーガム誘導体、ローストグアガム誘導体、セルロース誘導体、アルギン酸誘導体などを用いてもよい。天然ポリマーは、その効果を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。 Examples of natural polymers include seed polysaccharides such as guar gum, roasted gua gum, and roasted bingham; resin polysaccharides such as arabinogalactan gum and gum arabic; seaweed polysaccharides such as alginic acid and chitosan; and fruit polysaccharides such as pectin and psyllium gum. , starch, rhizome polysaccharides such as konnyaku, fibrous polysaccharides such as cellulose, microbial xanthan gum, xanquat, xanflo, curdlan, succinoglucan, and animal gelatin, casein, albumin, and shellac. Starch derivatives, guar gum derivatives, roasted guar gum derivatives obtained by subjecting starch, guar gum, roasted guar gum, cellulose, alginic acid, etc. to treatments such as oxidation, methylation, carboxymethylation, hydroxyethylation, phosphorylation, cationization, etc. , cellulose derivatives, alginic acid derivatives and the like may also be used. The composition of the natural polymer can be appropriately changed within a range that does not deviate from its effects.
<その他の成分>
本発明に用いられる脱水促進材には、硫酸アルミニウム、ソーダ灰、粉末ポリ塩化アルミニウム(PAC)、珪藻土(P1200)等が含有されていてもよい。こうした成分は、天然無水石膏100質量部に対して、それぞれ以下の割合で用いることが好ましい。
硫酸アルミニウム:15~30質量部
アルギン酸:1~10質量部
ソーダ灰:10~20質量部
粉末PAC:0.5~10質量部
珪藻土:5~20質量部
<Other ingredients>
The dehydration accelerator used in the present invention may contain aluminum sulfate, soda ash, powdered polyaluminum chloride (PAC), diatomaceous earth (P1200), and the like. These components are preferably used in the following ratios, respectively, with respect to 100 parts by mass of natural anhydrite.
Aluminum sulfate: 15 to 30 parts by mass
Alginic acid: 1 to 10 parts by mass
Soda ash: 10 to 20 parts by mass
Powder PAC: 0.5 to 10 parts by mass
Diatomaceous earth: 5 to 20 parts by mass
<脱水促進材>
脱水促進材は、天然無水石膏に対し、所定量のポリマー、及び硫酸アルミニウム等の成分を配合し、粉体用混合機等を用いて混合することによって作製することができる。
脱水促進材は、除染泥土を含む泥水100質量部に対して、0.01~0.1質量部添加すれば、所望の効を十分に得ることができる。所定の容器内に泥水とともに脱水促進材を収容し、例えば撹拌羽根等を用いて100~400rpmで攪拌する。混合後、20秒~2分程度経過すると、フロックが生じて沈降する。フロックの沈降時間やフロックの質量に基づいて、除染泥土の脱水促進を判断することができる。
<Dehydration accelerator>
The dehydration accelerator can be produced by blending natural anhydride gypsum with predetermined amounts of polymer and components such as aluminum sulfate, and mixing the mixture using a powder mixer or the like.
A desired effect can be sufficiently obtained by adding 0.01 to 0.1 parts by mass of the dehydration accelerator to 100 parts by mass of the mud containing decontamination mud. A dehydration promoting material is placed together with muddy water in a predetermined container, and stirred at 100 to 400 rpm using, for example, a stirring blade. About 20 seconds to 2 minutes after mixing, flocs are generated and settled. Dehydration promotion of the decontaminated mud can be determined based on floc sedimentation time and floc mass.
[固液分離工程]
除染泥土の脱水が促進された泥水は、透水部材を用いて固形分と水分とを分離する。透水部材としては、例えば、篩を用いることができる。篩の目開きは、適宜選択することができるが、0.25mm~1.8mmの範囲内であることが好ましく、0.4mm~1.2mmの範囲内が更に好ましい。所定の目開きの篩上に泥水を供給すると固形分と水分とが分離されて、水分の低減されたフロックが篩上に得られる。
[Solid-liquid separation step]
Mud water in which the decontamination mud has been accelerated is separated into solids and water using a water-permeable member. For example, a sieve can be used as the water permeable member. The mesh size of the sieve can be selected as appropriate, but is preferably within the range of 0.25 mm to 1.8 mm, more preferably within the range of 0.4 mm to 1.2 mm. When the muddy water is supplied to a sieve having a predetermined mesh size, the solid content and water content are separated, and flocs with reduced water content are obtained on the sieve.
少なくとも一部が透水部材からなる袋体に泥水を収容して、固液分離を行うこともできる。この場合の透水部材としては、目開きが0.25~1.8mmのメッシュ材、好ましくは0.4mm~1.2mmのメッシュ材が挙げられる。メッシュ材は、袋体の底部を構成していることが好ましく、袋体の全体がメッシュ材であることがより好ましい。
袋体に泥水を収容し、例えば上方から吊り下げることで水分が排出されて、脱水された泥土を得ることができる。泥土は既に袋体に収容されているため、脱水後の運搬や保存等の作業が容易となる。
泥水が収容された袋体を加圧した場合には、水分の排出が加速されるので、より迅速に固液分離を行うことができる。また、泥水が収容された袋体を回転させて遠心分離処理を行った場合にも、水分の排出を加速することができる。
Solid-liquid separation can also be performed by containing muddy water in a bag, at least a part of which is made of a water-permeable member. In this case, the water-permeable member includes a mesh material with an opening of 0.25 to 1.8 mm, preferably a mesh material of 0.4 mm to 1.2 mm. The mesh material preferably constitutes the bottom of the bag, and more preferably the entire bag is made of the mesh material.
Muddy water is contained in a bag, and the water is discharged by, for example, hanging from above, so that dewatered mud can be obtained. Since the mud is already contained in the bag, it is easy to carry out operations such as transportation and storage after dehydration.
When the bag containing muddy water is pressurized, the discharge of water is accelerated, so that the solid-liquid separation can be performed more quickly. Further, even when the bag containing the muddy water is rotated and subjected to centrifugal separation, the discharge of water can be accelerated.
以下に本発明の具体例を示すが、これらは本発明を限定するものではない。
<使用する石膏の選定>
まず、天然無水石膏と工業無水石膏について、脱水性能の確認を行った。具体的には、ため池底質に天然無水石膏と工業無水石膏とをそれぞれ添加し、フロックの形成試験、及び沈降試験を行った。
Specific examples of the present invention are shown below, but they are not intended to limit the present invention.
<Selection of gypsum to be used>
First, the dehydration performance of natural anhydrite and industrial anhydrite was confirmed. Specifically, natural anhydrite and industrial anhydrite were each added to the sediment of the reservoir, and a floc formation test and a sedimentation test were conducted.
(試料の作製)
ため池底質25gに水475gを加えて、泥水500gを調製した。得られた泥水に、天然無水石膏(タイ産)を0.3g添加して試料を作製した。
(Preparation of sample)
475 g of water was added to 25 g of bottom sediment to prepare 500 g of muddy water. A sample was prepared by adding 0.3 g of natural anhydrite (produced in Thailand) to the obtained muddy water.
(試験の内容)
フロック形成試験:作製した試料(天然無水石膏が添加された泥水)を、汎用攪拌機(新東科学株式会社製 汎用撹拌機BL300)を用いて混合速度200rpmで撹拌した。1分後、篩(篩目850μm)を用いて泥水を漉して固液分離し、篩上のフロックの質量を測定した。
さらに、篩の目開きを変更する以外は前述と同様にしてフロック形成試験を行い、篩上のフロックの質量を測定した。その結果を、下記表6に示す。篩上のフロックが多いほど、脱水が促進されたことを示す。
(Examination content)
Flock formation test: The prepared sample (mud water to which natural anhydrite was added) was stirred at a mixing speed of 200 rpm using a general-purpose agitator (general-purpose agitator BL300 manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.). After 1 minute, the muddy water was filtered using a sieve (850 μm mesh) to separate solid and liquid, and the mass of flocs on the sieve was measured.
Further, a flocculation test was conducted in the same manner as described above except that the mesh size of the sieve was changed, and the mass of the flocs on the sieve was measured. The results are shown in Table 6 below. More flocs on the sieve indicates more accelerated dewatering.
比較のために、前述と同様の泥水(500g)に工業無水石膏(旭硝子社製)を0.3g添加して、同様にフロック形成試験を行った。固液分離には、目開きは850μmの篩を用いた。篩上のフロックの質量は、下記表に示すとおりである。 For comparison, 0.3 g of industrial anhydride gypsum (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was added to the same muddy water (500 g), and the same floc formation test was conducted. A sieve with an opening of 850 μm was used for solid-liquid separation. The mass of floc on the sieve is as shown in the table below.
上記表に示されるように、天然無水石膏を用いた試料は、工業無水石膏を用いた試料に比べて、篩上に残った全質量及び全質量から水分を抜いた乾燥質量のいずれも大きい。これは、天然無水石膏を添加した試料が、工業無水石膏を用いた試料に比べて好適にフロックを形成し、泥水中の固形分(乾燥質量に含まれる材)をフロック中により多く取り込んで、泥水中の固形分が篩を通過することを抑制することに基づく。即ち、工業無水石膏に比べて天然無水石膏の方が、汚濁浮遊物が凝集する際の核として有効に作用して大きなフロックを形成しやすく、故に泥水に対する脱水促進性能が高いことが示された。 As shown in the above table, the samples using natural anhydrite are larger than the samples using industrial anhydrite in both the total mass remaining on the sieve and the dry mass after water is removed from the total mass. This is because the sample with the addition of natural anhydrite forms flocs more favorably than the sample with industrial anhydrite, and more of the solid content in the muddy water (the material contained in the dry mass) is taken into the floc, It is based on suppressing solids in the mud from passing through the sieve. That is, compared to industrial anhydrite, natural anhydrite acts effectively as a nucleus when polluted suspended matter agglomerates, and easily forms large flocs. .
沈降性試験:フロック形成試験で作製した試料と同じ試料を、フロック形成試験と同様に撹拌した後に500mlのメスシリンダーに投入・静置し、沈降量を測定した。本試験では併せて原水(石膏無添加の泥水)についても測定を行った。測定結果を下記表8に示す。 Sedimentation test: The same sample prepared in the flocculation test was stirred in the same manner as in the flocculation test, then placed in a 500 ml graduated cylinder and allowed to stand, and the amount of sedimentation was measured. In this test, raw water (muddy water without gypsum) was also measured. The measurement results are shown in Table 8 below.
上記表に示されるように、天然無水石膏を用いた試料は、10秒強で約70%が沈降し、1分では80%が沈降している。これに対して工業無水石膏を用いた試料は、70%沈降するのに30秒強、80%沈降するのに5分経過している。天然無水石膏を用いた試料は、工業無水石膏に比べて泥水中の固形分を早期に凝集して沈降させることができ、脱水促進性能が高い。これは、天然無水石膏が工業無水石膏に比べて水への分散性が優れ、かつ大きなフロックをできることに基づいている。 As shown in the above table, about 70% of the sample using natural anhydrite settled in just over 10 seconds, and 80% settled in 1 minute. On the other hand, the sample using industrial anhydride gypsum took more than 30 seconds for 70% settling and 5 minutes for 80% settling. Samples using natural anhydrite can quickly coagulate and settle solids in muddy water compared to industrial anhydrite, and have high dehydration acceleration performance. This is based on the fact that natural anhydrite has better dispersibility in water than industrial anhydrite and can form large flocs.
以上の結果に示されるように、天然無水石膏は、工業無水石膏に比べて脱水促進性能が優れている。したがって、天然無水石膏を含有する脱水促進材を用いた本発明の方法で処理することによって、より迅速に固形分と水分とを分離して泥土の水分を低減できることが期待される。 As shown by the above results, natural anhydrite is superior to industrial anhydrite in dehydration acceleration performance. Therefore, it is expected that the treatment by the method of the present invention using the dehydration promoting material containing natural anhydrite can more quickly separate the solid content from the water content and reduce the water content of the mud.
以下においては、天然無水石膏または工業無水石膏を含有する脱水促進材を製造し、得られた脱水促進材を用いて、除染泥土を処理する。 In the following, a dewatering accelerator containing natural anhydrite or industrial anhydrite is produced, and decontamination mud is treated using the obtained dewatering accelerator.
<脱水促進材の作製>
天然無水石膏100質量部に対し、下記表9に示す質量部で、ポリマー、硫酸アルミニウム、アルギン酸(粗粉)、ソーダ灰、粉末ポリ塩化アルミニウム(PAC)、珪藻土(P1200)を配合して、サンプル1~10の脱水促進材を作製した。
<Preparation of dehydration promoting material>
Polymer, aluminum sulfate, alginic acid (coarse powder), soda ash, powdered polyaluminum chloride (PAC), and diatomaceous earth (P1200) are blended in the parts by mass shown in Table 9 below with respect to 100 parts by mass of natural anhydrite, and a sample is prepared. 1 to 10 dehydration accelerators were produced.
比較のために、天然無水石膏を工業無水石膏に変更した以外はサンプル3と同様の処方で、サンプル11の脱水促進材を作製した。
For comparison, a dehydration promoting material of
<泥水の処理>
処理対象としては、除染泥土(福島県の所定のため池から採取した底質土)25gと水道水475gとを混合して、500gの泥水を調製した。天然無水石膏を含有するサンプル1~10を用いた処理は実施例1~10とし、工業無水石膏を含有するサンプル11を用いた処理は比較例とする。
<Treatment of muddy water>
As the object to be treated, 25 g of decontamination mud (bottom soil collected from a predetermined reservoir in Fukushima Prefecture) and 475 g of tap water were mixed to prepare 500 g of mud. Treatments with samples 1-10 containing natural anhydrite are Examples 1-10, and treatments with
まず、泥水に各脱水促進材をそれぞれ加えて脱水を促進した後、固液分離を行った。フロック形成速度、フロックの大きさ、上水のpH、及び上水の透明度を総合的に判断して処理性能を評価した。具体的には、1リットルのガラスビーカーに上記泥水を収容し、0.3g(0.06質量%)の脱水促進材をそれぞれ加えた。汎用撹拌機(新東科学株式会社製 BL300)を用いて、目視により観察しつつ、回転数200rpmで攪拌して脱水促進材と泥水とを混合した。
泥水中の脱水促進材の分散状態を目視により観察したところ、サンプル1~10の脱水促進材は、サンプル11の脱水促進材より良好に分散していることが確認された。
First, each dehydration promoting material was added to muddy water to promote dehydration, and then solid-liquid separation was performed. The floc formation rate, floc size, pH of the tap water, and transparency of the tap water were comprehensively judged to evaluate the treatment performance. Specifically, the muddy water was placed in a 1-liter glass beaker, and 0.3 g (0.06% by mass) of a dehydration accelerator was added. Using a general-purpose stirrer (BL300 manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.), the dehydration accelerating material and muddy water were mixed by stirring at a rotation speed of 200 rpm while visually observing.
When the state of dispersion of the dehydration accelerator in the muddy water was visually observed, it was confirmed that the dehydration accelerators of Samples 1 to 10 were better dispersed than the dehydration accelerator of
(フロック形成速度)
混合開始からフロックが形成されるまでの時間(tF)を測定し、以下のようにフロック形成速度を評価した。
◎:tF≦30sec
○:30sec<tF≦60sec
△:60sec<tF≦120sec
×:tF>120sec
なお、フロックが形成されない場合も、フロック形成速度は“×”とした。
フロック形成速度は、“△”、“○”、“◎”を合格とする。フロック形成速度が短いほど、脱水促進性能が優れており、処理時間の短縮にもつながる。
(Flock formation speed)
The time (t F ) from the start of mixing to the formation of flocs was measured, and the flocculation rate was evaluated as follows.
◎: t F ≤ 30 sec
○: 30 sec < tF ≤ 60 sec
△: 60 sec < tF ≤ 120 sec
×: tF > 120 sec
The flocculation rate was also marked as "x" when flocculation was not formed.
As for the flocculation rate, "Δ", "○", and "⊚" are acceptable. The shorter the flocculation rate, the better the dehydration promotion performance, which also leads to the shortening of the treatment time.
(フロックの大きさ)
フロックを含有する泥水を目開き850μmの円形篩を用いて、固形分(フロック)と水分とを分離し、篩上に残ったフロックの大きさを測定した。フロックの大きさとは、泥水中に形成されたフロックの大きさをさし、目視及びビーカーの外からの計測により求めた。フロックの大きさが5mm以上10mm以下であれば“大”とし、1mm以上5mm未満であれば“小”とする。形成されるフロックが大きいほど、固液分離を迅速に行うことができる。
(flock size)
Muddy water containing flocs was separated into solids (flocs) and moisture using a circular sieve with an opening of 850 μm, and the size of the flocs remaining on the sieve was measured. The size of flocs refers to the size of flocs formed in muddy water, and was obtained by visual observation and measurement from the outside of the beaker. If the size of the floc is 5 mm or more and 10 mm or less, it is defined as "large", and if it is 1 mm or more and less than 5 mm, it is defined as "small". The larger the flocs formed, the faster the solid-liquid separation can be carried out.
(篩下の水分の評価)
篩下の水分のpHは、卓上型pHメーターにより測定した。pHは、5~9程度であることが好ましく、5.8~8.6程度であることがより好ましい。
篩下の水分の透明度は、目視により調べ、以下の基準により評価した。
◎:浮遊物が見られず、水が透明になる
○:浮遊物が若干あるが、水がほぼ透明になる
△:浮遊物が若干あり、水に若干の濁りがある
×:浮遊物があり、水に濁りがある
透明度が優れていることは、泥水中の汚濁浮遊物が沈降したこと、即ち、脱水が促進されたことに相当する。
(Evaluation of moisture under sieve)
The pH of the moisture under the sieve was measured with a desktop pH meter. The pH is preferably about 5-9, more preferably about 5.8-8.6.
The transparency of the moisture under the sieve was visually examined and evaluated according to the following criteria.
◎: No floating matter is seen, and the water becomes transparent.
○: There are some floating substances, but the water is almost transparent.
△: There are some floating substances, and the water is slightly turbid
x: Suspended matter is present and the water is turbid. Excellent transparency corresponds to sedimentation of contaminant suspended matter in the muddy water, that is, accelerated dehydration.
フロック生成速度、フロックの大きさ、上水のpH、及び上水の透明度を、処理性能の総合評価とともに下記表10にまとめる。なお、総合評価は、フロック形成速度及びフロックの大きさを主とし、上水の透明度及びpHを従として総合的に判断して求めた。 The floc formation rate, floc size, pH of the tap water, and transparency of the tap water are summarized in Table 10 below together with the overall evaluation of the treatment performance. The overall evaluation was obtained by comprehensively judging mainly the flocculation rate and the size of the flocs, and subordinately the transparency and pH of the tap water.
上記表10に示されるように、天然無水石膏を含有する脱水促進材を用いた実施例1~10では、工業無水石膏を含有する脱水促進材を用いた比較例よりも、泥土中の固形分と水分とを迅速に分離することができ、脱水性能が向上することが確認された。
As shown in Table 10 above, in Examples 1 to 10 using the dehydration accelerating material containing natural anhydrite, the solid content in the mud was higher than the comparative example using the dehydration accelerating material containing industrial anhydrite. and moisture can be rapidly separated, and the dehydration performance is improved.
Claims (4)
除染泥土を含む泥水に、無水石膏を含む脱水促進材を添加する脱水促進工程と、前記泥水中の固形分と水分とを分離する固液分離工程とを含み、
前記無水石膏は、湿式粒度分布から求めた平均粒子径D50が5~100μmの天然無水石膏(タイ産)であり、X線回折により求められるピーク強度のうち、(020)面のピーク強度(I(020))と、(102)面のピーク強度(I(102))との比(I(020)/I(102))が、5以上であり、篩を用いた乾式粒度測定の結果、目開き150μmの篩を通過しない粒子が0.1%未満であって、目開き90μmの篩を通過する粒子が98.7%以上である
ことを特徴とする除染泥土の処理方法。 A method for treating decontamination mud contaminated with radioactivity,
A dehydration acceleration step of adding a dehydration accelerator containing anhydrite to mud containing decontamination mud, and a solid-liquid separation step of separating solid content and water in the mud,
The anhydrite is a natural anhydrite (produced in Thailand) having an average particle diameter D50 of 5 to 100 μm as determined from the wet particle size distribution. (020) ) and the peak intensity (I (102) ) of the (102) plane (I (020) /I (102) ) is 5 or more, and the result of dry particle size measurement using a sieve A method for treating decontamination mud, wherein less than 0.1% of particles do not pass through a sieve with an opening of 150 μm, and 98.7% or more of particles pass through a sieve with an opening of 90 μm.
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