JP7190702B2 - dehydration accelerator - Google Patents

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Description

本発明は、高含水の汚泥、汚水(汚濁廃水)等の泥水の脱水に用いられる脱水促進材に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dehydration accelerator used for dewatering muddy water such as sludge with high water content and sewage (polluted wastewater).

放射性物質によって汚染された湖沼の底質(高含水の汚泥)や、土地や道路、建造物を除染した除染水等の泥水には、放射性物質を含む泥等の固形分が含有されている。こうした固形分を凝集沈殿することで除去し、固液分離を行う除染水処理用凝集剤が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されている凝集剤には、パラクロレラ・バイノス(Parachlorella sp.binos)を乾燥させたバイノスパウダーが含まれている。 The bottom sediment of lakes and marshes contaminated with radioactive substances (high water content sludge) and muddy water such as decontaminated water from decontaminated land, roads, and buildings contain solids such as mud containing radioactive substances. there is A flocculant for decontaminating water treatment that removes such solids by flocculation and sedimentation and performs solid-liquid separation has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The flocculant described in Patent Document 1 contains binos powder obtained by drying Parachlorella sp.binos.

各種の汚泥、汚濁廃水中の固形分(混濁浮遊物等)を沈降させるために、石膏粉末を配合した凝集剤が提案されている(例えば、特許文献2、3、4参照)。また、硫酸アルミニウム、硫酸カリウム、炭酸ナトリウム等の無機系の天然鉱物を主原料とした凝集剤が提案されている(例えば、特許文献5参照)。特許文献4に記載されている凝集剤は、固形分のフロックを短時間で形成して沈降させるとともに、被処理水に含まれる重金属類と、一部のハロゲン、メタロイド元素等を不溶出化することができる。 Flocculants containing gypsum powder have been proposed for settling solids (turbid suspended solids, etc.) in various types of sludge and polluted wastewater (see, for example, Patent Documents 2, 3, and 4). In addition, a flocculant using inorganic natural minerals such as aluminum sulfate, potassium sulfate, and sodium carbonate as main raw materials has been proposed (see, for example, Patent Document 5). The flocculant described in Patent Document 4 forms solid flocs in a short period of time and settles them, and also makes heavy metals, some halogens, metalloid elements, etc. contained in the water to be treated insoluble. be able to.

しかしながら、これまで凝集剤に用いられていた石膏粉末は、結晶構造について何ら着目されていない。また、粒子径についても特に規定されていなかった。泥水に含まれる泥等の固形分をより迅速に沈降させて脱水を促進し、かつ固形分を極力含まない透明度の高い処理水が得られる脱水促進材が望まれている。 However, no attention has been paid to the crystal structure of the gypsum powder that has been used as a flocculating agent. Also, the particle size was not specified in particular. There is a demand for a dehydration accelerating material that accelerates dehydration by more quickly settling solids such as mud contained in muddy water, and that can provide highly transparent treated water containing as few solids as possible.

特開2014-1963号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-1963 特開2010-172883号公報JP 2010-172883 A 特開2010-172882号公報JP 2010-172882 A 特開2003-94100号公報JP-A-2003-94100 特開2005-95880号公報JP-A-2005-95880

本発明の目的は、汚泥・汚濁廃水への分散性に優れて、固形分を効率よく沈降させることができ、より迅速に固形分から水分を分離できる脱水促進材を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a dehydration accelerator that is excellent in dispersibility in sludge and polluted wastewater, allows solids to settle efficiently, and can separate water from solids more rapidly.

本発明に係る脱水促進材は、無水石膏を含有する脱水促進材であって、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 dehydration accelerator according to the present invention is a dehydration accelerator containing anhydrite, and the anhydrite has an average particle diameter D50 of 5 to 100 μm, and the peak intensity obtained by X-ray diffraction is (020 ) plane peak intensity (I (020) ) and (102) plane peak intensity (I (102) ) ratio (I (020) /I (102) ) is 5 or more. do.

本発明によれば、汚泥・汚濁廃水への分散性に優れて、固形分を効率よく沈降させることができ、より迅速に固形分から水分を分離できる脱水促進材が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there is provided a dehydration accelerating material which is excellent in dispersibility in sludge/contaminated wastewater, can efficiently settle solid content, and can more quickly separate water from solid content.

天然無水石膏の表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。1 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the surface of natural anhydrite. 工業無水石膏の表面のSEM写真である。It is a SEM photograph of the surface of industrial anhydrite.

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の脱水促進材には、無水石膏、特に天然無水石膏が含有される。本発明においては、例えば、天然無水石膏(タイ産)を用いることができる。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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The dehydration accelerator of the present invention contains anhydrite, particularly natural anhydrite. In the present invention, for example, natural anhydrite (produced in Thailand) can be used. The physical properties are shown below in comparison with industrial anhydride gypsum (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.).

<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。
<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.).

Figure 0007190702000001
Figure 0007190702000001

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 may 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 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.

<乾式粒度比較>
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 comparison>
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.

Figure 0007190702000002
Figure 0007190702000002

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.

Figure 0007190702000003
Figure 0007190702000003

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、SO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.

Figure 0007190702000004
Figure 0007190702000004

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.

Figure 0007190702000005
Figure 0007190702000005

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.

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。天然無水石膏は自然界で長期間かけて生成されるのに対し、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特性の違いは、結晶の生成速度の違いに基づいていると推測される。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。 As shown in the above results, natural anhydrite has a significantly larger average particle diameter D50 than industrial anhydrite, and also has high crystallinity and high orientation. Natural anhydrite is produced in nature over a long period of time, whereas industrial anhydrite, for example phospho gypsum, requires a short period of time to produce phosphoric acid by reacting phosphate rock with sulfuric acid. generated between It is speculated that the difference in properties between natural anhydrite and industrial anhydrite is based on the difference in crystal formation rate. Due to these physical properties, the dehydration accelerator containing natural anhydrite has better dispersibility in water than industrial anhydrite, and is presumed to act effectively as a nucleus when contaminant suspended matter agglomerates.

<脱水促進材>
本発明の脱水促進材は、上述したような天然無水石膏とポリマーとを混合して調製することができる。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。ポリマーが少なすぎる場合には、所望の効果を十分に得ることができない。一方、ポリマー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。ポリマーは、天然無水石膏100質量部に対し、10~15質量部の割合で用いることが好ましい。
<Dehydration accelerator>
The dehydration promoting material of the present invention can be prepared by mixing the above-described natural anhydrite with a polymer. The polymer imparts the effect of enlarging flocs by aggregation. If the amount of polymer is too small, the desired effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, even if the polymer is excessively blended, the effect is not significantly improved. It is preferable to use the polymer in a proportion of 10 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of natural anhydrite.

ポリマーは、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。 Both synthetic polymers and natural polymers may be used as the polymer. 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用いられる材料としては、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 materials can be used as the material used as the synthetic polymer. 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。本発明に使用される合成ポリマーについて記載したが、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ものである。 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. Although the synthetic polymer used in the present invention has been described, its configuration can be changed as appropriate without departing 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。本発明において使用される天然ポリマーについて記載したが、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. Although the natural polymer used in the present invention has been described, its configuration can be changed as appropriate without departing from its effects.

<その他の成分>
本発明の脱水促進材には、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 of the present invention may contain aluminum sulfate, soda ash, powdered aluminum 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

<作製方法>
本発明の脱水促進材は、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。
<Production method>
The dehydration accelerator of the present invention can be produced by blending natural anhydride gypsum with a predetermined amount of polymer and components such as aluminum sulfate and mixing them using a powder mixer or the like.

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)と工業無水石膏(旭硝子社製)とを0.3gずつ添加し、試料を作製した。
(試験の内容)
フロック形成試験:作製した天然無水石膏添加の泥水と工業無水石膏添加の泥水とを、それぞれ、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)にて泥水を漉し、篩上に残った分量について質量測定を行った。測定結果を下記表6に示す。
(Preparation of sample)
475 g of water was added to 25 g of bottom sediment to prepare 500 g of muddy water. 0.3 g each of natural anhydride gypsum (produced in Thailand) and industrial anhydride gypsum (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) were added to the resulting muddy water to prepare samples.
(Examination content)
Floc formation test: The prepared mud containing natural anhydrite and the prepared mud containing industrial anhydrite were each 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 through a sieve (850 μm sieve mesh), and the mass of the amount remaining on the sieve was measured. The measurement results are shown in Table 6 below.

Figure 0007190702000006
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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、泥質中の固形分(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、泥質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、故に泥質に対する脱水性能が高いことが解る。 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 samples to which natural anhydrite is added form flocs more favorably than samples using industrial anhydrite, and a larger amount of solid content (materials contained in the dry mass) in the mud is incorporated into the flocs. , is based on suppressing solids in the mud from passing through the sieve. That is, natural anhydrite acts more effectively as a nucleus when polluted suspended matter agglomerates than industrial anhydrite, and tends to form 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7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 7 below.

Figure 0007190702000007
Figure 0007190702000007

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る。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。即ち、天然無水石膏は、工業無水石膏より早期にフロック形成することができるため、泥質に対してフロック形成を促進することが解る。 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 coagulate and settle solids in muddy water earlier than industrial anhydrite. This is based on the fact that natural anhydrite has better dispersibility in water than industrial anhydrite and can form large flocs. That is, since natural anhydrite can form flocs earlier than industrial anhydrite, it is understood that it promotes floc formation in the mud.

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性能も高く、脱水を早期に促すこともできる為、脱水促進性が高く脱水促進材に適している。以下、天然無水石膏を用いて脱水促進材を作製する。 As shown in the above results, natural anhydrite has higher dehydration performance than industrial anhydrite, and can accelerate dehydration at an early stage. Next, a dehydration promoting material is produced using natural anhydrite.

<脱水促進材の作製>
天然無水石膏100質量部に対し、下記表8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、実施例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 8 below with respect to 100 parts by mass of natural anhydrite. Dehydration accelerators of Examples 1 to 10 were produced.

Figure 0007190702000008
Figure 0007190702000008

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実施例3と同様の処方で、比較例の脱水促進材を作製した。 For comparison, a dehydration promoting material of a comparative example was produced in the same formulation as in Example 3, except that natural anhydrite was changed to industrial anhydrite.

<試料の評価>
上述のように作製された実施例1~10の脱水促進材、及び比較例の脱水促進材を評価するために、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の汚水を調製した。汚水に試料を加えてフロックを形成し、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調べた。
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汚水とを混合した。
汚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、実施例1~10の脱水促進材は、比較例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。
<Sample evaluation>
In order to evaluate the dehydration-promoting materials of Examples 1 to 10 and the dehydration-promoting materials of Comparative Examples produced as described above, 25 g of bottom soil collected from a predetermined reservoir in Fukushima Prefecture and 475 g of tap water were mixed. to prepare 500 g of sewage. The samples were added to the sewage to form flocs, and the flocculation rate, floc size, pH of the drinking water, and clarity of the drinking water were investigated.
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 to each. Using a general-purpose stirrer (BL300 manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.), the dehydration accelerating agent and sewage were mixed by stirring at a rotation speed of 200 rpm while visually observing.
Visual observation of the state of dispersion of the dehydration accelerators in the sewage confirmed that the dehydration accelerators of Examples 1 to 10 were better dispersed than the dehydration accelerators of the comparative examples.

<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。
<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.

<フロックの大きさ>
フロックを含有する汚水を目開き850μmの円形篩を用いて分離して、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。
<Size of flock>
Wastewater containing flocs was separated 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".

<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、汚水中の汚濁浮遊物が沈降したことに相当する。
<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
×: Suspended matter and turbidity in the water Excellent transparency corresponds to sedimentation of polluted suspended matter in the sewage.

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、総合評価とともに下記表9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 9 below together with the overall evaluation. 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.

Figure 0007190702000009
Figure 0007190702000009

上記表9に示されるように、天然無水石膏を含有する実施例1~10の脱水促進材は、120秒以下でフロックが生成され、上水の透明度も優れている。こうした結果から、天然無水石膏を配合することにより、脱水促進材の性能が向上することが確認された。
As shown in Table 9 above, the dehydration accelerators of Examples 1 to 10 containing natural anhydrite produced flocs in 120 seconds or less, and had excellent water transparency. From these results, it was confirmed that the performance of the dehydration accelerator was improved by blending natural anhydrite.

Claims (3)

無水石膏を含有する脱水促進材であって、
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脱水促進材。
A dehydration accelerator containing anhydrite,
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 ,
Of the peak intensities obtained by X-ray diffraction, the ratio (I ( 020 ) /I ( 102) ) is 5 or more ,
As a result of dry particle size measurement using a sieve, 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. dehydration promoting material.
前記比(I(020)/I(102))が50以下であることを特徴とする請求項1に記載の脱水促進材。 2. The dehydration accelerating material according to claim 1, wherein the ratio (I (020) /I (102) ) is 50 or less. 前記無水石膏100質量部に対して、10~15質量部のポリマーが配合されていることを特徴とする請求項1または2に記載の脱水促進材。 3. The dehydration accelerator according to claim 1, wherein 10 to 15 parts by mass of the polymer is blended with 100 parts by mass of the anhydrite.
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