JPH06134500A

JPH06134500A - 汚泥類の処理方法

Info

Publication number: JPH06134500A
Application number: JP4305931A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Hasegawa; 久長谷川; Toshitaka Ono; 敏孝小野; Shinichi Osawa; 信一大沢; Hiroyuki Nishimura; 宏之西村; Mitsuaki Seo; 三明瀬尾; Satoshi Sato; 敏佐藤; Masahiro Miura; 正広三浦
Original assignee: Nippon Steel Corp; Telnite Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Telnite Co Ltd
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1994-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】汚泥処理方法において、固液分離が容易にで
き、かつ分離固形物が直ちに廃棄可能なように疎水性に
富んだ凝集フロックを得る。【構成】ベントナイト等の泥水中に粒状、粉末状また
は液状の高分子物質を添加して均一に溶解させた後、無
機凝集剤を添加して疎水性に富んだ大きなフロックを得
る。さらにこのフロックを固液分離した後、凝集物にセ
メント等の固化剤を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボーリング工事、地中
連続壁工事、推進工事等の掘削過程で発生するベントナ
イト、ポリマー、土粒子等を含む泥水、もしくは土粒子
を多量に含む廃泥水および河川や下水等の浚渫により発
生する浚渫汚泥（以下汚泥類という。）の固液分離を容
易にする汚泥類の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】汚泥類に対して、従来から行われている
処理方法は、無機凝集剤もしくは高分子凝集剤またはこ
れらの両方を添加することにより行われている。すなわ
ち、無機凝集剤もしくは高分子凝集剤をそれぞれ単独に
添加して汚泥類を処理する方法と、無機凝集剤を添加
し、次いで高分子凝集剤を添加して汚泥類を処理する方
法との２方法に代表されている。これら従来の方法のう
ち、前者は無機凝集剤または高分子凝集剤をそれぞれ単
独に汚泥類に添加し、汚泥類中に存在する懸濁物質の電
荷を電気的に中和し、凝集せしめる処理方法で、後者
は、更に処理効果をあげるために、無機凝集剤を汚泥類
に添加し、汚泥類中に存在する懸濁物質の電荷を電気的
に中和し、次いで高分子凝集剤を添加し、汚泥類中に存
在する懸濁物質を凝集せしめるものである。これらによ
って処理した汚泥類は、沈澱層に静置することにより沈
降分離する固液分離方法、機械的に脱水することによる
固液分離方法等により固液を分離する。この様に固液分
離した後、廃棄可能な固形物は、所定の場所に廃棄し、
分離水は排水基準に適合するように処理した後に河川ま
たは海洋に放流される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術のうち、汚
泥類に無機凝集剤を単独に添加して処理した場合には、
汚泥類中に存在する懸濁物質の凝集フロックが大きく成
長せず、また、高分子凝集剤を単独に添加した場合は、
汚泥類中に存在する懸濁物質の凝集フロックが含水率の
高いものとなる。したがって、これらによる処理方法で
は、沈降分離または機械的脱水で得られる固形物は、含
水率が高いため、直ちに廃棄可能な状態のものは得られ
ない。また、汚泥類に無機凝集剤を添加し、次いで高分
子凝集剤を添加処理する方法にあっては、無機凝集剤の
添加によって得られる懸濁物質の小さな凝集フロック
を、高分子凝集剤を添加することによって大きな凝集フ
ロックに成長せしめる。この高分子凝集剤による凝集フ
ロックの成長過程において、周辺の水を取込みながら成
長するために含水率の高い凝集フロックができる。この
含水率の高い凝集フロックは、通常の機械的脱水方法で
は充分な脱水が出来ないため、機械的脱水を行っても直
ちに廃棄可能な状態のものは出来ない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、処理過
程が簡単、固液分離が容易、分離固形物が直ちに廃
棄可能な汚泥処理方法について鋭意研究を重ねてきた結
果、本発明を完成するに至った。前述の問題を有利に解
決するために、本発明の汚泥類の処理方法においては、
汚泥類に高分子物質類を添加して溶解することにより、
汚泥類中の懸濁物質をフロック状態にし、次いで無機凝
集剤を添加することにより、固液分離が容易な凝集物を
得る。また汚泥類に高分子物質類を添加して溶解するこ
とにより、汚泥類中の懸濁物質をフロック状態にし、次
いで、このフロック状態を機械的に破砕し、粒径を0.０
１〜2.００ｍｍの範囲にし、その後に無機凝集剤を添加
することにより、固液分離が容易な凝集物を得ることに
よっても、前述の問題を有利に解決することができる。

【０００５】本発明は、まず、ある粒度分布を持つ球形
状にもしくは破砕状の重合体またはこれらの混合物から
なる水溶性の粉末状高分子物質または液状の逆相エマル
ジョン型高分子物質（以下高分子物質類という。）を、
懸濁物質を含む汚泥類に添加し、充分にかつ均一に溶解
させることにより、均一に溶解した高分子物質類は懸濁
物質粒子表面に吸着層を形成させ、さらに、高分子物質
類が架橋し、三次元網目構造の大きなフロックを形成さ
せる。次に無機凝集剤を添加すると高分子物質が、無機
凝集剤の多価カチオンにより電気的に中和され、疎水性
が増し、水を放出して収縮した状態の懸濁物質類を含ん
だ凝集フロックが形成される。なお、高分子物質の添加
により得られるフロックが２ｍｍ以上の粒径の場合は、
フロック内に内包されている水量が多いため、このまま
無機凝集剤を添加すると凝集作用が十分発揮できないた
め、汚泥類を機械的に破砕し、小さなフロックに変えた
後に、無機凝集剤を添加するほうが望ましい。このよう
にして得られた凝集フロックは、疎水性が高いため機械
的に脱水が容易で、短時間で脱水ができ、得られる脱水
ケーキは含水率が極めて低く、かつ、取扱い作業性に優
れ、直ちに廃棄可能な状態のものである。なお、脱水ケ
ーキの廃棄にあたり、より高い強度が要求される場合に
は、この脱水ケーキに、適宜セメント、石膏、水ガラス
等の固化剤を添加して攪拌する。

【０００６】本発明に用いられる、高分子物質類の球形
状もしくは破砕状の重合体またはこれらの混合物からな
る水溶性の粉末状高分子物質としては、ノニオン性とし
てポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、無水マ
レイン酸重合物、ポリアクリル酸エステル等があり、ま
たアニオン性としては、アクリルアミドとアクリル酸塩
の重合物、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸、
ポリビニルスルホン酸、ポリマレイン酸等の重合物、カ
ルボキシメチルセルロース等があり、さらにカチオン性
としては、アクリルアミド、ジアリルアミン、ジメチル
アミノエチルメタクリレートの重合物またはこれらの共
重合物等があり、さらにまた、これらの誘導体類も用い
ることができる。これらの高分子物質の分子量として
は、８００〜１２００万程度のものが、優れた効果を示
した。

【０００７】次に、液状の逆相エマルジョン型高分子物
質としては、ノニオン性、アニオン性、またはカチオン
性の水溶性高分子物質が構成要素であり、これらの水溶
性高分子物質の分子量としては、６００万以上、好まし
くは８００〜１２００万程度のものであり、この高分子
物質の濃度５０〜９０重量％水溶液を、引火点７０℃以
上のパラフィン系溶媒１００重量部に、該水溶液を５０
〜９０重量部好ましくは７０〜８０重量部の割合で混合
し、ＨＬＢ５〜１０程度の乳化剤で懸濁乳化せしめたＷ
／Ｏ型エマルジョンとしたものが用いられる。

【０００８】ここに用いられるノニオン性高分子物質と
して、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、無
水マレイン酸重合物、ポリアクリル酸エステル等があ
り、さらにアニオン性高分子物質としては、アクリルア
ミドとアクリル酸塩の重合物、ポリスチレンスルホン
酸、ポリアクリル酸、ポリビニルスルホン酸、ポリマレ
イン酸等の重合物、カルボキシメチルセルロース等があ
り、またカチオン性高分子物質としては、アクリルアミ
ド、ジアリルアミン、ジメチルアミノエチルメタクリレ
ートの重合物またはこれらの共重合物等がある。この液
状の逆相エマルジョン型高分子物質は、汚泥類への溶解
性に優れており、短時間に均一に溶解、分散することが
できる。

【０００９】本発明は、これらの高分子物質類の１種ま
たは２種以上の組合せで用いることもでき、また、本発
明では、高分子物質類の溶解性を向上せしめ短時間に均
一にするために、水溶性の粉末状高分子物質を適宜に水
に溶解したもの、または水溶性の粉末状高分子物質１０
重量部に炭酸塩もしくは粘土類またはこれらの混合物を
１０〜１００重量部均一に混合した粉末を用いることが
できる。

【００１０】これらの高分子物質類を添加して溶解した
後に、2.００ｍｍ以上の大きなフロック状態にある場合
には、本発明の効果をより一層発揮するために、懸濁物
質類を0.０１〜2.００ｍｍ程度に破砕する。破砕する機
械的方法としては、ホモジナイザーの様なハイシェアー
を有する攪拌機を用いれば、容易に目的粒径にまで破砕
することができる。なお、粒径が0.０１ｍｍより小さく
なると無機凝集剤による処理効果が得られず脱水性の低
い凝集物になる。

【００１１】本発明に用いる凝集剤としては、ポリ塩化
アルミニウム（ＰＡＣ）、塩化第二鉄、硫酸バンド、硫
酸第一鉄、消石灰など、またはその他の二価以上の陽イ
オンを有する水溶性の塩類とする。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例について説明する。実施例１汚泥類に、最初に無機凝集剤を添加し、次いで高分子物
質類を加える従来方法と、本発明の汚泥類に、最初に高
分子物質類を加え、次いで無機凝集剤を加える方法とに
ついて、実施例により比較し説明する。海水１００重量
部に、ベントナイト９重量部、カルボキシメチルセルロ
ース0.４５重量部を添加して、比重1.０５の泥水を作成
し、この泥水に地層として砂質を添加して比重1.１９な
る模擬廃泥水（含水率８2.６％）を作液した。この作液
した泥水１００重量部に、高分子物質類としてアクリル
アミドを0.２、0.７、1.２、1.７、2.５重量部添加し、
充分に攪拌して均一に溶解し、次いで無機凝集剤として
硫酸バンドを2.０、2.５重量部添加して攪拌し、その後
に脱水処理するという本発明の方法で固形物を得た。得
られた固形物の含水率、スランプ値、コーン指数を測定
した。これに対して、従来法の比較例として、該廃泥水
１００重量部に無機凝集剤として硫酸バンドを3.５重量
部添加して攪拌し、次いで高分子凝集剤としてアクリル
アミド2.５重量部添加し、脱水処理し、実験結果を表１
に示す。

【表１】表１において、スランプ値：コンクリートのスランブ試験方法ＪＩＳ
Ａ１１０１コーン指数：締め固めた土のコーン指数試験方法ＪＡＦＴ７１６−１９９０土質工学会基準表１の含水率は、数値の小さい方が脱水性が良いこと
を、スランプ値は、数値の小さい方が変形性が小さいこ
とを、コーン指数は、数値の大きい方がトラフィカビリ
チーに優れていることを、それぞれ表わしている。表１
に示す通り、本発明のデータは、従来の方法による比較
例と比べて、含水率、スランプ値、コーン指数の全てに
おいて改善されている。表１からも明らかなように、高
分子物質類を初めに加え、次いで無機凝集剤を加える本
発明の方法によれば、高分子物質類、無機凝集剤共に少
量加えるだけで、従来方法による固形物より廃棄に適し
たものが得られる。

【００１３】実施例２汚泥類に、高分子凝集剤を添加した後に、凝集フロック
を破砕し0.０１〜2.００ｍｍ粒径範囲に揃えて添加した
場合と、その過程を経ない場合の比較を実施例により示
す。清水１００重量部にベントナイト５重量部、カルボ
キシメチルセルロース0.２５重量部添加して比重1.０３
の泥水を作成し、この泥水に地層として砂質を添加し
て、比重1.１５なる模擬廃泥水（含水率８4.７％）を作
液した。この作液した泥水１００重量部に、高分子物質
類としてアクリルアミドとアクリル酸塩の重合物を0.
２、0.７、1.２、1.７、2.５重量部添加し、充分に攪拌
して均一に溶解し、凝集フロックを得た。この凝集フロ
ックの粒径範囲が2.００ｍｍ以上のものが６7.０％あっ
たことにより、次いで、ホモジナイザー５０００ｒｐｍ
で５０秒間破砕し、破砕後の粒径を0.０１〜2.００ｍｍ
範囲に入れ、無機凝集剤としてポリ塩化アルミニウムを
2.０、2.５重量部添加して攪拌し、その後に脱水処理し
て固形物を得た。破砕後の粒径と得られた固形物の含水
率、スランプ値、コーン指数を測定した。これに対し
て、比較例として該廃泥水１００重量部にアクリルアミ
ドとアクリル酸塩の重合物を2.５重量部添加した後に、
粒径が２ｍｍ以上のものが６7.０％あったが破砕工程を
経ずに、無機凝集剤としてポリ塩化アルミニウムを2.５
重量部添加して、攪拌し、その後に脱水処理した。その
実験結果を表２示す。

【表２】表２に示すように同量の高分子物質類及び無機凝集剤を
同じ順序で添加した場合は、途中に整粒過程を入れるこ
とにより含水率の低くスランプ値の小さい、かつ、コー
ン指数の大きい固形物が得られる。加えて、より少量の
高分子物質類及び無機凝集剤の添加であっても途中の破
砕過程を入れることにより、より廃棄に適した固形物が
得られる。

【００１４】実施例３ある工事現場の余剰泥水に高分子物質類を加えた後、無
機凝集剤を添加して処理するという本発明により含水率
を下げた実施例を示す。海水１００重量部に、ベントナ
イト９重量部、カルボキシメチルセルロース0.４５重量
部を添加して比重1.０３の泥水を作成し、この泥水を用
いて砂質地層における水道管推進工事を行い、発生した
余剰の泥水（比重1.１９）１００重量部に、高分子物質
類としてポリアクリルアミド：アクリルアミドとアクリ
ル酸塩共重合物を１：１に混合した混合物１０重量部
に、炭酸塩を６０重量部混合したものを、0.７重量部添
加して、均一に溶解し、次いで、無機凝集剤としてポリ
塩化アルミニウムを2.５重量部添加して脱水処理した。
処理の結果を表３に示す。

【表３】

【００１５】実施例４掘削現場の余剰の泥水に高分子物質類を添加し、フロッ
クの破砕、無機凝集剤の添加の脱水の順で処理して含水
率を下げた実施例を示す。海水１００重量部に、ベント
ナイト９重量部、カルボキシメチルセルロース0.４５重
量部を添加して比重1.０３の泥水を作成し、この泥水を
用いてシルト質地層における掘削工事を行い、発生した
余剰の泥水（比重1.１８）１００重量部に、高分子物質
類としてポリアクリルアミドを１０重量部に炭酸塩を６
０重量部混合したものを、0.７重量部添加し、均一に溶
解して、凝集フロックを得た。この凝集フロックの粒径
範囲が2.００ｍｍ以上であったことにより、次いで、ホ
モジナイザー５０００ｒｐｍで５０秒間破砕し、破砕後
の粒径を0.０５〜2.００ｍｍの範囲にして、無機凝集剤
としてポリ塩化アルミニウムを2.５重量部添加して脱水
処理した。処理の結果を表４に示す。

【表４】

【００１６】

【発明の効果】本発明では、高分子物質類を添加して得
た凝集フロックに無機凝集剤を添加するので、より疎水
性の高い凝集フロックを形成することができ、そのため
脱水処理が容易になる。高分子物質類を添加して得た凝
集フロックが、2.００ｍｍ粒径以上の場合には、機械的
破砕工程を経ることにより、0.０１〜2.００ｍｍ粒径に
調整し、次いで無機凝集剤を添加することにより、より
疎水性の高い凝集フロックを形成し、脱水処理を容易に
することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大沢信一東京都千代田区大手町２丁目６番３号新日本製鐵株式会社内 (72)発明者西村宏之東京都渋谷区幡ケ谷１丁目７番５号株式会社テルナイト内 (72)発明者瀬尾三明山形県酒田市大浜１−２−14 株式会社テルナイト技術研究所内 (72)発明者佐藤敏山形県酒田市大浜１−２−14 株式会社テルナイト技術研究所内 (72)発明者三浦正広東京都渋谷区幡ケ谷１丁目７番５号株式会社テルナイト内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】汚泥類に高分子物質類を添加して溶解す
ることにより、汚泥類中の懸濁物質をフロック状態に
し、次いで無機凝集剤を添加することにより、固液分離
が容易な凝集物を得ることを特徴とする汚泥類の処理方
法。
【請求項２】汚泥類に高分子物質類を添加して溶解す
ることにより、汚泥類中の懸濁物質をフロック状態に
し、次いで、このフロック状態を機械的に破砕し、粒径
を0.０１〜2.００ｍｍの範囲にし、その後に無機凝集剤
を添加することにより、固液分離が容易な凝集物を得る
ことを特徴とする汚泥類の処理方法。