JPH1076109A - 廃泥水用凝集剤 - Google Patents

廃泥水用凝集剤

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JPH1076109A
JPH1076109A JP8252241A JP25224196A JPH1076109A JP H1076109 A JPH1076109 A JP H1076109A JP 8252241 A JP8252241 A JP 8252241A JP 25224196 A JP25224196 A JP 25224196A JP H1076109 A JPH1076109 A JP H1076109A
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JP
Japan
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flocculant
organic polymer
waste mud
alkaline earth
water
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JP8252241A
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English (en)
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Hideaki Baba
英明 馬場
Akira Sekine
彰 関根
Suketaka Abe
祐貴 安部
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃泥水中のセメント、ベントナイト及び土等
の懸濁成分を効果的に凝集分離する廃泥水用凝集剤を提
供する。 【解決手段】 水溶性のアニオン性有機高分子中のアル
カリ金属イオンをアルカリ土類金属イオンでカチオン交
換した有機高分子を有効成分とする廃泥水用凝集剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は廃泥水用凝集剤に関
し、特に土木建設工事のボーリング工事、シールド掘削
工事、地中連続壁工事、地中セメント噴射工事等により
発生するセメント、ベントナイト、土等の懸濁成分を含
有する廃泥水からそれらの懸濁成分を凝集分離すること
ができる廃泥水用凝集剤に関する。
【0002】
【従来の技術】土木建設工事で行われる地盤改良工事と
して一般に知られているセメントミルクを高圧で噴射し
て地山を崩してセメントにより固結体を造成する工法、
シールド工法及び地中連続壁工法は、その作業中に大量
の廃泥水が発生する。
【0003】これらの廃泥水は、産業廃棄物として処理
されてきたが、その処理費用に多額の費用がかかること
から、できるだけ効果的かつ安価に処理するため、廃泥
水中のセメント、ベントナイト及び土等の懸濁成分をあ
る種の凝集剤により固液分離して処理する方法が近時提
案されている。
【0004】例えば、カチオン性有機高分子凝集剤とア
ニオン性有機高分子凝集剤を組み合わせて用いる方法
(特公昭55−16718号公報)、無機凝集剤と有機
高分子を組み合わせて用いる方法(特開平6−1345
00号公報)、有機高分子凝集剤と有機高分子を組み合
わせて用いる方法(特開平7−328700号公報)、
カチオン性有機高分子凝集剤、アニオン性有機高分子剤
又はノニオン性有機高分子、及び水溶性塩の3成分から
なる凝集剤を用いる方法(特開平5−38404号公
報)等が提案されている。
【0005】しかしながら、凝集剤を組み合わせて用い
る方法は、廃泥水に薬剤を順次添加する方法であり、薬
剤の添加順序によっては、所定の性能が発揮されないこ
とや、操作方法も煩雑で工業的に有利でない。また、廃
液中の性状によっては、著しく分離性にバラツキが大き
いなどの問題がある。更に、特開平5−38404号公
報で提案されている凝集剤を用いる方法は、操作方法も
簡便であるけれども、まだその効果は満足のいくもので
なかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、前記課
題に鑑み、廃泥水用凝縮剤について鋭意研究を重ねた結
果、アルカリ金属イオンを含有するアニオン性有機高分
子のアルカリ金属イオンをアルカリ土類金属イオンでカ
チオン交換したものが、凝集後の溶液中に凝固物質や析
出物質を含有せず、或いは白濁を生じることなく、廃泥
水中のセメント、ベントナイト及び土等の懸濁成分を効
果的に凝集沈降することができることを知見し、本発明
を完成させた。
【0007】本発明は、簡便な操作で廃泥水中のセメン
ト、ベントナイト及び土等の懸濁成分を効果的に凝集沈
降させ、濾過性も良好で、しかもその凝集後の溶液は、
凝集物質や析出物質が分離され或いは白濁を生じない廃
泥水用凝集剤を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、水溶性
のアニオン性有機高分子中のアルカリ金属イオンをアル
カリ土類金属イオンでカチオン交換した有機高分子を有
効成分とすることを特徴とする廃泥水用凝集剤である。
【0009】本発明においては、アルカリ土類金属イオ
ンはカルシウムイオンが好ましい。また、上記の水溶性
のアニオン性有機高分子は、アクリルアミドとアクリル
酸ナトリウムの共重合体が好ましい。
【0010】また、本発明は、少なくともセメント、ベ
ントナイト、土の懸濁成分の1種を含有する廃泥水に上
記の廃泥水用凝集剤を添加して懸濁成分を凝集分離する
ことを特徴とする廃泥水の処理方法である。
【0011】本発明の廃泥水用凝集剤は、アルカリ金属
を含有するアニオン性有機高分子中のアルカリ金属イオ
ンをアルカリ土類金属イオンでカチオン交換した有機高
分子を有効成分とすることを特徴とする。
【0012】通常、土木建設中に発生する廃泥水中に
は、Naモンモリロナイトが多量に含まれている。Na
モンモリロナイトは3層構造を基本骨組みとして、その
積層結晶構造をもつと言われている。この積層した層間
位置の陽イオンに水が配位すると層間距離が増大し、粘
性をもったコロイドゾルを生成する。
【0013】本発明の廃泥水用凝集剤のセメント、ベン
トナイト及び土等の懸濁成分に対する凝集機構について
は明らかでないが、アニオン性有機高分子中のアルカリ
金属イオンをアルカリ土壌金属イオンでカチオン交換し
て用いることから、そのアルカリ土類金属イオンの効果
でモンモリロナイトの層間結合力が強まり、水による膨
張が抑えられ粘性も低下し、更にアニオン性有機高分子
の効果と相俟って、より凝集効果が高まるものと考えら
れる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明が提供しようとする廃泥水
用凝集剤は、水溶性のアニオン性有機高分子中のアルカ
リ金属イオンをアルカリ土類金属イオンでカチオン交換
した有機高分子を有効成分とすることを構成上の特徴と
する。
【0015】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
廃泥水用凝集剤は、通常の有機高分子の凝集剤とは異な
るものである。即ち、上記したようにアルカリ金属イオ
ンを含有する水溶性のアニオン性有機高分子中のアルカ
リ金属イオンをアルカリ土類金属イオンでカチオン交換
したものであることにその特徴がある。
【0016】本発明で用いることができる水溶性のアニ
オン性有機高分子の種類は、例えばポリアクリル酸ナト
リウム、アクリルアミドまたはメタアクリルアミドとア
クリル酸ナトリウム又はメタアクリル酸ナトリウムとの
共重合体、ポリアクリルアミドまたはポリメタアクリル
アミドの部分加水分解物、アルリルアミドまたはメタク
リルとアクリル酸ナトリウムまたはメタアクリル酸ナト
リウムと2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスル
ホン酸ナトリウムの三元共重合体およびアルギン酸ナト
リウム等が挙げられ、これらの中でアクリルアミドとア
クリル酸ナトリウムの共重合体が好ましい。
【0017】本発明では、特に、上記のアニオン性有機
高分子において、アニオン性のモノマーを、通常、全量
当たり、20mol%以上、好ましくは20〜40mo
l%、さらに好ましくは25〜30mol%の割合をも
って、共重合(加水分解)させたものが好適に用いられ
る。
【0018】本発明に係るアルカリ土類金属イオンでイ
オン交換した廃泥水用凝集剤を得るには、上記のアルカ
リ金属イオンを含有するアニオン性有機高分子の水溶液
に、水溶性のアルカリ土類金属塩を加えることによりア
ルカリ土類金属イオンによりカチオン交換したものを容
易に得ることができる。なお、イオン交換といっても、
アルカリ金属イオンが凝集剤水溶液中に存在することと
なるが、凝集能力が顕著に改善されたものとなる。
【0019】本発明で用いるアルカリ土類金属塩は、水
溶性のものであれば特に限定はないが、例えば硫酸マグ
ネシウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化バ
リウム、硝酸マグネシウム等の1種又は2種以上が挙げ
られ、この中で特に塩化カルシウムが好ましい。
【0020】これら、アルカリ土類金属塩のアニオン性
有機高分子への添加量は、アニオン性有機高分子中のア
ルカリ金属量にもよるが、通常、該凝集剤水溶液に対し
て、1重量%以上、好ましくは1〜3重量%の範囲であ
る。添加量が1重量%より小さくなるとアルカリ金属イ
オンとアルカリ土類金属イオンとのイオン交換が十分に
行われず、凝集効果が低くなるばかりでなく、凝集沈澱
したものも膨張して、濾過性が悪くなる傾向があるから
である。アルカリ金属イオンのアルカリ土類金属へのイ
オン交換率は、多くの場合、80%以上、好ましくは9
5%以上が最適である。
【0021】本発明の廃泥水用凝集剤が対象とする廃泥
水は、土木建設中に発生する廃水で、例えばセメント含
有廃水、ベントナイト含有廃水、土壌含有廃水、セメン
ト及びベントナイトを含有する廃水、セメントと土壌を
含有する廃水、ベントナイトと土壌を含有する廃水及び
セメント、ベントナイト及び土壌を含有する廃水等が挙
げられる。
【0022】本発明の廃泥水用凝集剤は、公知の凝集剤
の使用方法と同様に使用することができる。通常、本発
明に係る廃泥水用凝集剤は、凝集剤の含有量が多くの場
合0.01〜15重量%となるように調製された水溶液
として使用される。使用方法としては、例えば、少なく
ともセメント、ベントナイト、土の懸濁成分の1種を含
有する廃泥水に本発明の廃泥水用凝集剤を添加し、攪拌
処理した後、静置してセメント、ベントナイト、土等の
懸濁成分を凝集分離することができる。
【0023】本発明の廃泥水用凝集剤の廃泥水に対する
添加量は、特に制限はないが廃泥水に存在するセメン
ト、ベントナイト及び土等の懸濁成分に対して、多くの
場合、0.03〜0.5重量%に相当する量を添加すれ
ばよい。
【0024】本発明の凝集剤により処理した廃泥水は、
該廃泥水中のセメント、ベントナイト、土等の固結成分
が液成分と効果的に凝集分離し、廃泥水から、所望の脱
水機により、容易に固液分離することができる。ここで
用いる脱水機の種類としては、フィルタープレス、ベル
トプレス、スクリュープレス等の固形物と液体を分離で
きる機械であればよいが、脱水率の高いものが特に望ま
しい。
【0025】
【実施例】以下、本発明を実施例において詳細に説明す
るが本発明はこれらに限定されるものではない。
【0026】<廃泥水試料>廃泥水は、表1に示した組
成のものを用いた。
【0027】
【表1】
【0028】実施例1 アクリルアミドとアクリル酸ナトリウムの共重合体から
なるアニオン性有機高分子(アニオン性モノマーを30
mol%含有)(TA−380 大明化学社製)の0.
05wt%水溶液に塩化カルシウム2wt%を添加し
て、室温にて、攪拌しながら0.5時間熟成して、Na
+ をCa2+にカチオン交換して、凝集剤を調製した。
【0029】実施例2 実施例1と同様な操作で、アクリルアミドとアクリル酸
ナトリウムの共重合体からなるアニオン性有機高分子
(アニオン性モノマーを30mol%含有)(TA−3
80 大明化学社製)の0.05wt%水溶液に硫酸マ
グネシウムを2wt%添加して、Na+ をMg2+にカチ
オン交換した凝集剤を調製した。
【0030】実施例3 実施例1と同様な操作で、アクリルアミドとアクリル酸
ナトリウムの共重合体からなるアニオン性有機高分子
(アニオン性モノマーを30mol%含有)(TA−3
80 大明化学社製)の0.05wt%水溶液に塩化バ
リウムを2wt%添加して、Na+ をBa2+にカチオン
交換した凝集剤を調製した。
【0031】比較例1 アクリルアミドとアクリル酸ナトリウムの共重合体から
なるアニオン性有機高分子(アニオン性モノマーを30
mol%含有)(TA−380 大明化学社製)の0.
05wt%水溶液を調製した。
【0032】比較例2 アクリルアミドとジアルキルアミノアルキル(メタ)ア
クリレートの共重合体からなるカチオン性有機高分子凝
集剤(TC−560 大明化学社製)の0.05wt%
水溶液を調製した。
【0033】比較例3 比較例2のカチオン性有機高分子凝集剤水溶液に塩化カ
ルシウムを2wt%添加して、凝集剤を調製した。
【0034】比較例4 ノニオン性有機高分子凝集剤(TN−100 大明化学
社製)の0.05wt%水溶液を調製した。
【0035】比較例5 比較例4のノニオン性有機高分子凝集剤の水溶液に塩化
カルシウムを2wt%添加して、凝集剤を調製した。
【0036】上記の廃泥水試料D1〜D5に実施例1〜
3及び比較例1〜5で調製した凝集剤を8vol%添加
し、250rpmで60秒間、更に70rpmで60秒
間攪拌処理した後、5分間静置した。次いで、フロック
の生成、上澄み液の透明性及び濾過性を評価し、その結
果を表2、表3及び表4にそれぞれ示した。なお、濾過
は、ブフナー濾過(真空度:40Torr、濾紙7cm
φ)により行った。
【0037】
【表2】
【0038】表2の判定記号は、以下のことを示す。 A:フロックが球形粒子状で大きさが揃って濾過性が良
好 B:フロックの大きさが揃っている C:フロックが綿状で濾過性が悪い X:フロックの生成がみられない
【0039】
【表3】
【0040】表3の判定記号は、以下のことを示す。 A:上澄み液の澄明度が水道水と同じく、懸濁成分が全
くない B:上澄み液と凝集沈降物の境界がやや不明瞭 C:凝集現象はおきているが上澄み液が濁っている X:凝集現象がみられなくて液全体が濁っている
【0041】
【表4】
【0042】表4の判定記号は、以下のことを示す。 A:凝集後の液432mlの濾過所要時間が2.5分以
下 B:凝集後の液432mlの濾過所要時間が2.5〜
5.5分間のもの C:凝集後の液432mlの濾過所要時間が5.5〜1
5分間 X:凝集後の液432mlの濾過所要時間が15分間以
【0043】
【発明の効果】上記した様に、本発明の廃泥水用凝集剤
によれば、簡便な操作で廃泥水のセメント、ベントナイ
ト及び土等の懸濁成分を効果的に凝集沈降させ、濾過性
も良好で、しかもその凝集後の溶液は、凝集物質や析出
物質は分離され或いは白濁を生じないので、本発明の凝
集剤は土木建設から発生する廃泥水用凝集剤として、利
用価値は極めて大である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性のアニオン性有機高分子中のアル
    カリ金属イオンをアルカリ土類金属イオンでカチオン交
    換した有機高分子を有効成分とすることを特徴とする廃
    泥水用凝集剤。
  2. 【請求項2】 アルカリ土類金属イオンはカルシウムイ
    オンである請求項1記載の廃泥水用凝集剤。
  3. 【請求項3】 水溶性のアニオン性有機高分子は、アク
    リルアミドとアクリル酸ナトリウムの共重合体である請
    求項1又は2記載の廃泥水用凝集剤。
  4. 【請求項4】 少なくともセメント、ベントナイト、土
    の懸濁成分の1種を含有する廃泥水に請求項1記載の廃
    泥水用凝集剤を添加して懸濁成分を凝集分離することを
    特徴とする廃泥水の処理方法。
JP8252241A 1996-09-04 1996-09-04 廃泥水用凝集剤 Pending JPH1076109A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1950181A1 (en) * 2007-01-25 2008-07-30 GEO - Ground Engineering Operations Produtos e Solucoes de Engenharia e Geotecnia, Lda Chemical composition and process for treating geotechnical slurries
WO2014048656A1 (de) 2012-09-28 2014-04-03 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zum herstellen eines stahlflachprodukts mit hohem reflektionsvermögen, stahlflachprodukt und spiegelelement für solarkonzentratoren
KR20190049588A (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 수경성 조성물용 증점제 및 이것을 포함하는 수경성 조성물

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