JP3012942B2 - Mud solidification treatment method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、泥質固化処理法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a peat solidification method.
従来の技術とその問題点 泥質は海、河川、湖、池などの水底に堆積していて多
くの有害物質を含んでおり、重大な公害発生源となって
いる。Conventional technology and its problems Mud deposits on the bottom of the sea, rivers, lakes, ponds, etc., and contains many harmful substances, and is a serious source of pollution.
従来の各種泥質処理法には多くの問題点がある。 There are many problems with the conventional various sludge treatment methods.
セメントによる固化処理法では、処理する泥質に対し
て多量のセメントの添加を必要とするので被処理物の体
積および重量が著しく増大する。またセメントの硬化時
間も長く、更には処理工程において、セメント中のアル
カリ溶出が起こり、重金属イオンの溶出量が増加して、
自然環境に悪影響を及すことになる。In the solidification treatment method using cement, a large amount of cement needs to be added to the mud to be treated, so that the volume and weight of the object to be treated increase significantly. In addition, the hardening time of the cement is long, and further, in the processing step, alkali elution in the cement occurs, and the elution amount of heavy metal ions increases,
It will adversely affect the natural environment.
中性ケイ酸ゾルによる固化処理法では、ケイ酸ゾル溶
液が稀薄な水溶液であるため、固化物の含水比が上昇
し、強度が低くなる。したがって、固化物上での機材、
人員による作業が不可能で、機材用の固定台が必要とな
るため、大面積地での移動を必要とする施工には不向き
である。In the solidification treatment method using neutral silicic acid sol, since the silicic acid sol solution is a dilute aqueous solution, the water content ratio of the solidified material increases and the strength decreases. Therefore, the equipment on the solidified material,
Since work by humans is not possible and a fixed base for equipment is required, it is not suitable for construction requiring movement on a large area.
焼成固化処理法では、その場で泥質を処理することが
困難であり、また多量に処理する際には集塵装置、脱臭
装置、或いは場合によっては脱硫装置などを必要とし、
コスト面で不利である。そして泥質を焼成処理する際に
は、重金属揮散の問題なども発生する。In the calcination and solidification method, it is difficult to treat mud on the spot, and when a large amount is treated, a dust collector, a deodorizer, or a desulfurizer may be required,
It is disadvantageous in cost. When the mud is baked, problems such as heavy metal volatilization also occur.
問題点を解決するための方法 本発明者は、上記のような泥質処理技術における問題
を考慮しつつ研究を重ねた結果、粉末状乃至粒状可溶性
アルカリ金属塩と酸とを泥質に混合して攪拌する場合
は、強固に固化し且つ重金属イオンを実質的に溶出させ
ない固化泥質が得られることを見出し、更には上記アル
カリ金属塩を予め表面処理して同様に用いることによっ
て、より良好な結果が得られることを見出した。Method for Solving the Problems The present inventor has conducted repeated studies in consideration of the problems in the above-mentioned mud processing technology, and as a result, mixed powdery or granular soluble alkali metal salt and acid with mud. In the case of stirring, it has been found that a solidified peat which solidifies firmly and does not substantially elute heavy metal ions can be obtained. It has been found that results can be obtained.
即ち、本発明は、下記の泥質固化処理方法を提供する
ものである； 泥質に下記の物質（a1）と（ｂ）とを混合して、該泥
質を固化させることを特徴とする泥質固化処理法： （a1）粉末状乃至粒状可溶性アルカリ金属ケイ酸塩、お
よび （ｂ）無機酸、有機酸、粉末状乃至粒状多孔質無機材料
に含浸させた無機酸および粉末状乃至粒状多孔質無機材
料に含浸させた有機酸の少なくとも一種。That is, the present invention provides the following mud solidification treatment method; characterized by mixing the mud with the following substances (a 1 ) and (b) to solidify the mud. mud solidification treatment to: (a 1) a powder-like or granular soluble alkali metal silicate, and (b) an inorganic acid, organic acid, powdery or is inorganic and powdered or were impregnated into granular porous inorganic material At least one organic acid impregnated in the granular porous inorganic material.
泥質に下記の物質（a2）と（ｂ）とを混合して、該泥
質を固化させることを特徴とする泥質固化処理法： （a2）表面処理を施した粉末状乃至粒状可溶性アルカリ
金属ケイ酸塩、および （ｂ）無機酸、有機酸、粉末状乃至粒状多孔質無機材料
に含浸させた無機酸および粉末状乃至粒状多孔質無機材
料に含浸させた有機酸の少なくとも一種。A mud solidification method characterized by mixing the following substances (a 2 ) and (b) with mud and solidifying the mud: (a 2 ) Surface-treated powder or granule At least one of a soluble alkali metal silicate and (b) an inorganic acid, an organic acid, an inorganic acid impregnated in a powdery or granular porous inorganic material, and an organic acid impregnated in a powdery or granular porous inorganic material.
以下、本発明方法において使用する物質（a1）（a2）
および（ｂ）について説明する。Hereinafter, the substances (a 1 ) and (a 2 ) used in the method of the present invention
And (b) will be described.
I.物質（a1） 粉末状乃至粒状可溶性アルカリ金属ケイ酸塩として
は、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのケイ酸塩が
挙げられる。粉末状乃至粒状としての粒子径は10〜500
μｍ程度とすることが好ましい。500μｍより大きい場
合には、表面積が小さくなり溶解時間が遅くなる。10μ
ｍより小さい場合には、飛散による作業条件の悪化や泥
質中での凝集による溶解性の低下を引き起こす。I. Substance (a 1 ) Examples of the powdery or granular soluble alkali metal silicate include silicates such as sodium, potassium and lithium. Particle size as powder to granular is 10 to 500
It is preferable that the thickness be about μm. If it is larger than 500 μm, the surface area becomes smaller and the dissolution time becomes longer. 10μ
If it is smaller than m, the operating conditions are deteriorated due to scattering and the solubility is reduced due to aggregation in mud.
II.物質（a2） 表面処理すべき粉末状乃至粒状可溶性アルカリ金属ケ
イ酸塩は物質（a1）と同様のものを用いる。II. Substance (a 2 ) The same powdery or granular soluble alkali metal silicate as the substance (a 1 ) to be surface-treated is used.
上記粉末状乃至粒状可溶性アルカリ金属ケイ酸塩の表
面処理剤として無機材料微粉末（粒子径0.1〜30μｍ程
度）、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤及
びノニオン性界面活性剤の少なくとも１種を使用する。
無機材料微粉末、及び各界面活性剤としては下記のもの
が例示される。At least one of inorganic material fine powder (particle diameter: about 0.1 to 30 μm), anionic surfactant, cationic surfactant and nonionic surfactant as a surface treating agent for the powdery or granular soluble alkali metal silicate. Use
Examples of the inorganic material fine powder and each surfactant include the following.
無機材料微粉末…フライアッシュ、シリカゲル、シリカ
フューム、ホワイトカーボン、炭酸カルシウムなど。Inorganic material fine powder: fly ash, silica gel, silica fume, white carbon, calcium carbonate, etc.
アニオン性界面活性剤…ラウリルサルフェート、ドデシ
ルベンゼンンスルフォン酸ソーダなど。Anionic surfactants: lauryl sulfate, sodium dodecylbenzene sulfonate, etc.
カチオン性界面活性剤…セチルトリメチルアンモニウム
ブロマイド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライ
ドなど。Cationic surfactants: cetyltrimethylammonium bromide, alkyltrimethylammonium chloride, etc.
ノニオン性界面活性剤…ポリオキシエチレンソルビタン
モノラウレート、ソルビタンモノラウレートなど。Nonionic surfactants: such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate and sorbitan monolaurate.
アルカリ金属ケイ酸塩の表面処理は、ケイ酸塩水溶液
中の固形分100重量部（以下、「重量部」及び「重量
％」を「部」及び「％」とする。）に対し、表面処理剤
0.1〜30部を混合したものを、スプレードライヤーによ
って噴霧乾燥することにより行われる。In the surface treatment of the alkali metal silicate, the surface treatment is performed on 100 parts by weight of the solid content in the aqueous silicate solution (hereinafter, “parts by weight” and “% by weight” are “parts” and “%”). Agent
It is performed by spray-drying a mixture of 0.1 to 30 parts with a spray drier.
III.物質（ｂ） 上記物質（a1）または（a2）と反応して安定したケイ
酸ゾルを形成する物質（ｂ）としては、無機酸および有
機酸があり、具体的には下記のものが例示される。III. Substance (b) The substance (b) which reacts with the above substance (a 1 ) or (a 2 ) to form a stable silicic acid sol includes inorganic acids and organic acids. Are exemplified.
無機酸…硫酸、塩酸、硝酸など。 Inorganic acid: sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, etc.
有機酸…酢酸、シュウ酸、石炭酸など。 Organic acids: acetic acid, oxalic acid, phenolic acid, etc.
このような無機酸および有機酸は、粉末状乃至粒状多
孔質無機材料（粒子径10〜1000μｍ程度）に含浸させた
状態で使用することが取扱い上有利である。It is advantageous from the viewpoint of handling that such an inorganic acid and an organic acid are used after being impregnated in a powdery or granular porous inorganic material (particle diameter: about 10 to 1000 μm).
このような粉末状乃至粒状多孔質無機材料としては、
ホワイトカーボン、シリカゲル、シラス、珪藻土などが
例示される。As such a powdery or granular porous inorganic material,
Examples thereof include white carbon, silica gel, shirasu, and diatomaceous earth.
本発明方法は、以下のようにして実施される。先ず泥
質に物質（a1）または（a2）を加えて攪拌して泥質中に
均一に分散させる。物質（a2）は上記の表面処理によ
り、泥質に対する分散性が、より改善されている。分散
した物質（a1）または（a2）は泥質中の水分に溶解す
る。また泥質に対する物質（a1）または（a2）の添加量
は泥質の性状（含水量、重金属含有量、pH、粒度など）
により変わり得るが、通常、泥質１に対して粉末ケイ
酸ソーダであれば約100g程度である。The method of the present invention is performed as follows. First, the substance (a 1 ) or (a 2 ) is added to the mud and stirred to be uniformly dispersed in the mud. The dispersibility of the substance (a 2 ) in mud is improved by the above surface treatment. The dispersed substance (a 1 ) or (a 2 ) dissolves in the water in the mud. The amount of the substance (a 1 ) or (a 2 ) added to the mud depends on the properties of the mud (water content, heavy metal content, pH, particle size, etc.)
Usually, the amount of powdered sodium silicate is about 100 g per mud 1.
次いで、物質（ｂ）を泥質に加え、攪拌する。ここで
の物質（a1）または（a2）に対する（ｂ）の配合量は酸
として、物質（a1）または（a2）のアルカリを中和させ
るのに必要な量とすることが好ましい。Next, the substance (b) is added to the mud and stirred. As the amount of the acid material (a 1) or for (a 2) (b) Here, it is preferable that the amount required to neutralize the alkali substance (a 1) or (a 2) .
かくして物質（ｂ）中の酸成分が泥質中に拡散し、物
質（a1）または（a2）との中和反応によりシロキサン結
合を形成し、適当な時間内に均一なゲル化が生じる。Thus, the acid component in the substance (b) diffuses into the mud and forms a siloxane bond by a neutralization reaction with the substance (a 1 ) or (a 2 ), and uniform gelation occurs within an appropriate time. .
物質（ｂ）を粉末状乃至粒状多孔質無機材料に含浸さ
せた状態で使用する場合には、該無機材料が泥質中の水
分を吸着するとともに、骨材として働くので泥質固化体
の強度が一層向上する。When the substance (b) is used in a state where the substance is impregnated in a powdery or granular porous inorganic material, the inorganic material adsorbs moisture in the mud and acts as an aggregate, so that the strength of the mud solidified body is improved. Is further improved.
発明の効果 本発明方法により形成される泥質固化体は、体積が小
さく、含水比が低く、強度が大きい。Effects of the Invention The mud solid formed by the method of the present invention has a small volume, a low water content, and a high strength.
得られた泥質固化体は、中性なので、埋め立て用土と
して使用する場合、投棄する場合などにもpH調整などの
二次処理は不要である。また埋め立て、あるいは投棄さ
れた場合にも、雨水などによるアルカリ性および酸性物
質の溶出は実質的には認められない。Since the obtained mud solids are neutral, secondary treatment such as pH adjustment is not required when they are used as landfill soil or when they are dumped. Also, when landfilled or discarded, elution of alkaline and acidic substances due to rainwater or the like is substantially not observed.
更に、泥質固化体中のケイ酸のシラノール基が重金属
を吸着、保持するので、重金属などの有害物質の溶出も
抑制される。Furthermore, the silanol groups of the silicic acid in the solidified mud adsorb and retain heavy metals, so that elution of harmful substances such as heavy metals is also suppressed.
実 施 例 実施例１ 泥質固化処理剤としてSiO2に対するNa2Oのモル比の値
（以下、単にモル比とする）が3.2の粉末ケイ酸ソーダ5
00gと、ホワイトカーボン100gに対し75％硫酸水溶液を4
0g含浸させたもの125gとを用いた。EXAMPLES Example 1 Powdered sodium silicate 5 having a molar ratio of Na 2 O to SiO 2 (hereinafter, simply referred to as a molar ratio) of 3.2 as a mud solidifying agent was used.
00g and 100% of white carbon with 75% sulfuric acid aqueous solution
125 g impregnated with 0 g was used.
また泥質試料としては兵庫県西宮河川に堆積している
泥質を用いた。As the mud sample, mud deposited in Nishinomiya River, Hyogo Prefecture was used.
この泥質５に上記２種の処理剤を加えて充分攪拌し
た。その後、固化した泥質を１、３、６、及び24時間後
に各々直径50mm×100mmのステンレススチール製管によ
りコア抜きを行ない、直径50mm×50mmの供試体を作製
し、圧縮強度を測定した。その結果を第１表に示す。The above-mentioned two treatment agents were added to the mud 5 and sufficiently stirred. After 1, 3, 6, and 24 hours, the solidified mud was cored with a stainless steel tube having a diameter of 50 mm x 100 mm to prepare a test specimen having a diameter of 50 mm x 50 mm, and the compressive strength was measured. Table 1 shows the results.
またこの固化した泥質を50gはかり、乾燥器中105℃で
乾燥させることにより、その含水率を測定した。その結
果を第２表に示す。Further, 50 g of the solidified mud was weighed and dried at 105 ° C. in a drier to measure its water content. Table 2 shows the results.
更に、環境庁告示第13号埋め立て処分の項に基づく検
定方法により、固化泥質の有害物質の溶出試験を行なっ
た結果を第３表に示す。また第３表には、もとの泥質試
料の有害物質の分析結果も併せて示す。In addition, Table 3 shows the results of the dissolution test of hazardous substances in the solidified mud using the test method based on the section 13 of the Environment Agency Notification No. 13 Landfill Disposal. Table 3 also shows the results of analysis of harmful substances in the original muddy sample.
実施例２ ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート系界面
活性剤（商標名「Tween20」ICI社製）１％溶液で表面処
理されたモル比3.2の粉末ケイ酸ソーダ500gと、ホワイ
トカーボン100gに対し75％硫酸水溶液40gを含浸させた
もの125gとを泥質固化処理剤として用いた。以下、実施
例１と同様にして、泥質の処理および各測定を行なっ
た。その強度試験結果を第１表に、含水率の測定結果を
第２表に、そして有害物質の溶出試験の結果を第３表に
各々示す。Example 2 Polyoxyethylene sorbitan monolaurate surfactant (trade name "Tween20" manufactured by ICI Co., Ltd.) 500 g of powdery sodium silicate having a molar ratio of 3.2 and surface-treated with 1% solution, and 75% based on 100 g of white carbon 125 g of a solution impregnated with 40 g of a sulfuric acid aqueous solution was used as a mud solidification treatment agent. Thereafter, in the same manner as in Example 1, the muddy treatment and each measurement were performed. Table 1 shows the results of the strength test, Table 2 shows the measurement results of the water content, and Table 3 shows the results of the dissolution test of harmful substances.
実施例３ 炭酸カルシウム20％溶液で表面処理されたモル比3.2
の粉末ケイ酸ソーダ600gと、ホワイトカーボン100gに対
し75％硫酸水溶液40gを含浸させたもの125gとを用い
た。以下、実施例１と同様にして、泥質の処理および各
測定を行なった。その強度試験結果を第１表に、含水率
の測定結果を第２表に各々示す。Example 3 Surface treatment with 20% calcium carbonate solution, molar ratio 3.2
600 g of powdered sodium silicate and 125 g of 100 g of white carbon impregnated with 40 g of a 75% sulfuric acid aqueous solution were used. Thereafter, in the same manner as in Example 1, the muddy treatment and each measurement were performed. Table 1 shows the results of the strength test, and Table 2 shows the results of the measurement of the water content.
実施例４ モル比3.2の粉末ケイ酸ソーダ500gと、ホワイトカー
ボン100gに対し氷酢酸30gを含浸させたもの800gとを用
いた。以下、実施例１と同様にして、泥質の処理および
各測定を行なった。その強度試験結果を第１表に、含水
率の測定結果を第２表に各々示す。Example 4 500 g of sodium silicate powder having a molar ratio of 3.2 and 800 g of white carbon 100 g impregnated with 30 g of glacial acetic acid were used. Thereafter, in the same manner as in Example 1, the muddy treatment and each measurement were performed. Table 1 shows the results of the strength test, and Table 2 shows the results of the measurement of the water content.
実施例５ モル比3.2の粉末ケイ酸ソーダ500gと、珪藻土100gに
対し75％硫酸水溶液20gを含浸させたもの215gとを用い
た。以下、実施例１と同様にして、泥質の処理および各
測定を行なった。その強度試験結果を第１表に、含水率
の測定結果を第２表に各々示す。Example 5 500 g of sodium silicate powder having a molar ratio of 3.2 and 215 g of 100 g of diatomaceous earth impregnated with 20 g of a 75% aqueous sulfuric acid solution were used. Thereafter, in the same manner as in Example 1, the muddy treatment and each measurement were performed. Table 1 shows the results of the strength test, and Table 2 shows the results of the measurement of the water content.
比較例１ 実施例１で用いた泥質固化処理剤に代えて、活性ケイ
酸ゾル500mlとケイ酸ソーダ15％水溶液500mlとを用い
た。以下、実施例１と同様にして、泥質の処理および各
測定を行なった。その強度試験結果を第１表に、含水率
の測定結果を第２表に各々示す。Comparative Example 1 In place of the mud solidification treating agent used in Example 1, 500 ml of activated silicic acid sol and 500 ml of a 15% aqueous solution of sodium silicate were used. Thereafter, in the same manner as in Example 1, the muddy treatment and each measurement were performed. Table 1 shows the results of the strength test, and Table 2 shows the results of the measurement of the water content.
第１表に示す結果から明らかなように、本発明方法に
より処理された泥質固化体は、強度が大きい。 As is clear from the results shown in Table 1, the pulverized solid treated by the method of the present invention has a high strength.
また、第２表に示す結果から、本発明方法により処理
された泥質固化体は、含水率が低い。Also, from the results shown in Table 2, the peat solids treated by the method of the present invention have a low moisture content.
更に、第３表に示す結果から、本発明方法によれば、
有害物質の溶出も効果的に抑制されることが明らかであ
る。Furthermore, from the results shown in Table 3, according to the method of the present invention,
It is clear that elution of harmful substances is also effectively suppressed.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 勉 千葉県船橋市西浦３丁目４番３号 富士 化学株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−104462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−44364（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−318080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−103883（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 11/00 - 11/20 C09K 17/12 E02D 3/12 B09B 3/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Tsutomu Saito 3-4-3 Nishiura, Funabashi-shi, Chiba Fuji Chemical Co., Ltd. (56) References JP-A-52-104462 (JP, A) JP-A-53 -44364 (JP, A) JP-A-1-318080 (JP, A) JP-A-53-103883 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C02F 11/00- 11/20 C09K 17/12 E02D 3/12 B09B 3/00
Claims (2)
して、該泥質を固化させることを特徴とする泥質固化処
理法： （a1）粉末状乃至粒状可溶性アルカリ金属ケイ酸塩、お
よび （ｂ）無機酸、有機酸、粉末状乃至粒状多孔質無機材料
に含浸させた無機酸および粉末状乃至粒状多孔質無機材
料に含浸させた有機酸の少なくとも一種。1. A peat solidification method characterized by mixing the following substances (a 1 ) and (b) with the pud and solidifying the pud: (a 1 ) powdery or granular At least one of a soluble alkali metal silicate and (b) an inorganic acid, an organic acid, an inorganic acid impregnated in a powdery or granular porous inorganic material, and an organic acid impregnated in a powdery or granular porous inorganic material.
して、該泥質を固化させることを特徴とする泥質固化処
理法： （a2）表面処理を施した粉末状乃至粒状可溶性アルカリ
金属ケイ酸塩、および （ｂ）無機酸、有機酸、粉末状乃至粒状多孔質無機材料
に含浸させた無機酸および粉末状乃至粒状多孔質無機材
料に含浸させた有機酸の少なくとも一種。2. A mud solidification method characterized by mixing the following substances (a 2 ) and (b) with mud and solidifying the mud: (a 2 ) Surface treatment (B) inorganic acid, organic acid, inorganic acid impregnated in powdery or granular porous inorganic material and organic impregnated in powdery or granular porous inorganic material At least one kind of acid.
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| JP2153499A JP3012942B2 (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Mud solidification treatment method |
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| JPH0445897A JPH0445897A (en) | 1992-02-14 |
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