JP3455952B2 - How to fix harmful substances - Google Patents

How to fix harmful substances

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JP3455952B2
JP3455952B2 JP00411099A JP411099A JP3455952B2 JP 3455952 B2 JP3455952 B2 JP 3455952B2 JP 00411099 A JP00411099 A JP 00411099A JP 411099 A JP411099 A JP 411099A JP 3455952 B2 JP3455952 B2 JP 3455952B2
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俊介 島田
求 三輪
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強化土エンジニヤリング株式会社
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、重金属等の有害金
属で汚染された土壌、土木工事等によって発生する廃泥
土、焼却灰、汚泥、産業廃棄物等の地盤中の有害物を固
化あるいは遮蔽層により封じ込めることにより固定する
有害物の固定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention solidifies or shields harmful substances in the ground such as soil contaminated with harmful metals such as heavy metals, waste mud generated by civil engineering work, incineration ash, sludge, industrial waste, and the like. The present invention relates to a method for fixing harmful substances that are fixed by being contained in layers.

【0002】[0002]

【従来の技術】人体や環境に悪影響を及ぼす有害物の処
理に際し、従来、有害物を抽出、無害化、焼却、溶融、
固化、遮蔽層による隔離(封じ込め)等の方法が採用さ
れている。
2. Description of the Related Art In the treatment of harmful substances that adversely affect the human body and the environment, conventionally, harmful substances have been extracted, detoxified, incinerated, melted,
Methods such as solidification and isolation (containment) with a shielding layer are used.

【0003】有機系の有害成分を含有した有害物につい
ては燃焼、紫外線照射、生分解等により無害化できる
が、無機系の有害成分、例えば水銀、鉛、カドミウム、
クロム等の重金属を合有した有害物については、無害化
は難しく、固化あるいは遮蔽によらなければならない。
また、産業廃棄物のような大量の汚染物質はあらゆる有
害物を含むものであり、これらを選別することは困難
で、そのまま固化する必要がある。
Hazardous substances containing organic harmful components can be rendered harmless by burning, ultraviolet irradiation, biodegradation, etc., but inorganic harmful components such as mercury, lead, cadmium,
It is difficult to detoxify harmful substances containing heavy metals such as chromium, and they must be solidified or shielded.
In addition, a large amount of pollutants such as industrial wastes include all harmful substances, and it is difficult to sort them out, and it is necessary to solidify them as they are.

【0004】例えば、汚染土壌を粉体セメントと混合
し、固化させ、無害化する方法、あるいは汚染土壌を掘
削し、地上のプラントにより化学的処理により無害化す
る方法等がある。具体的には、例えば、クロムで汚染さ
れた土壌にセメント、石灰、石膏等を添加してクロムの
溶出を抑制する方法、ヘドロにフライアッシュ、炭酸ア
ルミネート系塩材、セメント等を混合する方法がある。
For example, there is a method in which contaminated soil is mixed with powder cement and solidified to make it harmless, or a method in which contaminated soil is excavated and detoxified by a chemical treatment by a plant on the ground, and the like. Specifically, for example, a method of suppressing cement elution of chromium by adding cement, lime, gypsum, etc. to soil polluted with chromium, a method of mixing fly ash, carbonate aluminate salt material, cement, etc. with sludge. There is.

【0005】さらに、ゴムシート等の遮水シートで凹地
の壁面を覆い、最終処分場とする方法もある。
Further, there is also a method of covering the wall surface of the depression with a water-blocking sheet such as a rubber sheet to make it a final disposal site.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】プラントを使用する上
述の方法では、大型の装置あるいは土木用機材を必要と
し、コストも高くなるという難点があった。また、溶解
している重金属を消石灰等で水酸化物の沈澱とする方法
では、溶解している重金属を完全に水酸化物の沈澱とし
て除去することは難しい。また、セメントを使用しても
全体を固化させる程大量のセメントを使用することが少
ないため、固結物は比較的透水係数が大きく、有害金属
の溶出を完全に防止することは難しかった。さらに、最
終処分場のような遮蔽壁で隔離する方法では、遮水シー
トにできた穴から漏水し、周辺地盤を重金属等で汚染す
るという問題も発生している。
The above-mentioned method using a plant has a drawback in that it requires a large-scale device or a civil engineering equipment, and the cost is high. Moreover, it is difficult to completely remove the dissolved heavy metal as a hydroxide precipitate by the method of precipitating the dissolved heavy metal with hydroxide or the like. Further, even if cement is used, a large amount of cement is rarely used so as to solidify the whole, so that the solidified product has a relatively large water permeability, and it is difficult to completely prevent the elution of harmful metals. Furthermore, in the method of separating by a shielding wall such as a final disposal site, there is a problem that water leaks from the hole formed in the water shielding sheet and the surrounding ground is contaminated with heavy metals and the like.

【0007】なお、有害物をキレート剤単独で処理する
方法もあるが、この場合、キレート剤が土中で微生物分
解をうける場合には、有害金属が再溶出するという欠点
がある。さらに、地盤注入材を地盤に注入して有害物を
固化させることも知られているが、従来の水ガラスを使
用した注入材では耐久性が悪い(SiO2 が溶脱する)
ばかりか、アルカリの溶脱という二次公害の懸念があ
り、また、仮に耐久性の良好な注入材を使用したとして
も、浸透性のよい注入材でなければならず、単に注入材
を注入するだけでは有害物固化の確実性がない。
There is also a method of treating harmful substances with a chelating agent alone, but in this case, when the chelating agent undergoes microbial decomposition in the soil, there is a drawback that harmful metals are redissolved. Further, it is known that the ground injection material is injected into the ground to solidify harmful substances, but the conventional injection material using water glass has poor durability (SiO 2 is leached).
Not only that, there is a concern about secondary pollution such as alkali leaching, and even if an injection material with good durability is used, it must be an injection material with good permeability, simply injecting the injection material. There is no certainty of solidification of harmful substances.

【0008】また、建設汚泥の凝集剤としてポリ塩化ア
ルミニウムや硫酸バンドが使用されるが、それにより有
害物質である塩素(CI)や硫黄(S)が混入されてし
まうという問題があった。
Further, polyaluminum chloride or a sulfuric acid band is used as a flocculant for construction sludge, but there is a problem that chlorine (CI) or sulfur (S), which are harmful substances, are mixed with it.

【0009】また、水ガラスと過剰の酸を急速に混合し
て得られる酸性シリカゾル系注入材を地盤中に注入して
有害物を固化する場合でも、遮水はできても、重金属と
直接反応しないので、重金属の固定は出来ない。
Further, even when an acidic silica sol-based injecting material obtained by rapidly mixing water glass and an excess acid is injected into the ground to solidify harmful substances, water can be blocked, but a direct reaction with heavy metals is caused. Since it does not, heavy metals cannot be fixed.

【0010】さらに、酸性シリカゾルとセメントを主成
分とする注入材を地盤中に注入して有害物を固定するこ
とも考えられる。この場合、両液を混合すると、瞬時に
不均一ゲルができてしまうため、浸透性は悪くなる。
Further, it may be considered that an injecting material mainly composed of acidic silica sol and cement is injected into the ground to fix harmful substances. In this case, when the two liquids are mixed, a non-uniform gel is instantaneously formed, so that the permeability is deteriorated.

【0011】また、水ガラスに酸あるいはセメントを添
加し、ゲル化させて有害物を固定することも考えられる
が、ゲル化時間は短く、しかも得られた硬化物は充分な
耐久性を有しておらず、また、水ガラスの未反応シリカ
分が溶出しやすく、さらに、シリカ以外の反応生成物が
溶脱してしまい、これが水質上好ましくない原因にもな
る。したがって、このような注入材は有害物の固定用の
注入材としては、好ましくない。
It is also conceivable to add an acid or cement to water glass to gel and fix harmful substances, but the gelling time is short and the obtained cured product has sufficient durability. In addition, the unreacted silica content of the water glass is likely to be eluted, and the reaction products other than silica are leached out, which also causes an undesirable water quality. Therefore, such an injection material is not preferable as an injection material for fixing harmful substances.

【0012】そこで、本発明の目的は固結材として脱ア
ルカリシリカを用いることにより地盤中の有害物を簡単
に、かつ効率的に固定処理するとともに、処理効果を長
期間持続せしめ、上述の公知技術に存する欠点を改良し
地盤中の有害物の固定方法を提供することにある。
Therefore, the object of the present invention is to easily and efficiently fix harmful substances in the ground by using dealkalized silica as a solidifying material and to maintain the effect for a long period of time. An object of the present invention is to provide a method for fixing harmful substances in the ground by improving the drawbacks existing in the technology.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明によれば、人体や環境に悪影響を及ぼす有害
物を有する地盤に、水ガラスをイオン交換樹脂またはイ
オン交換膜で処理して得られた脱アルカリシリカを含有
する固結材を注入して該有害物を固定してなり、前記脱
アルカリシリカが有害物金属と反応して固定する能力を
有する活性珪酸からなり、前記有害物が重金属等の有害
金属を含有する汚染土壌、土木工事で発生する廃泥土、
産業廃棄物、焼却灰または汚泥であることを特徴とす
る。
To achieve the above object, according to the present invention, water glass is treated with an ion exchange resin or an ion exchange membrane on the ground having harmful substances that adversely affect the human body and the environment. The resulting solidified material containing dealkalized silica is injected to fix the harmful substances, and the dealkalized silica is composed of activated silicic acid having the ability to react and fix the harmful metal. Contaminated soil that contains harmful metals such as heavy metals, waste mud generated in civil engineering,
It is characterized by being industrial waste, incinerated ash or sludge.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明に用いられる脱アルカリシ
リカはこれ自体が有害金属を固定する能力を有している
ばかりか、脱アルカリシリカを使用した固結材の硬化物
が耐久性にも優れている。また、脱アルカリシリカは少
量の反応剤でゲル化するため、水溶性の反応生成物は極
めて少なく、シリカ分はほとんど溶出しないため、水質
汚染の必要がない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The dealkalized silica used in the present invention itself has not only the ability to fix harmful metals, but also the hardened material of the consolidation material using the dealkalized silica is durable. Are better. Further, dealkalized silica gels with a small amount of a reaction agent, so that a water-soluble reaction product is extremely small and a silica content is hardly eluted, so that water pollution is not required.

【0015】このような脱アルカリシリカは水ガラスか
らアルカリを除去(水ガラスのNaを除去)した段階で
は、極めて活性が高く、重金属と瞬時に反応する。この
生成した化合物は強酸で分解しない限り重金属を放出せ
ず、したがって、本発明の固結材で固化した有害物は自
然条件下では重金属を溶出しない。
Such dealkalized silica has extremely high activity at the stage of removing alkali from water glass (removing Na of water glass), and instantly reacts with heavy metals. The produced compound does not release heavy metals unless it is decomposed with a strong acid, and therefore the harmful substances solidified by the binder of the present invention do not elute heavy metals under natural conditions.

【0016】本発明において、有害物の固定とは、以下
のいずれかの方法をさす。 水に溶解している有害物を水不溶性または難溶性の固
形分とすること。 水を多く含有している有害物から、水の大部分を除去
し易い形状にした後、固形分濃度を高くし、有害物の高
濃度化および有害物の溶出を減少させること。 有害物を強度ある固体に固化させること。 有害物を通過させないような遮蔽層で、該有害物を隔
離すること。 遮蔽層にしみ込んできた有害物を反応または吸着によ
り固定すること。
In the present invention, the fixing of harmful substances refers to any of the following methods. Use harmful substances dissolved in water as water-insoluble or sparingly soluble solids. After forming a shape that makes it easy to remove most of water from harmful substances that contain a large amount of water, increase the solid content concentration to increase the concentration of harmful substances and reduce the elution of harmful substances. Solidify harmful substances into strong solids. Isolate harmful substances with a shielding layer that does not allow them to pass. Immobilize harmful substances that permeate the shielding layer by reaction or adsorption.

【0017】本発明では具体的には、有害物を含んだ
まま固結する、固結によって遮水層をつくり、有害物
が地下水等とともに外部に流出するのを防ぐ、固結層
に有害物が浸透してきたときに有害物と反応して、ある
いは吸着して固定する、等の固結手段を含む。
More specifically, in the present invention, the solidified layer is solidified while containing the harmful substance, the water blocking layer is formed by the solidification, and the harmful substance is prevented from flowing out to the outside together with the groundwater and the like. When it permeates, it includes a consolidating means such as reacting with harmful substances or adsorbing and fixing.

【0018】このうちどのような方法を採用するかは、
有害物の種類(毒性の強弱)、有害金属含量あるいは有
害物の含水量、有害物の存在形態(汚染土壌か工場跡地
か等)等によって決定される。
Which method is to be adopted is
It is determined by the type of toxic substance (strength of toxicity), the toxic metal content or the water content of the toxic substance, and the form of the toxic substance (polluted soil or factory site, etc.).

【0019】このような有害物の具体的な固定方法は、
後述するように、注入法、遮蔽層構築法、混合
法、凝集法であり、特に、およびの方法が、本発
明の効果を発揮させるのに好ましい方法である。
A specific method for fixing such harmful substances is as follows.
As will be described later, there are an injection method, a shielding layer construction method, a mixing method, and an agglomeration method. In particular, and method are preferable methods to exert the effects of the present invention.

【0020】特に、本発明の固定方法では、キレート剤
を有害成分固定剤として併用することにより、有害金属
の固定が瞬時に行われるため、各種有害金属(Cu、H
g、Cd、Zn、Fe、Ni等)を除去できるばかり
か、有害金属の除去率も高く、いったん固定されたもの
は、水不溶性であり、再溶解しない。また、ベントナイ
ト等の粘土系鉱物を添加することによって、ベントナイ
トの水密性とベントナイトのイオン交換能によって重金
属を置換固定することができる。
In particular, in the fixing method of the present invention, the use of a chelating agent as a fixing agent for a harmful component fixes the harmful metal instantly, so that various harmful metals (Cu, H) are fixed.
g, Cd, Zn, Fe, Ni, etc.) as well as a high removal rate of harmful metals, and once fixed, they are water-insoluble and do not redissolve. Further, by adding a clay mineral such as bentonite, heavy metal can be replaced and fixed by the watertightness of bentonite and the ion exchange capacity of bentonite.

【0021】本発明に用いられる脱アルカリシリカは、
水ガラスから、該水ガラス中に存在するアルカリ(ナト
リウム)の一部または全部を除去して得られ、具体的に
は、イオン交換樹脂やイオン交換膜で処理して得られ
る。
The dealkalized silica used in the present invention is
It is obtained by removing a part or all of the alkali (sodium) present in the water glass from the water glass, and specifically, it is obtained by treating with an ion exchange resin or an ion exchange membrane.

【0022】イオン交換樹脂による処理の場合には、ま
ず、水ガラスを水で希釈して希釈水ガラスとし、この希
釈水ガラスをイオン交換樹脂の充填された塔に通過さ
せ、水ガラス中のアルカリを除去して脱アルカリシリカ
を得る。
In the case of treatment with an ion-exchange resin, first, water glass is diluted with water to give diluted water glass, and this diluted water glass is passed through a column filled with ion-exchange resin to obtain an alkali in the water glass. Are removed to obtain dealkalized silica.

【0023】イオン交換膜による処理の場合には、上述
の水で希釈された希釈水ガラスを陰陽両電極間にイオン
交換膜を複数枚、間隔をあけて設置された電気透析槽に
充填し、両電極間に通電して水ガラスの電気透析を行
い、水ガラス中の陽イオンを除去して脱アルカシリカを
得る。
In the case of treatment with an ion exchange membrane, the above-mentioned diluted water glass diluted with water is filled in a plurality of ion exchange membranes between both the positive and negative electrodes in an electrodialysis tank installed at intervals, Electricity is passed between the electrodes to electrodialyze the water glass to remove cations in the water glass to obtain dealkasilica.

【0024】上述のようにして得られる脱アルカリシリ
カは例えば次のように調整し、工業的に安定で使用可能
なものとする。(1)脱アルカリ処理によって得られる
pH2〜4の活性珪酸およびpH7〜11の低アルカリ
シリカを得る。(2)この活性珪酸に酸類を添加してp
H0.5〜4の安定化した活性珪酸を得る。(3)この活
性珪酸にアルカリ類を添加してpH7以下の安定化した
活性珪酸またはpH7〜11の低アルカリシリカを得
る。(4)この低アルカリシリカに酸類を添加してpH
7〜10の低アルカリシリカを得る。(5)上記(2)
〜(4)の活性珪酸にアルカリ剤を加え、濃縮造粒して
コロイダルシリカをつくる。あるいはこのコロイダルシ
リカに水ガラスを加えて、低アルカリシリカ液をつく
る。あるいはコロイダルシリカに低アルカリシリカを加
えてさらに低アルカリシリカをつくる。(6)以上の低
アルカリシリカに反応剤を加えたり、あるいはコロイダ
ルシリカや低アルカリシリカを再度イオン交換処理(イ
オン交換樹脂、イオン交換膜で処理する等)して活性を
与える。以上の低アルカリシリカも本発明は脱アルカリ
シリカとする。
The dealkalized silica obtained as described above is prepared, for example, as follows so that it is industrially stable and usable. (1) Activated silicic acid of pH 2 to 4 and low alkali silica of pH 7 to 11 obtained by dealkalization treatment are obtained. (2) Add acids to this activated silicic acid
A stabilized activated silicic acid having an H 0.5 to 4 is obtained. (3) An alkali is added to the activated silicic acid to obtain stabilized activated silicic acid having a pH of 7 or less or low-alkali silica having a pH of 7 to 11. (4) Add pH to this low alkali silica
7 to 10 low alkali silica is obtained. (5) Above (2)
An alkaline agent is added to the activated silicic acid of (4) and concentrated and granulated to produce colloidal silica. Alternatively, water glass is added to this colloidal silica to form a low-alkali silica liquid. Alternatively, low-alkali silica is added to colloidal silica to make low-alkali silica. (6) Add activity to the above low alkali silica, or subject the colloidal silica or low alkali silica to ion exchange treatment (treatment with an ion exchange resin, ion exchange membrane, etc.) to give activity. The above low alkali silica is also dealkalized silica in the present invention.

【0025】脱アルカリシリカのpHは7以下が特に好
ましいが、水ガラスのナトリウムの一部が除去されたも
のであってpHがほぼ11よりも低いものが好ましい。
通常の水ガラスはシリカをアルカリで溶融して製造し、
pHが12以上の極めて高アルカリである。活性珪酸に
アルカリを加えて上記領域のアルカリ値を呈していて
も、この程度のアルカリでは珪酸の脱アルカリされたシ
ラノール基の一部が、Naによって飽和されずにいるた
め、活性珪酸の活性が残っている。
The pH of dealkalized silica is particularly preferably 7 or less, but it is preferable that the sodium of water glass is partially removed and the pH is lower than about 11.
Ordinary water glass is manufactured by melting silica with alkali,
It is extremely highly alkaline with a pH of 12 or higher. Even if an alkali is added to the active silicic acid to give an alkali value in the above range, the activity of the active silicic acid is increased because alkali does not saturate a part of the dealkalized silanol groups of the silicic acid. Remaining.

【0026】また、イオン交換樹脂あるいはイオン交換
膜で水ガラス中のアルカリの一部または全部を除去して
脱アルカリシリカを得ることができるが、水ガラスのア
ルカリ(ナトリウム)の一部を除去して得られたシリカ
液がアルカリ性を呈していても上述と同様に活性のある
シリカが生成している。
Although it is possible to obtain dealkalized silica by removing a part or all of the alkali in the water glass with an ion exchange resin or an ion exchange membrane, a part of the alkali (sodium) of the water glass is removed. Even if the obtained silica liquid is alkaline, active silica is produced in the same manner as described above.

【0027】このようなアルカリ領域の脱アルカリシリ
カに酸を加えることによってpHを7以下にしてさらに
活性化して反応性を大きくすることができるし、また、
比較的少量の塩や他の反応剤を用いてゲル化せしめるこ
とができ、その土中の有害物とも脱アルカリシリカが反
応してそれらをゲル中にとりこみ固定する。
By adding an acid to such dealkalized silica in the alkaline region, the pH can be adjusted to 7 or less to further activate the compound, and the reactivity can be increased.
It can be gelled with a relatively small amount of salt or other reactive agent, and dealkable silica in the soil reacts with harmful substances in the soil to fix them in the gel.

【0028】本発明に用いられる脱アルカリシリカは、
pH値が0.5〜11、シリカ濃度(原液濃度)が1〜1
0重量%であることが工業的に有利である。なお、本発
明では、pHあるいはシリカ濃度の異なる脱アルカリシ
リカを二種以上混合して所望の脱アルカリシリカとした
ものを使用することもできる。
The dealkalized silica used in the present invention is
pH value is 0.5-11, silica concentration (stock solution concentration) is 1-1
It is industrially advantageous that it is 0% by weight. In the present invention, a desired dealkalized silica can be used by mixing two or more kinds of dealkalized silica having different pH or silica concentration.

【0029】活性珪酸は、イオン交換樹脂を通して得ら
れたものそのままでは活性が大きく、約1日でゲル化す
るのであり、酸類あるいはアルカリの添加等により一時
的に安定化させることができる。ここに酸類としては、
塩酸、燐酸等の無機酸あるいはその酸性塩、クエン酸、
酒石酸等の有機酸あるいはその酸性塩、塩化アルミ等の
無機(中性)塩で水中で酸性を呈するもの等が挙げられ
る。
Activated silicic acid, which has been obtained through an ion exchange resin, has a large activity as it is and gels in about one day. Therefore, it can be temporarily stabilized by adding an acid or an alkali. As the acids here,
Inorganic acids such as hydrochloric acid and phosphoric acid or their acid salts, citric acid,
Examples thereof include organic acids such as tartaric acid or acidic salts thereof, and inorganic (neutral) salts such as aluminum chloride that exhibit acidity in water.

【0030】なお、ここで使用される酸類は、その使用
量が極めて少なく、本発明で得られた泥土を再利用する
場合でも殆ど問題にはならない。
The amount of the acids used here is extremely small, and there is almost no problem even when the mud obtained by the present invention is reused.

【0031】脱アルカリシリカの原料である水ガラスと
しては、JIS3号水ガラス、工業的に製造市販されて
いるモル比3.5〜5.0の水ガラス等が適している。特
に、モル比3.5〜5.0の水ガラスはこれを後述のカラム
法で脱アルカリ処理して得られた活性珪酸に水ガラスや
コロイダルシリカを添加し、安定した活性珪酸を得る。
これらはいずれも本発明に用いられる活性珪酸を含む固
結材として適当である。
As the water glass as the raw material for dealkalized silica, JIS No. 3 water glass, water glass having a molar ratio of 3.5 to 5.0 which is industrially manufactured and marketed, and the like are suitable. In particular, water glass having a molar ratio of 3.5 to 5.0 is obtained by subjecting the glass to dealkalization by a column method described later, and water glass or colloidal silica is added to the active glass to obtain stable active silica.
All of these are suitable as a solidifying material containing activated silicic acid used in the present invention.

【0032】水ガラスを脱アルカリ処理する場合、水ガ
ラスは水によって希釈されることが好ましい。これは脱
アルカリ処理により生成した活性珪酸がイオン交換樹脂
中でゲル化するのを防ぐためであり、さらには、安定な
活性珪酸を得るためである。
When the water glass is dealkalized, the water glass is preferably diluted with water. This is to prevent activated silicic acid generated by dealkalization from gelling in the ion exchange resin, and further to obtain stable activated silicic acid.

【0033】イオン交換樹脂を用いた脱アルカリ処理と
しては、カラム法が用いられる。カラム法はイオン交換
樹脂を塔に充填し、この中を水で希釈した水ガラスを通
過させて脱アルカリ処理を行う方法である。カラム法は
活性珪酸の製造に適しており、水で希釈された水ガラス
のシリカ濃度は、カラム法の場合10%以下が好まし
い。
A column method is used as the dealkalization treatment using an ion exchange resin. The column method is a method in which a column is packed with an ion exchange resin, and water glass diluted with water is passed through the column to carry out dealkalization treatment. The column method is suitable for producing activated silicic acid, and the silica concentration of water glass diluted with water is preferably 10% or less in the case of the column method.

【0034】イオン交換膜を用いた脱アルカリ処理とし
ては、電気透析法が用いられ、この場合、水で希釈され
た水ガラスのSiO2 濃度は2〜15%が好ましく、電
流密度は約3アンペア/dm2 程度が好ましい。
As the dealkalization treatment using an ion exchange membrane, an electrodialysis method is used. In this case, the water glass diluted with water preferably has a SiO 2 concentration of 2 to 15% and a current density of about 3 amperes. / Dm 2 is preferable.

【0035】本発明の脱アルカリシリカを含有する固結
材としては、単独でも固結するが、硬化剤、pH調整
剤、有害成分固定剤等を添加することができ、特に、セ
メントあるいはベントナイトとセメントをともに添加す
るのが好ましい。添加する硬化剤は溶液型の硬化剤でも
よいが、強度を必要とする場合には、懸濁型の硬化剤を
添加するのが好ましい。
The solidifying material containing the dealkalized silica of the present invention can be solidified by itself, but a hardening agent, a pH adjusting agent, a fixing agent for harmful components and the like can be added. It is preferable to add cement together. The curing agent to be added may be a solution type curing agent, but when strength is required, it is preferable to add a suspension type curing agent.

【0036】このような溶液型の硬化剤としては、無機
塩あるいは/およびアルカリ剤、酸性剤(これらの両者
はpH調整剤でもある)が挙げられる。このような無機
塩としては、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カル
シウム、塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム、硫酸
マグネシウム、等を挙げることができる。また、pH調
整剤としては、水ガラス、コロイダルシリカ、重炭酸ソ
ーダ、炭酸ソーダ等のアルカリ剤、塩酸、燐酸、硫酸、
燐酸ナトリウム等の酸性剤が挙げられる。さらに、懸濁
型硬化剤としては、セメント、石灰類(消石灰、生石
灰、ドロマイト)、石膏、スラグ等を挙げることができ
る。ベントナイトは水密性を付与するのに優れている。
Examples of such solution type curing agents include inorganic salts and / or alkaline agents and acidic agents (both of which are also pH adjusters). Examples of such inorganic salts include potassium chloride, sodium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, magnesium hydroxide, magnesium sulfate, and the like. Examples of the pH adjusting agent include water glass, colloidal silica, alkaline agents such as sodium bicarbonate, sodium carbonate, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid,
An acidic agent such as sodium phosphate can be used. Further, examples of the suspension type hardening agent include cement, limes (slaked lime, quick lime, dolomite), gypsum, slag and the like. Bentonite is excellent in imparting watertightness.

【0037】活性珪酸にアルカリ剤を添加した場合、弱
酸性〜中性領域ではゲル化促進するが、pHがアルカリ
領域に入るとゲル化が遅延する。また、無機塩を添加す
ることによりゲル化時間を促進することができる。
When an alkaline agent is added to activated silicic acid, gelation is promoted in the weakly acidic to neutral region, but gelation is delayed when the pH enters the alkaline region. Further, the gelling time can be promoted by adding an inorganic salt.

【0038】硬化剤の使用量は、配合液のゲル化時間に
より決定されるが、強度その他から決定された使用量に
よる配合液のゲル化時間が、所望するゲル化時間と異な
る場合には、pH調整剤によりゲル化時間を調整する。
The amount of the curing agent used is determined by the gelling time of the compounding liquid. If the gelling time of the compounding liquid is different from the desired gelling time depending on the amount used, which is determined from strength and other factors, The gelling time is adjusted with a pH adjuster.

【0039】配合液のpHは、ゲルの耐久性の点から、
好ましくは11以下、さらに好ましくは8以下である。
ただし、あまり酸性にすると、有害金属が十分固定され
ない場合もあるので、有害金属を含む有害物の場合に
は、有害金属の種類によって配合液のpHが制約を受け
ることもある。
From the viewpoint of gel durability, the pH of the mixed solution is
It is preferably 11 or less, more preferably 8 or less.
However, if the acid is made too acidic, the harmful metal may not be sufficiently fixed in some cases. Therefore, in the case of a harmful substance containing the harmful metal, the pH of the mixed solution may be restricted depending on the type of the harmful metal.

【0040】さらに、有害物に対する固結材の使用量
は、固定化の方法および所望する固化物の強度、透水性
(有害物の溶脱について考慮する場合、透水性が小さい
方が好ましい)により適宜選択できるが、有害物と混合
して固定させる場合には、有害物100部に対し固結材
5部以上、好ましくは20部以上であり、固結材を注入
固化させる場合には、有害物100部に対し5部以上好
ましくは30部以上である。
Further, the amount of the solidifying material to be used for the harmful substances is appropriately determined depending on the method of immobilization, the desired strength of the solidified product, and the water permeability (the smaller water permeability is preferable when considering the leaching of the harmful substances). It can be selected, but when mixed with a harmful substance and fixed, it is 5 parts or more, preferably 20 parts or more, of the solidifying material to 100 parts of the harmful substance. It is 5 parts or more, preferably 30 parts or more per 100 parts.

【0041】本発明に用いられる有害成分固定剤とは、
有害成分を化学反応により固定あるいは固体に吸着させ
て固形化するものであり、キレート剤、セメント、石灰
類、硫酸第一鉄、硫化ナトリウム、チオ尿素等が挙げら
れる。
The harmful component fixing agent used in the present invention is
It is a substance that is fixed by a chemical reaction or adsorbed to a solid by a chemical reaction to be solidified, and examples thereof include a chelating agent, cement, limes, ferrous sulfate, sodium sulfide, and thiourea.

【0042】キレート剤としては、ピロリジン系硫黄化
合物、イミン系硫黄化合物、カルバミン酸系硫黄化合物
のような液体キレート剤、イミノプロピオン酸型、ジチ
ゾン型、チオユリア型、チオール型、燐酸型等のキレー
ト樹脂が挙げられる。特に、ピロリジン系硫黄化合物
は、pHの広い範囲で使用することができ、微生物によ
り分解されにくく、魚類を使用した無害性試験では生体
に無害であるため、本発明で使用するキレート剤として
好ましい。しかも、本発明の脱アルカリシリカを使用し
た固結材を併用することにより、ゲル化した固結物には
遊離の水がないためキレート剤は微生物により分解され
にくくなる。
Examples of the chelating agent include liquid chelating agents such as pyrrolidine-based sulfur compounds, imine-based sulfur compounds and carbamic acid-based sulfur compounds, and iminopropionic acid-type, dithizone-type, thiourea-type, thiol-type and phosphoric acid-type chelating resins. Is mentioned. In particular, the pyrrolidine-based sulfur compound is preferable as a chelating agent used in the present invention because it can be used in a wide pH range, is hardly decomposed by microorganisms, and is harmless to the living body in the harmlessness test using fish. Moreover, by using the solidifying material containing the dealkalized silica of the present invention together, since the gelled solidified material has no free water, the chelating agent is less likely to be decomposed by microorganisms.

【0043】セメントは有害物を固化して水への溶解を
阻止する。セメントは有害成分固定剤としてばかりでな
く、脱アルカリシリカの硬化剤としても有効である。こ
のようなセメントとしてはポルトランドセメント、高炉
セメント、アルミナセメント、シリカセメント等があ
り、粒径に着目すると、普通セメント、コロイドセメン
ト、超微粒子セメント等が挙げられ、固定する有害物お
よび固定方法により適宜選択できるが、混合固化させる
場合には、普通セメントが好ましく、地盤に注入する場
合にはコロイドセメント、超微粒子セメントが好まし
い。
Cement solidifies harmful substances and prevents them from dissolving in water. Cement is effective not only as a fixing agent for harmful components but also as a curing agent for dealkalized silica. Such cements include Portland cement, blast furnace cement, alumina cement, silica cement and the like, and when focusing on the particle size, ordinary cement, colloidal cement, ultrafine particle cement, etc. are mentioned. Although it can be selected, ordinary cement is preferable when mixed and solidified, and colloidal cement and ultrafine particle cement are preferable when injected into the ground.

【0044】また、固形分が少なく、水含量が多い有害
物を処理する場合には、全体が固結する必要はなく、少
量の脱アルカリシリカ、有害成分固定剤としてセメント
を添加し、必要に応じてさらにキレート剤を添加して、
有害成分を沈澱除去する方法が好ましい。その場合に
は、有害物100部に対し、脱アルカリシリカは0.1〜
5部、セメントは0.1〜10部が好ましい。
Further, when treating a harmful substance having a low solid content and a high water content, it is not necessary to solidify the whole, and a small amount of dealkalized silica and cement as a harmful component fixing agent may be added to make it necessary. Add a chelating agent accordingly,
A method for removing harmful components by precipitation is preferable. In that case, dealkalized silica is 0.1 to 100 parts of harmful substances.
5 parts and 0.1-10 parts of cement are preferable.

【0045】有害成分固定剤のうちキレート剤は、水に
溶解している金属イオンを捕捉し、再度水に溶解しない
ようにする働きを有する。例えば、キレート剤を使用す
る場合には、キレート剤、セメント、凝集剤さらに必要
に応じてpH調整剤を添加し加湿混練する方法がある。
ただし、これだけではpHの変化で重金属が溶出した
り、重金属以外の塩類が溶出する可能性があるので、さ
らに脱アルカシリカを含有する固結材で固化させる方が
好ましい。
Among the fixing agents for harmful components, the chelating agent has a function of capturing metal ions dissolved in water and preventing them from being dissolved again in water. For example, in the case of using a chelating agent, there is a method of adding a chelating agent, cement, a coagulant and, if necessary, a pH adjusting agent and then kneading with humidification.
However, since the heavy metal may be eluted or salts other than the heavy metal may be eluted due to the pH change only with this, it is preferable to further solidify with a solidifying material containing dealkalized silica.

【0046】なお、重金属以外の塩類の溶出について
は、それにより二次公害もなく、固結物が劣化しない程
度のものであればかまわない。
It should be noted that the salts other than heavy metals may be eluted as long as they do not cause secondary pollution and the solidified matter does not deteriorate.

【0047】また、消石灰は水に溶解している金属イオ
ンを水酸化物にして沈澱とする働きを有するが、有害成
分の除去は不完全であるので、キレート剤等を併用する
のが好ましい。
Further, slaked lime has a function of converting metal ions dissolved in water into hydroxide to form a precipitate, but since removal of harmful components is incomplete, it is preferable to use a chelating agent or the like together.

【0048】本発明は非揮発性の有害物の固定に適して
いるが、これらの有害物としては、 重金属等の有害金属を含有する汚染土壌、土木工事
で発生する廃泥土、焼却灰、汚泥、すなわち、上・
下水汚泥および河川床に堆積したヘドロ等、その他の
産業廃棄物等が挙げられる。
The present invention is suitable for fixing non-volatile harmful substances, and these harmful substances include contaminated soil containing harmful metals such as heavy metals, waste mud generated in civil engineering work, incinerated ash and sludge. , That is, above
Other industrial wastes such as sewage sludge and sludge accumulated on the river bed are included.

【0049】なお、ここで非揮発性の意味は、常温にお
いてそれ単独で存在する場合に、容易に揮発(蒸散)す
る有機溶剤等の有機系有害物以外を意味している。
The term "non-volatile" means other than organic harmful substances such as an organic solvent which easily volatilizes (evaporates) when it exists alone at room temperature.

【0050】焼却灰としては、生活廃棄物(生ゴミ)、
上・下水汚泥、製紙スラッジ等の焼却灰等が挙げられ、
特に、製紙スラッジには有害金属が含有されているの
で、このような有害物を処理する場合には、本発明の固
結材にキレート剤を併用するのが好ましい。
As incinerated ash, domestic waste (raw garbage),
Examples include wastewater from sewage sludge and incineration ash from paper sludge.
In particular, since papermaking sludge contains harmful metals, it is preferable to use a chelating agent in combination with the binder of the present invention when treating such harmful substances.

【0051】その他の産業廃棄物としては、建設副産物
が挙げられ、掘削残土のように人体には有害な物質を含
有していなくても、廃棄した場合には産業廃棄物として
取り扱われるものがある。このようなものは本発明の脱
アルカリシリカあるいはそれを含有する固結材を適用し
て脱水、固化することにより再利用することができる。
Other industrial wastes include construction by-products, and some of them are treated as industrial wastes when they are discarded even if they do not contain substances harmful to the human body such as excavated soil. . Such a material can be reused by applying the dealkalized silica of the present invention or a binder containing the same, dehydrating and solidifying.

【0052】どのような有害物の固定法を採用するか
は、該有害物の有害性(毒性)、形状、数量、処分場所
等々によって適宜選択されるが、有害物と脱アルカリシ
リカを含有する固結材を混合して全体を固化させる方法
は、産業廃棄物や土木工事で発生する廃泥土に適用され
るのが好ましい。
The method of fixing harmful substances is appropriately selected depending on the harmfulness (toxicity) of the harmful substances, shape, quantity, disposal site, etc., but the harmful substances and dealkalized silica are contained. The method of mixing the solidifying material to solidify the whole is preferably applied to industrial waste or waste mud generated in civil engineering work.

【0053】固結材と有害成分固定剤、特に、キレート
剤を併用することにより、有害物の固定が確実となり、
再溶出の危惧も解消される。キレート剤は予め有害物と
接触させた後、固結材で固化させることもできるし、キ
レート剤と固結材と混合して適用することもできる。
By using a solidifying material and a harmful component fixing agent, especially a chelating agent, the fixing of harmful substances can be ensured,
The fear of re-dissolution is also resolved. The chelating agent may be contacted with a harmful substance in advance and then solidified with a solidifying material, or the chelating agent and the solidifying material may be mixed and applied.

【0054】特に、注入材を注入固化させる方法は、従
来の地盤改良工法とは異なり、有害物の固化が確実でな
ければならず、浸透性が良好で、耐久性の固結材を使用
することはもちろんのこと、その使用量および注入工法
も確実性のある方法を採用する必要がある。
In particular, the method of injecting and solidifying the injecting material must be different from the conventional ground improvement construction method in that it must ensure the solidification of harmful substances, has good permeability and is durable. Needless to say, it is necessary to adopt a reliable method for the amount used and the injection method.

【0055】したがって、固結材を注入する場合には、
必要に応じてキレート剤を使用することはもちろんのこ
と、コロイダルシリカを併用して、有害物固定の確実性
を高めることもできる。
Therefore, when injecting the solidifying material,
A chelating agent may be used if necessary, and colloidal silica may be used together to enhance the certainty of fixing harmful substances.

【0056】また、そのような上記の注入工法として
は、二重管ダブルパッカー工法や、その他任意の注入工
法を用いることができる。さらに、固結材の浸透が十分
でない場合には、注入と攪拌翼を有する混合装置による
混合により、有害物および固結材を混合、固化させる方
法も採用することができる。
As such an injection method, a double pipe double packer method or any other injection method can be used. Further, when the solidifying agent is not sufficiently permeated, a method of mixing and solidifying the harmful substances and the solidifying agent by pouring and mixing with a mixing device having a stirring blade can also be adopted.

【0057】また、脱アルカリシリカを含有する固結材
で不透水層からなる遮蔽層を形成する方法は、クロムや
水銀等の重金属を含有する汚染土壌に適用されるのが好
ましい。特に、確実に汚染物質を隔離、管理する場合に
は、脱アルカリシリカを含有する固結材で不透水層とさ
れた遮蔽層、ゴムシート、ポリ塩化ビニール、高密度ポ
リエチレンに代表される工場成形の遮水シート類および
粘性土層の3層構造からなる遮水層を有する有害物処分
場を予め構築し、その内部に有害物を封止する方法が適
用される。
Further, the method of forming the shielding layer composed of the impermeable layer with the solidifying material containing dealkalized silica is preferably applied to the contaminated soil containing heavy metals such as chromium and mercury. In particular, in order to reliably isolate and manage pollutants, factory molding represented by a shielding layer, rubber sheet, polyvinyl chloride, and high-density polyethylene, which is an impermeable layer made of a solidifying material containing dealkalized silica. A method for pre-constructing a hazardous material disposal site having a water-impermeable layer composed of a three-layer structure of water-impermeable sheets and a cohesive soil layer, and sealing harmful substances inside is applied.

【0058】なお、ここに遮水層や遮蔽壁とは、有害物
の拡散を遮断するための連続した止水壁であり、あるい
は予め不透水性合成樹脂膜や遮水層に沿って土中に注入
管を設けておき、遮水層が破損した場合、その注入管か
ら注入してもよい。その厚さは5cm以上、好ましくは3
0cm以上であり、その透水係数は好ましくは10-5(cm
/sec) のオーダー以下、さらに好ましくは10-6のオー
ダー以下であり、強度は一軸圧縮強度でほぼ0.2kgf/cm
2 以上あればよい。
The impermeable layer and the impermeable wall are continuous impermeable walls for blocking the diffusion of harmful substances, or the impermeable synthetic resin film and impermeable layer are preliminarily provided in the soil. It is also possible to provide an injection pipe in and to inject it from the injection pipe when the water shield layer is damaged. Its thickness is 5 cm or more, preferably 3
It is 0 cm or more, and its water permeability is preferably 10 -5 (cm
/ sec) or less, more preferably 10 -6 or less, and the strength is approximately 0.2 kgf / cm in uniaxial compressive strength.
There should be two or more.

【0059】この場合、固結材にベントナイト、粘土、
陶土、セメント等を添加して、遮蔽壁の水密性を高める
ことができる。例えば、セメント−ベントナイト懸濁液
と脱アルカリシリカをセメント10〜20%、ベントナ
イト3〜10%、脱アルカリシリカ2〜30%となるよ
うに混合した固結材を填充しながら溝を掘削し、あるい
は掘削した溝の中に固結材を填充して0.2〜2mの遮蔽
壁を築造するのである。このようにすることにより、該
遮蔽壁の透水係数は10-6〜10-7のオーダーとするこ
とができるのである。
In this case, bentonite, clay,
The watertightness of the shielding wall can be increased by adding clay, cement or the like. For example, a groove is excavated while filling a cement-bentonite suspension and dealkalized silica mixed so as to be 10 to 20% of cement, 3 to 10% of bentonite, and 2 to 30% of dealkalized silica. Alternatively, a cement material is filled in the excavated trench to construct a 0.2-2 m shield wall. By doing so, the water permeability of the shielding wall can be in the order of 10 −6 to 10 −7 .

【0060】なお、本発明の固結材はこのような最終処
分場に適用する場合には、さらに底部のシートを対象と
した補修も可能な漏水検知システムを組み込むこともで
きる。
When the solidifying material of the present invention is applied to such a final disposal site, it is possible to further incorporate a water leakage detection system capable of repairing the bottom sheet.

【0061】最終処分場を構築する方法について詳述す
ると、まず、凹地の斜面および底面に遮水シートを張
り、次いで粘性土あるいは現地発生土とベントナイトを
混合したものを転圧して不透水層を形成した後、遮水シ
ートの外側あるいは内側に脱アルカリシリカを主成分と
する固結材を注入固化して不透水層とするのである。さ
らに必要に応じてその外側には地下水集排水管を設置し
て漏水の検知をできるようにする。あるいは遮水シート
の外側に注入管を敷設しておいて、漏水を検知した時点
で本固結材を注入してもよい。
The method of constructing the final disposal site will be described in detail. First, a water impervious sheet is put on the slope and bottom of the depression, and then a mixture of cohesive soil or locally generated soil and bentonite is compacted to form an impermeable layer. After being formed, a solidifying material containing dealkalized silica as a main component is injected and solidified outside or inside the water-impervious sheet to form an impermeable layer. If necessary, a groundwater collection and drainage pipe will be installed on the outside to detect water leakage. Alternatively, an injection pipe may be laid outside the water-blocking sheet, and the solidifying material may be injected at the time when water leakage is detected.

【0062】本発明は注入の他に混合方法や凝集方法を
用いることができるが、混合方法は、有害物と本発明の
固結材および必要に応じて、キレート剤、セメント等を
含有する有害成分固定剤を混合し、有害成分を固定させ
る方法であり、凝集方法は、有害物の水分含量が多い場
合に適用される方法であり、本発明の方法によれば凝集
物が有害成分を確実に固定していることと、形成された
フロックが粗大で沈降し易く、脱水され易いことであ
る。
In the present invention, a mixing method or an aggregating method can be used in addition to the injection. The mixing method is a harmful method containing a harmful substance and the solidifying material of the present invention and, if necessary, a chelating agent, cement and the like. This is a method of fixing a harmful component by mixing a component fixative, and the aggregating method is a method applied when the moisture content of the harmful substance is high. According to the method of the present invention, the agglomerate ensures the harmful component. That is, the formed flocs are coarse and easily settled and easily dehydrated.

【0063】本発明で処理される有害物がカドミウム、
クロム等の有害金属を含有している場合には脱アルカリ
シリカおよびキレート剤で該金属を固定し、その後さら
に脱アルカリシリカを含有する固結材により全体を固化
させてもよい。
The harmful substances treated in the present invention are cadmium,
When a harmful metal such as chromium is contained, the metal may be fixed with dealkalizing silica and a chelating agent, and thereafter the whole may be solidified with a solidifying material containing dealkalizing silica.

【0064】また、有害物が水を多く含むヘドロ、製紙
スラッジ等の場合には、前処理により水分を少なくした
方がよく、少量のセメントおよび脱アルカリシリカを加
えて大きなフロックを形成、沈澱させ、必要に応じて、
遠心分離法、フイルタープレス法等により脱水して有害
物の容積を減少させた後、さらに本発明の固化させる方
法(混合法)を適用するのが好ましい。
When the harmful substances are sludge containing a large amount of water, paper sludge, etc., it is better to reduce the water content by pretreatment, and a small amount of cement and dealkalized silica are added to form and precipitate large flocs. ,If necessary,
It is preferable to apply the method of mixing (mixing method) of the present invention after the volume of harmful substances is reduced by dehydration by a centrifugal separation method, a filter press method or the like.

【0065】また、本発明の混合法によれば、脱アルカ
リシリカの硬化剤あるいは有害成分固定剤としてセメン
トを使用することにより、強度の大きな固結物が得られ
ることである。
Further, according to the mixing method of the present invention, a cement having a high strength can be obtained by using cement as a curing agent for dealkalized silica or a fixing agent for harmful components.

【0066】本発明の脱アルカリシリカを含有する固結
材を注入あるいは混合によって得られる硬化物は、止水
性が高く、透水係数では10-5cm/sec以上であり、セメ
ント等を硬化剤に使用した場合には10-7cm/sec程度と
もなるのであり、硬化物は体積変化も殆どなく、強度も
大きくすることができ、しかも固結物から成分の溶脱が
殆どないため耐久性に優れているのである。
The hardened product obtained by injecting or mixing the solidifying material containing dealkalized silica of the present invention has a high water-stopping property and a water permeability coefficient of 10 -5 cm / sec or more, and cement or the like is used as a hardening agent. When it is used, it is about 10 -7 cm / sec, and the cured product has almost no volume change and can be increased in strength, and moreover, there is almost no leaching of components from the solidified product, which is excellent in durability. -ing

【0067】有害物が浚渫土や建設残土の場合には、利
用目的に応じた強度に固化処理した後、改良土として護
岸背面の盛土、埋め戻し等に使用できる。
When the harmful substance is dredged soil or construction residual soil, it can be used as an improved soil for embankment on the back of the seawall, backfilling, etc. after solidifying to a strength according to the purpose of use.

【0068】[0068]

【発明の実施例】以下、本発明を実施例によって詳述す
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0069】1.使用材料 (1)脱アルカリシリカ(活性珪酸) 表1の組成のものを使用した。1. Material used (1) Dealkalized silica (active silicic acid) The composition shown in Table 1 was used.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】・表1中、No.4はNo.3の脱アルカリシリカ
を製造1週間後、再度イオン交換樹脂で脱アルカリ処理
した。 ・No.5は旭電化工業(株)製コロイダルシリカを用い
た。
In Table 1, No. 4 was No. 3 dealkalized silica, and after one week, it was dealkalized again with an ion exchange resin. -No. 5 used colloidal silica manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.

【0072】・No.1の脱アルカリシリカは3号水ガラス
の水希釈液をイオン交換樹脂で処理して、pH=2.8の
活性珪酸をつくり、3号水ガラスでpH調整した。
The No. 1 dealkalized silica was prepared by treating a water dilution of No. 3 water glass with an ion exchange resin to produce activated silicic acid having a pH of 2.8 and adjusting the pH with No. 3 water glass.

【0073】(2)以下の薬品については工業用および
試薬グレードを使用した。 塩化カリウム:工業用 重クロム酸ソーダ:試薬1級 塩化鉛:試薬1級
(2) The following chemicals were used in industrial grade and reagent grade. Potassium chloride: Sodium dichromate for industrial use: Reagent first grade Lead chloride: Reagent first grade

【0074】(3)普通セメント 普通ポルトランドセメントを使用した。(3) Ordinary cement Ordinary Portland cement was used.

【0075】(4)キレート剤 オリトールS−3000 オリエンタル技研工業(株)
(4) Chelating agent Oritol S-3000 Oriental Giken Industry Co., Ltd.
Made

【0076】(5)酸性シリカゾル 水ガラス−硫酸系であって、pH:1.8、SiO2
度:8.9%、ゲル化時間:約50時間の酸性シリカゾル
(5) Acidic silica sol A water glass-sulfuric acid system, pH: 1.8, SiO 2 concentration: 8.9%, gelling time: about 50 hours

【0077】(6)水ガラス 3号水ガラス 比重(20℃)1.39、SiO2 29.2
%、Na2 O9.5%モル比3.17のJIS3号水ガラス
(6) Water glass No. 3 water glass Specific gravity (20 ° C.) 1.39, SiO 2 29.2
%, Na 2 O 9.5% Molar ratio 3.17 JIS No. 3 water glass

【0078】(7)スラグ 比表面積15,000cm2/gの水砕スラグを使用した。(7) Slag A water granulated slag having a specific surface area of 15,000 cm 2 / g was used.

【0079】実施例1および比較例1 汚染土壌に脱アルカリシリカを含有する固結材を注入し
て有害金属を固定したものを実施例1とし、注入前のデ
ータを比較例1とする。
Example 1 and Comparative Example 1 A contaminated soil in which a consolidating material containing dealkalized silica was injected to fix harmful metals was taken as Example 1 and the data before the injection was taken as Comparative Example 1.

【0080】実施例1 6価クロムで汚染された工場跡地に、脱アルカリシリカ
および硬化剤からなる表2に記載した配合(400l)
の固結材を注入した。注入率は35%とし、注入圧5kg
f/cm2 、注入速度20l/分で注入した。汚染土壌の周
辺2mまでを対象として、GL−6.0m〜−15.5mを
処理した。注入は1m間隔でマス目状に注入した。
Example 1 Formulation (400 l) shown in Table 2 consisting of dealkalized silica and a curing agent was added to a site of a plant contaminated with hexavalent chromium.
Of the solidified material was injected. Injection rate is 35%, injection pressure 5kg
Injection was performed at f / cm 2 and an injection rate of 20 l / min. GL-6.0m to -15.5m was treated for up to 2m around the contaminated soil. The injection was performed in 1 m intervals in a square shape.

【0081】注入処理した箇所に掘削した観測井から1
週間後に採取した水のpHは7.5、クロム濃度は1ppm
であった。さらに1ケ月後測定したところ、pHは6.
2、クロム濃度は0.04ppm となっていた。また、注入
箇所のN値は18であり、揚水法による透水試験で得ら
れた透水係数は3.5×10-5cm/secであった。
From observation wells excavated at the location where injection was performed 1
The pH of the water collected after a week is 7.5 and the chromium concentration is 1 ppm
Met. After another month, the pH was 6.
2. Chromium concentration was 0.04ppm. The N value at the injection site was 18, and the water permeability coefficient obtained by the water permeability test by the pumping method was 3.5 × 10 −5 cm / sec.

【0082】[0082]

【表2】 [Table 2]

【0083】・脱アルカリシリカはNo.1(表1に記載)
を使用した。 ・この強度は豊浦標準砂で作成したサンドゲルの強度で
ある。
No. 1 for dealkalized silica (listed in Table 1)
It was used.・ This strength is the strength of sand gel made from Toyoura standard sand.

【0084】比較例1 注入前に同上観測井とほぼ同じ箇所から採取した水のp
Hは3.4、クロム濃度は150ppm であった。また、注
入予定箇所のN値は12であり、同上の方法で測定した
結果、透水係数は8.6×10-3cm/secであった。
Comparative Example 1 Before injection, p of water taken from almost the same place as the observation well
H was 3.4 and the chromium concentration was 150 ppm. Further, the N value at the planned injection site was 12, and the water permeability was 8.6 × 10 −3 cm / sec as a result of measurement by the same method.

【0085】実施例2および比較例2、3 標準砂を用いて汚染土壌を調製した。標準砂1,000g
に六価クロムを1,000ppm 量(重クロム酸ソーダを水
200mlに溶解した液を使用)添加したものに、下記配
合で脱アルカリシリカ(表1のNo.1を使用)、普通セメ
ント、キレート剤を添加し、磁性ボールで2分間混合
後、直径50mm、高さ50mmの型に押し込み、24時間
後脱型した。これを粉砕して「産業廃棄物に含まれる有
害物質の検出方法(環境庁告示第13号)」に準じてC
6+の溶出試験を行った。同様に脱アルカリシリカを使
用しない配合について、同条件で試験を行い、比較例と
した。その結果は表3のとおりである。
Example 2 and Comparative Examples 2 and 3 Contaminated soil was prepared using standard sand. Standard sand 1,000g
Hexavalent chromium in an amount of 1,000 ppm (using a solution of sodium dichromate dissolved in 200 ml of water) was added to the following formula, and dealkalized silica (using No. 1 in Table 1), ordinary cement, chelate After the agent was added and mixed with a magnetic ball for 2 minutes, the mixture was pressed into a mold having a diameter of 50 mm and a height of 50 mm, and the mold was removed after 24 hours. Crush this and according to "Detection method of hazardous substances contained in industrial waste (Environment Agency Notification No. 13)"
A dissolution test of r 6+ was performed. Similarly, a test was conducted under the same conditions for a formulation not using dealkalized silica, which was used as a comparative example. The results are shown in Table 3.

【0086】[0086]

【表3】 [Table 3]

【0087】実施例3 塩化鉛を水に溶解してPb2+イオン濃度500ppm の溶
液を調製した。この溶液1,000mlに普通セメント10
g、脱アルカリシリカ(表1のNo.1を使用)10mlとを
添加混合し、静置した。液中には粗大なフロックが形成
され、約20分で沈降し上澄み液は透明となった。上澄
み液を採取し、残留するPb2+イオンを測定したとこ
ろ、0.01ppm 以下であった。同様にして表1のNo.4お
よびNo.5の脱アルカリシリカを使用したところ、上澄液
の残留Pb2+イオンはそれぞれ0.02ppm と0.03ppm
となり、溶出試験の結果はいずれもND(検出せず)で
あった。
Example 3 Lead chloride was dissolved in water to prepare a solution having a Pb 2+ ion concentration of 500 ppm. 10 ml of ordinary cement in 1,000 ml of this solution
g and 10 ml of dealkalized silica (using No. 1 in Table 1) were added and mixed, and the mixture was allowed to stand. Coarse flocs were formed in the liquid, which sedimented in about 20 minutes and the supernatant liquid became transparent. When the supernatant was collected and the residual Pb 2+ ion was measured, it was 0.01 ppm or less. Similarly, when No. 4 and No. 5 dealkalized silicas in Table 1 were used, the residual Pb 2+ ions in the supernatant were 0.02 ppm and 0.03 ppm, respectively.
The results of the dissolution test were all ND (not detected).

【0088】また、上記方法で得られた沈澱を脱水した
後、その100gに普通セメント5g、脱アルカリシリ
カ2mlの割合で添加し、実施例2の方法と同様にしてP
2+イオンの溶出試験を行ったところ、Pb2+イオンの
溶出量はND(検出せず)であった。
After dehydrating the precipitate obtained by the above method, 5 g of ordinary cement and 2 ml of dealkalized silica were added to 100 g of the precipitate, and P was added in the same manner as in Example 2.
When a b 2+ ion elution test was conducted, the elution amount of Pb 2+ ions was ND (not detected).

【0089】実施例4 河川底に堆積していたヘドロ(含水比180、細粒分9
8%)5.0kgを、水35lに分散させた。得られたヘド
ロ希釈液8kgに対し、普通セメント120g、脱アルカ
リシリカ(No.2)80mlの割合で加え、充分攪拌してヘ
ドロを凝集沈降させたところ、得られた上澄み液は透明
になった。また、沈降物を布製袋に入れ、人力で圧搾し
たところ、固形分の含水比は98%となった。また、同
固形分の圧縮強度を7日後に測定したところ9.7kgf/cm
2 であった。なお、本実施例で使用したと同じヘドロを
上記布製袋に入れ、同様に圧搾したが、全く脱水するこ
とはできなかった。
Example 4 Sludge deposited on the river bottom (water content ratio 180, fine grain content 9
5.0% (8%) was dispersed in 35 l of water. When 8 g of the diluted sludge obtained was added with 120 g of ordinary cement and 80 ml of dealkalized silica (No. 2), the sludge was coagulated and settled with sufficient stirring, and the obtained supernatant became transparent. . Further, when the sediment was put in a cloth bag and squeezed manually, the water content of the solid content was 98%. The compressive strength of the same solid content was measured after 7 days and found to be 9.7 kgf / cm.
Was 2 . The same sludge used in this example was put in the cloth bag and squeezed similarly, but it could not be dehydrated at all.

【0090】実施例5 脱アルカリシリカを含有する固結材により不透水層から
なる遮蔽壁としての性能を評価するために、以下の試験
を行った。すなわち、実施例1の配合を用いて、豊浦標
準砂で5φ×10cmのサンドゲルを作成し、長期強度お
よびシリカの溶脱を測定した。
Example 5 The following test was conducted to evaluate the performance as a shielding wall composed of an impermeable layer with a solidifying material containing dealkalized silica. That is, using the formulation of Example 1, a sand gel of 5φ × 10 cm was prepared with Toyoura standard sand, and the long-term strength and the leaching of silica were measured.

【0091】養生条件は、サンドゲル3本を2lの水に
浸漬し、室温に放置した。強度の測定は所定日数後に行
い、シリカの溶脱の測定ははじめの1ケ月については週
1回とし、その後は月1回とし、測定のつど養生水を全
量交換した。表中のシリカの溶脱率は累計値である。強
度の測定は、土質工学会基準の「土の一軸圧縮試験方
法」に準じて行った。その結果は表4のとおりである。
As for curing conditions, three sand gels were immersed in 2 l of water and left at room temperature. The strength was measured after a predetermined number of days, and the leaching of silica was measured once a week for the first month and then once a month, and the curing water was completely exchanged each time. The silica leaching rates in the table are cumulative values. The strength was measured according to the “Soil Uniaxial Compression Test Method” of the Society of Soil Engineering. The results are shown in Table 4.

【0092】[0092]

【表4】 [Table 4]

【0093】実施例6および比較例4〜6 有害物を固結した硬化物の耐久性をみるために、6価ク
ロムで汚染された工場跡地を掘削して得た土壌(シルト
砂)と脱アルカリシリカ(No.1を使用)配合液とを混合
固化させ、ゲル化時間、強度、シリカの溶脱を測定し
た。
Example 6 and Comparative Examples 4 to 6 In order to examine the durability of a cured product obtained by consolidating harmful substances, soil (silt sand) obtained by excavating a factory site contaminated with hexavalent chromium and demineralization were obtained. Alkali silica (using No. 1) was mixed and solidified, and gel time, strength, and silica leaching were measured.

【0094】土壌と配合液の混合比率は100:25
(重量)である。土壌と配合液を混合後、5φ×10cm
のモールドに流し込み硬化させた。残った液を静置し竹
串を刺してゲル化時間を測定した( 土中ゲルタイム法)
。また、硬化物は1日後脱型し、実施例5と同様にし
て強度およびシリカの溶脱を測定した。
The mixing ratio of soil and liquid mixture is 100: 25.
(Weight). After mixing the soil and the mixed solution, 5φ x 10 cm
It was poured into a mold and cured. The remaining liquid was allowed to stand and the bamboo skewers were stabbed to measure the gelation time (soil gel time method)
. The cured product was demolded after 1 day, and the strength and leaching of silica were measured in the same manner as in Example 5.

【0095】また、透水試験は以下の方法で行った。上
記硬化物を金属製円筒容器の中央に鉛直に立て、周囲に
ベントナイトを隙間がないように詰める。次に、この円
筒容器の上下面に砂利を挟んで蓋をし、0.5kgf/cm2
水頭圧で連続透水した。
Further, the water permeability test was conducted by the following method. The cured product is placed vertically in the center of a metal cylindrical container, and bentonite is packed in the periphery so that there is no gap. Next, the upper and lower surfaces of this cylindrical container were covered with gravel sandwiched between them, and water was continuously permeated at a head pressure of 0.5 kgf / cm 2 .

【0096】配合およびその結果は表5のとおりであ
る。また、酸性シリカゾル、水ガラスを使用した配合液
および普通セメントを単独で使用した液についても同様
に実験を行い、比較例とした。
The formulations and the results are shown in Table 5. Further, the same experiment was carried out on a compounded solution using acidic silica sol, water glass and a solution using ordinary cement alone, and used as a comparative example.

【0097】[0097]

【表5】 [Table 5]

【0098】・比較例4では、ゲル化時間を長くし、均
一のゲルを得るため重曹を添加した。 ・比較例6は1液であり、ゲル化時間はない。
In Comparative Example 4, baking soda was added to prolong the gelation time and obtain a uniform gel. -Comparative example 6 is 1 liquid and there is no gel time.

【0099】[0099]

【発明の効果】本発明にかかる活性珪酸を使用する有害
物の固定法は、以下のような効果を発揮する。
The method of fixing harmful substances using the active silicic acid according to the present invention exhibits the following effects.

【0100】(1)水に溶解している有害金属を不溶性
の沈澱とする。脱アルカリシリカと有害金属が結合する
が、キレート剤を併用することにより、有害金属をさら
に確実に固定、除去することができる。
(1) A harmful metal dissolved in water is treated as an insoluble precipitate. The dealkalized silica and the harmful metal are bound to each other, but by using the chelating agent together, the harmful metal can be more reliably fixed and removed.

【0101】(2)水を多く含有している有害物を固化
し、取り扱い性をよくする。脱アルカリシリカと有害金
属が結合するが、セメントを併用することにより、フロ
ック状沈澱として有害金属を除去することができる。
(2) A harmful substance containing a large amount of water is solidified to improve handleability. Although the dealkalized silica and the harmful metal are bonded, the harmful metal can be removed as a floc-like precipitate by using cement in combination.

【0102】(3)有害物を固化あるいは遮蔽壁により
隔離することにより環境を汚染しない。土中の有害物も
注入工法により固化することができる。さらに、有害物
が発生する以前に有害物の処理(隔離)施設を構築する
ことができる。
(3) The environment is not polluted by solidifying harmful substances or separating them by a shielding wall. Poisonous substances in the soil can also be solidified by the pouring method. Furthermore, it is possible to construct a facility for treating (isolating) harmful substances before they occur.

【0103】(4)掘削残土等の有害物を再利用できる
ようにする。有害物中の水分を減らし、さらに固化させ
た場合には、得られた泥土はある程度の強度を有してお
り(必要に応じて強度を大きくすることができる。)再
利用することができる。
(4) To make it possible to reuse harmful substances such as excavated soil. When the water content in the harmful substances is reduced and further solidified, the obtained mud has a certain strength (the strength can be increased if necessary) and can be reused.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−113634(JP,A) 特開 平8−183956(JP,A) 特開 平11−61124(JP,A) 特開 平8−109378(JP,A) 特開 平7−166532(JP,A) 特開 平10−137716(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 3/12 B09B 3/00 B09C 1/02 B09C 1/08 C02F 11/00 101 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-10-113634 (JP, A) JP-A-8-183956 (JP, A) JP-A-11-61124 (JP, A) JP-A-8-109378 (JP , A) JP 7-166532 (JP, A) JP 10-137716 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) E02D 3/12 B09B 3/00 B09C 1/02 B09C 1/08 C02F 11/00 101

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 人体および/または環境に悪影響を及ぼ
す有害物を有する地盤に、水ガラスをイオン交換樹脂ま
たはイオン交換膜で処理して得られた脱アルカリシリカ
を含有する固結材を注入して該有害物を固定してなり、
前記脱アルカリシリカが有害物金属と反応して固定する
能力を有する活性珪酸からなり、前記有害物が重金属等
の有害金属を含有する汚染土壌、土木工事で発生する廃
泥土、産業廃棄物、焼却灰または汚泥であることを特徴
とする地盤中の有害物の固定方法。
1. A solid material containing dealkalized silica obtained by treating water glass with an ion exchange resin or an ion exchange membrane is injected into the ground having harmful substances that adversely affect the human body and / or the environment. And fix the harmful substances,
The dealkalized silica is composed of activated silicic acid having the ability to react with and immobilize harmful metals, and the harmful substances contain contaminated soil containing harmful metals such as heavy metals, waste mud generated in civil engineering work, industrial waste, and incineration. A method for fixing harmful substances in the ground characterized by being ash or sludge.
【請求項2】 請求項1において、前記固結材に有害成
分固定剤を併用する請求項1に記載される地盤中の有害
物の固定方法。
2. The method of fixing harmful substances in the ground according to claim 1, wherein a fixing agent for harmful components is used in combination with the solidifying material.
【請求項3】 請求項2において、有害成分固定剤がキ
レート剤および粘土系鉱物の群から選択される請求項2
に記載される地盤中の有害物の固定方法。
3. The method according to claim 2, wherein the harmful component fixing agent is selected from the group of chelating agents and clay minerals.
Method for fixing harmful substances in the ground described in.
【請求項4】 請求項1において、前記固結材に硬化剤
を併用する請求項1に記載される地盤中の有害物の固定
方法。
4. The method for fixing harmful substances in the ground according to claim 1, wherein a hardening agent is used in combination with the solidifying material.
【請求項5】 請求項1において、前記固結材を用いて
不透水層からなる遮蔽層を形成し、地盤中の有害物をこ
の遮蔽層で隔離することにより前記有害物を固定する請
求項1に記載される地盤中の有害物の固定方法。
5. The method according to claim 1, wherein the consolidating material is used to form a shielding layer made of an impermeable layer, and the harmful substance in the ground is isolated by the shielding layer to fix the harmful substance. 1. The method for fixing harmful substances in the ground according to 1.
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