JPH10272306A

JPH10272306A - 排泥水の脱水方法

Info

Publication number: JPH10272306A
Application number: JP9094406A
Authority: JP
Inventors: Tamiichirou Men; 民一郎面; Yutaka Ishii; 裕石井; Toshiaki Doi; 俊明土井
Original assignee: Nitto Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nitto Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】排泥水発生現場で容易に実施でき、搬出処理費
用が低減され、埋立用地確保の必要性も少なくなる、優
れた排泥水の脱水方法を提供する。【構成】排泥水に凝集剤として無機凝集剤と高分子凝集
剤を添加して、固形分を凝集させた後、脱水を行う排泥
水の脱水方法であって、高分子凝集剤がアニオン系高分
子凝集剤あるいはこれとカチオン系高分子凝集剤の組合
せで用いることを特徴とする排泥水の脱水方法。【効果】土木・建設工事より発生する大量の排泥水を、
発生現場内で容易に、効率的に凝集・脱水処理をするこ
とができる。得られた脱水ケーキは、煉瓦、瓦、陶磁器
等の材料や、セメント原料として、再利用が可能であ
り、濾液も洗浄水等として、現場内で再利用が可能であ
る。しかも、脱水ケーキの搬出が容易で、その費用を低
減でき、埋立用地確保の問題も少なくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排泥水の脱水方法に
関し、とりわけ、土木・建設工事で発生する排泥水の脱
水方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地下掘削、地盤改良、浚渫等の土
木・建設工事では大量の排泥水が発生しているが、この
排泥水量は更に増加する傾向にある。この排泥水は、通
常、多量の水分を含み、流動性が高いことから、取扱い
性が悪く、従来は、バキューム車等の特殊車両を用いて
排泥水発生現場から搬出し、中間処理場で凝集・脱水等
の処理を行った後、最終処分場に埋立てたり、海洋投棄
をしていた。しかし、バキューム車のような特殊車両で
の搬出には多額の費用を要すること、最終処分場の確保
が困難になってきていること、環境保護の観点から海洋
投棄が原則的に禁止されたことなど多くの問題があり、
廃棄物をなくすあるいは極力少なくすることが望まれて
いる。

【０００３】このため、排泥水を、その発生現場におい
て何らかの減容化処理を行った上で搬出する方法が種々
検討されている。減容化処理としては、例えば、砂・礫
等の沈降性のよい比較的大粒径の固形物を分離した後、
微粒子固形物の凝集沈殿、脱水が行われている。この方
法によれば、廃棄物は流動性がかなり消失し、かつ、容
積も少なくなっているので、割安なダンプトラックを用
いて搬出することができ、かつその台数も少なくてすむ
ことから、搬出費用を低減することが可能となる。又、
埋立処理を要する廃棄物の量が少なくなるので処理費及
び埋立用地確保の点でも有利である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような減
容化処理を行う従来の排泥水処理方法では、排泥水の性
状によっては、凝集・脱水が難しいため、濾液が濁った
り、脱水ケーキの含水率が高くて減容化の割合が小さ
く、しかも運搬中に振動で流動化したりして取扱い性の
悪い場合があるという問題があった。特に、セメントを
含む硬化材液を地盤中に噴射して土壌と混合し、硬化体
を形成させて地盤を強化する噴射混合工法で発生する大
量の排泥水は、通常、セメントを多量に含み、ｐＨ、固
形分濃度、粘度が高く、効果的な凝集・脱水が困難な問
題があった。

【０００５】このため、このような排泥水を処理する場
合には処理能力が低下し、排泥水を現場で処理すること
ができなくなったり、あるいは処理能力を確保しようと
すると装置が大型化し、多額の設備費と広大な処理用地
が必要となるなどの問題があった。又、脱水ケーキの含
水率が高く、そのままでは流動化して取扱い性が悪く、
それ以上の脱水も困難で、液垂れ等による環境汚染を防
止するよう注意しながら運搬して産業廃棄物として廃棄
処理しなければならない等の問題もあった。

【０００６】本発明の目的は、排泥水を凝集・脱水する
のに際して、前記問題点を解決し、排泥水発生現場で容
易に、効率的に実施でき、得られた脱水ケーキの運搬が
容易であるので、搬出処理費用が低減され、埋立用地確
保の必要性も少なくなる、優れた排泥水の脱水方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するために鋭意検討した結果、排泥水に凝集剤と
して無機凝集剤と高分子凝集剤を添加して、固形分を凝
集させた後、脱水を行う排泥水の脱水方法で、高分子凝
集剤がアニオン系高分子凝集剤あるいはこれとカチオン
系高分子凝集剤の組合せで用いることで、セメントを含
む排泥水であっても泥水中の微粒子固形分を効果的に凝
集でき、効率的な脱水ができることを見出し、本発明に
到達した。

【０００８】即ち、本発明の要旨は、排泥水に、凝集剤
として無機凝集剤と高分子凝集剤を添加して、固形分を
凝集させた後、脱水を行う排泥水の脱水方法で、高分子
凝集剤がアニオン系高分子凝集剤あるいはこれとカチオ
ン系高分子凝集剤の組合せであることを特徴とする排泥
水の脱水方法にある。

【０００９】本発明で対象とする排泥水は、例えば地下
掘削、地盤改良、浚渫等の土木・建設工事で発生する排
泥水であり、多くの場合、粒径が７４μｍ以上である砂
・礫等の、比較的粒径が大きく沈降性のよい固形物と、
粒径が７４μｍ未満であるシルト・粘土等の比較的粒径
が小さく沈降性の悪い固形物を含んでおり、粒径が７４
μｍ以上である砂・礫等の比較的粒径が大きく沈降性の
よい固形物も含んでいる場合も多い。

【００１０】セメントを含む硬化材液を地盤中に噴射し
て土壌と混合し、硬化体を形成させて地盤を強化する噴
射混合工法では、セメントを含み強アルカリ性で固形分
濃度、粘度の高い排泥水が大量に生成し、この排泥水は
従来の凝集・脱水法では効率的な凝集・脱水が困難であ
るのに対し、本発明の方法では、凝集・脱水が容易であ
るため、このような排泥水の処理に好適である。

【００１１】本発明の方法は、対象とする排泥水をその
まま凝集・脱水しても良いが、処理能力増、脱水ケーキ
の再利用性の向上、脱水機の保守等の観点から、あらか
じめ排泥水中の砂・礫を篩等で分離しておく方が好まし
い。この砂・礫の分離装置としては、実用上、コンパク
トで処理能力の大きいものが好ましく、例えば、振動
篩、面内運動篩、回転篩、液体サイクロン等を好適に用
いることができ、処理の対象となる排泥水の性質や砂・
礫の分離サイズ、量等により適宜選択すればよい。

【００１２】本発明で用いられる凝集剤としては、無機
凝集剤とアニオン系高分子凝集剤を組み合わせて用いる
必要があり、無機凝集剤とアニオン系高分子凝集剤とカ
チオン系高分子凝集剤を組み合わせて用いるのが好まし
い。このような凝集剤の組合せを用いることにより、大
きくて強いフロックが得られ、脱水ケーキの含水率が低
く、濾液も懸濁物による濁りのない、効率的で良好な脱
水ができる。一方、無機凝集剤もしくは高分子凝集剤の
単独使用又は無機凝集剤とカチオン系高分子凝集剤の併
用では、フロックが小さく弱いので脱水効率が悪く濾液
も濁り、好ましくない。

【００１３】ここで用いられる無機凝集剤としては、塩
化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、
ポリ塩化第二鉄等の鉄塩、硫酸アルミニウム、塩化アル
ミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウ
ムアンモニウム、アルミン酸ナトリウム、ポリ塩化アル
ミニウム、ポリ硫酸アルミニウム等のアルミニウム塩、
含鉄硫酸アルミニウム、含アルミポリ硫酸鉄等の鉄・ア
ルミニウム塩、塩化亜鉛、硫酸亜鉛等の亜鉛塩等を例示
でき、好ましくは、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸
第二鉄、ポリ塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウム、ポリ
硫酸アルミニウム、含鉄硫酸アルミニウム、含アルミポ
リ硫酸鉄であり、更に好ましくは、ポリ硫酸第二鉄、ポ
リ塩化第二鉄であり、対象とする排泥水の性質に応じて
これらの一種又は二種以上を用いることができる。

【００１４】ここで用いられるアニオン系高分子凝集剤
としては、アクリルアミドと（メタ）アクリル酸、２−
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、又はこれらの塩との共重合物、あるいは
ポリアクリルアミド部分加水分解物のいずれかで、分子
量が５００万以上のものが好ましく、より好ましくは分
子量が１０００万以上のものである。又、カチオン系高
分子凝集剤としては、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、ジアルキルアミノア
ルキル（メタ）アクリルアミド又はこれらの塩もしくは
四級化物との共重合物、あるいはこれらカチオン性単量
体の単独重合物または共重合物であり、分子量が２００
万以上のものが好ましく、より好ましくは分子量が３０
０万以上のものである。これらの高分子凝集剤は、必要
に応じて、二種以上を併用してもよく、又、上記単量体
と共重合可能な他の水溶性単量体を若干量加えて共重合
させたものも用いることができる。

【００１５】泥水にセメントが含まれる場合は、通常、
泥水のｐＨは１０以上であり、更に噴射混合工法の泥水
のようにセメント濃度が高いと、ｐＨが１２以上となる
ことも多い。しかし、この泥水の中和には、大量の酸を
必要とし実用的でないため、このままの泥水に凝集剤を
添加して凝集・脱水が行われる。このようなとき、無機
凝集剤は、強アルカリ性域でも使用可能で、フロック密
度の高い鉄系無機凝集剤が好ましく、中でもポリ硫酸第
二鉄、ポリ塩化第二鉄がより好ましい。又、アニオン系
高分子凝集剤としてはアニオン度（イオン当量、ｐＨ１
０、コロイド滴定）が０．５〜１．５ｍｅｑ／ｇである
弱アニオン系高分子凝集剤が好ましく用いられ、アニオ
ン度が、０．５〜１．０ｍｅｑ／ｇのものがより好まし
い。カチオン系高分子凝集剤としてはカチオン度（イオ
ン当量、ｐＨ４、コロイド滴定）が０．２〜２．０ｍｅ
ｑ／ｇである弱カチオン系高分子凝集剤が好ましく、カ
チオン度が１．０〜２．０ｍｅｑ／ｇのものがより好ま
しい。

【００１６】凝集剤の添加量は対象とする排泥水の性質
や固形分濃度、凝集剤の種類によって最適範囲が異なる
ので一概には言えないが、排泥中の固形分１００重量部
あたり無機凝集剤は０．１〜１０重量部、高分子凝集剤
は０．００５〜３重量部であり、好ましくは、無機凝集
剤が０．２〜５重量部、高分子凝集剤が０．０１〜０．
５重量部である。高分子凝集剤としてアニオン系とカチ
オン系を併用するときはそれぞれの添加量の重量比が
１：０．５〜５であることが好ましく、１：１〜３であ
ることがより好ましい。

【００１７】使用する凝集剤の形態は粉末でも水溶液で
もエマルションでもよく、エマルションの場合は順相エ
マルションでも逆相エマルションでもよいが、水溶液又
はエマルションであることが好ましい。

【００１８】本発明で用いる脱水機としては、フィルタ
ープレス、スクリュープレス、ベルトプレス、ドラムプ
レス等の加圧脱水機、オリバーフィルター、ベルトフィ
ルター等の真空脱水機、真空加圧脱水機、スクリューデ
カンター等の遠心脱水機が挙げられるが、排泥水の発生
現場内で処理するのが最も効果的であることを考慮する
と、なるべく小型で処理能力が高く、維持管理が容易な
ものが好ましく、スクリュープレスまたはスクリューデ
カンターがよく、さらに好ましくは、スクリューデカン
ターが用いられる。このスクリューデカンターの遠心力
は、保守性も考慮して、２００〜１２００Ｇが好まし
く、より好ましくは、３００〜８００Ｇである。また、
脱水ケーキの含水率を下げることを特に重視する場合に
は、状況により、フィルタープレスを用いることもでき
る。

【００１９】得られた脱水ケーキは、埋立処分してもよ
いが、煉瓦、瓦、陶磁器等の材料や、セメント原料とし
て、再利用が可能である。この脱水ケーキの運搬には、
通常のダンプトラックを使用することも可能である。

【００２０】又、脱水工程で排出された水は、現場内で
装置の洗浄水や切削水、セメントの混練水等として再利
用可能である。必要に応じ、ｐＨ調整等の処理をし、放
流することもできる。ｐＨ調整剤としては、前記の酸性
物質やアルカリ性物質が使用できる。

【００２１】なお、脱水ケーキの再利用性を高めるため
に、必要に応じて、固化剤を添加、混練して固化させる
ことができ、さらにまた必要に応じて粒状又は塊状に成
形することもできる。固化剤としては排泥水がセメント
を含まない場合は、親水性アクリル系高分子、珪酸ナト
リウムとその硬化剤、珪酸ナトリウムとセメントを用い
ることができるが、排泥水がセメントを含む場合は珪酸
ナトリウムを含む固化剤、あるいはこれと親水性アクリ
ル系高分子の併用が好ましい。

【００２２】本発明の処理方法は、排泥水の発生現場又
はその近傍において実施されることが好ましく、これに
より本発明の効果は一層顕著なものになる。なお、この
排泥水は、本発明の処理方法を実施する前に適当な設備
に貯留しておいてもよい。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を用いて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。実施例においては、ジェットグラウト排泥等の
土木・建設排泥について、下記５種類のモデル排泥水を
調合して用いた。セメントは、普通ポルトランドセメン
トを、砂は豊浦標準砂を用いた。シルト・粘土として
は、排泥水１にはカオリン（ENGELHARD社製のジョージ
アカオリン、平均粒径４.８μｍ）、排泥水２、３にはS
AMクレー（甘富産業（株）製、パイロフィライト、粒径
３〜６μｍ）、排泥水４には赤土（箱根産、含水率２４
％）、排泥水５には黒土（相模原産、含水率５１％）を
用いた。これらの排泥水の凝集・脱水評価結果を表１に
示す。排泥水組成（重量％）水セメントシルト・粘土砂排泥水１４５１５４００排泥水２５０２０３００排泥水３５００４０１０排泥水４５５１０３５０排泥水５６０１０３００表１には、排泥水１〜５をそれぞれＳ１〜Ｓ５と略記す
る。

【００２４】実施例１〜１１、比較例１〜７前記排泥水３００ｍｌを５００ｍｌのビーカーに採り、
これに表１に記載の凝集剤を表１記載の量添加して、ス
パチュラーで２０秒間攪拌混合して、排泥水中の固形分
を凝集、フロック化させた。次に、このフロックを含む
液全量を、小型遠心濾過機（（株）三陽理化学機械製作
所製、バスケット径１３０ｍｍ、フィルターバック１５
０メッシュ）を用いて、遠心力６００Ｇで１.５分間脱
水した。フロックの大きさ、強さ及び脱水で得られた濾
液の濁り、脱水ケーキの含水率を測定した。凝集剤に
は、以下のものを使用した。その結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１において、無機凝集剤欄のＦＣは塩化
第二鉄を示し、ＰＦＳはポリ硫酸第二鉄を示し、ＰＡＣ
はポリ塩化アルミニウムを示し、ＦＳは硫酸第二鉄を示
す。又、アニオン系高分子凝集剤欄の弱１は分子量が約
１５００万のアクリルアミド系高分子で、アニオン度が
０．７ｍｅｑ／ｇである弱アニオン系高分子凝集剤を示
し、弱２は分子量が約１５００万のアクリルアミド系高
分子で、アニオン度が１．４ｍｅｑ／ｇ弱アニオン系高
分子凝集剤を示し、中は分子量が約１５００万のアクリ
ルアミド系高分子で、アニオン度が２．０ｍｅｑ／ｇで
ある中アニオン系高分子凝集剤を示し、強は分子量が約
１５００万のアクリルアミド系高分子で、アニオン度が
３．０ｍｅｑ／ｇである強アニオン系高分子凝集剤を示
し、ノニオンはアクリルアミド系高分子で、分子量が約
１５００万のノニオン系高分子凝集剤を示す。

【００２７】又、カチオン系高分子凝集剤欄で弱１は分
子量が約６００万のアクリルアミド系高分子で、カチオ
ン度が１．２ｍｅｑ／ｇである弱カチオン系高分子凝集
剤を示し、弱２は分子量が約６００万のアクリルアミド
系高分子で、カチオン度が１．９ｍｅｑ／ｇである弱カ
チオン系高分子凝集剤を示し、中は分子量が約６００万
のアクリルアミド系高分子で、カチオン度が２．５ｍｅ
ｑ／ｇである中カチオン系高分子凝集剤を示し、強は分
子量が約６００万のアクリルアミド系高分子で、カチオ
ン度が４．５ｍｅｑ／ｇである強カチオン系高分子凝集
剤を示す。

【００２８】表１において、凝集剤添加量は泥水中の固
形分１００重量部に対する重量部を示す。但し、ＰＦ
Ｓ、ＰＡＣは有姿液重量部を示す。

【００２９】表１において、フロックの大きさは、目視
でその直径が、○が２.５ｍｍを超えるもの、△が１〜
２．５ｍｍ、×が１ｍｍ未満である。また、フロック強
さは、触感で、○が硬く、壊れにくいもの、△がやや軟
らかく、少し壊れるもの、×が軟らかく、壊れやすいも
のを示す。脱水状況欄の濾液濁りの○は濁りがないか、
極めてわずかであることを示し、△は濁りがややあるこ
とを示し、×は濁りが大きいことを示す。また、脱水ケ
ーキの含水率は、脱水工程で得られた脱水ケーキ中の水
分の割合（％）を示す。

【００３０】表１に示したとおり、排泥水に無機凝集剤
とアニオン系高分子凝集剤またはこの両者にさらにカチ
オン系高分子凝集剤を添加することで、排泥水中の固形
分の凝集・脱水が良好にできる（実施例１〜１１）。こ
れに対して、これ以外の凝集剤の単独または併用では、
フロック状態が悪く、脱水状況もよくない（比較例１〜
７）ことがわかる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、土木・建設工事より発
生する大量の排泥水を、発生現場内で容易に、効率的に
凝集・脱水処理をすることができる。得られた脱水ケー
キは、煉瓦、瓦、陶磁器等の材料や、セメント原料とし
て、再利用が可能であり、濾液も洗浄水等として、現場
内で再利用が可能である。しかも、搬出が容易で、その
費用を低減でき、埋立用地確保の問題も少なくできる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排泥水に、凝集剤として無機凝集剤と高分
子凝集剤を添加して、排泥水中の固形分を凝集させた
後、脱水を行う排泥水の処理方法で、高分子凝集剤がア
ニオン系高分子凝集剤あるいはこれとカチオン系高分子
凝集剤の組合せであることを特徴とする排泥水の処理方
法。
【請求項２】排泥水がセメントを含むものである請求項
１記載の排泥水の処理方法。
【請求項３】排泥水中の固形分１００重量部あたり、無
機凝集剤が０．１〜１０重量部、高分子凝集剤が０．０
０５〜３重量部の添加量であり、高分子凝集剤が全てア
ニオン系高分子凝集剤であるか、アニオン系高分子凝集
剤とカチオン系高分子凝集剤の添加量の重量比が１：
０．５〜５であることを特徴とする請求項１又は２記載
の排泥水の処理方法。
【請求項４】無機凝集剤が鉄系無機凝集剤であり、アニ
オン系高分子凝集剤が弱アニオン系高分子凝集剤であ
り、カチオン系高分子凝集剤が弱カチオン系高分子凝集
剤であることを特徴とする請求項３記載の排泥水の処理
方法。
【請求項５】鉄系無機凝集剤がポリ硫酸第二鉄又はポリ
塩化第二鉄であることを特徴とする請求項３又は４記載
の排泥水の処理方法。