JPH10328700A

JPH10328700A - 排泥水の処理方法

Info

Publication number: JPH10328700A
Application number: JP9115067A
Authority: JP
Inventors: Tamiichirou Men; 民一郎面; Yutaka Ishii; 裕石井; Toshiaki Doi; 俊明土井; Takeshi Nakagawa; 剛中川
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-12-15

Abstract

(57)【要約】【目的】排泥水発生現場で容易に実施でき、排泥水の脱
水、固化が容易で、この固化物からの液垂れもなく、運
搬が容易で再利用も可能となるので、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
泥水の処理方法を提供する。【構成】排泥水に少なくとも無機凝集剤と高分子凝集剤
の双方を含む凝集剤を加えて、泥水中の微粒子固形分を
凝集させた後、凝集固形分を脱水する凝集分離・脱水工
程と、凝集分離・脱水工程で得られた脱水ケーキに固化
剤を添加、混練して固化させる固化工程からなる排泥水
の処理方法。【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処理することができ、処理物は砂・
礫、固化物、水としてすべて回収され、いずれも再利用
が可能になる。しかも、取扱い性、再利用性が向上し、
搬出が容易であり、埋立用地確保の問題も解消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【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て、中間処理場で凝集・脱水等
の処理を行った後、最終処分場に埋め立てたり、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、廃棄物は流動性が減少し、且つ、容積も少なくなっ
ているので、割安なダンプカーを用いて搬出することが
でき、且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、埋め立て処理を要する
廃棄物の量が少なくなるので処理費及び埋め立て用地確
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、このような従
来の減容化処理を施す排泥水処理方法では、排泥水の性
状によっては凝集や充分な脱水が難しかったり、脱水物
が運搬中に振動で流動化したり、べとついたりして取扱
い性の悪いことが多かった。特に、水硬性セメントを含
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、砂・礫と泥水の分離性が悪く、しかも分離
された排泥水は効率的な脱水が難しく、更に脱水ケーキ
も運搬中に流動化し易く取り扱い難いなど多くの問題が
あった。

【０００５】このため、通常の土壌を処理する場合に比
べてこのような排泥水を処理する場合の処理能力が低下
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性が悪く、さりとてそれ以上の脱
水あるいは固化処理も困難で、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、排泥水から固形分と水分
を分離回収するに際して、前記問題点を解決し、排泥水
発生現場で容易に実施でき、砂・礫を含む排泥水の場合
は排泥水からの砂・礫の分離が容易であり、分離された
砂・礫の取扱性、安全性、再利用性が良好であり、又、
砂・礫を元々含まない排泥水や砂・礫が分離された泥水
に含まれる固形分の分離・脱水・固化が容易で、この固
形分からの水垂れも少なく、運搬が容易で再利用も可能
とし、よって搬出処理費用を低減し、埋め立て用地確保
の必要性を少なくする、優れた排泥水の処理方法を提供
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、排泥水に凝集剤を
加えて、泥水中の微粒子固形分を脱水する凝集分離・脱
水した後、得られた脱水ケーキに固化材を添加、混練し
て固化させ、好ましくは固化物を粒状又は塊状に賦形す
れば、泥水中の固形分の凝固・脱水、賦形が容易で、し
かも得られる賦形物からの水垂れも少なく、運搬が容易
で、泥水からの脱水固化、賦形物の建設資材としての再
利用も可能となることを見出し、本発明に到達した。

【０００８】即ち、本発明の要旨は、排泥水に少なくと
も無機凝集剤と高分子凝集剤の双方を含む凝集剤を加え
て、泥水中の微粒子固形分を脱水する凝集分離・脱水工
程と、凝集分離・脱水工程で得られた脱水ケーキに固化
材を添加、混練して固化させる固化工程からなる排泥水
の処理方法にある。

【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も
のが主体であり、多くの場合、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物
質を含んでいる。又、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を含んでい
る場合も多い。

【００１０】特に、水硬性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、セメントを含む強アルカ
リ性の排泥水が大量に生成し、この排泥水は従来の処理
法では泥水中のシルト・粘土等の凝集・脱水が困難であ
るのに対し本発明の方法では凝集・脱水・賦形が容易で
あるため、このような排泥水の処理に好適である。

【００１１】本発明の方法においては、排泥水が粒径が
２ｍｍ以上の礫、好ましくは１ｍｍ以上の砂・礫を含む
ものである場合は、まず砂・礫を排泥水から分離するす
ることが、後述の脱水工程での脱水装置、固化装置、賦
形装置を傷める可能性が少なくなり、又、固化物の再利
用性が向上するので好ましい。

【００１２】この工程で用いられる分離装置としては、
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
することができる。

【００１３】この砂・礫分離の工程では礫と砂を別々に
分離できる装置を用いることが好ましい。これにより、
礫はコンクリートの骨材等に、砂はコンクリートの骨材
やクッション材、レベリング材等に用いることが容易に
なり、再利用の範囲が広くなる。このような砂・礫分
離装置としては、複数の分離サイズを有するものであれ
ば前記の装置を単独で用いることもでき、分離サイズの
異なる複数の装置を用いてもよい。

【００１４】篩を用いる場合、篩面の種類には特に制約
がなく、織網、バースクリーン、打抜網（穴あき板）の
いずれも使用できるが、機械的強度が高く、目詰まりし
難いものが好ましく、バースクリーン（ウェッジワイヤ
スクリーン）、打抜網が好ましく用いられる。網目の形
状は正方形、長方形、円形、楕円形等いずれでもよく、
対象となる排泥水の性状に応じて適宜選択できる。目開
きについては、礫の分離には２ｍｍ乃至３０ｍｍ程度、
好ましくは３ｍｍ〜２０ｍｍのものが用いられ、砂の分
離には７４μｍ〜２ｍｍ程度、好ましくは０．１５〜１
ｍｍのものが用いられる。

【００１５】この砂・礫分離工程で処理する排泥水の固
形分が高濃度のときや高粘度のとき、あるいはセメント
を多量に含有するとき等には、砂・礫の分離効率を低下
したり、分離した砂・礫にシルト、粘土、セメント等の
微粒径物質が付着してその取扱性を低下せしめたり、再
利用性を低下せしめることがあるが、このような場合に
は砂・礫分離前の排泥水に、流動化剤、分散剤、凝集
剤、ｐＨ調整剤及びセメント硬化遅延剤からなる群から
選ばれた少なくとも一種の排泥水調整剤を添加するか、
排泥水の水希釈、砂・礫分離時の散水洗浄等を状況に応
じて行えばよい。

【００１６】ここで用いられる流動化剤としては、リグ
ニンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メラミンスル
ホン酸、ポリカルボン酸、オキシカルボン酸、アルキル
アリルスルホン酸等の酸のアルカリ（土類）金属塩及び
これらのホルマリン縮合物等を挙げることができ、分散
剤としては珪酸、メタ珪酸、燐酸、ポリ燐酸、ヘキサメ
タ燐酸等の酸のアルカリ金属塩及び水酸化ナトリウム、
炭酸ナトリウム等を挙げることができ、凝集剤として
は、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化ア
ルミニウム、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二
鉄、塩化第二鉄等の無機凝集剤や高分子凝集剤を例示で
き、ｐＨ調整剤としては、硫酸、塩酸、炭酸ガス等の酸
や酸性塩、水酸化ナトリウム、消石灰、炭酸ナトリウム
等のアルカリを例示できる。

【００１７】又、排泥水がセメントを含む場合には、分
散剤としては上記分散剤の中、珪酸、メタ珪酸以外のも
のを用いることができ、セメント硬化遅延剤としては、
石膏、珪フッ化物、燐酸塩、塩化亜鉛、酸化亜鉛、硼
酸、硼砂、酸化硼素、クエン酸、クエン酸ナトリウム、
乳酸、酒石酸、グルコン酸、及びこれらの塩、グルコー
スや蔗糖、ソルビトール、ペンタエリスリトール等の糖
類等を例示でき、必要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。これらの各種添加剤の使用量
は、対象とする排泥水の性質や固形分濃度により適宜選
択すればよいが、排泥水の固形分１００重量部あたり、
０．０１〜１０重量部であることが好ましい。

【００１８】本発明においては、元々砂・礫を含まな
い、あるいは上述の砂・礫分離工程で砂・礫が分離除去
された、シルト、粘土等の微粒子固形分を含む泥水に凝
集剤を加えて泥水に含まれる固形分を凝集させ、これを
脱水する工程を有する。この工程においては、まず泥水
中の固形分の凝集にあたって、凝集槽を設けてそこで泥
水に凝集剤を添加して攪拌混合してもよいが、脱水装置
に入る直前に泥水と凝集剤とをライン混合する方が、精
製したフロックが壊れにくく、又、装置がコンパクトに
なるので好ましい。

【００１９】ここで用いられる凝集剤としては、少なく
とも無機凝集剤と高分子凝集剤の双方を含む凝集剤を用
いる必要があり、高分子凝集剤としてはアニオン系高分
子凝集剤を用いるのが好ましく、更に、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
るのがより好ましい。このような凝集剤の組合せにする
ことにより、大きくて強いフロックが得られ、脱水ケー
キの含水率も低く、濾液も懸濁物による濁りがなく、効
率的で良好な脱水ができる。

【００２０】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、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、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等を好ましいものとし
て例示できる。無機凝集剤としては対象とする排泥水に
応じてこれらの１種又は２種以上を用いることができ
る。

【００２１】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
ホン酸あるいはこれらの塩との共重合物、ポリアクリル
アミドの部分加水分解物等を例示でき、その分子量は５
００万以上であるものが好ましく、１０００万以上であ
るものがより好ましい。

【００２２】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等のカチオン性
単量体との共重合物、あるいはこれらカチオン性単量体
の単独重合物又は共重合物であり、分子量が２００万以
上であるものが好ましく、３００万以上であるものがよ
り好ましい。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更に若干量加えて共重合したもの
も用いることができる。

【００２３】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、更に噴射混合工法で発生
する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、この泥水を中和しようと
すると大量の酸を必要とし実用的でないため、通常、こ
のような高ｐＨの泥水に凝集剤を添加して凝集、脱水が
行われる。従って、セメント含有泥水の場合は、用いら
れる無機凝集剤としては、強アルカリ性域でも使用可能
で、フロック密度の高い鉄塩系無機凝集剤が好ましく用
いられる。

【００２４】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、ｐＨ１０、コロイド滴定）で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、アニオン度が０．５〜１．０ｍｅｑ／ｇで
ある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）
で０．２〜２．０ｍｅｑ／ｇである弱カチオン系高分子
凝集剤が好ましく用いられ、カチオン度が１．０〜２．
０ｍｅｑ／ｇであるものがより好ましい。

【００２５】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、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
ることが好ましい。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。

【００２６】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。

【００２７】本発明で用いる脱水装置としては、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を用いることができるが、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の高く、維持管
理が容易なものが好ましく、スクリュープレス又はスク
リューデカンターが好ましく用いられ、これらの中では
スクリューデカンターがより好ましい。スクリューデカ
ンターの遠心力は、保守性も考慮して、２００〜１２０
０Ｇが好ましく、３００〜８００Ｇがより好ましい。

【００２８】スクリーンデカンターを用いる場合は、保
守の観点から、脱水操作後にスクリューデカンター内部
に付着残留する固化物を排出するための洗浄を行うこと
が特に好ましい。この洗浄としては、通常行われる排泥
水の供給終了後に水を供給して洗浄する操作に加えて、
以下の２つの洗浄操作の中１つ以上を行うことが好まし
く、この２つを併用することがより好ましい。

【００２９】１）スクリューデカンターのボウルとスク
リューコンベアの間のクリアランス部に付着している固
化物を効果的に除去するための同部分の洗浄操作であっ
て、具体的には、脱水操作終了によるスクリューデカン
ター停止後に、再度１Ｇ以上、好ましくは３〜１００Ｇ
程度の遠心力を与える回転数まで回転させた後、回転の
ための動力を切って回転が停止するまで通水する洗浄操
作を例示でき、この操作を１回以上、好ましくは２〜７
回程度繰り返し行うのがよい。２）スクリューデカンターのケーシング内部に付着する
固形物を効果的に除去するためのケーシング内部洗浄操
作であり、例えば、ケーシング内面に水注入ノズルを設
け、脱水操作終了後に適当な圧力と噴水量で水を注入す
る洗浄操作を挙げることができ、この操作を１回以上、
好ましくは２〜７回程度行うのがよい。例えばこの圧力
としては０．５〜７kg/cm²程度、噴水量としてはスクリ
ューデカンターの大きさにもよるが、１〜５m³とするこ
とができる。この２つの操作を併用する場合は、別個に
行ってもよいが、同時に行うと洗浄時間の短縮になる。
以上の操作は自動的に操作が行われるようシステム化さ
れていることが好ましい。なお、脱水ケーキの含水率を
下げることを特に重視する場合は、状況にもよるが、フ
ィルタープレスが好ましい場合もある。

【００３０】なお、脱水工程で排出された水は、現場内
で装置の洗浄水、切削水、セメントの混練水等として利
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
やアルカリ性物質を使用できる。

【００３１】本発明においては脱水工程で泥水を脱水し
て得られる脱水ケーキに固化剤を添加、混練して固化さ
せる固化工程を有し、固化と同時にあるいは固化工程で
得られた固化物を粒状又は塊状に賦形する賦形工程を有
する。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
む固化剤やこれと親水性アクリル系高分子の併用が好ま
しく用いられる。

【００３２】珪酸ナトリウムを含む固化剤とは、珪酸ナ
トリウム水溶液（以下、水ガラスと記す）、粉末水ガラ
ス、結晶性珪酸ナトリウムやこれらと他の物質の混合物
を意味し、その形態を問わないが、取扱い性や廃泥との
混合性の点からは、水ガラスであることが好ましい。

【００３３】親水性アクリル系高分子としては、アクリ
ル系非イオン性単量体もしくはアクリル系イオン性単量
体からの重合体、または両者の共重合体を例示でき、さ
らには、これらと水溶性の架橋性単量体との共重合物も
該当する。このようなアクリル系非イオン性単量体とし
ては、アクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、
ジアセトンアクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、
ジエチルアクリルアミド等を例示でき、アクリル系イオ
ン性単量体としては、アニオン性単量体である、(メタ)
アクリル酸、2-アクリルアミド-2-アルキルプロパンス
ルホン酸、ビニルスルホン酸もしくはこれらの塩等と、
カチオン性単量体である、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)
アクリルアミドもしくはこれらの塩または四級化物等を
例示できる。又、水溶性の架橋性単量体としては、メチ
レンビス（メタ）アクリルアミド、1,2-ジヒドロキシエ
チレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート等を例示できる。又、親水性アクリル
系高分子には、特に物性を大きく変化させない限りは必
要に応じ上記単量体と共重合可能な他の水溶性単量体を
若干量共重合させることもできる。

【００３４】この親水性アクリル系高分子は、水溶性の
ものでも非水溶性のものでも良く、粉末でも、液状でも
良い。しかし、水溶性のもの或いは水溶性単量体ととも
に３乃至１００ｐｐｍ程度の架橋性単量体を加えて重合
してなる部分的に架橋しているが曳糸性を有するアクリ
ル系高分子も好ましく用いられる。この親水性アクリル
系高分子の分子量は、高分子が鎖状高分子（水溶性高分
子）の場合は凝集性能の観点から、１００万以上である
ことが好ましい。又、親水性アクリル系高分子は、添加
混合のし易さから粒径が１００μｍ以下の粒子として、
これを溶解しない油や塩水溶液等に分散された状態にあ
るものが好ましく用いられる。この場合、脱水ケーキに
加える液量を少なくし、脱水ケーキの流動防止に与える
悪影響を少なくするためには、分散液中のアクリル系高
分子の濃度が１０重量％以上であることが好ましく、混
合性の観点から、この分散液の粘度が３０００mPa・s 以
下であることが好ましい。

【００３５】珪酸ナトリウムや、これと併用してアクリ
ル系高分子を、脱水ケーキの固化剤として使用するに際
して、固化助剤として、珪酸ナトリウム水溶液の硬化剤
や、硬化助剤も併用すると、さらに短時間に硬化が可能
となり、固化物を高強度化できる。このような固化助剤
としては、生石灰、消石灰、石膏、セメント、スラグ、
塩化カルシウム等のカルシウム化合物や、塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウ
ム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナト
リウム等のナトリウム、カリウムの塩化物、硫酸塩、硫
酸水素塩、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩等、又、塩化
マグネシウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、
アルミン酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、酸化マグネ
シウム等のマグネシウム、アルミニウム化合物、硫酸、
塩酸、燐酸、酢酸等の酸類、及びグリオキザール、エチ
レングリコールジアセテート、エチレンカーボネート、
γ- ブチルラクトン、トリアセチン等の有機化合物等が
例示でき、一種または、二種以上を加えても良い。これ
らの固化助剤の添加量は、珪酸ナトリウムの添加量や、
固化助剤の種類、排泥水の組成等によって異なり、一概
には言えないが、好ましくは脱水ケーキ１００kgに対し
て１〜１５kgである。

【００３６】排泥水がセメントを含む場合、脱水ケーキ
１００ｋｇあたり、珪酸ナトリウムを含む固化剤を用い
る場合は珪酸ナトリウムが１〜３０ｋｇ、親水性アクリ
ル系高分子を用いる場合は純分で０．０１〜２ｋｇであ
ることが好ましく、両者を併用する場合は前者が１〜１
５ｋｇ、後者が純分で０．０１〜１．０ｋｇであること
が好ましい。いずれも、固化剤の添加量が上記範囲内に
ある場合は良好に固化し、固化物の強度も優れている
が、上記範囲の上限を越えてもそれ以上の際だった効果
が得られず経済性が低くなる。

【００３７】又、固化対象となる脱水ケーキにセメント
が含有されていると、上記のようにして固化させたもの
は比較的固化時間が短く、強度が高く、固化物からの水
垂れも少なく、骨材やセメント添加剤としての再利用も
可能で好ましいことから、セメントを含まない排泥やセ
メント含有量が少ない排泥の場合は脱水ケーキに対して
セメント分が３重量％以上、好ましくは６重量％以上、
より好ましくは１０重量％以上となるようセメントを添
加又は追加してもよい。

【００３８】上記の固化剤や、固化助剤を脱水ケーキに
添加、混練するには、十分な混練が達成されるものであ
れば何でも良いが、小型で混練効果が高く、しかも処理
能力の大きい連続型のものが好ましく、コンティニュア
スニーダーやパグミキサー、スクリューフィーダーが好
ましく用いられる。又上記の混練機として、、固化途中
あるいは固化した脱水ケーキを破壊しない程度に適度な
混練効果を与え、処理量も大となるような適度な押し出
し速度を与える形状の羽根、例えばパグ形状の羽根やパ
ドル形状の羽根を有する連続型混練機であることがより
好ましい。

【００３９】このようにして得られた固化物は路盤材、
路床材、表装材、煉瓦、瓦、陶磁器等の材料、セメント
原料等として再利用可能であり、又、廃棄する場合であ
っても、ダンプカー等による運搬で破砕されたり、水垂
れしたりすることがなく、何ら特別な配慮をすることな
く運搬可能となる。この固化物は上記のような再利用、
運搬・廃棄容易性の観点から一軸圧縮強度が５０ｋＰａ
以上であることが好ましい。

【００４０】本発明においては、この固化剤あるいは更
に固化助剤の添加混合により固化した脱水ケーキを粒状
又は塊状に賦形することが好ましい。賦形物としてはそ
の短径が２〜２００ｍｍの粒状物又は塊状物とすること
が好ましい。

【００４１】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。本発明の処理
方法に基づく装置を排泥水発生現場に設ける場合の概略
設置面積と処理能力の関係の一例を示すと、例えば、設
置面積１２０〜１６０m²で排泥水処理能力１５〜３０m³
/hのものを設けることができ、比較的小さなスペースで
大容量の装置とすることができる。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。

【００４２】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、コラムジェットグラウト
工法による地盤改良工事現場で発生した下記組成の４種
類の排泥水を用いた。なお、排泥水２は先行水削孔によ
り発生した、セメントを含まない排泥水である。排泥水組成（重量％）水セメントシルト・粘土砂礫ｐＨ排泥水１（Ｓ１）４８１０２０１７５１２．５排泥水２（Ｓ２）５５０２５１５５９．０排泥水３（Ｓ３）６０１６２６１０１３．１排泥水４（Ｓ４）４５９１０３０７１２．２

【００４３】参考例固化剤として用いる２種の親水性アクリル系高分子の製
造例を以下に示す。高分子Ａ：水６７．３部にアクリルアミド５０％水溶液
４２６．０部とアクリル酸７２．０部、４５％水酸化ナ
トリウム８８．９部を加えて水性相を調製した。この水
性相に出光石油化学（株）製ＩＰ−ソルベント2028 ３
０６．９部及び花王（株）製レオドール MS-60 １０．
２部及びレオドール SP-010 ２０．４部を含有する油相
を加えてワーリングブレンダー中で１分間攪拌し、油中
水型エマルションを得た。

【００４４】このエマルションを攪拌機、窒素ガス吹き
込み管、温度計及びガス出口管を設置した１５００mlセ
パラブルフラスコに仕込み、ベンゾインエチルエーテル
（メタノール１ml中０．０５部）を添加した。このエマ
ルション中に窒素ガスを吹き込み、溶存酸素を除去後、
ウオーターバス上で重合温度を４０℃に保ち、紫外線ラ
ンプにより光照射して残存モノマーが１％以下になるま
で重合を行った。こうして得られた油中水型エマルショ
ンに花王製エマルゲン910 ２０．４部及びエマルゲン90
6 １０．２部を添加して、水中に投下したときに水中油
型エマルションに転換可能な重合体油中水型エマルショ
ンを得た。得られた親水性アクリル系高分子（以下、高
分子Ａと称す）は水溶性で、高分子純分約３０％、高分
子の分子量約１０００万、粘度４００〜６００mPa・sで
あった。

【００４５】高分子Ｂ：水性相の調製において、更にメ
チレンビスアクリルアミド０．００２９部を加えた以外
は高分子Ａと同様にして、アクリルアミド・アクリル酸
共重合物の油中水型エマルションを得た。以下、高分子
Ｂと称す。このエマルションは高分子純分約３０％、粘
度４００〜６００mPa・Sであり、このポリマーは部分的
に架橋構造を有しているため、このポリマーを水に分散
させてポリマー分０．１％濃度にした水性液を細孔径１
μｍのフィルターで濾過したときのたときのフィルター
濾過率は、５％以下である。又、このポリマー分０．１
％濃度の水性液に先端を丸めた直径６．６ｍｍのガラス
棒を液面から１０ｍｍ入ったところに保持した後、５０
０ｍｍ／分の速度で引き上げてガラス棒に付着した水性
液からなる糸が切れるまでの距離を測定する曳糸性試験
で１０ｍｍという曳糸性を示す。

【００４６】ちなみに、水溶性である高分子Ａは、フィ
ルター透過率９８％以上であり、曳糸性は０ｍｍであ
り、高分子Ｂと高分子Ａは互いに異なる性状を示す。

【００４７】実施例１〜１０、比較例１〜５表１に示したコラムジェットグラウト工法による地盤改
良工事現場で発生した排泥水をそのままあるいは表１に
記載した排泥水調整剤を表１に記載の量添加した後、処
理量１m³/hで連続処理を行った。即ち、５×１５ｍｍ穴
の打抜き網からなる回転篩で排泥水から礫を分離し、続
いて目開き０．５ｍｍのウェッジワイヤスクリーンから
なる振動篩で礫が除かれた排泥水から砂を分離し、次い
で砂を分離した泥水に表１に記載の無機凝集剤と高分子
凝集剤を表１に記載の量ライン混合して泥水中の固形分
を凝集させ、凝集物を含む液をスクリューデカンターを
用いて遠心力６００Ｇで脱水して脱水ケーキと水に分離
し、次に固化装置としてコンティニュアスニーダーを用
いて脱水ケーキに表１に記載の固化剤、固化助剤等を添
加、混練して固化させ、２〜２００ｍｍの大きさに賦形
し、排泥水処理方法の性能を評価した。その結果を表１
に示す。なお、脱水装置保守のため、脱水工程終了によ
りスクリューデカンター停止後、再度３０Ｇの遠心力と
なるよう回転させて水を注入しながらスクリューデカン
ターの回転に制動をかけ停止させる操作と、ケーシング
内に設けたノズルから固形物のたまりやすい箇所に向け
て注水を行う操作を５回繰り返してスクリューデカンタ
ーの洗浄を行った。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１において、排泥水調整剤欄のＡＳは硫
酸アルミニウム、ＮＳＦはナフタレンスルホン酸ホルマ
リン縮合物塩を示す。又、無機凝集剤欄のＦＣは塩化第
二鉄、ＰＳＦはポリ硫酸第二鉄、ＦＳは硫酸第二鉄、Ｐ
ＡＣはポリ塩化アルミニウムを示す。アニオン系高分子
凝集剤はいずれも分子量約１５００万のアクリルアミド
系高分子からなり、同欄の弱１はアニオン度０．７ｍｅ
ｑ／ｇの弱アニオン系高分子凝集剤、弱２はアニオン度
１．４ｍｅｑ／ｇの弱アニオン系高分子凝集剤、中はア
ニオン度２．０ｍｅｑ／ｇの中アニオン系高分子凝集
剤、強はアニオン度３．０ｍｅｑ／ｇの強アニオン系高
分子凝集剤を示す。

【００５０】又、カチオン系高分子凝集剤はいずれも分
子量約６００万のアクリルアミド系高分子で、同欄の弱
１はカチオン度１．２ｍｅｑ／ｇの弱カチオン系高分子
凝集剤、弱２はカチオン度１．９ｍｅｑ／ｇの弱カチオ
ン系高分子凝集剤、中はカチオン度２．５ｍｅｑ／ｇの
中カチオン系高分子凝集剤、強はカチオン度４．５ｍｅ
ｑ／ｇの強カチオン系高分子凝集剤を示す。

【００５１】水ガラス欄の２号、３号は各々ＪＩＳＫ
１４０８記載の２号水ガラス、３号水ガラスを示し、高
分子固化剤欄のＡ、Ｂは各々上記参考例で作成した高分
子Ａ、高分子Ｂを示す。又、固化助剤等欄のＰＣは普通
ポルトランドセメント、ＣＣは塩化カルシウム、ＰＨＳ
硫酸水素カリウムを示す。なお、排泥水調整剤欄、凝集
剤欄の数値は泥水中の固形分１００重量部あたりの添加
重量部（但し、ＰＳＦ、ＰＡＣは有姿液重量部）を示
す。又、固化剤欄、固化助剤欄の数値は脱水ケーキ１０
０ｋｇに対するｋｇ、但し、水ガラス、高分子固化剤は
有姿液ｋｇを示す。

【００５２】表１において、砂・礫状態欄は分離された
砂・礫への微小粒子の付着状況を目視で評価した結果を
示し、○は微小粒子の付着がないか、わずかであるこ
と、△は付着がややあること、×は付着が多いことを示
す。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（％）を示し、ケーキ流動性は下記のブリー
ジングと同様の操作を脱水ケーキに対して行ったときの
液状化の程度を目視で評価した。同欄の○は液状化がわ
ずかであることを示し、△は液状化があることを示し、
×は液状化が大であることを示す。又、脱水濾液濁り欄
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、×は濁りが相当あること
を示す。

【００５３】表１欄の固化物性状欄において、形状欄の
粒状は短径で２〜２０ｍｍ、塊状は２０ｍｍを超え、２
００ｍｍ以下のもの、大塊は２００ｍｍを超えるもので
あることを示す。強度は固化剤添加３０分後の固化物の
一軸強度を測定したときの指標で、◎は１００ｋＰａ以
上、○は５０ｋＰａ以上１００ｋＰａ未満、×は５０ｋ
Ｐａ未満であることを示す。なお、車両に山積み状に積
載できないもの、その上を人が歩けないようなもの、運
搬途上で流動化するものの目安が、一軸圧縮強度で５０
ｋＰａ未満とされている。

【００５４】ブリージングは、固化処理して得られた１
つ６０ｇ程度の重量の固化物の塊を手に取り、１５秒間
に３０回の往復振動を与え、にじみ出てきた水の量を目
視で評価した。○はブリージングなし又は極めてわずか
であることを示し、△はブリージングがある、×はブリ
ージングがあることを示す。又、べたつきは、固化処理
して得られた固化物をＳＵＳ３０４板上にとり、軽く押
しつけた後、固化物を板から剥がすことにより固化物の
べたつき及び糸引き性を評価した。○はべたつきも糸引
き性もないことを示し、△はべたつき、糸引き性がやや
あることを示し、×はべたつき及び糸引き性があること
を示す。運搬性は、ダンプトラックで問題なく運べるか
どうかにつき判定したもので、○は運搬に問題ないこと
を示し、△はブリージング、付着等でやや問題があるこ
とを示し、×はブリージング、液垂れ、付着等でダンプ
トラックでの運搬が困難なことを示す。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、土木建設工事により発
生する大量の排泥水を発生現場内で容易に処理すること
ができ、処理物は砂・礫、固化物、水として全て回収さ
れ、いずれも再利用が可能となる。即ち、砂はコンクリ
ートの骨材やクッション材等に、礫はコンクリートの骨
材などに、固化物は路盤材、路床材、表装材や煉瓦、
瓦、陶磁器等の材料、セメント原料等に利用可能でいず
れも有用である。しかも取扱性、再利用性が向上し、搬
出が容易であり、埋め立て地確保の問題も解消される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中川剛神奈川県横浜市鶴見区大黒町10番１号日東化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排泥水に少なくとも無機凝集剤と高分子凝
集剤の双方を含む凝集剤を加えて、泥水中の凝集固形分
を脱水する脱水工程と、脱水工程で得られた脱水ケーキ
に固化剤を添加、混練して固化させる固化工程からなる
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ことを
特徴とする請求項１記載の排泥水の処理方法。
【請求項３】固化工程において固化と同時に、あるいは
固化工程により得られた固化物を粒状又は塊状に賦形す
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】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
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排泥
水の処理方法。
【請求項５】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０．００
５〜３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４記載の排泥水の
処理方法。
【請求項６】無機凝集剤が鉄系無機凝集剤であること、
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
あること、及び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のいずれか１つ以上を満足する
ことを特徴とする請求項４又は５記載の排泥水の処理方
法。
【請求項７】固化剤が珪酸ナトリウムを含む固化剤ある
いは更に親水性アクリル系高分子をも含むものであるこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の排泥水
の処理方法。
【請求項８】親水性アクリル系高分子が水溶性のアクリ
ル系高分子又は部分的に架橋しているが曳糸性を有する
親水性アクリル系高分子である請求項７記載の排泥水の
処理方法。
【請求項９】排泥水が、原排泥水中の砂・礫を分離した
後の泥水であることを特徴とする請求項１記載の排泥水
の処理方法。
【請求項１０】脱水工程で用いる脱水装置がスクリュー
デカンターであり、脱水工程終了後、スクリューデカン
ター内の少なくともボウルとスクリューコンベア間のク
リアランス部及び又はケーシング内面に付着残存する固
形物を水洗除去する洗浄操作を行うことを特徴とする請
求項１〜９のいずれかに記載の排泥水の処理方法。
【請求項１１】固化工程で用いる固化装置がその羽根形
状がパグ型又はパドル型である連続型の混練機であるこ
とを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の排泥水
の処理方法。