JP3899992B2

JP3899992B2 - Treatment method of alkaline mud

Info

Publication number: JP3899992B2
Application number: JP2002115930A
Authority: JP
Inventors: 孝典平尾; 匡彦満田; 馨石塚
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: JP2003305496A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルカリ性泥土のｐＨを低下させて、アルカリ性泥土をリサイクル可能な性状に改質することのできるアルカリ性泥土の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セメントを注入しながら土壌を掘削する工法（例えば、地下連壁工法、ＳＭＷ工法、ＲＪＧ工法など）では、アルカリ性の泥土が発生する。また、浚渫、シールド掘削などの工事現場においても、含水率の高い浚渫土や掘削土を改良するために、例えば、セメントやセメント系固化剤を添加・混合することで、浚渫土や掘削土を固化させる場合があり、この場合にもアルカリ性の泥土が発生する。
従来、このアルカリ性泥土は、産業廃棄物として埋立処分されていた。しかし、近年、埋立処分場の残余年数は逼迫しており、廃棄場所の確保も困難になっているとともに、埋立処分費も高騰し、泥土の埋立ては困難な状況になっている。一方、国土交通省より建設資材リサイクル法が施行され、建設発生土は埋立処分するのではなく、リサイクルすることが推奨されている。
【０００３】
このようなことから、アルカリ性泥土も他の建設泥土と同様にリサイクルが進められているが、コーン指数で表される強度が２００ｋＮ／ｍ²以上でないと、リサイクルのために十分な強度を有しないと判断され、アルカリ性泥土は廃棄物として取り扱われる。したがって、リサイクルする場合には、アルカリ性泥土に種々の固化剤を添加することにより適切な強度まで固化することとしている。
【０００４】
しかし、アルカリ性泥土をそのまま固化すると、ｐＨが高いために、植物の生育には適さず、リサイクルの用途が限定されてしまう。また、雨水の浸透によりアルカリ成分が地下に溶出する懸念もある。
そこで、このような問題を解消すべく、硫酸バンド、ＰＡＣ、希硫酸などの酸性物質を添加して、アルカリ性泥土を中性化することが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、添加する酸性物質の量が少ないとアルカリを十分に中和することができないことは勿論であるが、アルカリ性泥土の固形分中に、水に溶解したり水と反応することで泥土をアルカリ性にする物質が含まれていると、アルカリ性泥土を一時的に中性化しても、そのような物質が水に溶解したり、水と反応することで、再びｐＨが上昇して泥土がアルカリ性になってしまい、リサイクル用途の拡大の障害となっていた。一方、経時後のｐＨ上昇を抑制するためには、更に酸性物質を添加することも考えられるが、これでは多量の酸性物質を取り扱わなければならず、作業性が悪かった。
【０００６】
本発明の課題は、従来用いられていた大量の酸性物質を必要とすることなく、アルカリ性泥土のｐＨを低下させて、アルカリ性泥土をリサイクル可能な性状に改質することのできるアルカリ性泥土の処理方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、アルカリ性泥土を高分子凝集剤で団粒化し、団粒化された前記アルカリ性泥土に固体二酸化炭素より発生した気体二酸化炭素を接触させることを特徴としている。
請求項１記載の発明によれば、アルカリ性泥土を高分子凝集剤で団粒化することにより、アルカリ性泥土に細かい間隙が生じ、アルカリ性泥土と空気との接触面積が増大する。したがって、アルカリ性泥土に固形二酸化炭素（ドライアイス）から生じる気体二酸化炭素（炭酸ガス）を接触させる際に、効率的にアルカリ性泥土に炭酸ガスを接触させることが可能となる。
【０００８】
これにより、例えば、ドライアイスとアルカリ性泥土とを混合するような処理をしなくとも、ドライアイスから発生する炭酸ガスを含む空気中にアルカリ性泥土を放置することで、アルカリ性泥土の中性化を行うことが可能となる。また、空気中には、微量ではあるが炭酸ガスが存在するので、ドライアイスから生じた炭酸ガスによるアルカリ性泥土の中性化をやめた後にも、空気中の炭酸ガスにより中和反応を継続させることができ、例えば、アルカリ性泥土にセメント粒子のように長期に渡ってアルカリ成分を生じるような固形分が存在する場合に、中性化後に固形分からアルカリ成分が生じてｐＨが上昇するのを防止することができる。
【０００９】
また、ドライアイスは、低温である点を除けば、取扱が容易であり、アルカリ性泥土に直接ドライアイスを混合したり、ドライアイスから発生する炭酸ガスをアルカリ性泥土に吹き付けたりすることでアルカリ性泥土の中性化を行うことができ、アルカリ性泥土を中性化する際の作業性を向上できる。
さらに、炭酸ガスは、例えば、アンモニアの生産等の工業生産における副産物として発生するものであり、この副産物である炭酸ガスを利用してドライアイスが生産されるが、利用されなければ、炭酸ガスは大気中に放出されてしまうし、ドライアイスが例えば冷却用途に用いられれば最終的に炭酸ガスとして大気中に放出されてしまう。しかし、アルカリ性泥土の中性化に用いた場合には、炭酸ガスは炭酸塩となり、炭酸ガスの大気中への放出が抑制され、炭酸ガスの環境への影響を低減することができる。また、空気中に含まれる炭酸ガスからドライアイスを製造するものとすれば、空気中の炭酸ガス濃度を低減することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、アルカリ性泥土に二酸化炭素とは異なる酸性物質を添加して混合するとともに、前記アルカリ性泥土を高分子凝集剤で団粒化し、団粒化された前記アルカリ性泥土に固体二酸化炭素より発生した気体二酸化炭素を接触させることを特徴としている。
請求項２記載の発明によれば、上述のようにアルカリ性泥土を団粒化することにより、炭酸ガスとアルカリ性泥土との接触面積を増大させて、効率的にアルカリ性泥土を炭酸ガスで中性化できるとともに、さらに、炭酸ガス以外の酸性物質を用いることにより、中性化を効率化して、短時間でアルカリ性泥土を中性化することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のアルカリ性泥土の処理方法において、前記固体二酸化炭素を前記アルカリ性泥土に添加して混合することにより、前記アルカリ性泥土に前記固体二酸化炭素より発生した気体二酸化炭素を接触させることを特徴としている。
請求項３記載の発明によれば、ドライアイスを直接アルカリ性泥土に混合することで、アルカリ性泥土とドライアイスから生じる炭酸ガスとの接触を効率的に行うことができ、短時間でアルカリ性泥土を中性化することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一つに記載のアルカリ性泥土の処理方法において、前記アルカリ性泥土にセメント粒子が含まれることを特徴としている。
請求項４に記載の発明によれば、アルカリ性泥土がセメント粒子を含む場合に、セメント粒子には、多量の酸化カルシウムが含まれ、酸化カルシウムが泥土の水分中へ溶出することや、セメントの水和反応等により、アルカリ性泥土中に水酸化カルシウムが生じて、泥土がアルカリ性となる。
そして、水酸化カルシウムが泥土の水分中に溶け込んだ炭酸と反応すると、水への溶解度が低い炭酸カルシウムが生じ、アルカリ性の泥土が中性化されるとともに、泥土の水分から炭酸カルシウムが析出し、泥土がアルカリ性を示す原因となるカルシウムイオンが安定した状態となる。
したがって、セメント粒子を含むことにより、アルカリ性となった泥土は、炭酸により好適に中性化することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のアルカリ性泥土の処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
この実施の形態におけるアルカリ性泥土の処理方法においては、本発明をセメント粒子を含み、主に、セメントの水和反応に伴ってアルカリ性となる泥土の中性化処理と固化処理に本発明を適用しているが、本発明は、セメント成分を含むアルカリ性泥土の処理に限定されるものではなく、他のアルカリ性泥土の処理にも応用可能である。また、泥土とは、主に土砂からなり、乾燥しておらず、水分を含むものである。
【００１７】
また、セメントとは、例えば、ポルトランドセメントであり、ポルトランドセメントは、石灰石、粘土、ケイ石、鉄原料などから製造され、酸化カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化第二鉄などをクリンカー成分として含んでおり、こららに、石膏の添加による三酸化硫黄を加えたものがポルトランドセメントの主な化学成分となっている。なお、アルカリ性泥土に含まれるセメントは、周知の各種ポルトランドセメント以外に、周知の各種混合セメント、周知の各種特殊セメント等であっても良い。
また、セメント粒子を含むアルカリ性泥土は、例えば、セメントを注入しながら土壌を掘削する工法により生じたものや、浚渫やシールド工法によるトンネルの構築の際に生じる含水率の高い土砂を改良するために、セメントやセメント系固化剤が添加されたものである。
【００１８】
この実施の形態のアルカリ性泥土の処理方法は、上述のようなセメント粒子を含むアルカリ性泥土を炭酸ガス（気体二酸化炭素）と接触させることにより、アルカリ性泥土を中性化させるものである。
そして、アルカリ性泥土を炭酸ガスと接触させる方法は、アルカリ性泥土に高分子凝集剤を加え、アルカリ性泥土を団粒化させるものである。
【００１９】
高分子凝集剤としては、泥土を団粒化できるもの、すなわち、泥土に含まれる土砂粒子等の固形粒子を凝集させて粒状にできるものならば良く、周知の高分子凝集剤を用いることができる。
また、アルカリ性泥土の団粒化は、例えば、泥土槽や、泥土の集積場などで、アルカリ性泥土に高分子凝集剤を添加することにより行うことができる。
また、この際に、高分子凝集剤が添加されたアルカリ性泥土をショベル系の重機や、アーム先端に攪拌装置が取り付けられた重機等により攪拌しても良い。
【００２０】
また、高分子凝集剤が添加されたアルカリ性泥土を、各種ミキサや、混合槽等の攪拌装置で攪拌するものとしても良い。そして、攪拌装置としては、泥土を自重や攪拌装置の攪拌力により搬送しながら攪拌し、高分子凝集剤を泥土に混合して連続的に泥土を搬出する構造となっている連続式の攪拌装置を用いても良いし、バッチ式の攪拌装置を用いても良い。また、攪拌装置に泥土を搬入する際、もしくはその前の段階で、メッシュ状のフィルタとなる部材で、アルカリ性泥土に含まれる石、礫等を取り除き、石、礫等は泥土とは別に有効利用するものとしても良い。
【００２１】
そして、アルカリ性泥土を団粒化させることにより、アルカリ性泥土内に細かい間隙を形成して、空気との接触面積を増やし、空気中の炭酸ガスをアルカリ性泥土に効率的に接触させるとともに、アルカリ性泥土の内部まで空気中の炭酸ガスを接触させることができる。
【００２２】
これにより空気中の炭酸ガスがアルカリ性泥土の水分中に効率的に溶解させられて炭酸が生じ、炭酸がアルカリ性泥土のセメント粒子に基づいて泥土の水分中に存在する水酸化カルシウムと反応し、カルシウムイオンが炭酸カルシウムとなることで、アルカリ性泥土が中性化される。また、水に対する溶解度が低い炭酸カルシウムは、泥土の水分中から析出して安定した状態となり、環境への影響が極めて少ないものとなる。
また、炭酸によるアルカリ性泥土の中性化は、アルカリ性泥土が空気と接触している間継続されることになり、さらに、アルカリ性泥土が団粒化した状態で維持されていれば効率的に継続することになる。
【００２３】
これにより、アルカリ性泥土のセメント粒子から長期に渡って水酸化カルシウムが生じるような状態であっても、アルカリ性泥土のｐＨが上昇するのを防止することができる。また、空気中の炭酸ガスが、炭酸カルシウムとして固定されることにより、空気中の炭酸ガス濃度を低減して、地球温暖化の抑制を図ることができる。
【００２４】
また、アルカリ性泥土に炭酸ガスを接触させる方法として、ドライアイス（固体二酸化炭素）をアルカリ性泥土に接触もしくは近接して配置することにより、ドライアイスから発生する炭酸ガスにより、空気中の炭酸ガス濃度を高めて中和反応を早めるものとしても良い。
ドライアイスは、製造販売されているものを搬送して用いても良いし、アルカリ性泥土を中性化処理する現場にて炭酸ガスからドライアイスを製造する装置を用いても良いし、さらに空気中の炭酸ガスからドライアイスを製造する装置を用いても良い。
また、ドライアイスの形状は、ブロック状、ペレット状、スノー状等であっても良く、どのような形状のドライアイスを用いても良い。
【００２５】
ドライアイスから発生する炭酸ガスをアルカリ性泥土に接触させる方法としては、ドライアイスから発生する炭酸ガスを送風装置等により、アルカリ性泥土に吹き付けて、中和反応をさらに早めるものとしても良い。また、スノー状のドライアイスを吹き付けるものとしても良い。また、泥土槽や泥土の集積場等において、ドライアイス上にアルカリ性泥土を搬入し、ドライアイスから発生する炭酸ガスで、アルカリ性泥土が下から炭酸ガスにより曝気される状態としても良い。
【００２６】
また、ドライアイスを直接アルカリ性泥土に混合することにより、ドライアイスから発生する炭酸ガスをアルカリ性泥土に接触させるものとしてもよい。
この場合、アルカリ性泥土に高分子凝集剤を混合した場合と同様の方法を用いることができるとともに、高分子凝集剤と同時にドライアイスをアルカリ性泥土に混合するものとしても良い。
【００２７】
また、アルカリ性泥土にドライアイスから生じる炭酸ガスを接触させるとともに、さらに炭酸以外の酸性物質を添加することで、炭酸ガスと炭酸以外の酸性物質とにより、アルカリ性泥土を中性化しても良い。
前記酸性物質としては、炭酸以外で、アルカリ性泥土に添加した場合にアルカリ性泥土を中性化する効果を発揮するものであればよく、例えば、硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、酸性硫酸ナトリウム、スルファミン酸、ポリアクリル酸、硫酸アンモニウム、ミョウバン、仮焼ミョウバン塩酸、硫酸、硝酸、リン酸などが挙げられる。また、これらの酸性物質は、それぞれ単独で用いられてもよいし、２種以上が組み合わされて用いられても良い。
【００２８】
また、上述の酸性物質によりアルカリ性泥土を中性化する際には、上述の高分子凝集剤をアルカリ性泥土に混合する際と同様の方法を用いて酸性物質をアルカリ性泥土に混合し、アルカリ性泥土を中性化することができる。
炭酸ガスと炭酸以外の酸性物質を併用することにより、従来よりも炭酸以外の酸性物質の使用量を低減することができる。これにより酸性物質の使用量を低減して、アルカリ性泥土の中性化処理の作業性の向上を図ることができる。また、炭酸ガスと酸性物質とを併用してアルカリ性泥土を中性化することにより、中性化処理時間の短縮を図ることができる。
なお、アルカリ性泥土に、ドライアイスから発生する炭酸ガスを接触させる処理と、炭酸以外の酸性物質を添加して混合する処理とは、同時に行うものとしても良いし、炭酸以外の酸性物質を用いた処理の前に、炭酸ガスを用いた処理を行っても良いし、炭酸以外の酸性物質を用いた処理の後に、炭酸ガスを用いた処理を行っても良い。
【００２９】
また、アルカリ性泥土を中性化するのに、ドライアイスから発生する炭酸ガスを用いる場合には、アルカリ性泥土に高分子凝集剤を添加することなく、団粒化されていないアルカリ性泥土にドライアイスから発生する炭酸ガスを接触させるものとしても良い。
なお、この際にも、アルカリ性泥土にドライアイスから発生する炭酸ガスを吹き付けても良いし、アルカリ性泥土にドライアイスを混合するものとしても良い。このように、アルカリ性泥土にドライアイスを混合する際には、上述の高分子凝集剤をアルカリ性泥土に混合した際と同様の方法を用いることができる。
【００３０】
また、団粒化されていないアルカリ性泥土にドライアイスから発生する炭酸ガスを接触させる際に、上述の炭酸以外の酸性物質を併用して、アルカリ性泥土を中性化しても良い。
【００３１】
そして、中性化されるアルカリ性泥土は、含まれるセメント粒子の水和反応により固化することになる。なお、アルカリ性泥土に含まれるセメント成分の量は、固化した際に所望の強度を発現することが好ましく、元々含まれるセメント成分の量が所望の強度を発現するのに足りない場合には、アルカリ性泥土の中性化処理を行う際にアルカリ性泥土にセメント、セメント系固化剤を添加しても良い。また、アルカリ性泥土が所望の強度とならない場合に、セメント系以外の固化剤を添加するものとしても良い。
中性化された泥土は所望の強度を有するものとすることにより、この泥土を例えば、盛り土、埋戻し材料等の建築土木資材として、再利用することができる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
また、上記実施形態では、アルカリ性泥土として、土木建築現場等にて発生するセメント粒子を含んだアルカリ性泥土を例示したが、これに限られるものではなく、アルカリ性の泥土であれば如何なるものであっても良い。例えば、アルカリ性の廃液が浸み込んだ泥土等にも適用可能である。
また、地盤に直接セメント、セメント系固化剤を混練して地盤改良を行う際に、地盤がセメント、セメント系固化剤の添加によりアルカリ性の泥土の状態となる場合に、これを本発明のアルカリ性泥土として、地盤に直接ドライアイスを混合することにより、地盤を中性化するものとしても良い。
【００３３】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
下記実施例１〜３及び参考例１で用いられるアルカリ性泥土は、浚渫泥土（含水率５０．１３％、比重１．５１６）に、体積当たり２００ｋｇ／ｍ³となるようにセメントを添加し、ｐＨが１２．６８となるように調整することで製作した。
また、アルカリ性泥土の撹拌には、例えば攪拌用の羽根を備えた攪拌装置が用いられた。
【００３４】
［実施例１］
実施例１では、アルカリ性泥土１０リットルにドライアイスを所定量添加した後、攪拌を行うことで混合した。そして、撹拌を開始してから３０分、６０分、９０分、１２０分、１８０分後のアルカリ性泥土のｐＨを測定したところ、下記表１のような結果になった。
【表１】

【００３５】
［実施例２］
実施例２では、アルカリ性泥土１０リットルに高分子凝集剤を所定量添加した後、攪拌を行うことで混合してアルカリ性泥土を団粒化した。その後、ドライアイスを所定量添加し実施例１と同様にして混合した。その後、アルカリ性泥土のｐＨを実施例１と同様に経時的に測定したところ、下記表２のような結果になった。
【表２】

【００３６】
［実施例３］
実施例３では、実施例２と同様にしてアルカリ性泥土を団粒化した後、酸性物質として硫酸アルミニウムを１ｋｇ添加し、攪拌を行うことで混合してアルカリ性泥土のｐＨを１０．３まで低下させた。その後、ドライアイスを所定量添加し上記実施例と同様にして混合した。その後、アルカリ性泥土のｐＨを上記実施例と同様に経時的に測定したところ、下記表３のような結果になった。
【表３】

【００３７】
［参考例１］
参考例１では、アルカリ性泥土１０リットルを未処理の状態のまま放置した。
そして、放置してから２４時間、２４０時間後のアルカリ性泥土のｐＨを測定したところ、下記表４のような結果になった。
【表４】

【００３８】
［実施例４］
実施例４では、ＳＭＷ工法で発生したアルカリ性泥土に高分子凝集剤を添加し混合してアルカリ性泥土を団粒化した状態のものを、対象となる未処理状態の前記アルカリ性泥土とともに放置した。そして、放置してから各アルカリ性泥土のｐＨを経時的に測定した。その結果を、図１に示す。
【００３９】
参考例１では、アルカリ性泥土を未処理の状態のまま放置すると、２４時間後にｐＨは１２．５１であり、２４０時間後に１１．６４とわずかに低下している。
【００４０】
これに対して、実施例１〜３のように、アルカリ性泥土に炭酸ガスを接触させると、いずれの場合も、アルカリ性泥土が炭酸ガスにより急速に中性化される。すなわち、ドライアイスは各々のアルカリ性泥土内で全体的に満遍なく混合され、混合されたドライアイスが気化することで炭酸ガスが発生する。炭酸ガスはアルカリ性泥土内の細部まで略均一に行き渡って、泥土の水分中に溶解することで炭酸となる。そして、炭酸とアルカリ性泥土中のセメント粒子に基づく水酸化カルシウムとが反応することで、炭酸カルシウムが生じる。これにより、アルカリ性泥土が中性化して、アルカリ性泥土のｐＨが急速に低下している。
【００４１】
特に、実施例２のように、アルカリ性泥土を団粒化させると、アルカリ性泥土に細かい間隙が生じるため、炭酸ガスとの接触面積が増加し、アルカリ性泥土に炭酸ガスを効率的に接触させることが可能となる。これにより、アルカリ性泥土の中性化が効率的に行われ、ドライアイスの添加後６０分でアルカリ性泥土のｐＨは７．８まで低下している。
【００４２】
また、実施例３のように、アルカリ性泥土を団粒化させた後、酸性物質を混合すると、アルカリ性泥土のアルカリ成分が酸性物質により中和されてｐＨが低下するため、固体二酸化炭素の混合後６０分でアルカリ性泥土のｐＨは７．４まで低下している。つまり、中性化処理が効率化され、炭酸ガスによるアルカリ性泥土の中性化にかかる時間を減少させている。さらに、この場合、アルカリ性泥土が団粒化されているため、アルカリ性泥土に細かい間隙が生じ、アルカリ性泥土のｐＨを低下させるために必要とする酸性物質の量を少なくすることも可能となる。
【００４３】
また、実施例４のように、アルカリ性泥土を団粒化すると、アルカリ性泥土の炭酸ガスとの接触面積が増加して、アルカリ性泥土が空気中の炭酸ガスと接触しやすい状態となる。従って、高いｐＨのアルカリ性泥土であっても団粒化して放置しておくだけで、手間をかけずに継続的に中性化を進行させることになり、未処理の状態では３０日後のｐＨが１２程度であるのに対して、ｐＨは９付近まで低下している。さらに、空気中の炭酸ガスにより継続的にアルカリ性泥土が中性化されることで、アルカリ性泥土を従来用いられていた酸性物質で中性化した場合のような中性化処理後の泥土のｐＨ上昇が抑制されている。
【００４４】
このように、実施例１〜３によれば、アルカリ性泥土のｐＨを短時間で低下させて、アルカリ性泥土をリサイクル可能な性状に改質することができる。また、実施例４によれば、アルカリ性泥土を団粒化して空気中の炭酸ガスと接触しやすくすることにより、時間はかかるがアルカリ性泥土を中性化させることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、アルカリ性泥土に炭酸ガスを接触させることにより、アルカリ性泥土が炭酸ガスにより中性化される。従って、大量の酸性物質を必要とすることなく、アルカリ性泥土のｐＨを低下させて、アルカリ性泥土をリサイクル可能な性状に改質することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例４における未処理のアルカリ性泥土及び団粒化されたアルカリ性泥土のｐＨの変化を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating alkaline mud that can lower the pH of the alkaline mud and modify the alkaline mud to a recyclable property.
[0002]
[Prior art]
In a method of excavating soil while injecting cement (for example, underground continuous wall method, SMW method, RJG method, etc.), alkaline mud is generated. Also, in construction sites such as dredging and shield excavation, in order to improve dredged soil and excavated soil with a high water content, for example, cement and cement-based solidifying agents can be added and mixed to remove dredged soil and excavated soil. In some cases, alkaline mud is generated.
Conventionally, this alkaline mud has been disposed of as industrial waste. However, in recent years, the remaining years of landfill sites have become tight, making it difficult to secure disposal sites, and the cost of landfill disposal has risen, making it difficult to land mud. On the other hand, the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism has enforced the Construction Material Recycling Law, and it is recommended that construction generated soil be recycled rather than landfilled.
[0003]
For this reason, alkaline mud is also being recycled in the same way as other construction mud, but it does not have sufficient strength for recycling unless the strength represented by the corn index is 200 kN / m ² or more. Therefore, alkaline mud is treated as waste. Therefore, when recycling, it is supposed that it solidifies to appropriate intensity | strength by adding various solidifying agents to alkaline mud.
[0004]
However, if the alkaline mud is solidified as it is, the pH is high, so that it is not suitable for the growth of plants, and the use of recycling is limited. There is also a concern that alkaline components may elute underground due to infiltration of rainwater.
Therefore, in order to solve such problems, an acidic substance such as a sulfuric acid band, PAC, or dilute sulfuric acid is added to neutralize the alkaline mud.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In this case, it is a matter of course that the alkali cannot be sufficiently neutralized if the amount of the acidic substance to be added is small, but in the solid content of the alkaline mud, the mud is dissolved by reacting with water. If a substance that makes it alkaline is included, even if the alkaline mud is neutralized temporarily, such a substance dissolves in water or reacts with water, so that the pH rises again and the mud becomes alkaline. It became an obstacle to the expansion of recycling applications. On the other hand, in order to suppress the increase in pH after the lapse of time, it is conceivable to add an acidic substance, but this requires handling of a large amount of acidic substance, resulting in poor workability.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the pH of alkaline mud without requiring a large amount of conventionally used acidic substances, and to process alkaline mud that can be modified into a recyclable property. Is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is characterized in that alkaline mud is aggregated with a polymer flocculant and gaseous carbon dioxide generated from solid carbon dioxide is brought into contact with the aggregated alkaline mud.
According to the first aspect of the present invention, when the alkaline mud is agglomerated with the polymer flocculant, fine gaps are formed in the alkaline mud, and the contact area between the alkaline mud and air is increased. Therefore, when contacting gaseous carbon dioxide (carbon dioxide) generated from solid carbon dioxide (dry ice) with alkaline mud, carbon dioxide can be efficiently contacted with alkaline mud.
[0008]
Thereby, for example, neutralization of the alkaline mud is performed by leaving the alkaline mud in the air containing carbon dioxide gas generated from the dry ice without performing a process of mixing the dry ice and the alkaline mud. It becomes possible. In addition, since carbon dioxide is present in the air in a small amount, the neutralization reaction should be continued with carbon dioxide in the air even after neutralization of alkaline mud by carbon dioxide produced from dry ice is stopped. For example, when there is a solid content that generates an alkaline component over a long period of time, such as cement particles, in alkaline mud, the alkaline component is prevented from being generated from the solid content after neutralization to prevent the pH from rising. be able to.
[0009]
Dry ice is easy to handle except for the low temperature. Mixing dry ice directly into alkaline mud or spraying carbon dioxide generated from dry ice on alkaline mud Neutralization can be performed, and workability when neutralizing alkaline mud can be improved.
Further, for example, carbon dioxide gas is generated as a by-product in industrial production such as ammonia production, and dry ice is produced using the carbon dioxide gas that is a by-product. For example, if dry ice is used for cooling purposes, it will eventually be released into the atmosphere as carbon dioxide gas. However, when used for neutralization of alkaline mud, the carbon dioxide gas becomes carbonate, and the release of carbon dioxide into the atmosphere is suppressed, and the influence of carbon dioxide on the environment can be reduced. Further, if dry ice is produced from carbon dioxide contained in the air, the concentration of carbon dioxide in the air can be reduced.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, an acidic substance different from carbon dioxide is added to and mixed with alkaline mud, and the alkaline mud is aggregated with a polymer flocculant, and solid alkaline dioxide is added to the aggregated alkaline mud. It is characterized by contacting gaseous carbon dioxide generated from carbon.
According to the invention described in claim 2 , the alkaline mud is agglomerated as described above, thereby increasing the contact area between the carbon dioxide gas and the alkaline mud, and efficiently neutralizing the alkaline mud with carbon dioxide. In addition, by using an acidic substance other than carbon dioxide, neutralization can be made more efficient and the alkaline mud can be neutralized in a short time.
[0013]
The invention according to claim 3 is the method for treating alkaline mud according to

claim

1 or 2 , wherein the solid carbon dioxide is added to and mixed with the alkaline mud so that the alkaline mud is generated from the solid carbon dioxide. It is characterized by contacting with gaseous carbon dioxide.
According to the invention of claim 3 , by directly mixing the dry ice with the alkaline mud, the alkaline mud and the carbon dioxide generated from the dry ice can be efficiently contacted, and the alkaline mud can be brought into the medium in a short time. Can be sexualized.
[0015]
The invention according to claim 4 is characterized in that, in the method for treating alkaline mud according to any one of claims 1 to 3 , cement particles are contained in the alkaline mud.
According to the fourth aspect of the present invention, when the alkaline mud contains cement particles, the cement particles contain a large amount of calcium oxide, and the calcium oxide is eluted into the mud water. Calcium hydroxide is generated in the alkaline mud due to the sum reaction or the like, and the mud becomes alkaline.
And when calcium hydroxide reacts with carbonic acid dissolved in the mud water, calcium carbonate with low solubility in water is produced, the alkaline mud is neutralized, and calcium carbonate is precipitated from the mud water, Calcium ions that cause the mud soil to show alkalinity become stable.
Therefore, the mud that has become alkaline by containing cement particles can be neutralized by carbonic acid.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, embodiment of the processing method of the alkaline mud of this invention is described in detail.
In the method for treating alkaline mud in this embodiment, the present invention is applied to the neutralization treatment and solidification treatment of mud that contains cement particles and becomes alkaline due to cement hydration reaction. However, the present invention is not limited to the treatment of alkaline mud containing cement components, and can be applied to the treatment of other alkaline mud. Moreover, mud is mainly made of earth and sand, is not dried, and contains moisture.
[0017]
The cement is, for example, Portland cement, which is manufactured from limestone, clay, silica, iron raw materials, etc., and contains calcium oxide, silicon dioxide, aluminum oxide, ferric oxide, etc. as a clinker component. The main chemical component of Portland cement is the addition of sulfur trioxide by adding gypsum. The cement contained in the alkaline mud may be various known mixed cements, various known special cements, etc. in addition to the various known Portland cements.
In addition, alkaline mud containing cement particles, for example, to improve soil with high moisture content that is generated by the method of excavating the soil while injecting cement, or when tunnels are constructed by dredging or shield methods Cement or cement-based solidifying agent is added.
[0018]
The alkaline mud treatment method of this embodiment neutralizes the alkaline mud by bringing the alkaline mud containing cement particles as described above into contact with carbon dioxide (gaseous carbon dioxide).
And the method of making alkaline mud contact carbon dioxide adds a polymer flocculant to alkaline mud, and aggregates alkaline mud.
[0019]
The polymer flocculant may be any one capable of agglomerating mud, that is, any one capable of agglomerating solid particles such as earth and sand particles contained in the mud to form particles, and a known polymer flocculant can be used. .
The agglomeration of the alkaline mud can be performed by adding a polymer flocculant to the alkaline mud, for example, in a mud tank or a mud accumulation site.
At this time, the alkaline mud to which the polymer flocculant is added may be agitated by an excavator type heavy machine or a heavy machine having a stirring device attached to the end of the arm.
[0020]
Moreover, it is good also as what stirs the alkaline mud to which the polymer flocculent was added with various mixers, stirring apparatuses, such as a mixing tank. The stirring device is a continuous stirring device that has a structure in which the mud is stirred while being transported by its own weight or the stirring force of the stirring device, and the polymer flocculant is mixed with the mud to continuously carry out the mud. May be used, or a batch type stirring device may be used. Also, when carrying mud into the stirrer or at the previous stage, a member that becomes a mesh filter removes stones, gravel, etc. contained in alkaline mud and effectively uses stones, gravel, etc. separately from the mud It is good to do.
[0021]
And by agglomerating the alkaline mud, forming a fine gap in the alkaline mud, increasing the contact area with the air, making the carbon dioxide in the air efficiently contact the alkaline mud, Carbon dioxide in the air can be brought into contact with the inside.
[0022]
As a result, carbon dioxide in the air is efficiently dissolved in the water of the alkaline mud to produce carbonic acid, which reacts with the calcium hydroxide present in the mud water based on the cement particles of the alkaline mud, When the ions become calcium carbonate, the alkaline mud is neutralized. In addition, calcium carbonate having low solubility in water precipitates out of the mud's moisture and becomes a stable state, and has very little influence on the environment.
Moreover, the neutralization of the alkaline mud by carbonic acid will be continued while the alkaline mud is in contact with air, and if the alkaline mud is maintained in an aggregated state, it will continue efficiently. It will be.
[0023]
Thereby, even in a state where calcium hydroxide is generated from cement particles of alkaline mud over a long period of time, it is possible to prevent the pH of the alkaline mud from rising. Moreover, carbon dioxide gas in the air is fixed as calcium carbonate, so that the concentration of carbon dioxide gas in the air can be reduced and global warming can be suppressed.
[0024]
In addition, as a method of bringing carbon dioxide into contact with alkaline mud, by placing dry ice (solid carbon dioxide) in contact with or close to alkaline mud, the concentration of carbon dioxide in the air is reduced by carbon dioxide generated from dry ice. It may be increased to accelerate the neutralization reaction.
Dry ice may be transported and used as it is manufactured and sold, or it may be a device that produces dry ice from carbon dioxide gas at the site of neutralizing alkaline mud, or in the air. An apparatus for producing dry ice from carbon dioxide gas may be used.
The shape of the dry ice may be a block shape, a pellet shape, a snow shape or the like, and any shape of dry ice may be used.
[0025]
As a method for bringing carbon dioxide gas generated from dry ice into contact with alkaline mud, carbon dioxide gas generated from dry ice may be blown onto alkaline mud with a blower or the like to further accelerate the neutralization reaction. Moreover, it is good also as what sprays snow-like dry ice. Further, in a mud tank, a mud accumulation site, etc., alkaline mud may be carried on dry ice, and the alkaline mud may be aerated by carbon dioxide from the bottom with carbon dioxide generated from the dry ice.
[0026]
Further, carbon dioxide generated from dry ice may be brought into contact with the alkaline mud by directly mixing the dry ice with the alkaline mud.
In this case, it is possible to use the same method as when the polymer flocculant is mixed with the alkaline mud, and it is also possible to mix dry ice with the alkaline mud simultaneously with the polymer flocculant.
[0027]
Further, the alkaline mud may be neutralized with carbon dioxide gas and an acidic substance other than carbonic acid by adding carbonic acid generated from dry ice to the alkaline mud and further adding an acidic substance other than carbonic acid.
The acidic substance may be any substance other than carbonic acid that exhibits an effect of neutralizing the alkaline mud when added to the alkaline mud. For example, aluminum sulfate, ferrous sulfate, PAC (polyaluminum chloride) Acidic sodium sulfate, sulfamic acid, polyacrylic acid, ammonium sulfate, alum, calcined alum hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and the like. Moreover, these acidic substances may be used alone or in combination of two or more.
[0028]
Moreover, when neutralizing alkaline mud with the above-mentioned acidic substance, the acidic substance is mixed with alkaline mud using the same method as when the above-mentioned polymer flocculant is mixed with alkaline mud, and the alkaline mud is removed. Can be neutralized.
By using carbon dioxide and an acidic substance other than carbonic acid in combination, the amount of acidic substance other than carbonic acid can be reduced as compared with the prior art. Thereby, the usage-amount of an acidic substance can be reduced and the workability | operativity of the neutralization process of alkaline mud can be aimed at. Moreover, the neutralization treatment time can be shortened by neutralizing the alkaline mud using carbon dioxide and an acidic substance in combination.
In addition, the process of contacting carbon dioxide generated from dry ice with alkaline mud and the process of adding and mixing an acidic substance other than carbonic acid may be performed simultaneously, or an acidic substance other than carbonic acid was used. A treatment using carbon dioxide gas may be performed before the treatment, or a treatment using carbon dioxide gas may be performed after the treatment using an acidic substance other than carbon dioxide.
[0029]
In addition, when carbon dioxide gas generated from dry ice is used to neutralize alkaline mud, dry ice is not added to alkaline mud that has not been agglomerated without adding a polymer flocculant to the alkaline mud. It is good also as what makes the generated carbon dioxide gas contact.
Also in this case, carbon dioxide gas generated from dry ice may be sprayed on the alkaline mud, or dry ice may be mixed with the alkaline mud. Thus, when mixing dry ice with alkaline mud, the same method as when the above-mentioned polymer flocculant was mixed with alkaline mud can be used.
[0030]
Moreover, when contacting carbon dioxide gas generated from dry ice with non-aggregated alkaline mud, the alkaline mud may be neutralized by using an acidic substance other than carbonic acid as described above.
[0031]
And the alkaline mud to be neutralized is solidified by the hydration reaction of the contained cement particles. The amount of the cement component contained in the alkaline mud is preferably a desired strength when solidified, and if the amount of the cement component originally contained is insufficient to express the desired strength, Cement or a cement-based solidifying agent may be added to the alkaline mud when the mud is neutralized. Further, when the alkaline mud does not have a desired strength, a solidifying agent other than cement-based one may be added.
By setting the neutralized mud to have a desired strength, the mud can be reused as a construction civil engineering material such as embankment and backfill material.
[0032]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and design changes may be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, alkaline mud containing cement particles generated at a civil engineering construction site or the like is exemplified as alkaline mud. However, the present invention is not limited to this, and any alkaline mud can be used. Also good. For example, the present invention can also be applied to mud or the like in which alkaline waste liquid is immersed.
In addition, when the ground is improved by mixing cement and cement-based solidifying agent directly to the ground, if the ground becomes alkaline mud due to the addition of cement and cement-based solidifying agent, this is referred to as the alkaline mud of the present invention. It is also possible to neutralize the ground by mixing dry ice directly into the ground.
[0033]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited at all by these examples.
The alkaline mud used in the following Examples 1 to 3 and Reference Example 1 was added with cement to dredged mud (water content 50.13%, specific gravity 1.516) so as to be 200 kg / m ³ per volume, and pH Was adjusted to be 12.68.
For stirring the alkaline mud, for example, a stirring device equipped with stirring blades was used.
[0034]
[Example 1]
In Example 1, a predetermined amount of dry ice was added to 10 liters of alkaline mud and then mixed by stirring. And when the pH of the alkaline mud was measured 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes, 120 minutes and 180 minutes after the start of stirring, the results shown in Table 1 below were obtained.
[Table 1]

[0035]
[Example 2]
In Example 2, a predetermined amount of a polymer flocculant was added to 10 liters of alkaline mud, and then mixed by stirring to aggregate the alkaline mud. Thereafter, a predetermined amount of dry ice was added and mixed in the same manner as in Example 1. Thereafter, when the pH of the alkaline mud was measured over time in the same manner as in Example 1, the results shown in Table 2 below were obtained.
[Table 2]

[0036]
[Example 3]
In Example 3, after the alkaline mud was agglomerated in the same manner as in Example 2, 1 kg of aluminum sulfate was added as an acidic substance and mixed by stirring to lower the pH of the alkaline mud to 10.3. It was. Thereafter, a predetermined amount of dry ice was added and mixed in the same manner as in the above example. Thereafter, the pH of the alkaline mud was measured over time in the same manner as in the above example, and the results shown in Table 3 below were obtained.
[Table 3]

[0037]
[Reference Example 1]
In Reference Example 1, 10 liters of alkaline mud was left untreated.
Then, when the pH of the alkaline mud was measured 24 hours and 240 hours after being allowed to stand, the results shown in Table 4 below were obtained.
[Table 4]

[0038]
[Example 4]
In Example 4, a polymer flocculant added to and mixed with alkaline mud generated by the SMW method was left together with the target untreated alkaline mud. And after leaving to stand, pH of each alkaline mud was measured with time. The result is shown in FIG.
[0039]
In Reference Example 1, when the alkaline mud is left untreated, the pH is 12.51 after 24 hours and slightly decreases to 11.64 after 240 hours.
[0040]
On the other hand, as in Examples 1 to 3, when carbon dioxide gas is brought into contact with alkaline mud, in any case, alkaline mud is rapidly neutralized by carbon dioxide. That is, dry ice is mixed uniformly in each alkaline mud, and carbon dioxide gas is generated when the mixed dry ice is vaporized. Carbon dioxide spreads almost uniformly to the details in the alkaline mud and becomes carbonic acid by dissolving in the mud's moisture. And calcium carbonate arises because carbonic acid and the calcium hydroxide based on the cement particle in alkaline mud react. Thereby, the alkaline mud is neutralized and the pH of the alkaline mud is rapidly lowered.
[0041]
In particular, when the alkaline mud is agglomerated as in Example 2, since a fine gap is generated in the alkaline mud, the contact area with the carbon dioxide gas increases, and the carbon dioxide gas can be efficiently brought into contact with the alkaline mud. It becomes possible. Thereby, the neutralization of the alkaline mud is efficiently performed, and the pH of the alkaline mud is lowered to 7.8 60 minutes after the addition of the dry ice.
[0042]
Further, as in Example 3, when alkaline mud is agglomerated and then mixed with an acidic substance, the alkaline component of the alkaline mud is neutralized by the acidic substance and the pH is lowered. In 60 minutes, the pH of the alkaline mud drops to 7.4. That is, the neutralization process is made efficient and the time required for neutralization of the alkaline mud with carbon dioxide gas is reduced. Furthermore, in this case, since the alkaline mud is agglomerated, fine gaps are generated in the alkaline mud, and the amount of acidic substances necessary for lowering the pH of the alkaline mud can be reduced.
[0043]
Moreover, when the alkaline mud is agglomerated as in Example 4, the contact area of the alkaline mud with the carbon dioxide increases, and the alkaline mud easily comes into contact with the carbon dioxide in the air. Therefore, even in the case of alkaline mud having a high pH, it is only necessary to aggregate and leave it, and it will continue to neutralize without any effort. In an untreated state, the pH after 30 days will increase. While it is about 12, the pH has dropped to around 9. Furthermore, since the alkaline mud is neutralized by carbon dioxide in the air, the pH of the mud after the neutralization treatment as in the case where the alkaline mud is neutralized with an acidic substance that has been conventionally used is used. The rise is suppressed.
[0044]
Thus, according to Examples 1 to 3, the pH of the alkaline mud can be lowered in a short time, and the alkaline mud can be reformed into a recyclable property. Further, according to Example 4, it is possible to neutralize the alkaline mud, although it takes time, by making the alkaline mud agglomerated and making it easily contact with carbon dioxide gas in the air.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, alkaline mud is neutralized with carbon dioxide by bringing carbon dioxide into contact with the alkaline mud. Therefore, without requiring a large amount of acidic substance, the pH of the alkaline mud can be lowered and the alkaline mud can be modified to a recyclable property.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing changes in pH of untreated alkaline mud and aggregated alkaline mud in Example 4. FIG.

Claims

A method for treating alkaline mud characterized in that alkaline mud is aggregated with a polymer flocculant and gaseous carbon dioxide generated from solid carbon dioxide is brought into contact with the aggregated alkaline mud.

An acidic substance different from carbon dioxide is added to and mixed with alkaline mud, and the alkaline mud is aggregated with a polymer flocculant, and gaseous carbon dioxide generated from solid carbon dioxide is added to the aggregated alkaline mud A method for treating alkaline mud characterized in that it is brought into contact.

In the processing method of alkaline mud according to claim 1 or 2 ,
A method for treating alkaline mud characterized in that the solid carbon dioxide is added to and mixed with the alkaline mud to bring gaseous carbon dioxide generated from the solid carbon dioxide into contact with the alkaline mud.

In the processing method of alkaline mud according to any one of claims 1 to 3 ,
Cement particles are contained in the alkaline mud, a method for treating alkaline mud.