JPS62760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は土建工事に伴つて派生する泥水を固液
分離する方法に関するものである。

地中連続壁打、杭打、トンネル堀進、シールド
工法等を行なう土建工事においては泥水を派生す
るが最近、工事の合理化とコストダウンを図つて
工事中に派生した泥水を循環するようになつてき
た。泥水は繰り返し使用されるにつれスラリー濃
度が上り粘性が大となつて容易には沈降しないの
でバキユームカー又は泥水ポンプによつて終末処
理場に運ばれ処理されている。泥水の終末処理場
において泥水はそのままであるとその固液分離が
きわめて困難であるので、通常固液分離剤を用い
て固液分離を促進させている。

従来この固液分離剤にポリアクリルアマイド及
び又はその加水分解生成物或はこれらに無機塩特
に多価金属塩を併用したものが用いられてきた。
この固液分離剤は効率よく泥水の固液分離を行な
うことができるが、近時ポリアクリルアマイド及
びその部分加水分解物に含まれているアクリルア
マイドモノマーの毒性が問題視されるにいたり、
ポリアクリルアマイド以外の無毒性の固液分離剤
の開発が要望されるようになつた。

この要望に応じてアルギン酸ナトリウム、でん
ぷん化成品、又はマンナンガム質等が提案された
が、それらと多価金属塩類と併用してもそれらの
固液分離性能はポリアクリルアマイドに比して非
常に低い欠点を有している。

本発明は無毒性でかつポリアクリルアマイド又
はその加水分解物を用いた場合と同程度に泥水を
固液分離し、また固液分離剤を溶液としてでなく
粉体としてでも泥水に添加し得る泥水の固液分離
法を提供し得たものである。

本発明はポリ塩化アルミニウムとポリアクリル
酸ナトリウムからなる混合組成物を泥水の固液分
離剤に用いると、ポリ塩化アルミニウムは泥水の
固形成分の凝集効果と清澄性に関与し、ポリアク
リル酸ナトリウムは泥水中の固形成分にその架橋
圧密化と団粒化作用をもたらすとともに両者の相
互補充及び相乗効果によつて泥水が固形分相と液
相とに分離されること、並びにポリ塩化アルミニ
ウムとポリアクリル酸ナトリウムの二成分にさら
に亜鉛塩を添加してなる混合組成物を泥水の固液
分離剤に用いると、亜鉛塩の泥水の固形成分の凝
集作用と清澄作用に加えて、三者の相互補充及び
相乗効果により前記二成分の分離剤に比して泥水
を一段とよく固液分離し分離した液相を清澄させ
るとの知見に基づくものである。

本発明の要旨はポリ塩化アルミニウム、ポリア
クリル酸ナトリウム、PH調整剤および亜鉛塩を泥
水に添加してその固形成分を凝集沈でんさせるこ
とを特徴とする泥水の固液分離法にある。

ポリアクリル酸ナトリウムは重合度20000〜
100000のものが用いられる。

本発明においてポリ塩化アルミニウムは泥水に
添加される混合物総量に対して40重量％以下10重
量％以上、ポリアクリル酸ナトリウムは90重量％
以下、60重量％以上であることが好ましい。

ポリ塩化アルミニウムとポリアクリル酸ナトリ
ウムとからなる固液分離剤の泥水に対する添加量
は泥水の固形成分の濃度、その成分及び固液分離
剤の成分によつて異なりその最適添加量は場に応
じて定められるが泥水重量に対して0.05〜1.0重
量％が目安となる。

泥水に固液分離剤を添加した後泥水のPHは５〜
10、好ましくは６〜９であることが望ましい。泥
水のPHをこの範囲に保つのに炭酸ナトリウム、水
酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等のPH調整剤
の水溶液が用いられる。

ポリアクリル酸ナトリウム及びポリ塩化アルミ
ニウムに加えて亜鉛塩を伴用した泥水の固液分離
剤はこれを併用しないものに比して泥水の固液分
離性及び得られる分離液の清澄性が一段と向上す
る。このさいのポリ塩化アルミニウム、亜鉛塩及
びポリアクリル酸ナトリウムの最適配合割合は二
成分の固液分離剤の場合と同じように泥水の成分
及び性状によつて異なるが、ポリ塩化アルミニウ
ムがこれら三成分の合計量に対して40重量％以上
の場合はポリアクリル酸ナトリウムによる泥水固
形成分の団粒化が遅れ、10重量％以下であるとポ
リ塩化アルミニウムの特性である清澄性が著るし
く低下する。ポリアクリル酸ナトリウムは60重量
％以上80重量％以下であることが好ましく、亜鉛
塩は１重量％以上20重量％以下が好ましい。20重
量％以上であるとポリアクリル酸ナトリウムによ
る泥水の固形成分の団粒化が阻害され、１重量％
以下では効果がない。

亜鉛塩には塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛等が
用いられる。本発明を行なう場合前述の固液分離
剤に加えてさらに凝集剤、架橋剤、表面活性剤を
添加しても本発明を逸脱するものではない。

本発明によつてポリ塩化アルミニウム、亜鉛塩
及びポリアクリル酸ナトリウムからなる固液分離
剤を泥水に添加して泥水の固液分離を行なう場
合、泥水のPHが５〜10、好ましくは６〜９である
ことが望まれる。泥水の種類によつては、固液分
離剤を加えたときのPHが前述の範囲を外れる場合
があるが、その場合には炭酸ナトリウム、水酸化
ナトリウム、水酸化カルシウム等のPH調整剤を加
え、調節することが必要である。

本発明を行なう場合上述の固液分離剤に加えて
凝集剤、架橋剤、表面活性剤を併用することがで
きる。

固液分離剤の泥水に対する添加量は泥水の固形
成分の濃度、その成分及び固液分離剤の成分によ
つて異なり、その最適添加量は場によつて定めら
れるが泥水重量に対して0.05〜1.0重量％が目安
となる。

固液分離剤を泥水に添加するには、固液分離剤
を構成する粉状の各成分を所定の割合に混じて、
さらに、これに必要に応じて炭酸ナトリウム等の
PH調整剤を混じ、得られる混合組成物を泥水に添
加し、泥水を撹拌して固液分離剤をよく分散すれ
ば、泥水は短時間に固液分離して上層の清澄な上
澄水が、また下層にスラツジが得られる。上澄水
はこれを放流し、スラツジはスクリーンで水を切
り、さらに必要に応じて脱水する。

固液分離剤の構成各分は粉状または水溶液とし
て所定の割合に混合し、得られた固液分離剤の水
溶液を泥水に添加してもよい。

本発明の方法によれば使用する固液分離剤はも
ちろん、泥水に加えた後の上澄液及び沈積スラツ
ジにも毒性の心配がなく、かつ固液分離能にすぐ
れ得られたスラツジを自然過した場合そのスラ
ツジの含水率が70％と低く、他の無機凝集剤を使
用した場合の脱水率が85〜90％であるのに対しき
わめて脱水性がすぐれ、また本発明の方法に用い
られる固液分離剤は泥水の種類、性状に対して普
遍的であり、ただ泥水に対して固液分離剤の使用
量を変えるだけで本発明の目的が遂行され、かつ
また本発明の固液分離剤は、各成分粉状の物を用
いれば単一混合組成物として泥水に添加し得るの
で従来のように固液分離剤、架橋剤、PH調整剤等
の各成分を、それぞれ別個に一定濃度に調整し、
これらを添加する煩雑な工程を必要としない特長
を有する。

つぎに本発明を実施例について説明するが本発
明はこれらによつて限定されるものではない。

比較例 １ 比較例に供した泥水はシールド工法によるトン
ネル堀進工事において排出されたものを用いた。
この泥水は比較的有機質の少ないシルト質粘土
で、懸濁性固形分21.5重量％、74ミクロン以下の
微粒子は全固形物に対して98％であり泥水のPHは
8.7であつた。

この泥水１をビーカーにとり、ポリ塩化アル
ミニウム（粉状で見掛比重が0.83、Al₂O₃含有量
30重量％）を110ppm、ポリアクリル酸ナトリウ
ム（粉状、重合度；80000）を200ppm前記泥水
に加え、得られる混合組成物を120rpmで20秒間
急速にかきまぜた。そのさいのPHは6.4であつ
た。

ついでビーカー内容物をかくはん速度75rpmに
減速してかきまぜた。減速度40秒でフロツクが生
じ始め、１分30秒でフロツクの生成が完了した。

反応生成物を３分間静置した後、その上澄水の
透明度を測定したところ25であつた。

沈降したフロツクは粒径10mm程度に固粒化して
いた。このフロツクを目開き１mmのスクリーンで
重力だけの自然過を行なつた結果、スクリーン
上の滓は含水率70％であり、そのさいの液中
のSS（懸濁固形分）は80ppmであつた。

実施例 １ 比較例１に用いた泥水１をビーカーにとり、
これに比較例１に用いたと同じポリ塩化アルミニ
ウムを110ppm、ポリアクリル酸ナトリウムを
200ppm、さらに塩化亜鉛70ppm添加し、その混
合組成物を比較例１に準じて処理した結果、反応
生成物を静置した後の上澄水の透明度は30であ
り、沈降フロツクを目開き１mmのスクーンで自然
過した場合の滓の含水率は70％で、そのさい
の液中のSSは60ppmであつた。

比較例 ２ 比較例１に用いた泥水１をビーカーにとり、
これにポリ塩化アルミニウムを110ppm、及び加
水分解度25％重合度100000のポリアクリルアマイ
ド（0.1重量％の水溶液として添加）を200ppm添
加し、比較例１と同じように120rpmで20秒間急
速にかきまぜた。そのさいの混合組成物のPHは
6.4であつた。さらにこれを比較例１と同じよう
に減速してかきまぜたところ、減速後１分でフロ
ツクを生じ、１分50秒でフロツクの生成が完了し
た。

得られた反応生成物を３分間静置した後の上澄
液の透明度は25であり、沈降したフロツクは粒径
８mmまで固化していた。沈降フロツクを目開き１
mmのスクリーンで自然過したところ滓の含水
率は72％であつたが、比較例１及び実施例１に比
して沈降フロツクは水切りが悪く粘いことが認め
られた。

実施例 ２ この実施例に用いた泥水は地中連続壁工法を施
行した工事現場から排出されたもので、SS濃度
17％、74μ以下のシルト及び粘土分が固形分に対
して98％であり、このほか掘進に用いたポリマー
安定剤（多糖類）、リグニンスルホン酸カルシウ
ム及びテルストツプ（フミン酸塩）等が含まれて
いた。

この泥水１をビーカーに採り、これにポリ塩
化アルミニウム150ppmを５％水溶液で、塩化亜
鉛60ppmを１％水溶液で、かつポリアクリル酸
ナトリウム180ppmを0.1％水溶液で加え、得られ
た混合組成物を120rpmで20秒間かきまぜた後、
５％消石灰水溶液を120rpmでかきまぜながらビ
ーカーの内容物のPHが8.2になるまで添加した。
ついでかくはん速度を75rpmに減速してかきまぜ
たところ、減速後25秒にしてフロツクが生成し、
このフロツクはさらにかきまぜを継続することに
よりその粒径は大きくなり、減速開始後約１分20
秒で７mmに成長し、１分50秒でフロツクの生成と
団粒化が完了し、そのさいのフロツクの粒径は約
10mmであつた。

減速開始後２分でかくはんを停止し、ついで３
分間反応生成物を３分間静置したところ、ビーカ
ー内には10容量部のフロツク層と90容量部の上澄
水に分離した。得られた上澄水のPHは8.2で、透
明度は約30であり、得られたフロツク層を目開き
１mmのスクリーンに30mmの厚さに載せて自然過
したところ、そのフロツクは約２分10秒で水切り
され、含水率70％となり容易にスクリーンから剥
離できた。スクリーンで別された液のSSは
80ppmで、そのPHは8.2であつて、河川に放流し
ても差支えない状態であることが認められた。

実施例 ３ 実施例２に用いた泥水を１をビーカーに採
り、これを実施例２において塩化亜鉛を用いない
以外は全く実施例２と同じように処理したとこ
ろ、得られた反応生成物の上澄水の透明度は約23
であつた。

また得られたフロツク層を実施例２と同じよう
に目開き１mmのスクリーン上に30mmの厚さに載せ
て自然過を行なつたところ、約２分30秒で水切
りされ滓の含水率は71％であつた。

比較例 ３ 実施例２及び実施例３に用いた泥水１をビー
カーに採り、これにポリ塩化アルミニウム
60ppmを５％水溶液で、かつポリアクリルアマ
イドの部分加水分解物（分子量100000加水分解率
25％）180ppmを0.1％水溶液で加えて実施例２と
同じように、ビーカーの内容物をかきまぜながら
５％消石灰水溶液を添加してPHを8.2とした。

ついで実施例２に準じてかくはん速度を減速し
てかくはんを継続したところ、約30秒でフロツク
の生成が認められ、約１分30秒で粒径７mmにフロ
ツクが生長し約２分でフロツクの生成と団粒化が
完了した。

さらにかくはんを停止して、ついで３分間ビー
カー内容物を３分間静止したところ、10容量部の
フロツク層と90容量部の上澄水層に分離した。そ
の上澄水のPHは8.2で透明度は約20であつた。

得られたフロツク層を目開き１mmのスクリーン
上に30mmの厚さに載せて自然過を行なつたとこ
ろ、約２分30秒で水切りされ、得られた滓の脱
水率は72％で、スクリーンからの剥離性が実施例
２及び３の場合に比し劣ることが認められた。

以上の実施例及び比較例から明らかなように、
本発明によれば従来法のように毒性の懸念が大き
いポリアクリルアマイドを使用しないので、処理
して得られる排水は全く無害であり、しかも得ら
れるフロツクは過性及び脱水率がよく、かつス
クリーンとの分離性がよいことが認められた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリ塩化アルミニウム、ポリアクリル酸ナト
   リウム、PH調整剤および亜鉛塩を泥水に添加して
   その固形成分を凝集沈でんさせることを特徴とす
   る泥水の固液分離法。 ２ 特許請求の範囲第１項においてポリ塩化アル
   ミニウムがそれとポリアクリル酸ナトリウム及び
   亜鉛塩との合計量に対して40重量％以下10重量％
   以上、ポリアクリル酸ナトリウムは80重量％以下
   60重量％以上、亜鉛塩は20重量％以下１重量％以
   上である泥水の固液分離法。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項のいずれか
   においてポリアクリル酸ナトリウムが20000〜
   100000の重合度である泥水の固液分離法。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かにおいてポリ塩化アルミニウム、亜鉛塩、ポリ
   アクリル酸ナトリウムの合計量が泥水に大して
   0.05〜1.0重量％である泥水の固液分離法。 ５ 特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
   かにおいてポリ塩化アルミニウム、亜鉛塩、ポリ
   アクリル酸ナトリウムを添加後の泥水のPHが５〜
   10、好ましくは６〜９である泥水の固液分離法。