JP2000246290A - 汚泥固化剤 - Google Patents
汚泥固化剤Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 汚泥固化剤として用いる新しいタイプの液状
組成物を提供する。 【解決手段】 Ｗ／Ｏ型の水溶性ビニルポリマーエマル
ジョンへ粒状高吸水性樹脂を９９：１〜５０：５０の重
量比で添加し、この混合物１００重量部あたり１０重量
部までの親油性安定剤を加える。
組成物を提供する。 【解決手段】 Ｗ／Ｏ型の水溶性ビニルポリマーエマル
ジョンへ粒状高吸水性樹脂を９９：１〜５０：５０の重
量比で添加し、この混合物１００重量部あたり１０重量
部までの親油性安定剤を加える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粒状高吸水性樹脂を配
合したＷ／Ｏ型水溶性ビニルポリマーエマルジョンから
なる汚泥固化剤に関する。
合したＷ／Ｏ型水溶性ビニルポリマーエマルジョンから
なる汚泥固化剤に関する。
【０００２】
【従来技術と問題点】高吸水性樹脂は汚泥固化剤として
も使用されている。アニオン性または非イオン性の水溶
性高分子化合物は汚泥を凝集状態に改質し、汚泥の強度
を高め、振動を加えた時の液状化を防止して搬送性を高
める目的に使用されている。この目的に対しては、高吸
水樹脂および水溶性高分子化合物は粉末形態である。そ
のためこれらは汚泥に添加するとすぐに吸水してママコ
を形成し、効果を発揮するまで長時間の攪拌を必要と
し、また有効利用率が低いので多量の添加を必要とす
る。さらにシルト、粘土分の少ない建設工事から発生す
る高含水掘削残土に対して水溶性高分子化合物は凝集す
る粒子が少ないので効果が低い。
も使用されている。アニオン性または非イオン性の水溶
性高分子化合物は汚泥を凝集状態に改質し、汚泥の強度
を高め、振動を加えた時の液状化を防止して搬送性を高
める目的に使用されている。この目的に対しては、高吸
水樹脂および水溶性高分子化合物は粉末形態である。そ
のためこれらは汚泥に添加するとすぐに吸水してママコ
を形成し、効果を発揮するまで長時間の攪拌を必要と
し、また有効利用率が低いので多量の添加を必要とす
る。さらにシルト、粘土分の少ない建設工事から発生す
る高含水掘削残土に対して水溶性高分子化合物は凝集す
る粒子が少ないので効果が低い。
【０００３】吸水性樹脂はシルト、粘土分の少ない残土
に対して効果を発揮するが、含水比の高いシルト、粘土
分の多い残土や浚渫汚泥、下水汚泥等に対しては水溶性
高分子化合物より多量の添加を必要とする。
に対して効果を発揮するが、含水比の高いシルト、粘土
分の多い残土や浚渫汚泥、下水汚泥等に対しては水溶性
高分子化合物より多量の添加を必要とする。
【０００４】
【課題及び解決方法】このため、粉末の形で汚泥へ添加
される高吸水性樹脂および水溶性高分子化合物の欠点を
克服ないし緩和することができる製品の開発が要望され
る。
される高吸水性樹脂および水溶性高分子化合物の欠点を
克服ないし緩和することができる製品の開発が要望され
る。
【０００５】この要望は、本発明により、Ｗ／Ｏ型水溶
性ビニルポリマーエマルジョンと粒状高吸水性樹脂との
重量比９９：１〜５０：５０の混合物に、混合物１００
重量部あたり１０重量部までの親油性安定剤を添加して
得られる組成物を汚泥固化剤として使用することによっ
て満たされる。
性ビニルポリマーエマルジョンと粒状高吸水性樹脂との
重量比９９：１〜５０：５０の混合物に、混合物１００
重量部あたり１０重量部までの親油性安定剤を添加して
得られる組成物を汚泥固化剤として使用することによっ
て満たされる。
【０００６】本発明の組成物は液状品であるから残土や
汚泥の自動化処理のため自動計量が容易であり、かつマ
マコを生じないから処理対象物へ容易に均一に添加でき
る。また有効利用率が高い。さらにあらかじめ調合され
た液状品の形で常温で少なくとも９０日間相分離やゲル
化現象が見られない安定性を有し、低温時の流動性も高
い。
汚泥の自動化処理のため自動計量が容易であり、かつマ
マコを生じないから処理対象物へ容易に均一に添加でき
る。また有効利用率が高い。さらにあらかじめ調合され
た液状品の形で常温で少なくとも９０日間相分離やゲル
化現象が見られない安定性を有し、低温時の流動性も高
い。
【０００７】
【好ましい実施態様】Ｗ／Ｏ型水溶性ビニルポリマーエ
マルジョンは、水溶性ビニルモノマーの逆相懸濁重合法
によって製造することができる。この方法は反応容器へ
炭化水素系溶媒と乳化剤を加えて混合し、これへ水溶性
モノマー水溶液および重合開始剤を攪拌しながら加えて
重合反応を行う方法である。
マルジョンは、水溶性ビニルモノマーの逆相懸濁重合法
によって製造することができる。この方法は反応容器へ
炭化水素系溶媒と乳化剤を加えて混合し、これへ水溶性
モノマー水溶液および重合開始剤を攪拌しながら加えて
重合反応を行う方法である。
【０００８】使用される炭化水素系溶媒は、ｎ−ペンタ
ン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、シク
ロペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キ
シレンなどの脂肪族、脂環族又は芳香族炭化水素、およ
び灯油、軽油、ナフサ、流動パラフィンなどの鉱油であ
る。
ン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、シク
ロペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キ
シレンなどの脂肪族、脂環族又は芳香族炭化水素、およ
び灯油、軽油、ナフサ、流動パラフィンなどの鉱油であ
る。
【０００９】乳化剤は一般に非イオン性界面活性剤が使
用され、その例はソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキ
シエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レン高級アルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキ
ルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン高級脂肪酸エ
ステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアル
キルエーテルなどである。
用され、その例はソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキ
シエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レン高級アルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキ
ルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン高級脂肪酸エ
ステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアル
キルエーテルなどである。
【００１０】水溶性ビニルモノマーの例は、（メタ）ア
クリルアミド、（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、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メチルビ
ニルエーテル、酢酸ビニル、イタコン酸、マレイン酸、
フマル酸、およびそれらの混合物である。アクリルアミ
ドおよびそれと他のモノマー例えばアクリル酸またはそ
の塩との混合物が好ましい。
クリルアミド、（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、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メチルビ
ニルエーテル、酢酸ビニル、イタコン酸、マレイン酸、
フマル酸、およびそれらの混合物である。アクリルアミ
ドおよびそれと他のモノマー例えばアクリル酸またはそ
の塩との混合物が好ましい。
【００１１】この重合反応に使用される開始剤は、アゾ
系または過酸化物系の開始剤であり、ビニル系モノマー
のバルク重合、溶液重合または通常の懸濁重合（Ｏ／Ｗ
型）に通常使用されている開始剤でよい。
系または過酸化物系の開始剤であり、ビニル系モノマー
のバルク重合、溶液重合または通常の懸濁重合（Ｏ／Ｗ
型）に通常使用されている開始剤でよい。
【００１２】通常Ｗ／Ｏ型水溶性ビニルポリマーエマル
ジョンはそれ自体の安定性がそれ程高くないので、これ
へ他の物質を混入するとエマルジョンが破壊され易くそ
のため他物質を混合することはこれまであまり例がな
い。しかしながら高吸水性樹脂の場合には水溶性ビニル
ポリマー溶液の液滴から少なくとも一部分の水分が吸水
性樹脂へ移行し、粒子体積が縮小するのでエマルジョン
本来の安定性を害することは少ないものと推測される。
ジョンはそれ自体の安定性がそれ程高くないので、これ
へ他の物質を混入するとエマルジョンが破壊され易くそ
のため他物質を混合することはこれまであまり例がな
い。しかしながら高吸水性樹脂の場合には水溶性ビニル
ポリマー溶液の液滴から少なくとも一部分の水分が吸水
性樹脂へ移行し、粒子体積が縮小するのでエマルジョン
本来の安定性を害することは少ないものと推測される。
【００１３】高吸水性樹脂には各種のものが知られてお
り、そのいずれも使用することができるが、中でもポリ
ビニルアルコールとポリ（メタ）アクリル酸のグラフト
共重合体、ポリビニルアルコールのエピクロルヒドリン
架橋体、ポリビニルアルコールのリン酸縮合物、アクリ
ロニトリルと塩化ビニリデン又は塩化ビニル及び共重合
可能なビニルモノマーとの共重合体のアルカリ加水分解
物、アクリル酸とジビニルベンゼンとの共重合体、アク
リルアミドのホモまたはコポリマーのジアクルアミド架
橋物、ポリエチレングリコールの放射線架橋物、デンプ
ンの酸加熱処理物を使用することができる。
り、そのいずれも使用することができるが、中でもポリ
ビニルアルコールとポリ（メタ）アクリル酸のグラフト
共重合体、ポリビニルアルコールのエピクロルヒドリン
架橋体、ポリビニルアルコールのリン酸縮合物、アクリ
ロニトリルと塩化ビニリデン又は塩化ビニル及び共重合
可能なビニルモノマーとの共重合体のアルカリ加水分解
物、アクリル酸とジビニルベンゼンとの共重合体、アク
リルアミドのホモまたはコポリマーのジアクルアミド架
橋物、ポリエチレングリコールの放射線架橋物、デンプ
ンの酸加熱処理物を使用することができる。
【００１４】高吸水性樹脂の形状は不定形および球形の
どちらでもよいが、エマルジョンと混合した時混合物の
粘性が低く、長時間静置した時の沈降物の再分散が容易
であるので球形が好ましい。無定形の場合はこれと反対
の傾向にあるが、配合量の調整および安定剤をやや多く
使用することによって安定性を確保することができる。
どちらでもよいが、エマルジョンと混合した時混合物の
粘性が低く、長時間静置した時の沈降物の再分散が容易
であるので球形が好ましい。無定形の場合はこれと反対
の傾向にあるが、配合量の調整および安定剤をやや多く
使用することによって安定性を確保することができる。
【００１５】高吸水性樹脂の吸水倍率は当然高いことが
好ましく、通常１００倍以上である。このような高吸水
性樹脂は市場で入手可能であり、例えば三菱化学（株）
からアクアパールの商品名で種々のグレードのものが販
売されている。この市販品または匹敵する他のメーカー
からの市販品を本発明において使用することができる。
好ましく、通常１００倍以上である。このような高吸水
性樹脂は市場で入手可能であり、例えば三菱化学（株）
からアクアパールの商品名で種々のグレードのものが販
売されている。この市販品または匹敵する他のメーカー
からの市販品を本発明において使用することができる。
【００１６】本発明の組成物はＷ／Ｏ型水溶性ビニルポ
リマーエマルジョンへ攪拌下粒状高吸水性樹脂および安
定剤を添加し、混合することによって調製することがで
きる。この場合エマルジョンと高吸水性樹脂の配合割合
は重量比（エマルジョン：高吸水性樹脂）で９９：１〜
５０：５０の間で選ぶことができ、この範囲内であれば
組成物のハンドリングに適した粘度を保つことが可能で
ある。
リマーエマルジョンへ攪拌下粒状高吸水性樹脂および安
定剤を添加し、混合することによって調製することがで
きる。この場合エマルジョンと高吸水性樹脂の配合割合
は重量比（エマルジョン：高吸水性樹脂）で９９：１〜
５０：５０の間で選ぶことができ、この範囲内であれば
組成物のハンドリングに適した粘度を保つことが可能で
ある。
【００１７】親油性安定剤は組成物の相分離やゲル化を
防止し、組成物を安定に保つ目的で添加される。この目
的に適した安定剤は、エマルジョンの油相に溶解して増
粘する有機ベントナイト、親油性炭酸カルシウム、親油
性合成スメクタイト、疎水性マイクロシリカ等の親油性
無機フィラーである。また親水性マイクロシリカ、ポリ
エチレンファイバー、粉砕パルプなどの無機または有機
フィラーを補助的な安定剤として加えることができる。
親油性安定剤と、もし使用するならば補助安定剤の添加
量は、合計して高吸水性樹脂を添加したＷ／Ｏ型水溶性
ビニル重合体エマルジョン１００重量部あたり、１０重
量部までが適当である。
防止し、組成物を安定に保つ目的で添加される。この目
的に適した安定剤は、エマルジョンの油相に溶解して増
粘する有機ベントナイト、親油性炭酸カルシウム、親油
性合成スメクタイト、疎水性マイクロシリカ等の親油性
無機フィラーである。また親水性マイクロシリカ、ポリ
エチレンファイバー、粉砕パルプなどの無機または有機
フィラーを補助的な安定剤として加えることができる。
親油性安定剤と、もし使用するならば補助安定剤の添加
量は、合計して高吸水性樹脂を添加したＷ／Ｏ型水溶性
ビニル重合体エマルジョン１００重量部あたり、１０重
量部までが適当である。
【００１８】ポリエチレンファイバーや粉砕パルプは組
成物の安定化に役立つばかりでなく、滑剤として地盤に
注入する場合、間隙の大きな地層において注入剤の逸失
防止の役割を果たす。安定剤および補助安定剤の添加は
エマルジョンへ高吸水性樹脂を添加前、同時または添加
後のいずれでもよい。
成物の安定化に役立つばかりでなく、滑剤として地盤に
注入する場合、間隙の大きな地層において注入剤の逸失
防止の役割を果たす。安定剤および補助安定剤の添加は
エマルジョンへ高吸水性樹脂を添加前、同時または添加
後のいずれでもよい。
【００１９】
【実施例】以下の実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。
明する。
【００２０】参考例 Ｗ／Ｏ型水溶性ビニルポリマーエ
マルジョン ガラス製反応フラスコに沸点２００℃のイソパラフィン
２４０ｇとソルビタンモノオレエート１５ｇを仕込み、
これへ脱イオン水４００ｇと、アクリル酸ナトリウム３
０モル％とアクリルアミド７０モル％よりなるモノマー
混合物３３０ｇとを攪拌下に徐々に滴下し、乳化液をつ
くった。この液へ窒素を導入して窒素置換を行った後、
開始剤として２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパ
ン）０．０８ｇを加え、温度を５０〜６０℃に保って重
合反応を行った。その後エチレンオキシド平均付加モル
数７．５のポリオキシエチレンオレエート１５．０ｇを
加え、Ｗ／Ｏ型アクリル酸／アクリルアミド共重合体エ
マルジョンを得た。
マルジョン ガラス製反応フラスコに沸点２００℃のイソパラフィン
２４０ｇとソルビタンモノオレエート１５ｇを仕込み、
これへ脱イオン水４００ｇと、アクリル酸ナトリウム３
０モル％とアクリルアミド７０モル％よりなるモノマー
混合物３３０ｇとを攪拌下に徐々に滴下し、乳化液をつ
くった。この液へ窒素を導入して窒素置換を行った後、
開始剤として２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパ
ン）０．０８ｇを加え、温度を５０〜６０℃に保って重
合反応を行った。その後エチレンオキシド平均付加モル
数７．５のポリオキシエチレンオレエート１５．０ｇを
加え、Ｗ／Ｏ型アクリル酸／アクリルアミド共重合体エ
マルジョンを得た。
【００２１】実施例１〜５および比較例１〜２ 参考例で製造したＷ／Ｏ型エマルジョンと、高吸水性樹
脂と、親油性安定剤とを表１に示す重量比で混合し、室
温（２０℃）で静置して分離、固化するまでの日数を測
定した。
脂と、親油性安定剤とを表１に示す重量比で混合し、室
温（２０℃）で静置して分離、固化するまでの日数を測
定した。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１に示すように、実施例の組成物は９０
日以上安定であるが、比較例の組成物は短期間に分離、
固化した。
日以上安定であるが、比較例の組成物は短期間に分離、
固化した。
【００２４】実施例６〜９および比較例３〜４ 高吸水性樹脂として（株）クラレ製球状ＫＩゲルを用い
たほかは、実施例１〜５に用いた成分を表２に示す重量
比で混合し、室温（２０℃）で静置して分離、固化する
までの日数を測定した。
たほかは、実施例１〜５に用いた成分を表２に示す重量
比で混合し、室温（２０℃）で静置して分離、固化する
までの日数を測定した。
【００２５】
【表２】
【００２６】実施例の製品は９０日以上の安定性を示し
たが、比較例の製品は短期間で分離、固化した。
たが、比較例の製品は短期間で分離、固化した。
【００２７】実施例１０〜１１および比較例５〜６ 汚泥固化剤として表３の重量組成を有する組成物（実施
例）と、粉末状の高吸水性樹脂および部分加水分解ポリ
アクリルアミド（比較例）を用いて以下の実験を行っ
た。
例）と、粉末状の高吸水性樹脂および部分加水分解ポリ
アクリルアミド（比較例）を用いて以下の実験を行っ
た。
【００２８】コンクリートミキサーに砂質土（礫８％、
砂７２％、シルト１３％、粘土７％、含水比２７．２
％）を２０Ｌ取り、攪拌しながら固化剤を添加し、時間
毎にコンクリート用スランプコーンを用いてスランプを
測定した。
砂７２％、シルト１３％、粘土７％、含水比２７．２
％）を２０Ｌ取り、攪拌しながら固化剤を添加し、時間
毎にコンクリート用スランプコーンを用いてスランプを
測定した。
【００２９】
【表３】
【００３０】実施例は２分間の攪拌混合でほぼ完全に溶
解して流動性のない、スランプ０の、離水の少ない土砂
に改良でき、十分な添加効果を出した。
解して流動性のない、スランプ０の、離水の少ない土砂
に改良でき、十分な添加効果を出した。
【００３１】比較例５の吸水性樹脂は部分的ママコを形
成したが、攪拌によってママコが壊れ、流動性の小さな
スランプになった。
成したが、攪拌によってママコが壊れ、流動性の小さな
スランプになった。
【００３２】比較例６の部分加水分解ポリアクリルアミ
ドの粉末添加では、添加時にかなりの部分をママコを生
じて溶解が不十分となり、長い攪拌時間を要した。
ドの粉末添加では、添加時にかなりの部分をママコを生
じて溶解が不十分となり、長い攪拌時間を要した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D059 AA03 AA09 BG00 DA03 DA12 DA54 DA57 DB11 DB13 DB14 DB24 DB34 EB20 4H026 CB01 CB03 CB08 CC01 CC06
Claims (5)
- 【請求項１】Ｗ／Ｏ型水溶性ビニルポリマーエマルジョ
ンと粒状高吸水性樹脂との重量比９９：１〜５０：５０
の混合物に、混合物１００重量部あたり１０重量部まで
の親油性安定剤を添加して得られる組成物よりなる汚泥
固化剤。 - 【請求項２】Ｗ／Ｏ型水溶性ビニルポリマーエマルジョ
ンの油相が液状の脂肪族、芳香族又は脂環族炭化水素、
又はそれらの混合物である請求項１の汚泥固化剤。 - 【請求項３】水溶性ビニルポリマーはアクリルアミドの
ホモ又はコポリマーである請求項１または２の汚泥固化
剤。 - 【請求項４】粒状高吸水性樹脂が粒度１０〜２０００μ
ｍの無定形又は球形粒子である請求項１ないし３のいず
れかの汚泥固化剤。 - 【請求項５】親油性安定剤は親油性無機フィラーである
請求項１ないし４のいずれかの汚泥固化剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5392799A JP2000246290A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 汚泥固化剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5392799A JP2000246290A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 汚泥固化剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000246290A true JP2000246290A (ja) | 2000-09-12 |
Family
ID=12956373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5392799A Pending JP2000246290A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 汚泥固化剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000246290A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018076529A (ja) * | 2015-05-22 | 2018-05-17 | 鹿島建設株式会社 | かさ密度調整材 |
| CN112852073A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-05-28 | 辽宁工程技术大学 | 一种泥化矸石固化剂制备方法 |
| CN117510006A (zh) * | 2023-12-20 | 2024-02-06 | 四川君和环保股份有限公司 | 含油污泥固化剂和在固化含油污泥中的应用 |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP5392799A patent/JP2000246290A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018076529A (ja) * | 2015-05-22 | 2018-05-17 | 鹿島建設株式会社 | かさ密度調整材 |
| CN112852073A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-05-28 | 辽宁工程技术大学 | 一种泥化矸石固化剂制备方法 |
| CN117510006A (zh) * | 2023-12-20 | 2024-02-06 | 四川君和环保股份有限公司 | 含油污泥固化剂和在固化含油污泥中的应用 |
| CN117510006B (zh) * | 2023-12-20 | 2024-08-09 | 四川君和环保股份有限公司 | 含油污泥固化剂和在固化含油污泥中的应用 |
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