JPH0947792A - 廃泥水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】廃泥水発生現場で容易に実施でき、廃泥水から
の土砂の分離が容易で、分離された土砂の取り扱い性・
安全性・再利用性が良好であり、搬出・処理費用が低減
され、埋立用地確保の必要性が少ない、廃泥水の処理方
法を提供する。 【構成】土砂分離処理前の土砂を含む廃泥水に、凝集
剤、分散剤、セメント硬化遅延剤およびｐＨ調整剤から
なる群から選ばれた少なくとも一種の廃泥水調整剤を添
加し、廃泥水調整剤が添加された廃泥水を土砂分離装置
により土砂と泥水に分離し、分離された泥水に凝集剤を
加えて泥水に含まれる固形分を凝集させ、凝集した固形
分を含む泥水を脱水装置により脱水ケーキと水に分離し
て、廃泥水の発生現場で廃泥水から固形分と水を分離・
回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃泥水の処理方法
に関し、より詳しくは、土木・建設工事で発生する廃泥
水、とりわけ水硬性セメントを含む廃泥水の効率的な処
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・建設工事で発生する廃泥水は増加の一途を辿ってい
る。このような廃泥水は多量の水を含んでいることから
流動性が高いため、従来はバキューム車などの特殊の車
両を用いて廃泥水発生現場から搬出し、中間処理場で凝
集・脱水・固化等の処理を行った後、最終処分場に埋め
立てたり、あるいは海洋に投棄したりしていた。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
費用を要するという問題があり、また、最終処分場の確
保が困難になってきていること、及び環境保護の観点よ
り海洋投棄が禁止される方向にあることから、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、廃泥水を、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。減容化処理は、たとえば、礫・砂等の
沈降性の大粒子径の固形物（以下、土砂という）を分離
した後、微粒子固形物の凝集沈殿、脱水、固化等の操作
を組み合わせて行われている。この方法によれば、廃棄
物は、流動性が消失し、かつ、量が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、か
つその台数も少なくて済むことから、搬出費用を低減す
ることが可能である。また、埋め立て処理を要する廃棄
物の量が少なくなるので、処理費および埋立用地確保の
点でも有利である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の減容化処理を施す廃泥水処理方法では、廃泥
水の性状によっては、土砂の分離操作がうまくできなか
ったり、分離された土砂が取り扱い難いことが多かっ
た。特に、水硬性セメントを含む硬化材液を地盤内に噴
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
噴射混合処理工法で発生する廃泥水は、土砂が分離され
難い傾向がある。このため、廃泥水の処理能力が低下す
るので、発生する廃泥水を現場で処理しきれなくなった
り、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になるという問題点
があった。

【０００５】また、分離された土砂は、セメント・粘土
・シルトなどの小粒径物質が多量に付着して取り扱い難
く、コンクリート骨材として再利用できず、更に、付着
したセメントに由来する強アルカリ性のため、安全衛生
面で、また、環境保全上から、埋め戻し土として再利用
できず、産業廃棄物として廃棄処理しなければならない
等の問題があった。

【０００６】本発明の目的は、土砂を含む廃泥水から固
形分と水を分離・回収するにあたって前記問題点を改善
し、廃泥水発生現場で容易に実施でき、廃泥水からの土
砂の分離が容易であり、分離処理された土砂の取り扱い
性・安全性・再利用性が良好で、かつ、搬出・処理費用
が低減され、埋立用地確保の必要性を少なくする、廃泥
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】本発明者らは、前記課題
を解決するために研究を行い、土砂を含む廃泥水に本発
明で規定する廃泥水調整剤を添加した後、この廃泥水を
土砂分離装置により土砂と泥水に分離し、分離された泥
水に凝集剤を加えて泥水に含まれる固形分を凝集させ、
ついで、凝集した固形分を含む泥水を脱水装置を用いて
脱水ケーキと水に分離する、一連の工程からなる処理を
行うことにより、廃泥水から土砂が分離されやすく処理
能力の低下が起こり難いので、小型・安価な処理設備に
より、工事現場の限られた場所で、廃泥水を効率よく減
溶化することができて、処理されたものの搬出や埋立が
容易であり、また、分離された土砂は、粘土・シルト・
セメント等の付着量が少なくて、取り扱い性・安全性・
再利用性が良好であることを見出した。

【０００８】本発明は、「土砂を含む廃泥水から固形分
と水を分離・回収する廃泥水の処理方法において、土砂
分離処理前の前記廃泥水に、凝集剤、分散剤、セメント
硬化遅延剤およびｐＨ調整剤からなる群から選ばれた少
なくとも一種の廃泥水調整剤を添加し、該廃泥水調整剤
が添加された廃泥水を土砂分離装置により土砂と泥水に
分離する工程と、分離された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る工程と、凝集した固形分
を含む泥水を脱水装置により脱水ケーキと水に分離する
工程を含み、前記一連の工程からなる処理を行うことを
特徴とする廃泥水の処理方法。」を要旨とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明で対象とする廃泥水は、た
とえば、地下掘削、地盤改良、浚渫等の土木・建設工事
等で発生する、土砂を含む廃泥水であり、粒子径が74μ
ｍ以上である礫・砂等の比較的粒子径が大きく沈降性を
有する固形物（土砂）と、粒子径が74μｍ未満であるシ
ルト・粘土等の比較的粒子径が小さく沈降し難い物質を
含む。

【００１０】また、水硬性セメントを含む硬化材液を地
盤内に噴射して土壌と混合し硬化体を形成させて地盤を
強化する噴射混合処理工法では、セメント粒子を含む強
アルカリ性の廃泥水が発生するが、本発明の方法はこの
ような廃泥水の処理に好適である。

【００１１】図１は、本発明の廃泥水の処理方法の工程
の流れを示す説明図である。 本発明の処理方法では、
土砂を含む廃泥水に、まず、凝集剤、分散剤、セメント
硬化遅延剤およびpH調整剤からなる群から選ばれた少な
くとも一種の廃泥水調整剤を添加する。そして、廃泥水
調整剤が添加された廃泥水を、図１に示すとおり、土砂
分離装置を用いて土砂と泥水に分離し (土砂分離工程)
、次に、分離された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 (凝集処理工程) 、ついで、凝集
した固形分を含む泥水を、脱水装置を用いて脱水ケーキ
と水に分離する (脱水処理工程) 、一連の工程からなる
処理を施す。

【００１２】本発明の処理方法は、廃泥水の発生現場な
いしその近辺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となる。なお、土
木・建設工事等の現場で発生した廃泥水は、本発明の処
理方法を施す前に、適当な設備に貯留しておいてもよ
い。

【００１３】本発明の方法において、廃泥水に添加する
廃泥調整剤は、(A) 凝集剤、(B) 分散剤、(C) セメント
硬化遅延剤、および(D) pH調整剤からなる群から選ばれ
た少なくとも一種である。

【００１４】(A) 凝集剤は、特に限定されるものではな
く、たとえば、カチオン系, アニオン系, ノニオン系も
しくは両性の高分子系凝集剤、また、硫酸アルミニウ
ム, 硫酸第一鉄, 硫酸第二鉄, 塩化第二鉄, アルミン酸
ナトリウム, ポリ塩化アルミニウム等の無機系凝集剤を
含み、これらの一種または二種以上を用いることができ
る。

【００１５】凝集剤の添加量は、対象とする廃泥水の性
質や用いる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、廃泥水中の固形分 100重量部あた
り、無機系凝集剤は 0.1〜10重量部の範囲、高分子系凝
集剤は 0.005〜３重量部の範囲とすればよい。

【００１６】使用する凝集剤の形態は、粉末でも、ま
た、順相あるいは逆相エマルジョンのいずれでもよい。
エマルジョンの場合には、そのまま添加することができ
る。粉末の場合には、予め水に溶解し水溶液として添加
することが望ましい。

【００１７】なお、廃泥水の性質によっては、高分子系
凝集剤を用いたときに比較的大きい凝集物が形成され、
土砂分離工程で土砂と一緒に排出されやすい傾向があ
り、凝集工程と脱水工程での負荷は軽減されるものの、
分離された土砂の取り扱い性が悪化し、その用途が限定
されることがある。このような場合には、無機系凝集剤
あるいは比較的分子量の小さい高分子系凝集剤を使用す
ることが好ましい。

【００１８】(B) 分散剤は、特に限定されるものではな
く、アニオン性界面活性剤, カチオン性界面活性剤, 両
性界面活性剤または非イオン性界面活性剤など各種の界
面活性剤を用いることができる。

【００１９】また、廃泥水が水硬性セメントを含む場合
には、セメント減水剤やセメント流動性改良剤として用
いられる、メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物, ナフ
タレンスルホン酸ホルマリン縮合物, リグニンスルホン
酸塩, オキシ有機酸塩, アルキルアリルスルホン酸塩,
ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル, ポリオー
ル縮合体, 高級多価アルコールのスルホン酸塩等が好ま
しく用いられる。

【００２０】これらの分散剤は、一種または二種以上を
用いることができる。分散剤の添加量は、対象とする廃
泥水の性質や固形分の濃度により適宜設定すればよい
が、多量に添加することは、後工程の凝集工程での凝集
を阻害するので好ましくなく、具体的には、廃泥水中の
固形分 100重量部あたり、0.01〜10重量部の範囲が適当
である。

【００２１】(C) セメント硬化遅延剤は、廃泥水が水硬
性セメントを含む場合に好適に用いられる。セメント硬
化遅延剤は、特に限定されるものではなく、セッコウ,
けいフッ化物, リン酸塩, 酸化亜鉛, 塩化亜鉛, 酸化
鉛, 酸化ホウ素,ホウ砂等の無機化合物、リグニンスル
ホン酸塩, グルコン酸塩, ポリオール複合体, オキシカ
ルボン酸塩, 乳酸, 酒石酸, クエン酸, 2-ケトグルタル
酸, 2-ケトグルコン酸, グルコース, ショ糖, ソルビト
ール, ペンタエリスリトール等の有機化合物を含み、こ
れらの一種または二種以上を用いることができる。

【００２２】セメント硬化遅延剤の添加量は、対象とす
る廃泥水の性質や固形分濃度により適宜設定すればよい
が、廃泥水中の固形分 100重量部あたり、0.01〜10重量
部の範囲が適当である。

【００２３】(D) pH調整剤は、特に限定されるものでは
なく、硫酸, 塩酸, 酢酸, スルファミン酸, 炭酸ガス等
の酸性物質、または、炭酸ナトリウム, 水酸化ナトリウ
ム, 石灰等のアルカリ性物質を含み、それぞれ、一種ま
たは二種以上を用いることができる。特に、廃泥水がセ
メントを含む場合には、酸が好適に用いられる。

【００２４】pH調整剤の添加量は、廃泥水の性質や固形
分濃度により適宜設定すればよく、添加後の廃泥水のpH
が５〜９の範囲となるように添加することが好ましい。

【００２５】前記の各種廃泥水調整剤は、いずれか一種
類のみを添加してもよいし、二種以上を併用してもよ
い。これら廃泥水調整剤の廃泥水への添加方法は、特に
限定されるものではなく、専用の添加混合槽やラインミ
キサー等を用いて添加混合することができるし、土砂分
離工程で用いられる土砂分離装置中で添加混合してもよ
い。現場の限られた場所で処理を行うことを考慮する
と、できる限り小型で簡便な装置を用いることが好まし
い。

【００２６】廃泥水に廃泥水調整剤を添加することによ
り、土砂が分離されやすくなり、廃泥水処理能力の低下
が抑えられる。また、分離された土砂は、粘土・シルト
・セメント等の小粒径物質の付着量が低減し、安全性、
取り扱い性、再利用性などが向上する。

【００２７】本発明の方法において、土砂分離工程で用
いられる土砂分離装置は、土砂分離を強制的に行う機械
分離方式であることが好ましく、処理能力は廃泥水量基
準で毎時10ｍ³ 以上であることが望ましい。沈砂ピット
や沈砂タンクを用いた自然沈降方式の土砂分離装置は、
分離に長時間を要するので、発生した廃泥水を現場で直
ちに処理することができず、処理能力を高めるには現場
に広大な処理スペースが必要となり、実用的ではない。

【００２８】本発明の方法で用いられる土砂分離装置
は、たとえば、振動スクリーン, ロータリー分級機, ス
パイラルクラシファイヤー, レーキ式分級機, サイクロ
ン分級装置, スパイラル旋回流式分級装置, 円形スクリ
ーン等が含まれ、処理の対象とする廃泥水の性質や土砂
の分離サイズ等によって適宜選択することができる。

【００２９】本発明の方法における土砂分離工程では、
礫と砂とを別々に分離できる装置を用いることが好まし
い。これによって、礫はコンクリートの骨材等に、砂は
各種クッション材やレベリング材等に用いることが容易
となり、再利用の範囲が広くなる。このような土砂分離
装置としては、複数の分離サイズを有するものであれば
前記の装置のいずれか単独を使用でき、また、分離サイ
ズの異なる装置を複数組み合わせて用いてもよい。

【００３０】本発明の方法における凝集処理工程では、
土砂分離工程で土砂が分離除去された微粒子固形物を含
む泥水を凝集槽など凝集処理設備に導入し凝集剤を添加
して撹拌するか、ラインミキサーを用いて泥水と凝集剤
とを混合して、泥水に含まれる固形分を凝集させる。ま
た、凝集沈殿槽を別に設け、清澄水を分離し、脱水処理
工程での負荷を低減させることもできる。

【００３１】本工程で使用される凝集剤は、特に限定さ
れるものではなく、たとえば、カチオン系, アニオン
系, ノニオン系もしくは両性の高分子系凝集剤、また、
硫酸アルミニウム, 硫酸第一鉄, 硫酸第二鉄, 塩化第二
鉄, アルミン酸ナトリウム, ポリ塩化アルミニウム等の
無機系凝集剤を含み、これらの一種または二種以上を、
対象とする廃泥水の性質に応じて適宜選択して用いるこ
とができ、たとえば、無機系凝集剤と高分子系凝集剤と
を併用してもよい。

【００３２】凝集剤の添加量は、対象とする廃泥水の性
質や用いる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、廃泥水中の固形分 100重量部あた
り、無機系凝集剤は 0.1〜10重量部の範囲、高分子系凝
集剤は 0.005〜３重量部の範囲とすればよい。

【００３３】使用する凝集剤の形態は、粉末でも、ま
た、順相あるいは逆相エマルジョンのいずれでもよい。
エマルジョンの場合には、そのまま添加することができ
る。粉末の場合には、予め水に溶解し水溶液として添加
することが望ましい。

【００３４】本発明の方法における脱水処理工程では、
凝集処理工程で凝集させた泥水に含まれる固形分を脱水
処理する。本工程で使用される脱水装置は、特に限定さ
れるものではなく、フィルタープレス, ベルトプレス,
スクリュープレス, 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、遠心脱水機等を、対象とする廃泥水の性
質や脱水ケーキの目的とする含水率に応じて適宜選択す
ることができる。

【００３５】土砂分離工程で分離された土砂は、埋立廃
棄してもよいが、サイズに応じて、コンクリート骨材、
埋め戻し土、盛り土、クッション材、レベリング材等に
再利用することができる。

【００３６】脱水処理工程で得られた脱水ケーキは、埋
立廃棄してもよいが、煉瓦、瓦、タイル、陶磁器、セラ
ミック等の材料等に利用することもできる。これらの、
分離された土砂や脱水ケーキを運搬するには、通常のダ
ンプカーが使用可能である。

【００３７】また、脱水処理工程から排出された処理水
は、必要に応じてpH調整等の処理を行い、海や河川に放
流してもよいが、土木工事や廃泥水処理の工程水として
利用することができる。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。

【００３８】また、本発明の方法においては、処理の対
象とする廃泥水の性質に応じて、脱リン剤、脱窒剤、セ
メント硬化促進剤、脱水ケーキ固化剤等の各種添加剤を
使用することもできる。

【００３９】本発明の方法で用いられる土砂分離装置、
凝集装置、脱水装置、その他付属装置は、本発明の好ま
しい実施態様である廃泥水発生現場での処理を考慮する
と、処理現場の限られたスペースに設置できるよう、で
きるだけ小型でコンパクトにセットされることが好まし
い。

【００４０】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。本発明は、以下の実施例に限定されるものではな
い。 実施例１〜５, および比較例１．コラムジェットグラウ
ト工法による地盤改良工事で発生した廃泥水に、表１に
示すとおり、各種の廃泥水調整剤を添加し、廃泥水調整
剤が添加された廃泥水について、図１に示す流れ図にお
いて、土砂分離装置として振動スクリーンを用いて土砂
と泥水に分離し、ついで、分離された泥水にアニオン系
高分子凝集剤を加えて泥水に含まれる固形分を凝集さ
せ、凝集した固形分を含む泥水を脱水装置としてスクリ
ュープレスを用いて脱水ケーキと水に分離する処理を施
した。また、比較のために廃泥水調整剤を添加していな
い廃泥水について、実施例に準じた処理を施した。

【００４１】処理した廃泥水は、pH値が12.2であり、 1
00重量部あたりの組成は次のとおりであった。 水 分: 55 (重量部) セメント分: 10 粘 土 分: 15 砂 分: 15 礫 分: 5 土砂の分離性および分離された土砂への微小粒子の付着
の状況についての評価結果を、表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１に示すとおり、廃泥水に廃泥水調整剤
を添加しないで土砂分離工程以降の処理を施した場合に
は、土砂の分離性が不良であり、また、分離された土砂
への微小粒子の付着が多かった (比較例１）。これに対
して、本発明で規定する廃泥水調整剤を添加した廃泥水
に処理を施した場合には、土砂の分離性が良好であり、
また、分離された土砂への微小粒子の付着が少なく、土
砂の取り扱い性が向上した (実施例１〜５）。

【００４４】

【発明の効果】本発明の処理方法によれば、廃泥水を、
発生現場の限られた場所で、迅速に、土砂、脱水ケーキ
および水に分離することができる。しかも、これら分離
された固形物、特に土砂は、安全性、取り扱い性、再利
用性が向上し、搬出・最終処理・埋立用地確保等が容易
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の廃泥水の処理方法の工程の流れを示
す説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土井 俊明 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中央研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土砂を含む廃泥水から固形分と水を分離
   ・回収する廃泥水の処理方法において、土砂分離処理前
   の前記廃泥水に、凝集剤、分散剤、セメント硬化遅延剤
   およびｐＨ調整剤からなる群から選ばれた少なくとも一
   種の廃泥水調整剤を添加し、該廃泥水調整剤が添加され
   た廃泥水を土砂分離装置により土砂と泥水に分離する工
   程と、分離された泥水に凝集剤を加えて泥水に含まれる
   固形分を凝集させる工程と、凝集した固形分を含む泥水
   を脱水装置により脱水ケーキと水に分離する工程を含
   み、前記一連の工程からなる処理を行うことを特徴とす
   る廃泥水の処理方法。
2. 【請求項２】 廃泥水が、水硬性セメントを含んでいる
   ものである請求項１記載の廃泥水の処理方法。
3. 【請求項３】 一連の工程からなる処理を廃泥水の発生
   現場で行う請求項１記載の廃泥水の処理方法。