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技術 泥水の脱水処理法

出願人 東亞合成株式会社
発明者 津川秀夫加藤昌宏
出願日 1999年5月24日 (22年9ヶ月経過) 出願番号 1999-143250
公開日 2000年11月28日 (21年2ヶ月経過) 公開番号 2000-326000
状態 特許登録済
技術分野 溝掘等特殊目的の掘削及び土砂の移送 汚泥処理 凝集又は沈殿 凝集・沈殿処理
主要キーワード 爾後処理 可変速モータ パドル軸 カチオン性有機高分子凝集剤 凝集固化 路床材 コロイド当量値 トンネル掘削工事
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年11月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

土木建設工事の際に排出される泥水中高濃度、高粘度の泥水を効率よく脱水するための泥水の脱水処理法を提供する。

解決手段

外周に多数の攪拌送り羽根3,3・・・を取り付けた一対のパドル軸4a,4bをその攪拌送り羽根3,3・・・を互いに噛み合わせながら相反する方向に回転するよう構成したパドル型凝集反応槽1に、比重が1.2以上の泥水を供給すると共に、カチオン性高分子凝集剤アニオン性高分子凝集剤及び水溶性塩からなる脱水剤を加え、パドル軸4a,4bによって泥水と脱水剤を攪拌混合して泥分凝集によりフロックとし、このフロックを脱水して低い含水率脱水ケーキとする。

概要

背景

トンネル掘削ボーリング杭打ちなどの土木工事建設工事においては様々な性状泥水が排出されるため、泥水の発生源である現場において、短時間に脱水減量して搬出可能な性状に変え、作業環境の維持と搬出コストの削減が行われている。

このような泥水の一般的な処理法は、泥水に凝集剤を添加して適当な大きさのフロック凝集させたのち、これを脱水して固液分離し、得られたケーキ(汚泥固形分)と分離水は、泥水の種類や量により要すれば爾後処理を行って最終的に一定強度脱水ケーキとし、これを埋め戻し用や路床材料、堤防および宅地造成用などの土として、あるいは肥料として利用し、分離水は河川その他に放流するようにしている。

この泥水の脱水に使用する凝集剤(以下、単に「脱水剤」という)としては、たとえば、カチオン性高分子凝集剤の単独使用、カチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤の併用など各種の脱水剤が挙げられ、また、その使用方法としても種々の方法が提案されている。

概要

土木建設工事の際に排出される泥水中高濃度、高粘度の泥水を効率よく脱水するための泥水の脱水処理法を提供する。

外周に多数の攪拌送り羽根3,3・・・を取り付けた一対のパドル軸4a,4bをその攪拌送り羽根3,3・・・を互いに噛み合わせながら相反する方向に回転するよう構成したパドル型凝集反応槽1に、比重が1.2以上の泥水を供給すると共に、カチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤及び水溶性塩からなる脱水剤を加え、パドル軸4a,4bによって泥水と脱水剤を攪拌混合して泥分の凝集によりフロックとし、このフロックを脱水して低い含水率の脱水ケーキとする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
3件

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請求項1

外周に多数の攪拌送り羽根を有する左右一対パドル軸をその羽根を互いに噛み合わせながら相反方向に回転するよう設けたパドル型凝集反応槽に、比重1.2以上の泥水を供給すると共に、カチオン性高分子凝集剤アニオン性高分子凝集剤および水溶性塩からなる脱水剤を添加し、パドル軸によって泥水と脱水剤との攪拌混合を行い、フロックを形成させ脱水することを特徴とする泥水の脱水処理法。

技術分野

0001

本発明は、土木建設工事の際において排出される泥水や各種産業排水の処理によって生ずる泥水のうち、高濃度、高粘度の泥水を効率的に脱水処理するための泥水の脱水処理法に関するものである。

背景技術

0002

トンネル掘削ボーリング杭打ちなどの土木工事建設工事においては様々な性状の泥水が排出されるため、泥水の発生源である現場において、短時間に脱水減量して搬出可能な性状に変え、作業環境の維持と搬出コストの削減が行われている。

0003

このような泥水の一般的な処理法は、泥水に凝集剤を添加して適当な大きさのフロック凝集させたのち、これを脱水して固液分離し、得られたケーキ(汚泥固形分)と分離水は、泥水の種類や量により要すれば爾後処理を行って最終的に一定強度脱水ケーキとし、これを埋め戻し用や路床材料、堤防および宅地造成用などの土として、あるいは肥料として利用し、分離水は河川その他に放流するようにしている。

0004

この泥水の脱水に使用する凝集剤(以下、単に「脱水剤」という)としては、たとえば、カチオン性高分子凝集剤の単独使用、カチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤の併用など各種の脱水剤が挙げられ、また、その使用方法としても種々の方法が提案されている。

発明が解決しようとする課題

0005

これらの高分子凝集剤による脱水処理は、一般に、凝集力が充分でないため、爾後の脱水処理に際して充分な脱水ができず、経済的ではないという問題があると共に、建築工事現場などから排出される泥水のうち、水分の少ない高濃度、高粘度の泥水は、セメントなどの固化剤で処理して固めるか、泥水に水を吸収させて希釈化したのち、アニオン性高分子凝集処理をしている。

0006

しかしながら、固化剤による処理手段は、泥水を固めるために固化剤を大量に使用する必要からコストが嵩むという欠点を有し、希釈化手段は、泥水を希釈するための水を必要とするため、水の供給が不便な場所では適用が難しく、希釈のための施設を新たに必要とすると共に、凝集力を弱めるため、減容率が小さく、経済的でないなど解決すべき多くの課題を有している。

0007

本発明はかゝる現状に鑑み鋭意研究の結果、カチオン性有機高分子凝集剤アニオン性有機高分子凝集剤及び水溶性塩からなる脱水剤を、高濃度、高粘度の泥水に添加し、これを2軸の攪拌機によって攪拌混合することによって迅速かつ高効率に混合、凝集できることを見出したことにより完成されたものである。

課題を解決するための手段

0008

すなわち、本発明の泥水の脱水処理法は、外周に多数の攪拌送り羽根を有する左右一対パドル軸をその羽根を互いに噛み合わせながら相反方向に回転するよう設けたパドル型凝集反応槽に、比重1.2以上の泥水を供給すると共に、カチオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤および水溶性塩からなる脱水剤を添加し、パドル軸によって泥水と脱水剤との攪拌混合を行い、フロックを形成させ脱水することを特徴とするものである。

発明を実施するための最良の形態

0009

土木工事や建設工事において排出される泥水、すなわち、土とセメント系懸濁液を混合して地中壁体を作る地中連続壁工事で排出される泥水やトンネル掘削工事において打設した推進管を通じて排出される掘削泥水は、濃度や粘度が非常に高く、また、その比重は概ね1.2〜1.7で、従来の方法では脱水が非常に困難なものである。

0010

本発明において、上記脱水が非常に困難な比重1.2以上の泥水の脱水処理に用いる脱水剤は、カチオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤および水溶性塩、特に5重量%の水溶液のpHが4.5〜9.0の水溶性塩からなるものである。

0011

本発明に用いられるカチオン性高分子凝集剤としては、具体的には、ジメチルアミノエチルメタアクリレートジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート又はそれらの4級化物もしくは3級化物の単独重合体およびこれらとアクリルアミド又はメタクリルアミドとの共重合体ポリアクリルアミドもしくはポリメタクリルアミドマンニッヒ変性物又はその4級化物、ポリアクリルアミドもしくはポリメタクリルアミドのホフマン分解物、ジアリルジメチルアンモニウム塩の単独重合体もしくはキトサン酢酸塩など公知のものを挙げることができる。

0012

これらのうち、特に、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートのメチルクロライド4級化物の単独重合体もしくは該4級化物の80モル%以上を含むアクリルアミド共重合体などのカチオン性の高分子凝集剤が好適で、コロイド当量値として3.0〜5.2meq/gの範囲のものが好ましく使用される。

0013

アニオン性高分子凝集剤としては、具体的には、ポリアクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリルアミドと(メタ)アクリル酸ナトリウムとの共重合体、ポリ(メタ)アクリルアミドの部分加水分解物、アクリルアミドと2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム(以下、AMPSという)との共重合体、アクリルアミドとアクリル酸ナトリウム及びメタクリル酸ナトリウムとの三元共重合体、(メタ)アクリルアミドと(メタ)アクリル酸トリリウム及び前記AMPSとの三元共重合体及びアルギン酸ナトリウムなどが挙げられる。

0014

これらのうち、弱アニオン〜強アニオンのアニオン性高分子凝集剤が好適で、コロイド当量値としては−0.7〜−5.5meq/gの範囲のものが好ましい。中でも、コロイド当量値として−0.7〜−3.0meq/gの弱アニオン〜中アニオンのアニオン性高分子凝集剤に該当するアクリルアミドとアクリル酸ナトリウムとの共重合体、アクリルアミドとアクリル酸ナトリリウム及び前記AMPSとの三元共重合体がよい。

0015

これらカチオン性高分子凝集剤及びアニオン性高分子凝集剤と共に使用される水溶性塩としては、5重量%水溶液のpHが4.5〜9.0であるものが好ましく、具体的には、硫酸アンモニウム塩化アンモニウム硝酸アンモニウム硫酸マグネシウム塩化マグネシウム塩化カルシウム塩化ナトリウム塩化カリウム硝酸ナトリウム硝酸カリウムなどであり、これらのうちの塩化カルシウム、塩化アンモニウムが特に好適である。

0016

この脱水剤におけるカチオン性高分子凝集剤とアニオン性高分子凝集剤の好ましい配合比率としては、カチオン性高分子凝集剤が20〜95重量%で、アニオン性高分子凝集剤が80〜5重量%、より好ましくはカチオン性高分子凝集剤が30〜90重量%、アニオン性高分子凝集剤が70〜10重量%の範囲である。

0017

前記カチオン性とアニオン性の高分子凝集剤に対する前記水溶性塩の好ましい配合量は、両者の高分子凝集剤の合計量に対して1倍量(重量)以上、より好ましくは5〜10倍量以上であり、1倍量未満では泥水の粘性の低下が現れず、脱水性が悪化するおそれがある。

0018

この脱水剤の泥水への添加は、対象となる泥水の性状によって異なるが、泥水の固形分に対する各高分子凝集剤のポリマーの量として、1〜5重量%程度が使用される。

0019

泥水と脱水剤との混合は、図1に示すような泥水を受け入れる装置本体2と、該装置本体2の上部開口部を閉止する蓋体9とからなるバドル型凝集反応槽1において実施されるものである。装置本体2には長手方向に沿って、多数の攪拌送り羽根3,3・・・・を外周に突設した一対のパドル軸4a,4bを、前記羽根3を互いに噛み合わせながら相反方向に回転するように配置すると共に、いずれか一方のパドル軸4aに可変速モータ5を連結し、他のバドル軸4bはギア6によってパドル軸4aと同期して回転するよう構成してある。

0020

他方の蓋体10には、前記装置本体2内に泥水を供給するための供給管10および脱水剤を供給添加するための供給管11とが接続されており、供給管10を通じて装置本体2内に供給された泥水は、多数の攪拌送り羽根3,3・・・・によって供給管11を通して供給添加された脱水剤と攪拌混合され、一方側から他方側に所要の速度で送られ、脱水剤によって凝集固化して形成されたフロック状泥土と分離された汚水は、共にオーバーフロー部8を通じてべルトプレスなどの公知の脱水機(図示せず)によって脱水して含水率の低下したケーキ状のものとするものである。

0021

この構造のパドル型凝集反応槽1は、多数の攪拌送り羽根3,3・・・・を外周に突設した一対のパドル軸4a,4bを低速回転させることによって高濃度、高粘度の泥水と脱水剤との攪拌を効率よく行い、同時に泥分の凝集を生じさせてフロック化し、泥水を高能率で凝集させることができるものである。なお、7は排泥管である。

0022

本発明の泥水の脱水処理法は、カチオン性高分子凝集剤と、アニオン性高分子凝集剤および水溶性塩、特に、5重量%の水溶液のpHが4.5〜9.0である水溶性塩からなる脱水剤を用いて比重1.2以上の高濃度、高粘性の泥水を凝集固化させるに際し、多数の攪拌送り羽根を外周に突設した一対のパドル軸を具備したパドル型凝集反応槽で行うことによって、泥水と脱水剤との攪拌混合がきわめて効率的に行われ、脱水をすることができる。

0023

その際、使用される上記脱水剤は、水溶解性水分散性に優れ、カチオン性基加水分解が生じないため、得られる溶解液の安定性もよく、泥土の凝集性および生成したフロックの脱水性に優れ、機器に対する腐食性もない。

0024

以下、本発明の高濃度、高粘性の泥水の脱水処理法を実施例によってより具体的に説明する。
<実施例1>カチオン性高分子凝集剤として、コロイド当量値が3.0meq/gの2−メタクリロイルオキシメチルトリメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミド共重合体90g、アニオン性高分子凝集剤として、コロイド当量値が−2.7meq/gのアクリル酸ナトリウム−アクリルアミド共重合体10g及び水溶性塩として塩化ナトリウム1kgを20リットル蒸留水に溶解した。この溶解液を脱水剤として、推進工法によってシルト分を主として含み砂分および粘土分をそれぞれ少量含有する土質から生じた比重1.5の高濃度の泥水100リットルに添加し、図1に示すパドル型凝集反応槽1において攪拌し凝集させた。

0025

このパドル型凝集反応槽1から取り出した凝集物ベルトプレス脱水機にかけて脱水したところ、含水率31%の脱水ケーキを得ることができた。得られた脱水ケーキは、埋め戻し材料や路床材料、堤防および宅地造成用などの資材として充分に使用可能なものであり、濾過による水は河川その他に放流してもなんら問題が生じない程度の澄んだものであった。

発明の効果

0026

本発明の泥水の脱水処理法は、カチオン性高分子凝集剤と、アニオン性高分子凝集剤および水溶性塩、特に、5重量%の水溶液のpHが4.5〜9.0の水溶性塩からなる脱水剤を使用し、比重1.2以上の高濃度、高粘性の泥水を外周に多数の攪拌送り羽根を有する左右一対のパドル軸をその羽根を互いに噛み合わせながら相反方向に回転するよう設けたパドル型凝集反応槽において攪拌混合させながら泥分の凝集を図り、得られた凝集泥分を脱水することによって含水率の低い脱水ケーキを得ることを可能とするもので、前記した特定の脱水剤と、特定構造の機器との組み合わせによってきわめて効率よく脱水処理して脱水ケーキとすることができる点において優れたものである。

0027

この発明の泥水の脱水処理法で脱水された脱水ケーキは、埋め戻し材料や路床材料、堤防および宅地造成用などの資材として充分に使用可能なものであり、また、脱水で生じた水は河川その他に放流してもなんら問題が生じない程度に清浄なものである。

図面の簡単な説明

0028

図1この発明の泥水の脱水処理法における泥水の攪拌・凝集に使用するパドル型凝集反応槽の分解斜視図である。

--

0029

1 2パドル型凝集反応槽
2 装置本体
3攪拌送り羽根
4a,4bパドル軸
モータ
6ギア
7排泥管
8オーバーフロー部
9蓋体
10,11 供給管

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