(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削の際に発生する掘削土、および土木工事や浚渫工事などの際に発生する軟弱な土砂やヘドロなどの汚泥に、分子量１００万以上のアクリルアミド系水溶性高分子物質を添加、混練し、水分を除去することなく該汚泥の流動性を消失させる汚泥の処理方法において、
（ａ）上記アクリルアミド系水溶性高分子物質の粒度を１００メッシュ以下が５０重量％以上、１５０メッシュ以下が４０重量％以上で、かつ、６０メッシュ以上が１０重量％以下とし、
（ｂ）上記汚泥の含水率を測定し、含水率が２０〜５０％の場合は上記汚泥１キロリットル当たり上記高分子物質を０．２〜４ｋｇ、含水率が４０〜７０％の場合は上記汚泥１キロリットル当たり上記高分子物質を１〜１５ｋｇ、含水率が５０〜８０％の場合は上記汚泥１キロリットル当たり上記高分子物質を４〜２０ｋｇ添加すること、
を特徴とする汚泥の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油井、天然ガス井、地熱井または土木工事等における掘削の際に発生する掘削土、土木工事や浚渫工事などの際に発生する軟弱な土砂やヘドロなどの汚泥を、再利用または廃棄容易な形態にする汚泥の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、石油井、天然ガス井、地熱井または土木工事等の掘削、浚渫工事などの際に発生する汚泥は、地域によって異なるが、約２０〜９０％の含水率を有している。従来、これらの多量の水分を含有する汚泥を安定化させる方法としては、グアーガムなどの天然水溶性高分子物質、カルボキシメチル化澱粉などの半合成水溶性高分子物質、アクリルアミド・アクリル酸ソーダ共重合体などの合成水溶性高分子物質が知られている。
【０００３】
天然水溶性高分子物質および半合成水溶性高分子物質は、微粉のものが流通、使用されているが、合成系に比べ吸水能力が弱いため、単独では高含水汚泥の処理に適さないという不都合がある。
合成水溶性高分子物質としては、アクリルアミド系水溶性高分子物質が最も広く用いられている。しかし、アクリルアミド系水溶性高分子物質は、粒の大きさが、０．１５〜０．５０ｍｍのものが殆どであり、これを汚泥に添加しても溶解に時間がかかり、混練時間が長くなって、きわめて効率が悪い。また、粒子表面にホモゲル状の被膜ができ、ままこ状態で溶解が止まってしまうこともある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、溶解速度を高め溶解に要する時間を短縮し、汚泥を効率よく、再利用または廃棄容易な形態に改質する処理方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、掘削の際に発生する掘削土、および土木工事や浚渫工事などの際に発生する軟弱な土砂やヘドロなどの汚泥に、分子量１００万以上のアクリルアミド系水溶性高分子物質を添加、混練し、水分を除去することなく該汚泥の流動性を消失させる汚泥の処理方法において、
（ａ）上記アクリルアミド系水溶性高分子物質の粒度を１００メッシュ以下が５０％重量以上、１５０メッシュ以下が４０重量％以上で、かつ、６０メッシュ以上が１０重量％以下とし、
（ｂ）上記汚泥の含水率を測定し、含水率が２０〜５０％の場合は上記汚泥１キロリットル当たり上記高分子物質を０．２〜４ｋｇ、含水率が４０〜７０％の場合は上記汚泥１キロリットル当たり上記高分子物質を１〜１５ｋｇ、含水率が５０〜８０％の場合は上記汚泥１キロリットル当たり上記高分子物質を４〜２０ｋｇ添加すること、
を特徴とする汚泥の処理方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の対象となる汚泥について説明する。本発明によって処理される汚泥は、たとえば、掘削の際に発生する掘削土、および土木工事や浚渫工事などの際に発生する軟弱な土砂やヘドロなどが挙げられる。これらの汚泥は、地域によって異なるが、多量の水分（通常含水率２０〜９０％）を含んでいる。
【０００７】
本発明でいう含水率（％）とは、水の重量の、汚泥全重量に対する比に１００をかけた値をいう。含水量の測定は、ＪＩＳ  Ａ−１２０３「土の含水量試験方法」に従って測定した。
【０００８】
多量の水分を含有する汚泥を安定化させる方法としては、合成水溶性高分子物質の使用が知られている。
合成水溶性高分子物質には、アクリルアミド系、ポリアクリル酸系、ポリメタクリル酸エステル系、ポリアミン系、ジシアンジアミド系等の重合体、共重合体がある。
本発明は、このうちアクリルアミド系水溶性高分子物質に関する。アクリルアミド系水溶性高分子物質を選んだのは、アニオン性またはノニオン性で、汚泥への吸着力が強く、かつ、分子量が高く、高粘性を出しやすいためである。
【０００９】
本発明で用いるアクリルアミド系水溶性高分子物質は、汚泥中に含まれる水に溶解することで水の粘性を上げ、含水汚泥の流動性を消失させる目的で添加する。
アクリルアミド系水溶性高分子物質とは、純粋なポリアクリルアミドのほか、ポリアクリルアミドを部分的に加水分解したり、あるいは、アクリルアミドとアクリル酸ソーダを共重合したもの等をいう。
アクリルアミド系水溶性高分子物質の分子量は、１００万以上のものが用いられる。１００万未満では、水に溶解させたときの増粘性が低く、不都合である。これらの一般に製造されているアクリルアミド系水溶性高分子物質は、粒の大きさが、０．１５〜０．５０ｍｍのものが殆どであり、これをこのまま汚泥に添加しても、溶解に時間がかかり、混練時間が長くなって、きわめて効率が悪い。本発明では、アクリルアミド系水溶性高分子物質の粒度を１００メッシュ（０．１４９ｍｍ）以下が５０重量％以上、１５０メッシュ（０．１０５ｍｍ）以下が４０重量％以上、かつ、６０メッシュ（０．５ｍｍ）以上が１０重量％以下とすることにより、アクリルアミド系水溶性高分子物質の溶解時間の短縮と迅速な処理を可能にした。この範囲外では、溶解に時間がかかり、混練時間が長くなって極めて効率が悪い。また、粒子表面にホモゲル状の被膜ができ、ままこ状態で溶解が止まってしまうこともあり不都合である。
【００１０】
本発明で用いる上記粒度を有する細かなアクリルアミド系水溶性高分子物質は、粒の大きい粗いものを粉砕することによって得られる。また、一般流通品を製造する際に分級工程から出る規格外品のうち、上記粒度に該当するものを選んで使用してもよい。
【００１１】
粒の大きい粗いものの粉砕方法としては、冷凍粉砕法、ジェット気流粉砕法などがある。
【００１２】
本発明に関する汚泥の処理法では、まず汚泥の含水率を測定する。含水率が２０〜５０％の場合は、汚泥１キロリットル当たりアクリルアミド系水溶性高分子物質を０．２〜４ｋｇ、含水率が４０〜７０％の場合は、汚泥１キロリットル当たりアクリルアミド系水溶性高分子物質を１〜１５ｋｇ、含水率が５０〜８０％の場合は、汚泥１キロリットル当たりアクリルアミド系水溶性高分子物質を４〜２０ｋｇ、慣用の方法によって添加する。この範囲未満では、汚泥の流動性の消失効果が得られず、また、この範囲をこえると、糸引き現象がおこって、適切な安定化土が得られない。
【００１３】
本発明は、アクリルアミド系水溶性高分子物質を汚泥に添加しながら、攪拌混合する。混合装置としては、パドル型、ドラム型、インパクト型などの連続混合機、パドル型、パン型などの回分式混合機のいずれを用いてもよいし、汎用の建設機械、バックホウのバケット内に攪拌羽根のついた特殊な建設機械などを用いて、現地混合してもよい。
混合時間は、混合手段、混合装置の構造と大きさに依存する。本発明の細かなアクリルアミド系水溶性高分子物質を用いた場合には、従来と比較して１／３〜２／３程度まで混合時間の短縮が可能である。
【００１４】
本発明で用いるアクリルアミド系水溶性高分子物質は、単独で用いてもよいし、天然水溶性高分子物質や半合成水溶性高分子物質と混合したり、増量助剤や増粘助剤と混合して用いてもよい。
天然水溶性高分子物質としては、グアーガム、ローカストビンガムなどの種子多糖類、アラビノガラクタンガム、アラビヤガムなどの樹脂多糖類、アルギン酸、寒天などの海藻多糖類、ペクチン、サイリュームガムなどの果実多糖類、澱粉、コンニャクなどの根茎多糖類、微生物系のザンサンガム、ザンコート、ザンフロー、カードラン、サクシノグルカンなど、動物系のゼラチン、カゼイン、アルブミン、シュラックなどが挙げられる。
半合成水溶性高分子物質としては、澱粉、グアーガム、ローストグアガム、セルロースなどを酸化、メチル化、カルボキシメチル化、ヒドロキシエチル化、リン酸化、カチオン化などの処理をすることによって得られる澱粉誘導体、グアーガム誘導体、ローストグアガム誘導体、セルロース誘導体にあって、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど、アルギン酸誘導体にあっては、アルギン酸塩類、アルギン酸プロピレングリコールエステルなどが挙げられる。
増量助剤としては、炭酸カルシウム、フライアッシュ、タルクなどが挙げられ、増粘助剤としては、ベントナイトなどが挙げられる。
これらの添加量は、アクリルアミド系水溶性高分子物質１重量部に対し、０．１〜９の範囲にある。
【００１５】
アクリルアミド系水溶性高分子物質で汚泥を処理した後、強度を発現させる目的で、セメント、水酸化カルシウム、酸化カルシウムなどを加えてもよい。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を実施例１〜２、比較例１〜２により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例で用いられた針入度試験は、セメントの凝結試験に使用されているビカー針装置（ＪＩＳ  Ｒ５２０１−１９８１セメントの物理試験方法）で行った。
（実施例１、比較例１）
土木工事から発生する砂質シルトからなる掘削残土（比重１．４０、含水率５２．４％）１リットルをモルタルミキサーにとり、２種類の粒度の異なるポリアクリルアミド系高分子物質２ｇを別々に加え、攪拌時間と針入度の関係を調べるとともに状態を観察して比較した。ポリアクリルアミド系高分子物質は、実施例１は、フランス国ＳＮＦ社製、ＡＮ９３４ＭＰＭを使用し、比較例１は、三井サイアナミッド製アコフロックＡ９５を使用した。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
0003723626.tif 000002
【００１８】
（実施例２、比較例２）
湖沼底から採取したヘドロ（比重１．２６、含水率６５．５％）１リットルをモルタルミキサーにとり、２種類の粒度の異なるポリアクリルアミド系高分子物質３ｇを別々に加え、攪拌時間と針入度の関係を調べるとともに、状態を観察して比較した。ポリアクリルアミド系高分子物質は、実施例２は、東亞合成製アロン１４０Ｔを使用し、比較例２は、フランス国ＳＮＦ社製、ＰＲ３００５Ｄを使用した。結果を表２に示す。
【００１９】
【表２】
0003723626.tif 000003
【００２０】
実施例１では、１００メッシュ以下が７１．７重量％、１５０メッシュ以下が４５重量％で、かつ、６０メッシュ以上が０重量％の細かなアクリルアミド系水溶性高分子物質を、比較例１では、１００メッシュ以下が２．１重量％、１５０メッシュ以下が０．２重量％で、かつ、６０メッシュ以上が９３．４重量％の粗いアクリルアミド系水溶性高分子物質を用いた。前者は、後者に比べ、短時間に高含水掘削土を改質し、より高い強度を発現させうる事を示している。
実施例２では、１００メッシュ以下が１００．０重量％で、かつ、１５０メッシュ以下が９９．７重量％のさらに細かなアクリルアミド系水溶性高分子物質を、比較例２では、１００メッシュ以下が３７．５重量％で、かつ、１５０メッシュ以下が２０．６重量％、６０メッシュ以上が３６．９重量％の中程度の粗さのアクリルアミド系水溶性高分子物質を用いた。前者は、後者に比べ、短時間に高含水掘削土を改質し、より高い強度を発現させうる事を示している。
【００２１】
【発明の効果】
混合時間は混合装置の大きさに影響し、ひいては、機械の処理能力を左右することになるから、細かなアクリルアミド系水溶液高分子物質を用いる事で得られる経済的なメリットは、きわめて大きい。