(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラリファイヤー底部より引き抜いた建設骨材洗浄廃泥をフィルタープレスで脱水するにあたり、カチオン性高分子の微粒子を塩水溶液中に分散した粒径１００μｍ以下のポリマー微粒子の分散液であるカチオン性高分子凝集剤の希釈液である、ポリマー濃度０．５〜５重量％の高濃度水溶液を添加混合したのち、該処理廃泥をフィルタープレスに注入して脱水することを特徴とする建設骨材洗浄廃泥の脱水方法。
【請求項２】
クラリファイヤーにて沈降処理される建設骨材洗浄水がアニオン性ポリアクリルアミドを添加混合して凝集処理されていることを特徴とする請求項１に記載の建設骨材洗浄廃泥の脱水方法。
【請求項３】
カチオン性高分子凝集剤が下記式（１）で表される（メタ）アクリル系水溶性単量体の（共）重合物であり、該カチオン性高分子凝集剤のコロイド当量値が１．０〜５．０ｍｅｑ／ｇであり分子量が２００万以上である事を特徴とする請求項１ないし請求項２のいずれか一項に記載の建設骨材洗浄廃泥の脱水方法。
【化１】
0003693273.tif 000006
（但し、式中、ＡはＯまたはＮＨ；ＢはＣ2 Ｈ4 、Ｃ3 Ｈ6 、Ｃ3 Ｈ5 ＯＨ；Ｒ1 はＨまたはＣＨ3 ；Ｒ2 、Ｒ3 は炭素数１〜４のアルキル基；Ｒ4 は水素または炭素数１〜４のアルキル基あるいはベンジル基；Ｘ- はアニオン性対イオンを表す。）
【請求項４】
カチオン性高分子の微粒子を塩水溶液中に分散した粒径１００μｍ以下のポリマー微粒子の分散液であるカチオン性高分子凝集剤の希釈である、ポリマー濃度０．５〜５重量％の高濃度水溶液の添加場所がクラリファイヤーよりの廃泥引き抜き用ポンプのサクション側であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の建設骨材洗浄廃泥の脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建設骨材の廃泥を外部に搬出するにあたり脱水機等により水分を除去するに効率的な処方を提供するものであり、さらに詳しくはフィルタープレスにより建設骨材の廃泥を脱水するにあたり、高濃度カチオン性高分子凝集剤水溶液を廃泥に添加混合し建設骨材の廃泥を凝集せしめ、凝集廃泥中の水分をフィルタープレスにより効率良く脱水し、外部に搬出するに容易な流動性の無いケーキ状の固形土を得る事を目的とする建設骨材の廃泥の処理方法である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、砂利・砂等を採取する建設骨材の製造工程においては該骨材を洗浄して発生する微細土を懸濁した廃水をアニオン性ポリアクリルアミドを添加混合して凝集したのちクラリファイヤーにて懸濁物を沈降分離している。  沈降した微細土は廃泥としてスラリー状で排出されるため、そのままでは投棄できずフィルタープレスにより無薬注で脱水処理され脱水ケーキとして処理場に運ばれているが、無薬注では脱水性能が悪くクラリファイヤーからの廃泥排出量に処理能力が追いつかず十分含水率を下げることなく軟弱な状態で処理場に運ばれ処理受入れを時には断られるという言わば危機的な状態にある。  粉末状凝集剤の水溶液を添加して凝集処理しようとすると、粉末状凝集剤のママコを作る性質状の制約により低濃度水溶液しか得られず、該低濃度水溶液では水分過多の大きなフロックを作りフィルタープレスでの水切れがかえって悪くなり脱水ケーキの含水率が上昇してべたつく欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は狭い敷地で建設骨材の廃泥を効率良く脱水する事により、その体積を減少させると共に、含水率の低い地盤支持力の強い脱水ケーキを得、外部搬出を容易にする方法を提供する事をその課題とする。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】
本発明者は建設骨材の廃泥を脱水する方法を各種検討し、下記方法により目的を達成できる事を発見し、本発明を成すに至った。
【０００５】
本発明の請求項１の発明は、クラリファイヤー底部より引き抜いた建設骨材洗浄廃泥をフィルタープレスで脱水するにあたり、カチオン性高分子の微粒子を塩水溶液中に分散した粒径１００μｍ以下のポリマー微粒子の分散液であるカチオン性高分子凝集剤の希釈である、ポリマー濃度０．５〜５重量％の高濃度水溶液を添加混合したのち、該処理廃泥をフィルタープレスに注入して脱水することを特徴とする建設骨材洗浄廃泥の脱水方法である。
【０００６】
本発明の請求項２の発明は、 クラリファイヤーにて沈降処理される建設骨材洗浄水がアニオン性ポリアクリルアミドを添加混合して凝集処理されていることを特徴とする請求項１に記載の建設骨材洗浄廃泥の脱水方法である。
【０００７】
本発明の請求項３の発明は、カチオン性高分子凝集剤が下記式（１）で表される（メタ）アクリル系水溶性単量体の（共）重合物であり、該カチオン性高分子凝集剤のコロイド当量値が１．０〜５．０ｍｅｑ／ｇであり分子量が２００万以上である事を特徴とする請求項１ないし請求項２のいずれか一項に記載の建設骨材洗浄廃泥の脱水方法である。
【化１】
0003693273.tif 000002
（但し、式中、ＡはＯまたはＮＨ；ＢはＣ2 Ｈ4 、Ｃ3 Ｈ6 、Ｃ3 Ｈ5 ＯＨ；Ｒ1 はＨまたはＣＨ3 ；Ｒ2 、Ｒ3 は炭素数１〜４のアルキル基；Ｒ4 は水素または炭素数１〜４のアルキル基あるいはベンジル基；Ｘ- はアニオン性対イオンを表す。）
【０００８】
本発明の請求項４の発明は、カチオン性高分子の微粒子を塩水溶液中に分散した粒径１００μｍ以下のポリマー微粒子の分散液であるカチオン性高分子凝集剤の希釈液である、ポリマー濃度０．５〜５重量％の高濃度水溶液の添加場所がクラリファイヤーよりの廃泥引き抜き用ポンプのサクション側であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の建設骨材洗浄廃泥の脱水方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の限定の１は、クラリファイヤー底部より引き抜いた建設骨材洗浄廃泥をフィルタープレスで脱水するにあたり、カチオン性高分子の微粒子を塩水溶液中に分散した粒径１００μｍ以下のポリマー微粒子の分散液であるカチオン性高分子凝集剤の希釈である、ポリマー濃度０．５〜５重量％の高濃度水溶液を添加混合したのち、該処理廃泥をフィルタープレスに注入して脱水することを特徴とする建設骨材洗浄廃泥の脱水方法である。
【００１２】
本発明の限定のニは、請求項１に記載の建設骨材洗浄廃泥の脱水方法において、クラリファイヤーにて沈降処理される建設骨材洗浄水がアニオン性ポリアクリルアミドを添加混合して凝集処理されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の限定の三は、請求項１ないし請求項２のいずれか１項に記載の建設骨材洗浄廃泥の脱水方法におて、カチオン性高分子凝集剤が下記式（１）で表される（メタ）アクリル系水溶性単量体の（共）重合物であり、該カチオン性高分子凝集剤のコロイド当量値が１．０〜５．０ｍｅｑ／ｇであり分子量が２００万以上である事を特徴とする。
【化１】
0003693273.tif 000003
（但し、式中、ＡはＯまたはＮＨ；ＢはＣ2 Ｈ4 、Ｃ3 Ｈ6 、Ｃ3 Ｈ5 ＯＨ；Ｒ1 はＨまたはＣＨ3 ；Ｒ2 、Ｒ3 は炭素数１〜４のアルキル基；Ｒ4 は水素または炭素数１〜４のアルキル基あるいはベンジル基；Ｘ- はアニオン性対イオンを表す。）
【００１４】
本発明の限定の第４は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の建設骨材洗浄廃泥の脱水方法において、カチオン性高分子の微粒子を塩水溶液中に分散した粒径１００μｍ以下のポリマー微粒子の分散液であるカチオン性高分子凝集剤の希釈液である、ポリマー濃度０．５〜５重量％の高濃度水溶液の添加場所がクラリファイヤーよりの廃泥引き抜き用ポンプのサクション側であることを特徴とする。
【００１７】
カチオン性（メタ）アクリル系高分子凝集剤としてはジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートのアミン塩あるいは四級アンモニウム塩の（共）重合物およびジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミドのアミン塩あるいは四級アンモニウム塩の（共）重合物をあげる事ができる。  ポリメタクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリルアミド・アクリロイロキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロリド・アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド共重合物、アクリルアミド・アクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド共重合物、アクリルアミド・ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩共重合物等を代表例として特に好ましく例示する事ができる。  かかるカチオン性（メタ）アクリル系高分子凝集剤は他の縮合性高分子凝集剤等とは異なり、極めて高分子量で凝集力の強い性質を有し、強度の高い凝集泥を与える事ができる。  カチオン性（メタ）アクリル系高分子凝集剤は適度の脱水性を発揮させるには前述のコロイド当量値の範囲がケーキ含水率が下がり、固い性状と成る。  分子量は高い方が凝集力が強く、分子量が２００万以上である事が望ましく、２００万未満では脱水性が劣る。  高分子凝集剤分散液の添加量はポリマー純分として対ＳＳあたり０．０３〜２％であり状況に応じ適宜選定される。
【００１８】
通常の凝集処理においては、高分子凝集剤はポリマー濃度０．５％以下の水溶液として懸濁液に添加される。  これに対し本発明の最大の特徴は高分子凝集剤をポリマー濃度０．５％以上の水溶液として懸濁液たる建設骨材洗浄廃泥に添加混合し、凝集すなわち脱水前処理操作を行うことにある。  建設骨材洗浄廃泥は懸濁物濃度が高濃度であり、高粘性液では全体に分散混合しづらいであろうとの常識に反し、高濃度ポリマー水溶液の場合に良好な脱水性能を示し、低濃度ポリマー水溶液の場合には水分過多の大きなフロックを作りフィルタープレスでの水切れがかえって悪くなり脱水ケーキの含水率が上昇してべたつく欠点がある。
すなわち、低濃度ポリマー水溶液使用時は粗大フロックを生じ、粗大フロックではフロック間の自由水は素早く濾過できるが、フロック内に包含された水は、なかなか除去されずケーキがベトベトになり産業廃棄物処理業者も嫌がって引き取ってくれない。  通常の凝集剤水溶液を添加してフロックを作る方法だと、かかる脱水ケーキしかできないのであるが、本発明の如く高分子凝集剤の高濃度水溶液を添加混合した場合は締まったフロックと言うか凝集状態と成って脱水ケーキが畑の土としても使えるほどの良く水の切れた状態に成る。  粉末状の高分子凝集剤では前述の如く低濃度水溶液しか得られず、０．５％以上好ましくは１％以上の濃度の高濃度水溶液を得るには高分子凝集剤の微粒分散液を水により希釈する他はない。  高濃度凝集剤水溶液は建設骨材洗浄廃泥の引き抜きポンプのサクション側に注入すれば、高分子凝集剤は廃泥中に分散され、ストックタンクで沈降防止の為に緩やかに攪拌されている状態で締まった造粒物を与え、フィルタープレスにフィードされ、良好な脱水性状のケーキをあたえる。  かかる造粒作用は通常建設骨材洗浄廃水の処理に用いられているアニオン性ポリアクリルアミドとのコアギュレーションにより親水性除去が行われるものと推測される。  本発明に用いる高分子凝集剤の微粒分散液は該高分子凝集剤を溶解しない分散媒中で重合を行うことにより達成でき、該高分子凝集剤を溶解しない分散媒としては塩水溶液あるいは油分が用いられ、かかる分散液の製法は公知である。
この様な分散液はインラインミキサーによって水と抱き合わせて混合攪拌水希釈の後、上記用途に用いることが装置簡便であるが、溶解槽を別途設けてバッチ溶解してもさしつかえない。
【００１９】
【実施例】
次に実施例によって、本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に制約されるものではない。
【００２０】
（合成例−１〜３）
攪拌機、窒素曝気管および温度制御装置を備えた反応槽に沸点１９０°Ｃないし２３０°Ｃのイソパラフィン１２０．０Ｋｇおよびソルビタンモノオレート７．５Ｋｇを仕込んだ。  脱塩水１６５Ｋｇおよびアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとアクリルアミドの混合モノマー２００Ｋｇの混合物を添加し、ホモジナイザーにて攪拌乳化した。  得られたエマルジョンにイソプロピルアルコール２００ｇを加え窒素置換の後、ジメチルアゾビスイソブチレート４０ｇを加え、温度５０°Ｃに制御しながら重合反応を完結させ、粒径１０μｍ以下の微細粒子の分散したエマルジョンを得、その後ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル７．５Ｋｇを添加混合して試験に供する試料１〜３（本発明の凝集剤分散液）とした。  各試料の特性を表１に示す。
【００２１】
（合成例−４）
攪拌機、窒素曝気管および温度制御装置を備えた反応槽に２０重量％硫酸アンモニウム水溶液７９部を採り、アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロリド５０モル％アクリルアミド５０モル％の組成のモノマー２０部および分散剤としてポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド１部（シーピーエス社製商品名エージフロック−ＷＴ４０ＨＶ）を溶解した後、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸塩を重合開始剤として添加し、攪拌下、５３°Ｃで１０時間重合し、塩水溶液に分散した粒径１０〜２０μｍの微粒子の重合体分散液が得られた。  この液を試料４とする。  試料の特性を表１に示す。
【００２２】
【表１】
0003693273.tif 000004
【００２３】
（実施例）
砂利・砂の洗浄工程から排出される建設骨材洗浄廃水をアクリルアミド・アクリル酸ソーダ共重合物から成るアニオン系高分子凝集剤にて凝集しクラリファイヤーに供給して上澄処理水と建設骨材洗浄廃泥に分離し、この建設骨材洗浄廃泥（ＳＳ１２％）を引抜きポンプでストックタンクに移送する際、ポンプサクションに前述の各試料をインラインミキサーによって水希釈した水溶液を注入して均一に廃泥中に分散させ、ストックタンクにて沈降を防止する様にゆるやかな攪拌を続け微細に造粒した建設骨材洗浄廃泥を得、加圧ポンプにてフィルタープレスにチャージし、脱水した。  １サイクルの廃泥のフィード時間を、無薬注の場合を１００％として、各試料添加時のフィード時間の割合を求めた。  また最終排出ケーキの含水率を求めた。  結果を表２に示す。
【００２４】
（比較例）
実施例において試料をポリマー濃度０．５％以上の高濃度水溶液として注入したのに換えて０．２％濃度に希釈した各試料の水溶液をポンプサクションに注入して脱水試験を行なった。  ケーキ含水率が高い為、フィードに要する時間は短かったが無薬注時と同時間加圧を続けた。  結果をおなじく表２に示す。
【００２５】
【表２】
0003693273.tif 000005
【００２６】
【発明の効果】
本発明は建設骨材洗浄廃泥の処理時間を大幅に短縮する事から、脱水工程の処理能力によって制限されている建設骨材洗浄工程の能力をアップして収益に寄与することができる。  またケーキ含水率が低いため排出ケーキを園芸用土や瓦などの焼物原料として使用するなど有価物として換金処理する道も開け、業界の収益に寄与するところは大きい。