(57)【要約】【課題】  水系廃液中に土壌物質のみならずセメント質懸濁物質を含む場合でも高い凝集作用を発現し、廃液を十分清澄化でき、凝集後の凝集沈殿物の分離もフィルター濾過によって容易に行うことが可能であって、安全性が高く、単一の投薬プロセスで容易に清澄水を得ることができる建設工事廃液用処理剤を提供する。【解決手段】  非晶質カルシウムアルミネート１００質量部、硫酸アルミニウム２０〜２００重量部、酸化カルシウム５〜２００質量部及び多糖類２〜２０質量部を含有する建設工事廃液用処理剤。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質カルシウムアルミネート１００質量部、硫酸アルミニウム２０〜２００重量部、酸化カルシウム５〜２００質量部及び多糖類２〜２０質量部を含有する建設工事廃液用処理剤。
【請求項２】
多糖類が天然多糖類である請求項１記載の建設工事廃液用処理剤。
【請求項３】
多糖類が大豆ヘミセルロースである請求項１又は２記載の建設工事廃液用処理剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建築工事や土木工事で発生する泥分及びセメント成分等を含む廃水を河川等へ放流可能な状態にするための廃液用処理剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木工事や建築工事ではセメント系のモルタルやコンクリートが必ずと言っていいほど使用されるため、該工事で発生した廃水には泥分を始め、セメント成分等の懸濁物質が大量に含まれる可能性がある。このような懸濁物質が含まれる廃水は、一般に高い濁度と強いアルカリ性を呈すため、そのまま自然界の河川等に流すことは環境保全上容認されるものではない。土建工事で発生した廃水中の懸濁物質を除去し、清澄化することで、河川等に放流可能な状態にすることは可能である。廃水清澄化の方法としては、凝集剤添加により懸濁物質を沈降させて上澄水を得る方法や凝集剤添加により懸濁物質の凝集体を形成させこれをフィルター濾過で除去して清澄化する方法（例えば、特許文献１参照。）などが一般的に行われている。懸濁物質の凝集剤としては、例えば硫酸第二鉄等の無機鉄塩を有効成分とするもの、ポリ塩化アルミニウムを有効成分とするもの、ポリアクリルアミド等の金属非含有ポリマーを有効成分とするものなどが知られている。（例えば、特許文献２参照。）
【０００３】
このうち、無機鉄塩を有効成分とする凝集剤やポリ塩化アルミニウムを有効成分とする凝集剤は、廃水中の懸濁物質が土壌のような負に帯電したコロイド粒子の場合には使用量に比例して高い凝集沈殿効果が得られる。しかし、セメント質懸濁物質に対しては凝集沈殿効果が大きく損なわれるため、濁度や≡ｐＨを低下させるのが難しい。さらに、フィルター濾過を行うとセメントがフィルター微細間隙に固結し、目詰まりを起こして分離効果が著しく低減する。また、ポリアクリルアミドを始め、有機高分子物質を有効成分とする凝集剤は、残留モノマーが生体に有害な成分であると指摘されているものが少なくなく、清澄化できてもその扱いが著しく制約される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３３９５５号公報
【特許文献２】特開２０００−１０７７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、水系廃液中に土壌物質のみならずセメント質懸濁物質を含む場合でも高い凝集作用を発現し、廃液を十分清澄化でき、凝集後の凝集沈殿物の分離もフィルター濾過によって容易に行うことが可能であって、安全性が高く、単一の投薬プロセスで容易に清澄水を得ることができる建設工事廃液用処理剤の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記課題解決のため検討を重ねた結果、カルシウムアルミネートを含む特定の無機塩の配合物が、前記課題を総じて解決できる建設工事用廃水に適した廃液用処理剤であることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
即ち、本発明は、次の（１）〜（３）で表す廃水用処理剤である。
（１）  カルシウムアルミネート１００質量部、硫酸アルミニウム２５〜２００質量部、酸化カルシウム５〜２００質量部及び多糖類２〜２０質量部を含有する建設工事廃液用処理剤。（２）多糖類が天然多糖類である前記（１）の建設工事廃液用処理剤。（３）多糖類が大豆ヘミセルロースである前記（１）又は（２）の建設工事廃液用処理剤。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば土壌粒子とセメント粒子という水中で相反する帯電特性を有する懸濁粒子が大量に共存する≡濁度の工事廃液であっても、単一の投薬プロセスで全ての凝集粒子を凝集化することができ、凝集体はフィルター濾過等の汎用的分離手法でも支障なく容易に分離することも可能で、しかも生体有害成分を含まないため、自然界の河川等に放流可能な水質状態の廃液にせしめることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明で処理対象する建設工事廃液とは、建設工事の際に通常排出される可能性のある工事廃水に相当するような成分や性状の液状物質であれば何れのものでも良い。具体的には少なくともセメント成分を含む水系の液状物質である。好ましくは土壌成分とセメント成分を含む液状物質である。従って、実際の建設工事から排出された廃液であるかどうかは問わず、また高流動の液であっても≡粘性スラリーであっても良い。
【００１０】
本発明の建設工事廃液用処理剤に必須含有するカルシウムアルミネートは、化学成分としてＣａＯとＡｌ2Ｏ3からなる結晶質やガラス化が進んだ構造の水和活性物質であれば何れのものでも良く、ＣａＯとＡｌ2Ｏ3に加えて他の化学成分が加わった化合物、固溶体、ガラス質物質又はこれらの混合物等でも本発明の効果を実質喪失させない限り何れのものであっても良い。前者は、例えば１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ・２Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ・６Ａｌ2Ｏ3等が挙げられ、後者、即ち他の化学成分が加わったものとしては、例えば４ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3・ＳＯ3、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2、Ｎａ2Ｏ・８ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3等が挙げられるが、これらの例示に限定されるものではない。このようなカルシウムアルミネートの調整方法は、例えば所定配合比にしたＣａＯ源とＡｌ2Ｏ3源の原料混合物を加熱溶融し、ガラス化が進んだものを得るには急冷処理し、結晶度を上げたいときは徐冷すれば良い。また、カルシウムアルミネートとして市販のアルミナセメントを使用することもできる。非晶質又は高ガラス化率のカルシウムアルミネートは反応性が高い為、特にセメント成分の凝集化が進み易くなるので好ましい。また、使用するカルシウムアルミネートの粒度は特に限定されないが、適度な反応性を具備する上で、ブレーン比表面積で約２０００〜９０００ｃｍ2／ｇのものが好ましい。
【００１１】
本発明の建設工事廃液用処理剤は、カルシウムアルミネートの他に、硫酸アルミニウムを含有する。硫酸アルミニウムは無水物（Ａｌ2（ＳＯ4）3）でも、１６水和物（Ａｌ2（ＳＯ4）3・１６Ｈ2Ｏ）の何れでも良い。好ましくは凝集沈降速度がより早くなることから硫酸アルミニウム１６水和物を使用する。硫酸アルミニウムの含有量は、含有するカルシウムアルミネート１００質量部に対し、２５〜２００質量部とする。２５質量部未満では廃水中の土壌成分の凝集沈殿の進行が遅滞化することがあるので好ましくなく、また２００質量部を超えても凝集化がそれ以上殆ど進まないため、経済面から好ましくない。
【００１２】
また、本発明の建設越路廃液用処理剤は、前記のカルシウムアルミネートと硫酸アルミニウムの他に、酸化カルシウムを含有する。酸化カルシウムは何れのものであっても使用できる。酸化カルシウムの含有量は、含有するカルシウムアルミネート１００質量部に対し、５〜２００質量部とする。５質量部未満では廃水中のセメント成分の凝集沈殿が十分進まないので好ましくなく、また２００質量部を超えても凝集化がそれ以上殆ど進まないため、経済面から好ましくない。酸化カルシウムの粒度は特に制限されないが、セメント成分等の凝集化を進め易いことと品質安定性の点から、ブレーン比表面積で約２０００〜８０００ｃｍ2／ｇのものが好ましい。ブレーン比表面積が約１５００ｃｍ2／ｇ未満だと反応活性が低下して凝集化を進み易くできなくなるので適当ではなく、８０００ｃｍ2／ｇを超えると風化が進み易く、品質安定性に問題を生じることがあるので適当ではない。
【００１３】
また、本発明の建設工事廃液用処理剤は、前記のカルシウムアルミネートと硫酸アルミニウムと酸化カルシウムの他に、多糖類を含有する。多糖類は何れのものでも使用することができる。多糖類においては、人工合成された多糖類でも生体に有害な残留モノマーを含む虞は殆ど無いが、望ましくは生体有害物質を含む可能性を排除できることから、自然界に存在する天然多糖類の使用が推奨される。このような多糖類の具体例としては、グリコーゲン、デンプン、セルロース、デキストリン、グルカン、アガロース、ペクチン、グァーガム、キチン、ヒアルロン酸、アルギン酸等を挙げることができるが、この例示に限定されない。好ましくは、清澄化効果がより高くなることからヘミセルロースを使用し、より好ましくは大豆ヘミセルロースの使用が推奨される。多糖類の含有量は、含有するカルシウムアルミネート１００質量部に対し、２〜２０質量部とする。２質量部未満では廃水の濁度低減作用が低下するので好ましくなく、また２０質量部を超えても清澄効果は殆ど向上せず、廃水の粘性が上昇して濾過処理等が困難になることがあるので好ましくない。
【００１４】
本発明の建設工事廃液用処理剤は、土壌とセメントからなる懸濁粒子を含有する廃液の清澄化のために好適に使用できる。また、土壌又はセメントの何れか一方のみからなる懸濁粒子しか含まない廃液の清澄化にも使用可能である。本発明の廃液用処理剤の使用方法は、土壌とセメント成分を含む懸濁粒子の含有量が概ね１０質量％未満の廃水１リットルに対しては、好ましくは本廃液用処理剤１００〜８００ｍｇを添加する。より好ましくは、本廃液用処理剤３００〜７５０ｍｇを添加する。廃水１リットルあたり本廃液用処理剤１００ｍｇ未満では凝集沈殿速度が遅く、廃水の濁度も下がり難くなるため適当ではない。また、８００ｍｇを超えるても清澄化効果は殆ど向上せず、廃液中に清澄化に活用されない処理剤成分が増加蓄積されるだけなので適当ではない。この添加使用量は、概ね常温近傍での推奨量であり、例えば５℃未満の低温環境下での廃液用処理には、この量よりも１割程度多目の使用量とするのが望ましく、３５℃以上の高温環境下ではこの量よりも１割程度少な目の使用量とするのが望ましい。また、処理対象となる廃液水は、建築工事や土木工事で一般的に見られる土壌とセメント成分を含む懸濁粒子含有量（概ね０．１〜数％）に相当するようなものであれば良いが、特に制限されるものではない。尚、懸濁粒子の含有量が１０質量％を大きく超えるような廃液では、水を加えて懸濁粒子の含有濃度を下げ、概ね１０質量％以下にせしめることが、凝集剤分散性の点で好ましいが、懸濁粒子含有量に比例させて凝集剤添加量を多くしても対応できるものの、撹拌装置等を使用した幾分入念な混合操作が要される。さらに、凝集体を生成させた廃液は、例えば通常のフィルター濾過等で凝集体と清澄液を分離することができる。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明は記載された実施例に限定されるものではない。
【００１６】
［カルシウムアルミネートの製造］
生石灰粉（ＣａＯ含有量９７質量％）、バン土頁岩（Ａｌ2Ｏ3含有量８８質量％、ＳｉＯ2含有量８質量％、Ｆｅ2Ｏ3含有量１質量％）及びヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3含有量９３質量％、Ａｌ2Ｏ3含有量３質量％）を用い、表１で表される化学成分割合となるよう配合し、この配合物を電気炉で１５５０±約５０℃で２時間加熱した。加熱物は最高加熱温度から炉外に取り出し、圧搾空気を吹付けて急冷した急冷クリンカ（Ａ１）と、最高加熱温度からおよそ１００℃以下となるまで電気炉内で自然放冷した得た徐冷クリンカ（Ａ２）を作製し、それぞれボールミルでブレーン比表面積がおよそ５０００ｃｍ2／ｇとなるように粉砕した。尚、カルシウムアルミネートの粉砕物のガラス化率は、粉末Ｘ線回折により、カルシウムアルミネートクリンカ中のＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3及び１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3の結晶存在量（Ｗ１）を測定した後、このカルシウムアルミネートクリンカを電気炉で１５００℃で再溶融し、炉内で１００℃付近まで自然放冷することで実質的に全相結晶化させ、粉末Ｘ線回折によって自然放冷物段階のＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3及び１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3の結晶生成量（Ｗ２）を測定し、１００×（Ｗ１／Ｗ２）の値を算出し、ガラス化率とした。このガラス化率も表１に記す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
［廃液用処理剤の製造］
かように作製したカルシウムアルミネート粉末（Ａ１、Ａ２）を始め、次のＢ〜Ｆ２より選定される材料を用い、表２で表した配合となるようホバートミキサで約１分間混合した。混合物をもって廃液用処理剤（本発明品１〜９、比較品１〜５）とした。
Ｂ；硫酸アルミニウム１６水和物（市販試薬）
Ｃ；酸化カルシウム（市販試薬）
Ｄ；大豆ヘミセルロース（商品名「ソヤファイブ−Ｓ」、不二製油社製）
Ｅ；アルギン酸カリウム（商品名「キミカアルギンＫ−３」、キミカ社製）
Ｆ１；ポリ塩化アルミニウム１０％溶液（東昭化学社製）
Ｆ２；ポリアクリルアミド（和光純薬工業社製）の質量濃度０．１％水溶液
【００１９】
【表２】
2013119068.tif 000003
【００２０】
また、普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製、以下「普通セメント」と称す。）と島根産赤土粘土（以下、「赤土粘土」と称す。）と水（水道水）を使用し、水１リットル中の普通セメントと赤土粘土の含有量が次に表す含有率（質量％）となるよう加え、常温下で市販の攪拌機で５分間（２００r.p.m.）混合し、模擬廃液（Ｇ１〜Ｇ５）を作製した。
Ｇ１；普通セメント０．１％＋赤土粘土０．９％
Ｇ２；普通セメント０．５％＋赤土粘土０．５％
Ｇ３；普通セメント０．９％＋赤土粘土０．１％
Ｇ４；赤土粘土１．０％
Ｇ５；普通セメント１．０％
【００２１】
常温環境下で、この模擬廃液１リットルに、前記の如く作製した廃液用処理剤を表３で表す添加量となるよう加え、攪拌機で３分間混合（２００r.p.m.）した。混合後は２分、４分及び６分間静置して懸濁物質を沈殿させ、時間経過に対する上澄水の濁度を測定した。濁度はデジタル式濁色度計（共立理化学研究所製）により測定した。測定結果を表３に表す。
【００２２】
【表３】
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【００２３】
表３の結果より、本発明の廃液用処理剤は、セメント成分を含む水系廃液に対し、高い凝集沈殿作用を発揮し、廃水の濁度を速やかに低減し、清澄化できる。また、本発明の廃液用処理剤は、廃水中のセメントや泥土を起源とする懸濁物質の濃度が変動しても、概ね一定の添加量で満足できる清澄作用が得られることが分かる。