(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合して泥土質原料とし、この泥土質原料を造粒して造粒物に形成した後、前記造粒物をオートクレーブ養生することにより固化して固化物を得るシリカ含有泥土スラッジの処理に際して前記オートクレーブ養生で発生する排水を、前記シリカ含有泥土スラッジを製造する泥水処理設備の混合凝集槽に導水して、混合凝集後の分離水の中和に供することを特徴とするオートクレーブ養生排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリカ（ＳｉＯ2）含有泥土スラッジをオートクレーブ養生を含む処理を施して固化物を得る際にオートクレーブ養生で発生する排水の処理方法に関するものである。なお、シリカ含有泥土スラッジとは、建設汚泥、浚渫土処理濁水、砕石プラント（含む砂利プラント）で発生する濁水、同プラントで発生する石粉などのシリカ含有副産物を対象とし、これらのものから水を分離して得られた泥分、あるいは更に濃縮脱水して得られた泥土ケーキのことである。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
道路や建築用等の砕石，砕砂を生産する砕石プラントは、石切り場で発破した１ｍ程度の大きさの石をプラント上流部分にある原料工場（破砕室）に投入し、破砕機により破砕し、篩で砕石の粒度別に篩分けし、規格外の大きな砕石については破砕と篩分け選別を繰り返して行き、最終的に規格粒度別に破砕選別された砕石、砕砂を製品として出荷するようにしたものであり、粒度５ｍｍ以下のコンクリート用細骨材を生産する製砂設備はプラント下流部分に設置されている。
【０００３】
砕石プラントの製砂設備では、製品品質の向上を目的として付着泥分，不要微細石粒子などを除去すべく破砕品を水で洗浄するようにしている。特にコンクリート用細骨材（砕砂）では製品中に含まれる７５μｍ以下の微細石粒子の含有量が制限されており、細骨材生産の際には、前記微細石粒子を除去するなどのために粒度５ｍｍアンダーの破砕品の水洗が行われる。この水洗を行う湿式の設備での使用後の洗浄水は、７５μｍ以下程度の微細な石粒子及び／又は泥分を重量で５〜１０％程度含む泥水であり、「濁水」と呼ばれている。そして濁水は、シックナとフィルタプレス等の濃縮・脱水用の機械設備、あるいは沈殿池式設備により、水と分離された泥分が濃縮脱水されて、シリカを含有し水分を含む泥土スラッジである泥土ケーキにされる。なお、このような濁水の処理による泥土ケーキは「濁水ケーキ」と呼ばれており、例えばコンクリート用細骨材を生産する場合、重量で細骨材生産量の約１０％程度発生する。
【０００４】
そして近年、環境保全の観点から廃棄物の減少を図るべく、この泥土ケーキは生石灰、セメント等と単に混合されて、埋立て材，盛土材などの低強度材として利用されている。
【０００５】
ところが、上記の方法で得られる製品の強度（一軸圧縮強度）は１０ｋｇ／ｃｍ2程度以下と低く、用途が前述の埋立て材、盛土材など低強度の土木資材に限られてしまい、常時安定的に大量需要がなく利用量の拡大が期待できず、有効な廃棄物低減化になっていないのが実情である。
【０００６】
次に、同じく砕石副産物である石粉（乾燥石粉）について説明する。砕石プラントの製砂設備では、粒度５ｍｍアンダーの破砕品について、前述した７５μｍ以下の微細石粒子を除去するためにエアセパレータ等の乾式分級機で分級し、しかる後、除去仕切れずに残った微細石粒子の除去を前述の水洗により行うという製砂工程を採用している設備もある。このような製砂工程の場合、前記エアセパレータ等による分級によって主に７５μｍ以下の微細石粒子が副産物として発生する。この微細な石粒子は石粉（乾燥石粉）と呼ばれている。コンクリート用細骨材を生産する場合、石粉は重量で細骨材生産量の約１０％程度発生する。
【０００７】
また、砕石プラントにおいて製砂設備の上流部分には、前述したように粒度別に砕石を生産するための破砕機や篩装置などが備えられており、これらの装置では集塵機によって捕集される集塵ダストとして微細な石粒子（粒度：平均１５μｍ）である石粉（乾燥石粉）が副産物として発生する。
【０００８】
ところがこのような石粉についても、高流動コンクリートの混合材である石灰石粉の代替え品として利用すべく開発が進められているものの、現状ではこれ以外には用途がなく、実質的に廃棄物となっているのが実情である。なお、河川の岩石を原石とするいわゆる砂利プラントで副産物として発生する濁水，石粉についても、資源として利用されていないのが実情であり、ここではこの砂利プラントをも含めて砕石プラントという。
【０００９】
また、他のシリカ含有副産物として、浚渫土処理濁水、建設汚泥がある。浚渫土処理濁水について説明すると、通常、浚渫土（湖沼、川、ダム湖などを浚渫する際に発生する土砂）は含水率が高く、ふるい分け機などによって浚渫土を大・中・小の石、砂などに分離する際には、水洗に伴う濁水が発生する。また、建設汚泥は、周知のように、地中連続壁工法、泥水式シールド工法、高圧噴射攪拌工法などの土木建設工事に伴って発生する含水率が高く粒子の微細な泥状の掘削物である。
【００１０】
ところが、このような浚渫土処理濁水や建設汚泥については、その大部分が減容化のために泥土ケーキ（シリカ含有泥土スラッジ）にされているだけであり、環境保全の観点からも廃棄物の低減につながる有用なプロセスが強く希求されている。
【００１１】
そこで、本出願人は、上述の如き建設汚泥、浚渫土処理濁水、砕石プラント（含む砂利プラント）で発生する濁水、同プラントで発生する石粉などのシリカ含有副産物から得られる各泥土ケーキ（シリカ含有泥土スラッジ）を対象として、その用途の拡大を図るべく鋭意調査、研究を行い、先に、シリカ含有泥土スラッジの処理方法を開発し提案した（特願２０００−２１２４号参照）。
【００１２】
上記提案のシリカ含有泥土スラッジの処理方法の基本構成は、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合して泥土質原料を得る混合工程と、前記泥土質原料を原料として造粒を行って造粒物を得る造粒工程と、前記造粒物を水熱処理により固化して固化物を得る水熱固化（オートクレーブ養生）工程とを備えてなるもので、この処理方法を泥土ケーキ（シリカ含有泥土スラッジ）に施して得られた固化物は、強度及び低吸水性に優れ、コンクリート用細骨材、道路用路盤材、園芸用資材など広い用途に利用可能となり、引いては廃棄物の減少化を図ることができた。
【００１３】
ところが、上記のシリカ含有泥土スラッジの処理方法において、新たな課題が発生した。それは、オートクレーブ養生を行った際、混合工程で泥土添加材として使用したカルシウム化合物がドレン水に溶け出し、高アルカリ水（ｐＨ１０〜１１程度）が排出されることである。また、オートクレーブ内で温度変化により結露水が発生し、その結露水が養生品の表面を伝い、微粒子がドレン水に含まれ、ドレン水が濁ることが懸念される。
【００１４】
そこで、上記の課題を解決しようとすると、通常の処理方法である図２に示す処理設備が必要となる。すなわち、この処理設備では、まず、オートクレーブ養生で発生する９０℃前後の排水を沈砂槽（冷却槽）２１で受けて冷却する。その後、冷却槽２１からポンプアップして所定量を反応槽２２に送水する。反応槽２２では、硫酸貯槽２３、高分子溶解槽２４、ポリ塩化アルミニウム貯槽２５に貯蔵されている中和剤、凝集剤等の薬品を添加、混合して中性にする。このように中性に処理した後、凝集沈殿槽２６に移し、泥土分を沈殿させ水と分け、上澄み水を外部に排水する。排水した後の泥水は、泥土分をほとんど含まないものの、フィルタープレス２７に投入し、泥土と水を分離する。分離された泥土（シリカ含有泥土スラッジ）は、再度上記提案のシリカ含有泥土スラッジの処理方法で処理が行われることになる。
【００１５】
このように、オートクレーブ養生で発生する排水を中和して河川等に放流、排水しようとすると、上記のような処理工程を備える処理設備が必要となり、設備コストの上昇を招くばかりでなく、処理設備の設置場所が必要となる。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなしたものであって、その目的は、オートクレーブ養生で発生する排水を特段の処理設備を設けることなく処理する、オートクレーブ養生排水の処理方法を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明（請求項１）に係るオートクレーブ養生排水の処理方法は、シリカ含有泥土スラッジにカルシウム化合物を混合して泥土質原料とし、この泥土質原料を造粒して造粒物に形成した後、前記造粒物をオートクレーブ養生することにより固化して固化物を得るシリカ含有泥土スラッジの処理に際して前記オートクレーブ養生で発生する排水を、前記シリカ含有泥土スラッジを製造する泥水処理設備の混合凝集槽に導水して、混合凝集後の分離水の中和に供するものである。
【００１８】
本発明者等は、先に提案したシリカ含有泥土スラッジの処理方法において、オートクレーブ養生を行った際、混合工程で泥土添加材として使用したカルシウム化合物がドレン水に溶け出し、高アルカリ水（ｐＨ１０〜１１程度）が排出されることを知見した後、その排水の中和処理について種々調査、検討を行った。その結果、砕石プラントの製砂設備において破砕品を水洗する際に発生する泥水の処理設備に着目した。
【００１９】
すなわち、この泥水処理設備では、図１に示すように、破砕プラントの洗浄装置３で破砕品を水洗する際に発生する泥水を原水槽４に貯水し、その原水槽４に凝集剤としてのポリ塩化アルミニウムをポリ塩化アルミニウム槽５よりポンプアップして添加し、しかる後、この原水をポンプアップして混合凝集槽６に移し、混合凝集槽６内で混合凝集が行われる。混合凝集された原水は、シックナー７に投入され濃縮スラッジと水に分離され、水は循環水槽８に送られ、再び破砕品の水洗水へと循環される。一方、濃縮スラッジは、スラッジ槽９を介してフィルタプレス１０へと送られ、このフィルタプレス１０で更に濃縮脱水され、泥土ケーキと水に分離される。このフィルタプレス１０で分離された分離水は脱水受槽１１を介して混合凝集槽６へと循環される。
【００２０】
そして、上記混合凝集槽６においては、凝集後の分離水はポリ塩化アルミニウムによって酸性になっており、これを中和するため苛性ソーダ（水酸化ナトリウム）貯槽１２より苛性ソーダが添加されており、本発明者等はここに着目し、この苛性ソーダの代用として、上記カルシウム化合物が溶解し高アルカリ水（ｐＨ１０〜１１程度）となっているオートクレーブ養生排水が使えることを見出し、本発明を完成させたものである。このように泥水処理設備の混合凝集槽６に添加している苛性ソーダの代用としてオートクレーブ養生排水を用いることで、オートクレーブ養生排水の処理設備を新たに設置する必要もなければ、設置場所の確保も不要である上に、泥水処理設備においては苛性ソーダのコスト低減を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るオートクレーブ養生排水の処理方法の一実施形態を説明するためのフロー図である。図１において、１は泥水処理設備、２はシリカ含有泥土スラッジの処理設備を示す。
【００２２】
泥水処理設備１は、上記段落番号［００１９］、［００２０］で説明したように、洗浄装置３、原水槽４、ポリ塩化アルミニウム槽５、混合凝集槽６、シックナー７、循環水槽８、スラッジ槽９、フィルタプレス１０、脱水受槽１１、苛性ソーダ貯槽１２を備えて構成され、また個々の機能も同段落番号に説明したとおりである。
【００２３】
シリカ含有泥土スラッジの処理設備２は、シリカ含有泥土スラッジ（泥土ケーキ等）にカルシウム化合物を混合して泥土質原料を得る混合工程１３と、前記泥土質原料を原料として造粒を行って造粒物を得る造粒工程１４と、前記造粒物を水熱処理により固化して固化物を得るオートクレーブ養生工程１５とを備えるとともに、前記オートクレーブ養生工程１５で発生するドレン水などの排水を貯留するためのドレン水ピット１６を備え、更にドレン水ピット１６と上記混合凝集槽６との間に配管１７が設置され、必要の都度ドレン水ピット１６内に貯留したオートクレーブ養生排水を混合凝集槽６へ送水するように構成されている。なお、前記ドレン水ピット１６からの配管１７は、好ましい例として混合凝集槽６に接続する例を示したが、原水槽４あるいは循環路の途中であってもよい。
【００２４】
上記の構成では、ドレン水ピット１６と混合凝集槽６との間を配管１７で連結し、必要の都度ドレン水ピット１６内に貯留したオートクレーブ養生排水を混合凝集槽６へ送水するように構成しているので、カルシウム化合物が溶解し高アルカリ水（ｐＨ１０〜１１程度）となっているオートクレーブ養生排水を、泥水処理設備１の混合凝集槽６に添加している苛性ソーダの代用として用いることができ、オートクレーブ養生排水の処理が効果的に行えると同時に、オートクレーブ養生排水の処理設備を新たに設置する必要もなければ、設置場所の確保も不要である。その上、泥水処理設備においては苛性ソーダのコスト低減を図ることができる。また、泥水処理設備１とシリカ含有泥土スラッジの処理設備２とは通常隣接して設置されることになり、泥水処理設備１で生成された泥土ケーキのシリカ含有泥土スラッジ処理設備２への移送や処理が容易になるのと同様に、シリカ含有泥土スラッジ処理設備２で発生したオートクレーブ養生排水の移送や処理も容易である。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るオートクレーブ養生排水の処理方法によれば、カルシウム化合物が溶解し高アルカリ水（ｐＨ１０〜１１程度）となっているオートクレーブ養生排水を、泥水処理設備で用いられている苛性ソーダの代用として用いるので、オートクレーブ養生排水の処理設備を新たに設置する必要もなければ、設置場所の確保も不要である上に、オートクレーブ養生排水の処理を効果的に行うことができる。と同時に泥水処理設備においては苛性ソーダのコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオートクレーブ養生排水の処理方法の一実施形態を説明するためのフロー図である。
【図２】従来のオートクレーブ養生排水の処理方法を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
１：泥水処理設備        ２：シリカ含有泥土スラッジの処理設備
３：洗浄装置            ４：原水槽
５：ポリ塩化アルミニウム槽                      ６：混合凝集槽
７：シックナー          ８：循環水槽            ９：スラッジ槽
１０：フィルタプレス    １１：脱水受槽          １２：苛性ソーダ貯槽
１３：混合工程          １４：造粒工程
１５：オートクレーブ養生工程                    １６：ドレン水ピット
１７：配管
【図１】
0003751817.tif 000002
【図２】
0003751817.tif 000003