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集沈殿における、再生石膏の凝結補助材としての効

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Academic year: 2022

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(1)土木学会第68回年次学術講演会(平成25年9月). Ⅲ‑310. 再生石膏を用いた凝集沈殿による建設発生汚泥の処理について 早稲田大学. 学生会員. 早稲田大学. フェロー会員. ○檜垣 隼也 赤木 寛一. まず、濁度を指標とし、ジャーテストにて無機凝. 1.はじめに 現在、建設発生汚泥の処理工程における凝集沈殿. 集沈殿における、再生石膏の凝結補助材としての効. では凝集剤として主に高分子凝集剤が用いられてい. 果を検証した。その後、沈降速度を指標とし、シリ. るが、近年これが毒性を含む可能性が危惧されてい. ンダーテストによる試験を行い、再生石膏を用いた. る。また、図 1.1 に示すように廃石膏ボードの排出量. 無機・高分子併用凝集沈殿における凝結剤及び凝結. は年々増加を続けており、そのリサイクル方法が確. 補助材が凝集に及ぼす影響を調査した。. 立されていないという現状がある。 ここでは、凝集沈殿を促進する凝結剤として無機 凝集剤と高分子凝集剤を併用するとともに、凝結補 助剤として再生石膏を用いることで、高分子凝集剤. 3.試験手順および試験条件 (1)ジャーテスト. の使用量を減少し、さらには廃石膏ボードのリサイ. ① 石膏懸濁液を 60 分間撹拌した後、静置してで. クル分野への貢献を目的として、実験的な検討を行. きる上澄み液から濃度 5000mg/L の飽和石膏水溶. った。. 液を得る。 ② 飽和石膏水溶液に水とカオリンを加え濃度. 3500. 万 ). 解体時. 2500. 新築時. 2000. 50000mg/L のカオリン懸濁液 500ml を 3 つ作成す る。. 製造時. ③ 60 分間の急速撹拌(120rpm)の後、24 時間程度の. 1500. 緩速撹拌(30rpm)を行い、懸濁状態を安定させる。. 1000. ④ pH 調整剤(Ca(OH)2)を添加し、5 分間緩速撹拌. 500. 0. を行う。. 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016 2019 2022 2025 2028 2031 2034 2037. ×1000 t. 廃 石 膏 ボ ー ド 排 出 量 (. 3000. 図 1.1. ⑤ 各サンプルに無機凝集剤(Al2(SO4)3)を添加し、. 廃石膏ボード排出量の年推移. 急速撹拌を 5 分間、緩速撹拌を 20 分間行う。 ⑥ 撹拌後、20 分間静置し、上澄み液の濁度を測定 する。. 2.実験概要 ここでは建設汚泥サンプルとしてカオリン懸濁液、. (2)シリンダーテスト. 高分子凝集剤としてアニオン系高分子凝集剤、無機. ① ジャーテストの①~⑤と同様の手順でサンプル. 凝集剤として硫酸バンド、pH 調整剤として水酸化カ. を作成する。 ② pH 調整剤(Ca(OH)2)を添加し pH を 6 ~11 の範. ルシウム、凝結補助剤として再生二水石膏を用いた。 カオリンの物性値を表 2.1 に示す。. 囲で調整する。 ③ 懸濁液を 500ml シリンダーに移し、高分子凝集. 表 2.1 カオリンの物性値. サンプル名称 液性限界wL(%) 塑性限界wP(%) 塑性指数IP 粒径D50(mm) 3. 密度ρ s(g/cm ). カオリン 49.1 29.3 19.8 0.006 2.606. 剤(添加濃度 0.3%)を添加する。 ⑥ シリンダーを数回振り、静置後 5,10,20,30,60 秒 経過時に固液界面の位置を記録する。. キーワード 高分子凝集剤、無機凝集剤、石膏 連絡先 〒176-0022 東京都練馬区向山 3-15-15 TEL 03-3577-2235. ‑619‑.

(2) 土木学会第68回年次学術講演会(平成25年9月). Ⅲ‑310. 4.試験結果 (1)ジャーテスト 試験結果は表 4.1 に示すとおりであった。表から、 石膏を用いた際により大きな濁度低下が得られてい ることがわかる。 表 4.1 試験後の上澄み濁度 石膏なし 石膏あり. 濁度(FTU) 21.87 13.16. 21.16 13.7. 28.31 15.52. 図 5.1 沈殿物の様子. (2)シリンダーテスト. (2)石膏を用いた無機・高分子併用凝集沈殿. 沈降速度(cm/s). 試験結果は図 4.1 に示す通りであった。. 特性の評価. 350. 本実験では、高分子凝集剤の添加濃度を pH12.2 で. 300. の最適添加濃度に設定している 1)。最適添加濃度は、. 250. pH が高いほど低濃度になるため、この条件下では pH. 200 150 100. 石膏あり. が中性に近づくほど添加濃度が最適値を下まわり、. 石膏なし. 凝集性能が低下する。図の二つの近似曲線に現れて. 対数 (石膏あり) ― 近似曲線 対数 (石膏なし). 50 0. 6. 7. 8. 9. 10. 11. いる沈降速度差の傾向は、pH 上昇に伴う高分子凝集 剤の凝集効果の増大が、石膏の凝結補助によるフロ 12. ックの状態の向上によって促進されたために生じて. pH. 図 4.1 pH と沈降速度の関係. いるものであると考えられる。. pH がアルカリ側によるほど、沈降速度は大きくな っており、また中性からアルカリ性のすべての範囲 で石膏添加による沈降速度の上昇が見られた。. 6.まとめ ①無機系凝集沈殿において石膏を用いることは、二 水石膏などの沈殿物の生成を助長し、濁度低下を促 進させることができる。. 5.考察 (1)石膏の凝結補助効果について. ②凝結補助剤として石膏を使用することで、高分子. 試験結果から、溶解状態の石膏を用いることによ る凝集効果の向上が見られた。こうした傾向は、二. 凝集剤の適正 pH 領域における凝集効果の増大が期 待できる。. 水石膏やエトリンガイトなどの沈殿物の生成量の増 加に起因するものであると推測し、乾燥状態の沈殿. 謝辞:本研究の作成にあたり、東興開発(株)のご援助. 物を電子顕微鏡にて観察したところ、図 5.1 のように. をいただいた。記して、謝意を表する。. 針状のエトリンガイトはほとんど確認できなかった。 よって、懸濁粒子量の減少やフロック径の増大は二. 7.参考文献. 水石膏が生成される際に、周囲の土粒子を巻き込む. 1)赤木,毛利,田中,石田(2006),土の塑性指数と pH. ことで生じ、こうした要素が凝集を促進していると. に着目した土壌洗浄における凝集沈殿・脱水処理プ. 考えられる。. ロセス管理,土木学会論文集 G,Vol62,No.3,359-368. ‑620‑.

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