汚染土壌の浄化処理方法
【課題】有機塩素化合物で汚染された掘削土壌を、処理剤の使用量を少なく、無害化処理することができる汚染土壌の浄化処理方法を提供する。
【解決手段】有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする混合ステップを備え、前記混合物を容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて有機塩素化合物を無害化処理することを特徴とする汚染土壌の浄化処理方法としたものである。
【解決手段】有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする混合ステップを備え、前記混合物を容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて有機塩素化合物を無害化処理することを特徴とする汚染土壌の浄化処理方法としたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害物質に汚染された土壌の浄化技術に関し、特にＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）等の有機塩素化合物に汚染された土壌の浄化処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物に汚染された土壌が、工場跡地等の地中にあまり分解されずに存在する。
【０００３】
また、このＰＣＢ等は、土壌浄化のために地中から掘削してドラム缶等の容器に保管されている。
【０００４】
特に掘削した汚染土壌が浄化処理されないままの状態で大量に保管されているのが実態で、その浄化処理が急がれている。
【０００５】
従来知られている方法としては、例えば、熱分解法、鉄粉法、アルカリ触媒化学分解法、溶融固化法、鉄粉法がある。
【０００６】
しかしながら、汚染土壌が環境基準値を満たすように浄化され、しかも処理工程数が少ない方法の開発が望まれている。
【０００７】
前記各種処理方法のうち代表的な解決手段として下記のものが知られている。
【０００８】
ＰＣＢ、廃液、廃油などの難分解な有害物質を構成部材またはその一部として含有するトランスやコンデンサ等の電気部品がある。
【０００９】
この有害物質をドラム缶や箱等の各種容器に収納して、溶融炉に燃料として投入し、高温で溶融処理することによって、前記有害物質を熱分解する処理方法である（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、有機ハロゲン系化合物で汚染された土壌を掘削した後、その掘削土壌に鉄粉を混合して地上に小山（パイル）状に積み上げて数日〜数ヶ月間静置する方法がある。
【００１１】
また、掘削土壌に鉄粉を混合して地下に埋め戻すことにより、汚染物質を分解し、エタンやエチレン等の炭化水素に変換する方法もある。
【００１２】
さらに周辺土壌に残留する汚染物質による汚染の再発を防止する処理方法もある（例えば、特許文献２参照）。
また、ダイオキシン類汚染固形物を粉砕機で粉砕し、破砕物質の雰囲気を不活性ガスと置換して、該粉砕物質中に還元性金属を投入して混合する。
【００１３】
その粉砕物質と還元性金属とから得られた粉砕ダイオキシン類汚染混合物を、不活性ガス雰囲気を保った状態のままで、脱ハロゲン化処理反応装置に移して、粉砕物質を還元性金属で還元することによって、ダイオキシン類の脱ハロゲン化反応を行なう（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５４６６６号公報
【特許文献２】特開２００１−５７７号公報
【特許文献３】特開２００３−１９０９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１に記載のものは、熱分解処理であり、高温焼却炉を必要とし、設備が複雑となり、大規模となる。
【００１５】
この熱分解処理での有害物質とは、ＰＣＢ、廃液、廃油などの難分解性の有害物質（以下、ＰＣＢ等という。）を含有またはＰＣＢ等に汚染された装置、部品等の物品、ＰＣＢ等が混入した汚染土壌、汚染水等と、または収納するドラム缶等の容器である。
【００１６】
さらに、高温焼却炉で高温を維持して燃焼させるので、連続運転が必要となり、燃料等の消費量が増大する。
【００１７】
また、燃焼による未分解、分解途中のダイオキシン類の課題もある。
【００１８】
次に特許文献２に記載のものは、掘削土壌に鉄粉を混合し、得られた混合物を地上に小山（パイル）状に積み上げてシートを掛けて数日〜数ヶ月間静置するものである。
【００１９】
この汚染土壌を掘削するにあたって、汚染場所から掘削した土壌には、石、ガラ等の大型混入物や粒径が大きく異なる成分が混在している。
【００２０】
このため掘削土壌に鉄粉を混合する際に、掘削土壌中に鉄粉を均一に分散させることが困難である。
【００２１】
また、掘削箇所の近傍に鉄粉を混合した混合物を地上に小山（パイル）状に積み上げてシートを掛けて静置するものであるが、小山の下部が地上に接触している為に山の下部から混合物が漏洩する恐れがある。
【００２２】
また、混合物で形成された小山が風化等により、くずれて初期の形状を維持することが難しく、シートから混合物が露出しやすい。
【００２３】
さらに、鉄粉の空気との接触による酸化防止および有機ハロゲン系化合物の還元分解促進に必要な混合物中の必要とする水量の維持ができない。
【００２４】
いわば、混合物の乾燥による水分の蒸発により、鉄粉の酸化速度、ＰＣＢ等の脱塩反応速度のバランスが変化し、一定期間に亘る安定した有機塩素化合物の還元分解が困難である。
【００２５】
また、特許文献３に記載のものは、汚染固形物を粉砕する粉砕機が必要であり、さらに金属ナトリウムの還元性金属を破砕機で粉砕した粉砕物質と混合させ、脱ハロゲン化処理反応をさせる。
【００２６】
このとき不活性ガスあるいは還元性雰囲気に保つ装置が必要で、これらによって全体のシステムが複雑となり、結果として運転コストも高くなる課題を有している。
【００２７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ＰＣＢ等で汚染された掘削土壌を、確実（ここでいう確実とは、環境基準に適合する基準値以下ということ）に、さらに零価の鉄粉を含む金属還元剤である処理剤の使用量を効果的に投入することで、結果的にランニングコストを低減でき、かつ環境基準に適合する（無害化）汚染土壌の浄化処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする混合ステップを備え、前記混合物を容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理するというものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の汚染土壌の浄化処理装置によれば、ＰＣＢ等の有機塩素化合物で汚染された掘削土壌を、処理剤の使用量を少なく、環境基準に適合する汚染土壌の浄化処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
第１の発明は、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする混合ステップを備え、前記混合物を容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理するものである。
【００３１】
これによって、表面積が大きく単位質量当たりの汚染濃度の高い細粒分土壌を分離し、この細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水とを均一に撹拌混合することができる。
【００３２】
さらに土壌表面に付着した有機塩素化合物と金属還元剤との接触を促進し、密閉された容器内で養生させることで安定した分解反応を生じさせることができる。
【００３３】
したがってＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物で汚染された掘削土壌を、確実に、さらに零価の鉄粉を含む金属還元剤の量を最小限に抑えた処理により、鉄粉の酸化反応及びスラリー状混合物の脱塩素化反応を効率よくする作用することができる。
【００３４】
第２の発明は、第１の発明において、細粒分土壌と金属還元剤と水を撹拌混合した後、前記細粒分土壌よりも粒径の大きい粗粒分土壌を混合して容器内で養生させて有機塩素化合物を環境基準値以下に処理するものである。
【００３５】
これによって、適量の粗粒分土壌を混合させることにより、細粒分土壌が微細な土壌粒子であっても、容器内で粘土質となって団粒化又は固形化することを防止して、養生期間における細粒分の土壌粒子に付着している有機塩素化合物の分解効率をより向上させることができる。
【００３６】
また養生期間終了後に掘削場所に埋め戻す際に、地中で粘土質にならないようにすることもできる。
【００３７】
第３の発明は、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した前記細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする細粒分土壌混合ステップと、前記粗粒分土壌と前記金属還元剤と前記水を撹拌混合して前記混合物とする粗粒分土壌混合ステップを備え、前記金属還元剤と前記水を混合した前記細粒分土壌および前記粗粒分土壌の前記混合物の各々を異なる容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理するものである。
【００３８】
これによって、掘削した土壌を複数の粒径群に分離し、この粒径群ごとに金属還元剤および水の最適な供給量を選択して均一に撹拌混合することができる。
【００３９】
さらに土壌表面に付着した有機塩素化合物と零価の鉄粉を含む金属還元剤との接触を促進し、粒径群ごとに異なる密閉された容器内で養生させることで安定した脱塩素化反応を生じさせることができる。
【００４０】
したがってＰＣＢ等に代表される有機ハロゲン化合物で汚染された掘削土壌を、確実に、さらに零価の鉄粉を含む金属還元剤の量を最小限に抑えた処理により、鉄粉の酸化反応及びスラリー状混合物の脱塩素化反応を効率よくする作用することができる為、ＰＣＢ等に代表される有機ハロゲン化合物で汚染された掘削土壌を環境基準値以下（無害化）にすることができる。
【００４１】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、有機塩素化合物に汚染された前記掘削土壌から石、ガラ等の大型混入物を分離して取り除く１次分離ステップと、前記１次分離ステップで石、ガラ等の大型混入物を取り除いた大型混入物除去土壌に水を供給して混合したスラリー状土壌から小石、砂利等の小型混入物と、篩を通過した篩通過水を含む小型混入物除去土壌とに分離する２次分離ステップと、２次分離ステップで分離した前記篩通過水を含む前記小型混入物除去土壌を、砂等の粗粒分土壌と水を含む粘性土等の細粒分土壌とに分離する３次分離ステップと、３次分離ステップで分離した３次ステップ分離水を含む前記細粒分土壌を貯留して上澄み水と細粒分土壌に分離する凝集沈殿ステップを備えて、前記掘削土壌を前記粗粒分土壌と前記細粒分土壌の複数の粒径群とに分離して前記有機塩素化合物を無害化処理するものである。
【００４２】
これによって、掘削土壌から石、ガラ等の大型混入物を分離して取り除くとともに、この土壌に水を供給、混合したスラリー状として塊状の土壌を解すとともに、複数の分離ステップを経ることで、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群ごとに確実に分離することができる。また水中に含まれる微細粒子の土壌を分離、捕捉し、これらに付着しているＰＣＢ等の有機塩素化合物も無害化処理することができる。
【００４３】
尚、ここで有無害化とは、汚染物質の環境基準値以下のことを言う。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明の一実施例の土壌浄化処理方法を図１、図２を参照しながら説明する。
【００４５】
図１は本発明の実施例の土壌処理システムの概念図、図２は図１に対応させた処理ステップを示すフロー図である。以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００４６】
先ず、容器中の掘削土壌を少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群に分離する分離ステップを説明する。
【００４７】
図１、図２において、ＰＣＢ等の有機塩素化合物に汚染された容器１中の掘削土壌は、振動篩２ａ、ベッセル２ｂを有する１次分離装置２に搬送される。
【００４８】
この1次分離装置２は、振動篩２ａの網目が例えば３０ｍｍ程度に設定されており、振動篩２ａ上には土壌中に混入している比較的大サイズの石、ガラ等の大型混入物３が残り分離される。振動篩２ａを通過して下に振るい落とされた有機塩素化合物に汚染された掘削土壌はベッセル２ｂ内に収容する（図２、Ｓ１００）。
【００４９】
なお１次分離装置２は、スクリーンマット面を波動運動させるジャンピングスクリーン、徐々に網目を細かくした多層スクリーンを用いてもよい。
【００５０】
また掘削土壌の状態によっては目視による分離であってもよい。また１次分離装置２は、篩を固定して篩上で掘削土壌を移動させる手段や土壌に振動を加える手段を用いてもよい。
【００５１】
次に、前記石、ガラ等の大型混入物３を取り除いたベッセル２ｂ内の土壌を、ミキサーである混練装置４に搬送する。
【００５２】
この混練装置４内の土壌に給水ライン５から水を供給して強制的に湿潤させて混練する（Ｓ１０１）。
【００５３】
これによって、土壌はスラリー状となり、塊状の土壌や小石等を包み込んでいた土壌塊が離脱し解れて微細化するものである。
【００５４】
また混練装置４は、モータで駆動される回転翼（図示なし）を備えており、前記回転翼を例えば一分間に５〜１０回転程度で回転させる。
【００５５】
これにより、土壌塊に衝撃を与えることになり、解れやすくなる。
【００５６】
土壌に供給する水量は、少なすぎると微細化できず、石等を包み込んでいた土壌塊が解れない状態が発生する、また水量が多すぎると全体量を増加させることになり好ましくない。
【００５７】
また土壌への水の供給量は、掘削した土壌の含水状態に応じて調節すればよい。
【００５８】
最適な土壌と水の混合割合を求めた結果、土壌の含水率によって異なるが、例えば含水率６０％の土壌に対しては、重量比で１．５倍の水を供給することで、スラリー状土壌を得ることができる。また、含水率が８５％を超える土壌に対しては、重量比で１倍の水を供給することで、スラリー状土壌を得ることができる。
【００５９】
さらに、含水率が１５％以下の土壌に対しては、重量比で３倍の水を供給することでスラリー状土壌を得ることができる。
【００６０】
また、供給水に用いられる水には、河川水、地下水、水道水等の一般的にいう水の他、土壌分散剤を含む水も含まれる。
【００６１】
土壌分散剤は、土壌の種類や圧縮程度など土壌の状態に応じて適宜選定できる。
【００６２】
次に、混練装置４で混練したスラリー状土壌を２次分離装置６に搬送する。この２次分離装置６は円筒状に構成した回転篩６ａを有する回転式の分離機（トロンメル）で、円筒状の回転篩６ａは土壌の投入口側６ｂが出口側６ｃよりも高い位置になるよう傾斜させてある。
【００６３】
また回転篩６ａは減速機構を有する駆動手段（図示なし）で駆動し、前記回転篩６ａを例えば一分間に５回転程度の低速で回転させる。
【００６４】
本実施例においては、回転篩６ａの網目が例えば５ｍｍ程度に設定されており、円筒状の回転篩６ａの内部に投入されたスラリー状土壌は、傾斜した円筒状の回転篩６ａ内を移動し、回転篩６ａの網目を通過せず回転篩６ａ内に残った小石、砂利等の混入物７を出口側６ｃから排出し分離される。
【００６５】
また網目を通過した水を含む土壌は、２次分離装置６の下部に溜まる。
【００６６】
このとき水を含むスラリー状土壌が網目を通過することによって小石、砂利等の表面に付着した土壌が除去される（Ｓ１０２）。
【００６７】
前記したように、先ず１次分離装置２で石、ガラ等の大型混入物３を取り除き、次に水を供給してスラリー状土壌とし、さらに低速回転で駆動する混練装置４、回転篩６ａによる２次分離装置６によって、より塊状の土壌や小石、砂利等を包み込んでいた土壌塊がより離脱し解れて微細化するものである。
【００６８】
次に、前記２次分離装置６の回転篩６ａを通過して分離した水を含む土壌を、振動篩８ａ、ベッセル８ｂを有する３次分離装置８に搬送する。前記３次分離装置８は、振動篩８ａの網目が例えば０．７５ｍｍ程度に設定されており、振動篩８ａ上には砂等の粗粒土壌９が残り保管される。網目が０．７５ｍｍの振動篩８ａを通過して下に振るい落とされた水を含む粘性土等の細粒土壌はベッセル８ｂ内に収容する（Ｓ１０３）。
【００６９】
なお、３次分離装置８は、篩面を波動運動させるジャンピング篩、徐々に網目を細かくした多層篩を用いてもよい。
【００７０】
また、前記1次分離装置２の振動篩２ａ、２次分離装置６の回転篩６ａの網目サイズ、３次分離装置８の振動篩８ａの網目は、掘削土壌の種類や特性、混入物のサイズおよび土壌の汚染状態等に応じて適宜最適条件に設定すればよい。
【００７１】
次に、３次分離装置８で分離したベッセル８ｂ内の水を含む粘性土等の細粒分土壌を凝集沈殿装置１０に搬送する。凝集沈殿装置１０内で、比重差により細粒分土壌が下部に沈降し、上澄み水と細粒分土壌に分離する（Ｓ１０４）。
【００７２】
前記上澄み水を供給管１１、ポンプ１２を介して貯水槽１３に供給し一定量貯留する（Ｓ１０５）。さらに貯水槽１３内の貯留水を供給管１４、ポンプ１５を介して活性炭を有する濾過装置１６に供給し無害化処理するとともに排出管１７より放流するものである（Ｓ１０６）。前記貯留水は貯水槽１３内の水位を検出して連続または間欠的に濾過装置１６に供給する。濾過装置１６は、主に掘削土壌中の水分に含まれる有機塩素化合物を無害化処理するものである。
【００７３】
また、貯水槽１３内の貯留水を供給管１８、ポンプ１９を介して混練装置４に供給し、前記１次分離装置２で石、ガラ等の大型混入物３を取り除いた土壌を強制的に湿潤させて混練する。さらに濾過装置１６で処理した処理水を混練装置４に供給してもよい。これによって、給水ライン５からの水道水等の水の供給量を少なくすることができる。
【００７４】
また、貯留槽１３内の貯留水、濾過装置１６で処理した貯留水または給水ライン５からの水を適宜選択して土壌に供給するか、事前に各々の水を混合させて供給させてもよい。
【００７５】
なお、貯水槽１３と混練装置４、貯水槽１３と濾過装置１６、凝集沈殿装置１０と貯水槽１３、凝集沈殿装置１０の各々の接続は供給管およびポンプにより構成したが、装置の高低落差を与えて供給してもよく、容器に入れて搬送してもよい。
【００７６】
さらに１次分離装置２と混練装置４、混練装置４と２次分離装置６、２次分離装置６と凝集沈殿装置１０等の各々間の搬送は、容器に収納して移動手段で搬送、装置の高低落差を与えて搬送、吸引手段等の方法を適宜用いてもよい。
【００７７】
このことから掘削土壌から汚染物質を含まない石、ガラ等の大型混入物３を分離して取り除くとともに、この土壌に水を供給、混合したスラリー状として塊状の土壌を解し、さらに複数の分離ステップを経ることで、すくなくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群ごとに選別して分離することができる。
【００７８】
また水中に含まれる微細粒子の土壌を分離、捕捉することができる。
【００７９】
以上のように、容器１中の掘削土壌を少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群に分離する基本的な分離ステップを説明したが、次に分離した細粒分土壌と金属還元剤、水を撹拌混合して容器に収納する基本的な処理ステップを説明する。
【００８０】
前記凝集沈殿装置１０で沈降して分離した細粒分土壌を、供給管２０を介してポンプ２１により還元剤混合槽２２に供給する。前記還元剤混合槽２２内の細粒分土壌と零価の微粒子鉄粉をベースとし金属還元剤および給水ライン２４より水を供給し、モータで駆動される回転翼で構成した撹拌手段２３で撹拌混合してこれらの混合物とする（S１０７）。供給する水は、金属還元剤の酸化を防止し、且つ金属還元剤を土壌全体に均一に分散させるために土壌の飽和水量以上を含有させる。
【００８１】
なお、濾過装置１６で処理した処理水を還元剤混合槽２２に供給してもよい。
【００８２】
これによって、給水ライン２４からの水道水等の水の供給量を少なくすることができる。
【００８３】
また、貯留槽１３内の貯留水、濾過装置１６で処理した処理水または給水ライン２４からの水を適宜選択して土壌に供給するか、事前に各々の水を混合させて供給させてもよい。
【００８４】
次に、前記混合物を容器２５に収納し、容器２５の上部開口部を蓋体２５ａで密閉して一定期間（例えば数ヶ月間静置）養生させて脱塩素化反応により無害化処理するものである（S１０８）。有機塩素化合物は鉄粉表面で電子を受け取り（還元され）、アセチレンのような塩素を含まない化合物に変化して無害化される。
【００８５】
容器２５としては、例えばステンレス材料または内面を樹脂コーティングしたドラム缶を用いることが好ましく、これによって腐食による収納した前記混合物の漏洩を防止することができる。
【００８６】
またドラム缶の内側に樹脂製の袋体を介して混合物を収納してもよい。
【００８７】
この収納においては、金属還元剤による汚染物質の分解作用の阻害要因である酸素源を断つため、混合物が外気と直接接触しないよう密閉することが望ましく、また不活性ガス、還元性ガスを容器２５の上部空間部に充填しておくことが好ましい。
【００８８】
前記したように還元剤混合槽２２内において撹拌手段２３で撹拌混合して混合物とし、容器２５内に搬送したが、容器２５内で細粒土壌、金属還元剤、水を撹拌、混合してもよい。
【００８９】
この場合には容器２５の蓋体２５ａとは別体の部材に撹拌手段２３を設けて撹拌混合し、撹拌混合後に容器２５の上部開口部を蓋体２５ａで密閉する。これにより全体の装置を簡略することができる。
【００９０】
金属還元剤としては、零価の微粒子鉄粉を主成分として用いる。鉄粉は例えば平均粒径７０μｍ程度の微粒子とし、零価の微粒子鉄粉の表面積を大きくすることで有機塩素化合物の分解反応性を向上させることができる。
【００９１】
またニッケル合金、カーボンコーティングした鉄粉等を配合して用いてもよい。
【００９２】
また、土壌への金属還元剤の添加量は、土壌に対して１〜１０重量％程度で、添加量が１重量％より少ないときには分解速度が著しく低下する。
【００９３】
また、細粒分土壌に金属還元剤、水とともに、界面活性剤、アルコール等の溶剤を供給、混合してもよい。この場合には土壌表面からの有機塩素化合物の離脱、溶出を促進し分解効率をより向上させることができる。
【００９４】
以上のように、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群に分離する分離ステップと、前記分離した細粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする混合ステップを備え、前記混合物を容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理することを特徴とする汚染土壌の浄化処理方法としたものである。
【００９５】
また、汚染場所から掘削した土壌には、石、ガラ等の大型混入物や粒径が大きく異なる成分が混在している。
【００９６】
このため前記掘削土壌に微粒子鉄粉である金属還元剤を混合する際に、掘削土壌中に金属還元剤を均一に分散させることが困難であるが、本実施例においては、表面積が大きく単位質量当たりの汚染濃度の高い細粒分土壌を分離し、この細粒分土壌と金属還元剤、水とを均一に混合することができる。
【００９７】
さらに土壌表面に付着した有機塩素化合物と金属還元剤との接触を促進し、密閉された容器内で養生させることで安定した分解反応を生じさせることができる。
【００９８】
したがってＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物で汚染された掘削土壌を、零価の微粒子鉄粉の使用量を効果的に使用することができ、無害化処理することができる。
【００９９】
理由として、金属還元剤である零価の微粒子鉄粉がスラリー状土壌の水分と反応し、水素イオンを放出する。
【０１００】
この水素イオンとＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物の塩素とが置換する（脱塩素化反応）ことにより、ＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物が低分子化し、無害化処理ができる。
【０１０１】
次に、細粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合した後、前記細粒土壌よりも粒径の大きい粗粒分土壌を混合して容器２５内で養生させて有機塩素化合物を無害化処理する方法について説明する。
【０１０２】
凝集沈殿装置１０で沈降して分離した細粒土壌を、供給管２０を介してポンプ２１により還元剤混合槽２２に供給する。
【０１０３】
前記還元剤混合槽２２内の細粒土壌に金属還元剤と水を供給し、モータで駆動される回転翼で構成した撹拌手段２３で撹拌混合してこれらの混合物とする。細粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合した後、還元剤混合槽２２に３次分離ステップで分離した粗粒分土壌の一部を供給し撹拌混合して、この混合物を容器２５に収納し、容器２５の上部開口部を蓋体２５ａで密閉して一定期間養生させて脱塩素化反応により無害化処理するものである。
【０１０４】
これによって、細粒分土壌に金属還元剤と水を均一に撹拌混合した混合物に適量の粗粒分土壌を混合させることにより、細粒分土壌が微細な土壌粒子であっても、容器２５内で粘土質となって団粒化、固形化することを防止し、土壌粒子と金属還元剤との接触を促進させて養生期間における細粒分土壌粒子に付着している有機塩素化合物の分解効率をより向上させることができる。また養生期間終了後に掘削場所に埋め戻す際に、地中で粘土質にならないようにすることができる。粗粒分土壌の混合量は、容器２５内で粘土質となって団粒化、固形化を防止できる最小量でよい。
【０１０５】
次に、前記分離した細粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とし、さらに前記粗粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合して混合物として、金属還元剤と水を混合した細粒分土壌および粗粒分土壌の混合物の各々を異なる容器２５に収納し、容器２５内で一定期間養生させて有機塩素化合物を無害化処理する方法について説明する。
【０１０６】
凝集沈殿装置１０で沈降して分離した細粒土壌を、供給管２０を介してポンプ２１により還元剤混合槽２２に供給する。前記還元剤混合槽２２内の細粒土壌に金属還元剤と水を供給し、モータで駆動される回転翼で構成した撹拌手段２３で混合してこれらの混合物する。また３次分離ステップで分離した粗粒分土壌を還元剤混合槽２２に供給する。
【０１０７】
前記還元剤混合槽２２内の粗粒分土壌に金属還元剤と水を供給し、モータで駆動される回転翼で構成した撹拌手段２３で混合してこれらの混合物する。
【０１０８】
そして金属還元剤と水を混合した細粒分土壌および粗粒分土壌の混合物の各々を異なる容器２５に収納し、各々の容器２５内で一定期間養生させて有機塩素化合物を無害化処理するものである。
【０１０９】
これによって、掘削した土壌を、比表面積、汚染濃度の異なる粒径群に分離し、粒径群ごとに還元金属と水の最適な供給量を選択して均一に撹拌混合することができる。
【０１１０】
さらに土壌表面に付着した有機塩素化合物と金属還元剤との接触を促進し、粒径群ごとに異なる密閉された容器内で養生させることで安定した分解反応を生じさせることができる。
【０１１１】
したがってＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物で汚染された掘削土壌を、確実に処理し、無害化することができる。
【０１１２】
なお、前記した凝集沈殿装置１０で沈降して分離した細粒土壌に還元剤である鉄粉と水を供給し、混合して混合物とし、前記混合物を容器２５に収納し、容器２５の上部開口部を蓋体で密閉して一定期間養生させるようにしたが、３次分離装置８で分離したベッセル８ｂ内の水を含む粘性土等の細粒土壌に金属還元剤を供給し、撹拌混合して混合物とし、前記混合物を容器２５に収納し、容器２５の上部開口部を蓋体で密閉して一定期間養生させるようにしてもよい。
【０１１３】
また、３次分離ステップで分離した水を含む細粒土壌に金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とし、さらに３次分離ステップで分離した粗粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合して混合物として、金属還元剤と水を混合した細粒分土壌および粗粒分土壌の混合物の各々を異なる容器２５に収納し、各々の容器２５内で一定期間養生させさせるようにしてもよい。
【０１１４】
以上のように、本発明によれば、ＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物で汚染された掘削土壌を、処理剤の使用量を少なく、無害化処理することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
有害物質の汚染された土壌の浄化処理における広範囲の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施例１の土壌処理システムのブロック構成図
【図２】図１に対応させた処理ステップを示すフロー図
【符号の説明】
【０１１７】
１ 容器
２ 1次分離装置
２ａ 振動篩
２ｂ ベッセル
３ 石、ガラ（大型混入物）
４ 混練装置
５ 給水ライン
６ ２次分離装置
６ａ 回転篩
６ｂ 投入口側
６ｃ 出口側
７ 小石、砂利（混入物）
８ ３次分離装置
８ａ 振動篩
８ｂ ベッセル
９ 砂（粗粒土壌）
１０ 凝集沈殿装置
１１ 供給管
１２ ポンプ
１３ 貯水槽
１４ 供給管
１５ ポンプ
１６ 濾過装置
１７ 排出管
１８ 供給管
１９ ポンプ
２０ 供給管
２１ ポンプ
２２ 混合槽
２３ 撹拌手段
２４ 給水ライン
２５ 容器
２５ａ 蓋体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害物質に汚染された土壌の浄化技術に関し、特にＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）等の有機塩素化合物に汚染された土壌の浄化処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物に汚染された土壌が、工場跡地等の地中にあまり分解されずに存在する。
【０００３】
また、このＰＣＢ等は、土壌浄化のために地中から掘削してドラム缶等の容器に保管されている。
【０００４】
特に掘削した汚染土壌が浄化処理されないままの状態で大量に保管されているのが実態で、その浄化処理が急がれている。
【０００５】
従来知られている方法としては、例えば、熱分解法、鉄粉法、アルカリ触媒化学分解法、溶融固化法、鉄粉法がある。
【０００６】
しかしながら、汚染土壌が環境基準値を満たすように浄化され、しかも処理工程数が少ない方法の開発が望まれている。
【０００７】
前記各種処理方法のうち代表的な解決手段として下記のものが知られている。
【０００８】
ＰＣＢ、廃液、廃油などの難分解な有害物質を構成部材またはその一部として含有するトランスやコンデンサ等の電気部品がある。
【０００９】
この有害物質をドラム缶や箱等の各種容器に収納して、溶融炉に燃料として投入し、高温で溶融処理することによって、前記有害物質を熱分解する処理方法である（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、有機ハロゲン系化合物で汚染された土壌を掘削した後、その掘削土壌に鉄粉を混合して地上に小山（パイル）状に積み上げて数日〜数ヶ月間静置する方法がある。
【００１１】
また、掘削土壌に鉄粉を混合して地下に埋め戻すことにより、汚染物質を分解し、エタンやエチレン等の炭化水素に変換する方法もある。
【００１２】
さらに周辺土壌に残留する汚染物質による汚染の再発を防止する処理方法もある（例えば、特許文献２参照）。
また、ダイオキシン類汚染固形物を粉砕機で粉砕し、破砕物質の雰囲気を不活性ガスと置換して、該粉砕物質中に還元性金属を投入して混合する。
【００１３】
その粉砕物質と還元性金属とから得られた粉砕ダイオキシン類汚染混合物を、不活性ガス雰囲気を保った状態のままで、脱ハロゲン化処理反応装置に移して、粉砕物質を還元性金属で還元することによって、ダイオキシン類の脱ハロゲン化反応を行なう（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５４６６６号公報
【特許文献２】特開２００１−５７７号公報
【特許文献３】特開２００３−１９０９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１に記載のものは、熱分解処理であり、高温焼却炉を必要とし、設備が複雑となり、大規模となる。
【００１５】
この熱分解処理での有害物質とは、ＰＣＢ、廃液、廃油などの難分解性の有害物質（以下、ＰＣＢ等という。）を含有またはＰＣＢ等に汚染された装置、部品等の物品、ＰＣＢ等が混入した汚染土壌、汚染水等と、または収納するドラム缶等の容器である。
【００１６】
さらに、高温焼却炉で高温を維持して燃焼させるので、連続運転が必要となり、燃料等の消費量が増大する。
【００１７】
また、燃焼による未分解、分解途中のダイオキシン類の課題もある。
【００１８】
次に特許文献２に記載のものは、掘削土壌に鉄粉を混合し、得られた混合物を地上に小山（パイル）状に積み上げてシートを掛けて数日〜数ヶ月間静置するものである。
【００１９】
この汚染土壌を掘削するにあたって、汚染場所から掘削した土壌には、石、ガラ等の大型混入物や粒径が大きく異なる成分が混在している。
【００２０】
このため掘削土壌に鉄粉を混合する際に、掘削土壌中に鉄粉を均一に分散させることが困難である。
【００２１】
また、掘削箇所の近傍に鉄粉を混合した混合物を地上に小山（パイル）状に積み上げてシートを掛けて静置するものであるが、小山の下部が地上に接触している為に山の下部から混合物が漏洩する恐れがある。
【００２２】
また、混合物で形成された小山が風化等により、くずれて初期の形状を維持することが難しく、シートから混合物が露出しやすい。
【００２３】
さらに、鉄粉の空気との接触による酸化防止および有機ハロゲン系化合物の還元分解促進に必要な混合物中の必要とする水量の維持ができない。
【００２４】
いわば、混合物の乾燥による水分の蒸発により、鉄粉の酸化速度、ＰＣＢ等の脱塩反応速度のバランスが変化し、一定期間に亘る安定した有機塩素化合物の還元分解が困難である。
【００２５】
また、特許文献３に記載のものは、汚染固形物を粉砕する粉砕機が必要であり、さらに金属ナトリウムの還元性金属を破砕機で粉砕した粉砕物質と混合させ、脱ハロゲン化処理反応をさせる。
【００２６】
このとき不活性ガスあるいは還元性雰囲気に保つ装置が必要で、これらによって全体のシステムが複雑となり、結果として運転コストも高くなる課題を有している。
【００２７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ＰＣＢ等で汚染された掘削土壌を、確実（ここでいう確実とは、環境基準に適合する基準値以下ということ）に、さらに零価の鉄粉を含む金属還元剤である処理剤の使用量を効果的に投入することで、結果的にランニングコストを低減でき、かつ環境基準に適合する（無害化）汚染土壌の浄化処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする混合ステップを備え、前記混合物を容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理するというものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の汚染土壌の浄化処理装置によれば、ＰＣＢ等の有機塩素化合物で汚染された掘削土壌を、処理剤の使用量を少なく、環境基準に適合する汚染土壌の浄化処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
第１の発明は、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする混合ステップを備え、前記混合物を容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理するものである。
【００３１】
これによって、表面積が大きく単位質量当たりの汚染濃度の高い細粒分土壌を分離し、この細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水とを均一に撹拌混合することができる。
【００３２】
さらに土壌表面に付着した有機塩素化合物と金属還元剤との接触を促進し、密閉された容器内で養生させることで安定した分解反応を生じさせることができる。
【００３３】
したがってＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物で汚染された掘削土壌を、確実に、さらに零価の鉄粉を含む金属還元剤の量を最小限に抑えた処理により、鉄粉の酸化反応及びスラリー状混合物の脱塩素化反応を効率よくする作用することができる。
【００３４】
第２の発明は、第１の発明において、細粒分土壌と金属還元剤と水を撹拌混合した後、前記細粒分土壌よりも粒径の大きい粗粒分土壌を混合して容器内で養生させて有機塩素化合物を環境基準値以下に処理するものである。
【００３５】
これによって、適量の粗粒分土壌を混合させることにより、細粒分土壌が微細な土壌粒子であっても、容器内で粘土質となって団粒化又は固形化することを防止して、養生期間における細粒分の土壌粒子に付着している有機塩素化合物の分解効率をより向上させることができる。
【００３６】
また養生期間終了後に掘削場所に埋め戻す際に、地中で粘土質にならないようにすることもできる。
【００３７】
第３の発明は、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した前記細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする細粒分土壌混合ステップと、前記粗粒分土壌と前記金属還元剤と前記水を撹拌混合して前記混合物とする粗粒分土壌混合ステップを備え、前記金属還元剤と前記水を混合した前記細粒分土壌および前記粗粒分土壌の前記混合物の各々を異なる容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理するものである。
【００３８】
これによって、掘削した土壌を複数の粒径群に分離し、この粒径群ごとに金属還元剤および水の最適な供給量を選択して均一に撹拌混合することができる。
【００３９】
さらに土壌表面に付着した有機塩素化合物と零価の鉄粉を含む金属還元剤との接触を促進し、粒径群ごとに異なる密閉された容器内で養生させることで安定した脱塩素化反応を生じさせることができる。
【００４０】
したがってＰＣＢ等に代表される有機ハロゲン化合物で汚染された掘削土壌を、確実に、さらに零価の鉄粉を含む金属還元剤の量を最小限に抑えた処理により、鉄粉の酸化反応及びスラリー状混合物の脱塩素化反応を効率よくする作用することができる為、ＰＣＢ等に代表される有機ハロゲン化合物で汚染された掘削土壌を環境基準値以下（無害化）にすることができる。
【００４１】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、有機塩素化合物に汚染された前記掘削土壌から石、ガラ等の大型混入物を分離して取り除く１次分離ステップと、前記１次分離ステップで石、ガラ等の大型混入物を取り除いた大型混入物除去土壌に水を供給して混合したスラリー状土壌から小石、砂利等の小型混入物と、篩を通過した篩通過水を含む小型混入物除去土壌とに分離する２次分離ステップと、２次分離ステップで分離した前記篩通過水を含む前記小型混入物除去土壌を、砂等の粗粒分土壌と水を含む粘性土等の細粒分土壌とに分離する３次分離ステップと、３次分離ステップで分離した３次ステップ分離水を含む前記細粒分土壌を貯留して上澄み水と細粒分土壌に分離する凝集沈殿ステップを備えて、前記掘削土壌を前記粗粒分土壌と前記細粒分土壌の複数の粒径群とに分離して前記有機塩素化合物を無害化処理するものである。
【００４２】
これによって、掘削土壌から石、ガラ等の大型混入物を分離して取り除くとともに、この土壌に水を供給、混合したスラリー状として塊状の土壌を解すとともに、複数の分離ステップを経ることで、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群ごとに確実に分離することができる。また水中に含まれる微細粒子の土壌を分離、捕捉し、これらに付着しているＰＣＢ等の有機塩素化合物も無害化処理することができる。
【００４３】
尚、ここで有無害化とは、汚染物質の環境基準値以下のことを言う。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明の一実施例の土壌浄化処理方法を図１、図２を参照しながら説明する。
【００４５】
図１は本発明の実施例の土壌処理システムの概念図、図２は図１に対応させた処理ステップを示すフロー図である。以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００４６】
先ず、容器中の掘削土壌を少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群に分離する分離ステップを説明する。
【００４７】
図１、図２において、ＰＣＢ等の有機塩素化合物に汚染された容器１中の掘削土壌は、振動篩２ａ、ベッセル２ｂを有する１次分離装置２に搬送される。
【００４８】
この1次分離装置２は、振動篩２ａの網目が例えば３０ｍｍ程度に設定されており、振動篩２ａ上には土壌中に混入している比較的大サイズの石、ガラ等の大型混入物３が残り分離される。振動篩２ａを通過して下に振るい落とされた有機塩素化合物に汚染された掘削土壌はベッセル２ｂ内に収容する（図２、Ｓ１００）。
【００４９】
なお１次分離装置２は、スクリーンマット面を波動運動させるジャンピングスクリーン、徐々に網目を細かくした多層スクリーンを用いてもよい。
【００５０】
また掘削土壌の状態によっては目視による分離であってもよい。また１次分離装置２は、篩を固定して篩上で掘削土壌を移動させる手段や土壌に振動を加える手段を用いてもよい。
【００５１】
次に、前記石、ガラ等の大型混入物３を取り除いたベッセル２ｂ内の土壌を、ミキサーである混練装置４に搬送する。
【００５２】
この混練装置４内の土壌に給水ライン５から水を供給して強制的に湿潤させて混練する（Ｓ１０１）。
【００５３】
これによって、土壌はスラリー状となり、塊状の土壌や小石等を包み込んでいた土壌塊が離脱し解れて微細化するものである。
【００５４】
また混練装置４は、モータで駆動される回転翼（図示なし）を備えており、前記回転翼を例えば一分間に５〜１０回転程度で回転させる。
【００５５】
これにより、土壌塊に衝撃を与えることになり、解れやすくなる。
【００５６】
土壌に供給する水量は、少なすぎると微細化できず、石等を包み込んでいた土壌塊が解れない状態が発生する、また水量が多すぎると全体量を増加させることになり好ましくない。
【００５７】
また土壌への水の供給量は、掘削した土壌の含水状態に応じて調節すればよい。
【００５８】
最適な土壌と水の混合割合を求めた結果、土壌の含水率によって異なるが、例えば含水率６０％の土壌に対しては、重量比で１．５倍の水を供給することで、スラリー状土壌を得ることができる。また、含水率が８５％を超える土壌に対しては、重量比で１倍の水を供給することで、スラリー状土壌を得ることができる。
【００５９】
さらに、含水率が１５％以下の土壌に対しては、重量比で３倍の水を供給することでスラリー状土壌を得ることができる。
【００６０】
また、供給水に用いられる水には、河川水、地下水、水道水等の一般的にいう水の他、土壌分散剤を含む水も含まれる。
【００６１】
土壌分散剤は、土壌の種類や圧縮程度など土壌の状態に応じて適宜選定できる。
【００６２】
次に、混練装置４で混練したスラリー状土壌を２次分離装置６に搬送する。この２次分離装置６は円筒状に構成した回転篩６ａを有する回転式の分離機（トロンメル）で、円筒状の回転篩６ａは土壌の投入口側６ｂが出口側６ｃよりも高い位置になるよう傾斜させてある。
【００６３】
また回転篩６ａは減速機構を有する駆動手段（図示なし）で駆動し、前記回転篩６ａを例えば一分間に５回転程度の低速で回転させる。
【００６４】
本実施例においては、回転篩６ａの網目が例えば５ｍｍ程度に設定されており、円筒状の回転篩６ａの内部に投入されたスラリー状土壌は、傾斜した円筒状の回転篩６ａ内を移動し、回転篩６ａの網目を通過せず回転篩６ａ内に残った小石、砂利等の混入物７を出口側６ｃから排出し分離される。
【００６５】
また網目を通過した水を含む土壌は、２次分離装置６の下部に溜まる。
【００６６】
このとき水を含むスラリー状土壌が網目を通過することによって小石、砂利等の表面に付着した土壌が除去される（Ｓ１０２）。
【００６７】
前記したように、先ず１次分離装置２で石、ガラ等の大型混入物３を取り除き、次に水を供給してスラリー状土壌とし、さらに低速回転で駆動する混練装置４、回転篩６ａによる２次分離装置６によって、より塊状の土壌や小石、砂利等を包み込んでいた土壌塊がより離脱し解れて微細化するものである。
【００６８】
次に、前記２次分離装置６の回転篩６ａを通過して分離した水を含む土壌を、振動篩８ａ、ベッセル８ｂを有する３次分離装置８に搬送する。前記３次分離装置８は、振動篩８ａの網目が例えば０．７５ｍｍ程度に設定されており、振動篩８ａ上には砂等の粗粒土壌９が残り保管される。網目が０．７５ｍｍの振動篩８ａを通過して下に振るい落とされた水を含む粘性土等の細粒土壌はベッセル８ｂ内に収容する（Ｓ１０３）。
【００６９】
なお、３次分離装置８は、篩面を波動運動させるジャンピング篩、徐々に網目を細かくした多層篩を用いてもよい。
【００７０】
また、前記1次分離装置２の振動篩２ａ、２次分離装置６の回転篩６ａの網目サイズ、３次分離装置８の振動篩８ａの網目は、掘削土壌の種類や特性、混入物のサイズおよび土壌の汚染状態等に応じて適宜最適条件に設定すればよい。
【００７１】
次に、３次分離装置８で分離したベッセル８ｂ内の水を含む粘性土等の細粒分土壌を凝集沈殿装置１０に搬送する。凝集沈殿装置１０内で、比重差により細粒分土壌が下部に沈降し、上澄み水と細粒分土壌に分離する（Ｓ１０４）。
【００７２】
前記上澄み水を供給管１１、ポンプ１２を介して貯水槽１３に供給し一定量貯留する（Ｓ１０５）。さらに貯水槽１３内の貯留水を供給管１４、ポンプ１５を介して活性炭を有する濾過装置１６に供給し無害化処理するとともに排出管１７より放流するものである（Ｓ１０６）。前記貯留水は貯水槽１３内の水位を検出して連続または間欠的に濾過装置１６に供給する。濾過装置１６は、主に掘削土壌中の水分に含まれる有機塩素化合物を無害化処理するものである。
【００７３】
また、貯水槽１３内の貯留水を供給管１８、ポンプ１９を介して混練装置４に供給し、前記１次分離装置２で石、ガラ等の大型混入物３を取り除いた土壌を強制的に湿潤させて混練する。さらに濾過装置１６で処理した処理水を混練装置４に供給してもよい。これによって、給水ライン５からの水道水等の水の供給量を少なくすることができる。
【００７４】
また、貯留槽１３内の貯留水、濾過装置１６で処理した貯留水または給水ライン５からの水を適宜選択して土壌に供給するか、事前に各々の水を混合させて供給させてもよい。
【００７５】
なお、貯水槽１３と混練装置４、貯水槽１３と濾過装置１６、凝集沈殿装置１０と貯水槽１３、凝集沈殿装置１０の各々の接続は供給管およびポンプにより構成したが、装置の高低落差を与えて供給してもよく、容器に入れて搬送してもよい。
【００７６】
さらに１次分離装置２と混練装置４、混練装置４と２次分離装置６、２次分離装置６と凝集沈殿装置１０等の各々間の搬送は、容器に収納して移動手段で搬送、装置の高低落差を与えて搬送、吸引手段等の方法を適宜用いてもよい。
【００７７】
このことから掘削土壌から汚染物質を含まない石、ガラ等の大型混入物３を分離して取り除くとともに、この土壌に水を供給、混合したスラリー状として塊状の土壌を解し、さらに複数の分離ステップを経ることで、すくなくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群ごとに選別して分離することができる。
【００７８】
また水中に含まれる微細粒子の土壌を分離、捕捉することができる。
【００７９】
以上のように、容器１中の掘削土壌を少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群に分離する基本的な分離ステップを説明したが、次に分離した細粒分土壌と金属還元剤、水を撹拌混合して容器に収納する基本的な処理ステップを説明する。
【００８０】
前記凝集沈殿装置１０で沈降して分離した細粒分土壌を、供給管２０を介してポンプ２１により還元剤混合槽２２に供給する。前記還元剤混合槽２２内の細粒分土壌と零価の微粒子鉄粉をベースとし金属還元剤および給水ライン２４より水を供給し、モータで駆動される回転翼で構成した撹拌手段２３で撹拌混合してこれらの混合物とする（S１０７）。供給する水は、金属還元剤の酸化を防止し、且つ金属還元剤を土壌全体に均一に分散させるために土壌の飽和水量以上を含有させる。
【００８１】
なお、濾過装置１６で処理した処理水を還元剤混合槽２２に供給してもよい。
【００８２】
これによって、給水ライン２４からの水道水等の水の供給量を少なくすることができる。
【００８３】
また、貯留槽１３内の貯留水、濾過装置１６で処理した処理水または給水ライン２４からの水を適宜選択して土壌に供給するか、事前に各々の水を混合させて供給させてもよい。
【００８４】
次に、前記混合物を容器２５に収納し、容器２５の上部開口部を蓋体２５ａで密閉して一定期間（例えば数ヶ月間静置）養生させて脱塩素化反応により無害化処理するものである（S１０８）。有機塩素化合物は鉄粉表面で電子を受け取り（還元され）、アセチレンのような塩素を含まない化合物に変化して無害化される。
【００８５】
容器２５としては、例えばステンレス材料または内面を樹脂コーティングしたドラム缶を用いることが好ましく、これによって腐食による収納した前記混合物の漏洩を防止することができる。
【００８６】
またドラム缶の内側に樹脂製の袋体を介して混合物を収納してもよい。
【００８７】
この収納においては、金属還元剤による汚染物質の分解作用の阻害要因である酸素源を断つため、混合物が外気と直接接触しないよう密閉することが望ましく、また不活性ガス、還元性ガスを容器２５の上部空間部に充填しておくことが好ましい。
【００８８】
前記したように還元剤混合槽２２内において撹拌手段２３で撹拌混合して混合物とし、容器２５内に搬送したが、容器２５内で細粒土壌、金属還元剤、水を撹拌、混合してもよい。
【００８９】
この場合には容器２５の蓋体２５ａとは別体の部材に撹拌手段２３を設けて撹拌混合し、撹拌混合後に容器２５の上部開口部を蓋体２５ａで密閉する。これにより全体の装置を簡略することができる。
【００９０】
金属還元剤としては、零価の微粒子鉄粉を主成分として用いる。鉄粉は例えば平均粒径７０μｍ程度の微粒子とし、零価の微粒子鉄粉の表面積を大きくすることで有機塩素化合物の分解反応性を向上させることができる。
【００９１】
またニッケル合金、カーボンコーティングした鉄粉等を配合して用いてもよい。
【００９２】
また、土壌への金属還元剤の添加量は、土壌に対して１〜１０重量％程度で、添加量が１重量％より少ないときには分解速度が著しく低下する。
【００９３】
また、細粒分土壌に金属還元剤、水とともに、界面活性剤、アルコール等の溶剤を供給、混合してもよい。この場合には土壌表面からの有機塩素化合物の離脱、溶出を促進し分解効率をより向上させることができる。
【００９４】
以上のように、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群に分離する分離ステップと、前記分離した細粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする混合ステップを備え、前記混合物を容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理することを特徴とする汚染土壌の浄化処理方法としたものである。
【００９５】
また、汚染場所から掘削した土壌には、石、ガラ等の大型混入物や粒径が大きく異なる成分が混在している。
【００９６】
このため前記掘削土壌に微粒子鉄粉である金属還元剤を混合する際に、掘削土壌中に金属還元剤を均一に分散させることが困難であるが、本実施例においては、表面積が大きく単位質量当たりの汚染濃度の高い細粒分土壌を分離し、この細粒分土壌と金属還元剤、水とを均一に混合することができる。
【００９７】
さらに土壌表面に付着した有機塩素化合物と金属還元剤との接触を促進し、密閉された容器内で養生させることで安定した分解反応を生じさせることができる。
【００９８】
したがってＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物で汚染された掘削土壌を、零価の微粒子鉄粉の使用量を効果的に使用することができ、無害化処理することができる。
【００９９】
理由として、金属還元剤である零価の微粒子鉄粉がスラリー状土壌の水分と反応し、水素イオンを放出する。
【０１００】
この水素イオンとＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物の塩素とが置換する（脱塩素化反応）ことにより、ＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物が低分子化し、無害化処理ができる。
【０１０１】
次に、細粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合した後、前記細粒土壌よりも粒径の大きい粗粒分土壌を混合して容器２５内で養生させて有機塩素化合物を無害化処理する方法について説明する。
【０１０２】
凝集沈殿装置１０で沈降して分離した細粒土壌を、供給管２０を介してポンプ２１により還元剤混合槽２２に供給する。
【０１０３】
前記還元剤混合槽２２内の細粒土壌に金属還元剤と水を供給し、モータで駆動される回転翼で構成した撹拌手段２３で撹拌混合してこれらの混合物とする。細粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合した後、還元剤混合槽２２に３次分離ステップで分離した粗粒分土壌の一部を供給し撹拌混合して、この混合物を容器２５に収納し、容器２５の上部開口部を蓋体２５ａで密閉して一定期間養生させて脱塩素化反応により無害化処理するものである。
【０１０４】
これによって、細粒分土壌に金属還元剤と水を均一に撹拌混合した混合物に適量の粗粒分土壌を混合させることにより、細粒分土壌が微細な土壌粒子であっても、容器２５内で粘土質となって団粒化、固形化することを防止し、土壌粒子と金属還元剤との接触を促進させて養生期間における細粒分土壌粒子に付着している有機塩素化合物の分解効率をより向上させることができる。また養生期間終了後に掘削場所に埋め戻す際に、地中で粘土質にならないようにすることができる。粗粒分土壌の混合量は、容器２５内で粘土質となって団粒化、固形化を防止できる最小量でよい。
【０１０５】
次に、前記分離した細粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とし、さらに前記粗粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合して混合物として、金属還元剤と水を混合した細粒分土壌および粗粒分土壌の混合物の各々を異なる容器２５に収納し、容器２５内で一定期間養生させて有機塩素化合物を無害化処理する方法について説明する。
【０１０６】
凝集沈殿装置１０で沈降して分離した細粒土壌を、供給管２０を介してポンプ２１により還元剤混合槽２２に供給する。前記還元剤混合槽２２内の細粒土壌に金属還元剤と水を供給し、モータで駆動される回転翼で構成した撹拌手段２３で混合してこれらの混合物する。また３次分離ステップで分離した粗粒分土壌を還元剤混合槽２２に供給する。
【０１０７】
前記還元剤混合槽２２内の粗粒分土壌に金属還元剤と水を供給し、モータで駆動される回転翼で構成した撹拌手段２３で混合してこれらの混合物する。
【０１０８】
そして金属還元剤と水を混合した細粒分土壌および粗粒分土壌の混合物の各々を異なる容器２５に収納し、各々の容器２５内で一定期間養生させて有機塩素化合物を無害化処理するものである。
【０１０９】
これによって、掘削した土壌を、比表面積、汚染濃度の異なる粒径群に分離し、粒径群ごとに還元金属と水の最適な供給量を選択して均一に撹拌混合することができる。
【０１１０】
さらに土壌表面に付着した有機塩素化合物と金属還元剤との接触を促進し、粒径群ごとに異なる密閉された容器内で養生させることで安定した分解反応を生じさせることができる。
【０１１１】
したがってＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物で汚染された掘削土壌を、確実に処理し、無害化することができる。
【０１１２】
なお、前記した凝集沈殿装置１０で沈降して分離した細粒土壌に還元剤である鉄粉と水を供給し、混合して混合物とし、前記混合物を容器２５に収納し、容器２５の上部開口部を蓋体で密閉して一定期間養生させるようにしたが、３次分離装置８で分離したベッセル８ｂ内の水を含む粘性土等の細粒土壌に金属還元剤を供給し、撹拌混合して混合物とし、前記混合物を容器２５に収納し、容器２５の上部開口部を蓋体で密閉して一定期間養生させるようにしてもよい。
【０１１３】
また、３次分離ステップで分離した水を含む細粒土壌に金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とし、さらに３次分離ステップで分離した粗粒分土壌に金属還元剤と水を撹拌混合して混合物として、金属還元剤と水を混合した細粒分土壌および粗粒分土壌の混合物の各々を異なる容器２５に収納し、各々の容器２５内で一定期間養生させさせるようにしてもよい。
【０１１４】
以上のように、本発明によれば、ＰＣＢ等に代表される有機塩素化合物で汚染された掘削土壌を、処理剤の使用量を少なく、無害化処理することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
有害物質の汚染された土壌の浄化処理における広範囲の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施例１の土壌処理システムのブロック構成図
【図２】図１に対応させた処理ステップを示すフロー図
【符号の説明】
【０１１７】
１ 容器
２ 1次分離装置
２ａ 振動篩
２ｂ ベッセル
３ 石、ガラ（大型混入物）
４ 混練装置
５ 給水ライン
６ ２次分離装置
６ａ 回転篩
６ｂ 投入口側
６ｃ 出口側
７ 小石、砂利（混入物）
８ ３次分離装置
８ａ 振動篩
８ｂ ベッセル
９ 砂（粗粒土壌）
１０ 凝集沈殿装置
１１ 供給管
１２ ポンプ
１３ 貯水槽
１４ 供給管
１５ ポンプ
１６ 濾過装置
１７ 排出管
１８ 供給管
１９ ポンプ
２０ 供給管
２１ ポンプ
２２ 混合槽
２３ 撹拌手段
２４ 給水ライン
２５ 容器
２５ａ 蓋体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする混合ステップを備え、前記混合物を容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理することを特徴とする汚染土壌の浄化処理方法。
【請求項２】
前記細粒分土壌と前記金属還元剤と前記水を撹拌混合した後、前記細粒分土壌よりも粒径の大きい前記粗粒分土壌を混合して前記容器内で養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理することを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌の浄化処理方法。
【請求項３】
有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した前記細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする細粒分土壌混合ステップと、前記粗粒分土壌と前記金属還元剤と前記水を撹拌混合して前記混合物とする粗粒分土壌混合ステップを備え、前記金属還元剤と前記水を混合した前記細粒分土壌および前記粗粒分土壌の前記混合物の各々を異なる容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理することを特徴とする汚染土壌の浄化処理方法。
【請求項４】
前記有機塩素化合物に汚染された前記掘削土壌から大型混入物を分離して取り除く１次分離ステップと、前記１次分離ステップで大型混入物を取り除いた大型混入物除去土壌に水を供給して混合したスラリー状土壌から小型混入物と、篩を通過した篩通過水を含む小型混入物除去土壌とに分離する２次分離ステップと、２次分離ステップで分離した前記篩通過水を含む前記小型混入物除去土壌を、粗粒分土壌と細粒分土壌とに分離する３次分離ステップと、３次分離ステップで分離した３次ステップ分離水を含む前記細粒分土壌を貯留して上澄み水と細粒分土壌に分離する凝集沈殿ステップを備えて、前記掘削土壌を前記粗粒分土壌と前記細粒分土壌の複数の粒径群とに分離することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化処理方法。
【請求項１】
有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする混合ステップを備え、前記混合物を容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理することを特徴とする汚染土壌の浄化処理方法。
【請求項２】
前記細粒分土壌と前記金属還元剤と前記水を撹拌混合した後、前記細粒分土壌よりも粒径の大きい前記粗粒分土壌を混合して前記容器内で養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理することを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌の浄化処理方法。
【請求項３】
有機塩素化合物に汚染された掘削土壌に水を供給した後、混合してスラリー状土壌を得る混練ステップと、前記スラリー状土壌を、少なくとも粗粒分土壌と細粒分土壌の複数の粒径群とに分離する分離ステップと、前記分離した前記細粒分土壌と零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を撹拌混合して混合物とする細粒分土壌混合ステップと、前記粗粒分土壌と前記金属還元剤と前記水を撹拌混合して前記混合物とする粗粒分土壌混合ステップを備え、前記金属還元剤と前記水を混合した前記細粒分土壌および前記粗粒分土壌の前記混合物の各々を異なる容器に収納し、前記容器内で一定期間養生させて前記有機塩素化合物を無害化処理することを特徴とする汚染土壌の浄化処理方法。
【請求項４】
前記有機塩素化合物に汚染された前記掘削土壌から大型混入物を分離して取り除く１次分離ステップと、前記１次分離ステップで大型混入物を取り除いた大型混入物除去土壌に水を供給して混合したスラリー状土壌から小型混入物と、篩を通過した篩通過水を含む小型混入物除去土壌とに分離する２次分離ステップと、２次分離ステップで分離した前記篩通過水を含む前記小型混入物除去土壌を、粗粒分土壌と細粒分土壌とに分離する３次分離ステップと、３次分離ステップで分離した３次ステップ分離水を含む前記細粒分土壌を貯留して上澄み水と細粒分土壌に分離する凝集沈殿ステップを備えて、前記掘削土壌を前記粗粒分土壌と前記細粒分土壌の複数の粒径群とに分離することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化処理方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−２０９８２６（Ｐ２００７−２０９８２６Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９０９５８（Ｐ２００５−２９０９５８）
【出願日】平成１７年１０月４日（２００５．１０．４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月４日（２００５．１０．４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]