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、確実に、さらに経済的に処理し無害化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１と、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水とを撹拌混合して混合物１５とし、前記混合物１５を容器４内で一定期間養生させるとともに、前記養生期間中に金属還元剤を混合物１５に供給し撹拌混合し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１と、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水とを撹拌混合して混合物１５とし、前記混合物１５を容器４内で一定期間養生させるとともに、前記養生期間中に金属還元剤を混合物１５に供給し撹拌混合し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（ポリ塩化ビフェニル、不揮発性の疎水性有機化合物）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、アルカリ触媒化学分解法、溶融固化法、鉄粉法等がある。
【０００６】
しかしながら、汚染土壌が安全基準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ある。
【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ものとしては、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ハロゲンを含まない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）。
【００１３】
また、ダイオキシン類汚染固形物を粉砕機で粉砕し、粉砕物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。
【００１４】
その後粉砕物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】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
この有害物質を直接高温焼却炉で高温を維持して燃焼させ、有害物質を熱分解するものであり、高温焼却炉が耐久性を考慮した大規模な設備を必要となり、焼却の為の燃料等のエネルギー使用量が多くなる。
【００１８】
また、燃焼による未分解のダイオキシン類の課題もある。
【００１９】
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。
【００２０】
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掘削物には、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。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、掘削土壌に鉄粉を混合した混合物の小山の下部が地上に接触していること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（積み上げられた）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等の還元速度のバランスが変化し、一定期間に亘り安定したＰＣＢ等の還元分解が困難である。
【００２５】
さらに、鉄粉による土壌浄化処理方法の共通的な課題であるが、土壌に付着している疎水性有機塩素化合物、例えばＰＣＢ類、ダイオキシン類等は、土壌表面に非常に強く付着している。
【００２６】
多量の鉄粉を混合したとしても、実体としては、例えば汚染濃度は比較的短期間で半減するが、その後、浄化速度が鈍くなり浄化処理に時間がかかる。
【００２７】
特に掘削した土壌の汚染濃度が高い場合には、完全に浄化処理することが一層困難となる。
【００２８】
これは時間経過にともなう鉄粉の凝集、鉄粉表面の活性の劣化および土壌の団粒化等の要因によるものと考えられる。
【００２９】
また多量の鉄粉を必要として経済的ではなく二次汚染の課題も有している。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、さらに鉄粉の投入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（無害化）する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】
【００３３】
本発明は、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌と、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水とを撹拌混合して混合物とし、前記混合物を容器内で一定期間養生させるとともに、前記養生期間中に金属還元剤を混合物に供給し撹拌混合し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。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の汚染土壌の浄化処理方法によれば、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、確実に、さらに零価の鉄粉を含む金属還元剤を効率よく投入することで、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した処理（無害化処理）を行うことがきる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
第１の発明は、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌と、零価の鉄粉を含む金属還元剤と水とを撹拌混合して混合物とし、この混合物を容器内で一定期間養生させるとともに、容器内で一定期間養生中の混合物に金属還元剤を供給し撹拌混合し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。
【００３６】
これによって、供給した金属還元剤の表面の活性劣化を最小限に止め、かつ養生期間中に表面の活性劣化のない新規の金属還元剤を混合物中に混在させることができる。
【００３７】
したがって、供給した金属還元剤を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させるとともに、養生期間の全体に亘って分解反応をより平均化させ、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【００３８】
さらに養生期間中における金属還元剤の供給とともに、混合物を攪拌混合させる。
【００３９】
これによって金属還元剤の凝集および土壌の団粒化を抑制し、土壌中への金属還元剤の均一な分散とともに、有機塩素化合物と金属還元剤との接触を促進させることができる。
【００４０】
したがって供給した金属還元剤を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させて、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【００４１】
さらに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、汚染土壌を確実に浄化処理することができる。
【００４２】
さらに、必要な零価の鉄粉を含む金属還元剤を最小限に抑え、さらに大型で複雑な処理装置を用いる必要がない。
【００４３】
零価の鉄粉を含む金属還元剤の量を最小限（スラリー状土壌の重量の１％〜１０％）に抑えることにより、金属還元剤の適切な酸化反応を行うことができ、余剰の金属還元剤を投入することを防止でき、後段での容器収納量が適切な量となる。
【００４４】
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を効率よく脱塩素化反応させることができる。
【００４５】
第２の発明は、第１の発明において、養生期間中に有機塩素化合物の溶出促進剤を混合物に供給し撹拌混合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。
【００４６】
これによって、掘削土壌の表面に付着している有機塩素化合物の離脱、溶出を促進させ、金属還元剤による分解効率をより向上させることができる。
【００４７】
なぜなら、スラリー状混合物と零価の鉄粉を含む金属還元剤を攪拌混合した後、有機塩素化合物の溶出促進剤を混合して、再度攪拌混合することにより、スラリー状土壌の粒系が練られることで微細になり、水が土粒系の間に浸透した後に零価の鉄粉を含む金属還元剤を供給ことになるため、鉄粉と水との酸化反応で水素イオンが遊動しやすく、かつ、スラリー状混合物に含有するＰＣＢ等の有機塩素化合物の塩素と水素イオンが脱塩素化反応を促進しやすくなる。
【００４８】
これによって、掘削土壌の表面に付着している有機塩素化合物の離脱、溶出を促進させ、金属還元剤による分解効率をより向上させることができる。
【００４９】
第３の発明は、第１または第２の発明において、養生期間中に、混合物を連続または一定時間ごとに撹拌混合させ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。
【００５０】
これによって、スラリー状混合物中の、より粒径の大きい土壌が容器下部への沈降し、土壌の団粒化を防止し、さらに金属還元剤の凝集を防止して、金属還元剤の土壌への均一な分散および有機塩素化合物の水中への溶出促進を図り、金属還元剤と有機塩素化合物との接触を促進し、金属還元剤を有機塩素化合物の分解に有効に作用させることができる。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明の一実施例の汚染土壌の浄化処理方法を図１、図２を参照しながら説明する。
図１は本発明の汚染土壌の浄化処理方法の概念図、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、図面に基づいて説明する。
【００５２】
先ず、図１の汚染土壌の浄化処理方法の概念図により基本的な構成を説明する。図１、図２において、ＰＣＢ等の有機塩素化合物に汚染された掘削土壌１は、振動篩２ａ、ベッセル２ｂを有する選別装置２に搬送される。
【００５３】
この選別装置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。
【００５４】
振動篩２ａを通過して下に振るい落とされた掘削土壌１はベッセル２ｂ内に収容する。
【００５５】
なお、選別装置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ることもできる。
【００５６】
また選別装置２は、篩を固定し、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。
【００５７】
この選別装置２としては、前記構成に限定されるものではなく、既に実用化されている各種の振動篩装置、回転篩装置（トロンメル）等を用いることもできる。
【００５８】
また、この選別装置２の網目のサイズは、掘削土壌１の種類や特性、混入物のサイズ等に応じて適宜最適条件に設定すればよい。また掘削土壌１の状態によっては目視による選別であってもよい。
【００５９】
さらに大型混入物３を取り除くとともに掘削土壌１の粒度を選別してもよく、これによって後の浄化処理ステップの作業効率、有機塩素化合物の分解効率を向上させることができる。
【００６０】
なおこの掘削土壌１の選別処理は、掘削土壌１の状況により採用すればよく、例えば大サイズの石、ガラ等の混入がなく比較的粒度が一定の掘削土壌であれば省略すればよい。
【００６１】
石、ガラ等の大型混入物３を取り除いた掘削土壌１を収納する容器４と、この容器４の蓋体５を有し、前記蓋体５には、撹拌混合手段であるモータ６により回転駆動される撹拌翼７を固定し、さらに容器４内に水を供給する開閉弁８ａを有する供給管８を開口させて接続させてある。
【００６２】
なお容器４と蓋体５は着脱自在に構成され、さらに蓋体５と供給管８、蓋体５とモータ６および撹拌翼７は、各々相互に着脱自在に構成されている。
【００６３】
また、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水を混合し貯留する貯留容器９を備え、この貯留容器９には金属還元剤供給口１０、水の供給管１１、撹拌混合手段であるモータ１２により回転駆動される撹拌翼１３を有している。
【００６４】
さらに前記貯留容器９から混合した金属還元剤と水を容器４に供給する開閉弁１４ａを有する供給管１４を備えている。
【００６５】
なお蓋体５と供給管１４は相互に着脱自在に構成されている。
【００６６】
この基本的な構成により、掘削土壌１を容器４に収納し、さらに金属還元剤、水を撹拌混合して混合物１５とするものである。
【００６７】
容器４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ものを用いることが好ましい。
【００６８】
また容器４の内面に装着させた樹脂製の袋体を介して混合物１５を収納してもよい。これによって腐食による混合物１５の漏洩を防止することができる。
【００６９】
容器４は例えば容積が２００リットル程度のドラム缶を用いる。
【００７０】
また、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１５が外気と直接接触しないよう密閉することが望ましく、さらに不活性ガスまたは還元性ガスを容器４と蓋体６との上部空間部に充填しておくことが好ましい。
【００７１】
容器４内において掘削土壌１に供給する水量は、少なすぎると微細化できず砂利等を包み込んでいた土壌塊が解れない状態が発生し、また多すぎると全体量を増加させて搬送、保管の観点から好ましくない。水の供給量は、掘削土壌１の含水状態に応じて調節すればよい。
【００７２】
また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。
【００７３】
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。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。また供給水に用いられる水には、水道水、河川水、地下水等の一般的にいう水を用いればよい。
【００７４】
金属還元剤としては、零価の微粒子鉄粉をベースとして用いる。鉄粉は例えば平均粒径７０μｍ程度の微粒子とし、これにより比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。
【００７５】
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く、粒径を含めこれらに限定するものではない。
【００７６】
また金属還元剤の供給量は、掘削土壌１の初期汚染濃度、養生期間における汚染濃度の減少傾向等により設定すればよい。
【００７７】
貯留容器９内で金属還元剤と混合する水の量は、微粒子状の金属還元剤の飽和水量以上とし、スラリー状にして流動化させる。
【００７８】
これによって金属還元剤の空気との接触による酸化、凝集を防止するとともに、容器４内においてスラリー状土壌との均一な混合がより短時間で得られ、金属還元剤を土壌全体に均一に分散させることができる。
【００７９】
また、前記掘削土壌１を容器４に収納し、さらに金属還元剤、水を撹拌混合して混合物１５とする際に、有機塩素化合物の溶出促進剤である界面活性剤または有機溶剤を容器４内に供給してもよい。
【００８０】
前記溶出促進剤は、供給管８または１１から水とともに供給し、容器４内で掘削土壌１、金属還元剤、水、溶出促進剤の混合物１５とする。
【００８１】
前記溶出促進剤としては、水溶性又は水に分散する性質を有するものであれば特に限定されない。
【００８２】
界面活性剤としては、非イオン系、陰イオン系、陽イオン系、両性界面活性剤があるが、非イオン界面活性剤が特に好ましい。
【００８３】
なぜなら、混合物１５中の水分に溶けているイオン化物質の影響を受けない為である。
【００８４】
また溶出促進剤として、有機溶剤、例えばアセトン、エタノール等を用いることもできる。
【００８５】
溶出促進剤は混合物１５に直接供給しても良いが、水に一定濃度で溶解させた後に供給することが混合物１５に迅速に均一分散させるために好ましい。
【００８６】
次に、図１、図２を用いて汚染土壌の浄化処理方法の処理ステップを説明する。
【００８７】
先ず掘削土壌１を選別装置２によって石、ガラ等の大型混入物３を取り除く（Ｓ１０１）。
【００８８】
前記大型混入物３を取り除いた掘削土壌１を容器４内に収納し（Ｓ１０２）、容器４の上部開口部に蓋体５を装着する。次に開閉弁８ａを一定時間開として供給管８から一定量の水を容器４内に供給した後、モータ６に通電し撹拌翼７を回転駆動して掘削土壌１と水を撹拌混合する（Ｓ１０３）。
【００８９】
このように大型混入物３を取り除いた掘削土壌１を強制的に湿潤させて混練し、スラリー状土壌とするものである。
【００９０】
次に、零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を貯留容器９内で攪拌混合手段であるモータ１２により回転駆動される撹拌翼１３により撹拌混合する（Ｓ１０４）。
【００９１】
さらに前記水と撹拌混合した金属還元剤を、開閉弁１４ａを一定時間開として一定量を供給管１４から容器４内のスラリー状土壌に供給する。
【００９２】
この後容器４内で撹拌翼７の回転駆動を一定時間継続して有機塩素化合物に汚染された掘削土壌１、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水を撹拌混合してスラリー状の混合物１５とするものである（Ｓ１０５）。
【００９３】
前記スラリー状の混合物１５とした後、容器４内で混合物１５を一定期間（例えば数ヶ月）養生させる（Ｓ１０６）。
【００９４】
さらに、混合物１５を容器４内で養生期間中に、水と撹拌混合した金属還元剤を、開閉弁１４ａを一定時間開として供給管１４から容器４内に供給し、モータ６への通電を制御して攪拌翼７を一定時間回転駆動して攪拌混合するものである（Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９）。
【００９５】
前記養生期間中に、金属還元剤を容器４内の混合物１５に供給、攪拌混合する頻度は、特に限定されるものではなく、例えば容器４内の混合物１５の有機塩素化合物の汚染濃度変化を検出しながら汚染濃度が一定値以上で減少傾向が見られないときに行えばよい。
【００９６】
また養生期間中に金属還元剤を連続して供給し攪拌混合させてもよい。
【００９７】
また養生期間中に金属還元剤を容器４内の混合物１５に供給すると同時に、有機塩素化合物の溶出促進剤である界面活性剤または有機溶剤を混合物１５に供給し攪拌混合する。
【００９８】
さらに養生期間中に溶出促進剤を単独に混合物１５に供給し攪拌混合してもよい。
【００９９】
前記したような処理ステップにより、養生期間において容器４内で脱塩素化反応により無害化処理するものである。
【０１００】
有機塩素化合物は、零価の鉄粉を含む金属還元剤の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。
【０１０１】
有機塩素化合物の分解終了を確認して、埋め戻しまたはコンクリート等への再利用を図ることもできる。
【０１０２】
なお塩素化合物の分解終了を確認後、混合物１５を強制脱水または風乾させてもよい。
【０１０３】
前記したように、掘削土壌１に水を供給し撹拌混合してスラリー状土壌することによって、塊状の土壌が解れ、また砂利等を包み込んでいた土壌塊が離脱し解れて微細化する。
【０１０４】
さらに土壌の表面に付着している有機塩素化合物を、供給した水による洗浄作用および土壌の土粒子同士の擦り作用によって、供給した水に離脱、溶出させることができる。
【０１０５】
さらに、スラリー状土壌に零価の鉄粉を含む金属還元剤を供給し攪拌混合して混合物１５とすることによって、比表面積のより大きい微細化した土壌粒子間に微粉状の金属還元剤を均一に分散させることができる。
【０１０６】
さらに土壌塊が離脱した砂利等の表面にも金属還元剤が接触しやすい状態にすることができる。
【０１０７】
また水に溶出した有機塩素化合物も金属還元剤と直に接触し分解反応を促進させることができる。
【０１０８】
また、掘削土壌１に、金属還元剤、水をほぼ同時に供給し撹拌混合してスラリー状の混合物とする処理ステップにしても前記したような効果が得られるが、掘削土壌１に水を供給し、十分に撹拌混合してスラリー状土壌とし、土壌の微細化、有機塩素化合物を水に溶出させた後、金属還元剤を供給し撹拌混合を継続して混合物１５とすることよって、より金属還元剤を土壌全体に均一にしかも短時間で分散させることができる。
【０１０９】
さらに、必要な零価の鉄粉を含む金属還元剤の量を最小限に抑えるとともに、大型で複雑な処理装置を用いる必要がない。
【０１１０】
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１を、確実に、さらに環境基準値以下に処理することができる。
【０１１１】
さらに、予め水と金属還元剤と混合した後、スラリー状土壌に供給し撹拌混合して混合物１５とすることによって、金属還元剤の空気との接触による酸化、凝集を防止するとともに金属還元剤を土壌全体により均一にしかも短時間で分散させることができる。
【０１１２】
また、密閉された容器４内で養生させることで、混合物１５の漏洩を防止して安定した分解反応を持続させることができる。
【０１１３】
また、前記養生期間中に、水と撹拌混合した金属還元剤を、開閉弁１４ａを一定時間開として一定量を供給管１４から容器４内の混合物１５に供給し、モータ６への通電を制御して攪拌翼７を一定時間回転駆動して攪拌混合する。
【０１１４】
即ち、掘削土壌１に、金属還元剤、水を攪拌混合してこれらの混合物１５とする混合の初期段階と養生期間中に亘って、金属還元剤を分割して供給し攪拌混合するものである。
【０１１５】
従来は、汚染された掘削土壌１とこれに供給する全量の金属還元剤を初期段階に混合した後、静置させたままで養生させる。
【０１１６】
このため養生期間において、土壌中に存在する様々な物質と反応して金属還元剤の表面に皮膜が形成され、または不働態化されて表面が活性劣化して有機塩素化合物の分解反応が阻害され、初期段階に混合した金属還元剤の全量を養生期間全体に亘って有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させることできない。
【０１１７】
このため有機塩素化合物を確実に浄化処理することが困難である。また初期段階においてより多く鉄粉の供給量を必要とし養生期間も長くなる。
【０１１８】
これに対して、本発明においては、混合物１５とする混合の初期段階を含めて養生期間中に金属還元剤を分割（段階的）して供給し攪拌混合するものである。これによって供給した金属還元剤の表面の活性劣化を最小限に止め、かつ養生期間中に表面の活性劣化のない新規の金属還元剤を混合物１５中に存在させることができる。
【０１１９】
したがって供給した金属還元剤を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させるともに、養生期間の全体に亘って分解反応をより平均化させ、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【０１２０】
また必要とする金属還元剤の供給量を従来よりも少なくすることができる。
【０１２１】
さらに、養生期間中における金属還元剤の供給を、例えば容器４内の混合物１５の有機塩素化合物の汚染濃度変化を検出しながら汚染濃度が一定値以上で減少傾向が見られないときに行うことによって、有機塩素化合物をより効果的にかつ確実に浄化処理することができる。
【０１２２】
また、混合物１５とする混合の初期段階および養生期間中の金属還元剤の供給時ごとに、粒径または材質の異なる金属還元剤を選択して供給してもよく、また金属還元剤の供給量を変えて供給するようにしてもよい。
【０１２３】
例えば、養生期間の後半において、表面積が大きく土壌粒子間により浸透しやすい小粒径の金属還元剤またはより表面の還元活性の高い金属還元剤を供給するか、または養生期間の後半に金属還元剤の供給量をより多くする。
【０１２４】
さらに前記方法の組み合わせ等を実施することができる。
【０１２５】
これによって、養生期間の全体に亘って分解反応を促進させ、有機塩素化合物を効果的にかつ確実に浄化処理することができる。
【０１２６】
また従来は、混合の初期段階には金属還元剤が土壌中で比較的均一に分散しているが、時間経過とともに凝集し、さらに粘性土のように比較的細粒分が多い土壌においては団粒化しやすい。
【０１２７】
これらによって土壌中で金属還元剤が不均一な分散となって、金属還元剤による有機塩素化合物の分解効率が悪化する。
【０１２８】
これに対して、本発明においては、養生期間中における金属還元剤の供給とともに、混合物１５を攪拌混合させる。これによって金属還元剤の凝集および土壌の団粒化を抑制し、土壌中に金属還元剤を均一に分散させることができる。
【０１２９】
したがって供給した金属還元剤を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させて、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【０１３０】
また必要とする金属還元剤の供給量をより少なくすることができる。
【０１３１】
また、養生期間中に金属還元剤の供給とともに、混合物１５を攪拌混合させるようにしたが、前記金属還元剤の供給時を含めて養生期間中に、混合物を連続または一定時間ごとに撹拌混合させることによって、混合物中のより粒径の大きい土壌の容器下部への沈降、土壌の団粒化を防止しさらに金属還元剤の凝集を防止して、金属還元剤の土壌への均一な分散および有機塩素化合物の水中への溶出促進を図り、金属還元剤と有機塩素化合物との接触を促進し、金属還元剤を有機塩素化合物の分解に有効に作用させることができる。
【０１３２】
したがって有機塩素化合物を確実に、さらに経済的に処理し無害化することができる。
【０１３３】
また、養生期間中に、金属還元剤を容器４内の混合物１５に供給するときに、有機塩素化合物の溶出促進剤である界面活性剤または有機溶剤も同時に混合物１５に供給し攪拌混合するか、または養生期間中に溶出促進剤を単独に混合物１５に供給し攪拌混合する。
【０１３４】
即ち、掘削土壌１に、金属還元剤、水を攪拌混合してこれらの混合物１５とする混合の初期段階と養生期間中に亘って、溶出促進剤を分割（段階的）して供給し攪拌混合するものである。
【０１３５】
これによって、溶出促進剤の過剰な供給を抑制するとともに、供給時に混合物１５を攪拌混合することによって、掘削土壌１の表面に付着している有機塩素化合物の離脱、溶出を促進させ、金属還元剤による分解効率をより向上させることができる。
【０１３６】
また、容器４とは別設でより容積の大きい例えば還元剤混合槽内（図示なし）またはミキサー（図示なし）において掘削土壌、金属還元剤、水を撹拌混合して混合物１５とし、この混合物１５を複数の容器４内に移し変えて養生させてもよいが、前記したように、容器４内で掘削土壌１、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水を撹拌混合してスラリー状の混合物１５とし、さらに同じ容器４内で混合物１５を養生させるようにしたもので、処理工程の簡略化を図ることができる。
【０１３７】
さらに、容器４の蓋体５に、撹拌混合手段であるモータ６により回転駆動される撹拌翼７を固定し、さらに容器４内に水を供給する開閉弁８ａを有する供給管８を開口させて接続させてある。また前記容器４と蓋体５は着脱自在に構成され、さらに蓋体５と供給管８、蓋体５とモータ６および撹拌翼７は、各々相互に着脱自在に構成されているので構成、操作の簡素化を図ることができる。
【０１３８】
以上のように、本発明の汚染土壌の浄化処理方法によれば、養生期間中に金属還元剤を分割（段階的）して供給し攪拌混合するこれによって、供給した金属還元剤の表面の活性劣化を最小限に止め、かつ養生期間中に表面の活性劣化のない新規の金属還元剤を混合物１５中に存在させることができる。
【０１３９】
したがって供給する金属還元剤の全体量を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させるともに、養生期間の全体に亘って分解反応をより平均化させ、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【０１４０】
さらに、養生期間中に金属還元剤の供給とともに、混合物１５を攪拌混合させる。これによって金属還元剤の凝集および土壌の団粒化を抑制し、土壌中への金属還元剤の均一な分散ともに、有機塩素化合物と金属還元剤との接触を促進させることができる。したがって供給する金属還元剤を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させて、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【０１４１】
さらに密閉された容器４内で養生させることで安定した分解反応を生じさせ、汚染土壌を確実に浄化処理することができる。
【０１４２】
また、必要な零価の鉄粉を含む金属還元剤を最小限に抑え、さらに大型で複雑な処理装置を用いる必要がない。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、さらに経済的に処理し無害化することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
有害物質に汚染された土壌の浄化を必要とする広範囲の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の一実施例の汚染土壌の処理方法のブロック構成図
【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】
【０１４５】
１ 掘削土壌
２ 選別装置
２ａ 振動篩
２ｂ ベッセル
３ 大型混入物（石、ガラ）
４ 容器
５ 蓋体
６ モータ（攪拌手段）
７ 攪拌翼（攪拌手段）
８ 供給管
８ａ 開閉弁
９ 貯留容器
１０ 金属還元剤供給口
１１ 供給管
１２ モータ（攪拌手段）
１３ 攪拌翼（攪拌手段）
１４ 供給管
１４ａ 開閉弁
１５ 混合物
【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（ポリ塩化ビフェニル、不揮発性の疎水性有機化合物）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、アルカリ触媒化学分解法、溶融固化法、鉄粉法等がある。
【０００６】
しかしながら、汚染土壌が安全基準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ある。
【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ものとしては、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ハロゲンを含まない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）。
【００１３】
また、ダイオキシン類汚染固形物を粉砕機で粉砕し、粉砕物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。
【００１４】
その後粉砕物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】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
この有害物質を直接高温焼却炉で高温を維持して燃焼させ、有害物質を熱分解するものであり、高温焼却炉が耐久性を考慮した大規模な設備を必要となり、焼却の為の燃料等のエネルギー使用量が多くなる。
【００１８】
また、燃焼による未分解のダイオキシン類の課題もある。
【００１９】
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。
【００２０】
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掘削物には、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。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、掘削土壌に鉄粉を混合した混合物の小山の下部が地上に接触していること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（積み上げられた）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等の還元速度のバランスが変化し、一定期間に亘り安定したＰＣＢ等の還元分解が困難である。
【００２５】
さらに、鉄粉による土壌浄化処理方法の共通的な課題であるが、土壌に付着している疎水性有機塩素化合物、例えばＰＣＢ類、ダイオキシン類等は、土壌表面に非常に強く付着している。
【００２６】
多量の鉄粉を混合したとしても、実体としては、例えば汚染濃度は比較的短期間で半減するが、その後、浄化速度が鈍くなり浄化処理に時間がかかる。
【００２７】
特に掘削した土壌の汚染濃度が高い場合には、完全に浄化処理することが一層困難となる。
【００２８】
これは時間経過にともなう鉄粉の凝集、鉄粉表面の活性の劣化および土壌の団粒化等の要因によるものと考えられる。
【００２９】
また多量の鉄粉を必要として経済的ではなく二次汚染の課題も有している。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、さらに鉄粉の投入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（無害化）する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】
【００３３】
本発明は、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌と、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水とを撹拌混合して混合物とし、前記混合物を容器内で一定期間養生させるとともに、前記養生期間中に金属還元剤を混合物に供給し撹拌混合し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。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の汚染土壌の浄化処理方法によれば、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、確実に、さらに零価の鉄粉を含む金属還元剤を効率よく投入することで、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した処理（無害化処理）を行うことがきる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
第１の発明は、有機塩素化合物に汚染された掘削土壌と、零価の鉄粉を含む金属還元剤と水とを撹拌混合して混合物とし、この混合物を容器内で一定期間養生させるとともに、容器内で一定期間養生中の混合物に金属還元剤を供給し撹拌混合し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。
【００３６】
これによって、供給した金属還元剤の表面の活性劣化を最小限に止め、かつ養生期間中に表面の活性劣化のない新規の金属還元剤を混合物中に混在させることができる。
【００３７】
したがって、供給した金属還元剤を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させるとともに、養生期間の全体に亘って分解反応をより平均化させ、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【００３８】
さらに養生期間中における金属還元剤の供給とともに、混合物を攪拌混合させる。
【００３９】
これによって金属還元剤の凝集および土壌の団粒化を抑制し、土壌中への金属還元剤の均一な分散とともに、有機塩素化合物と金属還元剤との接触を促進させることができる。
【００４０】
したがって供給した金属還元剤を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させて、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【００４１】
さらに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、汚染土壌を確実に浄化処理することができる。
【００４２】
さらに、必要な零価の鉄粉を含む金属還元剤を最小限に抑え、さらに大型で複雑な処理装置を用いる必要がない。
【００４３】
零価の鉄粉を含む金属還元剤の量を最小限（スラリー状土壌の重量の１％〜１０％）に抑えることにより、金属還元剤の適切な酸化反応を行うことができ、余剰の金属還元剤を投入することを防止でき、後段での容器収納量が適切な量となる。
【００４４】
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を効率よく脱塩素化反応させることができる。
【００４５】
第２の発明は、第１の発明において、養生期間中に有機塩素化合物の溶出促進剤を混合物に供給し撹拌混合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。
【００４６】
これによって、掘削土壌の表面に付着している有機塩素化合物の離脱、溶出を促進させ、金属還元剤による分解効率をより向上させることができる。
【００４７】
なぜなら、スラリー状混合物と零価の鉄粉を含む金属還元剤を攪拌混合した後、有機塩素化合物の溶出促進剤を混合して、再度攪拌混合することにより、スラリー状土壌の粒系が練られることで微細になり、水が土粒系の間に浸透した後に零価の鉄粉を含む金属還元剤を供給ことになるため、鉄粉と水との酸化反応で水素イオンが遊動しやすく、かつ、スラリー状混合物に含有するＰＣＢ等の有機塩素化合物の塩素と水素イオンが脱塩素化反応を促進しやすくなる。
【００４８】
これによって、掘削土壌の表面に付着している有機塩素化合物の離脱、溶出を促進させ、金属還元剤による分解効率をより向上させることができる。
【００４９】
第３の発明は、第１または第２の発明において、養生期間中に、混合物を連続または一定時間ごとに撹拌混合させ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。
【００５０】
これによって、スラリー状混合物中の、より粒径の大きい土壌が容器下部への沈降し、土壌の団粒化を防止し、さらに金属還元剤の凝集を防止して、金属還元剤の土壌への均一な分散および有機塩素化合物の水中への溶出促進を図り、金属還元剤と有機塩素化合物との接触を促進し、金属還元剤を有機塩素化合物の分解に有効に作用させることができる。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明の一実施例の汚染土壌の浄化処理方法を図１、図２を参照しながら説明する。
図１は本発明の汚染土壌の浄化処理方法の概念図、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、図面に基づいて説明する。
【００５２】
先ず、図１の汚染土壌の浄化処理方法の概念図により基本的な構成を説明する。図１、図２において、ＰＣＢ等の有機塩素化合物に汚染された掘削土壌１は、振動篩２ａ、ベッセル２ｂを有する選別装置２に搬送される。
【００５３】
この選別装置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。
【００５４】
振動篩２ａを通過して下に振るい落とされた掘削土壌１はベッセル２ｂ内に収容する。
【００５５】
なお、選別装置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ることもできる。
【００５６】
また選別装置２は、篩を固定し、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。
【００５７】
この選別装置２としては、前記構成に限定されるものではなく、既に実用化されている各種の振動篩装置、回転篩装置（トロンメル）等を用いることもできる。
【００５８】
また、この選別装置２の網目のサイズは、掘削土壌１の種類や特性、混入物のサイズ等に応じて適宜最適条件に設定すればよい。また掘削土壌１の状態によっては目視による選別であってもよい。
【００５９】
さらに大型混入物３を取り除くとともに掘削土壌１の粒度を選別してもよく、これによって後の浄化処理ステップの作業効率、有機塩素化合物の分解効率を向上させることができる。
【００６０】
なおこの掘削土壌１の選別処理は、掘削土壌１の状況により採用すればよく、例えば大サイズの石、ガラ等の混入がなく比較的粒度が一定の掘削土壌であれば省略すればよい。
【００６１】
石、ガラ等の大型混入物３を取り除いた掘削土壌１を収納する容器４と、この容器４の蓋体５を有し、前記蓋体５には、撹拌混合手段であるモータ６により回転駆動される撹拌翼７を固定し、さらに容器４内に水を供給する開閉弁８ａを有する供給管８を開口させて接続させてある。
【００６２】
なお容器４と蓋体５は着脱自在に構成され、さらに蓋体５と供給管８、蓋体５とモータ６および撹拌翼７は、各々相互に着脱自在に構成されている。
【００６３】
また、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水を混合し貯留する貯留容器９を備え、この貯留容器９には金属還元剤供給口１０、水の供給管１１、撹拌混合手段であるモータ１２により回転駆動される撹拌翼１３を有している。
【００６４】
さらに前記貯留容器９から混合した金属還元剤と水を容器４に供給する開閉弁１４ａを有する供給管１４を備えている。
【００６５】
なお蓋体５と供給管１４は相互に着脱自在に構成されている。
【００６６】
この基本的な構成により、掘削土壌１を容器４に収納し、さらに金属還元剤、水を撹拌混合して混合物１５とするものである。
【００６７】
容器４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ものを用いることが好ましい。
【００６８】
また容器４の内面に装着させた樹脂製の袋体を介して混合物１５を収納してもよい。これによって腐食による混合物１５の漏洩を防止することができる。
【００６９】
容器４は例えば容積が２００リットル程度のドラム缶を用いる。
【００７０】
また、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１５が外気と直接接触しないよう密閉することが望ましく、さらに不活性ガスまたは還元性ガスを容器４と蓋体６との上部空間部に充填しておくことが好ましい。
【００７１】
容器４内において掘削土壌１に供給する水量は、少なすぎると微細化できず砂利等を包み込んでいた土壌塊が解れない状態が発生し、また多すぎると全体量を増加させて搬送、保管の観点から好ましくない。水の供給量は、掘削土壌１の含水状態に応じて調節すればよい。
【００７２】
また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。
【００７３】
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。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。また供給水に用いられる水には、水道水、河川水、地下水等の一般的にいう水を用いればよい。
【００７４】
金属還元剤としては、零価の微粒子鉄粉をベースとして用いる。鉄粉は例えば平均粒径７０μｍ程度の微粒子とし、これにより比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。
【００７５】
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く、粒径を含めこれらに限定するものではない。
【００７６】
また金属還元剤の供給量は、掘削土壌１の初期汚染濃度、養生期間における汚染濃度の減少傾向等により設定すればよい。
【００７７】
貯留容器９内で金属還元剤と混合する水の量は、微粒子状の金属還元剤の飽和水量以上とし、スラリー状にして流動化させる。
【００７８】
これによって金属還元剤の空気との接触による酸化、凝集を防止するとともに、容器４内においてスラリー状土壌との均一な混合がより短時間で得られ、金属還元剤を土壌全体に均一に分散させることができる。
【００７９】
また、前記掘削土壌１を容器４に収納し、さらに金属還元剤、水を撹拌混合して混合物１５とする際に、有機塩素化合物の溶出促進剤である界面活性剤または有機溶剤を容器４内に供給してもよい。
【００８０】
前記溶出促進剤は、供給管８または１１から水とともに供給し、容器４内で掘削土壌１、金属還元剤、水、溶出促進剤の混合物１５とする。
【００８１】
前記溶出促進剤としては、水溶性又は水に分散する性質を有するものであれば特に限定されない。
【００８２】
界面活性剤としては、非イオン系、陰イオン系、陽イオン系、両性界面活性剤があるが、非イオン界面活性剤が特に好ましい。
【００８３】
なぜなら、混合物１５中の水分に溶けているイオン化物質の影響を受けない為である。
【００８４】
また溶出促進剤として、有機溶剤、例えばアセトン、エタノール等を用いることもできる。
【００８５】
溶出促進剤は混合物１５に直接供給しても良いが、水に一定濃度で溶解させた後に供給することが混合物１５に迅速に均一分散させるために好ましい。
【００８６】
次に、図１、図２を用いて汚染土壌の浄化処理方法の処理ステップを説明する。
【００８７】
先ず掘削土壌１を選別装置２によって石、ガラ等の大型混入物３を取り除く（Ｓ１０１）。
【００８８】
前記大型混入物３を取り除いた掘削土壌１を容器４内に収納し（Ｓ１０２）、容器４の上部開口部に蓋体５を装着する。次に開閉弁８ａを一定時間開として供給管８から一定量の水を容器４内に供給した後、モータ６に通電し撹拌翼７を回転駆動して掘削土壌１と水を撹拌混合する（Ｓ１０３）。
【００８９】
このように大型混入物３を取り除いた掘削土壌１を強制的に湿潤させて混練し、スラリー状土壌とするものである。
【００９０】
次に、零価の鉄粉を含む金属還元剤と水を貯留容器９内で攪拌混合手段であるモータ１２により回転駆動される撹拌翼１３により撹拌混合する（Ｓ１０４）。
【００９１】
さらに前記水と撹拌混合した金属還元剤を、開閉弁１４ａを一定時間開として一定量を供給管１４から容器４内のスラリー状土壌に供給する。
【００９２】
この後容器４内で撹拌翼７の回転駆動を一定時間継続して有機塩素化合物に汚染された掘削土壌１、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水を撹拌混合してスラリー状の混合物１５とするものである（Ｓ１０５）。
【００９３】
前記スラリー状の混合物１５とした後、容器４内で混合物１５を一定期間（例えば数ヶ月）養生させる（Ｓ１０６）。
【００９４】
さらに、混合物１５を容器４内で養生期間中に、水と撹拌混合した金属還元剤を、開閉弁１４ａを一定時間開として供給管１４から容器４内に供給し、モータ６への通電を制御して攪拌翼７を一定時間回転駆動して攪拌混合するものである（Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９）。
【００９５】
前記養生期間中に、金属還元剤を容器４内の混合物１５に供給、攪拌混合する頻度は、特に限定されるものではなく、例えば容器４内の混合物１５の有機塩素化合物の汚染濃度変化を検出しながら汚染濃度が一定値以上で減少傾向が見られないときに行えばよい。
【００９６】
また養生期間中に金属還元剤を連続して供給し攪拌混合させてもよい。
【００９７】
また養生期間中に金属還元剤を容器４内の混合物１５に供給すると同時に、有機塩素化合物の溶出促進剤である界面活性剤または有機溶剤を混合物１５に供給し攪拌混合する。
【００９８】
さらに養生期間中に溶出促進剤を単独に混合物１５に供給し攪拌混合してもよい。
【００９９】
前記したような処理ステップにより、養生期間において容器４内で脱塩素化反応により無害化処理するものである。
【０１００】
有機塩素化合物は、零価の鉄粉を含む金属還元剤の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。
【０１０１】
有機塩素化合物の分解終了を確認して、埋め戻しまたはコンクリート等への再利用を図ることもできる。
【０１０２】
なお塩素化合物の分解終了を確認後、混合物１５を強制脱水または風乾させてもよい。
【０１０３】
前記したように、掘削土壌１に水を供給し撹拌混合してスラリー状土壌することによって、塊状の土壌が解れ、また砂利等を包み込んでいた土壌塊が離脱し解れて微細化する。
【０１０４】
さらに土壌の表面に付着している有機塩素化合物を、供給した水による洗浄作用および土壌の土粒子同士の擦り作用によって、供給した水に離脱、溶出させることができる。
【０１０５】
さらに、スラリー状土壌に零価の鉄粉を含む金属還元剤を供給し攪拌混合して混合物１５とすることによって、比表面積のより大きい微細化した土壌粒子間に微粉状の金属還元剤を均一に分散させることができる。
【０１０６】
さらに土壌塊が離脱した砂利等の表面にも金属還元剤が接触しやすい状態にすることができる。
【０１０７】
また水に溶出した有機塩素化合物も金属還元剤と直に接触し分解反応を促進させることができる。
【０１０８】
また、掘削土壌１に、金属還元剤、水をほぼ同時に供給し撹拌混合してスラリー状の混合物とする処理ステップにしても前記したような効果が得られるが、掘削土壌１に水を供給し、十分に撹拌混合してスラリー状土壌とし、土壌の微細化、有機塩素化合物を水に溶出させた後、金属還元剤を供給し撹拌混合を継続して混合物１５とすることよって、より金属還元剤を土壌全体に均一にしかも短時間で分散させることができる。
【０１０９】
さらに、必要な零価の鉄粉を含む金属還元剤の量を最小限に抑えるとともに、大型で複雑な処理装置を用いる必要がない。
【０１１０】
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１を、確実に、さらに環境基準値以下に処理することができる。
【０１１１】
さらに、予め水と金属還元剤と混合した後、スラリー状土壌に供給し撹拌混合して混合物１５とすることによって、金属還元剤の空気との接触による酸化、凝集を防止するとともに金属還元剤を土壌全体により均一にしかも短時間で分散させることができる。
【０１１２】
また、密閉された容器４内で養生させることで、混合物１５の漏洩を防止して安定した分解反応を持続させることができる。
【０１１３】
また、前記養生期間中に、水と撹拌混合した金属還元剤を、開閉弁１４ａを一定時間開として一定量を供給管１４から容器４内の混合物１５に供給し、モータ６への通電を制御して攪拌翼７を一定時間回転駆動して攪拌混合する。
【０１１４】
即ち、掘削土壌１に、金属還元剤、水を攪拌混合してこれらの混合物１５とする混合の初期段階と養生期間中に亘って、金属還元剤を分割して供給し攪拌混合するものである。
【０１１５】
従来は、汚染された掘削土壌１とこれに供給する全量の金属還元剤を初期段階に混合した後、静置させたままで養生させる。
【０１１６】
このため養生期間において、土壌中に存在する様々な物質と反応して金属還元剤の表面に皮膜が形成され、または不働態化されて表面が活性劣化して有機塩素化合物の分解反応が阻害され、初期段階に混合した金属還元剤の全量を養生期間全体に亘って有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させることできない。
【０１１７】
このため有機塩素化合物を確実に浄化処理することが困難である。また初期段階においてより多く鉄粉の供給量を必要とし養生期間も長くなる。
【０１１８】
これに対して、本発明においては、混合物１５とする混合の初期段階を含めて養生期間中に金属還元剤を分割（段階的）して供給し攪拌混合するものである。これによって供給した金属還元剤の表面の活性劣化を最小限に止め、かつ養生期間中に表面の活性劣化のない新規の金属還元剤を混合物１５中に存在させることができる。
【０１１９】
したがって供給した金属還元剤を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させるともに、養生期間の全体に亘って分解反応をより平均化させ、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【０１２０】
また必要とする金属還元剤の供給量を従来よりも少なくすることができる。
【０１２１】
さらに、養生期間中における金属還元剤の供給を、例えば容器４内の混合物１５の有機塩素化合物の汚染濃度変化を検出しながら汚染濃度が一定値以上で減少傾向が見られないときに行うことによって、有機塩素化合物をより効果的にかつ確実に浄化処理することができる。
【０１２２】
また、混合物１５とする混合の初期段階および養生期間中の金属還元剤の供給時ごとに、粒径または材質の異なる金属還元剤を選択して供給してもよく、また金属還元剤の供給量を変えて供給するようにしてもよい。
【０１２３】
例えば、養生期間の後半において、表面積が大きく土壌粒子間により浸透しやすい小粒径の金属還元剤またはより表面の還元活性の高い金属還元剤を供給するか、または養生期間の後半に金属還元剤の供給量をより多くする。
【０１２４】
さらに前記方法の組み合わせ等を実施することができる。
【０１２５】
これによって、養生期間の全体に亘って分解反応を促進させ、有機塩素化合物を効果的にかつ確実に浄化処理することができる。
【０１２６】
また従来は、混合の初期段階には金属還元剤が土壌中で比較的均一に分散しているが、時間経過とともに凝集し、さらに粘性土のように比較的細粒分が多い土壌においては団粒化しやすい。
【０１２７】
これらによって土壌中で金属還元剤が不均一な分散となって、金属還元剤による有機塩素化合物の分解効率が悪化する。
【０１２８】
これに対して、本発明においては、養生期間中における金属還元剤の供給とともに、混合物１５を攪拌混合させる。これによって金属還元剤の凝集および土壌の団粒化を抑制し、土壌中に金属還元剤を均一に分散させることができる。
【０１２９】
したがって供給した金属還元剤を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させて、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【０１３０】
また必要とする金属還元剤の供給量をより少なくすることができる。
【０１３１】
また、養生期間中に金属還元剤の供給とともに、混合物１５を攪拌混合させるようにしたが、前記金属還元剤の供給時を含めて養生期間中に、混合物を連続または一定時間ごとに撹拌混合させることによって、混合物中のより粒径の大きい土壌の容器下部への沈降、土壌の団粒化を防止しさらに金属還元剤の凝集を防止して、金属還元剤の土壌への均一な分散および有機塩素化合物の水中への溶出促進を図り、金属還元剤と有機塩素化合物との接触を促進し、金属還元剤を有機塩素化合物の分解に有効に作用させることができる。
【０１３２】
したがって有機塩素化合物を確実に、さらに経済的に処理し無害化することができる。
【０１３３】
また、養生期間中に、金属還元剤を容器４内の混合物１５に供給するときに、有機塩素化合物の溶出促進剤である界面活性剤または有機溶剤も同時に混合物１５に供給し攪拌混合するか、または養生期間中に溶出促進剤を単独に混合物１５に供給し攪拌混合する。
【０１３４】
即ち、掘削土壌１に、金属還元剤、水を攪拌混合してこれらの混合物１５とする混合の初期段階と養生期間中に亘って、溶出促進剤を分割（段階的）して供給し攪拌混合するものである。
【０１３５】
これによって、溶出促進剤の過剰な供給を抑制するとともに、供給時に混合物１５を攪拌混合することによって、掘削土壌１の表面に付着している有機塩素化合物の離脱、溶出を促進させ、金属還元剤による分解効率をより向上させることができる。
【０１３６】
また、容器４とは別設でより容積の大きい例えば還元剤混合槽内（図示なし）またはミキサー（図示なし）において掘削土壌、金属還元剤、水を撹拌混合して混合物１５とし、この混合物１５を複数の容器４内に移し変えて養生させてもよいが、前記したように、容器４内で掘削土壌１、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水を撹拌混合してスラリー状の混合物１５とし、さらに同じ容器４内で混合物１５を養生させるようにしたもので、処理工程の簡略化を図ることができる。
【０１３７】
さらに、容器４の蓋体５に、撹拌混合手段であるモータ６により回転駆動される撹拌翼７を固定し、さらに容器４内に水を供給する開閉弁８ａを有する供給管８を開口させて接続させてある。また前記容器４と蓋体５は着脱自在に構成され、さらに蓋体５と供給管８、蓋体５とモータ６および撹拌翼７は、各々相互に着脱自在に構成されているので構成、操作の簡素化を図ることができる。
【０１３８】
以上のように、本発明の汚染土壌の浄化処理方法によれば、養生期間中に金属還元剤を分割（段階的）して供給し攪拌混合するこれによって、供給した金属還元剤の表面の活性劣化を最小限に止め、かつ養生期間中に表面の活性劣化のない新規の金属還元剤を混合物１５中に存在させることができる。
【０１３９】
したがって供給する金属還元剤の全体量を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させるともに、養生期間の全体に亘って分解反応をより平均化させ、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【０１４０】
さらに、養生期間中に金属還元剤の供給とともに、混合物１５を攪拌混合させる。これによって金属還元剤の凝集および土壌の団粒化を抑制し、土壌中への金属還元剤の均一な分散ともに、有機塩素化合物と金属還元剤との接触を促進させることができる。したがって供給する金属還元剤を有機塩素化合物の分解反応に有効に作用させて、有機塩素化合物を確実に浄化処理することができる。
【０１４１】
さらに密閉された容器４内で養生させることで安定した分解反応を生じさせ、汚染土壌を確実に浄化処理することができる。
【０１４２】
また、必要な零価の鉄粉を含む金属還元剤を最小限に抑え、さらに大型で複雑な処理装置を用いる必要がない。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、さらに経済的に処理し無害化することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
有害物質に汚染された土壌の浄化を必要とする広範囲の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の一実施例の汚染土壌の処理方法のブロック構成図
【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】
【０１４５】
１ 掘削土壌
２ 選別装置
２ａ 振動篩
２ｂ ベッセル
３ 大型混入物（石、ガラ）
４ 容器
５ 蓋体
６ モータ（攪拌手段）
７ 攪拌翼（攪拌手段）
８ 供給管
８ａ 開閉弁
９ 貯留容器
１０ 金属還元剤供給口
１１ 供給管
１２ モータ（攪拌手段）
１３ 攪拌翼（攪拌手段）
１４ 供給管
１４ａ 開閉弁
１５ 混合物
【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と、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水とを撹拌混合して混合物とし、前記混合物を容器内で一定期間養生させるとともに、前記養生期間中に金属還元剤を混合物に供給し撹拌混合し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。
【請求項２】
前記養生期間中に有機塩素化合物の溶出促進剤を混合物に供給し撹拌混合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】
前記養生期間中に、混合物を連続または一定時間ごとに撹拌混合させることを特徴とする請求項１または２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と、零価の鉄粉を含む金属還元剤、水とを撹拌混合して混合物とし、前記混合物を容器内で一定期間養生させるとともに、前記養生期間中に金属還元剤を混合物に供給し撹拌混合し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。
【請求項２】
前記養生期間中に有機塩素化合物の溶出促進剤を混合物に供給し撹拌混合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】
前記養生期間中に、混合物を連続または一定時間ごとに撹拌混合させることを特徴とする請求項１または２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２００７−２０９８２８（Ｐ２００７−２０９８２８Ａ）
【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２００５−２９０９６０（Ｐ２００５−２９０９６０）
【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）】
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