汚染土浄化方法及び汚染土浄化装置
【解決手段】反応槽４においてイオン化促進剤を含む溶液２に汚染土１を混合させると、第一の処理液３において粘性土類を含む汚染土１からイオン交換により重金属類や放射性同位体などの汚染物質が分離する。接触槽５においては、汚染物質を吸着し得る吸着剤を収容した吸着容器１２を回転装置２８，３３に設け、第一の処理液３を吸着容器１２に通して吸着剤に接触させ、汚染物質を吸着した吸着剤を吸着容器１２に残すとともに、汚染物質が除去された第二の処理液２１を再利用することができる。
【効果】粘性土類を含む汚染土１から汚染物質を除去する場合に、汚染物質を容易に分離して効率良く回収するとともに、分別された吸着剤を産業廃棄物として処分する場合に、その産業廃棄物の処分量を少なくすることができる。
【効果】粘性土類を含む汚染土１から汚染物質を除去する場合に、汚染物質を容易に分離して効率良く回収するとともに、分別された吸着剤を産業廃棄物として処分する場合に、その産業廃棄物の処分量を少なくすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土から重金属類や放射性同位体などの汚染物質を除去する汚染土浄化方法及び汚染土浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種の製造工場またはその跡地の土壌や自然由来の汚染土壌などを盛土として使用した土地が重金属類などの汚染物質により汚染されている場合があることが明らかとなり、それらの土地の浄化が行なわれている。また、重金属類などの汚染物質ばかりではなく、最近発生した東日本大震災により生じた汚染土壌、特に放射性汚染が深刻な社会問題となっている。
【０００３】
従来、例えば下記の特許文献１に示すように、洗浄機で土砂同士の摩擦などにより土砂の表面から汚染物質を離脱させた後に、分離装置で土砂に振動を付与するとともに気泡を吹き付けて土砂を沈降させることにより、土砂と汚染物質とを分離する手段が知られている。また、例えば下記の特許文献２に示すように、土砂を濃縮したものに電解酸化処理を行なうことにより、重金属類などの汚染物質を酸化分解して無害化する手段が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５４０６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７９８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したいずれの手段も、土砂に含まれる汚染物質を除去することは、土砂に対する汚染物質の分離性がある程度良いために可能であるが、粘性土、または、その粘性土を含む濁水に含まれる汚染物質を除去することは、粘性土に対する汚染物質の分離性が悪いために困難であった。また、汚染土壌から分別された後に、汚染物質が含まれた粘性土、または、その粘性土を含む濁水は、汚染土壌の約２０％にも及び、それらを産業廃棄物として処分した場合に環境面やコスト面で問題となっていた。
【０００６】
この発明は、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土から汚染物質を除去する場合に、汚染物質を容易に分離して効率良く回収するとともに、分別された吸着剤を産業廃棄物として処分する場合に、その産業廃棄物の処分量を少なくすることができる汚染土浄化方法及び汚染土浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
後記実施形態（図１〜３に示す第１実施形態、図４〜６に示す第２実施形態）の図面の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明にかかる汚染土浄化方法（第１，２実施形態に対応）においては、イオン化促進剤を汚染土（１）に混合させ、例えばイオン化促進剤を含む溶液（２）に汚染土（１）を混合させ、例えばその溶液（２）でそのイオン化促進剤によりイオン交換を行なって、重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を汚染土（１）から分離した第一の処理液（３）を吸着剤（１９）に接触させ、その第一の処理液（３）から汚染物質を吸着した吸着剤(１９)を分離して第一の処理液（３）を吸着剤（１９）と第二の処理液（２１）とに分別する。
【０００８】
請求項１の発明では、第一の処理液（３）においてイオン交換により汚染土（１）から汚染物質を予め分離させたので、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）から汚染物質を容易に分離させることができる。その後に、第一の処理液（３）の汚染物質を吸着剤(１９)により吸着したので、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）から分離した汚染物質を吸着剤(１９)により効率良く回収することができる。さらに、第一の処理液（３）を吸着剤(１９)と第二の処理液(２１)とに分別したので、吸着剤(１９)を産業廃棄物として処分することができ、汚染物質を除去して残った第二の処理液(２１)については再利用することができる。
【０００９】
請求項１の発明を前提とする請求項２の発明にかかる汚染土浄化方法（第１，２実施形態に対応）においては、汚染物質を吸着し得る吸着剤（１９）を収容した吸着容器（１２）に第一の処理液（３）を通して吸着剤（１９）に接触させ、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を吸着容器（１２）に残すとともに、汚染物質が除去された第二の処理液（２１）を吸着容器（１９）から回収して、第一の処理液（３）から、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を分離する。
【００１０】
請求項２の発明では、吸着剤（１９）を収容した吸着容器（１２）を利用して、汚染物質を吸着した吸着剤(１９)を効率良く第二の処理液(２１)と分別して回収することができる。
【００１１】
請求項２の発明を前提とする請求項３の発明にかかる汚染土浄化方法（第１，２実施形態に対応）においては、前記吸着容器（１２）に収容した吸着剤（１９）に対し相対動する処理液（３，２１）を接触させる。
【００１２】
請求項３の発明では、吸着容器（１２）において吸着剤（１９）に対し処理液（３，２１）が相対動しながら接触するので、処理液（３，２１）の汚染物質を分離させ易くするとともに吸着剤（１９）に吸着させ易くすることができる。
【００１３】
請求項４の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）に設けた槽（４，５）においては、重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を吸着し得る吸着剤（１９）を収容した吸着容器（１２）を有し、イオン化促進剤を混合させた汚染土（１）でイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液（３）をこの吸着容器（１２）に通して吸着剤（１９）に接触させて、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を吸着容器（１２）に残すとともに、汚染物質が除去された第二の処理液（２１）を吸着容器（１２）から回収して、第一の処理液（３）から、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を分離する。
【００１４】
請求項４の発明では、第一の処理液（３）において、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）からイオン交換により汚染物質を容易に分離させることができる。また、吸着剤（１９）を収容した吸着容器（１２）を利用して汚染物質を吸着剤(１９)により吸着し、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）から分離した汚染物質を吸着剤(１９)により効率良く第二の処理液(２１)と分別して回収することができる。さらに、第一の処理液（３）を吸着剤(１９)と第二の処理液(２１)とに分別して、吸着剤(１９)を産業廃棄物として処分することができ、汚染物質を除去して残った第二の処理液(２１)については再利用することができる。
【００１５】
請求項５の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）は、下記の反応槽（４）と接触槽（５）とを備えている。前記反応槽（４）では、イオン化促進剤を汚染土（１）に混合させ、例えばイオン化促進剤を含む溶液（２）に汚染土（１）を混合させる。前記接触槽（５）では、重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を吸着し得る吸着剤を収容した吸着容器（１２）を有し、イオン化促進剤を混合させた汚染土（１）で、例えば汚染土（１）を混合した溶液（２）でイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液（３）をこの吸着容器（１２）に通して吸着剤（１９）に接触させて、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を吸着容器（１２）に残すとともに、汚染物質が除去された第二の処理液（２１）を吸着容器（１２）から回収して、第一の処理液（３）から、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を分離する。
【００１６】
請求項５の発明では、反応槽（４）の第一の処理液（３）において、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）からイオン交換により汚染物質を容易に分離させることができる。また、接触槽（５）においては、吸着剤（１９）を収容した吸着容器（１２）を利用して汚染物質を吸着剤(１９)により吸着し、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）から分離した汚染物質を吸着剤(１９)により効率良く第二の処理液(２１)と分別して回収することができる。さらに、接触槽（５）においては、第一の処理液（３）を吸着剤(１９)と第二の処理液(２１)とに分別して、吸着剤(１９)を産業廃棄物として処分することができ、汚染物質を除去して残った第二の処理液(２１)については再利用することができる。しかも、反応槽（４）と接触槽（５）とに分けたので、それぞれの槽（４，５）の機能を高めることができる。
【００１７】
請求項４または請求項５の発明を前提とする請求項６の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）は、吸着剤（１９）を収容した収容室（１６）と、その収容室（１６）に処理液（３，２１）を供給する入口（１７）と、その収容室（１６）から処理液（３，２１）を排出する出口（１７）とを備えている。
【００１８】
請求項６の発明では、吸着容器（１２）において、処理液（３，２１）を収容室（１６）に入口（１７）と出口（１７）を通して給排して吸着剤(１９)に効率良く接触させることができる。
【００１９】
請求項６の発明を前提とする請求項７の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）においては、前記吸着容器（１２）の収容室（１６）とその収容室（１６）に収容された吸着剤（１９）との間で相対動を生じさせる付与手段（７，８，２８，３３）を備えている。例えば、付与手段は接触槽（５）で吸着剤（１９）に対し吸着容器（１２）を動かす可動手段（７，８，２８，３３）である。例えば、可動手段は、吸着容器（１２）が公転する回転装置（２８，３３）であり、または、吸着容器（１２）が公転するとともに自転する回転装置（７，８）である。例えば、複数の回転装置（７，８，２８，３３）を並設し、各回転装置（７，８，２８，３３）において吸着容器（１２）の公転向きや自転向きを互いに変更する。そのほか、付与手段としては、吸着容器（１２）を回転や振動などにより動かすばかりでなく、処理液（３，２１）に攪拌や振動などによる流れを与えたりすることができる。
【００２０】
請求項７の発明では、吸着容器（１２）において吸着剤（１９）に対し処理液（３，２１）が付与手段（７，８，２８，３３）により相対動しながら接触するので、処理液（３，２１）の汚染物質を分離させ易くするとともに吸着剤（１９）に吸着させ易くすることができる。
【００２１】
次に、請求項以外の技術的思想について実施形態の図面の符号を援用して説明する。
請求項６の発明を前提とする第８の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）は、閉じられた外壁（１３）の内側に収容室（１６）を有し、その外壁（１３）には入口及び出口に該当する複数の貫通路（１７）を配設している。また、第８の発明を前提とする第９の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）の外壁（１３）は、筒状の外周壁（１４）と、その外周壁（１４）の両端側を塞ぐ外端壁（１５）とを有し、その外周壁（１５）に複数の貫通路（１７）を配設している。吸着容器（１２）の形態としては、第９の発明のように中空筒であっても、中空球であってもよく、中空体であれば特に限定しない。第８，９の発明では、吸着容器（１２）内に閉じ込めた吸着剤（１９）に対し、入口と出口とを兼用する複数の貫通路（１７）を通して収容室（１６）に給排させた処理液（３，２１）を効率良く接触させることができる。
【００２２】
第８の発明または第９の発明を前提とする第１０の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）は、回転中心軸（１０）の回転中心（１０ａ）に対する所定の半径位置で例えば腕部（１１）や筒体（３６）の内側などの支持部になどに支持されている。例えば、腕部（１１）は回転中心軸（１０）の回転方向に沿って複数配設されている。第１０の発明では、吸着容器（１２）が回転中心軸（１０）を中心に公転し、その公転により、吸着剤（１９）に対し処理液（３，２１）が相対動しながら接触するので、処理液（３，２１）の汚染物質を分離させ易くするとともに吸着剤（１９）に吸着させ易くすることができる。
【００２３】
第１０の発明を前提とする第１１の発明にかかる汚染土浄化装置（第１実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）は、回転中心軸（１０）の回転中心（１０ａ）と平行な回転中心（１２ａ）で例えば腕部（１１）などの支持部に対し回転可能に支持されている。第１１の発明では、吸着容器（１２）が公転するとともに自転するので、吸着剤（１９）に対する処理液（３，２１）の相対動を助長することができる。
【００２４】
第１１の発明を前提とする第１２の発明にかかる汚染土浄化装置（第１実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）の外側には羽根（１８）を設けている。第１２の発明では、回転中心軸（１０）とともに回転する例えば腕部（１１）などの支持部の回転力により羽根（１８）が処理液（３，２１）から抵抗圧力を受けるので、回転中心（１２ａ）を中心とする吸着容器（１２）の回転力を高めることができる。
【００２５】
第１０の発明を前提とする第１３の発明にかかる汚染土浄化装置（第２実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）は回転中心軸（１０）の回転中心（１０ａ）で回転する筒体（３６）内の空洞で例えば腕部（１１）や筒体（３６）の内側などの支持部に支持されている。第１３の発明では、吸着容器（１２）が公転する回転装置（２８，３３）としてコンパクトにまとめることができる。
【００２６】
第１３の発明を前提とする第１４の発明にかかる汚染土浄化装置（第２実施形態に対応）において、前記筒体（３６）の外側には羽根（１８）を設けている。第１４の発明では、第二の処理液(２１)に対する攪拌機能を高めることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）から汚染物質を除去する場合に、汚染物質を容易に分離して効率良く回収するとともに、分別された吸着剤(１９)を産業廃棄物として処分する場合に、その産業廃棄物の処分量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態にかかる汚染土浄化装置を正面側から見た概略断面図である。
【図２】第１実施形態にかかる汚染土浄化装置を側面側から見た概略断面図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態にかかる汚染土浄化装置の回転装置に支持された吸着容器を示す概略断面図であり、（ｂ）は同じく概略断面図である。
【図４】第２実施形態にかかる汚染土浄化装置を正面側から見た概略断面図である。
【図５】（ａ）は第２実施形態にかかる汚染土浄化装置の回転装置を示す図４の拡大図であり、（ｂ）はこの回転装置を側面側から見た概略断面図である。
【図６】（ａ）は第２実施形態にかかる汚染土浄化装置の回転装置に支持された吸着容器を示す概略断面図であり、（ｂ）は同じく概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
まず、本発明の第１実施形態にかかる汚染土浄化方法及び汚染土浄化装置について図１〜３を参照して説明する。
図１，２に示す汚染土浄化装置は、既存の各種装置を利用して分別前の汚染土壌などを段階的に分別することができる分別システム（図示せず）の一環として設置され、分別された汚染土１をイオン化促進剤含有溶液２に混合させてそのイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液３を得る反応槽４と、その第一の処理液３から重金属類や放射性同位体などの汚染物質を分離する接触槽５とを備えている。
【００３０】
汚染土１は、２ｍｍ以下に細分化された粘性土、または、その粘性土を含む濁水を主体とし、比重が４以上であるクロムや鉄やニッケルや銅や亜鉛やカドミウムやスズやモリブデンやタングステンや水銀や鉛などの重金属類、または、セシウムやストロンチウムなどの放射性同位体などの汚染物質を含み、反応槽４に搬入される。イオン化促進剤とはイオン化傾向剤や腐食酸などを粉体または溶剤にして混合したものである。イオン化傾向とは溶液中（主に水溶液中）における元素(主に金属)のイオンヘのなり易さの相対尺度を示し、イオン化傾向剤としてはカリウム化合物やカルシウム化合物やナトリウム化合物やマグネシウム化合物や銅化合物や銀化合物などを利用する。腐食酸としてはイオン交換容量を増加させるフルボン酸やフミン酸などを利用する。そのほか、イオン化促進剤としてリグニンスルホン酸塩などを利用してもよい。この反応槽４の下部には前記接触槽５の下部に連通する底通路６が開閉可能に設けられている。
【００３１】
この接触槽５内には一対の回転装置７，８が可動手段（相対動付与手段）として設けられている。両回転装置７，８においては、駆動モータ９により回転する回転中心軸１０の回転方向に沿って複数の腕部１１が互いに間隔をあけて配設され、各腕部１１には回転中心軸１０の回転中心１０ａ対する所定の半径位置で吸着容器１２が着脱可能に取り付けられている。
【００３２】
吸着容器１２は回転中心軸１０の回転中心１０ａと平行な回転中心１２ａで回転可能に腕部１１に対し支持されている。図３に示すように、吸着容器１２において、閉じられた外壁１３は円筒状の外周壁１４とその外周壁１４の両端側を塞ぐ外端壁１５とを有し、その外壁１３の内側には収容室１６が設けられているとともに、その外周壁１４には入口及び出口に該当する複数の貫通路１７が配設されている。両外端壁１５は外周壁１４に対し着脱し得る。吸着容器１２の外周壁１４の外側には回転中心１２ａに沿って延びる複数の羽根１８が吸着容器１２の回転方向に沿って互いに間隔をあけて配設されている。両回転装置７，８において回転中心軸１０の回転向きＸ７，Ｘ８は互いに逆になっており、回転中心軸１０とともに回転する腕部１１の回転力により羽根１８が抵抗圧力を受けて吸着容器１２が回転中心１２ａで回転し、吸着容器１２の回転向きＹ７，Ｙ８と回転中心軸１０の回転向きＸ７，Ｘ８とが互いに逆になる。
【００３３】
吸着容器１２の収容室１６には重金属類や放射性同位体などの汚染物質を吸着し得る複数の吸着剤１９が収容室１６の容積の６〜８割程度を占めるように収容されている。吸着剤１９としては、人工または天然のゼオライトや活性炭などを利用することができる。
【００３４】
さて、７５μｍ程度まで細分化された粘性土、または、その粘性土を含む濁水を主体とする汚染土１を反応槽４に搬入するとともに、イオン化傾向剤や腐食酸などを粉体または溶剤にして混合したイオン化促進剤含有溶液２を反応槽４に搬入し、反応槽４内を攪拌して汚染土１とイオン化促進剤含有溶液２とを混合すると、第一の処理液３が生成される。第一の処理液３においては、イオン化促進剤によりイオン交換が行なわれ、重金属類や放射性同位体などの汚染物質が汚染土１から分離される。そのような第一の処理液３は底通路６を通って接触槽５に送られる。
【００３５】
接触槽５では、両回転装置７，８において、吸着容器１２が回転中心軸１０の回転中心１０ａを中心に公転するとともに回転中心１２ａを中心に自転し、しかも、両回転中心軸１０の回転向きＸ７，Ｘ８が互いに逆になっているとともに、吸着容器１２の回転向きＹ７，Ｙ８と回転中心軸１０の回転向きＸ７，Ｘ８とが互いに逆になっているため、複雑な乱流が生じるとともに、各吸着容器１２の収容室１６で吸着剤１９が複雑に動く。従って、第一の処理液３と吸着容器１２と吸着剤１９とが激しく相対動しながら、反応槽４から接触槽５に送られた第一の処理液３が各吸着容器１２の各貫通路１７を何回も出入して収容室１６で吸着剤１９に接触する。その結果、各吸着容器１２内で重金属類や放射性同位体などの汚染物質が吸着剤１９に吸着されて残り、第一の処理液３から吸着剤１９により汚染物質を吸着して残った第二の処理液２１が、接触槽５に溜まって、接触槽５の上部に開閉可能に設けられた溢水口２０から排出される。第二の処理液２１では吸着剤１９によりかなりの汚染物質が除去されるため、溢水口２０から排出された第二の処理液２１を脱水して、ミネラル分の高めた土壌として再利用することができる。各吸着容器１２内で残った吸着剤１９は、吸着容器１２を腕部１１から離脱させるとともに両外端壁１５を開いて捨てることができる。
【００３６】
次に、本発明の第２実施形態にかかる汚染土浄化方法及び汚染土浄化装置について第１実施形態との相違点を中心に図４〜６を参照して説明する。
図４に示す汚染土浄化装置も、第１実施形態と同様に、既存の各種装置を利用して分別前の汚染土壌などを段階的に分別することができる分別システム（図示せず）の一環として設置され、分別された汚染土１をイオン化促進剤含有溶液２に混合させてそのイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液３を得る反応槽４と、その第一の処理液３から重金属類や放射性同位体などの汚染物質を分離する第一及び第二の接触槽５ａ，５ｂを並設した接触槽５と、第一の処理液３から汚染物質を除去して残った第二の処理液２１を排出する排出槽２３とを備えている。
【００３７】
第１実施形態と同様な汚染土１は反応槽４に搬入される。この反応槽４の下部には前記第一の接触槽５ａの下部に連通する底通路６が開閉可能に設けられている。反応槽４内の上部及び下部には攪拌装置（攪拌羽根２４、攪拌ポンプ２５）が設けられている。
【００３８】
第一の接触槽５ａ内は、反応槽４に対し底通路６を介して連通する滞留室２６と、第一の接触槽５ａと第二の接触槽５ｂとの境界部上側で滞留室２６より上方に設けられた接触室２７とに区分され、滞留室２６と接触室２７とが上昇流路２７ａにより連通されている。接触室２７には回転装置２８が可動手段（相対動付与手段）として設けられている。上昇流路２７ａの付近で接触室２７にはエア流発生装置（エア噴出口２９）が設けられている。滞留室２６の下部には攪拌装置（攪拌ポンプ２５）が設けられている。
【００３９】
第二の接触槽５ｂ内は、第一の接触槽５ａと第二の接触槽５ｂとの境界部で縦通路３０を介して第一の接触槽５ａの接触室２７と連通する滞留室３１と、第二の接触槽５ｂと排出槽２３との境界部上側で滞留室３１より上方に設けられた接触室３２とに区分され、滞留室３１と接触室３２とが上昇流路３２ａにより連通されている。接触室３２には回転装置３３が可動手段（相対動付与手段）として設けられている。上昇流路３２ａの付近で接触室３２にはエア流発生装置（エア噴出口２９）が設けられている。滞留室３１の下部には攪拌装置（攪拌ポンプ２５）が設けられている。
【００４０】
排出槽２３内は第二の接触槽５ｂと排出槽２３との境界部で縦通路３４を介して第二の接触槽５ｂの接触室３２と連通している。排出槽２３内の下部には攪拌装置（攪拌ポンプ２５）が設けられている。攪拌ポンプ２５より上方で排出槽２３内に設けられたサンドポンプ３５には排出管３５ａが接続されている。
【００４１】
前記回転装置２８，３３においては、図５に示すように、図示しない駆動モータにより回転する回転中心軸１０の回転方向に沿って複数の腕部１１が互いに間隔をあけて配設され、回転中心軸１０とともに各腕部１１を介して回転する円筒体３６の内側の空洞で、吸着容器１２が各腕部１１に対し回転中心軸１０の回転中心１０ａに対する所定の半径位置に着脱可能に取り付けられている。円筒体３６の外側には回転中心１０ａに沿って延びる複数の羽根１８が円筒体３６の回転方向に沿って互いに間隔をあけて配設されている。回転装置２８，３３において、回転中心軸１０とともに回転する腕部１１の回転力により羽根１８が抵抗圧力を受ける。
【００４２】
図６に示すように、吸着容器１２において、閉じられた外壁１３は円筒状の外周壁１４とその外周壁１４の両端側を塞ぐ外端壁１５とを有し、その外壁１３の内側には収容室１６が設けられているとともに、その外周壁１４には入口及び出口に該当する複数の貫通路１７が配設されている。両外端壁１５は外周壁１４に対し着脱し得る。
【００４３】
吸着容器１２の収容室１６には重金属類や放射性同位体などの汚染物質を吸着し得る複数の吸着剤１９が収容室１６の容積の６〜８割程度を占めるように収容されている。吸着剤１９としては、人工または天然のゼオライトや活性炭などを利用することができる。
【００４４】
さて、７５μｍ程度まで細分化された粘性土、または、その粘性土を含む濁水を主体とする汚染土１を反応槽４に搬入するとともに、イオン化傾向剤や腐食酸などを粉体または溶剤にして混合したイオン化促進剤含有溶液２を反応槽４に搬入し、反応槽４内を攪拌羽根２４や攪拌ポンプ２５により攪拌して汚染土１とイオン化促進剤含有溶液２とを混合すると、第一の処理液３が生成される。第一の処理液３においては、イオン化促進剤によりイオン交換が行なわれ、重金属類や放射性同位体などの汚染物質が汚染土１から分離される。そのような第一の処理液３は、底通路６を通って第一の接触槽５ａの滞留室２６に送られ、攪拌ポンプ２５により攪拌されながら、さらに上昇流路２７ａから第一の接触槽５ａの接触室２７に送られる。
【００４５】
第一の接触槽５ａの接触室２７では、回転装置２８において、円筒体３６及び各吸着容器１２が回転中心軸１０の回転中心１０ａを中心に公転するため、円筒体３６の各羽根１８やエア噴出口２９からのエア流により攪拌及び洗浄され、両端面側が開放された円筒体３６の内外で複雑な乱流が生じるとともに、各吸着容器１２の収容室１６で吸着剤１９が複雑に動く。従って、第一の処理液３と各吸着容器１２と吸着剤１９とが激しく相対動しながら、反応槽４から滞留室２６を経て接触室２７に送られた第一の処理液３が各吸着容器１２の各貫通路１７を何回も出入して収容室１６で吸着剤１９に接触する。その結果、各吸着容器１２内で重金属類や放射性同位体などの汚染物質が吸着剤１９に吸着されて残り、第一の処理液３から吸着剤１９により汚染物質を吸着して残った第二の処理液２１（２１ａ）が、縦通路３０を通して第二の接触槽５ｂの滞留室３１に送られ、さらに上昇流路３２ａから第二の接触槽５ｂの接触室３２に送られる。
【００４６】
第二の接触槽５ｂの接触室３２においても、第一の接触槽５ａの接触室２７の場合と同様に処理され、第二の処理液２１（２１ａ）から吸着剤１９により汚染物質を吸着して残った第二の処理液２１（２１ｂ）が、縦通路３４を通して排出槽２３に送られ、攪拌ポンプ２５により攪拌されながら、サンドポンプ３５により排出管３５ａから排出される。第二の処理液２１（２１ｂ）では吸着剤１９によりかなりの汚染物質が除去されるため、排出管３５ａから排出された第二の処理液２１（２１ｂ）を脱水して、ミネラル分の高めた土壌として再利用することができる。回転装置２８，３３において各吸着容器１２内で残った吸着剤１９は、吸着容器１２を腕部１１から離脱させるとともに両外端壁１５を開いて捨てることができる。
【００４７】
本実施形態は下記の効果を有する。
（１） 第１，２実施形態の反応槽４において、イオン化促進剤を含む溶液２に汚染土１を混合させたので、第一の処理液３において、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土１からイオン交換により重金属類や放射性同位体などの汚染物質を容易に分離させることができる。
【００４８】
（２） 第１，２実施形態の接触槽５において、吸着剤１９を収容した吸着容器１２を利用して第一の処理液３の汚染物質を吸着剤１９により吸着し、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土１から分離した汚染物質を吸着容器１２の吸着剤１９により効率良く回収することができる。
【００４９】
（３） 第１，２実施形態の接触槽５において、第一の処理液３を吸着容器１２の吸着剤１９と第二の処理液２１とに分別したので、吸着剤１９を吸着容器１２から排出して産業廃棄物として処分することができ、汚染物質を除去して残った第二の処理液２１については再利用することができる。
【００５０】
（４） 第１実施形態の接触槽５において吸着容器１２が公転するとともに自転し、また、第２実施形態の接触槽５において吸着容器１２が公転するので、吸着容器１２の吸着剤１９に対する処理液３，２１の相対動を助長して、複数の貫通路１７を通して収容室１６に給排させた処理液３，２１を吸着剤１９に接触させ、処理液３，２１の汚染物質を分離させ易くするとともに吸着剤１９に吸着させ易くすることができる。
【００５１】
前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。
・ 可動手段（付与手段）としては、第１実施形態の回転装置７，８や第２実施形態の回転装置２８，３３以外に、吸着容器１２に振動を与える振動付与装置を接触槽５に設置したり、付与手段としては、反応槽４や接触槽５において処理液３，２１に攪拌や振動などによる流れを与える各種の付与装置を設置したりすることができる。
【００５２】
・ 図示しないが、第一の処理液３が吸着剤と接触しながら滞留して通過する吸着容器を接触槽５に設けることができる。
・ 第１，２実施形態の接触槽５において回転装置７，８，２８，３３の数を増減することができる。
【００５３】
・ 第１，２実施形態の反応槽４と接触槽５とからなる汚染土浄化装置を複数直列または並列接続することができる。
・ 第１，２実施形態において、吸着剤１９を収容する吸着容器１２も吸着剤により成形することができる。また、吸着剤１９を省略して吸着容器１２を吸着剤としても機能させることができる。
【００５４】
・ 第１，２実施形態において、反応槽４と接触槽５とを一つの槽としてまとめ、その槽に汚染土１をイオン化促進剤含有溶液２に混合させて搬入するとともに、回転装置７，８，２８，３３を設けることができる。
【００５５】
・ 第２実施形態において、第１実施形態と同様に、吸着容器１２を公転に加えて自転させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…汚染土、２…イオン化促進剤含有溶液、３，２１…処理液、４…反応槽、５…接触槽、７，８…回転装置（可動手段、付与手段）、１２…吸着容器、１６…吸着容器の収容室、１７…吸着容器の貫通路（入口、出口）、１９…吸着剤、２８，３３…回転装置（可動手段、付与手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土から重金属類や放射性同位体などの汚染物質を除去する汚染土浄化方法及び汚染土浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種の製造工場またはその跡地の土壌や自然由来の汚染土壌などを盛土として使用した土地が重金属類などの汚染物質により汚染されている場合があることが明らかとなり、それらの土地の浄化が行なわれている。また、重金属類などの汚染物質ばかりではなく、最近発生した東日本大震災により生じた汚染土壌、特に放射性汚染が深刻な社会問題となっている。
【０００３】
従来、例えば下記の特許文献１に示すように、洗浄機で土砂同士の摩擦などにより土砂の表面から汚染物質を離脱させた後に、分離装置で土砂に振動を付与するとともに気泡を吹き付けて土砂を沈降させることにより、土砂と汚染物質とを分離する手段が知られている。また、例えば下記の特許文献２に示すように、土砂を濃縮したものに電解酸化処理を行なうことにより、重金属類などの汚染物質を酸化分解して無害化する手段が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５４０６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７９８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したいずれの手段も、土砂に含まれる汚染物質を除去することは、土砂に対する汚染物質の分離性がある程度良いために可能であるが、粘性土、または、その粘性土を含む濁水に含まれる汚染物質を除去することは、粘性土に対する汚染物質の分離性が悪いために困難であった。また、汚染土壌から分別された後に、汚染物質が含まれた粘性土、または、その粘性土を含む濁水は、汚染土壌の約２０％にも及び、それらを産業廃棄物として処分した場合に環境面やコスト面で問題となっていた。
【０００６】
この発明は、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土から汚染物質を除去する場合に、汚染物質を容易に分離して効率良く回収するとともに、分別された吸着剤を産業廃棄物として処分する場合に、その産業廃棄物の処分量を少なくすることができる汚染土浄化方法及び汚染土浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
後記実施形態（図１〜３に示す第１実施形態、図４〜６に示す第２実施形態）の図面の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明にかかる汚染土浄化方法（第１，２実施形態に対応）においては、イオン化促進剤を汚染土（１）に混合させ、例えばイオン化促進剤を含む溶液（２）に汚染土（１）を混合させ、例えばその溶液（２）でそのイオン化促進剤によりイオン交換を行なって、重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を汚染土（１）から分離した第一の処理液（３）を吸着剤（１９）に接触させ、その第一の処理液（３）から汚染物質を吸着した吸着剤(１９)を分離して第一の処理液（３）を吸着剤（１９）と第二の処理液（２１）とに分別する。
【０００８】
請求項１の発明では、第一の処理液（３）においてイオン交換により汚染土（１）から汚染物質を予め分離させたので、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）から汚染物質を容易に分離させることができる。その後に、第一の処理液（３）の汚染物質を吸着剤(１９)により吸着したので、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）から分離した汚染物質を吸着剤(１９)により効率良く回収することができる。さらに、第一の処理液（３）を吸着剤(１９)と第二の処理液(２１)とに分別したので、吸着剤(１９)を産業廃棄物として処分することができ、汚染物質を除去して残った第二の処理液(２１)については再利用することができる。
【０００９】
請求項１の発明を前提とする請求項２の発明にかかる汚染土浄化方法（第１，２実施形態に対応）においては、汚染物質を吸着し得る吸着剤（１９）を収容した吸着容器（１２）に第一の処理液（３）を通して吸着剤（１９）に接触させ、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を吸着容器（１２）に残すとともに、汚染物質が除去された第二の処理液（２１）を吸着容器（１９）から回収して、第一の処理液（３）から、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を分離する。
【００１０】
請求項２の発明では、吸着剤（１９）を収容した吸着容器（１２）を利用して、汚染物質を吸着した吸着剤(１９)を効率良く第二の処理液(２１)と分別して回収することができる。
【００１１】
請求項２の発明を前提とする請求項３の発明にかかる汚染土浄化方法（第１，２実施形態に対応）においては、前記吸着容器（１２）に収容した吸着剤（１９）に対し相対動する処理液（３，２１）を接触させる。
【００１２】
請求項３の発明では、吸着容器（１２）において吸着剤（１９）に対し処理液（３，２１）が相対動しながら接触するので、処理液（３，２１）の汚染物質を分離させ易くするとともに吸着剤（１９）に吸着させ易くすることができる。
【００１３】
請求項４の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）に設けた槽（４，５）においては、重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を吸着し得る吸着剤（１９）を収容した吸着容器（１２）を有し、イオン化促進剤を混合させた汚染土（１）でイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液（３）をこの吸着容器（１２）に通して吸着剤（１９）に接触させて、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を吸着容器（１２）に残すとともに、汚染物質が除去された第二の処理液（２１）を吸着容器（１２）から回収して、第一の処理液（３）から、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を分離する。
【００１４】
請求項４の発明では、第一の処理液（３）において、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）からイオン交換により汚染物質を容易に分離させることができる。また、吸着剤（１９）を収容した吸着容器（１２）を利用して汚染物質を吸着剤(１９)により吸着し、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）から分離した汚染物質を吸着剤(１９)により効率良く第二の処理液(２１)と分別して回収することができる。さらに、第一の処理液（３）を吸着剤(１９)と第二の処理液(２１)とに分別して、吸着剤(１９)を産業廃棄物として処分することができ、汚染物質を除去して残った第二の処理液(２１)については再利用することができる。
【００１５】
請求項５の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）は、下記の反応槽（４）と接触槽（５）とを備えている。前記反応槽（４）では、イオン化促進剤を汚染土（１）に混合させ、例えばイオン化促進剤を含む溶液（２）に汚染土（１）を混合させる。前記接触槽（５）では、重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を吸着し得る吸着剤を収容した吸着容器（１２）を有し、イオン化促進剤を混合させた汚染土（１）で、例えば汚染土（１）を混合した溶液（２）でイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液（３）をこの吸着容器（１２）に通して吸着剤（１９）に接触させて、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を吸着容器（１２）に残すとともに、汚染物質が除去された第二の処理液（２１）を吸着容器（１２）から回収して、第一の処理液（３）から、汚染物質を吸着した吸着剤（１９）を分離する。
【００１６】
請求項５の発明では、反応槽（４）の第一の処理液（３）において、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）からイオン交換により汚染物質を容易に分離させることができる。また、接触槽（５）においては、吸着剤（１９）を収容した吸着容器（１２）を利用して汚染物質を吸着剤(１９)により吸着し、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）から分離した汚染物質を吸着剤(１９)により効率良く第二の処理液(２１)と分別して回収することができる。さらに、接触槽（５）においては、第一の処理液（３）を吸着剤(１９)と第二の処理液(２１)とに分別して、吸着剤(１９)を産業廃棄物として処分することができ、汚染物質を除去して残った第二の処理液(２１)については再利用することができる。しかも、反応槽（４）と接触槽（５）とに分けたので、それぞれの槽（４，５）の機能を高めることができる。
【００１７】
請求項４または請求項５の発明を前提とする請求項６の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）は、吸着剤（１９）を収容した収容室（１６）と、その収容室（１６）に処理液（３，２１）を供給する入口（１７）と、その収容室（１６）から処理液（３，２１）を排出する出口（１７）とを備えている。
【００１８】
請求項６の発明では、吸着容器（１２）において、処理液（３，２１）を収容室（１６）に入口（１７）と出口（１７）を通して給排して吸着剤(１９)に効率良く接触させることができる。
【００１９】
請求項６の発明を前提とする請求項７の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）においては、前記吸着容器（１２）の収容室（１６）とその収容室（１６）に収容された吸着剤（１９）との間で相対動を生じさせる付与手段（７，８，２８，３３）を備えている。例えば、付与手段は接触槽（５）で吸着剤（１９）に対し吸着容器（１２）を動かす可動手段（７，８，２８，３３）である。例えば、可動手段は、吸着容器（１２）が公転する回転装置（２８，３３）であり、または、吸着容器（１２）が公転するとともに自転する回転装置（７，８）である。例えば、複数の回転装置（７，８，２８，３３）を並設し、各回転装置（７，８，２８，３３）において吸着容器（１２）の公転向きや自転向きを互いに変更する。そのほか、付与手段としては、吸着容器（１２）を回転や振動などにより動かすばかりでなく、処理液（３，２１）に攪拌や振動などによる流れを与えたりすることができる。
【００２０】
請求項７の発明では、吸着容器（１２）において吸着剤（１９）に対し処理液（３，２１）が付与手段（７，８，２８，３３）により相対動しながら接触するので、処理液（３，２１）の汚染物質を分離させ易くするとともに吸着剤（１９）に吸着させ易くすることができる。
【００２１】
次に、請求項以外の技術的思想について実施形態の図面の符号を援用して説明する。
請求項６の発明を前提とする第８の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）は、閉じられた外壁（１３）の内側に収容室（１６）を有し、その外壁（１３）には入口及び出口に該当する複数の貫通路（１７）を配設している。また、第８の発明を前提とする第９の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）の外壁（１３）は、筒状の外周壁（１４）と、その外周壁（１４）の両端側を塞ぐ外端壁（１５）とを有し、その外周壁（１５）に複数の貫通路（１７）を配設している。吸着容器（１２）の形態としては、第９の発明のように中空筒であっても、中空球であってもよく、中空体であれば特に限定しない。第８，９の発明では、吸着容器（１２）内に閉じ込めた吸着剤（１９）に対し、入口と出口とを兼用する複数の貫通路（１７）を通して収容室（１６）に給排させた処理液（３，２１）を効率良く接触させることができる。
【００２２】
第８の発明または第９の発明を前提とする第１０の発明にかかる汚染土浄化装置（第１，２実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）は、回転中心軸（１０）の回転中心（１０ａ）に対する所定の半径位置で例えば腕部（１１）や筒体（３６）の内側などの支持部になどに支持されている。例えば、腕部（１１）は回転中心軸（１０）の回転方向に沿って複数配設されている。第１０の発明では、吸着容器（１２）が回転中心軸（１０）を中心に公転し、その公転により、吸着剤（１９）に対し処理液（３，２１）が相対動しながら接触するので、処理液（３，２１）の汚染物質を分離させ易くするとともに吸着剤（１９）に吸着させ易くすることができる。
【００２３】
第１０の発明を前提とする第１１の発明にかかる汚染土浄化装置（第１実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）は、回転中心軸（１０）の回転中心（１０ａ）と平行な回転中心（１２ａ）で例えば腕部（１１）などの支持部に対し回転可能に支持されている。第１１の発明では、吸着容器（１２）が公転するとともに自転するので、吸着剤（１９）に対する処理液（３，２１）の相対動を助長することができる。
【００２４】
第１１の発明を前提とする第１２の発明にかかる汚染土浄化装置（第１実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）の外側には羽根（１８）を設けている。第１２の発明では、回転中心軸（１０）とともに回転する例えば腕部（１１）などの支持部の回転力により羽根（１８）が処理液（３，２１）から抵抗圧力を受けるので、回転中心（１２ａ）を中心とする吸着容器（１２）の回転力を高めることができる。
【００２５】
第１０の発明を前提とする第１３の発明にかかる汚染土浄化装置（第２実施形態に対応）において、前記吸着容器（１２）は回転中心軸（１０）の回転中心（１０ａ）で回転する筒体（３６）内の空洞で例えば腕部（１１）や筒体（３６）の内側などの支持部に支持されている。第１３の発明では、吸着容器（１２）が公転する回転装置（２８，３３）としてコンパクトにまとめることができる。
【００２６】
第１３の発明を前提とする第１４の発明にかかる汚染土浄化装置（第２実施形態に対応）において、前記筒体（３６）の外側には羽根（１８）を設けている。第１４の発明では、第二の処理液(２１)に対する攪拌機能を高めることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土（１）から汚染物質を除去する場合に、汚染物質を容易に分離して効率良く回収するとともに、分別された吸着剤(１９)を産業廃棄物として処分する場合に、その産業廃棄物の処分量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態にかかる汚染土浄化装置を正面側から見た概略断面図である。
【図２】第１実施形態にかかる汚染土浄化装置を側面側から見た概略断面図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態にかかる汚染土浄化装置の回転装置に支持された吸着容器を示す概略断面図であり、（ｂ）は同じく概略断面図である。
【図４】第２実施形態にかかる汚染土浄化装置を正面側から見た概略断面図である。
【図５】（ａ）は第２実施形態にかかる汚染土浄化装置の回転装置を示す図４の拡大図であり、（ｂ）はこの回転装置を側面側から見た概略断面図である。
【図６】（ａ）は第２実施形態にかかる汚染土浄化装置の回転装置に支持された吸着容器を示す概略断面図であり、（ｂ）は同じく概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
まず、本発明の第１実施形態にかかる汚染土浄化方法及び汚染土浄化装置について図１〜３を参照して説明する。
図１，２に示す汚染土浄化装置は、既存の各種装置を利用して分別前の汚染土壌などを段階的に分別することができる分別システム（図示せず）の一環として設置され、分別された汚染土１をイオン化促進剤含有溶液２に混合させてそのイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液３を得る反応槽４と、その第一の処理液３から重金属類や放射性同位体などの汚染物質を分離する接触槽５とを備えている。
【００３０】
汚染土１は、２ｍｍ以下に細分化された粘性土、または、その粘性土を含む濁水を主体とし、比重が４以上であるクロムや鉄やニッケルや銅や亜鉛やカドミウムやスズやモリブデンやタングステンや水銀や鉛などの重金属類、または、セシウムやストロンチウムなどの放射性同位体などの汚染物質を含み、反応槽４に搬入される。イオン化促進剤とはイオン化傾向剤や腐食酸などを粉体または溶剤にして混合したものである。イオン化傾向とは溶液中（主に水溶液中）における元素(主に金属)のイオンヘのなり易さの相対尺度を示し、イオン化傾向剤としてはカリウム化合物やカルシウム化合物やナトリウム化合物やマグネシウム化合物や銅化合物や銀化合物などを利用する。腐食酸としてはイオン交換容量を増加させるフルボン酸やフミン酸などを利用する。そのほか、イオン化促進剤としてリグニンスルホン酸塩などを利用してもよい。この反応槽４の下部には前記接触槽５の下部に連通する底通路６が開閉可能に設けられている。
【００３１】
この接触槽５内には一対の回転装置７，８が可動手段（相対動付与手段）として設けられている。両回転装置７，８においては、駆動モータ９により回転する回転中心軸１０の回転方向に沿って複数の腕部１１が互いに間隔をあけて配設され、各腕部１１には回転中心軸１０の回転中心１０ａ対する所定の半径位置で吸着容器１２が着脱可能に取り付けられている。
【００３２】
吸着容器１２は回転中心軸１０の回転中心１０ａと平行な回転中心１２ａで回転可能に腕部１１に対し支持されている。図３に示すように、吸着容器１２において、閉じられた外壁１３は円筒状の外周壁１４とその外周壁１４の両端側を塞ぐ外端壁１５とを有し、その外壁１３の内側には収容室１６が設けられているとともに、その外周壁１４には入口及び出口に該当する複数の貫通路１７が配設されている。両外端壁１５は外周壁１４に対し着脱し得る。吸着容器１２の外周壁１４の外側には回転中心１２ａに沿って延びる複数の羽根１８が吸着容器１２の回転方向に沿って互いに間隔をあけて配設されている。両回転装置７，８において回転中心軸１０の回転向きＸ７，Ｘ８は互いに逆になっており、回転中心軸１０とともに回転する腕部１１の回転力により羽根１８が抵抗圧力を受けて吸着容器１２が回転中心１２ａで回転し、吸着容器１２の回転向きＹ７，Ｙ８と回転中心軸１０の回転向きＸ７，Ｘ８とが互いに逆になる。
【００３３】
吸着容器１２の収容室１６には重金属類や放射性同位体などの汚染物質を吸着し得る複数の吸着剤１９が収容室１６の容積の６〜８割程度を占めるように収容されている。吸着剤１９としては、人工または天然のゼオライトや活性炭などを利用することができる。
【００３４】
さて、７５μｍ程度まで細分化された粘性土、または、その粘性土を含む濁水を主体とする汚染土１を反応槽４に搬入するとともに、イオン化傾向剤や腐食酸などを粉体または溶剤にして混合したイオン化促進剤含有溶液２を反応槽４に搬入し、反応槽４内を攪拌して汚染土１とイオン化促進剤含有溶液２とを混合すると、第一の処理液３が生成される。第一の処理液３においては、イオン化促進剤によりイオン交換が行なわれ、重金属類や放射性同位体などの汚染物質が汚染土１から分離される。そのような第一の処理液３は底通路６を通って接触槽５に送られる。
【００３５】
接触槽５では、両回転装置７，８において、吸着容器１２が回転中心軸１０の回転中心１０ａを中心に公転するとともに回転中心１２ａを中心に自転し、しかも、両回転中心軸１０の回転向きＸ７，Ｘ８が互いに逆になっているとともに、吸着容器１２の回転向きＹ７，Ｙ８と回転中心軸１０の回転向きＸ７，Ｘ８とが互いに逆になっているため、複雑な乱流が生じるとともに、各吸着容器１２の収容室１６で吸着剤１９が複雑に動く。従って、第一の処理液３と吸着容器１２と吸着剤１９とが激しく相対動しながら、反応槽４から接触槽５に送られた第一の処理液３が各吸着容器１２の各貫通路１７を何回も出入して収容室１６で吸着剤１９に接触する。その結果、各吸着容器１２内で重金属類や放射性同位体などの汚染物質が吸着剤１９に吸着されて残り、第一の処理液３から吸着剤１９により汚染物質を吸着して残った第二の処理液２１が、接触槽５に溜まって、接触槽５の上部に開閉可能に設けられた溢水口２０から排出される。第二の処理液２１では吸着剤１９によりかなりの汚染物質が除去されるため、溢水口２０から排出された第二の処理液２１を脱水して、ミネラル分の高めた土壌として再利用することができる。各吸着容器１２内で残った吸着剤１９は、吸着容器１２を腕部１１から離脱させるとともに両外端壁１５を開いて捨てることができる。
【００３６】
次に、本発明の第２実施形態にかかる汚染土浄化方法及び汚染土浄化装置について第１実施形態との相違点を中心に図４〜６を参照して説明する。
図４に示す汚染土浄化装置も、第１実施形態と同様に、既存の各種装置を利用して分別前の汚染土壌などを段階的に分別することができる分別システム（図示せず）の一環として設置され、分別された汚染土１をイオン化促進剤含有溶液２に混合させてそのイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液３を得る反応槽４と、その第一の処理液３から重金属類や放射性同位体などの汚染物質を分離する第一及び第二の接触槽５ａ，５ｂを並設した接触槽５と、第一の処理液３から汚染物質を除去して残った第二の処理液２１を排出する排出槽２３とを備えている。
【００３７】
第１実施形態と同様な汚染土１は反応槽４に搬入される。この反応槽４の下部には前記第一の接触槽５ａの下部に連通する底通路６が開閉可能に設けられている。反応槽４内の上部及び下部には攪拌装置（攪拌羽根２４、攪拌ポンプ２５）が設けられている。
【００３８】
第一の接触槽５ａ内は、反応槽４に対し底通路６を介して連通する滞留室２６と、第一の接触槽５ａと第二の接触槽５ｂとの境界部上側で滞留室２６より上方に設けられた接触室２７とに区分され、滞留室２６と接触室２７とが上昇流路２７ａにより連通されている。接触室２７には回転装置２８が可動手段（相対動付与手段）として設けられている。上昇流路２７ａの付近で接触室２７にはエア流発生装置（エア噴出口２９）が設けられている。滞留室２６の下部には攪拌装置（攪拌ポンプ２５）が設けられている。
【００３９】
第二の接触槽５ｂ内は、第一の接触槽５ａと第二の接触槽５ｂとの境界部で縦通路３０を介して第一の接触槽５ａの接触室２７と連通する滞留室３１と、第二の接触槽５ｂと排出槽２３との境界部上側で滞留室３１より上方に設けられた接触室３２とに区分され、滞留室３１と接触室３２とが上昇流路３２ａにより連通されている。接触室３２には回転装置３３が可動手段（相対動付与手段）として設けられている。上昇流路３２ａの付近で接触室３２にはエア流発生装置（エア噴出口２９）が設けられている。滞留室３１の下部には攪拌装置（攪拌ポンプ２５）が設けられている。
【００４０】
排出槽２３内は第二の接触槽５ｂと排出槽２３との境界部で縦通路３４を介して第二の接触槽５ｂの接触室３２と連通している。排出槽２３内の下部には攪拌装置（攪拌ポンプ２５）が設けられている。攪拌ポンプ２５より上方で排出槽２３内に設けられたサンドポンプ３５には排出管３５ａが接続されている。
【００４１】
前記回転装置２８，３３においては、図５に示すように、図示しない駆動モータにより回転する回転中心軸１０の回転方向に沿って複数の腕部１１が互いに間隔をあけて配設され、回転中心軸１０とともに各腕部１１を介して回転する円筒体３６の内側の空洞で、吸着容器１２が各腕部１１に対し回転中心軸１０の回転中心１０ａに対する所定の半径位置に着脱可能に取り付けられている。円筒体３６の外側には回転中心１０ａに沿って延びる複数の羽根１８が円筒体３６の回転方向に沿って互いに間隔をあけて配設されている。回転装置２８，３３において、回転中心軸１０とともに回転する腕部１１の回転力により羽根１８が抵抗圧力を受ける。
【００４２】
図６に示すように、吸着容器１２において、閉じられた外壁１３は円筒状の外周壁１４とその外周壁１４の両端側を塞ぐ外端壁１５とを有し、その外壁１３の内側には収容室１６が設けられているとともに、その外周壁１４には入口及び出口に該当する複数の貫通路１７が配設されている。両外端壁１５は外周壁１４に対し着脱し得る。
【００４３】
吸着容器１２の収容室１６には重金属類や放射性同位体などの汚染物質を吸着し得る複数の吸着剤１９が収容室１６の容積の６〜８割程度を占めるように収容されている。吸着剤１９としては、人工または天然のゼオライトや活性炭などを利用することができる。
【００４４】
さて、７５μｍ程度まで細分化された粘性土、または、その粘性土を含む濁水を主体とする汚染土１を反応槽４に搬入するとともに、イオン化傾向剤や腐食酸などを粉体または溶剤にして混合したイオン化促進剤含有溶液２を反応槽４に搬入し、反応槽４内を攪拌羽根２４や攪拌ポンプ２５により攪拌して汚染土１とイオン化促進剤含有溶液２とを混合すると、第一の処理液３が生成される。第一の処理液３においては、イオン化促進剤によりイオン交換が行なわれ、重金属類や放射性同位体などの汚染物質が汚染土１から分離される。そのような第一の処理液３は、底通路６を通って第一の接触槽５ａの滞留室２６に送られ、攪拌ポンプ２５により攪拌されながら、さらに上昇流路２７ａから第一の接触槽５ａの接触室２７に送られる。
【００４５】
第一の接触槽５ａの接触室２７では、回転装置２８において、円筒体３６及び各吸着容器１２が回転中心軸１０の回転中心１０ａを中心に公転するため、円筒体３６の各羽根１８やエア噴出口２９からのエア流により攪拌及び洗浄され、両端面側が開放された円筒体３６の内外で複雑な乱流が生じるとともに、各吸着容器１２の収容室１６で吸着剤１９が複雑に動く。従って、第一の処理液３と各吸着容器１２と吸着剤１９とが激しく相対動しながら、反応槽４から滞留室２６を経て接触室２７に送られた第一の処理液３が各吸着容器１２の各貫通路１７を何回も出入して収容室１６で吸着剤１９に接触する。その結果、各吸着容器１２内で重金属類や放射性同位体などの汚染物質が吸着剤１９に吸着されて残り、第一の処理液３から吸着剤１９により汚染物質を吸着して残った第二の処理液２１（２１ａ）が、縦通路３０を通して第二の接触槽５ｂの滞留室３１に送られ、さらに上昇流路３２ａから第二の接触槽５ｂの接触室３２に送られる。
【００４６】
第二の接触槽５ｂの接触室３２においても、第一の接触槽５ａの接触室２７の場合と同様に処理され、第二の処理液２１（２１ａ）から吸着剤１９により汚染物質を吸着して残った第二の処理液２１（２１ｂ）が、縦通路３４を通して排出槽２３に送られ、攪拌ポンプ２５により攪拌されながら、サンドポンプ３５により排出管３５ａから排出される。第二の処理液２１（２１ｂ）では吸着剤１９によりかなりの汚染物質が除去されるため、排出管３５ａから排出された第二の処理液２１（２１ｂ）を脱水して、ミネラル分の高めた土壌として再利用することができる。回転装置２８，３３において各吸着容器１２内で残った吸着剤１９は、吸着容器１２を腕部１１から離脱させるとともに両外端壁１５を開いて捨てることができる。
【００４７】
本実施形態は下記の効果を有する。
（１） 第１，２実施形態の反応槽４において、イオン化促進剤を含む溶液２に汚染土１を混合させたので、第一の処理液３において、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土１からイオン交換により重金属類や放射性同位体などの汚染物質を容易に分離させることができる。
【００４８】
（２） 第１，２実施形態の接触槽５において、吸着剤１９を収容した吸着容器１２を利用して第一の処理液３の汚染物質を吸着剤１９により吸着し、特に、粘性土、または、その粘性土を含む濁水などの汚染土１から分離した汚染物質を吸着容器１２の吸着剤１９により効率良く回収することができる。
【００４９】
（３） 第１，２実施形態の接触槽５において、第一の処理液３を吸着容器１２の吸着剤１９と第二の処理液２１とに分別したので、吸着剤１９を吸着容器１２から排出して産業廃棄物として処分することができ、汚染物質を除去して残った第二の処理液２１については再利用することができる。
【００５０】
（４） 第１実施形態の接触槽５において吸着容器１２が公転するとともに自転し、また、第２実施形態の接触槽５において吸着容器１２が公転するので、吸着容器１２の吸着剤１９に対する処理液３，２１の相対動を助長して、複数の貫通路１７を通して収容室１６に給排させた処理液３，２１を吸着剤１９に接触させ、処理液３，２１の汚染物質を分離させ易くするとともに吸着剤１９に吸着させ易くすることができる。
【００５１】
前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。
・ 可動手段（付与手段）としては、第１実施形態の回転装置７，８や第２実施形態の回転装置２８，３３以外に、吸着容器１２に振動を与える振動付与装置を接触槽５に設置したり、付与手段としては、反応槽４や接触槽５において処理液３，２１に攪拌や振動などによる流れを与える各種の付与装置を設置したりすることができる。
【００５２】
・ 図示しないが、第一の処理液３が吸着剤と接触しながら滞留して通過する吸着容器を接触槽５に設けることができる。
・ 第１，２実施形態の接触槽５において回転装置７，８，２８，３３の数を増減することができる。
【００５３】
・ 第１，２実施形態の反応槽４と接触槽５とからなる汚染土浄化装置を複数直列または並列接続することができる。
・ 第１，２実施形態において、吸着剤１９を収容する吸着容器１２も吸着剤により成形することができる。また、吸着剤１９を省略して吸着容器１２を吸着剤としても機能させることができる。
【００５４】
・ 第１，２実施形態において、反応槽４と接触槽５とを一つの槽としてまとめ、その槽に汚染土１をイオン化促進剤含有溶液２に混合させて搬入するとともに、回転装置７，８，２８，３３を設けることができる。
【００５５】
・ 第２実施形態において、第１実施形態と同様に、吸着容器１２を公転に加えて自転させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…汚染土、２…イオン化促進剤含有溶液、３，２１…処理液、４…反応槽、５…接触槽、７，８…回転装置（可動手段、付与手段）、１２…吸着容器、１６…吸着容器の収容室、１７…吸着容器の貫通路（入口、出口）、１９…吸着剤、２８，３３…回転装置（可動手段、付与手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン化促進剤を汚染土に混合させ、そのイオン化促進剤によりイオン交換を行なって、重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を汚染土から分離した第一の処理液を吸着剤に接触させ、その第一の処理液から汚染物質を吸着した吸着剤を分離して第一の処理液を吸着剤と第二の処理液とに分別することを特徴とする汚染土浄化方法。
【請求項２】
汚染物質を吸着し得る吸着剤を収容した吸着容器に第一の処理液を通して吸着剤に接触させ、汚染物質を吸着した吸着剤を吸着容器に残すとともに、汚染物質が除去された第二の処理液を吸着容器から回収して、第一の処理液から、汚染物質を吸着した吸着剤を分離することを特徴とする請求項１に記載の汚染土浄化方法。
【請求項３】
前記吸着容器に収容した吸着剤に対し相対動する処理液を接触させることを特徴とする請求項２に記載の汚染土浄化方法。
【請求項４】
重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を吸着し得る吸着剤を収容した吸着容器を有し、イオン化促進剤を混合させた汚染土でイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液をこの吸着容器に通して吸着剤に接触させて、汚染物質を吸着した吸着剤を吸着容器に残すとともに、汚染物質が吸着された第二の処理液を吸着容器から回収して、第一の処理液から、汚染物質を吸着した吸着剤を分離する槽を備えたことを特徴とする汚染土浄化装置。
【請求項５】
イオン化促進剤を汚染土に混合させる反応槽と、
重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を吸着し得る吸着剤を収容した吸着容器を有し、イオン化促進剤を混合させた汚染土でイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液をこの吸着容器に通して吸着剤に接触させて、汚染物質を吸着した吸着剤を吸着容器に残すとともに、汚染物質が吸着された第二の処理液を吸着容器から回収して、第一の処理液から、汚染物質を吸着した吸着剤を分離する接触槽と
を備えたことを特徴とする汚染土浄化装置。
【請求項６】
前記吸着容器は、吸着剤を収容した収容室と、その収容室に処理液を供給する入口と、その収容室から処理液を排出する出口とを備えたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の汚染土浄化装置。
【請求項７】
前記吸着容器の収容室とその収容室に収容された吸着剤との間で相対動を生じさせる付与手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の汚染土浄化装置。
【請求項１】
イオン化促進剤を汚染土に混合させ、そのイオン化促進剤によりイオン交換を行なって、重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を汚染土から分離した第一の処理液を吸着剤に接触させ、その第一の処理液から汚染物質を吸着した吸着剤を分離して第一の処理液を吸着剤と第二の処理液とに分別することを特徴とする汚染土浄化方法。
【請求項２】
汚染物質を吸着し得る吸着剤を収容した吸着容器に第一の処理液を通して吸着剤に接触させ、汚染物質を吸着した吸着剤を吸着容器に残すとともに、汚染物質が除去された第二の処理液を吸着容器から回収して、第一の処理液から、汚染物質を吸着した吸着剤を分離することを特徴とする請求項１に記載の汚染土浄化方法。
【請求項３】
前記吸着容器に収容した吸着剤に対し相対動する処理液を接触させることを特徴とする請求項２に記載の汚染土浄化方法。
【請求項４】
重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を吸着し得る吸着剤を収容した吸着容器を有し、イオン化促進剤を混合させた汚染土でイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液をこの吸着容器に通して吸着剤に接触させて、汚染物質を吸着した吸着剤を吸着容器に残すとともに、汚染物質が吸着された第二の処理液を吸着容器から回収して、第一の処理液から、汚染物質を吸着した吸着剤を分離する槽を備えたことを特徴とする汚染土浄化装置。
【請求項５】
イオン化促進剤を汚染土に混合させる反応槽と、
重金属類または放射性同位体または重金属類及び放射性同位体である汚染物質を吸着し得る吸着剤を収容した吸着容器を有し、イオン化促進剤を混合させた汚染土でイオン化促進剤によりイオン交換が行なわれた第一の処理液をこの吸着容器に通して吸着剤に接触させて、汚染物質を吸着した吸着剤を吸着容器に残すとともに、汚染物質が吸着された第二の処理液を吸着容器から回収して、第一の処理液から、汚染物質を吸着した吸着剤を分離する接触槽と
を備えたことを特徴とする汚染土浄化装置。
【請求項６】
前記吸着容器は、吸着剤を収容した収容室と、その収容室に処理液を供給する入口と、その収容室から処理液を排出する出口とを備えたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の汚染土浄化装置。
【請求項７】
前記吸着容器の収容室とその収容室に収容された吸着剤との間で相対動を生じさせる付与手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の汚染土浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８６０５３（Ｐ２０１３−８６０５３Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０７４３（Ｐ２０１１−２３０７４３）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（５１１０６３９１８）
【出願人】（５９１１０４８５９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（５１１０６３９１８）
【出願人】（５９１１０４８５９）
【Ｆターム（参考）】
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