電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置
【課題】シアン化合物などの重金属系汚染物質や有機系汚染物質を分解して無害化することで処分費の低減が図れる。
【解決手段】土壌処理装置１は、汚染土壌Ｇを洗浄しつつ、砂利Ｃ１、砂Ｃ２、および細粒子Ｃ３に分級する分級装置２と、分級された細粒子Ｃ３からなる濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行うための電解槽３０を設けた電解酸化処理部３と、分級装置２で使用した洗浄水Ｗを清浄化させるための排水処理部４とを備えている。濃縮分離された濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行うことで、その濃縮残渣Ｎに含まれる有機系汚染物質を酸化分解させて、無害化させるようにした。
【解決手段】土壌処理装置１は、汚染土壌Ｇを洗浄しつつ、砂利Ｃ１、砂Ｃ２、および細粒子Ｃ３に分級する分級装置２と、分級された細粒子Ｃ３からなる濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行うための電解槽３０を設けた電解酸化処理部３と、分級装置２で使用した洗浄水Ｗを清浄化させるための排水処理部４とを備えている。濃縮分離された濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行うことで、その濃縮残渣Ｎに含まれる有機系汚染物質を酸化分解させて、無害化させるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シアン化合物等の重金属からなる無機系汚染物質やダイオキシン、油などの有機系汚染物質を含む土壌の浄化方法として、汚染物質が細粒子分に偏在しているという特性を利用し、分級洗浄を行って濃縮残渣としてその汚染物質を細粒子として濃縮分離させることで、汚染除去を行う土壌洗浄技術が知られている。このような土壌洗浄方法では、汚染土壌を分級洗浄機に投入して、洗浄しつつ砂利、砂、および細粒子に分級し、その細粒子は濃縮残渣として廃棄する。そして、分級洗浄時に使用した洗浄水にはシアン化合物などの汚染物質の一部が溶解することから、その洗浄水を水処理施設へ送水して電解酸化処理や凝集沈殿処理などを施すことで汚染物質を分離し、このときの処理物は前記分級によって生じる濃縮残渣とともに廃棄処分している。
【０００３】
ところで、上述したようなシアン化合物やニッケル等の重金属を含んだ排水や脱脂廃液などの有機物を無害化する別の方法として、電気分解酸化法がある。この電気分解酸化法は、例えばメッキ工場から排出されるは排水処理に多く使用されており、例えばシアン化合物を含む排水からシアンを酸化分解させ、最終的には炭酸ガスと水などに分解して無害化するものである（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８１６４３８号公報
【特許文献２】特開２００６−１５２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の土壌洗浄技術においては以下のような問題があった。
すなわち、土壌洗浄処理において分解除去された濃縮残渣や凝集沈殿物には、汚染土壌中の汚染物質が濃縮されており、これは脱水後、処理困難物として最終処分場にて外部処分されている。ところが、細粒子分が多い砂質土や粘性土からなる汚染土壌を洗浄した場合には、分級によって取り出される濃縮残渣（細粒子分）の割合が著しく増加することになる。そのため、大量の処理困難物が発生することになり、その処分費が増大するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、シアン化合物などの重金属系汚染物質や有機系汚染物質を分解して無害化することで処分費の低減が図れる電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、有機系汚染物質や無機系汚染物質を含む汚染土壌を電解酸化処理して無害化させるための土壌処理方法であって、汚染土壌を濃縮分離して細粒子から形成されるスラリー状の濃縮残渣を得る工程と、濃縮残渣に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行う工程とを有することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る土壌処理装置では、有機系汚染物質や無機系汚染物質を含む汚染土壌を電解酸化処理して無害化させるための電解酸化による土壌処理装置であって、汚染土壌を濃縮分離して細粒子から形成されるスラリー状の濃縮残渣を取り出す分級装置と、濃縮残渣に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行うための電解槽とを有することを特徴としている。
【０００９】
本発明では、シアン化合物等の重金属系汚染物質や有機系汚染物質を含んだ汚染土壌を例えば砂利、砂、細粒子に分級することで得られる濃縮分離された濃縮残渣（細粒子）は、液体と細粒子とが混じったスラリー状の物性であるので、この濃縮残渣に対して電解酸化処理を行うことで、その濃縮残渣に含まれる汚染物質が酸化分解させることができる。つまり、その処理後の物質が無害化されて処理困難物ではなくなることから、処理困難物を外部搬出させ加熱処理する必要がなくなり、運搬費や加熱費などの処分費を大幅に削減することができる。とくに、細粒子の比率が大きい砂質土や粘性土などの汚染土壌の場合には、濃縮分級された濃縮残渣が増大することになることから、無害化による効果が大きくなる利点がある。
【００１０】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、電解酸化処理を行う工程において、濃縮残渣に対して振動攪拌を行うことが好ましい。
本発明では、電解酸化処理を行うための電解槽に例えば振動攪拌機を備えることで、電解酸化時おいて濃縮残渣が振動しつつ流動を起こして十分に攪拌されることになることから、酸化分解の効率を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、電解酸化処理は、電極を備えた複数の電解槽を直列に配置するとともに、それら複数の電解槽のそれぞれに振動発生手段を備え、濃縮残渣を電解処理槽の配列順に経由させて連続的に流動させるようにしてもよい。
本発明では、複数の電解槽において濃縮残渣を振動発生手段によって振動を与えつつ連続的に流動させることで、効果的に振動流動を発生させることができるので、酸化分解をより効率よく行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、電解酸化処理を行う工程の前に、酸化剤およびＰＨ調整剤の少なくとも一方を濃縮残渣に添加する前処理工程を有することがより好ましい。
本発明では、電解酸化処理の前工程で酸化剤やＰＨ調整剤を濃縮残渣に添加しておくことで、酸化分解が促進され、この前処理工程を行わない場合に比べてより一層の無害化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、電解酸化処理を行う工程の前に、濃縮残渣に対して泡浮遊分離処理する工程を有していてもよい。
本発明では、濃縮残渣に対して電解酸化処理を行う前に、その濃縮残渣に対して泡浮遊分離処理を施すことで泡浮遊フロスを分離させ、この泡浮遊フロスに対して電解酸化処理を行うことで酸化分解効率を高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、電解酸化処理を行う工程の前に、濃縮残渣に対して凝集沈殿処理する工程を有していてもよい。
本発明では、濃縮残渣に対して電解酸化処理を行う前に、その濃縮残渣に対して凝集沈殿処理を施すことで凝集沈殿スラリーを分離させ、この凝集沈殿スラリーに対して電解酸化処理を行うことで酸化分解効率をより一層高めることができる。
【００１５】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、濃縮残渣は、分級洗浄により濃縮分離されることが好ましい
本発明では、例えば分級装置を使用して洗浄しつつ濃縮分離された細粒子（濃縮残渣）を取り出すことができる。つまり、電解酸化処理を行うための電解槽などに供給する細粒子の粒径を、電解酸化に好適な例えば７５μｍ未満の粒子に容易に且つ均一な状態で調整することができることから、電解酸化処理の効率を高めることができる。
【００１６】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、分級洗浄の際に生じる洗浄水に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行う工程を有することが好ましい
本発明では、洗浄水に含まれる分級の際に汚染土壌から溶出された汚染物質が電解酸化処理により分解され、無害化させることが可能となるので、その処理後の排水は再び分級時の洗浄水として循環させて再利用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置によれば、汚染物質を含んだ汚染土壌を濃縮分離させた濃縮残渣に対して電解酸化処理を行うことで、その濃縮残渣中の汚染物質が酸化分解し、処理後の物質が無害化されるので、処理困難物としての発生量が抑えられ、処分費の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態による土壌処理方法の概略構成を説明するための図である。
【図２】土壌処理方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態による土壌処理方法の概略構成を説明するための図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態による土壌処理方法の概略構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の第１の実施の形態による電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置について、図１及び図２に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、本第１の実施の形態による土壌処理装置１は、有機系汚染物質を含む汚染土壌Ｇを対象とし、これを酸化分解することにより無害化を図るためのものである。 ここで、有機系汚染物質として、有機系のシアン化合物、ベンゼン等が挙げられるが、すべての有機物を適用対象としている。また、ニッケルなどの無機系汚染物質も対象としている。
すなわち、土壌処理装置１は、汚染土壌Ｇを洗浄しつつ、砂利Ｃ１、砂Ｃ２、および細粒子Ｃ３（これを「濃縮残渣Ｎ」という）に分級する分級装置２と、分級された濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行うための電解酸化処理部３と、分級装置２で使用した洗浄水を清浄化させるための排水処理部４とを備えて概略構成されている。
【００２１】
分級装置２は、ハイドロサイクロン等で湿式分級するものであり、供給された汚染土壌Ｇを洗浄しつつ、粒径５ｍｍ以上の砂利Ｃ１と、粒径７５μｍ以上５ｍｍ未満の砂Ｃ２と、粒径７５μｍ未満に濃縮分離された細粒子Ｃ３とに分級可能な構造となっている。分級装置２で濃縮分級された細粒子Ｃ３は、液性限界以上の水分を含むスラリー状をなしている。そして、分級装置２は、排水処理部４で排水処理された処理水Ｗ０が洗浄水として供給されるとともに、分級時に汚染土壌Ｇを洗浄した水（洗浄水Ｗ）が排水処理部４へ送水される構成となっている。
【００２２】
電解酸化処理部３は、分級装置２で濃縮分離させた濃縮残渣Ｎを収容し、その濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理するための容器状の電解槽３０を備えている。電解槽３０は、少なくとも陽極と陰極の一対の電極（図示省略）が槽内に送り込まれた濃縮残渣Ｎ内に挿入された状態で配置され、その電極間に所定電流を所定時間をもって流すことで濃縮残渣Ｎに含まれる有機系汚染物質を酸化分解させる構成となっている。なお、電解槽３０として、例えば特許第２７６７７７１号公報に記載されている電解酸化槽（日本テクノ株式会社製）を採用することができる。
そして、電解槽３０には、酸化分解によって無害化された処理物（無害化物Ｎ０）を槽外へ排出するための図示しない排出口が槽底部に設けられている。
【００２３】
また、電解槽３０は、図示しない振動攪拌機が設けられており、これにより酸化分解する濃縮残渣Ｎに例えば１０〜５００Ｈｚの振動と流動とを作用させて攪拌する機能を有している。この振動攪拌機としては、前記と同様に特許第２７６７７７１号公報に記載されている振動攪拌機（日本テクノ株式会社製）を採用することができる。
【００２４】
また、電解酸化処理部３にあっては、電解酸化処理の前処理として、電解槽３０において酸化剤またはＰＨ調整剤が添加される構成となっている。具体的には、酸化剤を添加する場合においては、酸化剤として過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、過硫酸ソーダ、次亜塩素酸ソーダ、二酸化塩素等が挙げられ、濃縮残渣Ｎに対して添加することで有機系汚染物質の一部を分解することができ、これにより分解できずに残った有機系汚染物質を電解槽３０で電解酸化処理することができるようになっている。また、ＰＨ調整剤を添加する場合においては、ＰＨ調整剤として水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が挙げられ、濃縮残渣Ｎに対して添加することによりＰＨ調整することができ、これにより汚染物質濃度を低下させることができるようになっている。
【００２５】
排水処理部４は、分級装置２から送り込まれた汚染した洗浄水Ｗに含まれる土粒子をポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）や硫酸バンド等の凝集剤によって凝集沈殿させる処理を行う第１沈殿槽４１と、鉄などの添加物を洗浄水Ｗに添加することで鉄錯体などの錯化合物を沈殿させるための第２沈殿槽４２とを備えている。そして、第１沈殿槽４１および第２沈殿槽４２のそれぞれによって処理された第１凝集沈殿スラリーＤ１および第２凝集沈殿スラリーＤ２が電解酸化処理部３の電解槽３０へ送出され、濃縮残渣Ｎとともに電解酸化処理される構成となっている。また、第２沈殿槽４２での処理水Ｗ０は、循環水として再び分級装置２へ送水されるようになっている。
【００２６】
次に、このように構成される土壌処理装置１を用いた土壌処理方法、および作用について、図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、有機系汚染物質を含んだ汚染土壌Ｇを分級装置２に投入し（ステップＳ１）、洗浄しつつ砂利Ｃ１、砂Ｃ２、および細粒子Ｃ３に分級する（ステップＳ２）。そして、分級洗浄された細粒子Ｃ３は例えば７５μｍ未満の粒径で濃縮分離されたスラリー状の濃縮残渣Ｎとなり、この濃縮残渣Ｎを分級装置２から電解酸化処理部３の電解槽３０へ送り出す（ステップＳ３）。また、ステップＳ４では、ステップＳ２で行った分級工程で発生する汚染土壌Ｇを洗浄することにより汚染された洗浄水Ｗが排水処理部４へ送られる。
【００２７】
次に、排水処理部４では、第１沈殿槽４１においてＰＡＣや硫酸バンド等の凝集剤を用いて洗浄水Ｗ中の土粒子を沈殿させる一次凝集沈殿処理が行われ、この処理によって得られた第１凝集沈殿スラリーＤ１が電解槽３０に送られる（ステップＳ５）。さらに、第１沈殿槽４１で処理された処理水Ｗは第２沈殿槽４２へ送られ、第２沈殿槽４２において鉄などの添加物を洗浄水Ｗに添加することで鉄錯体を沈殿させる二次凝集沈殿処理が行われ、この処理によって得られた第２凝集沈殿スラリーＤ２もまた電解槽３０に送られる（ステップＳ６）。そして、第２沈殿槽４２で処理された処理水Ｗ０は、分級装置２へ送られて、分級の際の洗浄水として使用される（ステップＳ７）。
【００２８】
次に、分級装置２で取り出された濃縮残渣Ｎは、電解槽３０に供給され、排水処理部４から送り込まれた第１凝集沈殿スラリーＤ１、第２凝集沈殿スラリーＤ２とともに、酸化剤やＰＨ調整剤の添加による前処理が行われる（ステップＳ８）。これにより、濃縮残渣ＮやスラリーＤ１、Ｄ２に含まれる有機系汚染物質の濃度を低下させることができ、電解酸化処理部３として酸化分解が促進される効果を得ることができる。
【００２９】
次に、ステップＳ８の前処理工程を行った処理物に対して電解酸化処理が行われる（ステップＳ９）。つまり、電解酸化対象となる濃縮残渣Ｎ（第１、第２凝集沈殿スラリーＤ１、Ｄ２を含む）は液体と細粒子とが混じったスラリー状の物性をなしているので、その中に含まれる有機系汚染物質が酸化分解されることになる。そして、ステップＳ１０において、電解槽３０で電解酸化処理して無害化された処理物（無害化物Ｎ０）が電解槽３０から取り出され、適宜処理される。
【００３０】
このように、本土壌処理方法では、シアン化合物等の有機系汚染物質を含んだ汚染土壌Ｇを例えば砂利、砂、細粒子に分級することで得られる濃縮分離された濃縮残渣Ｎ（細粒子Ｃ３）は、液体と細粒子とが混じったスラリー状の物性であるので、この濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行うことで、その濃縮残渣Ｎに含まれる有機系汚染物質が酸化分解させることができる。つまり、その処理後の物質が無害化されて処理困難物ではなくなることから、処理困難物を外部搬出させ加熱処理する必要がなくなり、運搬費や加熱費などの処分費を大幅に削減することができる。とくに、細粒子の比率が大きい砂質土や粘性土などの汚染土壌の場合には、濃縮分級された濃縮残渣が増大することになることから、無害化による効果が大きくなる利点がある。
【００３１】
また、本土壌処理方法では、電解酸化処理を行う工程において、濃縮残渣Ｎに対して振動攪拌を行うことで、電解酸化時おいて濃縮残渣Ｎが振動しつつ流動を起こして十分に攪拌されることになることから、酸化分解の効率を向上させることができる。
さらに、分級装置２を使用して洗浄しつつ濃縮分離された細粒子（濃縮残渣Ｎ）を取り出すことができるので、電解酸化処理を行うための電解槽３０に供給する細粒子Ｃ３の粒径を、電解酸化に好適な例えば７５μｍ未満の粒子に容易に且つ均一な状態で調整することができ、電解酸化処理の効率を高めることができる。
【００３２】
上述のように本第１の実施の形態による電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置では、有機系汚染物質を含んだ汚染土壌Ｇを濃縮分離させた濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行うことで、その濃縮残渣Ｎ中の有機系汚染物質が酸化分解し、処理後の物質が無害化されるので、処理困難物としての発生量が抑えられ、処分費の低減を図ることができる。
【００３３】
次に、他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
【００３４】
図３に示すように、第２の実施の形態の土壌処理装置１Ａは、電解酸化処理部３Ａにおいて、泡浮遊分離機３１と、第３沈殿槽３２とを設けた構成となっている。すなわち、電解酸化処理部３Ａは、分級装置２（図１参照）から取り出された濃縮残渣Ｎと、排水処理部４から得られた第１凝集沈殿スラリーＤ１、第２凝集沈殿スラリーＤ２とが泡浮遊分離機３１に供給され、泡浮遊分離処理により分離した泡浮遊フロスＦが電解槽３０に送られる。そして、泡浮遊分離処理で処理された土壌分が第２凝集沈殿槽３２に送られ、その凝集沈殿処理により生じた第３凝集沈殿スラリーＤ３が電解槽３０に送られ、その第３凝集沈殿スラリーＤ３に対して電解酸化処理が行われる構成となっている。
本第２の実施の形態では、濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行う前に、その濃縮残渣Ｎに対して泡浮遊分離処理や凝集沈殿処理を施すことで、酸化分解効率をより一層高めることができる。
【００３５】
図４に示すように、第３の実施の形態の土壌処理装置１Ｂは、上述した第１の実施の形態の排水処理部４において、第１凝集沈殿槽４１の上流側に一対の陽極、陰極からなる電極（図示省略）を備えた排水側電解槽４３を設けた構成となっている。つまり、本排水処理部４Ａでは、分級装置２で使用した汚染された洗浄水Ｗが排水処理部４の排水側電解槽４３に送り込まれ、洗浄水Ｗに含まれる分級の際に汚染土壌Ｇから溶出された有機系汚染物質が電解酸化処理により分解され、無害化させることができ、無害化物Ｎ０として処理することが可能な構成となっている。そして、その処理後の排水（処理水Ｗ０）は、上述した第１の実施の形態と同様に第１沈殿槽４１、第２沈殿槽４２のそれぞれにおいて適宜処理され、再び分級時の洗浄水として循環させて再利用される。
【００３６】
次に、上述した第１乃至第３の実施の形態による電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置を裏付けるため、実施例について以下説明する。
【実施例】
【００３７】
本実施例では、上述した第１〜第３の実施の形態で示した土壌処理装置において適宜な条件の元で電解酸化処理による試験を実施して、汚染土壌から得られる土壌（試験対象物）に含まれるシアン濃度の変化を確認した。
表１乃至表３に示すように、試験は、１３通りの電解酸化処理試験（試験例１〜１３）を行った。ここで、表１乃至表３は、各試験１〜１３における試験項目と試験結果を示している。そして、各試験例においては、適宜な電流を所定の処理時間流すことで電解酸化処理を行い、処理前と処理後の土壌のシアン濃度ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇ（これを、「ろ過土含有濃度」という）を測定した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
表１に示す試験例１〜４はシアン分解能を確認するための試験であって、そのうち試験例１は土壌への適用性を確認するための試験、試験例２〜４は土壌洗浄プラント（上述した土壌処理装置）への適用性を確認するための試験であり、試験例５は電解酸化による分解の効率化を確認するための試験である。表２に示す試験例６は、電解酸化処理の経時変化を確認するための試験である。また、表３に示す試験例７〜１３は、酸化剤、ＰＨ調整剤を用いた前処理による処理能力を確認するための試験である。
【００４２】
以下に、各試験例１〜１３における試験結果について表１〜表３に基づいて説明する。
【００４３】
表１に示すように、試験例１は、土壌におけるシアン分解効果を確認する試験であり、汚染土壌から作成した土壌スラリーを使用し、その土壌スラリーに対して処理時間１２０分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は１７ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから７．５ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇとなり略半分に減少することが確認でき、濃度低下率は５６％となった。
【００４４】
試験例２は、土壌洗浄プラントのうち分級装置で取り出されるサイクロンオーバー分（すなわち、細粒子、濃縮残渣）への適用性を確認するための試験であり、そのサイクロンオーバー分に対して処理時間１２０分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は３７ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから６．１ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は８４％となり、高いシアン分解率となっていることが確認できた。
【００４５】
試験例３は、土壌洗浄プラントのうちサイクロンオーバー分（すなわち、細粒子、濃縮残渣）を凝集沈殿処理により得られた凝集沈殿スラリーへの適用性を確認するための試験であり、その凝集沈殿スラリーに対して処理時間１２０分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は５７ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１７ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は７０％となっていることが確認できる。
【００４６】
試験例４は、土壌洗浄プラントのうちサイクロンオーバー分（すなわち、細粒子、濃縮残渣）を泡浮遊分離機により泡浮遊分離処理して得られた泡浮遊フロスへの適用性を確認するための試験であり、その泡浮遊フロスに対して処理時間１２０分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は５４ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから３２ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は４１％となっていることが確認できる。
【００４７】
試験例５は、電解酸化処理による分解の効率化を確認するための試験であり、試験対象のサンプルに上述した試験例３と同様の凝集沈殿スラリーを使用するとともに、電解酸化処理に用いる電極として新品の部材をし、この凝集沈殿スラリーに対して処理時間１２０分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は２０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから３．３ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は８４％となり、高いシアン分解率となっていることが確認できた。そして、上述した試験例３のろ過土含有濃度７０％に比べて８４％となっており、新品電極とすることで電解酸化による分解能が向上されることがわかる。
【００４８】
表２に示す試験例６は、電解酸化処理の経時変化を確認するための試験であり、試験対象のサンプルに上述した試験例３と同様の凝集沈殿スラリーを使用し、この凝集沈殿スラリーに対して電解酸化処理を行い、１５分経過時、３０分経過時、６０分経過時（処理後）のそれぞれのシアン濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度において、１５分経過時で７７ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇ、３０分経過時で７５ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇ、６０分経過時で６０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに処理時間が経過するにしたがって減少しており、処理時間が長いほど分解が進行することが確認できる。
【００４９】
表３に示す試験例７では、試験対象のサンプルに上述した試験例３と同様の凝集沈殿スラリーを使用し、この凝集沈殿スラリーに対して処理時間３００分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は１８０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから２２ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は８８％となり、高いシアン分解率となっていることが確認できた。つまり、上述した試験例３の処理時間１２０分の場合のろ過土含有濃度７０％に比べても８８％と高くなっていることからも、上述した試験例６で実証されたように処理時間が長いほど分解が促進することがいえる。
【００５０】
試験例８〜１１は、ＰＨ調整剤として水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を使用したＰＨ調整による前処理において、処理能力向上性を確認するための試験であって、試験例８ではＰＨ８に調整した場合であり、試験例９では試験例８でＰＨ調整したサンプルにおいてＰＨ８からＰＨ１０に調整した場合であり、さらに試験例１０ではＰＨ１０からＰＨ１１に調整した場合であり、そして試験例１１ではＰＨ１１からＰＨ１２に調整した場合である。
試験例８は、上述した試験例７と同様のサンプルである凝集沈殿スラリーを使用し、ＰＨ処理前とＰＨ８に処理した後のろ過土含有濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度は１８０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１７０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少することが確認できる。
【００５１】
試験例９は、上述した試験例８でＰＨ調整したサンプルをさらにＰＨ１０にＰＨ処理したサンプルのろ過土含有濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度は１７０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１６０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少することが確認できる。
【００５２】
試験例１０は、上述した試験例９でＰＨ調整したサンプルをさらにＰＨ１１にＰＨ処理したサンプルのろ過土含有濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度は１６０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１３０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少することが確認できる。
【００５３】
試験例１１は、上述した試験例１０でＰＨ調整したサンプルをさらにＰＨ１２にＰＨ処理したサンプルのろ過土含有濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度は１３０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１１０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少することが確認できる。
【００５４】
試験例１２は、上述した試験例１１でＰＨ１２に調整したサンプルに対して酸化剤を添加することによる前処理において、処理能力向上性を確認するための試験であって、酸化剤として過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）をサンプルに対して１．５％添加したときのろ過土含有濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度は１１０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから８０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少することが確認できる。
【００５５】
試験例１３は、上述した試験例８〜１２で処理されたＰＨ調整と酸化剤添加によって処理されたサンプルを使用し、このサンプルに対して処理時間３００分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は８０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１１ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は８６％となり、高いシアン分解率となっていることが確認できる。本試験例１３では処理後のろ過土含有濃度が１１ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇであり、上述した試験例７の場合（２２ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇ）と比べると低い濃度になっていることから、ＰＨ調整と酸化剤添加による前処理に効果があるものといえる。
【００５６】
このように本実施例では、試験例１〜１３のそれぞれにおいて、ろ過土含有濃度の低下が確認されたが、とくに試験例２の土壌洗浄プラントでサイクロンオーバー分においては８４％と濃度低下率が高く、また試験例６、７、１３より処理時間が長いほど濃度低下率も高くなり、試験例５により新品電極を使用する効果も大きいことが確認できる。さらに、試験例８〜１３において、電解酸化処理の前処理として酸化剤やＰＨ調整剤を添加することも有効であることが確認できた。
【００５７】
以上、本発明による電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置の第１乃至第３の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では単体の電解槽３０を備えた構成となっているが、これに限定されることはない。例えば、電極を備えた複数の電解槽を直列に配置するとともに、それら複数の電解槽のそれぞれに振動発生手段（図示省略）を備え、濃縮残渣を電解処理槽の配列順に経由させて連続的に流動させるようにしてもよい。この場合、複数の電解槽において濃縮残渣を振動発生手段によって振動を与えつつ連続的に流動させることで、効果的に振動流動を発生させることができるので、酸化分解をより効率よく行うことができる効果を奏する。
また、本実施の形態では電解槽３０に振動攪拌機（図示省略）を備えて振動流動を濃縮残渣Ｎに与える構成としているが、これに限定されることはなく、この振動攪拌機を省略することも可能である。
【００５８】
さらに、第２の実施の形態では電解酸化処理部３Ａとして泡浮遊分離機３１と第３沈殿槽３２とを備えているが、それら両方を備える形態に制限されることはなく、いずれか一方のみであってもかまわない。
さらにまた、第３の実施の形態では排水処理部４Ａにおける排水側電解槽４３が第１沈殿槽４１より上流側に配置させているが、これに限らず、第１沈殿槽４１および第２沈殿槽４２の下流側、すなわちこれらの沈殿処理がなされた排水に対して電解酸化処理を行う構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ａ、１Ｂ 土壌処理装置
２ 分級装置
３、３Ａ 電解酸化処理部
４、４Ａ 排水処理部
３０ 電解槽
３１ 泡浮遊分離機
３２ 第３沈殿槽
４１ 第１沈殿槽
４２ 第２沈殿槽
４３ 排水側電解槽
Ｃ３ 細粒子
Ｄ１〜Ｄ３ 第１〜第３凝集沈殿スラリー
Ｆ 泡浮遊フロス
Ｎ 濃縮残渣
Ｎ０ 無害化物
Ｗ 洗浄水
Ｗ０ 処理水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シアン化合物等の重金属からなる無機系汚染物質やダイオキシン、油などの有機系汚染物質を含む土壌の浄化方法として、汚染物質が細粒子分に偏在しているという特性を利用し、分級洗浄を行って濃縮残渣としてその汚染物質を細粒子として濃縮分離させることで、汚染除去を行う土壌洗浄技術が知られている。このような土壌洗浄方法では、汚染土壌を分級洗浄機に投入して、洗浄しつつ砂利、砂、および細粒子に分級し、その細粒子は濃縮残渣として廃棄する。そして、分級洗浄時に使用した洗浄水にはシアン化合物などの汚染物質の一部が溶解することから、その洗浄水を水処理施設へ送水して電解酸化処理や凝集沈殿処理などを施すことで汚染物質を分離し、このときの処理物は前記分級によって生じる濃縮残渣とともに廃棄処分している。
【０００３】
ところで、上述したようなシアン化合物やニッケル等の重金属を含んだ排水や脱脂廃液などの有機物を無害化する別の方法として、電気分解酸化法がある。この電気分解酸化法は、例えばメッキ工場から排出されるは排水処理に多く使用されており、例えばシアン化合物を含む排水からシアンを酸化分解させ、最終的には炭酸ガスと水などに分解して無害化するものである（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８１６４３８号公報
【特許文献２】特開２００６−１５２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の土壌洗浄技術においては以下のような問題があった。
すなわち、土壌洗浄処理において分解除去された濃縮残渣や凝集沈殿物には、汚染土壌中の汚染物質が濃縮されており、これは脱水後、処理困難物として最終処分場にて外部処分されている。ところが、細粒子分が多い砂質土や粘性土からなる汚染土壌を洗浄した場合には、分級によって取り出される濃縮残渣（細粒子分）の割合が著しく増加することになる。そのため、大量の処理困難物が発生することになり、その処分費が増大するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、シアン化合物などの重金属系汚染物質や有機系汚染物質を分解して無害化することで処分費の低減が図れる電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、有機系汚染物質や無機系汚染物質を含む汚染土壌を電解酸化処理して無害化させるための土壌処理方法であって、汚染土壌を濃縮分離して細粒子から形成されるスラリー状の濃縮残渣を得る工程と、濃縮残渣に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行う工程とを有することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る土壌処理装置では、有機系汚染物質や無機系汚染物質を含む汚染土壌を電解酸化処理して無害化させるための電解酸化による土壌処理装置であって、汚染土壌を濃縮分離して細粒子から形成されるスラリー状の濃縮残渣を取り出す分級装置と、濃縮残渣に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行うための電解槽とを有することを特徴としている。
【０００９】
本発明では、シアン化合物等の重金属系汚染物質や有機系汚染物質を含んだ汚染土壌を例えば砂利、砂、細粒子に分級することで得られる濃縮分離された濃縮残渣（細粒子）は、液体と細粒子とが混じったスラリー状の物性であるので、この濃縮残渣に対して電解酸化処理を行うことで、その濃縮残渣に含まれる汚染物質が酸化分解させることができる。つまり、その処理後の物質が無害化されて処理困難物ではなくなることから、処理困難物を外部搬出させ加熱処理する必要がなくなり、運搬費や加熱費などの処分費を大幅に削減することができる。とくに、細粒子の比率が大きい砂質土や粘性土などの汚染土壌の場合には、濃縮分級された濃縮残渣が増大することになることから、無害化による効果が大きくなる利点がある。
【００１０】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、電解酸化処理を行う工程において、濃縮残渣に対して振動攪拌を行うことが好ましい。
本発明では、電解酸化処理を行うための電解槽に例えば振動攪拌機を備えることで、電解酸化時おいて濃縮残渣が振動しつつ流動を起こして十分に攪拌されることになることから、酸化分解の効率を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、電解酸化処理は、電極を備えた複数の電解槽を直列に配置するとともに、それら複数の電解槽のそれぞれに振動発生手段を備え、濃縮残渣を電解処理槽の配列順に経由させて連続的に流動させるようにしてもよい。
本発明では、複数の電解槽において濃縮残渣を振動発生手段によって振動を与えつつ連続的に流動させることで、効果的に振動流動を発生させることができるので、酸化分解をより効率よく行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、電解酸化処理を行う工程の前に、酸化剤およびＰＨ調整剤の少なくとも一方を濃縮残渣に添加する前処理工程を有することがより好ましい。
本発明では、電解酸化処理の前工程で酸化剤やＰＨ調整剤を濃縮残渣に添加しておくことで、酸化分解が促進され、この前処理工程を行わない場合に比べてより一層の無害化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、電解酸化処理を行う工程の前に、濃縮残渣に対して泡浮遊分離処理する工程を有していてもよい。
本発明では、濃縮残渣に対して電解酸化処理を行う前に、その濃縮残渣に対して泡浮遊分離処理を施すことで泡浮遊フロスを分離させ、この泡浮遊フロスに対して電解酸化処理を行うことで酸化分解効率を高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、電解酸化処理を行う工程の前に、濃縮残渣に対して凝集沈殿処理する工程を有していてもよい。
本発明では、濃縮残渣に対して電解酸化処理を行う前に、その濃縮残渣に対して凝集沈殿処理を施すことで凝集沈殿スラリーを分離させ、この凝集沈殿スラリーに対して電解酸化処理を行うことで酸化分解効率をより一層高めることができる。
【００１５】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、濃縮残渣は、分級洗浄により濃縮分離されることが好ましい
本発明では、例えば分級装置を使用して洗浄しつつ濃縮分離された細粒子（濃縮残渣）を取り出すことができる。つまり、電解酸化処理を行うための電解槽などに供給する細粒子の粒径を、電解酸化に好適な例えば７５μｍ未満の粒子に容易に且つ均一な状態で調整することができることから、電解酸化処理の効率を高めることができる。
【００１６】
また、本発明に係る電解酸化による土壌処理方法では、分級洗浄の際に生じる洗浄水に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行う工程を有することが好ましい
本発明では、洗浄水に含まれる分級の際に汚染土壌から溶出された汚染物質が電解酸化処理により分解され、無害化させることが可能となるので、その処理後の排水は再び分級時の洗浄水として循環させて再利用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置によれば、汚染物質を含んだ汚染土壌を濃縮分離させた濃縮残渣に対して電解酸化処理を行うことで、その濃縮残渣中の汚染物質が酸化分解し、処理後の物質が無害化されるので、処理困難物としての発生量が抑えられ、処分費の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態による土壌処理方法の概略構成を説明するための図である。
【図２】土壌処理方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態による土壌処理方法の概略構成を説明するための図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態による土壌処理方法の概略構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の第１の実施の形態による電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置について、図１及び図２に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、本第１の実施の形態による土壌処理装置１は、有機系汚染物質を含む汚染土壌Ｇを対象とし、これを酸化分解することにより無害化を図るためのものである。 ここで、有機系汚染物質として、有機系のシアン化合物、ベンゼン等が挙げられるが、すべての有機物を適用対象としている。また、ニッケルなどの無機系汚染物質も対象としている。
すなわち、土壌処理装置１は、汚染土壌Ｇを洗浄しつつ、砂利Ｃ１、砂Ｃ２、および細粒子Ｃ３（これを「濃縮残渣Ｎ」という）に分級する分級装置２と、分級された濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行うための電解酸化処理部３と、分級装置２で使用した洗浄水を清浄化させるための排水処理部４とを備えて概略構成されている。
【００２１】
分級装置２は、ハイドロサイクロン等で湿式分級するものであり、供給された汚染土壌Ｇを洗浄しつつ、粒径５ｍｍ以上の砂利Ｃ１と、粒径７５μｍ以上５ｍｍ未満の砂Ｃ２と、粒径７５μｍ未満に濃縮分離された細粒子Ｃ３とに分級可能な構造となっている。分級装置２で濃縮分級された細粒子Ｃ３は、液性限界以上の水分を含むスラリー状をなしている。そして、分級装置２は、排水処理部４で排水処理された処理水Ｗ０が洗浄水として供給されるとともに、分級時に汚染土壌Ｇを洗浄した水（洗浄水Ｗ）が排水処理部４へ送水される構成となっている。
【００２２】
電解酸化処理部３は、分級装置２で濃縮分離させた濃縮残渣Ｎを収容し、その濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理するための容器状の電解槽３０を備えている。電解槽３０は、少なくとも陽極と陰極の一対の電極（図示省略）が槽内に送り込まれた濃縮残渣Ｎ内に挿入された状態で配置され、その電極間に所定電流を所定時間をもって流すことで濃縮残渣Ｎに含まれる有機系汚染物質を酸化分解させる構成となっている。なお、電解槽３０として、例えば特許第２７６７７７１号公報に記載されている電解酸化槽（日本テクノ株式会社製）を採用することができる。
そして、電解槽３０には、酸化分解によって無害化された処理物（無害化物Ｎ０）を槽外へ排出するための図示しない排出口が槽底部に設けられている。
【００２３】
また、電解槽３０は、図示しない振動攪拌機が設けられており、これにより酸化分解する濃縮残渣Ｎに例えば１０〜５００Ｈｚの振動と流動とを作用させて攪拌する機能を有している。この振動攪拌機としては、前記と同様に特許第２７６７７７１号公報に記載されている振動攪拌機（日本テクノ株式会社製）を採用することができる。
【００２４】
また、電解酸化処理部３にあっては、電解酸化処理の前処理として、電解槽３０において酸化剤またはＰＨ調整剤が添加される構成となっている。具体的には、酸化剤を添加する場合においては、酸化剤として過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、過硫酸ソーダ、次亜塩素酸ソーダ、二酸化塩素等が挙げられ、濃縮残渣Ｎに対して添加することで有機系汚染物質の一部を分解することができ、これにより分解できずに残った有機系汚染物質を電解槽３０で電解酸化処理することができるようになっている。また、ＰＨ調整剤を添加する場合においては、ＰＨ調整剤として水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が挙げられ、濃縮残渣Ｎに対して添加することによりＰＨ調整することができ、これにより汚染物質濃度を低下させることができるようになっている。
【００２５】
排水処理部４は、分級装置２から送り込まれた汚染した洗浄水Ｗに含まれる土粒子をポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）や硫酸バンド等の凝集剤によって凝集沈殿させる処理を行う第１沈殿槽４１と、鉄などの添加物を洗浄水Ｗに添加することで鉄錯体などの錯化合物を沈殿させるための第２沈殿槽４２とを備えている。そして、第１沈殿槽４１および第２沈殿槽４２のそれぞれによって処理された第１凝集沈殿スラリーＤ１および第２凝集沈殿スラリーＤ２が電解酸化処理部３の電解槽３０へ送出され、濃縮残渣Ｎとともに電解酸化処理される構成となっている。また、第２沈殿槽４２での処理水Ｗ０は、循環水として再び分級装置２へ送水されるようになっている。
【００２６】
次に、このように構成される土壌処理装置１を用いた土壌処理方法、および作用について、図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、有機系汚染物質を含んだ汚染土壌Ｇを分級装置２に投入し（ステップＳ１）、洗浄しつつ砂利Ｃ１、砂Ｃ２、および細粒子Ｃ３に分級する（ステップＳ２）。そして、分級洗浄された細粒子Ｃ３は例えば７５μｍ未満の粒径で濃縮分離されたスラリー状の濃縮残渣Ｎとなり、この濃縮残渣Ｎを分級装置２から電解酸化処理部３の電解槽３０へ送り出す（ステップＳ３）。また、ステップＳ４では、ステップＳ２で行った分級工程で発生する汚染土壌Ｇを洗浄することにより汚染された洗浄水Ｗが排水処理部４へ送られる。
【００２７】
次に、排水処理部４では、第１沈殿槽４１においてＰＡＣや硫酸バンド等の凝集剤を用いて洗浄水Ｗ中の土粒子を沈殿させる一次凝集沈殿処理が行われ、この処理によって得られた第１凝集沈殿スラリーＤ１が電解槽３０に送られる（ステップＳ５）。さらに、第１沈殿槽４１で処理された処理水Ｗは第２沈殿槽４２へ送られ、第２沈殿槽４２において鉄などの添加物を洗浄水Ｗに添加することで鉄錯体を沈殿させる二次凝集沈殿処理が行われ、この処理によって得られた第２凝集沈殿スラリーＤ２もまた電解槽３０に送られる（ステップＳ６）。そして、第２沈殿槽４２で処理された処理水Ｗ０は、分級装置２へ送られて、分級の際の洗浄水として使用される（ステップＳ７）。
【００２８】
次に、分級装置２で取り出された濃縮残渣Ｎは、電解槽３０に供給され、排水処理部４から送り込まれた第１凝集沈殿スラリーＤ１、第２凝集沈殿スラリーＤ２とともに、酸化剤やＰＨ調整剤の添加による前処理が行われる（ステップＳ８）。これにより、濃縮残渣ＮやスラリーＤ１、Ｄ２に含まれる有機系汚染物質の濃度を低下させることができ、電解酸化処理部３として酸化分解が促進される効果を得ることができる。
【００２９】
次に、ステップＳ８の前処理工程を行った処理物に対して電解酸化処理が行われる（ステップＳ９）。つまり、電解酸化対象となる濃縮残渣Ｎ（第１、第２凝集沈殿スラリーＤ１、Ｄ２を含む）は液体と細粒子とが混じったスラリー状の物性をなしているので、その中に含まれる有機系汚染物質が酸化分解されることになる。そして、ステップＳ１０において、電解槽３０で電解酸化処理して無害化された処理物（無害化物Ｎ０）が電解槽３０から取り出され、適宜処理される。
【００３０】
このように、本土壌処理方法では、シアン化合物等の有機系汚染物質を含んだ汚染土壌Ｇを例えば砂利、砂、細粒子に分級することで得られる濃縮分離された濃縮残渣Ｎ（細粒子Ｃ３）は、液体と細粒子とが混じったスラリー状の物性であるので、この濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行うことで、その濃縮残渣Ｎに含まれる有機系汚染物質が酸化分解させることができる。つまり、その処理後の物質が無害化されて処理困難物ではなくなることから、処理困難物を外部搬出させ加熱処理する必要がなくなり、運搬費や加熱費などの処分費を大幅に削減することができる。とくに、細粒子の比率が大きい砂質土や粘性土などの汚染土壌の場合には、濃縮分級された濃縮残渣が増大することになることから、無害化による効果が大きくなる利点がある。
【００３１】
また、本土壌処理方法では、電解酸化処理を行う工程において、濃縮残渣Ｎに対して振動攪拌を行うことで、電解酸化時おいて濃縮残渣Ｎが振動しつつ流動を起こして十分に攪拌されることになることから、酸化分解の効率を向上させることができる。
さらに、分級装置２を使用して洗浄しつつ濃縮分離された細粒子（濃縮残渣Ｎ）を取り出すことができるので、電解酸化処理を行うための電解槽３０に供給する細粒子Ｃ３の粒径を、電解酸化に好適な例えば７５μｍ未満の粒子に容易に且つ均一な状態で調整することができ、電解酸化処理の効率を高めることができる。
【００３２】
上述のように本第１の実施の形態による電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置では、有機系汚染物質を含んだ汚染土壌Ｇを濃縮分離させた濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行うことで、その濃縮残渣Ｎ中の有機系汚染物質が酸化分解し、処理後の物質が無害化されるので、処理困難物としての発生量が抑えられ、処分費の低減を図ることができる。
【００３３】
次に、他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
【００３４】
図３に示すように、第２の実施の形態の土壌処理装置１Ａは、電解酸化処理部３Ａにおいて、泡浮遊分離機３１と、第３沈殿槽３２とを設けた構成となっている。すなわち、電解酸化処理部３Ａは、分級装置２（図１参照）から取り出された濃縮残渣Ｎと、排水処理部４から得られた第１凝集沈殿スラリーＤ１、第２凝集沈殿スラリーＤ２とが泡浮遊分離機３１に供給され、泡浮遊分離処理により分離した泡浮遊フロスＦが電解槽３０に送られる。そして、泡浮遊分離処理で処理された土壌分が第２凝集沈殿槽３２に送られ、その凝集沈殿処理により生じた第３凝集沈殿スラリーＤ３が電解槽３０に送られ、その第３凝集沈殿スラリーＤ３に対して電解酸化処理が行われる構成となっている。
本第２の実施の形態では、濃縮残渣Ｎに対して電解酸化処理を行う前に、その濃縮残渣Ｎに対して泡浮遊分離処理や凝集沈殿処理を施すことで、酸化分解効率をより一層高めることができる。
【００３５】
図４に示すように、第３の実施の形態の土壌処理装置１Ｂは、上述した第１の実施の形態の排水処理部４において、第１凝集沈殿槽４１の上流側に一対の陽極、陰極からなる電極（図示省略）を備えた排水側電解槽４３を設けた構成となっている。つまり、本排水処理部４Ａでは、分級装置２で使用した汚染された洗浄水Ｗが排水処理部４の排水側電解槽４３に送り込まれ、洗浄水Ｗに含まれる分級の際に汚染土壌Ｇから溶出された有機系汚染物質が電解酸化処理により分解され、無害化させることができ、無害化物Ｎ０として処理することが可能な構成となっている。そして、その処理後の排水（処理水Ｗ０）は、上述した第１の実施の形態と同様に第１沈殿槽４１、第２沈殿槽４２のそれぞれにおいて適宜処理され、再び分級時の洗浄水として循環させて再利用される。
【００３６】
次に、上述した第１乃至第３の実施の形態による電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置を裏付けるため、実施例について以下説明する。
【実施例】
【００３７】
本実施例では、上述した第１〜第３の実施の形態で示した土壌処理装置において適宜な条件の元で電解酸化処理による試験を実施して、汚染土壌から得られる土壌（試験対象物）に含まれるシアン濃度の変化を確認した。
表１乃至表３に示すように、試験は、１３通りの電解酸化処理試験（試験例１〜１３）を行った。ここで、表１乃至表３は、各試験１〜１３における試験項目と試験結果を示している。そして、各試験例においては、適宜な電流を所定の処理時間流すことで電解酸化処理を行い、処理前と処理後の土壌のシアン濃度ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇ（これを、「ろ過土含有濃度」という）を測定した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
表１に示す試験例１〜４はシアン分解能を確認するための試験であって、そのうち試験例１は土壌への適用性を確認するための試験、試験例２〜４は土壌洗浄プラント（上述した土壌処理装置）への適用性を確認するための試験であり、試験例５は電解酸化による分解の効率化を確認するための試験である。表２に示す試験例６は、電解酸化処理の経時変化を確認するための試験である。また、表３に示す試験例７〜１３は、酸化剤、ＰＨ調整剤を用いた前処理による処理能力を確認するための試験である。
【００４２】
以下に、各試験例１〜１３における試験結果について表１〜表３に基づいて説明する。
【００４３】
表１に示すように、試験例１は、土壌におけるシアン分解効果を確認する試験であり、汚染土壌から作成した土壌スラリーを使用し、その土壌スラリーに対して処理時間１２０分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は１７ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから７．５ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇとなり略半分に減少することが確認でき、濃度低下率は５６％となった。
【００４４】
試験例２は、土壌洗浄プラントのうち分級装置で取り出されるサイクロンオーバー分（すなわち、細粒子、濃縮残渣）への適用性を確認するための試験であり、そのサイクロンオーバー分に対して処理時間１２０分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は３７ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから６．１ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は８４％となり、高いシアン分解率となっていることが確認できた。
【００４５】
試験例３は、土壌洗浄プラントのうちサイクロンオーバー分（すなわち、細粒子、濃縮残渣）を凝集沈殿処理により得られた凝集沈殿スラリーへの適用性を確認するための試験であり、その凝集沈殿スラリーに対して処理時間１２０分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は５７ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１７ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は７０％となっていることが確認できる。
【００４６】
試験例４は、土壌洗浄プラントのうちサイクロンオーバー分（すなわち、細粒子、濃縮残渣）を泡浮遊分離機により泡浮遊分離処理して得られた泡浮遊フロスへの適用性を確認するための試験であり、その泡浮遊フロスに対して処理時間１２０分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は５４ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから３２ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は４１％となっていることが確認できる。
【００４７】
試験例５は、電解酸化処理による分解の効率化を確認するための試験であり、試験対象のサンプルに上述した試験例３と同様の凝集沈殿スラリーを使用するとともに、電解酸化処理に用いる電極として新品の部材をし、この凝集沈殿スラリーに対して処理時間１２０分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は２０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから３．３ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は８４％となり、高いシアン分解率となっていることが確認できた。そして、上述した試験例３のろ過土含有濃度７０％に比べて８４％となっており、新品電極とすることで電解酸化による分解能が向上されることがわかる。
【００４８】
表２に示す試験例６は、電解酸化処理の経時変化を確認するための試験であり、試験対象のサンプルに上述した試験例３と同様の凝集沈殿スラリーを使用し、この凝集沈殿スラリーに対して電解酸化処理を行い、１５分経過時、３０分経過時、６０分経過時（処理後）のそれぞれのシアン濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度において、１５分経過時で７７ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇ、３０分経過時で７５ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇ、６０分経過時で６０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに処理時間が経過するにしたがって減少しており、処理時間が長いほど分解が進行することが確認できる。
【００４９】
表３に示す試験例７では、試験対象のサンプルに上述した試験例３と同様の凝集沈殿スラリーを使用し、この凝集沈殿スラリーに対して処理時間３００分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は１８０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから２２ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は８８％となり、高いシアン分解率となっていることが確認できた。つまり、上述した試験例３の処理時間１２０分の場合のろ過土含有濃度７０％に比べても８８％と高くなっていることからも、上述した試験例６で実証されたように処理時間が長いほど分解が促進することがいえる。
【００５０】
試験例８〜１１は、ＰＨ調整剤として水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を使用したＰＨ調整による前処理において、処理能力向上性を確認するための試験であって、試験例８ではＰＨ８に調整した場合であり、試験例９では試験例８でＰＨ調整したサンプルにおいてＰＨ８からＰＨ１０に調整した場合であり、さらに試験例１０ではＰＨ１０からＰＨ１１に調整した場合であり、そして試験例１１ではＰＨ１１からＰＨ１２に調整した場合である。
試験例８は、上述した試験例７と同様のサンプルである凝集沈殿スラリーを使用し、ＰＨ処理前とＰＨ８に処理した後のろ過土含有濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度は１８０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１７０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少することが確認できる。
【００５１】
試験例９は、上述した試験例８でＰＨ調整したサンプルをさらにＰＨ１０にＰＨ処理したサンプルのろ過土含有濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度は１７０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１６０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少することが確認できる。
【００５２】
試験例１０は、上述した試験例９でＰＨ調整したサンプルをさらにＰＨ１１にＰＨ処理したサンプルのろ過土含有濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度は１６０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１３０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少することが確認できる。
【００５３】
試験例１１は、上述した試験例１０でＰＨ調整したサンプルをさらにＰＨ１２にＰＨ処理したサンプルのろ過土含有濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度は１３０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１１０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少することが確認できる。
【００５４】
試験例１２は、上述した試験例１１でＰＨ１２に調整したサンプルに対して酸化剤を添加することによる前処理において、処理能力向上性を確認するための試験であって、酸化剤として過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）をサンプルに対して１．５％添加したときのろ過土含有濃度を測定した。その結果、ろ過土含有濃度は１１０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから８０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少することが確認できる。
【００５５】
試験例１３は、上述した試験例８〜１２で処理されたＰＨ調整と酸化剤添加によって処理されたサンプルを使用し、このサンプルに対して処理時間３００分で電解酸化処理を行った。その結果、ろ過土含有濃度は８０ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇから１１ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇに減少し、濃度低下率は８６％となり、高いシアン分解率となっていることが確認できる。本試験例１３では処理後のろ過土含有濃度が１１ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇであり、上述した試験例７の場合（２２ｍｇＴ−ＣＮ／ｋｇ）と比べると低い濃度になっていることから、ＰＨ調整と酸化剤添加による前処理に効果があるものといえる。
【００５６】
このように本実施例では、試験例１〜１３のそれぞれにおいて、ろ過土含有濃度の低下が確認されたが、とくに試験例２の土壌洗浄プラントでサイクロンオーバー分においては８４％と濃度低下率が高く、また試験例６、７、１３より処理時間が長いほど濃度低下率も高くなり、試験例５により新品電極を使用する効果も大きいことが確認できる。さらに、試験例８〜１３において、電解酸化処理の前処理として酸化剤やＰＨ調整剤を添加することも有効であることが確認できた。
【００５７】
以上、本発明による電解酸化による土壌処理方法および土壌処理装置の第１乃至第３の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では単体の電解槽３０を備えた構成となっているが、これに限定されることはない。例えば、電極を備えた複数の電解槽を直列に配置するとともに、それら複数の電解槽のそれぞれに振動発生手段（図示省略）を備え、濃縮残渣を電解処理槽の配列順に経由させて連続的に流動させるようにしてもよい。この場合、複数の電解槽において濃縮残渣を振動発生手段によって振動を与えつつ連続的に流動させることで、効果的に振動流動を発生させることができるので、酸化分解をより効率よく行うことができる効果を奏する。
また、本実施の形態では電解槽３０に振動攪拌機（図示省略）を備えて振動流動を濃縮残渣Ｎに与える構成としているが、これに限定されることはなく、この振動攪拌機を省略することも可能である。
【００５８】
さらに、第２の実施の形態では電解酸化処理部３Ａとして泡浮遊分離機３１と第３沈殿槽３２とを備えているが、それら両方を備える形態に制限されることはなく、いずれか一方のみであってもかまわない。
さらにまた、第３の実施の形態では排水処理部４Ａにおける排水側電解槽４３が第１沈殿槽４１より上流側に配置させているが、これに限らず、第１沈殿槽４１および第２沈殿槽４２の下流側、すなわちこれらの沈殿処理がなされた排水に対して電解酸化処理を行う構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ａ、１Ｂ 土壌処理装置
２ 分級装置
３、３Ａ 電解酸化処理部
４、４Ａ 排水処理部
３０ 電解槽
３１ 泡浮遊分離機
３２ 第３沈殿槽
４１ 第１沈殿槽
４２ 第２沈殿槽
４３ 排水側電解槽
Ｃ３ 細粒子
Ｄ１〜Ｄ３ 第１〜第３凝集沈殿スラリー
Ｆ 泡浮遊フロス
Ｎ 濃縮残渣
Ｎ０ 無害化物
Ｗ 洗浄水
Ｗ０ 処理水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機系汚染物質や無機系汚染物質を含む汚染土壌を電解酸化処理して無害化させるための土壌処理方法であって、
前記汚染土壌を濃縮分離して細粒子から形成されるスラリー状の濃縮残渣を得る工程と、
前記濃縮残渣に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行う工程と、
を有することを特徴とする電解酸化による土壌処理方法。
【請求項２】
電解酸化処理を行う工程において、前記濃縮残渣に対して振動攪拌を行うことを特徴とする請求項１に記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項３】
前記電解酸化処理は、電極を備えた複数の電解槽を直列に配置するとともに、それら複数の電解槽のそれぞれに振動発生手段を備え、前記濃縮残渣を前記電解槽の配列順に経由させて連続的に流動させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項４】
前記電解酸化処理を行う工程の前に、酸化剤およびＰＨ調整剤の少なくとも一方を前記濃縮残渣に添加する前処理工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項５】
前記電解酸化処理を行う工程の前に、前記濃縮残渣に対して泡浮遊分離処理する工程を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項６】
前記電解酸化処理を行う工程の前に、前記濃縮残渣に対して凝集沈殿処理する工程を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項７】
前記濃縮残渣は、分級洗浄により濃縮分離されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項８】
前記分級洗浄の際に生じる洗浄水に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行う工程を有することを特徴とする請求項７に記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項９】
有機系汚染物質や無機系汚染物質を含む汚染土壌を電解酸化処理して無害化させるための電解酸化による土壌処理装置であって、
前記汚染土壌を濃縮分離して細粒子から形成されるスラリー状の濃縮残渣を取り出す分級装置と、
前記濃縮残渣に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行うための電解槽と、
を有することを特徴とする土壌処理装置。
【請求項１】
有機系汚染物質や無機系汚染物質を含む汚染土壌を電解酸化処理して無害化させるための土壌処理方法であって、
前記汚染土壌を濃縮分離して細粒子から形成されるスラリー状の濃縮残渣を得る工程と、
前記濃縮残渣に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行う工程と、
を有することを特徴とする電解酸化による土壌処理方法。
【請求項２】
電解酸化処理を行う工程において、前記濃縮残渣に対して振動攪拌を行うことを特徴とする請求項１に記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項３】
前記電解酸化処理は、電極を備えた複数の電解槽を直列に配置するとともに、それら複数の電解槽のそれぞれに振動発生手段を備え、前記濃縮残渣を前記電解槽の配列順に経由させて連続的に流動させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項４】
前記電解酸化処理を行う工程の前に、酸化剤およびＰＨ調整剤の少なくとも一方を前記濃縮残渣に添加する前処理工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項５】
前記電解酸化処理を行う工程の前に、前記濃縮残渣に対して泡浮遊分離処理する工程を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項６】
前記電解酸化処理を行う工程の前に、前記濃縮残渣に対して凝集沈殿処理する工程を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項７】
前記濃縮残渣は、分級洗浄により濃縮分離されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項８】
前記分級洗浄の際に生じる洗浄水に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行う工程を有することを特徴とする請求項７に記載の電解酸化による土壌処理方法。
【請求項９】
有機系汚染物質や無機系汚染物質を含む汚染土壌を電解酸化処理して無害化させるための電解酸化による土壌処理装置であって、
前記汚染土壌を濃縮分離して細粒子から形成されるスラリー状の濃縮残渣を取り出す分級装置と、
前記濃縮残渣に対して電極を導入することにより電解酸化処理を行うための電解槽と、
を有することを特徴とする土壌処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２７９８８１（Ｐ２０１０−２７９８８１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３４１４６（Ｐ２００９−１３４１４６）
【出願日】平成２１年６月３日（２００９．６．３）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（３９２０２６２２４）日本テクノ株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３日（２００９．６．３）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（３９２０２６２２４）日本テクノ株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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