JP2000140819A - 重金属汚染土壌の浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重金属類に汚染された土壌中の重金属類を短
時間で効率的に重金属イオンとして土壌間隙水中に溶出
させ、かつ、土質的な条件に左右されない安定した条件
下で実施できる重金属汚染土壌の浄化を提供すること。 【解決手段】 重金属類に汚染された土壌中の重金属類
をイオン化し、前記土壌中の間隙水に溶出させる前処理
工程と、前記前処理工程を施した土壌に電極１１、１２
を介して直流電圧を印加する電圧印加工程と、前記イオ
ン化された重金属類を前記土壌間隙水に溶出させたまま
イオン移動によって電極部に集結させ、この土壌間隙水
を前記土壌から分離することにより、前記土壌から前記
重金属類を除去する浄化工程とを含む一連の工程によっ
て、重金属汚染土壌の浄化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重金属類で汚染さ
れた土壌を採取して浄化する、現位置外浄化方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、重金属類に汚染された土壌を、動
電現象を利用して浄化する方法は提案されていた。例え
ば、特開平１０−３４１２６公報では、動電現象を利用
して前記土壌中に含まれる重金属類を、前記土壌中の土
壌間隙水に溶出させ陽極電極又は陰極電極側へ集結させ
るにあたり、陽極電極と陰極電極とのうち、少なくとも
一方の電極を有孔管内に設け、前記電極と前記土壌との
間を、前記重金属類を水溶性の塩にする薬液で満たすこ
とで、前記重金属類を前記薬液中に集結させ、前記土壌
を浄化する方法が提案されている。

【０００３】この方法は、水の電気分解により陰極付近
に発生するアルカリ領域において、前記重金属類が難溶
性の塩を形成し、動電現象では浄化できない形態に変化
してしまうことを防止し、さらに前記汚染土壌中のｐＨ
を均一にすることにより（汚染土壌中にｐＨの変極点が
存在しないため）、前記汚染土壌中の電位勾配を均一に
維持することができ、効率良く重金属汚染土壌を浄化す
る方法として利用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記重
金属汚染土壌の浄化方法では、重金属に汚染された土壌
のｐＨ緩衝能力のために、前記土壌中の土壌間隙水へ前
記重金属類が溶出するｐＨへ、前記土壌のｐＨを変化さ
せるのに時間がかかってしまうという問題点がある。

【０００５】また、場所によって土の持つ性質（土質）
自体が異なるため、陽イオン交換容量・ｐＨ緩衝能力等
を含む土質的な条件の違いのそれぞれに対して、最も適
した前記重金属汚染土壌の浄化方法の条件を設定するの
が困難な場合がある。

【０００６】本発明は、これらの事項に鑑みなされたも
ので、前記重金属類を短時間で効率的に前記土壌中の土
壌間隙水に溶出させ、かつ、土質的な条件に左右されな
い安定した条件下で実施できる重金属汚染土壌の浄化を
提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は以下のような構成とする。すなわち、重金
属類に汚染された土壌中の重金属類をイオン化し、前記
土壌の土壌間隙水に溶出させる前処理工程と、前記前処
理工程を施した土壌に電極を介して直流電圧を印加する
電圧印加工程と、前記イオン化された重金属類を前記土
壌間隙水に溶出させたまま電気泳動・イオン移動によっ
て電極部に集結させ、この土壌間隙水を前記土壌から分
離することにより、前記土壌から前記重金属類を除去す
る浄化工程とを含む、重金属汚染土壌の浄化方法であ
る。

【０００８】ここで前記前処理工程として酸・アルカリ
・錯イオン形成化合物のいずれかを重金属類に汚染され
た土壌に加え、前記土壌と混練することにより前記重金
属類をイオン化し、前記土壌中の土壌間隙水に溶出させ
る方法を用いると良好な結果を得る。なお、前記錯イオ
ン形成化合物は前記重金属類と錯イオンを形成するもの
から選ばれる。

【０００９】本発明の浄化方法は、前記前処理された汚
染土壌に直流電圧を印加する電極を直接汚染土壌中に設
置しても良く、また、電極を有孔管内に設けた二重管構
造の電極とし、この二重管構造の電極を土壌中に設置し
ても良い。

【００１０】汚染土壌に電極を設置する設置形態は特に
限定されず、例示される設置形態を単独で用いても良
く、また、複数の形態を組み合わせて用いても良いが、
前記浄化方法には、以下に示す処理土槽を用いると好ま
しい結果を得る。

【００１１】すなわち処理土槽は、イオンや土壌間隙水
に対する透過性を有する仕切板によって、重金属類に汚
染された土壌を水と共に収納する土壌収納室と、この土
壌収納室に隣接し、陽極電極水を収納し、かつ、陽極電
極水に浸される陽極電極を設置した陽極電極設置室と、
前記土壌収納室に隣接し、陰極電極水を収納し、かつ、
この陰極電極水に浸される陰極電極を設置した陰極電極
設置室とに仕切られ、かつ、前記陽極電極設置室と前記
陰極電極設置室とが互いに隣接しないように配置した処
理土槽である。

【００１２】浄化対象となる汚染土壌は重金属類を含む
土壌であれば特に限定されず、例えば水と土壌とのスラ
リーである泥水状の汚染土壌や、ヘドロ状の汚染土壌等
を例示できる。

【００１３】前記前処理工程は、酸・アルカリ・前記錯
イオン形成化合物のいずれかから選ばれる薬液と前記土
壌とを機械的に混練する方法でも良いし、動電現象を利
用して前記土壌を酸性にする方法でも良い。

【００１４】前記薬液と前記土壌を機械的に混練する方
法は、掘削・採取された前記土壌に、酸・アルカリ・前
記錯イオン形成化合物のいずれかから選ばれる薬液を加
えた後、混練することにより前記土壌中の重金属類をイ
オン化する方法である。この操作には使用される前記薬
液に対応する耐薬品処理が施された土練機を使用すると
良い。

【００１５】また、この操作によって使用されるその他
の機器についても、同様の処理が施されたものを使用す
ると良い。前記操作によって前記土壌は前記薬液と均一
に混ざることにより前記土壌中の重金属類をイオン化
し、前記土壌中の土壌間隙水へ溶出させる。

【００１６】また、動電現象を利用することにより、重
金属類に汚染された土壌を酸性にし、前記土壌中の重金
属類をイオン化する方法は、掘削・採取された前記土壌
を前記土壌収納室に収納し、前記陽極電極水を酸によっ
て強酸性にし、前記陽極電極と前記陰極電極の間に直流
電圧を印加するものである。

【００１７】前記陽極電極水中の酸から電離した水素イ
オンは正電荷を有するため、陰極電極に向かって移動す
る。このため、前記土壌中を水素イオンが通過すること
により、前記土壌を酸性にし、前記重金属類をイオン化
するものである。また、前記陰極電極水を酸及びそれら
の塩によって酸性にし、前記陰極電極水が水の電気分解
によりアルカリ性化するのを防止することで、効率的に
前記汚染土壌を酸性化する前処理を実施する。

【００１８】前記陰極電極水・前記陽極電極水に使用さ
れる酸は、無機酸及び有機酸のいずれでも良い。無機酸
としては塩酸・硫酸・硝酸等が挙げられる。有機酸とし
ては、酢酸・シュウ酸等が挙げられる。これらは各々単
独でも２種類以上を併用しても良い。また、無機酸と有
機酸を組み合わせて用いることができる。

【００１９】また、汚染土壌を効率的に浄化する前処理
方法として、酸及びそれらの塩を使用する以外に、錯イ
オン形成化合物を使用する方法も挙げられる。前記薬液
に使用される錯イオン形成化合物としては、重金属イオ
ンと特異的に反応して安定な錯イオンを形成しうる化合
物であれば特に限定されないが、例えば、酒石酸・ジエ
チルチオカルバミン酸・エチレンジアミン四酢酸等が挙
げられ、錯イオン形成化合物単独で使用しても良いし、
単独或いは２種類以上の無機酸及び有機酸と、錯イオン
形成化合物とを併用して使用しても良い。

【００２０】前記薬液と前記土壌を機械的に混練する方
法によって前処理された前記土壌は、ここで前記処理土
槽の土壌収納室に収納される。前記土壌収納室は対向す
る前記陽極電極設置室と前記陰極電極設置室に挟まれる
位置にあると好ましい。また、仕切板によって電極１つ
１つに電極設置室を設けた二重管構造の電極を、土壌収
納室に収納された汚染土壌中に挿入しても良い。電極設
置室及び電極の配置形式については、前記形式を単独で
用いても良く、また、組み合わせて用いても良い。

【００２１】処理土槽は堅固な性状を有するもので、非
電導性であると、直流電圧が汚染土壌に効率よく印加さ
れるので良い。また、処理土槽は電導性を有する材料に
非電導処理を施したものによって作製されても良い。

【００２２】処理土槽は薬品に対する耐性を有するもの
が好ましく、薬品に対する耐性が不十分なものについて
は耐薬品処理を施すと良い。処理土槽に使用される材料
としては、例えばポリプロピレン（以下ＰＰとする）や
ポリ塩化ビニル（以下ＰＶＣとする）等の非電導性の材
料で非電導処理された鋼板や、コンクリート・木板等が
例示される。

【００２３】前記仕切板は、非電導性であり、動電現象
に伴い前記土壌中の重金属類及び前記土壌中の土壌間隙
水が前記陽極電極水、或いは前記陰極電極水に移行する
とき、前記重金属類及び土壌間隙水を通しつつも、土壌
収納室に収納された汚染土壌が陽極電極設置室及び陰極
電極設置室に移動しないように、汚染土壌が支えられる
堅固な性状を有するものが好ましい。また、仕切板には
汚染土壌の浄化効率を上げるため、イオン交換能力を有
する材料による処理を施しても良い。

【００２４】従って仕切板は多孔質の板が良く、ＰＰや
ＰＶＣ等で作製された２枚のメッシュ状の板の間に不織
布・ＰＰ製の布等の布や、濾紙等の紙、又はイオン交換
膜・イオン交換樹脂・電解質を有するゲルや半透膜等の
イオン交換性、或いはイオンを透過させる性状を有する
ものを配した構造とするとさらに良い。或いは汚染土壌
を不織布等で袋詰めにすることにより、処理土槽に配さ
れた汚染土壌が陽極電極設置室及び陰極電極設置室に流
出するのを防ぐ構造としても良い。

【００２５】前記陽極電極及び前記陰極電極に用いられ
る電極の材質は、白金・金等の貴な金属が好ましいが、
電極の材質が炭素であっても構わない。陽極電極及び陰
極電極は、単数或いは複数設置されても良いが、陽極電
極と陰極電極とが相互に対向するように設置されている
と好ましい。陽極電極及び陰極電極の形状は特に限定さ
れるものではないが、柱状や板状のものが例示でき、こ
れらの形状は単独、或いは組み合わせて用いられても良
い。

【００２６】前記陽極電極水は、直流電圧の印加によっ
て電気分解し、水素イオンを生じるため酸性化する。前
記土壌間隙水等の前記土壌中の水は、直流電圧の印加を
受け、電気浸透現象によって移動するが、その移動速度
は土壌間隙水のｐＨに影響される。前記土壌が長期間酸
性雰囲気にさらされると、前記水の移動速度は減少し、
前記土壌の浄化効率を低下させる。

【００２７】また、重クロム酸イオン等の６価クロムイ
オンの場合には、アルカリ性雰囲気のときのイオン安定
性が高いことから、前記陽極電極水は中性、若しくはア
ルカリ性であると良い。従って、前記陽極電極水は水道
水を循環利用することが好ましいが、必要があればアル
カリを添加しても構わない。

【００２８】前記陰極電極水は、直流電圧の印加によっ
て主に２つの問題点を生じる。１つには、水の電気分解
によって水酸イオンを生じるため前記陰極電極水がアル
カリ化する。このことにより、前記土壌中の重金属イオ
ンは、前記水酸イオンと反応して水に難溶性の水酸化物
を形成したり、再び前記土壌中の土粒子に吸着されたり
する。このように前記重金属イオンが動電現象では移動
しにくい形態に変化してしまい、その結果、前記土壌の
浄化効率が低下する。

【００２９】もう１つには、重金属イオンや正電荷を有
する前記土壌中の粒子が前記陰極電極上に集積しスケー
ルとなり分極現象を発生させる。前記陰極電極上にスケ
ールが発生すると、その電気伝導性の低さから電極表面
の電気抵抗が増大し、前記土壌収納室に収納された前記
土壌の浄化に有効な直流電流が流れなくなり、前記土壌
の通電効率を低下させる。

【００３０】これらの問題点を解決するためには、前記
陰極電極水に酸を添加し、前記陰極電極水を酸性に保つ
ことで、前記陰極電極水のアルカリ化を防ぐと共に、前
記重金属イオンを前記陰極電極水中にイオンとして存在
させることが有効である。

【００３１】前記陰極電極水に添加される酸は、前記前
処理工程に使用される酸を使用できるが、好ましくは塩
酸・硫酸・硝酸で、その濃度は０.０１〜１０規定であ
るとさらに好ましい。前記陰極電極水のｐＨが前記酸の
添加によって１以下に保持されると、前記重金属イオン
は、イオンとして前記陰極電極水中に存在するので良
い。

【００３２】前記陰極電極水に添加されるイオンは、前
記前処理工程に使用される酸の塩又はアルカリの塩を使
用できるが、好ましくは塩化ナトリウム・塩化カリウム
等でその濃度は１〜１０重量パーセントであると良い。
前記陰極電極水に前記イオンが添加されているとき、前
記陰極電極における分極現象を抑えることができる。

【００３３】また、陰極電極水は、循環利用せず前記陰
極電極設置室へ過剰に供給し、余剰分を排出する供給形
態とすると、前記土壌中から前記陰極電極水中に移動し
てきた重金属イオン類が、余剰分の陰極電極水とともに
排出でき、かつ、前記陰極電極上のスケールの発生を少
なくできて良い。

【００３４】前記電圧印加工程は、前記土壌収納室に収
納された前記土壌に直流電圧を印加することで、電場の
影響によって移動する前記重金属イオン類及び前記粒子
を含む土壌間隙水等の水が、前記電気泳動によって前記
重金属イオン類と共に移動する電気浸透現象によって、
前記土壌中の重金属類を一方の電極側へ移動させる工程
である。

【００３５】このときの通電条件が、０.１〜２V/cmで
あるとき、前記重金属イオンを含む土壌を浄化するのに
好ましい。従って、前記直流電圧を印加する際に使用さ
れる直流電源は、前記通電条件を満足する能力を有する
物であれば特に限定されない。

【００３６】前記浄化工程は、前記土壌中を移動し、前
記陰極電極水中に集結した前記重金属イオンを、連続的
に排出される前記陰極電極水と共に排出する工程であ
る。前記浄化工程によって排出される前記陰極電極水中
の重金属イオンは排水規制値以上ではあるが、あまり高
濃度になることがなく、特に専門的な知識や複雑な工程
を用いなくとも回収可能なことから、前記電圧印加工程
に伴い排水処理工程を実施することが好ましい。

【００３７】排水処理工程には、有価物である重金属類
の回収ができること、処理水は前記電極水として再利用
できること等の利点があり、特に専門的な知識や複雑な
工程を用いなくとも回収可能な吸着処理を用いるとさら
に好ましい。

【００３８】また、前記電圧印加工程の際、前記薬液等
の電気分解によって、主に陽極電極水から排気ガスが発
生する。これらの排気ガスの中には腐食性を有するもの
や有害なものもあるため、前記電圧印加工程に伴い排気
ガス処理工程を実施することが好ましい。

【００３９】排気ガス処理工程には、前記処理土槽を覆
い前記排気ガスを集気するガストラップフードと、集気
された前記排気ガスを吸収する薬液を滴下・循環するこ
とにより、前記排気ガスを処理する吸収塔と、処理され
た前記排気ガスを大気中に放出するブロアとを設置する
ことによって、前記排気ガスを前記薬液に吸収させる方
法を用いることにより、複雑な工程を経ずに前記排気ガ
スを処理できるのでさらに好ましい。前記排気ガスを吸
収する薬液は、前記電圧印加工程に伴い発生する排気ガ
スの性状によって選ばれると良い。

【００４０】前記電圧印加工程に伴い前記陰極電極上に
発生するスケールについては、前記陰極電極水を循環使
用せず、酸及び電離して陰イオンを発生する塩の水溶液
からなる新鮮な陰極電極水を供給し、余剰分を排出する
ことで発生するスケールの量が大幅に軽減される。しか
し、この方法で前記スケールを完全に抑制することは困
難であるので、前記陰極電極上にスケールが発生した場
合は、物理的及び化学的な処理を前記陰極電極に施すと
良い。

【００４１】前記スケールの物理的な処理については、
前記電極を前記電極設置室から引き抜き、析出物除去用
治具に前記電極を通過させ、前記電極表面に発生したス
ケールを掻き取ると良い。

【００４２】また、前記スケールの化学的な処理につい
ては、スケールが硝酸溶液に対して比較的容易に溶解す
ることから、硝酸溶液に前記陰極電極を浸すと良い。こ
こで使用される硝酸溶液の濃度は１規定以上の濃度であ
ることが好ましい。

【００４３】前記重金属イオンが前記土壌中から検出さ
れなくなると、前記電圧印加工程は終了する。この時の
前記土壌は酸性を呈しているため、中和を施すと良い。
中和方法については、前記土壌と石灰やセメント等とを
混ぜ合わせることによって中和する方法を用いると良
い。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図に基づいて説明する。

【００４５】（第１の実施の形態） ＜前処理工程＞まず、前処理工程について図１を用いて
説明する。

【００４６】第１のベルトコンベア３ａは重金属類に汚
染された土壌から掘削・採取された土壌１を土練機２に
投入するように設置されている。土練機２は、円筒の両
端を閉塞させ、内部にパドル（撹拌翼）を有し、円筒部
の一端の上面側には開口部を設けると共にホッパを配
し、円筒部の他端には下面側に開口する取り出し口を配
する構造からなっている。前記ホッパ内側には塩酸タン
ク４から塩酸を移送する配管の出口が開口している。第
２のベルトコンベア３ｂは前記取り出し口から排出され
る土壌１を受け、運搬するように設置されている。

【００４７】重金属類に汚染された土壌から掘削・採取
された土壌１は、第１のベルトコンベア３ａによって運
ばれ、土練機２上面側のホッパから土練機２に入れられ
る。一方で、塩酸タンク４からは、塩酸がやはり前記ホ
ッパから土壌１に加えられる。前記ホッパから土練機２
に入り、塩酸が加えられた土壌１は、前記パドルミキサ
ーによって土練機２中を移動しつつ撹拌されるため、土
壌１及び塩酸は混練されて前記取り出し口から排出され
る。排出された土壌１は第２のベルトコンベア３ｂによ
って、次の工程に運ばれる。

【００４８】この時、前処理された土壌１のｐＨは０〜
３で、土壌１中の重金属類はイオン化して土壌１中の土
壌間隙水に溶出している。前処理工程に使用される土練
機２及び第１、第２のベルトコンベア３ａ、３ｂ等の土
壌搬送用機器は、耐酸処理されているものを使用する。

【００４９】前記前処理工程が施された土壌１は、図２
で示される処理土槽６の土壌収納室７に収納される。処
理土槽６は、縦２m、横１０m、高さ２mで、ＰＰ・ＰＶ
Ｃ等で保護された鋼板製、又はコンクリート製の槽の内
部を、ＰＰ・ＰＶＣ等で補強した不織布又はイオン交換
膜からなる仕切板１０によって、幅１mの土壌収納室７
を陽極電極設置室８及び陰極電極設置室９で挟むととも
に、陽極電極設置室８及び陰極電極設置室９が対向する
ように仕切られている。このとき土壌収納室に収納され
る土壌１の容量は２０m³である。

【００５０】陽極電極設置室８には、円柱状の陽極電極
１１が複数設置されると共に、陽極電極水１３が収容さ
れている。また、陰極電極設置室９には、円柱状の陰極
電極１２が複数設置されると共に、陰極電極水１４が収
容されている。陽極電極１１及び陰極電極１２は、貴な
金属で形成される電極、もしくは炭素電極で、互いが対
向するように設置されている。

【００５１】また、陽極電極水１３には水道水が使用さ
れ、陰極電極水１４には塩酸及び塩化ナトリウム水溶液
が使用されている。この時、陰極電極水１４の塩酸濃度
は０.１mol/lで、塩化ナトリウム水溶液の濃度は７.０
重量％である。

【００５２】図３は電圧印加工程時の処理土槽及びその
周辺の様子を示したものである。陽極電極１１と陰極電
極１２との間には、直流電圧を印加する直流電源１５が
接続され、陽極電極水１３を循環利用できるように陽極
電極水ピット１６が設置されると共に、陰極電極水１４
を供給するように陰極電極水供給用ピット１７が、ま
た、陰極電極水１４を排出するように陰極電極水排出用
ピット１８が設置されている。

【００５３】＜電圧印加工程＞次に電圧印加工程につい
て説明する。直流電源１５から直流電圧が印加される
と、前記土壌１中の重金属イオンは動電現象によって陰
極電極１２側に移動する。このとき、電極からは１V/cm
の電圧が負荷されるように直流電圧を印加する。陰極電
極水１４は、塩酸によってｐＨが１以下に保たれ、か
つ、塩化ナトリウムから電離される塩素イオンによっ
て、前記陰極電極水の電気分解により発生する水酸イオ
ンを中和し、伝導性の低下を防止している。

【００５４】また、陰極電極水１４を循環利用せず、新
鮮な陰極電極水を陰極電極水供給用ピット１７から補充
し、陰極電極水１４の余剰分を陰極電極水排出用ピット
１８へ排出することによって、前記陰極電極水１４の及
ぼす作用を相乗的に高めている。

【００５５】＜浄化工程＞続いて浄化工程について説明
する。前記電圧印加工程によって土壌１中を移動してき
た重金属イオンは、仕切板１０を通過し、土壌１中から
陰極電極水１４中へ分離される。陰極電極水１４の余剰
分は、陰極電極水排出用ピット１８へ排出されるため、
陰極電極水１４中に集結された前記重金属イオンは、余
剰分の陰極電極水１４と共に陰極電極水排出用ピット１
８へ排出される。このようにして土壌１から重金属類が
除去される。

【００５６】＜排水処理工程＞陰極電極水排出用ピット
１８へ排出された陰極電極水１４及び重金属イオンは、
排水処理工程で処理される。図４に基づいて排水処理工
程を説明する。なお、この排水処理工程は、前記電圧印
加工程と並行して行われる。

【００５７】陰極電極水排出用ピット１８へ排出された
陰極電極水１４及び重金属イオン（排水）を移送される
中和槽１９が設置されている。この中和槽１９へ水酸化
ナトリウム及び塩酸を供給するように、水酸化ナトリウ
ムタンク２０及び塩酸タンク２１が設置されている。

【００５８】中和槽１９より後方には、中和槽１９で中
和された前記排水の供給を受けると共に、高分子凝集剤
タンク２３から高分子凝集剤が供給される凝集槽２２を
設置する。

【００５９】凝集槽２２より後方には、高分子凝集剤を
添加された排水が移送される沈殿槽２４を設置し、この
沈殿槽２４の後方には、沈殿槽２４の上澄み液をろ過す
る急速ろ過塔２５を配置する。

【００６０】急速ろ過塔２５の後方には、急速ろ過塔２
５でろ過された排水が供給されるｐＨ調整槽２６を設置
し、このｐＨ調整槽２６にそれぞれ塩酸及び水酸化ナト
リウムを供給する塩酸タンク２７及び水酸化ナトリウム
タンク２８を設置する。

【００６１】ｐＨ調整槽２６の後方には、ｐＨ調整槽２
６で中和された排水が供給されるキレート吸着塔２９を
設置する。キレート吸着塔２９には排水中の重金属イオ
ンを吸着するキレート樹脂が充填されている。このキレ
ート吸着塔２９の後方に、活性炭が充填された活性炭吸
着塔３０を設置する。

【００６２】活性炭吸着塔３０の後方には、活性炭吸着
塔３０で吸着処理された排水（処理水）が供給される放
水ピット３１を設置し、この放水ピット３１からは、陰
極電極水供給用ピット１７に処理水を供給するライン
と、処理水を放流するラインが設けられている。

【００６３】陰極電極水排出用ピット１８中の前記排水
は、中和槽１９に移送される。この時排水は酸性を呈し
ているので、水酸化ナトリウムタンク２０から供給され
る水酸化ナトリウムによって中和される。

【００６４】前記排水は中和層９で中和された後、凝集
槽２２へ移送され、ここで高分子凝集剤タンク２３から
供給される高分子凝集剤と混合される。このことによ
り、土壌１中から陰極電極水１４へ流出した懸濁物質を
凝集させる。

【００６５】高分子凝集剤と混合された排水は沈殿槽２
４に移送される。ここで凝集された懸濁物質は沈降し、
排水から分離される。沈殿槽２４の上澄み液を取り出
し、急速ろ過塔２５を通過させることによって、沈殿槽
２４で沈降せず取り除けなかった微細粒子を除去する。

【００６６】前記微細粒子を除去した排水はｐＨ調整槽
２６に移送され、前記キレート樹脂による重金属イオン
の吸着に適したｐＨに調整される。ｐＨ調整槽２６でｐ
Ｈを調整された排水はキレート吸着塔２９、次いで活性
炭吸着塔３０を通過する。このことにより、前記排水中
の重金属イオンが前記キレート樹脂に吸着され除去され
る。また、前記活性炭によって前記排水中の有機物が吸
着・除去される。

【００６７】この様な一連の排水処理工程を経た処理水
は、放流ピット３１へ移送される。ここで、処理水中の
重金属濃度やｐＨ等の水質検査を行った後、一部は陰極
電極水供給用ピット１７へ移送され陰極電極水として再
利用され、一部はそのまま放流される。

【００６８】＜排気ガス処理工程＞前記電圧印加工程に
伴い陽極電極水１３から発生する塩素ガスに対する排気
ガス処理工程について、図５を用いて説明する。

【００６９】まず、処理土槽６を覆うようにガストラッ
プフード３２を設置し、このガストラップフード３２に
は複数の孔を開け、排気用配管３３ａと接続する。この
排気用配管３３ａは吸収塔３４下部に接続される。吸収
塔３４には吸収塔３４内上部から、水酸化ナトリウム水
溶液が滴下され、吸収塔３４内下部から前記水酸化ナト
リウム水溶液が回収・循環されるように、水酸化ナトリ
ウム水溶液の循環路が形成されている。この循環路中に
前記水酸化ナトリウム水溶液を供給する水酸化ナトリウ
ムタンク３５を設置する。

【００７０】また、吸収塔３４上部に接続された排気用
配管３３ｂは、活性炭を充填した活性炭吸着塔３６下部
に接続され、さらに活性炭吸着塔３６上部に接続された
排気用配管３３ｃはブロア３７に接続される。ブロア３
７から接続された排気用配管３３ｄは大気中に開口する
ように配置されている。

【００７１】前記陽極電極水１３から発生する塩素ガス
を含む排気ガスは、処理土槽６を覆うガストラップフー
ド３２で捕集され、排気用配管３３ａを通って、吸収塔
３４下部から吸収塔３４内へ送気される。

【００７２】吸収塔３４下部から導入された前記排気ガ
ス中の塩素ガスは、吸収塔３４上部から出ていく間に、
吸収塔３４内部で滴下される水酸化ナトリウム水溶液に
吸収される。

【００７３】ここで排気ガス中の塩素ガスは、その殆ど
が吸収されるが、さらに活性炭が充填された活性炭吸着
塔３６に排気ガスを通すことで、排気ガス中に残った微
量の塩素ガスは取り除かれる。こうして処理された排気
ガスは、ブロア３７によって、排気用配管３３ｄの開口
部から大気中に放出される。

【００７４】＜スケールの除去＞ここでは陰極電極１２
上に付着したスケールの除去方法について説明する。前
記電圧印加工程に伴い、陰極電極１２上にスケールが付
着し、通電効率が低下した場合は、物理的及び化学的に
前記スケールを除去する処置を取る。

【００７５】物理的に前記スケールを除去するには、図
６に示されるような析出物除去用治具を用いて前記スケ
ールを除去する。析出物除去用治具は、上面及び下面が
正方形である直方体に上下方向に貫通する孔を設け、下
面側開口部は陰極電極１２の直径よりもわずかに大きい
直径を有する円形であり、上面側開口部は下面側開口部
よりも大きな直径を有する円形であって、前記孔の外周
面は上面側から下面側に向かって収束するテーパーを形
成する構造からなっている。

【００７６】スケールが付着した陰極電極１２を陰極電
極設置室９から抜き取り、前記析出物除去用治具の上面
側開口部から挿通した後、再び前記析出物除去用治具か
ら陰極電極１２を引き抜く。この時、スケールは前記析
出物除去用治具の下面側開口部に形成される鋭角部分に
よって、前記陰極電極１２上から掻き取られる。この作
業を繰り返すことによって大部分の前記スケールを除去
する。

【００７７】前記析出物除去用治具によって大部分のス
ケールを除去した陰極電極１２は、続いて約７mol/lの
濃度の硝酸水溶液に浸される。前記陰極電極１２上に僅
かに残った前記スケールは前記硝酸によって溶解され、
前記陰極電極１２からスケールが完全に取り除かれる。
このような処置を行った後、前記陰極電極１２を再び陰
極電極設置室９に設置する。

【００７８】＜中和工程＞土壌１中から重金属イオンが
除去されたら、電圧の印加をやめて土壌収納室７から土
壌１を取り出す。このとき土壌１は酸性であるので、セ
メントと混ぜ合わせ土壌１を中和する。

【００７９】これらの工程によって、重金属類に汚染さ
れた土壌から重金属類を除去し、前記土壌は浄化され
る。

【００８０】（第２の実施の形態）ここでは、動電現象
を利用して重金属類に汚染された土壌を酸性にし、前記
土壌中の重金属類をイオン化する前処理工程について、
図７を用いて説明する。

【００８１】まず、掘削・採取された前記土壌１を土壌
収納室７に収納し、陽極電極設置室８には陽極電極１１
設置し、陰極電極設置室９には陰極電極１２を設置す
る。陽極電極設置室８には、陽極電極水１３として水道
水を収容するとともに、陽極電極水を供給する陽極電極
水ピット１６の他に、陽極電極水１３に酸を供給する塩
酸タンク３８を設置する。陰極側は第１の実施の形態と
同様である。

【００８２】塩酸タンク３８から塩酸を陽極電極水１３
に供給し、陽極電極水１３を強酸性にする。この時の陽
極電極水１３のｐＨは０〜３である。陰極電極水１４は
第１の実施の形態と同様にする。

【００８３】陽極電極水１３が強酸性になったら、直流
電源１５から直流電圧を印加する。陽極電極水１３中の
塩酸は電離して、水素イオンを生じているが、この水素
イオンは正電荷を有するため、電気泳動によって前記土
壌１中を陰極電極１２に向かって移動する。塩酸タンク
３８からは塩酸を供給し、陽極電極水１３のｐＨが上が
らないようにし、強酸性を維持する。

【００８４】電気泳動によって、前記水素イオンが陰極
電極水にまで達すると、動電現象を利用した土壌１の前
処理工程は終了する。土壌１は酸性になり、前記土壌１
中の重金属類はイオン化して土壌間隙水中に溶出してい
る。この時の土壌１のｐＨは概ね０〜３である。

【００８５】前記前処理工程が終了したら、陽極電極水
１３を水道水に切替え、第１の実施の形態と同様に、土
壌１の浄化を行う。

【００８６】

【発明の効果】本発明の浄化方法及び処理土槽を用いる
ことにより、前処理工程によって重金属類に汚染された
土壌中の重金属類を短時間でイオン化でき、効率の良い
前記土壌の浄化を行うことができると共に、土質に左右
されない安定した条件で前記土壌の浄化を行こなうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における前処理工程を示す
概略図である。

【図２】本発明の一実施形態における処理土槽を示す斜
視図である。

【図３】本発明の一実施形態における電圧印加工程を示
す構成図である。

【図４】本発明の一実施形態における排水処理工程を示
す構成図である。

【図５】本発明の一実施形態における排気ガス処理工程
を示す構成図である。

【図６】本発明の一実施形態における析出物除去用治具
を示す斜視図である。

【図７】本発明の他の実施形態における前処理工程を示
す構成図である。

【符号の説明】

１ 重金属類に汚染された土壌 ２ 土練機 ３ａ 第１のベルトコンベア ３ｂ 第２のベルトコンベア ４、２１、２７、３８ 塩酸タンク ５ ポンプ ６ 処理土槽 ７ 土壌収納室 ８ 陽極電極設置室 ９ 陰極電極設置室 １０ 仕切板 １１ 陽極電極 １２ 陰極電極 １３ 陽極電極水 １４ 陰極電極水 １５ 直流電源 １６ 陽極電極水ピット １７ 陰極電極水供給用ピット １８ 陰極電極水排出用ピット １９ 中和槽 ２０、２８、３５ 水酸化ナトリウムタンク ２２ 凝集槽 ２３ 高分子凝集剤タンク ２４ 沈殿槽 ２５ 急速ろ過塔 ２６ ｐＨ調整槽 ２９ キレート吸着塔 ３０、３６ 活性炭吸着塔 ３１ 放流ピット ３２ ガストラップフード ３３ａ〜３３ｄ 排気用配管 ３４ 吸収塔 ３７ ブロア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E191 BA02 BB01 BC01 BD00 4G075 AA37 BA08 CA51 CA57 EC11 EC21 ED11 FA16 FA20 FB02 FB03 FB05 FB12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重金属類に汚染された土壌中の重金属類
   をイオン化し、前記土壌中の間隙水に溶出させる前処理
   工程と、 前記前処理工程を施した土壌に電極を介して直流電圧を
   印加する電圧印加工程と、 前記イオン化された重金属類を前記土壌間隙水に溶出さ
   せたままイオン移動によって電極部に集結させ、この土
   壌間隙水を前記土壌から分離することにより、前記土壌
   から前記重金属類を除去する浄化工程とを含む、重金属
   汚染土壌の浄化方法。
2. 【請求項２】 前記前処理工程は、酸・アルカリ・錯イ
   オン形成化合物のいずれかを重金属類に汚染された土壌
   に加え、前記土壌と混練することにより前記重金属類を
   イオン化し、前記土壌中の土壌間隙水に溶出させるもの
   であって、前記錯イオン形成化合物は前記重金属類と錯
   イオンを形成するものから選ばれる、請求項１記載の重
   金属汚染土壌の浄化方法。
3. 【請求項３】 土壌間隙水やイオン類に対する透過性を
   有する仕切板によって、重金属類に汚染された土壌を水
   と共に収納する土壌収納室と、この土壌収納室に隣接
   し、陽極電極水を収納し、かつ、陽極電極水に浸される
   陽極電極を設置した陽極電極設置室と、前記土壌収納室
   に隣接し、陰極電極水を収納し、かつ、この陰極電極水
   に浸される陰極電極を設置した陰極電極設置室とに仕切
   られ、かつ、前記陽極電極設置室と前記陰極電極設置室
   とが互いに隣接しないように配置したことを特徴とする
   処理土槽。