JP2000254634A - 微生物による汚染土の浄化装置及び方法 - Google Patents
微生物による汚染土の浄化装置及び方法Info
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Abstract
pH調整等の後処理を行うことなく、かつ粘性の高い汚
染土であっても効率的に汚染物質を浄化する。 【構成】本発明に係る汚染土の浄化装置1は、汚染物質
としてのトリクロロエチレンが含まれた高粘性の汚染土
2を投入用ハッチ19から投入するとともにこれを気密
状態で収容可能な容器3と、該容器内の汚染土を攪拌す
る攪拌手段4と、トリクロロエチレンを分解する分解菌
を容器内に投入する分解菌投入手段5と、容器3内に対
して給排気を行う給排気手段としての給気設備6及び排
気設備7とからなる。
Description
いる有機塩素系化合物等の汚染物質を浄化する汚染土の
浄化装置及び方法に関する。
有機塩素系化合物や、重油やガソリンなどの石油系炭化
水素が含まれていることがあり、このような土壌をその
まま放置すると、上述した有機塩素系化合物等の汚染物
質が地下水等を介して環境に拡散するおそれがある。そ
のため、かかる汚染土壌に対しては所定の浄化処理を行
なねばならない。
染物質を分解無害化する技術、すなわちバイオレメディ
エーションの研究が進んできており、従来から原油によ
る海洋汚染などの浄化に適用されてきたが、最近では汚
染土壌へも適用されるようになってきた。
壌中の汚染物質を浄化するにあたっては、まず、汚染土
壌を掘削して掘削汚染土を仮用地に移動し、次いで、仮
用地にて掘削汚染土内の汚染物質を微生物で分解する。
そして、汚染物質が分解処理された後は、処理土を元の
位置に埋め戻すといった手順が一般的である。
高い汚染土の場合には、汚染土の通気性が悪いために好
気性分解菌の活性を上げることができず、該汚染土内の
汚染物質を分解するのに長時間を要したり、場合によっ
ては微生物分解自体が実質的に不可能になるという問題
を生じていた。
で、汚染土内に含まれている水分と生石灰との化学反応
に伴う水和熱を発生させ、かかる水和熱を利用して汚染
物質を気化処理する方法も検討開発されている(特開平
7−275837号公報参照)が、かかる方法では、汚
染土が生石灰により強アルカリ性となり、埋め戻した後
でアルカリ成分が地下水等に拡散したり生態系に悪影響
を及ぼすといった事態が懸念される。
たもので、環境に影響を及ぼしたりそれを防止するため
のpH調整等の後処理を行うことなく、かつ粘性の高い
汚染土であっても効率的に汚染物質を浄化することが可
能な微生物による汚染土の浄化装置及び方法を提供する
ことを目的とする。
め、本発明に係る微生物による汚染土の浄化装置は請求
項1に記載したように、汚染物質が含まれた汚染土を気
密状態で収容可能な容器と、該容器内の汚染土を攪拌す
る攪拌手段と、前記汚染物質を分解する分解菌を前記容
器内に投入する分解菌投入手段と、前記容器内に対して
給排気を行う給排気手段とからなるものである。
浄化装置は、前記攪拌手段を、回転軸に攪拌部材が突設
された一対の攪拌機構を前記容器内に並設するととも
に、該一対の攪拌機構を、互いに逆回転するようにかつ
一方の攪拌機構に設けられた攪拌部材の回転範囲が他方
の攪拌機構の回転軸近傍に及ぶように構成したものであ
る。
浄化方法は請求項3に記載したように、汚染物質が含ま
れた汚染土を攪拌しながら該汚染土に通気を行って前記
汚染物質を気化回収するとともに、前記汚染物質を分解
する分解菌を前記汚染土に投入して該汚染物質を微生物
分解するものである。
浄化方法は、前記汚染物質の気化回収工程を前記分解菌
の投入分解工程よりも先行させるものである。
置及び方法においては、汚染物質が含まれた汚染土を容
器内に収容して気密状態とし、次いで、容器内の汚染土
を攪拌手段で攪拌しながら給排気手段による通気を行う
とともに、汚染物質を分解する分解菌を分解菌投入手段
を介して容器内に投入する。
作用と攪拌手段による攪拌作用とによって、汚染物質
は、汚染土内からの気化が促進されるとともに、上述し
た通気及び攪拌作用による良好な好気性環境の下、汚染
土に添加された分解菌の活性が高くなり、汚染土内の汚
染物質は、分解菌が出す分解酵素によって速やかに分解
される。
高い汚染土であっても、攪拌手段によって汚染土を攪拌
しつつ給排気手段による通気を行うため、汚染土と周囲
の気体との接触性が高まる。したがって、該汚染土内の
汚染物質は、速やかに気化回収されるとともに、分解菌
によって効率よく微生物分解される。
下で微生物分解可能なものを全て含むものとし、分解菌
については、かかる汚染物質に応じて最適なものを選択
すればよい。
等であれば、土中に生息する頻度の高い微生物、例えば
シュードモナス属の菌体をそのまま利用することができ
る。なお、汚染物質を分解できる微生物の菌体数が汚染
土内にあまり存在しない場合には、他の自然環境で生息
している微生物から対象となる汚染物質を分解できる微
生物をスクリーニングにより単離し、育種するようにし
てもよい。
の人為的に合成された有機溶剤であって、これを唯一の
炭素源として直接分解できる微生物の入手が困難である
場合には、共代謝すなわち別の物質を分解する際に付加
的に分解を行わせる作用を利用すればよい。例えば、空
気とともにメタンを容器内に給気して土中に存在する若
しくは土中に別途供給されたメタン資化性細菌を活性化
させ、該細菌が有する酸化酵素で上述の有機溶剤を分解
する方法や、フェノール、トルエンなどの芳香族化合物
を分解菌投入手段若しくは給排気手段を介して容器内に
供給し、土中に存在する若しくは土中に別途供給された
芳香族資化性細菌(シュードモナス属細菌の中に多数存
在する)に芳香族化合物を分解させ、その際の共代謝に
よって有機溶剤を分解する等の方法が考えられる。な
お、本明細書では、上述のメタンや芳香族化合物を共代
謝物質と呼ぶことにする。
トリクロロエチレンを微生物分解可能な分解菌として
は、メタン資化性菌であるメチロシナス トリコスポリ
ウム(Methylosinus tricosporium)OB3(特表平4
−501667、特開平5−212371)やメチロシ
ナス トリコスポリウム(Methylosinus tricosporiu
m)TUKUBA(特開平2−92274、特開平3−
292970)、シュードモナス属であるシュードモナ
ス プチダ(Pseudomonus putida)F1(特開昭64−
34499)、シュードモナス プチダ(Pseudomonus
putida)BH(藤田ら;ケミカルエンジニアリング,3
9,6,p494−498,1994)、シュードモナ
ス プチダ(Pseudomonus putida)UC−R5,UC−
P2(特開昭62−84780)、シュードモナス プ
チダ(Pseudomonus putida)KWI−9(特開平6−7
0753)、シュードモナス メンドシナ(Pseudomonu
s mendocina)KR1(特開平2−503866,5−
502593)、シュードモナスセパシア(Pseudomonu
s cepacia)G4(特開平4−502277)、シュー
ドモナス セパシア(Pseudomonus cepacia)KK01
(特開平6−296711)、アルカリジーナス ユー
トロフス(Alcaligenes eutropus)JMP134(A.R.
Harker Appl.Environ.Microbiol.,56,4,1179-1181,
1990)、アルカリジーナス ユートロフス(Alcaligene
s eutropus)KS01(特開平7−123976)、ア
ンモニア酸化細菌であるニトロソモナス ユーロパエア
(Nitrosomonus europaea)(D.Arciero et al.Bioche
m.Biophys.Res.Commun.,159,2,640-643,1989)、コ
リネバクテリウム属細菌(Corynebacterium)J1(特
開平8−66182)等が知られている。
P97/02872、国際公開番号WO98/0783
1、FERM BP―5624)を用いれば、上述した
細菌よりも高い効率でかつ直接的にトリクロロエチレン
を分解することができる。
解工程とは互いに無関係に進行させるようにしてもかま
わないが、かかる気化回収工程を投入分解工程よりも先
行させるようにしたならば、攪拌通気による汚染物質の
気化回収によって汚染物質の濃度が予め低下し、分解菌
による分解効果がより表れやすい濃度まで下がった時点
で分解菌が投入されることとなる。
には攪拌通気で、低濃度であるときには分解菌による微
生物分解でそれぞれ汚染物質を浄化することが可能とな
り、攪拌通気や微生物分解をそれぞれに適した濃度で行
い、その結果として、全体の浄化効率を大幅に向上させ
ることができる。
は任意であるが、かかる攪拌手段を、回転軸に攪拌部材
が突設された一対の攪拌機構を前記容器内に並設すると
ともに、該一対の攪拌機構を、互いに逆回転するように
かつ一方の攪拌機構に設けられた攪拌部材の回転範囲が
他方の攪拌機構の回転軸近傍に及ぶように構成したなら
ば、汚染土が均等に攪拌され、その粘性が高い場合であ
っても、これを空気等にまんべんなく接触させることが
可能となる。
汚染土の浄化装置及び方法の実施の形態について、添付
図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同
一の部品等については同一の符号を付してその説明を省
略する。
染土の浄化装置を示した全体図である。同図でわかるよ
うに、本実施形態に係る汚染土の浄化装置1は、汚染物
質としてのトリクロロエチレン(以下、TCEと呼ぶ)
が含まれた高粘性の汚染土2を投入用ハッチ19から投
入するとともにこれを気密状態で収容可能な容器3と、
該容器内の汚染土を攪拌する攪拌手段4と、TCEを分
解する分解菌を容器3内に投入する分解菌投入手段5
と、容器3内に対して給排気を行う給排気手段としての
給気設備6及び排気設備7とからなる。
7株(国際出願番号PCT/JP97/02872、国
際公開番号WO98/07831、FERM BP―5
624)を菌体懸濁液タンク8に収容しておき、これを
菌体供給管10から圧送ポンプ9で容器3内に供給でき
るように構成してある。なお、分解菌の活性が高まるよ
う、必要に応じて栄養塩や共代謝物質等を併せて供給で
きるように構成しておくのがよい。
ポンプ11を用いて給気管18から容器3内に送り込む
ように構成してあるが、必要であれば、TCE分解菌の
生育に最適な条件を考慮して酸素濃度や気体温度等を適
宜設定するとともに、メタンなどの共代謝物質を併せて
供給できるように構成しておくのがよい。
器3内の気体を排気管14から引き抜くとともに、該気
体に含まれるTCEを活性炭への吸着作用等を利用した
ガス処理設備13で捕集可能に構成してある。
1には、上述した設備機器の他に、TCEが除去された
土を処理土15として例えば処理土ストックヤードまで
搬送するためのベルトコンベヤ16を備えている。かか
るベルトコンベヤ16は、その搬送ベルトが容器3の底
面に設けた開閉式排出口17の直下にくるように設置位
置を調整しておく。
び鉛直断面図である。これらの図でわかるように、攪拌
手段4は、回転軸22に攪拌部材25が放射状に突設さ
れてなる一対の攪拌機構21a、21bを容器3内に並
設するとともに、該一対の攪拌機構を構成する回転軸2
2、22の基端側に歯車26、26を取り付けて互いに
噛合させるとともに、攪拌機構21bの側の歯車26に
モータ27の出力軸28を連結することによって、攪拌
機構21a、21bが互いに逆回転するように構成して
ある。
でよくわかるように、一方の攪拌機構に設けられた攪拌
部材25の回転範囲が他方の攪拌機構の回転軸22近傍
に及ぶように構成してある。なお、攪拌部材25は、回
転軸22の周面に突設されたロッド23とその先端に溶
接等で固定されたほぼ矩形状の攪拌板24とからなり、
同図に示す回転範囲は、攪拌機構21a、21bを回転
させたときの攪拌板24の先端軌跡を示したものであ
る。
詳細平面図、図5は、図4のA―A線、B―B線、C―
C線方向から見た矢視図であり、図5からは、攪拌機構
21a、21bが互いに干渉することなく、しかも一方
の攪拌機構に設けられた攪拌部材25の先端が他方の攪
拌機構の回転軸22近傍を通過するようにして逆回転す
る様子がわかる。
21bを回転させたときに、汚染土2が回転軸22の材
軸に沿った方向に押し出されるように傾斜をつけてある
が、図4のA―A線、B―B線方向から見たときの攪拌
板24の傾斜角度を比べればわかるように、攪拌板24
による押し出し方向が互いに逆方向になっており、した
がって、汚染土2が一方向に全体移動することはない。
出口17、17は、図3に示すように容器本体側に回動
自在に接合してあり、これを両側に開くことによって処
理を終えた土を真下に落下させることができるようにな
っている。
化装置及び方法においては、まず、汚染物質であるTC
Eが含まれた汚染土2を投入用ハッチ19から容器3内
に投入して気密状態とし、次いで、容器3内に収容され
た汚染土2を攪拌手段4で攪拌しながら給気設備6によ
る給気及び排気設備7による排気を行って容器3内を通
気する。
備7による通気作用と攪拌手段4による攪拌作用とによ
って、汚染土2内からのTCEの気化が促進され、汚染
土2内のTCE濃度が低下する。ここで、攪拌機構21
a、21bによる攪拌は図5でよくわかるように、いわ
ば2軸逆回転方式による攪拌となり、汚染土2を均質に
攪拌する。すなわち、オーガスクリュー等を用いた従来
のラインミキサーのごとき攪拌手段では、攪拌対象物の
粘性が高い場合、該攪拌対象物が全体移動したり攪拌手
段に付着するだけであって局所的に見ればほとんど攪拌
されていないといった事態が生じるが、本実施形態のよ
うな2軸逆回転方式だと、汚染土2は、全体移動せずに
局所的に攪拌されることとなり、均質な攪拌が可能とな
る。
気管14から引き抜かれた後、ガス処理設備13で適宜
回収される。
たならば、次に、上述した通気及び攪拌をそのまま維持
した状態で菌体懸濁液タンク8に収容された分解菌を菌
体供給管10から圧送ポンプ9で容器3内に供給する。
る良好な好気性環境の下、容器内3に投入された分解菌
の活性が高くなり、該分解菌から出る分解酵素によって
汚染土2内のTCEが速やかに分解され、TCE濃度は
さらに低下する。なお、MO7株を分解菌として用いる
場合には、TCE濃度が例えば100mg/kg以下に
低下するまで分解菌の投入を待つようにすることが考え
られる。
気設備6から容器3内に気体を送り込む際、必要に応じ
てTCE分解菌の生育に最適な酸素濃度や気体温度に設
定するとともに、やはり必要に応じて、微生物分解に必
要な共代謝物質や栄養塩等を分解菌投入手段5や給気設
備6を介して容器3内に供給する。
分に低下したならば、容器3の開閉式排出口17を開い
て落下させ、これを処理土15としてベルトコンベヤ1
6で例えば処理土ストックヤードまで搬送する。
生物による汚染土の浄化装置及び方法によれば、給気設
備6及び排気設備7による通気作用と攪拌手段4による
攪拌作用との相乗効果によって、TCEの汚染土2内か
らの気化が促進されるとともに、かかる通気及び攪拌作
用による良好な好気性環境の下、汚染土2に添加された
分解菌の活性が高くなって、汚染土2内のTCEが分解
菌によって速やかに微生物分解されることとなり、かく
して汚染土2内のTCEを効率よく浄化することが可能
となる。
しつつ通気を行うため、高粘性の汚染土2であっても周
囲の気体との接触性が高まり、かくして、気化回収及び
微生物分解によるTCEの浄化を高粘性汚染土に対して
も確実かつ効率的に行うことが可能となる。
水や生石灰を使用しないので、スラリーを処理したりp
H調整したりといった後処理が不要となり、埋め戻し等
の作業に速やかに移行することができる。そのため、環
境への影響を懸念することなく、土壌浄化を短工期に行
うことが可能となる。
土の浄化方法によれば、攪拌手段4による攪拌を行いな
がらの給気設備6及び排気設備7による気化回収工程を
まずは一定期間行い、しかる後に分解菌投入手段5によ
る分解菌の投入分解工程を行う、すなわち、攪拌通気に
よるTCEの気化回収によってTCE濃度を予め低下さ
せ、分解菌による分解効果がより表れやすい濃度まで下
がった時点で分解菌を投入するようにしたので、TCE
が高濃度であるときには攪拌通気で、低濃度であるとき
には分解菌による微生物分解でそれぞれTCEを浄化す
ることが可能となる。
程がそれぞれに適した濃度で行われることとなり、その
結果として、微生物の菌体数が少ない場合であってもT
CEを効率よく浄化することが可能となる。
土の浄化装置1によれば、攪拌手段4を、回転軸22に
攪拌部材25が突設された一対の攪拌機構21a、21
bを容器3内に並設するとともに、該一対の攪拌機構
を、互いに逆回転するようにかつ一方の攪拌機構に設け
られた攪拌部材25の回転範囲が他方の攪拌機構の回転
軸22近傍に及ぶように構成したので、高粘性の汚染土
2を攪拌機構21a、21bの回転軸22に付着させる
ことなく、容器3内で均等に攪拌し、空気等にまんべん
なく接触させることが可能となる。
上述した攪拌通気による気化回収や微生物分解によって
確実に浄化することが可能となる。
投入分解工程よりも先行させるようにしたが、本発明に
係る微生物による汚染土の浄化方法は、かかる手順に限
定されるものではなく、例えば気化回収工程と分解菌に
よる微生物分解工程とを同時進行させてもかまわない。
適用した例を挙げて説明したが、粘性の低いものにも適
用できることは言うまでもない。
る汚染土の浄化装置及び方法によれば、通気及び攪拌作
用によって汚染物質の気化が促進されるとともに、かか
る通気及び攪拌作用による良好な好気性環境の下、汚染
土に添加された分解菌の活性が高くなって、汚染土内の
汚染物質が分解菌によって速やかに分解されるので、結
局、汚染土内の汚染物質を効率よく浄化することが可能
となる。特に、攪拌手段によって汚染土を攪拌しつつ通
気を行うため、高粘性の汚染土であっても周囲の気体と
の接触性が高まり、かくして、気化回収及び微生物分解
による汚染物質の浄化を高粘性汚染土に対しても確実か
つ効率的に行うことが可能となる。
る汚染土の浄化装置によれば、汚染土の粘性が高い場合
であっても、該汚染土を容器内で確実かつ均等に攪拌
し、これを空気等にまんべんなく接触させることが可能
となり、高粘性汚染土に対する浄化の確実性や効率をさ
らに高めることができるという効果も奏する。
る汚染土の浄化方法によれば、汚染物質が高濃度である
ときには攪拌通気で、低濃度であるときには分解菌によ
る微生物分解でそれぞれ汚染物質を浄化することが可能
となる。すなわち、攪拌通気工程や微生物分解工程がそ
れぞれに適した濃度で行われることとなり、かくして汚
染物質の全体の浄化効率を大幅に向上させることが可能
となるという効果も奏する。
置の全体図。
置の容器周辺の図であり、(a)は水平断面図、(b)は鉛直
断面図。
置を別方向から見たときの鉛直断面図。
見た矢視図。
Claims (4)
- 【請求項1】 汚染物質が含まれた汚染土を気密状態で
収容可能な容器と、該容器内の汚染土を攪拌する攪拌手
段と、前記汚染物質を分解する分解菌を前記容器内に投
入する分解菌投入手段と、前記容器内に対して給排気を
行う給排気手段とからなることを特徴とする微生物によ
る汚染土の浄化装置。 - 【請求項2】 前記攪拌手段を、回転軸に攪拌部材が突
設された一対の攪拌機構を前記容器内に並設するととも
に、該一対の攪拌機構を、互いに逆回転するようにかつ
一方の攪拌機構に設けられた攪拌部材の回転範囲が他方
の攪拌機構の回転軸近傍に及ぶように構成した請求項1
記載の微生物による汚染土の浄化装置。 - 【請求項3】 汚染物質が含まれた汚染土を攪拌しなが
ら該汚染土に通気を行って前記汚染物質を気化回収する
とともに、前記汚染物質を分解する分解菌を前記汚染土
に投入して該汚染物質を微生物分解することを特徴とす
る微生物による汚染土の浄化方法。 - 【請求項4】 前記汚染物質の気化回収工程を前記分解
菌の投入分解工程よりも先行させる請求項3記載の微生
物による汚染土の浄化方法。
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---|---|---|---|---|
JP2002301466A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-10-15 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | 汚染物の浄化方法及び浄化装置 |
JP2008296094A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Ritsumeikan | バイオレメディエーションのための方法及びシステム |
-
1999
- 1999-03-08 JP JP05969599A patent/JP4052536B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP4746798B2 (ja) * | 2001-01-30 | 2011-08-10 | 高砂熱学工業株式会社 | 汚染物の浄化方法及び浄化装置 |
JP2008296094A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Ritsumeikan | バイオレメディエーションのための方法及びシステム |
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