JP2004216204A - 土壌の浄化方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】土壌中に金属塊や非金属が混在する場合においても、混在物の土壌からの分離及び混在物の分別回収を確実かつ安価に行うことを可能とする土壌の浄化方法を提供すること。
【解決手段】クレー射撃場における場合のように、土壌１中に混合物として、▲４▼鉛散弾のような金属塊、▲２▼クレーのような粘土質のもの、▲３▼コロスのようなプラスチック、が含まれており、これらをそれぞれ土壌１から分離して分別回収しようとする場合に好適に用いることができる土壌の浄化方法である。混在物の土壌１からの分離又は混在物の分別回収のための一つの方法として、混在物の所定比重の液体中における沈降速度の差及び液体の流動力を利用することで行う。具体的には、例えば、鉛粒子と砂とを、これらの水中における沈降速度の差を利用して分級する。
【選択図】 図１
【解決手段】クレー射撃場における場合のように、土壌１中に混合物として、▲４▼鉛散弾のような金属塊、▲２▼クレーのような粘土質のもの、▲３▼コロスのようなプラスチック、が含まれており、これらをそれぞれ土壌１から分離して分別回収しようとする場合に好適に用いることができる土壌の浄化方法である。混在物の土壌１からの分離又は混在物の分別回収のための一つの方法として、混在物の所定比重の液体中における沈降速度の差及び液体の流動力を利用することで行う。具体的には、例えば、鉛粒子と砂とを、これらの水中における沈降速度の差を利用して分級する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌中の混在物を土壌から分離して除去する土壌の浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クレー射撃場で発射された散弾は、長期間にわたって射撃場及び周辺の地表面に堆積されたままで放置されている場合が多い。散弾が地表面又は土壌中に長期間放置されると、散弾の鉛分が溶出したり、土壌中の鉛含有量が非常に多くなったりして自然環境上好ましくない。この対策として、地表面付近の汚染土壌を除去回収することが望まれるが、散弾の飛散範囲が広範囲であること、回収土壌が多量であること、土壌中に散弾、クレー、コロス等が混在した状態となっているためにそれらの分別が容易でないこと、等のため現状においては有効な方法がない。
【０００３】
従来知られている、散弾で汚染された土壌を浄化し、散弾等を分別回収する方法は、小型のふるい分け機を用いて散弾の分別を行う方法であり、ほとんど手作業に近いため効率が悪く、処理に時間を要してしまうという問題があった。また、土壌をそのまま乾式にてふるうため、ふるい作業中に粉塵が発生し、作業者や周辺住民に悪影響を及ぼす危険性も懸念されていた。さらに、散弾等が除去された土壌も、散弾から溶出した鉛微粒子を含有するために、別途に浄化処理を行うか、適切な処分場で全量を処理する必要があった。
【０００４】
なお、鉛を土壌から分離して土壌を浄化する方法としては、例えば、以下の特許文献１に示すものが知られている。この技術は、鉛等の金属で汚染された土壌に水を加えてスラリー化し、このスラリーを浮遊選鉱することにより、金属を回収して土壌を浄化するものである。この浮遊選鉱とは、鉱物の湿潤性の差を利用して特定鉱物のみを気泡に付着させて浮上させて分離する方法である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１０１３１号公報、段落［００１４］〜［００２６］
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、主として微粉末の、あるいは土粒子に吸着されているイオン状の金属のみにしか適用できず、クレー射撃場における場合のように、土壌中に混合物として、金属塊や非金属、例えば、粘土質のものやプラスチック等が含まれており、これらをそれぞれ土壌から分離して分別回収しようとする場合においては適用が難しい。
【０００７】
また、水中等において微粒鉱物は、多かれ少なかれ水分子や水酸化物イオン等が吸着して親水性となるため、この状態では気泡が付着しにくく、したがって、微粒鉱物を捕集材等を加えて疎水化する必要があり、手間及びコストがかかるという欠点もある。
【０００８】
本発明の課題は、土壌中に金属塊や非金属が混在する場合においても、混在物の土壌からの分離及び混在物の分別回収を確実かつ安価に行うことを可能とする土壌の浄化方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図３に示すように、
土壌１中の混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）を土壌から分離して除去し、分離された混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）を分別回収する土壌の浄化方法であって、
前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の前記土壌１からの分離又は前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の分別回収を、所定比重の液体中における沈降速度の差及び液体の流動力を利用することで行う工程を含むことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、混在物の土壌からの分離又は混在物の分別回収が、所定比重の液体中における沈降速度の差及び液体の流動力を利用することで行われる。ここで、所定比重の液体中における沈降速度は、液体の比重、粒子の大きさ、粒子の比重、粒子の重量、液体の流速等、様々なものに影響を受けるものである。また、液体を落下させたりオーバーフローさせたりする機構を備えた容器やジェット等によって、液体に対して上下方向や横方向（水平方向）等へ移動させる流動力を与えると、自然沈降に比べて容易に分別することができる。すなわち、液体の比重、粒子の大きさ、粒子の比重、粒子の重量、液体の流速等が、所定の液体中における沈降速度（浮遊速度を含む）の差となって敏感に現われるので、これら及び液体の流動力を利用することで、土壌中に、例えば金属塊や非金属等、様々な混在物の分別回収を確実に安価に行うことができる。
【００１１】
具体的には、例えば、図３に示すような、本体部１２ａに流動体を流入させるための流入部１２ｂと、液体を本体部１２ａから流出させるための流出部１２ｃとが、それぞれ本体部１２ａから筒状に形成された鉛分離槽１２を用いて、鉛粒子と他の粒子との水中における沈降速度の差及び液体がオーバーフローする際の上昇力を利用して分級する方法であり、詳細は後述する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、例えば図１、図２に示すように、請求項１に記載の土壌の浄化方法において、
前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の前記土壌１からの分離又は前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の分別回収を、ふるいをかけることで行う工程を含むことを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、混在物の土壌からの分離又は混在物の分別回収が、ふるいをかける方法が併用されて行われる。したがって、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が大きさの差によってさらに細かく分級される。
【００１４】
なお、ふるいには、スクリーン等も含まれ、さらに振動可能に構成された振動ふるい等も含まれる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、例えば図１、図２に示すように、請求項１又は請求項２に記載の土壌の浄化方法において、
前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の前記土壌１からの分離又は前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の分別回収を、遠心分離をすることで行う工程を含むことを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、混在物の土壌からの分離又は混在物の分別回収が、遠心分離する方法が併用されて行われる。したがって、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が比重の差や重量の差によってさらに細かく分級される。
【００１７】
なお、遠心分離とは、周知の技術であり、気体又は液体等に含まれる粒子に遠心力を作用させることによって、粒子を気体又は液体等から分離する方法である。この方法によれば、略同径の複数の粒子を、比重の差又は重量の差を利用して分級することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、例えば図１、図２に示すように、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の土壌の浄化方法において、
前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の前記土壌１からの分離又は前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の分別回収を、所定比重の液体との比重の差を利用することで行う工程を含むことを特徴としている。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、混在物の土壌からの分離又は混在物の分別回収が、所定比重の液体との比重差を利用する方法が併用されて行われる。したがって、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が比重の差によってさらに細かく分級される。
【００２０】
具体的には、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、を水槽、スラリー槽、沈殿分離槽に投入する方法である。土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、の比重の差によって、比重の重いものは沈殿し、沈殿したものより比重の小さいものは、沈殿したものによって上方に押し上げられることで分級される。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、例えば図１又は図２に示すように、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の土壌の浄化方法において、
前記土壌１はクレー射撃場におけるものであり、前記混在物は、散弾（▲４▼鉛散弾）、クレー（▲２▼クレー）、コロス（▲３▼コロス）のうち、少なくとも一つを含むことを特徴としている。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、土壌が、混在物として散弾、クレー、コロスのうち少なくとも一つを含むクレー射撃場におけるものである場合においても、混在物の土壌からの分離及び混在物の分別回収を確実に行うことができる。
【００２３】
なお、散弾は一般に鉛合金粒であり、クレー射撃競技用の散弾は直径２．０ｍｍ〜２．５ｍｍに形成されている。
【００２４】
なお、クレーは、粘土又は石灰・ピッチを焼いた皿状の標的である。
【００２５】
なお、コロスは、鉛散弾を薬莢内に格納するためのプラスチック製容器である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して、本発明である土壌の浄化方法の実施の形態について詳細に説明する。図１において符号１は、土壌を示す。
【００２７】
本実施の形態は、本発明に係る土壌の浄化方法を用いて、クレー射撃場における土壌を浄化するものである。
【００２８】
クレー射撃場は、周知のように、広い敷地の中で、発射されるクレーを標的に射撃を行うものであり、敷地の土壌には、▲１▼草木、▲２▼クレー、▲３▼コロス、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土が含まれている。なお、▲２▼クレーは、粘土（クレー）又は石灰・ピッチを焼いた皿状の標的であり、所定の大きさ、所定の重量に規定されている。命中されたあるいは落下した標的は、破砕して敷地内に堆積する。また、▲３▼コロスは、▲４▼鉛散弾を薬莢内に格納するためのプラスチック製容器である。また、▲４▼鉛散弾は、クレー射撃において発射される鉛合金粒である。また、▲５▼汚染土とは、主として、▲４▼鉛散弾から流出した鉛微粒子あるいは溶出した鉛イオンによって汚染された土壌である。
【００２９】
先ず、手作業にて▲１▼草木が除去され（ステップＳ１）、▲１▼草木はチップ化されて、たい肥として利用される（ステップＳ２）。
【００３０】
次に、土壌１に補給水２が補給されることで（ステップＳ３）、互いに密着している土粒子どうしや、汚染物質と土粒子とが分離するとともに、土壌１の一次分離が、１５〜４０ｍｍ間隔の網目に構成されたスクリーン３（ふるい）を用いて行われる（ステップＳ４）。これにより、１５〜４０ｍｍより小さい▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、スクリーン３を通過し、１５〜４０ｍｍ以上の▲２▼クレー、▲３▼コロスは、スクリーン３に残される。
【００３１】
一次分離によってスクリーン３を通過した、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、ポンプ４によって水とともに振動ふるい５（ふるい）に送られ（ステップＳ５）、３〜５ｍｍ間隔の網目に構成された振動ふるい５を用いて二次分離が行われる（ステップＳ６）。これにより、３〜５ｍｍより小さい▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、振動ふるい５を通過し、３〜５ｍｍ以上の▲２▼クレーは、振動ふるい５に残される。二次分離によって振動ふるい５を通過した、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、沈殿分離槽６に送られ（ステップＳ７）、振動ふるい５に残された▲２▼クレーは、盛土等として再利用される（ステップＳ８）。
【００３２】
一次分離によってスクリーン３に残された、▲２▼クレー、▲３▼コロスは、水が入った水槽７に送られ（ステップＳ９）、▲２▼クレーと▲３▼コロスとの比重差を利用して３次分離が行われる（ステップＳ１０）。すなわち、比重が１より大きい▲２▼クレーは、水槽７下部に沈み、比重が１より小さい▲３▼コロスは、水に浮かぶ。このようにして分離された▲２▼クレーは、盛土等として再利用され（ステップＳ８）、▲３▼コロスは、チップ化等して再利用される（ステップＳ１１）。
【００３３】
沈殿分離槽６に送られた、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、所定時間放置される。これにより、粒子が大きく比重の大きい▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土のうち、粒子が大きく比重の大きいクレー、鉛散弾、砂、シルト分は沈殿分離槽６下部に沈殿し、細粒の土粒子は沈降が遅く水に浮遊する（ステップＳ１２）。
【００３４】
沈殿分離槽６下部に沈殿した、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、ミキシング棒８によってミキシングされながら、ポンプ９によってサイクロン１０に送られる（ステップＳ１３）。サイクロン１０に送られた、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、サイクロン１０の水流遠心力によって、０．１ｍｍ程度以下の、▲２▼クレー、▲５▼汚染土が遠心分離され（ステップＳ１４）、スラリー槽１１に送られる（ステップＳ１５）。なお、遠心分離とは、周知の技術であり、気体又は液体等に含まれる粒子に遠心力を作用させることによって、粒子を気体又は液体等から分離する方法である。この方法によれば、略同径の複数の粒子を、比重の差又は重量の差を利用して分級することができる。
【００３５】
沈殿分離槽６の上方で水に浮遊する土粒子も、スラリー槽１１に送られる（ステップＳ１６）。
【００３６】
サイクロン１０において、０．１ｍｍ程度以下の▲２▼クレー、▲５▼汚染土（土壌に付着した鉛微粒子を含む）と分離された、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土中にあった砂分は、鉛分離槽１２に所定の流速で送られ（ステップＳ１７）、この鉛分離槽１２において、▲４▼鉛散弾と砂との分離が、以下のようにして行われる。すなわち、鉛分離槽１２は、図３に示すように、本体部１２ａに液体を流入させるための流入部１２ｂと、液体を本体部１２ａから流出させるための流出部１２ｃとが、それぞれ本体部１２ａから筒状に形成されている。液体は、流入部１２ｂから本体部１２ａに流入し、本体部１２ａへの流入が継続して行われることで本体部１２ａが一杯となると、液体は流出部１２ｃからオーバーフローするようになっている。このように構成された鉛分離槽１２の本体部１２ａに、▲４▼鉛散弾、砂は、流入部１２ｂから所定の流速で流入する。ここで、所定の流速とは、流出部１２ｃを上昇する液体の速度が、本体部１２ａに流入した▲４▼鉛散弾が本体部１２ａで沈降する沈降速度Ｖよりは小さく、砂が本体部１２ａで沈降する沈降速度ｖ以上となるものである。これにより、本体部１２ａに流入した▲４▼鉛散弾は、本体部１２ａの下部に沈殿し、砂は液体の上昇流に乗って流出部１２ｃからオーバーフローする。これにより、▲４▼鉛散弾と砂との分離が行われる（ステップＳ１８）。
【００３７】
鉛分離槽１２で分離された▲４▼鉛散弾は、ポンプ１３によって鉛水切り槽１４に送られ（ステップＳ１９）、ここで水が除去され（ステップＳ２０）、鉛は再生処理（精錬）される（ステップＳ２１）。
【００３８】
鉛分離槽１２で分離された砂は、砂水切り槽１５に送られ（ステップＳ２２）、ここで水が除去される（ステップＳ２３）。砂は付着した鉛微粒子が洗い流されているので無害であり、埋戻し材等に利用される（ステップＳ２４）。なお、砂水切り槽１５からは、鉛水切り槽１４に対しても水が送られる（ステップＳ２５）。
【００３９】
沈殿分離槽６やサイクロン１０から、スラリー槽１１に送られた土粒子等は、ミキシング棒１６でミキシングされ（ステップＳ２６）、ポンプ１７でフィルタープレス１８に送られる（ステップＳ２７）。フィルタープレス１８において、脱水ケーキと水とに分離され（ステップＳ２８）、脱水ケーキはさらに別の浄化処理を行うか、産業廃棄物として処分され（ステップＳ２９）、水はろ水槽１９に送られる（ステップＳ３０）。
【００４０】
ろ水槽１９には、鉛水切り槽１４からも水が送られる（ステップＳ３１）とともに、補給水としての清水槽２０からも水が送られる（ステップＳ３２）。ろ水槽１９の水は、ポンプ２１によって、土壌１に補給（ステップＳ３）される水として送られる（ステップＳ３３）。なお、清水槽２０からも、ポンプ２２によって、土壌１に補給（ステップＳ３）される水として送られる（ステップＳ３４）。
【００４１】
本実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００４２】
土壌１が、混在物として▲４▼鉛散弾等の金属、▲２▼クレーや▲３▼コロス等の非金属が含まれるクレー射撃場におけるものである場合においても、混在物の土壌からの分離及び混在物の分別回収を確実に行うことができる。
【００４３】
具体的には、ステップＳ４において、１５〜４０ｍｍ間隔の網目に構成されたスクリーン３（ふるい）によって、１５〜４０ｍｍより小さい▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土と、１５〜４０ｍｍ以上の▲２▼クレー、▲３▼コロスとが分級される。
【００４４】
また、ステップＳ６において、３〜５ｍｍ間隔の網目に構成された振動ふるい５によって、３〜５ｍｍより小さい▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土と、３〜５ｍｍ以上の▲２▼クレーとが分級される。
【００４５】
また、ステップＳ１０において、水槽７によって、比重が１よい大きい▲２▼クレーと、比重が１よい小さい▲３▼コロスとが分級される。
【００４６】
また、ステップＳ１４において、サイクロン１０によって、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土のうち、０．１ｍｍ程度以下の、▲２▼クレー、▲５▼汚染土が遠心分離される。
【００４７】
また、ステップＳ１８において、鉛分離槽１２によって、水中の粒子の沈降速度の差及び水の上昇力を利用して、▲４▼鉛散弾と砂の分離が行われる。
【００４８】
また、ステップＳ２６やステップＳ２８において、スラリー槽１１やフィルタープレス１８によって、微粒の▲２▼クレー、▲５▼汚染土と水とが分離される。
【００４９】
以上のようにして、▲１▼草木、▲２▼クレー、▲３▼コロス、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土等の混合物を含む土壌１を浄化するとともに、混合物を分別回収して再利用を図ることができる。
【００５０】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意の変更が可能である。
【００５１】
例えば、本実施の形態においては、金属として鉛が含まれる土壌について記載しているが、特に鉛に限定されるものではなく、例えば、カドミウム、ヒ素、水銀等が含まれている土壌でもよい。
【００５２】
また、非金属も、特にクレーやプラスチックに限定されるものではなく、例えば、他の粘土質のものやガラス質のもの等が含まれていてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、混在物の土壌からの分離又は混在物の分別回収が、所定比重の液体中における沈降速度の差及び液体の流動力を利用することで行われる。ここで、所定比重の液体中における沈降速度は、液体の比重、粒子の大きさ、粒子の比重、粒子の重量、液体の流速等、様々なものに影響を受けるものである。また、液体を落下させたりオーバーフローさせたりする機構を備えた容器やジェット等によって、液体に対して上下方向や横方向（水平方向）等へ移動させる流動力を与えると、自然沈降に比べて容易に分別することができる。すなわち、液体の比重、粒子の大きさ、粒子の比重、粒子の重量、液体の流速等が、所定の液体中における沈降速度の差となって敏感に現われるので、これら及び液体の流動力を利用することで、土壌中に、例えば金属塊や非金属等、様々な混在物の分別回収を確実に安価に行うことができる
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が大きさの差によってさらに細かく分級される。
【００５５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が比重の差や重量の差によってさらに細かく分級される。
【００５６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が比重の差によってさらに細かく分級される。
【００５７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、土壌が、混在物として散弾、クレー、コロスのうち少なくとも一つを含むクレー射撃場におけるものである場合においても、混在物の土壌からの分離及び混在物の分別回収を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る土壌の浄化方法の工程の一例を示すフローである。
【図２】本発明に係る土壌の浄化方法の工程の一例を示すフローである。
【図３】本発明に係る鉛分離槽における分離工程を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１ 土壌
３ スクリーン（ふるい）
５ 振動ふるい（ふるい）
６ 沈殿分離槽
７ 水槽
１０ サイクロン
１１ スラリー槽
１２ 鉛分離槽
１４ 鉛水切り槽
１５ 砂水切り槽
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌中の混在物を土壌から分離して除去する土壌の浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クレー射撃場で発射された散弾は、長期間にわたって射撃場及び周辺の地表面に堆積されたままで放置されている場合が多い。散弾が地表面又は土壌中に長期間放置されると、散弾の鉛分が溶出したり、土壌中の鉛含有量が非常に多くなったりして自然環境上好ましくない。この対策として、地表面付近の汚染土壌を除去回収することが望まれるが、散弾の飛散範囲が広範囲であること、回収土壌が多量であること、土壌中に散弾、クレー、コロス等が混在した状態となっているためにそれらの分別が容易でないこと、等のため現状においては有効な方法がない。
【０００３】
従来知られている、散弾で汚染された土壌を浄化し、散弾等を分別回収する方法は、小型のふるい分け機を用いて散弾の分別を行う方法であり、ほとんど手作業に近いため効率が悪く、処理に時間を要してしまうという問題があった。また、土壌をそのまま乾式にてふるうため、ふるい作業中に粉塵が発生し、作業者や周辺住民に悪影響を及ぼす危険性も懸念されていた。さらに、散弾等が除去された土壌も、散弾から溶出した鉛微粒子を含有するために、別途に浄化処理を行うか、適切な処分場で全量を処理する必要があった。
【０００４】
なお、鉛を土壌から分離して土壌を浄化する方法としては、例えば、以下の特許文献１に示すものが知られている。この技術は、鉛等の金属で汚染された土壌に水を加えてスラリー化し、このスラリーを浮遊選鉱することにより、金属を回収して土壌を浄化するものである。この浮遊選鉱とは、鉱物の湿潤性の差を利用して特定鉱物のみを気泡に付着させて浮上させて分離する方法である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１０１３１号公報、段落［００１４］〜［００２６］
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、主として微粉末の、あるいは土粒子に吸着されているイオン状の金属のみにしか適用できず、クレー射撃場における場合のように、土壌中に混合物として、金属塊や非金属、例えば、粘土質のものやプラスチック等が含まれており、これらをそれぞれ土壌から分離して分別回収しようとする場合においては適用が難しい。
【０００７】
また、水中等において微粒鉱物は、多かれ少なかれ水分子や水酸化物イオン等が吸着して親水性となるため、この状態では気泡が付着しにくく、したがって、微粒鉱物を捕集材等を加えて疎水化する必要があり、手間及びコストがかかるという欠点もある。
【０００８】
本発明の課題は、土壌中に金属塊や非金属が混在する場合においても、混在物の土壌からの分離及び混在物の分別回収を確実かつ安価に行うことを可能とする土壌の浄化方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図３に示すように、
土壌１中の混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）を土壌から分離して除去し、分離された混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）を分別回収する土壌の浄化方法であって、
前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の前記土壌１からの分離又は前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の分別回収を、所定比重の液体中における沈降速度の差及び液体の流動力を利用することで行う工程を含むことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、混在物の土壌からの分離又は混在物の分別回収が、所定比重の液体中における沈降速度の差及び液体の流動力を利用することで行われる。ここで、所定比重の液体中における沈降速度は、液体の比重、粒子の大きさ、粒子の比重、粒子の重量、液体の流速等、様々なものに影響を受けるものである。また、液体を落下させたりオーバーフローさせたりする機構を備えた容器やジェット等によって、液体に対して上下方向や横方向（水平方向）等へ移動させる流動力を与えると、自然沈降に比べて容易に分別することができる。すなわち、液体の比重、粒子の大きさ、粒子の比重、粒子の重量、液体の流速等が、所定の液体中における沈降速度（浮遊速度を含む）の差となって敏感に現われるので、これら及び液体の流動力を利用することで、土壌中に、例えば金属塊や非金属等、様々な混在物の分別回収を確実に安価に行うことができる。
【００１１】
具体的には、例えば、図３に示すような、本体部１２ａに流動体を流入させるための流入部１２ｂと、液体を本体部１２ａから流出させるための流出部１２ｃとが、それぞれ本体部１２ａから筒状に形成された鉛分離槽１２を用いて、鉛粒子と他の粒子との水中における沈降速度の差及び液体がオーバーフローする際の上昇力を利用して分級する方法であり、詳細は後述する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、例えば図１、図２に示すように、請求項１に記載の土壌の浄化方法において、
前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の前記土壌１からの分離又は前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の分別回収を、ふるいをかけることで行う工程を含むことを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、混在物の土壌からの分離又は混在物の分別回収が、ふるいをかける方法が併用されて行われる。したがって、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が大きさの差によってさらに細かく分級される。
【００１４】
なお、ふるいには、スクリーン等も含まれ、さらに振動可能に構成された振動ふるい等も含まれる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、例えば図１、図２に示すように、請求項１又は請求項２に記載の土壌の浄化方法において、
前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の前記土壌１からの分離又は前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の分別回収を、遠心分離をすることで行う工程を含むことを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、混在物の土壌からの分離又は混在物の分別回収が、遠心分離する方法が併用されて行われる。したがって、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が比重の差や重量の差によってさらに細かく分級される。
【００１７】
なお、遠心分離とは、周知の技術であり、気体又は液体等に含まれる粒子に遠心力を作用させることによって、粒子を気体又は液体等から分離する方法である。この方法によれば、略同径の複数の粒子を、比重の差又は重量の差を利用して分級することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、例えば図１、図２に示すように、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の土壌の浄化方法において、
前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の前記土壌１からの分離又は前記混在物（▲１▼クレー、▲２▼コロス、▲３▼鉛散弾）の分別回収を、所定比重の液体との比重の差を利用することで行う工程を含むことを特徴としている。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、混在物の土壌からの分離又は混在物の分別回収が、所定比重の液体との比重差を利用する方法が併用されて行われる。したがって、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が比重の差によってさらに細かく分級される。
【００２０】
具体的には、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、を水槽、スラリー槽、沈殿分離槽に投入する方法である。土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、の比重の差によって、比重の重いものは沈殿し、沈殿したものより比重の小さいものは、沈殿したものによって上方に押し上げられることで分級される。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、例えば図１又は図２に示すように、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の土壌の浄化方法において、
前記土壌１はクレー射撃場におけるものであり、前記混在物は、散弾（▲４▼鉛散弾）、クレー（▲２▼クレー）、コロス（▲３▼コロス）のうち、少なくとも一つを含むことを特徴としている。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、土壌が、混在物として散弾、クレー、コロスのうち少なくとも一つを含むクレー射撃場におけるものである場合においても、混在物の土壌からの分離及び混在物の分別回収を確実に行うことができる。
【００２３】
なお、散弾は一般に鉛合金粒であり、クレー射撃競技用の散弾は直径２．０ｍｍ〜２．５ｍｍに形成されている。
【００２４】
なお、クレーは、粘土又は石灰・ピッチを焼いた皿状の標的である。
【００２５】
なお、コロスは、鉛散弾を薬莢内に格納するためのプラスチック製容器である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して、本発明である土壌の浄化方法の実施の形態について詳細に説明する。図１において符号１は、土壌を示す。
【００２７】
本実施の形態は、本発明に係る土壌の浄化方法を用いて、クレー射撃場における土壌を浄化するものである。
【００２８】
クレー射撃場は、周知のように、広い敷地の中で、発射されるクレーを標的に射撃を行うものであり、敷地の土壌には、▲１▼草木、▲２▼クレー、▲３▼コロス、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土が含まれている。なお、▲２▼クレーは、粘土（クレー）又は石灰・ピッチを焼いた皿状の標的であり、所定の大きさ、所定の重量に規定されている。命中されたあるいは落下した標的は、破砕して敷地内に堆積する。また、▲３▼コロスは、▲４▼鉛散弾を薬莢内に格納するためのプラスチック製容器である。また、▲４▼鉛散弾は、クレー射撃において発射される鉛合金粒である。また、▲５▼汚染土とは、主として、▲４▼鉛散弾から流出した鉛微粒子あるいは溶出した鉛イオンによって汚染された土壌である。
【００２９】
先ず、手作業にて▲１▼草木が除去され（ステップＳ１）、▲１▼草木はチップ化されて、たい肥として利用される（ステップＳ２）。
【００３０】
次に、土壌１に補給水２が補給されることで（ステップＳ３）、互いに密着している土粒子どうしや、汚染物質と土粒子とが分離するとともに、土壌１の一次分離が、１５〜４０ｍｍ間隔の網目に構成されたスクリーン３（ふるい）を用いて行われる（ステップＳ４）。これにより、１５〜４０ｍｍより小さい▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、スクリーン３を通過し、１５〜４０ｍｍ以上の▲２▼クレー、▲３▼コロスは、スクリーン３に残される。
【００３１】
一次分離によってスクリーン３を通過した、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、ポンプ４によって水とともに振動ふるい５（ふるい）に送られ（ステップＳ５）、３〜５ｍｍ間隔の網目に構成された振動ふるい５を用いて二次分離が行われる（ステップＳ６）。これにより、３〜５ｍｍより小さい▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、振動ふるい５を通過し、３〜５ｍｍ以上の▲２▼クレーは、振動ふるい５に残される。二次分離によって振動ふるい５を通過した、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、沈殿分離槽６に送られ（ステップＳ７）、振動ふるい５に残された▲２▼クレーは、盛土等として再利用される（ステップＳ８）。
【００３２】
一次分離によってスクリーン３に残された、▲２▼クレー、▲３▼コロスは、水が入った水槽７に送られ（ステップＳ９）、▲２▼クレーと▲３▼コロスとの比重差を利用して３次分離が行われる（ステップＳ１０）。すなわち、比重が１より大きい▲２▼クレーは、水槽７下部に沈み、比重が１より小さい▲３▼コロスは、水に浮かぶ。このようにして分離された▲２▼クレーは、盛土等として再利用され（ステップＳ８）、▲３▼コロスは、チップ化等して再利用される（ステップＳ１１）。
【００３３】
沈殿分離槽６に送られた、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、所定時間放置される。これにより、粒子が大きく比重の大きい▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土のうち、粒子が大きく比重の大きいクレー、鉛散弾、砂、シルト分は沈殿分離槽６下部に沈殿し、細粒の土粒子は沈降が遅く水に浮遊する（ステップＳ１２）。
【００３４】
沈殿分離槽６下部に沈殿した、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、ミキシング棒８によってミキシングされながら、ポンプ９によってサイクロン１０に送られる（ステップＳ１３）。サイクロン１０に送られた、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土は、サイクロン１０の水流遠心力によって、０．１ｍｍ程度以下の、▲２▼クレー、▲５▼汚染土が遠心分離され（ステップＳ１４）、スラリー槽１１に送られる（ステップＳ１５）。なお、遠心分離とは、周知の技術であり、気体又は液体等に含まれる粒子に遠心力を作用させることによって、粒子を気体又は液体等から分離する方法である。この方法によれば、略同径の複数の粒子を、比重の差又は重量の差を利用して分級することができる。
【００３５】
沈殿分離槽６の上方で水に浮遊する土粒子も、スラリー槽１１に送られる（ステップＳ１６）。
【００３６】
サイクロン１０において、０．１ｍｍ程度以下の▲２▼クレー、▲５▼汚染土（土壌に付着した鉛微粒子を含む）と分離された、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土中にあった砂分は、鉛分離槽１２に所定の流速で送られ（ステップＳ１７）、この鉛分離槽１２において、▲４▼鉛散弾と砂との分離が、以下のようにして行われる。すなわち、鉛分離槽１２は、図３に示すように、本体部１２ａに液体を流入させるための流入部１２ｂと、液体を本体部１２ａから流出させるための流出部１２ｃとが、それぞれ本体部１２ａから筒状に形成されている。液体は、流入部１２ｂから本体部１２ａに流入し、本体部１２ａへの流入が継続して行われることで本体部１２ａが一杯となると、液体は流出部１２ｃからオーバーフローするようになっている。このように構成された鉛分離槽１２の本体部１２ａに、▲４▼鉛散弾、砂は、流入部１２ｂから所定の流速で流入する。ここで、所定の流速とは、流出部１２ｃを上昇する液体の速度が、本体部１２ａに流入した▲４▼鉛散弾が本体部１２ａで沈降する沈降速度Ｖよりは小さく、砂が本体部１２ａで沈降する沈降速度ｖ以上となるものである。これにより、本体部１２ａに流入した▲４▼鉛散弾は、本体部１２ａの下部に沈殿し、砂は液体の上昇流に乗って流出部１２ｃからオーバーフローする。これにより、▲４▼鉛散弾と砂との分離が行われる（ステップＳ１８）。
【００３７】
鉛分離槽１２で分離された▲４▼鉛散弾は、ポンプ１３によって鉛水切り槽１４に送られ（ステップＳ１９）、ここで水が除去され（ステップＳ２０）、鉛は再生処理（精錬）される（ステップＳ２１）。
【００３８】
鉛分離槽１２で分離された砂は、砂水切り槽１５に送られ（ステップＳ２２）、ここで水が除去される（ステップＳ２３）。砂は付着した鉛微粒子が洗い流されているので無害であり、埋戻し材等に利用される（ステップＳ２４）。なお、砂水切り槽１５からは、鉛水切り槽１４に対しても水が送られる（ステップＳ２５）。
【００３９】
沈殿分離槽６やサイクロン１０から、スラリー槽１１に送られた土粒子等は、ミキシング棒１６でミキシングされ（ステップＳ２６）、ポンプ１７でフィルタープレス１８に送られる（ステップＳ２７）。フィルタープレス１８において、脱水ケーキと水とに分離され（ステップＳ２８）、脱水ケーキはさらに別の浄化処理を行うか、産業廃棄物として処分され（ステップＳ２９）、水はろ水槽１９に送られる（ステップＳ３０）。
【００４０】
ろ水槽１９には、鉛水切り槽１４からも水が送られる（ステップＳ３１）とともに、補給水としての清水槽２０からも水が送られる（ステップＳ３２）。ろ水槽１９の水は、ポンプ２１によって、土壌１に補給（ステップＳ３）される水として送られる（ステップＳ３３）。なお、清水槽２０からも、ポンプ２２によって、土壌１に補給（ステップＳ３）される水として送られる（ステップＳ３４）。
【００４１】
本実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００４２】
土壌１が、混在物として▲４▼鉛散弾等の金属、▲２▼クレーや▲３▼コロス等の非金属が含まれるクレー射撃場におけるものである場合においても、混在物の土壌からの分離及び混在物の分別回収を確実に行うことができる。
【００４３】
具体的には、ステップＳ４において、１５〜４０ｍｍ間隔の網目に構成されたスクリーン３（ふるい）によって、１５〜４０ｍｍより小さい▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土と、１５〜４０ｍｍ以上の▲２▼クレー、▲３▼コロスとが分級される。
【００４４】
また、ステップＳ６において、３〜５ｍｍ間隔の網目に構成された振動ふるい５によって、３〜５ｍｍより小さい▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土と、３〜５ｍｍ以上の▲２▼クレーとが分級される。
【００４５】
また、ステップＳ１０において、水槽７によって、比重が１よい大きい▲２▼クレーと、比重が１よい小さい▲３▼コロスとが分級される。
【００４６】
また、ステップＳ１４において、サイクロン１０によって、▲２▼クレー、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土のうち、０．１ｍｍ程度以下の、▲２▼クレー、▲５▼汚染土が遠心分離される。
【００４７】
また、ステップＳ１８において、鉛分離槽１２によって、水中の粒子の沈降速度の差及び水の上昇力を利用して、▲４▼鉛散弾と砂の分離が行われる。
【００４８】
また、ステップＳ２６やステップＳ２８において、スラリー槽１１やフィルタープレス１８によって、微粒の▲２▼クレー、▲５▼汚染土と水とが分離される。
【００４９】
以上のようにして、▲１▼草木、▲２▼クレー、▲３▼コロス、▲４▼鉛散弾、▲５▼汚染土等の混合物を含む土壌１を浄化するとともに、混合物を分別回収して再利用を図ることができる。
【００５０】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意の変更が可能である。
【００５１】
例えば、本実施の形態においては、金属として鉛が含まれる土壌について記載しているが、特に鉛に限定されるものではなく、例えば、カドミウム、ヒ素、水銀等が含まれている土壌でもよい。
【００５２】
また、非金属も、特にクレーやプラスチックに限定されるものではなく、例えば、他の粘土質のものやガラス質のもの等が含まれていてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、混在物の土壌からの分離又は混在物の分別回収が、所定比重の液体中における沈降速度の差及び液体の流動力を利用することで行われる。ここで、所定比重の液体中における沈降速度は、液体の比重、粒子の大きさ、粒子の比重、粒子の重量、液体の流速等、様々なものに影響を受けるものである。また、液体を落下させたりオーバーフローさせたりする機構を備えた容器やジェット等によって、液体に対して上下方向や横方向（水平方向）等へ移動させる流動力を与えると、自然沈降に比べて容易に分別することができる。すなわち、液体の比重、粒子の大きさ、粒子の比重、粒子の重量、液体の流速等が、所定の液体中における沈降速度の差となって敏感に現われるので、これら及び液体の流動力を利用することで、土壌中に、例えば金属塊や非金属等、様々な混在物の分別回収を確実に安価に行うことができる
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が大きさの差によってさらに細かく分級される。
【００５５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が比重の差や重量の差によってさらに細かく分級される。
【００５６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、土壌を構成する土粒子と混在物、又は、混在物どうし、が比重の差によってさらに細かく分級される。
【００５７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、土壌が、混在物として散弾、クレー、コロスのうち少なくとも一つを含むクレー射撃場におけるものである場合においても、混在物の土壌からの分離及び混在物の分別回収を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る土壌の浄化方法の工程の一例を示すフローである。
【図２】本発明に係る土壌の浄化方法の工程の一例を示すフローである。
【図３】本発明に係る鉛分離槽における分離工程を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１ 土壌
３ スクリーン（ふるい）
５ 振動ふるい（ふるい）
６ 沈殿分離槽
７ 水槽
１０ サイクロン
１１ スラリー槽
１２ 鉛分離槽
１４ 鉛水切り槽
１５ 砂水切り槽
Claims (5)
- 土壌中の混在物を土壌から分離して除去し、分離された混在物を分別回収する土壌の浄化方法であって、
前記混在物の前記土壌からの分離又は前記混在物の分別回収を、所定比重の液体中における沈降速度の差及び液体の流動力を利用することで行う工程を含むことを特徴とする土壌の浄化方法。 - 前記混在物の前記土壌からの分離又は前記混在物の分別回収を、ふるいをかけることで行う工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の土壌の浄化方法。
- 前記混在物の前記土壌からの分離又は前記混在物の分別回収を、遠心分離をすることで行う工程を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の土壌の浄化方法。
- 前記混在物の前記土壌からの分離又は前記混在物の分別回収を、所定比重の液体との比重の差を利用することで行う工程を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の土壌の浄化方法。
- 前記土壌はクレー射撃場におけるものであり、前記混在物は、散弾、クレー、コロスのうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の土壌の浄化方法。
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|---|---|---|---|---|
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| JP2011194555A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-06 | Citizen Holdings Co Ltd | ワーク分離装置 |
-
2003
- 2003-01-09 JP JP2003003059A patent/JP2004216204A/ja active Pending
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