JP2004275973A - 汚染土壌の処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】汚染された土壌A1を乾燥と同時に粉砕する乾燥粉砕工程17と、該乾燥粉砕工程で乾燥粉砕された汚染土壌A4とそれ以外の物A3とに分離する分級工程4と、該分級工程で分離された汚染土壌A4及び前記乾燥粉砕工程から飛散した汚染土壌A4中に含まれている汚染物質を加熱分解して脱塩素化する加熱分解脱塩素化工程9より構成する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染土壌の処理方法、より詳しくは、ダイオキシンや重金属類などの汚染物質により汚染された土壌を改良するための汚染土壌の処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、化学工場などの工場跡地、或いは、河口や特定海域などに堆積しているヘドロなどにダイオキシンや重金属類などの汚染物質が含まれ、大きな環境問題となっている。この汚染された土壌を改良するため、特定の薬剤を添加する方法、溶融固化する方法、微生物で処理する方法、或いは、有機物などを添加して加熱する化学的分解法などが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8―52454号公報(第2〜4頁)
【0004】
【発明が解決よしようとする課題】
しかし、特定の薬剤を添加する方法は、処理期間や分解除去性能の確定が困難であるばかりでなく、汚染土壌が住宅地近傍の場合、住人の理解が得られ難い面がある。また、溶融固化する方法は、費用が高く、かつ、土壌としての再利用が困難になるという問題がある。また、微生物で処理する方法は、処理期間が長く、かつ、分解除去性能の確認が困難であった。更に、化学的分解法は、有機物などの特殊物質を添加する必要があり、費用が高くなるという問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このような従来の問題を解決するため、本発明者は、本出願人が先に提案した外熱ロータリーキルン式の熱分解装置(例えば、特許第2526350号)に着目して鋭意検討の結果、本発明に至った。
【0006】
即ち、請求項1に記載の本発明は、汚染された土壌を乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程で乾燥された汚染土壌を粉砕する粉砕工程と、該粉砕工程で粉砕された汚染土壌とそれ以外の物とに分離する分級工程と、該分級工程で分離された汚染土壌中に含まれている汚染物質を加熱分解して脱塩素化する加熱分解脱塩素化工程よりなる汚染土壌の処理方法である。
【0007】
このような汚染土壌処理方法によれば、汚染土壌を、前処理、即ち、乾燥工程で乾燥後、粉砕工程で粉砕して微細粒径の汚染土壌とするため、汚染土壌中に含まれている汚染物質を加熱分解分解脱塩素化工程にて迅速、かつ、効率的に分解することができる。
【0008】
一方、請求項2に記載の本発明は、汚染された土壌を乾燥と同時に粉砕する乾燥粉砕工程と、該乾燥粉砕工程で乾燥粉砕された汚染土壌とそれ以外の物とに分離する分級工程と、該分級工程で分離された汚染土壌及び前記乾燥粉砕工程から飛散した汚染土壌中に含まれている汚染物質を加熱分解して脱塩素化する加熱分解脱塩素化工程よりなる汚染土壌の処理方法である。
【0009】
このような汚染土壌処理方法によれば、汚染土壌を乾燥しながら同時に粉砕するため、乾燥及び粉砕時間を短縮することができるばかりでなく、本方法を実施するための処理装置をコンパクトにすることができる。
【0010】
更に、請求項3に記載の本発明は、乾燥粉砕工程で汚染土壌の水分を3%以下にするようにしたものである。このようにすると、加熱分解脱塩素化工程に導入される汚染土壌の水分が少ないため、汚染物質の分解効率を向上させることができる。また、粉砕効率を向上させることができる。
【0011】
更に、請求項4に記載の本発明は、分級工程で粒径が5mm未満の汚染土壌を選択するようにしたものである。このようにすると、加熱分解脱塩素化工程にて汚染物質を迅速、かつ、効率的に分解することができる。
【0012】
更に、請求項5に記載の本発明は、加熱分解脱塩素化工程から排出する分解ガスを乾燥粉砕工程の加熱源に供給するようにしたものである。このようにすると、加熱分解脱塩素化工程から排出される分解ガス中に汚染物質が含まれていたとしても、加熱源で分解されるため、大気中に放出されることがない。
【0013】
更に、請求項6に記載の本発明は、乾燥粉砕工程の前に、汚染土壌中の夾雑物に排除する分離工程を配設するようにしたものである。このようにすると、土壌中の瓦礫、砂利、古木などの夾雑物を排除できるため、汚染土壌の処理を効率的に行うことができる。
【0014】
更に、請求項7に記載の本発明は、分離工程で50mm以上の夾雑物を排除するようにしたものである。このようにすると、分離工程で50mm以上の夾雑物が排除されるため、汚染土壌の乾燥及び粉砕を容易に行うことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【0016】
図1は、本発明に係る汚染土壌の処理方法を実施する第1の実施の形態の概略系統図である。図1において、A1は、汚染土壌であり、工場跡地などの陸上から採集された土壌の場合は、通常、30〜50%の水分を含み、ヘドロなどの場合は、80%以上の水分を含んでいる場合もある。
【0017】
そこで、本発明は、この汚染土壌A1を前処理し、後述する外熱式ロータリーキルンなどの加熱分解脱塩素化装置8で効率的に加熱処理できるようにしたのである。この汚染土壌A1は、先ず、コンベアなどの供給装置2によって振動篩などの分離装置18に供給され、汚染土壌A1に含まれている瓦礫、砂利、古木、木の根などの粒径50mm以上の夾雑物A7が除去される。
【0018】
夾雑物A7が除去された粒径50mm未満の汚染土壌A8は、粉砕機能と乾燥機能を備えた気流乾燥機17に導入され、乾燥と同時に粉砕される。この気流乾燥機17によって乾燥(例えば、水分3%以下)と同時に粉砕された粉粒体状の汚染土壌(例えば、粒径1mm以下)A4は、その大部分(例えば、90〜95%)が乾燥用空気B2に随伴してサイクロン6に流入し、捕集される。L6及びL7は、ラインである。
【0019】
この気流乾燥機17は、図2に示すように、例えば、筒形の本体21内に、多数の腕22を放射状に取り付けた回転軸23を有すると共に、本体下部から高温の乾燥空気B1を導入し、本体上部から供給される汚染土壌A8を乾燥しながら粉砕するようになっている。
【0020】
この気流乾燥機17は、粉砕機能と乾燥機能を合わせ持つ装置であれば、如何なるタイプの装置でも差し支えない。また、乾燥用空気B1の温度や供給量は、汚染土壌A1に含まれる水分量や気流乾燥機17に供給される汚染土壌A8の供給量によって設定される。
【0021】
気流乾燥機17から排出された汚染土壌A2は、分級機4に供給され、粒径が5mm以上のガレキ類A3と、粒径が5mm未満の粉粒体状の汚染土壌A4に分離される。
【0022】
分級機4で分離された粒径5mm未満、水分3%以下の粉粒体状の汚染土壌A4は、上記サイクロン6と第2集塵装置7によって集塵された粉粒体状の汚染土壌A4と一緒にラインL5及びL2を経て外熱式ロータリーキルンなどの加熱分解脱塩素化装置8に導入され、約450〜500℃に加熱される。
【0023】
この加熱分解脱塩素化装置8は、図3に示すように、燃焼バーナや電気ヒータのなどの加熱手段25を有する筒型又は角型の加熱部9と、この加熱部9内に設けられた複数の内筒26と、この内筒を回転させる駆動装置(図示せず)と、粉粒体状の汚染土壌A4を定量供給するフィーダ10と、加熱処理された土壌A5及び生成した分解ガスC1を分離して排出する排出装置(出口フード)11より構成されている。
【0024】
加熱分解脱塩素化装置8によって粉粒体状の汚染土壌A4が約450〜500℃に加熱されると、分解反応が起こり、粉粒体状の汚染土壌A4に含まれている金属の触媒作用によってダイオキシン類などの汚染物質の塩素が外されたり、酸素架橋が切られて無害化される。この加熱分解脱塩素化装置8で無害化された粉体状の土壌A5は、冷却装置12で急冷後、系外へ排出される。A6は、冷却後の無害土壌粒である。
【0025】
排出装置(出口フード)11から排出された分解ガスC1には、汚染土壌A1に含まれる有機物などの燃焼物質が加熱分解脱塩素化装置8に供給された空気a1によって燃焼した時のNOxや粉粒体状の汚染土壌A4が塵として僅かに含まれるため、ラインL3からバグフィルタなどの第1除塵装置5に入り除塵される。除塵された分解ガスC2は、送風機13によって加熱源3に供給される。
【0026】
そして、この加熱源3に供給される灯油Dと新鮮空気a2とにより燃焼され、高温の乾燥用空気B1が生成される。このとき、分解ガスC2内に含まれる汚染物質が分解されるため、汚染物質が大気中に放出されることがない。乾燥用空気B1は、ラインL1を経て気流乾燥機17に供給される。
【0027】
勿論、この分解ガスC2は、排ガス処理装置14で処理することもできる。第1の集塵装置5により捕集された土壌A4’は、ラインL4及びラインL5を経てラインL2内の土壌A4に混合されるようになっている。
【0028】
また、第2集塵装置7から排出される乾燥用空気B3は、誘引送風機15によってその後段に設けられた排ガス処理装置14を経て大気中に放出される。即ち、この乾燥用空気B3には、加熱分解脱塩素化装置8で発生する恐れがあるHCl,SOx,NOxや、気流乾燥機17から流出する汚染土壌A4の微粉末中に存在する低沸点重金属類が含まれる恐れがあるため、これらの有害物質を排ガス処理装置14により除去する。この排ガス処理装置14は、例えば、湿式洗浄塔、活性炭吸着塔や触媒反応塔より構成される。分級機4で分離されたガレキ類A3は、比較的小さな瓦礫や砂利であるから、汚染物質が付着していたとしても実害が少ない。また、必要であれば、別途、処理すればよい。
【0029】
このような汚染土壌の処理方法によれば、汚染土壌A1の乾燥と粉砕とを一つの装置で同時に行うことができるため、汚染土壌の前処理を迅速に行うことができる。また、乾燥粉砕された土壌の大部分がサイクロンに捕捉されるので、分級器を小型化、コンパクト化することができる。
【0030】
図4は、本発明の汚染土壌の処理方法を実施する第2の実施形態の概略系統図である。
【0031】
この発明は、乾燥機能と粉砕機能を有する気流乾燥機17の代わりに乾燥機1と粉砕機16を適用した点が第1の実施形態と異なるのみであり、その他の機器は、第1の実施形態と変わりがないので、同じ機器に同じ番号を付けて詳しい説明を省略する。
【0032】
分離装置18で夾雑物A7が除去された粒径50mm未満の汚染土壌A8は、乾燥機1に供給され、そこで、熱風発生炉などの加熱源3からラインL1経て供給される高温の乾燥用空気B1によって水分3%以下に乾燥される。
【0033】
上記乾燥機1によって乾燥された汚染土壌A2は、粉砕機16に供給され、粒径5mm未満に粉砕される。粉砕機16で粉砕された汚染土壌A6は、分級機4に供給され、粒径が5mm以上のガレキ類A3と、粒径が5mm未満の汚染土壌A4に分離される。
【0034】
この方法は、予め、乾燥機1で汚染土壌A8を乾燥後、粉砕機16で乾燥した土壌A2を粉砕するため、粉砕効率を高めることができる。
【0035】
以上の実施形態では、汚染土壌A1に含まれている瓦礫、砂利、古木、木の根などの夾雑物A7を除去する分離装置18を備えているが、このような夾雑物の無い土壌を処理する場合には、分離装置18を省略することが可能である。
【0036】
本発明者は、本発明の効果を確認するために試験を行った。その結果について説明する。
【0037】
【実施例】
(実施例1)
化学工場跡地から収集した汚染土壌を乾燥粉砕後(水分4%、粒径5mm未満)、熱分解装置に入れて加熱し、この汚染土壌に含まれている汚染物質の除去率を調べた。尚、汚染土壌には、汚染物質としてダイオキシン類が含まれており、その濃度が1600pg− TEQ/gであった。
【0038】
この汚染土壌を熱分解装置で450℃及び500℃に加熱後、ダイオキシン除去率を調べた。その結果を図5に示す。図5から熱分解装置により汚染土壌が処理できることが明らかとなった。
【0039】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の汚染土壌の処理方法によれば、有機物等の特殊な添加物を用いることなく、外熱式ロータリーキルンなどの加熱分解脱塩素化装置により迅速、かつ、効率的に汚染土壌の処理、即ち、汚染土壌の改良が可能となり、以て、環境改善に大きな効果がある。
【0040】
特に、乾燥と粉砕が同時にできる気流乾燥機を適用すると、汚染土壌の乾燥と粉砕とを一つの装置で同時に行うことができるため、汚染土壌の前処理を迅速に行うことができる。また、乾燥粉砕された土壌の大部分がサイクロンに捕捉されるので、分級器を小型化、コンパクト化を計ることができる。
【0041】
また、上記気流乾燥機の代わりに乾燥機と粉砕機を適用する場合には、予め、乾燥機で汚染土壌を乾燥するため、粉砕機での粉砕を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の汚染土壌の処理方法の第1の実施形態を示す概略系統図である。
【図2】気流乾燥機の断面図である。
【図3】加熱脱塩素化装置の一部断面を含む斜視図である
【図4】本発明の汚染土壌の処理方法の第2の実施形態を示す概略系統図である。
【図5】汚染物質の除去率を示す図である。
【符号の説明】
1 乾燥機
2 供給装置
3 加熱源
4 粒径分離機
5 第1の集塵装置
6 サイクロン
7 第2の集塵装置
8 加熱分解脱塩素化装置
9 加熱部
10 定量フィーダ
11 排出装置
12 冷却装置
13 送風機
14 排ガス処理装置
15 誘引送風機
16 粉砕機
17 気流乾燥機
18 分離装置
Claims (7)
- 汚染された土壌を乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程で乾燥された汚染土壌を粉砕する粉砕工程と、該粉砕工程で粉砕された汚染土壌とそれ以外の物とに分離する分級工程と、該分級工程で分離された汚染土壌中に含まれている汚染物質を加熱分解して脱塩素化する加熱分解脱塩素化工程よりなる汚染土壌の処理方法。
- 汚染された土壌を乾燥と同時に粉砕する乾燥粉砕工程と、該乾燥粉砕工程で乾燥粉砕された汚染土壌とそれ以外の物とに分離する分級工程と、該分級工程で分離された汚染土壌及び前記乾燥粉砕工程から飛散した汚染土壌中に含まれている汚染物質を加熱分解して脱塩素化する加熱分解脱塩素化工程よりなる汚染土壌の処理方法。
- 乾燥粉砕工程で汚染土壌の水分を3%以下にする請求項2記載の汚染土壌の処理方法。
- 分級工程で粒径が5mm未満の汚染土壌を選択する請求項2記載の汚染土壌の処理方法。
- 加熱分解脱塩素化工程から排出する分解ガスを乾燥粉砕工程の加熱源に供給する請求項2記載の汚染土壌の処理方法。
- 乾燥粉砕工程の前に、汚染土壌中の夾雑物に排除する分離工程を配設した請求項2記載の汚染土壌の処理方法。
- 分離工程で50mm以上の夾雑物を排除する請求項6記載の汚染土壌の処理方法。
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