JP2005081165A

JP2005081165A - 重質油汚染土壌の浄化方法

Info

Publication number: JP2005081165A
Application number: JP2003312734A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Shimoda; 哲也下田; Shuichi Mihashi; 秀一三橋; Hideo Sekino; 英男関野
Original assignee: Nippo Corp Inc
Current assignee: Nippo Corp Inc
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】重質油によって汚染された土壌を微生物等を用いてより効率的に浄化する方法を提供する。
【解決手段】重質油によって汚染された土壌を軽質油で置換した後、低温加熱処理や微生物処理等の浄化処理に供する。
【選択図】なし

Description

本発明は、汚染土壌の浄化方法に関し、特に浄化の困難な重質油で汚染された土壌を容易に浄化可能とする方法に関する。

一般に汚染土壌には自己修復機能があるが、その自己修復可能濃度を超えて汚染が進行した場合、大掛かりな人工的処置が必要となる。高濃度の重質油で汚染された土壌もその中に分類される。一般に高濃度の重質油で汚染された土壌の浄化処理には高温加熱処理や水洗浄処理が用いられるが、これらの方法は汚染土壌を短期間に浄化することができるもののエネルギーコストが高く、大規模な施設が必要となる。また、高温加熱処理では土壌が変質する可能性があり、水洗浄処理では泥状となるために土壌としての再利用が困難となる。微生物処理や低温加熱処理などでは土壌が変質する可能性が低く、エネルギーコストも低いが、高濃度の重質油で汚染された土壌の浄化は困難である。近年、石油精製プラントの跡地利用などのため、高濃度の重質油類で汚染された土壌を浄化する必要性が一層高まってきたが、経済的な期間内に効率的に浄化する方法が確立されているとはいえない。本出願人は、比較的容易な微生物等による処理時の環境条件（前処理）の改善について種々検討してきた（たとえば特許文献１）。
特開２００３−１０８３４号公報

本発明の目的は、低温加熱処理や微生物処理等では浄化困難な重質油によって汚染された土壌を、浄化容易な土壌に変換する方法を提供することにある。

本発明は、重質油によって汚染された土壌の重質油を軽質油で置換した後、浄化処理に供することを特徴とする重質油で汚染された土壌の浄化方法である。

本発明の方法により、石油精製プラントの跡地などにみられる高濃度の重質油で汚染された土壌をより迅速且つ確実に浄化することが可能となる。

本発明方法に供する汚染土壌は、重質油で汚染されている土壌であれば、汚染の程度などに制限されない。特に、比較的高濃度の重質油で汚染されている土壌に対し本発明方法はより効果的である。このような濃度の典型例としては重質油（またはそれを主体とする油分）の濃度が１０，０００〜５００，０００ｍｇ／ｋｇ程度の汚染土壌を例示することができる。

本発明方法では、このような汚染土壌の重質油をまず軽質油で置換する。この置換工程は汚染土壌を軽質油で洗浄する工程であり、この工程によって汚染土壌中に存在する重質油を軽質油に溶解させて土壌から分離する。この処理は汚染土壌に軽質油を加えて接触及び／又は混合攪拌することによって行なわれる。その処理方法は特に制限されないが、好ましい典型例として、主要部が実質的に密閉状態にある円筒体内を下方から上方へと汚染土壌を攪拌移動させ、軽質油を該円筒体の上方から導入して土壌と軽質油を向流接触させる方法を挙げることができる。この場合、上方末端から主として軽質油が付着した土壌を、また下方末端から重質油を溶解した軽質油を回収することができる。このような向流接触により、新鮮な軽質油が重質油の混入割合の減少した土壌と接触し、溶解している重質油含量の多い軽質油が重質油の混入割合の多い土壌と接触することになり、連続的に、重質油の全部ないし主要部が軽質油で置換された土壌と、重質油を溶解した軽質油とを極めて効率よく回収することができるのである。

軽質油の使用量は汚染土壌中に混入している重質油の量、土質、汚染後の経時変化の程度、さらには混合攪拌条件などによって異なるが、通常、汚染土壌の０．５〜１０重量倍程度、より一般的には１〜２重量倍程度の量の軽質油が用いられる。

軽質油は石油精製工業で一般的にいわれる軽質油の範疇に含まれるものであればよく、灯油、軽油、ガソリン等の揮発性炭化水素油が包含される。
このようにして重質油の実質上全部ないし主要部が軽質油で置換された土壌は、必要に応じ簡単な機械的分離手段によって分離可能な軽質油を分離した後、低温加熱処理や微生物処理等の浄化処理に供される。
一方、回収した重質油を溶解した軽質油は、たとえば石油精製プラントへ輸送して石油精製の中間原料として用いられる。

このようにして軽質油処理した土壌を微生物処理に供する。この微生物処理工程はバイオレメディエーションとも称され、通常は汚染土壌中に住む土着の微生物を活性化して汚染原因物質を無害化する工程だが、重質油を軽質油で置換することにより、この処理工程を顕著に短縮化することが可能となる。

微生物の活性化は、土壌中の温度、水分、酸素濃度、ｐＨなどを微生物が活動しやすい至適条件にすることによって行うことができるが、これらの条件自体は一般に周知である。たとえば温度条件は１５〜４０℃、特に２０〜３０℃が好ましく、このような温度条件にするために、必要に応じ適宜の外部加熱又は内部加熱手段を設けたり、シート材などで土壌を覆うといった手段をとることが好ましい。またｐＨは中性近傍が望ましいため、必要に応じ酸性物質やアルカリ性物質を添加してｐＨ調節することが好ましい。水分量は通常５〜３０％程度が好ましい。また酸素が十分に供給されるよう、全体を掘り起こした状態にしたり、間隔を置いて掘り返したりすることが好ましい。

図１は、上記に示した向流接触による処理方法を包含する汚染土壌の浄化システムの一例を示す概略説明図である。この浄化システムは主に以下の５工程で構成される。１）汚染土壌の掘削：バックホウにより汚染土壌を掘削する。掘削した汚染土壌は、ベルトコンベア等により混合攪拌装置１に運搬する。２）混合攪拌装置への投入：汚染土壌を混合攪拌装置に投入し、装置内のスクリューにより混合攪拌させ、スクリューコンベアにより末端部へ移動させ、軽質油を上部末端部から導入する。３）固液分離機への投入：混合攪拌装置から固液分離機（デカンタ等）へ汚染土壌を搬送し、重質油を溶解した軽質油と土壌との分離を行う。４）浄化処理：固液分離機から搬出された土壌に対して低温加熱処理や微生物処理等の浄化処理を行う。５）浄化土の搬出：清浄に処理した後、浄化された土を取り出して、埋め戻し土として使用する。

重質油分濃度が約１８０，０００ｍｇ／ｋｇの汚染土壌（細砂）とほぼ同量の灯油とを向流にて混合攪拌し、油分が灯油主体となった土壌を遠心分離と風乾燥に供した。得られた土壌中の重質油分濃度は１，０００ｍｇ／ｋｇ以下であった。未処理の汚染土壌と上記の処理を行った土壌をｐＨ約８、含水率約１８％に調整し、栄養源として窒素及びリンを加えて、微生物による生分解試験を行った。結果を図２に示す。軽質油で処理した土壌は、処理前の土壌と比べて残存油分と処理日数が共に大幅に減少した。
また上記における土壌の細砂の代わりに、礫、中砂、シルト系砂及びシルト系粘土を用いた場合について、上記と同様の微生物による生分解試験を行った。結果を図３に示す。

本発明の重質油汚染土壌の浄化方法を組み込んだ全体システムの概略説明図。微生物による生分解の処理日数と残存油分の関係を示すグラフ。微生物による生分解の土壌の種類と生分解速度の関係を示すグラフ。浄化システムの各工程における油分濃度を示すグラフ。

符号の説明

１混合攪拌装置
２軽質油タンク
３固液分離機
４回収油貯留槽
５フィルター
６重質油汚染土壌
７軽質油
８高濃度軽質油含有土壌
９回収油
１０微生物処理用軽質油含有土壌

Claims

重質油によって汚染された土壌の重質油を軽質油で置換した後、浄化処理に供することを特徴とする重質油によって汚染された土壌の浄化方法。
軽質油で置換した後、重質油を溶解した軽質油からなる液状部分と軽質油を付着した土壌からなる部分とに分け、軽質油を付着した土壌からなる部分を固液分離処理に供して軽質油の少なくとも一部を分離した後、土壌を浄化処理に供することを特徴とする請求項１に記載の方法。