JP2005270915A

JP2005270915A - 汚染土壌の浄化方法

Info

Publication number: JP2005270915A
Application number: JP2004091529A
Authority: JP
Inventors: Naoko Kikuta; 直子菊田; Shingo Sudo; 真悟須藤; Ryozo Ushio; 亮三牛尾; Akiko Kitagawa; 明子北川
Original assignee: Sumikon Serutekku KK
Current assignee: Sumikon Serutekku KK
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】例えば油や揮発性有機化合物またはシアン化合物等その他各種の汚染物質で汚染された土壌を浄化する方法、特に、水を用いて汚染土壌の解砕、洗浄、分級等の前処理を行った後、微生物による浄化処理を行う汚染土壌の浄化方法に係り、汚染源浄化微生物向け栄養組成物を効率よく供給して効果的かつ経済的に浄化処理ができるようにする。
【解決手段】本発明による汚染土壌の浄化方法は、汚染源浄化微生物向け栄養組成物を含まない水を解砕に供する水として使用しつつ汚染土壌を処理して土壌塊を解砕する工程と、その後、上記汚染土壌中の水分の一部を脱水する工程と、その一部の水分が脱水された土壌を所定の堆積位置に堆積させると同時にその土壌に汚染源浄化微生物向け栄養組成物を添加する工程とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば油や揮発性有機化合物またはシアン化合物等その他各種の汚染物質で汚染された土壌を浄化する浄化方法に関する。

上記のような汚染土壌の浄化方法として従来一般的に行われている方法の大半は、物理的または化学的手法を用いた方法である。その中でも、オンサイト浄化も可能な土壌洗浄法は、例えば下記特許文献１のように幅広い汚染土壌への適応が報告されているが、元の汚染土壌に対して、埋め戻せる清浄土壌の回収率を上げるためには、分級・溶脱・磨砕・摩滅などの様々な手法を組み合わせた多段階の処理を行う必要がある。

また、各種の手法の組み合わせにより汚染物質含有量を環境基準未満の充分低い水準まで低減させた回収物でも、汚染物質の溶出試験値は環境基準を超過する場合も多く、その場合は更に不溶化処理工程も追加される。しかし、工程が多段階になるほどコストがかかるので、汚染含有量は低いのに溶出試験値が環境基準を超過するタイプの汚染土壌を大量に浄化する場合には、コスト面から土壌洗浄法に踏み切れないケースが多くなる。

そのような大量の低濃度汚染土壌を処理しようとする場合、微生物による有害物質の分解または改質を利用する生物学的浄化法、すなわちバイオレメディエーションによる浄化処理が最近適応されはじめている。特に、汚染土壌を掘り出して地上で処理することが可能な場合には、パイル方式やランドファーミング方式などのオンサイト浄化の手法が採られている。この手法は、微生物による有害物質の分解または改質が進みやすい最適な環境条件への制御が容易であるため、原位置修復よりは短期間で汚染の浄化が可能である。

しかしながら、上記のような微生物によるオンサイト浄化法は、土壌洗浄法より低コストではあるが、修復期間はかかるので、修復完了期日までの猶予が少ない場合には適用を断念せざるを得ない。また、高濃度汚染部が共存する場合には、全てをバイオレメディエーションのみで浄化処理することは難しい。

そこで、最近たとえば下記特許文献２、３に記載のように、土壌洗浄法とバイオレメディエーションを組み合わせ、お互いの短所を補い合わせる技術が提案されている。このうち特許文献３で提案されている手法は、土壌洗浄時に使用する洗浄水中に予め汚染源浄化微生物向け栄養組成物を添加しておくことにより、土壌洗浄法と生物学的浄化法を同時に行おうとするものである。

この技術は、上記２つの手法を組み合わせる際の工程数増加を少なくする利点があるものの、せっかく添加した栄養組成物のほとんどがその後の分級工程で洗い流されて土壌に残留せず、微生物に効果的に利用されずじまいになるという欠点を有する。また分級工程において使用する水にも全て栄養組成物を溶かし込むとすれば、栄養組成物は土壌に残留して微生物に利用され得るものの、分級に用いる水の量が多いことから、使用する栄養組成物の量も極めて大きくなってコストが嵩む等の不具合がある。

さらに、使用した水を全量回収してリサイクルすることにより栄養組成物の量を系内で一定に保持しようとすると、系内各貯槽内で微生物が著しく繁殖して貯水中の微生物濃度が高くなり、その濃度が所定の限度以上になると、それが原因で各設備内で目詰まり等を生じるおそれがある。その結果、浄化処理が継続できなくなったり、目詰まりした箇所の改修作業に多大な労力と時間を要する等の問題があった。

特開平０６−３４３９４８号公報特開平１３−３２７９５２号公報特開２００３−５３３２２号公報

本発明は上記従来の問題点に鑑みて提案されたもので、汚染土壌の浄化処理、特に土壌洗浄法等とバイオレメディエーションとを組み合わせて実施する際に、汚染源浄化微生物向け栄養組成物を効率よく供給して効果的かつ経済的に浄化処理を施すことのできる汚染土壌の浄化方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明による汚染土壌の浄化方法は、以下の構成としたものである。即ち、汚染源浄化微生物向け栄養組成物を含まない水を解砕に供する水として使用しつつ汚染土壌を処理して土壌塊を解砕する工程と、その後、上記汚染土壌中の水分の一部を脱水する工程と、その一部の水分が脱水された土壌を所定の堆積位置に堆積させると同時にその土壌に汚染源浄化微生物向け栄養組成物を添加する工程とを有することを特徴とする。

具体的には、例えば汚染源浄化微生物向け栄養組成物を含まない水を解砕に供する水として使用しつつ汚染土壌をドラム撹拌機もしくは湿式振動篩もしくはトロンメルもしくはそれらの組合せによる処理で土壌塊を解砕する工程と、その後、振動篩もしくは脱水スクリーンもしくはスクリューコンベヤーもしくはベルトコンベヤーなどの脱水機能を持つ処理機を用いて上記汚染土壌中の水分の一部を脱水する工程と、その一部の水分が脱水された土壌を堆積させる地点の上部もしくは側方から栄養組成物を土壌の堆積と同時に添加する工程とを有するようにすればよい。

本発明による汚染土壌の浄化方法は、上記のように汚染源浄化微生物向け栄養組成物を含まない水を解砕に供する水として使用しつつ汚染土壌を処理して土壌塊を解砕する工程と、その後、上記汚染土壌中の水分の一部を脱水する工程と、その一部の水分が脱水された土壌を所定の堆積位置に堆積させると同時にその土壌に汚染源浄化微生物向け栄養組成物を添加する工程とを有するようにしたので、栄養組成物を効率よく供給して効果的かつ経済的に浄化処理を施すことが可能となる。

以下、本発明による汚染土壌の浄化方法を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図１は本発明による汚染土壌の浄化方法を適用した浄化処理システムの一例を示す説明図である。

本実施形態における汚染土壌の浄化方法は、汚染土壌を一次粒子に解砕する工程、および脱水機能を持つ処理機を用いて土壌から一部の水分を脱水する工程、などの中で使用する水は、微生物向け栄養組成物を含まないものを使用し、その後、一部の水分が脱水された土壌を堆積させる際に、その堆積と同時に、土壌中に栄養組成物を添加することを特徴とする。

以下、図１に基づいて具体的に説明する。先ず、油や揮発性有機化合物またはシアンなど、微生物で浄化可能な汚染物質によって汚染されている汚染土壌を、例えば定量フィーダー付き受け入れホッパー１に投入すると、その汚染土壌はドラム撹拌機２に供給されると共に、ドラム撹拌機２に洗浄水が供給される。その洗浄水には、本発明においては微生物向け栄養組成物を含めない。

上記ドラム撹拌機２では、汚染土壌に上記洗浄水が加えられて混合撹拌されることにより、凝集していた土壌粒子が解砕され、一次粒子化される。その後、振動スクリーン３にかけられて、更に一次粒子化が進むと共に、粗粒部（粗粒土壌）は選別分離され、その粗粒土壌中の水分の一部が脱水された上で処理土４として所定の堆積位置に堆積される。

なお、上記粗粒部の選別効率を上げるために必要に応じて、ここで洗浄水を新たに吹き付けてもよいが、その場合にも、上記洗浄水には栄養組成物を含めない。この処理土４は通常ほとんど汚染されていない清浄土として選別され、そのまま埋め戻し用などに再利用でき、栄養組成物を添加する必要が殆どないためである。ただし、上記処理土４が汚染されている場合やおそれがある場合には、必要に応じて上記処理土４中に栄養組成物を添加してもよい。

一方、上記振動スクリーン３を水分と共に通過したスラリー状の細粒部（細粒土壌）は、一旦待ち受け槽５に受け入れられた後、ポンプ６によりベルトフィルタ７に送られ、上記細粒土壌中の水分の一部が脱水される。その脱水された細粒土壌は、処理土８として所定の堆積位置に堆積され、その堆積と同時に土壌中に微生物向け栄養組成物を添加する。

その栄養組成物は、例えば粉末状その他所望形状のものを、そのまま堆積土壌中に添加してもよく、或いは水に溶解して添加してもよい。その添加は、上記処理土８として所定の堆積位置に堆積する際にそれと同時に、堆積させる地点の上方もしくは側方から栄養組成物を図１のような供給シャワー９もしくは噴霧器等により分散させながら添加すると、上記栄養組成物を上記処理土８中に効率よく且つ万遍なく添加することができる。

上記のようにして微生物向け栄養組成物を添加した処理土８は、その処理土８中にもともと含まれている微生物により汚染物質が次第に浄化され、所定の浄化期間を経て残留する汚染物質が所定の基準値以下まで低下したところで、埋め戻し用の土壌などとして再利用することができる。なお、上記のように処理土８中にもともと含まれている微生物以外に、例えば上記処理土８に栄養組成物を添加する際に、必要に応じて微生物や酵素なども添加してもよい。そのようにすると、浄化処理速度が増して上記の処理期間を短縮することが可能となる。

以上のように本発明においては、微生物による浄化対象部（対象土壌）のみに栄養組成物を添加するようにしたので、その添加した栄養組成物は無駄なく微生物浄化に利用され、従来技術よりコストを大幅に押さえることができる。

なお、上記実施形態は、土壌を一次粒子に解砕する手段としてドラム撹拌機２を用いたが、他の各種撹拌機もしくは湿式振動篩もしくはトロンメルもしくはそれらを組合せて使用してもよい。また一次粒子に解砕した土壌を粗粒部と細粒部に分別する手段として上記実施形態は振動スクリーン３を用いた他の各種の振動篩等を用いることができる。さらに土壌中の水分を脱水する手段として、上記実施形態はベルトフィルタ７を用いたが、振動篩もしくは脱水スクリーンもしくはスクリューコンベヤーもしくはベルトコンベヤーもしくはフィルタープレスなどの脱水機能を持つものであれば各種の処理機を適用することができる。

また上記実施形態は微生物による汚染物質の浄化工程を行う前の前処理工程として、土壌を一次粒子に解砕する工程と、その一次粒子を粗粒部と細粒部に分別する工程とを設けたが、これに限られるものではなく、上記工程の代わりに若しくは上記のような工程と共に土壌を洗浄する工程等するものであってもよい。すなわち、水を用いて汚染土壌を処理するものであれば、解砕、洗浄、分級の少なくともいずれか１つを実施する工程、もしくは上記以外の前処理工程を有するものであってもよい。

以下、本発明による汚染土壌の浄化方法を用いてシアン化合物で汚染された土壌の浄化処理を行った具体的な実施例について説明する。

〔実施例１〕
水分率２０％の上記汚染土壌３２２ｔを前記図１に示すような処理システムで処理したところ、堆積直後の水分率１０％である処理土４が累積１８０ｔ、水分率３６％である処理土８が累積１５０ｔ、排水２０ｍ^３が回収された。このとき、処理土８の堆積時に同時に添加された栄養組成物原溶液の量は、累積で１．５ｍ^３だった。

〔比較例１〕
上記実施例１に対する比較例１として図２に示すような処理システムを用いて汚染土壌の浄化処理を行った。その図２の処理システムは前記従来例のようにドラム撹拌機２に供給される洗浄水、および振動スクリーン３で新たに吹き付ける洗浄水の全てに微生物向け栄養組成物を含む水を使用するようにしたもので、他の構成は前記図１の場合と同様である。

このような処理システムにおいては、結果的に、処理土４に含水される水分中に含まれる栄養組成物、およびベルトフィルター７で脱水されて排水として処理される水の中に含まれる栄養組成物が、微生物浄化に利用されずに無駄になる。例え排水を洗浄水として再利用したとしても、処理終了時には、処理システム内の水全てが排水となるため、その中に含まれる栄養組成物が無駄になる。

実際、上記図２の処理システムを用いて前記実施例１と同様の水分率２０％の汚染土壌３２２ｔを、微生物浄化対象部分に実施例１と同率で栄養を添加できるように処理したところ、堆積直後の水分率１０％である処理土４が累積１８０ｔ、水分率３５％である処理土８が累積１４８ｔ、排水２０ｍ^３が回収された。このとき、処理土８の堆積時に同時に添加された栄養組成物原溶液の量は、累積で２．６ｍ^３であり、そのうち、微生物浄化対象である処理土８に供給されて有効に利用されたのは、１．５ｍ^３分、５７．７％だけであった。

以上のように本発明による汚染土壌の浄化方法によれば、汚染源浄化微生物向け栄養組成物を含まない水を解砕に供する水として使用しつつ汚染土壌を処理して土壌塊を解砕する工程と、その後、上記汚染土壌中の水分の一部を脱水する工程と、その一部の水分が脱水された土壌を所定の堆積位置に堆積させると同時にその土壌に汚染源浄化微生物向け栄養組成物を添加する工程とを有するようにしたので、栄養組成物を効率よく供給して効果的かつ経済的に浄化処理を施すことが可能となる。その結果、前記従来例のように土壌洗浄時に使用する洗浄水中に予め栄養組成物を添加しておくことにより、栄養組成物の殆どがその後の分級工程で洗い流されてしまったり、或いは、その洗い流した水を繰り返し洗浄や分級等に使用することによって栄養組成物の濃度が次第に増加して設備内で目詰まり等が生じるのを良好に防止できるもので、低コストで信頼性、安定性のよい汚染土壌の浄化方法を提供することができる。

本発明による汚染土壌の浄化方法を適用した浄化処理システムの一例を示す説明図。従来の汚染土壌の浄化方法を実施する浄化処理システムの概略構成を示す説明図。

符号の説明

１受け入れホッパー
２ドラム撹拌機
３振動スクリーン
４処理土
５待ち受け槽
６ポンプ
７ベルトフィルタ
８処理土
９供給シャワー

Claims

汚染源浄化微生物向け栄養組成物を含まない水を解砕に供する水として使用しつつ汚染土壌を処理して土壌塊を解砕する工程と、その後、上記汚染土壌中の水分の一部を脱水する工程と、その一部の水分が脱水された土壌を所定の堆積位置に堆積させると同時にその土壌に汚染源浄化微生物向け栄養組成物を添加する工程とを有することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
汚染源浄化微生物向け栄養組成物を含まない水を解砕に供する水として使用しつつ汚染土壌をドラム撹拌機もしくは湿式振動篩もしくはトロンメルもしくはそれらの組合せによる処理で土壌塊を解砕する工程と、その後、振動篩もしくは脱水スクリーンもしくはスクリューコンベヤーもしくはベルトコンベヤーなどの脱水機能を持つ処理機を用いて上記汚染土壌中の水分の一部を脱水する工程と、その一部の水分が脱水された土壌を堆積させる地点の上部もしくは側方から栄養組成物を土壌の堆積と同時に添加する工程とを有することを特徴とする請求項１記載の汚染土壌の浄化方法。