JP2006305442A - 鉄粉の添加回収による汚染土壌又は汚染水の浄化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】浄化土又は浄化水の品質を維持向上させつつ、鉄粉添加量を削減することができる鉄粉の添加回収による汚染土壌又は汚染水の浄化方法を提供する。
【解決手段】重金属で汚染された汚染土壌又は汚染水に鉄粉を添加し、前記重金属を前記鉄粉に吸着させ、前記鉄粉を分離回収することにより、前記汚染土壌又は前記汚染水から前記重金属を除去する鉄粉の添加回収による汚染土壌又は汚染水の浄化方法であって、前記汚染土壌又は前記汚染水に、前記重金属の移動を促すアルカリ性の薬剤を添加して水とともに攪拌し、前記重金属を鉄粉に吸着しやすい状態にする第１工程と、該第１工程で攪拌された前記汚染土壌又は前記汚染水に中和処理を施す第２工程と、該第２工程で中和処理された前記汚染土壌又は前記汚染水に鉄粉を添加して攪拌し、前記重金属を前記鉄粉に吸着させる第３工程と、該第３工程で前記重金属を吸着した前記鉄粉を前記汚染土壌又は前記汚染水から分離回収する第４工程とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、六価クロム等の重金属で汚染された汚染土壌又は汚染水の浄化方法に関し、特に、鉄粉の添加回収による汚染土壌又は汚染水の浄化方法に関する。

近年、六価クロム等の重金属汚染土壌を浄化する技術としては、例えば、特許文献１に示すような鉄粉を用いた洗浄浄化処理がある。この処理は、汚染土壌に水、鉄粉、及び重金属の移動を促す薬剤を加えて攪拌し、土壌中の重金属を鉄粉に吸着させた後、この鉄粉を湿式磁選機で分離回収することにより、汚染土壌から重金属を除去する技術である。また、同様にして重金属汚染水を浄化する技術もある。
特開２０００−５１８３５号公報

ところが、例えば、六価クロムで汚染された汚染土壌から効率的に六価クロムを脱離させるためには、アルカリ性の薬剤を添加する必要がある。しかし、アルカリ条件下で鉄粉を添加すると、鉄粉の表面が水酸化鉄などに覆われることにより、鉄粉の重金属吸着効果が低下してしまう。このため従来の技術によって浄化土の品質を確保するには、多量の鉄粉が必要となる。また、鉄粉添加量が増加すると、鉄粉の材料費や処理後に回収する鉄粉の処分費が増加するだけでなく、鉄粉回収に磁選機を増加する必要もあり、作業量や処理コストが大幅に増加するという問題が生じる。同様の問題は、六価クロム以外の重金属（例えば、ヒ素、セレン等）で汚染された汚染土壌を浄化する際にも生じ、さらには汚染土壌のみならず汚染水を浄化する際にも生じ得る。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、浄化土又は浄化水の品質を維持向上させつつ、鉄粉添加量を削減することができる鉄粉の添加回収による汚染土壌又は汚染水の浄化方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、重金属で汚染された汚染土壌又は汚染水に鉄粉を添加し、前記重金属を前記鉄粉に吸着させ、前記鉄粉を分離回収することにより、前記汚染土壌又は前記汚染水から前記重金属を除去する鉄粉の添加回収による汚染土壌又は汚染水の浄化方法であって、前記汚染土壌又は前記汚染水に、前記重金属の移動を促すアルカリ性の薬剤を添加して水とともに攪拌し、前記重金属を鉄粉に吸着しやすい状態にする第１工程と、該第１工程で攪拌された前記汚染土壌又は前記汚染水に中和処理を施す第２工程と、該第２工程で中和処理された前記汚染土壌又は前記汚染水に鉄粉を添加して攪拌し、前記重金属を前記鉄粉に吸着させる第３工程と、該第３工程で前記重金属を吸着した前記鉄粉を前記汚染土壌又は前記汚染水から分離回収する第４工程とを有することとする。

前記重金属としては、例えば、ヒ素、セレン、鉛、カドミウム、水銀、銅、亜鉛等が挙げられるが、特に、六価クロムを対象とすることが好ましい。

本発明によれば、浄化土又は浄化水の品質を維持向上させつつ、鉄粉添加量を削減することができる。

以下、六価クロムで汚染された六価クロム汚染土壌を例に挙げつつ、本発明に係る鉄粉の添加回収による汚染土壌又は汚染水の浄化方法について説明する。

図１は、本発明の一実施形態における鉄粉の添加回収による六価クロム汚染土壌の浄化方法を説明するためのフローであり、次の第１工程乃至第４工程からなる。

まず第１工程では、汚染土壌に六価クロムの移動を促すアルカリ性の薬剤を添加して水とともに攪拌し、六価クロムを鉄粉に吸着しやすい状態にする。すなわち、六価クロムは通常土壌粒子に付着した状態にあり、そのままの状態では鉄粉に吸着しにくい。しかし、上記の薬剤を水とともに攪拌することにより、この六価クロムは土壌粒子から脱離して水に移動するので、鉄粉に吸着しやすくなる。

上記の薬剤としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の薬剤があり、さらにアルカリ性の脱離剤として作用する薬剤であれば他の薬剤であってもよい。なお、六価クロム汚染水を浄化する場合には、六価クロムは既に土壌粒子から脱離し水に溶解した状態にあるが、鉄粉への吸着力を促進させるために薬剤を添加することとする。但し、この汚染水の場合には、既に水を含んだ状態にあるので、上記の薬剤のみを添加すればよく、必ずしも水を添加する必要はない。

次に第２工程では、第１工程で攪拌された汚染土壌に中和処理を施す。この中和処理は、六価クロムを不溶化するためではなく、次の第３工程で添加する鉄粉の吸着力低下を防止するために行うものである。すなわち、第１工程では汚染土壌又は汚染水いずれの場合にも、少なくとも上記の薬剤を添加するので、アルカリ性を呈した状態となる（例えば、ｐＨ：約１０程度）。そして、このアルカリ条件下で鉄粉を添加してしまうと、鉄粉の表面が水酸化鉄などに覆われることにより、鉄粉の重金属吸着効果が低下する。従って、六価クロムを十分に吸着させるためには多量の鉄粉が必要となってしまう。そこで、鉄粉の重金属吸着効果を維持向上させるために、例えば、ｐＨを約８．０以下にする。これにより、次の第３工程で添加する鉄粉添加量を削減することができる。なお、中和処理するには、例えば、硫酸等の酸を添加すればよい。

そして第３工程では、第２工程で中和処理された汚染土壌に鉄粉を添加して攪拌し、第１工程で吸着しやすい状態となった六価クロムを鉄粉に吸着させる。この第３工程における汚染土壌は、既に第２工程で中和処理されているため、鉄粉を添加しても重金属吸着効果は低下しない。よって、第３工程で添加する鉄粉添加量を削減したとしても、十分な量の六価クロムを鉄粉に吸着させることができる。

最後に第４工程では、第３工程で六価クロムを吸着した鉄粉を汚染土壌から、磁選機等を用いて分離回収する。これにより、汚染土壌から六価クロム及び鉄粉が除去された浄化土が得られる。浄化土はＪＩＳ規格等の環境基準値を満たすようになり、埋め立て土壌として有効利用することができる。そして、第３工程で添加した鉄粉量は削減されているため、この第４工程で回収する鉄粉量も少なくて済む。従って、第４工程で鉄粉回収のための処分費も削減できる。また、鉄粉回収のための磁選機等を減少させることもできるので、作業量や処理コストが大幅に減少する。

以下、従来例と比較しつつ、本発明の実施例について説明する。本実施例では鉄粉の添加前に中和処理を施す方式に従い、他方、従来例では鉄粉の添加前に中和処理を施さない方式に従い、鉄粉の添加回収による六価クロムの浄化試験を実施した。いずれも六価クロム汚染土壌及び六価クロム汚染水を対象とし、試験条件等はＪＩＳ規格に従った。

まず、実施例１では、関東ローム層から採取した六価クロム汚染土壌（実汚染土；初期ｐＨ：６．３０，初期ＥＣ：０．１１４ｍＳ／ｃｍ）を対象とし、六価クロム汚染土壌の浄化試験を行った。その試験結果を表１に示す。なお、鉄粉としては＃２７０Ｍ−２００を用い、脱離剤としては炭酸ナトリウム、硫酸を用いた。

［表１］六価クロム汚染土壌の浄化試験

表１に示すように、六価クロム汚染土壌に水、鉄粉及びアルカリ性の脱離剤（炭酸ナトリウム）を添加し、攪拌して得られたスラリーがアルカリ性を呈する場合（ｐＨ約１０）には、本実施例（Ｎｏ１０，１１）と従来例（Ｎｏ１〜３）とを比較すると、次のような相違がみられた。すなわち、中和処理を施すことなく鉄粉を添加する従来例の方式では、その分離液から六価クロムを完全に除去するためには、鉄粉添加量を５．０重量％以上の区画（Ｎｏ２，３）にする必要があった。これに対し、中和処理を施して鉄粉を添加する本実施例の方式では、鉄粉添加量が０．５重量％の区画（Ｎｏ１０）で六価クロムを完全に除去することができた。

同様に、処理土の六価クロム溶出試験（環告４６号、環告１９号参照）を行ったところ、六価クロムの環境基準値０．０５ｍｇ／Ｌを満たすためには、従来例の方式では、鉄粉添加量を５．０重量％以上の区画（Ｎｏ２，３）にする必要があった。これに対し、本実施例の方式では、鉄粉添加量が０．５重量％の区画（Ｎｏ１０）で同環境基準値を満たした。

以上のように、六価クロム汚染土壌を浄化する際には、本実施例の方式によれば、従来例の方式と比べ、鉄粉添加量を約１／１０程度に低減することができる。

次に、実施例２では、六価クロム汚染水（実汚染水；初期ｐＨ：５．０６，初期ＥＣ：０．００６ｍＳ／ｃｍ）を対象とし、六価クロムの浄化試験を行った。その試験結果を表２に示す。なお、鉄粉及び脱離剤は、実施例１と同様のものを用いた。

［表２］六価クロム汚染水の浄化試験

表２に示すように、六価クロム汚染水に鉄粉及びアルカリ性の脱離剤（炭酸ナトリウム）を添加し、攪拌して得られた供試液がアルカリ性を呈する場合（ｐＨ約１０）には、本実施例（Ｎｏ１０，１１）と従来例（Ｎｏ１〜３）とを比較すると、次のような相違がみられた。すなわち、中和処理を施すことなく鉄粉を添加する従来例の方式では、その分離液から六価クロムを完全に除去するためには、鉄粉添加量を１．０重量％以上の区画（Ｎｏ３）にする必要があった。これに対し、中和処理を施して鉄粉を添加する本実施例の方式では、鉄粉添加量が０．０５重量％の区画（Ｎｏ１０）で六価クロムを完全に除去することができた。

以上のように、六価クロム汚染水を浄化する際には、本実施例の方式によれば、従来例の方式と比べ、鉄粉添加量を約１／２０程度に低減することができる。

本発明の一実施形態における鉄粉の添加回収による六価クロム汚染土壌の浄化方法を説明するためのフローである。

Claims (2)

1. 重金属で汚染された汚染土壌又は汚染水に鉄粉を添加し、前記重金属を前記鉄粉に吸着させ、前記鉄粉を分離回収することにより、前記汚染土壌又は前記汚染水から前記重金属を除去する鉄粉の添加回収による汚染土壌又は汚染水の浄化方法であって、
   前記汚染土壌又は前記汚染水に、前記重金属の移動を促すアルカリ性の薬剤を添加して水とともに攪拌し、前記重金属を鉄粉に吸着しやすい状態にする第１工程と、
   該第１工程で攪拌された前記汚染土壌又は前記汚染水に中和処理を施す第２工程と、
   該第２工程で中和処理された前記汚染土壌又は前記汚染水に鉄粉を添加して攪拌し、前記重金属を前記鉄粉に吸着させる第３工程と、
   該第３工程で前記重金属を吸着した前記鉄粉を前記汚染土壌又は前記汚染水から分離回収する第４工程と、
   を有することを特徴とする鉄粉の添加回収による汚染土壌又は汚染水の浄化方法。
2. 前記重金属は、六価クロムであることを特徴とする請求項１に記載の鉄粉の添加回収による汚染土壌又は汚染水の浄化方法。
   
   

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