JP2010046595A - 汚染土壌の微生物分級浄化方法及び汚染土壌の微生物分級浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 浚渫土壌から有機物を取り除き、浄化土壌を安価に得る方法を提供する。
【解決手段】 有機物を含んだ浚渫土壌を一次・二次篩式分級装置２・３が処理できる土壌に調整する土壌調整工程と、微生物液に微細気泡を含ませる微細気泡微生物液生成工程と、一次・二次篩式分級装置２・３を動作させて調整された浚渫土壌を分級しつつ微細気泡を含ませた微生物液を一次・二次篩式分級装置２・３に供給し、微生物液内の微生物の作用によって土壌粒子に付着した有機物を土壌粒子から剥離させて浄化かつ分級された土壌粒子を得る微生物分級工程とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は汚染土壌を浄化する方法及びその浄化装置に関する。

河川や湖沼・ダム又は港湾などの閉鎖性水域では、陸上の土壌が絶え間なく運ばれてくるため、閉鎖性水域の機能を確保するためには、ある一定期間毎に汚染土壌を浚渫・除去することが必要になることが多い。特に、ダムにおいては貯水量を確保して発電量を維持するためにダムに溜る土壌の浚渫・除去が必ず必要になる。
例えば、下記特許文献１〜特許文献４には、従来のダンプトラックによる浚渫土壌の運搬を不要にするとともに有機物からの悪臭放出を防止するダム堆砂の処理方法及びシステムが開示されている。
特開平１０−１１８６９７「ダム汚泥排砂設備」 特開平１０−１１８６９８「ダム汚泥排砂設備」 特開２００１−０２０２６２「ダム堆積土砂洗浄システム」 特開２００１−０２９９９５「ダム堆砂処理システム」

しかしながら、上記従来技術においても下記のような課題がある。
（Ａ）浚渫土壌には水性動物、水性植物、木材等の有機分が多く、腐敗して土壌粒子に付着している。したがって回転スクリーンや振動篩装置などの分級装置を用いても砂礫に付着した有機物は充分に除去できない。有機物が充分に除去されていない砂礫を河川に戻すと、ＢＯＤ、ＳＳ等が規制値を超えてしまい河川を汚染してしまう課題がある。
（Ｂ）浚渫土壌には陸上から流入した粘土などの微粒子成分が多く、上記有機物などの汚染物質はそれら微粒子に強固に付着している。これらの汚染物質を化学的な界面活性剤を利用した分級洗浄で処理しようとすると有機物を土壌から分離した後に出る大量の廃液の後処理を行う必要がある。つまり、土壌洗浄設備に高い処理能力を有する廃液処理設備を並設する必要があり、処理コストが高くなる問題がある。また、ダムは山間部にあることが多いので、そのような廃液処理設備を並設することが難しい課題もある。

（Ｃ）有機物や汚染物質の大多数は５００μｍ以下、特に７５μｍ以下の微細粒子に付着しており、５００μｍ以下で汚染物質の５０％程度、７５μｍ以下でも汚染物質の３０％程度が微細粒子に付着している。一般に粒子が細かくなるほど、汚染物質を剥離することが難しく、上記公開公報に記載の方法を用いても満足するような有機物の分離及び汚染物質の分離を行うことが難しいのが現状である。
（Ｄ）閉鎖性水域の浚渫土壌に限らず、油汚染、重金属汚染においても同様に砂礫に付着した汚染物質を砂礫から除去するには、化学的な界面活性剤を多量に用いる必要が生じ、上記廃液処理設備が必要になる。日本国公開特許公報・特開平１０−２１６６９３号に開示されているようなアルカリ化学溶液中で微細気泡によって油分などを分離する方法を用いても、アルカリ化学溶液の処理設備等が必要になることに変わりなく、全体の処理コストが増大する課題がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は上記課題を解決できる汚染土壌の微生物分級浄化方法及びその微生物分級浄化装置を提供することにある。
具体的な目的の一例を示すと、以下の通りである。
（ａ）閉鎖性水域の浚渫土壌から有機物を取り除き、安価に汚染土壌を浄化できる方法及び装置を提供する。
（ｂ）汚染土壌から汚染物質を取り除き、浄化土壌を安価に得ることができる方法及び装置を提供する。
なお、上記に記載した以外の発明の課題、その解決手段及びその効果は、後述する明細書内の記載において詳しく説明する。

本発明は多面的に表現できるが、例えば、代表的なものを挙げると、次のように構成したものである。
第１発明に係る微生物分級浄化方法は、汚染物質を含んだ汚染土壌を分級装置が処理できる土壌に調整する土壌調整工程と、微生物液に微細気泡を含ませる微細気泡微生物液生成工程と、前記分級装置を動作させて前記調整された汚染土壌を分級しつつ前記微細気泡を含ませた微生物液を前記分級装置に供給し、前記微生物液内の微生物の作用によって土壌粒子に付着した汚染物質を前記土壌粒子から剥離させて浄化かつ分級された土壌粒子を得る微生物分級工程と、を備えたことを特徴とする。
「土壌調整工程」としては、例えば以下の工程を挙げることができる。
（１）汚染土壌から岩石、金属片などの異物を除去する異物除去工程
（２）塊状の汚染土壌を解砕して下流の分級装置が処理できる汚染土壌の大きさにする解砕工程
（３）浚渫土壌などにおいては水分量を調整する工程
「分級」とは、本明細書において土壌粒子の平均粒径範囲に対応して土壌粒子を区分けすることを言う。
第１発明であれば、微生物分級工程では、分級装置内で汚染土壌を分級処理と、微生物液内の微生物の作用による土壌粒子からの汚染物質の剥離処理を並行・同時進行的に行うことができるので、分級装置による土壌粒子の区分けによる粒子の移動と微生物による汚染物質分解効果を相乗的に作用させることができ、分級が完了したときに分級され、かつ浄化された土壌粒子を得ることが可能になる。また、微細気泡を含んだ微生物液を使用しているので、微細気泡が土壌粒子と汚染物質との界面に作用して微生物の剥離作用を促進させることができる。しかも界面を活性させる機能として微生物を用いているので、化学的な薬剤を使用した場合に比べて廃液処理を省略したり、又は大幅に簡単化することができる。

第２発明は、前記汚染土壌の解砕工程において供給される水に微生物液を含ませることを特徴とする。
第２発明であれば、汚染土壌の解砕工程の段階において、微生物による土壌粒子からの汚染物質の剥離を始めることができるので、後の微生物分級工程を効率化できる。
第３発明は、前記分級装置の土壌スラリー内の微生物の個数が、１ｃｃ当たり、１×１０^８〜１×１０^１０であり、前記微生物液に含まれる微細気泡の平均粒径が０．１μｍ〜３０μｍの微細気泡であることを特徴とする。
第３発明であれば、上記範囲に設定することによって微細気泡による界面活性効果を向上させることでき、さらに溶存酸素を増加して、好気性微生物の活性を著しく高めることができる。
第４発明は、前記分級装置内の微生物液を微生物が働きやすい２５℃〜４０℃の温度に設定するようにしたことを特徴とする。

第５発明は、汚染物質が有機物であり、前記微生物分級工程が、前記分級装置を用いて５００μｍ以上で平均粒径範囲の異なる複数レベルの浄化土壌に分級する工程と、汚染物質が付着した７５μｍ未満の微細粒子の汚染土壌スラリーに分級する工程とを含み、さらに前記７５μｍ未満の微細粒子の汚染土壌スラリーを曝気水槽に導入して汚染土壌スラリーを曝気及び攪拌することによって有機物を上層水域に集めて回収する有機物水回収工程と、前記有機物水回収工程によって得られた有機物水を前記微生物液の微生物の分解作用によって浄化された微細粒子と液肥を作る液肥生成工程と、を有することを特徴とする。
第５発明であれば、分級装置を用いて５００μｍ以上で平均粒径範囲の異なる複数レベルの浄化土壌を得ることができる。また、汚染物質が付着した７５μｍ未満の微細粒子については、有機物水回収工程を経て微生物の作用によって浄化された微細粒子と液肥を得ることができるので、汚染物質であった有機物を有益な液肥に変えることができるとともに、汚染土壌中に含まれる微細粒子を浄化微細粒子として有効活用することが可能になる。

第６発明に係る微生物分級浄化装置は、微生物液を貯蔵する微生物貯蔵手段と、微生物液に微細気泡を含ませる微細気泡発生手段と、分級装置と、前記分級装置に前記微細気泡を含ませた微生物液を供給する微生物液供給手段とを備え、
前記分級装置に投入された汚染土壌を分級しつつ、前記微生物液供給手段が前記微細気泡を含ませた微生物液を前記分級装置内で供給し、前記微生物液内の微生物の作用によって前記土壌粒子に付着した汚染物質を前記土壌粒子から剥離させて浄化かつ分級された土壌粒子を得ることを特徴とする。
第６発明であれば、第１発明の同様の効果を得ることができる。

第７発明は、前記分級装置として粒子を通過させる所定大きさの孔を多数有した網を回転又は振動させることによって分級する装置を採用し、前記網上に存在する土壌粒子に向けて微細気泡を有する微生物液を噴出させる噴出手段を備えていることを特徴とする。
前記網としてはスクリーン、振動篩、回転ドラム形スクリーン、パンチングメタル等の開口体が例示できる。
第７発明であれば、網上に存在する土壌粒子は、網上で勢いよく噴出される微細気泡によって微生物液で表面を洗われる。この時、網上にある土壌粒子は噴出された微生物液に対して網が保持体として作用するので、噴出流の圧力を直に受けて網上で激しく揺り動かされ、また、網上で振動・回転・旋回等の運度を行いながら、激しく粒子表面が微細気泡と衝突する。また、気泡は微細なので汚染物と土壌粒子間に入り込む界面活性効果を有し、微生物によって土壌粒子から汚染物質を引き剥がす効果を著しく高めることができる。また、網を通過した細かい粒子も微細気泡を有する噴出した微生物液によって強くその表面が洗われることになり、汚染物質を粒子から剥離する作用を高めることができる。

第８発明は、前記分級装置を粗粒用篩と、その粗粒用篩の下方に配置される細粒用篩とを複数段に配置し、前記各篩を振動させて汚染土壌を搬送しながら分級する複数篩式分級装置で構成し、前記複数篩式分級装置内の前記各篩に対して前記噴出手段からの微生物液を噴射することを特徴とする。
第８発明であれば、篩式分級装置内の水に微生物液を噴射させて供給するので、微生物液が土壌粒子に衝突して土壌粒子の表面を洗うようになる。この作用によって土壌粒子の表面に付着した汚染物質に対して微生物を効果的に作用させることが可能になり、汚染物質の土壌粒子からの剥離作用を向上させることができる。また、一度に複数のレベルの土壌粒子を一度に分級することができるのでシステムの土壌処理速度を高めることができる。
第９発明は、前記網として篩を採用し、前記噴出手段を前記篩の上方に配置し、前記噴出手段からの噴出流が前記篩上にある土壌粒子を前記篩に押し付けるように構成したことを特徴とする。
第９発明であれば、篩が土壌粒子を排出する方向に振動することに対して、噴出流が土壌粒子を篩に押し付けて粒子の動きを抑制する方向に働くので、土壌粒子に付着する汚染物質を微生物によって効果的に剥離することができる。

第１０発明は、前記網として篩を採用し、前記噴出手段を前記篩の上方に配置し、前記噴出手段からの噴出流が前記篩の土壌粒子の搬送方向と反対の方向に土壌粒子を戻すように作用することを特徴とする。
第１０発明であれば、土壌粒子は篩の振動によって搬送方向に搬送されることに対して、噴出流によって押し戻されるので土壌は篩上で攪拌、回転及び旋回状態となり、壌粒子に付着する汚染物質を微生物によって効果的に剥離することができる。
第１１発明は、前記網として篩を採用し、前記噴出手段を前記篩の下方に配置し、前記噴出手段から出る噴出流が前記篩上の土壌粒子を上方に吹き上げるように作用することを特徴とする。
第１１発明であれば、土壌粒子は篩の振動によって搬送方向に搬送されることに対して、噴出流によって篩上に吹き上げられるので土壌粒子は篩上で攪拌及び旋回状態となり、壌粒子に付着する汚染物質を微生物によって効果的に剥離することができる。

以上、説明したように本発明であれば、閉鎖性水域の浚渫土壌から有機物を取り除き、安価に汚染土壌を浄化できる。また、油分や重金属などの汚染物質を汚染土壌から取り除き、浄化土壌を安価に得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
まず、本発明に係る微生物分級浄化方法の一例として、汚染土壌をダムの浚渫土壌を例にとって説明する。ダムの浚渫土壌の場合、主な汚染物質としては水中植物、水中生物等が腐敗した有機物となる。
この微生物分級浄化方法は、まず、有機物を多量に含んだ浚渫土壌を後述する分級装置が処理できる大きさに解砕する土壌調整工程としての解砕工程と、微生物液に微細気泡を含ませる微細気泡微生物液生成工程と、微細気泡を含ませた微生物液を分級装置に供給し、微生物液内の微生物の作用によって土壌粒子に付着した汚染物質を土壌粒子から剥離させて浄化かつ分級された土壌粒子を得る微生物分級工程と、微細粒子及び有機物を含む微細土壌スラリーから液肥を回収する液肥回収工程と、を含んで構成してある。

解砕工程の前に、浚渫土壌が水分を多量に含むものである場合は、水分量を低減させることも行なわれる。
微細気泡を微生物液中に含ませる方法としては、微細気泡発生装置からの平均径０．１μｍ〜３０μｍの微細気泡を微生物液に噴出させる方法がある。微細気泡発生装置としては、公知の各種装置を用いることができる。
微生物分級工程に用いられる分級装置としては、後述する第２実施形態に示される振動篩又は回転スクリーンを用いる装置が例示できる。微生物分級工程で浄化される土壌粒子は、０．０７５ｍｍ以上の土壌粒子であることが多い。
液肥回収工程は、０．０７５ｍｍ未満の土壌粒子と有機物との土壌スラリーから微生物の分解によって有機物を分解することによって植物に有益な成分を多く含む液体の肥料を得る工程であり、この液肥回収工程と別にシルトなどの０．０７５ｍｍ未満の浄化された土壌粒子を回収して、河川に戻したり、セメント材料や埋め立て用土壌として再利用する。

（第２実施形態）
図１は浚渫土壌の浄化システムの一例を示す図であり、本発明の一例に係る微生物分級装置を使用したものである。
まず、浄化システムの全体構成を説明した後、特徴構成である微生物分級装置について説明する。
図１に示すように、この浄化システムは、浚渫土壌の解砕装置１と、一次篩式分級装置２・二次篩式分級装置３・湿式サイクロン４からなる分級装置と、攪拌曝気水槽５と、超微細気泡による有機物分解槽６と、沈殿槽２５と、微生物貯蔵部７と、微生物液調合槽８と、微細気泡発生装置を含んだ微生物液供給装置９と、各槽や装置間において土壌を送る流路とを備えている。
ダムからの浚渫土壌は貯泥ピット１０に一旦溜められる。貯泥ピット１０の浚渫土壌はショベル１１等でスクリューフィーダのような搬送装置１２によって解砕装置１の投入ホッパ１３に搬送される。

解砕装置１としては、ロッドを回転させることによって土壌を解砕するロッドスクラバーなどが例示できる。解砕装置１の投入ホッパ１３には上記微生物液も投入される。なお、解砕工程において供給する水分の全て又は一部を微生物液とする。この場合、微生物液は原液でも、微細気泡を含めた形態でもよい。
解砕装置１からの土壌は流路１４によって一次篩式分級装置２に運ばれる。
一次篩式分級装置２は粗粒用篩１５と、その粗粒用篩１５の下方に配置される細粒用篩網１６とを２段に配置し、各篩網１５・１６を振動させて汚染土壌を搬送しながら分級する。粗粒用篩１５で分級される土壌粒子の範囲は例えば４０ｍｍ〜１００ｍｍであり、細粒用篩網１６で分級される土壌粒子の範囲は例えば１ｍｍ〜４０ｍｍである。一次篩式分級装置２の下流側には泥水受槽１７が設けられ、細粒用篩網１６を通過した有機物を含む土壌スラリーは泥水受槽１７に一時的に貯留され、流路１８によって二次篩式分級装置３へ送られる。

二次篩式分級装置３でも、粗粒用篩１５と細粒用篩網１６の２段に構成してある。粗粒用篩１５で分級される土壌粒子の範囲は例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍであり、細粒用篩網１６で分級される土壌粒子の範囲は例えば０．０７５ｍ〜０．５ｍｍである。二次篩式分級装置３の下流側には循環槽１９が設けられ、細粒用篩網１６を通過した有機物を含む土壌スラリーは循環槽１９に一時的に貯留され、流路２０によって湿式サイクロン４に送られる。
湿式サイクロン４は、流路２１によって曝気水槽５と連通されており、分級された０．０７５ｍｍ未満の微細粒子と有機物のスラリーを攪拌曝気水槽５に送られる。
攪拌曝気水槽５は攪拌装置と曝気装置を備えており、攪拌装置によって土壌スラリーを攪拌しながら曝気を行う。これによって微粒子の沈殿を防止しつつ、スラリー内の有機物を曝気による気泡に付着させてスラリー液の上面に浮上するスカムとして回収して、流路２２によって有機物分解槽６へ送る。また、戻し流路２３によって土壌スラリーを循環槽１９内に戻す。

有機物分解槽６では超微細気泡発生装置が付設されており、微細気泡によって微生物による有機分の分解が促進される。また、超微細気泡に付着して上昇した浮上液を回収して、流路２４によって沈殿槽２５に送る。また、有機物の分解によって浄化されたシルトなどの０．０７５ｍｍ未満の微細粒子は有機物分解槽６から排出され、河川に戻されたり、リサイクル用微粒子として使用される。
沈殿槽２５では自然状態での沈殿濾過工程を経て、液肥が液肥貯蔵槽２６に蓄えられる。

また、有機分が沈殿した沈殿槽２５の上層液は流路２７によって循環用濾過水として微生物液調合槽８に送られる。
微生物液調合槽８では、清水供給部２８からの清水と微生物貯蔵部７からの微生物と沈殿槽２５からの循環用濾過水と混合され、所定の微生物濃度に調整される。そして調整された微生物液は微生物液供給流路２９によって一次篩式分級装置２・二次篩式分級装置３、及び解砕装置１へ送られる。
一般的には、微生物貯蔵部７は微生物貯蔵タンクによって構成される。但し、固体又は粉末状の微生物集合有機物を微生物液調合槽８内の水に投入し、攪拌して微細気泡によって微生物の活動を活発化してから微生物液を生成してもよい。

（超微細気泡を含んだ微生物液の供給工程における特徴構成）
次に、分級装置内の微生物供給装置の構成について説明する。
図２は一次・二次分級装置に設置される微細気泡を含んだ微生物液供給装置の一例を示す図である。
この微生物液供給装置９は、微生物液供給流路２９からの微生物液に微細気泡を含ませる微細気泡発生装置３１と、微生物液を圧送するポンプ３２と、噴出ノズル３３を備えている。
一般的な微細気泡発生装置３１を用いて微生物液に微細気泡を混入させる方法は、分級装置の構成によって各種の方法が採用できる。
また、微生物液供給に関する基本的な考え方は、保持体として機能する網との関係において噴出ノズル３３からの噴出流によって土壌粒子が振動、粒子の自転、又旋回運動を引き起こすように噴出流を当てることである。また、網上の土壌粒子の搬送を妨げるように噴出流の噴出方向を設定することである。

図３は篩などの網３４に対して噴出ノズル３３を上方に配置し、噴出流３５を土壌粒子３６に対して押し付けることで搬送方向３７への土壌粒子３６の移動を妨げるように作用させる例を示した図である。
図４は網３４に対して噴出ノズル３３を下方に配置し、土壌粒子３６を噴出流３５によって吹き上げて搬送を妨げるように作用させる例を示した図である。

図５は網３４による土壌粒子３６の搬送方向３７に対して噴出ノズル３３の噴出流３５が逆行するように配置した例を示した図である。図５においては、網３４の上方、下方のそれぞれに噴出ノズル３３を設け、その噴出ノズル３３を搬送方向３７に対して９０゜以下の角度θ、角度φを持って傾けて配置してある。このような配置によって噴出流３５によって搬送される土壌粒子３６を押し戻すとともに、網３４上で自転し、及び旋回運動を引き起こす作用を大きくすることができる。
なお、一般に上記噴出ノズル３３は網３４の幅方向と網３４の搬送方向３７にそれぞれ複数個並んで設けられる。
図３〜図５に示した各構成であれば、汚染物質に微細気泡を衝突させることができるとともに、界面を活性化させ、微生物の力で剥離させる効果を高めることができる。
図６は、上記作用を回転スクリーンに適用した場合を示す断面図である。この場合も回転軸３８回りに回転するドラム形スクリーン３９の下部位置に、そのスクリーン３９を挟んで上下に噴出ノズル３３を設けるとともに、半径方向に対して噴出ノズル３３を傾けて設けてある。なお、ドラム形スクリーン３９上にある土壌粒子３６の搬出方向（回転軸３８が延びる方向）に対して逆らうように噴射ノズル３３を傾けてもよい。

以下、具体的な実験例について説明する。
（実験例１）
図７に示すような実験用篩式分級装置４０を試作した。この実験用篩式分級装置４０は、排出口４１を備えた分解槽４２内に直径５００ｍｍ、深さ３００ｍｍの桶形の篩４３を収容し、その篩桶４３を分解槽４２内で振動装置４４によって振動できるように構成した装置である。
分解槽４２の上方には図３に示したように噴射ノズル３３を設けている。篩桶４３は５ｍｍ未満の土壌粒子を通過する網の目を持っている。
腐敗有機物が固着した浚渫土壌であり、平均粒径１０ｍｍの土壌粒子４５を１ｋｇ用意した。その土壌粒子４５を篩桶４３内に入れ、篩桶４３を振動させるとともに、噴射ノズル３３で噴出流３５を篩桶４３上の土壌粒子４５に噴射した。噴射された微生物液と同量の水は排出口４１から排出され、有機物の濾過装置４６を経て、微生物液調合槽４７に戻され、微生物を投入する水として再利用される。なお、分解槽４２内の水の温度は図示しない加熱手段によって２５℃に調温されている。

上記構成において、微生物液に使用する微生物は好気性微生物を含む（株）アーサー調合菌（自然由来の菌種４種類をブレンド）を使用した。分解槽４２内の土壌スラリー中の微生物の個数は、１ｃｃ当たり、１×１０^８〜１×１０^１０であり、前記微細気泡の平均粒径が０．１μｍ〜３０μｍの微細気泡を注入した微生物液を噴射ノズル３３から毎分０．２リットル噴射した。
この状態で、１０分間、微生物液を噴射するとともに篩桶４３を振動させて篩桶４３内にある土壌粒子４５の表面からどれほどの有機物量が分離されたかを測定した。
洗浄前の土壌粒子１ｋｇ当たりに平均的に付着している有機物量（６０ｇ）を１００％とした場合に、１０分後、篩桶上にある土壌粒子４５には、５％以下の有機物しか付着しておらず、その有効性が確認された。

（比較例１）
噴出ノズル３３から微生物液を一切噴出させず、同じ量の水を分解槽４２内に蛇口から供給する構成にしたところ、１０分後、篩桶４３内にある土壌粒子４５には、平均８０％の有機物が付着しており、篩桶４３による振動だけでは、強固に付着した有機物に対しては充分な剥離効果は得られないことが分かった。
（比較例２）
噴出ノズル３３からの噴出流３５を微生物液だけにして微細気泡を含めない状態にして土壌粒子４５に噴出させた。１０分後、篩桶４３内にある土壌粒子４５には、平均３４％の有機物が付着しており、微生物液の微生物による剥離効果は認められるものの、１０分間では充分な浄化は得られないことが分かった。３０分間、篩桶４３による振動と微生物液の噴射を続けることによって、付着した有機物成分は１５％以下にすることができた。

（実験例２）
（１）平均粒径１０ｍｍであり、油分（ベンゼン）が付着した土壌粒子４５を１ｋｇ用意して、篩桶４３内に載置したこと、
（２）油分分解用の自然由来の微生物菌７種類を調合したこと、
の上記（１），（２）以外は実施例１と同じ条件で実験を行った。１０分間で篩桶４３内にある土壌粒子４５の表面からどれほどの油分が剥離されたかを測定したところ、元の油分付着量に比べて残留油分を２％以下に低減できることが判明した。
（比較例３）
噴出ノズル３３から微生物液を一切噴出させず、同じ量の水を分解槽４２内に蛇口から供給する構成にしたところ、１０分後、篩桶４３内にある土壌粒子４５には、
平均９２％の残留油分が付着しており、篩桶４３による振動だけでは、強固に付着した油分に対しては充分な剥離効果は得られないことが分かった。
（比較例４）
噴出ノズル３３からの噴出流３５を微生物液だけにして微細気泡を含めない状態にして土壌粒子４５に噴出させた。１０分後、篩桶４３内にある土壌粒子４５には、平均３０％の有機物が付着しており、微生物液の微生物による剥離効果は認められるものの、１０分間では充分な浄化は得られないことが分かった。６０分間、篩桶４３による振動と微生物液の噴射を続けることによって、付着した油分成分は１０％以下にすることができた。

上記実験例１，２と比較例１〜４を検討すれば、図１に示した浄化システムに適用する各種の分級装置においても以下の効果を予想できる。
（１）汚染物質の剥離に適した微生物液を供給することで、分級装置が有する網（篩）上に存在する土壌粒子を実際に使用できる程度に浄化できる。
（２）微生物液に微細気泡を含めることで浄化に要する時間を短縮できる。
（３）噴射ノズルから噴射される噴出流は、網が土壌粒子の保持体として機能し、土壌粒子は激しく攪拌、回転等されるので剥離効果が高い。また、微細気泡を含むことでその剥離効果を生物的だけでなく物理的にも促進できる。
（４）振動篩や回転スクリーンによって搬送される網上の土壌粒子に対しては、実験と同様の洗浄・剥離効果を期待できる。分級装置の網を通過する微細粒子についても浄化効果を期待できる。また、網を通過した微細粒子はさらに細かい網上において振動して分級されるので、その通過した微細粒子についても同様に考えることができる。

上記したように、汚染物質を土壌粒子から分離させることのできる微生物は各汚染物質の種類によってそれぞれ異なる。通常、土壌汚染は一種類の汚染物質のみに汚染されていることは少なく、その殆どが複数種類に及ぶことが多いので、汚染物質の種類に応じて、３〜１５種類の微生物を調合して微生物液を作る。この場合、調合された複数種類の微生物の相乗効果や相克減殺効果について充分に注意を払う必要がある。
複数種類の化学的化合物や有機物が混在した汚染土壌に対してどのような種類の微生物を選択し、どのような比率で調合すれば、土壌粒子から汚染物質を剥離させる能力を持たせることができるかは、現場での実験を繰り返して経験則としての微生物調合ノウハウを蓄積するしか方法はない。前記した浚渫土壌においては、予め浚渫土壌に含まれる有機物の種類や濃度などを調査することで、分級装置に供給する微生物の種類、調合割合を最適化することができる。

図１は本発明に係る微生物分級浄化システムの概略図である。 図２は微生物液供給装置の構成の一例を示す図である。 図３は噴出ノズルを網に対して上方に配置した図である。 図４は噴出ノズルを網に対して下方に配置した図である。 図５は噴出ノズルを網に対して傾けて配置した図である。 図６は回転スクリーンに対する噴出ノズルの配置例である。 図７は実験用篩式分級装置の概略構成図である。

符号の説明

２…一次篩式分級装置（分級装置）、３…二次篩式分級装置（分級装置）、７…微生物貯蔵部（微生物貯蔵手段）、３１…微生物液発生装置（微細気泡発生手段）、９…微生物液供給装置（微生物液供給手段）、１５…粗粒用篩、１６…細粒用篩、３３…噴出ノズル（噴出手段）、３４…網、３５…噴出流、３６…土壌粒子、３７…搬送方向。

Claims (11)

1. 汚染物質を含んだ汚染土壌を分級装置が処理できる土壌に調整する土壌調整工程と、微生物液に微細気泡を含ませる微細気泡微生物液生成工程と、前記分級装置を動作させて前記調整された汚染土壌を分級しつつ前記微細気泡を含ませた微生物液を前記分級装置に供給し、前記微生物液内の微生物の作用によって土壌粒子に付着した汚染物質を前記土壌粒子から剥離させて浄化かつ分級された土壌粒子を得る微生物分級工程と、を備えたことを特徴とする、汚染土壌の微生物分級浄化方法。
2. 請求項１に記載の汚染土壌の微生物分級浄化方法において、第１発明において、前記汚染土壌の解砕工程において供給される水に微生物液を含ませる、汚染土壌の微生物分級浄化方法。
3. 請求項１に記載の汚染土壌の微生物分級浄化方法において、前記分級装置の土壌スラリー内の微生物の個数が、１ｃｃ当たり、１×１０^８〜１×１０^１０であり、前記微生物液に含まれる微細気泡の平均粒径が０．１μｍ〜３０μｍの微細気泡である、汚染土壌の微生物分級浄化方法。
4. 請求項３に記載の汚染土壌の微生物分級浄化方法において、前記分級装置内の微生物液を微生物が働きやすい２５℃〜４０℃の温度に設定するようにした、汚染土壌の微生物分級浄化方法。
5. 請求項３から請求項４のいずれか一項に記載の汚染土壌の微生物分級浄化方法において、汚染物質が有機物であり、前記微生物分級工程が、前記分級装置を用いて５００μｍ以上で平均粒径範囲の異なる複数レベルの浄化土壌に分級する工程と、汚染物質が付着した７５μｍ未満の微細粒子の汚染土壌スラリーに分級する工程とを含み、さらに前記７５μｍ未満の微細粒子の汚染土壌スラリーを曝気水槽に導入して汚染土壌スラリーを曝気及び攪拌することによって有機物を上層水域に集めて回収する有機物水回収工程と、前記有機物水回収工程によって得られた有機物水を前記微生物液の微生物の分解作用によって浄化された微細粒子と液肥を作る液肥生成工程とを有する、汚染土壌の微生物分級浄化方法。
6. 微生物液を貯蔵する微生物貯蔵手段と、微生物液に微細気泡を含ませる微細気泡発生手段と、分級装置と、前記分級装置に前記微細気泡を含ませた微生物液を供給する微生物液供給手段とを備え、
   前記分級装置に投入された汚染土壌を分級しつつ、前記微生物液供給手段が前記微細気泡を含ませた微生物液を前記分級装置内で供給し、前記微生物液内の微生物の作用によって前記土壌粒子に付着した汚染物質を前記土壌粒子から剥離させて浄化かつ分級された土壌粒子を得ることを特徴とする、汚染土壌の微生物分級浄化装置。
7. 請求項６に記載の汚染土壌の微生物分級浄化装置において、前記分級装置として粒子を通過させる所定大きさの孔を多数有した網を回転又は振動させることによって分級する装置を採用し、前記網上に存在する土壌粒子に向けて微細気泡を有する微生物液を噴出させる噴出手段を備えている、汚染土壌の微生物分級浄化装置。
8. 請求項７に記載の汚染土壌の微生物分級浄化装置において、前記分級装置を粗粒用篩と、その粗粒用篩の下方に配置される細粒用篩とを複数段に配置し、前記各篩を振動させて汚染土壌を搬送しながら分級する複数篩式分級装置で構成し、前記複数篩式分級装置内の前記各篩に対して前記噴出手段からの微生物液を噴射する、汚染土壌の微生物分級浄化装置。
9. 請求項７に記載の汚染土壌の微生物分級浄化装置において、前記網として篩を採用し、前記噴出手段を前記篩の上方に配置し、前記噴出手段からの噴出流が前記篩上にある土壌粒子を前記篩に押し付けるように構成した、汚染土壌の微生物分級浄化装置。
10. 請求項７に記載の汚染土壌の微生物分級浄化装置において、前記網として篩を採用し、前記噴出手段を前記篩の上方に配置し、前記噴出手段からの噴出流が前記篩の土壌粒子の搬送方向と反対の方向に土壌粒子を戻すように作用する、汚染土壌の微生物分級浄化装置。
11. 請求項７に記載の汚染土壌の微生物分級浄化装置において、前記網として篩を採用し、前記噴出手段を前記篩の下方に配置し、前記噴出手段から出る噴出流が前記篩上の土壌粒子を上方に吹き上げるように作用する、汚染土壌の微生物分級浄化装置。

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