JP2011125808A

JP2011125808A - 汚染土壌の浄化方法

Info

Publication number: JP2011125808A
Application number: JP2009287822A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Kitahara; 成郎北原; Satoshi Naito; 敏内藤; Sadayori Hoshina; 定頼保科; Yukio Kakiuchi; 幸雄垣内; Mamoru Hirabayashi; 守平林
Original assignee: MARIUSU KK; Kumagai Gumi Co Ltd; Fatec Co Ltd
Current assignee: MARIUSU KK; Kumagai Gumi Co Ltd; Fatec Co Ltd
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-18
Also published as: JP5284255B2

Abstract

【課題】汚染土壌を汚染現場にて浄化でき、汚染土壌の飛散、運搬コスト、処理コストの問題を解消できる汚染土壌の浄化方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る汚染土壌の浄化方法は、ＰＣＢやダイオキシン類で汚染された汚染土壌１００中の浄化対象部１０１に圧力波発生装置１の圧力波発生部（放電電極部６）を設置して圧力波を発生させた後、浄化対象部に酸１０４又はアルカリ１０５を加えてから水１０６を加え、その後、浄化対象部に酵素液１０７を加えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＣＢやダイオキシン類で汚染された汚染土壌を現場にて浄化可能な汚染土壌の浄化方法に関する。

ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル又はポリクロロビフェニル）やダイオキシン類（ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン及びポリ塩化ジベンゾフラン）で汚染された汚染土壌を浄化する方法として、汚染土壌を加熱して浄化する加熱浄化装置を用いる方法が知られている（特許文献１など参照）。

特開２００８−０６２１６８号公報

しかしながら、上述した加熱浄化装置を用いた浄化方法では、汚染土壌を加熱浄化装置の設置場所まで運搬しなければならず、運搬中に汚染土壌が飛散したり、運搬コスト、処理コストがかかるなどの問題点があった。
本発明は、汚染土壌を汚染現場にて浄化でき、汚染土壌の飛散、運搬コスト、処理コストの問題を解消できる汚染土壌の浄化方法を提供する。

本発明に係る汚染土壌の浄化方法は、ＰＣＢやダイオキシン類で汚染された汚染土壌中の浄化対象部に圧力波発生装置の圧力波発生部を設置して圧力波を発生させた後、浄化対象部に酸又はアルカリを加えてから水を加え、その後、浄化対象部に酵素液を加えた。このようにすれば、圧力波によって汚染土壌中のＰＣＢやダイオキシン類を覆っている珪藻の殻が破壊され、酸又はアルカリによって珪藻の殻が水ガラス状態となり、さらに、浄化対象部に水を加えることで、水ガラス状態の殻と水とが反応してＮａ_２Ｓ_ｉＯ_３となって地中下方に移動し、ＰＣＢやダイオキシン類が元の位置に残る。その後、ＰＣＢやダイオキシン類が残った浄化対象部に酵素液を加えることで、酵素液の酵素がＰＣＢやダイオキシン類を分解する。従って、本発明によれば、汚染土壌を汚染現場にて浄化でき、汚染土壌の飛散、運搬コスト、処理コストの問題を解消できる。

汚染土壌の浄化方法の手順を示す図。汚染土壌の浄化方法による汚染土壌中の様子を示す図。酵素液の取り出し方法を示す図。放電装置を示す図。

図１；図２に基づいて汚染土壌の浄化方法を説明する。まず、図１（ａ）に示すように、ＰＣＢやダイオキシン類で汚染された汚染土壌１００における浄化対象部１０１の汚染土壌１００中に後述する放電装置１（圧力波発生装置）の放電電極部６（圧力波発生部）を設置し、放電電極部６で放電させる放電処理を行う（図１（ａ）参照）。この場合、一般的にＰＣＢやダイオキシン類は地表から５０ｃｍ程度の地中に滞留するので、放電電極部６を浄化対象部１０１の地表から５０ｃｍ程度下の地中に設置することが好ましい。この放電により生じた圧力波によって、汚染土壌１００中においてＰＣＢ１００ａやダイオキシン類１００ｂを覆っている珪藻１０２の殻１０３（二酸化珪素（Ｓ_ｉＯ_２））が壊れる（図２（ａ）参照）。次に、放電処理後の浄化対象部１０１に酸１０４又はアルカリ１０５を加える（図１（ｂ）参照）。これにより、珪藻１０２の殻１０３が水ガラス状態となる（図２（ｂ）参照）。酸１０４又はアルカリ１０５を加えた後の浄化対象部１０１にさらに水１０６を加える（図１（ｃ）参照）。これにより、水ガラス状態の殻１０３と水１０６とが反応してＮａ_２Ｓ_ｉＯ_３となって地中下方に移動し、ＰＣＢ１００ａやダイオキシン類１００ｂが元の位置に残る（図２（ｃ）参照）。つまり、ＰＣＢやダイオキシン類は、水に溶けないので、珪藻の殻が除去された後のシルト粒子である化石状態の微小藻類有機質の脂質部に溶解して元の位置に残る。その後、ＰＣＢやダイオキシン類が残った浄化対象部１０１に酵素液１０７を加える（図１（ｄ）参照）。この酵素液１０７中の酵素が浄化対象部１０１のＰＣＢやダイオキシン類を破壊するので、汚染土壌１００が浄化される（図２（ｄ）参照）。

上記酵素液１０７は例えば以下のように作成した。培養した菌を遠心分離器で遠心分離し、沈殿した菌を集菌する。遠心分離器で遠心分離することで、濃厚な菌群を得ることができる。そして、得られた菌群中に電極装置の放電電極部を設置して放電し、放電による圧力波で菌１１０の細胞膜１１１を破壊することにより、細胞膜１１１で覆われていた酵素１０８を含む酵素液１０７を取り出すことができる（図３参照）。菌は、例えばコーンスティープリカー（コーンスターチの絞り糟）を水で４０倍に薄めて中性にしたものに菌を接種し、７０℃で８時間培養した菌を用いた。菌としては、ＰＣＢやダイオキシン類を破壊する酵素を有した菌であればよく、例えば、御堂筋菌（ＧｅｏＢａｃｉｌｌｕｓ
ｍｉｄｏｕｓｕｊｉ（アメリカンタイプカルチャーコレクション）ＡＴＣＣ５５９２６、ＡＴＣＣ２０２０５０）、御堂筋菌の遺伝子を入れた遺伝子組み換え菌などを用いることができる。

図４に示すように、放電装置１は、電極装置２と、電源装置３と、電極装置２と電源装置３とを電気的に接続するための接続体３０とを備える。

電極装置２は、間隔維持手段６Ａによって間隔（放電ギャップ）ｇを隔てて配置された正負の電極４；５からなる放電電極部６を備える。

電極４；５は、電極構成体４Ａ；５Ａの一端により形成される。電極構成体４Ａ；５Ａは、例えば線径２ｍｍ〜３ｍｍ程度の銅線のような導体線の周囲がビニル樹脂などの樹脂で被覆された線径４ｍｍ〜５ｍｍ程度のいわゆる被覆線により形成され、この場合、電極４；５は、被覆線の一端において露出する導体線の一端により形成されることになる。一端が正の電極４となる電極構成体４Ａの他端には正極端子４ａが設けられ、一端が負の電極５となる電極構成体５Ａの他端には負極端子５ａが設けられる。

直線状態の電極構成体４Ａ；５Ａの一端（電極４；５）側を直線状態から直角に折り曲げることにより、互いに直角関係なＬ字状の一端部を形成する。折り曲げられた部分４Ｂ；５Ｂ（以下、電極部という）の一端（電極４；５）同士が間隔ｇを隔てて配置され、間隔維持手段６Ａによって当該間隔ｇが保持された正負の電極４；５からなる放電電極部６が形成される。間隔維持手段６Ａは絶縁体により形成され、例えば、電極部４Ｂ；５Ｂにそれぞれ挟み付けられて取り付けられる挟着体６ｄ；６ｄを両端に備え、互いに対向するように設けられた一対の挟着体６ｄ；６ｄ間の間隔ｂが間隔維持材６ｅにより維持された構成である。間隔維持手段６Ａは、接着剤などで電極部４Ｂ；５Ｂに取り付けられて電極４；５が間隔ｇを隔てて対向するように電極部４Ｂ；５Ｂ同士を連結する図外の棒状絶縁体により構成してもよい。

電源装置３は、昇圧装置１２、パルスパワー出力装置１３を備える。
昇圧装置１２は、電源電圧入力部１４Ａ、図外の変圧器を備えた昇圧回路１５、出力部１４を備える。
昇圧回路１５は、電源電圧入力部１４Ａに接続された電源ケーブル１４Ｃ経由で例えば三相交流２００Ｖ電源電圧を入力して例えば直流２０ｋＶ〜５０ｋＶの電圧を生成し、生成した直流２０ｋＶ〜５０ｋＶの電圧を出力部１４より出力する。出力部１４は、正極端子１４ａと負極端子１４ｂとを備える。

パルスパワー出力装置１３は、入力端子１６、充電回路１７、出力部としての電極接続部１８を備える。入力端子１６は、正極端子１６ａと負極端子１６ｂとを備える。電極接続部１８は、正極端子１８ａと負極端子１８ｂとを備える。充電回路１７は、正極線１７ａ、負極線１７ｂ、コンデンサ２０、スイッチ２１；２２を備える。正極線１７ａには、スイッチ２１とスイッチ２２とが直列に接続される。正極線１７ａの一端が入力端子１６の正極端子１６ａに接続され、正極線１７ａの他端が電極接続部１８の正極端子１８ａに接続される。負極線１７ｂの一端が入力端子１６の負極端子１６ｂに接続され、負極線１７ｂの他端が電極接続部１８の負極端子１８ｂに接続される。コンデンサ２０は、正極線１７ａにおけるスイッチ２１とスイッチ２２との間の接続点と負極線１７ｂとに接続される。即ち、コンデンサ２０は、正極線１７ａ及び負極線１７ｂに並列接続される。スイッチ２１は昇圧装置１２から供給された電圧をコンデンサ２０に充電させるためのスイッチ、スイッチ２２はコンデンサ２０に充電された電荷を放電させて電極接続部１８経由で電極装置２に出力させるためのスイッチである。図示しないが、充電回路１７は接地（アース）されている。

接続体３０は、接続ケーブル３１と、接続ケーブル３１の一端に設けられた入力側コネクタ３２と、接続ケーブル３１の他端に設けられた出力側コネクタ３３とを備える。入力側コネクタ３２は、電源装置３の電極接続部１８の正極端子１８ａ及び負極端子１８ｂの各々に接続される正極端子３２ａ及び負極端子３２ｂを備える。出力側コネクタ３３は、電極構成体４Ａの正極端子４ａに接続される正極端子３３ａ及び電極構成体５Ａの負極端子５ａに接続される負極端子３３ｂを備える。

次に、放電装置１の使用方法について説明する。接続体３０の入力側コネクタ３２と電源装置３の電極接続部１８とを電気的に接続するとともに、接続体３０の出力側コネクタ３３と電極構成体４Ａ；５Ａとを電気的に接続する。電源装置３のスイッチ２１、スイッチ２２をともに非導通の状態としておいて、電源ケーブル１４Ｃを介して電源装置３を交流２００Ｖ電源に電気的に接続することで、電源ケーブル１４Ｃを経由して昇圧装置１２に交流２００Ｖ電源が供給され、交流２００Ｖが昇圧回路１５で例えば直流２０ｋＶ〜５０ｋＶに昇圧される。そして、スイッチ２１を導通すると、コンデンサ２０に電荷が蓄積される。コンデンサ２０に電荷が蓄積された後に、スイッチ２２を導通する。これにより電極装置２の放電電極部６の電極４；５に電圧が印加されて電極４；５間で放電を生じる。

上記電極装置２の代わりに、図４に示す電極装置２Ａを用いてもよい。当該電極装置２Ａは、例えば、＋電極のような一方電極としての棒状の内部導体７３と、内部導体７３の外周囲を被覆する筒状の絶縁体７４と、絶縁体７４の外周囲に設けられた−電極のような他方電極としての外部導体７５とにより構成される。即ち、当該電極装置２Ａは、内部導体７３と絶縁体７４と外部導体７５とが同軸状に配置された構成の同軸電極である。外部導体７５は、内部導体７３の中心線に沿った方向に間隔を隔てて設けられた複数の浮遊電極７６；７６・・・を構成する。浮遊電極とは、電源側と電気的に絶縁された電極のことである。絶縁体７４の先端７４ｔより突出して露出する内部導体７３の先端部７３ｔとこの先端部７３ｔに最も近い浮遊電極７６の先端部７６ｔとで放電を生じさせる先端側放電ギャップ７７が形成され、互いに対向する浮遊電極７６同士の端部７６ｓと端部７６ｓとで放電を生じさせる中間側放電ギャップ７８が形成される。中間側放電ギャップ７８は複数形成される。先端側放電ギャップ７７、中間側放電ギャップ７８が維持された内部導体７３と複数の浮遊電極７６とにより放電電極部６が形成される。

実施形態によれば、汚染土壌を汚染現場にて浄化でき、汚染土壌の飛散、運搬コスト、処理コストの問題を解消できる。

尚、上記では放電装置を用いたが、圧力波を発生させる装置であれば超音波装置などの他の圧力波発生装置を用いてもかまわない。

１放電装置（圧力波発生装置）、６放電電極部（圧力波発生部）、
１００汚染土壌、１０１浄化対象部、１０４酸、１０５アルカリ、１０６水、１０７酵素液。

Claims

ＰＣＢやダイオキシン類で汚染された汚染土壌中の浄化対象部に圧力波発生装置の圧力波発生部を設置して圧力波を発生させた後、浄化対象部に酸又はアルカリを加えてから水を加え、その後、浄化対象部に酵素液を加えたことを特徴とする汚染土壌の浄化方法。