JP2011143386A - 有機物汚染土壌の浄化方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】油などの有機物に汚染された土壌を効率的に浄化する方法を提供する。
【解決手段】有機物で汚染された土壌を浄化する汚染土壌の浄化方法において、掘削した前記土壌および洗浄液を浄化槽へ供給する供給工程と、前記土壌および洗浄液を混合撹拌して洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程により得られた混合物から前記有機物および使用済み洗浄液を回収する回収工程とを備え、前記使用済み洗浄液を再生処理することなくそのまま前記洗浄工程の洗浄液として繰り返し用いることによって有機物汚染土壌と浄化方法する。
【選択図】なし
【解決手段】有機物で汚染された土壌を浄化する汚染土壌の浄化方法において、掘削した前記土壌および洗浄液を浄化槽へ供給する供給工程と、前記土壌および洗浄液を混合撹拌して洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程により得られた混合物から前記有機物および使用済み洗浄液を回収する回収工程とを備え、前記使用済み洗浄液を再生処理することなくそのまま前記洗浄工程の洗浄液として繰り返し用いることによって有機物汚染土壌と浄化方法する。
【選択図】なし
Description
本発明は、油などの有機物に汚染された土壌を浄化する方法に関し、特に、洗浄液として使用済み洗浄液を無処理でそのまま繰り返し用いる浄化方法に関する。
従来、油などの有機物による汚染土壌の浄化方法として、有機物汚染土に有機溶剤を添加して混合撹拌した後に固液分離を行う方法が知られている（特許文献１など）。
しかし、特許文献１の発明では、固液分離で生じた液体分や固形分から有機溶剤を回収するために蒸留や乾燥処理が必要であり、設備費がかかるという問題がある。
本発明は、第１に、有機物で汚染された土壌を浄化する汚染土壌の浄化方法において、掘削した前記土壌および洗浄液を浄化槽へ供給する供給工程と、前記土壌および洗浄液を混合撹拌して洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程により得られた混合物から前記有機物および使用済み洗浄液を回収する回収工程とを備え、前記使用済み洗浄液を再生処理することなくそのまま前記洗浄工程の洗浄液として繰り返し用いることを特徴とする有機物汚染土壌の浄化方法である。
本発明は、第２に、前記回収工程が、主に前記混合物の最上層から有機物を回収する工程と、主に前記混合物の中間層から使用済み洗浄液を回収する工程と、を含むことを特徴とする上記に記載の方法である。
本発明は、第３に、前記洗浄液が、界面活性剤を含んでいることを特徴とする上記の方法である。
本発明は、第３に、前記洗浄液が、界面活性剤を含んでいることを特徴とする上記の方法である。
本発明は、第４に、前記界面活性剤が、一般式（１）で表される化合物および／または一般式（２）で表される化合物と、有機アミン化合物とを含有することを特徴とする上記の方法である。
Ｒ１−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
Ｒ２−ＣＯ−（ＡＯ）ｎ−Ｏ−Ｒ３ （２）
Ｒ１−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
Ｒ２−ＣＯ−（ＡＯ）ｎ−Ｏ−Ｒ３ （２）
ただし、前記一般式（１）および前記一般式（２）中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ炭素数８〜１６の直鎖または分岐のアルキル基を示し、Ｒ３は炭素数１〜８の直鎖または分岐のアルキル基を示し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を示し、ｎはＡＯの平均付加モル数であって、２〜８の数を示す。
本発明は、第５に、前記界面活性剤が、さらに、一般式（３）で表される化合物および／または一般式（４）で表される化合物を含有することを特徴とする上記の方法である。
Ｒ４−Ｏ−（ＡＯ）ｍ−Ｈ （３）
Ｒ５−ＣＯ−（ＡＯ）ｍ−Ｏ−Ｒ６ （４）
Ｒ４−Ｏ−（ＡＯ）ｍ−Ｈ （３）
Ｒ５−ＣＯ−（ＡＯ）ｍ−Ｏ−Ｒ６ （４）
ただし、前記一般式（３）および前記一般式（４）中、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ炭素数８〜１６の直鎖または分岐のアルキル基を示し、Ｒ６は炭素数１〜８の直鎖または分岐のアルキル基を示し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を示し、ｍはＡＯの平均付加モル数であって、１２〜２０の数を示す。
本発明は、第６に、前記界面活性剤が、さらに、アニオン性界面活性剤を含有する上記の方法である。
本発明は、第７に、前記アニオン性界面活性剤が、硫酸エステル塩および／またはスルホン酸塩である上記の方法である。
本発明は、第７に、前記アニオン性界面活性剤が、硫酸エステル塩および／またはスルホン酸塩である上記の方法である。
本発明によれば、使用済み洗浄液を処理することなくそのまま洗浄工程の洗浄液として繰り返し用いるので、洗浄液の再生コストがかからない。
また、混合物の各層から汚染物質を回収することができるため、回収効率がよい。
また、有機物の洗浄力が大きい所定の界面活性剤を用いることができ、それにより、使用済み洗浄液をそのまま繰り返し用いても洗浄力の持続性が高い。
また、混合物の各層から汚染物質を回収することができるため、回収効率がよい。
また、有機物の洗浄力が大きい所定の界面活性剤を用いることができ、それにより、使用済み洗浄液をそのまま繰り返し用いても洗浄力の持続性が高い。
本発明の有機物汚染土壌の浄化方法は、土壌および洗浄液を浄化槽へ供給する供給工程と、土壌および洗浄液を混合撹拌して洗浄する洗浄工程と、洗浄工程により得られた混合物から有機物および使用済み洗浄液を回収する回収工程とを備え、使用済み洗浄液を再生処理することなくそのまま洗浄工程の洗浄液として繰り返し用いる方法である。本発明の浄化対象となる有機物としては、灯油、軽油、重油などの石油類を典型例として挙げることができる。
（１）供給工程
この工程では、油汚染土壌から掘削した汚染土と洗浄液を、供給装置で浄化槽へ供給する。
汚染土の供給装置としては、バックホウ、タイヤショベル、ブルドーザ、クラムシェル、ベルトコンベア、スクリュコンベア、バケットコンベアなどを単独でまたは組み合わせて用い、洗浄液の供給装置としては、油圧ポンプなどを用いる。
浄化槽としては、金属製や樹脂製の容器を用いてもよいし、地盤を掘削して防水シートを敷き釜場としたものを用いてもよい。
この工程では、油汚染土壌から掘削した汚染土と洗浄液を、供給装置で浄化槽へ供給する。
汚染土の供給装置としては、バックホウ、タイヤショベル、ブルドーザ、クラムシェル、ベルトコンベア、スクリュコンベア、バケットコンベアなどを単独でまたは組み合わせて用い、洗浄液の供給装置としては、油圧ポンプなどを用いる。
浄化槽としては、金属製や樹脂製の容器を用いてもよいし、地盤を掘削して防水シートを敷き釜場としたものを用いてもよい。
（２）洗浄工程
この工程では、浄化槽に供給された汚染土と洗浄液を、撹拌混合装置で撹拌混合する。
このときの汚染土と洗浄液との固液比（汚染土重量：洗浄液重量）は、１：０．５以上が好ましい。
この工程では、浄化槽に供給された汚染土と洗浄液を、撹拌混合装置で撹拌混合する。
このときの汚染土と洗浄液との固液比（汚染土重量：洗浄液重量）は、１：０．５以上が好ましい。
撹拌混合装置としては、バックホウ、トレンチャなどを用いることが好ましい。
撹拌混合装置としては、図１〜３に示すものを用いることができる。
図１には、浄化槽に供給した汚染土を、チェーンコンベアで撹拌混合する態様を示している。
図の右上方へ移動した汚染土は、浄化槽の傾斜により左下方へ戻る。
汚染土の供給には、クラムシェルやバケットを用いることができる。
浄化槽に代えて釜場を用いる場合には、ブルドーザで押して汚染土を供給することが好ましい。
撹拌混合装置としては、図１〜３に示すものを用いることができる。
図１には、浄化槽に供給した汚染土を、チェーンコンベアで撹拌混合する態様を示している。
図の右上方へ移動した汚染土は、浄化槽の傾斜により左下方へ戻る。
汚染土の供給には、クラムシェルやバケットを用いることができる。
浄化槽に代えて釜場を用いる場合には、ブルドーザで押して汚染土を供給することが好ましい。
図２には、浄化槽に供給した汚染土を、スクリュコンベアで撹拌混合しながら図の右上方へ搬送し、ホッパから清浄土として排出する態様を示している。
スクリュコンベアの羽根は、すべて搬送方向の羽根としてもよいし、一部に搬送方向と逆向きの羽根をつけてもよい。
スクリュコンベアの上方に、汚染土の搬送量を制御するゲートを設けてもよい。
図３には、浄化槽に供給した汚染土を、撹拌羽根のついた攪拌機で撹拌混合する態様を示している。
スクリュコンベアの羽根は、すべて搬送方向の羽根としてもよいし、一部に搬送方向と逆向きの羽根をつけてもよい。
スクリュコンベアの上方に、汚染土の搬送量を制御するゲートを設けてもよい。
図３には、浄化槽に供給した汚染土を、撹拌羽根のついた攪拌機で撹拌混合する態様を示している。
（３）回収工程
この工程では、撹拌混合された混合物を静置して、層状に分離させる。
上層は主に油分からなるが、中間層に近い部分には洗浄液が含まれている。
中間層は主に洗浄液からなるが、微細な土粒子が浮遊した状態である。
下層は主に土と水からなるが、水には洗浄液が含まれている。
上層からはポンプで油分を回収し、中間層からはポンプで洗浄液を回収し、下層からは浄化槽底部の排水口を開いて水分を回収する。
上層および中間層と下層との体積比率は、通常、１：０．１以上となる。
回収工程で減った量に応じて、洗浄液（界面活性剤）を補充する。
洗浄液が不足するのは、浄化対象土が完全飽和ではなく、これに洗浄液が取り込まれるためで、１バッチの浄化対象土を洗浄する際に５％以上の洗浄液を追加する場合がある。
上層からの油分回収方法として、図４に示す方法を用いることができる。
この工程では、撹拌混合された混合物を静置して、層状に分離させる。
上層は主に油分からなるが、中間層に近い部分には洗浄液が含まれている。
中間層は主に洗浄液からなるが、微細な土粒子が浮遊した状態である。
下層は主に土と水からなるが、水には洗浄液が含まれている。
上層からはポンプで油分を回収し、中間層からはポンプで洗浄液を回収し、下層からは浄化槽底部の排水口を開いて水分を回収する。
上層および中間層と下層との体積比率は、通常、１：０．１以上となる。
回収工程で減った量に応じて、洗浄液（界面活性剤）を補充する。
洗浄液が不足するのは、浄化対象土が完全飽和ではなく、これに洗浄液が取り込まれるためで、１バッチの浄化対象土を洗浄する際に５％以上の洗浄液を追加する場合がある。
上層からの油分回収方法として、図４に示す方法を用いることができる。
図４に示す態様では、油吸着材（ピートモスなど）からなるマットにより上層の油分を吸着除去し、
水中ポンプにより上層の油分を吸引除去し、
バケットにより上層の油分をすくい取り、
上層の油分をオーバーフローさせて、浄化槽から排出し、
浄化槽底部の排水口から水分を排出する。
水中ポンプにより上層の油分を吸引除去し、
バケットにより上層の油分をすくい取り、
上層の油分をオーバーフローさせて、浄化槽から排出し、
浄化槽底部の排水口から水分を排出する。
（４）使用済み洗浄液の再利用
回収した使用済み洗浄液は土粒子の混ざった洗浄液と油分との混合液であり、この混合液を無処理でそのまま洗浄工程の洗浄液として繰り返し用いる。
洗浄工程は、５回以上繰り返すことが好ましい。
回収した使用済み洗浄液は土粒子の混ざった洗浄液と油分との混合液であり、この混合液を無処理でそのまま洗浄工程の洗浄液として繰り返し用いる。
洗浄工程は、５回以上繰り返すことが好ましい。
（５）界面活性剤
用いる界面活性剤は、一般式（１）で表される化合物および／または一般式（２）で表される化合物と、有機アミン化合物とを含有するものを用いることが好ましい。
Ｒ１−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
Ｒ２−ＣＯ−（ＡＯ）ｎ−Ｏ−Ｒ３ （２）
（一般式（１）および一般式（２）中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ炭素数８〜１６の直鎖または分岐のアルキル基を示し、Ｒ３は炭素数１〜８の直鎖または分岐のアルキル基を示し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を示し、ｎはＡＯの平均付加モル数であって、２〜８の数を示す）
用いる界面活性剤は、一般式（１）で表される化合物および／または一般式（２）で表される化合物と、有機アミン化合物とを含有するものを用いることが好ましい。
Ｒ１−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
Ｒ２−ＣＯ−（ＡＯ）ｎ−Ｏ−Ｒ３ （２）
（一般式（１）および一般式（２）中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ炭素数８〜１６の直鎖または分岐のアルキル基を示し、Ｒ３は炭素数１〜８の直鎖または分岐のアルキル基を示し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を示し、ｎはＡＯの平均付加モル数であって、２〜８の数を示す）
界面活性剤は、さらに、一般式（３）で表される化合物および／または一般式（４）で表される化合物を含有するものを用いることが好ましい。
Ｒ４−Ｏ−（ＡＯ）ｍ−Ｈ （３）
Ｒ５−ＣＯ−（ＡＯ）ｍ−Ｏ−Ｒ６ （４）
一般式（３）および前記一般式（４）中、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ炭素数８〜１６の直鎖または分岐のアルキル基を示し、Ｒ６は炭素数１〜８の直鎖または分岐のアルキル基を示し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を示し、ｍはＡＯの平均付加モル数であって、１２〜２０の数を示す）
さらに、アニオン性界面活性剤を含有させてもよい。
アニオン性界面活性剤としては、硫酸エステル塩および／またはスルホン酸塩を用いるのが好ましい。
Ｒ４−Ｏ−（ＡＯ）ｍ−Ｈ （３）
Ｒ５−ＣＯ−（ＡＯ）ｍ−Ｏ−Ｒ６ （４）
一般式（３）および前記一般式（４）中、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ炭素数８〜１６の直鎖または分岐のアルキル基を示し、Ｒ６は炭素数１〜８の直鎖または分岐のアルキル基を示し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を示し、ｍはＡＯの平均付加モル数であって、１２〜２０の数を示す）
さらに、アニオン性界面活性剤を含有させてもよい。
アニオン性界面活性剤としては、硫酸エステル塩および／またはスルホン酸塩を用いるのが好ましい。
（６）適用条件など
浄化対象は、精油所やガソリンスタンドの敷地跡地に存在する長期にわたり漏出した有機物で汚染された土壌などで、対象エリアは広くても狭くてもよい。
適用対象土は砂質土が好ましく、粘性土には不向きである。
浄化対象となる有機物は、地下水面付近に多く存在している。
そこで、有機物が存在する箇所の地下水面付近より上の部分（不飽和土）は、あらかじめ掘削して仮置きしておき、浄化対象面を露出させておく。
本発明の方法で浄化された土には多少油分が残っているので、この土にさらに生石灰処理、化学酸化処理またはバイオ浄化処理などを施した後、埋め戻しすることができる。
浄化対象は、精油所やガソリンスタンドの敷地跡地に存在する長期にわたり漏出した有機物で汚染された土壌などで、対象エリアは広くても狭くてもよい。
適用対象土は砂質土が好ましく、粘性土には不向きである。
浄化対象となる有機物は、地下水面付近に多く存在している。
そこで、有機物が存在する箇所の地下水面付近より上の部分（不飽和土）は、あらかじめ掘削して仮置きしておき、浄化対象面を露出させておく。
本発明の方法で浄化された土には多少油分が残っているので、この土にさらに生石灰処理、化学酸化処理またはバイオ浄化処理などを施した後、埋め戻しすることができる。
〔実施例〕
本発明の効果を確認するために、現場において洗浄実験を行った。洗浄後の目標油分濃度は２．０％とした。実験手順および実験結果は、次のとおりである。
本発明の効果を確認するために、現場において洗浄実験を行った。洗浄後の目標油分濃度は２．０％とした。実験手順および実験結果は、次のとおりである。
〔実験手順〕
（ａ）浄化対象エリアの土壌を地下水面付近まで掘削して、浄化対象面を露出させる。（掘削深さは１．５ｍ程度）
（ｂ）浄化対象土（汚染土）を掘削して、土壌貯蔵槽に投入して貯蔵しておく。（掘削深さは１．５〜２．３ｍ程度）
（ｃ）土壌貯蔵槽に貯蔵してある汚染土（平均油分濃度８．３％）を洗浄槽に投入する。
（ｄ）洗浄液は、調整槽で界面活性剤を濃度１．０％に調整したものを洗浄液槽Ａ，Ｂへ貯蔵する。
（ｅ）洗浄液槽Ａの洗浄液を洗浄槽に投入して、汚染土とともに撹拌混合する。
（ｆ）分離した油分および洗浄液を回収し、油分は油回収槽へ送って貯蔵する。
（ｇ）洗浄槽下部から回収した洗浄液は、一旦、排水回収槽で受け、油分除去後、洗浄液槽に送る。
（ａ）浄化対象エリアの土壌を地下水面付近まで掘削して、浄化対象面を露出させる。（掘削深さは１．５ｍ程度）
（ｂ）浄化対象土（汚染土）を掘削して、土壌貯蔵槽に投入して貯蔵しておく。（掘削深さは１．５〜２．３ｍ程度）
（ｃ）土壌貯蔵槽に貯蔵してある汚染土（平均油分濃度８．３％）を洗浄槽に投入する。
（ｄ）洗浄液は、調整槽で界面活性剤を濃度１．０％に調整したものを洗浄液槽Ａ，Ｂへ貯蔵する。
（ｅ）洗浄液槽Ａの洗浄液を洗浄槽に投入して、汚染土とともに撹拌混合する。
（ｆ）分離した油分および洗浄液を回収し、油分は油回収槽へ送って貯蔵する。
（ｇ）洗浄槽下部から回収した洗浄液は、一旦、排水回収槽で受け、油分除去後、洗浄液槽に送る。
（ｈ）洗浄液槽Ａに回収した洗浄液（手順（ｆ）、（ｇ））に不足分を補充する（１２．５％程度）。
（ｉ）洗浄液槽Ｂの洗浄液を洗浄槽に投入して、再度汚染土とともに撹拌混合する。
（ｊ）分離した油分および洗浄液を回収し、油分は油回収槽へ送って貯蔵する。
（ｋ）洗浄槽下部から回収した洗浄液は、一旦、排水回収槽で受け、油分除去後、洗浄液槽に送る。
（ｌ）洗浄液槽Ｂに回収した洗浄液（手順（ｊ）、（ｋ））に不足分を補充する（１２．５％程度）。
（ｍ）洗浄済みの土（洗浄土）を洗浄槽からすくい取り、洗浄土仮置き槽に貯蔵する。
（ｎ）上記（ｄ）の手順に戻り、以下同じ手順を繰り返す。
上記手順の概略図を図５に示す。
実験結果を表１および図６に示す。
（ｉ）洗浄液槽Ｂの洗浄液を洗浄槽に投入して、再度汚染土とともに撹拌混合する。
（ｊ）分離した油分および洗浄液を回収し、油分は油回収槽へ送って貯蔵する。
（ｋ）洗浄槽下部から回収した洗浄液は、一旦、排水回収槽で受け、油分除去後、洗浄液槽に送る。
（ｌ）洗浄液槽Ｂに回収した洗浄液（手順（ｊ）、（ｋ））に不足分を補充する（１２．５％程度）。
（ｍ）洗浄済みの土（洗浄土）を洗浄槽からすくい取り、洗浄土仮置き槽に貯蔵する。
（ｎ）上記（ｄ）の手順に戻り、以下同じ手順を繰り返す。
上記手順の概略図を図５に示す。
実験結果を表１および図６に示す。
これらの実験結果より、次のことが確認できた。
洗浄液の再生処理を行わずに７回用いたが、それでも洗浄後の油分濃度を目標値程度まで低減することができた。
汚染土１バッチを洗浄した後の使用済み洗浄液を目視観察したところ、溶出した油分を多く含んでおり、濃褐色を呈していた。
洗浄液の再生処理を行わずに７回用いたが、それでも洗浄後の油分濃度を目標値程度まで低減することができた。
汚染土１バッチを洗浄した後の使用済み洗浄液を目視観察したところ、溶出した油分を多く含んでおり、濃褐色を呈していた。
この洗浄液に含まれる油分濃度を測定したところ、平均６．４％（油分除去分の約９５％相当）であった。
このことから、本発明の方法によれば、相当汚れた状態に見える使用済み洗浄液を再生処理することなくそのまま洗浄工程の洗浄液として繰り返し用いても、十分な洗浄効果があることを確認できた。
このことから、本発明の方法によれば、相当汚れた状態に見える使用済み洗浄液を再生処理することなくそのまま洗浄工程の洗浄液として繰り返し用いても、十分な洗浄効果があることを確認できた。
Claims (7)
- 有機物で汚染された土壌を浄化する汚染土壌の浄化方法において、掘削した前記土壌および洗浄液を浄化槽へ供給する供給工程と、前記土壌および洗浄液を混合撹拌して洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程により得られた混合物から前記有機物および使用済み洗浄液を回収する回収工程とを備え、前記使用済み洗浄液を再生処理することなくそのまま前記洗浄工程の洗浄液として繰り返し用いることを特徴とする有機物汚染土壌の浄化方法。
- 前記回収工程が、主に前記混合物の最上層から有機物を回収する工程と、主に前記混合物の中間層から使用済み洗浄液を回収する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記洗浄液が、界面活性剤を含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
- 前記界面活性剤が、一般式（１）で表される化合物および／または一般式（２）で表される化合物と、有機アミン化合物とを含有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
Ｒ１−Ｏ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ （１）
Ｒ２−ＣＯ−（ＡＯ）ｎ−Ｏ−Ｒ３ （２）
ただし、前記一般式（１）および前記一般式（２）中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ炭素数８〜１６の直鎖または分岐のアルキル基を示し、Ｒ３は炭素数１〜８の直鎖または分岐のアルキル基を示し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を示し、ｎはＡＯの平均付加モル数であって、２〜８の数を示す。 - 前記界面活性剤が、さらに、一般式（３）で表される化合物および／または一般式（４）で表される化合物を含有することを特徴とする請求項４に記載の方法。
Ｒ４−Ｏ−（ＡＯ）ｍ−Ｈ （３）
Ｒ５−ＣＯ−（ＡＯ）ｍ−Ｏ−Ｒ６ （４）
ただし、前記一般式（３）および前記一般式（４）中、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ炭素数８〜１６の直鎖または分岐のアルキル基を示し、Ｒ６は炭素数１〜８の直鎖または分岐のアルキル基を示し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を示し、ｍはＡＯの平均付加モル数であって、１２〜２０の数を示す。 - 前記界面活性剤が、さらに、アニオン性界面活性剤を含有する請求項４または５に記載の方法。
- 前記アニオン性界面活性剤が、硫酸エステル塩および／またはスルホン酸塩である請求項６に記載の方法。
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