JP2014180595A - 汚染土壌の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汚染物質を濃縮した土壌の更なる減容化を図ることが可能な汚染土壌の処理方法を提供する。
【解決手段】第１の湿式水力分級機３を用いて、汚染土壌から分級された第１の分級点を超える粒径範囲の処理土を第１の破砕機４で破砕することで、汚染土壌に含まれる粘土塊を解泥する。これにより、土壌粒子の表面に付着していて、汚染物質を高濃度に含んでいる細粒分を汚染物質の含有量の少ない粗粒分から離すことができる。また、第１の破砕機４で破砕されたあとの処理土を第２の湿式水力分級機５を用いて分級する。これにより、汚染物質が多く付着した所定の粒径範囲の土壌を分離する。
【選択図】図１

Description

本発明は、重金属汚染土または放射性物質汚染土を含む汚染土壌を処理する方法に関する。

従来、汚染土壌の処理方法として、例えば、浄化促進粒による機械的摩擦洗浄によって汚染土壌を処理する方法がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術では、粒径２ｍｍ未満の細粒土壌（汚染土壌）を、細粒土壌より粒径が大きい浄化促進粒と共に浄化槽に入れ、洗浄水を供給して撹拌しながら水洗することによって細粒土壌表面の汚染物質を浄化促進粒によって擦り落としていた。

また、従来から、泥状の汚染土壌を処理する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の技術では、泥状の汚染土壌に生石灰を混合して放置し粒状塊を含む処理土を生成し、この処理土を第１の分級手段によって３ｍｍ〜１００ｍｍの粒径範囲に分級し、分級された処理土を破砕し、破砕された処理土を３ｍｍ〜８０ｍｍの粒径範囲に分級し、分級された処理土を水洗していた。

また、汚染土壌の処理方法として、土壌に液体を添加して洗浄する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３に記載の技術では、汚染物質を吸着する能力を有する微粒子を、土壌及び液体と共に撹拌し、汚染土壌を吸着した微粒子を、所定粒径以下の土壌粒子と共に分級していた。

特許第４５９５０９９号明細書 特許第４８２５６４９号明細書 特開２０１１−１８３３８０号公報

重金属汚染土または放射性汚染物質汚染土を含む汚染土壌を処理する方法が求められている。従来の方法では、減容化が不十分であった。

本発明は、汚染物質を濃縮した土壌の更なる減容化を図ることが可能な汚染土壌の処理方法を提供することを目的とする。

本発明の汚染土壌の処理方法は、重金属によって汚染された重金属汚染土又は放射性物質によって汚染された放射性物質汚染土を含む汚染土壌を処理する方法であって、第１の湿式水力分級機を用いて汚染土壌から分級された第１の分級点を超える粒径範囲の処理土を第１の破砕機で破砕する工程と、第１の破砕機で破砕されたあとの処理土を、第１の湿式水力分級機とは異なる第２の湿式水力分級機を用いて分級する工程と、第２の湿式水力分級機で分級された第２の分級点を超える粒径範囲の処理土を回収する回収工程と、を含むことを特徴としている。

本発明の汚染土壌の処理方法では、第１の湿式水力分級機を用いて、汚染土壌から分級された第１の分級点を超える粒径範囲の処理土を第１の破砕機で破砕することで、汚染土壌に含まれる粘土塊を解泥することができる。これにより、重金属や放射性汚染物質に接触可能な土壌粒子の表面積を増加させ、土壌粒子に付着する汚染物質の量を増大させることができる。また、本発明の汚染土壌の処理方法では、第１の破砕機で破砕されたあとの処理土を第２の湿式水力分級機を用いて分級するので、汚染物質が多く付着した所定の粒径範囲の土壌を分離することができる。これにより、汚染物質を濃縮して、汚染土壌を減容化することができる。粉砕には、「土粒子の塊か土粒子分を分離して細かくすること」や「土粒子そのものを砕き細かくすること」を含み、前者の具体例として「粗粒分と細粒分を含み土粒子の塊から、粗粒分と細粒分とを分離する解泥」、後者の具体例として「土粒子の表面を削り取り、細粒分を造粒する磨洗」等がある。

汚染土壌の処理方法は、第１の湿式水力分級機を用いて分級された第１の分級点以下の粒径範囲の処理土、及び、第２の湿式水力分級機を用いて分級された第２の分級点以下の粒径範囲の処理土を、遠心分離機を用いて分級する工程と、遠心分離機で分級された第３の分級点を超える粒径範囲の処理土を、第１の湿式水力分級機を用いて再度分級する工程と、を含んでいてもよい。

このような汚染土壌の処理方法によれば、第１の湿式水力分級機を用いて分級された処理土、及び、第２の湿式水力分級機を用いて分級された処理土を合わせて、遠心分離機を用いて分級し、遠心分離機で分級された第３の分級点を超える粒径範囲の処理土を、第１の湿式水力分級機を用いて再度分級するので、所定の粒径範囲の土壌粒子の表面に汚染物質を付着させて分離することができる。これにより、汚染物質を濃縮して、汚染土壌を減容化することができる。

汚染土壌の処理方法は、原料の汚染土壌を、機械式分級機を用いて、第１の分級点よりも大きい第４の分級点で、予め分級する工程と、機械式分級機を用いて分級された第４の分級点を超える粒径範囲の処理土を回収する工程と、機械式分級機を用いて分級された第４の分級点以下の粒径範囲の処理土を、第１の湿式水力分級機を用いて分級する工程と、を含んでいてもよい。

このような汚染土壌の処理方法によれば、機械式分級機を用いて、原料の汚染土壌を予め分級し、この分級された処理土を、第１の湿式水力分級機を用いて分級するので、汚染物質が多く付着した所定の粒径範囲の土壌をより好適に分離することができる。これにより、汚染物質を濃縮して、汚染土壌を減容化することができる。

また、本発明の汚染土壌の処理方法は、遠心分離機を用いて分級された第３の分級点以下の粒径範囲の処理土を、沈降濃縮分級機を用いて、回収する工程を含んでいてもよい。

このような汚染土壌の処理方法によれば、沈降濃縮分級機を用いて回収するので、所定の粒径範囲の土壌粒子の表面に汚染物質を付着させて分離することができる。これにより、汚染物質を濃縮して、汚染土壌を減容化することができる。

本発明によれば、汚染物質を濃縮した土壌の更なる減容化を図ることが可能な汚染土壌の処理方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る汚染土壌の処理方法が適用される汚染土壌処理装置を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る汚染土壌の処理方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る汚染土壌の処理方法が適用される汚染土壌処理装置を示す概略図である。 ハイメッシュセパレータの平面図である。 ロックウォッシャーの斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分について同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。

本発明の実施形態に係る汚染土壌の処理方法は、重金属によって汚染された重金属汚染土、又は放射性物質によって汚染された放射性汚染土を含む汚染土壌の処理に適用される。重金属汚染土に含まれる重金属としては、例えば、鉛、カドミウムが、挙げられる。放射性物質汚染土に含まれる放射性物質としては、例えば、セシウムが挙げられる。

（第１実施形態）
まず、汚染土壌の処理方法が適用される汚染土壌処理装置について説明する。図１では、第１実施形態に係る汚染土壌の処理方法が適用される汚染土壌処理装置を示している。図１に示す汚染土壌処理装置１は、原料の汚染土を予め分級する機械式分級機２（第１の分級機）と、機械式分級機２で分級された処理土を分級する第１の湿式水力分級機３（第２の分級機）と、第１の湿式水力分級機３で分級された処理土を破砕する第１の破砕機４と、第１の破砕機４で破砕された処理土を分級する第２の湿式水力分級機５（第３の分級機）と、を備えている。

汚染土壌処理装置１は、第１の湿式水力分級機３によって分級された処理土、及び、第２の湿式水力分級機５によって分級された処理土を合わせて分級する遠心分離機６（第４の分級機）と、遠心分離機６で分級された処理土を回収する沈降濃縮分級機７（第５の分級機）とを有する。

また、汚染土壌処理装置１は、第２の湿式水力分級機５で分級されて取り除かれた処理土を回収し、回収された処理土を破砕する第２の破砕機８を備えている。

（機械式分級機）
機械式分級機２は、原料の汚染土を予め分級する。機械式分級機２で分級される土壌の粒子径は、例えば１００μｍ〜１００ｍｍ（大程度の粒子径、第４の分級点）とすることができる。機械式分級機２で分級される粒子径は、湿式水力分級機３，５で分級される粒子径よりも大きい。機械式分級機２として、例えば、振動揺動篩（振動スクリーン）、又はトロンメルなどを使用することができる。機械式分級機２の処理能力は、例えば１５０ｔ／ｈ（大程度の処理能力）とすることができる。機械式分級機２は、篩を用いて、所定の大きさを有する固形物を分離することで分級する。

本実施形態の機械式分級機２は、原料の汚染土から、例えば、２ｍｍ（第４の分級点）を超える粒径範囲の固形物（粗粒分）を除去する。２ｍｍを超える粒径範囲の固形物は、回収され、一時的に貯留される。２ｍｍを超える粒径範囲の固形物が除去された処理土は、第１の湿式水力分級機３に供給される。

（第１の湿式水力分級機）
第１の湿式水力分級機３は、機械式分級機２で分級された処理土を分級する。第１の湿式水力分級機３で分級される土壌の粒子径は、例えば５０μｍ〜１０００μｍ（中程度の粒子径、第１の分級点）とすることができる。第１の湿式水力分級機３としては、例えば、ハイメッシュスセパレータやドラムスクラバーなどを使用することができる。第１の湿式水力分級機３の処理能力は、例えば、１５０ｔ／ｈ（中程度の処理能力、または機械式分級機２と同程度の処理能力）とすることができる。第１の湿式水力分級機３は、液体と共に処理土を撹拌し流通しながら分級する。

本実施形態の第１の湿式水力分級機３は、機械式分級機２で分級された処理土から、例えば、０．０７５ｍｍ（第１の分級点）を超える粒径範囲の固形物を除去する。０．０７５ｍｍを超える粒径範囲の固形物を含む処理土は、第１の破砕機４に供給される。０．０７５ｍｍ以下の粒径範囲の処理土は、遠心分離機に供給される。なお、第１の湿式水力分級機３では、第１の分級点である０．０７５ｍｍ以下の粒径範囲の処理土が遠心分離機６に供給されるが、その処理土には０．０７５ｍｍを超える粒径範囲の固形物が少量であるが含まれている。

（第１の破砕機）
第１の破砕機４は、第１の湿式水力分級機３で分級された処理土を破砕する。第１の破砕機４としては、例えば、ロックウォッシャー、又はミキサー式解泥機などを使用することができる。第１の破砕機４は、処理土を破砕することで、粗粒分と細粒分とを含む土粒子の塊を解泥して、粒子を細分化し、細かい粒子分を増量する。第１の破砕機４は、処理土及び水を混合し、処理土を破砕する。第１の破砕機４によって破砕された処理土は、第２の湿式水力分級機５に供給される。

（第２の湿式水力分級機）
第２の湿式水力分級機５は、第１の破砕機４で破砕された処理土を分級する。第２の湿式水力分級機５で分級される土壌の粒子径は、例えば５０μｍ〜１０００μｍ（中程度の粒子径、第２分級点）とすることができる。第１の湿式水力分級機３としては、例えば、ハイメッシュスセパレータやドラムスクラバーなどを使用することができる。第２の湿式水力分級機５の処理能力は、例えば、１５０ｔ／ｈ（中程度の処理能力、または機械式分級機２と同程度の処理能力）とすることができる。

本実施形態の第２の湿式水力分級機５は、第１の破砕機４で分級された処理土から、例えば、０．０７５ｍｍ（第２の分級点）を超える粒径範囲の固形物を除去する。０．０７５ｍｍを超える粒径範囲の固形物は、回収され、一時的に貯留される。０．０７５ｍｍ以下の粒径範囲の処理土は、遠心分離機６に供給される。なお、第２の湿式水力分級機５では、第２の分級点である０．０７５ｍｍ以下の粒径範囲の処理土が遠心分離機６に供給されるが、その処理土には０．０７５ｍｍを超える粒径範囲の固形物が少量であるが含まれている。

（遠心分離機）
遠心分離機６は、第１の湿式水力分級機３によって分級された処理土、及び、第２の湿式水力分級機５によって分級された処理土を分級する。遠心分離機６で分級される土壌の粒子径は、例えば１０μｍ〜５００μｍ（小程度の粒子径、第３の分級点）とすることができる。遠心分離機６としては、例えば、湿式サイクロンを使用することができる。遠心分離機の処理能力は、例えば、１０１．５ｔ／ｈ（小程度の処理能力）とすることができる。遠心分離機６は、流体と共に処理土を流通させ旋回させながら分級する。

本実施形態の遠心分離機６は、第１の湿式水力分級機３によって分級された処理土、及び、第２の湿式水力分級機５によって分級された処理土から、例えば、０．０７５ｍｍ（第３の分級点）を超える粒径範囲の固形物を除去する。０．０７５ｍｍを超える粒径範囲の固形物を含む処理土は、第１の湿式水力分級機３に再度、供給される。０．０７５ｍｍ以下の粒径範囲の処理土は、沈降濃縮分級機７に供給される。一般的に遠心分離機６は湿式水力分級機３，５に比べて処理能力は低いが、分級精度は高い。遠心分離機６では、第１の湿式水力分級機３及び第２の湿式水力分級機５の処理土に少量であるが含まれる０．０７５ｍｍを超える粒径範囲の固形物を、再度第３の分級点である０．０７５ｍｍを超える粒径範囲の固形物を除去することで、より分級精度が高く０．０７５ｍｍ以下の粒径範囲の処理土を得ることができる。

（沈降濃縮分級機）
沈降濃縮分級機７は、遠心分離機６によって分級された処理土を回収する。沈降濃縮分級機７では、供給された処理土を全て回収することを目的としているが、例えば粒子径が１００μｍ以下（極小程度の粒子径）の粒子は、水と共に排出される。沈降濃縮分級機７としては、例えば、湿式シックナーを使用することができる。沈降濃縮分級機７は、液体と共に処理土を貯留し、処理土を凝集沈殿して液体から分離する。

本実施形態の沈降濃縮分級機７は、遠心分離機６によって分級された処理土を凝集沈殿させて分離回収する。例えば、２μｍを超える粒径範囲の固形物を凝集沈殿させることで処理土を回収する。

（第２の破砕機）
第２の破砕機８は、機械式分級機２で分級されて取り除かれ回収された処理土、及び、第１の湿式水力分級機３で分級されて取り除かれ回収された処理土を破砕する。例えば、回収された処理土の放射能濃度が基準値を超えている場合に、回収された処理土を第２の破砕機８によって破砕する。

第２の破砕機８としては、例えば、ジェットポンプ洗浄機などを使用することができる。第２の破砕機８は、処理土を破砕することで、土壌粒子の表面を磨洗し、粒子表面を削り取り、細かい粒子分を増量する。第２の破砕機８は、処理土及び水を混合し、処理土を破砕する。第２の破砕機８によって破砕された処理土は、第２の湿式水力分級機５に供給される。なお、第２の破砕機８によって破砕された処理土を、第１の湿式水力分級機３に供給してもよい。

（処理方法）
次に、汚染土壌の処理方法について、図２を参照して説明する。まず、原料の放射性汚染土（及び／又は重金属汚染土）を受入れる（ステップＳ１：受入工程）。次に、受け入れた汚染土を機械式分級機２で分級する（ステップＳ２：第１の分級工程）。次に、機械式分級機２で分級したオーバー分を回収する（ステップＳ３：第１の回収工程）。分級したオーバー分とは、分級点を超える粒径範囲の処理土をいう。

機械式分級機２で分級したアンダー分を第１の湿式水力分級機３で分級する（ステップＳ４：第２の分級工程）。分級したアンダー分とは、分級点以下の粒径範囲の処理土をいう。次に、第１の湿式水力分級機３で分級したオーバー分を第１の破砕機４で破砕する（ステップＳ５：第１の破砕工程）。ステップＳ５では、土壌粒子を破砕することで解泥し、粗粒分と細粒分とを分離する。ステップＳ５で破砕された処理土は、第２の湿式水力分級機５に供給される。

次に、第１の破砕機４で破砕した処理土を第２の湿式水力分級機５で分級する（ステップＳ６：第３の分級工程）。次に、第２の湿式水力分級機５で分級したオーバー分を回収する（ステップＳ７：第２の回収工程）。ステップＳ７では、分級点を超える粒径範囲の処理土を回収する。

次に、第１の湿式水力分級機３で分級したアンダー分、及び第２の湿式水力分級機５で分級したアンダー分を遠心分離機６で分級する（ステップＳ８：第４の分級工程）。次に、遠心分離機６で分級したオーバー分を第１の湿式水力分級機３で再分級する（ステップＳ９：再分級工程）。ステップＳ９の再分級は、ステップＳ４の分級と併せて実施してもよい。ステップＳ９で再分級したオーバー分は、第１の破砕機４で再度破砕される（ステップＳ５）。ステップＳ９で再分級したアンダー分は、遠心分離機６で再度分級される（ステップＳ９）。

次に、遠心分離機６で分級したアンダー分を沈降濃縮分級機７で回収する（ステップＳ９：沈降濃縮分級機を用いて回収する工程）。ここでは、沈降分離された処理土が回収され、上澄み水は、放流される。

このような本実施形態の汚染土壌の処理方法によれば、第１の湿式水力分級機３を用いて、汚染土壌から分級された処理土を第１の破砕機４で破砕するので、汚染土壌に含まれる粘土塊を解泥することができる。これにより、処理土の粒子を細分化して粒子の表面積の合計を増やし、土壌粒子に付着する汚染物質の量を増大させることができる。

本実施形態の汚染土壌の処理方法では、第１の破砕機４で破砕し解泥されたあとの処理土を第２の湿式水力分級機５を用いて分級するので、汚染物質が多く付着した所定の粒径範囲の土壌を分離して回収することができる。これにより、汚染物質を濃縮して、汚染土壌を減容化することができる。

本実施形態の汚染土壌の処理方法によれば、第１の湿式水力分級機３を用いて分級したアンダー分の処理土、及び、第２の湿式水力分級機５を用いて分級したアンダー分の処理土を合わせて、遠心分離機６を用いて分級し、遠心分離機６で分級したオーバー分の処理土を、第１の湿式水力分級機３を用いて再度分級するので、第１の湿式水力分級機３及び第２の湿式水力分級機５で取り除くことができなかったオーバー分の処理土を再度、分級して取り除くことができる。これにより、汚染物質を濃縮して、汚染土壌を好適に減容化することができる。

本実施形態の汚染土壌の処理方法では、機械式分級機２を用いて原料の汚染土壌を予め分級し、この分級された処理土を第１の湿式水力分級機３によって分級するので、第１の湿式水力分級機３に処理土を投入する前に、大きな粒子を取り除くことができる。

本実施形態の汚染土壌の処理方法によれば、沈降濃縮分級機７を用いて回収するので、所定の粒径範囲の土壌粒子の表面に汚染物質を付着させることで、汚染物質を高濃度に含んでいる細粒分を汚染物質の含有量の少ない粗粒分から分離して汚染土壌として回収することができる。これにより、汚染物質を濃縮して、汚染土壌を減容化することができる。

本実施形態の汚染土壌の処理方法によれば、機械式分級機２で分級したオーバー分、第２の湿式水力分級機５で分級したオーバー分をそれぞれ回収するので、汚染物質が濃縮した汚染土壌と分離して、汚染濃度の低い土壌を回収することができる。本実施形態の汚染土壌の処理方法によれば、汚染土壌を減容化できるので、汚染濃度の低い土壌を多く回収することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る汚染土壌の処理方法について説明する。図３は、第２実施形態に係る汚染土壌の処理方法が適用された汚染土壌処理装置を示す概略図である。

図３に示す第２実施形態に係る汚染土壌処理装置１１は、集められた汚染土を一時的に貯留する（ステップＳ１：受入工程）。汚染土壌処理装置１１には、貯留された汚染土１０１が供給される原料ホッパー１２が設けられている。貯留された汚染土１０１は、例えばバックホー１３によって運搬されて、原料ホッパー１２に投入される。

原料ホッパー１２には、定量フィーダが設けられ、汚染土が定量で排出される。原料ホッパー１２から排出された汚染土は、コンベア１４によって搬送されて、ドラムスクラバー１５に供給される。

（ドラムスクラバー）
ドラムスクラバー１５は、供給された汚染土を解泥する。ドラムスクラバー１５は、軸周りに回転する円筒体を有する。汚染土は、例えば、水、鉄球などと共に円筒体に投入される。円筒体が回転することで、内部の汚染土、水、鉄球が撹拌されて、汚染土が解泥される。これにより、汚染土の粒径を小さくすることができる。ドラムスクラバー１５で解泥されて、得られた処理土は、トロンメル（回転篩）１６に供給される。

（トロンメル：機械式分級機）
トロンメル１６は、供給された処理土を分級する（ステップＳ２）。トロンメル１６は、軸周りに回転する円筒体を有する。円筒体の周壁には、複数の貫通孔が形成されている。円筒体の周壁に設けられた貫通孔の内径は、例えば２ｍｍである。処理土は、円筒体の内部に供給され、円筒体が回転することで、内部の処理土が撹拌される。粒径範囲が２ｍｍ以下の土壌の粒子は、円筒体の周壁の孔から排出される。粒径範囲が２ｍｍ以下の処理土は、ハイメッシュセパレータ１７に供給される。

トロンメル１６の円筒体内に供給された処理土のうち粒径が２ｍｍを超えるものは、円筒体内を搬送されて、円筒体の長手方向の端部の開口から排出される。粒径範囲が２ｍｍを超える処理土は、回収される（ステップＳ３）。回収して得られた処理土１０２は、一時的に貯留される。

（ハイメッシュセパレータ：第１の湿式水力分級機）
図４に示すように、ハイメッシュセパレータ（スパイラル分級機）１７は、撹拌搬送羽根であるスクリューコンベア１８を備えている。スクリューコンベア１８は、回転軸回りに回転可能に支持されている。スクリューコンベア１８の下部側にはプール１９が設けられ、プール１９内には、水が貯められている。スクリューコンベア１８の下部側は、沈降層であるプール１９の水中に配置されている。また、ハイメッシュセパレータ１７は、スクリューコンベア１８の回転速度を変更することで、プール１９内に沈降する粒子の粒度分布を調整することができる。

ハイメッシュセパレータ１７では、プール１９内の水位を調整可能な構成となっている。ハイメッシュセパレータ１７は、プール１９の水位を調整することにより、プール１９内に沈降する粒子の粒度分布を調整することができる。

ハイメッシュセパレータ１７では、プール１９に供給される水の供給水量を調整可能な構成となっている。ハイメッシュセパレータ１７、供給水量を調整することにより、プール１９内に沈降する粒子の粒度分布を調整することができる。

プール１９には連続、または断続的に水が供給されていて、オーバーフローした水がプール１９の外に排出されている。

トロンメル１６を通過した２ｍｍ以下の粒子を含む土壌粒子は、プール１９内に投入される。プール１９内に投入された土壌粒子は、水中に沈降する。スクリューコンベア１８が回転軸１８ａ回りに回転することによりプール１９内の土壌粒子が、図面右方向である搬送方向に向けて搬送され、搬送されると同時に水中で掻き乱され洗われる。土壌粒子中の不純物や微粒分の一部はオーバーフローした水とともにプールの外に排出される。オーバーフローした水と共に、粒径範囲が例えば０．０７５ｍｍ（分級点）以下の粒子は、サイクロン分級機２７に供給される。

スクリューコンベア１８における土壌粒子の搬送方向終端部には、バケットコンベア２０が設けられている。バケットコンベア２０は、所定の回転軸回りに回転するバケット２０ａを有する。バケット２０ａは、土壌粒子の搬送方向に延在する所定の回転軸回りに回転し、プール１９内を移送された土壌粒子を掻き上げる。

バケット２０ａのさらに側方には脱水スクリーン（脱水機）２１が設けられている。バケット２０ａによって掻き上げられた土壌粒子は、脱水スクリーン２１上に排出される。脱水スクリーン２１は、振動篩いを有し、土壌粒子を搬送しながら、水分を除去する。脱水スクリーン２１で脱水された土壌粒子は、ロックウォッシャー２２に供給される。

（ロックウォッシャー：第１の破砕機）
図５に示されるように、ロックウォッシャー２２は、処理土及び水が供給される貯留槽２３を有する。貯留槽２３には、一対の回転軸２４が設けられている。回転軸２４の周面には、径方向の外側に張出す羽根部２５が設けられている。一対の回転軸２４は、互いに異なる回転方向に回転される。一対の回転軸２４が回転されることで、貯留槽２３内の処理土が撹拌されると共に、羽根部２５同士の間に挟まれた処理土が互いに擦れ合うことで、土壌粒子の表面に付着した細粒分が解泥されて、粒子が小さくなる。

（ハイメッシュセパレータ：第２の湿式水力分級機）
ハイメッシュセパレータ２６は、上記のハイメッシュセパレータ１７と同様の構成である。ハイメッシュセパレータ２６で分級したオーバー分は、回収される。回収して得られた処理土１０３は、貯留される。回収された処理土１０３の放射能濃度が測定される。放射能濃度が基準値以下である場合には、浄化された砂／砂礫として、有効利用される。放射能濃度が基準値を超える場合には、回収された処理土１０３をハイメッシュセパレータ２６に戻して再度処理を行ってもよい。

（サイクロン分級機：遠心分離機）
サイクロン分級機（液体サイクロン）２７は、ハイメッシュセパレータ１７，２６で分級したアンダー分を分級する。サイクロン分級機２７は、先細り形状の円筒体を有する。サイクロン分級機２７の円筒体は、下方に向かうほど内径が小さくなっている。サイクロン分級機２７には、液体（例えば水）及び処理土が供給される。供給された液体及び処理土は、円筒体内で旋回し、粒子径の小さいものが、円筒体の中央上方から排出され、粒子径の大きいものが、円筒体の周壁内面に沿って下降し、円筒体の下端から排出される。サイクロン分級機２７で分級されたオーバー分は、ハイメッシュセパレータ１７に供給され、再度分級される。サイクロン分級機２７で分級されたアンダー分は、シックナー２８に供給される。

（シックナー：沈降濃縮分級機）
シックナー２８には、サイクロン分級機２７で分級したアンダー分が供給され、凝集沈殿した土壌粒子を回収する。シックナー２８は、処理土、及び水が供給される沈降層を有する。沈降層に凝集沈殿材が供給され、土壌粒子が凝集沈殿して回収される。沈降層の上澄み水は、水処理カラム２９によって処理されて装置外に放流される。沈降層内で沈殿し回収された処理土は、脱水機３０に供給される。脱水機３０で脱水された処理土１０４（脱水汚泥）は、貯留されて仮置きされる。

（ジェットポンプ洗浄機：第２の破砕機）
ハイメッシュセパレータ２６で分級して回収されたオーバー分の処理土１０３の放射能濃度が基準値を超える場合には、処理土をジェットポンプ洗浄機３１によって、磨洗してもよい。水及び処理土を貯留する貯留槽内に、ジェットポンプから噴出した水流を発生させることで、処理土の磨洗を行い、粒子表面を削り取る。粒子表面が削り取らされた処理土は、ハイメッシュセパレータ２６に戻され再度処理される。

（処理土の質量収支）
次に、本実施形態の汚染土壌の処理方法における処理土の処理フローチャートについて質量収支とともに一例について説明する。ドラムスクラバー１５に供給される汚染土１０１として、放射能濃度が１２，０００Ｂｑ／ｋｇであり１００ｗｔ％の汚染土１０１をドラムスクラバー１５に供給する。

トロンメル１６で分級したオーバー分として、放射能濃度が１，５００Ｂｑ／ｋｇであり、１０ｗｔ％の処理土１０２である２ｍｍ以上の礫を回収する。トロンメル１６で分級したアンダー分として、放射能濃度が１３，１７０Ｂｑ／ｋｇであり９０ｗｔ％の処理土を、ハイメッシュセパレータ１７に供給する。ハイメッシュセパレータ１７に供給される９０ｗｔ％の処理土の内訳は、砂が７０ｗｔ％、泥が２０ｗｔ％である。トロンメル１６では、粒径２ｍｍを超える土壌がオーバー分として回収される。この処理土の放射能濃度は、１，５００Ｂｑ／ｋｇであったが、より低い放射能濃度としたい場合は、分級点をより大きくすればよい。

ハイメッシュセパレータ１７で分級したアンダー分として、放射能濃度が３５，０００Ｂｑ／ｋｇであり２５ｗｔ％の処理土を、サイクロン分級機２７に供給する。サイクロン分級機２７に供給される２５ｗｔ％の処理土の内訳は、砂が１０ｗｔ％、泥が１５ｗｔ％である。ハイメッシュセパレータ１７では粒径０．０７５ｍｍ以下のアンダー分が排出される。この排出された処理土の放射能濃度は、３５，０００Ｂｑ／ｋｇであったが、より高い放射能濃度としたい場合は、分級点をより小さくすればよい。

ハイメッシュセパレータ１７で分級したオーバー分として、放射能濃度が６，８００Ｂｑ／ｋｇであり６５ｗｔ％の処理土をロックウォッシャー２２に供給する。ロックウォッシャー２２に供給される６５ｗｔ％の処理土の内訳は、砂が６０ｗｔ％、泥が５ｗｔ％である。ロックウォッシャー２２では、破砕工程により、例えば、粒径が０．０７５ｍｍ以下の粒子である新たな微粒分が造粒される。

更に、ハイメッシュセパレータ２６で分級したアンダー分として、放射能濃度が２９，５４０Ｂｑ／ｋｇであり１０ｗｔ％の処理土を、サイクロン分級機２７に供給する。ハイメッシュセパレータ２６からサイクロン分級機２７に供給される１０ｗｔ％の処理土の内訳は、砂が５ｗｔ％、泥が５ｗｔ％であり、この１０ｗｔ％の処理土には、ロックウォッシャー２２で造粒された０．０７５ｍｍ以下の粒子が含まれている。ハイメッシュセパレータ２６で分級したオーバー分として、放射能濃度が２，０７０Ｂｑ／ｋｇであり７０ｗｔ％の処理土１０３である砂を回収する。これにより、回収された合計の処理土１０５として、放射能濃度が２，０００Ｂｑ／ｋｇであり８０ｗｔ％の処理土１０５を回収する。回収された８０ｗｔ％の処理土１０５の内訳は、２ｍｍ以上の礫が１０ｗｔ％、０．０７５以上２ｍｍ以下の砂が７０ｗｔ％である。

サイクロン分級機２７には、ハイメッシュセパレータ１７，２６で分級されたアンダー分が送られる。サイクロン分級機２７に送られる処理土は主に粒径０．０７５ｍｍ以下のものであるが、実際には粒径０．０７５ｍｍを超えるものも含まれている。サイクロン分級機２７では再度、分級される。

ハイメッシュセパレータ１７での分級の後、サイクロン分級機２７で分級されたアンダー分として、放射能濃度が５７，０００Ｂｑ／ｋｇであり１５ｗｔ％の処理土である泥をシックナー２８に供給する。ハイメッシュセパレータ１７での分級の後、サイクロン分級機２７で分級されたオーバー分として、放射能濃度が２，０７０Ｂｑ／ｋｇであり１０ｗｔ％の処理土である砂を、ハイメッシュセパレータ１７に供給し、再度分級する。

ハイメッシュセパレータ２６での分級の後、及びロックウォッシャー２２での解泥の後、サイクロン分級機２７で分級されたアンダー分として、放射能濃度が５７，０００Ｂｑ／ｋｇであり５ｗｔ％の処理土である泥をシックナー２８に供給する。ハイメッシュセパレータ２６での分級の後、及びロックウォッシャー２２での解泥の後、サイクロン分級機２７で分級されたオーバー分として、放射能濃度が２，０７０Ｂｑ／ｋｇであり５ｗｔ％の処理土である砂を、ハイメッシュセパレータ１７に供給し、再度分級する。

シックナー２８で凝集沈殿して回収された後、脱水機３０に供給して脱水し、放射能濃度が５７，０００Ｂｑ／ｋｇであり２０ｗｔ％の処理土１０４を、脱水汚泥として脱水汚泥として回収する。

本実施形態の汚染土壌の処理方法によれば、放射能濃度１２，０００Ｂｑ／ｋｇの汚染土１０１を、放射能濃度５７，０００Ｂｑ／ｋｇであり、２０ｗｔ％の処理土１０４に減容化することができた。また、放射能濃度２，０００Ｂｑ／ｋｇであり、８０ｗｔ％の処理土１０５は、有効利用可能となった。本実施形態の汚染土壌の処理方法によれば、放射性物質を濃縮した処理土として減量化を図ることができる。

本実施形態において、分級点を調整することで処理土１０２，１０３，１０４の放射能濃度、処理土の量を調整することができる。具体的には、トロンメル１６の分級点をより大きくすることで、処理土１０２の放射性濃度をより小さくできる。しかし、処理土１０２の量もより少なくなる。したがって、処理土１０２の放射性濃度、処理土１０２の量を測定しながらトロンメル１６の分級点を調整することが好ましい。

ハイメッシュセパレータ１７，２６の分級点を各々より小さくすることで、処理土１０４の放射能濃度をより大きくできる。しかし、処理土１０４の量はより少なくなる。その結果、処理土１０４によって除去できる放射性物質の総量が小さくなる場合もある。一方、処理土１０３の量はより多くなるが、放射能濃度は大きくなる場合がある。したがって、処理土１０３の放射能濃度、処理土１０３の量を測定しながらハイメッシュセパレータ１７，２６の分級点を調整することが好ましい。

以上、本発明の好適な実施形態について放射性汚染土の場合について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく重金属汚染土の場合も同様である。また、例えば、各分級機における分級点は、適宜変更することができる。

１，１１…汚染土壌処理装置
２…機械式分級機（第１の分級機）
３…第１の湿式水力分級機（第２の分級機）
４…第１の破砕機
５…第２の湿式水力分級機（第３の分級機）
６…遠心分離機（第４の分級機）
７…沈降濃縮分級機（第５の分級機）
８…第２の破砕機
１２…原料ホッパー
１３…バックホー
１４…コンベア
１５…ドラムスクラバー
１６…トロンメル（機械式分級機、第１の分級機）
１７…ハイメッシュセパレータ（第１の湿式水力分級機、第２の分級機）
１８…スクリューコンベア
１９…プール
２０…バケットコンベア
２０ａ…バケット
２１…脱水スクリーン
２２…ロックウォッシャー（第１の破砕機）
２３…貯留槽
２４…回転軸
２５…羽根部
２６…ハイメッシュセパレータ（第２の湿式水力分級機、第３の分級機）
２７…サイクロン分級機（遠心分離機、第４の分級機）
２８…シックナー（沈降濃縮分級機、第５の分級機）
２９…水処理カラム
３０…脱水機
３１…ジェットポンプ洗浄機（第２の破砕機）
１０１…汚染土（原料）
１０２，１０３，１０４…処理土

Claims (4)

1. 重金属によって汚染された重金属汚染土又は放射性物質によって汚染された放射性物質汚染土を含む汚染土壌を処理する方法であって、
   第１の湿式水力分級機を用いて前記汚染土壌から分級された第１の分級点を超える粒径範囲の処理土を第１の破砕機で破砕する工程と、
   前記第１の破砕機で破砕されたあとの処理土を、第１の湿式水力分級機とは異なる第２の湿式水力分級機を用いて分級する工程と、
   前記第２の湿式水力分級機で分級された第２の分級点を超える粒径範囲の処理土を回収する回収工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の処理方法。
2. 前記第１の湿式水力分級機を用いて分級された第１の分級点以下の粒径範囲の処理土、及び、前記第２の湿式水力分級機を用いて分級された第２の分級点以下の粒径範囲の処理土を、遠心分離機を用いて分級する工程と、
   前記遠心分離機で分級された第３の分級点を超える粒径範囲の処理土を、前記第１の湿式水力分級機を用いて再度分級する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌の処理方法。
3. 原料の汚染土壌を、機械式分級機を用いて、前記第１の分級点よりも大きい第４の分級点で、予め分級する工程と、
   前記機械式分級機を用いて分級された第４の分級点を超える粒径範囲の処理土を回収する工程と、
   前記機械式分級機を用いて分級された第４の分級点以下の粒径範囲の処理土を、前記第１の湿式水力分級機を用いて分級する工程と、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の汚染土壌の処理方法。
4. 前記遠心分離機を用いて分級された第３の分級点以下の粒径範囲の処理土を、沈降濃縮分級機を用いて、回収する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の汚染土壌の処理方法。

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