JP2020082055A - Soil purification system - Google Patents

Soil purification system Download PDF

Info

Publication number
JP2020082055A
JP2020082055A JP2018233888A JP2018233888A JP2020082055A JP 2020082055 A JP2020082055 A JP 2020082055A JP 2018233888 A JP2018233888 A JP 2018233888A JP 2018233888 A JP2018233888 A JP 2018233888A JP 2020082055 A JP2020082055 A JP 2020082055A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
iron
magnetic
fine particles
sludge
fine particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018233888A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6534081B1 (en
Inventor
公信 山▲崎▼
Masanobu Yamazaki
公信 山▲崎▼
長谷川 浩
Hiroshi Hasegawa
浩 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2018233888A priority Critical patent/JP6534081B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6534081B1 publication Critical patent/JP6534081B1/en
Publication of JP2020082055A publication Critical patent/JP2020082055A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/52Mechanical processing of waste for the recovery of materials, e.g. crushing, shredding, separation or disassembly

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

To provide a simple and low-cost soil purification system which, while wet-classifying contaminated soil into gravel, sand, and fine particles, can remove toxic metals and the like adsorbed on the fine particles.SOLUTION: A soil purification system comprises: a soil classification part for crushing contaminated soil and classifying it into gravel, sand, and fine particles; a pretreatment part for removing iron-based fine particles from sludge discharged from the soil classification part to reduce toxic metals and the like; and a post-treatment part for removing the toxic metals and the like from sludge discharged from the pretreatment part. The pretreatment part includes: an iron-based fine particle adsorption device 18 for moving a mixture of magnetic spheres 20 and the sludge downward in a gutter-shaped aerial passage descending in a zigzag pattern to adsorb the iron-based fine particle onto magnetic spheres; a screen device 19 for separating the magnetic spheres 20 and the sludge discharged from the adsorption device 18; a centrifuge 22 for removing the iron-based fine particles from the magnetic spheres 20 discharged from the screen device 19; and a magnetic sphere returning device 23 for returning the magnetic spheres 20 to the adsorption device 18.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、礫と砂と細粒分とを含み有害金属及び/又はその化合物で汚染された土壌を浄化する土壌浄化システムに関するものである。 The present invention relates to a soil purification system for purifying soil containing gravel, sand, and fine particles and contaminated with harmful metals and/or compounds thereof.

近年、例えばクロム、鉛、カドミウム、セレン、水銀などの有害金属及び/又はその化合物(以下、これらを「有害金属等」と総称する。)を原料又は材料として用いる生産施設の敷地又はその近隣地における土壌汚染、あるいは有害金属等を含む産業廃棄物の不法投棄等による土壌汚染が多発している。そして、有害金属等で汚染された土壌(以下「有害金属汚染土壌」という。)を、現に存在する位置(以下「原位置」という。)で、例えば有害金属等の不溶化、封じ込め又は電気修復などにより効果的に浄化することはかなり困難である。このため、有害金属汚染土壌は、一般に、掘削により原位置から除去され、外部の土壌浄化施設で浄化される。 In recent years, for example, a site of a production facility using a harmful metal such as chromium, lead, cadmium, selenium, or mercury and/or its compound (hereinafter, these are collectively referred to as “toxic metal etc.”) or a neighboring area thereof. Soil pollution is frequently occurring in Sri Lanka or due to illegal dumping of industrial waste containing harmful metals. Then, the soil contaminated with harmful metals and the like (hereinafter referred to as “toxic metal-contaminated soil”) is used at the existing position (hereinafter referred to as “in-situ”), for example, insolubilization, containment or electrical restoration of harmful metals. It is quite difficult to purify effectively. For this reason, harmful metal-contaminated soil is generally removed from its original location by excavation and purified in an external soil purification facility.

このような原位置外の土壌浄化施設で有害金属汚染土壌を浄化する手法としては、従来、有害金属汚染土壌を洗浄水等で洗浄して有害金属等を除去する洗浄法が広く用いられている。そして、有害金属汚染土壌を洗浄水で洗浄した場合、土壌から水中に一旦離脱した有害金属等の大部分は、比較的粒径が小さい細粒分の表面に吸着され又は付着し、細粒分の表面に集約されるということが知られている(例えば、非特許文献1参照。)。 As a method for purifying harmful metal-contaminated soil in such an off-site soil purification facility, a cleaning method has conventionally been widely used for cleaning harmful metal-contaminated soil with cleaning water or the like to remove harmful metals. .. When the harmful metal-contaminated soil is washed with washing water, most of the harmful metals etc. that have once separated from the soil into the water are adsorbed or adhered to the surface of the fine particles having a relatively small particle size, It is known that they are aggregated on the surface of (see Non-Patent Document 1, for example).

したがって、有害金属汚染土壌を洗浄水で洗浄しつつ礫と砂と細粒分とに分級した上で、細粒分に対して有害金属等を除去するための化学的な処理を施すことにより、ほとんど有害金属等を含まない礫と砂と細粒分とを得ることができる。かくして、本願出願人は、すでに、有害金属汚染土壌を洗浄水で洗浄しつつ、礫と砂と細粒分とに分級した上で、細粒分に対してキレート剤と水とを含むキレート洗浄液で洗浄処理を施すことにより、細粒分から有害金属等を除去するようにした土壌浄化施設(汚染土壌浄化装置)を種々提案している(例えば、特許文献1、2参照。)。 Therefore, by classifying the gravel, sand, and fine particles while washing the harmful metal-contaminated soil with washing water, and then subjecting the fine particles to a chemical treatment for removing harmful metals and the like, It is possible to obtain gravel, sand, and fine particles containing almost no harmful metals. Thus, the applicant of the present application has already classified the gravel, the sand, and the fine particles while washing the harmful metal-contaminated soil with the cleaning water, and then contains the chelating agent and water for the fine particles. There have been proposed various soil purification facilities (polluted soil purification devices) in which harmful metals and the like are removed from fine particles by performing a cleaning treatment in (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許第5723054号公報Japanese Patent No. 5723054 特許第5723055号公報Japanese Patent No. 5723055 特許第4755159号公報Japanese Patent No. 4755159 特許第6007144号公報Japanese Patent No. 6007144

環境省 水・大気環境局 土壌環境課「汚染土壌処理業の許可審査等に関する技術的留意事項」第21頁、平成25年8月発行Ministry of the Environment, Water and Air Environment Bureau, Soil Environment Section, "Technical considerations regarding permission examination of contaminated soil treatment business," page 21, published in August 2013 桂鉄雄「鉄粉法による排水処理」浮選、vol.23(1976)、No.3、P190−198(https://www.jstage.jst.go.jp/article/rpsj1954/23/3/23_3_190/_pdf)Katsura Tetsuo "Wastewater Treatment by Iron Powder Method" Flotation, vol. 23 (1976), no. 3, P190-198 (https://www.jstage.jst.go.jp/article/rpsj1954/23/3/23_3_190/_pdf)

ところで、汚染土壌処理業者によるこの種の土壌浄化施設では、通常、大量の汚染土壌を浄化するので(例えば、1日あたり2000トン)、大量の細粒分が生成される(例えば、乾燥基準で1日あたり500〜600トン)。したがって、このように大量の細粒分を、例えばキレート洗浄液で洗浄する場合、比較的高価なキレート剤を大量に必要とするので、汚染土壌の処理コストが高くなるといった問題がある。このような土壌浄化施設におけるキレート剤の必要量ないしは使用量は、細粒分の有害金属等の含有量が多ければ多いほど多くなる。なお、細粒分をキレート剤以外の化学薬品で洗浄して有害金属等を除去する場合にも同様の問題が生じる。また、活性炭等を用いて物理化学的により有害金属等を除去する場合にも同様の問題が生じる。 By the way, in this type of soil purification facility by a contaminated soil treatment company, a large amount of contaminated soil is usually purified (for example, 2000 tons per day), and thus a large amount of fine particles are generated (for example, on a dry basis). 500-600 tons per day). Therefore, when a large amount of fine particles are washed with, for example, a chelate washing liquid, a relatively expensive chelating agent is required in a large amount, so that there is a problem that the treatment cost of contaminated soil becomes high. The required amount or use amount of the chelating agent in such a soil remediation facility increases as the content of harmful metals and the like in the fine particles increases. The same problem occurs when the fine particles are washed with a chemical other than the chelating agent to remove harmful metals and the like. The same problem also occurs when the harmful metals and the like are physically and chemically removed using activated carbon and the like.

本発明は、前記従来の問題を解決するためになされたものであって、礫と砂と細粒分とを含みかつ有害金属等で汚染された土壌を洗浄水で洗浄しつつ礫と砂と細粒分とに分級することができ、かつ分離された細粒分に吸着され又は付着している有害金属等を除去することができる、簡素で処理コストの低い土壌浄化システムを提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and includes gravel and sand while washing the soil containing gravel, sand, and fine particles and contaminated with harmful metals and the like with washing water. It is possible to provide a simple soil purification system with low treatment cost, which can classify fine particles into fine particles and can remove harmful metals adsorbed or attached to the separated fine particles. It is a problem to be solved.

前記課題を解決するためになされた本発明に係る、礫と砂と細粒分とを含み有害金属等(有害金属及び/又はその化合物)ないしはこれらのイオンで汚染された土壌を浄化する土壌浄化システムは、土壌分級部と、前処理部と、後処理部とを備えている。土壌分級部は、土壌を、洗浄水で洗浄しつつ礫と砂とを破砕した上で、礫と砂と細粒分とに分級する。前処理部は、土壌分級部で分離された細粒分と洗浄水とを含むスラッジから、磁力で吸着可能な程度に鉄及び/又は鉄酸化物(以下「鉄等」と総称する。)を含む鉄系細粒分を磁力で吸着して除去することにより、スラッジの有害金属等の含有率を低下させる。後処理部は、前処理部から排出されたスラッジに化学的処理(例えば、キレート処理、凝集沈殿処理、共沈処理、イオン交換処理等)又は物理化学的処理(例えば、活性炭吸着処理等)を施して、スラッジ中の細粒分の表面に吸着され又は付着している有害金属等を除去する。 Soil purification for purifying soil contaminated with harmful metals and the like (harmful metals and/or compounds thereof) or these ions containing gravel, sand and fine particles according to the present invention made to solve the above problems The system includes a soil classification unit, a pretreatment unit, and a posttreatment unit. The soil classification unit crushes gravel and sand while washing the soil with washing water, and then classifies the gravel, sand, and fine particles. The pretreatment unit is capable of adsorbing iron and/or iron oxides (hereinafter collectively referred to as "iron etc.") from the sludge containing the fine particles and the wash water separated in the soil classification unit to the extent that they can be adsorbed by magnetic force. By magnetically adsorbing and removing the iron-based fine particles contained therein, the content of harmful metals and the like in the sludge is reduced. The post-treatment section performs chemical treatment (for example, chelate treatment, coagulation sedimentation treatment, co-precipitation treatment, ion exchange treatment, etc.) or physicochemical treatment (for example, activated carbon adsorption treatment) on the sludge discharged from the pre-treatment section. This is done to remove harmful metals and the like adsorbed or adhering to the surface of the fine particles in the sludge.

前処理部は、鉄系細粒分吸着装置と、スクリーン装置と、遠心分離機と、磁性球返送装置とを有する鉄分除去装置を備えている。鉄系細粒分吸着装置は、中空球状体の中空部に複数の永久磁石が同一磁性の磁極(N極又はS極)が球状体半径方向外向きとなるように装着されてなる複数(多数)の磁性球と、シックナから排出されたスラッジとを、ジグザグ状に下降する樋状又は溝状の空中通路の上部ないしは上端部に受け入れ、磁性球とスラッジの混合物を、空中通路内で重力により下方に移動させ、移動時にスラッジ中の鉄系細粒分を磁力で磁性球に吸着させる。スクリーン装置は、鉄系細粒分吸着装置の下部ないしは下端部から排出された磁性球とスラッジの混合物を受け入れて、磁性球とスラッジとに分離(スクリーニング)する。遠心分離機は、スクリーン装置から排出された、鉄系細粒分を吸着している磁性球を間欠的に回分式(バッチ式)で受け入れて、遠心力により磁性球から鉄系細粒分を離脱させる。磁性球返送装置は、遠心分離機から排出された、鉄系細粒分をほとんど吸着していない磁性球を鉄系細粒分吸着装置に返送する。ここで、空中通路は、下方に向かってジグザグ状につながるように傾斜して配置された複数の直線状チャンネル部材で構成されているのが好ましい。 The pretreatment section includes an iron-based fine particle adsorption device, a screen device, a centrifuge, and an iron removal device having a magnetic sphere returning device. In the iron-based fine particle adsorption device, a plurality of magnets (a large number of permanent magnets are mounted in the hollow portion of the hollow spherical body so that magnetic poles (N pole or S pole) having the same magnetic force are directed outward in the radial direction of the spherical body. ) And the sludge discharged from the thickener are received in the upper part or the upper end of the gutter-shaped or groove-shaped air passage that descends in a zigzag manner, and the mixture of the magnetic ball and sludge is gravity-driven in the air passage. The iron-based fine particles in the sludge are attracted to the magnetic spheres by a magnetic force during the movement. The screen device receives the mixture of magnetic spheres and sludge discharged from the lower part or the lower end of the iron-based fine particle adsorption device and separates (screens) the magnetic spheres and sludge. The centrifuge intermittently receives the magnetic spheres adsorbing the iron-based fine particles, which are discharged from the screen device, in a batch type and intermittently receives the iron-based fine particles from the magnetic spheres by centrifugal force. Let go. The magnetic sphere returning device returns the magnetic spheres discharged from the centrifuge, which have hardly adsorbed the iron-based fine particles, to the iron-based fine particles adsorption device. Here, it is preferable that the aerial passage is composed of a plurality of linear channel members arranged so as to be inclined downward so as to be connected in a zigzag shape.

本発明に係る土壌浄化システムにおいて、磁性球返送装置は、直立型ベルトコンベアと、磁性球搬送手段と、磁性球供給手段とを備えているのが好ましい。ここで、直立型ベルトコンベアは、遠心分離機の下端部より低い位置に配置された駆動ローラと、駆動ローラの上方において鉄系細粒分吸着装置の上端部より高い位置に配置された従動ローラと、駆動ローラと従動ローラとに巻き掛けられた強磁性金属からなる無端金属ベルトと、無端金属ベルトの外側表面に装着され無端金属ベルトの上方への走行時に、無端金属ベルトに吸着されている磁性球の下降を係止する磁性球係止部材とを有するものであるのが好ましい。この場合、磁性球搬送手段は、遠心分離機から排出された磁性球を、直立型ベルトコンベアの下端部ないしはその近傍に搬送して無端金属ベルトに磁力で吸着させる。また、磁性球供給手段は、直立型ベルトコンベアの上端部ないしはその近傍で無端金属ベルトから磁性球を離脱させて鉄系細粒分吸着装置に供給する(移動させる)。 In the soil purification system according to the present invention, it is preferable that the magnetic sphere returning device includes an upright belt conveyor, a magnetic sphere conveying means, and a magnetic sphere supplying means. Here, the upright belt conveyor is a drive roller arranged at a position lower than the lower end of the centrifuge, and a driven roller arranged above the drive roller at a position higher than the upper end of the iron-based fine particle adsorption device. And an endless metal belt made of a ferromagnetic metal wound around a driving roller and a driven roller, and attached to the outer surface of the endless metal belt and adsorbed to the endless metal belt when traveling above the endless metal belt. It is preferable to have a magnetic ball locking member for locking the descending of the magnetic ball. In this case, the magnetic sphere conveying means conveys the magnetic spheres discharged from the centrifuge to the lower end portion of the upright belt conveyor or in the vicinity thereof so as to be attracted to the endless metal belt by magnetic force. Further, the magnetic sphere supply means separates the magnetic spheres from the endless metal belt at the upper end of the upright belt conveyor or in the vicinity thereof and supplies (moves) the magnetic spheres to the iron-based fine particle adsorption device.

本発明に係る土壌浄化システムにおいて、後処理部は、細粒分洗浄装置と、濾過装置と、逆浸透膜分離装置と、キレート剤再生装置と、透過水移送手段とを有するものであるのが好ましい。この場合、細粒分洗浄装置は、鉄分除去装置から排出されたスラッジと、キレート剤及び水を含むキレート洗浄液とを混合して細粒分スラリーを生成し、該細粒分スラリーを予め設定された滞留時間を確保するように流動させることにより、細粒分に付着している有害金属等をキレート剤に捕捉させる。濾過装置は、細粒分洗浄装置から排出された細粒分スラリーを濾過して、濾液と濾過ケークとを生成する。逆浸透膜分離装置は、濾過装置から排出された濾液を、逆浸透膜により、キレート剤が濃縮された濃縮水とキレート剤を含まない透過水とに分離する。キレート剤再生装置は、逆浸透膜分離装置から排出された濃縮水を受け入れ、キレート剤よりも錯生成力が高く濃縮水と接触したときに該濃縮水中の有害金属等を吸着する固相吸着材により、濃縮水中のキレート剤から有害金属等を除去して該濃縮液をキレート洗浄液として細粒分洗浄装置に供給する。透過水移送手段は、逆浸透膜分離装置から排出された透過水をシックナに移送(返送)する。 In the soil purification system according to the present invention, the post-treatment unit has a fine particle content cleaning device, a filtration device, a reverse osmosis membrane separation device, a chelating agent regenerating device, and a permeate transfer means. preferable. In this case, the fine particle content cleaning device mixes the sludge discharged from the iron content removing device with a chelate cleaning liquid containing a chelating agent and water to generate a fine particle content slurry, and the fine particle content slurry is preset. By flowing so as to secure the retention time, the harmful metal or the like adhering to the fine particles is captured by the chelating agent. The filter device filters the fine particle slurry discharged from the fine particle cleaning device to generate a filtrate and a filter cake. The reverse osmosis membrane separation device separates the filtrate discharged from the filtration device into concentrated water in which the chelating agent is concentrated and permeated water containing no chelating agent by the reverse osmosis membrane. The chelating agent regeneration device receives the concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane separation device and has a higher complexing power than the chelating agent and adsorbs harmful metals and the like in the concentrated water when contacting the concentrated water. Thus, harmful metals and the like are removed from the chelating agent in the concentrated water, and the concentrated liquid is supplied to the fine particle cleaning device as a chelate cleaning liquid. The permeated water transfer means transfers (returns) the permeated water discharged from the reverse osmosis membrane separation device to the thickener.

一般に、洗浄水を用いる汚染土壌の洗浄・分級の過程では、有害金属等は礫及び砂にはほとんど吸着(付着)されず、細粒分に集約して吸着(付着)される(例えば、非特許文献1参照)。そして、細粒分は、磁力で吸着可能な程度に鉄等を含む比較的少量の鉄系細粒分と、鉄系細粒分以外の磁力では吸着できない比較的多量の細粒分(以下「非鉄系細粒分」という。)とを含む。一方、鉄等は有害金属等を吸着する性質を有するので(例えば、非特許文献2参照)、表面に露出している鉄等を含む鉄系細粒分の有害金属等の吸着量(付着量)は、非鉄系細粒分の有害金属等の吸着量(付着量)よりかなり多くなる。 Generally, in the process of cleaning and classifying contaminated soil using cleaning water, harmful metals are hardly adsorbed (adhered) to gravel and sand, and are adsorbed (adhered) collectively in fine particles. See Patent Document 1). Fine particles include a relatively small amount of iron-based fine particles containing iron or the like to the extent that they can be adsorbed by magnetic force, and a relatively large amount of fine particles that cannot be adsorbed by magnetic force other than iron-based fine particles (hereinafter referred to as " Non-ferrous fine grains"). On the other hand, since iron and the like have a property of adsorbing harmful metals and the like (for example, refer to Non-Patent Document 2), the adsorption amount (adhesion amount) of the iron-based fine particles including iron and the like exposed on the surface ) Is much larger than the adsorption amount (adhesion amount) of non-ferrous fine particles such as harmful metals.

そして、本発明に係る土壌浄化システムによれば、湿式破砕機で礫及び/又は砂が破砕されて細粒分が生成されるが、これらの細粒分のうち礫中又は砂中に偏在又は点在していた鉄等の微小塊を多く含む細粒分は鉄系細粒分であり、これらの鉄系細粒分の表面に露出している鉄等は湿式破砕機から鉄分除去装置に至る一連の流通過程で比較的多量の有害金属等を吸着する。したがって、鉄分除去装置には、破砕以前に存在した鉄系細粒分と、破砕によって生成された鉄系細粒分とが導入され、これらの鉄系細粒分はいずれもはかなり多量(非鉄系細粒分と比べて)の有害金属等を吸着している。 Then, according to the soil purification system of the present invention, gravel and/or sand is crushed by a wet crusher to generate fine particles, but among these fine particles, uneven distribution in gravel or sand or Fine particles containing a large amount of scattered iron and other small lumps are iron-based fine particles, and iron exposed on the surface of these iron-based fine particles is transferred from the wet crusher to the iron removal device. A relatively large amount of harmful metals and the like are adsorbed in the entire distribution process. Therefore, the iron-based fine particles that were present before the crushing and the iron-based fine particles that were generated by the crushing were introduced into the iron removal device. Adsorbs harmful metals, etc. (compared to fine particles).

かくして、前処理部としての鉄分除去装置では、磁性球とスラッジとが混在する混合物が、ジグザグ状に下降する樋状又は溝状の空中通路を重力により下方に移動する際に、スラッジ中の鉄系細粒分が磁力で磁性球に吸着される。このように、有害金属等の吸着量が多いスラッジ中の鉄系細粒分が磁性球により吸着されてスラッジから除去されるので、スラッジの有害金属等の含有率ないしは保有率を低下させることができる。したがって、鉄分除去装置から排出されたスラッジに化学的処理又は物理化学的処理を施す後処理部に対する有害金属等の負荷を軽減することができる。これにより、化学薬品や吸着剤等の処理剤の必要量ないしは使用量を低減することができ、土壌の処理コストを低減することができる。湿式破砕機及び鉄分除去装置は、物理的な処理を施す機械的な構造のものであり、格別の化学薬品ないしは処理剤を使用しないので、その運転コストは非常に低い。 Thus, in the iron removing device as the pretreatment unit, when the mixture containing the magnetic spheres and the sludge is moved downward due to gravity in the trough-shaped or groove-shaped air passage descending in the zigzag shape, the iron in the sludge is removed. The fine particles of the system are magnetically attracted to the magnetic spheres. As described above, the iron-based fine particles in the sludge having a large amount of adsorbed harmful metals are adsorbed by the magnetic spheres and removed from the sludge, so that the content or retention rate of the harmful metals in the sludge can be reduced. it can. Therefore, it is possible to reduce the load of harmful metals and the like on the post-treatment unit that chemically or physicochemically treats the sludge discharged from the iron removal device. As a result, it is possible to reduce the required amount or use amount of the treatment agent such as the chemical agent or the adsorbent, and it is possible to reduce the soil treatment cost. Since the wet crusher and the iron removing device have a mechanical structure for performing physical treatment and do not use any special chemicals or treating agents, their operating cost is very low.

なお、各磁性球においては、中空球状体の中空部に複数の永久磁石が同一磁性の磁極(例えばN極)が球状体半径方向外向きとなるように装着されているので、磁性球同士は互いに反発しあう。このため、鉄系細粒分吸着装置内、スクリーン装置上あるいはその他の磁性球移動経路においては、磁性球同士が互いに吸着しあって塊状(ブドウの房状)となることはなく、各磁性球は互いに反発し合いながら、適度に離間して円滑に移動することができる。 In each magnetic sphere, a plurality of permanent magnets are mounted in the hollow portion of the hollow sphere so that magnetic poles (for example, N poles) of the same magnetic are directed outward in the radial direction of the sphere. Repel each other. Therefore, in the iron-based fine particle adsorption device, on the screen device, or in other magnetic sphere moving paths, the magnetic spheres do not stick to each other to form lumps (bunches of grapes), and While repulsing each other, they can move smoothly while being appropriately separated.

本発明に係る土壌浄化システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing the schematic structure of the soil purification system concerning the present invention. 土壌浄化システムを構成する鉄分除去装置(前処理部)の模式的な立面図である。It is a typical elevational view of the iron removal apparatus (pretreatment part) which comprises a soil purification system. 鉄分除去装置を構成する鉄系細粒分吸着装置の模式的な立面断面図である。FIG. 3 is a schematic elevational cross-sectional view of an iron-based fine particle content adsorption device that constitutes the iron content removal device. 磁性球の模式的な断面図である。It is a typical sectional view of a magnetic sphere. 遠心分離機の模式的な一部断面立面図である。It is a typical partial section elevation view of a centrifuge. (a)は磁性球搬送コンベア及び直立型ベルトコンベアの一部の模式的な側面図であり、(b)は直立型ベルトコンベアの一部の模式的な側面図であり、(c)は直立型ベルトコンベアの一部の模式的な正面図である。(A) is a typical side view of a part of a magnetic sphere conveyance conveyor and an upright belt conveyor, (b) is a typical side view of a part of an upright belt conveyor, (c) is an upright. It is a typical front view of some mold belt conveyors. (a)は細粒分洗浄装置(後処理部の一部)の模式的な平面図であり、(b)は(a)に示す細粒分洗浄装置のA−A線断面図であり、(c)は細粒分洗浄装置の1つのスラリー通路の立面断面図である。(A) is a schematic plan view of a fine particle cleaning device (a part of a post-treatment part), (b) is a sectional view taken along line AA of the fine particle cleaning device shown in (a), (C) is an elevational sectional view of one slurry passage of the fine particle cleaning device. キレート剤再生装置(後処理部の一部)の模式的な立面図である。It is a typical elevational view of a chelating agent regeneration device (a part of a post-treatment part).

図1に示すように、本発明の実施形態に係る土壌浄化システムSにおいては、有害金属等(有害金属及び/又はその化合物)ないしはこれらのイオンで汚染された地盤の掘削等により採取された土壌(汚染土壌)が、投入ホッパ1に受け入れられる。なお、有害金属としては、例えばクロム、鉛、カドミウム、セレン、水銀、金属砒素などが挙げられる。そして、投入ホッパ1内の土壌は連続的又は間欠的に混合器2に投入され、混合器2に連続的に供給される洗浄水と混合される。ここで、土壌は、礫(例えば、粒径2〜75mm)と、砂(例えば、粒径0.075〜2mm)と、細粒分(例えば、粒径0.075mm以下)とを含み、場合によっては石(例えば、粒径75mm以上)も含むものである。 As shown in FIG. 1, in the soil purification system S according to the embodiment of the present invention, harmful metals and the like (toxic metals and/or their compounds) or soil collected by excavation of the ground contaminated with these ions are used. (Contaminated soil) is received by the input hopper 1. Examples of harmful metals include chromium, lead, cadmium, selenium, mercury, and metal arsenic. Then, the soil in the input hopper 1 is continuously or intermittently charged into the mixer 2 and mixed with the wash water continuously supplied to the mixer 2. Here, the soil includes gravel (for example, a particle size of 2 to 75 mm), sand (for example, a particle size of 0.075 to 2 mm), and fine particles (for example, a particle size of 0.075 mm or less). Some include stones (for example, a particle size of 75 mm or more).

混合器2で生成された土壌と洗浄水とを含む混合物(以下「土壌・水混合物」という。)は、湿式破砕機であるミルブレーカ3に移送される。ミルブレーカ3としては、例えばロッドミルを用いることができる。ロッドミルは、詳しくは図示していないが、ドラムの中に複数のロッド(例えば、10本の75mmφ×2mのスチールロッド)が配置された破砕装置であり、ドラムの回転によってロッドが互いに平行に転動して線接触し、その衝撃力、剪断力、摩擦力等により礫及び砂を(場合によっては石も)破砕して細粒分等の小径の土壌粒子を生成することができるものである。ミルブレーカ3として、ロッドミルのほかにボールミルなども用いることができる。なお、礫及び砂は、その一部が細粒分になるのであって、すべてが細粒分になる訳ではない。 The mixture containing the soil and the wash water (hereinafter referred to as “soil/water mixture”) generated by the mixer 2 is transferred to the mill breaker 3 which is a wet crusher. As the mill breaker 3, for example, a rod mill can be used. Although not shown in detail, the rod mill is a crushing device in which a plurality of rods (for example, 10 steel rods of 75 mmφ×2 m) are arranged in a drum, and the rods are rotated in parallel with each other by the rotation of the drum. It moves and makes line contact, and the impact force, shearing force, frictional force, etc., can crush gravel and sand (and in some cases stones) to produce small-sized soil particles such as fine particles. .. As the mill breaker 3, a ball mill or the like can be used in addition to the rod mill. It should be noted that gravel and sand are partly fine-grained, not all.

かくして、ミルブレーカ3は、混合器2から排出された土壌・水混合物中の礫及び砂を(場合によっては石も)破砕して細粒分等の小径の土壌粒子を生成する。これにより、礫及び砂に吸着され(付着し)又は含まれていた有害金属等が水中に離脱する。このとき、基本的には(後記の鉄等による吸着はさておき)、水中に離脱した有害金属等は、礫及び砂にはほとんど吸着されず、ないしは付着せず、細粒分に集約して吸着され、ないしは付着する(例えば、非特許文献1参照)。 Thus, the mill breaker 3 crushes gravel and sand (and in some cases stones) in the soil/water mixture discharged from the mixer 2 to generate small-sized soil particles such as fine particles. As a result, harmful metals and the like that are adsorbed (adhered) to or contained in the gravel and sand are released into the water. At this time, basically (aside from the adsorption by iron etc. described later), the harmful metals that have been released into the water are hardly adsorbed on the gravel and sand, or do not adhere to them, and are aggregated and adsorbed in the fine particles. Or attached (see, for example, Non-Patent Document 1).

さらに、礫及び砂の内部に偏在又は点在していた鉄等(鉄及び/又は酸化鉄)の微小塊が表面に露出する多数の鉄系細粒分が生成される。一方、一般に鉄等は有害金属等を吸着する性質がある。このため、洗浄水中に存在する有害金属等ないしはこれらのイオンの一部が鉄系細粒分の鉄等の露出面に吸着され、ないしは付着する。その結果、鉄系細粒分の有害金属等の吸着量(付着量)は、非鉄系細粒分の有害金属等の吸着量(付着量)よりかなり多くなる。つまり、ミルブレーカ3から排出される細粒分は、有害金属等の吸着量(付着量)が多い鉄系細粒分と、有害金属等の吸着量(付着量)が少ない非鉄系細粒分とで構成される。なお、破砕以前から存在する鉄系細粒分も、非鉄系細粒分に比べてかなり多くの有害金属等を吸着しているのはもちろんである。 Further, a large number of iron-based fine particles are generated in which minute lumps of iron or the like (iron and/or iron oxide) that are unevenly distributed or scattered inside the gravel and sand are exposed on the surface. On the other hand, iron or the like generally has a property of adsorbing harmful metals or the like. Therefore, harmful metals and the like existing in the washing water or a part of these ions are adsorbed or adhered to the exposed surface of iron or the like of the iron-based fine particles. As a result, the adsorption amount (adhesion amount) of the ferrous fine particles of the harmful metal or the like becomes considerably larger than the adsorption amount (adhesion amount) of the non-ferrous fine particles of the harmful metal or the like. In other words, the fine particles discharged from the mill breaker 3 include iron-based fine particles having a large adsorption amount (adhesion amount) of harmful metals and non-ferrous fine particles having a small adsorption amount (adhesion amount) of harmful metals. Composed of and. It is needless to say that the iron-based fine particles existing before the crushing also adsorb a considerable amount of harmful metals and the like as compared with the non-iron-based fine particles.

このように有害金属等を吸着している鉄系細粒分は、後で説明するように、鉄分除去装置12によって除去される。一方、鉄等(鉄及び/又は酸化鉄)が有害金属等を吸着する性質を有することは一般に知られており、この性質を利用して、有害金属等を含むスラッジに鉄粉ないしは酸化鉄の粉末を添加することにより、スラッジから有害金属等を除去するようした「鉄粉法」が種々提案されている(例えば、特許文献3〜4、非特許文献2参照)。しかしながら、本発明のように、礫及び砂を破砕することにより、表面にフレッシュな(まだ有害金属等を吸着していない)鉄等の微小塊が露出した鉄系細粒分を生成し、これらの露出した鉄等の微小塊(鉄系細粒分)に有害金属等を吸着させるようにした有害金属等の処理手法は、本願の出願人ないし発明者以外の者によっては未だ提案されていない。 The iron-based fine particles adsorbing the harmful metals and the like are removed by the iron removing device 12 as described later. On the other hand, it is generally known that iron and the like (iron and/or iron oxide) has a property of adsorbing harmful metals and the like, and by utilizing this property, sludge containing harmful metals and the like can be treated with iron powder or iron oxide. Various "iron powder methods" have been proposed in which harmful metals and the like are removed from sludge by adding powder (see, for example, Patent Documents 3 to 4 and Non-Patent Document 2). However, as in the present invention, by crushing gravel and sand, iron-based fine particles in which fine lumps of fresh iron (which have not yet adsorbed harmful metals etc.) are exposed on the surface are generated, A method of treating harmful metals or the like by adsorbing harmful metals or the like to exposed iron microparticles (fine iron-based particles) has not been proposed by anyone other than the applicant or the inventor of the present application. ..

ミルブレーカ3から排出された土壌・水混合物はトロンメル4に導入される。トロンメル4は、詳しくは図示していないが、水を貯留することができる受槽と、水平面に対して傾斜して配置された略円筒形のドラムスクリーンとを有する篩分装置であって、ドラムスクリーンは、モータによりその中心軸(円筒の中心軸)まわりに回転することができるようになっている。また、ドラムスクリーン内に、洗浄水をスプレー状で噴射することができるようになっている。 The soil/water mixture discharged from the mill breaker 3 is introduced into the trommel 4. Although not shown in detail, the trommel 4 is a sieving device having a receiving tank capable of storing water, and a substantially cylindrical drum screen arranged to be inclined with respect to the horizontal plane. Can be rotated about its central axis (the central axis of the cylinder) by a motor. Further, cleaning water can be sprayed in the drum screen.

トロンメル4の回転しているドラムスクリーンの内部を土壌・水混合物が流れる際に、ドラムスクリーンの網目より細かい土壌粒子は、洗浄水とともにドラムスクリーンの網目を通り抜け、ドラムスクリーン外に出て受槽内に入る。他方、ドラムスクリーンの網目より粗い土壌粒子は、ドラムスクリーンの網目を通り抜けることができないので、ドラムスクリーンの下側の開口端を経由して、ドラムスクリーン外に排出される。 When the soil/water mixture flows inside the rotating drum screen of the Trommel 4, the soil particles smaller than the mesh of the drum screen pass through the mesh of the drum screen together with the washing water, and go out of the drum screen to the inside of the receiving tank. to go into. On the other hand, soil particles coarser than the mesh of the drum screen cannot pass through the mesh of the drum screen, and are discharged to the outside of the drum screen via the opening end on the lower side of the drum screen.

トロンメル4では、ドラムスクリーンの網目の分級径(目開き)は、粒径が2mm未満の土壌粒子、すなわち砂及び細粒分がドラムスクリーンの網目を通り抜けるように設定されている。したがって、このトロンメル4では、粒径が2mm以上の土壌粒子である礫が(場合によっては石も)土壌・水混合物から分離される。前記のとおり、水中に離脱した有害金属等は礫及び砂にはほとんど吸着されず、ないしは付着しないので、トロンメル4で分離された礫はほぼ清浄なものであり、例えばコンクリート用の骨材等として用いることができる。なお、トロンメル4のドラムスクリーンの網目の寸法(目開き)は前記のものに限定されるわけではなく、得ようとする土壌粒子の粒径に応じて、任意に設定することができるのはもちろんである。 In Trommel 4, the classification diameter (opening) of the mesh of the drum screen is set so that soil particles having a particle size of less than 2 mm, that is, sand and fine particles, pass through the mesh of the drum screen. Therefore, in this trommel 4, the gravel which is a soil particle with a particle size of 2 mm or more (and also stone in some cases) is separated from the soil-water mixture. As described above, the harmful metals and the like released in the water are hardly adsorbed on or adhered to the gravel and sand, so the gravel separated by the trommel 4 is almost clean, for example, as an aggregate for concrete. Can be used. In addition, the mesh size (opening) of the drum screen of the Trommel 4 is not limited to the above-mentioned one, and can be set arbitrarily according to the particle size of the soil particles to be obtained. Is.

トロンメル4の受槽内に収容された粒径が2mm未満の土壌粒子、すなわち砂及び細粒分と、洗浄水とを含む土壌・水混合物はサイクロン5(液体サイクロン)に導入される。サイクロン5は、詳しくは図示していないが、下方に向かって狭まる略円錐状のシリンダ内に土壌・水混合物をポンプで圧送して旋回流を生じさせ、これによって生じる遠心力を利用して、土壌・水混合物を、比較的粒径が小さい細粒分(例えば、粒径0.075mm未満)と水の混合物と、比較的粒径が大きい砂(例えば、粒径0.075mm以上)と水の混合物とに分離する。 A soil/water mixture containing soil particles having a particle size of less than 2 mm, that is, sand and fine particles, and washing water, which are accommodated in the receiving tank of the trommel 4, is introduced into a cyclone 5 (a liquid cyclone). Although not shown in detail, the cyclone 5 pumps the soil-water mixture into a substantially conical cylinder that narrows downward to generate a swirling flow, and utilizes the centrifugal force generated by this to generate a swirling flow. The soil/water mixture is a mixture of fine particles having a relatively small particle size (for example, a particle size of less than 0.075 mm) and water, and sand having a relatively large particle size (for example, a particle size of 0.075 mm or more) and water. And a mixture of.

そして、細粒分と水の混合物(以下「細粒分含有水」という。)はサイクロン5の上端部から排出され、比較的粒径が大きい砂と水の混合物はサイクロン5の下端部から排出される。ここで、サイクロン5の下端部から排出された砂は、前記のとおり有害金属等をほとんど含んでいないので、水切りないしは乾燥処理を施して再生砂として利用される。他方、細粒分含有水はPH調整槽6に移送される。 A mixture of fine particles and water (hereinafter referred to as “fine particle-containing water”) is discharged from the upper end of the cyclone 5, and a mixture of sand and water having a relatively large particle diameter is discharged from the lower end of the cyclone 5. To be done. Here, since the sand discharged from the lower end of the cyclone 5 contains almost no harmful metals and the like as described above, it is drained or dried and used as recycled sand. On the other hand, the water containing fine particles is transferred to the pH adjusting tank 6.

PH調整槽6では、細粒分含有水のpH(水素指数)が、酸液(例えば、硫酸、塩酸)及びアルカリ液(例えば、水酸化ナトリウム水溶液)を用いて、ほぼ中性となるように調整される。なお、図示していないが、PH調整槽6では、細粒分含有水のpHは、pHメータ等を備えたpH自動制御装置により自動的に調整される。 In the pH adjusting tank 6, the pH (hydrogen index) of the water containing fine particles is made almost neutral by using an acid solution (eg, sulfuric acid, hydrochloric acid) and an alkaline solution (eg, sodium hydroxide aqueous solution). Adjusted. Although not shown, in the pH adjusting tank 6, the pH of the water containing fine particles is automatically adjusted by an automatic pH controller including a pH meter or the like.

PH調整槽6でpHが調整された細粒分含有水は凝集槽7に導入される。凝集槽7では、細粒分含有水にポリ塩化アルミニウム(PAC)水溶液と、高分子凝集剤と、pH調整剤(酸性液又はアルカリ性液)とが添加される。これにより、凝集槽7内に非水溶性の金属水酸化物と細粒分とが混在する多数のフロックが生成される。 The fine particle-containing water whose pH has been adjusted in the pH adjusting tank 6 is introduced into the aggregating tank 7. In the aggregating tank 7, a polyaluminum chloride (PAC) aqueous solution, a polymer aggregating agent, and a pH adjusting agent (acidic liquid or alkaline liquid) are added to the water containing fine particles. As a result, a large number of flocs in which the water-insoluble metal hydroxide and the fine particles are mixed are generated in the flocculation tank 7.

凝集槽7内の細粒分含有水(フロックを含む)はシックナ8(重力沈降槽)に導入される。シックナ8は、詳しくは図示していないが、細粒分含有水がほぼ静止している状態で非水溶性のフロックないしは細粒分を重力により沈降させ、下部に位置するスラッジ層(例えば、固形分の比率が5〜10%)と、上部に位置しほとんどフロックないしは細粒分を含まない上澄水(洗浄水)とを形成する。なお、上澄水の表面に浮上油が浮遊している場合、この浮上油は、少量の上澄水をシックナ8の上部から溢流させることにより除去される。 The water containing fine particles (including flocs) in the flocculation tank 7 is introduced into the thickener 8 (gravity settling tank). The thickener 8 is not shown in detail, but the water-insoluble flocs or fine particles are allowed to settle by gravity while the water containing fine particles is almost stationary, and the sludge layer (for example, solid matter) located at the bottom is Minute ratio of 5 to 10%) and supernatant water (washing water) located at the top and containing almost no flocs or fine particles. When floating oil floats on the surface of the supernatant water, this floating oil is removed by overflowing a small amount of the supernatant water from the upper portion of the thickener 8.

シックナ8内の上澄水は、洗浄水槽10に導入され、一時的に貯留される。洗浄水槽10が満杯になったときには予備水槽11が使用される。洗浄水層10ないしは予備水槽11に貯留されている洗浄水は、循環水として混合器2及びトロンメル4に供給される。洗浄水槽10に貯留されている洗浄水が、蒸発等により減少したときには、適宜に水道水が補給される。他方、シックナ8の下部に沈殿ないしは滞留しているスラッジは、中間タンク9に移送され、一時的に貯留される。なお、投入ホッパ1から中間タンク9に至る一連の装置1〜9は、土壌浄化システムSの土壌分級部の構成要素である。 The supernatant water in the thickener 8 is introduced into the wash water tank 10 and temporarily stored. The spare water tank 11 is used when the cleaning water tank 10 is full. The wash water stored in the wash water layer 10 or the preliminary water tank 11 is supplied to the mixer 2 and the trommel 4 as circulating water. When the amount of cleaning water stored in the cleaning water tank 10 decreases due to evaporation or the like, tap water is appropriately replenished. On the other hand, the sludge that has settled or accumulated in the lower part of the thickener 8 is transferred to the intermediate tank 9 and temporarily stored. The series of devices 1 to 9 from the input hopper 1 to the intermediate tank 9 are components of the soil classification unit of the soil purification system S.

中間タンク9内のスラッジは、前処理部としての鉄分除去装置12に移送される。鉄分除去装置12は、スラッジから鉄系細粒分を磁力で吸着して除去することにより、スラッジの有害金属等の含有率を低下させる。鉄分除去装置12から排出された鉄系細粒分は、例えば製鉄業者等に供給され、製鉄原料として利用される。鉄分除去装置12から排出されたスラッジは、細粒分洗浄装置13と、濾過装置14と、清澄濾過器15と、逆浸透膜分離装置16と、キレート剤再生装置17とによって処理され、有害金属等をほとんど含まないほぼ清浄な細粒分と、キレート洗浄液とが生成される。なお、これらの装置13〜17は、土壌浄化システムSの後処理部の構成要素であるが、その具体的な構成及び機能は、後で詳しく説明する。 The sludge in the intermediate tank 9 is transferred to the iron removal device 12 as a pretreatment section. The iron removing device 12 reduces the content of harmful metals and the like in the sludge by magnetically adsorbing and removing the iron-based fine particles from the sludge. The iron-based fine particles discharged from the iron removing device 12 are supplied to, for example, a steel manufacturer and used as a raw material for iron manufacturing. The sludge discharged from the iron removing device 12 is treated by the fine particle cleaning device 13, the filtering device 14, the clarification filter 15, the reverse osmosis membrane separating device 16 and the chelating agent regenerating device 17 to remove harmful metals. Almost clean fine particles containing almost no etc. and a chelate cleaning liquid are produced. Although these devices 13 to 17 are components of the post-treatment unit of the soil purification system S, their specific configurations and functions will be described in detail later.

以下、図2〜図6を参照しつつ前処理部としての鉄分除去装置12の具体的な構成及び機能を説明する。
図2に示すように、鉄分除去装置12は、その主たる構成要素として、複数(多数)の磁性球20とシックナ8(図1参照)から排出されたスラッジとを接触させる鉄系細粒分吸着装置18と、鉄系細粒分吸着装置18から排出された磁性球20とスラッジの混合物(混成物)を磁性球20とスラッジとに分離するスクリーン装置19と、スクリーン装置19から受け入れた磁性球20から鉄系細粒分を除去する遠心分離機22と、遠心分離機22から排出された磁性球20を鉄系細粒分吸着装置18に返送する磁性球返送装置23とを備えている。
Hereinafter, the specific configuration and function of the iron removal device 12 as the pretreatment unit will be described with reference to FIGS. 2 to 6.
As shown in FIG. 2, the iron content removing device 12 has, as its main component, an iron-based fine particle content adsorption device that brings a plurality (a large number) of magnetic spheres 20 into contact with sludge discharged from the thickener 8 (see FIG. 1). Device 18, screen device 19 for separating a mixture (composite) of magnetic spheres 20 and sludge discharged from the iron-based fine particle adsorption device 18 into magnetic spheres 20 and sludge, and magnetic spheres received from the screen device 19. A centrifugal separator 22 for removing iron-based fine particles is provided from 20, and a magnetic sphere returning device 23 for returning the magnetic spheres 20 discharged from the centrifugal separator 22 to the iron-based fine particle adsorption device 18.

さらに、鉄分除去装置12は、それぞれ、鉄系細粒分吸着装置18、遠心分離機22又は磁性球返送装置23に供給される磁性球20を一時的に貯留する第1〜第3磁性球貯留容器24〜26と、スクリーン装置19から流下したスラッジを一時的に貯留するスラッジ貯留槽27とを備えている。なお、磁性球20は、後で説明するように、中空球状体29の中空部に複数の永久磁石30が同一磁性の磁極(N極又はS極)が球状体半径方向外向きとなるように装着されてなるものである(図4参照)。 Further, the iron removing device 12 temporarily stores the magnetic spheres 20 supplied to the iron-based fine particle adsorbing device 18, the centrifuge 22, or the magnetic sphere returning device 23, respectively. The containers 24 to 26 and a sludge storage tank 27 for temporarily storing the sludge flowing down from the screen device 19 are provided. As will be described later, in the magnetic sphere 20, a plurality of permanent magnets 30 have magnetic poles (N poles or S poles) of the same magnet in the hollow portion of the hollow spherical body 29 so as to face outward in the radial direction of the spherical body. It is mounted (see FIG. 4).

図3に示すように、鉄系細粒分吸着装置18は、平面視ではほぼ重なり合う位置ないしは同一の位置において空中に配置され、上下方向に関しては上側から下側に向かって順に並ぶ、それぞれ直線状に伸びる第1〜第4チャンネル部材100〜103を備えている。なお、以下では、鉄系細粒分吸着装置18内における位置関係を簡潔に示すため、便宜上、平面視で各チャンネル部材100〜103の伸びる方向に関して、第2磁性球貯留容器25が位置する側(図3中では左側)を「左」といい、これと反対側すなわち第1磁性球貯留容器24が位置する側(図3中で右側)を「右」ということにする(図2参照)。 As shown in FIG. 3, the iron-based fine particle adsorption device 18 is arranged in the air at a position where they are substantially overlapped with each other or in the same position in a plan view, and they are arranged linearly in the vertical direction from the upper side to the lower side. The first to fourth channel members 100 to 103 extending in the direction of the arrow are provided. Note that, in the following, for the sake of simplicity, the positional relationship within the iron-based fine particle adsorption device 18 will be described. (The left side in FIG. 3) is referred to as “left”, and the opposite side, that is, the side where the first magnetic sphere storage container 24 is located (right side in FIG. 3) is referred to as “right” (see FIG. 2). ..

詳しくは図示していないが、各チャンネル部材100〜103は、上部が開放された樋状ないしは溝状の部材であり、その底面及び両側面によって形成された通路を、磁性球20とスラッジの混合物が、側方に逸脱ないしは脱落することなく移動(転動ないしは流動)することができるようになっている。最も上側に位置する第1チャンネル部材100は、左に向かって下降傾斜するように配置され、その左端部には、第1チャンネル部材100内を左向きに移動した磁性球20とスラッジの混合物を下方に自由落下させる開口部100aが設けられている。開口部100aは、そのすぐ下側の第2チャンネル部材101の左端部のやや右側に位置しているので、開口部100aから排出された磁性球20とスラッジの混合物は第2チャンネル部材101内に落下ないしは流下する。 Although not shown in detail, each of the channel members 100 to 103 is a trough-shaped or groove-shaped member having an open upper portion, and a passage formed by the bottom surface and both side surfaces of the channel member 100 to 103 is a mixture of the magnetic spheres 20 and the sludge. However, it is possible to move (roll or flow) without deviating to the side or falling off. The first channel member 100 located on the uppermost side is arranged so as to descend and incline toward the left, and a mixture of the magnetic spheres 20 and sludge that has moved leftward in the first channel member 100 is provided at the left end portion thereof. An opening 100a is provided for free fall. Since the opening 100a is located slightly to the right of the left end of the second channel member 101 immediately below the opening 100a, the mixture of the magnetic spheres 20 and the sludge discharged from the opening 100a enters the second channel member 101. It falls or flows down.

第2チャンネル部材101は、右に向かって下降傾斜するように配置され、その右端部には、第1チャンネル部材100と同様に開口部101aが設けられている。開口部101aは、そのすぐ下側の第3チャンネル部材101の右端部のやや左側に位置しているので、開口部101aから排出された磁性球20とスラッジの混合物は第3チャンネル部材102内に落下ないしは流下する。第3チャンネル部材102は、左に向かって下降傾斜するように配置され、その左端部には、第1チャンネル部材100と同様に開口部102aが設けられている。開口部102aは、そのすぐ下側の第4チャンネル部材103の左端部のやや右側に位置しているので、開口部102aから排出された磁性球20とスラッジの混合物は第4チャンネル部材103内に落下ないしは流下する。 The second channel member 101 is arranged so as to be inclined downward to the right, and an opening portion 101a is provided at the right end portion thereof similarly to the first channel member 100. Since the opening 101a is located slightly to the left of the right end of the third channel member 101 immediately below the opening 101a, the mixture of the magnetic spheres 20 and the sludge discharged from the opening 101a enters the third channel member 102. It falls or flows down. The third channel member 102 is arranged so as to descend and incline toward the left, and an opening 102a is provided at the left end thereof, like the first channel member 100. Since the opening 102a is located slightly to the right of the left end of the fourth channel member 103 immediately below the opening 102a, the mixture of the magnetic spheres 20 and the sludge discharged from the opening 102a enters the fourth channel member 103. It falls or flows down.

第4チャンネル部材103は、右に向かって下降傾斜するように配置され、その右端部には、第1チャンネル部材100と同様に開口部103aが設けられている。開口部103aは、その下方に位置するスクリーン装置19の右端部のやや左側に位置しているので、開口部103aから排出された磁性球20とスラッジの混合物はスクリーン装置19のスクリーン上に落下する(図2参照)。このように、第1〜第4直線状チャンネル部材100〜103は、下方に向かってジグザグ状につながるように傾斜して配置されているので、鉄系細粒分吸着装置18には、磁性球20とスラッジの混合物を移動させるジグザグ状に下降する空中通路が形成されている。なお、第1〜第4チャンネル部材100〜103は、磁性球20が吸着しないように非磁性材料ないしは反磁性材料で形成されている。 The fourth channel member 103 is arranged so as to be inclined downward to the right, and an opening portion 103a is provided at the right end portion thereof similarly to the first channel member 100. Since the opening 103a is located slightly to the left of the right end of the screen device 19 located therebelow, the mixture of the magnetic spheres 20 and sludge discharged from the opening 103a falls on the screen of the screen device 19. (See Figure 2). As described above, since the first to fourth linear channel members 100 to 103 are arranged so as to be inclined downward so as to be connected in a zigzag shape, the iron-based fine particle adsorption device 18 is provided with magnetic spheres. A zigzag descending air passage for moving the mixture of 20 and sludge is formed. The first to fourth channel members 100 to 103 are made of a non-magnetic material or a diamagnetic material so that the magnetic spheres 20 will not be attracted.

かくして、第1磁性球貯留容器24(図2参照)から排出された多数の磁性球20とシックナ8(図1参照)から排出されたスラッジとが、第1チャンネル部材100の右端部近傍に供給されると、磁性球20とスラッジの混合物は、順に、第1〜第4チャンネル部材100〜103によって形成されたジグザグ状に下降する空中通路を重力で移動(転動ないしは流動)する。その際、スラッジ中の有害金属等を吸着し又は有害金属等が付着している鉄系細粒分が磁性球20の外周面に磁力で吸着される。これにより、スラッジの有害金属等の含有率が低減される。 Thus, the large number of magnetic spheres 20 discharged from the first magnetic sphere storage container 24 (see FIG. 2) and the sludge discharged from the thickener 8 (see FIG. 1) are supplied to the vicinity of the right end portion of the first channel member 100. Then, the mixture of the magnetic spheres 20 and the sludge sequentially moves (rolls or flows) by gravity in the zigzag downward air passage formed by the first to fourth channel members 100 to 103. At this time, iron-based fine particles adsorbing harmful metals or the like in the sludge or adhering harmful metals or the like are adsorbed to the outer peripheral surface of the magnetic sphere 20 by magnetic force. As a result, the content of harmful metals and the like in the sludge is reduced.

図4に示すように、磁性球20は、概略的には、中空球状体29の中空部に複数の永久磁石30が、それぞれのN極が球状体半径方向外向きとなるように装着されたものである。なお、磁性球20は、各永久磁石30がそれぞれのS極が球状体半径方向外向きとなるように装着されたものであってもよい。具体的には、各永久磁石30は、中空球状の磁石保持部材31に形成された磁石保持穴32に嵌入されている。そして、永久磁石30を伴った磁石保持部材31が中空球状体29の中空部に嵌入されている。換言すれば、該磁石保持部材31の周面に中空球状体29が外嵌され、ないしは該磁石保持部材31の周面が中空球状体29によって被覆されている。 As shown in FIG. 4, in the magnetic sphere 20, a plurality of permanent magnets 30 are roughly mounted in the hollow portion of the hollow spherical body 29 such that the N poles of the permanent magnets 30 are outward in the radial direction of the spherical body. It is a thing. The magnetic sphere 20 may be one in which each of the permanent magnets 30 is mounted so that the S pole thereof faces outward in the radial direction of the spherical body. Specifically, each permanent magnet 30 is fitted in a magnet holding hole 32 formed in a hollow spherical magnet holding member 31. The magnet holding member 31 with the permanent magnet 30 is fitted in the hollow portion of the hollow spherical body 29. In other words, the hollow spherical body 29 is fitted onto the peripheral surface of the magnet holding member 31, or the peripheral surface of the magnet holding member 31 is covered with the hollow spherical body 29.

磁石保持部材31に形成された磁石保持穴32は、磁性球中心方向に向かって横断面積が狭まるテーパ状の穴であり、永久磁石30は磁石保持穴32と嵌合ないしは整合する形状(相補形)に形成されている。このため、磁石保持部材31の外側から永久磁石30を磁石保持穴32に嵌入ないしは挿入することにより、磁石保持部材31に永久磁石30を容易に装着することができる。磁石保持部材31に装着された状態において径方向外側に位置する方の永久磁石30の端面の形状は、磁石保持部材31の外周面と整合する曲面(球面の一部)であるのが好ましい。このようにすれば、永久磁石30と磁石保持部材31の集合体の外周面は球形となり、該集合体と中空球状体29とを密接させることができる。 The magnet holding hole 32 formed in the magnet holding member 31 is a tapered hole whose cross-sectional area decreases toward the magnetic sphere center direction, and the permanent magnet 30 has a shape (complementary shape) that fits or aligns with the magnet holding hole 32. ) Is formed. Therefore, by inserting or inserting the permanent magnet 30 into the magnet holding hole 32 from the outside of the magnet holding member 31, the permanent magnet 30 can be easily attached to the magnet holding member 31. The shape of the end surface of the permanent magnet 30 located on the radially outer side when mounted on the magnet holding member 31 is preferably a curved surface (a part of the spherical surface) that matches the outer peripheral surface of the magnet holding member 31. By doing so, the outer peripheral surface of the assembly of the permanent magnets 30 and the magnet holding member 31 becomes spherical, and the assembly and the hollow spherical body 29 can be brought into close contact with each other.

磁性球20の直径(すなわち、中空球状体29の外直径)は、磁性球20の搬送ないしは輸送を容易にするために、例えば3〜5cmとするのが実用的である。また、磁性球20の見かけ密度(ないしは嵩密度)、すなわち磁性球20の質量をその体積で除算した値は、磁性球20をスラッジ中で浮上させることなく可及的に軽量化を図るために、1.1〜1.3g/cmの範囲内とするのが実用的である。なお、磁性球20の見かけ密度は、永久磁石20の大きさ及びその装着数、磁石保持部材31ないしはその中空部の体積等を適切に設定することにより調節ないしは増減するができるので、磁性球20の見かけ密度を1.1〜1.3g/cmに調整するのは容易である。The diameter of the magnetic sphere 20 (that is, the outer diameter of the hollow spherical body 29) is practically set to, for example, 3 to 5 cm in order to facilitate the transportation or transportation of the magnetic sphere 20. Further, the apparent density (or bulk density) of the magnetic spheres 20, that is, the value obtained by dividing the mass of the magnetic spheres 20 by the volume thereof is to reduce the weight as much as possible without levitating the magnetic spheres 20 in the sludge. , 1.1 to 1.3 g/cm 3 is practical. The apparent density of the magnetic spheres 20 can be adjusted or increased/decreased by appropriately setting the size of the permanent magnets 20, the number of the permanent magnets 20 mounted, the volume of the magnet holding member 31 or the hollow portion thereof, and the like. It is easy to adjust the apparent density of 1.1 to 1.3 to 1.3 g/cm 3 .

中空球状体29の材料は、スラッジに対する耐腐食性と適度な機械的強度があれば、とくには限定されないが、ステンレススチール又はアルミニウム(ないしはその合金)を用いるのが実用的である。中空球状体29の厚さは、例えば0.2〜0.5mm程度とするのが好ましい。なお、中空球状体29を、互いに螺合させることができる1対の中空の半球体で構成すれば、磁性球20の製作が容易である。この場合、永久磁石30を装着した磁石保持部材31を一方の半球体に嵌入した上で、この半球体に他方の半球体を螺合させれば磁性球20を容易に組み立てることができ、螺合を解除すれば磁性球20を解体することができる。磁石保持部材31は、例えば熱可塑性樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等)の射出成型により製作することができる。永久磁石20としては、磁石保持穴32に対応するテーパ形状を有し、大径側の端面がN極であり、小径側の端面がS極であるネオジム磁石を用いることができる。なお、大径側の端面がS極であり、小径側の端面がN極であるネオジム磁石を用いてもよい。 The material of the hollow spherical body 29 is not particularly limited as long as it has corrosion resistance against sludge and appropriate mechanical strength, but it is practical to use stainless steel or aluminum (or its alloy). The thickness of the hollow spherical body 29 is preferably, for example, about 0.2 to 0.5 mm. It should be noted that if the hollow spherical body 29 is composed of a pair of hollow hemispheres that can be screwed together, the magnetic sphere 20 can be easily manufactured. In this case, the magnetic sphere 20 can be easily assembled by inserting the magnet holding member 31 with the permanent magnet 30 fitted into one hemisphere and then screwing the other hemisphere into this hemisphere. The magnetic sphere 20 can be disassembled if the combination is released. The magnet holding member 31 can be manufactured by injection molding of a thermoplastic resin (for example, polyethylene, polypropylene, etc.). As the permanent magnet 20, it is possible to use a neodymium magnet having a tapered shape corresponding to the magnet holding hole 32, an end surface on the large diameter side having an N pole, and an end surface on the small diameter side having an S pole. A neodymium magnet whose end face on the large diameter side has an S pole and whose end face on the small diameter side has an N pole may be used.

再び図2に示すように、スクリーン装置19は、鉄系細粒分吸着装置18から排出された磁性球20とスラッジの混合物を受け入れて、磁性球20とスラッジとに分離(スクリーニング)する。詳しくは図示していないが、スクリーン装置19は、鉄系細粒分吸着装置18の下側で、第2磁性球貯留容器25に向かって下降しつつ傾斜して延びる網目状ないしは格子状のスクリーンを有する。このスクリーンの目の開き(開口寸法)は、磁性球20が通り抜けることができない寸法となっている。 As shown in FIG. 2 again, the screen device 19 receives the mixture of the magnetic spheres 20 and the sludge discharged from the iron-based fine particle adsorption device 18, and separates (screens) the magnetic spheres 20 and the sludge. Although not shown in detail, the screen device 19 is a mesh-like or lattice-like screen below the iron-based fine particle adsorbing device 18 and extending obliquely while descending toward the second magnetic sphere storage container 25. Have. The openings (opening size) of the screen are such that the magnetic spheres 20 cannot pass through.

鉄系細粒分吸着装置18からスクリーン上に磁性球20とスラッジとが混在する混合物が落下ないしは流下したときには、磁性球20は傾斜しているスクリーン上を転動して第2磁性球貯留容器25内に落下する。他方、スラッジは、スクリーンの網目ないしは開き目を通り抜けて下方に流下し、スラッジ貯留槽27に収容される。なお、鉄分除去装置12には、スラッジ貯留槽27内のスラッジを細粒分洗浄装置13(図1参照)に輸送するためのスラッジポンプ34が設けられている。 When the mixture containing the magnetic spheres 20 and the sludge is dropped or flows from the iron-based fine particle adsorption device 18 onto the screen, the magnetic spheres 20 roll on the inclined screen and the second magnetic sphere storage container. Drop into 25. On the other hand, the sludge passes through the mesh or opening of the screen, flows down, and is stored in the sludge storage tank 27. The iron removing device 12 is provided with a sludge pump 34 for transporting the sludge in the sludge storage tank 27 to the fine particle cleaning device 13 (see FIG. 1).

鉄系細粒分吸着装置18の上方には第1磁性球貯留容器24が配置され、第1磁性球貯留容器24の下端部(底部)には、その開度を自在に調節することができる開閉扉24aが付設されている。開閉扉の24aの開度を調節することにより、第1磁性球貯留容器24内に貯留されている磁性球20を、所望の通過量(流量)で下方に排出して鉄系細粒分吸着装置18の第1チャンネル部材100に供給することができる。 The first magnetic sphere storage container 24 is arranged above the iron-based fine particle adsorption device 18, and the opening degree of the first magnetic sphere storage container 24 can be freely adjusted at the lower end portion (bottom portion) thereof. An opening/closing door 24a is attached. By adjusting the opening degree of the opening/closing door 24a, the magnetic spheres 20 stored in the first magnetic sphere storage container 24 are discharged downward at a desired passage amount (flow rate) to adsorb iron-based fine particles. It can be supplied to the first channel member 100 of the device 18.

スクリーン装置19の下向きに傾斜するスクリーンの先端部(下端部)の下方には第2磁性球貯留容器25が配置され、スクリーン装置19のスクリーン上を転動した磁性球20は、スクリーンの先端部から重力で落下して第2磁性球貯留容器25に収容されるようになっている。なお、磁性球同士は磁力(斥力)で反発しあうので、磁性球20が移動時に塊状ないしはブドウの房状となって集合することはなく、円滑かつ迅速に移動することができる(磁性球20が、ある装置ないしは容器内で移動し、又は他の装置ないしは容器に移動する場合も同様である。)。 The second magnetic sphere storage container 25 is arranged below the front end (lower end) of the screen device 19 which is inclined downward, and the magnetic sphere 20 rolled on the screen of the screen device 19 is the front end part of the screen. It falls by gravity and is accommodated in the second magnetic sphere storage container 25. Since the magnetic spheres repel each other by a magnetic force (repulsive force), the magnetic spheres 20 do not aggregate in a lump or a tuft of grapes during movement, and can move smoothly and quickly (the magnetic sphere 20). However, the same applies when moving within a device or container, or moving to another device or container).

第2磁性球貯留容器25の下方には遠心分離機22が配置されている。遠心分離機22は、鉄系細粒分吸着装置18から排出されスクリーン装置19を経由して第2磁性球貯留容器25内に一時的に貯留された磁性球20を間欠的に回分式(バッチ式)で受け入れて、遠心力により磁性球20から鉄系細粒分を離脱させる。第2磁性球貯留容器25の下端部(底部)には、その内部に貯留している磁性球20を随時に落下させて遠心分離機22に供給するための開閉扉25aが付設されている。 The centrifugal separator 22 is arranged below the second magnetic sphere storage container 25. The centrifuge 22 intermittently batch-processes the magnetic spheres 20 discharged from the iron-based fine particle adsorption device 18 and temporarily stored in the second magnetic sphere storage container 25 via the screen device 19. Formula) and the iron-based fine particles are separated from the magnetic spheres 20 by the centrifugal force. The second magnetic sphere storage container 25 is provided at the lower end (bottom) with an opening/closing door 25a for dropping the magnetic sphere 20 stored therein and supplying it to the centrifuge 22 at any time.

図5に示すように、遠心分離機22は、略円筒状の容器であるハウジング35と、ハウジング35内において該ハウジング35と同軸状に配置され、ハウジング35に固定されたベアリング装置36によってハウジング中心軸まわりに回転自在に支持された回転筒37とを備えている。回転筒37の上端部と下端部とには、それぞれ、随時に開閉することができる上側開閉扉37aと下側開閉扉37bとが付設されている。回転筒37の円周部(側部)は、磁性球20が通り抜けることができない目開きの多数の開口部を備えた円筒状の網状部材ないしは格子状部材で形成されている。回転筒37は、歯車機構38を介してモータ39によって回転駆動される。なお、歯車機構38に代えてベルト・プーリ機構を用いてもよい。また、ハウジング35内には、高速回転する回転筒37から遠心力により水平方向に飛来する鉄系細粒分の粒子を受け止めて落下させる中空円錐台状のバッフル40(傘状の邪魔板)が配置されている。 As shown in FIG. 5, the centrifuge 22 has a housing 35, which is a substantially cylindrical container, and a bearing device 36 that is arranged coaxially with the housing 35 in the housing 35 and is fixed to the housing 35. The rotary cylinder 37 is rotatably supported around the axis. An upper opening/closing door 37a and a lower opening/closing door 37b that can be opened and closed at any time are attached to the upper end and the lower end of the rotary cylinder 37, respectively. The circumferential portion (side portion) of the rotary cylinder 37 is formed of a cylindrical mesh member or lattice member having a large number of openings with which the magnetic sphere 20 cannot pass. The rotary cylinder 37 is rotationally driven by a motor 39 via a gear mechanism 38. A belt/pulley mechanism may be used instead of the gear mechanism 38. Further, inside the housing 35, there is provided a hollow truncated cone-shaped baffle 40 (umbrella-shaped baffle plate) for receiving and dropping iron-based fine grain particles flying horizontally from a rotating cylinder 37 rotating at high speed by centrifugal force. It is arranged.

図2から明らかなとおり、遠心分離機22の下方には第3磁性球貯留容器26が配置され、回転筒37の停止時において下側開閉扉37b(図5参照)が開かれたときには、回転筒37内の磁性球20が重力で落下して第3磁性球貯留容器26に収容される。第3磁性球貯留容器26の下端部には、開度を自在に調節することができる開閉扉26aが付設されている。開閉扉の26aの開度を調節することにより、第3磁性球貯留容器26内の磁性球20を、所望の通過量(流量)で連続的に下方に排出する(落下させる)ことができる。 As is clear from FIG. 2, the third magnetic sphere storage container 26 is disposed below the centrifuge 22, and when the lower opening/closing door 37b (see FIG. 5) is opened when the rotary cylinder 37 is stopped, the third magnetic sphere storage container 26 is rotated. The magnetic sphere 20 in the cylinder 37 falls by gravity and is housed in the third magnetic sphere storage container 26. At the lower end of the third magnetic sphere storage container 26, an opening/closing door 26a whose opening can be freely adjusted is attached. By adjusting the opening degree of the opening/closing door 26a, the magnetic spheres 20 in the third magnetic sphere storage container 26 can be continuously discharged (dropped) downward at a desired passage amount (flow rate).

第3磁性球貯留容器26の下側には、第3磁性球貯留容器26から連続的に排出された磁性球20をベルト41a(無端ベルト)の上に受け取り、ベルト41aで水平方向に輸送して直立型ベルトコンベア42に供給する水平型ベルトコンベア41が設けられている。水平型ベルトコンベア41は、その一方の端部(磁性球輸送方向に関して上流端)が第3磁性球貯留容器26の下端部近傍に位置し、他方の端部(磁性球輸送方向に関して下流端)が直立型ベルトコンベア42の下端部近傍に位置するように配置されている。なお、水平型ベルトコンベア41及び直立型ベルトコンベア42は磁性球返送装置23の構成要素である。 Below the third magnetic sphere storage container 26, the magnetic spheres 20 continuously discharged from the third magnetic sphere storage container 26 are received on a belt 41a (endless belt) and transported horizontally by the belt 41a. A horizontal belt conveyor 41 that supplies the upright belt conveyor 42 to the upright belt conveyor 42 is provided. The horizontal belt conveyor 41 has one end portion (upstream end in the magnetic sphere transportation direction) located near the lower end portion of the third magnetic sphere storage container 26 and the other end portion (downstream end in the magnetic sphere transportation direction). Is arranged near the lower end of the upright belt conveyor 42. The horizontal belt conveyor 41 and the upright belt conveyor 42 are constituent elements of the magnetic ball returning device 23.

ベルト41aは可撓性を有する非磁性体材料(例えば、ゴム)で形成されている。そして、ベルト41aの両側にはそれぞれ、ベルト側部に近接して配置され、ベルト上の磁性球20がベルト側部から脱落するのを防止するための側板(図示せず)が設けられている。なお、側板を設けず、ベルト41aの両側部に、適度な高さ(例えば、1〜2cm)を有し、ベルト伸長方向に伸びる堤状ないしは土手状の突起部を一体形成してもよい。 The belt 41a is made of a flexible non-magnetic material (for example, rubber). Then, on both sides of the belt 41a, side plates (not shown) are provided which are arranged close to the belt side portions and prevent the magnetic balls 20 on the belt from falling off from the belt side portions. .. Alternatively, the side plate may not be provided, and a bank-shaped or bank-shaped protrusion having an appropriate height (for example, 1 to 2 cm) and extending in the belt extension direction may be integrally formed on both sides of the belt 41a.

直立型ベルトコンベア42は、水平型ベルトコンベア41のやや上方に配置された2つの駆動ローラ43a、43bと、駆動ローラ43a、43bの直上で第1磁性球貯留容器24の上端部よりやや高い位置に配置された2つの従動ローラ44a、44bと、駆動ローラ43a、43bと従動ローラ44a、44bとに巻き掛けられた強磁性体材料(例えば、スチール、ステンレススチール等)からなる輪状(無端)の金属ベルト45と、複数のアイドルローラ46とを備えている。 The upright belt conveyor 42 has two drive rollers 43a, 43b arranged slightly above the horizontal belt conveyor 41, and a position just above the drive rollers 43a, 43b and slightly higher than the upper end of the first magnetic sphere storage container 24. A ring-shaped (endless) ring made of a ferromagnetic material (for example, steel, stainless steel, etc.) wound around the two driven rollers 44a and 44b, the drive rollers 43a and 43b, and the driven rollers 44a and 44b. A metal belt 45 and a plurality of idle rollers 46 are provided.

ここで、駆動ローラ43a、43bは、モータ(図示せず)によって反時計回り方向に回転駆動される。これに伴って、金属ベルト45は、駆動ローラ43a、43bと従動ローラ44a、44bの間を、反時計回り方向に周回走行する。ここで、駆動ローラ43a内には、ベルト41a上の磁性球20の金属ベルト45への移動・吸着を助勢するために、複数の永久磁石49(図6参照)が、S極がローラ半径方向外向きとなるように装着されている。 Here, the drive rollers 43a and 43b are rotationally driven counterclockwise by a motor (not shown). Along with this, the metal belt 45 runs counterclockwise between the drive rollers 43a and 43b and the driven rollers 44a and 44b. Here, in the drive roller 43a, a plurality of permanent magnets 49 (see FIG. 6) are provided in order to assist the movement/adsorption of the magnetic balls 20 on the belt 41a to the metal belt 45, and the S pole is in the roller radial direction. It is installed so that it faces outward.

なお、磁性球20において永久磁石30がS極が球状体半径方向外向きとなるように装着されたものである場合は、永久磁石49はN極がローラ半径方向外向きとなるように装着される。アイドルローラ46は、輪状の金属ベルト45の内側の表面(裏面)に当接し、金属ベルト45が所定の走行軌道上を走行するように金属ベルト45の位置ないしは走行経路を規制する。 When the permanent magnet 30 is mounted on the magnetic ball 20 so that the S pole is outward in the radial direction of the spherical body, the permanent magnet 49 is installed so that the N pole is outward in the roller radial direction. It The idle roller 46 contacts the inner surface (back surface) of the ring-shaped metal belt 45, and regulates the position or running path of the metal belt 45 so that the metal belt 45 runs on a predetermined running path.

金属ベルト45が強磁性体材料で形成されているので、磁性球20は金属ベルト45に磁力で付着することができる。磁性球20の永久磁石30(図4参照)の磁気特性ないしは磁気強度は、金属ベルト45が水平方向に伸びている状態において、磁性球20が金属ベルト45の下方に適度な間隔(例えば、5〜15mm)をあけて配置されたときに、磁性球20が重力に抗して上向きに移動して金属ベルト下面に磁力で付着することができるように設定されている。 Since the metal belt 45 is made of a ferromagnetic material, the magnetic spheres 20 can be magnetically attached to the metal belt 45. The magnetic characteristics or magnetic strength of the permanent magnet 30 (see FIG. 4) of the magnetic sphere 20 is such that when the metal belt 45 extends in the horizontal direction, the magnetic sphere 20 is positioned below the metal belt 45 at an appropriate interval (for example, 5). It is set so that the magnetic spheres 20 can move upwards against the gravity and magnetically adhere to the lower surface of the metal belt when they are arranged apart from each other by about 15 mm).

また、水平型ベルトコンベア41は、ベルト41aに載っている磁性球20の頂上部と、直立型ベルトコンベア42の下端部における金属ベルト下面との間に、磁性球20が金属ベルト下面に磁力で付着することができる前記の適度な間隔が生じるように配設されている。したがって、水平型ベルトコンベア41によって直立型ベルトコンベア42の下側に輸送された磁性球20は、順次に金属ベルト下面に磁力で付着する。 Further, in the horizontal belt conveyor 41, the magnetic balls 20 are magnetically applied to the lower surface of the metal belt between the top of the magnetic balls 20 placed on the belt 41a and the lower surface of the metal belt at the lower end of the upright belt conveyor 42. It is arranged so as to have the above-mentioned appropriate spacing which can be attached. Therefore, the magnetic balls 20 transported to the lower side of the upright belt conveyor 42 by the horizontal belt conveyor 41 sequentially adhere to the lower surface of the metal belt by magnetic force.

図6(a)〜(c)に示すように、直立型ベルトコンベア42の金属ベルト45の外側の表面には、金属ベルト45の伸びる方向(走行方向)に、磁性球20の直径よりやや長い間隔をあけて、ベルト幅方向に直線状に伸びる角柱状ないしは角棒状の複数(多数)の磁性球係止部材47が取り付けられている。磁性球係止部材47の材料は、金属ベルト45への取り付け及び取り外しが容易であり(例えば、ねじ止め)、かつ磁性球20との衝突に対する耐久性を有するものであればとくには限定されず、例えば合成樹脂やアルミニウム合金などを用いることができる。 As shown in FIGS. 6A to 6C, the outer surface of the metal belt 45 of the upright belt conveyor 42 is slightly longer than the diameter of the magnetic sphere 20 in the extending direction of the metal belt 45 (traveling direction). A plurality (a large number) of magnetic sphere locking members 47 in the form of prisms or rods extending linearly in the belt width direction are attached at intervals. The material of the magnetic ball locking member 47 is not particularly limited as long as it can be easily attached to and removed from the metal belt 45 (for example, screwed) and has durability against a collision with the magnetic ball 20. For example, synthetic resin or aluminum alloy can be used.

磁性球係止部材47は、金属ベルト45が上下方向に伸びて上向きに走行ないしは移動しているときに、金属ベルト45の表面に磁力で付着している磁性球20が重力で下向きに移動ないしは転動するのを係止する。磁性球係止部材47の金属ベルト表面からの高さないしは突出長は、磁性球20の直径の1/8〜1/4とするのが実用的である。また、金属ベルト45の伸長方向(走行方向)に隣り合う磁性球係止部材47の間隔は、磁性球20の直径の1.2〜1.5倍とするのが実用的である。 When the metal belt 45 extends in the vertical direction and travels or moves upward, the magnetic ball locking member 47 causes the magnetic balls 20 attached to the surface of the metal belt 45 by magnetic force to move downward due to gravity. Stop rolling. It is practical that the height or protrusion length of the magnetic ball locking member 47 from the surface of the metal belt is 1/8 to 1/4 of the diameter of the magnetic ball 20. Further, it is practical that the interval between the magnetic ball locking members 47 adjacent to each other in the extending direction (traveling direction) of the metal belt 45 is 1.2 to 1.5 times the diameter of the magnetic balls 20.

かくして、水平型ベルトコンベア41によって輸送され、直立型ベルトコンベア42の下端部ないしはその近傍で金属ベルト45に磁力で付着した磁性球20は、反時計回り方向に周回走行する金属ベルト45によって、下方に移動ないしは転動することなく直立型ベルトコンベア42の上端部に搬送される。 Thus, the magnetic spheres 20 transported by the horizontal belt conveyor 41 and magnetically attached to the metal belt 45 at or near the lower end portion of the upright belt conveyor 42 are moved downward by the metal belt 45 running in the counterclockwise direction. It is conveyed to the upper end of the upright belt conveyor 42 without moving or rolling.

図2から明らかなとおり、直立型ベルトコンベア42の上端部近傍には、金属ベルト45に磁力で付着している磁性球20を金属ベルト45から離脱させ、第1磁性球貯留容器24に案内するガイド部材48が設けられている。ガイド部材48の直立型ベルトコンベア側の端部は従動ローラ44aの近傍に位置する一方、第1磁性球貯留容器側の端部は第1磁性球貯留容器24の上端部近傍に位置している。そして、ガイド部材48は、直立型ベルトコンベア側から第1磁性球貯留容器側に向かって下向きに傾斜している。なお、ガイド部材48は非磁性材料で形成される。 As is clear from FIG. 2, in the vicinity of the upper end of the upright belt conveyor 42, the magnetic spheres 20 attached to the metal belt 45 by magnetic force are separated from the metal belt 45 and guided to the first magnetic sphere storage container 24. A guide member 48 is provided. The end of the guide member 48 on the upright belt conveyor side is located near the driven roller 44a, while the end of the first magnetic sphere storage container is located near the upper end of the first magnetic sphere storage container 24. .. The guide member 48 is inclined downward from the upright belt conveyor side toward the first magnetic sphere storage container side. The guide member 48 is made of a non-magnetic material.

図2中における位置関係において反時計回り方向に周回走行する金属ベルト45に付着して移動している磁性球20は、従動ローラ44aの近傍でガイド部材48の端部と衝突ないしは接触する。その結果、磁性球20はガイド部材48によって、金属ベルト45から離脱させられ、ガイド部材48の上面を転動して第1磁性球貯留容器24内に落下する。つまり、第3磁性球貯留容器26から下方に連続的に排出された磁性球20は、磁性球返送装置23(水平型ベルトコンベア41、直立型ベルトコンベア42、ガイド部材48)によって第1磁性球貯留容器24に連続的に返送される。 In the positional relationship in FIG. 2, the magnetic sphere 20 attached to and moving on the metal belt 45 running in the counterclockwise direction makes collision or contact with the end of the guide member 48 in the vicinity of the driven roller 44a. As a result, the magnetic sphere 20 is separated from the metal belt 45 by the guide member 48, rolls on the upper surface of the guide member 48, and falls into the first magnetic sphere storage container 24. That is, the magnetic spheres 20 continuously discharged downward from the third magnetic sphere storage container 26 are supplied to the first magnetic spheres by the magnetic sphere returning device 23 (horizontal belt conveyor 41, upright belt conveyor 42, guide member 48). It is continuously returned to the storage container 24.

このように、磁性球20は、順に、第1磁性球貯留容器24と、鉄系細粒分吸着装置18と、スクリーン装置19と、第2磁性球貯留容器25と、遠心分離機22と、第3磁性球貯留容器26と、磁性球返送装置23(水平型ベルトコンベア41、直立型ベルトコンベア42、ガイド部材48)とを循環して移動する。図2中の7つの破線の矢印は、このような磁性球20の移動方向を示している。ここで、磁性球20は、第1磁性球貯留容器24から第2磁性球貯留容器25までは連続的に移動し、第2磁性球貯留容器25から第3磁性球貯留容器26までは間欠的ないしは回分的に移動し、第3磁性球貯留容器26から第1磁性球貯留容器24までは連続的に移動する。 Thus, the magnetic spheres 20 are, in order, the first magnetic sphere storage container 24, the iron-based fine particle adsorption device 18, the screen device 19, the second magnetic sphere storage container 25, the centrifuge 22, The third magnetic sphere storage container 26 and the magnetic sphere returning device 23 (horizontal belt conveyor 41, upright belt conveyor 42, guide member 48) are circulated and moved. The seven broken line arrows in FIG. 2 indicate the moving direction of the magnetic sphere 20. Here, the magnetic spheres 20 continuously move from the first magnetic sphere storage container 24 to the second magnetic sphere storage container 25, and intermittently from the second magnetic sphere storage container 25 to the third magnetic sphere storage container 26. Or, it moves in batches and continuously moves from the third magnetic sphere storage container 26 to the first magnetic sphere storage container 24.

以下、鉄分除去装置12の運転手法の一例を説明する。鉄系細粒分吸着装置18の第1チャンネル部材100(図3参照)へは、第1磁性球貯留容器24から実質的に鉄系細粒分を吸着していない多数の磁性球20が連続的に供給される一方、中間タンク9(図1参照)から実質的に細粒分(鉄系細粒分及び非鉄系細粒分)と水とからなるスラッジが連続的に供給される。そして、第1〜第4チャンネル部材100〜103内では、磁性球20とスラッジとが混合されてなる混合物が、ジグザグ状に下降傾斜する空中通路を重力で移動(転動ないしは流動)する。その際、スラッジ中の有害金属等を吸着し又は有害金属等が付着している鉄系細粒分が磁性球20の外周面に磁力で吸着される。これにより、スラッジの有害金属等の含有率が低減される。 Hereinafter, an example of the operation method of the iron removal device 12 will be described. To the first channel member 100 (see FIG. 3) of the iron-based fine particle adsorption device 18, a large number of magnetic spheres 20 from which the iron-based fine particle content is not substantially adsorbed are continuously provided from the first magnetic sphere storage container 24. On the other hand, the sludge substantially consisting of fine grains (ferrous fine grains and non-ferrous fine grains) and water is continuously fed from the intermediate tank 9 (see FIG. 1). Then, in the first to fourth channel members 100 to 103, the mixture in which the magnetic spheres 20 and the sludge are mixed moves (rolls or flows) by gravity in the air passage descending and inclined in a zigzag shape. At this time, iron-based fine particles adsorbing harmful metals or the like in the sludge or adhering harmful metals or the like are adsorbed to the outer peripheral surface of the magnetic sphere 20 by magnetic force. As a result, the content of harmful metals and the like in the sludge is reduced.

鉄系細粒分は、礫及び砂を湿式破砕機であるミルブレーカ3(図1参照)で破砕することにより生成されたもの、又は礫及び砂の破砕以前から存在するものであり、いずれもその表面に鉄等の微小塊が露出し、露出している鉄等の微小塊には有害金属等が吸着されている。一般に、礫中及び砂中には、鉄等の小塊が偏在又は点在しており、このような小塊の割合は2〜7質量%程度である。このため、礫及び砂の破砕により生成された細粒分の少なくとも一部は、表面にフレッシュな(すなわち有害金属等が吸着されていない)鉄等が露出する鉄系細粒分となる。 The iron-based fine particles are produced by crushing gravel and sand with a mill breaker 3 (see FIG. 1) that is a wet crusher, or are present before crushing gravel and sand. A small lump of iron or the like is exposed on the surface, and a harmful metal or the like is adsorbed on the exposed small lump of iron or the like. Generally, small pieces of iron or the like are unevenly distributed or scattered in the gravel and sand, and the proportion of such small pieces is about 2 to 7% by mass. Therefore, at least a part of the fine particles generated by the crushing of the gravel and the sand becomes the iron-based fine particles in which the fresh iron (that is, the harmful metal or the like is not adsorbed) is exposed on the surface.

鉄は強磁性体(軟磁性体)であり、磁石に吸着される。また、土壌中に存在する鉄酸化物は、実質的に四酸化三鉄(Fe)と、γ型三酸化二鉄(γ−Fe)と、α型三酸化二鉄(α−Fe)とからなり、四酸化三鉄及びγ型三酸化二鉄は強磁性体(軟磁性体)であり、磁石に吸着される。なお、α型三酸化二鉄は磁化せず磁石には吸着されない。このため、表面に鉄等の微小塊が露出している鉄系細粒分は、鉄、四酸化三鉄又はγ型三酸化二鉄の強磁性(軟磁性)により磁性球20内の永久磁石30(図4参照)に引き付けられ、磁性球20(中空球状体29)の外周面に磁力で吸着される。Iron is a ferromagnetic material (soft magnetic material) and is adsorbed by a magnet. Further, the iron oxides existing in the soil are substantially triiron tetraoxide (Fe 3 O 4 ), γ-type diiron trioxide (γ-Fe 2 O 3 ), and α-type diiron trioxide ( α-Fe 2 O 3 ) and triiron tetroxide and γ-diiron trioxide are ferromagnetic materials (soft magnetic materials) and are adsorbed by the magnet. Note that α-type diiron trioxide is not magnetized and is not adsorbed by the magnet. Therefore, the iron-based fine particles in which minute lumps of iron or the like are exposed on the surface are permanent magnets in the magnetic sphere 20 due to the ferromagnetism (soft magnetism) of iron, triiron tetraoxide, or γ-type diiron trioxide. It is attracted to 30 (see FIG. 4) and is magnetically attracted to the outer peripheral surface of the magnetic sphere 20 (hollow sphere 29).

礫及び砂をミルブレーカ3(図1参照)で破砕することにより生成された鉄系細粒分の表面に露出している鉄等の微小塊は、礫中又は砂中に偏在又は点在していた有害金属等を吸着していないフレッシュな鉄等の小塊から生じたものであり、破砕後に表面に露出してその周囲の洗浄水から有害金属等ないしはこれらのイオンを吸着する。かくして、ミルブレーカ3(図1参照)から排出され鉄系細粒分吸着装置18に導入された細粒分は、有害金属等の吸着量が比較的(ないしはかなり)多い鉄系細粒分と、有害金属等の吸着量が比較的(ないしはかなり)少ない非鉄系細粒分とで構成される。 Fine lumps of iron and the like exposed on the surface of iron-based fine particles generated by crushing gravel and sand with a mill breaker 3 (see FIG. 1) are unevenly distributed or scattered in gravel or sand. It is generated from a small lump of fresh iron or the like that has not adsorbed harmful metals and the like, and is exposed on the surface after crushing and adsorbs harmful metals and the like or ions thereof from the cleaning water around it. Thus, the fine particles discharged from the mill breaker 3 (see FIG. 1) and introduced into the iron-based fine particle adsorption device 18 are the iron-based fine particles having a relatively (or considerably) large adsorption amount of harmful metals and the like. , Non-ferrous fine particles that have a relatively (or considerably) small amount of adsorption of harmful metals and the like.

そして、前記のとおり、鉄系細粒分吸着装置18ではスラッジから鉄系細粒分が除去されるので、鉄系細粒分吸着装置18から排出されたスラッジに含まれる細粒分は、有害金属等の吸着量が比較的(ないしはかなり)少ない非鉄系細粒分が大半となる。したがって、土壌浄化システムSに導入された汚染土壌に含まれていた有害金属等の一部ないしはかなりの部分は、鉄系細粒分吸着装置18内で除去される。 As described above, since the iron-based fine-particles adsorbing device 18 removes the iron-based fine-particles from the sludge, the fine-particles contained in the sludge discharged from the iron-based fine-particles adsorbing device 18 is harmful. Most of the non-ferrous fine particles have a relatively small amount (or a considerable amount) of adsorbed metals and the like. Therefore, a part or a considerable part of the harmful metals and the like contained in the contaminated soil introduced into the soil purification system S is removed in the iron-based fine particle adsorption device 18.

鉄系細粒分吸着装置18から下方に排出された磁性球20とスラッジの混合物はスクリーン装置19に導入され、鉄系細粒分を吸着している磁性球20と、鉄系細粒分が除去されたスラッジとに分離される。そして、磁性球20は第2磁性球貯留容器25に収容され、スラッジはスラッジ貯留槽27に収容される。 The mixture of the magnetic spheres 20 and the sludge discharged downward from the iron-based fine particle adsorption device 18 is introduced into the screen device 19, and the magnetic spheres 20 adsorbing the iron-based fine particle components and the iron-based fine particle components are separated. Separated into the removed sludge. The magnetic spheres 20 are stored in the second magnetic sphere storage container 25, and the sludge is stored in the sludge storage tank 27.

後で詳しく説明するように、鉄系細粒分吸着装置18から排出されスクリーン装置19で分離されたスラッジ(細粒分)に対して、細粒分洗浄装置13(図1参照)でキレート剤によるキレート洗浄処理が行われ、かつキレート剤再生装置17(図1参照)で固相吸着材によりキレート剤の再生処理が行われるが、前記のとおり鉄系細粒分吸着装置18でスラッジ中の有害金属等が低減されるので、細粒分(スラッジ)のキレート洗浄処理及びキレート剤の再生処理に対する有害金属等の負荷が軽減される。このため、土壌浄化システムSにおけるキレート剤及び固相吸着材の必要量ないしは使用量を低減することができ、土壌の処理コストを低減することができる。つまり、鉄系細粒分吸着装置18(鉄分除去装置12)は、細粒分洗浄装置13ないしはキレート剤再生装置17への有害金属等の負荷を軽減する前処理装置ないしは予備処理装置として機能する。 As will be described in detail later, the sludge (fine particles) discharged from the iron-based fine particle adsorption device 18 and separated by the screen device 19 is chelated by the fine particle cleaning device 13 (see FIG. 1). The chelate cleaning process is carried out by the chelating agent, and the chelating agent regenerating device 17 (see FIG. 1) regenerates the chelating agent by the solid phase adsorbent. Since the harmful metals and the like are reduced, the load of the harmful metals and the like on the chelate cleaning treatment of fine particles (sludge) and the regenerating treatment of the chelating agent is reduced. Therefore, the necessary amount or the amount of the chelating agent and the solid phase adsorbent used in the soil purification system S can be reduced, and the soil treatment cost can be reduced. That is, the iron-based fine particle adsorbing device 18 (iron removing device 12) functions as a pretreatment device or a pretreatment device that reduces the load of harmful metals or the like on the fine particle cleaning device 13 or the chelating agent regenerating device 17. .

第2磁性球貯留容器25内の鉄系細粒分を吸着している磁性球20は、適宜に遠心分離機22の回転筒37に供給される。具体的には、上側開閉扉37aが開かれる一方、下側開閉扉37bが閉じられた状態で、開閉扉25aが開かれ、第2磁性球貯留容器25から回転筒37内に、1回処理分の磁性球20が供給される。例えば、回転筒37内の空間部の1/3〜1/2を占める量の磁性球20が供給される。 The magnetic spheres 20 adsorbing the iron-based fine particles in the second magnetic sphere storage container 25 are appropriately supplied to the rotary cylinder 37 of the centrifuge 22. Specifically, while the upper opening/closing door 37a is opened, the lower opening/closing door 37b is closed, the opening/closing door 25a is opened, and the second magnetic sphere storage container 25 is processed once into the rotary cylinder 37. A minute magnetic sphere 20 is supplied. For example, the amount of the magnetic spheres 20 occupying 1/3 to 1/2 of the space in the rotary cylinder 37 is supplied.

この後、上側開閉扉37aが閉じられ、モータ39が起動され、回転筒37が高速で(例えば、回転筒37の半径が1mの場合、100〜500r.p.m.)回転させられる。その結果、磁性球20の外周面に吸着され又は付着している鉄系細粒分は強い遠心力(例えば、10〜100G)により磁性球20から離脱し、回転筒37の周壁の多数の網目ないしは孔を通り抜けて外部に飛び出す。ここで、回転筒37の回転速度は、回転筒37の半径、磁性球20の磁力、鉄系細粒分の磁気特性等に応じて、鉄系細粒分の大部分が磁性球20から脱離するように好ましく設定される。 Thereafter, the upper opening/closing door 37a is closed, the motor 39 is activated, and the rotary cylinder 37 is rotated at a high speed (for example, when the radius of the rotary cylinder 37 is 1 m, 100 to 500 rpm). As a result, the iron-based fine particles adsorbed or attached to the outer peripheral surface of the magnetic sphere 20 are separated from the magnetic sphere 20 by a strong centrifugal force (for example, 10 to 100 G), and a large number of meshes on the peripheral wall of the rotary cylinder 37 are formed. Or it goes through the hole and jumps out. Here, the rotation speed of the rotary cylinder 37 depends on the radius of the rotary cylinder 37, the magnetic force of the magnetic spheres 20, the magnetic characteristics of the iron-based fine particles, and most of the iron-based fine particles are released from the magnetic spheres 20. It is preferably set to be separated.

磁性球20から離脱して回転筒37の外部に飛び出した鉄系細粒分は、バッフル40に衝突した後、落下してハウジング35の底部に蓄積される。ハウジング35内の鉄系細粒分は、適宜に人手で外部に排出される。なお、除去された鉄系細粒分は、例えば製鉄原料として用いることができる。そして、所定時間(例えば、2〜5分)経過後、モータ39ひいては回転筒37の回転が停止される。この後、下側開閉扉37bが開かれ、回転筒37内の鉄系細粒分がほほ除去された磁性球20が第3磁性球貯留容器26内に重力で落下する。 The iron-based fine particles separated from the magnetic sphere 20 and jumping out of the rotary cylinder 37 collide with the baffle 40 and then fall to be accumulated in the bottom portion of the housing 35. The iron-based fine particles in the housing 35 are appropriately discharged to the outside manually. The removed iron-based fine particles can be used, for example, as an iron-making raw material. Then, after a lapse of a predetermined time (for example, 2 to 5 minutes), the rotation of the motor 39 and thus the rotary cylinder 37 is stopped. After that, the lower opening/closing door 37b is opened, and the magnetic spheres 20 from which the iron-based fine particles in the rotary cylinder 37 are substantially removed fall into the third magnetic sphere storage container 26 by gravity.

第3磁性球貯留容器26内の磁性球20は、水平型ベルトコンベア41のベルト41aの上に連続的に供給され、ベルト41aによって直立型ベルトコンベア42の下端部近傍に輸送される。この後、ベルト41aの上の磁性球20は、直立型ベルトコンベア42によってその上端部に輸送され、ガイド部材48によって第1磁性球貯留容器24に導入される。なお、第3磁性球貯留容器26から水平型ベルトコンベア41への磁性球20の供給量(供給速度)は、開閉扉の26aの開度を変えることにより、水平型ベルトコンベア41ないしは直立型ベルトコンベア42の最大輸送量以下となるように調整される。 The magnetic spheres 20 in the third magnetic sphere storage container 26 are continuously supplied onto the belt 41a of the horizontal belt conveyor 41, and are transported to the vicinity of the lower end of the upright belt conveyor 42 by the belt 41a. After that, the magnetic balls 20 on the belt 41 a are transported to the upper end portion thereof by the upright belt conveyor 42 and introduced into the first magnetic ball storage container 24 by the guide member 48. The supply amount (supply speed) of the magnetic spheres 20 from the third magnetic sphere storage container 26 to the horizontal belt conveyor 41 can be changed by changing the opening of the opening/closing door 26a. It is adjusted so as to be less than the maximum transport amount of the conveyor 42.

再び図1に示すように、鉄分除去装置12(図2中のスラッジ貯留槽27)から排出されたスラッジは、細粒分洗浄装置13に導入される。細粒分洗浄装置13は、鉄分除去装置12から排出された非鉄系細粒分と洗浄水とを含むスラッジと、後で説明するキレート剤再生装置17から供給されるキレート剤と水とを含むキレート洗浄液とを受け入れ、これらを混合・攪拌して細粒分スラリーを生成し、予め設定された滞留時間(例えば、0.5〜2時間)を確保するようにおおむねプラグフロー(栓流)で連続的に流動させることにより、細粒分に付着(吸着)している有害金属等ないしはこれらのイオンをキレート剤に捕捉させる。これにより、細粒分スラリー中の細粒分の表面に吸着(付着)されている有害金属等が除去される。細粒分洗浄装置13に供給するスラッジの流量とキレート洗浄液の流量の比は、例えば1:1に設定される。 As shown in FIG. 1 again, the sludge discharged from the iron removing device 12 (sludge storage tank 27 in FIG. 2) is introduced into the fine particle cleaning device 13. The fine particle cleaning device 13 includes sludge containing non-ferrous fine particles discharged from the iron removing device 12 and cleaning water, and a chelating agent and water supplied from a chelating agent regenerating device 17 described later. Accept the chelate cleaning solution, mix and stir these to generate a fine-grained slurry, and generally use a plug flow to ensure a preset residence time (for example, 0.5 to 2 hours). By causing the chelating agent to continuously flow, harmful metals or the like adhering (adsorbing) to the fine particles are captured by the chelating agent. As a result, harmful metals and the like adsorbed (adhered) on the surface of the fine particle component in the fine particle component slurry are removed. The ratio of the flow rate of sludge supplied to the fine particle cleaning device 13 to the flow rate of the chelate cleaning liquid is set to, for example, 1:1.

キレート洗浄液に用いられるキレート剤としては、例えば、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)、あるいはHIDS(3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸)、IDS(2,2’−イミノジコハク酸)、MGDA(メチルグリシン二酢酸)、EDDS(エチレンジアミンジ酢酸)又はGLDA(L−グルタミン酸ジ酢酸)のナトリウム塩などが挙げられる。これらのキレート剤は、いずれも細粒分スラリーないしは細粒分に含まれている有害金属等を有効に捕捉する(キレートする)ことができものである。なお、細粒分に含まれる有害金属等の種類に応じて、その処理に適したキレート剤が選択され、又は複数種のキレート剤が用いられるのはもちろんである。 Examples of the chelating agent used in the chelate cleaning solution include EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), HIDS (3-hydroxy-2,2′-iminodisuccinic acid), IDS (2,2′-iminodisuccinic acid), MGDA (methylglycine). Diacetic acid), EDDS (ethylenediamine diacetic acid), GLDA (L-glutamic acid diacetic acid) sodium salt, and the like. All of these chelating agents are capable of effectively capturing (chelating) harmful metal or the like contained in the fine particle slurry or fine particle. In addition, it goes without saying that a chelating agent suitable for the treatment is selected or a plurality of types of chelating agents are used according to the kind of harmful metal or the like contained in the fine particles.

以下、図7(a)〜(c)を参照しつつ、細粒分洗浄装置13の具体的な構成及び機能を説明する。細粒分洗浄装置13は、4つの平板状の仕切り壁51〜54で仕切ることにより形成された互いに平行に伸びる5つの細長い直方体状ないしは角柱状のスラリー通路55〜59を備えた貯槽50を有している。貯槽50は、例えば地上に設置した鉄製の直方体状の角型タンクであってもよく、またコンクリート製の直方体状のピットであってもよい。また、仕切り壁51〜54は、例えば複数の鉄板又はプラスチック板をスラリー通路の伸びる方向に連結することにより形成したものであってもよい。 Hereinafter, the specific configuration and function of the fine particle content cleaning device 13 will be described with reference to FIGS. The fine grain fraction cleaning device 13 has a storage tank 50 provided with five elongated rectangular parallelepiped or prismatic slurry passages 55 to 59 extending in parallel with each other and formed by partitioning with four plate-shaped partition walls 51 to 54. is doing. The storage tank 50 may be, for example, an iron rectangular parallelepiped rectangular tank installed on the ground, or may be a concrete rectangular parallelepiped pit. Further, the partition walls 51 to 54 may be formed by connecting, for example, a plurality of iron plates or plastic plates in the extending direction of the slurry passage.

スラリー通路55〜59において隣り合う2つのスラリー通路はスラリー通路長手方向(図7(a)、(b)における位置関係では左右方向)の一端の連通部(図7(a)中に4つの曲線状の矢印で示された部位)で互いに連通している。すなわち、これらの連通部には仕切り壁51〜54が存在せず、隣り合うスラリー通路同士が連通している。 Two adjacent slurry passages in the slurry passages 55 to 59 have four curves in the communicating portion (FIG. 7A) at one end in the slurry passage longitudinal direction (the horizontal direction in the positional relationship in FIGS. 7A and 7B). (The part indicated by the arrow) is communicating with each other. That is, the partition walls 51 to 54 do not exist in these communicating portions, and the adjacent slurry passages communicate with each other.

各スラリー通路55〜59の底部には、それぞれ、細粒分スラリー中に空気を放出して細粒分スラリーを攪拌する空気放出管61〜65が配設されている。各空気放出管61〜65はスラリー通路長手方向に伸び、周壁の底部(下側)においてスラリー通路長手方向に並ぶ複数の空気放出孔が形成された多孔管であり、その中空部は、詳しくは図示していないが、圧縮空気を供給するコンプレッサないしは送風機に接続されている。空気放出管61〜65に加圧された空気が供給されたときには、この空気が空気放出孔から気泡となって細粒分スラリー中に放出されて浮上し、この気泡によって細粒分スラリーが攪拌される。 At the bottom of each slurry passage 55-59, air discharge pipes 61-65 for discharging air into the fine particle slurry and agitating the fine particle slurry are arranged, respectively. Each of the air discharge pipes 61 to 65 is a perforated pipe that extends in the slurry passage lengthwise direction and has a plurality of air discharge holes arranged in the slurry passage lengthwise direction at the bottom portion (lower side) of the peripheral wall. Although not shown, it is connected to a compressor or blower that supplies compressed air. When pressurized air is supplied to the air discharge pipes 61 to 65, the air becomes bubbles from the air discharge holes and is discharged into the fine particle slurry and floats up, and the bubbles agitate the fine particle slurry. To be done.

図7(c)は、細粒分スラリーの流れ方向(図7(a)中に曲線状の矢印及び直線状の矢印で示す方向)にみて最も上流側のスラリー通路55の断面を示している。図7(c)から明らかなとおり、空気放出管61は、スラリー通路55の一方の側面の近傍においてスラリー通路底部近傍に配置されている。このため、空気放出管61から放出された気泡はこの側面の近傍で上昇する。その結果、スラリー通路55内には、スラリー通路長手方向と垂直な平面内において矢印Pで示す方向に流れる循環流が形成され、細粒分スラリーが攪拌される。貯槽50及び各スラリー通路55〜59の形状、寸法、容量等、並びに空気放出管61〜65への加圧空気の供給量等は、細粒分洗浄装置13において予め設定される細粒分スラリーの、含水率、流量、滞留時間、流速、流れの乱流度(例えば、レイノルズ数)等に対応して好ましく設定される。 FIG. 7C shows a cross section of the slurry passage 55 on the most upstream side in the flow direction of the fine-grained slurry (directions indicated by curved arrows and linear arrows in FIG. 7A). .. As is clear from FIG. 7C, the air discharge pipe 61 is arranged near one bottom surface of the slurry passage 55 and near the bottom of the slurry passage. Therefore, the bubbles discharged from the air discharge pipe 61 rise in the vicinity of this side surface. As a result, in the slurry passage 55, a circulation flow that flows in the direction indicated by the arrow P in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the slurry passage is formed, and the fine-grained slurry is agitated. The shape, size, capacity, etc. of the storage tank 50 and each of the slurry passages 55-59, and the supply amount of the pressurized air to the air discharge pipes 61-65, etc. are set in advance in the fine particle content cleaning device 13. Of water content, flow rate, residence time, flow velocity, flow turbulence (eg Reynolds number), etc.

図1から明らかなとおり、細粒分洗浄装置13から排出された細粒分スラリーは濾過装置14に移送される。濾過装置14は、細粒分スラリーを濾過し、含水率が30〜40パーセントの濾過ケークと濾液とを生成する。なお、濾過装置14としては、フィルタプレスや真空濾過機などを用いることができる。濾過装置14から排出された濾過ケーク(細粒分)は有害金属等をほとんど含まないので、例えば農業用の培土として利用され、あるいは埋立て等により処分される。 As is clear from FIG. 1, the fine particle slurry discharged from the fine particle cleaning device 13 is transferred to the filtering device 14. The filter device 14 filters the fine-grained slurry to produce a filter cake having a water content of 30 to 40 percent and a filtrate. A filter press, a vacuum filter, or the like can be used as the filtering device 14. Since the filter cake (fine particles) discharged from the filter device 14 contains almost no harmful metals and the like, it is used as, for example, agricultural soil, or is disposed by landfill.

濾過装置14から排出された濾液すなわちキレート洗浄液は、清澄濾過器15(例えば、砂濾過器)で懸濁物質ないしは浮遊物質(SS)が除去された後、逆浸透膜分離装置16に移送される。詳しくは図示していないが、逆浸透膜分離装置16は、清澄濾過器15から排出されたキレート洗浄液を受け入れ、高圧ポンプで加圧した上で、逆浸透膜により、キレート剤が濃縮された濃縮水と、キレート剤を含まない透過水とに分離する。そして、濃縮水はキレート剤再生装置17に供給され、キレート剤を含まない透過水は透過水移送手段(例えば、ポンプ及び管路)によりシックナ8に返送される。 The filtrate discharged from the filtration device 14, that is, the chelate cleaning liquid, is transferred to the reverse osmosis membrane separation device 16 after the suspended substance or suspended substance (SS) is removed by the clarification filter 15 (for example, sand filter). .. Although not shown in detail, the reverse osmosis membrane separation device 16 receives the chelate washing liquid discharged from the clarification filter 15, pressurizes it with a high-pressure pump, and then concentrates the chelating agent by the reverse osmosis membrane. Separate into water and permeate containing no chelating agent. Then, the concentrated water is supplied to the chelating agent regenerator 17, and the permeated water containing no chelating agent is returned to the thickener 8 by the permeated water transfer means (for example, a pump and a pipe).

逆浸透膜分離装置16の逆浸透膜としては、例えばポリエステル不織布(厚さ100〜120μm)の表面に、ポリスルホン支持層と架橋芳香族ポリアミド緻密層とが積層されてなる三層構造のものなどを用いることができる。なお、架橋芳香族ポリアミド緻密層は、孔径がおおむね0.5〜1.5nmである多数の細孔を有し、水は透過させるがキレート剤は透過させない非常に薄い(例えば、0.2〜0.25μm)半透膜である。また、ポリスルホン支持層は、非常に薄い架橋芳香族ポリアミド緻密層を支持ないしは保護してその破損を防止するための比較的厚い(例えば、40〜50μm)多孔質膜である。 As the reverse osmosis membrane of the reverse osmosis membrane separation device 16, for example, one having a three-layer structure in which a polysulfone support layer and a crosslinked aromatic polyamide dense layer are laminated on the surface of a polyester nonwoven fabric (thickness 100 to 120 μm) Can be used. The crosslinked aromatic polyamide dense layer has a large number of pores having a pore size of about 0.5 to 1.5 nm, and is very thin (for example, 0.2 to 0.25 μm) Semi-permeable membrane. The polysulfone support layer is a relatively thick (for example, 40 to 50 μm) porous membrane that supports or protects the very thin crosslinked aromatic polyamide dense layer to prevent its damage.

逆浸透膜分離装置16はスパイラル型のものであり、スパイラル状に巻かれた逆浸透膜が円筒状の容器内に収容されてなる逆浸透膜エレメントを複数有している。各逆浸透膜エレメントは、例えば全長を1〜2m程度とし、外径を0.2〜0.4m程度とするのが実用的である。例えば、全長が約1mであり、外径が約0.2mである市販のこの種の逆浸透膜エレメント(例えば、岐阜県中津川市の株式会社オーセンテック製)における逆浸透膜の有効膜面積は約40mである。この逆浸透膜エレメントの場合、キレート剤濃度が1質量%程度のキレート洗浄液を1MPa程度の圧力で供給するときの、キレート洗浄液の処理量は約1.5m/hrと推定される。したがって、例えば毎時60mのキレート洗浄液を処理する場合は、この逆浸透膜エレメントを40本並列に接続すればよい。The reverse osmosis membrane separation device 16 is a spiral type, and has a plurality of reverse osmosis membrane elements in which a spirally wound reverse osmosis membrane is housed in a cylindrical container. It is practical that each reverse osmosis membrane element has a total length of about 1 to 2 m and an outer diameter of about 0.2 to 0.4 m. For example, the effective membrane area of a reverse osmosis membrane in a commercially available reverse osmosis membrane element of this type having a total length of about 1 m and an outer diameter of about 0.2 m (for example, manufactured by Authentec Co., Ltd. in Nakatsugawa City, Gifu Prefecture) is It is about 40 m 2 . In the case of this reverse osmosis membrane element, when the chelate cleaning solution having a chelating agent concentration of about 1% by mass is supplied at a pressure of about 1 MPa, the throughput of the chelate cleaning solution is estimated to be about 1.5 m 3 /hr. Therefore, for example, when treating 60 m 3 of the chelate cleaning liquid per hour, 40 reverse osmosis membrane elements may be connected in parallel.

逆浸透膜分離装置16は連続式であり、キレート洗浄液の供給量及び供給圧力(操作圧力)、濃縮水及び透過水の排出量、濃縮水のキレート剤濃縮比等の運転条件は、細粒分洗浄装置13に供給すべきキレート洗浄液の量及びキレート剤濃度に応じて適切に設定される。例えば、細粒分洗浄装置13に供給するスラッジの流量とキレート洗浄液の流量の比を1:1に設定し、細粒分洗浄装置13における細粒分スラリーのキレート剤濃度を1質量%に設定した場合、逆浸透膜分離装置16はキレート洗浄液の供給量の50%程度の透過水(キレート剤濃度0)と50%程度の濃縮水(キレート剤濃度2質量%程度)とが生成されるように設定される。したがって、細粒分洗浄装置13では、キレート剤を含まないスラッジとキレート剤濃度が2質量%程度のキレート洗浄液とが1:1で混合され、細粒分洗浄装置13におけるキレート剤濃度は1質量%程度に維持される。 The reverse osmosis membrane separation device 16 is a continuous type, and the operating conditions such as the supply amount and supply pressure (operating pressure) of the chelate cleaning liquid, the discharge amount of the concentrated water and the permeated water, and the concentration ratio of the chelating agent of the concentrated water are fine particle fractions. It is appropriately set according to the amount of chelate cleaning liquid to be supplied to the cleaning device 13 and the concentration of the chelating agent. For example, the ratio of the flow rate of sludge supplied to the fine particle cleaning device 13 to the flow rate of the chelate cleaning liquid is set to 1:1 and the chelating agent concentration of the fine particle cleaning device 13 is set to 1% by mass. In this case, the reverse osmosis membrane separation device 16 produces permeated water (concentration of chelating agent 0) of about 50% and concentrated water (concentration of chelating agent of about 2% by mass) of about 50% of the supply amount of the chelate cleaning liquid. Is set to. Therefore, in the fine particle cleaning device 13, the sludge containing no chelating agent and the chelate cleaning liquid having a chelating agent concentration of about 2% by mass are mixed at a ratio of 1:1 and the chelating agent concentration in the fine particle cleaning device 13 is 1 mass. % Is maintained.

逆浸透膜分離装置16から排出された濃縮水すなわちキレート洗浄液は、キレート剤再生装置17に導入されて再生される。キレート剤再生装置17は、キレート剤よりも錯生成力が高くキレート洗浄液と接触したときにキレート洗浄液中の有害金属等を吸着又は抽出する固相吸着材又は該固相吸着材が固定された小片ないしは粒状物を有し、キレート洗浄液中のキレート剤から有害金属等を除去し、キレート洗浄液を再生する。 The concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane separation device 16, that is, the chelate cleaning liquid, is introduced into the chelating agent regenerating device 17 and regenerated. The chelating agent regenerator 17 has a complex formation power higher than that of the chelating agent, and a solid phase adsorbent that adsorbs or extracts harmful metals or the like in the chelate cleaning solution when contacted with the chelate cleaning solution or a small piece to which the solid phase adsorbent is fixed Or, it has a granular substance and removes harmful metals and the like from the chelating agent in the chelate cleaning liquid to regenerate the chelate cleaning liquid.

固相吸着材は、担体に環状分子を担持させ、環状分子にキレート配位子を修飾した配位結合及び水素結合による多点相互作用を有するとともに有害金属等のイオンを選択的に取り込むものである。これにより、キレート剤に捕捉されている有害金属等はキレート剤から離脱させられ、固相吸着材に吸着又は抽出される。これにより、キレート洗浄液(キレート剤)から有害金属等が除去・回収され、キレート洗浄液(キレート剤)は再び有害金属等を捕捉することができる状態となる。 The solid-phase adsorbent is one that supports cyclic molecules on a carrier, has a multipoint interaction by coordination bonds and hydrogen bonds in which cyclic molecules are modified with chelate ligands, and selectively takes in ions such as harmful metals. is there. As a result, harmful metals and the like captured by the chelating agent are released from the chelating agent and adsorbed or extracted by the solid phase adsorbent. As a result, harmful metals and the like are removed and collected from the chelate cleaning liquid (chelating agent), and the chelate cleaning liquid (chelating agent) can capture the harmful metals and the like again.

キレート剤より錯生成力が高い固相吸着材は、例えばゲル等の固体状のものであり、一般に、金属を捕捉しているキレート剤を含む水溶液と接触したときに、キレート剤と配位結合している金属イオンをキレート剤から離脱させて該固相吸着材に移動させることができる程度の共有結合以外の強い結合力を有しているものである。このような固相吸着材は、例えばキレート剤としてEDTA(エチレンジアミン四酢酸)を用いる場合、濃度が10mM/lであるEDTA水溶液から、ほぼ100%の金属イオンを回収することができる強い結合力を有するものである。 A solid-phase adsorbent having a higher complexing power than a chelating agent is, for example, a solid substance such as a gel, and generally, when brought into contact with an aqueous solution containing a chelating agent capturing a metal, the chelating agent and a coordinate bond are formed. It has a strong binding force other than the covalent bond to such an extent that the existing metal ions can be released from the chelating agent and moved to the solid phase adsorbent. When using EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) as a chelating agent, such a solid-phase adsorbent has a strong binding force capable of recovering almost 100% of metal ions from an EDTA aqueous solution having a concentration of 10 mM/l. I have.

このような固相吸着材としては、例えばシリカゲルや樹脂等の担体に環状分子を密に担持させ、この環状分子にキレート配位子を修飾させたものなどが挙げられる。このような固相吸着材を用いる場合、隣り合う環状分子及びキレート配位子により、配位結合、水素結合などの複数の様々な結合や相互作用が生じて多点相互作用が生じ、金属イオンに対してキレート剤よりも強い化学結合が生じるとともに環状分子の性状により金属イオンを選択的に取り込むことができる。 Examples of such solid-phase adsorbents include those in which a cyclic molecule is densely supported on a carrier such as silica gel or resin, and the cyclic molecule is modified with a chelate ligand. When such a solid-phase adsorbent is used, a plurality of various bonds and interactions such as coordination bond and hydrogen bond are generated by the adjacent cyclic molecule and chelate ligand, and multi-point interaction occurs, resulting in metal ion. On the other hand, a stronger chemical bond than that of the chelating agent is generated and the metal ion can be selectively taken in due to the property of the cyclic molecule.

以下、図8を参照しつつ、キレート剤再生装置17の具体的な構成及び機能を説明する。キレート剤再生装置17には、その内部に固相吸着材粒子、又は固相吸着材が固定された充填物(パッキング)が充填された充填塔70が設けられている。また、キレート剤再生装置17には、再生すべきキレート洗浄液(濃縮水)を貯留する中間貯槽71と、再生されたキレート洗浄液を貯留する洗浄液貯槽72と、酸液を貯留する酸液貯槽73と、水を貯留する水貯槽74とが設けられている。 Hereinafter, the specific configuration and function of the chelating agent regenerator 17 will be described with reference to FIG. The chelating agent regenerator 17 is provided with a packed tower 70 filled with solid phase adsorbent particles or a packing (fixing) to which the solid phase adsorbent is fixed. In the chelating agent regenerator 17, an intermediate storage tank 71 for storing the chelate cleaning liquid (concentrated water) to be regenerated, a cleaning liquid storage tank 72 for storing the regenerated chelate cleaning liquid, and an acid liquid storage tank 73 for storing the acid liquid. A water storage tank 74 for storing water is provided.

中間貯槽71には、逆浸透膜分離装置16(図1参照)から排出された濃縮水すなわちキレート洗浄液が一時的に貯留される。そして、キレート洗浄液を再生するときに、中間貯槽71に貯留されたキレート洗浄液を充填塔70に移送する一方、充填塔70で再生されたキレート洗浄液を洗浄液貯槽72に移送するためのポンプ76及び一連の管路77〜80が設けられている。また、洗浄液貯槽72に貯留されたキレート洗浄液を細粒分洗浄装置13(図1参照)に供給するためのポンプ81及び管路82が設けられている。 In the intermediate storage tank 71, the concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane separation device 16 (see FIG. 1), that is, the chelate cleaning liquid is temporarily stored. Then, when regenerating the chelate cleaning liquid, the chelate cleaning liquid stored in the intermediate storage tank 71 is transferred to the packed tower 70, while the chelate cleaning liquid regenerated in the packed tower 70 is transferred to the cleaning liquid storage tank 72 and a series of pumps. Conduits 77 to 80 are provided. Further, a pump 81 and a pipe line 82 for supplying the chelate cleaning liquid stored in the cleaning liquid storage tank 72 to the fine particle cleaning device 13 (see FIG. 1) are provided.

さらに、キレート剤再生装置17には、固相吸着材を再生する際に、酸液貯槽73に貯留された酸液を充填塔70に移送する一方、充填塔70から排出された酸液を酸液貯槽73に戻すためのポンプ83及び複数の管路84、85が設けられている。また、キレート剤再生装置17には、酸液で再生された固相吸着材を水洗する際に、水貯槽74に貯留された水を充填塔70に移送する一方、充填塔70から排出された水を水貯槽74に戻すためのポンプ86及び複数の管路87、88が設けられている。 Further, the chelating agent regenerator 17 transfers the acid solution stored in the acid solution storage tank 73 to the packed tower 70 and regenerates the acid solution discharged from the packed tower 70 when the solid phase adsorbent is regenerated. A pump 83 for returning to the liquid storage tank 73 and a plurality of conduits 84, 85 are provided. Further, in the chelating agent regenerator 17, when the solid phase adsorbent regenerated with the acid solution is washed with water, the water stored in the water storage tank 74 is transferred to the packed tower 70 and discharged from the packed tower 70. A pump 86 and a plurality of conduits 87, 88 for returning water to the water storage tank 74 are provided.

充填塔70にキレート洗浄液、酸液又は水を移送するための管路77、78、84、87には、それぞれ、対応する管路を開閉するバルブ91、92、93、94が介設されている。他方、充填塔70からキレート洗浄液、酸液又は水を排出するための管路79、80、85、88には、それぞれ、対応する管路を開閉するバルブ95、96、97、98が介設されている。これらのバルブ91〜98の開閉状態を切り換えることにより、充填塔70に対して、キレート洗浄液、酸液又は水のいずれかを給排することができる。なお、これらのバルブ91〜98の開閉は、図示していないコントローラによって自動的に制御される。 The pipes 77, 78, 84, 87 for transferring the chelate cleaning liquid, the acid liquid or the water to the packed tower 70 are provided with valves 91, 92, 93, 94 for opening and closing the corresponding pipes, respectively. There is. On the other hand, the pipes 79, 80, 85, 88 for discharging the chelate cleaning liquid, the acid liquid or the water from the packed tower 70 are provided with valves 95, 96, 97, 98 for opening and closing the corresponding pipes, respectively. Has been done. By switching the open/closed states of these valves 91 to 98, it is possible to supply/discharge either the chelate cleaning liquid, the acid liquid, or the water to/from the packed tower 70. The opening and closing of these valves 91 to 98 are automatically controlled by a controller (not shown).

以下、キレート剤再生装置17の運転手法の一例を説明する。キレート洗浄液(キレート剤)を再生する際には、管路77〜80に介設されたバルブ91、92、95、96が開かれる一方、他のバルブ93、94、97、98が閉じられ、ポンプ76が運転される。これにより、中間貯槽71内のキレート洗浄液が、充填塔70内を流通して洗浄液貯槽72に移送される。 Hereinafter, an example of the operation method of the chelating agent regeneration device 17 will be described. When regenerating the chelate cleaning liquid (chelating agent), the valves 91, 92, 95, 96 provided in the conduits 77 to 80 are opened, while the other valves 93, 94, 97, 98 are closed, The pump 76 is operated. As a result, the chelate cleaning liquid in the intermediate storage tank 71 flows through the packed tower 70 and is transferred to the cleaning liquid storage tank 72.

充填塔70内では、有害金属等を捕捉しているキレート剤を含むキレート洗浄液が固相吸着材(固相吸着材粒子)と接触させられる。その結果、キレート剤に捕捉されている有害金属等がキレート剤から離脱させられ、固相吸着材に吸着ないしは抽出される。これにより、キレート洗浄液から有害金属等が除去・回収され、キレート剤は再び有害金属等を捕捉することができる状態となり、キレート洗浄液が再生される。 In the packed tower 70, a chelate cleaning liquid containing a chelating agent that traps harmful metals and the like is brought into contact with the solid phase adsorbent (solid phase adsorbent particles). As a result, harmful metals and the like captured by the chelating agent are released from the chelating agent and are adsorbed or extracted by the solid phase adsorbent. As a result, harmful metals and the like are removed and collected from the chelate cleaning liquid, and the chelating agent can capture the harmful metals and the like again, and the chelate cleaning liquid is regenerated.

キレート洗浄液の再生に伴って、固相吸着材における有害金属等の吸着量は経時的に増加してゆくが、固相吸着材の吸着能力には上限がある。このため、固相吸着材における有害金属等の吸着量が飽和状態ないしはその近傍に達したときには、固相吸着材は再生される。すなわち、キレート洗浄液が排除された状態で充填塔70内に酸液を流し、固相吸着材に吸着された有害金属等を酸液により除去して固相吸着材を再生する。かくして、有害金属等が酸液によって回収される一方、固相吸着材は再生されて再び有害金属等ないしはこれらのイオンを吸着又は抽出することが可能な状態となる As the chelate cleaning liquid is regenerated, the adsorption amount of harmful metals and the like on the solid-phase adsorbent increases with time, but the adsorption capacity of the solid-phase adsorbent has an upper limit. Therefore, the solid phase adsorbent is regenerated when the amount of adsorbed harmful metals or the like in the solid phase adsorbent reaches a saturation state or a vicinity thereof. That is, the acid solution is allowed to flow into the packed tower 70 in a state where the chelate cleaning liquid is removed, and the harmful metal or the like adsorbed by the solid phase adsorbent is removed by the acid solution to regenerate the solid phase adsorbent. Thus, while the harmful metals and the like are recovered by the acid solution, the solid phase adsorbent is regenerated to be in a state capable of again adsorbing or extracting the harmful metals and the like or these ions.

充填塔70内の固相吸着材を酸液で再生する際には、管路84、78、79、85に介設されたバルブ93、92、95、97が開かれる一方、他のバルブ91、94、96、98が閉じられ、ポンプ83が運転される。これにより、酸液貯槽73内の酸液が、充填塔70内を流通して酸液貯槽73に還流する。固相吸着材の有害金属吸着量が飽和状態ないしはその近傍に達したか否かは、充填塔70から排出されたキレート洗浄液中の有害金属等の含有量を検出することにより判定することができる。 When the solid phase adsorbent in the packed tower 70 is regenerated with an acid solution, the valves 93, 92, 95, 97 provided in the pipe lines 84, 78, 79, 85 are opened, while the other valves 91 are opened. , 94, 96, 98 are closed and the pump 83 is operated. As a result, the acid liquid in the acid liquid storage tank 73 flows through the packed tower 70 and returns to the acid liquid storage tank 73. Whether or not the adsorbed amount of harmful metal of the solid phase adsorbent has reached a saturated state or its vicinity can be determined by detecting the content of harmful metal or the like in the chelate cleaning liquid discharged from the packed tower 70. ..

酸液による固相吸着材の再生が終了した後に固相吸着材を水洗する際には、管路87、78、79、88に介設されたバルブ94、92、95、98が開かれる一方、他のバルブ91、93、96、97が閉じられ、ポンプ86が運転される。これにより、水貯槽74内の水が、充填塔70内を流通して水貯槽74に還流する。水は、水貯槽74と充填塔70との間を循環して流れる。その際、充填塔70内の固相吸着材は水と接触し、固相吸着材に付着している酸液が洗浄される。この後、キレート洗浄液の再生が再開される。 When the solid phase adsorbent is rinsed with water after the regeneration of the solid phase adsorbent with the acid solution is completed, the valves 94, 92, 95, 98 provided in the pipelines 87, 78, 79, 88 are opened. , The other valves 91, 93, 96, 97 are closed, and the pump 86 is operated. As a result, the water in the water storage tank 74 circulates in the packed tower 70 and returns to the water storage tank 74. Water circulates between the water storage tank 74 and the packed tower 70 and flows. At that time, the solid phase adsorbent in the packed tower 70 comes into contact with water, and the acid liquid adhering to the solid phase adsorbent is washed. After that, the regeneration of the chelate cleaning solution is restarted.

このように再生されたキレート洗浄液は、洗浄液貯槽72に一時的に貯留された後、細粒分洗浄装置13(図1参照)に供給される。つまり、キレート洗浄液は、細粒分の浄化とキレート剤の再生とを繰り返しつつ循環する。なお、キレート剤の目減り分は適宜に補充される。 The chelate cleaning liquid thus regenerated is temporarily stored in the cleaning liquid storage tank 72 and then supplied to the fine particle cleaning device 13 (see FIG. 1). That is, the chelate cleaning liquid circulates while repeating purification of fine particles and regeneration of the chelating agent. The depletion amount of the chelating agent is appropriately replenished.

以上、本発明に係る土壌浄化システムSによれば、清浄で再利用可能な礫、砂及び細粒分を得ることができる。また、鉄分除去装置12から排出されるスラッジの有害金属等の含有率を低下させることができるので、細粒分洗浄装置13に対する有害金属等の負荷と、キレート剤再生装置17に対する有害金属等の負荷とを軽減することができ、キレート剤及び固相吸着材の必要量ないしは使用量を低減することができ、土壌の処理コストを低減することができる。 As described above, according to the soil purification system S of the present invention, it is possible to obtain clean and reusable gravel, sand, and fine particles. Further, since the content of harmful metals or the like in the sludge discharged from the iron removal device 12 can be reduced, the load of harmful metals or the like on the fine particle content cleaning device 13 and the harmful metals or the like on the chelating agent regeneration device 17 can be reduced. The load can be reduced, the required amount or the amount of the chelating agent and the solid phase adsorbent used can be reduced, and the soil treatment cost can be reduced.

S 土壌浄化システム、1 投入ホッパ、2 混合器、3 ミルブレーカ(湿式破砕機)、4 トロンメル、5 サイクロン、6 PH調整槽、7 凝集槽、8 シックナ、9 中間タンク、10 洗浄水槽、11 予備水槽、12 鉄分除去装置、13 細粒分洗浄装置、14 濾過装置、15 清澄濾過器、16 逆浸透膜分離装置、17 キレート剤再生装置、18 鉄系細粒分吸着装置、19 スクリーン装置、20 磁性球、21 本体部、21a 傾斜板、22 遠心分離機、23 磁性球返送装置、24 第1磁性球貯留容器、24a 開閉扉、25 第2磁性球貯留容器、25a 開閉扉、26 第3磁性球貯留容器、26a 開閉扉、27 スラッジ貯留槽、29 中空球状体、30 永久磁石、31 磁石保持部材、32 磁石保持穴、34 スラッジポンプ、35 ハウジング、36 ベアリング装置、37 回転筒、37a 上側開閉扉、37b 下側開閉扉、38 歯車機構、39 モータ、40 バッフル、41 水平型コンベア、41a ベルト、42 直立型コンベア、43a 駆動ローラ、43b 駆動ローラ、44a 従動ローラ、44b 従動ローラ、45 金属ベルト、46 アイドルローラ、47 磁性球係止部材、48 ガイド部材、50 貯槽、51〜54 仕切り壁、55〜59 スラリー通路、61〜65 空気放出管、70 充填塔、71 中間貯槽、72 洗浄液貯槽、73 酸液貯槽、74 水貯槽、76 ポンプ、77〜80 管路、81 ポンプ、82 管路、83 ポンプ、84 管路、85 管路、86 ポンプ、87 管路、88 管路、91〜98 バルブ、100 第1チャンネル部材、101 第2チャンネル部材、102 第3チャンネル部材、103 第4チャンネル部材。 S Soil cleaning system, 1 input hopper, 2 mixer, 3 mil breaker (wet crusher), 4 trommel, 5 cyclone, 6 PH adjusting tank, 7 flocculating tank, 8 thickener, 9 intermediate tank, 10 washing water tank, 11 preliminary Water tank, 12 Iron removal device, 13 Fine particle washing device, 14 Filtration device, 15 Clarifying filter, 16 Reverse osmosis membrane separation device, 17 Chelating agent regenerating device, 18 Iron-based fine particle adsorption device, 19 Screen device, 20 Magnetic sphere, 21 main body, 21a inclined plate, 22 centrifuge, 23 magnetic sphere returning device, 24 first magnetic sphere storage container, 24a open/close door, 25 second magnetic sphere storage container, 25a open/close door, 26 third magnetic Sphere storage container, 26a open/close door, 27 sludge storage tank, 29 hollow spherical body, 30 permanent magnet, 31 magnet holding member, 32 magnet holding hole, 34 sludge pump, 35 housing, 36 bearing device, 37 rotary cylinder, 37a upper opening/closing Door, 37b Lower opening/closing door, 38 Gear mechanism, 39 Motor, 40 Baffle, 41 Horizontal conveyor, 41a Belt, 42 Upright conveyor, 43a Drive roller, 43b Drive roller, 44a Driven roller, 44b Driven roller, 45 Metal belt , 46 idle rollers, 47 magnetic ball locking members, 48 guide members, 50 storage tanks, 51-54 partition walls, 55-59 slurry passages, 61-65 air discharge pipes, 70 packed towers, 71 intermediate storage tanks, 72 cleaning liquid storage tanks, 73 acid liquid storage tank, 74 water storage tank, 76 pump, 77-80 pipeline, 81 pump, 82 pipeline, 83 pump, 84 pipeline, 85 pipeline, 86 pump, 87 pipeline, 88 pipeline, 91-98 Valve, 100 first channel member, 101 second channel member, 102 third channel member, 103 fourth channel member.

Claims (4)

礫と砂と細粒分とを含み有害金属又はその化合物で汚染された土壌を浄化する土壌浄化システムであって、
該土壌浄化システムは、
土壌を、洗浄水で洗浄しつつ礫と砂とを破砕した上で、礫と砂と細粒分とに分級する土壌分級部と、
前記土壌分級部で分離された細粒分と洗浄水とを含むスラッジから、磁力で吸着可能な程度に鉄又は鉄酸化物を含む鉄系細粒分を磁力で吸着して除去することにより、スラッジの有害金属又はその化合物の含有率を低下させる前処理部と、
前記前処理部から排出されたスラッジに化学的処理又は物理化学的処理を施して、スラッジ中の細粒分の表面に吸着され又は付着している有害金属又はその化合物を除去する後処理部とを備えていて、
前記前処理部は、
中空球状体の中空部に複数の永久磁石が同一磁性の磁極が球状体半径方向外向きとなるように装着されてなる複数の磁性球と、前記シックナから排出されたスラッジとを、ジグザグ状に下降する樋状又は溝状の空中通路の上部に受け入れ、磁性球とスラッジの混合物を、前記空中通路内で重力により下方に移動させ、移動時にスラッジ中の鉄系細粒分を磁力で磁性球に吸着させる鉄系細粒分吸着装置と、
前記鉄系細粒分吸着装置の下部から排出された磁性球とスラッジの混合物を受け入れて、磁性球とスラッジとに分離するスクリーン装置と、
前記スクリーン装置から排出された鉄系細粒分を吸着している磁性球を間欠的に回分式で受け入れて、遠心力により磁性球から鉄系細粒分を離脱させる遠心分離機と、
前記遠心分離機から排出された磁性球を前記鉄系細粒分吸着装置に返送する磁性球返送装置とを有する鉄分除去装置を備えていることを特徴とする土壌浄化システム。
A soil purification system for purifying soil contaminated with harmful metals or compounds containing gravel, sand, and fine particles,
The soil purification system is
After crushing the gravel and sand while washing the soil with washing water, a soil classification unit that classifies the gravel, sand, and fine particles,
From the sludge containing fine particles and washing water separated in the soil classification part, by magnetically adsorbing and removing iron-based fine particles containing iron or iron oxide to the extent that they can be adsorbed by magnetic force, A pretreatment unit for reducing the content of harmful metals or compounds thereof in sludge,
A post-treatment unit for subjecting sludge discharged from the pre-treatment unit to chemical treatment or physico-chemical treatment to remove harmful metals or compounds thereof adsorbed on or adhering to the surface of fine particles in the sludge, and Is equipped with
The pre-processing unit,
A plurality of magnetic spheres, in which a plurality of permanent magnets are mounted in the hollow portion of the hollow spherical body so that magnetic poles of the same magnet are directed outward in the radial direction of the spherical body, and sludge discharged from the thickener are zigzag-shaped. It is received in the upper part of the descending trough-shaped or groove-shaped air passage, and the mixture of magnetic spheres and sludge is moved downward by gravity in the air passage. An iron-based fine particle adsorption device for adsorbing to
A screen device that receives a mixture of magnetic spheres and sludge discharged from the lower part of the iron-based fine particle adsorption device, and separates the magnetic spheres and sludge into a sludge,
A centrifugal separator that intermittently receives the magnetic spheres adsorbing the iron-based fine particles discharged from the screen device in a batch system and separates the iron-based fine particles from the magnetic spheres by a centrifugal force,
A soil purification system comprising an iron removing device having a magnetic sphere returning device for returning the magnetic spheres discharged from the centrifuge to the iron-based fine particle adsorption device.
前記空中通路は、下方に向かってジグザグ状につながるように傾斜して配置された複数の直線状チャンネル部材で構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の土壌浄化システム。 The soil purification system according to claim 1, wherein the aerial passage is composed of a plurality of linear channel members arranged so as to be inclined downward so as to be connected in a zigzag shape. 前記磁性球返送装置は、
前記遠心分離機の下端部より低い位置に配置された駆動ローラと、前記駆動ローラの上方において前記鉄系細粒分吸着装置の上端部より高い位置に配置された従動ローラと、前記駆動ローラと前記従動ローラとに巻き掛けられた強磁性金属からなる無端金属ベルトと、前記無端金属ベルトの外側表面に装着され前記無端金属ベルトの上方への走行時に、前記無端金属ベルトに吸着されている磁性球の下降を係止する磁性球係止部材とを有する直立型ベルトコンベアと、
前記遠心分離機から排出された磁性球を、前記直立型ベルトコンベアの下端部に搬送して前記無端金属ベルトに磁力で吸着させる磁性球搬送手段と、
前記直立型ベルトコンベアの上端部で前記無端金属ベルトから磁性球を離脱させて前記鉄系細粒分吸着装置に供給する磁性球供給手段とを備えていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の土壌浄化システム。
The magnetic sphere returning device,
A drive roller arranged at a position lower than the lower end of the centrifuge, a driven roller arranged at a position higher than the upper end of the iron-based fine particle adsorption device above the drive roller, and the drive roller. An endless metal belt made of a ferromagnetic metal wrapped around the driven roller, and a magnetism that is attached to the outer surface of the endless metal belt and is attracted to the endless metal belt when the endless metal belt travels above. An upright belt conveyor having a magnetic ball locking member for locking the descent of the ball,
Magnetic spheres ejected from the centrifuge, magnetic spheres conveying means for conveying to the lower end of the upright belt conveyor to attract the endless metal belt with magnetic force,
2. A magnetic sphere supply means for separating magnetic spheres from the endless metal belt at the upper end of the upright belt conveyor and supplying the magnetic spheres to the iron-based fine particle adsorption device. The soil purification system according to 2.
前記後処理部は、
前記鉄分除去装置から排出されたスラッジと、キレート剤及び水を含むキレート洗浄液とを混合して細粒分スラリーを生成し、該細粒分スラリーを予め設定された滞留時間を確保するように流動させることにより、細粒分に付着している有害金属又はその化合物をキレート剤に捕捉させる細粒分洗浄装置と、
前記細粒分洗浄装置から排出された細粒分スラリーを濾過して、濾液と濾過ケークとを生成する濾過装置と、
前記濾過装置から排出された濾液を、逆浸透膜により、キレート剤が濃縮された濃縮水とキレート剤を含まない透過水とに分離する逆浸透膜分離装置と、
前記逆浸透膜分離装置から排出された濃縮水を受け入れ、キレート剤よりも錯生成力が高く濃縮水と接触したときに該濃縮水中の有害金属又はその化合物を吸着する固相吸着材により、濃縮水中のキレート剤から有害金属又はその化合物を除去して該濃縮液をキレート洗浄液として前記細粒分洗浄装置に供給するキレート剤再生装置と、
前記逆浸透膜分離装置から排出された透過水を前記シックナに移送する透過水移送手段とを備えていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1つに記載の土壌浄化システム。
The post-processing unit,
The sludge discharged from the iron removing device is mixed with a chelate cleaning liquid containing a chelating agent and water to produce a fine particle slurry, and the fine particle slurry is flowed so as to secure a preset residence time. By doing so, a fine particle cleaning device for trapping a harmful metal or its compound attached to the fine particles in a chelating agent,
A filtering device for filtering the fine particle slurry discharged from the fine particle cleaning device to generate a filtrate and a filter cake,
The filtrate discharged from the filtration device, by a reverse osmosis membrane, a reverse osmosis membrane separation device for separating the concentrated water in which the chelating agent is concentrated and the permeated water containing no chelating agent,
The concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane separator is received and concentrated by a solid-phase adsorbent that has a complexing power higher than that of a chelating agent and adsorbs harmful metals or compounds thereof in the concentrated water A chelating agent regenerator for removing harmful metals or compounds thereof from a chelating agent in water and supplying the concentrated solution as a chelating cleaning solution to the fine particle content cleaning apparatus,
The soil purification system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a permeated water transfer means for transferring permeated water discharged from the reverse osmosis membrane separation device to the thickener.
JP2018233888A 2018-11-27 2018-11-27 Soil purification system Active JP6534081B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018233888A JP6534081B1 (en) 2018-11-27 2018-11-27 Soil purification system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018233888A JP6534081B1 (en) 2018-11-27 2018-11-27 Soil purification system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6534081B1 JP6534081B1 (en) 2019-06-26
JP2020082055A true JP2020082055A (en) 2020-06-04

Family

ID=67023688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018233888A Active JP6534081B1 (en) 2018-11-27 2018-11-27 Soil purification system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6534081B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114042746B (en) * 2021-11-04 2023-02-10 深圳市永驰环保设备有限公司 Environment-friendly soil remediation device capable of automatically clearing soil metal components
CN115106356B (en) * 2022-07-06 2023-06-06 眉山市城投中恒能环保科技有限公司 Treatment method and treatment system for kitchen waste recovery

Also Published As

Publication number Publication date
JP6534081B1 (en) 2019-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6451973B1 (en) Soil purification system
JP6447855B1 (en) Soil purification system
JP6587080B1 (en) Soil purification system
JP6458975B1 (en) Soil purification system
JP6458976B1 (en) Soil purification system
JP2020082054A (en) Soil remediation system
JP6723503B2 (en) Soil purification system
JP6769589B2 (en) Soil purification system
JP6566283B1 (en) Soil purification system
JP6534081B1 (en) Soil purification system
JP6451972B1 (en) Soil purification system
JP6447854B1 (en) Soil purification system
JP6544609B1 (en) Soil purification system
JP6566284B1 (en) Soil purification system
JP6447857B1 (en) Soil purification system
JP6447856B1 (en) Soil purification system
JP6555497B1 (en) Soil purification system
JP6534079B1 (en) Soil purification system
JP6544610B1 (en) Soil purification system
JP6566282B1 (en) Soil purification system
JP2020069463A (en) Soil cleaning system
JP6566280B1 (en) Soil purification system
JP6534076B1 (en) Soil purification system
JP6534082B1 (en) Soil purification system
JP6566281B1 (en) Soil purification system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181219

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20190227

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20190402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190516

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6534081

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250