JP2751246B2 - 汚染された土壌を浄化処理する方法 - Google Patents
汚染された土壌を浄化処理する方法Info
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Landscapes
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
本発明は、無機質有害物質とくに重金属と有機質有害
物質の両方に汚染された土壌からこれら有害物質を除去
し、土壌を浄化処理する方法に関する。
物質の両方に汚染された土壌からこれら有害物質を除去
し、土壌を浄化処理する方法に関する。
廃油、トリクロロエチレンのような有機塩素系溶剤で
代表される有機質有害物質や、重金属（Cu,Ni,Pb,Zn,C
r,Cdなど）を代表とする無機質有害物質による土壌の汚
染が問題となり、その対策が種々検討されている。 現在知られている汚染土壌の浄化処理方法は、熱分解
法、生物分解法、抽出法および固化／安定化法に大別さ
れる。熱分解法には、赤外線やプラズマアークで土壌を
焼却する方法と、パイロライザーを使ってガラス固化す
る方法とがある。生物分解法とは、好気性微生物で有機
物を分解する方法である。抽出法には、液化ガスで有機
物を抽出する方法、空気を流して揮発性物質だけ取り除
く方法、および水もしくはキレート剤を使用して土壌を
洗浄する方法がある。固化／安定化法は、水ガラス系物
質で固化する方法、土壌に電流を流してガラス化する方
法、およびドリルなどで土壌に穴をあけながらセメント
を注入し固化する方法が知られている。 これらの方法のうち、土壌中の有機質の有害物質と重
金属を代表とする無機質の有害物質の両方が含まれてい
る場合に適用してこれらをあわせ除去できるのは、パイ
ロライザーを使ってガラス固化する方法と電流を流して
土壌をガラス化する方法だけである。 しかし、このふたつの方法は、有害物質を封じ込める
効果は大きいが、いずれもランニングコストが高く、実
用的な方法とはいえない。
代表される有機質有害物質や、重金属（Cu,Ni,Pb,Zn,C
r,Cdなど）を代表とする無機質有害物質による土壌の汚
染が問題となり、その対策が種々検討されている。 現在知られている汚染土壌の浄化処理方法は、熱分解
法、生物分解法、抽出法および固化／安定化法に大別さ
れる。熱分解法には、赤外線やプラズマアークで土壌を
焼却する方法と、パイロライザーを使ってガラス固化す
る方法とがある。生物分解法とは、好気性微生物で有機
物を分解する方法である。抽出法には、液化ガスで有機
物を抽出する方法、空気を流して揮発性物質だけ取り除
く方法、および水もしくはキレート剤を使用して土壌を
洗浄する方法がある。固化／安定化法は、水ガラス系物
質で固化する方法、土壌に電流を流してガラス化する方
法、およびドリルなどで土壌に穴をあけながらセメント
を注入し固化する方法が知られている。 これらの方法のうち、土壌中の有機質の有害物質と重
金属を代表とする無機質の有害物質の両方が含まれてい
る場合に適用してこれらをあわせ除去できるのは、パイ
ロライザーを使ってガラス固化する方法と電流を流して
土壌をガラス化する方法だけである。 しかし、このふたつの方法は、有害物質を封じ込める
効果は大きいが、いずれもランニングコストが高く、実
用的な方法とはいえない。
本発明の目的は、有機質の有害物質および無機質の有
害物質とくに重金属の両方で汚染されている土壌を、低
コストで浄化処理する方法を提供することにある。
害物質とくに重金属の両方で汚染されている土壌を、低
コストで浄化処理する方法を提供することにある。
本発明の汚染された土壌を浄化処理する方法は、有機
質有害物質と無機質有害物質とで汚染された土壌を浄化
処理する方法であって、第１図にフローを示すように、
汚染された土壌に溶剤を加えて撹拌し、土壌中の有機質
有害物質を溶剤中に移行させて、ついで水を加えて撹拌
し、静置して溶剤層を分離除去したのち、水と土壌の混
合物に硫酸を加えて無機質有害物質中の重金属をイオン
化して水中に溶出させ、第一鉄イオン、水酸化カルシウ
ムおよび酸素を加えてフェライト化／マグネタイト化反
応により重金属を不溶化し、さらに硫酸を加えて中和す
るとともに硫酸カルシウムを生成させ、最後に土壌と水
とを分離することからなる。 有機質有害物質を含む溶剤層は、その中の有害物質と
溶剤とを、たとえば蒸留によって分離し、溶剤は回収し
て再使用し、有害物質は焼却または熱分解して無害化す
る。場合によっては、分離をせずに直接再利用すること
も可能である。溶剤が汚染されて抽出能力がなくなった
ら、これも熱分解などの手段で処分する。 本発明で使用する溶剤は、各種脂肪族炭化水素、芳香
族炭化水素、エーテル、エステル、アルコール、ケトン
などの中から、土壌中に含まれていて除去しようとする
有機質有害物質の種類に応じ、適当なものをえらべばよ
い。使用済み溶剤の処理は、一般に熱回収型液中燃焼炉
で焼却するのが適当であるから、溶剤は可燃性のものを
えらぶことが望ましい。 フェライト化／マグネタイト化反応は、上記の水と土
壌の系に第一鉄イオンとアルカリを加えて水酸化第一鉄
を生成させ、そこへ空気を踏み込むなどして酸素を供給
しながら撹拌し、第一鉄を酸化して水酸化第二鉄とした
のち、再度第一鉄イオンとアルカリを加えて加熱するこ
とにより進行する。 第一鉄イオンは、たとえば硫酸第一鉄を加えることに
よって、溶剤層を分離した残りの混合物に対して供給す
ればよい。 アルカリは、何を使用してもよいが、二次生成物を考
えると、安価で入手の容易な水酸化カルシウムが好適で
ある。 浄化処理した土壌と水との分離は、沈降分離法やフィ
ルタープレスなど既知の固液分離手段に従って行なえば
よい。
質有害物質と無機質有害物質とで汚染された土壌を浄化
処理する方法であって、第１図にフローを示すように、
汚染された土壌に溶剤を加えて撹拌し、土壌中の有機質
有害物質を溶剤中に移行させて、ついで水を加えて撹拌
し、静置して溶剤層を分離除去したのち、水と土壌の混
合物に硫酸を加えて無機質有害物質中の重金属をイオン
化して水中に溶出させ、第一鉄イオン、水酸化カルシウ
ムおよび酸素を加えてフェライト化／マグネタイト化反
応により重金属を不溶化し、さらに硫酸を加えて中和す
るとともに硫酸カルシウムを生成させ、最後に土壌と水
とを分離することからなる。 有機質有害物質を含む溶剤層は、その中の有害物質と
溶剤とを、たとえば蒸留によって分離し、溶剤は回収し
て再使用し、有害物質は焼却または熱分解して無害化す
る。場合によっては、分離をせずに直接再利用すること
も可能である。溶剤が汚染されて抽出能力がなくなった
ら、これも熱分解などの手段で処分する。 本発明で使用する溶剤は、各種脂肪族炭化水素、芳香
族炭化水素、エーテル、エステル、アルコール、ケトン
などの中から、土壌中に含まれていて除去しようとする
有機質有害物質の種類に応じ、適当なものをえらべばよ
い。使用済み溶剤の処理は、一般に熱回収型液中燃焼炉
で焼却するのが適当であるから、溶剤は可燃性のものを
えらぶことが望ましい。 フェライト化／マグネタイト化反応は、上記の水と土
壌の系に第一鉄イオンとアルカリを加えて水酸化第一鉄
を生成させ、そこへ空気を踏み込むなどして酸素を供給
しながら撹拌し、第一鉄を酸化して水酸化第二鉄とした
のち、再度第一鉄イオンとアルカリを加えて加熱するこ
とにより進行する。 第一鉄イオンは、たとえば硫酸第一鉄を加えることに
よって、溶剤層を分離した残りの混合物に対して供給す
ればよい。 アルカリは、何を使用してもよいが、二次生成物を考
えると、安価で入手の容易な水酸化カルシウムが好適で
ある。 浄化処理した土壌と水との分離は、沈降分離法やフィ
ルタープレスなど既知の固液分離手段に従って行なえば
よい。
本発明の浄化処理方法は、汚染された土壌から有機質
有害物質を溶剤で抽出して除去したのち、重金属をいっ
たんイオンにして水中に溶出させ、これをフェライト化
／マグネタイト化して不溶性物質とすることにより、無
機質有害物質を土壌と共存したまま無害化する。処理済
みの土壌は、二次生成物である硫酸カルシウムにより安
定な固化体となる。
有害物質を溶剤で抽出して除去したのち、重金属をいっ
たんイオンにして水中に溶出させ、これをフェライト化
／マグネタイト化して不溶性物質とすることにより、無
機質有害物質を土壌と共存したまま無害化する。処理済
みの土壌は、二次生成物である硫酸カルシウムにより安
定な固化体となる。
第２図に示すような処理プラントを建設した。図にお
いて、（１）は反応容器を、（11）は加熱器を、（２）
は汚染土壌コンベアーを、（３）は溶剤タンクを、
（４）は硫酸タンクを、（５）は水酸化カルシウムタン
クを、（６）は硫酸第一鉄タンクを、（７）は固液分離
装置を、（８）は焼却炉、（９）はスクラバーを、それ
ぞれ示す。 一方、重金属含有排水の模擬液として、表に掲げた成
分を含む水溶液10を用意し、土壌1Kgと反応容器
（１）中で混合した。 上記の混合物にFeSO4・7H2Oを240g加えて溶解させ
た。 これにCa（OH）２を加えてpHを６〜6.4に保ち、常温
常圧で大量の空気を吹き込んだ。約１時間で茶褐色の生
成物が得られたので空気の吹き込みを停止し、さらにFe
SO4・7H2Oを120g添加し、Ca（OH）２を加えてpHを10.5
に調整しながら加温して、約78℃の液温で撹拌すること
により反応を進めた。 数分後に、茶褐色の物質が黒色に変り、その外面上の
物性が著しく変化した。約30分間で反応を終了し、２時
間ほど静置して生成物を沈降させ分離することにより、
清澄な処理水を得た。 処理水の水質と沈でん物の溶出量を、表にあわせて示
す。水質の分析はJIS−K0102に定める方法によった。沈
でん物の溶出試験は、常温で酸を加えて撹拌６時間のう
ち濾過し、濾液を分析することにより行なった。 沈でん物の外観は上記のように黒色であって、主生成
物はマグネタイトであった。沈降速度は52mm/min、脱水
ケークの含水率は約35％であって、水酸化物とは比較に
ならない水分離性を示した。 黒色生成物の沈でんに続いて、液に硫酸を加えて中和
したところ、硫酸カルシウムの沈でんが生じた。撹拌し
て静置し、土壌および黒色の沈でんと白色の硫酸カルシ
ウムとが混合した処理土壌と上澄み液を得た。
いて、（１）は反応容器を、（11）は加熱器を、（２）
は汚染土壌コンベアーを、（３）は溶剤タンクを、
（４）は硫酸タンクを、（５）は水酸化カルシウムタン
クを、（６）は硫酸第一鉄タンクを、（７）は固液分離
装置を、（８）は焼却炉、（９）はスクラバーを、それ
ぞれ示す。 一方、重金属含有排水の模擬液として、表に掲げた成
分を含む水溶液10を用意し、土壌1Kgと反応容器
（１）中で混合した。 上記の混合物にFeSO4・7H2Oを240g加えて溶解させ
た。 これにCa（OH）２を加えてpHを６〜6.4に保ち、常温
常圧で大量の空気を吹き込んだ。約１時間で茶褐色の生
成物が得られたので空気の吹き込みを停止し、さらにFe
SO4・7H2Oを120g添加し、Ca（OH）２を加えてpHを10.5
に調整しながら加温して、約78℃の液温で撹拌すること
により反応を進めた。 数分後に、茶褐色の物質が黒色に変り、その外面上の
物性が著しく変化した。約30分間で反応を終了し、２時
間ほど静置して生成物を沈降させ分離することにより、
清澄な処理水を得た。 処理水の水質と沈でん物の溶出量を、表にあわせて示
す。水質の分析はJIS−K0102に定める方法によった。沈
でん物の溶出試験は、常温で酸を加えて撹拌６時間のう
ち濾過し、濾液を分析することにより行なった。 沈でん物の外観は上記のように黒色であって、主生成
物はマグネタイトであった。沈降速度は52mm/min、脱水
ケークの含水率は約35％であって、水酸化物とは比較に
ならない水分離性を示した。 黒色生成物の沈でんに続いて、液に硫酸を加えて中和
したところ、硫酸カルシウムの沈でんが生じた。撹拌し
て静置し、土壌および黒色の沈でんと白色の硫酸カルシ
ウムとが混合した処理土壌と上澄み液を得た。
本発明の方法に従えば、有機質有害物質と無機質有害
物質とくに重金属の両方で汚染されている土壌を処理し
て、一挙に浄化することができる。 有機質有害物質を焼却や熱分解で無害化するにあた
り、それを土壌から溶剤で抽出分離し、その溶剤ととも
に、またはさらに溶剤から分離して処理すればよく、こ
れまでの、たとえばガラス化処理ように、土壌全部を対
象に処理するのにくらべて、はるかに容易で、そのコス
トは従来の技術によるよりも、格段に少なくてすむ。 土壌に含まれる重金属は、フェライト化／マグネタイ
ト化されて不溶性の物質となり、しかもpH調整のさいに
生成する硫酸カルシウムによって、土壌とともに安定な
固化体にされる。従って、本発明の方法で処理した土壌
は、埋め戻しなどに使用しても、重金属が溶出して再度
環境を汚染するという心配はない。
物質とくに重金属の両方で汚染されている土壌を処理し
て、一挙に浄化することができる。 有機質有害物質を焼却や熱分解で無害化するにあた
り、それを土壌から溶剤で抽出分離し、その溶剤ととも
に、またはさらに溶剤から分離して処理すればよく、こ
れまでの、たとえばガラス化処理ように、土壌全部を対
象に処理するのにくらべて、はるかに容易で、そのコス
トは従来の技術によるよりも、格段に少なくてすむ。 土壌に含まれる重金属は、フェライト化／マグネタイ
ト化されて不溶性の物質となり、しかもpH調整のさいに
生成する硫酸カルシウムによって、土壌とともに安定な
固化体にされる。従って、本発明の方法で処理した土壌
は、埋め戻しなどに使用しても、重金属が溶出して再度
環境を汚染するという心配はない。
第１図は、本発明の汚染された土壌を浄化処理する方法
を説明するためのプロセスフローチャートである。 第２図は、第１図のプロセスの実施に使用する装置の構
成を示す図である。 １……反応容器、11……加熱器 ２……汚染土壌コンベア、３……溶剤タンク ４……硫酸タンク ５……水酸化カルシウムタンク ６……硫酸第一鉄タンク ７……固液分離装置 ８……焼却炉 ９……スクラバー
を説明するためのプロセスフローチャートである。 第２図は、第１図のプロセスの実施に使用する装置の構
成を示す図である。 １……反応容器、11……加熱器 ２……汚染土壌コンベア、３……溶剤タンク ４……硫酸タンク ５……水酸化カルシウムタンク ６……硫酸第一鉄タンク ７……固液分離装置 ８……焼却炉 ９……スクラバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｋ 17/02 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０４Ｋ 17/04 ＺＮＡ 17/06
Claims (5)
- 【請求項１】有機質有害物質と無機質有害物質とで汚染
された土壌を浄化処理する方法であって、汚染された土
壌に溶剤を加えて撹拌し、土壌中の有機質有害物質を溶
剤中に移行させ、ついで水を加えて撹拌し、静置して溶
剤層を分離除去したのち、水と土壌の混合物に硫酸を加
えて無機質有害物質中の重金属をイオン化して水相中に
溶出させ、第一鉄イオン、水酸化カルシウムおよび酸素
を加えてフェライト化／マグネタイト化反応により重金
属を不溶化し、さらに硫酸を加えて中和するとともに硫
酸カルシウムを生成させ、最後に土壌および不溶性物質
と水とを分離することからなる汚染土壌の浄化処理方
法。 - 【請求項２】有機質有害物質を含有する溶剤層から有害
物質を分離して焼却または熱分解によって処理し、溶剤
は回収して再使用する請求項１の浄化処理方法。 - 【請求項３】溶剤を、有機質有害物質を含有する状態で
再使用したのち、焼却または熱分解によって処理する請
求項１の浄化処理方法。 - 【請求項４】水を回収して汚染土壌との混合に用いる
か、または焼却もしくは熱分解時のオフガス処理用スク
ラバー水として再使用する請求項１の浄化処理方法。 - 【請求項５】有機質有害物質を含有する溶剤の焼却また
は熱分解によって発生した熱を、フェライト化／マグネ
タイト化反応時の熱源として利用する請求項１の浄化処
理方法。
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|---|---|---|---|
| JP63256401A JP2751246B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 汚染された土壌を浄化処理する方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63256401A JP2751246B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 汚染された土壌を浄化処理する方法 |
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| JPH02103281A JPH02103281A (ja) | 1990-04-16 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63256401A Expired - Lifetime JP2751246B2 (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 汚染された土壌を浄化処理する方法 |
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| JP (1) | JP2751246B2 (ja) |
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-
1988
- 1988-10-12 JP JP63256401A patent/JP2751246B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH02103281A (ja) | 1990-04-16 |
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