JP3836447B2 - 汚染土壌不溶化固化剤 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は重金属や塩素化合物等の有害物質によって汚染された土壌の有害物質を不溶化し、かつ土壌を固化せしめる汚染土壌不溶化固化剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来は、この種の汚染土壌は、現場においてセメントあるいはセメントを含む固化剤を注入混合して該汚染土壌を固化せしめ、有害物質を固化せしめられた土壌中に封じ込める方法(例えば特許文献1,2)、汚染土壌を現場から採取除去して新しく非汚染土壌に入れ替える方法、汚染土壌を加熱処理する方法(例えば特許文献3,4)等によって処理されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−18413号公報
【特許文献2】
特開2001−334135号公報
【特許文献3】
特開2000−288510号公報
【特許文献4】
特開平11−646号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
セメントあるいはセメントを含む固化剤で汚染土壌を現場で不溶化固化する場合には、セメントに含まれている6価クロムにより土壌固化物が汚染されるおそれがある。更にセメントの高アルカリにより固化土壌中に封じ込められた有害物質が、固化土壌中から再溶出するおそれもある。
更に現場から汚染土壌を採取除去する方法では、採取した汚染土壌を処理するのに管理型処分場で行わねばならないと云う問題点がある。
更に汚染土壌を加熱処理する方法では、汚染土壌を掘削採取し、処理後埋め戻しを行う作業や加熱のための熱源の費用、設備費等が莫大になる。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、MgO100質量部と、鉄粉30〜50質量部とを含有する汚染土壌不溶化固化剤を提供するものである。
上記不溶化固化剤には、更に硫酸塩、塩酸塩、スルファミン酸、リン酸、水溶液のPHが7以下であるリン化合物からなる組から選ばれる一種または二種以上の助剤が添加されることが望ましく、更に水溶性ガム類、水溶性繊維素誘導体、粘土質からなる組から選ばれる一種または二種以上の粘度付与剤が添加されることが望ましい。
【0006】
【作用】
本発明では、MgOと鉄粉は土壌中の汚染物質を還元して不溶化し、更にMgOは土壌を固化して固化土壌中に不溶化した有害物質を封じ込める。
MgOに上記助剤を添加すると、土壌中の有害物質の不溶化が促進される。また土壌固化物のゲル強度も向上する。
更に粘度付与剤を添加すると、土壌に混合した不溶化固化剤中の鉄粉の沈降が防止される。
以下に本発明を詳細に説明する。
【0007】
【発明の実施の形態】
〔MgO〕
本発明に使用するMgOとしては、低温焼成品と、高温焼成品のいづれでもよいが、反応性の点からみて低温焼成品(軽焼マグネシウム)の使用が望ましい。
上記軽焼マグネシウムは純分90質量%以上の炭酸マグネシウムを700〜1000℃の温度で焼成することによって得られる。
【0008】
〔鉄粉〕
本発明に使用する鉄粉は、純鉄粉の他、炭素鋼、クロム鋼、ニッケル鋼、モリブデン鋼、マンガン鋼、クロム−モリブデン鋼、マンガン−クロム鋼等の鉄基合金の粉末も含まれる。該鉄粉の粒径は、通常70〜100μm程度とされる。
【0009】
〔助剤〕
土壌の種類、有害物質の種類によっては、MgOと鉄粉のみでは有害物質の不溶化や土壌の固化に長時間を要したり、不充分であつたりする場合がある。そのような場合には有害物質の不溶化および土壌の固化を促進するために助剤を添加する。
上記助剤としては、硫酸塩、塩酸塩、リン酸、スルファミン酸、水溶液のPHが7以下であるリン化合物、あるいはこれら化合物の二種以上の混合物が使用され、上記硫酸塩としては硫酸第一鉄、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム等が例示され、上記塩酸塩としては塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等が例示され、水溶液のPHが7以下のリン化合物としては、過燐酸マグネシウム、過燐酸カルシウム、重過燐酸カルシウム等が例示される。
【0010】
〔粘度付与剤〕
土壌に本発明の不溶化固化剤を混合した場合、該不溶化固化剤中の鉄粉が土壌固化剤に沈降分離してしまう場合がある。このような場合には有害物質の不溶化が不充分になる。そこで本発明では鉄粉の沈降分離を防止するために粘度付与剤を混合することが望ましい。上記粘度付与剤としては、グアガム、トラガントガム、アラビアガム等の水溶性ガム類、メチルセルロース、エチルセルロース、メトキシセルロース、エトキシセルロース、カルボキシメチルセルロース等の水溶性繊維素誘導体、ベントナイト、バーミキュライト、ワラストナイト、ゼオライト等の粘土質が使用され、これらは二種以上併用されてもよい。
上記粘度付与剤は助剤を使用して土壌を早期に固化出来るようにした場合には、必ずしも使用する必要はない。
【0011】
〔配合〕
本発明の不溶化固化剤にあっては、通常MgO100質量部に対して鉄粉は30〜50質量部添加される。また助剤を添加する場合には、通常MgO100質量部、鉄粉30〜50質量部に対して5〜200質量部が添加され、更に粘度付与剤を添加する場合には、通常MgO100質量部、鉄粉30〜50質量部、あるいはMgO100質量部、鉄粉30〜50質量部、助剤5〜200質量部に対して、通常0.3〜10質量部添加される。
【0012】
〔土壌処理〕
本発明の不溶化固化剤を使用して土壌を処理する方法としては、現場において汚染土壌中に本発明の不溶化固化剤の水溶液を注入したり、あるいは現場から掘削採取した汚染土壌に本発明の不溶化固化剤を混合してもよい。この場合、MgOと鉄粉、あるいは助剤や粘度付与剤を全部混合してから土壌に注入あるいは混合してもよいし、一部を混合し、他は別にして土壌に注入あるいは混合してもよいし、各組成を混合することなく別々に土壌に注入あるいは混合してもよい。
【0013】
〔実施例1〕
現場から採取した粘度質砂(含水比72.4%、含土率58.0%、砂分49.1%、シルト分24.5%、粘土分26.4%、密度1.55g/cm3 )の重金属汚染土壌1m3 に下記配合の不溶化固化剤Aを15(質量/容量)%(以下単に%と云う)添加し、攪拌混合した原土および7日後の固化土壌の重金属溶出量、PH値および一軸圧縮強度を測定した。その結果を表1に示す。
固化剤Aの配合
軽焼酸化マグネシウム 100質量部
鉄粉 50質量部
【0014】
【表1】
【0015】
表1によれば、本発明の不溶化固化剤Aによる処理によって、土壌に含まれる鉛、砒素は土壌環境基準以下の溶出量にまで不溶化されることが認められる。また土壌の固化強度も充分であることが認められる。
【0016】
〔実施例2〕
実施例1の土壌に水を加えて含水比122%、含土率45%、密度1.38g/cm3 の重金属汚染粘土質試料を作成した。該試料1m3 に下記配合組成の不溶化固化剤Bを15%添加し、攪拌混合した原土および7日後の固化土壌の重金属溶出量、PH値および一軸圧縮強度を測定した。そ結果を表2に示す。
固化剤Bの配合
軽焼酸化マグネシウム 100質量部
鉄粉 50質量部
硫酸第一鉄 20質量部
【0017】
【表2】
【0018】
表2によれば、本発明の不溶化固化剤Bによる処理によって、土壌に含まれる鉛、砒素は土壌環境基準以下の溶出量にまで不溶化されることが認められる。また土壌の固化強度も充分であることが認められる。
【0019】
〔実施例3〕
現場から採取した粘性土(含水比116%、含土率46%、砂分20%、シルト分25.9%、粘土分53.1%、密度1.427g/cm3 )1m3 に、下記配合組成の不溶化固化剤Cを15%添加し、攪拌混合した原土および28日後の固化土壌のトリクロロエチレンの溶出量、PH値および一軸圧縮強度を測定した。その結果を表3に示す。
固化剤Cの配合
軽焼酸化マグネシウム 100質量部
鉄粉 30質量部
硫酸第一鉄 20質量部
グアガム 5質量部
【0020】
【表3】
【0021】
表3によれば、本発明の不溶化固化剤Cによる処理によって、土壌に含まれるトリクロロエチレンは土壌環境基準以下の溶出量にまで不溶化されることが認められる。また土壌の固化強度も充分であることが認められる。
【0022】
〔比較例1〕
実施例1で使用した汚染土壌に、軽焼酸化マグネシウム10%を単独添加および鉄粉5%を単独添加してから、それぞれ攪拌混合し固化させた。
28日後の固化土壌の鉛および砒素の溶出量、固化強度を測定し、結果を表4および表5に示す。
【0023】
【表4】
【0024】
【表5】
表4、表5をみると軽焼酸化マグネシウムおよび鉄粉を単独添加した場合は、鉛および砒素の不溶化が充分でなく、またMgOを省き鉄粉のみ使用した場合〔表5〕は固化強度も充分でないことが認められる。
【0025】
〔比較例2〕
実施例3で使用したトリクロロエチレンで汚染した土壌に対して軽焼酸化マグネシウム10%を単独添加、および鉄粉5%を単独添加し、それぞれ攪拌混合し固化させた。28日後の原土および軽焼酸化マグネシウムおよび鉄粉のそれぞれの固化土壌のトリクロロエチレンの溶出量、固化強度を測定し、その結果を表6および表7に示す。
【0026】
【表6】
【0027】
【表7】
【0028】
表6、表7をみれば、MgOまたは鉄粉を単独添加した場合トリクロロエチレンの不溶化が充分でなく、またMgOを省き鉄粉のみ使用した場合〔表7〕は、固化強度も充分でないことが認められる。
【0029】
【発明の効果】
本発明にあっては、土壌を強固に固化せしめ、かつ該土壌中に含まれている 有害物質を不溶化して該土壌固化物に完全に封じ込めることが出来る。
Claims (3)
- MgO100質量部と、鉄粉30〜50質量部とを含有することを特徴とする汚染土壌不溶化固化剤。
- 請求項1に記載の不溶化固化剤に、更に硫酸塩、塩酸塩、スルファミン酸、リン酸、水溶液のPHが7以下であるリン化合物からなる組から選ばれる一種または二種以上の助剤とを含有することを特徴とする汚染土壌不溶化固化剤。
- 請求項1または2に記載の不溶化固化剤に、更に水溶性ガム類、水溶性繊維素誘導体、粘土質からなる組から選ばれる一種または二種以上の粘度付与剤とを含有することを特徴とする汚染土壌不溶化固化剤。
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