JP3896444B2 - 汚染土壌の無害化処理方法 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、弗素または弗素化合物(両者を総称して弗素という。)で汚染された土壌の無害化処理方法に関し、更に詳しくは、弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーを一括処理して、弗素または弗素と重金属との溶出値の低い不溶化処理された土壌(不溶化土壌という。)と残留弗素または残留弗素と重金属との濃度の低い処理排水(処理排水という。)とを同時に得る無害化処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、例えば都市部に位置した工場が移転した跡地にマンションを建築する場合等において、それまで長年土壌中に蓄積されてきた有害物質による土壌汚染の問題が注目され、これら汚染土壌を「土壌環境基準」に従って浄化する対策が必要となってきたが、弗素に対する土壌環境基準は従来存在しなかった。しかし、平成11年7月より環境庁長官から中央環境審議会に諮問された「土壌の汚染に係る環境基準の追加項目等について」に関して、平成12年12月26日の中央環境審議会土壌農薬部会において答申案が最終的に取りまとめられ、環境庁長官に答申がなされた。この中で土壌環境基準の追加項目として弗素が挙げられており、環境庁では本答申を踏まえ、環境庁告示の改正等の所要の手続きを進める運びである。従って、近い将来、弗素は土壌環境基準として追加されることになる。弗素汚染土壌の浄化法については前述のように新規の項目であるため、その浄化事例は無く、浄化法の開発が極めて急務である。また、弗素と重金属との複合汚染は多くあることが予測され、両者を同時に無害化する方法が望まれている。重金属汚染土壌を修復する方法としてはこれまで、化学的処理を行った後に封じ込めする方法やコンクリートで固化する方法があり、また、物理的な対策としては汚染された表層土壌をある深さにわたって排土し、次いで汚染されていない土壌を客土する方法等が知られているが、弗素により汚染された土壌を修復する方法は、公知の例がない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は弗素または弗素と重金属とによって汚染された土壌または土壌スラリーについて弗素または弗素と重金属との溶出値を環境基準値以下に低減し、また、土壌スラリーについては予め固液分離することなく一括処理して最後に固液分離して処理排水についても残留弗素または残留弗素と重金属の濃度を低減する経済的な処理方法を提案するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌を浄化する方法として、金属塩を添加し、弗素または弗素と重金属とを金属水酸化物と同伴、共沈させることにより土壌中の弗素および重金属の不溶化を、また土壌スラリーについては同時に処理排水中の残留弗素または残留弗素と重金属の濃度の低下を図ることができることを見出し、経済的、効率的な処理方法を開発することができた。
【0005】
すなわち、本発明は、第1に、弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えて酸性域に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して混合する第2工程と、その後アルカリを加えてアルミニウムまたは鉄の水酸化物のうちの少なくとも1種の水酸化物を生成させることにより該弗素または該弗素と重金属とを不溶化させる第3工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法;第2に、弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えてpH2〜4に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して混合する第2工程と、その後アルカリを加えてpH5〜10に調節してアルミニウムまたは鉄の水酸化物のうちの少なくとも1種の水酸化物を生成させることにより該弗素または該弗素と重金属とを不溶化させる第3工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法;第3に、弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えて酸性域に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して混合する第2工程と、その後アルカリを加えてアルカリ性域に調節してアルミニウムまたは鉄の水酸化物のうちの少なくとも1種の水酸化物を生成させることにより該弗素または該弗素と重金属とを不溶化させる第3工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法;第4に、弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えて酸性域に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して撹拌する第2工程と、その後アルカリを加えて生成させたアルミニウムまたは鉄のうちの少なくとも1種の水酸化物に該弗素または該弗素と重金属とを共沈させた共沈スラリーを得る第3工程と、さらに該共沈スラリーを固液分離して不溶化土壌と処理排水とに分別する第4工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法;第5に、弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えてpH2〜4に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して撹拌する第2工程と、その後アルカリを加えてpH5〜10に調節して生成させたアルミニウムまたは鉄のうちの少なくとも1種の水酸化物に該弗素または該弗素と重金属とを共沈させた共沈スラリーを得る第3工程と、さらに該共沈スラリーを固液分離して不溶化土壌と処理排水とに分別する第4工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法;第6に、弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えて酸性域に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して撹拌する第2工程と、その後アルカリを加えてアルカリ性域に調節して生成させたアルミニウムまたは鉄のうちの少なくとも1種の水酸化物に該弗素または該弗素と重金属とを共沈させた共沈スラリーを得る第3工程と、さらに該共沈スラリーを固液分離して不溶化土壌と処理排水とに分別する第4工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法;第7に、前記第2工程におけるアルミニウム塩の添加量がアルミニウムとして前記土壌の重量に対して0.1〜5.0g/kgまたは前記土壌スラリーの容積に対して0.1〜5.0g/Lであり、鉄塩の添加量が鉄として前記土壌の重量に対して0.1〜5.0g/kgまたは前記土壌スラリーの容積に対して0.1〜5.0g/Lである第1〜6のいずれかに記載の方法;第8に、前記鉱酸が硫酸、硝酸または塩酸のうちの少なくとも1種であり、前記アルミニウム塩が硫酸アルミニウムまたはポリ塩化アルミニウムのうちの少なくとも1種であり、前記鉄塩が硫酸第一鉄、塩化第一鉄、硫酸第二鉄または塩化第二鉄のうちの少なくとも1種であり、前記アルカリが水酸化ナトリウム、消石灰または炭酸カルシウムのうちの少なくとも1種である第1〜7のいずれかに記載の方法;第9に、前記不溶化土壌を埋め戻し土壌または他の物質の製造原料として使用する第1〜8のいずれかに記載の方法;第10に、前記汚染された土壌または土壌スラリーが軟弱地盤から得られたものであり、前記アルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種に代えて、または、該少なくとも1種とともに、セメント剤を添加して得られた不溶化土壌を埋め戻し土壌として使用することにより地盤改良と不溶化とを行う第1、2、3、7または8に記載の方法;第11に、前記第1工程の前に前記汚染された土壌または土壌スラリーを予め、水、アルカリ性水溶液または酸性水溶液で洗浄および分級する第1〜10のいずれかに記載の方法;第12に、前記各工程を前記汚染された土壌または土壌スラリーの発生現場で行う第1〜11のいずれかに記載の方法、である。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明では、弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーを一括同時処理して土壌中の弗素または弗素と重金属とを不溶化処理するとともに、土壌スラリーについては固液分離後の処理排水中の残留弗素または弗素と重金属の濃度を低減させることに特徴がある。
【0007】
本発明の処理方法を行うにあたり、第1工程における酸性域はpH2〜4が好ましい。pHが4より高いと土壌の不溶化処理が不充分となり、pHが2以下では効果が飽和しかつ第3工程においてアルカリ使用量が増加する。ここで、処理対象物である汚染された土壌がアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種が添加され加水分解されて酸性となる場合、またはこの土壌が当初から酸性の場合は、第1工程は省略される。第2工程におけるアルミニウム塩の添加量は土壌の重量または土壌スラリーの容積に対してアルミニウムとしてそれぞれ0.1〜5.0g/kgまたは0.1〜5.0g/Lが好ましい。さらにこの範囲内でも、0.5g/kg以上または0.5g/L以上が好ましく、1.0g/kg以上または1.0g/L以上がさらに好ましい。ただし、5.0g/kg以上または5.0g/L以上では効果が飽和する。0.1g/kg未満または0.1g/L未満では土壌の不溶化処理、処理排水中の残留弗素または弗素と重金属濃度低減、のいずれもが不充分となる。
【0008】
また、第2工程における鉄塩の添加量は土壌の重量または土壌スラリーの容積に対して鉄としてそれぞれ0.1〜5.0 g/kgまたは0.1〜5.0 g/Lが好ましい。より好ましくは0.5g/kg以上または0.5g/L以上、さらに好ましくは1.0g/kg以上または1.0g/L以上である。ただし、5.0g/kg以上または5.0g/L以上では効果が飽和する。0.1g/kg未満または0.1g/L未満では土壌の不溶化処理、処理排水中の残留弗素または弗素と重金属濃度低減、のいずれもが不充分となる。アルミニウム塩と鉄塩との比較では、アルミニウム塩の方が添加量および経済的な面において弗素の不溶化および排水中の残留弗素低減の効果が高く、アルミニウム塩を選択することが望ましい。
【0009】
また、第3工程における弱酸性域ないしアルカリ性域はpH3〜10が好ましい。より好ましくはpH5〜10、さらに好ましくはpH6〜8の範囲である。pHが3より低い、あるいは10より高いと土壌の不溶化処理が、土壌スラリーについては処理排水中の残留弗素または残留弗素と重金属濃度の低減と不溶化処理がそれぞれ不充分となる。また、土壌の無害化処理として中性域、具体的にはpH7〜8の範囲とするのが望ましい。
【0010】
反応性、取扱性、コスト等の点から、鉱酸としては硫酸、硝酸または塩酸のうちの少なくとも1種が好ましい。アルミニウム塩としては硫酸アルミニウムまたはポリ塩化アルミニウムのうちの少なくとも1種が好ましく、鉄塩としては硫酸第一鉄、塩化第一鉄、硫酸第二鉄または塩化第二鉄のうちの少なくとも1種が好ましい。アルカリとしては水酸化ナトリウム、炭酸カルシウムまたは消石灰のうちの少なくとも1種が好ましい。水酸化ナトリウムを使用すれば土壌中へのアルカリからの反応生成物の混入が少なく、また、炭酸カルシウムあるいは消石灰によれば石膏沈殿時に弗素または弗素と重金属の共沈が強化される。
【0011】
本発明の処理方法では、弗素によりまたは弗素と重金属とにより汚染された土壌または土壌スラリーを、前述のように必要に応じて鉱酸を加えて一旦酸性とした後これにアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加し、さらにアルカリを加えて水酸化アルミニウムまたは水酸化鉄のフロックを形成させ、弗素をまたは弗素と重金属をこれらの水酸化アルミニウムまたは水酸化鉄の表面、または内部に包含する包摂により共沈させることによって不溶化土壌の弗素または弗素と重金属の溶出値および、土壌スラリーについては処理排水中の残留弗素または弗素と重金属の濃度を同時に環境基準値以下に低減させるものである。特に、水酸化アルミニウムの特徴として溶解度積:[Al3+][OH-]3=1.92×10−32(30℃)と非常に低く難溶性であること、さらに、水和時のゲル状のものは吸着性の強いことが知られており、これらの特徴が本発明処理方法において有効に働いているものと考えられる。このように弗素をまたは弗素と重金属とを水酸化アルミニウムまたは水酸化鉄と共沈させることで同伴させ安定した形態の不溶化土壌とする。
【0012】
以下の実施例においては弗素と重金属として主に砒素および六価クロムについて記載するが、重金属類では鉛、カドミウム、水銀等についても砒素および六価クロムと同様に、土壌にあっては不溶化され、土壌スラリーの処理排水にあっては残留弗素と重金属の濃度が低減される。以下の実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの実施例の記載に限定されるものではない。
【0013】
【実施例】
[実施例1] A地区の弗素汚染土壌(以下土壌Aという)について本発明の処理方法を行った。土壌A(−2mm)の弗素含有量は420mg/kg、弗素溶出値は2.1mg/Lである。本発明の処理方法によって得られた不溶化土壌について環境庁告示第46号(平成3年8月23日付)に示された方法に従って溶出試験を行った。
【0014】
本発明の処理方法を、図1のフローに従って行った。先ず有姿土壌100g(水分15%)を500mLの容器に入れ、所定量のポリ塩化アルミニウム(アルミニウムとして0.3g/kg、0.6g/kgおよび1.2g/kgの3水準)あるいは硫酸第二鉄(鉄として0.85g/kg、1.7g/kgおよび3.4g/kgの3水準)を添加し、撹拌棒で混合撹拌した。pHはpH試験紙を土壌付着水分に接触させることによりpH3になることを確認した(pH3以上の場合には10%硫酸水溶液を滴下してpH3とした)。次に炭酸カルシウムを加えて3分間混合撹拌してpH7とし、不溶化土壌とした。これを環境庁告示第46号(平成3年8月23日付)に示された方法に従って弗素の溶出試験に供した結果を図2に示す。
【0015】
図2から明らかなように、アルミニウム塩あるいは鉄塩の添加量の増加にともない弗素溶出値は低下した。また、鉄塩よりもアルミニウム塩の方が弗素溶出値の低減効果が高いことが分かる。
【0016】
以上の結果から、土壌Aの場合、鉄塩添加によっても弗素溶出値を低下させることができたが、アルミニウム塩添加の方が効果的であり、少なくともアルミニウムとして1.0g/kgのアルミニウム塩を添加すれば弗素溶出値を環境基準値(0.8 mg/L)以下にすることができることが分かる。
【0017】
[実施例2] B地区の弗素、六価クロム、砒素汚染土壌(以下土壌Bという)について、実施例1におけるアルミニウム塩添加の条件と同様の処理方法を行った。アルミニウム塩添加量の水準はアルミニウムとして1.2および2.4g/kgとした。土壌B(−2mm)の各汚染物質含有量は弗素426mg/kg、六価クロム984mg/kg、砒素2mg/kgであった。各汚染物質の溶出値は弗素3.5mg/L、六価クロム0.04mg/L、砒素0.022mg/Lであった。試験結果を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
表1の結果から、土壌Bについては、アルミニウム塩添加量を少なくともアルミニウムとして1.2g/kgで弗素溶出値を基準値以下にすることができた。このときの他の重金属の溶出値は、砒素について0.001 mg/L、六価クロムについて0.02mg/L 未満であり、充分に低いものであった。
【0020】
[実施例3] C地区の汚染土壌(以下土壌Cという)を含むスラリーについて本発明の処理方法を行った。土壌C(−150μm)の弗素含有量は720mg/kg、弗素溶出値は1.5mg/Lである。また、土壌Cを含むスラリーの液中弗素濃度は2.7mg/Lであった。本発明の処理方法によって得られた不溶化土壌について実施例1、2と同様に溶出試験を実施した。
【0021】
本発明の処理方法を図3に示すフローに従って行った。まず土壌Cを含むスラリー500mL(スラリー濃度50g/500mL)を1000mLの容器に入れ、撹拌機で撹拌しながらスラリーのpHが3になるまで10%硫酸水溶液を滴下した。次に所定量の塩化アルミニウム(アルミニウムとして0.1g/L、0.5g/Lおよび1.0g/Lの3水準)または硫酸第二鉄(鉄として0.1g/L、0.5g/Lおよび1.0g/Lの3水準)を加えて10分間撹拌を続けた。次に10%消石灰懸濁液を加えて所定のpH(pH 7、8および9の3水準)とし、10分間撹拌した後、高分子凝集剤の0.1%水溶液を適宜添加してフロックを形成させた。引き続き、凝集したスラリーをヌッチェで真空ろ過し、ケーキ(不溶化土壌)と濾液(処理排水)とに分別した。処理排水の残留弗素濃度をアルミニウム塩について図4のa、鉄塩について図4のbにそれぞれ示す。さらに得られた不溶化土壌について弗素の溶出試験を行い、その結果をアルミニウム塩について図5のaおよび鉄塩について図5のbにそれぞれ示す。
【0022】
図4のaおよびbから明らかなように、アルミニウム塩または鉄塩の添加によって処理排水の残留弗素濃度は著しく減少し、いずれもpHが7.0に近いほどその効果は顕著である。不溶化土壌の弗素溶出値については、図5のaおよびbに見られるように、アルミニウム塩または鉄塩の添加によって不溶化土壌の弗素溶出値が著しく低下している。アルミニウム塩と鉄塩との比較では不溶化土壌および処理排水ともにアルミニウム塩の方が弗素溶出値および残留弗素濃度の低減効果が高かった。
【0023】
以上の結果から、土壌Cの場合、処理排水の残留弗素濃度と不溶化土壌の弗素溶出値を環境基準値(いずれも0.8mg/L)以下にするには、少なくともアルミニウムとして0.5g/Lのアルミニウム塩を添加し、その後のpHを少なくとも7.0〜9.0に調節すれば目標が達成されることが分かる。
【0024】
[実施例4] D地区の弗素汚染土壌(以下土壌Dという)について本発明の処理方法を行った。土壌D(−2mm)は軟弱地盤を形成するため、セメント剤の混合を実施した。土壌Dの弗素含有量は420mg/kg、弗素溶出値は3.5mg/Lである。前記と同様に本発明の処理方法によって得られた不溶化土壌について環境庁告示第46号(平成3年8月23日付)に示された方法に従って溶出試験を行った。
【0025】
本発明の処理方法は、ポルトランドセメントを所定量混合するほかは、図1のフローに従って行った。先ず有姿土壌100g(水分15%)を500mLの容器に入れ、所定量のポリ塩化アルミニウム(アルミニウムとして1.2g/kg、2.4g/kgの2水準)を添加し、撹拌棒で混合撹拌した。pHはpH試験紙を土壌付着水分に接触させることによりpH3以下に調節した。次に所定量のセメント剤(ポルトランドセメント、重量比で5、10%の2水準)を添加し、炭酸カルシウムでpH7に調節した。これを公定法に従って弗素の溶出試験に供した結果を図6に示す。
【0026】
図6から明らかなように、アルミニウム塩を添加することなくセメント剤のみの添加でもその添加量の増加にともない弗素溶出値は低下する傾向を示した。これにアルミニウム塩を添加することによって劇的に弗素溶出値が低減されることが分かる。また、アルニウム塩単独よりもセメント剤も添加した方が弗素溶出値は低減される傾向を示し、セメント剤が不溶化助剤として作用していることが明らかである。
【0027】
以上の結果から、土壌Dの場合、弗素溶出値を環境基準値(0.8mg/L)以下にするには、セメント剤のみを10%添加する条件、あるいはアルミニウム塩をアルミニウムとして1.2g/kg以上とセメントを5%以上添加した条件で目標が達成されることが分かる。また、セメント剤の添加により得られた不溶化土壌を埋め戻し土壌として繰り返し使用することにより、土壌Dからなる軟弱地盤の改良と弗素の不溶化の2つの処理目標が同時に満たされる。
【0028】
[実施例5] 実施例1記載の土壌Aに対して前処理として洗浄および分級処理を実施した後、本発明法を適用した。前記と同様に本発明の処理方法によって得られた不溶化土壌について環境庁告示第46号(平成3年8月23日付)に示された方法に従って溶出試験を行った。
【0029】
本発明の処理方法は、洗浄、分級処理を施す以外は、図1のフローに従って行った。洗浄、分級は以下に記載の方法で実施した。土壌A500gを水1L(スラリー濃度33%程度)とともに直径210mmのポットミル(内容積4L)に入れて密栓し、20分間ポットミル回転台上で56rpmで回転させ、洗浄処理した。引き続き、スラリーを目開き10mm、2mm、600μm、150μm、75μm、38μmの標準篩で分級した。分級産物として粒度区分10mm〜2mm、2mm〜600μm、600μm〜150μm、150μm〜75μm、75μm〜38μm、38μm以下の6産物が得られた。各分級産物の重量分布率と弗素溶出値を表2に示す。
【0030】
【表2】
【0031】
表2の結果から、土壌Aは−2mmで弗素溶出値2.1mg/Lであったが、分級により、比較的弗素溶出値の低い区分(+38μmの区分)と高い区分(−38μmの区分)に分別することができた。−38μmは重量分布率として9.9wt%であり、全体の10分の1に満たない量である。各区分で薬剤の添加量を制御することにより、より経済的に処理が可能であることが考えられる。
【0032】
全土壌量の約90wt%に当たる+38μmの区分に対して本発明の方法を図1のフローに従って行った。得られた不溶化土壌について溶出試験を実施した。試験結果を図7に示す。図7より、本区分の弗素溶出値を基準値以下とするためには少なくともアルミニウムとして0.2g/kgのアルミニウム塩を添加すれば目標が達成されることが分かる。
【0033】
上記の洗浄、分級処理後の−38μm区分はスラリーとして発生する。このときのスラリー液中の弗素濃度は1.2mg/L、スラリー濃度は10%程度であった。本スラリーに対して本発明の方法を図3のフローに従って行った。ただし、最終pHは7.0に調整した。得られた不溶化土壌について溶出試験を実施した。不溶化土壌の弗素溶出値を図8に示す。また、得られた処理排水の残留弗素濃度を図9に示す。図8、9より、処理排水の残留弗素濃度と不溶化土壌の弗素溶出値をいずれも基準値以下にするには少なくともアルミニウムとして0.2g/L(対土壌量換算で2.0g/kg)のアルミニウム塩を添加すれば目標が達成されることが分かる。
【0034】
以上の結果より、土壌Aを洗浄、分級処理して、弗素低溶出区分と弗素高溶出区分とを分別することにより、少なくともアルミニウムとして総量0.38g/kgのアルミニウム塩の添加で処理目標が達せられた。この添加量は土壌Aをそのまま図1のフローで処理した結果1.0g/kg(実施例1)と比較して、試薬添加量62.0%の減である。すなわち、本発明を実施する前処理として洗浄、分級工程を適用することで経済的にかつ効率的に土壌Aを処理することができた。
【0035】
【発明の効果】
以上述べたように、弗素でまたは弗素と重金属類で汚染された土壌または土壌スラリーを本発明の方法によって処理することにより、土壌については不溶化土壌の弗素または弗素と重金属類の溶出値を、土壌スラリーについては処理排水中の残留弗素または残留重金属と弗素濃度および沈殿物として得られた不溶化土壌の弗素溶出値または重金属と弗素溶出値とを同時に環境基準値以下に低減することが可能になった。この方法によれば、土壌または土壌スラリーのような水分の異なる形態で現地から掘り出される比較的扱いにくい土壌に対しても対処可能であり、加熱、冷却工程や繰り返し工程も要せず、広大なスペースを必要とすることもなく、低コストで弗素または弗素と重金属による汚染土壌を経済的、効率的に処理することができる。また、弗素汚染土壌を特別な湿式処理工程で処理した後に発生するスラッジについても適用可能であるという利点を持つ。
【0036】
また、現在、産業廃棄物の最終処分場の不足が問題になっているが、本発明の処理方法はいわば一種の土壌洗浄方法でもありこれによって回収される不溶化土壌は化学的に安定しているので、従来の土壌処理法のように封じ込めやコンクリート固化して廃棄処理する必要はなく、また土壌を廃棄して新たに客土を求める必要もなくなり、本発明の処理によって得られる不溶化土壌は環境基準を満たした土壌として埋め戻し等をはじめ各種の用途に再利用することができトータルとして大幅な処理コストの低減をはかることができる。また、セメント剤の添加により得られた不溶化土壌を埋め戻し土壌として繰り返し使用することにより、軟弱地盤の改良と弗素の不溶化の2つの処理目標が同時に満たされる。
【0037】
さらに、本発明の処理方法によれば同時に、処理排水中の残留弗素および重金属濃度も環境基準値を満たすことが可能であり、別途排水処理設備を追加設置しなくても汚染土壌の現場で本発明の処理方法を行うことができ、これによれば、汚染土壌の搬入、搬出コストも大幅に削減することができる。また、環境基準値を満たした処理排水以外には排煙等の排出物もなく、二次汚染の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における本発明の処理方法による低水分土壌の処理フローを示す図である。
【図2】土壌Aをアルミニウム塩添加系または鉄塩添加系で処理したときのアルミニウムまたは鉄としての添加量と不溶化土壌の弗素溶出値との関係を示すグラフである。
【図3】実施例における本発明の処理方法による土壌スラリーの処理フローを示す図である。
【図4】aは土壌Cを含むスラリーをアルミニウム塩添加系で処理したときのpH、アルミニウム塩添加量と処理排水中の残留弗素濃度との関係を示すグラフであり、bは土壌Cを含むスラリーを鉄塩添加系で処理したときのpH、鉄塩添加量と処理排水中の残留弗素濃度との関係を示すグラフである。
【図5】aは土壌Cを含むスラリーをアルミニウム塩添加系で処理したときのpH、アルミニウム塩添加量と不溶化土壌の弗素溶出値との関係を示すグラフであり、bは土壌Cを含むスラリーを鉄塩添加系で処理したときのpH、鉄塩添加量と不溶化土壌の弗素溶出値との関係を示すグラフである。
【図6】アルミニウム塩、セメント剤添加量と土壌Dの不溶化処理後の弗素溶出値との関係を示すグラフである。
【図7】アルミニウム塩添加量と土壌Aの洗浄分級産物(+38μm)不溶化処理後の弗素溶出値との関係を示すグラフである。
【図8】アルミニウム塩添加量と土壌Aの洗浄分級スラリー(−38μm)不溶化処理後の弗素溶出値との関係を示すグラフである。
【図9】アルミニウム塩添加量と土壌Aの洗浄分級スラリー(−38μm)不溶化処理後の残留弗素濃度との関係を示すグラフである。
Claims (12)
- 弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えて酸性域に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して混合する第2工程と、その後アルカリを加えてアルミニウムまたは鉄の水酸化物のうちの少なくとも1種の水酸化物を生成させることにより該弗素または該弗素と重金属とを不溶化させる第3工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法。
- 弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えてpH2〜4に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して混合する第2工程と、その後アルカリを加えてpH5〜10に調節してアルミニウムまたは鉄の水酸化物のうちの少なくとも1種の水酸化物を生成させることにより該弗素または該弗素と重金属とを不溶化させる第3工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法。
- 弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えて酸性域に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して混合する第2工程と、その後アルカリを加えてアルカリ性域に調節してアルミニウムまたは鉄の水酸化物のうちの少なくとも1種の水酸化物を生成させることにより該弗素または該弗素と重金属とを不溶化させる第3工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法。
- 弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えて酸性域に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して撹拌する第2工程と、その後アルカリを加えて生成させたアルミニウムまたは鉄のうちの少なくとも1種の水酸化物に該弗素または該弗素と重金属とを共沈させた共沈スラリーを得る第3工程と、さらに該共沈スラリーを固液分離して不溶化土壌と処理排水とに分別する第4工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法。
- 弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えてpH2〜4に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して撹拌する第2工程と、その後アルカリを加えてpH5〜10に調節して生成させたアルミニウムまたは鉄のうちの少なくとも1種の水酸化物に該弗素または該弗素と重金属とを共沈させた共沈スラリーを得る第3工程と、さらに該共沈スラリーを固液分離して不溶化土壌と処理排水とに分別する第4工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法。
- 弗素でまたは弗素と重金属とで汚染された土壌または土壌スラリーに対して鉱酸を加えて酸性域に調節する第1工程と、次いでアルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種を添加して撹拌する第2工程と、その後アルカリを加えてアルカリ性域に調節して生成させたアルミニウムまたは鉄のうちの少なくとも1種の水酸化物に該弗素または該弗素と重金属とを共沈させた共沈スラリーを得る第3工程と、さらに該共沈スラリーを固液分離して不溶化土壌と処理排水とに分別する第4工程と、を含むことを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法。
- 前記第2工程におけるアルミニウム塩の添加量がアルミニウムとして前記土壌の重量に対して0.1〜5.0g/kgまたは前記土壌スラリーの容積に対して0.1〜5.0g/Lであり、鉄塩の添加量が鉄として前記土壌の重量に対して0.1〜5.0g/kgまたは前記土壌スラリーの容積に対して0.1〜5.0g/Lである、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 前記鉱酸が硫酸、硝酸または塩酸のうちの少なくとも1種であり、前記アルミニウム塩が硫酸アルミニウムまたはポリ塩化アルミニウムのうちの少なくとも1種であり、前記鉄塩が硫酸第一鉄、塩化第一鉄、硫酸第二鉄または塩化第二鉄のうちの少なくとも1種であり、前記アルカリが水酸化ナトリウム、消石灰または炭酸カルシウムのうちの少なくとも1種である、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 前記不溶化土壌を埋め戻し土壌または他の物質の製造原料として使用する、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 前記汚染された土壌または土壌スラリーが軟弱地盤から得られたものであり、前記アルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも1種に代えて、または、該少なくとも1種とともに、セメント剤を添加して得られた不溶化土壌を埋め戻し土壌として使用することにより地盤改良と不溶化とを行う、請求項1、2、3、7または8に記載の方法。
- 前記第1工程の前に前記汚染された土壌または土壌スラリーを予め、水、アルカリ性水溶液または酸性水溶液で洗浄および分級する、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- 前記各工程を前記汚染された土壌または土壌スラリーの発生現場で行う、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
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