JP4207523B2 - 汚染土壌の処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として掘削土に含まれる重金属を除去する際に用いる汚染土壌の処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
工場跡地にあらたな建築物を構築する際、カドミウム、鉛、銅、亜鉛、ニッケル、クロム、ヒ素といった重金属をはじめ、揮発性有機塩素化合物、油等のさまざまな汚染物質が掘削土に混じって搬出されることがある。かかる汚染土をそのまま放置すると、該土に混入している汚染物質が地下水等に混入し、環境に拡散するおそれがあるため、かかる汚染物質を何らかの方法で除去する必要がある。
【0003】
かかる方法として、汚染物質を含む掘削土砂をいったん泥水化した後、該泥水を分級洗浄する技術が知られている(非特許文献1参照)。
【0004】
【非特許文献1】
「土壌・地下水汚染に係る調査・対策指針および運用基準」、 環境庁水質保全局、社団法人土壌環境センター、平成11年3月25日発行
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述の分級洗浄方法は、75μmを分級点として分級し、75μm以上の粗粒分(礫、粗砂、細砂)については、汚染物質が除去された処理土とするとともに、75μm以下の細粒分(シルト、粘土)については、汚染物質が含まれているため、例えば廃棄等の形で適宜処分するものである。
【0006】
かかる分級洗浄方法においては、ほとんどの汚染物質は、75μm以下の細粒分とともに分級されるであろうとの考えに基づくものであるが、出願人がさまざまな状況で上述の分級洗浄方法を行ったところ、汚染土壌の状況によっては、75μm以上の粗粒分中にも多くの汚染物質が混入して環境基準をクリアできず、処理土といえども廃棄等の形で適宜処分せねばならないことが判明した。
【0007】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、汚染土壌の分級洗浄において汚染物質を細粒分とともに確実に分級するとともに、汚染物質の粗粒分への混入を防止することが可能な汚染土壌の処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る汚染土壌の処理装置は請求項1に記載したように、内部を第1の区画と第2の区画に分割された原水槽と、該原水槽の上方に配置され粒径に応じて少なくとも二段階で土粒子の選別を行う少なくとも2つの篩が設けられた振動篩機構と、該振動篩機構の上方であって前記原水槽の第1及び第2の区画の泥水が圧入可能に該区画にそれぞれ連通接続された第1及び第2のサイクロンとを備えた汚染土壌の処理装置であって、前記篩上の土砂に向けて水を下方に噴射する水噴射機構を備えたものである。
【0010】
また、本発明に係る汚染土壌の処理装置は、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の排出側で該篩上の土砂に向けて空気を下方に噴射する空気噴射機構を備えたものである。
【0011】
また、本発明に係る汚染土壌の処理装置は、前記篩の直上であって前記水噴射機構による水噴射位置よりも該篩の投入側に土砂攪拌機構を設置して前記篩上の土塊を解膠できるように構成したものである。
【0012】
また、本発明に係る汚染土壌の処理装置は、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の投入側にて前記篩上を移送される土砂を堰き止める堰止め板を該篩の上面に立設したものである。
【0013】
また、本発明に係る汚染土壌の処理装置は、前記篩の直上であって前記水噴射機構による水噴射位置よりも該篩の投入側に土砂攪拌機構を設置して前記篩上の土塊を解膠できるように構成するとともに、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の排出側で該篩上の土砂に向けて空気を下方に噴射する空気噴射機構を備えたものである。
【0014】
また、本発明に係る汚染土壌の処理装置は、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の投入側にて前記篩上を移送される土砂を堰き止める堰止め板を該篩の上面に立設するとともに、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の排出側で該篩上の土砂に向けて空気を下方に噴射する空気噴射機構を備えたものである。
【0015】
また、本発明に係る汚染土壌の処理装置は、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の投入側にて前記篩上を移送される土砂を堰き止める堰止め板を該篩の上面に立設するとともに、前記篩の直上であって前記堰止め板と前記水噴射位置の間に土砂攪拌機構を設置して前記篩上の土塊を解膠できるように構成したものである。
【0016】
本出願人は、75μm以上の粗粒分(礫、粗砂、細砂)中にも多くの汚染物質が混入する原因として、第1に、汚染物質が含まれた粘土塊が粗粒分と一緒に選別され排出されてしまうこと、第2に、振動篩機構による振動によって篩上の土砂の含水比が低下して土塊状となり、該土塊状に汚染物質が閉じこめられた状態で排出されること、第3に、篩上で水切りが十分に行われないまま、汚染物質が含まれた水が選別土砂と一緒に排出されてしまうことにあることを見い出し、以下の発明をなしたものである。
【0017】
すなわち、本発明に係る汚染土壌の処理装置においては、篩上の土砂に向けて水を下方に噴射する水噴射機構を備えてあり、該水噴射機構から篩上で選別されている土砂に向けて水を下方に噴射する。
【0018】
このようにすると、土塊、特に粘土塊の形態になっている土砂が存在する場合には、噴射された水の勢いによって該土塊がまず破砕され、次いで、該土塊状の土砂中に含まれていた汚染物質が噴射された水の勢いで吹き飛ばされ、篩を通過して原水槽に落下する。また、破砕された土塊由来の土砂中の土粒子表面に付着していた汚染物質や該汚染物質を含む表面水は、噴射された水の勢いで同様に吹き飛ばされ、篩を通過して原水槽に落下する。
【0019】
一方、土塊が存在しない場合でも、土砂中の土粒子表面に付着していた汚染物質や該汚染物質を含む表面水は、噴射された水の勢いで吹き飛ばされ、篩を通過して原水槽に落下する。
【0020】
そのため、篩上に残留する土砂を集めることにより、汚染物質がほとんど含まれていない土砂だけを処理土として汚染土壌から分離することが可能となる。
【0021】
一方、汚染物質を多量に含んだ原水槽内の泥水については、サイクロン、スクリューデカンタ、フィルタープレス等を用いて適宜脱水し、脱水されたケーキはこれを廃棄等の形で適宜処分し、脱水された水は、汚染物質を除去する処理を行うほか、pH調整その他必要な処理を行った後、河川等に適宜放流する。
【0022】
ここで、請求項2に係る汚染土壌の処理装置では、まず、粗粒分のうち、主として礫を選別可能な篩の上に掘削泥水を投入し、次いで、該篩上にて上述したと同様に水噴射機構による洗浄を行った後、選別された礫を排出して処理土とする一方、該篩を通過した泥水を原水槽の第1の区画に落下させる。なお、泥水中に土塊が存在した場合であっても、上述したように噴射水の勢いによって土塊が粉砕されるので、該土塊が篩で選別され礫とともに排出されるおそれはない。
【0023】
次に、第1の区画に貯留された泥水を第1のサイクロンに圧入して例えば75μmを分級点として分級し、そのサイクロンアンダー泥水を、粗粒分のうち、主として粗砂及び細砂を選別可能な篩の上に投入し、次いで、該篩上にて上述したと同様に水噴射機構による洗浄を行った後、選別された粗砂や細砂を排出して処理土とする一方、該篩を通過した泥水を原水槽の第1の区画に落下させるという手順を繰り返し行うことで、できるだけ多くの粗砂及び細砂を汚染物質を含まない形で確実に選別回収する。なお、篩上での振動作用によって土塊が生成した場合であっても、上述したように噴射水の勢いによって土塊が粉砕されるので、該土塊が篩で選別され粗砂及び細砂とともに排出されるおそれはない。
【0024】
ここで、第1のサイクロンにおいては、汚染物質は、75μmよりも小さな細粒分(シルト、粘土)とともにサイクロンオーバー泥水としてオーバーしてくるが、その反面、アンダー泥水への混入を十分に防止することは困難である。
【0025】
したがって、サイクロンアンダー泥水についても、粗砂及び細砂の選別回収とともに、上述した水洗浄による汚染物質の除去を行う。
【0026】
一方、第1のサイクロンをオーバーした泥水には、上述したように多くの汚染物質が含まれるが、その反面、75μmよりも大きな土粒子、特に細砂についてはこれを十分に分級することは難しく該オーバー泥水に混入する。そして、上述した第1の区画内の泥水に関する循環洗浄・循環選別を行っている間における累積量としては無視できない量になる。
【0027】
そのため、第1のサイクロンをオーバーした泥水を、原水槽のうち、第2の区画に貯留し、次いで、該区画に貯留された泥水を第2のサイクロンに圧入し、例えば75μmを分級点として分級する。
【0028】
ここで、第2のサイクロンのサイクロンアンダー泥水については、細砂が分級されるほか、汚染物質も混入しているため、これを上述した粗砂及び細砂を選別可能な篩の上に投入し、次いで、該篩上にて上述したと同様に水噴射機構による洗浄を行った後、選別された細砂を排出して処理土とする一方、該篩を通過した泥水を原水槽の第1の区画に落下させる。そして、それ以降については、上述したと同様、第1の区画内の泥水に関する循環洗浄・循環選別を行うことによって、第2の区画内の泥水に混入した細砂を汚染物質を含まない形で確実に選別回収する。
【0029】
一方、第2のサイクロンのサイクロンオーバー泥水については、75μm以上の粗粒分(礫、粗砂、細砂)のほとんどが分離除去されているとともに、汚染物質が濃縮された状態で含有されている。
【0030】
したがって、かかる第2のサイクロンをオーバーした泥水については、これを外部に排出し、スクリューデカンタ、フィルタープレス等を用いて適宜脱水した後、脱水されたケーキはこれを廃棄等の形で適宜処分し、脱水された水は、汚染物質を除去する処理を行うほか、pH調整その他必要な処理を行った後、河川等に適宜放流する。
【0031】
振動篩機構は、振動作用によって所定粒径の土粒子を選別するように篩が設けられている限り、どのような構成でもよく、目開が互いに異なる数枚の篩を段上に設置し、該篩のうち、目開の大きなものから順に掘削土砂を通すことで、粒径の大きな土砂から順次選別していくのが一般的ではあるが、篩を何段にするかは任意である。
【0032】
水噴射機構は、土砂の選別に支障がなく、また篩に損傷を与えない範囲でできるだけ高圧水を噴射できるように構成しておくのが望ましい。
【0033】
水噴射機構の噴射方向は下向きにする必要があるが、本明細書で言うところの下向きとは鉛直下向きだけに限定されるものではなく、例えば土砂の移送方向と対向するように斜め下方に噴射することで洗浄効率を高めることが考えられる。
【0034】
水噴射機構からの噴射水で汚染物質が吹き飛ばされた土砂については、これをそのまま処理土として集めてもかまわないが、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の排出側で該篩上の土砂に向けて空気を下方に噴射する空気噴射機構を備えた場合においては、水噴射機構で水が噴射された土砂から水分を除去させることが可能となり、処理土の含水比を予め低下させておくことができるとともに、水の存在によってわずかに粗粒分に付着している汚染物質をも確実に篩の下方に落下させることができる。
【0035】
空気噴射機構は、土砂の選別に支障がなく、また篩に損傷を与えない範囲でできるだけ高圧空気を噴射できるように構成しておくのが望ましい。
【0036】
空気噴射機構の噴射方向は下向きにする必要があるが、本明細書で言うところの下向きとは、水噴射機構と同様、鉛直下向きのみに限定されるものではなく、例えば土砂の移送方向と対向するように斜め下方に噴射することで水分除去効率を高めることが考えられる。
【0037】
上述したように、篩上の土砂は振動作用によって含水比が低下し、土塊状になりやすい。そのため、前記篩の直上であって前記水噴射機構による水噴射位置よりも該篩の投入側に土砂攪拌機構を設置して前記篩上の土塊を解膠できるように構成しておけば、土砂攪拌機構を駆動させることによって篩上の土塊を予め解膠し、後工程である水洗浄をより確実に行うことができる。
【0038】
その反面、篩上の土砂の移送速度は、土砂分離の全体効率の面からある程度、大きく設定されていて、振動作用によって含水比が低下するものの、十分な水切りがなされないまま、粗粒分とともに排出されることも少なくない。
【0039】
このような場合においては、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の投入側にて前記篩上を移送される土砂を堰き止める堰止め板を該篩の上面に立設しておくと、移送されてきた土砂を堰止め板でいったん堰き止めることで、十分な水切りを行うことができる。ちなみに、移送土砂は投入側からどんどん送り込まれてくるため、堰き止められていた土砂は、振動作用と相まって、十分な水切りが終わったものから順に堰止め板を乗り越え、しかる後、水洗浄が行われることとなる。
【0040】
なお、上述した土砂攪拌機構、空気噴射機構及び堰止め板は、適宜組み合わせて使用することができる。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る汚染土壌の処理装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【0042】
図1は、本実施形態に係る汚染土壌の処理装置を示した概略図である。同図でわかるように、本実施形態に係る汚染土壌の処理装置1は、原水槽2と、該原水槽の上方に配置され所定の粒径で土粒子の選別を行う篩が設けられた振動篩機構3と、該振動篩機構の上方であって原水槽2の泥水が圧入可能に連通接続された第1のサイクロンとしてのサイクロン4a及び第2のサイクロンとしてのサイクロン4bとを備える。
【0043】
原水槽2は、内部を第1の区画としての区画5aと第2の区画としての区画5bとに分割してあるとともに、区画5aにはスラリーポンプ6aを連通接続してあり、該ポンプをサイクロン4aに接続することで、区画5a内の泥水をサイクロン4aに圧入できるようになっている。
【0044】
同様に、区画5bにはスラリーポンプ6bを連通接続してあり、該ポンプをサイクロン4bに接続することで、区画5b内の泥水をサイクロン4bに圧入できるようになっている。
【0045】
振動篩機構3は、図示しない加振機が据え付けられたボックス状の枠体7の内部に篩としてのスクリーンを五床式に設置してなる。すなわち、枠体7内には、スクリーン8、スクリーン9、スクリーン10、泥水受け板11及びスクリーン12を下から順に段状に設置してあり、スクリーン8,9の投入側上方には、掘削泥水を投入するための投入シュート13を設けてある。そして、スクリーン8,9は、投入シュート13を介して投入された掘削泥水中の土砂を同図では右側である排出側に移送しながら、主として粗粒分である礫を選別し、その端部で排出できるようにそれらの目開きを設定してある。
【0046】
同様に、スクリーン10,12は、サイクロン4a,4bからのサイクロンアンダー泥水中の土砂を排出側に移送しながら、粗粒分である粗砂及び細砂を選別し、その端部で排出できるようにそれらの目開きを設定してある。泥水受け板11は例えば鉄板で構成してあり、スクリーン12を通過したサイクロン4aのアンダー泥水をその下のスクリーン10に落下させず、原水槽2に直接落下させることで、スクリーン10の砂の含水比を高くしないように構成してある。
【0047】
図2は、スクリーン8,9の詳細図である。同図でわかるように、本実施形態に係る汚染土壌の処理装置1には、スクリーン8,9上の土砂21,21aに向けて水を下方に噴射する水噴射機構22を備えてあり、該水噴射機構は、スクリーン8,9に水を噴射する噴射ノズル23,23及び該噴射ノズルに高圧水を供給する高圧水ポンプ25からなる。
【0048】
また、本実施形態に係る汚染土壌の処理装置1には、水噴射機構22による水噴射位置よりもスクリーン8,9の排出側で該スクリーン上の土砂に向けて空気を下方に噴射する空気噴射機構26を備えてあり、該空気噴射機構は、スクリーン8,9に空気を噴射する噴射ノズル27,27及び該噴射ノズルに高圧空気を圧送するための高圧空気噴射用エアコンプレッサー28からなる。
【0049】
また、スクリーン8,9の直上であって水噴射機構22による水噴射位置よりも該スクリーンの投入側には、該スクリーン上の土砂に含まれる土塊30を解膠できるように土砂攪拌機構29,29をそれぞれ設置してあり、該土砂攪拌機構は、回転ロッドから攪拌羽根31を放射状に突設するとともに該回転ロッドを土砂21,21aの移送方向とは逆方向、同図では矢印で示す時計回りに水平軸線回りに回動させることによって、スクリーン8,9状の土塊30を破砕解膠できるようになっている。
【0050】
さらに、水噴射機構22による水噴射位置よりもスクリーン8,9の投入側には、該スクリーン上を移送される土砂21を堰き止める堰止め板32,32をスクリーン8,9の上面にそれぞれ立設してある。
【0051】
図3は、スクリーン12,10の詳細図である。同図でわかるように、水噴射機構22は、噴射ノズル23,23を介してスクリーン12,10上の土砂41,43にも水を下方に噴射できるようになっている。
【0052】
また、空気噴射機構26は、噴射ノズル27,27を介して水噴射機構22による水噴射位置よりもスクリーン12,10の排出側で該スクリーン上の土砂41,43にも空気を下方に噴射できるようになっている。
【0053】
本実施形態に係る汚染土壌の処理装置1を用いて汚染土壌から汚染物質、例えばカドミウム、鉛、銅、亜鉛、ニッケル、クロム、ヒ素等の重金属を分離除去するには、まず、汚染土壌を掘削し、次いでその掘削土砂を泥水化して掘削泥水とする。
【0054】
なお、地中連続壁工法、泥水シールド工法等の泥水工法において掘削泥水が発生し、該掘削泥水に重金属が混入している場合には、当初から泥水化しているので、上述した泥水化のステップを省略することができることは言うまでもない。
【0055】
次に、かかる掘削泥水を投入シュート13を介してスクリーン8,9の上に落下させ、目開きが例えば40mmと最も大きく設定してあるスクリーン9上で粗粒分である大型の礫やコンクリートガラを選別除去する。
【0056】
ここで、かかる選別除去においては、まず、スクリーン9上を移送されてきた土砂21を堰止め板32でいったん堰き止める。
【0057】
このようにすると、土砂21は、堰き止められた状態で振動篩機構3による振動作用を受けるため、十分な水切りを行うことができる。ちなみに、土砂21は投入側からどんどん送り込まれてくるため、堰き止められていた土砂21は、振動作用と相まって、十分な水切りが終わったものから順に堰止め板32を乗り越えていく。
【0058】
次に、掘削泥水に最初から含まれていた粘土塊や、スクリーン9上での振動作用による脱水化によってあらたに生じた粘土塊を、土砂攪拌機構29の攪拌羽根31によってバラバラに解膠する。
【0059】
次に、水噴射機構22の噴射ノズル23からスクリーン9上の土砂21に向けて高圧水を噴射するとともに、洗浄効率を高めるべく、その噴射方向を土砂21の移送方向と対向するように斜め下方に設定する。
【0060】
このようにすると、土砂攪拌機構29で解膠しきれなかった土塊、特に粘土塊が土砂21中に存在する場合には、噴射水の勢いによって該土塊がまず破砕され、次いで、該土塊中に含まれていた重金属が噴射水の勢いで吹き飛ばされ、スクリーン8,9を通過して原水槽2に落下する。また、破砕された土塊由来の土砂のうち、礫やコンクリートガラといった粗粒分の表面に付着していた重金属や該重金属を含む表面水は、噴射水の勢いで同様に吹き飛ばされ、スクリーン8,9を通過して原水槽2に落下する。
【0061】
一方、土塊が存在しない場合でも、土砂21中の土粒子表面に付着していた重金属や該重金属を含む表面水は、スクリーン9で選別されない粗粒分や細粒分とともに噴射水の勢いで吹き飛ばされ、スクリーン8,9を通過して原水槽2に落下する。
【0062】
かかる状態では、スクリーン9上には、例えば礫33だけが残留することとなる。
【0063】
次に、空気噴射機構26を作動させ、噴射ノズル27からスクリーン9上の礫33に向けて高圧空気を噴射するとともに、水分除去効率を高めるべく、その噴射方向を礫33の移送方向と対向するように斜め下方、例えば後方30゜程度に設定する。
【0064】
高圧空気は、例えば2〜4kg/cm2とし、カーテン状に噴射するのが望ましい。
【0065】
このようにすると、空気噴射機構26で空気が噴射された礫33から水分を除去させることが可能となり、処理土の含水比を予め低下させておくことができるとともに、水の存在によってわずかに礫33に付着している重金属をも確実にスクリーン9の下方に落下させることができる。
【0066】
このように、掘削泥水の投入、堰止め板32による水切り、土砂攪拌機構29による粘土塊の解膠、水噴射機構22による重金属の吹き飛ばし及び空気噴射機構26による水分の吹き飛ばしといった一連の作業をスクリーン9上で行えば、最終的に重金属が含まれず含水比も小さい礫33が該スクリーン上で選別されるので、これを処理土として回収する。
【0067】
次に、スクリーン9の篩目を通過した土砂21aを上述と同様に処理する。すなわち、土砂21aには、粒径の小さな礫33aが残っているとともに、スクリーン8上であらたに粘土塊30が生成する懸念があるので、堰止め板32による水切り、土砂攪拌機構29による粘土塊の解膠、水噴射機構22による重金属の吹き飛ばし及び空気噴射機構26による水分の吹き飛ばしといった一連の作業をスクリーン8上で行う。
【0068】
このようにすれば、スクリーン9での選別作業と同様、最終的に重金属が含まれず含水比も小さい礫33aが該スクリーン上で選別されるので、これを処理土として回収する。
【0069】
次に、スクリーン9,8を順次通過した泥水は、原水槽2の第1の区画5aに落下して貯留されるので、かかる泥水をスラリーポンプ6aでサイクロン4aに圧入し、例えば75μmを分級点として分級する。
【0070】
このようにすることで、75μm以上の粒径の土粒子、すなわち、粗粒分である粗砂及び細砂が含まれたサイクロンアンダー泥水をスクリーン12に落下させる。
【0071】
ここで、スクリーン12は図3に示すように、砂、特に粗砂を選別できるように目開きを設定してあり、排出側に向けて上り勾配を持たせることで脱水しやすいように構成してあるとともに、全体高さを抑えるために階段状に構成してある。
【0072】
そして、サイクロン4aからサイクロンアンダー泥水が投入されると、まず、そのうちの多量の水分については、スクリーン12を通過して泥水受け板11に落下し、これが原水槽2の第1の区画5aに戻される。
【0073】
次に、スクリーン12の上に残った土砂41については、該スクリーン上を投入側から排出側(同図では右方向)に移送されつつ、目開きに応じた粗粒分が選別され、より粒径が小さな細砂や振動脱水された水は、スクリーン12を通過して下段のスクリーン10に落下する。
【0074】
なお、かかる選別中においても、水噴射機構22による重金属の吹き飛ばし及び空気噴射機構26による水分の吹き飛ばしをスクリーン12上で行うことにより、最終的に重金属が含まれず含水比も小さい粗砂を主体とする粗粒分42が該スクリーン上で選別されるので、これを処理土として回収する。
【0075】
スクリーン10は、スクリーン12とほぼ同様、図3に示すように、砂、特に細砂を選別できるように目開きを設定してあり、排出側に向けて上り勾配を持たせることで脱水しやすいように構成してあるとともに、全体高さを抑えるために階段状に構成してあり、スクリーン12を通過した細砂及びサイクロン4bからのサイクロンアンダー泥水が投入されるようになっており、スクリーン10上では、土砂43が該スクリーン上を投入側から排出側(同図では右方向)に移送されつつ、目開きに応じた粗粒分が選別され、より粒径が小さな細粒分あるいは水分は、スクリーン10を通過して原水槽2の区画5aに落下する。
【0076】
なお、かかる選別中においても、水噴射機構22による重金属の吹き飛ばし及び空気噴射機構26による水分の吹き飛ばしをスクリーン10上で行うことにより、最終的に重金属が含まれず含水比も小さい細砂を主体とする粗粒分44が該スクリーン上で選別されるので、これを処理土として回収する。
【0077】
このように原水槽2の区画5a内の泥水をサイクロン4aに圧入し、そのサイクロンアンダー泥水をスクリーン12,10で水洗浄して順次選別しながら、粗砂及び細砂を選別回収するとともに、これらのスクリーンを通過した泥水を原水槽2の区画5aに落下させるという手順を繰り返し行うことで、できるだけ多くの粗砂及び細砂を重金属を含まない形で確実に選別回収する。なお、各スクリーン12,10上での振動作用によって土塊が生成した場合であっても、上述したように噴射水の勢いによって土塊が粉砕されるので、該土塊が該スクリーンで選別され粗砂及び細砂とともに排出されるおそれはない。
【0078】
一方、スラリーポンプ6aでサイクロン4aに圧入された後、該サイクロンをオーバーするオーバー泥水には、75μmよりも小さな細粒分(シルト、粘土)とともに多量の重金属が含まれるので、該サイクロンオーバー泥水を原水槽2の区画5bに貯留する。
【0079】
但し、サイクロン4aでの分級の際、すべての重金属がオーバー泥水として回収できるわけではなく、アンダー泥水への混入を避けることは困難であるため、サイクロンアンダー泥水についても、粗砂及び細砂の選別回収の際、既に述べたように水洗浄による重金属の除去を行うのである。
【0080】
次に、区画5bに貯留された泥水は、サイクロン4aのオーバー泥水であるが、75μm以上の粗粒分、特に細砂が該サイクロンで十分に分級できているわけではなく、一定量がオーバー泥水中にも混入している。
【0081】
そのため、区画5bに貯留された泥水をスラリーポンプ6bでサイクロン4bに圧入し、例えば75μmを分級点として再度の分級を行う。そして、そのアンダー泥水については、図3を用いて既に説明したようにスクリーン10に投入し、該スクリーン上で主として細砂を選別しながら、水噴射機構22による重金属の除去及び空気噴射機構26による水分の除去を行い、最終的に重金属が含まれずなおかつ含水比が小さな細砂を処理土として回収する一方、該スクリーンを通過した泥水を原水槽の第1の区画5aに落下させる。そして、それ以降については、上述したと同様、第1の区画5a内の泥水に関する循環洗浄・循環選別を行うことによって、第2の区画5b内の泥水に混入した細砂を重金属を含まない形で確実に選別回収する。
【0082】
次に、サイクロン4bのサイクロンオーバー泥水については、75μm以上の粗粒分(礫、粗砂、細砂)のほとんどが分離除去されているとともに、重金属が濃縮された状態で含有されている。
【0083】
したがって、かかるサイクロン4bをオーバーした泥水については、これを外部に排出し、スクリューデカンタ、フィルタープレス等を用いて適宜脱水した後、脱水されたケーキはこれを廃棄等の形で適宜処分し、脱水された水は、重金属を除去する処理を行うほか、pH調整その他必要な処理を行った後、河川等に適宜放流する。
【0084】
以上説明したように、本実施形態に係る汚染土壌の処理装置1によれば、各スクリーン9,8,12,10上の土砂に向けて水噴射機構22から水を噴射するようにしたので、土塊、特に粘土塊の形態になっている土砂が存在する場合には、噴射された水の勢いによって該土塊がまず破砕され、次いで、該土塊状の土砂中に含まれていた重金属等の汚染物質が噴射された水の勢いで吹き飛ばされ、各スクリーン9,8,12,10を通過して原水槽2に落下する。また、破砕された土塊由来の土砂中の土粒子表面に付着していた汚染物質や該汚染物質を含む表面水は、噴射された水の勢いで同様に吹き飛ばされ、篩を通過して原水槽に落下する。一方、土塊が存在しない場合でも、土砂中の土粒子表面に付着していた汚染物質や該汚染物質を含む表面水は、噴射された水の勢いで吹き飛ばされ、各スクリーン9,8,12,10を通過して原水槽2に落下する。
【0085】
そのため、汚染物質がほとんど含まれていない土砂だけを処理土として汚染土壌から分離することが可能となり、かくして、従来であれば、重金属等の汚染物質が混入していたために廃棄等の形で処分せざるを得なかったものが、本発明によれば、かかる処理土を、埋戻し土、盛土、埋立土等にリサイクルすることができる。
【0086】
また、本実施形態に係る汚染土壌の処理装置1によれば、空気噴射機構26により、水噴射機構22で水が噴射された土砂から水分を除去させることが可能となり、処理土の含水比を予め低下させておくことができるとともに、水の存在によってわずかに粗粒分に付着している汚染物質をも確実に各スクリーン9,8,12,10の下方に落下させることができる。
【0087】
また、本実施形態に係る汚染土壌の処理装置1によれば、土砂攪拌機構29を駆動させることによってスクリーン9,8上の土塊を予め解膠し、後工程である水洗浄をより確実に行うことができる。
【0088】
また、本実施形態に係る汚染土壌の処理装置1によれば、スクリーン9,8上を移送される土砂を堰き止める堰止め板32を該スクリーンの上面に立設しておくようにしたので、移送されてきた土砂を堰止め板32でいったん堰き止め、十分な水切りを行うことができる。
【0089】
本実施形態では、スクリーン9,8には、堰止め板32、土砂攪拌機構29、水噴射機構22及び空気噴射機構26を設け、スクリーン12,10には、水噴射機構22及び空気噴射機構26を設けるようにしたが、スクリーンを何段構成にするかは任意であるし、いずれか一つのスクリーンに水噴射機構22が設置されてさえいれば、他のスクリーンに堰止め板32、土砂攪拌機構29、水噴射機構22及び空気噴射機構26をどのような組み合わせで装備するかしないのかは、掘削泥水の状況に応じて任意に設定することができる設計事項である。
【0090】
例えば、スクリーン9,8に関し、土砂の搬送速度やスクリーンの設置角度の関係上、十分な水切りを行うことができるのであれば、堰止め板32を省略することが可能であるし、土塊を解膠するのに水噴射機構22だけで足りるのであれば、土砂攪拌機構29を設置する必要はない。さらに、水噴射機構22で噴射された土砂がその後のスクリーン上での水切り作用によって水切りが十分に行えるのであれば、空気噴射機構26を省略してもかまわない。
【0091】
また、スクリーン12,10に関し、土砂の搬送速度やスクリーンの設置角度の関係上、十分な水切りを行うことができないのであれば、スクリーン9,8と同様に堰止め板32を立設するようにしてもよいし、土塊を解膠するのに水噴射機構22だけでは足りず、予備的な解膠が必要なのであれば、土砂攪拌機構29をスクリーン9,8と同様に設置すればよい。
【0092】
また、本実施形態では、原水槽2を2つの区画5a,5bに分割するとともに、二台のサイクロン4a,4bを備えるようにしたが、原水槽をひとつの区画とするとともにサイクロンを省略してもよい。
【0093】
図4は、かかる変形例を示した汚染土壌の処理装置51である。
【0094】
同図に示した汚染土壌の処理装置51は、原水槽52と、該原水槽の上方に配置され所定の粒径で土粒子の選別を行う篩が設けられた振動篩機構3とを備え、原水槽52には、スラリーポンプ56を連通接続してあり、該ポンプによって、原水槽52内の泥水を振動篩機構3の上方から投入できるようになっている。水噴射機構22、空気噴射機構26、堰止め板32及び土砂攪拌機構29を設ける構成やその作用効果については、上述の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【0095】
かかる構成においても、サイクロンに関する点を除いては実施形態とほぼ同様であり、原水槽52に貯留された泥水をスラリーポンプ56でポンプアップして、各スクリーン9,8,12,10に通し、堰止め板32による水切り、土砂攪拌機構29による粘土塊の解膠、水噴射機構22による汚染物質の水洗浄、空気噴射機構26による水分除去を行いながら土砂の選別を行い、該スクリーンを通過した泥水を原水槽52に戻しては、再び、各スクリーン9,8,12,10に通すという一連の作業を繰り返し行うことにより、汚染物質がほとんど含まれていない土砂を処理土として回収することが可能である。
【0096】
汚染物質は、最終的には原水槽52の泥水に多量に含まれることになるので、これをスラリーポンプ57でポンプアップして図示しない水処理装置に送り、適宜、水処理を行えばよい。
【0097】
また、かかる構成においても、堰止め板32、土砂攪拌機構29及び空気噴射機構26の組み合わせについては、上述の実施形態と同様、さまざまな組み合わせが考えられる。
【0098】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る汚染土壌の処理装置によれば、篩上の土砂に向けて水噴射機構から水を噴射するようにしたので、土砂中の土粒子表面に付着していた汚染物質や該汚染物質を含む表面水は、噴射された水の勢いで吹き飛ばされる。そのため、汚染土壌の分級洗浄において汚染物質を細粒分とともに確実に分級するとともに、汚染物質の粗粒分への混入を防止することができる。
【0099】
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る汚染土壌の処理装置の概略図。
【図2】スクリーン9,8の断面詳細図。
【図3】スクリーン12,10の断面詳細図。
【図4】変形例に係る汚染土壌の処理装置の概略図。
【符号の説明】
1,51 汚染土壌の処理装置
2,52 原水槽
3 振動篩機構
4a 第1のサイクロン
4b 第2のサイクロン
5a 第1の区画
5b 第2の区画
8,9,10,12 スクリーン(篩)
22 水噴射機構
26 空気噴射機構
29 土砂攪拌機構
32 堰止め板
Claims (13)
- 内部を第1の区画と第2の区画に分割された原水槽と、該原水槽の上方に配置され粒径に応じて少なくとも二段階で土粒子の選別を行う少なくとも2つの篩が設けられた振動篩機構と、該振動篩機構の上方であって前記原水槽の第1及び第2の区画の泥水が圧入可能に該区画にそれぞれ連通接続された第1及び第2のサイクロンとを備えた汚染土壌の処理装置であって、前記篩上の土砂に向けて水を下方に噴射する水噴射機構を備えたことを特徴とする汚染土壌の処理装置。
- 前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の排出側で該篩上の土砂に向けて空気を下方に噴射する空気噴射機構を備えた請求項1記載の汚染土壌の処理装置。
- 前記篩の直上であって前記水噴射機構による水噴射位置よりも該篩の投入側に土砂攪拌機構を設置して前記篩上の土塊を解膠できるように構成した請求項1記載の汚染土壌の処理装置。
- 前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の投入側にて前記篩上を移送される土砂を堰き止める堰止め板を該篩の上面に立設した請求項1記載の汚染土壌の処理装置。
- 前記篩の直上であって前記水噴射機構による水噴射位置よりも該篩の投入側に土砂攪拌機構を設置して前記篩上の土塊を解膠できるように構成するとともに、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の排出側で該篩上の土砂に向けて空気を下方に噴射する空気噴射機構を備えた請求項1記載の汚染土壌の処理装置。
- 前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の投入側にて前記篩上を移送される土砂を堰き止める堰止め板を該篩の上面に立設するとともに、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の排出側で該篩上の土砂に向けて空気を下方に噴射する空気噴射機構を備えた請求項1記載の汚染土壌の処理装置。
- 前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の投入側にて前記篩上を移送される土砂を堰き止める堰止め板を該篩の上面に立設するとともに、前記篩の直上であって前記堰止め板と前記水噴射位置の間に土砂攪拌機構を設置して前記篩上の土塊を解膠できるように構成した請求項1記載の汚染土壌の処理装置。
- 原水槽と、該原水槽の上方に配置され所定の粒径で土粒子の選別を行う篩が設けられた振動篩機構とを備えると共に、前記篩上の土砂に向けて水を下方に噴射する水噴射機構を備えた汚染土壌の処理装置であって、
前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の排出側で該篩上の土砂に向けて空気を下方に噴射する空気噴射機構を備えたことを特徴とする汚染土壌の処理装置。 - 原水槽と、該原水槽の上方に配置され所定の粒径で土粒子の選別を行う篩が設けられた振動篩機構とを備えると共に、前記篩上の土砂に向けて水を下方に噴射する水噴射機構を備えた汚染土壌の処理装置であって、
前記篩の直上であって前記水噴射機構による水噴射位置よりも該篩の投入側に土砂攪拌機構を設置して前記篩上の土塊を解膠できるように構成したことを特徴とする汚染土壌の処理装置。 - 原水槽と、該原水槽の上方に配置され所定の粒径で土粒子の選別を行う篩が設けられた振動篩機構とを備えると共に、前記篩上の土砂に向けて水を下方に噴射する水噴射機構を備えた汚染土壌の処理装置であって、
前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の投入側にて前記篩上を移送される土砂を堰き止める堰止め板を該篩の上面に立設したことを特徴とする汚染土壌の処理装置。 - 原水槽と、該原水槽の上方に配置され所定の粒径で土粒子の選別を行う篩が設けられた振動篩機構とを備えると共に、前記篩上の土砂に向けて水を下方に噴射する水噴射機構を備えた汚染土壌の処理装置であって、
前記篩の直上であって前記水噴射機構による水噴射位置よりも該篩の投入側に土砂攪拌機構を設置して前記篩上の土塊を解膠できるように構成するとともに、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の排出側で該篩上の土砂に向けて空気を下方に噴射する空気 噴射機構を備えたことを特徴とする汚染土壌の処理装置。 - 原水槽と、該原水槽の上方に配置され所定の粒径で土粒子の選別を行う篩が設けられた振動篩機構とを備えると共に、前記篩上の土砂に向けて水を下方に噴射する水噴射機構を備えた汚染土壌の処理装置であって、
前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の投入側にて前記篩上を移送される土砂を堰き止める堰止め板を該篩の上面に立設するとともに、前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の排出側で該篩上の土砂に向けて空気を下方に噴射する空気噴射機構を備えたことを特徴とする汚染土壌の処理装置。 - 原水槽と、該原水槽の上方に配置され所定の粒径で土粒子の選別を行う篩が設けられた振動篩機構とを備えると共に、前記篩上の土砂に向けて水を下方に噴射する水噴射機構を備えた汚染土壌の処理装置であって、
前記水噴射機構による水噴射位置よりも前記篩の投入側にて前記篩上を移送される土砂を堰き止める堰止め板を該篩の上面に立設するとともに、前記篩の直上であって前記堰止め板と前記水噴射位置の間に土砂攪拌機構を設置して前記篩上の土塊を解膠できるように構成したことを特徴とする汚染土壌の処理装置。
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