JP4825649B2 - 汚染土壌の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、汚染土壌の処理方法に関し、さらに詳しくは、使用水量を必要最小限に抑えて有害物質を含む汚染土壌を簡易且つ安価に浄化することができる汚染土壌の処理方法に関する。

近年、有害物質を含む汚染土壌に対しては環境問題の改善と土地の再利用の両面から浄化することが要望されている。
そして、従来の土壌浄化技術としては、洗浄法及び洗浄・加熱法が一般的に知られている。
上記洗浄法では、汚染土壌に対して水洗、分級が繰り返される。
また、上記洗浄・加熱処理では、汚染土壌に対して、水洗後に、ロータリーキルン等で１０００℃〜１２００℃程度の熱を加えて有害物質が除去される。

しかし、上記従来の洗浄法では、汚染土壌を構成する砂、礫の表面に付着する粘土及び有害物質を除去するために、大量の水を使用する必要がある。また、水洗後に異物が溶け込んだ大量の濁水が発生してしまう。その結果、その濁水をそのまま河川や海に流すと環境汚染を招くため、濁水処理設備が必要となり、製造コストが嵩むこととなる。
また、上記従来の洗浄・加熱法では、大型のロータリーキルン等の加熱設備が必要となり、そのランニングコストも高くなり、やはり製造コストが嵩むこととなる。また、オイル分を扱う埋地では加熱設備を設けることが困難である。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、使用水量を必要最小限に抑えて有害物質を含む汚染土壌を簡易且つ安価に浄化することができる汚染土壌の処理システム及び処理方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の通りである。
１．泥状の汚染土壌にその汚染土壌の重量の０．７〜５％の重量の生石灰を混合して、２０〜３０℃で２〜４日放置して礫及び／又は砂の表面に粘土分が付着してなる粒状塊を含む処理土を得る工程と、
第１分級手段によって、その得られた処理土を３ｍｍ〜１００ｍｍの所定の粒径範囲に分級する工程と、
ケーシングと、該ケーシング内で回転可能に設けられる回転体と、該ケーシングの内周面側に設けられる硬質ゴムからなる被衝突体と、を有しており、該回転体の回転によって、該ケーシング内に供給される処理土を該被衝突体に衝突させて破砕する破砕手段によって、前記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を破砕する工程と、
第２分級手段によって、前記破砕手段で破砕された処理土を３ｍｍ〜８０ｍｍの所定の粒径範囲に分級する工程と、
水洗手段によって、前記第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を水洗する工程と、を備えることを特徴とする汚染土壌の処理方法。
２．前記処理土を水洗する工程では、前記第２分級手段で分級された処理土１００ｔに対して５０ｌ〜５０００ｌの先浄水が使用される上記１．記載の汚染土壌の処理方法。

本発明の汚染土壌の処理方法によると、第１分級手段によって、汚染土壌に生石灰を混合して得られる処理土が分級され、破砕手段によって、その第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土が破砕され、第２分級手段によって、その破砕手段で破砕された処理土が分級され、水洗手段によって、その第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土（主に、礫及び／又は砂からなる処理物）が水洗される。
本処理方法では、汚染土壌に生石灰を混合して得られる処理土は、生石灰と粘土とのポラゾン反応によって、主に礫及び／又は砂の表面に粘土が付着してなり適当な軟らかさを持つ湿潤状態の粒状塊（だま）を大量に含むこととなる。そして、その粒状塊を含む処理土を分級後に破砕し再度分級してから水洗するようにしているので、破砕の際には、粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分が好適に破砕されて除去される。また、各分級の際には、粘土分が好適に除去される。また、水洗の際には、使用水量を必要最小限に抑制しつつ六価クロム等の有害物質が好適に除去される。その結果、使用水量を必要最小限に抑えて汚染土壌を簡易且つ安価に浄化することができる。
また、前記汚染土壌に生石灰を混合するための混合手段を更に備える場合は、汚染土壌に生石灰を効率良く混合できる。
また、前記第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の上限値を超える粒径の処理土を前記破砕手段に再搬送する再搬送手段を更に備える場合は、汚染土壌を更に効率良く浄化できる。
また、前記水洗手段が、水洗装置と、貯水槽と、先浄水循環機構と、を有している場合は、水洗装置で使用される洗浄水を循環して使用でき、その使用水量を更に抑制できる。
また、前記貯水槽が、第１貯水槽及び第２貯水槽を有しており、前記先浄水循環機構が、該第１貯水槽及び第２貯水槽のうちの一方の貯水槽を選択して、前記水洗装置で使用された先浄水を該一方の貯水槽に回収できるように構成されている場合は、第１及び第２貯水槽のうち一方の貯水槽を用いて水洗装置に対して先浄水の給水・回収を行い得る一方、他方の貯水槽に溜まるヘドロ等の汚泥を清掃することができる。その結果、汚染土壌を更に効率良く浄化できる。
また、前記水洗装置で使用される先浄水の量が、前記第２分級手段で分級された処理土１００ｔに対して５０ｌ〜５０００ｌである場合は、水洗装置で使用される洗浄水の使用水量を更に抑制できる。
また、前記破砕手段が、ケーシングと、回転体と、被衝突体と、を有しており、該回転体の回転によって、該ケーシング内に供給される処理土を該被衝突体に衝突させて破砕するように構成されているので、粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分をより確実に破砕できる。
また、前記被衝突体が、硬質ゴムからなるので、粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分を更に確実に破砕できる。

また、前記処理土を得る工程において、汚染土壌に、その汚染土壌の重量の０．７〜５％の重量の生石灰を混合して処理土が得られるので、処理土の中に、より適当な軟らかさを持つ湿潤状態の粒状塊（だま）をより大量に含ませることができる。その結果、破砕の際には、粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分をより好適に破砕できる。
また、前記処理土を得る工程において、汚染土壌に生石灰を混合してから２０〜３０℃で２〜４日放置して処理土が得られるので、処理土の中に、より適当な軟らかさを持つ湿潤状態の粒状塊（だま）をより大量に含ませることができる。その結果、破砕の際には、粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分をより好適に破砕できる。
また、前記処理土を得る工程において、汚染土壌に生石灰を混合して、礫及び／又は砂の表面に粘土分が付着してなる粒状塊を含む処理土が得られ、前記処理土を破砕する工程において、前記処理土に含まれる前記粒状塊の粘土分が破砕される場合は、粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分をより確実に破砕できる。
また、前記処理土を水洗する工程において、前記第２分級手段で分級された処理土１００ｔに対して５０ｌ〜５０００ｌの先浄水が使用される場合は、水洗工程で使用される洗浄水の使用水量を更に抑制できる。

１．汚染土壌の処理システム
本実施形態に係る汚染土壌の処理システムは、以下に述べる第１分級手段、破砕手段、第２分級手段及び水洗手段を備える。この処理システムは、例えば、後述の混合手段及び／又は再搬送手段を更に備えることができる。

上記「第１分級手段」は、汚染土壌に石灰を混合して得られる処理土を分級する限り、その分級形態、タイミング等は特に問わない。
上記第１分級手段としては、例えば、振動ふるい、振動スクリーン、ジャンピングスクリーン、遠心分級機等を挙げることができる。
尚、上記処理土は、例えば、汚染土壌に、その汚染土壌の重量の０．７〜５％（好ましくは０．８〜３．５％、より好ましくは０．９〜２％）の重量の生石灰を混合して得られることができる。また、上記処理土は、例えば、汚染土壌に生石灰を混合してから２０〜３０℃で２〜４日放置して得られることができる。

上記「破砕手段」は、上記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を破砕する限り、その破砕形態、タイミング等は特に問わない。
上記所定の粒径範囲は、３ｍｍ〜１００ｍｍ（より好ましくは５ｍｍ〜６０ｍｍ）であることが好ましい。比較的大径の礫及び／又は砂を効率良く浄化するためである。

上記破砕手段は、例えば、ケーシングと、該ケーシング内で回転可能に設けられる回転体と、該ケーシングの内周面側に設けられる被衝突体と、を有しており、該回転体の回転によって、該ケーシング内に供給される処理土を該被衝突体に衝突させて破砕するように構成されていることができる。
上記被衝突体は、硬質ゴムからなることが好ましい。粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分をより確実に破砕できるためである。この硬質ゴムの硬度は、例えば、ＪＩＳ（Ａ）硬度で８０°以上（好ましくは８５°以上）であることができる。
上記回転体は、遠心方向に突出する複数の打撃板を有していることが好ましい。粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分をより確実に破砕できるためである。
上記回転体は、周速１０〜３０ｍ／ｓ（より好ましくは１５〜２５ｍ／ｓ）であることが好ましい。粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分をより確実に破砕できるためである。

上記「第２分級手段」は、上記破砕手段で破砕された処理土を分級する限り、その分級形態、タイミング等は特に問わない。
上記第２分級手段としては、例えば、振動ふるい、振動スクリーン、ジャンピングスクリーン、遠心分級機等を挙げることができる。

上記「水洗手段」は、上記第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土（主に礫及び／又は砂からなる処理物）を水洗する限り、その水洗形態、タイミング等は特に問わない。
上記所定の粒径範囲は、３ｍｍ〜８０ｍｍ（より好ましくは５ｍｍ〜４０ｍｍ）であることが好ましい。比較的大径の礫及び／又は砂を効率良く浄化するためである。

上記水洗手段は、例えば、上記処理土を水洗する水洗装置と、この水洗装置で使用される先浄水を貯水する貯水槽と、この貯水槽に貯水された洗浄水を水洗装置に供給すると共に水洗装置で使用された洗浄水を貯水槽に回収する先浄水循環機構と、を有していることができる。
上記水洗装置としては、例えば、ロックウォッシャ、ドラムウォッシャ等を挙げることができる。また、上記水洗装置で使用される先浄水の量は、上記第２分級手段で分級された処理土（主に、礫及び／又は砂からなる処理物）１００ｔに対して５０〜５０００ｌ（好ましくは７０〜１０００ｌ、より好ましくは１００〜５００ｌ）であることができる。
上記貯水槽は、例えば、仕切壁で仕切られる複数の貯水部からなり、上記先浄水循環機構は、これら複数の貯水部のうちの下流側の貯水部に貯水された先浄水を上記水洗装置に供給すると共に、上記水洗装置で使用された先浄水を、これら複数の貯水部のうちの上流側の貯水部に回収するように構成されており、上流側の貯水部に回収される先浄水が満杯となったとき、その先浄水が仕切壁の上面を乗り越えて下流側の貯水部に貯水されるようになっていることができる。これにより、洗浄後の先浄水に含まれる汚泥を上流側の貯水部の底部に好適に沈殿させ得ると共に、下流側の貯水部への汚泥の浸入を抑制できる。この場合、例えば、上流側の貯水部内には、その貯水部の上部での先浄水の流れを邪魔する邪魔板が設けられていることができる。これにより、上流側の貯水部内に回収される先浄水が邪魔板で邪魔されてその勢いがとめられて貯水部の底部近くを流れることとなるので、上流側の貯水部の底部に沈殿された汚泥をかき乱してしまうことを抑制できる。その結果、下流側の貯水部への汚泥の浸入をより確実に抑制できる。
上記洗浄水循環機構は、例えば、上記貯水槽と上記水洗装置とを連絡する供給用配管及び回収用配管と、この給水用配管の途中に設けられ貯水槽から水洗装置に先浄水を送り込む給水用ポンプと、を有していることができる。
上記貯水槽は、例えば、互いに区画された第１貯水槽及び第２貯水槽を有しており、上記先浄水循環機構は、第１貯水槽及び第２貯水槽のうちの一方の貯水槽を選択して、水洗装置で使用された先浄水を該一方の貯水槽に回収できるように構成されていることができる。

ここで、例えば、上記第１分級手段で分級される所定の粒径範囲の上限値は、上記第２分級手段で分級される所定の粒径範囲の上限値より大きな値に設定されており、第１分級手段で分級される所定の粒径範囲の下限値が、第２分級手段で分級される所定の粒径範囲の下限値と同じ値に設定されていることができる。これにより、比較的大径の礫及び／又は砂をさらに効率良く浄化できる。

上記「混合手段」は、汚染土壌に生石灰を混合するための手段である限り、その構成、混合形態、タイミング等は特に問わない。
上記混合手段としては、例えば、バックホウ、ショベルローダ、ブルドーザ、トラクタショベル等の運搬機械を挙げることができる。
上記「再搬送手段」は、上記第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の上限値を超える粒径の処理土を上記破砕手段に再搬送する限り、その再搬送形態、タイミング等は特に問わない。
上記再搬送手段は、例えば、１又は２以上の搬送コンベアであることができる。

２．汚染土壌の処理方法
本実施形態に係る汚染土壌の処理方法は、上述の実施形態１．の汚染土壌の処理システムを用いる汚染土壌の処理方法であって、以下に述べる処理土取得工程、第１分級工程、破砕工程、第２分級工程及び水洗工程を備える。この処理方法は、例えば、後述の再搬送工程を更に備えることができる。

上記「処理土取得工程」は、汚染土壌に生石灰を混合して処理土を得る工程である限り、その取得形態、タイミング等は特に問わない。この処理土取得工程では、例えば、汚染土壌に、その汚染土壌の重量の０．７〜５％（好ましくは０．８〜３．５％、より好ましくは０．９〜２％）の重量の生石灰を混合して処理土が得られることができる。また、この処理土取得工程では、例えば、汚染土壌に生石灰を混合してから２０〜３０℃で２〜４日放置して処理土が得られることができる。
上記「第１分級工程」は、上記第１分級手段によって、その得られた処理土を分級する工程である限り、その分級形態、タイミング等は特に問わない。
上記「破砕工程」は、上記破砕手段によって、第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を破砕する工程である限り、その破砕形態、タイミング等は特に問わない。
上記「第２分級工程」は、上記第２分級手段によって、破砕手段で破砕された処理土を分級する工程である限り、その分級形態、タイミング等は特に問わない。
上記「水洗工程」は、上記水洗手段によって、第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土（主に礫及び／又は砂からなる処理物）を水洗する工程である限り、その水洗形態、タイミング等は特に問わない。

上記「再搬送工程」は、上記再搬送手段によって、上記第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の上限値を超える粒径の処理土を前記破砕手段に再搬送する工程である限り、その再搬送形態、タイミング等は特に問わない。

ここで、上記処理土取得工程では、例えば、汚染土壌に生石灰を混合して、礫及び／又は砂の表面に粘土分が付着してなる粒状塊を含む処理土が得られ、上記破砕工程では、前記処理土に含まれる前記粒状塊が破砕されて礫及び／又は砂の表面から粘土分が分離されることができる。
また、上記水洗工程では、例えば、上記第２分級手段で分級された処理土（主に、礫及び／又は砂からなる処理物）１００ｔに対して５０〜５０００ｌ（好ましくは７０〜１０００ｌ、より好ましくは１００〜５００ｌ）の先浄水が使用されることができる。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。

（１）汚染土壌の処理システム
本実施例に係る汚染土壌の処理システム１は、図１、２及び１２に示すように、第１振動ふるい２（本発明に係る「第１分級手段」として例示する。）、破砕装置３（本発明に係る「破砕手段」として例示する。一般に「インペラ」とも称する。）、第２振動ふるい４（本発明に係る「第２分級手段」として例示する。）及びロックウォッシャ５（本発明に係る「水洗装置」として例示する。）を備えて基本的には構成される。

上記処理システム１の最上流側には、図１及び３に示すように、処理土Ｓが投入される投入ホッパー７が設けられている。この投入ホッパー７の下流側には、その投入された処理土Ｓを所定の供給量で供給する周知の定量供給装置８が設けられている。この定量供給装置８と上記第１振動ふるい２とは、図１及び４に示すように、第１及び第２ベルトコンベアＢ１，Ｂ２によって連繋されている。そして、この定量供給装置８から処理土Ｓが第１振動ふるい２に供給される。この第１振動ふるい２は、２段式であって、供給された処理土Ｓを所定の粒径範囲（５ｍｍ〜６０ｍｍ）に分級するようになっている。

上記第１振動ふるい２には、図１及び４に示すように、この第１振動ふるい２で分級された所定の粒径範囲（５ｍｍ〜６０ｍｍ）の処理土Ｓが供給される上記破砕装置３が連絡されている。この破砕装置３は、図６に示すように、ケーシング１０と、このケーシング１０内で回転可能に設けられ且つ遠心方向に突出する複数の打撃板１１を有する回転体１２と、このケーシング１０の内周面側に設けられる硬質ゴム｛ＪＩＳ（Ａ）硬度で９０°｝からなる被衝突体１３と、を有している。そして、上方開口部１４からケーシング１０内に供給される処理土Ｓを、回転体１２の回転によって打撃板１１で被衝突体１３に衝突させて破砕する。

上記破砕装置３と第２振動ふるい４とは、図１及び２に示すように、第３、第４及び第５ベルトコンベアＢ３，Ｂ４，Ｂ５を介して連繋されている。そして、この破砕装置３で破砕された処理土Ｓが第２振動ふるい４まで搬送される。この第２振動ふるい４は、２段式であって、供給された処理土Ｓを所定の粒径範囲（５ｍｍ〜４０ｍｍ）に分級するようになっている。

上記第２振動ふるい４には、図２に示すように、上記ロックウォッシャ５が連結されている。そして、この第２振動ふるい４で分級された所定の粒径範囲（５ｍｍ〜４０ｍｍ）の処理土Ｓがロックウォッシャ５内に投入される。このロックウォッシャ５と製品堆積場所Ｅ１とは、図１及び２に示すように、第９ベルトコンベアＢ９を介して連繋されている。そして、このロックウォッシャ５で水洗された処理土Ｓ（製品）が製品堆積場所Ｅ１まで搬送される。

上記ロックウォッシャ５は、図７及び８に示すように、支持フレーム１６よって水平に対して傾斜して支持された箱状の本体１７を備えている。この本体１７の長手方向の一端側（高レベル側）の下面には、処理土（主に、礫Ｓ’からなる処理物）の排出口１８が形成されている。この本体１７の長手方向の他端側（低レベル側）には、その上部からあふれ出る洗浄水を受ける受け部１９（図１１参照）が設けられている。また、この本体１７内には、多数の掻上げ片２０が円周方向及び軸方向に沿って植設された一対の平行な回転軸２１，２１が駆動モータ２２，２２により回転可能に設けられている。また、本体１７の上方には、その長手方向に沿って第１〜第３給水部２３ａ，２３ｂ，２３ｃが設けられている。なお、これら第１〜第３給水部２３ａ〜２３ｃには、給水量を調整するためのバルブを設けることができる。

図１に示すように、上記ロックウォッシャ５に近接して先浄水を貯水する第１貯水槽２５及び第２貯水槽２６が設けられている。これら各貯水槽２５，２６は、図９に示すように、仕切壁２７で互いに仕切られている。また、これら各貯水槽２５，２６は、第１〜第３仕切壁２８ａ，２８ｂ，２８ｃで仕切られた第１〜第４貯水部２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜６ｄからなっている。これら各仕切壁２８ａ〜２８ｃの高さレベルは、図１１に示すように、上流側から下流側に向かって順次低くなるように設定されている。また、各第１貯水部２５ａ，２６ａ内には、図１０に示すように、その貯水部２５ａ，２６ａの上部での先浄水の流れを邪魔する邪魔板２９が設けられている。なお、本実施例では、各仕切壁２８ａ〜２８ｃの上面全域の高さレベルを所定値に設定して各仕切壁２８ａ〜２８ｃの上面全域を通って洗浄水を流すようにしたが、これに限定されず、例えば、各仕切壁２８ａ〜２８ｃの端部に切欠部を形成して、貯水槽２５，２６を平面から見てジグザグに洗浄水が流れるようにしてもよい（図９の仮想線参照。）。この場合、洗浄水の流れる距離が長くなり、洗浄水に含まれる汚泥をより好適に第１貯水部２５ａ，２６ａの底部に沈殿させることができる。

また、各第１貯水部２５ａ，２６ａの上方には、図９及び１１に示すように、ロックウォッシャ５の受け部１９にその一端側が連なる回収用配管３１の他端側が開口している。この回収用配管３１は、柔軟性又は伸縮性を有する材料から構成されていたり、水平方向に旋回自在に支持されていたりし、各第１貯水部２５ａ，２６ａのうち任意に選択される一方の貯水部の上方に開口し得るようなっている。また、各第３貯水部２５ｃ，２６ｃ内には、上記ロックウォッシャ５の第１及び第２給水部２３ａ，２３ｂにその一端側が連なり且つその途中にポンプＰが配設された給水用配管３３の他端側が臨んでいる。なお、上記ロックウォッシャ５の第３給水部２３ｃには、水道水を供給する配管（図示せず）が連絡されている。また、上記各第４貯水部２５ｄ，２６ｄは予備槽として機能する。

ここで、上記実施例に係るロックウォッシャ５、第１及び第２貯水槽２５，２６、給水用配管３３、ポンプＰ及び回収用配管３１等によって本発明に係る「水洗手段」が構成されていると言える。また、上記実施例に係る給水用配管３３、ポンプＰ及び回収用配管３１等によって本発明に係る「先浄水循環機構」が構成されていると言える。

上記第２振動ふるい４と第１ベルトコンベアＢ１とは、図１及び５に示すように、第６ベルトコンベアＢ６を介して連繋されている。そして、第６ベルトコンベアＢ６によって、この第２振動ふるい４で分級された所定の粒径範囲の上限値を超える（４０ｍｍを超える）処理土Ｓが第１ベルトコンベアＢ１まで搬送される。その後、その処理土Ｓは第２及び第３ベルトコンベアＢ２，Ｂ３によって破砕装置３まで再搬送される。
ここで、上記実施例に係る第６、第１及び第２ベルトコンベアＢ６，Ｂ１，Ｂ２によって、本発明に係る「再搬送手段」が構成されていると言える。

上記第１振動ふるい２と堆積場所Ｅ２とは、図１及び２に示すように、第７、第８、第１０、第１１及び第１２ベルトコンベアＢ７，Ｂ８，Ｂ１０，Ｂ１１，Ｂ１２を介して連繋されている。また、上記第２動ふるい４と堆積場所Ｅ２とは、第８、第１０、第１１及び第１２ベルトコンベアＢ８，Ｂ１０，Ｂ１１，Ｂ１２を介して連繋されている。そして、各コンベアＢ７，Ｂ８，Ｂ１０〜Ｂ１２によって、この第１及び第２振動ふるい２，４で分級された所定の粒径範囲の下限値未満（５ｍｍ未満）の処理土Ｓが堆積場所Ｅ２まで搬送される。

（２）汚染土壌の処理システムの作用
次に、上記汚染土壌の処理システム１の作用について説明する。
なお、本実施例で使用する処理土Ｓは、バックホウ等の運搬機械（本発明に係る「混合手段」として例示する。）によって、泥状の汚染土壌に、その汚染土壌の重量の約１％の重量の生石灰を混合・攪拌してから、常温（２５℃）で所定期間（例えば、３日）放置して得られる。この処理土Ｓは、図１４（ａ）に示すように、生石灰と粘土との吸水反応及びポラゾン反応によって、礫Ｓ’の表面に粘土分Ｃが付着してなる（又は粘土分Ｃのみからなる）粒状塊Ｂを多く含んでいる。この粒状塊Ｂは、適当な軟らかさを持ち湿潤状態となっている。

先ず、図１２及び１３に示すように、ショベルローダ等の適宜荷役手段によって処理土Ｓを投入ホッパー７内に投入する（ステップＳ１）。すると、その投入された処理土Ｓは、第１及び第２ベルトコンベアＢ１，Ｂ２を介して第１振動ふるい２に供給されて分級される（ステップＳ２〜Ｓ５）。この分級の際に処理土Ｓの粘土分Ｃが好適に除去される。次に、その第１振動ふるい２で分級された所定の粒径範囲（５ｍｍ〜６０ｍｍ）の処理土Ｓは、破砕装置３に投入されて破砕される（ステップＳ６）。

次いで、上記破砕装置３で破砕された処理土Ｓは、第３、第４、第５ベルトコンベアＢ３〜Ｂ５を介して第２振動ふるい４に供給されて分級される（ステップＳ７〜Ｓ１０）。この分級の際に処理土Ｓの粘土分Ｃが好適に除去される。その後、その第２振動ふるい４で分級された所定の粒径範囲（５ｍｍ〜４０ｍｍ）の処理土Ｓ（主に、礫Ｓ’からなる処理物）は、ロックウォッシャ５に送られて水洗される（ステップＳ１１）。次に、その水洗された処理土Ｓは、第９ベルトコンベアＢ９を介して製品堆積場所Ｅ１に搬送されて堆積されて、最終的には出荷されることとなる（ステップＳ１２）。
また、第２振動ふるい４で分級された粒径が４０ｍｍを超える処理土Ｓは第６ベルトコンベアＢ６を介して第１ベルトコンベアＢ１に送られ、第２ベルトコンベアＢ２によって破砕装置３に再度搬送される。

なお、第１振動ふるい２で分級された粒径が６０ｍｍを超える処理土Ｓは、ジョークラッシャー９（図５参照）に投入されて破砕される（ステップＳ１３）。また、第１振動ふるい２で分級された粒径が５ｍｍ未満の処理土Ｓは、第７、第８及び第１０〜第１２ベルトコンベアＢ７，Ｂ８，Ｂ１０〜Ｂ１２を介して堆積場所Ｅ２に搬送されて堆積される（ステップＳ１４）。また、第２振動ふるい４で分級された粒径が５ｍｍ未満の処理土Ｓは、第８及び第１０〜第１２ベルトコンベアＢ８，Ｂ１０〜Ｂ１２を介して堆積場所Ｅ２に搬送されて堆積される（ステップＳ１５）。

次に、図６に示す上記破砕装置３による処理土Ｓの破砕作用について説明する。
上記破砕装置３において、回転体１２は比較的低速（例えば、周速２１ｍ／ｓ）で回転されている。その状態より、上方開口部１４からケーシング１０内に所定量の処理土Ｓが投入される。すると、その投入された処理土Ｓは、回転体１２の各打撃板１１でケーシング１０の内壁側に向かって跳ね飛ばされて各被衝突体１３に衝突される。その際、その処理土Ｓにおいて、粒状塊Ｂの粘土分Ｃが好適に破砕される一方、礫Ｓ’自体は破砕され難くなっている｛図１４（ｂ）参照｝。その後、破砕された処理土Ｓは、ケーシング１０の下方開口部１５から排出されてベルトコンベアＢ３の一端側に供給されることとなる。

次に、図７及び８に示す上記ロックウォッシャ５による処理土Ｓの水洗作用について説明する。なお、本実施例では、第１貯水槽２５に先浄水が貯水されており、第２貯水槽２６には先浄水が貯水されていない。そして、この第２貯水槽２６では、サンドポンプを用いて汚泥の回収作業が行われる。この回収作業は、例えば、１週間毎に行われ、即ち、第１及び第２貯水槽２５，２６の使用・非使用の切替えが１週間毎に行われるものとする。

先ず、第１貯水槽２５（図９参照）の第３貯水部２５ｃに貯水された洗浄水が、ポンプＰの作用で給水用配管３３、第１給水部２３ａ及び第２給水部２３ｂを介してロックウォッシャ５の上方から本体１７の一端側（低レベル側）及び中央側に供給される。その先浄水の供給量は、洗浄される処理土Ｓ（主に、礫Ｓ’からなる処理物）１００ｔに対して約３００ｌに設定されている。また、第３給水部２３ｃを介して極少量の水道水がロックウォッシャ５の上方から本体１７の他端側（高レベル側）に供給される。さらに、駆動モータ２２，２２の作用で一対の回転軸２１，２１が回転される。この状態より、ロックウォッシャ５の本体１７の一端側（低レベル側）に処理土Ｓが投入される。すると、その投入された処理土Ｓは、回転される一対の回転軸２１，２１の掻上げ片２０によって掻き上げられつつ本体１７の一端側（低レベル側）から他端側（高レベル側）まで搬送される。その際、第１及び第２給水部２３ａ，２３ｂから供給される先浄水によって処理土Ｓは好適に洗浄され、さらに第３給水部２３ｃから供給される水道水によって、主に処理土Ｓの表面に付着する先浄水が洗浄される。その後、水洗後の処理土Ｓは排出口１８から排出されてベルトコンベアＢ９の一端側に供給されることとなる。

一方、洗浄後の先浄水は、受け部１９及び回収用配管３１を介して第１貯水槽２５の第１貯水部２５ａに回収される。そして、第１貯水部２５ａに回収される先浄水は、邪魔板２９に邪魔され第１貯水部２５ａの下部を流れて貯水される。このとき、先浄水に含まれる汚泥は第１貯水部２５ａの下部に沈殿される。その後、第１貯水部２５ａが満杯となると、その先浄水が第１仕切壁２８ａの上面を乗り越えて第２貯水部２５ｂに貯水される。さらに、第２貯水部２５ｂが満杯となると、その先浄水が第２仕切壁２８ｂの上面を乗り越えて第３貯水部２５ｃに貯水される。

（３）破砕実験
次に、破砕実験について説明する。この破砕実験では、上述の破砕装置３によって、礫に付着する粘土分が破砕（細粒化）されて好適に分離されていることを確認した。

具体的には、先ず、図１５（ａ）に示すように、粒径０〜１００ｍｍの原料Ａ｛図１４（ａ）に示す破砕前の処理土Ｓと実質的に同じもの｝をふるいで分級して粒径５〜１００ｍｍの原料Ｂを得た。次に、図１５（ｂ）に示すように、その原料Ｂを破砕装置３（回転体１２の周速：２１ｍ／ｓ）に３０ｔ／ｈの投入量で投入して破砕後の製品Ｃを得た。その製品Ｃをふるいで分級して粒径５〜４０ｍｍの製品Ｄを得た。また、上記原料Ｂを破砕装置３（回転体１２の周速：２１ｍ／ｓ）に５０ｔ／ｈの投入量で投入して破砕後の製品Ｇを得た。その製品Ｇをふるいで分級して粒径５〜４０ｍｍの製品Ｈを得た。

その結果、図１６に示すように、原料Ｂに対して製品Ｃ及び製品Ｇは好適に細粒化されていることが確認された。また、図１７に示すように、製品Ｄ及び製品Ｈは比較的大きな粒径のものが残っている（即ち、礫が破砕されていない）ことが確認された。

（４）破砕・洗浄実験
次に、破砕・洗浄実験について説明する。この破砕・洗浄実験では、上述の破砕装置３による破砕、分級及び洗浄後に、礫から粘土分が好適に除去されていることを確認した。

具体的には、図１８に示すように、粒径０ｍｍ〜１００ｍｍの試料｛図１４（ａ）に示す破砕前の処理土Ｓと実質的に同じもの｝を破砕装置３（回転体１２の周速：２１ｍ／ｓ）に投入して破砕した。次に、破砕装置３で破砕された試料を振動ふるいで分級し、次いで、その分級された所定の粒径範囲（５ｍｍ〜４０ｍｍ）の礫５０００ｇを清水５０００ｇで水洗いし、その後、濁水５Ｌを蒸発乾燥させた。その結果、回収泥分の重量は１３．４ｇであった。
即ち、破砕装置３による粘土塊の破砕・分級後の粒径５ｍｍ以上の礫５０００ｇに付着している粘土分は１３．４ｇであり、破砕・分級後の礫全体の僅か０．３％程度（１３．４ｇ÷５０００ｇ＝０．２６８％）であることが確認できた。これにより、破砕・分級後の礫に付着する粘土分は極めて少なく、破砕装置３による粘土塊の破砕・分級によって粘土分が好適に除去されていることがわかる。

（５）浄化設備の洗浄条件の確認試験
次に、浄化設備の洗浄条件の確認試験について説明する。
この確認試験では、汚染土壌を分級した礫（砂利）を水で洗浄して、１ヶ月相当での洗浄能力と洗浄水の汚染状況及び汚泥の発生量を確認した。

ここで、この確認試験の考え方を以下に説明する。
先ず、一日に汚染土壌５００ｔ投入して砂利が１００ｔ発生するものとする。そして、上述の処理システム１で貯水できる水量は、ピット（貯水槽）１０８ｍ３＋ロックウォッシャ５内２．３ｍ３＝１１０ｍ３（ｔ）である。また、１ヶ月当たり２５日稼動すると設定すると、洗浄する砂利の重量は、１００ｔ×２５日＝２５００ｔ／月となる。また、１ヶ月を１１０ｔの水で２５００ｔの砂利を洗浄した場合は、２５００ｔ：１１０ｔ＝２３：１となる。また、負荷を多めに見積もって、今回の試験に用いる砂利と水の割合を２５：１とする。また、砂利１００ｔのうち付着しているシルトが０．３％であると、発生するシルト量は、１００ｔ×０．００３＝０．３ｔとなる。また、汚泥引抜き時の含水率は８０％ほどになると考えられるため、汚泥発生量は、０．３ｔ×１００／（１００−８０）＝１．５ｔ／日＝３７．５ｔ／月となる。また、砂利処理量２５００ｔ／月に対して汚泥発生量は３７．５ｔ／月であるため、試験においても砂利処理量に対して汚泥発生率が１．５％ほどであることが確認できれば良いこととなる。

次に、試験方法について説明する。
先ず、汚染土壌｛図１４（ｂ）に示す破砕後の処理土Ｓと実質的に同じもの｝からふるいわけした５ｍｍオーバーの砂利５．５ｋｇに対して２２０ｍｌの蒸留水を用意し、次に、砂利を２５回にわけて蒸留水２２０ｍｌで洗浄を行った。その洗浄後、ビーカにて洗浄水を２日間静置し、その静置後、洗浄水を沈降汚泥と上澄み水とに分けた。沈降汚泥は重量測定した後に含水率を測定して実シルト量を求めた。
また、上澄み水については、ＪＩＳ０１０２に基づいて含有物質の分析を行った。
さらに、洗浄後の砂利を溶出試験に供するために粉砕した。そして、その粉砕した試料を風乾燥後、ふるいにかけて環境庁告示４６号並びに環境庁告示１９号の含有試験を行った。

上記試験結果では、図１９に示すように、測定された実シルト量（７．０ｇ）は予想値（１６．５ｇ）より大幅に小さな値であり、汚泥発生率（０．７％）も予想値（１．５％）より大幅に小さな値であった。これにより、上記試験の有効性が確認された。
また、環境庁告示４６号の含有試験結果では、図２０に示すように、各分析項目において検出値が基準値未満であることがわかった。また、環境庁告示１９号の含有試験では、図２１に示すように、各分析項目において検出値が基準値未満であることがわかった。さらに、図２２に示すように、上澄み水の各分析項目においても検出値が排水基準値未満であることがわかった。これにより、汚染土壌が好適に浄化されていることが確認された。

（６）実施例の効果
本実施例の汚染土壌の処理システム１では、汚染土壌に生石灰を混合してから所定期間放置して得られる処理土Ｓを採用しているので、この処理土Ｓは、生石灰と粘土との吸水反応及びポラゾン反応によって、主に礫Ｓ’の表面に粘土Ｃが付着してなり適当な軟らかさを持つ湿潤状態の粒状塊（だま）Ｂを大量に含むこととなる。そして、その粒状塊Ｂを含む処理土Ｓを分級後に破砕し再度分級してから水洗するようにしているので、破砕の際には、粒状塊Ｂを構成する礫Ｓ’の破砕を抑制しつつ主に粘土分Ｃが好適に破砕されて除去される。また、各分級の際には、粘土分Ｃが好適に除去される。また、水洗の際には、使用水量を必要最小限に抑制しつつ６価クロム等の有害物質が好適に除去される。その結果、使用水量を必要最小限に抑えて汚染土壌を簡易且つ安価に浄化することができる。
なお、上述のように異物及び有害物質等が除去された礫Ｓ’は、路盤材等として再利用されたり、埋め戻されたりされる。

また、本実施例の処理システム１では、第６、第１及び第２ベルトコンベアＢ６，Ｂ１，Ｂ２によって、第２振動ふるい４で分級された所定の粒径範囲の上限値を超える粒径（４０ｍｍを超える粒径）の処理土Ｓを破砕装置３に再搬送するようにしたので、比較的大径（５ｍｍ以上）の礫Ｓ’を更に効率良く浄化できる。

また、本実施例の処理システムで１は、水洗手段として、ロックウォッシャ５と貯水槽２５，２６とを有するものを採用しているので、ロックウォッシャ５で使用される洗浄水を循環して使用でき、その使用水量を更に抑制できる。
また、本実施例の処理システム１では、第１及び第２貯水槽２５，２６のうちの一方の貯水槽を選択して、ロックウォッシャ５で使用された先浄水をその一方の貯水槽に回収できるように構成されているので、第１及び第２貯水槽２５，２６のうち一方の貯水槽を用いてロックウォッシャ５に対して先浄水の給水・回収を行い得る一方、他方の貯水槽に溜まるヘドロ等の汚泥を清掃することができる。その結果、汚染土壌を更に効率良く浄化できる。
また、本実施例の処理システム１では、複数の貯水部２５ａ〜２５ｄ（２６ａ〜２６ｄ）のうちの下流側の貯水部２５ｃ（２６ｃ）に貯水された先浄水をロックウォッシャ５に供給すると共に、ロックウォッシャ５で使用された先浄水を上流側の貯水部２５ａ（２６ａ）に回収するように構成し、上流側の貯水部２５ａ（２６ａ）に回収される先浄水が満杯となったとき、その先浄水が仕切壁２８ａの上面を乗り越えて下流側の貯水部２５ｂ（２６ｂ）に貯水されるようになっているので、洗浄後の先浄水に含まれる汚泥を上流側の貯水部２５ａ（２６ａ）の底部に好適に沈殿させ得ると共に、下流側の貯水部２５ｂ（２６ｂ）への汚泥の浸入を抑制できる。その結果、ロックウォッシャ５で使用される先浄水として比較的きれいなものを使用できると共に、貯水槽２５（２６）の清掃を効率的に行うことができる。
また、本実施例の処理システム１では、上流側の貯水部２５ａ（２６ａ）内に、その貯水部２５ａ（２６ａ）の上部での先浄水の流れを邪魔する邪魔板２９を設けたので、上流側の貯水部２５ａ（２６ａ）内に回収される先浄水が邪魔板２９で邪魔されてその勢いがとめられて貯水部２５ａ（２６ａ）の底部近くを流れることとなり、上流側の貯水部２５ａ（２６ａ）の底部に沈殿された汚泥をかき乱してしまうことを抑制できる。その結果、下流側の貯水部２５ｂ（２６ｂ）への汚泥の浸入をより確実に抑制できる。
また、本実施例の処理システム１では、ロックウォッシャ５で使用される先浄水の量を処理土Ｓ（主に礫Ｓ’からなる処理物）１００ｔに対して約３００ｌに設定したので、ロックウォッシャ５で使用される洗浄水の使用水量を更に抑制できる。

また、本実施例の処理システム１では、破砕装置３として、ケーシング１０内で回転可能であり且つ複数の打撃板１１を有する回転体１２を備えるものを採用したので、粒状塊Ｂを構成する礫Ｓ’の破砕を抑制しつつ主に粘土分Ｃをより確実に破砕できる。
また、本実施利の処理ステム１では、破砕装置３の被衝突体１３として、ＪＩＳ（Ａ）硬度で８０°以上の硬質ゴムからなるものを採用したので、粒状塊Ｂを構成する礫Ｓ’の破砕を抑制しつつ主に粘土分Ｃをより確実に破砕できる。

また、本実施例の処理システム１では、第１振動ふるい２の上限値（６０ｍｍ）は、第２振動ふるい４の上限値（４０ｍｍ）より大きな値に設定されており、第１振動ふるい２の下限値（５ｍｍ）は、第２振動ふるい４の下限値（５ｍｍ）と同じ値に設定されているので、比較的大径（５ｍｍ以上）の礫Ｓ’をさらに効率良く浄化できる。
また、本実施例の処理システム１では、汚染土壌に、その汚染土壌の重量の０．７〜５％の重量の生石灰を混合してから、２０〜３０℃で２〜４日放置して処理土Ｓを得るようにしたので、処理土Ｓの中に、より適当な軟らかさを持つ湿潤状態の粒状塊Ｂ（だま）をより大量に含ませることができる。その結果、破砕の際には、粒状塊Ｂを構成する礫Ｓ’の破砕を抑制しつつ主に粘土分Ｃをより好適に破砕できる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。

汚染土壌を浄化する技術として広く利用される。特に、６価クロム等の重金属を含む汚染土壌を浄化する技術として好適に利用される。

本実施例に係る汚染土壌の処理システムの平面図である。 上記処理システムの側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 本実施例に係る破砕装置の縦断面図である。 本実施例に係るロックウォッシャの側面図である。 図７のＶＩＩＩ矢視図である。 本実施例に係る貯水槽の平面図である。 図９のＸ−Ｘ線断面図である。 図９のＸＩ−ＸＩ線断面図である。 上記処理システムを説明するためのブロック図である。 上記処理システムの作用を説明するためのフローチャート図である。 本実施例に係る処理土の破砕作用を説明するための説明図であり、（ａ）は破砕前の処理土を示し、（ｂ）は破砕後の処理土を示す。 破砕実験を説明するための説明図である。 上記破砕実験の結果を説明するための説明図である。 上記破砕実験の結果を説明するための説明図である。 破砕・洗浄実験を説明するための説明図である。 洗浄条件の確認試験の結果を説明するための説明図である。 洗浄条件の確認試験の結果を説明するための説明図である。 洗浄条件の確認試験の結果を説明するための説明図である。 洗浄条件の確認試験の結果を説明するための説明図である。

符号の説明

１；処理システム、２；第１振動ふるい、３；破砕装置、４；第２振動ふるい、５；ロックウォッシャ、１０；ケーシング、１１；打撃板、１２；回転体、１３；被衝突体、２５；第１貯水槽、２６；第２貯水槽、３１；回収用配管、３３；給水用配管、Ｂ；粒状塊、Ｃ；粘土分、Ｐ；ポンプ、Ｓ；処理土、Ｓ’；礫。

Claims (2)

1. 泥状の汚染土壌にその汚染土壌の重量の０．７〜５％の重量の生石灰を混合して、２０〜３０℃で２〜４日放置して礫及び／又は砂の表面に粘土分が付着してなる粒状塊を含む処理土を得る工程と、
   第１分級手段によって、その得られた処理土を３ｍｍ〜１００ｍｍの所定の粒径範囲に分級する工程と、
   ケーシングと、該ケーシング内で回転可能に設けられる回転体と、該ケーシングの内周面側に設けられる硬質ゴムからなる被衝突体と、を有しており、該回転体の回転によって、該ケーシング内に供給される処理土を該被衝突体に衝突させて破砕する破砕手段によって、前記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を破砕する工程と、
   第２分級手段によって、前記破砕手段で破砕された処理土を３ｍｍ〜８０ｍｍの所定の粒径範囲に分級する工程と、
   水洗手段によって、前記第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を水洗する工程と、を備えることを特徴とする汚染土壌の処理方法。
2. 前記処理土を水洗する工程では、前記第２分級手段で分級された処理土１００ｔに対して５０ｌ〜５０００ｌの先浄水が使用される請求項１記載の汚染土壌の処理方法。

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