JP4852717B2

JP4852717B2 - 汚染土壌の浄化方法

Info

Publication number: JP4852717B2
Application number: JP2001304288A
Authority: JP
Inventors: 仁三ヶ田; 勝友口
Original assignee: Dowa Eco Systems Co Ltd
Current assignee: Dowa Eco Systems Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003103248A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重金属、油など（これらを総称して重金属等という。）で汚染された土壌の浄化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術としては、次の従来技術１や従来技術２が知られている。すなわち、
[ 従来技術１] 汚染土壌を水等で洗浄した後、数１０μｍ〜２５ｍｍの範囲で一点または複数点で該土壌を分級して汚染の軽微な、ないしは汚染のない粗粒産物と、汚染の強い細粒産物とに分離する方法、
[ 従来技術２] 従来技術１において分級して得られた粗粒産物が、なお強く汚染されている場合に、粗粒産物全量を粒径１５０〜５００μｍになるまで粉砕した後、泡沫浮上法により該汚染物質を濃縮分離する方法、
等である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこれらの方法にあっては、次のような問題があった。すなわち、
（１）従来技術１は一般的な汚染土壌、すなわち、汚染物質が土壌粒子に坦持された状態、とりわけ粘土鉱物に吸着された状態または汚染物質の粒径自体が細かい場合に非常に有効であるが、汚染物質の粒径が粗い場合には汚染のない部分を得ることが不可能であった。
（２）従来技術２は従来技術１の問題点を解決する方法として適用される方法であり、この方法により粗粒産物を浄化された状態で産出することが可能となったが、この方法では、粗粒産物全量を泡沫浮上法に供するため、粉砕工程におけるエネルギー消費および設備への負荷が大きい。
【０００４】
したがって、解決すべき課題（解決テーマ）としては、
[ 課題１] 洗浄・分級してもなお、粗粒産物に汚染物質が含有される土壌中の汚染物質の形態を調査した結果、汚染物質が分級区分と同じ粒子サイズでそのまま単体として、または土壌粒子に付着して存在した。この調査結果より、このような汚染粒子をどのように分離するかが解決すべき課題となった。
[ 課題２] 洗浄・分級と泡沫浮上法を組み合わせて実施した土壌処理において、全量を細粒化した場合には消費電力量の４０〜５０％近くが粉砕処理工程に費やされることになり、どのようにして電力量を節減し、かつ浄化された土壌を得るかが解決すべき課題となった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
[ 解決方法１] 課題１は該土壌を粉砕して泡沫浮上処理を施すことにより、汚染物質の分離が可能となったが、さらに、粉砕処理について鋭意検討した結果、汚染物質は土壌粒子に比較して選択的に粉砕される性質を有することが判明した。すなわち、汚染物質が粉砕されて細かくなり、土壌粒子自体は粉砕作用を受けずに比較的粗い粒径を保っている状態で粉砕スラリーを分級することにより、汚染の軽微な粗粒産物と汚染の強い細粒産物とに分別することが可能である。
[ 解決方法２] 課題２については、解決方法１に記載した方法により、粉砕処理工程に係る粉砕エネルギー量を大幅に削減でき、また、粉砕工程中の土壌の滞留時間が削減できる。すなわち、粉砕工程の電力量節減および装置への負荷低減が可能である。さらに、得られた細粒産物は引き続き泡沫浮上処理に供されるが、粗粒産物が系外に浄化土壌として排出された分、泡沫浮上処理への供給量が低減され、泡沫浮上処理に係るコスト低減にも繋がった。
【０００６】
すなわち、本発明は第１に、重金属等を含有する汚染土壌を粉砕し、次いで分級して得られた細粒産物を泡沫浮上処理し該重金属等の濃縮物を浮上分離することを特徴とする汚染土壌の浄化方法；第２に、前記分級して得られた粗粒産物と、前記泡沫浮上処理して得られた沈降残物とを、浄化土壌として回収する、第１記載の汚染土壌の浄化方法；第３に、前記重金属等が鉛であり、前記細粒産物の粒子が７５μｍより小径である、第１または２記載の汚染土壌の浄化方法；第４に、前記重金属等がセレンであり、前記細粒産物の粒子が１５０μｍより小径である、第１または２記載の汚染土壌の浄化方法；第５に、前記粉砕後の前記汚染土壌中における前記細粒産物となる粒子の比率が１０〜５０ｗｔ％になるまで前記粉砕を行い、５０％分級点が３８〜５００μｍの範囲で前記分級を行う、第１〜４のいずれかに記載の汚染土壌の浄化方法；第６に、前記分級が、湿式サイクロン、脱水スクリーンの少なくとも一方によって行われる、第１〜５のいずれかに記載の汚染土壌の浄化方法、である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明にあっては、重金属等に汚染された土壌が粉砕されたものを分級して所定サイズよりそれぞれ小径、大径の粒子からなる細粒産物、粗粒産物に分別し、このうちの細粒産物を泡沫浮上処理して重金属等の濃縮物を浮上させて分離するものである。分級に脱水スクリーンを用いれば細粒産物、粗粒産物はそれぞれ篩い下、篩い上として得られ、湿式サイクロンをもちいれば細粒産物、粗粒産物はそれぞれオーバーフロー（０ｆということがある。）、アンダーフロー（Ｕｆということがある。）として得られる。ここで、粗粒産物と、泡沫浮上処理後の沈降残物とを、浄化土壌として回収することができる。ここで重金属等が鉛、セレンの場合は細粒産物の粒子をそれぞれ７５μｍ、１５０μｍより小径とすることによって汚染の軽微な、ないしは汚染のない粗粒産物と、汚染の強い細粒産物とに、分級することができる。
【０００８】
さらに、粉砕後の汚染土壌中における細粒産物となる粒子の比率が１０〜５０ｗｔ％になるまで粉砕を行い、５０％分級点が３８〜５００μｍの範囲で分級を行うことによって粉砕、分級を低コストで効率的に行うことができる。細粒産物の比率が１０％未満では粗粒産物からの重金属等の分離が不充分であり、５０％以上では粉砕の効果が飽和し粉砕消費エネルギーの低減の効果が達成されない。また、５０％分級点が５００μｍを超えると粗粒産物からの重金属等の分離が不充分であり、３８μｍ以下であれば粉砕の効果が飽和し粉砕消費エネルギーの低減の効果が達成されない。さらに、粉砕時のスラリー濃度が７０％を超えるとスラリー化が不充分であり、２０％未満では設備の大型化、消費エネルギーの増大等の問題がある。分級においては湿式サイクロンを用いれば処理速度の増大、保守の容易化を図ることができ、脱水スクリーンを用いればより正確な分級を行うことができるので、スラリー量の増大に応じて湿式サイクロンと脱水スクリーンとを組み合わせて使用すれば処理量の増大に対応できるとともに正確な分級を行うことができる。
泡沫浮上処理は、処理槽、スラリーの供給、浮上物の分離、沈降残物の排出、添加剤、エアーレーション等を制御要因として行う。
なお、本発明のように土壌中に含まれる物質で粉砕時に選択的に粉砕を受けるものであれば本発明が適用可能であり、例えば、銅、砒素、亜鉛、カドミウム等を含有する汚染土壌に適用することができる。
【０００９】
【実施例】
以下に実施例により本発明を説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
【００１０】
[ 実施例１] 鉛含有量６７０ｍｇ／ｋｇ、鉛溶出値０．０７ｍｇ／Ｌのサンド状鉛汚染土壌(２ｍｍ〜１５０μｍ)をφ１８０ｍｍポットミル、鉄球５ｋｇ、スラリー濃度４０％の条件で１０分間粉砕処理した後、目開き７５μｍの篩で分級したバランスを図1に示す。これにより、粗粒産物である＋７５μｍ区分は歩留６６．９％、鉛含有量１４６ｍｇ／ｋｇ、鉛溶出値０．００５ｍｇ／Ｌ未満となり、細粒産物である−７５μｍ区分は歩留３３．１％、鉛含有量２２８６ｍｇ／ｋｇとなった。この細粒産物は泡沫浮上処理した後、浮上分離された高鉛含有量（鉛含有量２２．３％）の濃縮産物（歩留０．３％）と低鉛含有量（鉛含有量５０５ｍｇ／ｋｇ）の沈降残物（歩留３２．８％）に分別された。
なお、鉛溶出値の測定法については、環境庁告示にしたがいＪＩＳＫ１０２４により実施した。
【００１１】
[ 実施例２] サンド状セレン汚染土壌（粒径４０ｍｍ〜１５０μｍ、セレン含有量５９ｍｇ／ｋｇ、セレン溶出値０．０４ｍｇ／Ｌ）を５インチ×１３インチのロッドミルへ処理速度３０ｔ／ｈｒ、スラリー濃度４０％で供給し粉砕処理を行なった。粉砕後のスラリーは湿式サイクロン６台と脱水スクリーン１台からなる半閉回路分級系に供給し、５０％分級点１５０μmで分級した。設備系統図を図２に、バランスを図３にそれぞれ示す。これにより粗粒産物である+１５０μｍ区分は歩留６５．９％、セレン含有量５ｍｇ／ｋｇ未満(定量下限未満)、セレン溶出値０．０１ｍｇ／Ｌ未満となり、細粒産物である-１５０μｍ区分は歩留3４．１％、セレン含有量１７４ｍｇ／ｋｇとなった。細粒産物は泡沫浮上処理によって、浮上分離された高セレン含有量（セレン含有量１．７４％）の濃縮産物（歩留０．３％）と低セレン含有量（セレン含有量１７ｍｇ／ｋｇ）の沈降残物（歩留３３．８％）に分別された。なお、セレン溶出値の測定法については実施例１と同様である。
【００１２】
[ 比較例] サンド状鉛汚染土壌（鉛含有量１４５３ｍｇ／ｋｇ）をφ１８０ｍｍポットミル、鉄球５ｋｇ、スラリー濃度４０％の条件で１５０μｍまで全量粉砕処理した後、泡沫浮上処理し、浮上分離された高鉛含有量（鉛含有量２０．０％）の濃縮産物（歩留０．５％）と低鉛含有量（鉛含有量４９５ｍｇ／ｋｇ）の沈降残物（歩留９９．９％）に分別された。この場合細粒産物を１０〜５０％にとどめた場合に比べて粉砕に消費されたエネルギーは２倍要した。バランスを図４に示す。
【００１３】
【発明の効果】
重金属等で汚染された土壌を分級処理および泡沫浮上処理を組み合わせて処理するに際して、本発明法を適用することにより、粉砕工程の消費電力量を節減し、装置への負荷を低減させることができる。また、泡沫浮上処理に関しても負荷を低減させ、全体のコストを大幅に低減させ効率的に汚染土壌を浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の処理バランス
【図２】実施例２の粉砕・分級処理の系統図
【図３】実施例２の処理バランス
【図４】比較例の処理バランス

Claims

セレンを含有する汚染土壌を１５０μｍより小径の細粒産物粒子の比率が１０〜５０ｗｔ％になるまで粉砕し、次いで分級して得られた該細粒産物を泡沫浮上処理し該セレンの濃縮物を浮上分離するとともに、前記分級して得られた残部の粗粒産物と前記泡沫浮上処理して得られた沈降残物とを浄化土壌として回収することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
前記分級が、湿式サイクロン、脱水スクリーンの少なくとも一方によって行われる、請求項１に記載の汚染土壌の浄化方法。