JP5796152B2

JP5796152B2 - Ｐｃｂ汚染土壌の前処理方法

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Publication number: JP5796152B2
Application number: JP2010106982A
Authority: JP
Inventors: 敦司金子; 由幸廣瀬; 貴志金坂
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2030-05-07
Also published as: JP2011235213A

Description

本発明は、掘削したＰＣＢを含有する汚染土壌を本処理装置で無害化処理するための汚染土壌の前処理方法に関するものである。

従来、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）等に代表される有機塩素化合物に汚染された土壌が、工場跡地等の地中に殆んど分解されずに存在する。また、この汚染土壌は無害化処理のために地中から掘削して、ドラム缶等の容器、保管ヤード等に保管されている。特に掘削した汚染土壌が無害化処理されないままの状態で大量に保管されているのが実態で、その無害化処理が急がれている。

汚染土壌の無害化の処理方法としては、例えば、熱分解法、鉄粉法、アルカリ触媒化学分解法、溶融固化法、鉄粉法等が知られている。また、前記各種無害化処理方法においては、掘削した汚染土壌を本処理装置と一体となった前処理工程（装置）で前処理した後、本処理装置に搬送して無害化処理を行うものがある。従来これらの代表的な汚染土壌の無害化処理方法として下記のものが知られている。

本処理装置に投入する汚染土壌に、水と発熱反応する無機化合物等の含有水分調整剤を混合して汚染土壌中の水分を調整（含水率を下げる）する前処理装置を設けて、汚染土壌に脱塩素化を促進する薬剤を添加・攪拌するとともに加熱し、土壌中の汚染物質を分解する本処理装置での脱塩素化を促進する汚染土壌の処理システムとしたものである（例えば、特許文献１参照）。

また、含水率調整手段に含水被処理物（汚染土壌）と本処理装置の加熱処理手段で加熱処理し減容化した加工処理物（炭化物）の一部とを投入して混合し、含水被処理物の含水率を低減させこれに処理剤を投入した後、加熱処理手段で加熱処理するものである。（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−９７９１３号公報特開２００１−２４６４００号公報

しかしながら、前記した特許文献１に記載のものは、含有水分調整剤に水と発熱反応する生石灰を汚染土壌に混合するため、この生石灰が本処理装置に様々な悪影響を与える。特に発熱反応を生じることから汚染土壌への混合量を幅広く設定することが困難で、さらに安全管理上からも課題がある。

また、前記した特許文献２に記載のものは、本処理装置で無害化処理した加熱処理物を汚染土壌に投入して混合するため、本処理装置での無害化処理の開始時等を含め常に安定した含水率の調整に課題がある。

さらに、前記した特許文献１、２記載のものは、本処理装置の各々の無害化処理方法に特化した汚染土壌の前処理方法であって汎用性が無い。また、掘削した汚染土壌の中には変圧器、安定器、家電製品のペーパーコンデンサのような低圧トランス、コンデンサ等のＰＣＢ含有物品も含まれていることがあり、これらの破損を防止して取り除いた汚染土壌として本処理装置で無害化処理することが求められる。

近年、本処理装置で無害化処理する汚染土壌の受入基準が設定されており、例えば廃棄物をふくまないこと、含水率、ＰＣＢ濃度、粒径等を受入基準値以下とすることが条件となっている。さらに、本処理装置について様々な処理方法があり、また、受入基準値としての含水率、ＰＣＢ濃度、粒径等にも巾があり柔軟な対応が必要となっている。この受入基準の様々な要求条件に適合するＰＣＢ汚染土壌の前処理方法が求められている。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、掘削したＰＣＢを含有した汚染土壌の状況に柔軟に対応して効果的に前処理し、本処理装置の様々な受入基準に適合した前処理土壌を得ることを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のＰＣＢ汚染土壌の前処理方法は、掘削したＰＣＢを含有する汚染土壌を無害化処理する本処理装置の受入基準に適合させるための汚染土壌の前処理方法であって、前記本処理装置の受入基準は、廃棄物を含まないこと、受入基準値以下の粒径、受入基準値以下の含水率、および受入基準値以下のＰＣＢ濃度であり、
掘削した砂、礫質土壌を主体とする汚染土壌から石、ガラ、廃棄物の少なくとも１００ミリメートル以上の大型混入物を分離して取り除く１次分離ステップと、前記１次分離ステップで石、ガラ、廃棄物の大型混入物を取り除いた汚染土壌を乾燥させて解砕を行う乾燥ステップと、前記乾燥ステップにより汚染土壌の含水率を受入基準値以下とし、前記乾燥ステップを実施後の汚染土壌から小石、ガラ、廃棄物の少なくとも４０ミリメートル以上の中型混入物を分離して取り除く２次分離ステップと、前記２次分離ステップで分離した汚染土壌から小石、有害物質含有部品の廃棄物の少なくとも５ミリメートル以上の小型混入物を取り除く３次分離ステップを有し、
前記１次分離ステップと、前記乾燥ステップと、前記２次分離ステップと、前記３次分離ステップにより、前記本処理装置の受入基準の廃棄物を含まず、受入基準値以下の粒径、および受入基準値以下の含水率を満足し、
前記３次分離ステップの篩を通過した汚染土壌のＰＣＢ濃度が受け入れ基準値より高い場合は、調整砂を混合して受入基準値以下のＰＣＢ濃度に調整する調整砂混合ステップを設け、
汚染土壌のＰＣＢ濃度が受入基準値以下の場合は、前記調整砂混合ステップを実施しないで、
前記本処理装置の受入基準に適合する前処理汚染土壌を得ることを特徴とするものである。

本発明によれば、掘削したＰＣＢを含有した汚染土壌の状況に柔軟に対応して効果的に前処理し、本処理装置の受入基準に適合した前処理土壌を得ることができる。

本発明の一実施の形態の処理ステップを示すフロー図図１における代表的な前処理例を示すブロック構成図

第１の発明は、掘削したＰＣＢを含有する汚染土壌を無害化処理する本処理装置の受入基準に適合させるための汚染土壌の前処理方法であって、
前記本処理装置の受入基準は、廃棄物を含まないこと、受入基準値以下の粒径、受入基準値以下の含水率、および受入基準値以下のＰＣＢ濃度であり、
掘削した砂、礫質土壌を主体とする汚染土壌から石、ガラ、廃棄物の少なくとも１００ミリメートル以上の大型混入物を分離して取り除く１次分離ステップと、前記１次分離ステップで石、ガラ、廃棄物の大型混入物を取り除いた汚染土壌を乾燥させて解砕を行う乾燥ステップと、前記乾燥ステップにより汚染土壌の含水率を受入基準値以下とし、前記乾燥ステップを実施後の汚染土壌から小石、ガラ、廃棄物の少なくとも４０ミリメートル以上の中型混入物を分離して取り除く２次分離ステップと、前記２次分離ステップで分離した汚染土壌から小石、有害物質含有部品の廃棄物の少なくとも５ミリメートル以上の小型混入物を取り除く３次分離ステップを有し、
前記１次分離ステップと、前記乾燥ステップと、前記２次分離ステップと、前記３次分離ステップにより、前記本処理装置の受入基準の廃棄物を含まず、受入基準値以下の粒径、および受入基準値以下の含水率を満足し、
前記３次分離ステップの篩を通過した汚染土壌のＰＣＢ濃度が受け入れ基準値より高い場合は、調整砂を混合して受入基準値以下のＰＣＢ濃度に調整する調整砂混合ステップを設け、
汚染土壌のＰＣＢ濃度が受入基準値以下の場合は、前記調整砂混合ステップを実施しないで、
前記本処理装置の受入基準に適合する前処理汚染土壌を得ることを特徴とするＰＣＢ汚染土壌の前処理方法としたものである。

これによって、掘削したＰＣＢを含有した汚染土壌を効果的に前処理し、本処理装置の様々な受入基準に適合した前処理土壌を得ることができる。

第２の発明は、第１の発明において、乾燥ステップは、ロータリーキルンによりＰＣＢの揮発抑制温度以下で加熱して汚染土壌の乾燥を行うことを特徴とするＰＣＢ汚染土壌の前処理方法としたものである。

これによって、ＰＣＢを揮発させることなく加熱して揮発成分の処理設備を不要とし、かつ、ロータリーキルンによる汚染土壌の回動と加熱作用により塊状化した汚染土壌を解砕して分離ステップにおける分離を確実に行い、また、ＰＣＢ含有物品を塊状化した汚染土壌から露出させてより取り除きやすくすることができる。

第３の発明は、第１の発明において、調整砂として硅砂を混合することを特徴とするＰＣＢ汚染土壌の前処理方法としたものである。

これによって、石英を主成分とする硅砂は全体の成分が一定しており、本処理装置で処理する際の安定性をより増すことができる。

第４の発明は、調整砂を混合して受入基準値以下のＰＣＢ濃度に調整として、低ＰＣＢ濃度の本処理装置の受入基準に適合する前処理土壌を混合することを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢ汚染土壌の前処理方法としたものである。

これによって、前処理土壌を有効に活用することができる。

以下、本発明の一実施形態のＰＣＢ汚染土壌の前処理方法を図１、図２を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の一実施形態の処理ステップを示すフロー図、図２は図１における代表的な前処理例を示すブロック構成図である。

特に砂、礫質土壌を主体として掘削した保管容器１中の汚染土壌を、１次分離ステップ（Ｓ１００）となる振動篩装置２に搬送する。この振動篩装置２は、振動篩の網目が例えば１０００ｍｍ程度に設定されており、振動篩上には汚染土壌中に混入している比較的大サイズの石、ガラ、各種廃棄物等の大型混入物が残り、これらを保管容器３に収納し保管、管理する。振動篩を通過して下に振るい落とされたＰＣＢ等の有害物質含有部品の混入した汚染土壌はベッセル内（図示なし）に収容する。

次に、１次分離ステップで石、ガラ、廃棄物等の大型混入物を取り除いたベッセル内の汚染土壌を、乾燥ステップ（Ｓ１０１）のロータリーキルン（乾燥装置）４に搬送する。

汚染土壌は、土壌粒子が結合して部分的に塊状化（団粒化）しやすい傾向を有する。塊状化した汚染土壌は、本来、本処理装置で処理可能な粒径の範囲のものであるにもかかわらず、分離ステップの篩において取り除かれてしまう恐れがある。

そこで汚染土壌をロータリーキルン４の回転する横方向の加熱筒内で加熱する。これによって塊状化土壌の表面から乾燥させてひび割れを生じさせ、かつ塊状化土壌の回動時の擦れ、衝撃により表面部から順次解砕することができる。したがって、本処理装置で処理する汚染土壌を掘削した汚染土壌から効果的に取り出すことができる。

また、汚染土壌を解砕することよって、次の２次、３次分離ステップにおける分離を確実に行うとともに、ＰＣＢ含有物品を塊状化した汚染土壌から露出させてより取り除きやすくすることができる。

乾燥ステップ（Ｓ１０１）には、ロータリーキルン４を用いるが、汚染土壌の加熱はＰＣＢの揮発抑制温度以下（例えば１８０℃）で加熱して汚染土壌の乾装を行う。これによって、ＰＣＢを揮発させることなく加熱して揮発成分の処理設備を不要とすることができる。

なお、ロータリーキルン４による汚染土壌の乾燥により、塊状化土壌を解砕し、さらに、汚染土壌中の水分が蒸発して含水率を低減させる。これによって受入基準以下の含水率に調整することができる。

また、乾燥ステップ（Ｓ１０１）は、１次分離ステップ（Ｓ１００）で石、ガラ、廃棄物等の大型混入物を取り除いた後に実施する。これによって、石、ガラ、廃棄物等の大型混入物の回動によるロータリーキルンの破損を防止して耐久性を向上させることができる。

次に、乾燥ステップ（Ｓ１０１）で処理した汚染土壌を、２次分離ステップ（Ｓ１０２）となる振動篩装置５に搬送する。この振動篩装置５は、振動篩の網目が例えば４０ｍｍ程度に設定されており、振動篩上には汚染土壌中に混入している比較的中サイズの石、ガラ、各種廃棄物等の中型混入物が残り、これらを保管容器６に収納し保管、管理する。振動篩を通過して下に振るい落とされた有害物質含有部品の混入した汚染土壌はベッセル内（図示なし）に収容する。

次に、石、ガラ、各種廃棄物等の中型混入物を取り除いたベッセル内の汚染土壌を、３次分離ステップ（Ｓ１０３）となる振動篩装置７に搬送する。この振動篩装置７は、振動篩の網目が例えば５ｍｍ程度に設定されており、振動篩上には汚染土壌中に混入している比較的小サイズの石、ガラ、有害物質含有部品等の各種廃棄物等の小型混入物が残り、これらを保管容器８に収納し保管、管理する。振動篩を通過して下に振るい落とされた汚染土壌はベッセル内（図示なし）に前処理汚染土壌として収容する。

前記した複数段階の分離ステップと、さらに３次分離ステップ（Ｓ１０３）となる振動篩装置７の振動篩の網目を例えば５ｍｍ程度に設定したことによって汚染土壌からコンデンサ等のＰＣＢ等の有害物質含有部品、その他の廃棄物を確実に取り除くとともに、粒径を安定化させた前処理汚染土壌を得ることができる。

なお、各分離ステップに用いる振動篩装置は、スクリーンマット面を波動運動させるジャンピングスクリーン、徐々に網目を細かくした多層スクリーンを用いてもよい。また、篩を固定し、篩上で汚染土壌を移動させる手段を用いてもよい。

本処理装置における汚染土壌の受入基準の例として下記のものが挙げられる。（１）廃棄物を含まないこと、（２）粒径が１００ｍｍ以下、（３）含水率が２５％以下、（４）ＰＣＢ濃度が１００００ｍｇ／Ｋｇ以下、というものである。以下これを例として説明する。

前記した複数段階の分離ステップ、および乾燥ステップによって、前記受入基準の（１）廃棄物を含まないこと、（２）粒径が１００ｍｍ以下、（３）含水率が２５％以下、を満足する前処理汚染土壌を得ることができるものである。

なお、粒径が１００ｍｍ以下とした受入基準値に対して、本実施形態においては３次分離ステップ（Ｓ１０３）で粒径が５ｍｍ以下となるようにしている。これは前記したように汚染土壌中に混入した有害物質含有部品である廃棄物を確実に取り除くためであり、さらに、受入基準値に対して余裕をもった粒径としたことによって、本処理装置における汚染土壌のより安定したな無害化処理を可能とするものである。

次に、ＰＣＢ濃度計測ステップ（Ｓ１０４）で計測したＰＣＢ濃度に基づき、ＰＣＢ濃度を調整する調整砂混合ステップ（Ｓ１０５）について説明する。なお、ＰＣＢ濃度計測ステップ（Ｓ１０４）、および調整砂混合ステップ（Ｓ１０５）は、３次分離ステップ（Ｓ１０３）で振動篩装置７の篩を通過した汚染土壌に実施する。なお、調整砂は硅砂を含む概念として以下説明する。

これらのステップは、本処理装置における汚染土壌の受入基準の内、（４）ＰＣＢ濃度が１００００ｍｇ／Ｋｇ以下、に適合させるためのものである。

調整砂混合ステップ（Ｓ１０５）において、ＰＣＢ濃度計測ステップ（Ｓ１０４）で計測した汚染土壌のＰＣＢ濃度が受入基準値よりも高い場合は、３次分離ステップ（Ｓ１０３）の篩を通過した汚染土壌にＰＣＢ濃度の調整に必要な調整砂１０を混合装置９にて混合してＰＣＢ濃度を受入基準値以下に調整する。この前処理土壌を保管容器１１に収納する。また、汚染土壌のＰＣＢ濃度が受入基準値よりも低い場合は、調整砂混合ステップ（Ｓ１０５）を実施しないで３次分離ステップ（Ｓ１０３）の篩を通過した前処理土壌を保管容器１１に収納する。

なお、本処理装置における汚染土壌の受入基準の内、（３）含水率が２５％以下、（４）ＰＣＢ濃度が１００００ｍｇ／Ｋｇ以下、とする例で説明したが、これらの受入基準の値をさらに低いものとして要求される場合であっても、調整砂１０の混合量を調整することによって任意に対応することができる。

調整砂混合ステップ（Ｓ１０５）において、汚染土壌のＰＣＢ濃度を受入基準値以下とするために必要な調整砂１０の量は、ＰＣＢ濃度の値とこれを受入基準値以下とするために必要な調整砂１０の量の相関を予め把握しておき、ＰＣＢ濃度計測ステップ（Ｓ１０４）で計測した値をベースに、受入基準値以下とするために必要な調整砂１０の量を設定する。

なお、ＰＣＢ濃度計測ステップ（Ｓ１０４）は、３次分離ステップ（Ｓ１０３）での振動篩装置７の篩を通過した汚染土壌に実施するようにしたが、掘削した汚染土壌のＰＣＢ濃度を計測し、これに基づいて混合する調整砂の必要量を設定してもよい。

また、調整砂１０は、例えば汎用の砂を乾燥処理して乾燥状態としたものを用いる。これは低含水率で、ＰＣＢを含有しないため、調整砂１０の必要量を最小限とすることができる。さらに、粘り気がなく汚染土壌の再塊状化（団粒化）を防止するとともに、より精度よくＰＣＢ濃度を受入基準値以下に調整することができる。なお、調整砂１０の平均粒径は０．１〜０．２ｍｍのものを用いる。

また、調整砂１０として硅砂を用いることが好ましい。石英を主成分とする硅砂は全体の成分が一定しており、本処理装置で処理する際の安定性をより増すことができる。また、より低含水率であるため硅砂の必要量を最小限とし、また、粘り気がなく汚染土壌の再塊状化（団粒化）を防止するとともに、より精度よくＰＣＢ濃度を受入基準値以下に調整することができる。さらに安定して入手することができる。

また、平均粒径が０．１〜０．２ｍｍの硅砂を用いることにより、３次分離ステップの篩を通過した汚染土壌と均一に混合させることができる。なお、平均粒径が０．１〜０．２ｍｍの硅砂は、ＪＩＳＧ５９０１に規定される鋳物用珪砂８号〜７号に相当するものである。

また、調整砂１０として低ＰＣＢ濃度の前処理土壌を混合してもよい。これによって、前処理土壌を有効に活用することができる。

なお、本実施形態で述べた本処理装置の受入基準は一例であって、これに限定されるものではない。

また、分離ステップにおける篩の段階数の設定等は一例であってこれに限定するものではなく、さらに多段階による分離ステップとしてもよい。

本発明の汚染土壌の前処理方法によれば、掘削した汚染土壌から廃棄物を含まない受入基準値以下の粒径の汚染土壌を得るための篩による複数段階の分離ステップ、乾燥ステップによって、本処理装置の受入基準である廃棄物を含まず、かつ基準値以下の粒径の前処理汚染土壌とすることができる。

さらに、乾燥ステップで塊状化した汚染土壌を解砕し、掘削した汚染土壌から有害物質含有部品を取り除いて、これらの廃棄物を含まず、かつ受入基準値以下の粒径、含水率の前処理汚染土壌とすることができる。

また、汚染土壌のＰＣＢ濃度にもとづいて、調整砂混合ステップにおいてＰＣＢ濃度を任意に調整することができる。

これによって、掘削したＰＣＢを含有する汚染土壌の様々な状況および本処理装置の受入基準に柔軟に対応して効果的に汚染土壌の前処理を行い、受入基準に適合した前処理汚染土壌を得ることができるものである。

汚染土壌を無害化処理する本処理装置に供給するための汚染土壌の前処理方法として広範囲の用途に適用できる。

１保管容器
２振動篩装置
３保管容器
４ロータリーキルン（乾燥装置）
５振動篩装置
６保管容器
７振動篩装置
８保管容器
９混合装置
１０調整砂
１１保管容器

Claims

掘削したＰＣＢを含有する汚染土壌を無害化処理する本処理装置の受入基準に適合させるための汚染土壌の前処理方法であって、
前記本処理装置の受入基準は、廃棄物を含まないこと、受入基準値以下の粒径、受入基準値以下の含水率、および受入基準値以下のＰＣＢ濃度であり、
掘削した砂、礫質土壌を主体とする汚染土壌から石、ガラ、廃棄物の少なくとも１００ミリメートル以上の大型混入物を分離して取り除く１次分離ステップと、前記１次分離ステップで石、ガラ、廃棄物の大型混入物を取り除いた汚染土壌を乾燥させて解砕を行う乾燥ステップと、前記乾燥ステップにより汚染土壌の含水率を受入基準値以下とし、前記乾燥ステップを実施後の汚染土壌から小石、ガラ、廃棄物の少なくとも４０ミリメートル以上の中型混入物を分離して取り除く２次分離ステップと、前記２次分離ステップで分離した汚染土壌から小石、有害物質含有部品の廃棄物の少なくとも５ミリメートル以上の小型混入物を取り除く３次分離ステップを有し、
前記１次分離ステップと、前記乾燥ステップと、前記２次分離ステップと、前記３次分離ステップにより、前記本処理装置の受入基準の廃棄物を含まず、受入基準値以下の粒径、および受入基準値以下の含水率を満足し、
前記３次分離ステップの篩を通過した汚染土壌のＰＣＢ濃度が受け入れ基準値より高い場合は、調整砂を混合して受入基準値以下のＰＣＢ濃度に調整する調整砂混合ステップを設け、
汚染土壌のＰＣＢ濃度が受入基準値以下の場合は、前記調整砂混合ステップを実施しないで、
前記本処理装置の受入基準に適合する前処理汚染土壌を得ることを特徴とするＰＣＢ汚染土壌の前処理方法。
乾燥ステップは、ロータリーキルンによりＰＣＢの揮発抑制温度以下で加熱して汚染土壌の乾燥を行うことを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢ汚染土壌の前処理方法。
調整砂として硅砂を混合することを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢ汚染土壌の前処理方法。
調整砂を混合して受入基準値以下のＰＣＢ濃度に調整として、低ＰＣＢ濃度の本処理装置の受入基準に適合する前処理土壌を混合することを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢ汚染土壌の前処理方法。