JP5923039B2 - 土壌の浄化方法 - Google Patents
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Description
先ず、鉛やクロム等の重金属類や油などで汚染された土壌に脱水剤を混合して土壌を乾燥させる前処理工程を行う。脱水剤を混合させる方法としては、一般的な土壌改良機を用いて混合する方法、薬剤混練プラントによって混合する方法などを挙げることができるが、その手段は問わない。この前処理工程によって乾燥された土壌は、含水率が10質量%以下の状態となる。好ましくは0超5質量%以下であることが良い。なお、含水率は、JIS A1203「土の含水比試験方法」に準じた方法、即ち自然状態での土壌重量と、乾燥炉(110±5℃)で乾燥した土壌重量とを測定し、算出できる。
磁選工程は、上記前処理工程によって乾燥された土壌中の汚染物質を磁着物として分離除去するために行われる。磁選工程では、前処理工程によって乾燥された土壌を乾式磁選機へ供給し、主に粗粒土壌中の汚染物質を磁着物として分離除去する。乾式磁選機として、ドラム型乾式磁選機や吊下げ型磁選機等を挙げることができ、ドラム型乾式磁選機が好ましい。乾式磁選機に用いる磁石の強度は、100〜20,000ガウスとする。好ましくは500〜10,000ガウスとする。
上記前処理工程によって乾燥された土壌、あるいは、更に上記磁選工程によって汚染物質を磁着物として分離除去された土壌に対して、適宜乾式分級を実施できる。かかる乾式分級では、礫、粗粒土壌および細粒土壌を分級できる。この分級工程の分級形態、分級の実施回数ならびにタイミングは問わない。分級には一般的な分級機を用い、風力分級機、振動篩、乾式サイクロン分級機、振動スクリーン等を例示することができる。また複数の分級機を組み合わせても良い。この分級工程における分級点は38μm〜50mmの間とし、礫、粗粒土壌、細粒土壌からなる3つ以上の最終産物を得ることを条件とし、分級点数は2点以上〜15点未満とする。好ましくは礫と粗粒土壌の分級点を2〜40mm、粗粒土壌と細粒土壌の分級点を250μm〜38μmとするのがよい。さらに好ましくは礫と粗流土壌の分級点を2〜5mm、粗粒土壌と細粒土壌の分級点を75μm〜150μmとし、続いて粗粒土壌を分級点1mm〜300μmの間で分級し、2種類の粗粒土壌を得るのがよい。
洗浄処理は、前記分級工程後の礫、あるいは礫および粗粒土壌の全部もしくは一部に対して実施する。洗浄処理の処理形態、タイミングは問わない。洗浄処理設備としては、ロッドスクラバーなどの一般的な土壌解泥設備、サイクロン等の一般的な分級設備、振動スクリーン等の一般的な土壌脱水設備、シックナー等の一般的な水処理設備、フィルタープレス等の汚泥脱水設備からなり、各設備の組み合わせは問わない。さらにこの洗浄処理には、ボールミルなどの一般的な摩砕設備ならびに一般的な浮選設備を設けることができる。
摩砕処理は、前記前処理工程において乾燥化した土壌に対し実施する限り、その摩砕形態、摩砕処理の実施回数ならびにタイミングは問わない。その摩砕手段としては一般的な摩砕機とし、ボールミル、ロッドミル、サイクロンミル、回転式遠心塊砕機等を挙げることができる。その他摩砕効果が期待できる装置あるいは方法であれば同様に使用することが出来る。
比重選別処理は、前記分級工程において整粒された粗粒土壌に対し実施する限り、その比重選別形態、比重選別回数ならびにタイミングは問わない。その比重選別手段としては、一般的な比重選別機とし、風力選別機、乾式比重選別機、エアスクリーン選別機等をあげる事が出来る。ここで得られる高比重産物を該汚染濃縮物として扱い、分離除去することが可能である。
鉛汚染された土壌A(鉛含有量228mg/kg)に対し、図1に示すように、土壌重量比で12質量%の生石灰を脱水剤として混合し、室温にて1時間静置養生した。養生前の含水率が12.0質量%であったのに対し、養生後の含水率は7.2質量%となり土壌は乾燥状態となった(JIS A1203「土の含水比試験方法」による。以下同じ)。この土壌を目開き2mm、0.5mmおよび0.15mmの篩いを用いて乾式分級を実施して、粒度区分2mm以上の土壌(礫)、粒度区分2mm未満〜0.5mmの土壌(粗粒土壌)、粒度区分0.5mm未満〜0.15mmの土壌(粗粒土壌)、粒度区分0.15mm未満の土壌(細粒土壌)に分級し、各粒度区分の土壌の比率と鉛含有量をそれぞれ測定した。粒度区分2mm以上の土壌(礫)は48.2質量%(鉛含有量0mg/kg)、粒度区分2mm未満〜0.5mmの土壌(粗粒土壌)は23.2質量%(鉛含有量224mg/kg)、粒度区分0.5mm未満〜0.15mmの土壌(粗粒土壌)は12.5質量%(鉛含有量266mg/kg)、粒度区分0.15mm未満の土壌(細粒土壌)は16.1質量%(鉛含有量205mg/kg)であった。なお、本明細書の実施例においては、環境省告示第19号法により、2mm未満の土壌を対象とし、2mm以上の礫は除いて回収除去率を求めるものとする。
「乾式分級による細粒土壌回収率」
=(乾式分級で得られた細粒産物の重量分率)/(細粒産物の重量産物)
=(乾式分級で得られた細粒産物の重量分率)/((乾式分級で得られた細粒産物の重量分率)+(湿式分級で得られた細粒産物の重量分率))
=16.1/(16.1+8.6)
=0.652
鉛汚染された土壌B(鉛含有量417mg/kg)に対し、図2に示すように、土壌重量比で15質量%の生石灰を脱水剤として混合し、室温にて1時間静置養生した。養生前の含水率が15.0質量%であったのに対し、養生後の含水率は9.2質量%となり土壌は乾燥状態となった。この土壌を目開き2mmおよび0.15mmの篩いを用いて乾式分級を実施して、粒度区分2mm以上の土壌(礫)、粒度区分2mm未満〜0.15mmの土壌(粗粒土壌)、粒度区分0.15mm未満の土壌(細粒土壌)に分級し、各粒度区分の土壌の比率と鉛含有量をそれぞれ測定した。粒度区分2mm以上の土壌(礫)は55.0質量%(鉛含有量0mg/kg)、粒度区分2mm未満〜0.15mmの土壌(粗粒土壌)は28.0質量%(鉛含有量423mg/kg)、粒度区分0.15mm未満の土壌(細粒土壌)は17.0質量%(鉛含有量408mg/kg)であった。
図3に示すように、土壌重量比で20質量%の石膏を添加して、元土の含水率12.1質量%から含水率8.9質量%の乾燥状態とした土壌C(クロム、ヒ素、フッ素複合汚染土壌)に対し、先ず、低磁力(1500ガウス)の磁石を利用し、第1の乾式磁選工程を実施し、強磁性磁着物と非磁着物に選別した。次に、この第1の乾式磁選工程で選別された非磁着物に対し、高磁力(7000ガウス)の磁石を用いて第2の乾式磁選工程を実施し、低磁性磁着物と非磁着物に選別した。各乾式磁選処理で選別された磁着物と非磁着物の重量分布、クロム、砒素、フッ素の含有量および分布率を測定した。結果を表1に示す。
図4に示すように、鉛、砒素および油によって複合汚染された土壌Dに土壌重量比で9質量%の生石灰を添加して、元土の含水率14.3質量%から含水率6.4質量%の乾燥状態とし、次いで、磁力7000ガウスの磁石を用いて乾式磁選工程を実施し、磁着物と非磁着物に選別した。そして、非磁着物に対し、目開き2mm、0.5mm、0.15mmの篩いを用いて乾式分級を実施した。この乾式分級により、粒度区分2mm以上の土壌(礫)、粒度区分2mm未満〜0.5mmの土壌(粗粒土壌)、粒度区分0.5mm未満〜0.15mmの土壌(粗粒土壌)、粒度区分0.15mm未満の土壌(細粒土壌)に分級し、各粒度区分の土壌の重量分布、鉛、砒素、油(TPH)の含有量と分布率を測定した。結果を表2に示す。
図5に示すように、鉛、砒素、亜鉛、銅によって汚染された土壌Eに土壌重量比で7質量%の生石灰を添加して、元土の含水率15.5質量%から含水率8.7質量%の乾燥状態とし、目開き2mm、0.15mmの篩いを用いて乾式分級を実施し、粒度区分2mm以上の土壌(礫)、粒度区分2mm未満〜0.15mmの土壌(粗粒土壌)、粒度区分0.15mm未満の土壌(細粒土壌)に分級した。
脱水剤の添加量の違いによる乾式分級精度ならびに乾式磁選の選別精度を比較するための試験を実施した。脱水剤には生石灰を用い、汚染土壌Fに土壌重量比で0、2、4、8、12質量%の6水準で添加して比較試験を実施した。図6に示すように、脱水剤を添加後(0質量%では添加せず)、目開き5mm、2mm、0.5mm、0.15mmの篩いを用いて第1の乾式分級工程を実施した。この第1の乾式分級工程後の重量分布を表4に示す。
Claims (5)
- 土壌に脱水剤を土壌重量比5質量%以上混合して含水率を10質量%以下にする前処理工程をした後、
乾式分級を実施して、前記前処理工程で含水率を10質量%以下にされた土壌を礫、粗粒土壌、細粒土壌に分級し、
その後、粗粒土壌中のクロム、ヒ素、フッ素、鉛、亜鉛、銅、および/または油を含む汚染物質における重金属類を磁着物として分離除去する乾式磁選工程を行うことを特徴とする、土壌の浄化方法。 - 前記前処理工程を経た土壌、前記乾式磁選工程を経た土壌のいずれかに対して乾式摩砕処理を行うことを特徴とする、請求項1に記載の土壌の浄化方法。
- 粗粒土壌に対して、前記乾式磁選工程後に比重選別処理を行うことを特徴とする、請求項1または2に記載の汚染土壌の浄化方法。
- 前記乾式磁選工程を複数の磁選工程に分けて行い、後の磁選工程ほど高磁力の磁石を利用し、かつ、前の磁選工程で選別された非磁着物に対して後の磁選工程を行うことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の汚染土壌の浄化方法。
- 前記脱水剤として、生石灰、石膏、セメントのいずれかを用いることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の土壌の浄化方法。
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