JP6411909B2 - Detoxification system for arsenic contaminated soil - Google Patents

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Description

本発明は、砒素汚染土壌の無害化処理システムに関するものであり、特に泥水式シールド工法で発生する自然由来の砒素を含む土壌を工事現場で無害化処理するために好適に適用される技術に関するものである。   The present invention relates to a detoxification treatment system for arsenic-contaminated soil, and particularly to a technique suitably applied for detoxification treatment of soil containing natural arsenic generated in a muddy water shield method at a construction site. It is.

自然由来の砒素汚染が懸念される地盤にシールド工法でトンネルを構築する場合、環境基準を超える脱水ケーキが生じるおそれがある。このため、掘削土を泥水状とすることで砒素の抽出・分離が容易に実施できるため、掘削土が泥水状を呈するシールド工法を採用して、掘削土から砒素を抽出・分離する対策が考えられている。   When a tunnel is constructed with a shield method on the ground where natural arsenic contamination is a concern, dehydrated cake that exceeds environmental standards may occur. For this reason, arsenic can be easily extracted and separated by making the excavated soil muddy, so a measure to extract and separate arsenic from the excavated soil using a shield method in which the excavated soil exhibits a muddy water shape is considered. It has been.

ここで、泥水式シールド工法において、廃棄泥水から砒素を抽出分離する方法として、次の二つの方法がある。第1の方法は、廃棄泥水に鉄粉を添加して溶解性砒素を吸着させた後、砒素が吸着した鉄粉を回収する方法である。第2の方法は、廃棄泥水に砒素の抽出を促進する薬剤を添加した後、廃棄泥水を脱水して砒素が溶解した水を回収する方法である。   Here, in the muddy water type shield method, there are the following two methods for extracting and separating arsenic from waste muddy water. The first method is a method of collecting iron powder adsorbed with arsenic after adding iron powder to waste mud to adsorb soluble arsenic. The second method is a method in which a chemical that promotes extraction of arsenic is added to waste muddy water, and then the waste muddy water is dehydrated to recover water in which arsenic is dissolved.

さらに、泥土圧式シールド工法を採用して、鉄粉や不溶化材を切羽に供給することで、掘削を行いながら砒素を不溶化する方法も考えられている。   Furthermore, a method of insolubilizing arsenic while excavating by using a mud pressure shield method and supplying iron powder and an insolubilizing material to the face is also considered.

このように、従来、汚染土壌の処理方法や処理施設について、種々の技術が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。特許文献1に記載された技術は、工業排水や、電子材料となるニッケル化成品の中間原料である硫酸ニッケル水溶液など、各種の砒素含有水溶液から砒素を分離するための方法である。すなわち、特許文献1に記載された技術は、砒素含有水溶液に金属鉄粉を添加して撹拌混合するか、金属鉄粉を充填したカラム等に砒素含有水溶液を通液して、金属鉄粉の表面で砒素を反応させた後、固液分離により砒素が鉄の化合物として吸着された金属鉄粉を回収する技術である。ここで、金属鉄粉の粒径は1mm以下とし、10μm〜1mmに調整することが好ましいとしている。   Thus, conventionally, various techniques have been proposed for a method and a treatment facility for contaminated soil (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). The technique described in Patent Document 1 is a method for separating arsenic from various arsenic-containing aqueous solutions such as industrial wastewater and an aqueous nickel sulfate solution that is an intermediate raw material for nickel chemical products that are electronic materials. That is, the technique described in Patent Document 1 adds metal iron powder to an arsenic-containing aqueous solution and stirs or mixes, or passes the arsenic-containing aqueous solution through a column or the like filled with metal iron powder, In this technique, after reacting arsenic on the surface, metal iron powder in which arsenic is adsorbed as an iron compound by solid-liquid separation is recovered. Here, the particle diameter of the metal iron powder is preferably 1 mm or less and is preferably adjusted to 10 μm to 1 mm.

特許文献2に記載された技術は、ふっ素、ほう素、砒素、クロム、鉛、セレン等重金属類を含む汚染土壌を浄化するための浄化材に関する技術である。すなわち、特許文献2に記載された技術で使用する浄化材は、金属鉄粉表面に希土類元素の水酸化物または酸化物を付着させることで、同量の希土類元素の水酸化物または酸化物を単体で用いるよりも、希土類元素の水酸化物または酸化物の重金属吸着能を向上することができるとしている。   The technique described in Patent Document 2 is a technique related to a purification material for purifying contaminated soil containing heavy metals such as fluorine, boron, arsenic, chromium, lead, and selenium. That is, the purification material used in the technique described in Patent Document 2 attaches the same amount of rare earth element hydroxide or oxide to the surface of the metallic iron powder by attaching the rare earth element hydroxide or oxide. It is said that the heavy metal adsorption ability of rare earth element hydroxides or oxides can be improved as compared with the case of using them alone.

特許文献3に記載された技術は、密閉型シールドトンネル工事に伴って発生する重金属類汚染土壌を処理する場合、掘削排出される重金属類汚染土壌を現位置にて不溶化処理する技術であり、現位置の重金属類汚染土壌内に、密閉型シールドトンネルの掘削切羽前面から不溶化材を注入し、カッターフェース面で攪拌混合する。さらに、排送管内で再混合と不溶化処理反応を促進させることにより、不溶化の基準を確保することができるとしている。   The technique described in Patent Document 3 is a technique for insolubilizing heavy metal-contaminated soil excavated and discharged at a current position when processing heavy metal-contaminated soil generated in the construction of a sealed shield tunnel. The insolubilized material is injected into the heavy metal contaminated soil at the position from the front face of the excavation face of the sealed shield tunnel, and the mixture is stirred and mixed on the cutter face. Furthermore, it is said that the standard of insolubilization can be secured by promoting remixing and insolubilization treatment reaction in the exhaust pipe.

特開2008−155105号公報JP 2008-155105 A 特開2012−51967号公報JP 2012-51967 A 特開2006−316599号公報JP 2006-316599 A

しかし、上述した第1の方法については、シールド排泥水の発生から脱水ケーキを生成するまでの全体システムについて総合的な検討が必要である。また、砒素を吸着させた鉄粉を回収する設備については、設備規模に対して処理能力が小さい設備を用いて検討を進めている事例が多く、大口径シールドで生じる大量の廃棄泥水を処理するためには、鉄粉回収設備を非現実的なレベルで大量導入する必要がある等、種々の問題がある。   However, for the above-described first method, it is necessary to comprehensively examine the entire system from generation of shield wastewater to generation of a dewatered cake. In addition, there are many cases where equipment that collects iron powder that has adsorbed arsenic is being studied using equipment that has a small processing capacity relative to the equipment scale, and a large amount of waste mud generated from a large-diameter shield is treated. Therefore, there are various problems such as the need to introduce a large amount of iron powder recovery equipment at an unrealistic level.

また、上述した第2の方法については、添加した抽出材が脱水ケーキに残留するため、将来的な脱水ケーキの安全性が担保されないだけではなく、抽出材が高価であるため、処理コストが高価になる等、種々の問題がある。   Moreover, about the 2nd method mentioned above, since the added extraction material remains in a dewatering cake, not only the future safety | security of a dewatering cake is not ensured, but since an extraction material is expensive, processing cost is expensive. There are various problems such as.

さらに、泥土圧式シールド工法を採用した場合には、砒素汚染土壌を不溶化処理することになり、処理土には砒素が含まれるため、永久に管理する必要がある。   Furthermore, when the mud pressure shield method is adopted, the arsenic-contaminated soil is insolubilized, and since the treated soil contains arsenic, it must be managed permanently.

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、例えば、シールド排泥水の発生から脱水ケーキを生成するまでの一連の工程全体において、砒素を含む大量の処理対象泥水が発生した場合であっても、これを効率的かつ適切に処理することが可能な砒素汚染土壌の無害化処理システムを提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances. For example, the present invention is a case where a large amount of muddy water to be treated containing arsenic is generated in the entire series of processes from generation of shield drainage water to generation of a dewatered cake. However, it aims at providing the detoxification processing system of the arsenic contaminated soil which can process this efficiently and appropriately.

本発明の砒素汚染土壌の無害化処理システムは、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の砒素汚染土壌の無害化処理システムは、砒素汚染土壌を無害化処理するための装置であって、無害化処理の各段階において使用する装置群を備えている。   The arsenic-contaminated soil detoxification treatment system of the present invention has the following features in order to achieve the above-described object. That is, the arsenic-contaminated soil detoxification system of the present invention is a device for detoxifying arsenic-contaminated soil, and includes a group of devices used at each stage of the detoxification treatment.

粘土解泥工程における装置群として、粘土解砕装置と、篩い分け装置とがある。また、砒素除去工程における装置群として、pH調整装置と、鉄粉添加装置と、比重分離装置と、ドラム型磁性分離装置と、フィルター型電磁石分離装置とがある。また、無害化処理の後段階における装置群として、脱水処理装置がある。なお、各装置群には、さらに他の装置が付加される場合がある。   As a group of apparatuses in the clay demolition process, there are a clay crushing apparatus and a sieving apparatus. In addition, as a group of devices in the arsenic removal step, there are a pH adjusting device, an iron powder adding device, a specific gravity separating device, a drum type magnetic separating device, and a filter type electromagnet separating device. Moreover, there is a dehydration processing apparatus as a group of apparatuses at a later stage of the detoxification process. In addition, another device may be added to each device group.

粘土解砕装置は、砒素汚染土壌に含まれる粘土塊を解砕するための装置である。篩い分け装置は、砒素汚染土壌を篩い分けして、所定の粒径(例えば2mm)以下の細粒分を含む泥水を取り出すための装置である。   The clay crushing device is a device for crushing clay lumps contained in arsenic-contaminated soil. The sieving device is a device for sieving arsenic-contaminated soil and taking out muddy water containing fine particles having a predetermined particle size (for example, 2 mm) or less.

pH調整装置は、篩い分け装置を通過した細粒分を含む泥水のpHをアルカリ性に調整するための装置である。鉄粉添加装置は、pHを調整した細粒分を含む泥水のpHを中和しながら鉄粉を添加して、当該鉄粉に砒素を吸着させるための装置である。比重分離装置は、サイクロンを用いて、鉄粉を含まない泥水と、砒素が吸着した鉄粉を含む泥水とに比重分離するための装置である。ドラム型磁性分離装置は、永久磁石を利用して、砒素が吸着した鉄粉を含む泥水から鉄粉を回収するための装置である。フィルター型電磁石分離装置は、ドラム型磁性分離装置で回収しきれなかった鉄粉を含む泥水から鉄粉をさらに回収するための装置である。すなわち、フィルター型電磁石分離装置では、泥水中に残留した砒素が吸着した微量の鉄粉と非磁性物である泥水を分離して回収する。 The pH adjusting device is a device for adjusting the pH of the muddy water containing fine particles passed through the sieving device to be alkaline . The iron powder adding device is a device for adding iron powder while neutralizing the pH of mud containing fine particles whose pH is adjusted, and adsorbing arsenic to the iron powder. The specific gravity separation device is a device for separating the specific gravity into muddy water containing no iron powder and muddy water containing iron powder adsorbed with arsenic using a cyclone. The drum type magnetic separation device is a device for recovering iron powder from muddy water containing iron powder adsorbed with arsenic using a permanent magnet. The filter type electromagnet separation device is a device for further collecting iron powder from muddy water containing iron powder that could not be collected by the drum type magnetic separation device. That is, in the filter type electromagnet separator, a small amount of iron powder adsorbed by arsenic remaining in the muddy water and muddy water which is a non-magnetic substance are separated and recovered.

さらに、ドラム型磁性分離装置とフィルター型電磁石分離装置との間に、ドラム型磁性分離装置で回収しきれなかった鉄粉を含む泥水を撹拌して鉄粉に付着した粘土を引きはがす撹拌装置を配置してある。 Furthermore, between the drum-type magnetic separator and the filter-type electromagnet separator, an agitator that stirs muddy water containing iron powder that could not be recovered by the drum-type magnetic separator and peels off the clay adhering to the iron powder. It is arranged.

また、比重分離装置に供給する泥水の比重を測定する泥水比重測定装置と、測定した泥水の比重に応じて、比重分離装置に供給する泥水量を調整する供給泥水量調整装置とを備えていてもよい。 In addition, a muddy water specific gravity measuring device that measures the specific gravity of the muddy water supplied to the specific gravity separation device, and a supply mud water amount adjusting device that adjusts the amount of muddy water supplied to the specific gravity separation device according to the measured specific gravity of the mud water are provided. Also good.

また、上述した構成に加えて、比重分離装置の前段に、砒素が吸着した鉄粉を含む泥水を均一に供給する泥水供給装置を配置することが好ましい。 Further, in addition to the above-described configuration, it is preferable to arrange a muddy water supply device that uniformly supplies muddy water containing iron powder adsorbed with arsenic in the previous stage of the specific gravity separator.

また、上述した構成に加えて、ドラム型磁性分離装置が、砒素が吸着した鉄粉を含む泥水から、鉄粉と余剰水を含む鉄粉濃縮物を回収するものであり、当該鉄粉と当該余剰水とを分離して、当該余剰水のみを排出する余剰水排出装置を備えることが好ましい。 Further, in addition to the above-described configuration, the drum-type magnetic separation device recovers an iron powder concentrate containing iron powder and surplus water from muddy water containing iron powder adsorbed with arsenic. It is preferable to provide a surplus water discharge device that separates surplus water and discharges only the surplus water.

本発明に係る砒素汚染土壌の無害化処理システムによれば、例えば、泥水式シールド工事で発生する自然由来の砒素を含む土壌を工事現場で無害化処理する際に、シールド排泥水の発生から脱水ケーキを生成するまでの一連の工程全体において、砒素を含む大量の廃棄泥水が発生した場合であっても、これを効率的かつ適切に処理することが可能となる。   According to the detoxification treatment system for arsenic-contaminated soil according to the present invention, for example, when soil containing natural arsenic generated in muddy water shield construction is detoxified at the construction site, dehydration from generation of shield waste mud water is performed. Even when a large amount of waste mud containing arsenic is generated in the entire series of steps until the cake is generated, it can be efficiently and appropriately treated.

本発明の実施形態に係る砒素汚染土壌の無害化処理システムの全体構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the whole structure of the detoxification processing system of the arsenic contaminated soil which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る比重分離装置の構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure of the specific gravity separation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るドラム型磁性分離装置の構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure of the drum-type magnetic separation apparatus which concerns on embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明に係る砒素汚染土壌の無害化処理システムの実施形態を説明する。図1〜3は本発明の実施形態に係る砒素汚染土壌の無害化処理システムを説明するもので、図1は全体構成を示す説明図、図2は比重分離装置の構成の説明図(横断面(a)及び縦断面(b))、図3はドラム型磁性分離装置の構成を示す説明図である。   Hereinafter, an embodiment of a detoxification processing system for arsenic-contaminated soil according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 illustrate an arsenic-contaminated soil detoxification system according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration, and FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of a specific gravity separator (cross section). (A) and longitudinal section (b)), FIG. 3 is an explanatory view showing the configuration of the drum-type magnetic separation device.

<全体構成>
本発明の実施形態に係る砒素汚染土壌の無害化処理システムは、例えば、泥水式シールド工事で発生する砒素汚染泥水を無害化処理するための装置であって、図1に示すように、処理工程の進行順に、粘土解砕装置10及び篩い分け装置20、pH調整装置30、鉄粉添加装置40、比重分離装置50、ドラム型磁性分離装置60、フィルター型電磁石分離装置70、脱水処理装置80を備えている。なお、本発明に係る無害化処理システムは、泥水式シールド工事だけではなく、適切な前処理を行うことにより、泥土圧式シールド工事や通常の掘削工事で発生する残土に対しても適用することができる。
<Overall configuration>
An arsenic-contaminated soil detoxification system according to an embodiment of the present invention is an apparatus for detoxifying arsenic-contaminated mud generated in, for example, a muddy shield construction, as shown in FIG. The clay crushing device 10 and the sieving device 20, the pH adjusting device 30, the iron powder adding device 40, the specific gravity separating device 50, the drum-type magnetic separating device 60, the filter-type electromagnet separating device 70, and the dehydration processing device 80 I have. The detoxification treatment system according to the present invention can be applied not only to muddy water shield construction but also to residual soil generated in mud pressure shield construction and normal excavation work by performing appropriate pretreatment. it can.

<粘土解泥工程における装置群>
粘土解泥工程には、粘土解砕装置10、篩い分け装置20、余剰泥水槽120が配置されている。篩い分け装置20における篩下分は余剰泥水槽120に貯留され、シールド掘削に必要な量の泥水が送泥水槽100に送出されてシールドマシン110に供給される。また、余剰泥水槽120に貯留された余剰分の泥水は、pH調整装置30の廃棄泥水受槽33に送出されてpH調整が行われる。
<Group of equipment in clay demolition process>
A clay crushing device 10, a sieving device 20, and an excess mud water tank 120 are arranged in the clay thawing process. The portion under the sieve in the sieving device 20 is stored in the surplus muddy water tank 120, and an amount of muddy water necessary for shield excavation is sent to the muddy water tank 100 and supplied to the shield machine 110. Moreover, the excess muddy water stored in the excess muddy water tank 120 is sent to the waste muddy water receiving tank 33 of the pH adjusting device 30 to adjust the pH.

<粘土解砕装置>
粘土解砕装置10は、砒素汚染土壌に含まれる粘土塊を解砕するための装置である。一般的なシールド工事では、シールドマシン110から排出された泥水を振動篩で2mmを超える砂と2mm以下の細粒分に篩い分けし、篩残留分を砂として残土処理することが多い。自然由来の砒素汚染地盤を掘削する場合には、掘削対象となる土質が土丹になる可能性が高く、その場合、篩残留分に土丹が固結した粘土塊が含まれる可能性が払拭できない。このため、本実施形態では、篩残留分を解砕するための粘土解砕装置10を備えている。粘土解砕装置10は、例えば、ローラーミル、鬼歯ローラ、ボールミル、高速溶解機(攪拌機)等を用いることができる。
<Clay crusher>
The clay crushing apparatus 10 is an apparatus for crushing clay lumps contained in arsenic-contaminated soil. In general shield construction, the muddy water discharged from the shield machine 110 is often sieved with a vibrating sieve into sand of more than 2 mm and fine particles of 2 mm or less, and the residual residue is treated as residual sand as sand. When excavating natural arsenic-contaminated ground, there is a high possibility that the soil to be excavated will become soil, and in that case, the screen residue may contain clay lumps solidified with soil. Can not. For this reason, in this embodiment, the clay crushing apparatus 10 for crushing a sieve residue is provided. As the clay crusher 10, for example, a roller mill, a demon roller, a ball mill, a high-speed dissolver (stirrer), or the like can be used.

<篩い分け装置>
篩い分け装置20は、砒素汚染土壌を篩い分けして、所定の粒径以下の細粒分を含む泥水を取り出すための装置である。所定の粒径とは、例えば、砂分を基準として2mmとする。すなわち、2mmを超える砂分は、砒素を含まないものとして分離し、0次処理土として処理する。一方、2mm以下の細粒分を含む泥水は、砒素を含有しているものとして、砒素を分離して無害化処理を行う。篩い分け装置20は、例えば、振動篩を用いることができる。
<Sieving device>
The sieving device 20 is a device for sieving arsenic-contaminated soil and taking out muddy water containing fine particles having a predetermined particle size or less. The predetermined particle size is, for example, 2 mm on the basis of sand content. That is, sand exceeding 2 mm is separated as not containing arsenic and treated as zero-order treated soil. On the other hand, the muddy water containing fine particles of 2 mm or less is assumed to contain arsenic, and arsenic is separated and detoxified. As the sieving device 20, for example, a vibrating sieve can be used.

本実施形態では、篩い分け装置20として2つの振動篩を備えている。第1の振動篩はシールドマシン110から排出された泥水中に含まれる礫分・粘土塊を篩い分けするための装置である。第1の振動篩で篩い分けした礫分・粘土塊は、泥土解砕装置10により粉砕処理して解泥槽90に送出し、余剰泥水槽120から送出される余剰泥水の一部と混合して泥水状とした後、第2の振動篩で篩い分けする。そして、第1の振動篩及び第2の振動篩で篩い分けした篩下分は、余剰泥水槽120に貯留される。また、第2の振動篩により篩い分けした残留分は、0次処理土として処理される。   In the present embodiment, two sieving sieves are provided as the sieving device 20. The first vibrating screen is a device for screening gravel and clay contained in the muddy water discharged from the shield machine 110. The gravel / clay lump screened by the first vibrating screen is pulverized by the mud crushing apparatus 10 and sent to the thawing tank 90, and mixed with a part of the excess mud water sent from the excess mud tank 120. After making muddy water, it is sieved with a second vibrating sieve. Then, the under-sieving portion screened by the first vibrating sieve and the second vibrating sieve is stored in the excess mud tank 120. Moreover, the residual part screened with the 2nd vibration sieve is processed as 0th-order treated soil.

<解泥槽>
解泥槽90は、第1の振動篩である篩い分け装置20により篩い分けられた篩下分と、余剰泥水槽120から送出される余剰泥水の一部を貯留するための貯留槽であり、撹拌モータ91により駆動される撹拌翼92により泥水を撹拌して均一化するようになっている。なお、撹拌翼92の形状等は、篩下分の性状に応じて適宜設定することができる。また、図示しないが、解泥槽90には、泥水を送出するためのポンプを備えている。解泥槽90に貯留された余剰泥水は、第2の振動篩である篩い分け装置20に供給される。
<Through tank>
The sludge tank 90 is a storage tank for storing a part of the excess mud water sent out from the excess muddy water tank 120 and the under-sieving part sieved by the sieving device 20 that is the first vibration sieve, The muddy water is stirred and uniformed by a stirring blade 92 driven by a stirring motor 91. The shape and the like of the stirring blade 92 can be appropriately set according to the properties of the undersieving part. Moreover, although not shown in figure, the thaw tank 90 is equipped with the pump for sending out muddy water. The surplus muddy water stored in the thawing tank 90 is supplied to a sieving device 20 that is a second vibrating sieve.

<余剰泥水槽>
余剰泥水槽120は、第1の振動篩及び第2の振動篩により篩い分けした篩下分からなる余剰泥水を貯留して、解泥槽90、送泥水槽100、pH調整装置30(廃棄泥水受槽33)に供給するための貯留槽である。余剰泥水槽120においても、撹拌モータ121により駆動される撹拌翼122により泥水を撹拌して均一化するようになっている。また、図示しないが、余剰泥水槽120には、泥水を送出するためのポンプを備えている。
<Excess mud tank>
The surplus muddy water tank 120 stores surplus muddy water consisting of the under-sieved portion screened by the first vibrating sieve and the second vibrating sieve, and the demud tank 90, the muddy water tank 100, the pH adjusting device 30 (the waste muddy water receiving tank). It is a storage tank for supplying to 33). Also in the excess muddy water tank 120, the muddy water is agitated by the agitating blade 122 driven by the agitating motor 121 and is made uniform. Moreover, although not shown in figure, the excess muddy water tank 120 is equipped with the pump for sending out muddy water.

<送泥水槽>
送泥水槽100は、余剰泥水槽120から受け入れた泥水を貯留して、再度、シールドマシン110に供給するための貯留槽である。送泥水槽100においても、撹拌モータ101により駆動される撹拌翼102により泥水を撹拌して均一化するようになっている。また、図示しないが、送泥水槽100には、泥水を送出するためのポンプ及び泥水比重調整のための加水装置を備えている。
<Muddy water tank>
The muddy water tank 100 is a storage tank for storing muddy water received from the excess muddy water tank 120 and supplying the muddy water to the shield machine 110 again. Also in the muddy water tank 100, the muddy water is agitated and made uniform by the agitating blade 102 driven by the agitating motor 101. Moreover, although not shown in figure, the muddy water tank 100 is equipped with the pump for sending muddy water, and the hydration apparatus for muddy water specific gravity adjustment.

<砒素除去工程における装置群>
砒素除去工程には、pH調整装置30、鉄粉添加装置40、比重分離装置50、ドラム型磁性分離装置60、フィルター型電磁石分離装置70が配置されている。pH調整装置30でpH調整された余剰泥水は、鉄粉添加装置40で鉄粉が添加されて砒素が吸着され、比重分離装置50に送出される。本実施形態では、比重分離装置50の前段に、砒素吸着した鉄粉を含む泥水を均一に供給する泥水供給装置(図示せず)が配置されている。さらに、比重分離装置50に供給する泥水は、泥水比重測定装置(図示せず)により比重が測定され、供給泥水量調整装置(図示せず)により、泥水の比重に応じて比重分離装置50に供給する泥水量が調整される。
<Device group in arsenic removal process>
In the arsenic removing step, a pH adjusting device 30, an iron powder adding device 40, a specific gravity separating device 50, a drum type magnetic separating device 60, and a filter type electromagnet separating device 70 are arranged. The excess mud water whose pH is adjusted by the pH adjusting device 30 is added with iron powder by the iron powder adding device 40 to adsorb arsenic, and is sent to the specific gravity separation device 50. In the present embodiment, in front of the gravity separator 50, muddy water supply unit uniformly supplying muddy water containing iron powder arsenic is adsorbed (not shown) is disposed. Furthermore, the specific gravity of the mud supplied to the specific gravity separator 50 is measured by a mud specific gravity measuring device (not shown), and the specific gravity separator 50 is supplied to the specific gravity separator 50 according to the specific gravity of the mud by a supplied mud water amount adjusting device (not shown). The amount of mud supplied is adjusted.

比重分離装置50で分離された鉄粉を含まない泥水は、一旦、廃棄泥水槽130に貯留された後、脱水処理装置80に送出される。一方、比重分離装置50で分離された砒素吸着した泥水は、ドラム型磁性分離装置60に送出される。廃棄泥水槽130には、撹拌モータ131により駆動される撹拌翼132を備えている。 The muddy water containing no iron powder separated by the specific gravity separation device 50 is temporarily stored in the waste muddy water tank 130 and then sent to the dehydration processing device 80. Meanwhile, mud arsenic separated by gravity separation device 50 is adsorbed is sent to a drum-type magnetic separator 60. The waste muddy tank 130 is provided with a stirring blade 132 driven by a stirring motor 131.

ドラム型磁性分離装置60で回収された鉄粉は、一旦、余剰水排出装置として機能する鉄粉受槽140に貯留された後、鉄粉添加装置40へ送出される。また、ドラム型磁性分離装置60で分離された非磁性物には、分離しきれない磁性物(砒素吸着分離用鉄粉)が含まれるため、撹拌装置150により撹拌した後、フィルター型電磁石分離装置70に送出されて磁性物(砒素含有物)が分離される。   The iron powder collected by the drum-type magnetic separation device 60 is temporarily stored in an iron powder receiving tank 140 that functions as a surplus water discharging device, and then sent to the iron powder adding device 40. Further, since the non-magnetic material separated by the drum-type magnetic separation device 60 includes magnetic material (iron powder for arsenic adsorption separation) that cannot be separated, after stirring by the stirring device 150, the filter-type electromagnet separation device The magnetic material (arsenic-containing material) is separated by being sent to 70.

すなわち、ドラム型磁性分離装置60及びフィルター型電磁石分離装置70では、余剰泥水を非磁性物と磁性物の二種類に分別する。そして、磁性物はドラム型磁性分離装置60及びフィルター型電磁石分離装置70により、砒素吸着用の鉄粉として分離回収される。この工程で、砒素は磁性物に含まれることになる。また、非磁性物は磁力により吸引されないことで分離される成分であり、基本的には鉄粉(磁性物)も砒素も含まれていない。ただし、ドラム型磁性分離装置60は、磁性物と非磁性物の分離精度がやや劣るが、磁性物の混入割合が多い泥水を大量処理することが可能である。一方、フィルター型電磁石分離装置70は、磁性物と非磁性物の分離精度が高いが、磁性物の混入割合が多いと頻繁に目詰まりを起こすため洗浄処理に要する時間が長くなり、処理量が減少するおそれがある。したがって、本実施形態では、ドラム型磁性分離装置60及びフィルター型電磁石分離装置70を併用して、廃棄泥水を非磁性物と磁性物に分別している。   That is, in the drum-type magnetic separation device 60 and the filter-type electromagnet separation device 70, the excess muddy water is separated into two types, a non-magnetic material and a magnetic material. The magnetic material is separated and recovered as iron powder for arsenic adsorption by the drum type magnetic separation device 60 and the filter type electromagnet separation device 70. In this step, arsenic is included in the magnetic material. Further, non-magnetic materials are components that are separated by being not attracted by magnetic force, and basically contain neither iron powder (magnetic material) nor arsenic. However, although the drum-type magnetic separation device 60 is slightly inferior in the separation accuracy between the magnetic material and the non-magnetic material, it is possible to process a large amount of muddy water with a high mixing ratio of the magnetic material. On the other hand, the filter-type electromagnet separator 70 has a high separation accuracy between the magnetic material and the non-magnetic material. However, if the mixing ratio of the magnetic material is large, the filter type electromagnet separation device 70 is frequently clogged. May decrease. Therefore, in the present embodiment, the drum-type magnetic separation device 60 and the filter-type electromagnet separation device 70 are used in combination to separate the waste muddy water into a non-magnetic material and a magnetic material.

フィルター型電磁石分離装置70により分離された非磁性物(砒素が除去された泥水)は、一旦、廃棄泥水槽130に貯留された後、脱水処理装置80に送出される。また、フィルター型電磁石分離装置70で磁性物(砒素含有物)側に分別された処理物は鉄粉受槽140に送出される   The non-magnetic material (the muddy water from which arsenic has been removed) separated by the filter type electromagnet separating device 70 is temporarily stored in the waste muddy water tank 130 and then sent to the dehydration processing device 80. In addition, the processed material separated into the magnetic material (arsenic-containing material) side by the filter type electromagnet separator 70 is sent to the iron powder receiving tank 140.

<pH調整装置>
pH調整装置30は、篩い分け装置20を通過した細粒分を含む泥水のpHを調整するための装置であり、廃棄泥水受槽33と、pH調整材及び抽出材を投入するための投入装置(図示せず)と、撹拌モータ31により駆動される撹拌翼32とを備えている。余剰泥水中に含まれる砒素は、水酸化鉄由来の砒素である可能性が高いため、pHをアルカリ性にすることで溶出が促進される。このため、余剰泥水をアルカリ性にした後、撹拌翼32により余剰泥水を撹拌してpHを調整する。砒素の溶出時間は、例えば1時間程度確保することが好ましい。
<PH adjuster>
The pH adjusting device 30 is a device for adjusting the pH of the mud containing fine particles that have passed through the sieving device 20, and is a waste mud receiving tank 33, and a charging device for charging the pH adjusting material and the extracting material ( And a stirring blade 32 driven by a stirring motor 31. Since arsenic contained in the excess mud water is likely to be arsenic derived from iron hydroxide, elution is promoted by making the pH alkaline. For this reason, after making the excess muddy water alkaline, the excess muddy water is stirred by the stirring blade 32 to adjust the pH. The elution time of arsenic is preferably secured for about 1 hour, for example.

<鉄粉添加装置>
鉄粉添加装置40は、pHを調整した細粒分を含む泥水にpH調整剤を添加してpHを中和するとともに、鉄粉を添加して当該鉄粉に砒素を吸着させるための装置であり、砒素吸着槽41と、鉄粉を投入するための投入装置(図示せず)と、撹拌モータ42により駆動される撹拌翼43とを備えている。鉄粉によるヒ素の吸着は、pHが中性付近でその効果が最大となるため、泥水の中和を行いながら鉄粉を添加する。鉄粉の添加量は、例えば、乾土重量あたり3〜5%程度が適正である。
<Iron powder adding device>
The iron powder adding device 40 is a device for neutralizing the pH by adding a pH adjuster to the muddy water containing fine particles whose pH is adjusted, and adding iron powder to adsorb arsenic to the iron powder. And an arsenic adsorption tank 41, a charging device (not shown) for charging iron powder, and a stirring blade 43 driven by a stirring motor 42. Adsorption of arsenic by iron powder is maximized when the pH is near neutral, so iron powder is added while neutralizing mud water. The amount of iron powder added is, for example, about 3 to 5% per dry soil weight.

また、使用する鉄粉は、従来の技術で使用されている鉄粉に比較して、粒径が6倍程度以上の大粒径で、多孔質状(スポンジ状)の鉄粉を使用することが好ましい。粒径の大きな鉄粉を使用すると、鉄粉の比表面積が小さくなり、砒素の吸着能力が低下することが予測されるが、本実施形態で使用する鉄粉は、多孔質状(スポンジ状)であるため、粒径が大きくても鉄粉自身の比表面積が小さくなることはなく、砒素の吸着効率が低下することはない。   The iron powder to be used should be porous (sponge-like) iron powder with a particle size of about 6 times larger than the iron powder used in the prior art. Is preferred. When iron powder having a large particle size is used, the specific surface area of the iron powder is reduced, and the arsenic adsorption capacity is expected to decrease.However, the iron powder used in this embodiment is porous (sponge-like). Therefore, even if the particle size is large, the specific surface area of the iron powder itself does not decrease, and the arsenic adsorption efficiency does not decrease.

<比重分離装置>
比重分離装置50は、図2に示すように、サイクロンを用いて、鉄粉を含まない泥水と、砒素が吸着した鉄粉を含む泥水とに比重分離するための装置である。本実施形態では、粒径が大きな鉄粉を利用しているため、重力沈降だけで泥水から鉄粉を容易に回収することが可能であることから、一次処理としてサイクロンを利用して、鉄粉を含まない泥水と、鉄粉が濃縮された泥水に比重分離するようになっている。これにより、鉄粉回収対象となる泥水量を、従来技術の2〜3割程度に減少させることが可能となる。
<Specific gravity separator>
As shown in FIG. 2, the specific gravity separation device 50 is a device for separating the specific gravity into mud containing no iron powder and mud containing iron powder adsorbed with arsenic using a cyclone. In this embodiment, since iron powder having a large particle size is used, it is possible to easily recover iron powder from muddy water only by gravity sedimentation. Specific gravity separation is made between muddy water containing no iron and muddy water enriched with iron powder. Thereby, it becomes possible to reduce the amount of muddy water used as iron powder collection object to about 20-30% of the prior art.

なお、図示しないが、比重分離装置(サイクロン)80の篩下分をドラム型磁性分離装置60に供給する設備(例えば、定量フィーダー)は、定量的に被処理物を供給できる設備とするため、磁性物側に排出された泥水を定量フィーダーに供給するとともに、定量フィーダー上に断面L字状の突起物を複数個配置することが好ましい。このような構造とすることにより、泥水の供給出口で、被処理物である泥水を均一に広げて供給することができる。   Although not shown in the drawings, the facility (for example, a quantitative feeder) that supplies the under-sieving portion of the specific gravity separator (cyclone) 80 to the drum-type magnetic separator 60 is a facility that can supply a workpiece quantitatively. While supplying the muddy water discharged to the magnetic material side to the quantitative feeder, it is preferable to arrange a plurality of protrusions having an L-shaped cross section on the quantitative feeder. By setting it as such a structure, the muddy water which is a to-be-processed object can be uniformly expanded and supplied at the muddy water supply outlet.

<泥水比重測定装置>
本実施形態では、図示しないが、比重分離装置50に供給する泥水の比重を測定する泥水比重測定装置と、測定した泥水の比重に応じて、比重分離装置50に供給する泥水量を調整する供給泥水量調整装置とを備えている。比重分離装置50に供給する泥水比重は、施工条件により1.00〜1.50程度の範囲で変動が生じる。サイクロン処理(比重分離装置50による比重分離処理)の工程において、比重1.25程度までの鉄粉を添加した泥水は、100G程度の遠心力を作用させることで篩上に残留する鉄粉はほぼ零となるが、泥水比重が1.25程度を超えると、篩上に残留する鉄粉量が増加してくる。
<Muddy water specific gravity measuring device>
In this embodiment, although not shown, a mud specific gravity measuring device that measures the specific gravity of the mud supplied to the specific gravity separator 50 and a supply that adjusts the amount of mud supplied to the specific gravity separator 50 according to the measured specific gravity of the mud. And a muddy water amount adjusting device. The mud specific gravity supplied to the specific gravity separator 50 varies within a range of about 1.00 to 1.50 depending on the construction conditions. In the cyclone treatment (specific gravity separation process by the specific gravity separation device 50), the muddy water to which iron powder having a specific gravity of about 1.25 is added is almost free of iron powder remaining on the sieve by applying centrifugal force of about 100G. Although it becomes zero, when the mud specific gravity exceeds about 1.25, the amount of iron powder remaining on the sieve increases.

この場合、遠心力を200G(最適には180G)程度まで上げることで、残留鉄粉量をほぼ零にすることが可能となる。したがって、比重分離装置50に供給する泥水の比重を測定し、泥水比重に応じてサイクロンに泥水を供給するポンプの吐出量を調整することにより、篩上に鉄粉が残留しないよう運転管理することが可能となる。なお、サイクロンに作用させる遠心力が大きい程、サイクロン内部の摩耗が激しくなるため、メンテナンス性向上の観点から、作用させる遠心力は小さい方が好ましい。   In this case, it is possible to reduce the amount of residual iron powder to almost zero by increasing the centrifugal force to about 200 G (optimally 180 G). Therefore, by measuring the specific gravity of the muddy water supplied to the specific gravity separation device 50 and adjusting the discharge amount of the pump that supplies the muddy water to the cyclone according to the specific gravity of the muddy water, operation management is performed so that iron powder does not remain on the sieve. Is possible. In addition, since the abrasion inside a cyclone becomes so severe that the centrifugal force made to act on a cyclone becomes large, the one where the centrifugal force made to act is smaller is preferable from a viewpoint of maintenance property improvement.

泥水比重測定装置としては、例えば、廃棄泥水受槽33の水位と廃棄泥水受槽33の下部に設置した圧力計の出力値に基づいて、比重分離装置50に供給する泥水の比重を推定する装置を用いればよい。供給泥水量調整装置としては、例えば、上述した方法で推定した比重分離装置50に供給する泥水の比重に応じて、インバータ等を用いて泥水供給ポンプに作用させる電流値を調整することにより、泥水の供給量、すなわち比重分離装置50において泥水に作用させる遠心力を調整する装置を用いればよい。   As the mud specific gravity measuring device, for example, a device that estimates the specific gravity of the mud supplied to the specific gravity separator 50 based on the water level of the waste mud receiving tank 33 and the output value of the pressure gauge installed in the lower part of the waste mud receiving tank 33 is used. That's fine. As the supply mud amount adjusting device, for example, by adjusting the current value to be applied to the mud supply pump using an inverter or the like according to the specific gravity of the mud supplied to the specific gravity separation device 50 estimated by the above-described method, In other words, a device that adjusts the centrifugal force that acts on the muddy water in the specific gravity separator 50 may be used.

<ドラム型磁性分離装置>
ドラム型磁性分離装置60は、永久磁石を利用して、砒素が吸着した鉄粉を含む泥水から鉄粉を回収するための装置である。すなわち、鉄粉が濃縮されたサイクロン処理物には、鉄粉の他にも砂等が含まれているため、さらにそこから鉄粉のみを回収する必要がある。このため、本実施形態では、永久磁石61を利用したドラム型磁性分離装置60により、鉄粉回収処理を行うようになっている。この際、ドラム磁選機の上部から鉄粉を含む泥水を供給する設備(例えば、流下樋66を含む装置(図3参照))を採用することにより、単位時間当たりの処理重量を大きくすることが可能となる。
<Drum type magnetic separator>
The drum type magnetic separation device 60 is a device for recovering iron powder from muddy water containing iron powder adsorbed with arsenic using a permanent magnet. That is, since the cyclone processed product in which the iron powder is concentrated contains sand and the like in addition to the iron powder, it is necessary to collect only the iron powder therefrom. For this reason, in this embodiment, the iron powder recovery process is performed by the drum-type magnetic separation device 60 using the permanent magnet 61. At this time, the processing weight per unit time can be increased by adopting a facility for supplying muddy water containing iron powder from the upper part of the drum magnetic separator (for example, an apparatus including the downflow basin 66 (see FIG. 3)). It becomes possible.

ドラム磁選機は、例えば、図3に示すように、回転ドラム62の内部に永久磁石61を取り付けることにより、回転ドラム62の表面を磁性体の吸着面とする。そして、回転ドラム62を回転させて、吸着面に磁性体を吸着させ、スクレーパー65により吸着した磁性体を掻き落とすようになっている。また、本実施形態では、回転ドラム62の下側に位置する永久磁石設置部と非設置部の境界部の鉛直下付近に邪魔板63を設置するとともに、非磁性体と磁性体との分離部に向かってエアーノズル64からエアーを吹き付けることにより、非磁性体と磁性体とを区別して落下させることができるようになっている。   For example, as shown in FIG. 3, the drum magnetic separator makes a surface of the rotating drum 62 a magnetic surface by attaching a permanent magnet 61 inside the rotating drum 62. Then, the rotating drum 62 is rotated to attract the magnetic material to the attracting surface, and the magnetic material attracted by the scraper 65 is scraped off. Further, in the present embodiment, the baffle plate 63 is installed in the vicinity of the vertically lower portion of the boundary between the permanent magnet installation unit and the non-installation unit located on the lower side of the rotary drum 62, and the separation unit between the non-magnetic material and the magnetic material. By blowing air from the air nozzle 64 toward the head, the non-magnetic material and the magnetic material can be distinguished and dropped.

<撹拌装置>
さらに、鉄粉の周りに粘土粒子が付着して、見かけ上の磁性が低下した鉄粉は、ドラム磁選機では回収できないことがある。したがって、図3に示すように、ドラム磁選機で分離された非磁性物を撹拌槽151に貯留し、ミキサー等からなる撹拌装置150で撹拌することにより、鉄粉に付着した粘土を引きはがすことが好ましい。撹拌装置150は、撹拌槽151と、撹拌モータ152により駆動される撹拌翼153とを備えている。
<Agitator>
Furthermore, the iron magnetic powder in which the clay particles are adhered around the iron powder and the apparent magnetism is lowered may not be collected by the drum magnetic separator. Therefore, as shown in FIG. 3, the non-magnetic material separated by the drum magnetic separator is stored in the stirring tank 151, and stirred by the stirring device 150 made of a mixer or the like to peel the clay adhered to the iron powder. Is preferred. The stirring device 150 includes a stirring tank 151 and a stirring blade 153 driven by a stirring motor 152.

<余剰水排出装置>
また、ドラム磁選機により磁性物側に分別されて排出される鉄粉濃縮物には、水分が多く含まれている場合がある。このため、図1及び図3に示すように、磁性物側に排出された鉄粉を貯留するための鉄粉受槽140内に越流堰141を設け、鉄粉を越流堰141の上流側に排出する。そして、鉄粉とともに磁性物側に排出された水分は、越流堰141を乗り越えて流下する構成とすることにより、磁性物側に排出された水分量が多くなった場合に、水分のみを排出することができる。上述したように、鉄粉受槽140及びこれに付帯する機器が余剰水排出装置として機能する。
<Excess water discharge device>
Further, the iron powder concentrate that is separated and discharged to the magnetic material side by the drum magnetic separator may contain a lot of moisture. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 3, the overflow weir 141 is provided in the iron powder receiving tank 140 for storing the iron powder discharged to the magnetic material side, and the iron powder is upstream of the overflow weir 141. To discharge. And the moisture discharged to the magnetic material side together with the iron powder is configured to flow over the overflow weir 141, so that when the amount of water discharged to the magnetic material side increases, only the moisture is discharged. can do. As above-mentioned, the iron powder receiving tank 140 and the apparatus incidental to this function as a surplus water discharging apparatus.

<フィルター型電磁石分離装置>
フィルター型電磁石分離装置70は、ドラム型磁性分離装置60で回収しきれなかった鉄粉を含む泥水から鉄粉をさらに回収するための装置である。すなわち、フィルター型電磁石分離装置70により非磁性物(砒素が除去された粘土等)を分離して、ドラム型磁性分離装置60で回収しきれなかった微量の鉄粉をさらに回収する。本実施形態のフィルター型電磁石分離装置70は、図示しないが、鉄球等に磁界を作用させることで磁力を発生させて、鉄粉と非磁性物を分離し、鉄粉を回収する装置からなる。このように、フィルター型電磁石分離装置70により非磁性物を再度処理することにより、廃棄泥水中からほとんどすべての鉄粉を回収することができる。
<Filter type electromagnet separator>
The filter type electromagnet separation device 70 is a device for further collecting iron powder from muddy water containing iron powder that could not be collected by the drum type magnetic separation device 60. That is, non-magnetic substances (such as clay from which arsenic has been removed) are separated by the filter type electromagnet separator 70, and a small amount of iron powder that could not be collected by the drum type magnetic separator 60 is further collected. The filter-type electromagnet separation device 70 of the present embodiment is composed of a device that collects iron powder and non-magnetic material by collecting a magnetic force by applying a magnetic field to an iron ball or the like, although not shown, and collecting the iron powder. . In this way, almost all iron powder can be recovered from the waste mud by treating the non-magnetic material again with the filter-type electromagnet separator 70.

すなわち、磁性物として分離される処理物の主体は鉄粉であるため、砒素を含有している。ただし、鉄粉は、土壌から水に溶出する僅かな砒素を吸着するだけであり、砒素の含有量は極僅かである。一方、非磁性物として分離される処理物の主体は、砂・シルト・粘土・水であり、鉄粉の混入量は少なくなっているため、殆ど砒素を含有していない。また、非磁性物中の鉄粉含有量は、ドラム型磁性分離装置60と比較して、フィルター型電磁石分離装置70の方が少なくなっている。このように、本実施形態では、ドラム型磁性分離装置60で分離しきれなかった微量の鉄粉をフィルター型電磁石分離装置70で除去するようになっている。   That is, since the main body of the processed material separated as a magnetic material is iron powder, it contains arsenic. However, iron powder only adsorbs a small amount of arsenic eluted from the soil into the water, and the arsenic content is negligible. On the other hand, the main processed materials separated as non-magnetic materials are sand, silt, clay, and water. Since the amount of iron powder mixed in is small, arsenic is hardly contained. Further, the content of iron powder in the non-magnetic material is smaller in the filter type electromagnet separation device 70 than in the drum type magnetic separation device 60. Thus, in this embodiment, a trace amount of iron powder that could not be separated by the drum-type magnetic separation device 60 is removed by the filter-type electromagnet separation device 70.

<鉄粉の再利用>
本実施形態では、回収した鉄粉を再利用する。しかし、鉄粉の再利用の回数が増えてくると、砒素を吸着する能力が低下する。そこで、所定回数だけ再利用した鉄粉を酸、アルカリ、アスコルビン酸のいずれか、もしくはこれらを組合せて処理することにより、砒素吸着能力を復元することができる。
<Reuse of iron powder>
In this embodiment, the recovered iron powder is reused. However, as the number of reuses of iron powder increases, the ability to adsorb arsenic decreases. Therefore, the arsenic adsorption capacity can be restored by treating the iron powder reused a predetermined number of times with either acid, alkali, ascorbic acid, or a combination thereof.

<処理後段階における装置群(脱水処理装置)>
無害化処理の後段階には、脱水処理装置80が配置されている。脱水処理装置80は、廃棄泥水槽130に貯留された砒素が分離・除去された廃棄泥水を脱水処理することにより減容化する装置であり、例えばフィルタープレス等からなる。すなわち、鉄粉をすべて回収した泥水は、フィルタープレス等で脱水処理することにより、廃棄泥土量を減少させることができる。また、脱水処理装置80として、セメントを添加して脱水処理を行う真空加圧脱水機を利用することにより、自硬性のある脱水ケーキを生成して、将来的な砒素溶出のリスクをさらに低減することができる。また、脱水処理装置80から排出される濾水は、濁水処理装置(図示せず)により濁水処理して、得られた清水を再利用することができる。
<Device group in the post-treatment stage (dehydration processing device)>
A dehydration processing apparatus 80 is disposed at a later stage of the detoxification process. The dehydration apparatus 80 is an apparatus for reducing the volume by dehydrating the waste mud from which the arsenic stored in the waste mud tank 130 has been separated and removed, and includes, for example, a filter press. That is, the amount of waste mud can be reduced by dehydrating the muddy water from which all the iron powder has been collected with a filter press or the like. Further, by using a vacuum pressure dehydrator that performs dehydration processing by adding cement as the dehydration processing apparatus 80, a dehydration cake having self-hardening is generated, and the risk of future arsenic elution is further reduced. be able to. Moreover, the filtrate discharged | emitted from the dehydration processing apparatus 80 can recycle the obtained fresh water by processing muddy water with a muddy water processing apparatus (not shown).

<本発明の有利な効果>
以下、本発明に係る砒素汚染土壌の無害化処理システムが、従来考えられているシステムと比較して有利な効果を奏する点について説明する。鉄粉混合槽から磁気分離機に鉄粉混じりの排泥水をポンプアップし、浄化泥水を回収する装置構成では、700m3程度を超える廃棄泥水から鉄粉を回収することは困難である。なぜならば、鉄粉混合槽から磁気分離機に鉄粉混じりの排泥水をポンプアップし、浄化泥水を回収する方法では、700m3程度を超える廃棄泥水を2〜3時間以内に処理する必要があるため、230〜350m3/h程度の処理能力が必要となり、複数の設備(例えば、5〜8台)の処理装置が必要となる。
<Advantageous Effects of the Present Invention>
Hereinafter, the point that the detoxification treatment system for arsenic-contaminated soil according to the present invention has an advantageous effect as compared with a conventionally considered system will be described. It is difficult to recover iron powder from waste muddy water exceeding about 700 m 3 with an apparatus configuration that pumps up the waste mud mixed with iron powder from the iron powder mixing tank to the magnetic separator and collects purified muddy water. This is because in the method of pumping up the waste mud mixed with iron powder from the iron powder mixing tank to the magnetic separator and recovering the purified mud, it is necessary to treat the waste mud exceeding about 700 m 3 within 2 to 3 hours. Therefore, a processing capacity of about 230 to 350 m 3 / h is required, and a plurality of equipment (for example, 5 to 8) processing devices are required.

また、鉄粉を繰り返し利用すると砒素吸着能力が低下するが、鉄粉を鉄粉混合槽に常時戻す処理方法では、鉄粉を繰り返し利用する毎に砒素吸着能力が低下する。このため、使用限度を超えた鉄粉は回収して、フレッシュな鉄粉を鉄粉混合槽に添加する必要があり、大量の鉄粉を使用しなければならない。   In addition, when iron powder is repeatedly used, the arsenic adsorption capacity decreases. However, in the processing method in which the iron powder is always returned to the iron powder mixing tank, the arsenic adsorption capacity decreases every time the iron powder is repeatedly used. For this reason, it is necessary to collect | recover the iron powder exceeding a use limit, and to add fresh iron powder to an iron powder mixing tank, and a lot of iron powder must be used.

この点、本発明に係る砒素汚染土壌の無害化処理システムでは、処理能力が高く、設備のコンパクト化を図ることができるだけではなく、鉄粉を再利用するシステムが確立されているため、鉄粉の使用量を大幅に減少させることができる。   In this regard, in the arsenic-contaminated soil detoxification treatment system according to the present invention, the treatment capacity is high and not only can the equipment be made compact, but also a system for reusing iron powder has been established. The amount of use can be greatly reduced.

また、ドラム型磁性分離装置において、被処理泥水を回転ドラムの下側から供給する方法では、砂分が多い泥水を処理対象とすると、回転ドラム下側の水路が土砂により閉塞して処理不良を起こすおそれがあるため、現場向きの処理設備とすることに懸念がある。   In the drum type magnetic separation device, in the method of supplying the muddy water to be treated from the lower side of the rotating drum, if the muddy water having a large amount of sand is to be treated, the water channel on the lower side of the rotating drum is clogged with earth and sand, resulting in a processing failure. Since there is a risk of causing it, there is a concern about making the treatment equipment suitable for the site.

この点、本発明に係る砒素汚染土壌の無害化処理システムでは、被処理泥水を回転ドラムの上側から供給しているため、上述したような不具合は生じない。   In this regard, in the arsenic-contaminated soil detoxification system according to the present invention, since the muddy water to be treated is supplied from the upper side of the rotating drum, the above-described problems do not occur.

また、鉄粉を遠心分離する装置としてスクリューデカンタ等の遠心分離装置のみを使用した場合に、回収した鉄粉には砂分も含まれ、砂分を含んだ鉄粉が再利用されることとなる。このため、砒素が混入した泥水に鉄粉を投入すると、鉄粉と共に添加された砂分は、再度、遠心分離装置により鉄粉と共に回収されてしまい、処理を繰り返すたびに鉄粉に含まれる砂分が多くなってしまい、鉄粉添加量の管理が出来なくなるおそれがある。   In addition, when only a centrifuge such as a screw decanter is used as a device for centrifuging iron powder, the collected iron powder contains sand, and the iron powder containing sand is reused. Become. For this reason, when iron powder is thrown into the muddy water mixed with arsenic, the sand added together with the iron powder is again collected together with the iron powder by the centrifugal separator, and the sand contained in the iron powder every time the process is repeated. There is a risk that the amount of iron will increase and the amount of iron powder added cannot be managed.

この点、本発明に係る砒素汚染土壌の無害化処理システムでは、鉄粉と砂分とを確実に分離することができるため、上述したような不都合は生じない。   In this respect, the arsenic-contaminated soil detoxification system according to the present invention can reliably separate the iron powder and the sand, so that the above-described disadvantage does not occur.

10 粘土解砕装置
20 篩い分け装置
30 pH調整装置
31 撹拌モータ
32 撹拌翼
33 廃棄泥水受槽
40 鉄粉添加装置
41 砒素吸着槽
42 撹拌モータ
43 撹拌翼
50 比重分離装置(サイクロン)
60 ドラム型磁性分離装置
61 永久磁石
62 回転ドラム
63 邪魔板
64 エアーノズル
65 スクレーパー
66 流下樋
70 フィルター型電磁石分離装置
80 脱水処理装置
90 解泥槽
91 撹拌モータ
92 撹拌翼
100 送泥水槽
101 撹拌モータ
102 撹拌翼
110 シールドマシン
120 余剰泥水槽
121 撹拌モータ
122 撹拌翼
130 廃棄泥水槽
131 撹拌モータ
132 撹拌翼
140 鉄粉受槽
141 越流堰
150 撹拌装置
151 撹拌槽
152 撹拌モータ
153 撹拌翼
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Clay crushing apparatus 20 Sieving apparatus 30 pH adjustment apparatus 31 Stirring motor 32 Stirring blade 33 Waste muddy water receiving tank 40 Iron powder addition apparatus 41 Arsenic adsorption tank 42 Stirring motor 43 Stirring blade 50 Specific gravity separation apparatus (cyclone)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 60 Drum type magnetic separation apparatus 61 Permanent magnet 62 Rotating drum 63 Baffle plate 64 Air nozzle 65 Scraper 66 Flowing drop 70 Filter type electromagnet separation apparatus 80 Dehydration processing apparatus 90 Demolition tank 91 Stirring motor 92 Stirring blade 100 Mud water tank 101 Stirring motor DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 Stirring blade 110 Shield machine 120 Surplus muddy water tank 121 Stirring motor 122 Stirring blade 130 Waste muddy water tank 131 Stirring motor 132 Stirring blade 140 Iron powder receiving tank 141 Overflow weir 150 Stirring device 151 Stirring tank 152 Stirring motor 153 Stirring blade

Claims (4)

砒素汚染土壌を無害化処理するための装置であって、
前記砒素汚染土壌に含まれる粘土塊を解砕する粘土解砕装置と、
前記砒素汚染土壌を篩い分けして、所定の粒径以下の細粒分を含む泥水を取り出す篩い分け装置と、
前記篩い分け装置を通過した前記細粒分を含む泥水のpHをアルカリ性に調整するpH調整装置と、
前記pHを調整した前記細粒分を含む泥水のpHを中和しながら鉄粉を添加して、当該鉄粉に砒素を吸着させる鉄粉添加装置と、
サイクロンを用いて、鉄粉を含まない泥水と、砒素が吸着した鉄粉を含む泥水とに比重分離する比重分離装置と、
永久磁石を利用して、前記砒素が吸着した鉄粉を含む泥水から鉄粉を回収するドラム型磁性分離装置と、
前記ドラム型磁性分離装置で回収しきれなかった鉄粉を含む泥水から鉄粉をさらに回収するフィルター型電磁石分離装置と、
前記鉄粉を分離後の泥水を脱水処理する脱水処理装置と、
を備えるとともに、
前記ドラム型磁性分離装置と前記フィルター型電磁石分離装置との間に、前記ドラム型磁性分離装置で回収しきれなかった鉄粉を含む泥水を撹拌して前記鉄粉に付着した粘土を引きはがす撹拌装置を配置したことを特徴とする砒素汚染土壌の無害化処理システム。
An apparatus for detoxifying arsenic-contaminated soil,
A clay crushing device for crushing clay lumps contained in the arsenic-contaminated soil;
Sieving the arsenic-contaminated soil, and a sieving device for taking out muddy water containing fine particles having a predetermined particle size or less;
A pH adjusting device that adjusts the pH of the mud containing the fine particles that have passed through the sieving device to be alkaline ;
An iron powder adding device for adsorbing arsenic to the iron powder by adding iron powder while neutralizing the pH of the muddy water containing the fine particles whose pH has been adjusted;
Using a cyclone, a specific gravity separation device that separates specific gravity into muddy water not containing iron powder and muddy water containing iron powder adsorbed with arsenic,
A drum-type magnetic separation device that recovers iron powder from muddy water containing iron powder adsorbed by arsenic using a permanent magnet;
A filter-type electromagnet separator that further collects iron powder from muddy water containing iron powder that could not be recovered by the drum-type magnetic separator;
A dehydrating apparatus for dehydrating muddy water after separating the iron powder;
The equipped Rutotomoni,
Stirring between the drum-type magnetic separation device and the filter-type electromagnet separation device to stir mud containing iron powder that could not be recovered by the drum-type magnetic separation device and to tear off the clay adhering to the iron powder A detoxification treatment system for arsenic-contaminated soil, characterized in that a device is arranged .
砒素汚染土壌を無害化処理するための装置であって、
前記砒素汚染土壌に含まれる粘土塊を解砕する粘土解砕装置と、
前記砒素汚染土壌を篩い分けして、所定の粒径以下の細粒分を含む泥水を取り出す篩い分け装置と、
前記篩い分け装置を通過した前記細粒分を含む泥水のpHをアルカリ性に調整するpH調整装置と、
前記pHを調整した前記細粒分を含む泥水のpHを中和しながら鉄粉を添加して、当該鉄粉に砒素を吸着させる鉄粉添加装置と、
サイクロンを用いて、鉄粉を含まない泥水と、砒素が吸着した鉄粉を含む泥水とに比重分離する比重分離装置と、
永久磁石を利用して、前記砒素が吸着した鉄粉を含む泥水から鉄粉を回収するドラム型磁性分離装置と、
前記ドラム型磁性分離装置で回収しきれなかった鉄粉を含む泥水から鉄粉をさらに回収するフィルター型電磁石分離装置と、
前記鉄粉を分離後の泥水を脱水処理する脱水処理装置と、
を備えるとともに、
前記比重分離装置に供給する泥水の比重を測定する泥水比重測定装置と、
前記測定した泥水の比重に応じて、前記比重分離装置に供給する泥水量を調整する供給泥水量調整装置と、
を備えたことを特徴とする砒素汚染土壌の無害化処理システム。
An apparatus for detoxifying arsenic-contaminated soil,
A clay crushing device for crushing clay lumps contained in the arsenic-contaminated soil;
Sieving the arsenic-contaminated soil, and a sieving device for taking out muddy water containing fine particles having a predetermined particle size or less;
A pH adjusting device that adjusts the pH of the mud containing the fine particles that have passed through the sieving device to be alkaline ;
An iron powder adding device for adsorbing arsenic to the iron powder by adding iron powder while neutralizing the pH of the muddy water containing the fine particles whose pH has been adjusted;
Using a cyclone, a specific gravity separation device that separates specific gravity into muddy water not containing iron powder and muddy water containing iron powder adsorbed with arsenic,
A drum-type magnetic separation device that recovers iron powder from muddy water containing iron powder adsorbed by arsenic using a permanent magnet;
A filter-type electromagnet separator that further collects iron powder from muddy water containing iron powder that could not be recovered by the drum-type magnetic separator;
A dehydrating apparatus for dehydrating muddy water after separating the iron powder;
The equipped Rutotomoni,
A mud specific gravity measuring device for measuring the specific gravity of the mud supplied to the specific gravity separator;
According to the measured specific gravity of the muddy water, a supplied muddy water amount adjusting device that adjusts the amount of muddy water supplied to the specific gravity separation device;
A detoxification treatment system for arsenic-contaminated soil.
前記比重分離装置の前段に、前記砒素が吸着した鉄粉を含む泥水を均一に供給する泥水供給装置を配置したことを特徴とする請求項1又は2に記載の砒素汚染土壌の無害化処理システム。3. The arsenic-contaminated soil detoxification system according to claim 1, wherein a muddy water supply device that uniformly supplies muddy water containing iron powder adsorbed with arsenic is disposed in a stage preceding the specific gravity separation device. . 前記ドラム型磁性分離装置が、前記砒素が吸着した鉄粉を含む泥水から、鉄粉と余剰水を含む鉄粉濃縮物を回収するものであり、当該鉄粉と当該余剰水とを分離して、当該余剰水のみを排出する余剰水排出装置を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の砒素汚染土壌の無害化処理システム。The drum-type magnetic separation device recovers an iron powder concentrate containing iron powder and surplus water from muddy water containing iron powder adsorbed by the arsenic, separating the iron powder and the surplus water, The arsenic-contaminated soil detoxification system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a surplus water discharge device that discharges only the surplus water.
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