JP7398610B1 - フェネート系に基づく土壤中のフタル酸エステルの除去方法 - Google Patents

フェネート系に基づく土壤中のフタル酸エステルの除去方法 Download PDF

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Abstract

【課題】土壤中のフタル酸エステルの除去方法を提供する。【解決手段】バイオ炭、鉄酸カリウム及び噴霧液を原料としてフェネート修復剤を製造した後、フェネート修復剤とフタル酸エステル汚染土壤とを所定の割合で混合し、フタル酸エステル汚染土壤を修復することにより、汚染土壤中のフタル酸エステルを効率的且つ長期的に除去する役割を果たすことができる。【選択図】図2

Description

本発明は、土壤修復の技術分野に関し、具体的には、フェネート系に基づく土壤中のフタ
ル酸エステルの除去方法に関する。
フタル酸エステル(PAEs)はフタレートとも呼ばれ、フタル酸が形成したエステルの
総称である。生活環境に普遍的に存在する環境ホルモンの一種と考えられている。フタル
酸エステル系化合物は脂溶性化合物であり、プラスチック袋で特に熱いバター、動物類脂
肪食品を包装する場合、人体への摂取量を増加させて健康によくない。近年、このような
化合物による環境健康被害は、環境科学、公衆衛生の分野、メディア、さらには一般大衆
からも広く注目されている。
フタル酸エステルは、さまざまな地域の農地土壌で検出され、一部の土壌汚染が深刻であ
り、これは人体の健康に危害を及ぼすことがあり、現在よく見られるフタル酸エステル汚
染土壌の修復方法のほとんどは、フェントン法又はフェントンライク法であり、フェント
ン法は、反応系の運行を確保するために土壌を比較的低いpHに維持する必要があり、そ
のコストが高く、破壊性が強いが、フェントンライク法は、pHの適用範囲が拡大したが
、過酸化水素が迅速に分解しやすく、不安定であるなどの欠点があるため、この問題を解
決するために土壌中のフタル酸エステルを効果的に除去する方法が必要である。
上記の技術的課題を解決するために、本発明は、フェネート系に基づく土壤中のフタル酸
エステルの除去方法を提供する。
本発明の技術的解決手段は以下の通りである。フェネート系に基づく土壤中のフタル酸エ
ステルの除去方法であって、
フェネート修復剤を製造するステップであって、
80~100℃に加熱したバイオ炭と20~30℃の鉄酸カリウムとを6~12:1の重
量比で混合し、それにミーリングボールを加えて、撹拌してミーリングし、
10~15min撹拌してミーリングした後、バイオ炭と鉄酸カリウムの混合物にバイオ
炭と鉄酸カリウムの混合物の全質量に対して4~8%の噴霧液を噴霧し、さらに30mi
n撹拌してミーリングし、
前記噴霧液は、水酸化ナトリウム溶液を基液として、基液の質量に対して3%の塩化ナト
リウム、1.5%のヒドロキシメチルセルロースを基液に添加したものであり、水酸化ナ
トリウム溶液は1mol/Lであり、噴霧液の噴霧温度は20~30℃であり、
その後、3min静置し、次に、完全に乾燥するまで、さらにミーリングして撹拌し、フ
ェネート修復剤を得る、ステップS1と、
フタル酸エステル汚染土壤を修復するステップであって、
フェネート修復剤とフタル酸エステル汚染土壤とを0.1~0.2:1の重量比で混合し
、フタル酸エステル汚染土壤を修復するステップS2と、を含む。
本発明の一態様によれば、前記バイオ炭は、活性化処理されたバイオ炭であり、
活性化処理方法において、塩化亜鉛とヒドロキシエチルセルロースの混合液にバイオ炭を
投入して10~20min浸漬し、次に、バイオ炭を取り出してメッシュ上に敷き均し、
メッシュを管状炉に入れて、100mL/minの流量でCO2と窒素ガスの高温混合ガ
スを導入し、3h処理後、20mL/minの流量で窒素ガスを導入し、管状炉内の温度
を25℃に下げ、次に、バイオ炭を酸洗し、さらに脱イオン水で複数回リンスし、活性化
処理されたバイオ炭を得、
前記CO2と窒素ガスを含有する高温混合ガスにおいて、CO2と窒素ガスとの体積比が
3:7であり、高温混合ガスの温度が500℃であり、前記バイオ炭、塩化亜鉛、ヒドロ
キシエチルセルロースの添加質量比が12:2:3である。
説明:バイオ炭を活性化処理し、混合液を利用して浸漬することや高温CO2ガスによる
物理的活性化作用により、バイオ炭を統合的に活性化することによって、バイオ炭の吸着
性能を顕著に向上させ、後で製造されるフェネート修復剤の使用効果を向上させる。
本発明の一態様によれば、前記ミーリングボールの表面に断熱材が被覆されており、前記
断熱材は、断熱セラミックスであり、被覆厚さが2mmである。
説明:断熱セラミックスを用いてミーリングボールを被覆することによって、ミーリング
ボールが吸熱することが、80~100℃のバイオ炭と20~30℃の鉄酸カリウムとを
撹拌してミーリングすることによる処理効果に影響を与えることを回避する。
本発明の一態様によれば、前記ステップS2には原位置修復処理が使用されており、具体
的には、フェネート修復剤を汚染土壤上に均一に散布し、次に、それを切り返して水を噴
霧し、汚染土壤の含水量を40%にする。
説明:原位置修復により土壤中のフタル酸エステルを除去すると、修復方法が簡単で、輸
送や掘削などの操作が不要で、修復作業量が小さく、フタル酸エステル汚染土壤を効果的
に修復処理することができる。
本発明の一態様によれば、前記ステップS1では、フェネート修復剤を製造するために使
用される装置は、タンクと、カバーと、前記タンク内に設けられてバイオ炭と鉄酸カリウ
ムとを混合するための撹拌ユニットと、噴霧液を噴霧制御する噴霧ユニットと、を含み、
前記撹拌ユニットは、撹拌モータと、撹拌軸と、撹拌羽根と、加熱部と、を含み、前記撹
拌モータは、タンクの内底面の溝に設けられ、前記撹拌軸の一端は撹拌モータの出力軸に
固定して接続され、前記撹拌羽根は、撹拌軸にはめ込まれるカラーと、前記カラーの側壁
に周方向に沿って設けられた複数の半円状撹拌板と、を含み、タンクの内底面には前記半
円状撹拌板と嵌合する半円状凹溝が設けられ、前記加熱部は半円状撹拌板に1対1で対応
するように複数設けられ、加熱部の底面には、半円状撹拌板に取り外し可能に接続された
係合溝が設けられ、
前記噴霧ユニットは、ネジ付きロッドと、ネジ付きリングと、エアバッグリングと、液体
制御ボックスと、を含み、前記ネジ付きロッドの一端はカバーの天面の溝に固定して接続
され、他端は撹拌軸の他端に回転可能に接続され、前記ネジ付きリングはネジ付きロッド
に螺合され、前記エアバッグリングは、ネジ付きロッドに嵌め込まれ、カバーの天面の溝
に固定して接続され、前記液体制御ボックスは環状を呈し、カバーの上面に設けられ、前
記エアバッグリングは、複数のホースを介して液体制御ボックスの天面に連通し、ホース
内にはガスを液体制御ボックスに一方向に入れる逆止め弁が設けられ、前記液体制御ボッ
クスの底面には、カバーを貫通する複数のノズルが設けられ、
前記加熱部の外底面には複数の座ぐり孔が設けられ、前記座ぐり孔内には、それに回転可
能に接続された制御トレイが設けられ、前記制御トレイには、座ぐり孔を貫通する中心柱
が設けられ、加熱部の内底面の一方の側に巻取りボックス及び伝動バーが設けられ、前記
伝動バーの一端は巻取りボックスに接続され、伝動バーの他端は加熱部を貫通してネジ付
きリングに接続され、加熱部の内底面には、伝動バーを中心柱と接触させて制御トレイを
回転させるストッパーが設けられ、前記座ぐり孔及び制御トレイには、これらに合わせて
バイオ炭を排出する貫通孔が設けられ、前記ネジ付きリングは、複数の伸縮ロッドを介し
てカラーに固定して接続される。
説明:該装置を用いてフェネート修復剤を製造する際には、ネジ付きロッドとネジ付きリ
ングとが伝動して嵌合することによって、10~15min撹拌してミーリングした後に
噴霧液を自動的に添加することが可能となり、また、電子制御素子を追加することなくこ
の機能を実現することができ、該装置によれば、フェネート修復剤の製造手順を効果的に
簡素化させ、フェネート修復剤を効率的に製造することができる。
また、ネジ付きリングが移動することにより加熱部を制御し、バイオ炭を鉄酸カリウムに
間欠的に落下させ、これによって、大量の添加により鉄酸カリウムの温度が上昇したりバ
イオ炭が迅速に降温したりして、バイオ炭と鉄酸カリウムとが一定の温度差で混合される
効果に悪影響を与えることが回避され、該装置を使用することにより、バイオ炭と鉄酸カ
リウムとが温度差で混合される製造の効果がさらに向上し、使用効果により優れたフェネ
ート修復剤が得られる。
本発明の一態様によれば、前記伝動バーと中心柱は摩擦伝動方式を採用している。
説明:摩擦伝動を通じて伝動バーと中心柱との間の伝動を行うことにより、伝動バーと加
熱部との滑り接続の密封性を確保しながら、制御トレイを効果的に回転制御し、しかも、
製造コストが低い。
本発明の別の態様によれば、前記伝動バーと中心柱は歯伝動方式を採用しており、前記伝
動バーには伝動歯が設けられ、中心柱には、前記伝動バーと噛み合って伝動を行う歯溝が
設けられる。
説明:歯伝動を通じて伝動バーと中心柱との間の伝動を行うことは、伝動効率がより高く
、摩擦伝動方式と比べて、摩擦伝動において滑りが発生して制御トレイの回転効率が影響
を受けやすいことが効果的に回避される。
本発明の有益な効果は以下の通りである。
(1)本発明では、フェネート系に基づくフタル酸エステル汚染土壤のフェネート修復剤
が提供され、フェネート修復剤とフタル酸エステル汚染土壤とを混合して切り返すだけで
、汚染土壤中のフタル酸エステルを効果的に除去することができる。
(2)本発明では、フェネート修復剤の製造方法を最適化することにより、フタル酸エス
テル汚染土壤に対するフェネート修復剤の使用効果が効果的に向上し、汚染土壤中のフタ
ル酸エステルを効果的且つ長期的に除去する役割を果たすことができる。
(3)本発明では、フェネート修復剤の製造方法に基づく装置が提供され、該装置を使用
することにより、フェネート修復剤の製造手順を効果的に簡素化させ、フェネート修復剤
を効率的に製造することができ、生産コストを節約し、生産周期を短縮させる。
本発明の装置の外観図である。 本発明の装置の内部構造の概略図である。 本発明の撹拌軸とネジ付きロッドを組み立てた構造の概略図である。 本発明の実施例2の加熱部の内部構造の概略図である。 本発明の実施例2の加熱部の横断構造の概略図である。 本発明の実施例2の加熱部の底部構造の概略図である。 本発明の実施例2の加熱部の制御トレイの構造概略図である。 本発明の実施例3の加熱部の内部構造の概略図である。
以下、本発明の優位性をよりよく明確にするために、特定の実施方式によって本発明につ
いてさらに詳細に説明する。
実施例1
フェネート系に基づく土壤中のフタル酸エステルの除去方法であって、以下のステップを
含む。
S1:フェネート修復剤の製造
95℃に加熱したバイオ炭と25℃の鉄酸カリウムとを8:1の重量比で混合し、それに
断熱セラミックスが2mmの被覆厚さで被覆されたミーリングボールを加えて、撹拌して
ミーリングし、
12min撹拌してミーリングした後、バイオ炭と鉄酸カリウムの混合物にバイオ炭と鉄
酸カリウムの混合物の全質量に対して6.5%の噴霧液を噴霧し、さらに30min撹拌
してミーリングし、
噴霧液は、水酸化ナトリウム溶液を基液として、基液の質量に対して3%の塩化ナトリウ
ム、1.5%のヒドロキシメチルセルロースを基液に加えたものであり、水酸化ナトリウ
ム溶液は1mol/Lであり、噴霧液の噴霧温度は25℃であり、
その後、3min静置し、次に、完全に乾燥するまで、さらにミーリングして撹拌し、フ
ェネート修復剤を得る。
S4、フタル酸エステル汚染土壤の修復
フェネート修復剤を汚染土壤上に均一に散布し、次に、それを切り返して水を噴霧し、汚
染土壤の含水量を40%とし、フタル酸エステル汚染土壤を修復処理し、
フェネート修復剤と汚染土壤は、フェネート修復剤120g:汚染土壤1kgで混合され
る。
フタル酸エステル汚染土壤に対する上記のフェネート修復剤の修復処理の効果を検証する
ために、実験を行い、以下の比較例を設置する。
1)比較例1:鉄酸カリウム120g:汚染土壤1kgの割合で120gの鉄酸カリウム
を修復剤として秤量し、鉄酸カリウムを汚染土壤上に均一に散布し、次に、それを切り返
して亜硫酸ナトリウム溶液を噴霧し、汚染土壤の含水量を40%とし、フタル酸エステル
汚染土壤を修復処理し、ここでは、亜硫酸ナトリウム溶液の濃度は0.4mol/Lであ
る。
2)比較例2:バイオ炭と鉄酸カリウムとの重量比が8:1となるように、(鉄酸カリウ
ム+バイオ炭)120g:汚染土壤1kgの割合でバイオ炭106g、鉄酸カリウム14
gを秤量して混合し、修復剤とし、バイオ炭と鉄酸カリウムとの混合物を汚染土壤上に均
一に散布し、次に、それを切り返して水を噴霧し、汚染土壤の含水量を40%とした。
3)比較例3:フェネート修復剤120g:汚染土壤1kgの割合でフェネート修復剤1
20gを秤量し、フェネート修復剤を汚染土壤上に均一に散布し、次に、それを切り返し
て亜硫酸ナトリウム溶液を噴霧し、汚染土壤の含水量を40%とし、フタル酸エステル汚
染土壤を修復処理し、ここで、亜硫酸ナトリウム溶液の濃度は0.4mol/Lである。
以下、実施例1及び比較例1、比較例2における修復方法を用いて、本市のあるフタル酸
エステル汚染土壤を修復処理し、測定した結果を以下の表1に示す。
表1 フタル酸エステル除去率に対するさまざまなフェネート系の影響
Figure 0007398610000002
表1における比較から、実施例1で製造されたフェネート修復剤は、使用する際には、亜
硫酸ナトリウム溶液を噴霧する必要がなく、また、比較例1よりもフタル酸エステル除去
率がより高く、鉄酸カリウムの消費量も顕著に低減することが分かり、よって、実施例1
で製造されたフェネート修復剤は、より経済的で、環境によりやさしい。実施例1と比較
例2の比較から、バイオ炭と鉄酸カリウムを混合して投入して使用する場合、フタル酸エ
ステル除去率が明らかに低下することが分かった。実施例1と比較例3の比較から、亜硫
酸ナトリウム溶液を用いて汚染土壤の含水量を制御する場合、フタル酸エステル除去率が
向上したが、その程度が小さく、コストや二次汚染などから、実施例1はより好ましい。
実施例2
本実施例には、実施例1のフェネート修復剤を製造するのに使用される装置が説明され、
図1~7に示すように、この装置は、タンク1と、カバー2と、タンク1内に設けられて
、バイオ炭と鉄酸カリウムとを混合するための撹拌ユニット3と、液噴霧を噴霧制御する
噴霧ユニット4と、を含み、
撹拌ユニット3は、撹拌モータ31と、撹拌軸32と、撹拌羽根33と、加熱部34と、
を含み、撹拌モータ31は、タンク1の内底面の溝に設けられ、撹拌軸32の一端は撹拌
モータ31の出力軸に固定して接続され、撹拌羽根33は、撹拌軸32に取り外し可能に
嵌め込まれるカラー331と、カラー331の側壁に周方向に沿って設けられた複数の半
円状撹拌板332と、を含み、タンク1の内底面には半円状撹拌板332と嵌合する半円
状凹溝が設けられ、加熱部34は、半円状撹拌板332に1対1で対応するように複数設
けられ、加熱部34の底面には、半円状撹拌板332に取り外し可能に接続された係合溝
が設けられ、
噴霧ユニット4は、ネジ付きロッド41と、ネジ付きリング42と、エアバッグリング4
3と、液体制御ボックス44と、を含み、ネジ付きロッド41の一端はカバー2の天面の
溝に固定して接続され、その他端は、撹拌軸32の他端に回転可能に接続され、ネジ付き
リング42は、ネジ付きロッド41に螺合され、エアバッグリング43は、ネジ付きロッ
ド41に嵌め込まれ、カバー2の天面の溝に固定して接続され、液体制御ボックス44は
環状を呈し、カバー2の上面に設けられ、エアバッグリング43は、複数のホースを介し
て液体制御ボックス44の天面に連通し、ホース内にはガスを液体制御ボックス44に一
方向に入れる逆止め弁が設けられ、液体制御ボックス44の底面には、カバー2を貫通す
る複数のノズルが設けられ、
加熱部34の外底面には複数の座ぐり孔341が設けられ、座ぐり孔341内には、それ
に回転可能に接続された制御トレイ342が設けられ、制御トレイ342には、座ぐり孔
341を貫通する中心柱343が設けられ、加熱部34の内底面の一方の側に巻取りボッ
クス及び伝動バー344が設けられ、伝動バー344の一端は巻取りボックスに接続され
、伝動バー344の他端は加熱部34を貫通してネジ付きリング42に接続され、加熱部
34の内底面には、伝動バー344を中心柱343と接触させて制御トレイ342を回転
させるストッパーが設けられ、座ぐり孔341及び制御トレイ342には、これらに合わ
せてバイオ炭を排出する貫通孔が設けられ、ネジ付きリング42は、複数の伸縮ロッドを
介してカラー331に固定して接続される。伝動バー344と中心柱343は摩擦伝動方
式を採用している。
上記の装置の作動方法は、以下の通りである。
カバー2を開いて、バイオ炭を加熱部34内に入れ、鉄酸カリウムをタンク1内に投入し
、次に、セラミックスが被覆されたミーリングボールを投入しながら、噴霧液を液体制御
ボックス44に充填し、次に、撹拌モータ31を起動させる。具体的には、以下の2つの
作動モードがある。
作動モード1:ネジ付きロッド41とネジ付きリング42の伝動により、撹拌モータ31
の回転数が制御され、12min回転後、ネジ付きリング42はエアバッグリング43を
押し、エアバッグリング43は、押されると、ガスを液体制御ボックス44内の上部に送
り、気圧の作用により圧力弁付きのノズルから噴霧液がタンク1内に注入された。また、
ネジ付きリング42が上昇するにつれて、ネジ付きリング42は伝動バー344を引いて
伝動バー344と中心柱343との摩擦伝動を行い、これにより、制御トレイ342は回
転して貫通孔を間欠的に開き、バイオ炭を鉄酸カリウムに間欠的に落下させ、これによっ
て、大量の添加により鉄酸カリウムの温度が上昇したりバイオ炭が迅速に降温したりして
、温度差をもって混合される効果に悪影響を与えることが回避される。
作動モード2:ネジ付きリング42によりネジ付きロッド41の2段運動ストロークが撹
拌区間と押圧空間に分けられ、撹拌モータ31の正逆転サイクルにより温差に伴う混合に
よる処理過程全体が制御され、ネジ付きリング42は、ネジ付きロッド41の撹拌空間に
おいて上下に移動し、撹拌羽根33を利用して鉄酸カリウム及びバイオ炭を持続的にミー
リングして混合し、その間、加熱部34の作用によりバイオ炭が間欠的に放出され、12
min処理後、撹拌モータ31の回転が調整され、ネジ付きリング42が押圧空間に入り
、ネジ付きリング42がエアバッグリング43を押すことにより、噴霧液が圧力弁付きの
ノズルからタンク1内に注入され、次に、撹拌モータ31が回転し、ネジ付きリング42
が撹拌空間に入り、このように、正逆転サイクルが繰り返され、ミーリング-混合が持続
される。
実施例3
本実施例では、実施例2と比べて、図8に示すように、伝動バー344と中心柱343は
歯伝動方式を採用しており、伝動バー344には伝動歯が設けられ、中心柱343には、
伝動バー344と噛み合って伝動を行う歯溝が設けられる点は相違する。
上記の装置の作動方法は、以下のとおりである。
実施例2の作動方法と比べて、ネジ付きリング42は伝動バー344を引いて伝動バー3
44と中心柱343を噛み合わせて伝動を行い、これにより、制御トレイ342は回転し
て貫通孔を間欠的に開く点は相違する。
実施例4
本実施例では、実施例1と比べて、80℃に加熱したバイオ炭と30℃の鉄酸カリウムと
を8:1の重量比で混合する点は相違する。
実施例5
本実施例では、実施例1と比べて、100℃に加熱したバイオ炭と20℃の鉄酸カリウム
とを8:1の重量比で混合する点は相違する。
実施例6
本実施例では、実施例1と比べて、95℃に加熱したバイオ炭と25℃の鉄酸カリウムと
を6:1の重量比で混合する点は相違する。
実施例7
本実施例では、実施例1と比べて、95℃に加熱したバイオ炭と25℃の鉄酸カリウムと
を12:1の重量比で混合する点は相違する。
実施例8
本実施例では、実施例1と比べて、10min撹拌してミーリングした後、バイオ炭と鉄
酸カリウムの全質量に対して6.5%の噴霧液をバイオ炭と鉄酸カリウムの混合物に噴霧
し、30min撹拌してミーリングする点や噴霧液の噴霧温度は20℃である点は相違す
る。
実施例9
本実施例では、実施例1と比べて、15min撹拌してミーリングした後、バイオ炭と鉄
酸カリウムの全質量に対して6.5%の噴霧液をバイオ炭と鉄酸カリウムの混合物に噴霧
し、30min撹拌してミーリングする点や噴霧液の噴霧温度は30℃であることは相違
する。
実施例10
本実施例では、実施例1と比べて、12min撹拌してミーリングした後、バイオ炭と鉄
酸カリウムの全質量に対して4%の噴霧液をバイオ炭と鉄酸カリウムの混合物に噴霧し、
30min撹拌してミーリングする点は相違する。
実施例11
本実施例では、実施例1と比べて、12min撹拌してミーリングした後、向バイオ炭と
鉄酸カリウムの混合物に、バイオ炭と鉄酸カリウムの全質量に対して8%の噴霧液を噴霧
し、30min撹拌してミーリングする点は相違する。
実施例12
本実施例では、実施例1と比べて、フェネート修復剤と汚染土壤をフェネート修復剤10
0g:汚染土壤1kgで混合する点は相違する。
実施例13
本実施例では、実施例1と比べて、フェネート修復剤と汚染土壤をフェネート修復剤20
0g:汚染土壤1kgで混合する点は相違する。
フタル酸エステル汚染土壤に対する上記のフェネート修復剤の修復処理効果を検証するた
めに、実験を行い、以下の比較例を設置する。
1)比較例4:噴霧液を1mol/Lの水酸化ナトリウム溶液とする以外、残りのパラメ
ータの条件はすべて実施例1と同様である。
2)比較例5:25℃のバイオ炭と25℃の鉄酸カリウムとを8:1の重量比で混合する
以外、残りのパラメータの条件はすべて実施例1と同様である。
実施例4~13及び比較例4、比較例5における修復方法を用いて本市のあるフタル酸エ
ステル汚染土壤を修復処理し、測定した結果を以下の表2に示す。
表2 フタル酸エステル除去率に対する様々なフェネート系の影響
Figure 0007398610000003
表2の比較から、実施例1を実施例4、実施例5と比較した結果、鉄酸カリウムと混合し
た場合、バイオ炭温度は、後で製造されるフェネート修復剤による修復効果に影響を及ぼ
し、その中でも、実施例1のパラメータは最も好ましいことが分かった。実施例1を実施
例6、実施例7と比較した結果、バイオ炭と鉄酸カリウムとの混合質量比は、後で製造さ
れるフェネート修復剤による修復効果に影響を及ぼし、その中でも、実施例1のパラメー
タは比較的好ましいことが分かった。実施例1を実施例8、実施例9と比較した結果、噴
霧液の温度及び撹拌ミーリングの時間は、後で製造されるフェネート修復剤による修復効
果に影響を及ぼし、その中でも、実施例1のパラメータは比較的好ましいことが分かった
。実施例1を実施例10、実施例11と比較した結果、噴霧液の噴霧量の増加につれて、
製造されるフェネート修復剤によるフタル酸エステル除去率の増加速度が遅くなる傾向が
あり、実施例11では除去率が最も高いが、実施例1の除去率との差がそれほど大きくな
り、経済的に考えると、実施例1の総合的な使用効果はより優れていることが分かった。
実施例1を実施例12、実施例13と比較した結果、フェネート修復剤の投入量の増加に
つれて、製造されたフェネート修復剤による汚染土壤中のフタル酸エステル除去率の効果
が低下摺る傾向があることが分かった。また、実施例13と実施例1の比較から、これら
の除去率効果には差が小さく、経済的に考えると、実施例1の総合的な使用効果はより優
れていることが分かった。
また、比較例4と比較例5を比較した結果、噴霧液を変更し、バイオ炭と鉄酸カリウムの
混合条件を変化することにより、製造されたフェネート修復剤の使用効果が低下したこと
が分かった。
実施例14
本実施例では、実施例1と比べて、バイオ炭は、活性化処理されたバイオ炭であり、活性
化処理方法において、塩化亜鉛とヒドロキシエチルセルロースの混合液にバイオ炭を投入
して16min浸漬し、次に、バイオ炭を取り出してメッシュ上に敷き均し、メッシュを
管状炉に入れて、100mL/minの流量でCO2と窒素ガスの高温混合ガスを導入し
、3h処理後、20mL/minの流量で窒素ガスを導入して管状炉内の温度を25℃に
下げ、次に、バイオ炭を酸洗し、さらに脱イオン水で複数回リンスし、活性化処理された
バイオ炭を得て、
CO2と窒素ガスを含有する高温混合ガスにおいて、CO2と窒素ガスとの体積比が3:
7であり、高温混合ガスの温度が500℃であり、バイオ炭、塩化亜鉛、ヒドロキシエチ
ルセルロースの添加質量比が12:2:3である点は相違する。
実施例15
本実施例では、実施例1と比べて、塩化亜鉛とヒドロキシエチルセルロースの混合液にバ
イオ炭を投入して10min浸漬する点は相違する。
実施例16
本実施例では、実施例1と比べて、塩化亜鉛とヒドロキシエチルセルロースの混合液にバ
イオ炭を投入して20min浸漬する点は相違する。
フタル酸エステル汚染土壤に対する上記のフェネート修復剤の修復処理効果を検証するた
めに、実験を行い、以下の比較例を設置する。
比較例6:バイオ炭を塩化亜鉛溶液に投入して16min浸漬し、バイオ炭、塩化亜鉛の
添加質量比を12:2にした以外、残りのパラメータの条件はすべて実施例1と同様であ
った。
実施例14~16及び比較例6の修復方法を用いて本市のあるフタル酸エステル汚染土壤
を修復処理し、測定した結果を以下の表3に示す。
表3 フタル酸エステル除去率に対する様々なフェネート系の影響
Figure 0007398610000004
表3の比較から、実施例1と実施例14を比較した結果、バイオ炭を活性化処理すること
により、このバイオ炭を用いて製造されるフェネート修復剤は、汚染土壤中のフタル酸エ
ステルに対する除去率が高まることが分かった。実施例14を実施例15、実施例16と
比較した結果、時間の経過につれて、製造されるフェネート修復剤による汚染土壤中のフ
タル酸エステル除去率効果が低下する傾向があることが分かった。また、実施例16と実
施例14を比較した結果、その除去率効果には差が小さく、経済的に考えると、実施例1
4の総合的な使用効果はより優れていることが分かった。また、比較例6より、浸漬成分
を変更すると、製造されるフェネート修復剤の使用効果はある程度低下することから、実
施例14の浸漬成分で製造されたフェネート修復剤は比較的優れていることが分かった。
[符号の説明]
1-タンク、2-カバー、3-撹拌ユニット、31-撹拌モータ、32-撹拌軸、33-
撹拌羽根、331-カラー、332-半円状撹拌板、34-加熱部、341-座ぐり孔、
342-制御トレイ、343-中心柱、344-伝動バー、345-ストッパー、4-噴
霧ユニット、41-ネジ付きロッド、42-ネジ付きリング、43-エアバッグリング、
44-液体制御ボックス

Claims (6)

  1. フェレート系に基づく土壤中のフタル酸エステルの除去方法であって、
    フェレート修復剤を製造するステップであって、
    80~100℃に加熱したバイオ炭と20~30℃の鉄酸カリウムとを6~12:1の重
    量比で混合し、それにミーリングボールを加えて、撹拌してミーリングし、
    10~15min撹拌してミーリングした後、バイオ炭と鉄酸カリウムの混合物にバイオ
    炭と鉄酸カリウムの混合物の全質量に対して4~8%の噴霧液を噴霧し、さらに30mi
    n撹拌してミーリングし、
    前記噴霧液は、水酸化ナトリウム溶液を基液として、基液の質量に対して3%の塩化ナト
    リウム、1.5%のヒドロキシメチルセルロースを基液に添加したものであり、水酸化ナ
    トリウム溶液は1mol/Lであり、噴霧液の噴霧温度は20~30℃であり、
    その後、3min静置し、次に、完全に乾燥するまで、さらにミーリングして撹拌し、
    ェレート修復剤を得る、ステップS1と、
    フタル酸エステル汚染土壤を修復するステップであって、
    フェレート修復剤とフタル酸エステル汚染土壤とを0.1~0.2:1の重量比で混合し
    、フタル酸エステル汚染土壤を修復するステップS2と、を含む、ことを特徴とする方法
  2. 前記バイオ炭は、活性化処理されたバイオ炭であり、
    活性化処理方法において、塩化亜鉛とヒドロキシエチルセルロースの混合液にバイオ炭を
    投入して10~20min浸漬し、次に、バイオ炭を取り出してメッシュ上に敷き均し、
    メッシュを管状炉に入れて、100mL/minの流量でCO と窒素ガスの高温混合ガ
    スを導入し、3h処理後、20mL/minの流量で窒素ガスを導入し、管状炉内の温度
    を25℃に下げ、次に、バイオ炭を酸洗し、脱イオン水で複数回リンスし、活性化処理さ
    れたバイオ炭を得て、
    前記CO と窒素ガスを含有する高温混合ガスにおいて、CO と窒素ガスとの体積比が
    3:7であり、高温混合ガスの温度が500℃であり、前記バイオ炭、塩化亜鉛、ヒドロ
    キシエチルセルロースの添加質量比が12:2:3である、ことを特徴とする請求項1に
    記載の方法。
  3. 前記ミーリングボールの表面に断熱材が被覆されており、前記断熱材は、断熱セラミック
    スであり、被覆の厚さが2mmである、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 前記ステップS2には原位置修復処理が使用されており、具体的には、フェレート修復剤
    を汚染土壤上に均一に散布し、次に、それを切り返して水を噴霧し、汚染土壤の含水量を
    40%にする、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記ステップS1では、フェレート修復剤を製造するために使用される装置は、タンク(
    1)と、カバー(2)と、前記タンク(1)内に設けられてバイオ炭と鉄酸カリウムとを
    混合するための撹拌ユニット(3)と、噴霧液を噴霧制御する噴霧ユニット(4)と、を
    含み、
    前記撹拌ユニット(3)は、撹拌モータ(31)と、撹拌軸(32)と、撹拌羽根(33
    )と、加熱部(34)と、を含み、前記撹拌モータ(31)は、タンク(1)の内底面の
    溝に設けられ、前記撹拌軸(32)の一端は撹拌モータ(31)の出力軸に固定して接続
    され、前記撹拌羽根(33)は、撹拌軸(32)にはめ込まれるカラー(331)と、前
    記カラー(331)の側壁に周方向に沿って設けられた複数の半円状撹拌板(332)と
    、を含み、タンク(1)の内底面には前記半円状撹拌板(332)と嵌合する半円状凹溝
    が設けられ、前記加熱部(34)は半円状撹拌板(332)に1対1で対応するように複
    数設けられ、加熱部(34)の底面には、半円状撹拌板(332)に取り外し可能に接続
    された係合溝が設けられ、
    前記噴霧ユニット(4)は、ネジ付きロッド(41)と、ネジ付きリング(42)と、エ
    アバッグリング(43)と、液体制御ボックス(44)と、を含み、前記ネジ付きロッド
    (41)の一端はカバー(2)の天面の溝に固定して接続され、他端は撹拌軸(32)の
    他端に回転可能に接続され、前記ネジ付きリング(42)はネジ付きロッド(41)に螺
    合され、前記エアバッグリング(43)は、ネジ付きロッド(41)に嵌め込まれ、カバ
    ー(2)の天面の溝に固定して接続され、前記液体制御ボックス(44)は環状を呈し、
    カバー(2)の上面に設けられ、前記エアバッグリング(43)は、複数のホースを介し
    て液体制御ボックス(44)の天面に連通し、ホース内にはガスを液体制御ボックス(4
    4)に一方向に入れる逆止め弁が設けられ、前記液体制御ボックス(44)の底面には、
    カバー(2)を貫通する複数のノズルが設けられ、
    前記加熱部(34)の外底面には複数の座ぐり孔(341)が設けられ、前記座ぐり孔(
    341)内には、それに回転可能に接続された制御トレイ(342)が設けられ、前記制
    御トレイ(342)には、座ぐり孔(341)を貫通する中心柱(343)が設けられ、
    加熱部(34)の内底面の一方の側に巻取りボックス及び伝動バー(344)が設けられ
    、前記伝動バー(344)の一端は巻取りボックスに接続され、伝動バー(344)の他
    端は加熱部(34)を貫通してネジ付きリング(42)に接続され、加熱部(34)の内
    底面には、伝動バー(344)を中心柱(343)と接触させて制御トレイ(342)を
    回転させるストッパーが設けられ、前記座ぐり孔(341)及び制御トレイ(342)に
    は、これらに合わせてバイオ炭を排出する貫通孔が設けられ、前記ネジ付きリング(42
    )は、複数の伸縮ロッドを介してカラー(331)に固定して接続される、ことを特徴と
    する請求項1に記載の方法。
  6. 前記伝動バー(344)と中心柱(343)は歯伝動方式を採用しており、前記伝動バー
    (344)には伝動歯が設けられ、中心柱(343)には、前記伝動バー(344)と噛
    み合って伝動を行う歯溝が設けられる、ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
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