JPH08257542A - 土壌中に拡散する重金属の除去電極および除去方法 - Google Patents

土壌中に拡散する重金属の除去電極および除去方法

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JPH08257542A
JPH08257542A JP7061300A JP6130095A JPH08257542A JP H08257542 A JPH08257542 A JP H08257542A JP 7061300 A JP7061300 A JP 7061300A JP 6130095 A JP6130095 A JP 6130095A JP H08257542 A JPH08257542 A JP H08257542A
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JP
Japan
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electrode
soil
metal
electrolytic solution
impregnating
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Application number
JP7061300A
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English (en)
Inventor
Hirosuke Kasuya
啓輔 糟谷
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NISSUI KIKO KK
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NISSUI KIKO KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08Reclamation of contaminated soil chemically
    • B09C1/085Reclamation of contaminated soil chemically electrochemically, e.g. by electrokinetics

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 土壌中に拡散する重金属を効率良く除去する
ことが可能な、土壌中に拡散する重金属の除去電極およ
び除去方法を得る。 【構成】 電極部1は、カーボン製の電極11、その周
囲に設置された脱脂綿12、脱脂綿12の周囲を取り囲
む不織布13、電極部1を保持する有孔塩ビ板14とで
構成される。この電極部1が汚染土壌へ埋設される。電
解液容器22中の電解液21を定量ポンプ25で脱脂綿
12へ含浸させると電解液21は周辺の土壌へ浸透し、
土壌中の金属をイオン化させる。電極11へ電源26の
直流電圧を印加し、イオン化された金属に移動力を作用
させる。金属イオンは有孔塩ビ板14および不織布13
を通過して電極11の周囲に集合させられる。この状態
で脱脂綿12を撤去すると電極部1内部の金属を除去す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、土壌中に拡散する重金
属の除去電極および除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、土壌が重金属や化学物質により汚
染され土壌中において拡散する。例えば、銅、鉛、亜
沿、カドミウム、マグネシウム、ナトリウム等であり、
これらの重金属は人畜に有害となる場合が多い。メッキ
工場が排出する重金属や半導体工場での有機塩素化合物
の汚染が問題視されている。特に近年の都市近郊の再開
発に伴い、工場跡地などの土壌汚染が表面化する例が増
えるとみられている。
【0003】これら重金属に汚染された土壌の処理は、
1,000℃以上の高温で溶岩の様に溶かして固化した
り、防水シートを使って隔離することが一般的である。
それゆえ、汚染土壌を修復・再利用するのは困難であ
り、低コスト・高効率の土壌の浄化技術の実用化が望ま
れている。
【0004】従来提案されている土壊中の有害な重金属
の除去電極および除去方法の一つとして、平面的に拡散
する重金属を特定部分に集め、その土壌及び水分の除去
を図るものがある。この手法は、土壌中に(+)および
(−)の電極を差し込み土壌中に電気を流し、(+)イ
オンである金属イオンを(−)電極周辺に、また(−)
イオン物質を(+)電極周辺にそれぞれ集める方法であ
る。
【0005】土壌は、その特性として団粒構造から成立
し、一般的にそれらの空隙が非常に大きい。文献による
と土壌の空隙率または含水率は、関東ロームが65〜8
5%、シルトおよび粘土が50〜6O%であり、おおむ
ね50〜80%と言われている。この大きな空隙に水が
存在することで、イオンの移動が容易に起こることは想
像に難くない。土壌中の水分子も水素イオンが結合して
陽イオンまたは陰イオンの状態になっているため、重金
属とともに負極または正極に引き付けられる。負極また
は正極周辺の土壌を取り除いたり、集まった水を排水す
ることで重金属の除去が図られる。
【0006】ある研究グループの下記の発表がある。
「約30%の水分を含む20リットルの土を用意し、
銅、鉛、亜沿、マグネシウム、カリウム、カルシウム、
ナトリウム、塩素、硫酸のイオンをそれぞれ3,000
ppmの濃度で添加し、20Vの電圧を加える室内実験
を行った。この実験をおよそ6日間連続して電圧を加え
た後、土壌中のイオン濃度を分析した。土壌中に広がっ
ていた金属は、排水中に解け出したり電極周辺に濃縮さ
れ、亜沿でおよそ10%、その他のイオンは40〜50
%の割合で除去できた。又、塩素や硫酸などの陰イオン
は正極に高い濃度で集まり、80%を除去できた。」
(日本経済新聞、平成6年10月31日)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来実
用化されている土壌中に拡散する重金属の除去電極およ
び除去方法を更に検討すると、例えば下記の問題点を伴
う。 (1)水分の枯渇し易い(−)極の土壌の除去と、水分
の集まり易い(+)極の土壌及び水分の除去に、限界点
が見つけ難い。 (2)土壊含水分は、概ね淡水であることから電気作用
を生じさせるためには、伝導率が不十分である。 (3)収集された金属イオンが電極周辺で沈殿し、完全
な浄化が困難である。
【0008】本発明は、土壌中に拡散する重金属を効率
良く除去することが可能な、土壌中に拡散する重金属の
除去電極および除去方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の土壌中に拡散する重金属の除去電極は、直
流電圧を印加し、この電圧により周辺の所定のイオン化
された金属に移動力を作用させる電極と、この電極の周
囲に設置され金属をイオン化させるための電解液を含浸
させる含浸材と、電極と含浸材の周囲を覆い保持し且つ
イオン化された金属と電解液とを通過させ得る保持材と
を有することを特徴としている。
【0010】また、上記の電極はカーボンであり、含浸
材は脱脂綿であり、保持材は有孔塩ビ板であるとよい。
さらに、含浸材を所定の形状に形成し、保持材内部への
着脱を容易化するとよい。
【0011】本発明の土壌中に拡散する重金属の除去方
法は、電極の周囲に設置された含浸材に電解液を含浸さ
せる電解液含浸工程と、電解液を土壌中へ浸透させ土壌
中に存在する金属を電解しイオン化させる電解工程と、
電極に所定の電位を印加させイオン化された金属を吸引
する金属吸引工程と、吸引された金属を含浸材が蓄積保
持する吸引金属保持工程とを有することを特徴とする。
【0012】
【作用】したがって、本発明の土壌中に拡散する重金属
の除去電極および除去方法によれば、電解液により土壌
中の金属をイオン化させ、直流電圧を印加してイオン化
した金属に移動力を作用させる。電極の周囲には電解液
を含浸させる含浸材が設置され、さらにその周囲が金属
と電解液とを通過させ得る保持材で保持されている。よ
って、電極により吸引された金属イオンは電極の周囲へ
集合し、集合した金属イオンは含浸材により保持され
る。
【0013】
【実施例】次に添付図面を参照して本発明による土壌中
に拡散する重金属の除去電極および除去方法の実施例を
詳細に説明する。図1〜図5を参照すると本発明の土壌
中に拡散する重金属の除去電極および除去方法の実施例
が示されている。
【0014】図1および図2は、実施例の構成を示す図
であり、図1は電極部の縦断面図、図2は横断面図であ
る。また、図1では、土壌中に拡散している重金属を収
集させるための電極部とこの電極部を駆動させるための
周辺部との接続関係を概念的に示している。
【0015】本実施例の電極部1は、カーボン製の電極
棒11、吸引物収集用の脱脂綿12、不織布13、有孔
塩ビ板または塩ビメッシュ網14および塩ビ製受皿15
で構成される。また、周辺部は、電解液21、この電解
液21を収容する電解液容器22、電解液を供給する定
量ポンプ25、電極部1に電源を供給する電源26およ
び定量ポンプ25および電源26の駆動を制御するタイ
マ27とで構成される。
【0016】上記構成部の内のカーボン製の電極棒11
は、金属イオンを吸引させるための電極である。この電
極棒11の材質として、伝導性が有り且つ金属イオンと
化学反応の少ない柱状のカーボンを用いている。
【0017】脱脂綿12は、電極棒11により吸引され
た金属イオンの沈殿物を収集するためのものである。更
にこの脱脂綿12は、電解液21を保持しイオンの発生
および金属イオンの反応を促進し沈殿物化し、これらの
堆積した沈殿物の収集を容易化させるものである。この
脱脂綿を所定の形状化し、いわゆるカセット化すると運
用における交換・保守の利便性を高めることができる。
【0018】不織布13は、カーボン、フェルト、ナイ
ロン等で作られる水透過性の布である。脱脂綿12へ含
浸された電解液21は、この不織布13を透過して電極
部1の外部の土壌への浸透が可能とされる。
【0019】有孔塩ビ板14は、周面に小孔が無数に設
けられた塩ビ板で構成された円筒である。この有孔塩ビ
板14は、脱脂綿12に吸収されている電解液21を周
囲の土壌へ浸透させること、および電極部1により吸引
された不純物を電極部1の内部へ通過させる働きをす
る。この目的のために、塩ビメッシュ網であっても良
い。また、塩ビ製受皿15は、塩ビ製であり電極部1の
底部を構成する。
【0020】上記によって構成される電極部1は、浄化
を目的とする土壌を有する地平面と電極部1の上面とが
略一致する状態で埋設される。埋設する電極部1は2個
を一対とし、2個以上が埋設される。電極部1の数およ
び間隔距離は、土壌の汚染度、電気抵抗値、汚染範囲、
印加する電圧値等によって決められる。
【0021】土壌中に埋設された電極部1は、図1に示
す様に周辺部が取付けられる。つまり、定量ポンプ25
が電極部1の脱脂綿12と電解液容器22との間に設け
られ、電解液容器22中の電解液21を定量的に電極部
1へ供給する。また電源26が電極棒11と電気的に接
続される。さらに、定量ポンプ25および電源26の駆
動する時間を制御するためのタイマ27が接続される。
【0022】上記の電極部1と電源26との接続は、複
数の電極部1を電源26の(+)および(−)電極端子
と接続する。電源26の(+)端子と一の電極部1およ
び(−)端子と一の電極部1、または電源26の(+)
端子と不特定数の電極部1,…1および(−)端子と不
特定数の電極部1,…1と接続する。この接続状態は、
電極1に吸引される汚染物質の体積的な量等によって決
められる。
【0023】尚、本実施例における不織布13と、有孔
塩ビ板または塩ビメッシュ網14は、イオンおよび電解
液を通過させ、且つ電極部を機械的に保持可能な強度を
有するものであれば何れか一方を省略してもかまわな
い。
【0024】図3〜図5は電極部の変化例1および変化
例2を示す図である。図3は、電極部2を方形状に構成
した変化例1である。電極部3を方形状に構成した変化
例2である。また、図5は電極部2,3のA−A,B−
B方向のそれぞれの断面図である。
【0025】変化例1の電極部2は、3本のカーボン製
の電極棒31、吸引物収集用の脱脂綿32、不織布3
3、方形状に形成された有孔塩ビ板または塩ビメッシュ
網34で構成される。
【0026】また、変化例2の電極部3は、平板形状の
カーボン製の電極41、吸引物収集用の脱脂綿42、不
織布43、方形状に形成された有孔塩ビ板または塩ビメ
ッシュ網44で構成される。
【0027】これらの電極部2,3の基本的な機能・動
作は上述の電極1と同一である。これらの電極部2.3
または電極1は、浄化を目的とする土壌の分布状態、質
等の条件によって選択される。この条件とは、例えば、
汚染の分布範囲が広いか狭いか、汚染の濃度、土壌の電
気抵抗値である。浄化を目的とする土壌の状態に適した
電極の選択により、より効果的な浄化効果を得ることが
可能となる。
【0028】以上の実施例または変化例によれば、電解
液の含浸材である脱脂綿を適宜交換することにより、集
積させた土壌中の金属を容易に除去することが可能とな
る。脱脂綿をカセット化することによりこの交換作業は
更に容易化される。
【0029】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、上記の実施例および変化例において記載し
た部品の材質は一例である。
【0030】
【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
土壌中に拡散する重金属の除去電極および除去方法は、
電解液により土壌中の金属をイオン化させ、電極へ直流
電圧を印加してイオン化した金属に移動力を作用させ
る。電極の周囲には電解液を含浸させる含浸材が設置さ
れている。電極により吸引され電極の周囲へ集合した金
属イオンは、含浸材により保持される。よって、含浸材
を撤去することにより金属を除去することが可能とな
る。これら極単純な構造の電極および手順により、土壌
中の金属を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の土壌中に拡散する重金属の除去電極お
よび除去方法の実施例を示す図であり、電極部の構成を
示す縦断面図および周辺部品の接続状態を表している。
【図2】図1の電極部の横断面図である。
【図3】変化例1を示す横断面図である。
【図4】変化例2を示す横断面図である。
【図5】図3のA−A方向、図4のB−B方向における
縦断面図である。
【符号の説明】
1 電極部 11 電極棒 12、32、42 脱脂綿(含浸材) 13、33、43 不織布(保持材) 14、34、44 有孔塩ビ板または塩ビメッシュ網
(保持材) 21 電解液 22 電解液容器 25 定量ポンプ 26 電源 27 タイマ 31、41 電極板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電圧を印加し、該電圧により周辺の
    所定のイオン化された金属に移動力を作用させる電極
    と、 該電極の周囲に設置され前記金属をイオン化させるため
    の電解液を含浸させる含浸材と、 前記電極と前記含浸材の周囲を覆い保持し且つ前記イオ
    ン化された金属と前記電解液とを通過させ得る保持材と
    を有することを特徴とする土壌中に拡散する重金属の除
    去電極。
  2. 【請求項2】 前記電極はカーボンであり、前記含浸材
    は脱脂綿であり、前記保持材は有孔塩ビ板であることを
    特徴とする請求項1記載の土壌中に拡散する重金属の除
    去電極。
  3. 【請求項3】 前記含浸材は所定の形状に形成され、前
    記保持材内部への着脱を容易化したことを特徴とする請
    求項1または2記載の土壌中に拡散する重金属の除去電
    極。
  4. 【請求項4】電極の周囲に設置された含浸材に電解液を
    含浸させる電解液含浸工程と、 前記電解液を土壌中へ浸透させ該土壌中に存在する金属
    を電解しイオン化させる電解工程と、 前記電極に所定の電位を印加させ前記イオン化された金
    属を吸引する金属吸引工程と、 前記吸引された金属を前記含浸材が蓄積保持する吸引金
    属保持工程とを有することを特徴とする土壌中に拡散す
    る重金属の除去方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013081907A (ja) * 2011-10-11 2013-05-09 Ihi Corp 土壌の脱塩方法及び土壌の脱塩装置
JP2016212003A (ja) * 2015-05-11 2016-12-15 株式会社Ihi建材工業 放射性物質除去方法及び放射性物質除去装置
CN106345799A (zh) * 2016-08-31 2017-01-25 沈阳化工研究院有限公司 复合功能电极及土壤电动力修复装置

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