JPH0929222A - Ｐｃｂ汚染土安定固化処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ＰＣＢ汚染土を、経済的に、資源化
再利用出来る様に無害化安定固化するか、ＰＣＢで汚染
された土地を活用出来る様に、無害化安定処理すること
を目的とする。 【構成】配合割合（（）内は標準値）は次の通りであ
る。組成物 Ａ（１）ポルトランドセメント７〜５
（７）重量部（２）高炉スラグ２〜３（２）重量部
（３）石膏１〜２（１）重量部組成物Ａを（１）〜
（３）とし。組成物Ｂ （４）リグニンスルホン酸塩
１．０〜１．５（１．０）重量部（５）塩化カルシウム
０．０〜１．５（０．０）重量部（６）ベントナイト
５．０〜４．０（５．０）重量部（７）ＰＣＢ解毒剤
４．０〜３．０（４．０）重量部組成物Ｂを（４）〜
（７）として、本固化剤組成物は。組成物ＡとＢを９２
〜８８：８〜１２（９０：１０）重量部の割合で混合し
たＰＣＢ汚染土安定固化処理剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】ＰＣＢは、安定した絶縁油或は潤
滑由等として多くの分野で使用されていたが、その毒性
に気がついて、使用並びに製造禁止となった。かくし
て、不用に成ったＰＣＢは、無害化する為の処理方法に
多大の経費等が掛かる為に、未処理の儘で放棄されてい
る有様で、その量は、意外に多く、世界的な規模で、安
全に、経済的に解毒固結処理する等の方法並びに工法の
開発が望まれている。

【０００２】

【従来の技術】ＰＣＢの処分法は、法令によって、燃焼
と容器保存に限られているが、燃焼法は１，２００℃以
上で焼成しなければ成らない上に、燃焼の場合、一酸化
炭素やダイオキシン等が発生して、二次公害を引き起こ
す恐れがあって、好ましい方法であるとは、考えにく
い。又、容器保存法は容器の破損や紛失等の恐れがあっ
て、長期間の処理方法としては適当でない。容器等に貯
えられている場合は、上記の燃焼方法で処理する事が出
来るとしても、地上にこぼしたり、海底ヘドロに滲み込
んだりしたＰＣＢは、これを掘り上げて良土と置き換
え、汚染土は無害化処理を実施する以外には、安全な方
法は無いと考えられている。しかし、この方法は、多く
の場合甚だしく費用が掛かる事に成って、実際問題とし
ては、危険区域として認めながら、手を付けずに放置さ
れているケースが多いのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】筆者が先に（平成６
年５月）、出願番号：特願平７−１４５０６３によって
出願した、発明の名称「特殊セメント系固化剤廃棄物処
理用組成物」がある。これは幅広く土壌からヘドロ状廃
棄物までに含まれている有害重金属を無害化すると同時
に、廃棄物全体を固化安定して、これを再利用出来る様
にする目的で開発したものである。この組成物Ａは、本
処理剤の組成物Ａと同様であるが、組成物Ｂが異なる。

【０００４】本発明の組成物Ｂ中のＰＢ解毒剤の具体的
な製法は、牛や豚の皮又は水溶性合成蛋白質の粉末をゼ
ラチン等の溶剤と共に混練し、高圧ポンプで真空タンク
内に噴霧し溶剤を飛ばして分技、架橋構造の空隙率の高
い粒子とするのである。或は、容器内で加熱急冷して空
隙率の高いブロックを作り、これを微破砕して精製する
事も出来る。この粒子は、前述の通り、油を吸着して水
を弾く性質を有する有機ポリマーである。本ＰＣＢ解毒
剤は、油症ＰＣＢを吸着して、共重合した上で、反応、
分解、解毒する性質を持っている事が最大の特徴であ
る。

【０００５】ＰＣＢ或はＰＣＢ汚染土等を解毒安定固化
する為には、次の様な経過を辿る。これらのＰＣＢ汚染
土と本処理剤を水と一緒に混練する事によって、上記組
成物Ｂ中、特にＰＣＢ解毒剤がＰＣＢを無害化する。そ
の後、或は、同時に、組成物Ａの固化力によって、前出
願の特許と同様に、無害化安定固化されるのである。本
処理剤は、先に筆者が開発した「特殊セメント系固化剤
廃棄物処理用組成物」同様、ＰＣＢ汚染土を経済的に、
資源として再利用出来る様にするか、ＰＣＢが滲み込ん
でいる不毛の土地を活用出来る様にする事が目的であ
る。

【０００６】組成物Ａは、下記の組成を標準組成物Ａと
する。 （１）〜（３）からなる組成物を組成物Ａとするが、一
般に被固化体の粒子間に存在する水分の量によって、粒
子間の間隙が変化する。セメントのＣａＯと、高炉スラ
グのＡｌ_２Ｏ_３、及び、石膏のＣａＳＯ_４との存在によ
って、３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・３ＣａＳＯ_４・３２Ｈ_２
Ｏなる嵩高な結晶鉱物が生成される。この鉱物の生成量
は、被固化体の粒子間の間隙に応じて生成させる必要が
ある為、組成物Ａの（２）及び（３）の添加量を変化さ
せる必要がある。これが請求項１で述べた低含有石膏、
高含有石膏及び中間的含有石膏組成物Ａと区別する所以
である。

【０００７】一例として、本処理剤の組成物Ａとポルト
ランドセメントの代表的な成分を比較すると次の表の様
である。 筆者の実験によれば、ＳＯ_３（石膏）の含有量は、水分
の多い場合（被固化体の間隙比が大の場合）でも、１２
％程度が限度であって、それ以上ではかえって強度が低
下した。最適含水比付近で締め固めを実施する場合は、
無収縮・無膨張の安定固化体を得る為に、６％程度が下
限である事を知った。尚、日本のセメントの規格では、
３％を限度としている。これは本処理剤と、一般のセメ
ントとでは、主として固める対象物の違いによるもので
あると考えている。

【０００８】組成物Ｂの配合割合は組成物Ａに対して５
〜１０％を標準とした。標準組成物Ｂは合計を１００重
量部として、次の様である。

【０００９】ＬＳＡを含んだ水をセメントに加えるとセ
メントのＣａイオンとＨＯＲＳＯ_２が結合してＣａ（Ｈ
ＯＲＳＯ_３）_２を生成する。この時表面の負の電荷を強
め、フェノールＯＨマイナスイオンはセメント鉱物のＯ
^２と水素結合してセメント粒子を丈夫な膜で覆いつく
し、疎水性とする。電価による反発力と疎水性とによっ
て、強い分散性と滑動性を発揮して、減水と増強の効果
をもたらすのである。ＬＳＡは、上記の密実な鉱物の生
成と相待って、土粒子間の水分の蒸発速度を遅らせて、
保水効果を助長する。更に組成物Ｂに添加しているベン
トナイトは。その膨潤作用によって、含水の多い土壌中
にあっても、混合された、セメント並びにＰＣＢ解毒剤
の流亡を防ぎ、被固化体の粒子間に止まり、長期に亘っ
てセメントの水和反応並びに解毒剤の加水分解に必要な
時間を稼いで、無害化に貢献するのである。

【００１０】本処理剤によるＰＣＢ或はＰＣＢ汚染土を
処理した結果の溶出試験結果は次の通りである。 （１）濃ＰＣＢの処理の例 備考：上表は、７１％の濃度のＰＣＢに対して、組成物
Ｂ中の解毒剤を単独で１００％添加し、更に、本処理剤
を２００％添加した結果である。その結果ＰＣＢの溶出
を上表の通り基準以内に押え込む事ができた。この場
合、解毒剤を、ＰＣＢ７１％の含有量に対して１００％
添加した事は、試験の結果から見て、過剰に添加してい
ると判断出来る。 （２）汚染土の処理の例 備考：３７７ｐｐｍ程度のＰＣＢ濃度であれば、前述し
た様に、標準配合の本処理剤で十分である。１５０ｇの
汚染土に５０ｇの本処理剤を添加したのであるから、３
３％の添加率である。その結果が、基準以内で合格であ
る。

【００１１】以下実在する工事を想定して本処理剤によ
るＰＣＢ退治工法を二三例を挙げて説明する。 （１）トランスやコンデンサー等の容器に保管されてい
る高濃度のＰＣＢ溶液を処理する方法 この様な、生の高濃度ＰＣＢを無害安定化する為には、
ＰＣＢに、先ず、本ＰＣＢ解毒剤をＰＣＢと概ね同量混
練して十分に加水分解させた後、本処理剤を加えて攪拌
固化する。この時の処理剤の添加量は、利用する目的に
応じて、その必要な強度等が得られる様に事前に予備試
験を実施して定める。

【００１２】（２）比較的浅い部分がＰＣＢで汚染され
ている地盤を処理する場合 比較的浅い部分の地盤がＰＣＢで汚染されている場合に
は、ＰＣＢで汚染されている土壌に対して、本処理剤を
ミルク状に水で溶いて、掘削した地盤の土に注ぎ混合攪
拌する。この時の注入量は、ＰＣＢの溶出試験の結果に
よって定める事が第一の条件となる。第二の条件として
は、地盤をミルクで安定処理した最終強度が、施工目的
に合致しなければならない。故に、この両者の条件の
内、多い方の添加量を採用して実施する事になる。添加
量も重要であるが、土中に分散している油症ＰＣＢを本
処理剤中の解毒剤が選択的に吸着して反応・解毒し、後
に或は同時に、組成物Ａによって固化するのであるか
ら、十分に本剤と土とを、混練する事が重要な事項とな
る。又、重金属類等の有害物質がこの土中に、含まれて
いたとしても、本組成物Ａの水和反応によって「３Ｃａ
Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３・３ＣａＳＯ_４・３２Ｈ_２Ｏ」等の鉱物
が生成するので、普通セメント以上に、無害化力及び固
化力を備えている事になる。尚、相当量の有害重金属類
を含有し、ＰＣＢの解毒化をも必要とする場合には、筆
者が先に出願した「特殊セメント系固化剤廃棄物処理用
組成物」と本ＰＣＢ解毒剤とベントナイトを併用する事
によって目的を達成出来る。

【００１３】（３）ＰＣＢで汚染されている土壌が深い
か、地下水位が高く掘削攪拌混合等が困難な場合 この様な地盤に浸透しているＰＣＢを経済的に安全に処
理する方法は、筆者の経験では、次の方法が最良である
と考えている。本処理剤をミルク状にして重機（例え
ば、ＪＳＴ工法の施工機）に架装された中空ロッド軸を
経て、その軸先の先端に複数段装着された攪拌翼軸部の
ノズルから、出来るだけ限定した区域の土中に、定量吐
出して土粒子と本処理剤を均一に混合攪拌する。この様
にして処理した地盤は、翌日にはその上を重機が走行す
る事ができる程、作業性の良い事が長所である。この時
の本処理剤の注入量は、［００１２］で述べた方法に準
じて定めるべきものである。尚、目の前で、混合攪拌出
来ない作業であるから、作業後、コアー等を採取して、
計画通りに、安定固化されているか否かを調べる事が必
要である事は申すまでもない事である。置き換え工法と
は違って、工期は短縮できる上に、有害な粉塵の発生も
なく、作業の安全性も高い等、多くの注目すべき利点を
有している特徴がある。

【００１４】

【作用】

ＰＣＢ解毒剤と特殊セメント系固化剤との併用使用の必
要性 ＰＣＢに汚染された土壌等を無害化する場合には、「特
殊セメント系固化剤」とＰＣＢ解毒剤とを、予め混合併
用することを本発明の特徴とする。例えば、単独で、Ｐ
ＣＢ解毒剤のみを、汚染土壌中に混合する場合でも、均
一に、能率的に混合する為には、ミルク状にして混合攪
拌する事になる。この場合、地盤は、水分の増加と堆積
層の攪乱によって、軟弱化する。それ故、ＰＣＢは、無
害化されたとしても、軟弱化した地盤を、整地或は転圧
等を実施する為に、何らかの安定化作業が必要となる。
そうであれば、初めから、ＰＣＢ解毒剤と土壌安定固化
剤を混合、併用して、解毒と地盤の安定処理を同時に実
施すべきであると言う発想が生まれて来る。

【００１５】前述の通り、土壌等に浸透している油症の
ＰＣＢを、ＰＣＢ解毒剤が、選択的に吸着する。この
時、共重合した粒子核は、水の存在によって、加水分解
してアミノ酸となり、ＰＣＢの反応物質となって、有害
な塩素原子をＰＣＢのベンゼン環骨格から切りはなし解
毒するのである。しかし、この反応速度は比較的遅く、
市販されている「固化剤」ではなく、本「特殊セメント
系固化剤」が必要になる。

【００１６】本発明の「セメント系固化剤」は、前述の
通り、組成物Ａと組成物Ｂとから成っている。筆者が先
に出願した「特殊セメント系廃棄物処理用組成物」の組
成物Ａとは類似或は同類と言い得るものであるが、組成
物Ｂは、それと違った組成物Ｂである。即ち、前述の通
り標準的な組成として、本組成物Ｂは、次の通りであ
る。

【００１７】本組成物Ｂにおいて、先に出願した組成物
Ｂとの相違点は主として、ベントナイト及びＰＣＢ解毒
剤の存在である。解毒剤をより有効に働かせる為には、
［０００９］で述べた、リグニンスルホン酸塩のセメン
ト鉱物の疎水性化、及び、保水効果の他に、更に加えた
ベントナイトの膨潤作用等によって、長期間被固化体中
に水分を保ち、既に説明したＰＣＢ解毒剤の反応・分解
・解毒の作用する時間を与え得る様にしたことが、本固
化剤の特徴である。勿論、ベントナイトの添加の結果、
水分を分子間に吸収して膨潤し、水分の多い割合には流
動性を減少させる効果がある。しかしながら、これを多
量に添加すれば、被固化体の強度を低下させる恐れがあ
るので、最小限度（固化剤１００重量部中５重量部程
度）の添加量に止めるべきである。

【００１８】仮に、全てのＰＣＢが、解毒剤によって分
解解毒されない部分が残っていたとしても、先に出願し
た「特殊セメント系廃棄物処理用組成物」が、有害重金
属イオンを無害化したのと同様に、ＰＣＢを含んだ水溶
性蛋白質粒子を、本固化剤の組成物Ａによって、自然環
境内に分離或は飛散させる様な事にはならない。故に、
本ＰＣＢ解毒剤との混合併用は、益々、ＰＣＢの完全無
害化に寄与するのである。

【００１９】地下水や伏流水のある汚染地盤では、本処
理剤を、水中混合することによって、早期に透水性の低
い地盤に改良することが出来る。この場合、組成物Ｂ中
の、塩化カルシウムを、必要に応じて、増量添加して、
固化剤の早期固結を計る必要がある場合もある。又、加
えたベントナイトによっても、被混合体中からの固化剤
等の流出を防止することになる。それ故、本組成物Ｂ
は、本固化剤の流失の防止及び地盤の安定処理を実施す
る為にも、重要な役割りを演じている事がわかる。

【００２０】ＰＣＢ及び他の有害重金属によって、複合
汚染されている土壌に対しても、ＰＣＢの無害化と同時
に、重金属イオンも、「特殊セメント系廃棄物処理用組
成物」に付与されている有害金属類の不溶化作用によっ
て、両者を安定処理することが出来る特徴を持ってい
る。

【００２１】

【発明の効果】ＰＣＢを解毒剤によって無害化する過程
は、既に述べた様に、反応・分解・解毒と言う順序であ
る、この作用は、逆方向には進行出来ないから、一度分
解したＰＣＢは、有害なＰＣＢに戻る事はない。更に、
固化剤によって安定固化された被処理体は、その強度に
応じた用途に、無害な物質として、再利用出来る。本発
明は、社会的に問題となっているＰＣＢの廃棄方法並び
に汚染土の処理方法に、一大光明を与える重要なもので
あると言い得る。

【図面の簡単な説明】

〔図１〕は、地下深くＰＣＢ汚染土（ａ）が沈積してい
る。これを取り囲んで、注入コラムを打設した所であ
る。（１）は断面図、（２）は平面図 （３）点線内は攪拌翼の半径の外側であるが、注入ミル
クが、攪拌翼の回転によって、この部分にも十分に、ゆ
き渡る影響圏内であり、作図上の、接する円と円の隙間
でも、充分に、このミルクによって処理される有様を図
示している。

【符号の説明】

（１） コラム断面図 （２） コラム平面図 （３） 同上平面図上の本処理剤の安定処理影響範囲 （ａ） 断面図、平面図上のＰＣＢ汚染区域

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のＰＣＢ汚染土安定固化剤を、
例えば、ＪＳＴ工法（特許第７２０２６０号、特許第８
３３４１６号）でＰＣＢに汚染された土壌中に対しミル
ク状にして注入し、ミルクと土壌を攪拌混合処理して構
築された処理コラムの側断面図である。

【図２】図２は、図１で示すコラムの施工配列部の平面
図である、各コラムとも円周面で接するように打設し、
コラム間に空間部を残さぬ方法だ取られている。

【符号の説明】 １………地表面 ２………コラム ３………汚染区域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理するＰＣＢ汚染土又は汚染物質の含水
   比が、多いか、少ないか或はその中間であるか、によっ
   て、選択する下記組成物Ａの配合割合は、合計を１００
   重量部を保ちながら、被処理物質が、締め固め可能な含
   水であれば、下表の低含有石膏組物Ａを、高含水であれ
   ば高含有石膏組成物Ａを、或はそれらの中間的含水であ
   れば中間的含有石膏組成物Ａを使用する。 更に、合計１００重量部を保った標準的組成物Ｂを、次
   の通りとする。 標準的な本ＰＣＢ汚染土安定処理剤は、上記組成物Ａ及
   びＢの合計１００重量部を保ちながら下記配合割合とす
   る。 但し、ＰＣＢが多量に（概略含有量が１０，０００ｐｐ
   ｍ程度以上）含まれている場合は、その含有量に応じて
   上記組成物Ｂの内（７）ＰＣＢ解毒剤を増加して、それ
   だけ組成物Ｂの配合割合を、上表に拘らず増加させる必
   要がある。
2. 【請求項２】上記のＰＣＢ解毒剤は、水溶性蛋白質の粉
   末をゼラチン等の溶剤で混練した後、加熱処理して溶剤
   をとばし、分技、架橋構造の水溶性の有機ポリマー粒子
   を精製するのである。この粒子は油を吸着して水をはじ
   く性質があり、土壌やヘドロ等に浸透している油症のＰ
   ＣＢも選択的に吸着して共重合した上で、反応、分解、
   解毒するのである。共重合した粒子核は水溶性蛋白質で
   あるため、水の付加によって、粒子核は加水分解してア
   ミノ酸となり、ＰＣＢの反応可能な物質となって、有害
   な塩素原子をＰＣＢのベンゼン環骨格から切り離して解
   毒する。常温で反応してＰＣＢを無害化処理する事が出
   来る有機ポリマー粒子である事を特徴とするＰＣＢ解毒
   剤。