WO2003074204A1 - Procede de traitement de sol contamine pour la conversion du sol en sol inoffensif et diffuseur - Google Patents

Procede de traitement de sol contamine pour la conversion du sol en sol inoffensif et diffuseur Download PDF

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WO2003074204A1
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applicator
contaminated
contaminated soil
detoxifying
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Inventor
Hatsuo Taira
Naoto Tsutsumi
Yoshitoshi Saito
Masanori Kinoshita
Shinji Taenaka
Kiyoshi Shibata
Michitaka Matsuo
Tetsuo Shima
Original Assignee
Nippon Steel Corporation
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/06—Reclamation of contaminated soil thermally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil

Definitions

  • the present invention relates to a technique for decomposing or vaporizing a substance serving as a contamination source from soil contaminated with a chemical substance having a boiling point of 500 ° C. or lower to remove and repair the substance, which is preferable. Or on-site removal methods and applicators. Background art
  • An object of the present invention is to provide a practically feasible method and applicator for detoxifying contaminated soil in a short time and, if necessary, at once (on site).
  • the present invention has been made to solve the above problems, and the gist of the present invention is as follows. It is as follows.
  • Method for detoxifying contaminated soil characterized by the following:
  • a method for detoxifying contaminated soil which comprises irradiating waves to remove chemical substances from the contaminated soil.
  • One or more second applicators having no micro-wave waveguides are circumscribed around an applicator having a micro-wave waveguide, and (1) The method for detoxifying contaminated soil according to any one of (1) to (5).
  • FIG. 1 is a sectional view showing an outline of a processing method using an applicator according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an analysis result of oil-contaminated soil by the treatment method according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an outline of another processing method according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the chemical substance having a boiling point of 500 ° C. or lower means, for example, oils, volatile organic substances, and dioxins.
  • Oils include those such as benzene (boiling point 80 ° C) and gasoline (boiling point 200 ° C or less).
  • volatile organic substances include tetrachloroethylene (boiling point: 121.2 ° C).
  • Dioxins include the general term polyforce dichlorinated dibenzodioxin (PCDD) S, especially aromatic chlorine compounds such as polychlorinated dibenzofuran (PCDF), especially 2, 3, 7, 8-Including toxic substances such as dibenzodioxin tetrachloride (TCDD).
  • PCDD polyforce dichlorinated dibenzodioxin
  • PCDF polychlorinated dibenzofuran
  • TCDD 2, 3, 7, 8-Including toxic substances such as dibenzodioxin tetrachloride
  • an applicator 1 for example, having a diameter of 112 cm having an opening in one direction as shown in FIG. 1 is applied to contaminated soil that absorbs microwaves.
  • a circular applicator is installed on the surface of the ground or buried under the ground, and the microwave 3 is directly or micro-wave absorbing from the upper part of the applicator 1 via the waveguide 2.
  • Microwave 3 is irradiated to contaminated soil 5 via raw material powder (eg, steelmaking slag dust) 4, and contaminated soil 5, contaminants, and water contained in soil are irradiated by microwave 3.
  • Raw material powder eg, steelmaking slag dust
  • Direct heating allows the volatilization of contaminants at a much faster rate, due to the microwave effect of the microphone mouth wave.
  • the heating temperature was set to within the boiling point + 50 ° C. Sufficient action occurs at lower temperatures. This is the non-thermal effect of the microphone in this experiment. This may be due to the ability of benzene alone to absorb the microwaves and the gas drift effect associated with the evaporation of water remaining in the soil.
  • the oils were analyzed by carbon tetrachloride extraction-infrared spectroscopy.
  • the above-mentioned contaminated soil may be excavated in advance, and the soil collected at one or more places may be covered with an applicator.
  • the excavated soil may be covered with the applicator on the site where the contaminated soil exists.
  • the effect of the present invention can be obtained because the applicator prevents chemical substances having a boiling point of 500 ° C. or less from being radiated to the outside of the applicator even if the applicator is simply placed on the soil.
  • the applicator must be buried underground in order to sufficiently prevent the chemical substances present in the ground from being released from the outside of the applicator into the atmosphere due to microwave heating. Is preferred.
  • the applicator is characterized in that the inner surface is a non-oxidizable metal such as iron, preferably stainless steel, titanium (including alloys) 6 (see Figure 1), or aluminum (including alloys), and It is desirable that insulation 7 (see Fig. 1) be installed on the opposite side of the surface that is in contact with the soil, and the applicator is mechanically driven in and the edge of the applicator is buried below lcm below the ground. It is preferable to bury it at a position of 10 cm or more, more preferably 20 cm or more.
  • the edge of the applicator (the tip of the applicator) is preferably formed to have an acute angle so as to be easily buried in the ground, or to be provided with a known spiral blade. If the burial depth is shallow, less than lcm, the microwaves will heat the soil to the outer surface of the applicator by the microwaves, and the heated contaminants will diffuse into the atmosphere from the outer surface of the applicator. could be done. In this state, the microwave irradiation may be performed, or the material having excellent microwave absorption characteristics may be sprayed within a thickness of 15 mm before irradiation. .
  • a well-known heat insulating material such as a ceramic fiber in advance and then irradiate with a microwave because thermal efficiency improves.
  • the soil, pollutants, and the water itself contained in the soil are also heated by the microwaves from the underground due to the irradiated microwaves, and the contaminants transition to the gas phase in ascending order, starting with the one with the lowest boiling point.
  • the soil is purified.
  • iron oxide or iron dust slag containing a large amount of iron oxide can be used as a raw material having excellent microwave absorption properties. Since it is a ferroelectric material, it is preferable because it can easily absorb microwaves.
  • the S i C having semiconductor properties, such as ZrB 2 is a conductor material, Ri by the same time the skin effect and dielectric properties, high current by the generator Rimai click filtering to such similar powder surface metal powder This is preferable because the temperature rise characteristics are improved. It is preferable to spray such a material having excellent microwave absorption characteristics on the contaminated soil to a thickness of 15 mm or less.
  • Spraying more than 15 mm will instead significantly increase the absorption of micro-waves by this spray, thus reducing the microwave heating of the soil and increasing the temperature of the soil mainly due to the heat transfer from the sprinkling material.
  • Microwaves are not effective for irradiating microwaves to the soil, and heat dissipation from the spraying material heated to the high temperature to the atmosphere causes a large energy loss. In addition, the atmosphere becomes too hot and energy loss occurs, and the applicator is easily damaged.
  • the particle size of these raw materials is preferably 1 m to 2 mm. If it is less than 1 m, the raw material becomes expensive. Also, raw materials over 2 mra are similarly expensive.
  • Regarding the frequency of micro-waves 0.95 GHz is used, 2.45 GHz used in electron range, etc., and 6 GHz, gyra-t There are various frequency bands such as 28 GHz in the lon, but any frequency band may be used. When the pollutant penetrates relatively deep into the ground, it is preferably 2.45 GHz or less from the viewpoint of the penetration depth of the microwave into the soil.
  • a frequency of 6 GHz or higher is preferable because it is important to raise only the surface to a high temperature.
  • the preferred irradiation conditions for microwaves are as follows. Irradiation of 5 to 100 kw / m 2 is preferable for the area of the contaminated soil. If it is less than 5 kwm 2 , the reaction takes too long. 1 0 In 0 kw Z m 2 than locally 1 0 0 0 ° Application areas one coater becomes hot above C is to or easier damaged. In addition, huge equipment costs are required.
  • the application having the microwave waveguide is covered.
  • the temperature of the soil covered with the caterpillar reaches a maximum temperature of around 100 ° C, and chemicals with a boiling point of less than 500 ° C can be sufficiently decomposed or vaporized.
  • the applicator was made of stainless steel with a thickness of 3 mm, and its outer surface was heat-insulated and coated with a blanket of ceramic fiber with a thickness of 25 mm to a thickness of about 75 mm. As a result, it was confirmed that the oil content was 5 Omg Z kg or less from the surface to a depth of 80 cm, and contaminated soil substances were removed.
  • a 10 mm thick SiC raw material with a particle size of 200 / zm or less was sprayed on soil not contaminated with chemical substances, and the same applicator as in Example 1 was used. It was buried in the soil so as to have a diameter of 2.5 mm, and was irradiated with microwaves of 2.45 GHz for 6 hours under irradiation conditions of 30 kWZm2. The temperature was raised to 950 ° C from the soil surface to a depth of 20 cm.
  • the applicator was buried in the soil so that the applicator edge was 80 mm underground, and was irradiated with microwaves of 28 GHz under irradiation conditions of 30 kw / m 2 for 6 hours.
  • the temperature was raised to 1200 ° C. from the soil surface to a depth of 10 cm.
  • FIG. 3 shows an overview.
  • a steel dust 4 was sprayed on the soil 5 so as to have a thickness of 10 mm, and a ceramic fiber 7 having a thickness of 5 O mm was placed on the dust.
  • applicator 1 shown in Fig. 3 was buried so that the applicator edge coincided with 10 to 15 cm underground.
  • Each of the adapters 1 is 0.6 mx 0.8 mx 0.3 m in height and 3 mm in thickness made of stainless steel.
  • a total of eight second applicators 1 were covered with a fiber 7 so as to circumscribe one of the applicators 1 having the waveguide 2 so as to be circumscribed.
  • the applicator 1 was made of stainless steel with a thickness of 3 mm, and its outer surface was heat-insulated and coated with a ceramic fiber blanket 7 with a thickness of 25 mm to a thickness of about 75 mm.
  • Microwaves of 2.45 GHz were irradiated for 8 hours under the irradiation conditions of a 30 kwZ applicator. As a result, it was confirmed that the oil content was 5 O mg kg or less from the surface to a depth of 80 cm, and contaminated soil substances were removed.
  • the electric heater 9, the water treatment system 10, and the gas filter 11 are equipment that can be installed as necessary, and needless to say, they are not essential components of the present invention.

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Description

明 細 書 汚染土壌の無害化処理方法及びアプリ ケーター 技術分野
本発明は、 沸点 5 0 0 °C以下の化学物質で汚染された土壌から汚 染源となる物質を分解あるいは気化するこ とによ り これを除去して 修復する技術に関するものであり 、 好ま しく はその場で除去する方 法及びアプリ ケーターに関する。 背景技術
都市ガス工場跡地やガソ リ ンスタ ン ド跡地などを再開発するにあ たっては、 これら工場に関連するべンゼンゃガソ リ ンなどによ り汚 染されこのままでは、 新規事業用途への土地再開発ができなく なつ ていた。 また、 メ ツキ工場跡地では、 メ ツキの工程で使用されてい たシアン化合物による汚染など同様の状況であった。 このよ う に産 業廃液などによ り汚染された土壌から汚染物質を分解除去する方法 と して、 例えば特開平 4 - 5 0 1 7 3 8号公報では、 掘り出された 汚染土壌を予備乾燥した後、 8 0 0〜 1 0 0 0 °Cの温度で加熱して 有害物質を気相に移行させ、 当該有害物質を含んだ排ガスをサイ ク ロ ンで粉塵を除去し、 こ う して粉塵が除去された排ガスを二次燃焼 させる という土壌処理方法が記載されている。
また、 特開平 8— 3 3 8 8 2号公報では、 揮発性有機物質を含む 土壌にキヤ リ ァー空気を供給しつつ当該土壌を間接加熱方式で加熱 し、 加熱する温度をその揮発物質の沸点を超える温度にするこ とが 記載され、 上記沸点 + 5 0 °C以内が望ま しいと記載されている。
また、 特開平 2 0 0 0— 2 6 3 0 3 1 号公報では、 汚染物質を採 掘し、 篩い分けし、 油汚染された土壌では回転式加熱炉にて 2 5 0 °C以上の温度で 5分加熱する方法が、 シァン化合物では 3 0 0 °0以 上の温度で 5分以上加熱する方法が提案されている。 また、 鹿島建 設㈱では灯油や軽油などの汚染土壌を浄化する 「 ドラム ソィル工法 」 （建設産業新聞、 平成 1 3年 6月 1 9 日発行） が報告されている 。 同工法は乾燥 ドラムに汚染土壌を入れ、 2 0 0 °C前後の低温で加 熱 · 乾燥して土壌中の油分を揮発させて浄化する方法が提案されて いる。
また、 従来の低温操業を行っていたゴミ焼却設備から排出された 焼却灰では、 ダイォキシン類に汚染されているこ とが報告され、 大 きな社会問題になっている。 このよ うなダイ キシン類に汚染され た土壌に対しては、 日経コ ンス ト ラクシヨ ン 6月 2 2 日号 （ 2 0 0 1年 6月 2 2 日発行、 日経 BP社、 4 8頁〜 5 2頁） に記載されてい る 「ジォメル ト工法」 のよ うに、 ダイォキシン汚染土壌を一度発掘 しビニール袋に入れ、 断熱炉内に設置し、 アーク加熱で 1 6 0 0 °C 以上の高温にするこ とでダイォキシン類の無害化が報告されている
発明の開示
しかし、 上述した先行技術では、 まず汚染土壌の採掘が不可欠で ある。 この採掘時の汚染土壌など拡散の問題が挙げられる。 また、 熱風を使用しているこ とゃ通電加熱による土壌の溶融処理を行って いるなど熱エネルギーと してのロ スが大きい。 本発明は汚染土壌を 短時間で無害化し、 必要に応じオンサイ ト （その場） で一挙に無害 化するための、 実用上可能な方法及びアプリ ケ一ターを提供するこ とにある。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、 その要旨は 次のとおり である。
( 1 ) 沸点 5 0 0 °C以下の化学物質で汚染された土壌にアプリ ケ一 ターを被せて、 マイ ク ロ波を照射し、 汚染土壌から化学物質を除去 するこ とを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法。
( 2 ) 沸点 5 0 0 °C以下の化学物質で汚染された土壌に断熱材を敷 いた後アプリ ケータ一を被せて、 マイ ク ロ波を照射し、 汚染土壌か ら化学物質を除去するこ とを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法
( 3 ) 沸点 5 0 0 °C以下の化学物質で汚染された土壌に、 マイ ク ロ 波吸収特性に優れた原料を散布したのち、 アプリ ケ一ターを被せて マイ ク ロ波を照射し、 汚染土壌から化学物質を除去するこ とを特徴 とする。 汚染土壌の無害化処理方法。
( 4 ) 沸点 5 0 0 °C以下の化学物質で汚染された土壌に、 マイ ク ロ 波吸収特性に優れた原料を散布した上に断熱材を敷いた後、 アプリ ケーターを被せてマイ ク ロ波を照射し、 汚染土壌から化学物質を除 去するこ とを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法。
( 5 ) 汚染土壌を掘削せずに、 その場でマイ ク ロ波を照射するこ と を特徴とする前記 （ 1 ) 〜 （ 4 ) の何れか 1項に記載の汚染土壌の 無害化方法。 .
( 6 ) マイ ク ロ波導波管を有するアプリ ケータの周囲に外接してマ イ ク 口波導波管のない 1又は 2以上の第 2のアプリ ケ一タを被せる こ とを特徴とする前記 （ 1 ) 〜 （ 5 ) の何れ力 1項に記載の汚染土 壌の無害化方法。
( 7 ) アプリ ケーターエッジを汚染土壌の地下 8 0 c m以上に埋設 するこ とを特徴とする前記 （ 1 ) 〜 （ 6 ) の何れか 1項に記載の汚 染土壌の無害化処理方法。
( 8 ) 化学物質で汚染された土壌の無害化処理に用いるアプリ ケー ターであって、 一方向に開口部を有し、 開口部と反対側にマイ ク ロ 波導波管及び排ガス処理手段に連通する管を有し、 内面が鉄などか らな り、 外面が断熱構造を有しているこ とを特徴とするアプリ ケー ター。
( 9 ) さ らに、 前記アプリ ケーターの周囲に外接して、 一方向に開 口部を有し、 前記排ガス処理手段に連通する管を有し、 かつマイク 口波導波管を有さず、 内面が鉄、 チタン又はアルミニウムからなり 、 外面が断熱構造を有する 1又は 2以上の第 2のアプリ ケ一タ—を 有するこ とを特徴とする前記 （ 8 ) 記載のアプリ ケーター。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明に係るアプリ ケーターを用いた処理方法の概要を 示す断面図である。
図 2は、 本発明に係る処理方法による油汚染土壌の分析結果を示 す図である。
図 3は、 本発明に係る別の処理方法の概要を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
前記 （ 1 ) に係る発明において、 沸点 5 0 0 °C以下の化学物質と は、 例えば油類、 揮発性有機物質、 ダイォキシン類を意味する。 油 類とは、 ベンゼン （沸点 8 0 °C ) 、 ガソ リ ン （沸点 2 0 0 °C以下） などのものをいう。 揮発性有機物質の例と しては、 テ ト ラク ロ ロェ チレン （沸点 1 2 1 . 2 °C ) などをいう。
ダイォキシン類 （沸点 5 0 0 °C ) と しては、 総称ポリ塩化ジベン ゾダイォキシン （PCDD) をいう 力 S、 特にポリ塩化ジベンゾフラン （ PCDF) 等の芳香族系塩素化合物、 特に 2， 3， 7， 8 —四塩化ジべ ンゾダイォキシン （TCDD) 等の有毒物質も含む。 本発明に係るマイ ク ロ波照射場では、 マイ ク ロ波を吸収する汚染 された土壌に対して、 図 1 に示すよ うな、 一方向に開口部を有する アプリ ケーター 1 (例えば、 直径 112cmの円形アプリ ケ一ター） を 地表に設置又は地中に埋設し、 アプリ ケーター 1 の上部よ り導波管 2 を介してマイ ク ロ波 3を直接も しく はマイ ク ロ波吸収特性に優れ た原料粉末 （例えば製鋼スラグタス ト） 4を介して、 汚染土壌 5に マイ ク ロ波 3 を照射し、 このマイ ク ロ波 3で汚染土壌 5及び汚染物 質更には土壌に含有している水を直接加熱するこ とで、 マイ ク 口波 による非熱効果 （microwave effect) によ り、 格段に速い速度で 汚染物質の揮発を達成するこ とが可能となる。
ここで、 マイ ク ロ波による非熱効果とは、 「マイ ク ロ波加熱技術 集成」 株式会社 NTS発行 （ 1 9 9 4年 3月 3 0 日） の 7 3 3頁に 3 行目から記載されているよ う に、 従来、 加熱を行う場合にマイ ク ロ 波による と、 通常の加熱によるよ り も反応や殺菌などが早く 、 かつ 十分に行われているこ とが知られていた。 また、 本来セラ ミ ックの 焼結開始温度はどうのよ うな熱源を用いても一定と考えられている が、 マイク 口波で行う と焼結開始温度が低下するなどの現象が認め られ、 これらを称してマイ ク ロ波の非熱効果という。
まず、 この非熱効果に関する実験を実施した。 電子レンジのよ う に閉じられたアプリ ケーター内部に、 ベンゼンを 2重量％( 20000pp m)含有している土の成形体を入れ、 この成形体内部に光ファイバ一 式熱電対を入れておき、 2. 4 5 GH z の周波数のマイ ク ロ波を照射 し、 土成形体の温度を 7 0 °Cまで加熱後、 ベンゼンの残存量を測定 した結果、 50ppm(50mg/kg)とベンゼンの沸点以下の 7 0 °Cに保持し たにもかかわらず、 ベンゼンが殆ど気化しているこ とがわかった。 前述の特開平 8 — 3 3 8 8 2号公報では、 加熱温度を沸点 + 5 0 °C以内と していたが、 本発明のマイ ク 口波を活用するこ とで沸点以 下の温度でも十分な作用が発生している。 これが本実験マイ ク 口波 の非熱効果である。 この原因と して、 ベンゼン単独でのマイ ク ロ波 吸収能と、 土に残存する水分の蒸発に伴うガス ドリ フ ト効果なども 考えられる。 なお、 ここでの油類の分析方法は四塩化炭素抽出一赤 外線分光分析法にて行った。
以下本発明について詳細に説明する。
上述の汚染土壌を予め掘削し、 一力所以上に集めた土壌にアプリ ケーターを被せても良いし、 掘削せずに、 汚染土壌の存在する箇所 にその場でアプリ ケーターを被せても良い。 アプリ ケータ—は土壌 の上に置くだけでも沸点 5 0 0 °C以下の化学物質がアプリケータ一 外部に放散されることを防止するので本発明の効果を得るこ とがで きる。
しかし、 地中内部に存在する化学物質がマイ ク ロ波加熱によ り ァ プリ ケーター外面から大気中に放散されるのを、 充分に防ぐために はアプリ ケ一ターを地中まで埋設するこ とが好ましい。 アプリ ケー ターは内面が、 鉄、 好ま しく はステンレス鋼、 チタン （合金を含む ) 6 (図 1参照） など酸化しがたい金属又は、 アルミニウム （合金 を含む） であるこ とを特徴と し、 かつ土と接触している面の反対側 に断熱材 7 (図 1参照） が設置されているこ とが望ま しく 、 アプリ ケ一ターを機械的に打ち込んでアプリ ケータ一エッジを地下 l c m 以上に埋設するこ とが好ましく 、 さ らに 1 0 c m以上、 よ り好ま し く は 2 0 c m以上の位置に埋設するこ とが望ましい。 このアプリ ケ ータ一エッジ （アプリ ケーター先端） は、 地中に埋設しやすいよ う に鋭角にした り、 公知の螺旋羽を設けるこ とが好ま しい。 埋設深さ が l c m未満と浅いとマイ ク ロ波によ り アプリ ケーター外面の土ま でマイ ク ロ波によ り加熱され、 加熱された汚染物質がアプリ ケ一タ 一外面から大気中に放散される可能性がある。 この状態のままでマイ ク 口波を照射してもよいし、 事前にマイ ク 口波吸収特性に優れた原料を厚さ 1 5 mm以内に散布した後マイ ク 口 波を照射してもよい。 また、 事前にセラ ミ ックファイバ一等の公知 の断熱材を敷いた後マイ ク ロ波を照射する と熱効率が向上するので 好ま しい。 さ らに、 事前にマイ ク ロ波吸収特性に優れた原料を散布 した上に断熱材を敷いた後に、 マイ ク 口波を照射すれば更に熱効率 が高く なるので、 よ り好ま しい。 この時照射されたマイク ロ波によ り地中内部から土や汚染物質や土の含有する水自身もマイ ク ロ波で 加熱され、 汚染物質の沸点の低いものから順に気相へ移行し、 土壌 が浄化される。
ここで、 マイ ク ロ波吸収特性に優れた原料と しては、 酸化鉄や、 酸化鉄を多量に含有する製鉄ダス トゃ製鉄スラグを使用するこ とが でき、 他にはブラウンアルミナなどは、 強誘電材料なので、 マイ ク 口波を吸収しやすいので好適である。 また半導体特性を有する S i C 、 導電体材料である ZrB2などは、 誘電特性と同時に表皮効果によ り 、 金属粉末などと同様の粉体表面への大電流発生によ りマイ ク ロ波 による昇温特性が向上するので好ま しい。 このよ うなマイ ク 口波吸 収特性に優れた原料を汚染土壌に対して、 厚み 15mm以下に散布する こ とが好ましい。 15mm超散布する と、 却ってこの散布によるマイ ク 口波吸収が著しく なり、 つま り、 土壌へのマイク ロ波加熱が少なく なり、 この撒布原料からの伝熱主体で土壌が昇温されるので、 土壌 へのマイ ク 口波照射には有効的でなく 、 その高温に加熱された散布 原料からの大気中への熱放散も大き くエネルギーロスになる。 また 、 雰囲気が高温となりすぎエネルギーロスとなり 、 アプリ ケーター が損傷しやすく なる。
これら原料の粒径と しては 1 m〜 2 mmが望ま しい。 1 m未満で は原料が高価となる。 また、 2 mra超の原料も同様に高価となる。 マイ ク ロ波の周波数については、 0 . 9 1 5 GH z でも、 電子レン ジなどで採用されている 2 . 4 5 GH z 、 更にはク ライス ト ロ ンなど で 6 GH z 、 ジャイ ラ ト ロ ンで 2 8 GH z など様々な周波数帯があるが 、 どの周波数帯を用いても良い。 汚染物質が比較的地中深く まで浸 透している場合は、 土壌へのマイ ク ロ波の浸透深さの観点から、 2 . 4 5 GH z 以下が好ましい。 一方、 例えばダイォキシン飛灰が降り 積もったよ うな表層だけが汚染されている土壌に対しては、 表面だ けを高温に上げるこ とが重要なので 6 GH z以上の周波数が好ましい 。 マイ ク ロ波の好ま しい照射条件は以下のとおりである。 汚染土壌 の面積に対して 5〜 1 0 0 k w / m 2 の照射が好ま しい。 5 k w m 2 未満では反応に時間がかかりすぎる。 1 0 0 k w Z m 2 超では 、 局部的に 1 0 0 0 °C以上の高温になり アプリ ケ一ターが損傷しや すく なる。 また、 膨大な設備費がかかる。
また、 マイ ク ロ波導波管を有するアプリ ケータの周囲に外接して マイ ク ロ波導波管のない 1又は 2以上の第 2のアプリ ケータを被せ る と、 マイ ク ロ波導波管を有するアプリ ケータを被せた部分の土壌 の温度は最大温度 1 0 0 0 °C前後に達し、 沸点 5 0 0 °C以下の化学 物質を充分に分解又は気化させるこ とができ、 そのアプリ ケータの 周囲にマイ ク ロ波導波管のない第 2のアプリ ケータを被せるこ とに よ り 、 第 2のアプリ ケータの周囲に化学物質を放散させるこ となく 、 安全かつ容易に汚染土壌の無害化を達成するこ とができる。 実施例
(実施例 1 )
都市ガス工場跡地からの油汚染除去の試験を行った。 まず、 この 土地の深さ毎の油汚染測定を実施した。 図 2にその測定結果を示す 。 土壌中油類の分析方法は、 四塩化炭素抽出一赤外線分光分析法に て行った。 この結果からわかるよ う に油汚染されている土地は表層 から 5 0 c m以下は殆ど汚染されていないこ とがわかった。 この土 壌に図 1 に示すアプリ ケータを、 アプリ ケータエッジが地表に一致 するよ うに、 その場で土壌に被せて、 0. 9 1 5 GH z のマイ ク ロ波 を 5 k w/m 2の照射条件で 8時間照射した。 アプリ ケータは板厚 3 mmのステンレス製と し、 その外面を厚さ 2 5 mmのセラ ミ ック ファイバ一のブランケッ トで厚み約 75mmとなるよ うに断熱被覆した 。 その結果、 表面から深さ 8 0 c mまで油類含有量が 5 O m g Z k g以下と汚染土壌物質の除去が図れたこ とを確認した。
(実施例 2 )
特に化学物質にて汚染されていない土壌に、 テ トラク ロ ロェチレ ンを含有している金属洗浄剤を 5cc散布後、 直ぐに実施例 1 と同一 のアプリ ケータを、 アプリ ケーターエッジが地下 1 0 O mmとなる よ うに、 その場で土壌に埋設し、 0. 9 1 5 GHz のマイ ク ロ波を 1 0 k w/m 2 の照射条件で 6時間照射した結果、 土壌表面から深さ 8 0 c mまでテ ト ラク ロ 口エチレンを検出するこ とはなかった。 尚 、 テ トラク ロ ロエチレンの分析は、 GC-EDC (ガスク ロマ トグラフ一 電子捕獲法） でおこなった。
(実施例 3 )
特に化学物質にて汚染されていない土壌に、 粒径 2 0 0 /zm以下 の SiC原料を 10mm厚さ散布し、 実施例 1 と同一のアプリ ケータを、 その場でアプリ ケーターエッジが地下 4 O mmとなるよ うに土壌に 埋設し、 2 . 4 5 GHz のマイ ク ロ波を 3 0 k wZm2 の照射条件で 6時間照射した。 土壌表面から深さ 2 0 c mまで 9 5 0 °Cまで昇温 した。
(実施例 4 )
特に化学物質にて汚染されていない土壌に、 実施例 1 と同一の示 すアプリ ケータを、 アプリ ケーターエッジが地下 8 0 mmとなるよ うに、 その場で土壌に埋設し、 2 8 GHz のマイ ク ロ波を 3 0 k w/ m 2 の照射条件で 6時間照射した。 土壌表面から深さ 1 0 c mまで 1 2 0 0 °Cまで昇温した。
(実施例 5 )
実施例 1 に示す都市ガス工場跡地からの油汚染除去の試験を行つ た。 概要を図 3 に示す。 初めに土壌 5に製鉄ダス ト 4 を厚さ 1 0 m mとなるよ う に散布し、 その上に厚さ 5 O mmのセラ ミ ックフアイ バー 7 を被せた。 その後に、 図 3に示すアプリ ケータ 1 を、 アプリ ケータエッジが地下 1 0〜 1 5 c mに一致するよ う に埋設した。 ァ プリ ケ一タ 1の 1個の大きさは 0. 6 m X 0. 8 m X高さ 0. 3 m で板厚 3 mmのステンレス製と し、 実施例 1 と同様にセラ ミ ッ ク フ アイバー 7で断熱被覆し、 導波管 2 を有するアプリ ケ一タ 1 の 1個 の周囲に外接するよ うに計 8個の第 2のアプリ ケータ 1 を被せた。 アプリ ケータ 1 は板厚 3 mmのステンレス製と し、 その外面を厚さ 2 5 mmのセラ ミ ックファイバーのブランケッ ト 7で厚み約 75mmと なるよ うに断熱被覆した。
2. 4 5 GH z のマイ ク ロ波を 3 0 k wZアプリ ケータの照射条件 で 8時間照射した。 その結果、 表面から深さ 8 0 c mまで油類含有 量が 5 O m g k g以下と汚染土壌物質の除去が図れたこ とを確認 した。
なお、 図 3 において、 電気ヒーター 9、 水処理系 1 0、 ガスフィ ルター 1 1 は必要に応じ設置すればよい設備であり 、 本発明に必須 の構成要件ではないこ とは言う までもない。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 沸点 5 0 0 °C以下の化学物質で汚染された土壌にアプリ ケ一 ターを被せて、 マイ ク ロ波を照射し、 汚染土壌から化学物質を除去 するこ とを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法。
2 . 沸点 5 0 0 °C以下の化学物質で汚染された土壌に断熱材を敷 いた後アプリ ケーターを被せて、 マイ ク ロ波を照射し、 汚染土壌か ら化学物質を除去するこ とを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法
3 . 沸点 5 0 0 °C以下の化学物質で汚染された土壌に、 マイ ク ロ 波吸収特性に優れた原料を散布したのち、 アプリ ケーターを被せて マイ ク ロ波を照射し、 汚染土壌から化学物質を除去するこ とを特徴 とする汚染土壌の無害化処理方法。
4 . 沸点 5 0 0 °C以下の化学物質で汚染された土壌に、 マイ ク ロ 波吸収特性に優れた原料を散布した上に断熱材を敷いた後、 ァプリ ケ一ターを被せてマイ ク ロ波を照射し、 汚染土壌から化学物質を除 去するこ とを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法。
5 . 汚染土壌を掘削せずに、 その場でマイ ク ロ波を照射するこ と を特徴とする請求項 1〜 4の何れか 1項に記載の汚染土壌の無害化方 法。
6 . マイ ク ロ波導波管を有するアプリ ケータの周囲に外接してマ イ ク 口波導波管のない 1又は 2以上の第 2のアプリ ケータを被せる ことを特徴とする請求項 1〜 5の何れか 1項に記載の汚染土壌の無害 化方法。
7 . アプリ ケーターエッジを汚染土壌の地下 1 c m以上に埋設す るこ とを特徴とする請求項 1〜 6の何れ力 1項に記載の汚染土壌の 無害化処理方法。
8 . 化学物質で汚染された土壌の無害化処理に用いるアプリ ケー ターであって、 一方向に開口部を有し、 開口部と反対側にマイ ク ロ 波導波管及び排ガス処理手段に連通する管を有し、 内面が鉄、 チタ ン又はアルミニウムからなり、 外面が断熱構造を有しているこ とを 特徴とするアプリ ケーター。
9 . さ らに、 前記アプリ ケーターの周囲に外接して、 一方向に開 口部を有し、 前記排ガス処理手段に連通する管を有し、 かつマイ ク 口波導波管を有さず、 内面が鉄、 チタン又はアルミニウムからな り 、 外面が断熱構造を有する 1又は 2以上の第 2のアプリ ケ一タ—を 有するこ とを特徴とする請求項 8記載のアプリ ケーター。
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