(57)【要約】【課題】汚染土壌処理に伴って発生する汚染水を効果的に浄化し外部に持ち出すことなく有効利用することができる汚染土壌の処理方法及び処理システムを提供する。【解決手段】ふっ素を含有する汚染土壌を掘削する土壌掘削工程（Ｓ１３０）と、土壌掘削工程（Ｓ１３０）で汚染土壌を掘削する際に滲出したふっ素を含有する汚染水に酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材及び塩化マグネシウムを混合し、汚染水中のふっ素を不溶化処理する水処理工程（Ｓ２００）と、水処理工程（Ｓ２００）で浄化処理した処理水、酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材、及び塩化マグネシウム溶液を土壌掘削工程（Ｓ１３０）で掘削した汚染土壌に混合し、汚染土壌中のふっ素を不溶化処理する不溶化処理工程（Ｓ３３０）とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ふっ素を含有する汚染土壌を掘削する掘削工程と、
この掘削工程で汚染土壌を掘削する際に滲出したふっ素を含有する汚染水に酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材及び塩化マグネシウムを混合し、汚染水中のふっ素を不溶化処理する水処理工程と、
この水処理工程で浄化処理した処理水、酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材、及び塩化マグネシウム溶液を前記掘削工程で掘削した汚染土壌に混合し、汚染土壌中のふっ素を不溶化処理する不溶化処理工程と
を有することを特徴とする汚染土壌処理方法。
【請求項２】
請求項１の汚染土壌処理方法において、前記処理水を塩化マグネシウム溶液の溶媒として汚染土壌に混合することを特徴とする汚染土壌処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２の汚染土壌処理方法において、前記処理水を含水比調整用の水分として汚染土壌に混合することを特徴とする汚染土壌処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの汚染土壌処理方法において、前記水処理工程は、汚染水を静置して汚染土壌粒子を沈殿させる工程を有し、ここで沈殿させた汚染土壌粒子を前記掘削工程で掘削した汚染土壌とともに前記不溶化処理工程で不溶化処理することを特徴とする汚染土壌処理方法。
【請求項５】
ふっ素を含有する汚染土壌を掘削する掘削装置と、
この掘削装置で汚染土壌を掘削する際に滲出したふっ素を含有する汚染水を貯留して酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材を混合するための水タンクと、
前記汚染水を貯留して塩化マグネシウムを混合するための水タンクと、
酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材を前記掘削装置で掘削した汚染土壌に混合する混合装置と、
前記水タンクで酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材及び塩化マグネシウムを混合されて不溶化処理された処理水、及び塩化マグネシウム溶液を前記掘削装置で掘削した汚染土壌に混合する混合装置と
を備えたことを特徴とする汚染土壌処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は土壌に含有されたふっ素を不溶化処理する汚染土壌の処理方法及び処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
平成１１年２月２２日付けで水質汚濁に係る環境基準（昭和４６年１２月環境庁告示第５９号）及び地下水の水質汚濁に係る環境基準（平成９年３月環境庁告示第１０号）が改正され、硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素、ほう素とともに、人の健康保護に関する環境基準の項目にふっ素が追加された。それに伴い、平成１３年３月、土壌環境基準にふっ素等が新たに追加された。
【０００３】
ふっ素は、自然由来、工場からの排水等によって土壌中に存在し得るが、降雨等によって土壌中のふっ素が地下水等に侵入すると飲料水に混入される恐れがある。こうした飲料水を摂取することによって過剰なふっ素が人体に取り込まれると、斑状歯や骨格ふっ素中毒症（歩行障害）、ふっ素沈着症などの原因となる恐れもあるため、ふっ素汚染土の処理技術は環境保全の面で非常に重要な技術となってきている。
【０００４】
そこでふっ素汚染土の処理に関し、酸化マグネシウム及び塩化マグネシウムをふっ素汚染土に添加して混合することで、ふっ素汚染土中のふっ素を不溶化させる技術が提唱されている（特許文献１等参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２４０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
土壌汚染の現場では、地下水位よりも深いところまで汚染が広がっていることが多く、地下水中に汚染物質が溶出していることも珍しくない。したがって、汚染土壌を掘削して不溶化する場合には掘削時に発生する汚染水の処理が必要になる。
【０００７】
しかしながら、専用のプラントを設置して周辺環境に排水することが許容される（環境基準を満たす）水準まで汚染水を浄化するには多大な費用がかかるのが実情である。専用の処理プラントが設置できない場合は汚染水を廃棄物として処理せざるを得ない場合も少なくない。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、汚染土壌処理に伴って発生する汚染水を効果的に浄化し外部に持ち出すことなく有効利用することができる汚染土壌の処理方法及び処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ふっ素を含有する汚染土壌を掘削する掘削工程と、この掘削工程で汚染土壌を掘削する際に滲出したふっ素を含有する汚染水に酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材及び塩化マグネシウムを混合し、汚染水中のふっ素を不溶化処理する水処理工程と、この水処理工程で浄化処理した処理水、酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材、及び塩化マグネシウム溶液を前記掘削工程で掘削した汚染土壌に混合し、汚染土壌中のふっ素を不溶化処理する不溶化処理工程とを有する。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記処理水を塩化マグネシウム溶液の溶媒として汚染土壌に混合する。
【００１１】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記処理水を含水比調整用の水分として汚染土壌に混合する。
【００１２】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかにおいて、好ましくは、前記水処理工程は、汚染水を静置して汚染土壌粒子を沈殿させる工程を有し、ここで沈殿させた汚染土壌粒子を前記掘削工程で掘削した汚染土壌とともに前記不溶化処理工程で不溶化処理する。
【００１３】
（５）上記目的を達成するために、また本発明は、ふっ素を含有する汚染土壌を掘削する掘削装置と、この掘削装置で汚染土壌を掘削する際に滲出したふっ素を含有する汚染水を貯留して酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材を混合するための水タンクと、前記汚染水を貯留して塩化マグネシウムを混合するための水タンクと、酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材を前記掘削装置で掘削した汚染土壌に混合する混合装置と、前記水タンクで酸化マグネシウム又はこれを主成分とする添加材及び塩化マグネシウムを混合されて不溶化処理された処理水、及び塩化マグネシウム溶液を前記掘削装置で掘削した汚染土壌に混合する混合装置とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、汚染土壌の処理と同様に酸化マグネシウム（又はこれを主成分とする添加材）及び塩化マグネシウムを混合し汚染水を浄化処理することにより、汚染土壌や処理土と化学的なバランスが変わらない処理水を得ることができる。この処理水は汚染土壌処理用水として好適であり、処理水を汚染土壌処理に有効利用することができる。したがって、汚染水を効果的に浄化し外部に持ち出すことなく有効利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る汚染土壌処理の実施の形態を以下に説明する。
［１］不溶化処理の基本原理
ここではまず、本発明のふっ素不溶化処理の基本概念について説明する。
本発明に係る汚染土壌処理は、ふっ素を含有する汚染土壌全般に適用可能であるが、特にｐＨ１０を超えるようなアルカリ性を呈するふっ素汚染土を処理対象とした場合には他の方法に比して顕著な効果を奏する。アルカリ性を呈するふっ素汚染土の代表例は、例えば硬化剤として酸化マグネシウムが添加された鋳物砂や改良材としてカルシウム分が添加された改質土にふっ素が混入してしまった土壌等が挙げられる。これらの場合に限られず、自然由来又は他の要因により酸化マグネシウムやカルシウム分またはその他の物質を含有することによってアルカリ性を呈するに至ったふっ素汚染土の処理にも本発明は好適である。
【００１６】
本発明の汚染土壌処理方法は、上記のようなアルカリ性を呈するふっ素汚染土を酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムを主成分とする添加材（以下、単に“酸化マグネシウム”又は“不溶化剤”と適宜記載する）と混合処理する工程を有する。土壌環境基準値（公定法により土壌から作成した検液中のふっ素溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下）を満たす水準にふっ素を不溶化処理する限りにおいては酸化マグネシウムの混合工程のみでも相応の効果を奏する。酸化マグネシウムは粉末の状態で混合するものとするが、場合によっては液体に混合した状態で汚染土壌に添加することも可能である。但し、粒径１ｍｍ以下、さらには１０μｍ以下の粉末が好ましい。また、粉末の酸化マグネシウムは、高純度のものや比表面積の大きなものが好ましい。
【００１７】
また、酸化マグネシウムの混合工程に加え、塩化マグネシウムを汚染土壌に混合処理する工程を行うことにより、ふっ素の不溶化反応をより一層安定化させる。塩化マグネシウムは溶液の状態で汚染土壌に添加することとするが、場合によっては粉末の状態で添加しても良い（以下、塩化マグネシウムを酸化マグネシウムと併せて“不溶化剤”と記載する場合がある）。塩化マグネシウムの混合工程は、酸化マグネシウムの混合工程との前後を問わず、両工程を同時に行うこともできる。
【００１８】
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を汚染土壌に混合する工程では、
ＭｇＯ（固体）＋Ｆ−→ＭｇＯ・・・Ｆ−
と表されるように、汚染土壌中に不溶化し得る状態で存在していたふっ素イオンが酸化マグネシウムの固体表面に吸着されて不溶化状態となる。上式中の記号“・・・”は吸着された状態を模式的に表したものである。
【００１９】
塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）を混合する工程では、
３ＭｇＯ（固体）＋ＭｇＣｌ２＋ｎＨ２Ｏ→３ＭｇＯ・ＭｇＣｌ２・ｎＨ２Ｏ
で表されるように、酸化マグネシウムが塩化マグネシウムと反応してマグネシアセメントが生成される。この際、酸化マグネシウムの固体表面に吸着されたふっ素がマグネシアセメントのセメント構造物内に取り込まれるため、ふっ素がより安定的に不溶化状態となる。また、マグネシアセメントの生成に伴い、処理土がある程度固化され、所定の養生期間が経過すれば、そのあと特に強度改良を施さなくても埋め戻し土としてそのまま利用することができる（埋め戻し土としてのハンドリング性を確保することができる）。
【００２０】
［２］全体工程
続いて図面を用いて本発明に係る汚染土壌処理の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る汚染土壌処理の一実施の形態の全体工程を概略的に表した工程フロー図である。
図１に示すように、本実施の形態における汚染土壌処理は、汚染土壌の掘削や処理土の埋め戻し等を行う掘削・埋め戻し工程（Ｓ１００）と、掘削・埋め戻し工程（Ｓ１００）で発生した汚染水を浄化処理する水処理工程（Ｓ２００）と、掘削した汚染土壌を処理する土壌処理工程（Ｓ３００）とを有する。これら工程１００〜３００についてそれぞれ説明していく。
【００２１】
（２−１）掘削・埋め戻し工程
特に図示していないが、掘削・埋め戻し工程（Ｓ１００）を施工する前に土壌汚染現場の汚染状況を事前調査する必要があり、ボーリング調査等によって土壌をサンプリングし、サンプリングした土壌についてふっ素の溶出量を測定する。ふっ素溶出量の測定方法は限定されないが、例えば公定法に基づいて作成した検液中のふっ素濃度を測定する。その結果、処理対象土壌におけるふっ素の溶出量が土壌環境基準値を超えている場合、その採取場所の土壌が処理対象の汚染土壌として特定される。
【００２２】
図２は汚染土壌の地中断面の模式図である。
汚染物質であるふっ素の含有量が土壌環境基準値以内の清浄土Ｓにふっ素含有量が土壌環境基準値を超えた汚染土壌Ｃが分布している。図２のモデル図において、汚染土壌Ｃは地下水Ｗの下側にまで及んでいる。地下水Ｗのさらに下方には地下水Ｗを通し難い不透水層Ｉが存在している。このモデルのような汚染状況は、汚染物質を地中に埋めた場合によく見られる。こうした汚染状況の場合、地下水Ｗ中にふっ素が溶出している可能性が高い。地下水Ｗに溶け出したふっ素イオンは地下水Ｗに伴って移動するがＶＯＣ（揮発性有機化合物、テロラクロロエチレン等）に比較すれば、土中の電位や有機物等に制約されて移動距離が短い。
【００２３】
図２に例示されるような汚染土壌Ｃを対象とした場合、掘削・埋め戻し工程（Ｓ１００）では、まず遮水工（Ｓ１１０）に着手し、地下水の流れを遮断する矢板Ｆを地表面から不透水層Ｉにかけて打ち込む。これにより汚染エリアの地下水Ｗを周囲の地下水Ｗから分離する（図３参照）。
【００２４】
続く地下水汲み上げ工（Ｓ１２０）では、地下水Ｗを汲み上げるための井戸Ｂ（一般に釜場と称される）を汚染土壌Ｃに掘り、井戸Ｂに滲み出てくる汚染水（滲出水）をポンプＰにより汲み上げる。これにより汚染土壌Ｃの水位を下げ、汚染土壌Ｃを掘削し易くする。なお、井戸Ｂはボーリング井戸であっても良いし、単に掘削重機（油圧ショベル等）で掘削した窪みでも良い。井戸Ｂから汲み上げられた汚染水は後述する水処理工程（Ｓ２００）にて処理される。
【００２５】
土壌掘削工程（Ｓ１３０）では油圧ショベル等の掘削重機で汚染土壌Ｃ及びその周辺の清浄土Ｓを掘削し、掘削した汚染土壌Ｃを土壌処理工程（Ｓ３００）にて移して処理する。
【００２６】
汚染土壌Ｃを掘削したら、図４に示したように、続く敷き土工程（Ｓ１４０）で掘削箇所に清浄な土砂を敷いて敷き土層Ｌを形成し、埋め戻し工程（Ｓ１５０）に手順を移して土壌処理工程（Ｓ３００）にて処理された処理土Ｒを敷き土層Ｌの上に埋め戻していく。こうして掘削箇所に処理土Ｒを埋め戻したら、最後の覆土工程（Ｓ１６０）で処理土Ｒの表面を覆土Ｈで覆い、必要に応じて転圧する。覆土工程（Ｓ１６０）を終えたら矢板Ｆを引き抜き、設備の撤収や整地等の別途作業を除き、図１に示した汚染土壌処理に係る全体工程は終了する。
【００２７】
なお、上記ではいわゆる覆土・敷き土工法を採用し、処理土Ｒを敷き土Ｌ及び覆土Ｈで囲うことで処理土Ｒの土粒子の移動を抑制して万全を期した場合を好適例として示したが、土壌処理工程（Ｓ３００）を施された処理土Ｒは十分にふっ素が不溶化されていれば、覆土・敷き土工法に拠らず単純に掘削箇所に埋め戻しても良い。
【００２８】
（２−２）水処理工程
この水処理工程（Ｓ２００）では、掘削・埋め戻し工程（Ｓ１００）の地下水汲み上げ工（Ｓ１２０）で汲み上げた地下水、すなわち汚染物質であるふっ素を含有している可能性の高い汚染水を浄化処理する。水処理工程（Ｓ２００）における汚染水の浄化方法は汚染土壌の浄化方法と本質的に同様であり、酸化マグネシウムと塩化マグネシウムを汚染水に混合し、汚染水中に溶け込んだふっ素を不溶化するものである。
【００２９】
水処理工程（Ｓ２００）の手順を図１に倣って説明すると、まず凝集沈殿処理工程（Ｓ２１０）にて、地下水汲み上げ工（Ｓ１２０）でポンプＰによって汲み上げられた汚染水は水タンクＴ１（図５参照）に貯水され、水タンクＴ１内に汚染水を静置しておくことによって汚染水とともに汲み上げられた土砂等を沈殿させる。沈殿した土砂等は土壌掘削工程（Ｓ１３０）で掘削された汚染土壌とともに土壌処理工程（Ｓ３００）に送られる。このとき、図１では沈殿した土砂等を土壌処理工程（Ｓ３００）中の不溶化処理工程（Ｓ３３０）に供する例を図示しているが、比較的大きな礫や土塊等が含まれる場合には沈殿した土砂等を前処理工程（Ｓ３２０）に供することが望ましい。
【００３０】
凝集沈殿処理工程（Ｓ２１０）を終えて土砂等と分離した汚染水は、続く不溶化処理工程（Ｓ２２０）にて、水タンクＴ１から別の水タンクＴ２（図５参照）に移され、ここで不溶化剤（酸化マグネシウム及び塩化マグネシウム）を添加・混合される（水タンクＴ２で両不溶化剤を添加しなくても両不溶化剤を異なるタンクで別々に添加するようにしても良い）。これら不溶化剤との反応によってふっ素は沈殿し、水タンクＴ２内の上澄み液は清浄な処理水となる。なお、地下水汲み上げ工程（Ｓ１２０）で汲み上げられた汚染水は汚染土壌ＣとｐＨが同程度であり、アルカリ性を呈するふっ素汚染土の掘削現場で汲み上げられた汚染水は、汲み上げ時点でｐＨ１０程度であることが多い。このｐＨは不溶化処理工程（Ｓ２２０）にて不溶化処理を施してもほぼ同じｐＨ１０程度の弱アルカリ性である。なおこの工程で使用される不溶化剤の状態は特に限定されないが、土壌処理工程（Ｓ３００）で用意されるものを流用すれば足りる。
【００３１】
続く分析工程（Ｓ２３０）では水タンクＴ２内の処理水のふっ素溶出量を分析する。分析方法は掘削・埋め戻し工程（Ｓ１００）に先がけて実施した前述の事前調査工程で検液の調査に用いた方法と同様で良い。分析の結果、処理水中のふっ素溶出量が土壌環境基準値以下になっていなければ水タンクＴ２にさらに不溶化剤を投入する等して処理水を再処理する。処理水中のふっ素溶出量の分析結果が土壌環境基準値以下になっていれば水タンクＴ２中の処理水（上澄み液）をさらに別の水タンクＴ３に移す。このとき、本実施の形態では水タンクＴ２にて土壌環境基準値を満たした処理水を土壌処理工程（Ｓ３００）や本工程（Ｓ２００）で使用する塩化マグネシウム溶液の溶媒として用いるため、水タンクＴ３に移す処理水（或いは水タンクＴ３に移された処理水）の一部は土壌処理工程（Ｓ３００）の塩化マグネシウム溶液生成工程（Ｓ３１０）に供される。沈殿物は土壌処理工程（Ｓ３００）にて処理する汚染土壌に混入しても良いし、別途処分しても良い。
【００３２】
土壌環境基準値を満足して水タンクＴ３に移された処理水のうち塩化マグネシウムの溶媒として使用されなかった処理水は放流しても良いが、この場合、続く中性化工程（Ｓ２４０）として中性化剤（塩酸等）を添加・混合することで、水タンクＴ３中の処理水を中性化する必要がある。そして、続く分析工程（Ｓ２５０）で処理水のｐＨを分析し、分析の結果、処理水のｐＨが設定範囲のｐＨに中性化されていないようであれば水タンクＴ３にさらに中性化剤を投入する等して処理水を再度中性化する。処理水のｐＨの分析結果が設定ｐＨの範囲に収まっていれば必要に応じて水タンクＴ３中の処理水を外部に放流する（Ｓ２６０）。
【００３３】
（２−３）土壌処理工程
この土壌処理工程（Ｓ３００）では、ふっ素の不溶化処理用の塩化マグネシウム溶液を生成する塩化マグネシウム生成工程（Ｓ３１０）、汚染土壌を目標粒度に分級したり細粒化したりする前処理工程（Ｓ３２０）、前処理した汚染土壌に酸化マグネシウム及び塩化マグネシウムを添加・混合して汚染土壌中のふっ素を不溶化処理する不溶化処理工程（Ｓ３３０）、不溶化処理後の処理土のふっ素溶出量を分析する分析工程（Ｓ３４０）等を主な工程として有する。
【００３４】
ｉ）塩化マグネシウム溶液生成工程
この塩化マグネシウム溶液生成工程（Ｓ３１０）では、水処理工程（Ｓ２００）の分析工程（Ｓ２３０）においてふっ素溶出量が環境基準を満たした処理水を溶媒として利用する。すなわち、粉末の塩化マグネシウム溶液又は設定値よりも高濃度の塩化マグネシウム溶液に処理水を加え、塩化マグネシウム濃度が設定範囲となるような塩化マグネシウム溶液を生成する。設定濃度の塩化マグネシウム溶液を作成する手段は特に図示していないが、単にタンク等の適当な容器に塩化マグネシウムと処理水を入れて人手又は攪拌装置によって攪拌し、塩化マグネシウム濃度が一様となるようにすれば足りる。勿論、後述する混合装置５１５のように容器（但し液体を貯留可能な容器）内に攪拌装置を有する混合装置等を用いることもできる。この工程で作成した塩化マグネシウム溶液は適宜貯留タンク５５３（後に図１４を用いて説明する）に移し不溶化処理工程（Ｓ３３０）で使用される。
【００３５】
ii）前処理工程
この前処理工程（Ｓ３２０）では、汚染土壌を粒度に応じて分級して目標粒度よりも大きなものと小さなものとを選別し、目標粒度よりも粒度が大きな汚染土壌を解砕する。後段の不溶化処理工程（Ｓ３３０）にて不溶化剤（酸化マグネシウム及び塩化マグネシウム）を汚染土壌全体に浸透させるには汚染土壌の粒度が適当に小さいことが望まれる。そこで、本実施の形態においては不溶化処理に先立ってこの前処理工程中に解砕工程（Ｓ３２５）を設けて汚染土壌を細粒化することとするが、目標粒度よりも小さく細粒化の必要がない汚染土壌は予め選別しておき目標粒度以上の汚染土壌のみを解砕することで不要な処理量を省略している。
【００３６】
このとき、解砕工程（Ｓ３２５）では、そのままでは効果的にふっ素が不溶化処理されない恐れがある目標粒度以上の汚染土壌を目標粒度以下に細粒化することに加え、汚染土壌に礫が含まれる場合にその礫の少なくとも一部が小割りされるようにする。この解砕工程は後述する解砕機械６００の解砕装置６０３（図１８参照）によって実施されるが、必要であればジョークラッシャ（後述する破砕機械４００等、図１２参照）を用いても良い。インパクトクラッシャ、シュレッダ等の他の破砕機も適用可能である。
【００３７】
また、選別工程で選別された目標粒度以下の汚染土壌と解砕された汚染土壌は別々に不溶化処理しても良いが、本実施の形態では、解砕した汚染土壌はそのまま不溶化処理に供さずに目標粒度以下に選別された汚染土壌を混合した後に不溶化処理に供する。解砕後の汚染土壌に混合する目標粒度以下の汚染土壌がない又は不十分である場合、他の清浄土や不溶化処理済の処理土で代替しても良い。
【００３８】
図６は前処理工程（Ｓ３２０）の工程フロー図である。
図６に示すように、前処理工程（Ｓ３２０）では、選別粒度Ｇ１（例えば１００ｍｍ程度）を基準にして土壌掘削工程（Ｓ１３０）で掘削された汚染土壌を選別する（Ｓ３２１）。この選別工程（Ｓ３２１）で選別された粒度Ｇが選別粒度Ｇ１よりも大きな土塊は破砕工程（Ｓ３２２）に供され、含有する岩や礫等とともにジョークラッシャやインパクトクラッシャ等の破砕機で破砕処理される。
【００３９】
破砕処理後の汚染土壌は選別工程（Ｓ３２１）で選別された選別粒度Ｇ１よりも小さな汚染土壌とともに、選別粒度Ｇ２（＜Ｇ１）を基準にしてさらに選別される（Ｓ３２３）。選別粒度Ｇ２は、不溶化処理工程（Ｓ３３０）にて不溶化剤と一定水準以上に均一に混ざり合う程度の粒度を意味する。この選別工程（Ｓ３２３）で選別された選別粒度Ｇ２よりも大きな土塊は破砕工程（Ｓ３２２）に戻されて破砕処理される。
【００４０】
選別工程（Ｓ３２３）で選別された選別粒度Ｇ２以下の汚染土壌は、続く選別工程（Ｓ３２４）にて目標粒度Ｇ３（＜Ｇ２）を基準にしてさらに選別される。この選別工程（Ｓ３２４）で選別された目標粒度Ｇ３よりも大きな汚染土壌は解砕工程（Ｓ３２５）に供され、含有する土塊や礫等とともに小割り解砕される。一方、目標粒度Ｇ３以下の汚染土壌は後段の不溶化処理工程（Ｓ３３０）に供される。このとき、本実施の形態では目標粒度Ｇ３以下の汚染土壌の一部を解砕工程（Ｓ３２５）後の汚染土壌に混合する（Ｓ３２６）。この混合工程（Ｓ３２６）を経ることで、Ｓ３２５にて解砕処理された比較的多くの礫分が含まれている可能性の高い汚染土壌に粒度分布を持たせた上、不溶化処理工程（Ｓ３３０）に供する。
【００４１】
なお、上記した“目標粒度Ｇ３”とは選別粒度Ｇ２の汚染土壌よりもさらに不溶化剤と均一に混ざり合う粒度であり、これよりも細粒であれば添加・混合された不溶化剤が汚染土壌全体に十分に拡散される粒度を指す。目標粒度Ｇ３は厳密には不溶化処理工程（Ｓ３３０）で用いる混合装置５１５（後の図１３参照）等の混合手段の性能や不溶化剤の性状に左右されるが、好ましい値（一般的な手法で効率が確保できる現状の最小値）は例えば２０ｍｍ程度である。さらに細かければなお良いことは言うまでもないが、篩を用いた選別方法では、２０ｍｍよりも目の細かい篩を用いた場合、汚染土壌の状態（含水比や土質等）によっては選別作業自体が困難な場合がある。汚染土壌を温風に同伴させ乾燥・粉砕しながら選別する手法等も考えられるが処理量に対して消費するエネルギーが多大であるため、トンオーダーの汚染土壌を処理するのが通常である本方法では適用できるケースが限られる。湿式分級の適用も考えられるが、後に含水比を下げるのに多大なエネルギー又は天日乾燥の時間を要する。
【００４２】
iii）不溶化処理工程・分析工程
不溶化処理工程（Ｓ３３０）では、選別工程（Ｓ３２４）で選別された目標粒度Ｇ３以下の汚染土壌、混合工程（Ｓ３２６）を経た汚染土壌、或いはこれらを混合した汚染土壌（本工程３３０の説明に記載する“汚染土壌”はこれらの総称とする）を対象としてふっ素の不溶化処理を実施する。不溶化処理方法は、前に述べた通り、酸化マグネシウム及び塩化マグネシウム溶液を汚染土壌に混合するものである。
【００４３】
図７は不溶化処理工程（Ｓ３３０）及び分析工程（Ｓ３４０）の工程フロー図である。
不溶化処理工程（Ｓ３３０）では、前処理工程（Ｓ３２０）を終えた汚染土壌と凝集沈澱処理（Ｓ２１０）で水タンクＴ１中に沈殿した土砂等とを処理対象とする。水タンクＴ１中に沈殿した土砂等は、比較的大きな礫等を含んでいるようなら掘削した汚染土壌とともに前処理工程（Ｓ３２０）に供するようにしても良い。
【００４４】
図７に示すように、前処理工程（Ｓ３２０）を終えた汚染土壌は不溶化処理工程（Ｓ３３０）に移され、Ｓ３３１の工程にて、酸化マグネシウム（粉末）を混合された後、さらにＳ３３２の工程で塩化マグネシウム（溶液）を混合される。先述したように、これら酸化マグネシウムを混合する工程と塩化マグネシウムを混合する工程の順序は問わず同時に行っても構わない。Ｓ３３２の工程を終えたら、Ｓ３３３の工程に移り、不溶化剤を混合処理した処理土を所定の場所で養生する。養生の方法は特に問わず自然乾燥によるもの等で足りる。
【００４５】
処理土を所定期間（例えば１日程度）養生したら分析工程（Ｓ３４０）に移る。この分析工程（Ｓ３４０）ではまず、Ｓ３４１の工程で処理土におけるふっ素の溶出量を測定する。この測定方法も特に限定されるものではないが、前述したふっ素溶出量の分析方法と同様に公定法に基づいて作成した検液中のふっ素の含有量（濃度）を測定する方法で良い。
【００４６】
そして、続く分析工程（Ｓ３４２）において、処理土のふっ素の溶出量が土壌環境基準値以下になっているかどうかを判定する。この分析工程（Ｓ３４２）において処理土のふっ素溶出量が土壌環境基準値を上回る場合、手順をＳ３３１に戻して処理土を再度不溶化処理する。一方、ふっ素が十分に不溶化されて処理土のふっ素溶出量が土壌環境基準値以下になっていれば、処理土を前述した埋め戻し工程（Ｓ１５０）に供して掘削箇所等に埋め戻し、一連の工程を終了する。
【００４７】
［３］作用効果
以上説明した本実施の形態における汚染土壌処理方法の作用効果を以下に順次説明する。
【００４８】
（３−１）基本作用
酸化マグネシウムやカルシウム分等を多く含んでアルカリ性を呈するふっ素汚染土を対象とした場合、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）や塩酸（ＨＣｌ）等の鉱酸を加えて酸性域にして不溶化処理を行うのは一般的である。しかしこの場合、次のような現象が生じる。
【００４９】
例えば酸化マグネシウムを多く含んだ土壌を例に挙げると、溶出し得る状態にあるふっ素の不溶化反応とは別に、元々その固体表面に一部のふっ素を吸着していた酸化マグネシウムと鉱酸との反応が下式のように進行し、マグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）が溶け出す。
ＭｇＯ（固体）＋Ｈ２ＳＯ４→Ｍｇ２＋＋ＳＯ４２−＋Ｈ２Ｏ
ＭｇＯ（固体）＋２ＨＣｌ→Ｍｇ２＋＋２Ｃｌ−＋Ｈ２Ｏ
このようにマグネシウムが溶け出す結果、酸化マグネシウムの固体表面に吸着されていたふっ素が一部放出され溶け出す（溶出し得る状態となる）。
【００５０】
つまり、鉱酸を加えて酸性域で不溶化反応を進行させる際、これに並行してふっ素を吸着していた物質と鉱酸との反応が生じ元々不溶化状態にあったふっ素を一部溶出し得る状態としてしまい、全体として不溶化反応が不安定になる恐れがある。また、元々ｐＨをアルカリ側に傾ける物質を含んだ土壌であるので、不溶化処理後の処理土はアルカリ性に戻り、これにより不溶化状態にあったふっ素の一部が溶出し得る状態になる恐れもある。したがって、アルカリ性のふっ素汚染土を対象とした場合、鉱酸を用いる従来方法では土壌環境基準値を満たす水準にまでふっ素を不溶化することは困難であった。
【００５１】
それに対し、本実施形態によれば、前述したように混合した酸化マグネシウムの固体表面にふっ素を吸着させることで汚染土壌中（汚染土壌の保有水分中）のに溶出し得る状態で存在するふっ素を不溶化することができる。このとき、アルカリ性を呈するふっ素汚染土を酸性化せず、酸化マグネシウムを混合することによってアルカリ域でふっ素を不溶化するので、ふっ素を吸着していた物質を変化させることがなく、元々不溶化の状態で汚染土壌中に存在していたふっ素が溶出し得る常態に変化することを防止することができる。また、アルカリ域でふっ素を不溶化するので、処理土がアルカリ域に戻る過程で、不溶化したふっ素が再び溶出し得る状態に戻ることもない。したがって、アルカリ性を呈するふっ素汚染土を対象として土壌環境基準値を満たす水準にまでふっ素を不溶化処理することができる。
【００５２】
また、汚染土壌のｐＨをアルカリ性に維持したままで不溶化処理を行うので、土壌中に存在する鉱物類を溶解させないこともふっ素の確実な不溶化に貢献する。すなわち、土壌中の鉱物類には例えば炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）等が存在し得るが、これは酸化マグネシウムと炭酸ガス（ＣＯ２）との反応、若しくは水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）と炭酸ガスとの反応により生成される。この炭酸マグネシウムに鉱酸が加わると、容易に脱炭酸ガスの反応が生じ溶解してしまう。これにより酸化マグネシウムの固体表面に吸着されていたふっ素が放出される可能性もあるが、本実施形態においてはこのようなことも生じない。
【００５３】
また、酸化マグネシウムに加えて塩化マグネシウムを混合することにより、酸化マグネシウムと塩化マグネシウムが反応してマグネシアセメントとなる際、酸化マグネシウムの固体表面に吸着されたふっ素をセメント構造物の内部に取り込ませることができ、ふっ素の不溶化反応をより安定化することができる。
【００５４】
（３−２）水処理による効果
土壌汚染現場では、土壌の汚染だけでなく周辺の地下水にまで汚染が広がっていることが多い。しかし汚染水の専用処理プラントを設置するには多大な費用を要する。汎用性の高い方法として、汚染水にキレート剤を添加しキレート剤に汚染物質を吸着させて回収する方法があるが、他の汚染物質に比してふっ素はキレート剤に吸着され難く、処理効率を十分に確保することが難しい。したがって、処理プラントを設置しない場合は、汚染水を廃莱物として処理せざるを得ないのが実情であり、汚染水が大量に発生するとその処理費用は多大なものになる。
【００５５】
そこで、本実施の形態では、汚染土壌の不溶化処理方法をそのまま汚染水の処理方法に適用し、汚染水に酸化マグネシウム及び塩化マグネシウムを添加して汚染水中のふっ素を不溶化させ沈殿させる。この水処理工程（Ｓ２００）は、土壌汚染現場では汚染水の汚染源は汚染土壌の汚染源と同一であることから、汚染土壌と同一方法で汚染物質を不溶化することが可能であるとの本願発明者等の知見に基づいて着想されたものである。
【００５６】
しかも、汚染土壌と同じ汚染源に汚染された汚染水を汚染土壌と同一処理によって浄化した処理水は、使用された不溶化剤は勿論、ｐＨ等も汚染土壌や処理土と同程度である。これは処理前の汚染土壌と処理土のｐＨが変化しない本実施の形態の不溶化処理方法（酸化マグネシウム及び塩化マグネシウムの混合）により実現されるものである。
【００５７】
そして、本実施の形態によれば水処理工程（Ｓ２００）において元々の化学的なバランスを崩すことがないので、化学的バランスが土壌と同じ処理水を土壌の不溶化処理に利用することによって反応の長期安定性を向上させる効果も期待できる。もし処理前の汚染土壌と処理土とでｐＨに差があると、長期的には処理前の土壌ｐＨに戻る可能性がある。つまり、土壌の不溶化効果が将来的に低下する恐れがあり、土壌の不溶化処理で利用する水分の性状は長期的な処理安定性に影響し得る。
【００５８】
また、仮に水処理工程（Ｓ２００）で処理した処理水を外部に放流する場合には処理水を中性化しなければならないが、汚染土壌の不溶化処理工程で利用する分に関してはその必要もなく、上記の処理安定性及び汚染水の有効利用等の効果に加え、排水量低減、工数低減、これによる低コスト化等の効果も期待でき、汚染土壌処理に伴って発生する汚染水を効果的に浄化し外部に持ち出すことなく有効利用することができるというメリットも大きい。処理用水のコストが軽減されることもメリットである。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、塩化マグネシウムの溶媒として処理水を用いたが、処理水は汚染土壌や処理土と同一の不溶化剤を用い同じｐＨ条件を持つため、この他にも不溶化処理で用いる水分として如何様にも利用することができる。例えば、含水比調整用に汚染土壌に供給される水分、或いは土粒子や不溶化剤の飛散防止用に散布する水分等にも当然に利用することができる。
【００６０】
（３−３）前処理工程による効果
図８は微視的に見た土壌のモデル図である。
通常の土壌は礫や微細な土粒子等が集合して形成されているものと考えられ、篩にかけて大きな礫を除いた後の状態（例えば解砕工程（Ｓ３２５）に供される状態）では、図８に示すように、Ａ：礫単体、Ｂ：土粒子単体、Ｃ：土粒子の集合体、Ｄ：礫に土粒子が付着して形成された集合体が混在し得る。
【００６１】
本実施の形態の不溶化処理では、汚染土壌の保有水分中のふっ素を吸着する酸化マグネシウムの粉体と、土壌中のふっ素の溶出を防止する塩化マグネシウム水溶液が用いられる。しかし、粉末の酸化マグネシウムは土壌中の水分を吸着し易いが水溶液の塩化マグネシウムは汚染土壌の性状によっては土壌全体に浸透し難い場合がある。
【００６２】
例えば、図８において、土粒子が付着し合って形成された土塊のうち比較的小さいものや土粒子単体には土粒子に塩化マグネシウム溶液が行き渡り易いが、比較的大きな土塊の内部には塩化マグネシウム溶液が行き渡り難い。礫に土粒子が付着して土塊が形成されている場合、礫と土塊との間にふっ素が抱え込まれていたりすると、汚染源存在箇所に塩化マグネシウム溶液が到達し難い。礫のクラック（図８参照）等にふっ素やふっ素汚染土が侵入している場合も同様である。
【００６３】
こうした汚染土壌をそのまま不溶化処理に供しても、処理土を公定法分析する場合、供試土（処理土）を乳鉢で軽くつぶしながらほぐして分析用試料（２ｍｍアンダー）を作成する際に処理土の不溶化されていない面が露出し、ふっ素が溶出する可能性がある。仮に処理土の溶出量検査の結果が土壌環境基準値を満たしていなければ、当然ながら処理土に再度不溶化処理を実施せざるを得ず、再処理後も信頼性の面から通常以上に小ロットで処理土の溶出量検査を実施する必要があることから、不溶化作業の効率のみならず信頼性も著しく低下する。
【００６４】
そこで、塩化マグネシウム溶液を効果的に行き渡り易くするために次の対策を講じる場合を考える。
（その１）汚染土壌をできるだけ細粒化する。
（その２）汚染土壌に多量の水分を添加して泥土状にして処理を行う。
（その３）十分に乾燥させて土塊が崩れ易くする。
【００６５】
しかし、（その１）のように汚染土壌をある程度の粒度まで細粒化しようとすると、細粒化及びスクリーニングの処理時間が著しく長時間化し処理効率が確保できない。また汚染土壌の全処理量を目標粒度以下に細粒化するには、多大な労力及び時間を要する。次に（その２）のように水分量を多くすると、処理土のハンドリング性が悪く、後の養生工程を長時間化させてしまう。（その３）の場合、消費エネルギーを低く抑えるには天日乾燥が最適であるが、汚染土壌を天日乾燥させるには長時間を要し、油圧ショベル等で切り返し操作（天地替え）をするにしても時間がかかる。また、処理対象の汚染土壌の置場が広く確保する必要があり、汚染土壌処理システムの占有スペースの拡大にも繋がる。
【００６６】
これに対し、本実施の形態では、前処理工程（Ｓ３２０）において、目標粒度Ｇ３よりも大きな汚染土壌と小さな汚染土壌とを選別する。目標粒度Ｇ３よりも小さな汚染土壌はそのまま、目標粒度Ｇ３よりも大きな汚染土壌は別途解砕工程（Ｓ３２５）に供し解砕した上で、それぞれ不溶化処理工程（Ｓ３３０）に供する。このように汚染土壌の全処理量を目標粒度Ｇ３以下にするのではなく、目標粒度Ｇ３よりは大きいものの選別粒度Ｇ２よりは小さい汚染土壌を解砕工程（Ｓ３２５）については十分な解砕処理を施すことで目標粒度以下の選別処理に替えることで、作業効率を向上させることができる。目標粒度Ｇ３よりも小さく細粒化の必要がない汚染土壌は予め選別しておき目標粒度Ｇ３以上の汚染土壌のみを解砕工程（Ｓ３２５）に供することで解砕工程に供される汚染土壌の分量も最適化される。
【００６７】
また、前処理工程（Ｓ３２０）に解砕工程（Ｓ３２５）を設けたことにより、そのままでは効果的にふっ素が不溶化され難い目標粒度以上の土塊を解砕して目標粒度以下にするのみならず、汚染土壌に含まれる礫が解砕される作用も期待できる。礫と土粒子とでふっ素が抱え込まれているような場合には、解砕工程で土粒子を礫から削り取ることでふっ素を露出させ、塩化マグネシウム溶液を十分に接触させることができる。また、礫のクラック等にふっ素やふっ素汚染土が侵入している場合も、礫に解砕作用が働くとクラック等で礫が粉砕され、クラック等に侵入したふっ素を露出させることで塩化マグネシウム溶液を十分に接触させることができる。
【００６８】
このように解砕工程を不溶化処理に先立って行うことにより、礫や土塊の内部にふっ素が入り込んでいる場合でもそのふっ素を積極的に露出させて不溶化剤と接触し易い状態としておくことにより、汚染土壌の隅々にまで不溶化剤を行き渡らせ、ふっ素の不溶化処理の安定性及び確実性を向上させることができる。また、不溶化処理の信頼性、作業効率の向上の効果も大きく、工期短縮による低コスト化にも大きく寄与する。
【００６９】
また、前処理工程（Ｓ３２０）では、混合工程（Ｓ３２６）で解砕後の汚染土壌に目標粒度以下の汚染土壌を混合することにより、解砕工程（Ｓ３２５）を経た汚染土壌（混合土）に適度な粒度分布を持たせることができる。これにより不溶化処理に際して必要な塩化マグネシウム溶液やその他の水分の保持力（保水力）を混合土に付与することができ、汚染土壌と不溶化剤との混合性、ひいては不溶化処理の確実性をさらに向上させることができる。なお、解砕後の汚染土壌に混合する目標粒度以下の汚染土壌がない又は不十分である場合、他の清浄土や不溶化処理済の処理土で代替しても良い。
【００７０】
（３−４）処理迅速化
本実施形態は、ふっ素汚染土に酸化マグネシウムや塩化マグネシウムを混合するものであるため、例えばアルミニウム塩や鉄塩等を添加する通常のふっ素不溶化技術と異なり、処理土から抽出した検液を蒸留することなくふっ素イオン濃度が測定可能である。通常のふっ素不溶化技術においては、不溶化剤によって処理土中にふっ素イオン濃度の測定を妨害するイオンが含まれてしまうため検液を蒸留しなければならなかった。通常、検液の蒸留は不溶化処理現場では行えないため、検液を蒸留する場合には現場から検液を持ち出さなければふっ素の溶出量を測定することができなかった。
【００７１】
それに対し、本実施形態では検液の蒸留が不要であるため処理土から作成した検液を対象として、例えばイオン電極を用いた測定器を用いれば容易にそのふっ素イオン濃度を測定することができる。したがって、処理土のふっ素溶出量をオンサイト分析することが可能となり、処理土を埋め戻し土等として再利用に供することができるのか、それとも再度不溶化処理を要するのかということを現場で容易に判断することができるので、逸早く埋め戻し工程に移行することができ、処理を迅速化することができる。
【００７２】
また、酸化マグネシウムを混合する工程と塩化マグネシウムを混合する工程の２工程のみでふっ素を確実に不溶化することができるので、その場で高速かつ大量に処理することができる。
【００７３】
さらに、塩化マグネシウムを混合する場合、酸化マグネシウムと塩化マグネシウムが反応してマグネシアセメントが生成されるが、このマグネシアセメントの硬化反応は、一般的な酸化カルシウム系のセメント（例えば、ポルトラントセメント、高炉セメントＢ種等）の硬化反応に比べて進行速度が速い。これにより、一般的な酸化カルシウム系のセメントを使用して処理土を固化する場合の１／５〜１／２程度に養生期間を短縮することができる。よって、養生後の処理土は即時的に埋め戻しに供することができ、処理迅速化に貢献する。
【００７４】
（３−５）安全性の向上
一般のふっ素の不溶化技術においては、ｐＨ調整してふっ素の不溶化反応を促進するために鉱酸及びアルカリを加える。本実施形態においては、このようなｐＨ調整のために環境に対して危険性が高い鉱酸やアルカリを添加する必要がない。また、酸化マグネシウムは食品添加物や肥料等として、塩化マグネシウムは食品添加物や凍結防止剤等としてそれぞれ一般に使用される安全性の高いものである。よって、安全にふっ素汚染土を不溶化処理することができ、環境負荷軽減の効果も大きい。
【００７５】
［４］使用装置の構成例
以下に、以上の汚染土壌処理方法を実施するための装置の構成例を幾つか説明する。
【００７６】
（４−１）分析装置
図９は分析装置の一構成例を表した模式図である。
図９に示した分析装置１００は、先の分析工程（Ｓ２３０・Ｓ２５０・Ｓ３４０）や処理対象となる汚染土壌の特定の際のふっ素溶出量の測定に適用することができる。この分析装置１００は電位差計又はイオン濃度計等で構成され、公定法に基づいて作成された容器１０１内の所定容積の検液１０２に浸漬されたイオン電極１０３及び比較電極１０４に接続されている。
【００７７】
イオン電極１０３には測定対象となるふっ素イオン（Ｆ−）に応答する感応膜（図示せず）があり、この感応膜部が検液１０２中のふっ素イオンと接すると、そのイオン活量に応じた膜電位が生じる。このイオン電極１０３と比較電極１０４との間の電位差を分析装置１００で測定することによって、検液１０２中のふっ素イオン濃度が測定され、検液１０２中に溶出している単位体積当たりのふっ素の量（ふっ素イオン濃度）を知ることができる。また、この分析装置１００は、検液１０２の水温を測定する温度計１０５、及び検液１０２を攪拌する攪拌器１０６を備えている。
【００７８】
なお、図９にはイオン電極法による分析装置を例示したが、例えば吸光光度法による測定方法も適用可能である。現場（オンサイト）分析の結果は公定法の結果と比較することにより定期的にチェックし信頼性を確保する。
【００７９】
（４−２）選別機械
図１０は選別機械の一構成例を表した側面図である。
図１０に示した選別機械２００（厳密にはその選別装置２０１）は、前処理工程（Ｓ３２０）の選別工程（Ｓ３２１・Ｓ３２３・Ｓ３２４）等に適用することができる。この選別機械２００は、汚染土壌を受け入れて設定の粒度よりも大きな成分と小さな成分とに選別する選別装置２０１と、この選別装置２０１によって大きな礫や土塊等を除去された汚染土壌を搬送する搬送コンベア２０２とを備えている。
【００８０】
選別装置２０１はいわゆる振動篩で、その本体をなす枠体２０３の内側には所定の目の大きさの格子（篩部材）２０４が固定されている。枠体２０３は本体フレーム２０５上にばね２０６を介して振動可能に支持されており、この格子２０３を加振機（図示せず）によって枠体２０３ごと振動させることで、投入された汚染土壌の中から格子２０４の目の大きさよりも大きなものを除去し、格子２０４の目を通過した汚染土壌を下方へ導くようになっている。なお、本体フレーム２０５の上部には支持ポスト２０７を介してあおり２０８が設けられている。このあおり２０８は、汚染土壌を確実に選別装置２０１に導入するためのもので、選別装置２０１の上方に位置している。
【００８１】
搬送コンベア２０２は、選別装置２０１の下方からこの選別装置２０１の傾斜に合わせて搬送方向下流側（図１０中右側）に向かって上り傾斜となるように、そのフレーム２０９が支持部材２１０，２１１により支持されている。なお、本実施の形態では、選別装置２０１の下方に直接搬送コンベア２０２を設けた構成を図示したが、汚染土壌の飛散を確実に防止するため、選別装置２０１と搬送コンベア２０２との間に、上方拡開のホッパ（シュート）を設けるとなお良い。
【００８２】
また、図１０の選別機械２００は格子２０４が一枚のみであるため、汚染土壌の選別粒度は格子２０４の目を基準に２つの汚染土壌群に選別されるが、格子及び搬送コンベアをもう一対追加して粒度に応じて３つの土壌粒子群に選別するものもある。この種のものも適用可能である。
【００８３】
（４−３）掘削・投入装置
図１１は掘削・投入装置の一構成例を表した側面図である。
掘削・投入装置３００は、汚染土壌の掘削・埋め戻し、選別機械２００等の他の処理装置への掘削した汚染土壌の投入、転圧、転地換え等の様々な作業に適用することができる。図１１に示した掘削・投入装置３００は油圧ショベル（以下油圧ショベル３００とする）である。この油圧ショベル３００は、無限軌道履帯３０１を備えた走行装置３０２と、走行装置３０２の上部に旋回可能に設けた旋回体３０３と、旋回体３０３に回動自在に接続された多関節型のフロント装置３０４とを備えている。フロント装置３０４は、旋回体３０３に基端部が枢支されたブーム３０５と、このブーム３０５に回動自在に接続されたアーム３０６と、このアーム３０６に回動自在に接続されたバケット３０７とを備えている。このような構成により、走行装置３０２による走行動作、旋回体３０３の旋回動作、フロント装置３０４による掘削・投入動作を適宜操作して所望の作業を行うようになっている。
【００８４】
（４−４）破砕機械
図１２は破砕機械の一構成例を表した側面図である。
図１２に示した破砕機械４００は、大きな礫や土塊が汚染土壌に含まれている場合にそれらを破砕して細かくして排出するものであり、例えば前処理工程（Ｓ３２０）の破砕工程（Ｓ３２２）等で適用することができる。図１２に示した破砕機械４００はいわゆるジョークラッシャを例示したものである。
【００８５】
破砕機械４００は、走行装置４０１と、被破砕物としての汚染土壌を受け入れるホッパ４０２と、汚染土壌を破砕処理する破砕装置（ジョークラッシャ）４０３と、ホッパ４０２で受け入れた１０９を破砕装置４０３に搬送するグリズリフィーダ４０４と、破砕処理された汚染土壌を搬送し機外に排出する排出コンベア４０５と、動力源を内蔵した動力装置（パワーユニット）４０６とを備えている。
【００８６】
破砕装置４０３は、揺動する動歯４０７と固定歯４０８とを備えており、これら動歯４０７及び固定歯４０８間に導入された汚染土壌を、動歯４０７の揺動運動により噛み砕くように破砕処理するようになっている。破砕後の汚染土壌の最大粒度は概ね動歯４０７と固定歯４０８の出口隙間の設定に依存する。
【００８７】
グリズリフィーダ４０４は、先端が櫛歯状で階段状に配置された複数のプレートを有しており、これらプレートを加振することによってホッパ４０２を介して投入された汚染土壌を破砕装置４０３に順次搬送供給する。グリズリフィーダ４０４はまた、搬送中の汚染土壌に含まれる細粒分をプレート先端の櫛歯部分から抜き取って、シュート４１０を介してサイドコンベア４１１に導入する。細粒分を破砕処理後の汚染土壌と合流させる場合は、オプション装備であるサイドコンベア４１１を取外してシュート４１０によって細粒分が排出コンベア４０５に導かれるようにする。
【００８８】
以上のような構成により、ホッパ４０２に受け入れられた汚染土壌はグリズリフィーダ４０４により破砕装置４０３に導かれ、そこで破砕処理されて排出コンベア４０５上に導かれる。そして、破砕装置４０３で破砕処理された汚染土壌（及びシュート４１０を介して導かれた細粒分）が排出コンベア４０５によって搬送され機外に排出される。
【００８９】
（４−５）不溶化処理機械
図１３は不溶化処理機械の一構成例を表した側面図、図１４は不溶化処理機械の一構成例の要部を抽出して表した図である。
図１３及び図１４に示した不溶化処理機械５００は、不溶化処理工程（Ｓ３３０）等に適用されるもので、土質改良機５１０と液体供給装置５５０とで構成されている。土質改良機５１０は、走行装置５１１、篩装置５１２、ホッパ５１３、搬送コンベア５１４、混合装置５１５、粉体供給装置５１６、排出コンベア５１７、動力装置（パワーユニット）５１８、各機器を支持する本体フレーム５１９等で概略構成され、液体供給装置５５０はポンプユニット５５１、供給系統５５２等で概略構成されている。
【００９０】
図１５は篩装置５１２及びホッパ５１３近傍の詳細構造を表す側面図である。
篩装置５１２は、例えば油圧ショベル３００等により掘削された汚染土壌を受け入れて分級する役割を果たすものである。この篩装置５１２の本体を構成する枠体５２０は、上記本体フレーム５１９上に支持ポスト５２１を介して設けられた支持部材５２２にばね５２３を介して弾性的に支持されている。この枠体５２０内に装着された格子部材５２４の振動軸（図示せず）は回転ドラム５２５の内部に挿通されており、回転ドラム５２５が図示しない駆動装置により回転駆動することによって振動軸が回転して篩装置５１２が加振される。これにより格子部材５２４の目より小さな成分が選別されて下方のホッパ５１３に導入される。このとき、枠体５２０は前方側（図１５中左側）が後方側（図１５中右側）よりも低くなるように配設されているため、投入された汚染土壌に格子部材５２４の目より大きな石等の異物が含まれていた場合、異物が格子部材５２４上を前方側へと移動し機外（この場合図１５中左側）に排出される。篩装置５１２の上部にはあおり５２６が設けられている。
【００９１】
ホッパ５１３は、汚染土壌の受入手段として機能する枠状の部材であって、篩装置５１２を通過した汚染土壌を確実に受け入れるため上方に向かって拡開するように形成されており、支持部材５２２に固定されている。ホッパ５１３の内部にはアーチブレーカ５２７が設けられている。このアーチブレーカ５２７は、ホッパ５１３に対して回転自在に支持された回転軸５２８と、この回転軸５２８に対して所定のピッチで設けられた複数の攪拌棒５２９とで構成されている。アーチブレーカ５２７の駆動装置５３０は回転軸５２８の端部（図１５中右端）に直結している。駆動装置５３０によってアーチブレーカ５２７が回転駆動されると、ホッパ５１３に導入された汚染土壌が攪拌棒５２９によって攪拌され、ホッパ５１３内の架橋発生の防止と土塊の解砕促進に役立つ。
【００９２】
図１６は搬送コンベア５１４の下流側近傍の詳細構造を表す図である。
この搬送コンベア５１４は、ホッパ５１３に受け入れた汚染土壌を混合装置５１５に搬送する搬送手段の役割を果たすものであり、本体フレーム５１９の前方側（図１３中左側）端部に搭載されている。搬送コンベア５１４のコンベアフレーム５３１は、下流側（図１６中右側）端部に駆動輪５３２、上流側（図１６中左端）端部に従動輪（図示せず）を支持しており、駆動輪５３２と従動輪（図示せず）との間には搬送ベルト５３３が巻回されている。この構成により、搬送コンベア５１４は駆動輪５３２を図示しない駆動装置で回転駆動させ搬送ベルト５３３を循環駆動させる。このとき、ホッパ５１３の下流側壁面には、所定開口面積の開口５３４が設けられており、搬送コンベア５１４により搬送される汚染土壌は開口５３４を介してホッパ５１３外へ一定量ずつ切り出され混合装置５１５へと導かれる。搬送コンベア５１４には、ホッパ５１３から混合装置５１５にかけて汚染土壌のこぼれを防止する規制板５３５が設けられている。
【００９３】
粉体供給装置５１６は、不溶化剤（酸化マグネシウムの粉末）を汚染土壌に添加・供給するものであり、不溶化剤を貯留する貯留タンク５３６と、この貯留タンク５３６内の不溶化剤を下方に導出するフィーダ５３７とで構成されている。フィーダ５３７は、貯留タンク５３６内の不溶化剤をロータの隔壁間に受け入れて搬送コンベア５１４上の汚染土壌に順次添加するロータリフィーダであるが、スクリュフィーダに代えても良い。
【００９４】
液体供給装置５５０は、図１４に示すように、液体の状態の不溶化剤（塩化マグネシウム溶液）や水（処理水）を供給するものであり、汚染土壌にこれら塩化マグネシウム溶液や処理水を供給する供給系統５５２、及び供給系統５５２に液体の不溶化剤を供給するポンプユニット５５１を備えている。なお、本実施形態においては液体供給装置５５０を土質改良機５１０と別装置とした構成例を図示したが、ポンプユニット５５１が比較的小型のもので足りる場合には土質改良機５１０に液体供給装置５５０を取り付けて不溶化処理機械５００を構成しても良い。
【００９５】
ポンプユニット５５１は、塩化マグネシウム溶液生成工程（Ｓ３１０）で生成した塩化マグネシウム溶液を貯留する貯留タンク５５３、水処理工程（Ｓ２００）で生成した処理水（又は他の水）を貯留する貯留タンク５５４、貯留タンク５５３内の塩化マグネシウム溶液を吐出するポンプ５５５、貯留タンク５５４内の処理水を吐出するポンプ５５６、制御盤（図示せず）、及びこれらを搭載したベースフレーム５５７（図１３参照）で構成されている。
【００９６】
供給系統５５２は、ポンプ５５６から吐出された処理水を流通し所望の箇所に導く供給管路５５８、供給管路５５８の流路を開閉する開閉弁５５９、ポンプ５５５から吐出された塩化マグネシウム溶液を流通し所望の箇所に導く供給管路５６０、及び供給管路５６０の流路を開閉する開閉弁５６１からなる。
【００９７】
本実施の形態においては、供給管路５５８によって土質改良機５１０のホッパ５１３内に散水する場合を例示したが、給水場所は混合装置５１５の上流側であれば特に限定されない。例えば混合装置５１５の入口５３８（図１６参照）近傍で散水するようにしても良いし、複数の箇所に給水するために適宜分岐させる場合もある。また、本実施の形態では含水比調整のために汚染土壌に処理水を適宜供給するが、ハンドリング性の操作等の他の目的で給水する場合も考えられる。
【００９８】
上記のことは供給管路５６０でも同様であり、塩化マグネシウム溶液の供給場所は混合装置５１５の上流側であれば良い。本実施の形態では供給管路５６０によって混合装置５１５の入口５３８（後述）近傍で塩化マグネシウム溶液を汚染土壌に供給する場合を例示したが、例えば土質改良機５１０のホッパ５１３内に散水するようにしても良いし、分流して複数箇所で供給するようにしても良い。なお、本実施の形態では、供給管路５６０は供給管５６２（図１６参照）に接続されている。供給管５６２は搬送コンベア５１４の規制板５３５及び混合装置５１５の入口５３８に掛け渡したフレーム５６３に支持されている。
【００９９】
図１７は供給管５６２の構造を表す図である。
図１７（ａ）に示すように、供給管５６２は、例えば両端が閉止したパイプを「コ」の字状にしたもので、供給管路５６０が接続する中央部５６４と、この中央部５６４の両側を曲成して形成した端部５６５とを有しており、中央部５６４及び端部５６５の内側にはそれぞれ多数の孔５６６が設けられている。両端部５６５の間隔（つまり中央部５６４の長さ）は、混合装置５１５の入口５３８の幅寸法にほぼ等しく、中央部５６４の孔５６６が搬送コンベア５１４に対向し、かつ入口５３８の略直上に位置するように配設されている。但し、供給管５６２の形状等は限定されるものではなく、例えば図１７（ｂ）に示すように直線状のものとしても良い。
【０１００】
図１３に戻り、混合装置５１５は、本体フレーム５１９の長手方向ほぼ中央上に取付けられ、一方側（図１３中左側）上部に汚染土壌等の入口５３８（図１６参照）、他方側（図１３中右側）下部に処理土の出口（図示せず）を備えている。この混合装置５１５は、攪拌手段として内部に略平行に設けた複数のパドルミキサ（図示せず、単数でも可）を備えており、入口５３８を介して導入された汚染土壌と不溶化剤とをパドルミキサによって均一に攪拌し混合処理しつつ出口側に移送し、出口から処理土を導出する。
【０１０１】
排出コンベア５１７は、混合装置５１５から排出された処理土を搬送し機外に排出する排出手段であり、混合装置５１５の図示しない出口の下方から他方側（図１３中右側）に向かって所定距離略水平に延在した後、混合装置５１５の駆動装置３６下方辺りから上り傾斜に延在している。
【０１０２】
動力装置５１８は、特に図示しないが、以上説明してきた各機器の駆動装置の動力源としてのエンジン、このエンジンにより駆動する油圧ポンプ、この油圧ポンプから各機器の駆動装置に供給される圧油を制御する複数のコントロールバルブ等を内蔵したもので、本体フレーム５１９の長手方向他方側（図１３中右側）端部に設けられている。
【０１０３】
上記構成の不溶化処理機械５００で汚染土壌を不溶化処理する場合、例えば油圧ショベル３００等で掘削した汚染土壌を篩装置５１２に投入すると、格子部材５２４の目の大きさよりも大きな成分が除去され、格子部材５２４を通過した汚染土壌成分がホッパ５１３へと導入される。この分級によって汚染土壌の粒度分布の均一化が図られ不溶化剤と混合し易くなる。また格子部材５２４の振動により格子部材５２４の目より大きな土塊の一部が跳ね上げられて格子部材５２４上に再び落下する。これが繰り返されることにより、跳ね上げの際の衝撃や格子部材５２４の網（またはブレードでも良い）のエッジ効果により土塊が粉砕される効果もある。
【０１０４】
ホッパ５１３に受け入れられた汚染土壌には、供給管路５５８を介して貯留タンク５５４内の処理水が必要に応じて供給され、アーチブレーカ５２７によって均一に攪拌され含水比調整がなされる。このようにアーチブレーカ５２７でホッパ５１３内の汚染土壌を攪拌する場合、比較的大きな土塊が残っていたとしてもその土塊がここで解砕され、なおかつホッパ５１３内で新たに土塊が発生することが防止される等の効果が期待できる。
【０１０５】
ホッパ５１３内の汚染土壌は、搬送コンベア５１４上によって開口５３４（図１６参照）を介してホッパ５１３外に一定量ずつ切り出され、その後搬送中に粉体供給装置５１６からの酸化マグネシウムを供給され、さらに液体供給装置５５０からの塩化マグネシウムとともに混合装置５１５に導入される。混合装置５１５へ導入された汚染土壌はこれら不溶化剤とともにパドルミキサによって均一に攪拌混合される。そして、混合装置５１５によって混合処理された処理土は、排出コンベア５１７上に導出され機外に排出される。排出された処理土は適宜養生されてふっ素溶出量が土壌環境基準値以下になっていれば埋め戻される。
【０１０６】
（４−６）解砕機械
図１８は解砕機械の一構成例を表した側面図である。
図１８に示した解砕機械６００は、土塊や礫等を小割り解砕し細粒化するものであり、例えば前処理工程（Ｓ３２０）の解砕工程（Ｓ３２５）等で適用することができる。不溶化処理工程（Ｓ３３０）において不溶化処理機械５００の後段に配置して処理土を解砕する場合にも有用である。
【０１０７】
解砕機械６００は、汚染土壌や処理土等の被解砕物（以下、汚染土壌で代表する）を受け入れるホッパ６０１、ホッパ６０１に受け入れた汚染土壌を搬送する搬送コンベア６０２、搬送コンベア６０２上の汚染土壌を搬送中に解砕する解砕装置６０３等を備えている。図１８では解砕装置６０３を２台設けた場合を例示したが、解砕装置６０３を３台以上設けても良いし１台のみとしても構わない。
【０１０８】
搬送コンベア６０２は、汚染土壌の搬送方向上流側（図１８中左側）がフレーム６０４に、下流側が脚６０５にそれぞれ支持され、下流側（図１８中の右側）に向かって上り傾斜となるように配設されている。搬送コンベア６０２のコンベアフレーム６０６の両端には従動輪６０７と駆動輪６０８がそれぞれ設けられており、駆動装置（図示せず）で駆動輪６０８を回転駆動させることによって駆動輪６０８と従動輪６０７に掛け回した搬送ベルト６０９が循環駆動する。
【０１０９】
ホッパ６０１は、搬送コンベア６０２の上流側端部上に位置するように支持部材６１０を介してフレーム６０４に支持されている。図示していないが、ホッパ６０１の下流側側壁には搬送ベルト６０９に対向する切出口が切り欠かれており、搬送コンベア６０２によって搬送される汚染土壌が切出口を介してホッパ６０１外に切り出される。搬送コンベア６０２による汚染土壌の搬送量は、切出口の開口面積及び搬送ベルト６０９の搬送速度により定まる。
【０１１０】
図１９は解砕装置６０３の詳細構造を表す側面図、図２０は図１９中のXX−XX矢視断面図、図２１は図２０中のXXI−XXI矢視断面図である。
図１９〜図２１に示すように、解砕装置６０３は支持架台６１１を介してコンベアフレーム６０６上に支持されている。支持架台６１１は、コンベアフレーム６０６上に取り付けたフレーム６１２、及びフレーム６１２上に設けたブラケット６１３で構成されている。支持架台６１１には、上端が支軸６１４を介してブラケット６１３に連結されて揺動部材６１５が取り付けられている。揺動部材６１５は先端に取り付けた回転体６１６とともに支持架台６１１に対して揺動する。回転体６１６は汚染土壌を解砕するもので、両端が軸受６１７を介して揺動部材６１５に保持された回転軸６１８、及び回転軸６１８に放射状に設けた複数の羽根６１９で構成される。
【０１１１】
羽根６１９は、回転軸６１８に固定した取り付け板６２０にボルト６２１によって取り付けられ、それぞれ回転軸６１８の軸方向に湾曲して形成されている。湾曲方向は、周方向に隣接する羽根６１９同士で互い違いになっている。また、羽根６１９は、図２１に示すように搬送ベルト６０９の搬送方向に対向して回転するが、外周側に向かって回転方向と反対方向に沿っている。このような湾曲形状を採ることにより搬送ベルト６０９上の汚染土壌と羽根６１９との接触頻度を増加させている。
【０１１２】
また、上記ブラケット６１３上には、解砕装置６０３を駆動する駆動装置６２２が設けられている。駆動装置６２２の出力軸６２３の端部にはスプロケット６２４が設けられており、このスプロケット６２４と回転軸６１８の端部に設けたスプロケット６２５にはチェーン６２６が掛け回されている。これにより駆動装置６２２の駆動力がチェーン６２６を介して回転軸６１８に伝達され、回転体６１６が回転する。駆動装置６２２の回転速度は調整可能である。
【０１１３】
また、回転体６１６はカバー６２７で覆われており、回転体６１６により跳ね上げられる汚染土壌はこのカバー６２７により飛散防止される。カバー６２７は回転軸６１８によって揺動自在に支持されており、回転軸６１８よりも搬送方向下流側に重心がある。このとき、カバー６２７の側面には回転軸６１８を半径中心とする円弧状に形成した溝６２８を有するプレート６２９が取付けられている。プレート６２９の溝６２８内には揺動部材６１５の側面に設けたピン６３０が遊嵌しており、これによりカバー６２７の揺動動作の範囲を規制している。また、ブラケット６１３にはピン６３１が打ち込まれており、揺動部材６１５の揺動範囲の下限がこのピン６３１によって規制されている。
【０１１４】
これにより、搬送ベルト６０９上の汚染土壌に大きな異物が混入していても、揺動部材６１５が揺動して回転体６１６を搬送ベルト６０９から離間させ、搬送ベルト６０９と回転体６１６とのの間に異物が噛み込むことが防止される。また揺動部材６１５が揺動してカバー６２７が搬送ベルト６０９から離間すると、カバー６２７が揺動して搬送ベルト６０９との間の隙間が極力狭く保たれ、汚染土壌の飛散が防止される。
【０１１５】
上記構成の解砕機械６００にて汚染土壌の解砕作業を行うにあたって、例えば油圧ショベル３００等で汚染土壌をホッパ６０１に投入すると、ホッパ６０１に投入された汚染土壌は、搬送コンベア６０２によって順次ホッパ６０１外へ搬送される。搬送コンベア６０２上の汚染土壌は搬送中に解砕装置６０３の羽根６１９によって解砕された後、搬送コンベア６０２の下流端から放出される。
【０１１６】
［５］システム構成例
以下に図面を用いて上記した各装置等を使用したシステムを幾つか例示する。以降の各図において既に説明した部材や装置又はそれらと同様の機能を果たすものには既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【０１１７】
図２２は前処理システムの一構成例を表す図である。
図２２に例示したシステムは、油圧ショベル３００により汚染土壌Ｃ１を掘削して選別機械２００ａに投入し、選別装置２０１によって選別粒度より大きな礫等を含む汚染土壌をそれよりも小さな汚染土壌から選別し、選別粒度よりも大きな礫等を含む汚染土壌を破砕機械４００の破砕装置４０３で破砕処理するもので、例えば図６に例示した前処理工程（Ｓ３２０）における選別工程（Ｓ３２１）と破砕工程（Ｓ３２２）に用いられる。
【０１１８】
なお、選別機械２００ａは選別装置２０１及び搬送コンベア（図示せず）をパワーユニット（図示せず）とともに走行装置２５０上に搭載し、さらに選別装置２０１で選別された選別粒度以上の成分を側方に搬送するサイドコンベア２６０を備えたものである。図２２は選別機械２００ａの後方から見た状態を図示しているため、選別粒度以下の成分は搬送コンベアによって紙面直交方向奥側に搬送され、選別粒度以上の成分がサイドコンベア２６０によって側方に配置された破砕機械４００に投入される。破砕機械４００で破砕処理された汚染土壌Ｃ２は再び選別機械２００ａ（又は他の選別機械に投入される）。
【０１１９】
図２３は前処理システムの他の構成例を表す図である。
図２３に例示したシステムは、油圧ショベル３００により汚染土壌Ｃ３を掘削して選別機械２００ｂに投入し、選別装置２００により目標粒度より大きな礫等を含む汚染土壌をそれよりも目標粒度以内の汚染土壌から選別し、選別粒度以上の汚染土壌を解砕機械６００の解砕装置６０３で解砕処理するもので、例えば図６に例示した前処理工程（Ｓ３２０）における選別工程（Ｓ３２４）と解砕工程（Ｓ３２５）に用いられる。
【０１２０】
なお、選別機械２００ｂは、選別機械２００ａと同じように、選別装置２０１及び搬送コンベア２０２をパワーユニット２７０とともに走行装置２５０上に搭載し、さらに選別装置２０１で選別された目標粒度以上の成分を側方に搬送するサイドコンベア２６０を備えたものである。図２３は選別機械２００ｂの後方から見た状態を図示しているため、目標粒度以下の成分は搬送コンベア２０２によって紙面直交方向奥側に搬送され、目標粒度以上の成分がサイドコンベア２６０によって側方に配置された解砕機械６００に投入される。解砕機械６００で解砕処理された汚染土壌Ｃ４は、例えば選別装置２０１で選別された目標粒度以下の汚染土壌を混合され（Ｓ３２６）、不溶化処理工程（Ｓ３３０）に供される。混合工程（Ｓ３２６）には土質改良機５１０（又は混合装置５１５単体）が利用できる。
【０１２１】
本システムによれば、解砕機械６００に設けた羽根６１９（図２０参照）が高速で打撃することにより土塊のみならず礫の解砕作用が期待できるので、そのままではふっ素の存在箇所に不溶化剤が回り込み難い場合でも、解砕することによってふっ素の存在箇所を露出させ不溶化剤に接触し易い状態にすることができ、不溶化処理の確実性及び安定性に大きく寄与する。また、解砕機械６００を用いた場合、その解砕装置６０３は図２０に示したように湾曲した薄板状の羽根６１９を用いているので、土塊や礫と羽根６１９との接触頻度が確保され解砕効果の確実性も高い。
【０１２２】
図２４は不溶化処理システムの一構成例を表す図である。
図２４に例示したシステムは、油圧ショベル３００により汚染土壌Ｃ５を掘削して不溶化処理機械５００に投入し、不溶化処理機械５００にて汚染土壌に不溶化剤を混合し、さらに処理土を解砕機械６００によって解砕するもので、例えば図７に例示した不溶化処理工程（Ｓ３２０）におけるＳ３３１，Ｓ３３２の工程に用いられる。また、このシステム例では、排出された処理土Ｒは解砕機械６００の解砕処理によって細粒化されるとともに、多くの空気に触れ均一に混合される。このように処理土を解砕する工程を実施する場合もある。必要な場合、解砕機械６００は走行装置を設けて自走可能な構成としても良い。
【０１２３】
ここで、土壌環境基準に規定されたふっ素の不溶化状態を評価するための検液は、公定法によれば、対象土壌を風乾し、造粒して粒度選別したものの中から採取された５０ｇの試料を溶媒とともに所定の方法によって混合して得た試料液から作成することとされている。実際の土壌汚染現場では、一般に処理対象の汚染土壌はトンオーダーであるにも関わらず、検液作成に供される試料はそのうちの僅か５０ｇである。したがって、処理土全体としては十分に土壌環境基準値をクリアしていても、汚染土壌の不溶化剤との混合状態が不均一である場合、試料に供された５０ｇの処理土に限って土壌環境基準値が満たされないというケースも起こり得る。
【０１２４】
それに対し、本例においては、内部に攪拌手段としてパドルミキサを備えたいわゆるミキシング方式の混合装置５１５を用いている。混合装置５１５は、本体内に回転軸周りに攪拌翼（パドル）を多数植設したパドルミキサを有しており、このパドルミキサを回転させることにより、本体内に導入された汚染土壌を攪拌・解砕しつつ十分に不溶化剤と混練する。またパドルミキサには混合物の移送機能があるため、出口を開口した状態で運転すれば汚染土壌を混合しつつ排出する連続処理も可能であるが、出口を閉じてバッチ処理を行うことにより更に混合性を向上させることもできる。
【０１２５】
このように、本例のようにミキシング方式の混合装置５１５を用いることによって汚染土壌と不溶化剤をより確実に混合することができる。この混合性能は土壌環境基準値を確実にクリアする上で極めて有用である。しかしながら、これは本発明の汚染土壌処理方法を混合装置の構成や種類で限定する訳ではなく、他の種類の混合装置、例えばスクリュミキサ、スタビライザ等の他の混合手段も適用可能である。さらには、攪拌混合の均一性さえ確保できれば人手による混合処理でも構わない。
【０１２６】
また、本例の場合、１台の不溶化処理機械５００で酸化マグネシウムと塩化マグネシウムの２つの不溶化剤を汚染土壌に添加・混合することができるので、極めてコンパクトにシステムを構成することができる。これは汚染土壌に酸化マグネシウムと塩化マグネシウムを単に混合するのみでふっ素を不溶化する本発明の汚染土壌処理方法の大きなメリットである。
【０１２７】
また、システムがコンパクトに構成できるので、システムの搬入・搬出が容易であるためシステムの構築・撤収に要する労力及び時間が大きく軽減される。これによって過密な施工スケジュールであっても稼動時間を極力長く確保することもメリットに挙げられる。システムがコンパクトであるため、狭いスペースにもシステムを構築することができ、移設し易くレイアウトの自由度も高い。システムを構成する各装置に自走機能を持たせることでレイアウト性はさらに向上する。またシステムがコンパクトであることは、汚染土壌の飛散防止策が講じ易いというメリットもある。
【０１２８】
図２５は不溶化処理システムの他の構成例を表す図である。
図２５に例示したシステムは、２台の土質改良機５１０を配置し、それぞれの混合装置５１５に酸化マグネシウムの混合工程（Ｓ３３１）と塩化マグネシウムの混合工程（Ｓ３３２）を分担させたものである。油圧ショベル３００により汚染土壌Ｃ５を掘削して土質改良機５１０に投入すると、前段の土質改良機５１０の混合装置５１５にて汚染土壌と酸化マグネシウムの粉末が混合され、その後、後段の土質改良機５１０（不溶化処理機械５００）の混合装置５１５にてポンプユニット５５１からの塩化マグネシウム溶液がさらに混合される。不溶化剤の混合工程を分担するシステムは、それぞれの不溶化剤を汚染土壌により念入りに混合することに加え、酸化マグネシウムが混合されてから塩化マグネシウムが混合されるまでの時間を確保したい場合に効果がある。また、土質改良機５１０を２台配置したことで、粉体供給装置５１６が２台になるので、塩化マグネシウムを粉末で添加することも可能である。但し、予め酸化マグネシウムと塩化マグネシウムとが粉末の状態で混合された不溶化剤を用いる場合には１台の粉体供給装置５１６で足りる。
【０１２９】
図２６は不溶化処理システムのさらに他の構成例を表す図である。
図２６に例示したシステムは、図２５のシステムと同様、２台の混合装置５１５に酸化マグネシウムの混合工程（Ｓ３３１）と塩化マグネシウムの混合工程（Ｓ３３２）を分担させたシステムであるが、ポンプユニット５５１を前段の土質改良機５１０に接続し塩化マグネシウムの混合後に酸化マグネシウムを混合する。また、２台の土質改良機５１０の間にコンベア装置７００を配置しており、不溶化剤の添加順はこの限りではないが第１の不溶化剤混合から第２の不溶化剤混合までの時間がさらに確保される構成となっている。コンベア装置７００は一般のベルトコンベアで足りるが、図示したようにアーチブレーカ付きのホッパ７０１（図１５のホッパ５１３と同様）を備えることによって不溶化剤の混合性がさらに向上する。必要であれば走行装置を有するコンベア装置を配置しても良い。
【０１３０】
図２７は不溶化処理システムのさらに他の構成例を表す図である。
図２７に例示したシステムも２台の土質改良機５１０ａの混合装置５１５に酸化マグネシウムの混合工程（Ｓ３３１）と塩化マグネシウムの混合工程（Ｓ３３２）を分担させたものだが、土質改良機５１０ａは固定式である。これら土質改良機５１０ａは独立した構成でも良いが、本例では共通の課題に固定してポンプユニット５５１とともに一体の不溶化処理機械５００ａを構成している。Ｓ３３１，Ｓ３３２の不溶化剤混合工程を施工するシステムをこのように構成することも考えられる。
【０１３１】
なお、図２２〜図２７の各システムには油圧ショベル３００で汚染土壌を供給する場合を図示したが、ベルトコンベア（スクリューコンベアでも良い）で汚染土壌を供給するようにしても良い。また、前の工程の最下流工程を担う装置の排出コンベアから直接供給されるようにしても良い。
【０１３２】
例えば、図２３のシステムの解砕機械６００の次段に土質改良機５１０を配置し、さらに選別機械２００ｂの搬送コンベア２０２から排出された目標粒度以下の汚染土壌を別ルートでその土質改良機５１０に供給するベルトコンベアを配置することで、図６のＳ３２４〜Ｓ３２６の工程を施工するシステムを構築することができる。そして、そのシステムの土質改良機５１０の排出コンベアから排出される汚染土壌が図２４〜図２７のいずれかの不溶化処理システムの１台目の土質改良機５１０に直接投入されるようにすれば、前処理工程（Ｓ３２０）から不溶化処理工程（Ｓ３３０）にかけても大部分の工程を連続処理するシステムを構築することも可能である。このように本発明の汚染土壌処理方法を実施するためのシステムは多種多様かつ柔軟に構成することができる。
【０１３３】
また、走行装置を備えた各装置は、無限軌道履帯を備えたいわゆるクローラ式の走行装置に限らずいわゆるホイール式の走行装置に代えても良いし、固定式の装置としても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の汚染土壌処理の一実施の形態の全体工程を概略的に表した工程フロー図である。
【図２】汚染土壌の地中断面の模式図である。
【図３】汚染水の汲み上げの様子を表した模式図である。
【図４】処理土を埋め戻した後の掘削箇所の断面模式図である。
【図５】汚染水の浄化処理（水処理）の様子を表した模式図である。
【図６】前処理工程の工程フロー図である。
【図７】本発明の汚染土壌処理方法における不溶化処理工程部分及び分析工程部分の工程フロー図である。
【図８】微視的に見た土壌のモデル図である。
【図９】分析装置の一構成例を表した模式図である。
【図１０】選別装置の一構成例を表した側面図である。
【図１１】掘削・投入装置の一構成例を表した側面図である。
【図１２】破砕装置の一構成例を表した側面図である。
【図１３】不溶化処理装置の一構成例を表した側面図である。
【図１４】不溶化処理装置の一構成例の要部を抽出して表した図である。
【図１５】不溶化処理装置に備えられた篩装置及びホッパ近傍の詳細構造を表す側面図である。
【図１６】不溶化処理装置に備えられた搬送コンベアの下流側近傍の詳細構造を表す図である。
【図１７】不溶化処理装置に備えられた供給管の構造を表す図である。
【図１８】解砕装置の一構成例を表した側面図である。
【図１９】解砕装置に備えられた解砕機の詳細構造を表す側面図である。
【図２０】図１９中のXX−XX矢視断面図である。
【図２１】図２０中のXXI−XXI矢視断面図である。
【図２２】前処理システムの一構成例を表す図である。
【図２３】前処理システムの他の構成例を表す図である。
【図２４】本発明の汚染土壌処理システムにおける不溶化処理工程部分のシステムの一構成例を表す図である。
【図２５】本発明の汚染土壌処理システムにおける不溶化処理工程部分のシステムの他の構成例を表す図である。
【図２６】本発明の汚染土壌処理システムにおける不溶化処理工程部分のシステムのさらに他の構成例を表す図である。
【図２７】本発明の汚染土壌処理システムにおける不溶化処理工程部分のシステムのさらに他の構成例を表す図である。
【符号の説明】
【０１３５】
３００    油圧ショベル
５００    不溶化処理装置
５００ａ  不溶化処理装置
５１５    混合装置
Ｃ        汚染土壌
Ｃ１〜５  汚染土壌
Ｓ１３０  掘削工程
Ｓ２００  水処理工程
Ｓ２１０  凝集沈澱処理工程
Ｓ３１０  塩化マグネシウム溶液生成工程
Ｓ３３０  不溶化処理工程
Ｔ１〜３  水タンク
【図１】
2008200542.tif 000003
【図２】
2008200542.tif 000004
【図３】
2008200542.tif 000005
【図４】
2008200542.tif 000006
【図５】
2008200542.tif 000007
【図６】
2008200542.tif 000008
【図７】
2008200542.tif 000009
【図８】
2008200542.tif 000010
【図９】
2008200542.tif 000011
【図１０】
2008200542.tif 000012
【図１１】
2008200542.tif 000013
【図１２】
2008200542.tif 000014
【図１３】
2008200542.tif 000015
【図１４】
2008200542.tif 000016
【図１５】
2008200542.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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