(57)【要約】【課題】水を使うことなく有害物質を含む汚染土壌を簡易且つ安価に浄化すると共に浄化後の土壌を再利用することができる汚染土壌の処理システム及び処理方法を提供する。【解決手段】本処理システム１は、汚染土壌に生石灰を混合して処理土を得る混合手段（混合装置２）と、前記混合手段で得られた処理土を分級する第１分級手段（第１振動ふるい３）と、前記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を破砕する破砕手段（破砕装置４）と、前記破砕手段で破砕された処理土を分級する第２分級手段（第２振動ふるい５）と、を備え、前記混合手段および前記破砕手段は同一装置を兼用して成る。【選択図】図１
2008289963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌に生石灰を混合して処理土を得る混合手段と、前記混合手段で得られた処理土を分級する第１分級手段と、前記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を破砕する破砕手段と、前記破砕手段で破砕された処理土を分級する第２分級手段と、を備え、
前記混合手段及び前記破砕手段は同一装置を兼用して成ることを特徴とする汚染土壌の処理システム。
【請求項２】
前記第１分級手段は、前記混合手段で得られた処理土を養生した後に分級する請求項１記載の汚染土壌の処理システム。
【請求項３】
前記破砕手段は、前記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を養生した後に破砕する請求項１記載の汚染土壌の処理システム。
【請求項４】
前記混合手段は、前記汚染土壌に、その汚染土壌の重量の０．７〜５％の重量の生石灰を混合して処理土を得る請求項１乃至３のいずれか一項に記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項５】
前記第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を水洗する水洗手段を更に備える請求項１乃至４のいずれか一項に記載の汚染土壌の処理システム。
【請求項６】
前記第２分級手段は前記処理土を石と土に分級するものであり、前記石を再利用するための石再利用手段と、前記土を再利用するための土再利用手段と、を更に備える請求項１乃至５のいずれか一項に記載の汚染土壌の処理システム。
【請求項７】
前記混合手段及び前記破砕手段を兼用する前記装置は、回転軸と、該回転軸と平行な軸により該回転軸の周面に旋回可能に設けられたロータリハンマーと、を有しており、該回転軸の回転によって前記ロータリハンマーが旋回しながら回転するものであり、供給される処理土を前記ロータリハンマーに衝突させて混合又は破砕するように構成されている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の汚染土壌の処理システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の汚染土壌の処理システムを用いる汚染土壌の処理方法であって、
前記混合手段によって、汚染土壌に生石灰を混合して処理土を得る混合工程と、
前記処理土を放置して生石灰を硬化させる養生工程と、
前記第１分級手段によって、その養生後の処理土を分級する第１分級工程と、
前記破砕手段によって、前記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を破砕する破砕工程と、
前記第２分級手段によって、前記破砕手段で破砕された処理土を分級する第２分級工程と、を備え、
前記混合工程及び前記破砕工程は同一装置で行うことを特徴とする汚染土壌の処理方法。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の汚染土壌の処理システムを用いる汚染土壌の処理方法であって、
前記混合手段によって、汚染土壌に生石灰を混合して処理土を得る混合工程と、
前記第１分級手段によって、その得られた処理土を分級する第１分級工程と、
前記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を放置して生石灰を硬化させる養生工程と、
前記破砕手段によって、その養生後の処理土を破砕する破砕工程と、
前記第２分級手段によって、前記破砕手段で破砕された処理土を分級する第２分級工程と、を備え、
前記混合工程及び前記破砕工程は同一装置で行うことを特徴とする汚染土壌の処理方法。
【請求項１０】
前記養生工程では、汚染土壌に生石灰を混合してから２０〜３０℃で２〜４日放置して処理土が得られる請求項８又は９に記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項１１】
前記混合工程では、汚染土壌に生石灰を混合して、礫及び／又は砂の表面に粘土分が付着してなる粒状塊を含む処理土が得られ、前記破砕工程では、前記処理土に含まれる前記粒状塊の粘土分が破砕される請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項１２】
請求項５記載の水洗手段によって、前記第２分級工程で分級された所定の粒径範囲の処理土を水洗する水洗工程を更に備える請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項１３】
前記第２分級工程は前記処理土を石と土に分級するものであり、請求項６記載の石再利用手段によって前記第２分級工程で分級された石を再利用する石再利用工程と、請求項６記載の土再利用手段によって前記第２分級工程で分級された土を再利用する石再利用工程と、を更に備える請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の汚染土壌の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌の処理システム及び処理方法に関し、更に詳しくは、水を使うことなく有害物質を含む汚染土壌を簡易且つ安価に浄化すると共に浄化後の土壌を再利用することができる汚染土壌の処理システム及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有害物質を含む汚染土壌に対しては環境問題の改善と土地の再利用の両面から浄化することが要望されている。
そして、従来の土壌浄化技術としては、洗浄法及び洗浄・加熱法が一般的に知られている。
上記洗浄法では、汚染土壌に対して水洗、分級が繰り返される。
また、上記洗浄・加熱処理では、汚染土壌に対して、水洗後に、ロータリーキルン等で１０００℃〜１２００℃程度の熱を加えて有害物質が除去される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１９０１９号公報
【特許文献２】特開２００２−２５４０６号公報
【０００４】
しかし、上記従来の洗浄法では、汚染土壌を構成する砂、礫の表面に付着する粘土及び有害物質を除去するために、大量の水を使用する必要がある。また、水洗後に異物が溶け込んだ大量の濁水が発生してしまう。その結果、その濁水をそのまま河川や海に流すと環境汚染を招くため、濁水処理設備が必要となり、製造コストが嵩むこととなる。
また、上記従来の洗浄・加熱法では、大型のロータリーキルン等の加熱設備が必要となり、そのランニングコストも高くなり、やはり製造コストが嵩むこととなる。また、オイル分を扱う埋地では加熱設備を設けることが困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、使用水量を必要最小限に抑えて有害物質を含む汚染土壌を簡易且つ安価に浄化することができる汚染土壌の処理システム及び処理方法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】
【０００６】
本発明は、以下の通りである。
１．汚染土壌に生石灰を混合して処理土を得る混合手段と、前記混合手段で得られた処理土を分級する第１分級手段と、前記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を破砕する破砕手段と、前記破砕手段で破砕された処理土を分級する第２分級手段と、を備え、前記混合手段及び前記破砕手段は同一装置を兼用して成ることを特徴とする汚染土壌の処理システム。
２．前記第１分級手段は、前記混合手段で得られた処理土を養生した後に分級する上記１．記載の汚染土壌の処理システム。
３．前記破砕手段は、前記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を養生した後に破砕する上記１．記載の汚染土壌の処理システム。
４．前記混合手段は、前記汚染土壌に、その汚染土壌の重量の０．７〜５％の重量の生石灰を混合して処理土を得る上記１．乃至上記３．のいずれかに記載の汚染土壌の処理方法。
５．前記第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を水洗する水洗手段を更に備える上記１．乃至上記４．のいずれかに記載の汚染土壌の処理システム。
６．前記第２分級手段は前記処理土を石と土に分級するものであり、前記石を再利用するための石再利用手段と、前記土を再利用するための土再利用手段と、を更に備える上記１．乃至上記５．のいずれかに記載の汚染土壌の処理システム。
７．前記混合手段及び前記破砕手段を兼用する前記装置は、回転軸と、該回転軸と平行な軸により該回転軸の周面に旋回可能に設けられたロータリハンマーと、を有しており、該回転軸の回転によって前記ロータリハンマーが旋回しながら回転するものであり、供給される処理土を前記ロータリハンマーに衝突させて混合又は破砕するように構成されている上記１．乃至上記６．のいずれかに記載の汚染土壌の処理システム。
８．上記１．乃至上記７．のいずれかに記載の汚染土壌の処理システムを用いる汚染土壌の処理方法であって、前記混合手段によって、汚染土壌に生石灰を混合して処理土を得る混合工程と、前記処理土を放置して生石灰を硬化させる養生工程と、前記第１分級手段によって、その養生後の処理土を分級する第１分級工程と、前記破砕手段によって、前記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を破砕する破砕工程と、前記第２分級手段によって、前記破砕手段で破砕された処理土を分級する第２分級工程と、を備え、前記混合工程及び前記破砕工程は同一装置で行うことを特徴とする汚染土壌の処理方法。
９．上記１．乃至上記７．のいずれかに記載の汚染土壌の処理システムを用いる汚染土壌の処理方法であって、前記混合手段によって、汚染土壌に生石灰を混合して処理土を得る混合工程と、前記第１分級手段によって、その得られた処理土を分級する第１分級工程と、前記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を放置して生石灰を硬化させる養生工程と、前記破砕手段によって、その養生後の処理土を破砕する破砕工程と、前記第２分級手段によって、前記破砕手段で破砕された処理土を分級する第２分級工程と、を備え、前記混合工程及び前記破砕工程は同一装置で行うことを特徴とする汚染土壌の処理方法。
１０．前記養生工程では、汚染土壌に生石灰を混合してから２０〜３０℃で２〜４日放置して処理土が得られる上記８．又は上記９．に記載の汚染土壌の処理方法。
１１．前記混合工程では、汚染土壌に生石灰を混合して、礫及び／又は砂の表面に粘土分が付着してなる粒状塊を含む処理土が得られ、前記破砕工程では、前記処理土に含まれる前記粒状塊の粘土分が破砕される上記８．乃至上記１０．のいずれかに記載の汚染土壌の処理方法。
１２．上記５．記載の水洗手段によって、前記第２分級工程で分級された所定の粒径範囲の処理土を水洗する水洗工程を更に備える上記８．乃至上記１１．のいずれかに記載の汚染土壌の処理方法。
１３．前記第２分級工程は前記処理土を石と土に分級するものであり、上記６．記載の石再利用手段によって前記第２分級工程で分級された石を再利用する石再利用工程と、上記６．記載の土再利用手段によって前記第２分級工程で分級された土を再利用する石再利用工程と、を更に備える上記８．乃至上記１２．のいずれかに記載の汚染土壌の処理方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の汚染土壌の処理システムによれば、混合手段によって汚染土壌に生石灰を混合して処理土が得られ、第１分級手段によって混合手段で得られた処理土が分級され、破砕手段によって第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土が破砕され、第２分級手段によって破砕手段で破砕された処理土が分級される。
本処理システムでは、汚染土壌に生石灰を混合して得られる処理土は、生石灰と粘土とのポラゾン反応によって、主に礫及び／又は砂の表面に粘土が付着してなり適当な軟らかさを持つ湿潤状態の粒状塊（だま）を大量に含むこととなる。そして、その粒状塊を含む処理土を分級後に破砕し再度分級しているので、破砕の際には、粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分が好適に破砕されて除去される。また、各分級の際には、粘土分が好適に除去される。その結果、使用水量を必要最小限に抑えて汚染土壌を簡易且つ安価に浄化することができ、更には浄化後の礫及び／又は砂あるいは粘土の再利用を図ることができる。
また、本処理システムでは、混合手段及び破砕手段は同一装置を兼用して成るようにしている。このため、混合手段及び破砕手段が別個である場合に比べて装置全体を小型化できるので、本処理システムを移動式にして汚染土壌が得られる現場で処理作業することができるようになる。これにより、従来のように汚染土壌を遠方の処理場まで運搬する必要がなくなるので、運搬コストを削減することができる。
また、混合手段及び破砕手段を同一装置で兼用していることから、混合手段によっても汚染土壌をある程度粉砕することができるようになる。このため、汚染土壌と生石灰を十分に混合できるようになると共に、大きな石を混合手段において粉砕して石の大きさの標準化を図り、最終的に再利用の歩留りを上げることができる。
【０００８】
更に、混合手段で得られた処理土を養生した後に第１分級手段が分級する場合は、養生して石灰が硬化した後に分級するので、分級の精度を高めることができ、礫、砂、粘土をそれぞれ再利用するために有効である。
また、第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を養生した後に破砕手段が破砕する場合は、予め石灰が硬化する前に処理土を分級して、処理が不要な石等を除くことができる。
また、混合手段において、汚染土壌に、その汚染土壌の重量の０．７〜５％の重量の生石灰を混合して処理土が得られる場合は、処理土の中に、より適当な軟らかさを持つ湿潤状態の粒状塊（だま）をより大量に含ませることができる。その結果、破砕の際には、粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分をより好適に破砕できる。
また、第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を水洗する水洗手段を更に備える場合は、水洗対象を最小限に抑えているので、従来の洗浄法のように多量の水を使う必要がなく、使用水量を必要最小限に抑制しつつ六価クロム等の有害物質が好適に除去される。
また、第２分級手段は前記処理土を石と土に分級するものであり、石を再利用するための石再利用手段と、土を再利用するための土再利用手段と、を更に備える場合、汚染土壌を浄化してから再利用することができるようになる。しかも、処理土が石と土に分けられるので、土の重量を減らすことができ運搬コストを低減できる。
また、混合手段及び破砕手段を兼用する装置は、回転軸と、該回転軸と平行な軸により該回転軸の周面に旋回可能に設けられたロータリハンマーと、を有しており、該回転軸の回転によって前記ロータリハンマーが旋回しながら回転するものであり、供給される処理土を前記ロータリハンマーに衝突させて混合又は破砕するように構成されている場合は、この装置を混合手段として利用する際は回転軸を低速回転させ、破砕手段として利用する際は高速回転させる。これにより、混合時には汚染土壌の大きな塊を選択的に破砕して大きさを標準化して生石灰との混合を効果的に行うことができると共に、破砕時には粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分をより確実に破砕できる。
【０００９】
本発明の汚染土壌の処理方法によれば、混合手段によって汚染土壌に生石灰を混合して処理土が得られ、処理土が放置されて養生され生石灰が硬化し、第１分級手段によってその養生後の処理土が分級され、破砕手段によって第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土が破砕され、第２分級手段によって破砕手段で破砕された処理土が分級される。
本処理方法では、汚染土壌に生石灰を混合して得られる処理土は、生石灰と粘土とのポラゾン反応によって、主に礫及び／又は砂の表面に粘土が付着してなり適当な軟らかさを持つ湿潤状態の粒状塊（だま）を大量に含むこととなる。そして、その粒状塊を含む処理土を分級後に破砕し再度分級するようにしているので、破砕の際には、粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分が好適に破砕されて除去される。また、各分級の際には、粘土分が好適に除去される。その結果、使用水量を必要最小限に抑えて汚染土壌を簡易且つ安価に浄化することができ、更には浄化後の礫及び／又は砂あるいは粘土の再利用を図ることができる。
また、混合手段で得られた処理土を養生して石灰が硬化した後に第１分級手段が分級するので、分級の精度を高めることができ、礫、砂、粘土をそれぞれ再利用するために有効である。
更に、第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を養生した後に破砕手段が破砕する場合は、予め石灰が硬化する前に処理土を分級して、処理が不要な石等を除くことができる。
また、前記処理土を得る工程において、汚染土壌に生石灰を混合してから２０〜３０℃で２〜４日放置して処理土が得られる場合は、処理土の中に、より適当な軟らかさを持つ湿潤状態の粒状塊（だま）をより大量に含ませることができる。その結果、破砕の際には、粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分をより好適に破砕できる。
更に、前記処理土を得る工程において、汚染土壌に生石灰を混合して、礫及び／又は砂の表面に粘土分が付着してなる粒状塊を含む処理土が得られ、前記処理土を破砕する工程において、前記処理土に含まれる前記粒状塊の粘土分が破砕される場合は、粒状塊を構成する礫及び／又は砂の破砕を抑制しつつ主に粘土分をより確実に破砕できる。
また、前記第２分級工程で分級された所定の粒径範囲の処理土を水洗する水洗工程を更に備える場合は、水洗対象を最小限に抑えているので、従来の洗浄法のように多量の水を使う必要がなく、使用水量を必要最小限に抑制しつつ六価クロム等の有害物質が好適に除去される。
更に、石再利用手段によって前記第２分級工程で分級された石を再利用する石再利用工程と、土再利用手段によって前記第２分級工程で分級された土を再利用する石再利用工程と、を更に備える場合は、汚染土壌を浄化してから再利用することができるようになる。しかも、処理土が石と土に分けられるので、土の重量を減らすことができ運搬コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
１．汚染土壌の処理システム
本実施形態に係る汚染土壌の処理システムは、以下に述べる混合手段、第１分級手段、破砕手段、第２分級手段を備える。この処理システムは、例えば、後述の水洗手段、石再利用手段、土再利用手段を更に備えることができる。
【００１１】
上記「混合手段」は、汚染土壌に生石灰を混合するための手段である限り、その構成、混合形態、タイミング等は特に問わない。生石灰の添加量としては、例えば、汚染土壌の重量の０．７〜５％（好ましくは０．８〜３．５％、より好ましくは０．９〜２％）の重量とすることができる。また、処理土は、例えば、混合手段による混合後、あるいは第１分級手段による分級後に、２０〜３０℃で２〜４日（好ましくは３日）放置して得ることができる。
上記「破砕手段」は、上記第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を破砕する限り、その破砕形態、タイミング等は特に問わない。
上記所定の粒径範囲は、３ｍｍ〜１００ｍｍ（より好ましくは１０ｍｍ〜６０ｍｍ）であることが好ましい。比較的大径の礫及び／又は砂を効率良く浄化するためである。
【００１２】
上記混合手段及び上記破砕手段を兼用する装置は、例えば、回転軸と、該回転軸と平行な軸により該回転軸の周面に旋回可能に設けられたロータリハンマーと、を有しており、該回転軸の回転によって前記ロータリハンマーが旋回しながら回転するものであり、供給される処理土を前記ロータリハンマーに衝突させて混合又は破砕するように構成されていることができる。この装置を混合手段として利用する際は回転軸を低速回転させ、破砕手段として利用する際は高速回転させることができる。
【００１３】
上記「第１分級手段」は、混合手段で混合されて得られる処理土を分級する限り、その分級形態、タイミング等は特に問わない。
上記第１分級手段としては、例えば、振動ふるい、振動スクリーン、ジャンピングスクリーン、遠心分級機等を挙げることができる。
上記「第２分級手段」は、上記破砕手段で破砕された処理土を分級する限り、その分級形態、タイミング等は特に問わない。
上記第２分級手段としては、例えば、振動ふるい、振動スクリーン、ジャンピングスクリーン、遠心分級機等を挙げることができる。
【００１４】
上記「水洗手段」は、上記第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土（主に礫及び／又は砂からなる処理物）を水洗する限り、その水洗形態、タイミング等は特に問わない。
上記所定の粒径範囲は、５ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。標準化された均一な大きさの礫及び／又は砂を効率良く浄化するためである。上記水洗手段としては、例えば、ロックウォッシャ、ドラムウォッシャ等を挙げることができる。ここで、水洗手段で使用される先浄水の量が、前記第２分級手段で分級された処理土１００ｔに対して５０Ｌ〜５０００Ｌにすることにより、水洗装置で使用される洗浄水の使用水量を更に抑制できる。
【００１５】
ここで、例えば、上記第１分級手段で分級される所定の粒径範囲の上限値は、上記第２分級手段で分級される所定の粒径範囲の上限値より大きな値に設定されており、第１分級手段で分級される所定の粒径範囲の下限値が、第２分級手段で分級される所定の粒径範囲の下限値と同じ値に設定されていることができる。これにより、比較的大径の礫及び／又は砂を更に効率良く浄化できる。
【００１６】
上記「石再利用手段」は、第２分級手段で分級された石を再利用する限り、その再利用形態などは問わない。上記石再生手段は、例えば、路盤材としての再利用であることができる。
上記「土再利用手段」は、第２分級手段で分級された土を再利用する限り、その再利用形態などは問わない。上記土再生手段は、例えば、セメント工場におけるセメント材料としての再利用であることができる。
【００１７】
２．汚染土壌の処理方法
本実施形態に係る汚染土壌の処理方法は、上述の実施形態１．の汚染土壌の処理システムを用いる汚染土壌の処理方法であって、以下に述べる混合工程、養生工程、第１分級工程、破砕工程、第２分級工程を備える。この処理方法は、例えば、後述の水洗工程、石再利用工程、土再利用工程を更に備えることができる。
【００１８】
上記「混合工程」は、汚染土壌に生石灰を混合して処理土を得る工程である限り、その取得形態、タイミング等は特に問わない。この混合工程では、例えば、汚染土壌に、その汚染土壌の重量の０．７〜５％（好ましくは０．８〜３．５％、より好ましくは０．９〜２％）の重量の生石灰を混合して処理土を得ることができる。
上記「養生工程」は、処理土を放置して生石灰を硬化させる工程である限り、その放置形態、タイミング等は特に問わない。この養生工程では、例えば、汚染土壌に生石灰を混合してから２０〜３０℃で２〜４日（好ましくは３日）放置して処理土を得ることができる。
上記「第１分級工程」は、上記第１分級手段によって、その得られた処理土を分級する工程である限り、その分級形態、タイミング等は特に問わない。
上記「破砕工程」は、上記破砕手段によって、第１分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土を破砕する工程である限り、その破砕形態、タイミング等は特に問わない。
上記「第２分級工程」は、上記第２分級手段によって、破砕手段で破砕された処理土を分級する工程である限り、その分級形態、タイミング等は特に問わない。
ここで、上記混合工程では、例えば、汚染土壌に生石灰を混合して、礫及び／又は砂の表面に粘土分が付着してなる粒状塊を含む処理土が得られ、上記破砕工程では、前記処理土に含まれる前記粒状塊が破砕されて礫及び／又は砂の表面から粘土分が分離されることができる。
【００１９】
上記「水洗工程」は、上記水洗手段によって、第２分級手段で分級された所定の粒径範囲の処理土（主に礫及び／又は砂からなる処理物）を水洗する工程である限り、その水洗形態、タイミング等は特に問わない。
また、上記水洗工程では、例えば、上記第２分級手段で分級された処理土（主に、礫及び／又は砂からなる処理物）１００ｔに対して５０〜５０００Ｌ（好ましくは７０〜１０００Ｌ、より好ましくは１００〜５００Ｌ）の先浄水を使用することができる。
【００２０】
上記「石再利用工程」は、第２分級工程で分級された石を再利用する限り、その再利用形態などは問わない。上記石再生工程は、例えば、路盤材としての再利用であることができる。
上記「土再利用工程」は、第２分級工程で分級された土を再利用する限り、その再利用形態などは問わない。上記土再生工程は、例えば、セメント工場におけるセメント材料としての再利用であることができる。
【実施例】
【００２１】
以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
（１）汚染土壌の処理システム
本実施例に係る汚染土壌の処理システム１は、図１及び図２に示すように、混合装置２（本発明に係る「混合手段」として例示する。）第１振動ふるい３（本発明に係る「第１分級手段」として例示する。）、破砕装置４（本発明に係る「破砕手段」として例示する。）、第２振動ふるい５（本発明に係る「第２分級手段」として例示する。）を備えて基本的には構成される。このうち、混合装置２及び破砕装置４は同一装置を兼用して成る（図１では便宜上別個に記載している。）。
【００２２】
上記混合装置２及び破砕装置４を兼用する装置は、第１投入ホッパー６と、第２投入ホッパー７と、各ホッパー６，７から供給された処理土などを搬送するベルトコンベア８と、ベルトコンベア８から供給された処理土Ｓを混合あるいは破砕するソイルカッター９と、ソイルカッター９の下流側に設けられて処理土Ｓを混合あるいは破砕する３軸のハンマー機構１０と、該ハンマー機構１０から供給された処理土Ｓを搬送する排出ベルトコンベア１１と、を備えている。
【００２３】
各ハンマー機構１０は、図２に示すように、回転軸１２と、該回転軸１２と平行な軸１３により該回転軸１２の周面に旋回可能に設けられたロータリハンマー１４と、を有しており、該回転軸１２の回転によってロータリハンマー１４が旋回しながら回転する。
そして、上記処理システム１の最上流部には混合装置２が配置される。混合装置２では、第１投入ホッパー６に汚染土壌が投入されると共に、第２投入ホッパー７に生石灰が投入される。これら汚染土壌と生石灰はベルトコンベア８で搬送され、ソイルカッター９とハンマー機構１０を経て混合され、排出ベルトコンベア１１により混合装置２から排出される。この混合の際に、処理土Ｓは最大で６０ｍｍ程度に破砕される。
【００２４】
混合装置２の下流側には養生場所Ｅ３が配置される。ここで混合後の処理土Ｓが放置されて養生される。
養生場所Ｅ３の下流側には第１振動ふるい３が配置される。この第１振動ふるい３は、１０ｍｍ〜６０ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ〜２０ｍｍ、最も好ましくは１０ｍｍのふるいであり、ここでは１０ｍｍとする。この第１振動ふるい３は、供給された処理土Ｓを所定の粒径範囲（１０ｍｍ〜６０ｍｍ）に分級する。
【００２５】
第１振動ふるい３の下流側には、この第１振動ふるい３で分級された所定の粒径範囲（１０ｍｍ〜６０ｍｍ）の処理土Ｓが供給される上記破砕装置４が配置されている。ここでは、処理土Ｓは第１投入ホッパー６に投入され、第２投入ホッパー７には何も投入しない。そして、破砕装置４では、これら処理土Ｓはベルトコンベア８で搬送され、ソイルカッター９とハンマー機構１０を経て破砕され、排出ベルトコンベア１１により破砕装置４から排出される。この破砕の際に、処理土Ｓは最大で１０ｍｍ程度に破砕される。
破砕装置４の下流側には第２振動ふるい５が配置される。この第２振動ふるい５は、５ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは５ｍｍのふるいであり、ここでは５ｍｍとする。この第２振動ふるい５は、供給された処理土Ｓを所定の粒径範囲（５ｍｍ〜１０ｍｍ）に分級する。
【００２６】
第２振動ふるい５の下流側には、この第２振動ふるい５で分級された所定の粒径範囲（５ｍｍ〜１０ｍｍ）の処理土Ｓ（主に、礫Ｓ’からなる処理物）が堆積される製品堆積場所Ｅ１が配置されている。製品堆積場所Ｅ１に堆積された処理土Ｓは、後に石（礫Ｓ’）として例えば路盤材（本発明に係る「石再利用手段」として例示する。）として再利用される。
一方、上記第１振動ふるい３及び上記第２振動ふるい５で分級された所定の粒径範囲の下限値未満（５ｍｍ未満）の処理土Ｓは、堆積場所Ｅ２まで搬送される。堆積場所Ｅ２に堆積された処理土Ｓは、後に例えばセメント材料（本発明に係る「土再利用手段」として例示する。）として再利用される。
【００２７】
（２）汚染土壌の処理システムの作用
次に、上記汚染土壌の処理システム１の作用について説明する。
混合装置２の第１投入ホッパー６に汚染土壌を投入すると共に、第２投入ホッパー７に生石灰を投入する（ステップＳ１）。生石灰の量は汚染土壌の重量の０．７〜５％の重量が好ましく、ここでは約１％の重量とする。これら汚染土壌と生石灰はベルトコンベア８で搬送され、ソイルカッター９で粘土の大きな塊が崩される。そして、３軸のハンマー機構１０を低速回転させて各ロータリハンマー１４が処理土Ｓを叩くことで十分に混合し（ステップＳ２）、排出ベルトコンベア１１により混合装置２から排出される。この混合の際に、処理土Ｓは最大で６０ｍｍ程度に破砕される。
【００２８】
混合装置２から排出された処理土Ｓは養生場所Ｅ３に放置されて養生される（ステップＳ３）。養生の条件としては、例えば２０〜３０℃で２〜４日放置するのが好ましく、ここでは常温（２５℃）で３日とする。この処理土Ｓは、図４（ａ）に示すように、生石灰と粘土との吸水反応及びポラゾン反応によって、礫Ｓ’の表面に粘土分Ｃが付着してなる（又は粘土分Ｃのみからなる）粒状塊Ｂを多く含んでいる。この粒状塊Ｂは、適当な軟らかさを持ち湿潤状態となっている。
【００２９】
養生後、養生場所Ｅ３の処理土Ｓは第１振動ふるい３に供給される。第１振動ふるい３は、供給された処理土Ｓを所定の粒径範囲（１０ｍｍ〜６０ｍｍ）に分級する（ステップＳ４）。この分級の際に処理土Ｓの粘土分Ｃが好適に除去される。ここで、所定の粒径範囲の下限値未満（１０ｍｍ未満）の処理土Ｓは（ステップＳ５；ＹＥＳ）、堆積場所Ｅ２まで搬送され、後にセメント工場に運搬されてセメント材料として再利用される（ステップＳ６）。
【００３０】
また、第１振動ふるい３で所定の粒径範囲（１０ｍｍ〜６０ｍｍ）に分級された処理土Ｓは（ステップＳ５；ＮＯ）、破砕装置４に供給される。その際、処理土Ｓは第１投入ホッパー６に投入され、第２投入ホッパー７には何も投入しない。そして、これら処理土Ｓはベルトコンベア８で搬送され、ソイルカッター９で大きな塊が崩される。更に、３軸のハンマー機構１０を高速回転させて各ロータリハンマー１４が処理土Ｓを強く叩くことで破砕する（ステップＳ７）。その際、その処理土Ｓにおいて、粒状塊Ｂの粘土分Ｃが好適に破砕される一方、礫Ｓ’自体は破砕され難くなっている（図４（ｂ）参照）。そして、破砕された処理土Ｓが排出ベルトコンベア１１により破砕装置４から排出される。この破砕の際に、処理土Ｓは最大で１０ｍｍ程度に破砕される。
【００３１】
破砕装置４から排出された処理土Ｓは第２振動ふるい５に供給される。第２振動ふるい５は、供給された処理土Ｓを所定の粒径範囲（５ｍｍ〜１０ｍｍ）に分級する（ステップＳ８）。この分級の際に処理土Ｓの粘土分Ｃが好適に除去される。ここで、所定の粒径範囲の下限値未満（５ｍｍ未満）の処理土Ｓは（ステップＳ９；ＹＥＳ）、堆積場所Ｅ２まで搬送され、後にセメント工場に運搬されてセメント材料として再利用される（ステップＳ６）。
また、第２振動ふるい５で所定の粒径範囲（５ｍｍ〜１０ｍｍ）に分級された処理土Ｓ（主に、礫Ｓ’からなる処理物）は（ステップＳ９；ＮＯ）、製品堆積場所Ｅ１まで搬送され、後に出荷されて路盤材として再利用される（ステップＳ１０）。
【００３２】
（３）実施例の効果
本実施例の汚染土壌の処理システム１では、混合装置２と破砕装置４は同一装置を兼用して成るようにしているので、混合装置２及び破砕装置４が別個である場合に比べて装置全体を小型化できる。よって、本処理システム１を移動式にして汚染土壌が得られる現場で処理作業することができるようになる。これにより、従来のように汚染土壌を遠方の処理場まで運搬する必要がなくなるので、運搬コストを削減することができる。
また、本実施例の汚染土壌の処理システム１では、混合装置２及び破砕装置４を同一装置で兼用していることから、混合装置２によっても汚染土壌をある程度粉砕することができるようになる。このため、汚染土壌と生石灰を十分に混合できるようになると共に、大きな石を混合装置２において粉砕して石の大きさの標準化を図り、最終的に再利用の歩留りを上げることができる。
【００３３】
更に、本実施例の汚染土壌の処理システム１では、汚染土壌に生石灰を混合してから所定期間放置して得られる処理土Ｓを採用しているので、この処理土Ｓは、生石灰と粘土との吸水反応及びポラゾン反応によって、主に礫Ｓ’の表面に粘土分Ｃが付着してなり適当な軟らかさを持つ湿潤状態の粒状塊（だま）Ｂを大量に含むこととなる。そして、その粒状塊Ｂを含む処理土Ｓを分級後に破砕し再度分級してから水洗するようにしているので、破砕の際には、粒状塊Ｂを構成する礫Ｓ’の破砕を抑制しつつ主に粘土分Ｃが好適に破砕されて除去される。また、各分級の際には、粘土分Ｃが好適に除去される。
【００３４】
また、本実施例の処理システム１では、混合装置２で得られた処理土Ｓを養生した後に第１振動ふるい３が分級するので、養生して石灰が硬化した後に分級することから、分級の精度を高めることができ、礫、砂、粘土をそれぞれ再利用するために有効となる。
更に、本実施例の処理システム１では、汚染土壌に、その汚染土壌の重量の０．７〜５％の重量の生石灰を混合してから、２０〜３０℃で２〜４日放置して処理土Ｓを得るようにしたので、処理土Ｓの中に、より適当な軟らかさを持つ湿潤状態の粒状塊Ｂ（だま）をより大量に含ませることができる。その結果、破砕の際には、粒状塊Ｂを構成する礫Ｓ’の破砕を抑制しつつ主に粘土分Ｃをより好適に破砕できる。
【００３５】
尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、混合装置２で得られた処理土Ｓを養生した後に第１振動ふるい３が分級するようにしたが、これに限定されず、例えば、混合装置２で得られた処理土Ｓをそのまま第１振動ふるい３が分級し、その分級された所定の粒径範囲の処理土Ｓを養生した後に破砕装置４が破砕するようにしてもよい。この場合は、予め石灰が硬化する前に処理土を分級することによって、処理が不要な石等を除くことができる。
【００３６】
また、上記実施例では、第２振動ふるい５で得られた所定の粒径範囲（５ｍｍ〜１０ｍｍ）に分級された処理土Ｓは、そのまま製品堆積場所Ｅ１に堆積され後に出荷されるようにしたが、これに限定されず、例えば製品堆積場所Ｅ１に堆積される前に水洗手段により洗浄処理を行うようにしてもよい。水洗手段としては既知のあるいは新規の装置を使用することができる。ここで、水洗手段としてロックウォッシャと２つの貯水槽を有するものを採用した場合は、ロックウォッシャで使用される洗浄水を循環して使用でき、その使用水量を抑制できる。これにより、使用水量を必要最小限に抑制しつつ６価クロム等の有害物質が好適に除去される。更に、この場合、例えば処理土Ｓの１００ｔに対して５０〜５０００Ｌ（好ましくは７０〜１０００Ｌ、より好ましくは１００〜５００Ｌ）の先浄水を使用することが好ましい。これにより、ロックウォッシャで使用される洗浄水の使用水量を更に抑制できる。
【００３７】
また、上記実施例では、混合装置２及び破砕装置４において処理土Ｓを混合あるいは破砕する機構としてロータリハンマー１４を採用しているが、これに限定されず、処理土Ｓを混合あるいは破砕できる機構であれば既知のあるいは新規の機構を採用してもよい。
更に、上記実施例では、石再利用手段として路盤材、土再利用手段としてセメント材料を採用しているが、これに限定されず、他の方法による再利用としたり、あるいは埋めたりしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
汚染土壌を再利用する技術として広く利用される。特に、汚染土壌を浄化して再利用する技術として好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施例に係る汚染土壌の処理システムを示すブロック図である。
【図２】本実施例に係るハンマーの側面図である。
【図３】上記処理システムの作用を説明するためのフローチャート図である。
【図４】本実施例に係る処理土の破砕作用を説明するための説明図であり、（ａ）は破砕前の処理土を示し、（ｂ）は破砕後の処理土を示す。
【符号の説明】
【００４０】
１；処理システム、２；混合装置、３；第１振動ふるい、４；破砕装置、５；第２振動ふるい、１０；ハンマー装置、１４；ロータリハンマー、Ｂ；粒状塊、Ｃ；粘土分、Ｓ；処理土、Ｓ’；礫。
【図１】
2008289963.tif 000003
【図２】
2008289963.tif 000004
【図３】
2008289963.tif 000005
【図４】
2008289963.tif 000006