(57)【要約】【課題】汚染土壌等に含有される汚染物質を効率よく除去する。【解決手段】汚染物質で汚染された土壌等と界面活性剤とを第１混和槽１にて混合・洗浄することによって、該汚染物質を土壌等の固形分から液相に移行させた後に、該混合物を遠心脱水機３で固液分離し、固相を浄化物として取り出すと共に、第２混和槽６にて酸と凝集剤と混和させ、次いで沈殿槽７にて液相から界面活性剤と汚染物質の結合体を分離する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染物質で汚染された土壌等と界面活性剤とを混合・洗浄することによって、該汚染物質を土壌等の固形分から液相に移行させる工程と、この工程の後に、該混合物を固液分離し、固相を浄化物として取り出す工程と、固液分離された液相から界面活性剤と汚染物質の結合体を分離する工程とを備えたことを特徴とする汚染土壌等の浄化方法。
【請求項２】
汚染物質で汚染された土壌等と界面活性剤とを混合する前又は混合する際に該土壌等に酸又はアルカリを混合することを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌等の浄化方法。
【請求項３】
固液分離された液相から界面活性剤と汚染物質の結合体を分離する工程は、液相に酸又はアルカリを混合する工程を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の汚染土壌等の浄化方法。
【請求項４】
固液分離された液相から界面活性剤と汚染物質の結合体を分離する工程は、液相を４０〜８０℃に加温する工程を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の汚染土壌等の浄化方法。
【請求項５】
固液分離された液相から界面活性剤と汚染物質の結合体を分離する工程は、液相にカルシウム、マグネシウム、シリカ及びアルミニウムの群から選択された一種又は二種以上を主成分とする無機化合物を添加する工程を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の汚染土壌等の浄化方法。
【請求項６】
液相から界面活性剤と汚染物質の結合体を分離する工程は、液相を曝気するか、あるいは液相に気体が過飽和に溶解した加圧水を注入する工程を備えたことを特徴とする請求１乃至５の何れかに記載の汚染土壌等の浄化方法。
【請求項７】
界面活性剤と汚染物質の結合体を分離された液相を汚染物質で汚染された土壌等の洗浄に再度利用することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の処理方法。
【請求項８】
液相から分離された界面活性剤と汚染物質の結合体を焼却炉、溶融炉または熱分解炉に投入して汚染物質を加熱分解することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の処理方法。
【請求項９】
汚染物質で汚染された土壌等と界面活性剤とを混合・洗浄する混合手段、該混合物を固液分離する固液分離手段、及び固液分離された液相から界面活性剤と汚染物質の結合体を分離する分離手段とを備えることを特徴とする汚染土壌等の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、汚染物質を含有する土壌等を処理する方法および装置に関するものであり、汚染土壌の他に埋立廃棄物や河川・湖沼あるいは海域の底泥、さらには水処理プロセスから発生する汚泥や脱水ケーキの浄化処理にも適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
汚染土壌等の浄化方法としては、熱分解する方法や微生物によって浄化する方法および薬剤により洗浄する方法等が従来知られている。熱分解する方法は、大量の汚染土壌をダイオキシン類等の汚染物質が分解する温度まで加温するためのエネルギーコストが高く、また微生物によって浄化する方法は浄化処理が終了するまでに年単位の期間を要するという欠点があった。薬剤により洗浄する方法に関しては、例えば特許第３１８２５４６号にトリクロロエチレン等で汚染された土壌を界面活性剤で洗浄する方法が示されている。しかし、本方法では洗浄水に含まれる汚染物質の除去に活性炭吸着処理を用いており、界面活性剤および土壌中の様々な有機物質を高濃度に含む洗浄液を活性炭処理するためにその交換頻度が高くなり、高価な活性炭を大量に使用するという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、汚染土壌等に含有される汚染物質を効率よく除去する、汚染土壌等の浄化方法および浄化装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、汚染物質で汚染された土壌等と界面活性剤とを混合・洗浄することによって、該汚染物質を土壌等の固形分から液相に移行させる工程と、この工程の後に、該混合物を固液分離し、固相を浄化物として取り出す工程と、固液分離された液相から界面活性剤と汚染物質の結合体を分離する工程とを備えたことを特徴とする汚染土壌等の浄化方法である。この方法では、液相中の汚染物質および界面活性剤が結合した状態のままで液相から分離するため、清澄な液相が得られる。
【０００５】
また、請求項２の発明は、汚染物質で汚染された土壌等と界面活性剤とを混合する前又は混合する際に該土壌等に酸又はアルカリを混合することを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌等の浄化方法である。この方法では、土壌等に酸またはアルカリを添加することによって洗浄効果を高めることが出来る。
【０００６】
また、請求項３，４，５および６の発明は、酸・アルカリの添加、加温、無機塩の添加または曝気・加圧水注入のいずれかの手段によって液相から界面活性剤と汚染物質の結合体を分離することを特徴とする請求項１および２に記載の処理方法である。又、これらの処理を適宜組み合わせることもできる。
また、請求項７の発明は、界面活性剤と汚染物質の結合体を分離された液相に界面活性剤を添加し、汚染物質で汚染された土壌等の洗浄に再度利用することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の処理方法である。この方法では、処理された液相を再利用することによって、補給水量および系外への排水量を大幅に削減することができる。
【０００７】
また、請求項８の発明は、液相から分離された界面活性剤と汚染物質の結合体を焼却炉、溶融炉または熱分解炉に投入して汚染物質を加熱分解することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の処理方法である。この方法では、液相から分離された汚染物質を加熱分解することによって完全に無害化できる。
【０００８】
また、請求項９の発明は、汚染物質で汚染された土壌等と界面活性剤とを混合・洗浄する混合手段、該混合物を固液分離する固液分離手段、固液分離された液相から界面活性剤と汚染物質の結合体を分離する分離手段とを備えることを特徴とする汚染土壌等の浄化装置である。本装置によって本発明の浄化方法を具現化することが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関わる汚染土壌等の浄化方法および浄化装置の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１０】
（実施形態１）
図１は、本発明に関わる汚染土壌等の浄化方法の一実施形態を示したものである。同図において、１は第一混和槽、２は界面活性剤注入管、３は遠心脱水機、４は酸注入管、５は凝集剤注入管、６は第二混和槽、７は沈殿槽である。
【００１１】
汚染物質を含む土壌等は第一混和槽１で界面活性剤注入管２から供給される界面活性剤と混和され、汚染土壌等に含有される汚染物質が液相へ移行する。次いで、遠心脱水機３へ供給され、界面活性剤と汚染物質の結合体を含む液相と、汚染物質が除去された固相とに分離される。固相はそのまま浄化物として取り出される。液相は、第二混和槽６において酸注入管４から供給される酸と凝集剤注入管５から供給される凝集剤と混和され、界面活性剤と汚染物質の結合体は不溶化・凝集された後、沈殿槽７においてスラッジとして沈殿分離される。スラッジは最終的に焼却炉にて焼却処理され、汚染物質は熱分解される。
【００１２】
ここで、汚染物質とはダイオキシン類や環境ホルモン類、農薬、ＰＣＢ等の難分解性有機物質やフッ素・ホウ素・重金属等の無機物質、さらにはこれらの物質と土壌微粒子とが吸着している結合体等であり、特定の物質に限定されるものではない。また、土壌等とは土壌、埋立廃棄物、河川・湖沼あるいは海域の底泥、さらには水処理プロセスから発生する汚泥やその脱水ケーキ等を指す。
【００１３】
汚染土壌等の汚染物質含有量ができるだけ高い状態で処理を行った方が界面活性剤と汚染物質の接触効率が高まるため、混合操作を容易にできる範囲において、必要に応じて濃縮処理等を行って汚染土壌等中の有機物含有量を高めた後に界面活性剤と汚染土壌等との混合を実施する方が好ましい。もちろん、土壌等の処理においてそのままの形態では混合操作が困難である場合には、水分を混合操作が容易に行えるまで添加して処理を実施することもできる。
【００１４】
本発明で用いる界面活性剤としては、アニオン型、カチオン型、両性型、非イオン型等の様々な界面活性剤を用いることができる。例えば、アニオン型としては、セッケン等のカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩等が、カチオン型として、アミン塩、第４級アンモニウム塩等が、両性型としてはアミノ酸型、ベタイン型等が、非イオン型としてはポリエチレングリコール型等を用いることが出来る。
【００１５】
汚染土壌等と界面活性剤との混合・洗浄手段は本実施例に限定されるものではないが、通常攪拌機付の混和槽が用いられる。また、超音波照射手段を併用すると汚染土壌等と界面活性剤との接触効率を高めることができ好適である。このようにすることにより、汚染物質を土壌等の固形分から液相へ移行させることができる。
【００１６】
汚染土壌等の固液分離手段としては、遠心脱水機の他に、スクリーン、沈殿槽、フィルタープレス等様々なものを用いることが出来る。
【００１７】
液相からの界面活性剤と汚染物質との結合体の分離手段は、適用する界面活性剤の特性に応じて数種類の手段から選択することが出来る。適用する界面活性剤がアミノ酸型両性界面活性剤の場合には、本実施形態のように洗浄操作後に酸を添加してｐＨを等電点に調整することによって、不溶化することが出来る。また、ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤の場合には加温して曇点より高い温度とすることによって不溶化することが出来る。また、アニオン型界面活性剤の場合にはカルシウム等を主成分とする無機化合物を添加することによって、不溶性の塩を形成させることが出来る。不溶化させた界面活性剤と汚染物質の結合体は、その比重によって浮上または沈降といった手段で分離することができる。また、場合によっては遠心分離を適用することも出来る。
【００１８】
なお、単に不溶化させることのみでは分離し難い場合には、凝集剤を添加・混和してフロックを形成させることにより分離を促進させることも可能である。この際に用いられる凝集剤としては、塩化第二鉄やポリ硫酸第二鉄等の鉄塩や、硫酸ばんどやＰＡＣのようなアルミニウム塩等が適用可能であり、さらにポリアクリルアミド等の有機高分子化合物を併用することも出来る。
【００１９】
一方、起泡性のある界面活性剤を用いる場合には、液相を曝気するか、あるいは液相に気体が過飽和に溶解した加圧水を注入することによって多数の気泡を形成させ、気泡表面に界面活性剤と汚染物質の結合体をスカムとして濃縮して除去することができる。
【００２０】
界面活性剤と汚染物質の結合体を分離した液相は、再度浄化処理に用いることが出来る。例えば、界面活性剤を添加して汚染土壌等と接触させることや、洗浄後の土壌に残存する界面活性剤のリンスに用いることが可能である。
【００２１】
液相から分離された界面活性剤と汚染物質の結合体は処理前の汚染土壌に比べて濃縮されるため、量が著しく減少する。したがって、オゾン注入による酸化分解や紫外線照射による脱塩素等の様々な手段を用いて低コストに無害化することが可能であるが、加熱方式により短時間でほぼ完全に分解することができる。特に既設の焼却炉、溶融炉または熱分解炉が土壌浄化設備の近傍に存在する場合には、液相から分離された界面活性剤と汚染物質の結合体を該加熱方式設備で処理することにより、設備の建設費を削減できるため好適である。
【００２２】
（実施形態２）
図２は、本発明に関わる汚染土壌等の浄化方法の別の実施形態を示したものである。同図において、１は第一混和槽、２は界面活性剤注入管、３は遠心脱水機、４は酸注入管、５は凝集剤注入管、８はｐＨ調整槽、９は中和槽、１０はアルカリ注入管、１１は処理水循環管、１２は第三混和槽、１３は浮上分離槽、１４は加圧水注入管である。
【００２３】
汚染土壌等はｐＨ調整槽８で酸注入管４から供給される酸、処理水循環管１１より供給される処理水および補給水と混和され、汚染土壌等に含有されるカルシウム化合物を溶解させる。次に中和槽９においてアルカリ注入管１０より供給されるアルカリと混和されてｐＨを中性に調整される。引き続いて第一混和槽１において界面活性剤注入管２から供給される界面活性剤と混合された後に遠心脱水機３において界面活性剤と汚染物質の結合体を含む液相と、汚染物質が除去された固相とに分離される。液相は、浮上分離槽１３において凝集剤注入管５から供給される凝集剤および加圧水注入管１４から供給される空気を過飽和に溶解した加圧水と混和され、界面活性剤および汚染物質の結合体は気泡表面に濃縮された後、スカムとして浮上分離され、残余が処理水となる。一方、遠心脱水機で取り出された固相はいったん第三混和槽１２において処理水と混合された後に再度遠心脱水機３で固液分離されることにより、残留する界面活性剤と汚染物質の結合体を洗い出した後に浄化物として取り出される。
【００２４】
汚染土壌等が石灰成分や鉄、マンガン等の金属成分の含有量が多くこれらが汚染物質と界面活性剤との接触を妨げて高い洗浄効率が得られない場合は、本実施形態のように汚染土壌等と界面活性剤の混合前あるいは混合中に酸を混合して石灰成分や金属成分を溶解させると接触効率が向上して良好な洗浄効果が得られる。一方、汚染土壌等がフミン酸等の有機物の含有量が多く、対象汚染物質と界面活性剤との接触を妨げて高い洗浄効率が得られない場合は、汚染土壌等と界面活性剤の混合前あるいは混合中にアルカリを混合してフミン酸等の有機物を溶解させると接触効率が向上して良好な洗浄効果が得られる。
【００２５】
また、本実施形態のように得られた処理水を遠心脱水後の固形分のリンスや界面活性剤の溶解、浄化対象物の水分調整に用いることによって、全体の使用水量を低減でき、浄化コストの低減と排水量の削減の効果が得られる。
【００２６】
【実施例】
ダイオキシン類で汚染された土壌を図２に示した処理方法で処理した結果を表１に示した。但し、処理条件は次の通りである。
【００２７】
［実施例処理方法］
・界面活性剤の種類：ノニオン界面活性剤（アルコール系）
・界面活性剤との反応時間：３０分
・反応温度：常温
・界面活性剤注入率：０．５ｗｔ％
【表１】
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【００２８】
【００２９】
【発明の効果】
本発明による処理方法は汚染土壌等と界面活性剤とを撹拌・混合することによって、汚染土壌等に含有される汚染物質を高効率に除去すると共に、洗浄水中の界面活性剤と汚染物質との結合体を効率的に水相から分離するといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る汚染土壌等の浄化方法の実施形態を示す図。
【図２】本発明に係る汚染土壌等の浄化方法の別の実施形態を示す図。
【符号の説明】
１…第一混和槽、２…界面活性剤注入管、３…遠心脱水機、４…酸注入管、５…凝集剤注入管、６…第二混和槽、７…沈殿槽、８…ｐＨ調整槽、９…中和槽、１０…アルカリ注入管、１１…処理水循環管、１２…第三混和槽、１３…浮上分離槽、１４…加圧水注入管。
【図１】
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【図２】
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