(57)【要約】【課題】外熱式ロータリーキルン等の加熱分解脱塩素化装置により迅速、かつ、効率的に汚染土壌を処理する方法を提供する。【解決手段】汚染された土壌Ａ１を乾燥と同時に粉砕する乾燥粉砕工程１７と、該乾燥粉砕工程で乾燥粉砕された汚染土壌Ａ４とそれ以外の物Ａ３とに分離する分級工程４と、該分級工程で分離された汚染土壌Ａ４及び前記乾燥粉砕工程から飛散した汚染土壌Ａ４中に含まれている汚染物質を加熱分解して脱塩素化する加熱分解脱塩素化工程９より構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染された土壌を乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程で乾燥された汚染土壌を粉砕する粉砕工程と、該粉砕工程で粉砕された汚染土壌とそれ以外の物とに分離する分級工程と、該分級工程で分離された汚染土壌中に含まれている汚染物質を加熱分解して脱塩素化する加熱分解脱塩素化工程よりなる汚染土壌の処理方法。
【請求項２】
汚染された土壌を乾燥と同時に粉砕する乾燥粉砕工程と、該乾燥粉砕工程で乾燥粉砕された汚染土壌とそれ以外の物とに分離する分級工程と、該分級工程で分離された汚染土壌及び前記乾燥粉砕工程から飛散した汚染土壌中に含まれている汚染物質を加熱分解して脱塩素化する加熱分解脱塩素化工程よりなる汚染土壌の処理方法。
【請求項３】
乾燥粉砕工程で汚染土壌の水分を３％以下にする請求項２記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項４】
分級工程で粒径が５ｍｍ未満の汚染土壌を選択する請求項２記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項５】
加熱分解脱塩素化工程から排出する分解ガスを乾燥粉砕工程の加熱源に供給する請求項２記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項６】
乾燥粉砕工程の前に、汚染土壌中の夾雑物に排除する分離工程を配設した請求項２記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項７】
分離工程で５０ｍｍ以上の夾雑物を排除する請求項６記載の汚染土壌の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染土壌の処理方法、より詳しくは、ダイオキシンや重金属類などの汚染物質により汚染された土壌を改良するための汚染土壌の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、化学工場などの工場跡地、或いは、河口や特定海域などに堆積しているヘドロなどにダイオキシンや重金属類などの汚染物質が含まれ、大きな環境問題となっている。この汚染された土壌を改良するため、特定の薬剤を添加する方法、溶融固化する方法、微生物で処理する方法、或いは、有機物などを添加して加熱する化学的分解法などが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８―５２４５４号公報（第２〜４頁）
【０００４】
【発明が解決よしようとする課題】
しかし、特定の薬剤を添加する方法は、処理期間や分解除去性能の確定が困難であるばかりでなく、汚染土壌が住宅地近傍の場合、住人の理解が得られ難い面がある。また、溶融固化する方法は、費用が高く、かつ、土壌としての再利用が困難になるという問題がある。また、微生物で処理する方法は、処理期間が長く、かつ、分解除去性能の確認が困難であった。更に、化学的分解法は、有機物などの特殊物質を添加する必要があり、費用が高くなるという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような従来の問題を解決するため、本発明者は、本出願人が先に提案した外熱ロータリーキルン式の熱分解装置（例えば、特許第２５２６３５０号）に着目して鋭意検討の結果、本発明に至った。
【０００６】
即ち、請求項１に記載の本発明は、汚染された土壌を乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程で乾燥された汚染土壌を粉砕する粉砕工程と、該粉砕工程で粉砕された汚染土壌とそれ以外の物とに分離する分級工程と、該分級工程で分離された汚染土壌中に含まれている汚染物質を加熱分解して脱塩素化する加熱分解脱塩素化工程よりなる汚染土壌の処理方法である。
【０００７】
このような汚染土壌処理方法によれば、汚染土壌を、前処理、即ち、乾燥工程で乾燥後、粉砕工程で粉砕して微細粒径の汚染土壌とするため、汚染土壌中に含まれている汚染物質を加熱分解分解脱塩素化工程にて迅速、かつ、効率的に分解することができる。
【０００８】
一方、請求項２に記載の本発明は、汚染された土壌を乾燥と同時に粉砕する乾燥粉砕工程と、該乾燥粉砕工程で乾燥粉砕された汚染土壌とそれ以外の物とに分離する分級工程と、該分級工程で分離された汚染土壌及び前記乾燥粉砕工程から飛散した汚染土壌中に含まれている汚染物質を加熱分解して脱塩素化する加熱分解脱塩素化工程よりなる汚染土壌の処理方法である。
【０００９】
このような汚染土壌処理方法によれば、汚染土壌を乾燥しながら同時に粉砕するため、乾燥及び粉砕時間を短縮することができるばかりでなく、本方法を実施するための処理装置をコンパクトにすることができる。
【００１０】
更に、請求項３に記載の本発明は、乾燥粉砕工程で汚染土壌の水分を３％以下にするようにしたものである。このようにすると、加熱分解脱塩素化工程に導入される汚染土壌の水分が少ないため、汚染物質の分解効率を向上させることができる。また、粉砕効率を向上させることができる。
【００１１】
更に、請求項４に記載の本発明は、分級工程で粒径が５ｍｍ未満の汚染土壌を選択するようにしたものである。このようにすると、加熱分解脱塩素化工程にて汚染物質を迅速、かつ、効率的に分解することができる。
【００１２】
更に、請求項５に記載の本発明は、加熱分解脱塩素化工程から排出する分解ガスを乾燥粉砕工程の加熱源に供給するようにしたものである。このようにすると、加熱分解脱塩素化工程から排出される分解ガス中に汚染物質が含まれていたとしても、加熱源で分解されるため、大気中に放出されることがない。
【００１３】
更に、請求項６に記載の本発明は、乾燥粉砕工程の前に、汚染土壌中の夾雑物に排除する分離工程を配設するようにしたものである。このようにすると、土壌中の瓦礫、砂利、古木などの夾雑物を排除できるため、汚染土壌の処理を効率的に行うことができる。
【００１４】
更に、請求項７に記載の本発明は、分離工程で５０ｍｍ以上の夾雑物を排除するようにしたものである。このようにすると、分離工程で５０ｍｍ以上の夾雑物が排除されるため、汚染土壌の乾燥及び粉砕を容易に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る汚染土壌の処理方法を実施する第１の実施の形態の概略系統図である。図１において、Ａ１は、汚染土壌であり、工場跡地などの陸上から採集された土壌の場合は、通常、３０〜５０％の水分を含み、ヘドロなどの場合は、８０％以上の水分を含んでいる場合もある。
【００１７】
そこで、本発明は、この汚染土壌Ａ１を前処理し、後述する外熱式ロータリーキルンなどの加熱分解脱塩素化装置８で効率的に加熱処理できるようにしたのである。この汚染土壌Ａ１は、先ず、コンベアなどの供給装置２によって振動篩などの分離装置１８に供給され、汚染土壌Ａ１に含まれている瓦礫、砂利、古木、木の根などの粒径５０ｍｍ以上の夾雑物Ａ７が除去される。
【００１８】
夾雑物Ａ７が除去された粒径５０ｍｍ未満の汚染土壌Ａ８は、粉砕機能と乾燥機能を備えた気流乾燥機１７に導入され、乾燥と同時に粉砕される。この気流乾燥機１７によって乾燥（例えば、水分３％以下）と同時に粉砕された粉粒体状の汚染土壌（例えば、粒径１ｍｍ以下）Ａ４は、その大部分（例えば、９０〜９５％）が乾燥用空気Ｂ２に随伴してサイクロン６に流入し、捕集される。Ｌ６及びＬ７は、ラインである。
【００１９】
この気流乾燥機１７は、図２に示すように、例えば、筒形の本体２１内に、多数の腕２２を放射状に取り付けた回転軸２３を有すると共に、本体下部から高温の乾燥空気Ｂ１を導入し、本体上部から供給される汚染土壌Ａ８を乾燥しながら粉砕するようになっている。
【００２０】
この気流乾燥機１７は、粉砕機能と乾燥機能を合わせ持つ装置であれば、如何なるタイプの装置でも差し支えない。また、乾燥用空気Ｂ１の温度や供給量は、汚染土壌Ａ１に含まれる水分量や気流乾燥機１７に供給される汚染土壌Ａ８の供給量によって設定される。
【００２１】
気流乾燥機１７から排出された汚染土壌Ａ２は、分級機４に供給され、粒径が５ｍｍ以上のガレキ類Ａ３と、粒径が５ｍｍ未満の粉粒体状の汚染土壌Ａ４に分離される。
【００２２】
分級機４で分離された粒径５ｍｍ未満、水分３％以下の粉粒体状の汚染土壌Ａ４は、上記サイクロン６と第２集塵装置７によって集塵された粉粒体状の汚染土壌Ａ４と一緒にラインＬ５及びＬ２を経て外熱式ロータリーキルンなどの加熱分解脱塩素化装置８に導入され、約４５０〜５００℃に加熱される。
【００２３】
この加熱分解脱塩素化装置８は、図３に示すように、燃焼バーナや電気ヒータのなどの加熱手段２５を有する筒型又は角型の加熱部９と、この加熱部９内に設けられた複数の内筒２６と、この内筒を回転させる駆動装置（図示せず）と、粉粒体状の汚染土壌Ａ４を定量供給するフィーダ１０と、加熱処理された土壌Ａ５及び生成した分解ガスＣ１を分離して排出する排出装置（出口フード）１１より構成されている。
【００２４】
加熱分解脱塩素化装置８によって粉粒体状の汚染土壌Ａ４が約４５０〜５００℃に加熱されると、分解反応が起こり、粉粒体状の汚染土壌Ａ４に含まれている金属の触媒作用によってダイオキシン類などの汚染物質の塩素が外されたり、酸素架橋が切られて無害化される。この加熱分解脱塩素化装置８で無害化された粉体状の土壌Ａ５は、冷却装置１２で急冷後、系外へ排出される。Ａ６は、冷却後の無害土壌粒である。
【００２５】
排出装置（出口フード）１１から排出された分解ガスＣ１には、汚染土壌Ａ１に含まれる有機物などの燃焼物質が加熱分解脱塩素化装置８に供給された空気ａ１によって燃焼した時のＮＯｘや粉粒体状の汚染土壌Ａ４が塵として僅かに含まれるため、ラインＬ３からバグフィルタなどの第１除塵装置５に入り除塵される。除塵された分解ガスＣ２は、送風機１３によって加熱源３に供給される。
【００２６】
そして、この加熱源３に供給される灯油Ｄと新鮮空気ａ２とにより燃焼され、高温の乾燥用空気Ｂ１が生成される。このとき、分解ガスＣ２内に含まれる汚染物質が分解されるため、汚染物質が大気中に放出されることがない。乾燥用空気Ｂ１は、ラインＬ１を経て気流乾燥機１７に供給される。
【００２７】
勿論、この分解ガスＣ２は、排ガス処理装置１４で処理することもできる。第１の集塵装置５により捕集された土壌Ａ４’は、ラインＬ４及びラインＬ５を経てラインＬ２内の土壌Ａ４に混合されるようになっている。
【００２８】
また、第２集塵装置７から排出される乾燥用空気Ｂ３は、誘引送風機１５によってその後段に設けられた排ガス処理装置１４を経て大気中に放出される。即ち、この乾燥用空気Ｂ３には、加熱分解脱塩素化装置８で発生する恐れがあるＨＣｌ，ＳＯｘ，ＮＯｘや、気流乾燥機１７から流出する汚染土壌Ａ４の微粉末中に存在する低沸点重金属類が含まれる恐れがあるため、これらの有害物質を排ガス処理装置１４により除去する。この排ガス処理装置１４は、例えば、湿式洗浄塔、活性炭吸着塔や触媒反応塔より構成される。分級機４で分離されたガレキ類Ａ３は、比較的小さな瓦礫や砂利であるから、汚染物質が付着していたとしても実害が少ない。また、必要であれば、別途、処理すればよい。
【００２９】
このような汚染土壌の処理方法によれば、汚染土壌Ａ１の乾燥と粉砕とを一つの装置で同時に行うことができるため、汚染土壌の前処理を迅速に行うことができる。また、乾燥粉砕された土壌の大部分がサイクロンに捕捉されるので、分級器を小型化、コンパクト化することができる。
【００３０】
図４は、本発明の汚染土壌の処理方法を実施する第２の実施形態の概略系統図である。
【００３１】
この発明は、乾燥機能と粉砕機能を有する気流乾燥機１７の代わりに乾燥機１と粉砕機１６を適用した点が第１の実施形態と異なるのみであり、その他の機器は、第１の実施形態と変わりがないので、同じ機器に同じ番号を付けて詳しい説明を省略する。
【００３２】
分離装置１８で夾雑物Ａ７が除去された粒径５０ｍｍ未満の汚染土壌Ａ８は、乾燥機１に供給され、そこで、熱風発生炉などの加熱源３からラインＬ１経て供給される高温の乾燥用空気Ｂ１によって水分３％以下に乾燥される。
【００３３】
上記乾燥機１によって乾燥された汚染土壌Ａ２は、粉砕機１６に供給され、粒径５ｍｍ未満に粉砕される。粉砕機１６で粉砕された汚染土壌Ａ６は、分級機４に供給され、粒径が５ｍｍ以上のガレキ類Ａ３と、粒径が５ｍｍ未満の汚染土壌Ａ４に分離される。
【００３４】
この方法は、予め、乾燥機１で汚染土壌Ａ８を乾燥後、粉砕機１６で乾燥した土壌Ａ２を粉砕するため、粉砕効率を高めることができる。
【００３５】
以上の実施形態では、汚染土壌Ａ１に含まれている瓦礫、砂利、古木、木の根などの夾雑物Ａ７を除去する分離装置１８を備えているが、このような夾雑物の無い土壌を処理する場合には、分離装置１８を省略することが可能である。
【００３６】
本発明者は、本発明の効果を確認するために試験を行った。その結果について説明する。
【００３７】
【実施例】
（実施例１）
化学工場跡地から収集した汚染土壌を乾燥粉砕後（水分４％、粒径５ｍｍ未満）、熱分解装置に入れて加熱し、この汚染土壌に含まれている汚染物質の除去率を調べた。尚、汚染土壌には、汚染物質としてダイオキシン類が含まれており、その濃度が１６００ｐｇ−  ＴＥＱ／ｇであった。
【００３８】
この汚染土壌を熱分解装置で４５０℃及び５００℃に加熱後、ダイオキシン除去率を調べた。その結果を図５に示す。図５から熱分解装置により汚染土壌が処理できることが明らかとなった。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の汚染土壌の処理方法によれば、有機物等の特殊な添加物を用いることなく、外熱式ロータリーキルンなどの加熱分解脱塩素化装置により迅速、かつ、効率的に汚染土壌の処理、即ち、汚染土壌の改良が可能となり、以て、環境改善に大きな効果がある。
【００４０】
特に、乾燥と粉砕が同時にできる気流乾燥機を適用すると、汚染土壌の乾燥と粉砕とを一つの装置で同時に行うことができるため、汚染土壌の前処理を迅速に行うことができる。また、乾燥粉砕された土壌の大部分がサイクロンに捕捉されるので、分級器を小型化、コンパクト化を計ることができる。
【００４１】
また、上記気流乾燥機の代わりに乾燥機と粉砕機を適用する場合には、予め、乾燥機で汚染土壌を乾燥するため、粉砕機での粉砕を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚染土壌の処理方法の第１の実施形態を示す概略系統図である。
【図２】気流乾燥機の断面図である。
【図３】加熱脱塩素化装置の一部断面を含む斜視図である
【図４】本発明の汚染土壌の処理方法の第２の実施形態を示す概略系統図である。
【図５】汚染物質の除去率を示す図である。
【符号の説明】
１    乾燥機
２    供給装置
３    加熱源
４    粒径分離機
５    第１の集塵装置
６    サイクロン
７    第２の集塵装置
８    加熱分解脱塩素化装置
９    加熱部
１０  定量フィーダ
１１  排出装置
１２  冷却装置
１３  送風機
１４  排ガス処理装置
１５  誘引送風機
１６  粉砕機
１７  気流乾燥機
１８  分離装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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