(57)【要約】【課題】本発明は異物が混入した大量の汚染土壌から、異物と土壌を分別精度良く効率的に分別する分別方法を提供する。【解決手段】汚染土壌を風力分別装置により異物を主体とする分別物と土壌に分別する第１の工程と異物を主体とする分別物を風力分別装置で更に分別する第２の工程を有し、第２の工程は所望の分別精度が得られるまで少なくとも１回行い、風力分別装置は、汚染土壌が投入される投入ホッパーと、前記投入ホッパーから土壌を気流中に搬送投入するためのフィーダと、前記土壌から異物を分別するための気流を発生する噴出ノズルを具備し、前記フィーダは土壌投入方向の斜め上向きに加振され、前記噴出ノズルは好ましくはフラットノズルで前記フィーダの先端部下方から水平または斜め上方に向けて気流を噴出し、各工程毎に配置され、好ましくはカスケード配置とする。【選択図】　　　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌を風力分別装置により異物を主体とする分別物と土壌に分別する第１の工程と異物を主体とする分別物を風力分別装置で更に分別する第２の工程を有し、第２の工程は所望の分別精度が得られるまで少なくとも１回行うことを特徴とする土壌中混入異物の分別方法。
【請求項２】
各工程毎に風力分別装置を配置することを特徴とする請求項１記載の土壌中混入異物の分別方法。
【請求項３】
各工程毎に風力分別装置を配置する際、カスケード配置とすることを特徴とする請求項２記載の土壌中混入異物の分別方法。
【請求項４】
風力分別装置は、単位時間当たり一定量の汚染土壌を投入する手段と汚染土壌から異物を分別するための気流を発生する噴出ノズルを具備し、前記噴出ノズルは前記投入手段の投入部下方から水平または斜め上方に向けて気流を発生させるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の土壌中混入異物の分別方法。
【請求項５】
風力分別装置は、汚染土壌が投入される投入ホッパーと、前記投入ホッパーから土壌を気流中に搬送投入するためのフィーダと、前記土壌から異物を分別するための気流を発生する噴出ノズルを具備し、前記フィーダは土壌投入方向の斜め上向きに加振され、前記噴出ノズルは前記フィーダの先端部下方から水平または斜め上方に向けて気流を噴出するように配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の土壌中混入異物の分別方法。
【請求項６】
風力分別装置の投入ホッパーの傾斜角度θを５０°以上、且つ、投入ホッパーとフィーダとの間隔を１５ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項５記載の土壌中混入異物の分別方法。
【請求項７】
風力分別装置の噴出ノズルのノズル噴出口が水平方向から斜め上方４５°までの範囲内に向いていることを特徴とする請求項５または６に記載の土壌中混入異物の分別方法。
【請求項８】
風力分別装置の噴出ノズルのノズル噴出口がフィーダ先端部を原点とした場合、水平方向：−０．５ｍ〜＋０．５ｍ，鉛直方向：−０．１〜−１．０ｍの範囲内にあることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一つに記載の土壌中混入異物の分別方法。
【請求項９】
風力分別装置の噴出ノズルのノズル噴出口がフラットタイプであることを特徴とする請求項４ないし８のいずれか一つに記載の土壌中混入異物の分別方法。
【請求項１０】
土壌中混入異物が射撃用鉛弾であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の土壌中混入異物の分別方法。
【請求項１１】
射撃用鉛弾を主体とする分別物を篩目３ｍｍの篩機にかける工程を有することを特徴とする請求項１０記載の分別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異物が混入した土壌（汚染土壌）を土壌と異物に分別する、例えば射撃場において射撃用鉛弾が混入した土壌を土壌と射撃用鉛弾に分別する方法に関し、特に風力分別法により夫々の再資源化が可能な程度に両者が純度良く分別されるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
公害問題として取り上げられる汚染土壌には、ごみ焼却場などから発生するダイオキシンや、産業廃棄物から流出する重金属により汚染されたものがあるが、環境保全に対する高まりから、射撃場のように長期間大量の射撃用鉛弾が射込まれる土壌による鉛汚染も懸念されつつある。
【０００３】
現在、汚染土壌の処理は、「土壌・地下水汚染に係る調査・対策指針および運用基準」環境庁　平成１１年１月２９日（非特許文献１）に準じ、汚染物質の溶出試験結果で得られた溶出量に応じて、遮断、遮水、覆土などの対策がとられ、それらの具体的適用技術に関し種々の提案がなされている。
【０００４】
特許文献１にはダイオキシン類で汚染された土壌で、特に低濃度汚染土壌の浄化方法として汚染土壌を熱水で洗浄して、ダイオキシン類同伴の汚水を分離することが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、重金属に汚染された土壌から重金属を除去して土壌を修復し、さらに重金属を回収する技術が記載され、特許文献３には、ＰＣＢ，水銀などで汚染された土壌を水硬性セメントによって固化して、物理的に封入する技術が記載されている。
【０００６】
上述したように、汚染土壌の処理に関する先行技術は主に化学物質、重金属によって汚染された土壌に関するものであり、射撃用鉛銃弾のような金属小片を含む汚染土壌の処理を目的とするものは見受けられない。
【０００７】
土壌から異物を除去する方法として乾式法と湿式法が用いられ、乾式法は土壌中に含まれる水分を除去後、湿式法は、水につけて解きほぐした後、異物を除去する。
【０００８】
土壌は土粒子間に介在する水分等により凝集・固結されているため、乾燥法により土壌を強制乾燥させると土中に含まれる水分が除去され、異物の除去が容易となる。
【０００９】
湿式法は水分を過剰に添加し土壌と固形物を分散させ、篩網等で異物を除去したり、比重差を利用して分別を行う。
【００１０】
しかしながら、これらの方法はいずれもその処理に手間がかかり、大量の汚染土壌が生じる射撃場のような場所に適用することは困難である。
【００１１】
また、分別ごみの資源化プラントでは、ガラスびん等の重量物とスチール缶等の中重量物とプラスッチク製フィルム等の軽量物を分別するため風力選別機が用いられているが、異物が混入した土壌を土壌と異物に分別するための風力選別機は報告されておらず、精度良く異物を土壌から分別する風力分別方法は明らかにされていない。（例えば、特許文献４参照。）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−８６１２９号公報
【特許文献２】
特開平１１−１５６３３８号公報
【特許文献３】
特開平７−３１９５５号公報
【特許文献４】
特開平１０−２４９２８２号公報
【非特許文献１】
「土壌・地下水汚染に係る調査・対策指針および運用基準」
環境庁　平成１１年１月２９日
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
射撃場では、クレー射撃競技に用いる直径約１〜３ｍｍの射撃用鉛弾（以下、鉛弾）が土壌中に集積し土壌を汚染するため、鉛弾を土壌中から効率的に、且つ土壌や鉛弾の再資源化が可能な精度で分別回収することが要望されている。
【００１４】
そこで、本発明は、鉛弾が混入した大量の土壌を効率よく土壌と鉛弾に純度良く分別し、それらの再資源化が可能な風力分別方法を提供する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、大量の汚染土壌を処理する方法として風力分別法に着目し、鉛弾と土壌粒子が土壌中の水分により粘着した射撃場の汚染土壌であっても、高速気流（噴流）が汚染土壌に衝突すると土壌粒子と鉛弾に分散し、面積比重差（土壌の面積比重約０．６、鉛弾の面積比重約１．９）による落下到達地点の差から再資源化に必要な純度を確保しながら両者を分別できること、及びそのような目的の場合、噴出ノズルからの噴流に単位時間当たり一定量の土壌が均等に衝突することが重要なことを見出した。また、風力分別を複数回繰り返すと飛躍的に分別の精度が向上することを見出した。
【００１６】
本発明は以上の知見を基に更に検討を加えてなされたもので、
すなわち、本発明は、
１．汚染土壌を風力分別装置により異物を主体とする分別物と土壌に分別する第１の工程と異物を主体とする分別物を風力分別装置で更に分別する第２の工程を有し、第２の工程は所望の分別精度が得られるまで少なくとも１回行うことを特徴とする土壌中混入異物の分別方法。
【００１７】
２．各工程毎に風力分別装置を配置することを特徴とする１記載の土壌中混入異物の分別方法。
【００１８】
３．各工程毎に風力分別装置を配置する際、カスケード配置とすることを特徴とする２記載の土壌中混入異物の分別方法。
【００１９】
４．風力分別装置は、単位時間当たり一定量の汚染土壌を投入する手段と汚染土壌から異物を分別するための気流を発生する噴出ノズルを具備し、前記噴出ノズルは前記投入手段の投入部下方から水平または斜め上方に向けて気流を発生させるように配置されていることを特徴とする１ないし３のいずれか一つに記載の土壌中混入異物の分別方法。
【００２０】
５．風力分別装置は、汚染土壌が投入される投入ホッパーと、前記投入ホッパーから土壌を気流中に搬送投入するためのフィーダと、前記土壌から異物を分別するための気流を発生する噴出ノズルを具備し、前記フィーダは土壌投入方向の斜め上向きに加振され、前記噴出ノズルは前記フィーダの先端部下方から水平または斜め上方に向けて気流を噴出するように配置されていることを特徴とする１ないし３のいずれか一つに記載の土壌中混入異物の分別方法。
【００２１】
６．風力分別装置の投入ホッパーの傾斜角度θを５０°以上、且つ、投入ホッパーとフィーダとの間隔を１５ｍｍ以上とすることを特徴とする５記載の土壌中混入異物の分別方法。
【００２２】
７．風力分別装置の噴出ノズルのノズル噴出口が水平方向から斜め上方４５°までの範囲内に向いていることを特徴とする５または６に記載の土壌中混入異物の分別方法。
【００２３】
８．風力分別装置の噴出ノズルのノズル噴出口がフィーダ先端部を原点とした場合、水平方向：−０．５ｍ〜＋０．５ｍ，鉛直方向：−０．１〜−１．０ｍの範囲内にあることを特徴とする５ないし７のいずれか一つに記載の土壌中混入異物の分別方法。
【００２４】
９．風力分別装置の噴出ノズルのノズル噴出口がフラットタイプであることを特徴とする４ないし８のいずれか一つに記載の土壌中混入異物の分別方法。
【００２５】
１０．土壌中混入異物が射撃用鉛弾であることを特徴とする１ないし９のいずれか一つに記載の土壌中混入異物の分別方法。
【００２６】
１１．射撃用鉛弾を主体とする分別物を篩目３ｍｍの篩機にかける工程を有することを特徴とする１０記載の分別方法。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明が対象とする土壌中の異物とは、風力分別法により分別が可能な程度に土壌と比重差があり、その形状、重量が分別精度に影響を与えない程度に一定で，好ましくは土壌と異物との面積比重比が約１／２以下のもので射撃場の土壌中に含まれる鉛弾などが相当する。以下、鉛弾が混入した射撃場の土壌を対象に本発明を詳細に説明する。
【００２８】
図１は風力分別法により、異物として鉛弾３を含む射撃場の汚染土壌１から鉛弾３を分別回収する状況を説明する図で、噴流４中に投入された汚染土壌１は土壌２と鉛弾３では面積比重差によって風から受ける運動エネルギーと飛散速度が相違し到達距離が前後するため、鉛弾３と土壌２に分別される。
【００２９】
図６（ａ）は風力分別法により、鉛弾Ｐｂを分別回収した結果の一例で、鉛弾Ｐｂと土壌ＳＷの到達距離（原点：フィーダ先端）毎の分別量を示す。鉛弾Ｐｂは０．５〜０．７５ｍを中心に１．５〜２ｍを上限として分布し、土壌ＳＷは主に２．０ｍ以遠に分布するが、０〜２．０ｍの範囲内にも少量が分布し、鉛弾Ｐｂと土壌ＳＷは完全には分別されていない。
【００３０】
本発明法は図６（ａ）に示すような分別の状況において、更に鉛弾の分別精度を向上させるためになされたもので、汚染土壌１を風力分別装置５により鉛弾３を主体とする分別物と土壌２に分別する第１の工程と、鉛弾３を主体とする分別物を風力分別装置５で更に分別する第２の工程を有し、第２の工程は所望の分別精度が得られるまで少なくとも１回は行うことを特徴とする。
【００３１】
本発明法では、汚染土壌１の風力分別後、回収された鉛弾３を主体とする分別物（例えば、図６（ａ）における到達距離が０〜２．０ｍの範囲内にある鉛弾Ｐｂを主体とし少量の土壌ＳＷを含む分別物）の分別精度を向上させるため、前記鉛弾３を主体とする分別物を風力分別装置５に投入する処理土壌とし、再度、風力分別を行う。
【００３２】
風力分別法の場合、風力分別を複数回行うと分別精度が著しく向上するため、同様の操作を少なくとも一回繰り返すことが望ましい。
【００３３】
また、射撃場によっては鉛弾３を主体とする分別物に石塊が混入する場合があるため、風力分別後、篩目３ｍｍの篩機にかけることが望ましい。
【００３４】
本発明で、汚染土壌１とは鉛弾３が混入した土壌から採取されるものを指し、分別精度は鉛弾３を主体とする分別物においては鉛弾３を主体とする分別物中に含まれる土壌２の量を重量％で表したもので、土壌２を主体とする分別物においては土壌２を主体とする分別物中に含まれる鉛弾３の量を重量％で表したものとする。
【００３５】
鉛弾３を再溶解するために分別回収後の鉛弾３を主体とする分別物中に含まれる土壌２の量が重量％で１０％以下とすることが望ましく、土壌２を主体とする分別物中に含まれる鉛弾３の量は０．１％以下とすることが望ましい。
【００３６】
また、鉛弾３を主体とする分別物は、所望する分別工程の回数や、分別精度に応じて、適宜、回収する到達距離の範囲を決めることができる。
【００３７】
本発明に係る分別法は、一台の風力分別機５でも可能であるが、作業効率を向上させるため、複数台用いることが望ましい。
【００３８】
図２は風力分別機５の望ましい配置を模式的に示すもので、（ａ）は風力分別装置５を各工程毎に第１の風力分別装置５、第２の風力分別装置５として配置した場合、（ｂ）は第１、第２の風力分別装置５をカスケード配置した場合を示す。
【００３９】
本発明に係る風力分別法に用いる風力分別装置５は、単位時間当たり一定量の汚染土壌１を投入する手段と汚染土壌１から鉛弾３を分別するための噴流４を発生する噴出ノズル９を具備し、前記噴出ノズル９は前記投入手段の投入部下方から水平または斜め上方に向けて噴流４を発生させるように配置されていることを特徴とする。
【００４０】
図３は本発明に係る風力分別装置５の一実施形態を模式的に示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示し、汚染土壌１（図示しない）が投入される投入ホッパー６と投入ホッパー６から排出される汚染土壌１を噴流（図示しない）中に投入するフィーダ８とフィーダ８を振動させるための加振器１１と複数の噴出ノズル９を並べて有するノズルヘッダー１０とを備え、汚染土壌１は図示しないベルトコンベアなどにより、投入ホッパー６に投入され、振動を付与されたフイーダ８により単位時間当たり一定量がノズルヘッダー１０からの噴流４中に投入される。
【００４１】
投入ホッパー６からフィーダ８に汚染土壌１が円滑に移送できるよう投入ホッパー６の傾斜面は傾斜角θを５０°以上とすることが望ましい。傾斜角θが５０°未満では、汚染土壌１が投入ホッパー６の傾斜面に居着き、フィーダ８への円滑な供給が阻害されることが多くなる。
【００４２】
フィーダ８により噴流４中に投入される汚染土壌１が単位時間当たり一定量となり且つ噴流４に均等に晒されるためには投入される前に、何らかの手段によりフィーダ８の全幅方向でその高さが一定となるように調整されることが必要で、投入ホッパー６出口をダクト７状としたり、別途、図４に示すように、板状部材１３を投入ホッパー６出口とフィーダ８先端部との間に設けたりすることが有効である。
【００４３】
投入ホッパー６出口とフィーダ８との間隔、あるいはダクト７や板状部材１３を設ける場合はそれらとフィーダ８との間隔（ｌ）は、汚染土壌１が詰まらないように投入ホッパー６に投入される汚染土壌１の最大径の３倍以上とすることが望ましい。
【００４４】
分別精度を向上させるため、汚染土壌１を投入ホッパー６に投入する前に篩に掛け細粒とすることが望ましく、その際、篩目は目詰まり防止のため５ｍｍ以上となり、投入ホッパー６に投入される汚染土壌１は篩目より小さくなるので、フィーダ８との間隔（ｌ）は少なくとも１５ｍｍあれば良く、本発明では１５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００４５】
フィーダ８は、汚染土壌１を単位時間一定量を噴流４中に投入するため加振器１１により振動が付与される。振動は進行方向の上方４５°方向に振幅量０．５〜３．０ｍｍで周波数５０〜６０Ｈｚの振動が付与されることが望ましい。
【００４６】
フィーダ８からの汚染土壌１の投入量は分別精度を確保するため、単位時間当たり一定量とすることが必要であるが、その単位時間や投入する量は所望する分別の精度に応じて適宜決定すれば良く特に規定しない。
【００４７】
噴出ノズル９は、汚染土壌１を効率良く土壌２と鉛弾３に分別するため、噴流４の角度をフィーダ８の先端部の下方から水平または斜め上方に向けて噴出し、且つ少なくともフィーダ８全幅に亘って汚染土壌１と均等に衝突するようにノズルヘッダー１０に配置するが特にその配置方法は規定しない。ノズルヘッダー１０にはコンプレッサ（図示しない）、高圧ブロア等から高圧空気が供給される。
【００４８】
分別精度を向上させる場合、図５に示すように、噴出ノズル９のノズル噴出口の角度（θ’）を水平方向から上方に４５°の範囲内となるようにノズルヘッダ−１０に取付けることが望ましく、更には、フィーダ８先端部を原点として、水平方向：−０．５ｍ〜＋０．５ｍ，鉛直方向：−０．１ｍ〜−１．０ｍの範囲内とすることが望ましい。ノズル配置における位置関係を図５で説明する。
【００４９】
また、ノズル噴出口は均一な分布の噴流が形成されれば良く特に限定するものではないが、フラットタイプ（例えば、ウインドジェットブローオフノズル　フィリップス社商品名）のものが噴出する圧縮空気が層流で、拡散することがなく望ましい。
【００５０】
尚、上述した風力分別装置５においてはフィーダ８からの投入量が調整可能なように投入ホッパー６出口とフィーダ８との間隔（ｌ）、噴出ノズル９の取付け角度、水平、垂直方向取付け位置の調整手段を有することが望ましい。
【００５１】
また、風力分別装置５は、腐食に強い亜鉛めっき鋼板などを素材とすることが望ましい。
【００５２】
図７は風力分別装置５に回収機１２を並べて配置した様子を示す模式図で、良好な作業能率が得られる。
【００５３】
【実施例】
本発明に係る風力分別法による汚染土壌に混入した鉛弾３の分別回収の一例を以下に示す。射撃場から鉛弾３が混入した汚染土壌１約２４ｋｇを採取し、篩い機により直径約１０ｍｍの塊状体に養生した後、風力分別装置５に３３，０００ｇ／分投入した。風力分別装置５は、投入ホッパー６の傾斜角度を５０°、投入ホッパー６先端部とフィーダ８との間隔は１５ｍｍとし、噴出ノズル９はフラットノズルとした。気流が汚染（処理）土壌に衝突する際の流速は３０ｍ／ｓとした。
【００５４】
図６に風力分別法の結果を示し、（ａ）は第１の工程によるもの、（ｂ）は第１の工程で到達距離が０〜２．０ｍの範囲内にある鉛弾３と土壌２を第２の工程における処理土壌として風力分別した結果で、所望の純度で鉛弾３が回収された。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、二次汚染を生じることなく大量の汚染土壌から土壌と射撃用鉛弾等の異物を効率的に且つ精度良く分別することが可能で産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】風力分別法により汚染土壌から鉛弾を分別する状況を説明する図である。
【図２】本発明に係る風力分別法の一実施形態を示す図で（ａ）は風力分別装置を並列に配置した場合、（ｂ）はカスケード配置した場合を示す。
【図３】本発明の一実施形態に係る風力分別装置を示す図で（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。
【図４】板状部材の取付け状況の一例を示す斜視図である。
【図５】噴出ノズルの配置位置を説明する図である。
【図６】本発明の実施例を示す図で（ａ）は第１の工程における土壌と鉛弾の到達距離毎の分級重量を示し、（ｂ）は第２の工程による土壌と鉛弾の到達距離毎の分級重量を示す。
【図７】風力分別装置に回収機を並べて配置した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１　　汚染土壌（鉛弾３＋土壌２）
２　　土壌
３　　鉛弾
４　　噴流
５　　風力分別装置、第１の風力分別装置、第２の風力分別装置
６　　投入ホッパー
７　　ダクト
８　　フィーダ
９　　噴出ノズル
１０　ノズルヘッダー
１１　加振器
１２　回収機
１３　板状部材
【図１】
2004130222.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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