(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風力分別装置を提供する。【解決手段】異物が混入した土壌を単位時間当たり一定量気流中に投入する手段と、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、前記投入手段として異物が混入した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土壌投入方向の斜め上向きに加振されるフィーダを有し、前記投入ホッパーの傾斜角度θが５０°以上、且つ、投入ホッパーとフィーダとの間隔を１５ｍｍ以上で、前記噴出ノズルは望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前記噴出ノズルからの気流が前記土壌と衝突する際の流速が５〜６０ｍ／ｓｅｃとなる気流を噴出する。【選択図】　　　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異物が混入した土壌を気流中に単位時間当たり一定量投入する手段と、前記土壌から異物を分別するための気流を噴出させ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噴出するように配置され、前記噴出ノズルからの気流は前記土壌と衝突する際の流速が５〜６０ｍ／ｓｅｃとなることを特徴とする風力分別装置。
【請求項２】
異物が混入した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排出される土壌を気流中に単位時間一定量を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させる噴出ノズルを有し、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に、水平または斜め上方を向いて配置され、前記噴出ノズルからの気流は前記土壌と衝突する際の流速が５〜６０ｍ／ｓｅｃとなることを特徴とする風力分別装置。
【請求項３】
投入ホッパーの傾斜角度θが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２に記載の風力分別装置。
【請求項４】
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２または３記載の風力分別装置。
【請求項５】
前記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：−０．１ｍ〜−１．０ｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一つに記載の風力分別装置。
【請求項６】
前記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２ないし５のいずれか一つに記載の風力分別装置。
【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、例えば射撃用の鉛銃弾（以下、鉛弾）が混入した汚染土壌を土と鉛弾に分別する風力分別装置に関し、特に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、射撃用の鉛弾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】
土壌から鉛弾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、鉛弾を除去する。
【０００８】
土壌は土壌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壌中に含まれる水分が除去され、鉛弾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、篩網等で鉛弾を除去したり、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分別機が用いられているが、鉛弾が混入した土壌を土壌と鉛弾に分別するため風力分別機を用いた例は報告されておらず、そのような目的に適した風力分別機の構造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、射撃用の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機を提供する。
【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、高速の気流（以下噴流）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、空気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。
【００１６】
鉛弾の回収に用いる風力分別装置では、土壌と鉛の比重差による到達距離の差を利用して両者を分別回収するため、作業中に噴流に投入される汚染土壌の量が変動したり、フィーダから投入される際、フィーダの幅方向の投入量が変動し、噴流に均等に曝される状態が損なわれると分別の精度が低下する。
【００１７】
図１は噴流中への投入量の変動が鉛弾と土壌の飛距離に及ぼす影響を模式的に示すもので、投入量によってそれぞれの到達距離が変化するため、作業中、投入量が変動すると分別精度が低下する。
【００１８】
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．異物が混入した土壌を噴流中に単位時間当たり一定量投入する手段と、前記土壌から異物を分別するための噴流を噴出させ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噴流を噴出するように配置され、前記噴出ノズルからの噴流は前記土壌と衝突する際の流速が５〜６０ｍ／ｓｅｃとなることを特徴とする風力分別装置。
【００１９】
２．異物が混入した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排出される土壌を噴流中に単位時間一定量を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噴流を発生させる噴出ノズルを有し、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に、水平または斜め上方を向いて配置され、前記噴出ノズルからの噴流は前記土壌と衝突する際の流速が５〜６０ｍ／ｓｅｃとなることを特徴とする風力分別装置。
【００２０】
３．投入ホッパーの傾斜角度θが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２に記載の風力分別装置。
【００２１】
４．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２または３記載の風力分別装置。
【００２２】
５．前記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：−０．１ｍ〜−１．０ｍの範囲内にあることを特徴とする２ないし４のいずれか一つに記載の風力分別装置。
【００２３】
６．前記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２ないし５のいずれか一つに記載の風力分別装置。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図２は風力分別法により、土壌２中に鉛弾３を含む汚染土壌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の比重差によって到達距離が相違するため鉛弾３の回収が可能となる。
【００２５】
本発明に係る風力分別装置５は、鉛弾３が混入した汚染土壌１を噴流４中に単位時間当たり一定量投入する手段と、前記汚染土壌１から鉛弾３を分別するための噴流４を噴出させる噴出ノズル９を具備し、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を噴出するように配置され、噴出ノズル９からの噴流４は汚染土壌１と衝突する際の流速が５〜６０ｍ／ｓｅｃとなることを特徴とする。
【００２６】
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４（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。
【００２７】
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。
【００２８】
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の出口をダクト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。
【００２９】
投入ホッパー６の出口とフィーダ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。
【００３０】
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に投入される土壌は篩目より小さくなるので、フィーダとの間隔（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。
【００３１】
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。
【００３２】
フィーダ８からの汚染土壌１の投入量は精度の良い分別を確保するため、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。
【００３３】
尚、本発明で分別精度は鉛弾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。
【００３４】
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。
【００３５】
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にはコンプレッサ又は高圧ブロア等（図示しない）から高圧空気が供給され、噴流４が汚染土壌１と衝突する際の平均流速が５〜６０ｍ／ｓｅｃとなるように噴出ノズル９のノズル口からの噴流４の空気噴出速度を調整する。
【００３６】
汚染土壌１と衝突する噴流４の平均流速が５ｍ／ｓｅｃ未満では、土壌２と鉛弾３の共に到達距離が短く両者の分別精度が低下し、一方、６０ｍ／ｓｅｃ超えでは鉛弾３が遠方にまで到達するようになるのに対し、土壌２は空気抵抗により到達距離が伸びずやはり両者の分別精度が低下するため、５〜６０ｍ／ｓｅｃとする。
【００３７】
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’）を水平方向から斜め上方に４５°の範囲内となるようにノズルヘッダー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。
【００３８】
また、ノズル噴出口は均一な分布の噴出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。
【００３９】
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の出口とフィーダ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。
【００４０】
本発明は土壌中の異物が鉛弾３でなくても、ほぼ面積比重（物体の質量を表面積で除したもので、鉛弾の面積比重は１．９）が同じでその形状、重量のばらつきが風力分別される量に影響を与えない程度に一定の異物ならば適用可能である。
【００４１】
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。鉛弾３が石塊とともに分別される場合は、篩目３ｍｍの篩機により分別することが望ましい。
【００４２】
【実施例】
本発明に係る風力分別装置５による汚染土壌１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３３０００ｇ／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。汚染土壌１に噴流４が衝突する際の平均流速は２ｍ／ｓ〜７０ｍ／ｓの種々の値とし、分別状況に及ぼす影響を調査した。
【００４３】
図６に回収の結果を示す。（ａ）は流速７０ｍ／ｓ、（ｂ）は流速３０ｍ／ｓ，（ｃ）は流速２ｍ／ｓの場合の結果を示す。本発明範囲内の流速３０ｍ／ｓの場合、鉛弾３はフィーダ先端部から１．５ｍの範囲内に到達し、一方、土壌２は１．５ｍ以遠に到達し、両者は精度良く分別された。
【００４４】
【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射撃場汚染土壌から土壌と鉛弾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】気流中に投入される汚染土壌量の変化が、土と鉛弾の分別結果に及ぼす影響を模式的に示す図である。
【図２】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】土壌と鉛弾の到達距離毎の分級重量を示す図で（ａ）は流速７０ｍ／ｓ，（ｂ）は流速３０ｍ／ｓ，（ｃ）は流速２ｍ／ｓの場合のものを示す。
【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
【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
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】
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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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【図６】
2004130221.tif 000008
【図７】
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