(57)【要約】【課題】従来、土壌浄化装置として加熱法や洗浄法に適用されてきた回転型装置に比べて、容積効率の高い流動層装置を粒度分布の広い土壌の処理に適用するための方法を提供する。【解決手段】汚染土壌を洗浄法によって浄化するに際し、土壌を洗浄容器３　に投入すると共に、洗浄容器の下部から洗浄用流体を上向きに流して土壌を流動化状態にし、土壌粒子の表面付近に存在する汚染物質を洗浄し、洗浄用流体の容器内流速を一定の範囲で周期的に変化させる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌を洗浄法によって浄化するに際し、土壌を洗浄容器に投入すると共に、洗浄容器の下部から洗浄用流体を上向きに流して土壌を流動化状態にし、土壌粒子の表面付近に存在する汚染物質を洗浄し、洗浄用流体の容器内流速を一定の範囲で周期的に変化させることを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項２】
洗浄用流体の流速の変化範囲が、最小でゼロもしくは特定の流速から、最大で土壌の最大粒径粒子の終末速度以上であってこの粒子が容器底部から一定周期内に容器出口までの距離を移動することが可能な速度（以下この流速をＶｍａｘ　と呼ぶ）であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
洗浄用流体の流速の変化範囲が、最小でゼロもしくは特定の流速から、最大で土壌の特定粒径粒子の終末速度以上であってこの粒子が容器底部から一定周期内に容器出口までの距離を移動することが可能な速度（以下この流速をＶと呼ぶ）であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
洗浄用流体の流速を、最小値から最大値ＶまたはＶｍａｘ　まで変化させ、次いでここから再び最小値まで変化させるまでを１周期とすると、洗浄容器内に投入された土壌が洗浄容器を出るまでに少なくとも１周期以上の洗浄用流体の流速変化を履歴することを特徴とする請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
Ｖを最大流速とする速度変化を１周期以上行い、この一定周期回数毎に１回以上、Ｖｍａｘ　を最大流速とする流速変化を行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
洗浄容器を複数個設置し、洗浄用流体の流速変化をそれぞれの容器毎に行わせ、この流速変化の周期をずらすことによって、複数個の容器に供給する洗浄用流体の全体流量は変わらないように制御することを特徴とする請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機系有害化合物や重金属類に汚染された土壌の浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工業跡地やごみ焼却場周辺、廃棄物埋め立て処分場等において有機系有害化合物や重金属類による土壌汚染が問題となっている。土壌汚染防止対策の法制化が決定しようとしており、土壌浄化／修復に関する新技術も各機関、企業で開発が進められている。現在、実用化されている技術の多くは、比較的処理コストの低いバイオレメディエーション法、加熱法、洗浄法等である。バイオレメディエーション法は処理コストが安価であるが、比較的浄化速度が遅いので、急速浄化を要求される対象には、加熱法や洗浄法が適用され易い。これらの方法の特徴は以下の通りである。
【０００３】
加熱法；浄化対象汚染土壌を加熱することによって、土壌中の汚染物質が気化して土壌から分離するか、分解あるいは燃焼して無害な物質に変化するような特性を持つ場合に適用される。
【０００４】
洗浄法；浄化対象汚染土壌を洗浄液（ほとんどの場合は水）で洗浄するか、あるいは浄化対象汚染土壌を分級することによって、土壌を浄化する方法で、
・汚染している物質が洗浄液に溶解性を持つ場合
・汚染物質は溶解性を持たないが、土壌粒子表面に吸着しており、細粒側の汚染物質濃度が高い場合に、湿式分級によって細粒側を分離する場合
に適用される。
【０００５】
本発明は、これらの方法に適用可能な新しい効率的方法を提案するものである。
【０００６】
加熱法と洗浄法の２つの方法には、円筒回転型の浄化装置、すなわち、加熱法の場合はキルン炉、洗浄法の場合はトロンメル式の装置がよく使用されている。しかしながら、これらの装置は回転することによって、浄化促進用流体である加熱ガス、キャリアーガス、あるいは、洗浄液との接触効率を上げようとするものであるため、円筒内において土壌が占める容積は小さく、容積効率が低いといえる。
【０００７】
一方、流体と固体粒子の接触効率が高い工業用装置として流動層反応器がある。これは固体粒子と流体が激しく接触するため、物質移動速度、熱移動速度が高く、容積効率が良い装置である。しかしながら、流動層反応器が土壌浄化装置に適用され難い理由は、土壌が大きい粒径から小さい粒径まで広い範囲の分布を持っているために、土壌粒子の流動化開始速度、流体中の終末速度がそれぞれ異なり、大粒径側あるいは小粒径側の流動に合わせた一定の運転条件では、目的が達成できないためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来、土壌浄化装置として加熱法や洗浄法に適用されてきた回転型装置に比べて、容積効率の高い流動層装置を粒度分布の広い土壌の処理に適用するための方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による汚染土壌の浄化方法は、汚染土壌を洗浄法によって浄化するに際し、土壌を洗浄容器に投入すると共に、洗浄容器の下部から洗浄用流体を上向きに流して土壌を流動化状態にし、土壌粒子の表面付近に存在する汚染物質を洗浄し、洗浄用流体の容器内流速を一定の範囲で周期的に変化させることを特徴とする。
【００１０】
洗浄用流体の流速の変化範囲は、最小でゼロもしくは特定の流速から、最大で土壌の最大粒径粒子の終末速度以上であってこの粒子が容器底部から一定周期内に容器出口までの距離を移動することが可能な速度（以下この流速をＶｍａｘ　と呼ぶ）であることが好ましい。
【００１１】
洗浄用流体の流速の変化範囲は、最小でゼロもしくは特定の流速から、最大で土壌の特定粒径粒子の終末速度以上であってこの粒子が容器底部から一定周期内に容器出口までの距離を移動することが可能な速度（以下この流速をＶと呼ぶ）であることが好ましい。
【００１２】
洗浄用流体の流速を、最小値から最大値ＶまたはＶｍａｘ　まで変化させ、次いでここから再び最小値まで変化させるまでを１周期とすると、洗浄容器内に投入された土壌が洗浄容器を出るまでに少なくとも１周期以上の洗浄用流体の流速変化を履歴することが好ましい。
【００１３】
Ｖを最大流速とする速度変化を１周期以上行い、この一定周期回数毎に１回以上、Ｖｍａｘ　を最大流速とする流速変化を行うことが好ましい。
【００１４】
洗浄容器を複数個設置し、洗浄用流体の流速変化をそれぞれの容器毎に行わせ、この流速変化の周期をずらすことによって、複数個の容器に供給する洗浄用流体の全体流量は変わらないように制御することも好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００１６】
実施例１
図１は、本発明を洗浄法に適用した例を示す。図２は実施例１を実施する場合の洗浄容器内の洗浄液空塔速度の異なる３つの例を表すものである。この実施例における浄化対象汚染土壌の性状は、表１に示すもので、２ｍｍ以上の粒子は篩による前処理によって既に除去してある。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
図１において、供給ホッパ（１）　に貯えられた汚染土壌は、定量供給弁（２）　を経て洗浄容器（３）　内に供給される。洗浄容器（３）　にはその下部から上向きに洗浄液管（４）　を経て洗浄用流体として水が流されている。この水の流量は洗浄液管（４）　に設けられた可変流量型ポンプ（５）　によってシーケンス制御されている。
【００１９】
図２Ａに示すように、容器内の水流速は０（ｍ／ｓ）から７秒後には０．２６（ｍ／ｓ）まで増加し、１秒間この流速に維持されてから、流速増加の場合と逆に７秒後には、再び流速が０（ｍ／ｓ）になるように制御されている。この流速変化を与える１５秒間を１周期とすると、４周期分同じ操作が繰り返される。この実施例では、洗浄容器（３）　の洗浄液オーバーフロー高さが２（ｍ）であるので、汚染土壌粒子のうち、粒径０．００５（ｍｍ）以下の細粒は上記４周期で洗浄容器（３）　から排出される。ここで、粒径０．００５（ｍｍ）以下の粒子を排出する例として、Ｖ＝０．２６（ｍ／ｓ）とした例を述べたが、０．０７５（ｍｍ）以下の粒子を排出する場合は、０．２６（ｍ／ｓ）をやや越える流速、例えばＶ＝０．２８（ｍ／ｓ）で操作をすればこの目的が達成される。また、目的粒子を粒径０．４２５（ｍｍ）以下とすれば、図２Ｂに示すように、水流速を０．４（ｍ／ｓ）に設定すればよい。
【００２０】
なお、ここでは、流速変化を４周期分としたが、１周期でももちろんよい。しかしながら、細粒は固まって大きな粒子を形成したり大粒径粒子に付着している場合が多いので、流速変化を複数回繰り返すのが望ましい。
【００２１】
このような流速変化を与えられ、最高流速に達した時点において、目的粒子は洗浄容器（３）　のオーバーフロー口（６）　から水と共に排出され、可動流路（７）　を通って振動篩い（８）　に達し、ここで固液分離される。得られた固体は汚染物質濃縮土壌（９）　として集められる。分離された洗浄水は受け器（１０）から洗浄水タンク（１１）に戻され、循環使用される。
【００２２】
一方、４回の周期を繰り返した後、５回目の容器内の洗浄液流速は、図２Ｃに示すように、最大流速０．７５（ｍ／ｓ）まで上げる操作が行われる。洗浄容器（３）　内に残留した土壌はこの操作によって、ほとんど同容器（３）　から排出されるが、ここでは最高流速維持時間を１秒と設定したので大粒径粒子は全ては排出されず、一部残留する。
【００２３】
この操作の際、オーバーフロー口（６）　に連結された可動流路（７）　は、大粒径粒子の固液分離用振動篩い（１２）に連結するように移動される。固液分離用振動篩い（１２）で得られた大粒径粒子（１４）は浄化土壌産物として集められる。分離された洗浄水は受け器（１３）を経て洗浄水タンク（１１）に戻され、循環使用される。
【００２４】
このような操作によって、処理された土壌の分析結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
表２から明らかなように、本実施例によれば、洗浄用流体に流速変化を与えるだけで、鉛のような重金属によって汚染された土壌を解砕し、分級することが可能となり、効率的な土壌浄化が出来る。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の効果を次に示す。
【００２８】
（１）　回転型土壌浄化装置に、容積効率の良い流動層の概念を持ち込むと共に、従来、流動層の安定運転に不適と考えられていた粒度分布の広い土壌への適用を、流体側に一定の流速変化を周期的に与えるということで可能にする。
【００２９】
（２）　流動層反応器は高い物質移動効率と熱移動効率を有するので、これを土壌浄化装置に適用することによって、装置のコンパクト化、処理速度の増加効果、および洗浄容器内の流体最大流速の選定により任意の粒子の分級を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は実施例１を示すフロー図である。
【図２】図２は実施例１における洗浄用流体の流速変化と土壌粒子の粒子挙動を示すグラフである。
【符号の説明】
（１）　：供給ホッパ
（２）　：定量供給弁
（３）　：洗浄容器
（４）　：洗浄液管
（５）　：可変流量型ポンプ
（６）　：オーバーフロー口
（７）　：可動流路
（８）　：振動篩い
（９）　：汚染物質濃縮土壌
（１０）：受け器
（１１）：洗浄水タンク
（１２）：固液分離用振動篩い
（１３）：受け器
（１４）：大粒径粒子
【図１】
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【図２】
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