(57)【要約】【課題】油汚染土壌を油膜や油臭が発生しないレベルまで、短期間で浄化処理することができる油汚染土壌の処理方法及び処理システムを提供する。【解決手段】油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌の処理方法において、対象とする油汚染土壌を洗浄処理し、油分濃度を低下させる洗浄処理工程１ａと、この洗浄処理工程１ａにて洗浄処理された油汚染土壌を加熱処理し、洗浄処理後の油汚染土壌に残留した軽質油分を揮発させ除去する加熱処理工程１ｂとを有することを特徴とする。【選択図】  図１
2004313903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌の処理方法において、
前記油汚染土壌を洗浄処理し、油分濃度を低下させる工程と、
前記洗浄処理した油汚染土壌を加熱処理し、残留した軽質油分を揮発させ除去する工程と
を有することを特徴とする油汚染土壌の処理方法。
【請求項２】
油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌の処理方法において、
前記油汚染土壌を洗浄処理し、油分濃度を低下させる工程と、
前記洗浄処理した油汚染土壌に水分との反応により発熱する添加剤を混合し、前記添加剤と水分との反応熱によって前記油汚染土壌を加熱処理し、残留した軽質油分を揮発させ除去する工程と
を有することを特徴とする油汚染土壌の処理方法。
【請求項３】
油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌の処理方法において、
前記油汚染土壌を洗浄処理し、油分濃度を低下させる工程と、
前記洗浄処理した油汚染土壌に水分との反応により発熱する添加剤を混合し、前記添加剤と水分との反応熱によって前記油汚染土壌を加熱処理し、残留した軽質油分を揮発させ除去する工程と、
前記加熱処理した油汚染土壌に油分分解機能を有する微生物を混入し、残留油分を分解除去する工程と
を有することを特徴とする油汚染土壌の処理方法。
【請求項４】
油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌の処理方法において、
前記油汚染土壌を洗浄処理し、油分濃度を低下させる工程と、
前記洗浄処理した油汚染土壌に水分との反応により発熱する添加剤を混合し、前記添加剤と水分との反応熱によって前記油汚染土壌を加熱処理し、残留した軽質油分を揮発させ除去する工程と、
前記加熱処理した油汚染土壌に、油分分解機能を有する微生物、及びこの微生物を活性化する活性剤を混入し、残留油分を分解除去する工程と
を有することを特徴とする油汚染土壌の処理方法。
【請求項５】
前記添加剤は、前記油汚染土壌中の水分との間で生じる水和反応により発熱する生石灰であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の油汚染土壌の処理方法。
【請求項６】
前記添加剤は、前記油汚染土壌中の水分との間で生じる水和反応により発熱し、かつ、前記油汚染土壌を改質する土壌改良材であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の油汚染土壌の処理方法。
【請求項７】
前記添加剤は、前記油汚染土壌中の水分との間で生じる酸化反応により発熱する鉄粉であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の油汚染土壌の処理方法。
【請求項８】
油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌処理システムにおいて、
前記油汚染土壌を受け入れ、洗浄処理する洗浄処理装置と、
この洗浄処理装置により洗浄した前記油汚染土壌を加熱処理し、前記油汚染土壌中に残留した軽質油分を揮発させ除去する加熱処理装置と
を備えたことを特徴とする油汚染土壌の処理システム。
【請求項９】
油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌処理システムにおいて、
前記油汚染土壌を受け入れ、洗浄処理する洗浄処理装置と、
この洗浄処理装置により洗浄した前記油汚染土壌に、水分との反応により発熱する添加剤を混合し、前記添加剤と水分との反応熱によって前記油汚染土壌に残留した軽質油分を揮発させ除去する加熱処理装置と
を備えたことを特徴とする油汚染土壌の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油分により汚染された油汚染土壌から油分を分離し、再利用可能な清浄土を生成する油汚染土壌の処理方法及び処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、石油備蓄所、ガソリンスタンド、機械製造工場等の地下埋設タンクやその配管等の破損箇所から周囲の土壌中に油分が漏洩したり、海難事故により海に流出した原油が海浜の土壌に漂着した場合等において、土壌が油分に汚染されることがある。
【０００３】
従来、こうした油汚染土壌の処理としては、廃棄処理（最終処分場への廃棄）や、高温又は低温の加熱処理（油分の焼却又は酸化分解）等が行われてきた。しかしながら、これらは、最終処分場の受入容量や石油資源の有効活用等の観点から好ましくなく、加熱処理においては、処理に要するエネルギーが多大で適用可能な処理施設も少ない。一方、近年、微生物により油分を分解除去するバイオ処理が注目されている。しかしながら、このバイオ処理は、その処理に非常に長期間を要する。
【０００４】
そこで、油分を概ね回収し土壌を再利用可能とすることができ、しかも回収した油分も精製することで再利用可能な状態とすることができる処理方法として、洗浄水を用いて油汚染土壌を洗浄する洗浄処理がある。この洗浄処理は、油汚染濃度が数万ｐｐｍを超えるような場合でも適用可能で、一般に、洗浄処理後の油汚染濃度は１０００ｐｐｍ程度にまで低下するが、更なる浄化レベル向上を図ったものとして、この洗浄処理後の油汚染土壌に上記したバイオ処理を施すものがある（例えば特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３２７９５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、洗浄処理後の油汚染土壌に揮発性の軽質油が含まれている場合、たとえ１０００ｐｐｍ程度という低濃度であっても油臭を伴い、また、水分に曝されると油膜が発生してしまう。したがって、生活環境の保全という観点においては、油汚染土壌を洗浄処理して再利用するにしても、油膜や油臭が発生しないレベルまで油分濃度を低下させなければならない。
【０００７】
これに対し、上記した特許文献１の記載技術は、洗浄処理とバイオ処理を組み合わせることで、数万ｐｐｍ程度といった高い油分濃度の油汚染土壌を対象としても、油膜や油臭が発生しないレベルにまで浄化することができる。しかしながら、前段の洗浄処理に要する時間は短時間であるものの、後段のバイオ処理には長時間を要し、洗浄処理後の油汚染土壌の油分濃度が１０００ｐｐｍ程度まで低下していても、油膜や油臭が発生しないレベルにまで油分濃度を下げるには、かなりの期間がかかる。
【０００８】
本発明は、以上の事柄に鑑みなされたもので、油汚染土壌を油膜や油臭が発生しないレベルまで、短期間で浄化処理することができる油汚染土壌の処理方法及び処理システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌の処理方法において、前記油汚染土壌を洗浄処理し、油分濃度を低下させる工程と、前記洗浄処理した油汚染土壌を加熱処理し、残留した軽質油分を揮発させ除去する工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、まず、油汚染土壌を洗浄処理することにより、油分濃度を健康上の被害がない水準に低下させることができる。そして、仮に洗浄処理後の油汚染土壌に軽質油分が残留していたとしても、洗浄処理後の油汚染土壌を加熱処理することにより、軽質油分を揮発させ除去する。これら洗浄処理及び加熱処理は、ともに短時間で実施することができるので、本発明によれば、短時間で、健康上の被害がなく、かつ油膜や油臭が生じず生活環境に影響を与えない水準に油汚染土壌を浄化処理することができる。
【００１１】
また、第２の発明は、油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌の処理方法において、前記油汚染土壌を洗浄処理し、油分濃度を低下させる工程と、前記洗浄処理した油汚染土壌に水分との反応により発熱する添加剤を混合し、前記添加剤と水分との反応熱によって前記油汚染土壌を加熱処理し、残留した軽質油分を揮発させ除去する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は、油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌の処理方法において、前記油汚染土壌を洗浄処理し、油分濃度を低下させる工程と、前記洗浄処理した油汚染土壌に水分との反応により発熱する添加剤を混合し、前記添加剤と水分との反応熱によって前記油汚染土壌を加熱処理し、残留した軽質油分を揮発させ除去する工程と、前記加熱処理した油汚染土壌に油分分解機能を有する微生物を混入し、残留油分を分解除去する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明は、油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌の処理方法において、前記油汚染土壌を洗浄処理し、油分濃度を低下させる工程と、前記洗浄処理した油汚染土壌に水分との反応により発熱する添加剤を混合し、前記添加剤と水分との反応熱によって前記油汚染土壌を加熱処理し、残留した軽質油分を揮発させ除去する工程と、前記加熱処理した油汚染土壌に、油分分解機能を有する微生物、及びこの微生物を活性化する活性剤を混入し、残留油分を分解除去する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、第５の発明は、上記第２乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記添加剤は、前記油汚染土壌中の水分との間で生じる水和反応により発熱する生石灰であることを特徴とする。
【００１５】
また、第６の発明は、上記第２乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記添加剤は、前記油汚染土壌中の水分との間で生じる水和反応により発熱し、かつ、前記油汚染土壌を改質する土壌改良材であることを特徴とする。
【００１６】
また、第７の発明は、上記第２乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記添加剤は、前記油汚染土壌中の水分との間で生じる酸化反応により発熱する鉄粉であることを特徴とする。
【００１７】
また、第８の発明は、油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌処理システムにおいて、前記油汚染土壌を受け入れ、洗浄処理する洗浄処理装置と、この洗浄処理装置により洗浄した前記油汚染土壌を加熱処理し、前記油汚染土壌中に残留した軽質油分を揮発させ除去する加熱処理装置とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、第９の発明は、油汚染土壌から油分を分離除去する油汚染土壌処理システムにおいて、前記油汚染土壌を受け入れ、洗浄処理する洗浄処理装置と、この洗浄処理装置により洗浄した前記油汚染土壌に、水分との反応により発熱する添加剤を混合し、前記添加剤と水分との反応熱によって前記油汚染土壌に残留した軽質油分を揮発させ除去する加熱処理装置とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の油汚染土壌処理方法及び処理システムの一実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の油汚染土壌の処理方法の一実施の形態を適用した処理システムの処理フローを表す図で、この図１に示すように、本システムは、その工程として、油汚染土壌の洗浄処理工程１ａ、及び洗浄処理後の油汚染土壌の加熱処理工程１ｂを有する油汚染土壌の浄化処理工程１と、この浄化処理工程１を経て油汚染土壌から分離された油分を回収する油分回収工程２とを有している。
【００２０】
浄化処理工程１について説明すると、まず、洗浄処理工程１ａにおいては、洗浄水を用いて油汚染土壌を洗浄し分級することにより、油汚染土壌（粗粒分）からの、分離油分及びこの油分の付着した細粒分の分離を行う。洗浄水は、一般の家庭用水又は工業用水でも良いし、これに必要に応じて有機溶剤や薬剤（例えば界面活性剤等）を混入したものでも良い。
【００２１】
図２（ａ）乃至図２（ｃ）は、この洗浄処理の過程における油汚染土壌の粒子の状態を経時的に表した模式図である。なお、図２（ａ）においては、汚染濃度が非常に高い油汚染土壌を想定して模式化しており、また、各図において、簡略化のため油汚染土壌中の水分については図示省略してある。
【００２２】
図２（ａ）において、油汚染土壌は、各土壌粒子３間が油分４に満たされた状態にある。この図２（ａ）の状態の油汚染土壌を洗浄水中で攪拌し分級すると、油分４の大部分が土壌粒子３から分離される。分離後の大部分の油分４は、図２（ｂ）に示したように、洗浄液５中に、油滴、又は土壌粒子（細粒分）３ａを覆う形で分散し、一方、分離後の大部分の土壌粒子（粗粒分）３ｂは、図２（ｃ）に示したように、残留した油分４に覆われた形で洗浄液５中に分散する。
【００２３】
ここで、土壌粒子３を包む油分４の層厚さは、土壌粒子３の粒径によらずほぼ一定となるため、比表面積（粒子単位質量の粉体に含まれる表面積の総和）の大きな細粒分３ａは、比表面積の小さな粗粒分３ｂに比し、単位重量当りの保持する油分量が多く、汚染濃度は高い。そのため、洗浄処理後、図２（ａ）の油汚染土壌中から、図２（ｂ）に示した大部分の油分４及び汚染濃度の高い細粒分３ａを分級することにより、図２（ｃ）に示した汚染濃度を大幅に低下させた状態の粗粒分３ｂが抽出される。
【００２４】
以上の洗浄処理工程１ａを経た後の油汚染土壌（図２（ｃ）の状態）は、仮に処理前の油汚染土壌の油分濃度が数万ｐｐｍと高濃度であっても、通常、油分濃度が１０００ｐｐｍ程度にまで低下した状態となる。１０００ｐｐｍ程度の油分濃度は、「油汚染土壌が及ぼす植物への影響について」（佐藤亜紀子  他３名，平成１２年１２月，社団法人日本水環境学会，日本地下水学会，社団法人土壌環境センター，地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会第７回講演集，ｐ．２１９−２２２）によれば、仮に重油による汚染であっても、植物の生育に影響が及ばない水準であることが報告されている。また、土壌環境基準（平成３年環境庁告示４６号）において、油分に関連する項目として土壌環境を汚染する物質に指定されているのはベンゼンのみであり、この１０００ｐｐｍという水準は、一般に健康上の被害が生じないものと判断される。
このことから、洗浄処理工程１０を経た油汚染土壌は、処理後、揮発性の軽質油分を含まない場合には、油膜や油臭が発生することもなく、加熱処理工程１ｂを経ずに浄化土として再利用可能である。すなわち、洗浄処理後、残留油分中に軽質油分が含まれない場合、洗浄処理工程１ａのみで浄化処理工程１を完結させても良い。
【００２５】
しかしながら、洗浄処理工程１ａを経て油分濃度が１０００ｐｐｍ程度に低下しても、残留油分に揮発性の軽質油分が含まれていると、油膜や油臭が発生してしまう場合がある。生活環境を保全する観点においては、やはり、油膜や油臭が発生しない水準にまで油分濃度を低下させることが望ましい。したがって、洗浄処理工程１ａを経た油汚染土壌中の残留油分に軽質油分が含まれる場合、本発明においては、その油汚染土壌を、加熱処理工程１ｂに送り、含有する軽質油分を揮発させ除去する。
【００２６】
加熱処理工程１ｂにおいては、例えばヒータや炉等を用いる、或いは熱風を当てる等して、単に外から熱を加えて軽質油分を揮発させることも勿論可能であるし、水分との反応により発熱する添加剤を混合し、この添加剤と油汚染土壌中の水分との反応熱を利用して油汚染土壌を加熱することにより、残留油分中の揮発性の軽質油分を揮発させ除去することも可能である。但し、添加剤については、軽質油分を揮発させる限りにおいては、土壌中の水分との間に起こる化学反応により多量の熱を発生するものであれば適用可能であるが、処理土（処理後の油汚染土壌）中に残存しても新たな汚染源とならないものである必要がある。
【００２７】
ここで、添加剤として、生石灰を用いた場合のシステムフロー図を図３に、生石灰を含んだ石灰系の土壌改良剤を用いた場合のシステムフロー図を図４に、それぞれ図１に対応する形で示した。これら図３及び図４に例示したシステムにおいて、加熱処理工程１ｂでは、生石灰が、油汚染土壌中の水分との間で生じる水和反応により、消石灰（水酸化カルシウム）を生成する際の発熱を利用して軽質油分を揮発させ除去する。いずれも、添加剤及び土壌中の水分量が十分であれば、水分の沸点である１００℃程度まで温度が上昇し、反応が終了するまで、この温度が維持されることになる。さらには、このように、生石灰や生石灰を含んだ土壌改良材を用いた場合には、土壌粒子を包み込む形で形成される水酸化カルシウムの膜が、大気や土壌粒子間に存在する二酸化炭素と反応することにより、難溶性の炭酸カルシウムとなり、土壌粒子が疎水性を呈し、副次的に水に対する残余油分の溶出量を低減させる作用（不溶化作用）が得られる。また、図４のように土壌改良剤を用いた場合には、油汚染土壌を改質する（所望の強度を発現させる）作用もある。また、油汚染土壌に添加されて発熱する添加剤としては、鉄粉等も有効であり、鉄粉と油汚染土壌中の水分との間で生じる酸化反応により、酸化鉄が生成される際の発熱を利用して軽質油分を揮発させ除去することも可能である。この場合のシステムフロー図を、図１に対応する形で図５に示した。
【００２８】
これら図３乃至図５に示したシステムでは、加熱処理工程１ｂにおいて、添加剤の反応熱を利用することにより、油汚染土壌は、洗浄水の沸点（１００℃程度）を限界としてこれに近い温度まで加熱され、軽質油分を揮発させるに十分な温度となる。そして、この加熱処理工程１ｂを経て揮発性を有する軽質油分が除去された粗粒分は、油膜や油臭が発生することのない浄化土として、即時的に再利用可能な状態となる。
【００２９】
次に、上記油分回収工程２について説明する。
図１、又は図３乃至図５において、２ａは洗浄処理工程１ａにおいて油汚染土壌から分離された油分、及びこの油分の付着した細粒分を含む洗浄水（図２（ｂ）参照）を処理する水処理工程で、この水処理工程２ａでは、洗浄処理工程１ａから供給される洗浄水からの、油分及び油分の付着した細粒分の分離を行う。油分及び細粒分と分離された洗浄水は、洗浄処理工程１ａに還流することで再利用可能である。一方、油分の付着した細粒分は、回収スラッジとして系外に排出される。これは、通常、廃棄されるが、洗浄処理工程１ａに戻し浄化処理対象としても良い。
【００３０】
２ｂは水処理工程２ａにおいて、洗浄水から分離された油分を蒸留、精製する蒸留処理工程で、この蒸留処理工程２ｂで蒸留、精製された油分は、回収油として再利用可能である。一方、水処理工程２ａを経てなお残留する細粒分は、この蒸留処理工程２ｂにて油分から完全に分離除去され、回収スラッジとして系外へ排出される。これは、通常、廃棄されるが、洗浄処理工程１ａに戻し浄化処理対象としても良い。
【００３１】
２ｃは加熱処理工程１ｂにおいて油汚染土壌から揮発除去された軽質油分を冷却し凝集する冷却・凝集処理工程で、この冷却・凝集処理工程２ｃによって凝集された揮発性油分は、回収（揮発性）油分として再利用可能である。
【００３２】
次に、以上のよう各工程を行うための具体的なシステム構成を説明する。
図６は、本発明の油汚染土壌処理システムの一実施の形態の全体構成を概略的に表す側面図である。この図６において、１００は受け入れた油汚染土壌を洗浄処理する洗浄処理装置、２００は洗浄処理装置１００により洗浄した油汚染土壌に水と反応して発熱する添加剤を供給し、その反応熱で油汚染土壌を加熱処理することにより、油汚染土壌中に残留した軽質油分を揮発させ除去する加熱処理装置である。３００は洗浄処理装置１００で分離された油汚染土壌からの分離油分を回収する油分回収車（油分回収装置）である。これら洗浄処理装置１００、加熱処理装置２００、油分回収車３００は、それぞれ前述した洗浄処理工程１ａ、加熱処理工程１ｂ、油分回収工程２を行う。なお、この図６では、加熱処理装置２００として、添加剤の反応熱を利用して油汚染土壌を加熱処理するものを図示したが、例えば炉やヒータを用いて油汚染土壌に外から熱を加える装置に代えても良い。
【００３３】
まず、洗浄処理装置１００の構成を説明すると、６は自力走行可能な走行装置で、この走行装置６は、無限軌道履帯７を備えた公知のクローラ式のもの（ホイール式でも構わない）で、図６では図示省略してあるが、そのトラックフレーム８上に各機器を搭載するための本体フレームを備えている。但し、本実施の形態において、洗浄処理装置１００は、このように走行装置６を備え、自力走行可能な構成となっているが、走行装置６を省略し、後述する各機器を適宜配置して定置式の設備として用いることもできる。
【００３４】
９は油分に汚染された油汚染土壌を洗浄水と混合してスラリー化すると共に、油汚染土壌を洗浄して油分を分離させる洗浄装置、１０はこの洗浄装置９から油分を含むスラリー状の土壌粒子を受入れて、油分と土壌粒子とに分離する分離装置で、これら洗浄装置９及び分離装置１０は、ともに走行装置６上の図示しない本体フレームに搭載されており、本例では、洗浄装置９が本体フレーム一端側（図６中左側）に、分離装置１０が本体フレームほぼ中央上に支持されている。
【００３５】
１１は分離装置１０から排出された清浄土を機外に搬送し排出する排出コンベアで、この排出コンベア１１は、分離装置１０の沈降粒子排出装置３３（後述）の下部から、機外に向かって上り傾斜に延在している。本例では、この排出コンベア１１にベルトコンベアを用いた例を図示したが、スクリュコンベアや圧送ポンプ等を用いて清浄土を搬送するものに代えても良い。
【００３６】
１２は動力装置で、この動力装置１２は、図示しない本体フレームの他端側（図６中右側）に搭載されており、走行装置６や排出コンベア１１、スクリュコンベア１３、篩装置１４等の動力源となるエンジン等を備えている。１３は各機器の操作や動作設定等を行う操作盤である。
【００３７】
図７は、上記洗浄装置９の概略構成を表す図で、この図７において、１４は篩装置で、この篩装置１４は、公知の振動スクリーン（又は固定式の篩）等で構成され、例えば油圧ショベル等により投入される油汚染土壌から大礫や異物を予め除去するものである。１５はこの篩装置１４の下方に設けられ、篩装置１４を通過した油汚染土壌を受け入れるホッパで、このホッパ１５は下方に向かって縮径するよう形成されており、その下部には、油汚染土壌の搬送手段としてのスクリュフィーダ１６が設けられている。このスクリュフィーダ１６は、円筒状のケーシング１６ａと、このケーシング１６ａの一端（図７中左端）に設けた駆動装置１６ｂと、この駆動装置１６ｂに連結したケーシング１６ａ内のスクリュ（オーガ）１６ｃとを備えている。
【００３８】
１７はホッパ１５の他端（図７中右端）に設けたフィードサンプで、このフィードサンプ１７には、洗浄水と共にスクリュフィーダ１６から油汚染土壌が供給されるようになっている。１８は洗浄用に設けたターボ遠心式のスラリーポンプで、このスラリーポンプ１８は、フィードサンプ１７と配管１９で接続されている。
【００３９】
図８（ａ）はスラリーポンプ１８の外観構造を表す斜視図、図８（ｂ）はスラリーポンプ１８の詳細構造を表す断面図である。これら図８（ａ）及び図８（ｂ）において、２０はケーシングで、このケーシング２０は、上記配管１９と接続する吸込口２１と吐出口２２とを備えている。２３はケーシング２０内に設けたインペラで、このインペラ２３周囲のケーシング２３内の空間は、渦巻流路２４となっている。なお、図８（ｂ）中、点線矢印はインペラ２３の回転方向を、実線矢印は搬送流体の流れ方向を表している。
【００４０】
図９は、上記分離装置１０の詳細構造を表す断面図である。この図９において、２５は内部に洗浄水を貯水した処理槽で、この処理槽２５は、槽上段部２５ａ、槽中段部２５ｂ、槽下段部２５ｃを連設した３段構造となっており、これら槽上段部２５ａ、槽中段部２５ｂ、槽下段部２５ｃのそれぞれは、ほぼ均一な断面の筒状形状となっている。このうちの槽中段部２５ａの上部には、上部開口部の周囲を覆うように設けた浮上油分回収槽２６が設けてあり、また、槽中段部２５ｂは、槽上段部２５ａ及び槽下段部２５ｃよりも小径となっている。更に、槽下段部２５ｃの下端部は、先端に向かって縮径した形状となっている。
【００４１】
２７は槽上段部２５ａに設けたスラリー注入口で、このスラリー注入口２７には、上記スラリーポンプ１８からのスラリー供給管路２８（図６も参照）が接続している。２９は槽下段部２５ｃに設けた給水口（清浄水注入口）で、この給水口２９には給水管路３０（図６も参照）が挿入されている。この給水管路３０は、途中で上記したフィードサンプ１７に向かって分岐しており、供給水は、分離装置１０及びフィードサンプ１７に供給される。また、この給水管路３０を更に篩装置１４に向かって分岐させ、湿式分級を行うことにより、分級の円滑化を図る構成とするとより好ましい。
【００４２】
また、３１は浮上油分回収槽２６の底部に設けた排水口で、この排水口３１は、油分回収管路３２（図６参照）に接続している。これにより、処理槽２５内の貯留水は、上向きの水流を形成する。このとき、給水管路３０からの給水量や槽中段部２５ｂ及び槽下段部２５ｃの径は、流路の絞られた（流速が速くなる）槽中段部２５ｂにおける水流が、選別対象粒度の土壌粒子４０の沈降速度に応じ、それと同程度（或いはそれよりも僅かに遅い程度）の流速となり、なおかつ、槽下段部２５ｃにおける流速が土壌粒子４０の沈降速度よりも遅くなるよう調整されている。３３は槽下段部２５ｃの下端部に設けた沈降粒子排出装置で、図９では、この沈降粒子排出装置３３に公知のロータリフィーダを用いた場合を図示したが、スクリュフィーダに代えても良い。
【００４３】
図６に戻り、加熱処理装置２００について説明すると、３５は自力走行可能な走行装置で、この走行装置３５は、無限軌道履帯３６を備えた公知のクローラ式のもの（ホイール式でも構わない）であり、図６では図示省略してあるが、そのトラックフレーム３７上に各機器を搭載するための本体フレームを備えている。但し、本実施の形態において、加熱処理装置２００は、このように走行装置３５を備え、自力走行可能な構成となっているが、走行装置３５を省略し、後述する各機器を適宜配置して定置式の設備として用いることもできる。
【００４４】
３８は図示しない本体フレームの一方側（図６中右側）に設けた動力装置で、この動力装置３８は、エンジンと、このエンジンによって駆動されるポンプと、このポンプからの圧油を走行装置３５や後述する各機器に切換え供給する弁等とを備えている。３９は図示しない本体フレームのほぼ中央上に設けた混合装置で、この混合装置３９は、内部に公知のパドルミキサを備えている。この混合装置３９は、その一方側（図６中左側）の上部に入口を、またその他方側（図６中右側）に出口を備えている。
【００４５】
４０は洗浄処理装置１００で洗浄処理された油汚染土壌を受け入れるホッパ、４１はホッパ４０で受け入れた油汚染土壌を搬送する搬送コンベアで、この搬送コンベア４１の放出側（図６中右側）は、混合装置３９の図示しない入口に臨んでいる。４２は添加剤供給装置で、この添加剤供給装置４２は、添加剤（生石灰、生石灰を含む土壌改良剤、鉄粉のいずれか、又はこれらの混合物等）を貯留する貯留タンク４３と、この貯留タンク４３の下部に設けたフィーダ４４とを備えている。このフィーダ４４の出口は、搬送コンベア４１の他方側（図６中右側）の上方に位置し、搬送コンベア４１上の油汚染土壌に添加剤を供給する。なお、図６ではフィーダ４４として、スクリュフィーダを図示したが、これに限られず、例えばロータリフィーダ等でも構わない。
【００４６】
４５は混合装置３９の出口から排出された処理土を搬送し排出する排出コンベアで、この排出コンベア４５の一方側（図６中左側）は、混合装置３９の出口下に位置し、その他方側（図１中右側）は動力装置３８の下方から昇り傾斜を持つよう、図示しない本体フレームに支持されている。
【００４７】
続いて、上記の油分回収車３００の構成を説明すると、５０は上記した分離装置１０からの懸濁水を油分、水分（洗浄水）、汚泥（細粒分）に分離する油分回収装置で、この油分回収装置５０は走行車両５１上に搭載してある。但し、走行車両５１を省略し、油分回収装置５０を定置式の設備として使用しても良い。また、油分回収装置５０は、この種のものとして公知の構成のもので、給水量が制御可能な給水装置を備えている。
【００４８】
５２は油分回収装置５０の懸濁水供給口、５３は、この懸濁水供給口５２と、上記した分離装置１０の油分回収管路３２とを接続する接続管路である。５４は油分回収装置５０の図示しない給水装置に接続した洗浄水排出口、５５は、この洗浄水排出口５４と、分離装置１０及びフィードサンプ１７に洗浄水を供給する上記給水管路３０とを接続する接続管路である。
【００４９】
次に、上記構成の油汚染土壌処理システムの動作を説明すると、例えば油圧ショベル等により投入された油汚染土壌は、洗浄装置９において、篩装置１４により大礫や異物を除去され、ホッパ１５内に一時的に堆積する。ホッパ１５内に堆積した油汚染土壌は、スクリュフィーダ１６によりフィードサンプ１７へ定量供給され、スラリーポンプ１８により、洗浄水と共に後段の分離装置１０に移送される。
【００５０】
ここで、分離装置１０に移送される際、油汚染土壌は、スラリーポンプ１８内で洗浄水とともに解砕されてスラリー化され、同時に油分が分離される。即ち、図８（ａ）及び図８（ｂ）において、スラリーポンプ１８に吸込まれた油汚染土壌は、吸込口２１から洗浄水と共に流入する油汚染土壌に対し、高速で回転するインペラ２３により生じる外周方向に向かう力の作用により、渦巻流路２４を介し吐出口２２から吐出される。その際のスラリーポンプ１８内に生じる激しい乱流の中に油汚染土壌を導入することで、油汚染土壌中の土塊を解砕し洗浄水中に分散させることにより、油汚染土壌をスラリー化し、更にすすぎを行われ、油汚染土壌から油分がある程度分離した状態となる。乱流中の油汚染土壌には、土壌粒子同士、又は土壌粒子とインペラ２３やケーシング２０内面との衝突により生じる摩擦力、せん断等が効果的に作用するので、効果的に上記のスラリー化、油分分離及びすすぎの作用が得られる。
【００５１】
続いて、図９を参照すると、スラリーポンプ１８から吐出されたスラリー状の土壌粒子は、スラリー注水管路２８を介して処理槽２５の槽上段部２５ａに供給される。処理槽２５中の貯留水は、前述のように、給水管路３０を介して槽下段部２５ｃから給水され、浮上油分回収槽２６の排水口３１から排水されるため、全体に下から上へと土壌粒子の沈降方向に対向する水流を形成しており、最も流れの速い槽中段部２５ｂの流速は、選別対象粒度の土壌粒子４０の沈降速度と同程度（又は僅かに遅い程度）に調整されている。そのため、対向する水流よりも沈降速度の速い選別対象粒度以上の土壌粒子４０のみが、重力の作用によって分級槽の役割を果たす槽中段部２５ｂの水流に対向して沈降し、槽下段部２５ｃに沈殿する。一方、それよりも軽量で沈降速度の遅い油分４１や土壌粒子の細粒分４２等は、水流にのって浮上し、槽上段部２５ａを越えて浮上油分回収槽２６に導かれる。またこのとき、選別対象粒度以上の土壌粒子４０に仮に油分が付着していたとしても、その沈降方向と対向する水流のすすぎの作用により、付着した油分を剥離して土壌粒子４０から分離浮上させる。
【００５２】
以上のように、油分と分離され、槽下段部２５ｃに沈降し堆積した清浄な土壌粒子（清砂）は、沈降粒子排出装置３３によって、順次、処理槽２５外に排出され、更に残留する軽質油分を揮発させるべく、排出コンベア１１により加熱処理装置２００に供給される。
【００５３】
洗浄処理装置１００の排出コンベア１１から搬出された洗浄済みの油汚染土壌（清砂）は、加熱処理装置２００のホッパ４０に受け入れられ、搬送コンベア４１による搬送中に添加剤供給装置４２から添加された添加剤とともに混合装置３９に供給される。混合装置３９内に供給された油汚染土壌は、添加剤とともにパドルミキサによって十分に攪拌混合された後、排出コンベア４５上に排出され、排出コンベア４５により搬出される。
【００５４】
このとき、この加熱処理工程において、添加剤供給装置４２によって、生石灰、又は生石灰を含んだ石灰系の土壌改良剤を用いた場合、最終的に搬出された油汚染土壌（処理土）は、生石灰と油汚染土壌中の水分との間で、消石灰（水酸化カルシウム）を生成する際に生じる発熱を伴う水和反応により、洗浄水の沸点（１００℃）程度に加熱される。添加剤として鉄粉を用いた場合も、鉄粉と油汚染土壌中の水分との間で、酸化鉄が生成される際に生じる酸化反応により、同じく洗浄水の沸点（１００℃）程度に加熱される。この加熱状態は、搬出後も水和反応が終了するまで継続し、その間に処理土に残留する軽質油分が十分に揮発させられ除去される。さらには、生石灰や生石灰を含んだ土壌改良材を添加した場合には、土壌粒子を包み込む形で形成される水酸化カルシウムの膜が、大気や二酸化炭素との反応により難溶性の炭酸カルシウムとなり、土壌粒子に残留した油分は不溶化状態となる。また、土壌改良剤を添加した場合、処理土は埋め戻し土として適当な強度に改質される。
【００５５】
一方、洗浄処理装置１００において、油汚染土壌の粗粒分と分離され、浮上油分回収槽２６に導かれた油分４１や細粒分４２は、排水口３１、油分回収管路３２、接続管路５３、懸濁水供給口５２を介し、油分回収車３００（油分回収装置５０）に供給され、油分、水分、及び細粒分に分離される。抽出された洗浄水は、図示しない給水装置から、洗浄水排出口５４、接続管路５５、給水管路３０を介し、それぞれ分離装置の槽下段部２５ｃ、洗浄装置９のフィードサンプ１７（また必要に応じて篩装置１４）に循環供給される。また、抽出された油分は、系外にて蒸留し精製することで再利用される。また、この油分回収装置３００で分離された細粒分は、通常、汚泥として廃棄されるが、場合によっては篩装置１４を介し洗浄処理装置１００に再度供給される。
【００５６】
また、特に図示していないが、加熱処理装置２００において、処理中又は処理後に揮散した軽質油分は、適宜捕集した後、冷却・凝集することで、再利用する。軽質油分の揮発分の捕集については、例えば混合装置３９中の雰囲気を吸引し、冷却・凝集するための設備に導く、或いは、例えば搬送コンベア４５の上方や搬出後の処理土の集積場所をフードで覆い、そのフード内の雰囲気を吸引し、冷却・凝集するための設備に導く等する。
【００５７】
本実施の形態によれば、油汚染土壌を洗浄処理し油分濃度を低下させることにより、油汚染土壌を、健康上の問題が生じないレベルに浄化し、更に、洗浄処理後の油汚染土壌を加熱処理することにより、油汚染土壌中に残存する揮発性を有する軽質油分を揮散させる。すなわち、処理に要する時間が短時間である洗浄処理により、油汚染土壌を、実質的に埋め戻し土等として供することができ、更に洗浄後の油汚染土壌に軽質油分が残留していたとしても、それを加熱して揮発させることにより、迅速に除去することができる。したがって、健康上の被害がなく、しかも油膜や油臭の発生を抑え生活環境に影響を与えない水準にまで、油汚染土壌を迅速に浄化処理することができ、その処理土は即時的に埋め戻し土に供することができる。その結果、処理コストを低減することもできる。
【００５８】
また、元来、加熱処理はエネルギー消費量が大きいが、本発明においては、予め洗浄処理し油分濃度が健康上被害のない水準まで低下しているので、仮に炉やヒータ等を用いる場合であっても、加熱処理工程で必要なエネルギーは少なくて済む。また、添加剤の反応熱を利用する場合、加熱するためのエネルギーは必要ない。また、加熱処理工程において、生石灰やこれを含む土壌改良剤を加える場合には、処理土中に僅かに存在する残留油分を不溶化することができ、残留油分が地下水や表面水等へ溶出することを防止し、浄化処理をより万全なものとすることができる。
【００５９】
また、本実施の形態によれば、添加剤の反応熱で加熱処理を行う場合、この加熱処理工程に用いる装置は、単に、油汚染土壌と添加剤を混合する機能を有していれば良く、その限りにおいては単に混合装置３９のみでも足り、極簡単に構成できる。また、従来、別工程であった油汚染土壌のスラリー化及び油分の分離を、スラリーポンプ１８単体で行うことができる。また同じように、従来、別工程であった油分の分離及び土壌粒子のすすぎの工程を、分離装置１０単体で行うことができる。このように、一連の処理工程のうち、主要な工程を、実質的にこれらスラリーポンプ１８、分離装置１０、及び混合装置３９によって行うことができるので、少ない装置でシステムを構築することができ、システムをコンパクトで、簡便かつ安価なものとすることができる。特にスラリーポンプ１８は、一般に小型で低廉価格であり、しかも保守費用も安価である。分離装置についても、稼働部品がなく、しかも簡単な構造であるため、安価に構成できると共に、保守にかかるコストが発生しない。従って、先のコンパクト化及び低廉化の効果をより一層のものとすることができる。また、これにより、油汚染土壌の洗浄処理に要するコストも削減することができる。
【００６０】
更に、洗浄処理工程において、単に油汚染土壌から油分を分離する限りにおいては、スラリーポンプ１８のみでも、その効果を得ることができる。つまり、スラリーポンプ１８から吐出した状態のスラリー状の土壌粒子を、何等かの貯水槽に貯留しておけば、浮上した油分を回収することにより、沈殿した土壌粒子がある程度油分を除去された清浄な土壌粒子として回収可能である。また、分離装置１０に関しても、必ずしもスラリーポンプ１８を通過させたものでなくとも、予め大礫や異物を除去し解砕しておけば、貯留水の水流による油分の分離や土壌粒子のすすぎの効果によって、油汚染土壌を清浄な土壌粒子と油分とに分離する作用がある程度期待できる。これらの場合には、より一層少ない装置で洗浄処理を行うことができ、更にコンパクトかつ安価に洗浄処理を行うことができる。
【００６１】
また、図６のように、洗浄処理工程、加熱処理工程、油分回収工程をそれぞれ担う洗浄処理装置１００、加熱処理装置２００、油分回収装置３００を、いずれも自走可能なものとしたことで、現場内で機動力を発揮することができ、現場内の移動が容易であると共に、狭い現場であっても有効なスペースを見出してレイアウトすることができる。また、自力走行可能な構成とした場合、例えばトレーラ等で輸送するに際し、自力でトレーラに対する積み下ろしを行うこともでき、システムの搬入搬出のためのクレーン等といったものを必要としない。
【００６２】
図１０及び図１１は、本発明の油汚染土壌の処理方法の他の実施の形態を適用した油汚染土壌の処理システムのシステムフロー図で、図１０には生石灰を添加する場合にバイオ処理を組合せたシステムを、図１１には生石灰を含んだ土壌改良剤にバイオ処理を組合せたシステムを示した。但し、これら図１０及び図１１において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
【００６３】
本実施の形態が、前述した本発明の一実施形態と相違する点は、加熱処理工程１ｂにおいて、添加剤とともに油分分解性を有する微生物（油分分解菌）を油汚染土壌に混合する点にあり、その他については同様である。但し、微生物は、加熱処理工程１ｂにおいて添加剤とともに混合しなくても、加熱処理工程１ｂの施工後、バイオ処理工程として、別途加熱処理済みの処理土に混合しても良い。
【００６４】
本実施の形態によれば、前述した本発明の一実施の形態で得られる様々な効果が同様に得られることは言うまでもないが、それに加え、微生物による油分分解の作用により残留油分を分解除去し、更に油分濃度を低減することができる。この微生物による油分分解作用は、加熱処理後の土壌が埋め戻し土等として再利用された後も、継続して進行する。また、洗浄処理及び加熱処理により、既に油分濃度は極めて低い水準に低下しているので、単に洗浄処理した油汚染土壌とバイオ処理とを組合せる場合に比しても、バイオ処理にかかる時間を大きく短縮することができる。更に、微生物とともに、この微生物を活性化する活性剤（例えば栄養塩等）を混合すれば、微生物による残留油分の分解作用を促進することができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、油汚染土壌を、ともに短時間で行うことができる洗浄処理及び加熱処理により浄化するので、短時間で油汚染土壌の油分濃度を油膜や油臭の発生しない水準に低下させることができ、健康上の被害がなく、かつ生活環境に影響を与えない状態にある再利用可能な処理土を迅速に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油汚染土壌の処理方法の一実施の形態を適用した処理システムの処理フローを表す図である。
【図２】本発明の油汚染土壌の処理方法の一実施の形態における洗浄処理工程における油汚染土壌の粒子の状態を経時的に表した模式図である。
【図３】本発明の油汚染土壌の処理方法の一実施の形態における加熱処理工程にて、添加剤として、生石灰を用いた場合のシステムフロー図で、図１に対応する図である。
【図４】本発明の油汚染土壌の処理方法の一実施の形態における加熱処理工程にて、添加剤として、生石灰を含んだ石灰系の土壌改良剤を用いた場合のシステムフロー図で、図１に対応する図である。
【図５】本発明の油汚染土壌の処理方法の一実施の形態における加熱処理工程にて、添加剤として、鉄粉を用いた場合のシステムフロー図であり、図１に対応する図である。
【図６】本発明の油汚染土壌処理システムの一実施の形態の全体構成を概略的に表す側面図である。
【図７】本発明の油汚染土壌処理システムの一実施の形態に備えられた洗浄装置の概略構成を表す図である。
【図８】本発明の油汚染土壌処理システムの一実施の形態に備えられたスラリーポンプの外観構造を表す斜視図、及びこのスラリーポンプの詳細構造を表す断面図である。
【図９】本発明の油汚染土壌処理システムの一実施の形態に備えられた分離装置の詳細構造を表す断面図である。
【図１０】本発明の油汚染土壌の処理方法の他の実施の形態を適用した油汚染土壌の処理システムのシステムフロー図で、図１に対応した図である。
【図１１】本発明の油汚染土壌の処理方法の他の実施の形態を適用した油汚染土壌の処理システムのシステムフロー図で、図１に対応した図である。
【符号の説明】
１ａ      洗浄処理工程
１ｂ      加熱処理工程
１００    洗浄処理装置
２００    加熱処理装置
【図１】
2004313903.tif 000003
【図２】
2004313903.tif 000004
【図３】
2004313903.tif 000005
【図４】
2004313903.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004313903.tif 000008
【図７】
2004313903.tif 000009
【図８】
2004313903.tif 000010
【図９】
2004313903.tif 000011
【図１０】
2004313903.tif 000012
【図１１】
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