(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物が混入した土壌と水とを混合して泥水とした後、曝気装置において滞留させた泥水中に空気を吹き込んで、あるいは、対向する空気流の中に泥水を循環させて泥水と空気とを強制的に接触させて揮発性有機化合物を泥水中から揮散させ、揮散した揮発性有機化合物を含む空気を該曝気装置から排気管を通じて無害化装置に吸引し、該無害化装置において、活性炭による吸収、触媒を用いた分解、および燃焼のいずれかの方法によって、該空気中の揮発性有機化合物を除去または無害化処理することを特徴とする土壌中の揮発性有機化合物の除去方法。
【請求項２】
揮発性有機化合物が混入した土壌と水とを混合して泥水を得るための解膠装置と、滞留させた泥水中に空気を吹き込んで、あるいは、対向する空気流の中に泥水を循環させて泥水と空気とを強制的に接触させて揮発性有機化合物を泥水中から揮散させるための曝気装置と、揮散した揮発性有機化合物を含む空気を該曝気装置から排気管を通じて無害化装置に排気させるための吸引装置と、排気させた空気中の揮発性有機化合物を、活性炭による吸収、触媒を用いた分解、および燃焼のいずれかの方法によって除去または無害化するための無害化装置と、を有することを特徴とする土壌中の揮発性有機化合物の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トリクロロエチレンやトルエン等の揮発性有機化合物が混入した土壌中から該有機化合物を除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から半導体製造、金属工業、ドライクリーニング等の溶剤としてトリクロロエチレン、その他の揮発性有機化合物が使用されている。これらの揮発性有機化合物が種々の原因で土壌中に混入し、そのまま放置されると時間の経過に伴って地中深く浸透し、ついには地下水に混入して地下水を汚染するに至るという環境汚染が問題となっている。
【０００３】
このような背景から、土壌中に混入した揮発性有機化合物、特に有害物質とされる揮発性有機塩素系化合物を除去する方法が種々検討され、その一つとして特許第２５８９００２号公報には、揮発性の有機塩素系化合物が含まれた土壌に、水と発熱反応する生石灰等の無機化合物を攪拌混合し、土壌中の有機塩素系化合物を蒸発させて除去する方法が提案されている。
【０００４】
この方法では、土壌の処理量が少ない場合には特に大きな問題にならないが、土壌の処理量が増加すると多量の生石灰を使用することになり、処理された土壌中には多量の消石灰が残り、土壌がかなりのアルカリ性となってしまう。そのために処理した土壌を何らかの方法で中和することが要求されるが、この中和にも多量の化学剤の使用が要求され、結果として土壌の化学剤による再汚染及び処理コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、揮発性有機塩素系化合物等の揮発性有機化合物が混入した土壌を多量に処理した場合にも、化学剤を使用することがなく、処理コストが低く、揮発性有機化合物の除去率が高い、土壌中から揮発性有機化合物を除去する方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、揮発性有機化合物が混入した土壌と水とを混合して泥水とした後、曝気装置において滞留させた泥水中に空気を吹き込んで、あるいは、対向する空気流の中に泥水を循環させて泥水と空気とを強制的に接触させて揮発性有機化合物を泥水中から揮散させ、揮散した揮発性有機化合物を含む空気を該曝気装置から排気管を通じて無害化装置に吸引し、該無害化装置において活性炭による吸収、触媒を用いた分解、および燃焼のいずれかの方法によって、該空気中の揮発性有機化合物を除去または無害化処理することを特徴とする土壌中の揮発性有機化合物の除去方法、及び、土壌中の揮発性有機化合物の除去装置を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
本発明が対象とする、土壌に混入した揮発性有機化合物としては、水に不溶若しくは難溶解の揮発性有機化合物であれば特に制限されない。例えば、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロメタン、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、１，３−ジクロロプロペン等の有機塩素系化合物、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系化合物、アセトン等のケトン類、シマジン、チオベンカルブ等が挙げられる。
【０００８】
本発明の実施の形態を図面を参照して更に具体的に説明する。図１は、本発明の方法の基本的構成を示す図である。図１に示すように、先ず、最初に処理すべき土壌と水とを解膠槽において解膠する。土壌の解膠は、土壌と水の混合物に適度な流動性が付与されればよく、適当な撹拌装置で行なわれる。この際に使用する水は通常の水道水、河川水、雨水等何れの水でもよい。又、使用する水量は、土壌が流動性になる量であればよく、土壌の組成や含水率にもよるが、例えば、土壌１トン当たり、約１０００〜４０００ｋｇの水を使用するのが普通である。
【０００９】
上記で流動性にされた泥水には、通常コンクリートの破片、小石、砕石、金属片、ガラス片、その他の夾雑物が混入している場合が多い。これらの夾雑物が混入していると、その後の泥水のポンプ輸送等に問題が生じるので、これらの夾雑物は、泥水を適当なメッシュの篩い等に通して除去することが好ましい。夾雑物が除去された泥水は、好ましくは泥水受槽に集め、該泥水受槽において適当な撹拌装置により撹拌し、泥水中の小さい土塊を更に解膠して泥水を均質化する。又、必要に応じて泥水には、更に水を加えてポンプ輸送が容易になるようにする。
【００１０】
泥水受槽において均質化された泥水は、本発明を主として特徴づける曝気処理工程に移される。泥水は、泥水受槽から曝気槽にポンプ移送され、曝気槽において曝気処理される。曝気は、土壌中に含まれている揮発性有機化合物が環境基準値以下の濃度になるように、泥水と空気とを強制的に接触させる処理である。
【００１１】
曝気装置としては、泥水を滞留させて泥水中に空気を吹き込む装置や、泥水流と対向する空気流の中を泥水を循環させて曝気する装置があり、何れも本発明で使用できる。これらの装置は下記（１）〜（３）の装置を備える。
（１）曝気のために槽内の泥水に空気を気泡状に吹き込む散気装置、又は泥水を塔内で落下させて対向する空気流と接触させる装置。
（２）スカム状の浮上物を再溶解させたり、槽の底に土壌を沈殿させないために、泥水を機械的に撹拌する装置（散気装置に撹拌の機能を兼ねさせる場合もある）。又、槽の底部は、泥水の排出を容易にするようにコーン状又は傾斜式にすることがある。
（３）揮発性有機化合物のガスを含んだ空気が逸散しないように槽を覆う蓋。この蓋は吸引装置に連結される。
【００１２】
図１に示す曝気装置は、上記の空気を吹き込むタイプであり、曝気槽底部に設けられた散気装置から空気が泥水中に吹き込まれ、泥水が強力に空気撹拌されることによって、泥水中に含まれている揮発性有機化合物は曝気槽内で揮散され、曝気槽の頂部に設けられた排気管を通じて吸引され、無害化装置、例えば、活性炭を充填した吸収塔、触媒を充填した分解装置、燃焼装置等を通して、揮発性有機化合物が除去又は無害化され、揮発性有機化合物が除去又は無害化された空気は大気中に放出できる。
【００１３】
上記曝気処理は、泥水の濃度、揮発性有機物の含有量、装置の大小等によって異なるが、一般的には泥水１リットル当たりの散気量は、約１〜３リットル／ｍｉｎ．であり、曝気時の温度が高い程、揮発性有機物の分離除去が促進されるが、泥水の加熱にはコストがかかるので通常は常温で行なう。又、曝気時間も温度や有機物の含有量によって異なるが、一般的には０．５〜３時間程度である。尚、泥水受槽と曝気槽とは兼用であってもよい。
【００１４】
上記曝気処理が終了した泥水は、土壌の粒度分布や、処理量の多寡によって、後の処理を適宜変更することが望ましい。例えば、土壌中の砂分が少ない場合、或いは処理量が比較的少ない場合には図１の方法が好ましい。図１に示す方法では、曝気処理された泥水は、脱水装置に送られるが、該泥水は、一旦泥水貯留槽に溜められて再度適当な撹拌手段によって撹拌され、均質化されることが好ましい。均質化された泥水はフィルタープレス等の脱水装置に送られ、この脱水装置によって泥水は含水土壌と水とに固液分離される。ここで得られた含水土壌はそのまま残土として再利用され、或いは建設汚泥として廃棄物処分される。一方、脱水装置で分離された水は、そのまま放流してもよいが、好ましくは水槽に溜められ、ポンプによって解膠装置に戻され、処理すべき土壌の解膠に使用される。余った水槽の水は放流される。
【００１５】
図２に示す例は、土壌中の砂分が多く、処理量も比較的多い場合に有効な方法であり、図２に示す例は、泥水貯留槽までの処理は、図１に示す例と同様である。この例では、泥水貯留槽で調整された泥水をサンドセパレーターにおいて篩い分けし、ここで砂分を分離除去する。砂分が分離された泥水はスラリー受槽に溜められ、スラリー槽に送られる。泥水は、スラリー槽で撹拌されて均質化された後、ポンプによって脱水装置に送られる。
【００１６】
脱水装置以降における処理は、図１に示す例と同じである。ここで得られた砂分と脱水装置で得られた含水土壌はそのまま残土として再利用され、或いは建設汚泥として廃棄物処分される。尚、分離された水は前記図１の場合と同様である。
【００１７】
以上の如き本発明の方法によれば、土壌中の揮発性有機化合物の除去には何等の化学剤も使用する必要がないから、化学剤の使用による土壌の再汚染は発生しない。又、図１及び図２に示した各装置は、トラック等で現場に運び、その場で土壌を処理できるから、重量が大である汚染土壌を長距離運搬する必要もない。従って、本発明では低い処理コストで有効に土壌の処理が可能である。
【００１８】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下における％は特に断りのない限り重量基準である。
実施例１
汚染土壌として、トリクロロエチレンで汚染された現場で採取された土壌２０ｋｇ（含水率６５重量％）を使用した。上記汚染土壌２０ｋｇに対して水２０ｋｇを添加して強力撹拌して泥水を作成し、この泥水を２ｍｍメッシュの金網を通過させて、粗大な砂利約５００ｇを除去した。砂利を除去した泥水を図１に示す泥水受槽（鉄製で容積０．２ｍ3、撹拌機付き）に入れ、更に水２０ｋｇを加えて均一になるように撹拌した。
【００１９】
本実施例では、上記の泥水受槽が曝気槽を兼ねている。該曝気槽は蓋で密閉され、蓋には排気管が設けられている。一方、槽底部には散気管が配設されて、ブロワー（Ｂ）により空気が槽底部に吹き込まれるようになっている。
曝気は次の条件で行なった。
泥水温度：２５℃
散気速度：１００リットル／ｍｉｎ．
曝気時間：３時間
【００２０】
上記曝気によるトリクロロエチレンの除去率は、曝気中の泥水を３０ｍｉｎ．毎にサンプルとして２００ｍｌづつ採取し、ヘッドスペースガスを検知管で測定し、換算表により該サンプル中のトリクロロエチレンの濃度を定量した。その結果は下記の通りである。尚、下記のトリクロロエチレン濃度は泥水中の濃度である。
0004623612.tif 000002
以上の結果から約３時間の曝気により、泥水中のトリクロロエチレンの濃度は基準値以下になることが分かる。
【００２１】
上記曝気処理が終了した泥水を、ポンプによって、脱水装置であるフィルタープレスに送り、含水率４０％の土壌と水とに固液分離した。ここで得られた含水土壌と分離水中のトリクロロエチレン濃度を測定したところ、何れも基準値以下であった。
【００２２】
【発明の効果】
以上の如き本発明の方法によれば、土壌中の揮発性有機化合物の除去には何等の化学剤も使用する必要がないから、化学剤の使用による土壌の再汚染は発生しない。又、図１及び図２に示した各装置は、トラック等で現場に運び、その場で土壌を処理できるから、重量が大である汚染土壌を長距離運搬する必要もない。
従って、本発明では低い処理コストで有効に土壌の処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施例を図解的に示す図。
【図２】  本発明の他の実施例を図解的に示す図。
【図１】
0004623612.tif 000003
【図２】
0004623612.tif 000004