(57)【要約】【課題】油種や汚染形態あるいは汚染履歴等にかかわらず土壌に含まれる油分の低減量を大幅に高めるとともに、土粒子から剥離した油分を効率良く回収する。【解決手段】油で汚染した土壌に対して重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の洗浄水とを加えて、土壌に対する水分を少なくした状態で一定時間攪拌し、土壌から油分を除去する。この攪拌をするとき土壌に対する水分が少ないため、土壌の土粒子間の接触面積が増え摩擦効果が大きくなり、土壌の土粒子から油分を離脱し易くして油分の除去効率を高める。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油で汚染した土壌に対して重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の洗浄水とを加えて一定時間攪拌し、土壌の土粒子から油分を離脱させることを特徴とする土壌洗浄方法。
【請求項２】
土壌洗浄工程と油回収工程と固液分離工程及び廃液処理工程を有し、
前記土壌洗浄工程は、油で汚染した土壌に対して重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の洗浄水とを加えて一定時間攪拌し、土壌の土粒子から油分を離脱させ、離脱した油分を有する土壌をすすぎ洗いしながら一定大きさの粒径の土粒子とスラリーに分離し、
前記油回収工程は、一定大きさの粒径の土粒子を分離したスラリーに含まれる油分を浮上させて回収し、
前記固液分離工程は、油分を回収したスラリーに含まれる一定粒径の土粒子と廃液に分離し、
前記廃液処理工程は、廃液を沈降濃縮して泥しょうと分離水に分離することを特徴とする土壌洗浄方法。
【請求項３】
土壌洗浄装置と油回収装置と固液分離装置及び廃液処理装置を有し、
前記土壌洗浄装置は、攪拌装置と分級装置を有し、前記攪拌装置は、油で汚染した土壌に対して重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の洗浄水とを加えて一定時間攪拌し、土壌の土粒子から油分を離脱させ、前記分級装置は、離脱した油分を有する土壌をすすぎ洗いしながら一定大きさの粒径の土粒子とスラリーに分離し、
前記油回収装置は、油水分離装置と微細気泡発生装置を有し、前記油水分離装置は、前記土壌洗浄装置で一定大きさの粒径の土粒子を分離したスラリーに含まれる油分を浮上させて回収し、前記微細気泡発生装置は、前記油水分離装置に貯留しているスラリーに微細気泡を送り込んで油分を強制的に浮上させ、
前記固液分離装置は、油分を回収したスラリーに含まれる一定粒径の土粒子と廃液に分離し、
前記廃液処理装置は、前記固液分離装置で分離した廃液を沈降濃縮して泥しょうと分離水に分離することを特徴とする土壌洗浄処理装置。
【請求項４】
前記土壌洗浄装置の攪拌装置には２軸強制練りパドル式ミキサを使用した請求項３記載の土壌洗浄処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、原油やその加工品である軽油や重油及び燃料油等の難水溶性の有機化合物で汚染された土壌から油分を除去する土壌洗浄方法及び土壌洗浄処理装置、特に油分の回収効率の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００３−１２３８号公報
建築現場や土木工事等で掘削した土壌には石油や重油等の油により汚染された土壌もある。この油で汚染した土壌をそのまま埋め戻すと、水質汚濁等の環境汚染の原因になってしまう。この環境汚染を防ぐために、油で汚染した土壌を浄化してから埋め戻す必要がある。
【０００３】
油で汚染した土壌を浄化する方法として、生物分解処理方法と高熱分解処理方法が一般的に行われている。生物分解処理方法は、油で汚染した土壌に微生物などを添加し、添加した微生物により油等の有機化合物を分解する方法である。高熱分解処理方法は、高温のキルン内で土壌中の油を焼却して除去する方法である。
【０００４】
生物分解処理方法は、低分子で分解しやすいものは分解できるが、濃度の高いものは分解が困難であるとともに、土壌に含んだ油を分解するのに数ヶ月と長期間かかってしまう。また、高熱分解処理方法は、土壌に含んだ油を焼却するためにロータリーキルン等の大規模の設備が必要であるとともに、燃焼排ガスを処理する必要があり、処理費用が高価になるという問題がある。
【０００５】
このような問題を改善するため、特許文献１に示すように、油で汚染された土壌と、非イオン性界面活性剤を１０００〜１５００ｐｐｍの混合率で混合した水を、土壌に対して重量比で１００％から２００％の割合で混合し、この混合液を攪拌して土壌を洗浄し、土粒子に付着した油分を剥離して、土壌に含まれる油分を低減するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に示すように、油で汚染された土壌を洗浄するとき、土壌に対して重量比で１００％から２００％の割合で水を混合して洗浄することにより、土壌に含まれる油分を低減することはできるが、その低減量を大幅に増やすことは困難である。
【０００７】
また、非イオン性界面活性剤を０．１〜０．１５％を添加した水を例えば土壌に対して重量比で２００％の割合で混合して土壌を洗浄すると、非イオン性界面活性剤の土壌に対する混合比は重量比で０．２〜０．３％になるが、水の希釈倍率が大きくなり、ケミカル濃度が低くなって、土壌を汚染している油種や汚染形態あるいは汚染履歴等により浄化効果は一様でなく、浄化しにくいものもあった。
【０００８】
この発明は、このような短所を改善し、油種や汚染形態あるいは汚染履歴等にかかわらず土壌に含まれる油分の低減量を大幅に高めるとともに、土粒子から剥離した油分を効率良く回収して水処理の負荷を低減することができる土壌洗浄方法及び土壌洗浄処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の土壌洗浄方法は、油で汚染した土壌に対して重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の洗浄水とを加えて一定時間攪拌し、土壌の土粒子から油分を離脱させることを特徴とする。
【００１０】
この発明の他の土壌洗浄方法は、土壌洗浄工程と油回収工程と固液分離工程及び廃液処理工程を有し、土壌洗浄工程は、油で汚染した土壌に対して重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の洗浄水とを加えて一定時間攪拌し、土壌の土粒子から油分を離脱させ、離脱した油分を有する土壌をすすぎ洗いしながら一定大きさの粒径の土粒子とスラリーに分離し、油回収工程は、一定大きさの粒径の土粒子を分離したスラリーに含まれる油分を浮上させて回収し、固液分離工程は、油分を回収したスラリーに含まれる一定粒径の土粒子と廃液に分離し、廃液処理工程は、廃液を沈降濃縮して泥しょうと分離水に分離することを特徴とする。
【００１１】
この発明の土壌洗浄処理装置は、土壌洗浄装置と油回収装置と固液分離装置及び廃液処理装置を有し、土壌洗浄装置は、攪拌装置と分級装置を有し、攪拌装置は、油で汚染した土壌に対して重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の洗浄水とを加えて一定時間攪拌し、土壌の土粒子から油分を離脱させ、分級装置は、離脱した油分を有する土壌をすすぎ洗いしながら一定大きさの粒径の土粒子とスラリーに分離し、油回収装置は、油水分離装置と微細気泡発生装置を有し、油水分離装置は、前記土壌洗浄装置で一定大きさの粒径の土粒子を分離したスラリーに含まれる油分を浮上させて回収し、微細気泡発生装置は、油水分離装置に貯留しているスラリーに微細気泡を送り込んで油分を強制的に浮上させ、固液分離装置は、油分を回収したスラリーに含まれる一定粒径の土粒子と廃液に分離し、廃液処理装置は、前記固液分離装置で分離した廃液を沈降濃縮して泥しょうと分離水に分離することを特徴とする。
【００１２】
前記土壌洗浄装置の攪拌装置には２軸強制練りパドル式ミキサを使用することが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の土壌洗浄処理装置の構成図である。土壌洗浄処理装置１は、土壌選別装置２と土壌洗浄装置３と油回収装置４と固液分離装置５と重力濃縮装置６及び濾過装置７を有する。土壌選別装置２は目幅が例えば４０ｍｍの振動スクリーン８を有し、スクリーン面に振動を与えて目詰りを防ぎながら汚染土壌である原料土を粒径４０ｍｍを基準にして機械的に分離する。土壌洗浄装置２は、攪拌装置９と第１の分級装置１０と第２の分級装置１１を有する。攪拌装置９は２軸強制練りパドル式ミキサを有し、土壌選別装置２で選別した粒径４０ｍｍ未満の土壌に対して、重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の水とを加えて一定時間、例えば１０分程度攪拌する。第１の分級装置１０はシャワーリング装置１２と目幅が例えば２ｍｍの振動スクリーン１３を有し、攪拌装置９で攪拌した土壌に、シャワーリング装置１２からジェット水をかけながら振動スクリーン１３で粒径２ｍｍを基準にして分離する。第２の分級装置１１は攪拌タンク１４とクラッシファイア１５を有し、第１の分級装置１０で分級した粒径２ｍｍ未満の土壌をすすぎ洗いし、クラッシファイア１５で粒径１００μｍ以上の土壌と、粒径１００μｍ未満の微粒子を含むスラリーとに分離する。
【００１４】
油回収装置４は油水分離装置１６と微細気泡発生装置１７とエアーコンプレッサー１８を有する。油水分離装置１６は、図２の構成図に示すように、油水分離槽１６１と浮遊油除去装置１６２及び回収タンク１６３を有する。浮遊油除去装置１６２は、複数のスプロケット１６４に巻き回された２組のエンドレスチェーン１６５と、エンドレスチェーン１６５の移動方向に一定間隔をおいて固定した複数のブラシユニット１６６及びかき上げ部１６７を有する。ブラシユニット１６６は、弾性を有する材料、例えばポリプロピレンで波形に形成された複数のブラシの集合体で構成している。かき上げ部１６７は、油水分離槽１６１の上部に設けられ、外側に一定角度傾いて設けられ、油水分離槽１６１に供給された泥水に含まれる油分は、油水分離槽１６１に滞留している時間内に浮上して水面にスカム状の層を形成する。この油分が浮上した状態でエンドレスチェーン１６５を回転して、水面と対向する部分をかき上げ部１６７側に移動すると、浮上した油分はブラシユニット１６６でかき上げ部１６７側にかき寄せられ、かき上げ部１６７に達するとブラシユニット１６６の移動とともにかき上げ部１６７を滑り上がり、回収タンク１６３に回収される。
【００１５】
この油水分離槽１６１に滞留している泥水の油分を強制的に浮上させて処理速度を短縮するため、微細気泡発生装置１７から油水分離層１６１に微細気泡を送り込む。この微細気泡発生装置１７は、例えば図３の構成図に示すように、液体供給口１７１から供給された液体の流路に直交して設けた気体供給口１７２からエアーコンプレッサ１８から供給される加圧空気を噴出させて混入し、空気が混入した液体を複数のブレード１７４の間を通して乱流として含まれる空気を微細気泡として油水分離槽１６１の下部に供給する。このように油水分離槽１６１に滞留している泥水に微細気泡を供給して油分を強制的に浮上することにより、処理時間を大幅に短縮することができる。
【００１６】
固液分離装置５は、サイクロン１９と脱水装置２０と攪拌装置２１及び遠心分離機２２を有し、油回収装置４で油分を回収して除去したスリラーに含まれる一定粒径の微粒子の土壌と廃液とを分離する。重力濃縮装置６は底部が緩斜面をした濃縮槽２３が複数連続して設けられ、底部に土粒子を堆積し、堆積した土粒子を排出し、分離水を周辺の溢流せきから溢流した分離水を処理水として再利用する。濾過装置７は例えばフィルタプレスを有し、重力濃縮装置６から排出する土粒子の水分を除去して脱水ケーキにする。
【００１７】
この土壌洗浄処理装置１で、土木工事や建設現場等で掘削した油で汚染した土壌から油分を回収して土壌を浄化するときの処理を図４のフローチャートを参照して説明する。
【００１８】
まず、土木工事等で掘削した油で汚染した土壌である原料土を土選別装置２の振動スクリーン８により粒径４０ｍｍ以上の土壌と粒径４０ｍｍ未満の土壌に分離する（ステップＳ１）。分離された粒径４０ｍｍ以上の土壌は浄化土として回収し（ステップＳ１４）、粒径４０ｍｍ未満の土壌は土壌洗浄装置３に取り込む。土壌洗浄装置３に取り込まれた粒径４０ｍｍ未満の土壌は、攪拌装置９に供給され、重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の洗浄水とを加えて一定時間、例えば１０分程度攪拌して、土壌の土粒子から油分を離脱させる（ステップＳ２）。このとき、水に加える界面活性剤としてはリモネン好ましくはｄ−リモネンと非イオン性界面活性剤を使用する。このｄ−リモネンは柑橘類の皮から抽出でき、環境汚染等が生じることを防ぐことができる。
【００１９】
また、洗浄水を土壌に対して重量比で１０〜２０％加えることにより、攪拌装置９で攪拌するとき、水分が少ないため、土壌の土粒子間の接触面積が増え摩擦効果が大きくなり、土壌の土粒子から油分を離脱し易くして、図５の水比と油分の低減効果の特性図に示すように、洗浄水を土壌に対して重量比で５０％以上加える場合と比べて油分の除去効率を高めることができる。また、洗浄水の希釈倍率が小さくなるため、ケミカル濃度が高くなり、油分の除去率を向上することができる。さらに、図６の洗浄液濃度に対する残油分の変化特性図に示すように、洗浄水に対する界面活性剤の添加率が２％を超えると、攪拌装置９で攪拌するとき起泡性が大きくなり土粒子の摩擦効果が低減するとともに費用も高価になってしまう。そこで洗浄水に対して２％を超えない範囲で界面活性剤を加えることが望ましい。すなわち洗浄水を土壌に対して重量比で１０％加える場合は、界面活性剤を土壌に対して重量比で最大０．２％加え、洗浄水を土壌に対して重量比で２０％加える場合は、界面活性剤を土壌に対して重量比で最大０．４％加えて界面活性剤が洗浄水に対して２％を超えないようにする。
【００２０】
また、攪拌装置９として２軸強制練りパドル式ミキサを使用することにより、スクリュー効果により土粒子が上下左右に移動し、且つ土粒子が機械的に削られず、図７の攪拌前後の粒度分布変化特性図に示すように、攪拌前後で粒径変化が少なくすることができ、濃縮汚泥土として廃棄する微細粒子が増大することがなく、歩留まりを向上することができる。
【００２１】
この攪拌装置９で洗浄水と界面活性剤を加えて攪拌した土壌を第１の分級装置１０に送り第１段目の分級処理を行う（ステップＳ３）。第１の分級装置１０では攪拌して振動スクリーン１３に送られた土壌にシャワーリング装置１２からジェット水をかけながら振動スクリーン１３の目詰りを防止しながら土壌をすすぎ洗いして粒径２ｍｍで分級する。この分級した粒径２ｍｍ以上の土粒子は浄化土として回収する（ステップＳ１４）。また、粒径が２ｍｍ未満の土粒子を有する洗浄水は第２の分級装置１１の攪拌タンク１４に送り、一定時間例えば１０分程度攪拌して土粒子をさらにすすぎ洗いする（ステップＳ４）。攪拌タンク１４ですすぎ洗いしたのち、粒径２ｍｍ未満の土粒子を有する洗浄水をレーキクラッシファイアやスパイラルクラッシファイア等のクラッシファイア１５に送り、第２段目の分級処理を行う（ステップＳ５）。この第２の分級処理で分級した粒径１００μｍ以上の土粒子は浄化土として回収する（ステップＳ１４）。
【００２２】
そして粒径１００μｍ未満の土粒子を含むスラリーを油回収装置４の油水分離装置１６の油水分離槽１６１に送り貯留する。この油水分離槽１６１に貯留したスリラーに微細記法発生装置１７から微細気泡を供給してスラリーに含まれる油分を強制的に浮上させ、浮上した油分を浮遊油除去装置１６２で回収タンク１６３に回収する（ステップＳ６）。
【００２３】
油分を回収したスラリーは固液分離装置５のサイクロン１９に送り込まれ、サイクロン１９による旋回運動により土粒子を分離する。分離した土粒子は脱水装置２０に送られ脱水スクリーンにより粒径４５μｍ以上の土粒子と粒径４５μｍ未満の土粒子に分離する（ステップＳ７）。この分離した粒径４５μｍ以上の土粒子は浄化土として回収する（ステップＳ１４）。また、分離した粒径４５μｍ未満の土粒子は再びサイクロン１９に送られる。サイクロン１９で土粒子を分離してオーバーフローしたスラリーはアジテータを有する攪拌装置２１に送り込まれ、土粒子の沈降を防ぐためにゆっくりと攪拌される（ステップＳ８）。この攪拌されたスリラーを遠心分離機２２に送り土粒子と廃液を分離する（ステップＳ９）。この分離した土粒子は濃縮汚泥土として回収する（ステップＳ１３）。また、遠心分離機２２で分離した廃液は重力濃縮装置６の濃縮槽２３に送り込まれ濃厚な泥しょうと分離水に分離する（ステップＳ１０）。分離した泥しょうは濾過装置７に送られ水分を除去して脱水ケーキとし、濃縮汚泥土として回収する（ステップＳ１２，Ｓ１３）。また、分離して濃縮槽２３から溢流した分離水は処理水として土壌洗浄装置３の攪拌装置９やシャワーリング装置１２に送り再利用する（ステップＳ１１）。
【００２４】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、油で汚染した土壌に対して重量比で１０〜２０％の洗浄水を加えて攪拌するようにしたから、土壌を攪拌するとき、土粒子間の接触面積を増やして摩擦効果を大きくすることができ、土壌の土粒子から油分を離脱し易くして油分の除去効率を高めることができる。また、洗浄水の希釈倍率が小さくなるため、ケミカル濃度が高くなり、油分の除去率を向上することができる。
【００２５】
また、土壌に対して重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の洗浄水を加えて洗浄水の希釈倍率を小さくし、ケミカル濃度を高くすることにより、油分の除去効率を高めることができるとともに高価な界面活性剤の使用量を低減することができる。
【００２６】
また、油で汚染した土壌に対して重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の洗浄水とを加えて一定時間攪拌し、土壌の土粒子から油分を離脱させ、離脱した油分を有する土壌をすすぎ洗いしながら一定大きさの粒径の土粒子とスラリーに分離することにより、油分が離脱した土壌を効率良く分離して再使用することができる。
【００２７】
さらに、一定大きさの粒径の土粒子を分離したスラリーに含まれる油分を浮上させて回収することにより、油分を効率よく回収するとともに、回収した油分の水分含有量を低減することができる。
【００２８】
また、油分を回収したスラリーに含まれる一定粒径の土粒子と廃液に分離し、分離した廃液を沈降濃縮して泥しょうと分離水に分離することにより、分離水を再利用することができる。
【００２９】
また、油で汚染した土壌に対して重量比で０．１〜０．４％の界面活性剤と１０〜２０％の洗浄水とを加えて攪拌する攪拌装置に２軸強制練りパドル式ミキサを使用することにより、２軸強制練りパドル式ミキサのスクリュー効果により土粒子が上下左右に移動し、且つ土粒子が機械的に削られず、濃縮汚泥土として廃棄する微細粒子化することが少なく、歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の土壌洗浄処理装置の構成図である。
【図２】油水分離装置の構成図である。
【図３】微細気泡発生装置の構成図である。
【図４】土壌洗浄処理を示すフローチャートである。
【図５】水比と油分の低減効果の特性図である。
【図６】洗浄液濃度に対する残油分の変化特性図である。
【図７】攪拌前後の粒度分布変化特性図である。
【符号の説明】
１；土壌洗浄処理装置、２；土壌選別装置、３；土壌洗浄装置、
４；油回収装置、５；固液分離装置、６；重力濃縮装置、７；濾過装置、
８；振動スクリーン、９；攪拌装置、１０；第１の分級装置、
１１；第２の分級装置、１２；シャワーリング装置、
１３；振動スクリーン、１４；攪拌タンク、１５；クラッシファイア、
１６；油水分離装置、１７；微細気泡発生装置、
１８；エアーコンプレッサー、１９；サイクロン、２０；脱水装置、
２１；攪拌装置、２２；遠心分離機、２３；濃縮槽、１６１；油水分離槽、
１６２；浮遊油除去装置、１６３；回収タンク。
【図１】
2005000759.tif 000003
【図２】
2005000759.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005000759.tif 000007
【図６】
2005000759.tif 000008
【図７】
2005000759.tif 000009