(57)【要約】  【課題】浚渫土などに含有する有機塩素化合物と重金属とを同時処理できる新規な手段を提供すること。  【解決手段】本発明では、一般有機物質の還元熱分解と重金属の除去とを行う直接加熱式加熱炉（Ｎｏ．２  Ｋｉｌｎ）と、気化させた有機塩素化合物（ダイオキシン類）の還元熱分解と直接加熱式加熱炉内の加熱とを行う不完全燃焼バーナー（ＦＵＲＮＡＣＥ）と、を少なくとも備える土壌処理装置を提供する。不完全燃焼バーナーからの火炎（１０００℃以上）を用いて、気化させた有機塩素化合物を分解し、直接加熱式加熱炉内（５００〜８００℃）で一般有機物質の還元熱分解と重金属の除去を行う。これにより、土壌中に含有する有機塩素化合物、その他の一般有機物質、重金属などの処理を行うことができ、加熱炉の炉内温度を比較的低く抑えることができる。  【選択図】図１
2007307431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌中に含有する有機塩素化合物、前記以外の一般有機物質、及び／又は、重金属を除去する土壌処理装置であって、
前記一般有機物質の還元熱分解と前記重金属の除去とを行う直接加熱式加熱炉と、
気化させた前記有機塩素化合物の還元熱分解と前記直接加熱式加熱炉内の加熱とを行う不完全燃焼バーナーと、を少なくとも備える土壌処理装置。
【請求項２】
前記直接加熱式加熱炉は、炉内温度５００〜８００℃での加熱が可能であり、前記不完全燃焼バーナーは、１０００℃以上の火炎の放射が可能であることを特徴とする請求項１記載の土壌処理装置。
【請求項３】
前記有機塩素化合物の気化を行う外熱式加熱炉を別途備えることを特徴とする請求項１記載の土壌処理装置。
【請求項４】
前記不完全燃焼により生じた一酸化炭素又はその一酸化炭素に酸素を供給して得られた二酸化炭素を前記外熱式加熱炉の外装部分に供給する気体流路を備えることを特徴とする請求項３記載の土壌処理装置。
【請求項５】
除去された重金属を冷却する冷却塔と、
キレート剤が充填され、前記冷却塔で冷却された重金属の回収を行う吸着塔と、を備えることを特徴とする請求項１記載の土壌処理装置。
【請求項６】
土壌中に含有する有機塩素化合物、前記以外の一般有機物質、及び／又は、重金属を除去する土壌処理方法であって、
気化させた有機塩素化合物を不完全燃焼バーナーの火炎に接触させることにより、前記有機塩素化合物の還元熱分解を行い、かつ、前記不完全燃焼バーナーを用いて、土壌が投入された直接加熱式加熱炉内の加熱を行うことにより、前記一般有機物質の還元熱分解及び／又は前記重金属の除去を行う土壌処理方法。
【請求項７】
前記不完全燃焼バーナーから放射された火炎の温度が１０００℃以上であり、前記火炎により加熱された前記直接加熱式加熱炉の炉内温度が５００〜８００℃であることを特徴とする請求項６記載の土壌処理方法。
【請求項８】
前段階として、土壌を３００〜５００℃で加熱し、有機塩素化合物を気化させる手順を含むことを特徴と請求項６記載の土壌処理方法。
【請求項９】
前記前段階の加熱には、前記不完全燃焼により生じた一酸化炭素が有する熱又はその一酸化炭素に酸素を供給して得られた二酸化炭素が有する熱を利用することを特徴とする請求項８記載の土壌処理方法。
【請求項１０】
キレート剤を用いて、前記重金属を回収することを特徴とする請求項６記載の土壌処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌処理装置及び土壌処理方法に関する。より詳細には、一酸化炭素存在下で熱処理を行うことにより、浚渫土などの土壌から、有機塩素化合物、その他の一般有機物質、重金属などを除去する土壌処理装置及び土壌処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水質浄化や水深確保などの目的で、港湾、河川、湖沼などにおいて、底泥の浚渫が行われている。その際発生した浚渫土は、凝集剤処理、脱水処理などの後、遊休地や埋立地に廃棄されている。しかしながら、近年、浚渫土の廃棄用地の確保が困難になりつつある。また、浚渫土廃棄に伴う地下水汚染の問題も顕在化している。そこで、この浚渫土の再利用が提案・検討されている。
【０００３】
底泥浚渫には、ダイオキシン類などの有害な有機塩素化合物、水銀、カドミウム、クロムなどの有害な重金属、などが含まれている。従って、浚渫土を再利用するためには、加熱炉に土壌を投入して土壌の熱処理を行うことなどにより、土壌中からこれらの有害物質を除去する必要がある。
【０００４】
なお、本発明に関わる先行文献として、例えば、以下の文献が挙げられる。特許文献１には、有害物質を含む浚渫泥土を無害化処理する手段が、特許文献２の段落０００３には、従来行われている方法として、ダイオキシンなどによって汚染された土壌を高温度雰囲気下で焼却処理する方法が、特許文献３には、ダイオキシン類の分解・無毒化及び重金属の不溶化・無害化のための、焼却灰の処理方法が、それぞれ記載されている。
【特許文献１】特開２００５−１８５９０５号公報
【特許文献２】特開２００４−５７９９２号公報
【特許文献３】特開２００３−１９０９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加熱炉を用いて有機塩素化合物と重金属とを同時処理する場合、加熱炉の炉内温度を１５００℃前後にする必要がある。しかしながら、加熱炉の炉内温度を、１５００℃前後にすることは、コスト面から難しかった。
【０００６】
一方、加熱炉の炉内温度を８００℃以下に下げた場合、有機塩素化合物の分解が難しく、また、有害な重金属を充分に除去できない（図５参照）という課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、浚渫土などに含有する有機塩素化合物と重金属とを同時処理できる新規な手段を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、土壌中に含有する有機塩素化合物、それ例外の一般有機物質、及び／又は、重金属を除去する土壌処理装置であって、一般有機物質の還元熱分解と重金属の除去とを行う直接加熱式加熱炉と、気化させた有機塩素化合物の還元熱分解と直接加熱式加熱炉内の加熱とを行う不完全燃焼バーナーと、を少なくとも備える土壌処理装置を提供する。
【０００９】
直接加熱式加熱炉の炉内温度を５００〜８００℃にするためには、不完全燃焼バーナーの放射直後の火炎の温度を１０００℃以上にする必要がある。一方、１０００℃以上の条件の場合、ダイオキシンなどの有機塩素化合物は短時間で分解できる。従って、気化させた有機塩素化合物を不完全燃焼バーナーの火炎に接触させることにより、有機塩素化合物の還元熱分解（炭化）を行うことができる。なお、本発明では、不完全燃焼により、ほとんど無酸素状態で有機塩素化合物を熱処理できるため、ダイオキシンなどの再生は起こらない。
【００１０】
また、不完全燃焼バーナーを用いて、土壌が投入された直接加熱式加熱炉内の加熱を行うことにより、炉内温度が５００〜８００℃になり、かつ、炉内がほぼ無酸素状態になる。従って、有機塩素化合物以外の一般有機物質も、ほぼ全て、還元熱分解できる。
【００１１】
加えて、上記温度条件での熱処理を、一酸化炭素存在下で行うことにより、水銀などの揮発性の高い金属だけでなく、クロム、カドミウム、鉄、ニッケル、鉛、亜鉛などの他の重金属も、気化させることができる。また、有害物質として知られている六価クロムの発生も防止できる。従って、本発明により、重金属の除去も有効に行うことができる。
【００１２】
本発明に係る土壌処理装置を、外熱式加熱炉を別途備える構成にしてもよい。この外熱式加熱炉では、土壌の乾燥化と有機塩素化合物の気化とを行う。土壌処理の前段階として、土壌を３００〜５００℃で加熱し、有機塩素化合物を気化させてから、その有機塩素化合物を不完全燃焼バーナーの火炎に接触させることにより、有機塩素化合物の還元熱分解を行うことができる。なお、この外熱式加熱炉は、炉内温度３００〜５００℃の加熱が可能であればよいため、安価に設置できるという利点がある。
【００１３】
その他、この土壌処理装置を、気化した重金属を冷却する冷却塔と、キレート剤が充填され、冷却塔で冷却された重金属を回収する吸着塔とを備える構成にしてもよい。これにより、重金属の回収効率を高くできる。
【００１４】
本発明において、「有機塩素化合物」は、炭素又は炭化水素に塩素が付加した化合物の総称であり、ダイオキシン類などを全て包含する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、土壌中に含有する有機塩素化合物、その他の一般有機物質、重金属などの処理を行うことができ、加熱炉の炉内温度を比較的低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜本発明に係る土壌処理装置について＞
本発明に係る土壌処理装置の例について、図１を用いて、以下説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る土壌処理装置の構成例を示す模式図である。
【００１８】
図１に示す土壌処理装置は、土壌（ｓｌｕｄｇｅ）の乾燥化と有機塩素化合物の気化とを行う第一加熱炉（Ｎｏ１−ＫＩＬＮ）と、一般有機物質の還元熱分解と重金属の除去とを行う第二加熱炉（Ｎｏ２−ＫＩＬＮ）と、気化させた有機塩素化合物の還元熱分解と直接加熱式ロータリーキルン内の加熱とを行う不完全燃焼バーナー（ＦＵＲＮＡＣＥ）とを備える。
【００１９】
第一加熱炉（Ｎｏ１−ＫＩＬＮ）は、第二加熱炉で行う土壌処理の前処理を行う。炉内温度を３００〜５００℃に設定し、炉内に土壌（ｓｌｕｄｇｅ）を投入し、加熱・燃焼処理を行って、土壌の乾燥化と有機塩素化合物の気化とを行う。熱処理を行った土壌は第二加熱炉（Ｎｏ２−ＫＩＬＮ）に送られ（ＦＬＯＷ１）、気化した有機塩素化合物は不完全燃焼バーナー（ＦＵＲＮＡＣＥ）の火炎放射部の近傍に送られる（ＦＬＯＷ２）。
【００２０】
なお、第一加熱炉は、炉内の温度を３００〜５００℃に設定可能であればよく、例えば、外熱式ロータリーキルン、直接加熱式ロータリーキルンなどを、適宜用いることができる。但し、本装置では、第二加熱炉で発生した気体に第一加熱炉の外装部分を通過させることにより、第一加熱炉の炉内を加熱できる構成を備えるため、外熱式の加熱炉がより好適である（詳細は後述する）。その他、外熱式ロータリーキルンを用いた場合、熱風による熱ムラや発塵を抑制できるという利点がある。
【００２１】
第二加熱炉（Ｎｏ２−ＫＩＬＮ）は、第一加熱炉（Ｎｏ１−ＫＩＬＮ）から送られた土壌の熱処理を行う。第二加熱炉は、不完全燃焼バーナーを用いた直接加熱式の加熱炉（直接加熱式ロータリーキルンなど）を用いる。炉内温度の調節は、不完全燃焼バーナーの火炎放射によって行い、炉内温度が５００〜８００℃になるように設定する。
【００２２】
不完全燃焼バーナーを用いることにより炉内は無酸素雰囲気になるため、炉内温度を５００〜８００℃にすることにより、土壌中に含有する一般有機物質を概ね還元熱分解できる。
【００２３】
また、不完全燃焼バーナーを用いることにより、一酸化炭素存在下で熱処理を行うことができるため、５００〜８００℃の比較的低い温度条件下でも、重金属を気化できる。加えて、一酸化炭素の存在により還元条件下で熱処理を行うことができるため、有害物質として知られている六価クロムの発生も防止できる。
【００２４】
不完全燃焼バーナー（ＦＵＲＮＡＣＥ）は、第二加熱炉（Ｎｏ２−ＫＩＬＮ）の炉内に火炎を放射し、その炉内を加熱する。不完全燃焼バーナーの火炎の温度は、炉内温度を５００〜８００℃にするために、１０００℃以上に設定することが好ましい。
【００２５】
上記構成にすることにより、不完全燃焼バーナーを用いて有機塩素化合物を分解するため、直接加熱式加熱炉の炉内温度を８００℃以下に下げることができる。従って、加熱炉の材質に比較的安価なものを用いることができるため、装置製造コストなどを大幅に削減でき、かつ、汎用を可能にする。
【００２６】
加えて、この装置では、無酸素雰囲気下で熱処理を行っているため、有機物質の燃焼が起こらない。従って、粉塵（灰）の発生がないため、排ガスを急冷した後、高価なバグフィルターなどを用いて粉塵を除去するなく、装置製造コストを大幅に削減できる。
【００２７】
続いて、土壌処理の工程に沿って、この装置を説明する。
【００２８】
処理する土壌（ｓｌｕｄｇｅ）は、まず、第一加熱炉に送られ、乾燥化させる。次に、乾燥化した土壌は、第二加熱炉に送られ、ここで、炉内温度５００〜８００℃の熱処理を受ける。そして、第二加熱炉における熱処理などにより、土壌中の有害物質を除去・無害化した後、自然冷却され、無害化処理土壌（Ｐｒｏｄｕｃｔ）として、再利用される。
【００２９】
土壌中に含有するダイオキシンなどの有機塩素化合物は、第一加熱炉内で土壌を加熱・燃焼した際に気化する。気化した有機塩素化合物は、気体流路（ＦＬＯＷ２）を介して、不完全燃焼バーナー（ＦＵＲＮＡＣＥ）の火炎放射部の近傍に送られ、不完全燃焼バーナーの火炎に接触し、無酸素条件下で還元熱分解される。なお、不完全燃焼により、ほとんど無酸素状態で有機塩素化合物を熱処理できるため、ダイオキシンなどの再生は起こらない。
【００３０】
土壌中に含有する有機塩素化合物以外の一般有機物質は、第二加熱炉内で、無酸素雰囲気で炉内温度５００〜８００℃の熱処理を受けることにより、燃焼せずに還元熱分解し、炭化する。これにより、無害化処理土壌（Ｐｒｏｄｕｃｔ）として、再利用できる状態になる。
【００３１】
土壌中に含有する重金属は、第二加熱炉内で、一酸化炭素存在下で炉内温度５００〜８００℃の熱処理を受けることにより、気化する。気化した重金属は、気体流路（ＦＬＯＷ３）、第一加熱炉の外装部分、気体流路（ＦＬＯＷ４）を介して、冷却塔（ＱＵＥＮＣＨＥＲ）に送られる。そして、冷却搭で冷却することにより、気化した重金属を、冷却水中に捕捉する。
【００３２】
次に、重金属を捕捉した冷却水を、吸着塔（ＡＤＳＯＲＰＴＩＯＮ  ＣＯＬＵＭＮ）に送る。吸着塔には、キレート剤（ＣＨＥＬＡＴＥ）を充填しておく。これにより、捕捉した重金属を吸着・除去できる。
【００３３】
不完全燃焼バーナーを用いることにより発生した一酸化炭素は、第二加熱炉から第三気体流路（ＦＬＯＷ３）を介して、第一加熱炉の外装部分に供給された後、第四気体流路（ＦＬＯＷ４）を介して、冷却塔（ＱＵＥＮＣＨＥＲ）に送られる。そして、冷却後、排出ファン（Ｅｘｔｈｕｓｔ  Ｆａｎ）により、外界に排出される。
【００３４】
不完全燃焼により生じた一酸化炭素を第一加熱炉の外装部分に供給することにより、第二加熱炉で発生した熱を利用して、第一加熱炉を加熱することができる。従って、装置構成を簡略化できるほか、加熱エネルギーを省力化できる。
【００３５】
なお、図１に示す通り、第三流路（ＦＬＯＷ３）の途中に、空気ファン（ＡＩＲ  ＦＡＮ）などを設け、一酸化炭素に酸素を供給することにより、一酸化炭素を二酸化炭素に変換してもよい。
【００３６】
＜本発明に係る土壌処理方法について＞
本発明に係る土壌処理方法の例について、以下説明する。
【００３７】
本発明に係る土壌処理方法は、前段階として、土壌を３００〜５００℃で加熱し、有機塩素化合物を気化させる手順と、気化させた有機塩素化合物を不完全燃焼バーナーの火炎に接触させることにより、有機塩素化合物の還元熱分解を行い、かつ、不完全燃焼バーナーを用いて、土壌が投入された直接加熱式加熱炉内の加熱を行うことにより、一般有機物質の還元熱分解及び／又は重金属の除去を行う手順と、を含む。
【００３８】
不完全燃焼バーナーから放射された火炎の温度を１０００℃以上にすることにより、気化した有機塩素化合物の還元熱分解を行うことができ、かつ、直接加熱式加熱炉の炉内温度を５００〜８００℃にすることができる。
【００３９】
土壌中に含有する有機塩素化合物の分解は、気化させた有機塩素化合物を不完全燃焼バーナーの火炎に接触させることにより行うことができる。即ち、無酸素雰囲気下で１０００℃以上の熱処理を行うことにより、有機塩素化合物を還元熱分解させる。
【００４０】
土壌中に含有するその他の一般有機物質の分解は、土壌を直接加熱式加熱炉内に投入し、加熱することにより行う。即ち、無酸素雰囲気下で、５００〜８００℃の熱処理を行うことにより、一般有機物質を、ほぼ全部、還元熱分解させることができる。
【００４１】
土壌中に含有する重金属の除去も、土壌を直接加熱式加熱炉内に投入し、加熱することにより行う。即ち、一酸化炭素存在下で、５００〜８００℃の熱処理を行うことにより、重金属の多くを気化させることができる。また、還元雰囲気下で熱処理を行うことにより、有毒物質である六価クロムの発生を防止できる。
【００４２】
加熱炉内を無酸素雰囲気にする方法としては、例えば、圧縮ポンプなどで、窒素ガスなどを連続通気する方法、不完全燃焼バーナーなどで無酸素状態の熱風を供給する方法、などがある。
【００４３】
なお、本発明に係る「土壌」は、浚渫土や底泥の他、産業廃度、浄水場の汚泥、建設残土、食品加工廃棄物、農林畜水産廃棄物、などを広く包含する。
【実施例１】
【００４４】
土壌中に含まれる有機物質（有機塩基化合物を含む）は、加熱すると、還元熱分解により炭化して、安定化した物質（炭化物）に変換される。実施例１では、中温条件下でも、土壌中の有機物質を炭化（分解）できるか、検討した。
【００４５】
土壌サンプルとして、田子の浦の底泥（海水系）、及び、上海市を流れる蘇州河の底泥（淡水系）を用いた。
【００４６】
はじめに、一例として、蘇州河の底泥の分析を行った。結果を表１に示す。
【表１】
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【００４７】
表中、「Ｈｅａｖｙ  ｍｅｔａｌ」の欄は、サンプル土壌１ｋｇ中に含有する各重金属の量を、「ＣＯＤＣｒ」の欄は、二クロム酸カリウムを用いた場合における化学的酸素要求量（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）を、「Ｄｉｏｘｉｎｓ」の欄は、サンプル土壌１ｇ中に含有するダイオキシンの量を、それぞれ表す。本実験では、ダイオキシンとして、ＰＣＤＦｓ（ポリ塩化ジベンゾフラン類）、ＰＣＤＤｓ（ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン類）、ＰＣＢｓ（ポリ塩化ビフェニル類）の三種類の分析を行った。表中、「ｔｏｔａｌ  ｄｉｏｘｉｎｓ」の欄は、それらの三種類のダイオキシン量の総和を表す。なお、表中、ダイオキシン量の各数値は、ＴＥＱ（毒性等量；Ｔｏｘｉｃ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｙ  Ｑｕａｎｔｉｔｙ）で表している。
【００４８】
表１に示す通り、底泥中には、有機塩素化合物（ダイオキシン類など）、その他の一般有機物質、重金属などが、比較的高濃度に含有していた。
【００４９】
続いて、準備した土壌サンプルについて、熱重量測定（ＴＧ；Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ）を行った。サンプル土壌を、一定の速度で昇温させ、昇温に伴って起こる重量変化を測定した。
【００５０】
蘇州河の底泥を用いた場合の結果を図２に示す。
【００５１】
図２のグラフ中、横軸（Ｔｉｍｅ）は時間（ｍｉｎ）を表す。「ＤＴＧ」は、微分熱重量分析（Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ  Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ）の結果を表す（図中（Ａ）の線を参照）。ＤＴＧの値は、ＴＧの測定値の一次微分値であり、図２では、昇温に伴うサンプル土壌の重量の変化（μｇ／ｍｉｎ）を経時的に表している。「ＤＴＡ」は、示差熱分析（ＤＴＡ；Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）の結果を表す（図中（Ｂ）の線を参照）。ＤＴＡは、昇温時における熱的変化を表し、図２における単位は「μＶ」である。「ＴＧ」は、熱重量測定の結果を表す。図２では、昇温により減少した重量を、測定開始時のサンプル土壌の重量で除した値（％）を、経時的に表している（図中（Ｃ）の線を参照）。「Ｔｅｍｐ．」は温度（℃）を、表す（図中（Ｄ）の線を参照）。
【００５２】
図２に示す通り、ＤＴＧの値のピーク（４４８．５μｇｌｏｓｓ／ｍｉｎ）における温度は、７５４．６℃であった。また、ＴＧの値より、この温度まで昇温した場合、ほとんどの一般有機物質が炭化することが判明した。一方、田子の浦の底泥を用いた場合（図示せず）においても、有機物質の炭化温度は、５００〜７００℃であることが判明した。
【００５３】
そこで、以上の結果に基づき、底泥有機物質の炭化に必要な温度（還元熱分解処理の温度）を、８００℃と設定した。なお、本実験結果より、還元熱分解処理の温度が５００℃以上（例えば、５００〜１０００℃）であれば、底泥有機物質の炭化は可能であると考える。
【実施例２】
【００５４】
実施例２では、比較的低温の条件下における熱処理により、実際に、土壌中のダイオキシン類を除去できるかどうかについて、検討した。
【００５５】
本実験には、図３に示す小型熱処理装置を用いた。
【００５６】
まず、焼却炉（Ｆｕｒｎａｃｅ）内に設けられた石英製の反応管（Ｑｕａｒｔｚ  Ｔｕｂｅ  Ｒｅａｃｔｏｒ）に、サンプル土壌（Ｓａｍｐｌｅ）を入れ、石英綿（Ｑｕａｒｔｚ  ｗｏｏｌ）で密封し、隔離状態にした（Ｆｕｒｎａｃｅ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）。次に、吸引ポンプ装置（Ｖａｃｕｕｍ  Ｐｕｍｐ  Ｕｎｉｔ）で、反応管内を真空にした後、圧縮装置（Ａｉｒ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）により、窒素ガス（Ｎｉｔｒｏｇｅｎ）を、１，０００ｍｌ／ｍｉｎで、反応管内に連続通気し、実験を行っている間、還元雰囲気を保つようにした。次に、熱電対（Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ）により、サンプルを加熱した。処理温度は、８００℃とし、温度制御装置（Ｔｅｍｐｒａｔｕｒｅ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）により、反応管内を、８００℃に保つようにした。処理時間は、３０、６０、９０分とした。次に、所定時間、熱処理を行った後、自然冷却により反応管を冷却させた。そして、発生した排気ガス（Ｅｘｈｕｓｔ  Ｇａｓ）を、順に、タール除去部（Ｔａｒ  ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）、貯水槽（Ｗａｔｅｒ  Ｖｅｓｓｅｌｓ）、活性炭カラム塔（Ａｃｔｉｖｅ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｌｕｍｎ）に通過させた後、ダイオキシン類の分析及び元素分析（ＣＨＮ分析）に供した。なお、タール除去部（Ｔａｒ  ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）は、不完全燃焼により発生したタールを除去するために設置した。また、図３中、「Ｉｃｅ−Ｂａｔｈ／Ｃｏｏｌｅｒ」はタール除去部（Ｔａｒ  ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）を冷却する冷却部を示す。
【００５７】
ダイオキシン類の分析結果を表２にに示す。
【表２】
2007307431.tif 000004
【００５８】
表２に示す通り、８００℃で所定時間、還元熱分解処理を行うことにより、ダイオキシン類をほぼ１００％除去できた。
【実施例３】
【００５９】
実施例３では、ＣＯガスを用いることにより、比較的低温の条件下における熱処理で、土壌中に含有する重金属を除去できるかどうかについて、検討した。
【００６０】
まず、重金属を吸着させた土壌サンプルを調製した。カオリン５０ｇを、ｐＨ６の重金属混合液に、一昼夜浸し、カオリンに各重金属を吸着させた後、カオリンを重金属混合液から取り出し、自然乾燥させた。吸着させた重金属は、クロム（Ｃｒ）、カドミウム（Ｃｄ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、の７種類である。作製した土壌サンプル中における、各重金属の含有量を表３に示す。
【表３】
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【００６１】
次に、作製したサンプル土壌を、図３に示す小型熱処理装置の反応管に入れ、一酸化炭素ガス、窒素ガス、空気のいずれかを連続通気しながら、実施例２と同様の方法により、８００℃条件下で、９０分間、熱分解処理を行った。次に、熱分解処理後、サンプル土壌を反応管から取り出し、次に、酸抽出を行い、残存する重金属を測定し、測定値を表３の結果で除し、重金属の除去率を算出した。
【００６２】
結果を図４に示す。図４のグラフ中、横軸（Ｈｅａｖｙ  Ｍｅｔａｌ）は各重金属を、縦軸（Ｐｅｒｃｅｎｔ  Ｒｅｍｏｖａｌ）は各重金属の除去率を、それぞれ示す。「Ａｉｒ」は空気を連続通気した場合の除去率を、「Ｎ２」は窒素ガスを連続通気した場合の除去率を、「ＣＯ」は一酸化炭素を連続通気した場合の除去率を、それぞれ示す。
【００６３】
図４に示す通り、一酸化炭素を連続通気した場合、銅（Ｃｕ）を除き、窒素ガスを連続通気した場合と比較して、重金属の除去率が向上した。特に、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）の除去率は８０〜１００％であった。このことは、中温条件、一酸化炭素ガス存在下で、土壌を熱処理することにより、有機物質だけでなく、重金属も、高効率に除去できることを示す。
【００６４】
なお、一酸化炭素を連続通気することにより重金属を除去できる理由は、一酸化炭素が、σ電子供与体及びπ電子受容体のリガンドとして働き、金属との複合体を形成することにより重金属の揮発性を向上させるため、であると推測する。
【００６５】
その他、図４において、一酸化炭素を連続通気しながら有機物質の還元熱分解処理を行った場合と、空気を連続通気して有機物質の燃焼処理を行った場合とを比較すると、Ｃｒの除去率がほぼ同等であった。
【００６６】
このことに関し、サンプル土壌中における、毒性の高い六価クロム（Ｃｒ６＋）の含有量を、同時に測定し、六価クロム除去率を算出した。
【００６７】
結果を表４に示す。表中、「Ｃｒ６＋  ｃｏｎｔｅｎｔ」は、サンプル土壌中の六価クロム含有量を、「Ｐｅｒｃｅｎｔ  ｒｅｍｏｖａｌ」は、六価クロム除去率を、それぞれ示す。「ｓｐｉｋｅｄ−ｋａｏｌｉｎ（ｉｎｉｔｉａｌ）」は、熱処理前のサンプル土壌を、「Ｐｙｒｏｌｙｓｅｄ  ｗｉｔｈ  Ｎ２」は、窒素ガスを連続通気して有機物質の還元熱分解処理を行った場合を、「Ｐｙｒｏｌｙｓｅｄ  ｗｉｔｈ  ＣＯ」は、一酸化炭素ガスを連続通気して有機物質の還元熱分解処理を行った場合を、「Ｏｘｉｄｉｚｅｄ  ｗｉｔｈ  Ａｉｒ」は、空気を連続通気して有機物質の燃焼処理を行った場合を、それぞれ示す。
【表４】
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【００６８】
表４に示す通り、一酸化炭素ガスを連続通気して熱処理を行った場合、六価クロム含有量は２６．６７μｇ／ｇで、六価クロム除去率は、５８．９６％だったのに対し、空気を連続通気して有機物質の燃焼処理を行った場合の六価クロム含有量は７９．２１μｇ／ｇと、熱処理前のサンプル土壌中の六価クロム含有量（６３．２５μｇ／ｇ）よりも増加した。
【００６９】
この結果は、次の事項を強く示唆する。（１）有機物質の燃焼処理を行った場合、三価クロムが六価クロムに酸化されるために、六価クロム含有量が初期値よりも増加した。（２）それに対し、有機物質の還元熱分解処理を行った場合、三価クロムの酸化が起こらずに、六価クロム含有量が減少した。（３）また、有機物質の還元熱分解処理を行った場合、クロムの気化による除去だけでなく、毒性の強い六価クロムも有効に除去できる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明により、土壌中に含有する有機塩素化合物と重金属を除去できるため、浚渫土などの土壌を、安全に再利用できる。
また、本発明には、土壌中の有機塩素化合物と重金属とを同時に除去でき、また、土壌処理のコストを大幅に抑制できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る土壌処理装置の構成例を示す模式図。
【図２】蘇州河の底泥を用いた場合のＴＧ、ＤＴＧ、ＤＴＡの結果を示すグラフ。
【図３】実施例２及び実施例３で用いた小型熱処理装置の構成例を示す模式図。
【図４】一酸化炭素存在下で熱処理を行った場合における、各重金属の除去率を示すグラフ。
【図５】従来技術を示す図であって、１５００℃前後の高温で熱処理を行った場合における各重金属の含有量を示すグラフ。
【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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