(57)【要約】【課題】対象サイトに外部からの微生物種を持ち込むことなく、効果的かつ安価に汚染土壌を浄化することができる汚染土壌処理方法及び汚染土壌処理システムを提供する。【解決手段】処理対象領域の土壌のうち汚染濃度が所定値以下の低濃度汚染土壌を掘削し仮置きする仮置き工程（Ｓ１１０）と、処理対象領域の土壌のうち低濃度汚染土壌よりも汚染濃度の高い高濃度汚染土壌に石灰混合処理又は洗浄処理を施す浄化処理工程（Ｓ１２０）と、石灰混合処理又は洗浄処理を施した処理土に、仮置きしておいた低濃度汚染土壌を混合する混合工程（Ｓ１３０）とを施工する。【選択図】  図１
2007054755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象領域の土壌のうち汚染濃度が所定値以下の低濃度汚染土壌を掘削し仮置きする仮置き工程と、
処理対象領域の土壌のうち前記低濃度汚染土壌よりも汚染濃度の高い高濃度汚染土壌に石灰混合処理又は洗浄処理を施す浄化処理工程と、
石灰混合処理又は洗浄処理を施した処理土に、仮置きしておいた前記低濃度汚染土壌を混合する混合工程と
を有することを特徴とする汚染土壌処理方法。
【請求項２】
前記混合工程で低濃度汚染土壌と混合した処理土を前記処理対象領域に埋め戻す埋め戻し工程を有することを特徴とする請求項１の汚染土壌処理方法。
【請求項３】
処理対象領域の土壌のうち汚染濃度が所定値以下の低濃度汚染土壌を掘削し仮置きするための掘削機械と、
処理対象領域の土壌のうち前記低濃度汚染土壌よりも汚染濃度の高い高濃度汚染土壌に石灰混合処理又は洗浄処理を施すための浄化機械と、
石灰混合処理又は洗浄処理を施した処理土に、仮置きしておいた前記低濃度汚染土壌を混合する混合機械と
を備えたことを特徴とする汚染土壌処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機塩素化合物や油類等に汚染された汚染土壌を浄化する汚染土壌処理方法及び汚染土壌処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
汚染土壌の浄化方法には、汚染物質を微生物分解する微生物処理、水や溶剤等で汚染物質を洗浄し除去する洗浄処理、石灰系薬剤を混合し土壌を加熱し汚染物質を揮発させる石灰混合処理等、様々なものがある。
【０００３】
例えば、微生物処理は汚染濃度が比較的低いサイトでは、十分な期間を経れば汚染濃度を極小にすることができるが、汚染濃度の高いサイトの処理には適していない。反対に、洗浄処理は汚染濃度が高いサイトに適用しても、効果的に汚染濃度を低下させることができるが、汚染濃度を極小にまで低下させることは困難である。石灰混合処理は、揮発性の高い物質で汚染されたサイトに適用することで、効果的に汚染濃度を低下させることができるが、難揮発成分を除去することができない。
【０００４】
このように各汚染土壌処理方法は一長一短なところがあるが、これらの手法を組み合わせることで浄化処理を効率化することができる。例えば、洗浄処理や石灰混合処理を施して汚染濃度を低下させた後に微生物処理を施して汚染濃度をさらに低下させることが考えられる。しかしながら、こうした複合処理を行うに際し、洗浄処理や石灰混合処理により微生物の生息環境が悪化した場合や極度に初期汚染濃度が高く元々微生物の活動が低下している場合には、微生物処理の効果が十分に得られない恐れがある。そこで、微生物処理を施すに際し、微生物製剤や栄養剤を投入する等して汚染土壌に混合する土壌の微生物を活性化する方法がある（特許文献１等）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３２３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし一般的に微生物製剤を構成する微生物種は、対象サイトに存在しない種であるために、対象サイトの微生物環境の生態系を崩す恐れがある。また、人体への影響が無いことを保証されているとしても、元々存在しない種の微生物は心理的に受け入れ難いところがある。
【０００７】
そこで、対象サイトから対象汚染物質の分解能を有する微生物種を採取し大量に培養して土壌に戻すことにより、微生物処理の効率を向上させることが考えられる。しかしながらこの場含、微生物を大量培養するための専用の設備、微生物の取り扱いに関する専門的な知識及び技能を持った作業者が必要となるため、結果として処理コストの増大を招いてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、対象サイトに外部からの微生物種を持ち込むことなく、効果的かつ安価に汚染土壌を浄化することができる汚染土壌処理方法及び汚染土壌処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、第１の発明は、処理対象領域の土壌のうち汚染濃度が所定値以下の低濃度汚染土壌を掘削し仮置きする仮置き工程と、処理対象領域の土壌のうち前記低濃度汚染土壌よりも汚染濃度の高い高濃度汚染土壌に石灰混合処理又は洗浄処理を施す浄化処理工程と、石灰混合処理又は洗浄処理を施した処理土に、仮置きしておいた前記低濃度汚染土壌を混合する混合工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記混合工程で低濃度汚染土壌と混合した処理土を前記処理対象領域に埋め戻す埋め戻し工程を有することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、処理対象領域の土壌のうち汚染濃度が所定値以下の低濃度汚染土壌を掘削し仮置きするための掘削機械と、処理対象領域の土壌のうち前記低濃度汚染土壌よりも汚染濃度の高い高濃度汚染土壌に石灰混合処理又は洗浄処理を施すための浄化機械と、石灰混合処理又は洗浄処理を施した処理土に、仮置きしておいた前記低濃度汚染土壌を混合する混合機械とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、微生物処理と石灰混合処理又は洗浄処理との複合処理により短期間で汚染土壌処理を行うことができる。そして、対象サイトに外部からの微生物種を持ち込まずに対象土壌に在来の微生物種によって効果的に汚染物質を除去することができるので、心理的にも負担がなく、生態系の変化もないので高度な専門知識も不要である。また、既に活性化状態にある在来の微生物種を最大限に利用することによる処理期間の短縮の効果も大きい。さらには、微生物の培養が不要であるため微生物培養のための高価な設備も必要なく、処理コストを低減することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理方法の手順を表すフローチャートである。
本発明の汚染土壌処理方法は、有機塩素化合物や油類等といった微生物による分解処理が可能な汚染物質に汚染された汚染土壌を微生物処理する前に石灰混合処理や洗浄処理等の前処理を施す複合処理である。
【００１４】
具体的には、本実施の形態は、処理対象領域の土壌のうち汚染濃度が所定値以下の低濃度汚染土壌を掘削し仮置きする仮置き工程（ステップ１１０）、これにより処理対象領域に残った汚染土壌（つまり処理対象領域の土壌のうちステップ１１０で掘削した低濃度汚染土壌よりも汚染濃度の高い高濃度汚染土壌）に石灰混合処理を施す浄化処理工程（ステップ１２０）、石灰混合処理を施した処理土にステップ１２０で仮置きしておいた低濃度汚染土壌を混合する混合工程（ステップ１３０）をこの順で施工する。そして、ステップ１１０〜１３０の一連の処理を終えた処理土は、その後の埋め戻し工程で例えば元の処理対象領域に埋め戻す。また処理対象領域の土壌の汚染濃度分布が既知の場合は必要ないが、汚染濃度分布が判明していない場合は、事前に汚染濃度の調査工程（ボーリング調査等）をする必要がある。なお、汚染濃度の高低を分ける上記の所定値とは、土壌の性状や量等により事前検討した値である。
【００１５】
本実施の形態においては、微生物を活性化した状態で微生物処理工程１３０を施工することができる。ここではその原理を説明する。
まず、土壌中の微生物が活発に活動するためには、十分な酸素・生態活動を維持するための幾種類かの金属塩・微生物活動のエネルギー源となる資源が土壌中に必要である。
【００１６】
酸素は土壌中を通過する空気や水等によって供給される。一般には、地下水位や気圧の変動、地下水の流動等が土壌中に十分な酸素が供給される上で重要である。金属塩は土壌を構成する鉱物により供給される場含、また酸素と同様に空気や水によって供給される場合がある。供給が不十分な場合は人為的に供給する必要がある。微生物活動のエネルギー源となる資源は、例えば、油分分解能を有する微生物種の場合は、炭化水素化合物がこれに相当する。微生物活動を活性化させるためには、少なくとも以上のものが適切に供給されている状態でなければならない。
【００１７】
しかし、炭化水素化合物（ここでは汚染原因として存在する石油系炭化水素がこれに相当する）等が過剰に存在すると、土壌中の空気や水の流動の妨げとなり酸素供給が不十分となり、却って微生物活動を妨げてしまうことがある。反対に炭化水素化合物が皆無に近い場合は、微生物活動のエネルギー源そのものが不足してしまう。
【００１８】
図２は処理対象領域の汚染土壌の深さ方向の汚染濃度分布の一例を表した模式図である。
この図に示すように、処理対象汚染サイト（処理対象領域）内の土壌の汚染濃度には分布がある。すなわち、汚染の主原因物質の存在位置もしくは漏洩位置の近傍の土壌は汚染濃度が高く、汚染物質が土壌中を移動し拡散する過程で徐々に汚染濃度は低下して行く。つまり高濃度汚染土壌の周囲にはそれよりも汚染濃度が低い低濃度汚染土壌が存在し、例えば図２において領域Ａを最高濃度汚染土壌とすると、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄの順で汚染濃度が低下していく。
【００１９】
このことは、汚染範囲の周囲には、当該処理対象領域内に生息する油分分解能を持った微生物にとって適度な資源が存在し、低濃度汚染土壌中の微生物が活性化状態にあると考えることができる。特に表層部においては土壌中の酸素濃度が高いので、微生物活動にとってより好適な条件であるために微生物はより活発に活動している。つまり、こうした微生物活動が活発化している低濃度汚染土壌には、土壌中の汚染物質の分解力が高く、短期間で汚染物質を浄化できる能力があるということである。なお、全く汚染のない土壌では、通常、特に油類を好適に分解する微生物は多く存在しない。
【００２０】
本実施の形態においては、前述したように、上記のように微生物活動が活発化していて汚染物質分解能が高い、高濃度汚染土壌の周囲もしくは表層部の低濃度汚染土壌を予め掘削し仮置きしておき、この仮置きして置いた低濃度汚染土壌を処理後の高濃度汚染土壌（処理土）に混合する。これにより、石灰混合処理によって微生物の汚染物質分解能が低下している高濃度汚染土壌の処理土の汚染物質分解能を回復させることができ、なおかつ微生物が活性化状態にある低濃度汚染土壌との混合による高い浄化効果が期待できる。
【００２１】
本汚染土壌処理方法によれば、微生物処理と石灰混合処理の複合処理の採用により短期間で汚染土壌処理を行うことができる。そして、対象サイトに外部からの微生物種を持ち込まずに対象土壌に在来の微生物種によって効果的に汚染物質を除去することができるので、心理的にも負担がなく、生態系の変化もないので高度な専門知識も不要である。また、外来の微生物種を投入した場合には微生物が活動を始めるために一定の期間が必要であるのに対し、本実施の形態の場合は既に活性化状態にある在来の微生物種を最大限に利用することによる処理期間の短縮の効果も大きい。さらには、微生物の培養が不要であるため微生物培養のための高価な設備も必要なく、処理コストを低減することもできる。
【００２２】
図３は以上の汚染土壌処理方法を実施するための本発明の一実施形態に係る汚染土壌処理システムの概略図である。
図３に示した汚染土壌処理システムは、浄化機械、混合機械として機能する自走式混合機械１００、及び掘削機械として機能する油圧ショベル２００を備えている。
【００２３】
油圧ショベル２００は、処理対象領域の土壌のうち汚染濃度が所定値以下の低濃度汚染土壌を掘削し仮置きする。この油圧ショベル２００（又は別の油圧ショベル）は、高濃度汚染土壌を掘削し自走式混合機械１００に投入する役割も果たす。但し、掘削した高濃度汚染土壌をベルトコンベア等により自動式混合機械に投入するようにしても良い。自走式混合機械１００は、処理対象領域の土壌のうち低濃度汚染土壌よりも汚染濃度の高い高濃度汚染土壌に石灰混合処理を施す。この自走式混合機械１００（又は別の混合機械）は、石灰混合処理を施した処理土に、仮置きしておいた低濃度汚染土壌を混合するのにも使用可能である。但し、処理土と低濃度汚染土壌の混合工程は、油圧ショベル２００によって、埋め戻し場所に処理土及び低濃度汚染土壌を埋め戻し、埋め戻し場所において攪拌するようにしても良い。つまり、油圧ショベル２００を混合機械として機能させることもできる。
【００２４】
自走式混合機械１００の構成について説明すると、１０１は走行体で、この走行体１０１は、走行体フレーム１０２と、この走行体フレーム１０２の両側にそれぞれ設けたトラックフレーム１０３と、このトラックフレーム１０３の両端に設けた従動輪１０４及び駆動輪１０５と、従動輪１０４と駆動輪１０５とに掛け回した履帯１０６とで構成されている。
【００２５】
１０７は走行体フレーム１０２上に設けた本体フレーム、１０８は本体フレーム１０７の一方側（図３中の右側）に支持部材１０９を介して設けた動力装置で、動力装置１０８には、エンジン、エンジンによって駆動されるポンプ、ポンプからの圧油を走行体１０１等の各機器に切換え供給する弁等が備えられている。
【００２６】
１１０は本体フレーム１０７のほぼ中央でその長手方向に設けた、石灰又は石灰系薬剤（以下添加材とする）を混合する混合手段としての混合装置で、この混合装置１１０はその装置本体内にほぼ平行に設けたパドル型のミキサを備えている。特に図示していないが、この混合装置１１０はその一方側（図３中の左側）の上部に入口を、またその他方側（図３中の右側）に出口を備えている。１１１はその駆動装置である。
【００２７】
１１２は本体フレーム７の他方側（図３中の左側）に設けた支持架台、１１３はこの支持架台１１２上にばね１１４を介して設けた篩装置、１１５は篩装置１１３に設けた偏心体駆動軸、１１６は加振用油圧モータ、１１７は加振用油圧モータ１１６と偏心体駆動軸１１５とを連結するベルトである。
【００２８】
１１８は篩装置１１３の下方に位置するように支持架台１１２に設けた搬送コンベアで、この搬送コンベア１１８の放出側（図３中の右側）は混合装置１１０の入口に臨んでいる。１１９は篩装置１１３と搬送コンベア１１８との間に位置するように支持架台１１２に設けたホッパである。
【００２９】
１２０は支柱１２１によって支持された添加材貯留用タンクで、この添加材貯留用タンク１２０の上部はその高さを調整するために蛇腹状に構成されている。１２２は添加材貯留用タンク１２０の下部に設けた添加材供給手段であるフィーダで、このフィーダ１２２は搬送コンベア１１８の他方側（図３中の右側）の上方に位置し、搬送コンベア１１８によって搬送されてくる汚染土上に添加材を供給する。
【００３０】
１２３は混合装置１１０の出口から排出された高濃度汚染土壌と添加材との混合土（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１２３の一方側（図３中の左側）は混合装置１１０の出口下に位置し、その他方側（図３中の右側）は動力装置１０８の下方から上り傾斜を持つように本体フレーム１０７に支持されている。
【００３１】
続いて、油圧ショベル２００の構成について説明すると、２０１はその走行体、２０２は走行体２０１上に旋回可能に設けた旋回体、２０３は旋回体２０２上の後方に設けた原動機、２０４は旋回体２０２の後部に設けたカウンタウエイト、２０５は旋回体２０２の前部に設けた運転席、２０６は旋回体２０２の前部中央に俯仰動可能に設けたブーム、２０７はブーム２０６の先端に回動可能に設けたアーム、２０８はアーム２０７の先端に回動可能に設けた掘削バケットである。
【００３２】
２０９はブーム駆動用の油圧シリンダで、その基端は旋回体２０２に設けられ、そのピストンロッド２１０の先端はブーム２０６の側面中間部に連結されている。２１１はアーム駆動用の油圧シリンダで、その基端はブーム２０６の上面中間部に連結され、そのピストンロッド２１２の先端はアーム２０７の基部に連結されている。２１３はバケット駆動用の油圧シリンダで、その基端はアーム２０７の上面基部側に連結され、そのピストンロッド２１４の先端はリンク２１５，２１６の一方に連結されている。リンク２１５の他方はアーム２０７の先端側に連結されている。また、リンク２１６の他方はピン２１７によってバケット２０８の背部に連結されている。前述したブーム２０６、アーム２０７及び駆動用油圧シリンダ２１０，２１１は、多関節型作業アームを構成する。
【００３３】
次に、上記構成の本実施の形態の汚染土壌処理システムの動作を説明する。
まず、事前に調査した処理対象領域の汚染濃度分布（濃度の等高線を対称領域に書き込んだ図面等を用意しておくと良い）に基づき、油圧ショベル２００の多関節型作業アームを操作し、バケット２０８によって低濃度汚染土壌ｃを掘削し仮置きする。次に、油圧ショベル２００を用い、バケット２０８によって石灰混合処理の対象である高濃度汚染土ａを掘削し、自走式混合機械１００に供給する。このとき、高濃度汚染土壌の含水量（又は含水率）、汚染物質の種類、汚染濃度、及び処理量等を事前に測定し、汚染物質の蒸散に要求される水和反応量を得るのに必要十分な水分量が確保されるよう、添加材の混合前に高濃度汚染土壌ａの含水量調整を行っておくと良い。例えば、事前の測定の結果、高濃度汚染土壌ａの含水量が要求される水和反応量を得るのに要する水分量に満たない場合、予め汚染土に加水して含水量を所定値だけ上昇させる。反対に、事前の測定の結果、汚染土の含水量が過剰な場合、汚染土を養生して含水量を低下させる。
【００３４】
自走式混合機械１００の篩装置１１３に投入された高濃度汚染土壌ａは、篩装置１１３によって大きな石等の異物を除去されて下方のホッパ１１９へと導入される。ホッパ１１９で受け入れられた高濃度汚染土壌ａは、さらに下方の搬送コンベア１１８の搬送ベルト上に載置され、混合装置１１０に向かって搬送される。そして、搬送コンベア１１８の搬送方向下流側端部近傍にて、搬送中の高濃度汚染土壌ａの表面に、添加材貯留用タンク１２０のフィーダ１２２から所定量の添加材が添加され、高濃度汚染土壌ａは添加材とともに搬送コンベア１１８によって混合装置１１０に導入される。
【００３５】
混合装置１１０に導入された高濃度汚染土壌ａは、混合装置１１０内のパドルミキサで添加材と均一に攪拌混合され、排出コンベア１２３上に排出される。そして、高濃度汚染土壌ａ及び添加材の混合土（処理土ｂ）は、排出コンベア１２３によってさらに自走式混合機械１００の他方側に搬送され、最終的に自走式混合機械１００の端部から排出される。
【００３６】
自走式混合機械１００から排出された処理土ｂは、例えば油圧ショベル２００によって埋め戻し場所に埋め戻される。また、油圧ショベル２００はそれに前後して仮置きしてあった低濃度汚染土壌ｃを埋め戻し場所に埋め戻し、さらにバケット２０８を用いて低濃度汚染土壌ｃと処理土ｂとを混合し混合処理土ｄとする。前述した通り、この混合工程は、自動式混合機械１００を用いて行っても良い。例えば、添加材貯留用タンク１２０に低濃度汚染土壌ｃを貯留しておき、ホッパ１１９に処理土ｂを投入することで混合工程を行えば足りる。勿論、添加材貯留用タンク１２０に処理土ｂを貯留しておき、ホッパ１１９に低濃度汚染土壌ｃを投入することで混合工程を行っても良い。
【００３７】
本システムを用いて以上のような手順で処理土を埋め戻すことで、微生物による継続的かつ確実な浄化処理の進行が気体できるので、即時的に再利用可能な土地とすることができるメリットがある。従って、例えば、建設用地として土地を利用する場合には、処理後直ちに、例えば施設ｅ等の建設工程に移行することができる。勿論、建設用地の例に限られず、例えば駐車場やグランド等に土地を利用する場合であっても、その様々な目的に応じて処理後の土地を即時的に再利用することができる。
【００３８】
なお、以上の実施の形態では、微生物処理前の高濃度汚染土壌の浄化処理として石灰混合処理を行う場合を例に挙げて説明したが、図１のステップ１２０の浄化処理として、石灰混合処理に代えて洗浄処理を行っても良い。洗浄処理は、水や溶剤で汚染土壌を洗浄し汚染土壌中の汚染物質を除去する処理方法であり、その種の処理方法として既に公知の方法を適用すれば足りる。この場合も同様の効果を得る。また、一連の処理を終えた処理土を元の場所に埋め戻す場合を例に挙げたが、現場内の他の掘削場所や他の現場の掘削場所に埋め戻すことも勿論可能である。
【００３９】
また、前述した汚染土壌処理システムの実施の形態では、篩装置やコンベア、添加材や微生物の供給装置等を混合装置とともに集約的に搭載した自走式混合機械１００でなくても、本発明のシステムは、添加材と高濃度汚染土壌とを混合処理する混合機械、また低濃度汚染土壌と処理土とを混合処理する混合機械として、一般の単なる混合装置等を適宜配置すれば足りる。自動式混合機械１００の混合装置１１０を単体で使用しても良い。この場合も同様の効果が得られる。
【００４０】
さらに、混合装置の混合方式も、上記のようなパドルミキサを用いたいわゆるミキシング方式のものでなくても、例えば、高速回転する回転打撃子を有するいわゆる解砕方式のものや、その他、ロータリミキサ、スクリュミキサ、リボンスクリュを用いたもの、或いはパン型ミキサ等、その方式に特別な限定はない。要は、複数種の粉粒体や土砂等を混合することができるものであれば良い。この場合も同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理方法の手順を表すフローチャートである。
【図２】処理対象領域の汚染土壌の深さ方向の汚染濃度分布の一例を表した模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る汚染土壌処理システムの概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００      自走式混合機械
２００      油圧ショベル
Ｓ１１０    仮置き工程
Ｓ１２０    浄化処理工程
Ｓ１３０    混合工程
【図１】
2007054755.tif 000003
【図２】
2007054755.tif 000004
【図３】
2007054755.tif 000005