(57)【要約】 【課題】重金属類等の土壌への再付着を防止することができる再付着防止機構を提供しようとするもの。 【解決手段】重金属類等を含む土壌の洗浄水を供給すべきサイクロン機構を具備し、前記サイクロン機構において土壌粒子は遠心力によって外周側へと移行せしめて分離し、重金属類等と遠心分離されない粒径の土壌粒子は洗浄水と共に中央域から外部へ導出すると共に、前記洗浄水として酸性電解水を用いるようにした。土壌粒子は遠心力によって外周側へと移行せしめて分離するようにしており、土壌粒子（砂など）は所定の重量に起因する遠心力によって水の粘性抵抗に抗して外周方向へ移行せしめることができるので、土壌粒子と重金属類等及び遠心分離されない粒径の土壌粒子とを別方向に分離することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属類等を含む土壌の洗浄水を供給すべきサイクロン機構を具備し、前記サイクロン機構において土壌粒子は遠心力によって外周側へと移行せしめて分離し、重金属類等と遠心分離されない粒径の土壌粒子は洗浄水と共に中央域から外部へ導出すると共に、前記洗浄水として酸性電解水を用いるようにしたことを特徴とする重金属類等の土壌への再付着防止機構。
【請求項２】
前記遠心分離されなかった土壌粒子を凝集・沈殿させて沈降分離するようにした請求項１記載の重金属類等の土への再付着防止機構。
【請求項３】
前記沈降分離した土壌粒子の沈降分を加熱媒体に及ぼして焼成するようにした請求項２記載の重金属類等の土壌への再付着防止機構。
【請求項４】
前記加熱媒体としてアルミナ粒子を用いるようにした請求項３記載の重金属類等の土壌への再付着防止機構。
【請求項５】
前記土壌粒子の沈降分を生石灰に遭遇させるようにした請求項２乃至４のいずれかに記載の重金属類等の土壌への再付着防止機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、重金属類等の土壌への再付着防止機構に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
従来、重金属によって汚染された土壌からこれらの重金属を除去する方法と装置に関し次のような提案があった（特許文献１）。
すなわち、工場跡地などの再開発においては土壌に含まれる有毒物質による土壌汚染が問題になっており、汚染土壌からこれらの汚染重金属を除去するには汚染土壌を水や薬液で洗浄して含有重金属を溶出させる方法が一般的であるが、洗浄排水にはこれらの汚染重金属が溶存しているので、未処理のまま外部に排出することができずこの洗浄排水に含まれる汚染重金属を除去して環境規制値以下に低減する必要があることに鑑み、この提案の重金属除去方法および装置によると汚染土壌を洗浄した水または薬液に含まれる硫酸イオンの影響を受けることなく、汚染源の重金属を効果的に澱物化して分離し排水中に含まれるこれらの重金属濃度を環境基準以下に低減することができる、というものである。
しかし、重金属類等の土への再付着がなかなかうまく防止することができないという問題があった。
【特許文献１】特許公開２００５−１８５９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこでこの発明は、重金属類等の土壌への再付着を防止することができる再付着防止機構を提供しようとするものである。 
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。 
（１）この発明の重金属類等の土壌への再付着防止機構は、重金属類等を含む土壌の洗浄水を供給すべきサイクロン機構を具備し、前記サイクロン機構において土壌粒子は遠心力によって外周側へと移行せしめて分離し、重金属類等と遠心分離されない粒径の土壌粒子は洗浄水と共に中央域から外部へ導出すると共に、前記洗浄水として酸性電解水を用いるようにしたことを特徴とする。
ここで、前記重金属類等として、鉛、砒素、フッ素、シアン、ホウ素、六価クロム、セレン、カドミウム、水銀などを挙げることができる。
【０００５】
この発明では、重金属類等を含む土壌の洗浄水を供給すべきサイクロン機構において、土壌粒子は遠心力によって外周側へと移行せしめて分離するようにしており、土壌粒子（砂など）は所定の重量に起因する遠心力によって水の粘性抵抗に抗して外周方向へ移行せしめることができるので、土壌粒子と重金属類等及び遠心分離されない粒径の土壌粒子とを別方向に分離することができる。
また、重金属類等と遠心分離されない粒径の土壌粒子は洗浄水と共に中央域から外部へ導出するようにしたところ、重金属類等は水中でイオンの状態又は化合物の微細な状態で存在しその重量（ｍ）は非常に小さいので、遠心力（F=ｍｖ２/ｒ）は殆ど作用しないこととなり、水の粘性抵抗に抗して外周方向に移行していく力は有しないこととなり、遠心分離されない粒径の土壌粒子（粘土やシルトなど）と共に中央域から外部へ導出することができる。
【０００６】
さらに、洗浄水として酸性電解水を用いるようにしたので、電解水に含有される活性酸素の攻撃的作用によって土壌からの重金属類等の溶出を促進し、土の洗浄度を向上させることができる。
ここで、土壌には有機生物由来の有機物が含有されていることが多いが、この有機物が電解水の攻撃的作用によって分解せしめられて穿孔が形成され、土壌内部への洗浄水の浸透性が向上して重金属類等の溶出を促進し、土の洗浄度を向上させることができる。
なお、約75μｍ未満は粘土・シルト質と称されるが、上記の遠心力で分離する土壌粒子の粒径として例えば約75μｍ以上のものを挙げることができる。
【０００７】
（２）前記遠心分離されなかった土壌粒子を凝集・沈殿させて沈降分離するようにしてもよい。
土壌粒子は（通常負イオンに）帯電し反発し合って分散・安定していると考えられるところ、このように構成すると、遠心分離されなかった土壌粒子を凝集・沈殿させることにより、洗浄水から分離した沈降分を後処理（脱水、乾燥など）することができる。
なお、土壌粒子を凝集・沈殿させるための凝集剤としてPACなどを用いることができる。
【０００８】
（３）前記沈降分離した土壌粒子の沈降分を加熱媒体に及ぼして焼成するようにしてもよい。
このように構成すると、沈降分離した土壌粒子の沈降分（例えば粘土やシルトなど）が焼成（例えば1300℃に昇温）されて生成したスラグに重金属類等を封じ込めて不溶化することができ、重金属類等で汚染された土壌粒子をスラグにして有効に再利用することができる。
ここで、土壌粒子の沈降分は、例えばポンプなどで引き出して焼成炉に供給することができる。また、前記加熱媒体としてアルミナ粒子、食塩粒子、溶融食塩、低融点合金などを例示することができる。なお、土壌粒子中の有機物が焼成されてなる灰や、土壌粒子中の無機物が焼成されてなるカリ成分は焼成時にスラグに固定化されることとなる。
【０００９】
（４）前記加熱媒体としてアルミナ粒子を用いるようにしてもよい。
アルミナは比熱が低い（0.19cal/g・℃）ので昇温し易く、素早く土壌粒子に伝熱することができるので、エネルギー効率に優れることとなる。また、アルミナ粒子の比重は約4.0であり、土壌粒子が焼成されてなるスラグ（比重約3）と比重差により相互を分離することができる。
【００１０】
（５）前記土壌粒子の沈降分を生石灰に遭遇させるようにしてもよい。
このように構成すると、土壌粒子の沈降分の水分を生石灰が吸水して消石灰に化学変化（CaO＋H2O→Ca(OH)2）して減水することとなるので、焼成時の加熱エネルギーを減水した分だけ節約することができる。
ここで、焼成時に消石灰の分解温度である580℃以上に加熱するとCa(OH)2→CaOと化学変化して生石灰を再生することができる。そして、再生した生石灰は土壌粒子の沈降分の水分の低減に再度利用することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。 
土粒子と重金属類等を別方向に分離することができるので、重金属類等の土壌への再付着を防止することができる再付着防止機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を説明する。 
（実施形態１）
この実施形態の重金属類等の土壌への再付着防止機構は、重金属類等を含む土壌の洗浄水を供給すべきサイクロン機構を具備する。前記重金属類等として、鉛、砒素、フッ素、シアン、ホウ素、六価クロム、セレン、カドミウム、水銀などを挙げることができる。
また、前記サイクロン機構において土壌粒子は遠心力によって外周側へと移行せしめて分離し、重金属類等と遠心分離されない粒径の土壌粒子は洗浄水と共に中央域から外部へ導出するようにしている。前記の遠心力で、約75μｍ以上の粒径の砂状の土壌粒子を分離することができた。なお、約75μｍ未満は粘土・シルト質と称される。
さらに、前記洗浄水として酸性電解水を用いるようにした。この酸性電解水は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を電気分解することにより得た（残留塩素濃度が約1000〜5000ppm）。他に塩酸、硫酸、クエン酸、リン酸、シュウ酸などを電気分解して電解水を生成させてもよい。
【００１３】
次に、この実施形態の使用状態を説明する。 
この実施形態では、重金属類等を含む土壌の洗浄水を供給すべきサイクロン機構において、土壌粒子は遠心力によって外周側へと移行せしめて分離するようにしており、土壌粒子（砂など）は所定の重量に起因する遠心力によって水の粘性抵抗に抗して外周方向へ移行せしめることができるので、土壌粒子と重金属類等及び遠心分離されない粒径の土壌粒子とを別方向に分離することができ、重金属類等の土壌への再付着を防止することができた。
【００１４】
また、重金属類等と遠心分離されない粒径の土壌粒子は洗浄水と共に中央域から外部へ導出するようにしたところ、重金属類等は水中でイオンの状態又は化合物の微細な状態で存在しその重量（ｍ）は非常に小さいので、遠心力（F=ｍｖ２/ｒ）は殆ど作用しないこととなり、水の粘性抵抗に抗して外周方向に移行していく力は有しないこととなり、遠心分離されない粒径の土壌粒子（粘土やシルトなど）と共に中央域から外部へ導出することができた。
【００１５】
さらに、洗浄水として酸性電解水を用いるようにしたので、電解水に含有される活性酸素の攻撃的作用によって土壌からの重金属類等の溶出を促進し、土の洗浄度を向上させることができた。
ここで、土壌には有機生物由来の有機物が含有されていることが多いが、この有機物が電解水の攻撃的作用によって分解せしめられて穿孔が形成され、土壌内部への洗浄水の浸透性が向上して重金属類等の溶出を促進し、土の洗浄度を向上させることができた。
【００１６】
（実施形態２）
この実施形態では、前記遠心分離されなかった土壌粒子を凝集・沈殿させて沈降分離するようにした。土壌粒子を凝集・沈殿させるための凝集剤として、PACを用いた。
土壌粒子は（通常負イオンに）帯電し反発し合って分散・安定していると考えられるところ、このようにして遠心分離されなかった土壌粒子を凝集・沈殿させることにより、洗浄水から分離した沈降分を後処理（脱水、乾燥など）することができる。
【００１７】
（実施形態３）
この実施形態では、前記沈降分離した土壌粒子の沈降分を加熱媒体に及ぼして焼成するようにした。
このようにしたので、沈降分離した土壌粒子の沈降分（粘土やシルトなど）が焼成（焼成炉で1300℃に昇温）されて生成したスラグに重金属類等を封じ込めて不溶化することができ、重金属類等で汚染された土壌粒子をスラグにして有効に再利用することができた。
ここで、土壌粒子の沈降分は、ポンプで引き出して焼成炉に供給した。また、土壌粒子中の有機物が焼成されてなる灰や、土壌粒子中の無機物が焼成されてなるカリ成分は焼成時にスラグに固定化された。
【００１８】
前記加熱媒体としてアルミナ粒子を用いたが、食塩粒子、溶融食塩、低融点合金などを用いることもできる。アルミナは比熱が低い（0.19cal/g・℃）ので昇温し易く、素早く土壌粒子に伝熱することができるので、エネルギー効率に優れることとなる。さらに、アルミナ粒子の比重は約4.0であり、土壌粒子が焼成されてなるスラグ（比重約3）と比重差により相互を分離することができる。
【００１９】
（実施形態４）
この実施形態では、前記土壌粒子の沈降分を生石灰に遭遇させるようにした。
このようにしたので、土壌粒子の沈降分の水分を生石灰が吸水して消石灰に化学変化（CaO＋H2O→Ca(OH)2）して減水することとなり、焼成時の加熱エネルギーを減水した分だけ節約することができた。
ここで、焼成時に消石灰の分解温度である580℃以上に加熱するとCa(OH)2→CaOと化学変化して生石灰を再生することができた。そして、再生した生石灰は土壌粒子の沈降分の水分の低減に再度利用することができた。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
重金属類等の土壌への再付着を防止することができることによって、種々の重金属類等の土壌への再付着防止機構の用途に適用することができる。