(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属などにより汚染された土壌を洗浄する方法において、該汚染土壌に硝酸、塩酸、硫酸から選ばれた１種の酸を添加するのと同時、または添加後に、ドラム型スクラバーや、ドラムウォッシャー、窯業原料の選鉱時に用いられるアトリションマシンなどの装置にあっては回転数３０〜１００回／分、５〜６０分間の範囲で、固液比６：４未満の強いアトリション処理を加えることを特徴とする汚染土壌の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカドミウム、鉛などの重金属などで汚染された土壌を洗浄して、汚染物質を除去する汚染土壌の洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
市街地再開発に伴う調査で工場跡地などにおける土壌汚染が判明する事例が近年増加しているが、国内で現時点で行われている土壌汚染対策は、汚染成分の不溶化処理や遮水工事、覆土工事などの周辺環境から汚染土壌を遮断する処置方法が一般的である。しかしながらこの方法は汚染物質そのものが現場に残り、処置後においても土地利用に制限がある。
【０００３】
そこで最近は高濃度に汚染された土壌は廃棄して、汚染現場の土を入れ替える処置も行われているが、産業廃棄物の最終処分場が近い将来に不足することは明らかなため欧米で実用化されてきている「土壌洗浄法」の導入が検討され始めている。
【０００４】
この「土壌洗浄法」とは、汚染物質を除去するために水または適当な溶媒を用いて土壌から汚染成分を物理的、化学的に抽出分離するものであり、汚染土壌を洗浄して汚染成分を高濃度に含有する粒子を除去し、それにより得られる清浄物を汚染現場の埋め戻しに用いることによって、廃棄物となる汚染物を減容化することを目的としている。したがって得られた清浄物量の、供給された汚染物量に対する割合が高いほど効果的な浄化方法となる。
【０００５】
このような汚染土壌を洗浄するために従来提案されている方法には、分級による高濃度汚染粒子の分離除去処理（以下分級処理という）やアトリション処理、比重選別、浮遊選鉱、酸溶液やキレート剤溶液などの溶媒による汚染成分の溶脱処理などがある。
【０００６】
分級処理法は、汚染元素を吸着する能力が高い微小粒子を分離除去するとともに、汚染されていない粒度範囲の粒子を清浄物として取り出す目的で行われる。しかし土壌の風化が進みこれに伴って生成した二次鉱物が汚染された微粒子を巻き込んで、汚染されていなかった粒子の表面に固着するようになると、分級処理で取り出される清浄物は非常に少なくなるという問題がある。
【０００７】
またアトリション処理法は非汚染粒子表面に汚染物質が付着している場合、粒子同士を擦り合わせることによって摩耗研磨する方法であり、分級前に行うのが一般的である。しかし現状のアトリション処理法では、汚染物質が二次鉱物とともに非汚染粒子表面に固着している場合、長時間処理しても汚染物質を除去しきれない。
【０００８】
さらに比重選別法も非汚染粒子の表面に汚染物質が固着している場合には対応できない。また固着している汚染微粒子と内側の非汚染粒子が分かれるまで細かく粉砕すれば浮遊選鉱法での対応は可能だが、回収される清浄物が細かくなりすぎてこれを埋め戻して土地再利用をするには用い難い。
【０００９】
酸濃度を非常に高くして汚染成分を溶脱する溶脱処理法によれば、二次鉱物ごと汚染物質を溶解させることが可能となるが、これに用いる試薬使用量が莫大になる上、その処理に長時間処理が必要となる。このように試薬使用量が多いとコストや廃水処理の面から実施は困難となり、かつ処理時間が長くなると処理土壌量を確保するためには設備を大型化せざるを得ず、いずれも実施の上から問題となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決するため、非汚染粒子表面に強固に固着した汚染物質を効率よく分離除去することができる汚染土壌の洗浄方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、表面に汚染物質が固着している土壌粒子に対して酸を添加するのと同時、または添加後に強いアトリション処理を加えることにより粒子表面に強固に固着した汚染物質を効率よく分離除去することができることを見出し本発明を完成するに至った。
【００１２】
したがって上記目的を達成するため本発明は、重金属などにより汚染された土壌を洗浄する方法において、該汚染土壌に酸を添加するのと同時、または添加後に強いアトリション処理を加える汚染土壌の洗浄方法を特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は重金属などによる土壌汚染において、高濃度で汚染を含有する微粒子を巻き込みながら、非汚染粒子表面に固着する二次鉱物層を酸と反応させて溶解または脆化しながら強いアトリション処理を行い、通常のアトリション処理や酸溶解処理単独では浄化できなかった土壌粒子を清浄土として回収するものである。
【００１４】
すなわち本発明では、硝酸、塩酸、硫酸などの酸の作用によって二次鉱物のうち炭酸塩などの酸と反応し易い鉱物から溶解または変質が進み、二次鉱物層全体としては薄層化および脆化を起こす。ここで強いアトリション処理を加えると、薄層化および脆化した二次鉱物ごと汚染物質を剥ぎ取り、内部の非汚染粒子を得ることができる。したがって二次鉱物層全体を溶解する必要がないため単なる溶解処理と比較して少ない酸投入量および処理時間で、通常のアトリション処理単独では対応できない土壌からも清浄物を得ることができるものである。
【００１５】
本発明における強いアトリション処理とは、ドラム型スクラバーや、ドラムウォッシャー、窯業原料の選鉱時に用いられるアトリションマシンなどの装置を用いて回転数３０〜１００回／分で、５〜６０分間行って実施するものであり、これにより強いアトリションを汚染土壌に対してより効率的に加えることができる。しかしドラム型スクラバーやドラムウォッシャーでアトリション処理する場合には、液体を重量比で固液比６：４以上の割合で加えるとアトリション効率が大きく低下するので、該割合未満でアトリション処理をする必要がある。この強いアトリション処理は酸を添加するのと同時に実施することも、あるいは酸添加後放置して酸の作用が進んでから実施することもできる。
【００１６】
【実施例】
次に本発明の実施例を、比較例とともに説明する。
硫化カドミウムと硫化鉛で汚染された粒径７５〜２０００μｍの砂に対して、実施例１、比較例１〜３の４通りの処理を行った結果をまとめて表１に示す。
１９９７年現在での土壌汚染に関する基準としては、環境庁の「重金属等に係る土壌汚染対策指針」があり、そこではＣｄに対しては９ｍｇ／ｋｇ、Ｐｂに対しては６００ｍｇ／ｋｇという含有量参考値が示されている。
【００１７】
実施例１
試験対象砂２ｋｇを水４８０ミリリットル、１４Ｎ硝酸２０ミリリットルとともに容積１０リットルのドラム型スクラバーへ投入し、回転数５０回／分の酸添加強アトリション処理を１５分間行った後、目開き７５μｍの篩で湿式分級し、粒径７５μｍ以上の粒子を回収した。
【００１８】
比較例１
試験対象砂２ｋｇを水５００ミリリットルとともに容積１０リットルのドラム型スクラバ−へ投入し、回転数５０回／分のアトリション処理を１時間行った後、目開き７５μｍの篩で湿式分級し、粒径７５μｍ以上の粒子を回収した。
【００１９】
比較例２
試験対象砂２ｋｇを水２０リットル、１４Ｎ硝酸２００ミリリットルとともに撹拌羽根付き水槽中に投入し、羽根回転数７００回／分の酸溶解処理を１時間行った後、目開き７５μｍの篩で湿式分級し、粒径７５μｍ以上の粒子を回収した。
【００２０】
比較例３
試験対象砂２ｋｇを水１９８０ミリリットル、１４Ｎ硝酸２０ミリリットルとともに容積１０リットルのドラム型スクラバーへ投入し、回転数５０回／分の酸添加アトリション処理を１５分間行った後、目開き７５μｍの篩で湿式分級し、粒径７５μｍ以上の粒子を回収した。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
【発明の効果】
以上述べた通り本発明によれば、非汚染粒子表面に固着した汚染物質を分離除去するための酸添加強アトリション処理を組み入れたことにより、従来の単なるアトリション処理や酸溶解処理では浄化できない汚染物質が非汚染粒子表面に強固に固着した土壌から効率よく清浄土を取り出すことができるようになり、また従来の処理方法よりも所要時間が短縮されたり、所要試薬量を節減することができる効果がある。