(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走装置を備え，ダイオキシン類で汚染された土壌を投入するホッパーと，ホッパーに投入された土壌を搬送するコンベアと，２５〜１００℃の熱水を作る加熱槽と，加熱槽で作られた熱水をコンベアで搬送中の土壌に撒水する熱水噴射器と，熱水散布を受けてコンベアの下に落下して溜まったダイオキシン類同伴の泥水を送るポンプと，そのポンプにより送り込まれた泥水を固液分離する固液分離槽が搭載されており，
前記の熱水散布はスクリューコンベアによって掻き混ぜられている土壌に対して行われ，熱水散布を受けた後のダイオキシン類濃度の低下した土壌は吐出端から放出されて地表に戻されるようになっており，ホッパーから吐出端までの土壌の搬送はコンベアにより連続的に行われる構造を有し，かつ前記固液分離槽で分離された水は不可避の泥分と共に加熱槽に戻されるようになっている走行式浄化装置。
【請求項２】
自走装置として走行用エンジンが搭載されており，加熱槽の熱源として，そのエンジンの排ガスを利用するようにした請求項１に記載の走行式浄化装置。
【請求項３】
有機溶媒を加熱槽に添加するようにした請求項１または２に記載の走行式浄化装置。
【請求項４】
前記「ダイオキシン類濃度の低下した土壌」が地表に戻される際に，該土壌にダイオキシン分解菌を添加しておくようにした請求項１〜３のいずれかに記載の走行式浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ダイオキシン類で汚染された土壌の浄化に用いる走行式浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ焼却場などから発生するダイオキシン類は猛毒物質であるばかりでなく，いわゆる環境ホルモンとして人体に生理的な害を及ぼす物質であり，その発生は深刻な社会問題となっている。焼却場からの発生に関しては国の規制もあり，焼却炉の改善等によって今後の発生は抑制されるであろうが，すでに環境中に飛散してしまったダイオキシン類によって汚染された土壌については，その浄化処理が必要である。
【０００３】
従来よりダイオキシン類に汚染された土壌の無害化技術には高温熱処理法が多く用いられてきたが，最近では，汚染土壌に電極を差し込んで高熱を発生させ，溶岩のように土壌を溶融固化する方法（溶融固化法）や，汚染土壌に触媒やアルカリを加えて高熱をかけてダイオキシンを分解する方法（アルカリ触媒化学分解法）などが開発され，このような方法を実施すればダイオキシン類をほぼ完全に無害化が可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記の溶融固化法やアルカリ触媒化学分解法はダイオキシン類をほぼ完全に無害化できる点では高度な技術であると言える。したがって，ダイオキシン濃度が高く且つ小エリアの土壌に対しては効果を奏する。しかし，ダイオキシン濃度が低く且つ広く浅く分布しているような土壌に対してこの技術を適用すると，処理費用が非常に高くなるという問題がある。また，これらの方法で処理されたものは形態的にも機能的にも土壌と呼べるものではなくなってしまい，植物を生育させるのに適さないばかりか，処理土を再利用できる用途が見いだせなければ，廃棄物として再び処理が必要となり更にコストがかかってしまう。
【０００５】
また，これまでのダイオキシン汚染土壌の浄化は，多くのものは熱エネルギーや電気エネルギー，さらには薬剤を多大に必要とするので，設備的にも大がかりなものとならざるを得なかった。
【０００６】
ところが，ダイオキシンの汚染形態は，焼却場近辺エリアにおける低濃度の表層汚染である場合が殆んどであり，広い範囲の表層土に分布する低濃度のダイオキシン類をさらに基準値以下の濃度に低下させる処理としては，従来の技術ではあまりにも大がかりになりすぎたり，高コストを必要とする点で，必ずしも適するものではなかった。
【０００７】
したがって，本発明はこのような従来技術の問題を解決することを課題とするものであり，低汚染濃度の土壌に対しても簡易に且つ安価に処理できるダイオキシン汚染土壌の浄化装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは，前記の課題解決のため種々の試験研究を行ってきたが，(1) ダイオキシン類の水に対する溶解度は温度に大きく依存して温度が高いほど溶解しやすい，(2) 熱水で土壌を洗った時に水側に同伴する微粒分（微細なサスペンション分）にはダイオキシン類が付着している確率が高く，したがって，この微粒分を洗浄水と共に土壌から分離すれば，大部分のダイオキシン類が土壌から分離可能である，との現象を利用すると，具体的には，ダイオキシン類で汚染された土壌を熱水で洗浄してダイオキシン類同伴の汚水を分離すれば，前記の目的が有利に達成できることを知った。
【０００９】
したがって，本発明によれば，ダイオキシン類で汚染された土壌を原位置から採取して熱水で洗う段階と，ダイオキシン類同伴の泥水を該土壌から分離する段階を経てダイオキシン類濃度の低下した土壌を得る汚染土壌の浄化装置を提供する。
【００１０】
そして，該課題を解決するための一層具体的な手段として，本発明は，
自走装置を備え，ダイオキシン類で汚染された土壌を投入するホッパーと，ホッパーに投入された土壌を搬送するコンベアと，２５〜１００℃の熱水を例えば走行用エンジンの排ガスの熱を利用して作る加熱槽と，加熱槽で作られた熱水をコンベアで搬送中の土壌に撒水する熱水噴射器と，熱水散布を受けてコンベアの下に落下して溜まったダイオキシン類同伴の泥水を送るポンプと，そのポンプにより送り込まれた泥水を固液分離する固液分離槽が搭載されており，
前記の熱水散布はスクリューコンベアによって掻き混ぜられている土壌に対して行われ，熱水散布を受けた後のダイオキシン類濃度の低下した土壌は吐出端から放出されて地表に戻されるようになっており，ホッパーから吐出端までの土壌の搬送はコンベアにより連続的に行われる構造を有し，かつ前記固液分離槽で分離された水は不可避の泥分と共に加熱槽に戻されるようになっており，必要に応じて前記加熱槽に有機溶媒が添加されるようになっている走行式浄化装置：を提供する。
【００１１】
熱水で処理されたあとの土壌は，土壌中に生息していた細菌類は死滅するものも多く，したがって，この土壌にダイオキシン分解菌を添加すると，この菌が優先種となって生育しやすくなり，土壌に残留するダイオキシン類の分解効率が高まることがわかった。したがって，本発明によれば，より有利に該課題を解決する手段として，前記の装置によって得られたダイオキシン類濃度の低下した土壌にダイオキシン分解菌を添加することを特徴とする汚染土壌の浄化装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ダイオキシンは多くの異性体がある。とくにダイオキシンの一種である 2,3,7,8−四塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン (2,3,7,8 -TCDD)は最も毒性が高い。このため，環境庁告示のダイオキシン基準値は 2,3,7,8-TCDD の毒性に換算した値を採用している。本明細書においても「ダイオキシン類」とは環境庁告示と同様に各種の異性体を含む意味で使用する。なお，2,3,7,8-TCDD  の２５℃の水に対する溶解度は非常に小さく８〜２００ｎｇ／Ｌ程度であると言われている。
【００１３】
ダイオキシン類の土壌汚染は，実際には焼却場付近エリアの表層土に見られることが多い。とくに深さ１０ｃｍまで，場合によっては５ｃｍ程度までの極表層に局在しており，これより深い地盤中ではその濃度は極端に低下するのが普通である。
【００１４】
これは，焼却場から飛散する灰分に同伴したダイオキシン類が地表に直接的に舞い落ちたり，各種植物等に付着したあと時を経て地表に有機物と共に点在するようになるが，前記のようにダイオキシン類は水に対する溶解度が極めて低いので，水を媒体として地中に浸透するようなことも比較的進行し難いのではないかと考えられる。しかし，降雨時などに水の道が自然にできると，その水に運ばれて高濃度に堆積する部分が発生し，基準値を超える所が局在するようになることも考えられる。したがって，ダイオキシン類に汚染された土壌であると言っても，基準値である１０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇを超えるところが点在するようなことが多いのが実状であり，近辺の土壌，或いはその地下地盤では基準値以下であるところが多い。
【００１５】
このようなダイオキシン類汚染の分布形態から見ると，溶融固化法やアルカリ触媒化学分解法を適用して広いエリアを高深度まで完全浄化するようなことは必ずしも合理的な対策ではないと言い得る。
【００１６】
このような観点に立って本発明は，ダイオキシン類の汚染土壌に対し，表層部の汚染土壌を剥ぎ取りながら，好ましくは，汚染地帯における深さ５０ｃｍまでの表層土を剥ぎ取りながら，これを熱水で洗浄処理することを要旨とするものであり，ダイオキシン類の水に対する溶解度は温度が上昇するほど急激に大きくなるという現象と，土壌中のダイオキシン類は洗浄水に同伴するような微粒成分に付着している場合が多いという現象を有利に利用するものであり，ダイオキシン類で汚染された土壌を原位置から採取して熱水で洗う段階と，ダイオキシン類同伴の泥水を該土壌から分離する段階を経てダイオキシン類濃度の低下した土壌を得ることを特徴とする。
【００１７】
ここで，熱水とは常温以上１００℃までの温度（２５〜１００℃）を有した水であり，この熱水で土壌を洗う段階は，汚染エリヤや土壌の種類・性質に応じて以下に説明するような種々の好ましい態様のもとで実施するが，基本的には，汚染土壌を熱水で洗浄することにより，熱水中にダイオキシン類を溶解させることと，土壌中の微粒分（有機物・無機物を問わず，洗浄後の水に同伴する微細なサスペンション分）を熱水側にサスペンド（同伴）させることにある。
【００１８】
そのさい，熱水に有機溶媒を添加しておき，この有機溶媒にダイオキシン類を溶解させることもできる。例えば， 2,3,7,8-TCDD の各種有機溶媒に対する溶解度（リットル当り）は水に対するｎｇオーダに対しｍｇオーダで溶解するので，溶媒使用によってもダイオキシン類の洗浄水側への移行を促進させることができる。有機溶媒の例とその溶解度を例示すると，ベンゼン（溶解度＝570mg/L), クロロホルム（同＝370mg/L), アセトン（同＝110mg/L), n-オクタノール（同＝50 mg/L), メタノール（同＝10mg/L) などがある。
【００１９】
いずれにしても，熱水で土壌を洗う段階は，対象とする土壌がダイオキシン類で汚染されている関係上，その処理によって発生する水蒸気や微粒子・ミスト等が周囲に飛散したりすると思わぬ危険を及ぼす可能性がある。このため，できる限りこの熱水による洗浄は密閉系で行うか，排気処理を考慮した設備で行うことが好ましい。
【００２０】
次いで，この洗浄段階に引き続いて「ダイオキシン類同伴の泥水」を土壌から分離する段階を実施するが，これは洗い終えた熱水を土壌から分離することである。この分離は，もっとも簡便には, 土壌から洗浄水を自重を利用して土壌から自然に流出させる方法がよい。この場合, 土壌中には間隙水が残留するが，洗浄に使用する熱水の量が充分であれば，間隙水中に残存するダイオキシン類は非常に微量となるので特に問題はない。
【００２１】
洗浄水の分離段階においては，流出する微粒分の量と粒度は固液分離の程度に応じて異なるが，自重を利用して土壌から自然に洗浄水 (熱水) を放出させる場合には，土壌中の微粒分が洗浄水に同伴して流れ出る現象が生ずる。本発明においては，この自然に流出する程度の微粒分は, どのような固液分離手段を採用しようとも，洗浄水側に移行させるようにする。この微粒分の洗浄水側への移行によって，微粒分に同伴若しくは付着しているダイオキシン類を洗浄水側に移行させる点に本発明の一つの特徴がある。したがって「ダイオキシン類同伴の泥水」とは，ダイオキシン類が同伴若しくは付着した微粒分と，ダイオキシン類が溶解した洗浄水 (熱水) との混合物を意味しており，この混合物は通常は泥水状である。土壌から分離されるダイオキシン類同伴の泥水は，好ましくは常温以上（２５℃以上）の温度 (熱）を保持したまま土壌から分離する。
【００２２】
土壌から分離されたダイオキシン類同伴の泥水は，これを沈降槽や場合によって固液分離装置に導いて泥分を分離し，この泥分はダイオキシン類除去のために二次処理に供すると共に，泥分を分離した水はこれを熱水として再び土壌の洗浄に循環使用することができる。
【００２３】
以下に図面を参照しながら，本発明の好ましい態様を説明する。
図１の態様は，ダイオキシン類で汚染された土壌をコンベアで搬送しつつその上から２５〜１００℃の熱水を撒水し，ダイオキシン類同伴の泥水を該土壌から自重で流出させてダイオキシン類濃度の低下した土壌を得るようにした本発明方法の１形態として，走行式浄化装置によってこれを実施する例を示したものである。
【００２４】
図１において，１は原位置表層部のダイオキシン類汚染土壌を示しており，この汚染土壌１をバックホウ２によって表層部から剥ぎ取り，これをキャタピラーの上に設置された走行式浄化装置３のホッパー４に投入する。走行式浄化装置３は，熱水による汚染土壌の洗浄と分離を連続して行えるシステムをキャタピラーの上に設置したものであり，次のように構成されている。なお，図１のＡは走行式浄化装置３を平面的に見た略図，同Ｂは洗浄槽の内部を側面的に見た略図である。
【００２５】
ホッパー４から第１スクリューコンベア６と第２スクリューコンベア７を経て洗浄槽５に土壌が搬送される。洗浄槽５内には第３スクリューコンベア８が吐出端９をリア側に向けて設置されており，また，洗浄槽５の上部には熱水噴射器10が設置され，この熱水噴射器10から第３スクリューコンベア８上の土壌に対して熱水が撒水される。第３スクリューコンベア８は，図１Ｂに見られるように，樋状ホッパー11の底部に沿って設置されており，第２スクリューコンベア７から樋状ホッパー11に受入れられた土壌は，第３スクリューコンベア８によって掻き混ぜられながら，熱水散布を受けて吐出端９に向けて搬送され，この搬送の間に水切りが自然に行われ，ダイオキシン類同伴の泥水12となって第３スクリューコンベア８から落下して洗浄槽５の下部に溜まる。他方の，このダイオキシン類同伴の泥水12が分離されることによって，ダイオキシン類濃度の低下した土壌13は前記の吐出端９から放出され，処理済土壌14となって地表に戻される。
【００２６】
他方，加熱槽15が適切な位置（図例では洗浄槽５の上）に設置されており，この加熱槽15で作られた熱水を熱水噴射器10に送り込む。そのさい，添加物タンク16（図Ａ）から有機溶媒を加熱槽15に必要に応じて添加する。洗浄槽５の底部に溜まったダイオキシン類同伴の泥水12は，ポンプ17によって固液分離槽18（図Ａ）に送り込み，ここで分離された水は不可避の泥分と共に加熱槽15に戻される。固液分離槽18には処理の進行につれて泥分が堆積してくるが，これは別途回収してダイオキシン類除去のための二次処理用に貯留しておく。
【００２７】
加熱槽15の熱源としては自走装置のエンジン排ガスを利用することができる。また固液分離槽18として遠心分離機を適用する場合にはその回転動力としては自走用エンジンが利用でき，同様にスクリューコンベアやポンプ動力も自走用エンジンを利用できる。
【００２８】
図１Ａの19は運転台を表しており，この運転台19で浄化装置３の自走操作と共にスクリューコンベアの稼働や加熱槽等の制御を行えるようにして，バックホー２から受け入れた土壌を連続的に浄化処理することができ，この装置の稼働によって処理済土壌14の埋戻しも作業性よく行うことができる。
【００２９】
なお，吐出端９から「ダイオキシン類濃度の低下した土壌13」を地表に戻すさいに，ダイオキシン分解菌を添加しておくと，該土壌13は熱水処理されて各種の細菌が死滅若しくは菌数が低下しているので，ダイオキシン分解菌が優先種として培養される結果，土壌14に不可避に残留したダイオキシン類が分解しやすくなり，浄化目的が一層有利に達成される。すなわち，熱水処理する前の土壌１に該分解菌を接種する場合に比べて，本発明で処理した土壌14に接種した場合には，分解菌による分解効率を格段に向上させることができる。
【００３６】
上記態様は，ダイオキシン類で汚染された土壌は原位置からコンベア上に移され, ここで，熱水と接触されて熱水洗浄がなされ，この熱水洗浄のあと，洗浄後液として泥分同伴のダイオキシン含有泥水が分離され，この泥水を分離することによってダイオキシン類濃度の低下した土壌が回収されるものであるから，熱水洗浄と熱水分離を簡易且つ効率よく行なうことができる。そして，回収したダイオキシン類濃度の低下した土壌は水切りがされていると同時に微粒分が除去されているから，適度な湿度を有しながら空気がとおりやすい性質を有している。このため，水と酸素の供給が良好であり，微生物の生息に適した土壌となっている。したがって，この土壌にダイオキシン類分解菌を接種すると，その分解菌によるダイオキシン類分解効率が高くなる。とくに，微粒分（有機物・無機物）に強固に付着したダイオキシン類は土中の微生物による分解が困難であるが，このような微粒分は熱水洗浄で除去されているので，本発明で得られた土壌は生物分解に適したものとなっている。
【００３７】
なお，以上はダイオキシン類汚染土壌を対象とした場合を例に説明してきたが，ダイオキシン以外にも，油類や，ベンゼン，トルエン，キシレン等の有機溶媒類，各種農薬，ＰＣＢ，水銀，シアン化合物等で汚染された土壌に対しても，本発明装置は同様に適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によると，熱水洗浄という簡単な処理法により，ダイオキシン類汚染土壌をダイオキシン類濃度の低下した土壌に改良することができる。そして，この改良土壌は熱水洗浄によって微生物濃度が低下しているか死滅しているものも多く，且つ適度な湿分と通気性を有しているから，ダイオキシン分解菌の生育環境に優れるようにも改質されている。このため，さらにダイオキシン類濃度を微生物分解によって低下させることができる。
【００３９】
さらに，本発明による浄化は熱水洗浄と熱水分離という簡易な処理の組合せによるものであるから，ダイオキシン類が低濃度に分布した表層汚染土を対象とした広いエリアの処理に適用したとしても，溶融固化法やアルカリ触媒化学分解法等では殆んど不可能なような安価な費用で処理可能であり，ダイオキシン類の分布状況に則した経済的且つ効率的であると言える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明法を走行式浄化装置で実施する例を示した稼働状態図である。
１  原位置のダイオキシン類汚染土壌
３  走行式浄化装置
５  洗浄槽
６  第１スクリューコンベア
７  第２スクリューコンベア
８  洗浄槽内の第３スクリューコンベア
10  熱水噴射器
12  ダイオキシン類同伴の泥水
13  ダイオキシン類濃度が低下した土壌
14  処理済土壌
15  加熱槽
16  添加物タンク
18  固液分離槽
19  運転台
【図１】
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