(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質を含む汚染土壌から、任意の粒子径範囲の砂分と任意の粒子径未満の細粒子分とを得る分級装置と、
前記砂分の表面から前記汚染物質を含む汚染粒子を剥離する剥離洗浄装置と、
フローテーション薬剤を含む水の存在下で気泡を発生させ、前記の剥離した汚染粒子を前記気泡に付着させてフロスとし、前記フロスを除去して、一次浄化土壌を含む第一のスラリーを得る除去装置と、
前記除去装置の後段に設けられ、前記第一のスラリーを上向流水中に供給して、前記一次浄化土壌を浄化する上向流洗浄装置と、
前記細粒子分から、所定の粒子径よりも大きな有機物及び汚染粒子を分離して、除去する第一分離装置と、
前記第一分離装置で処理された前記細粒子分と前記フロスとを含む懸濁水に凝集剤を添加し、清澄な浄化処理水を得る凝集沈殿装置と、
を有する、汚染土壌の洗浄処理システム。
【請求項２】
前記上向流洗浄装置の後段に設けられ、前記上向流洗浄装置から流出したオーバーフローから、所定の粒子径よりも大きな有機物及び汚染粒子を分離して、除去する第二分離装置をさらに有する、請求項１に記載の汚染土壌の洗浄処理システム。
【請求項３】
前記剥離洗浄装置が、攪拌槽と攪拌翼とを備えるスクラバーである、請求項１又は２に記載の汚染土壌の洗浄処理システム。
【請求項４】
前記細粒子分と前記フロスとを含む第二のスラリーに溶存する前記汚染物質を吸着剤に接触させて浄化処理水を得る水処理装置をさらに有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の汚染土壌の洗浄処理システム。
【請求項５】
ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質を含む汚染土壌から任意の粒子径範囲の砂分と任意の粒子径未満の細粒子分とを得る分級工程と、
前記砂分の表面から前記汚染物質を含む汚染粒子を剥離する剥離洗浄工程と、
フローテーション薬剤を含む水の存在下で気泡を発生させ、前記の剥離した汚染粒子を前記気泡に付着させてフロスとし、前記フロスを除去して、一次浄化土壌を含む第一のスラリーを得る除去工程と、
前記除去工程の後に、前記第一のスラリーを上向流水中に供給して、前記一次浄化土壌を浄化する上向流洗浄工程と、
前記細粒子分から、所定の粒子径よりも大きな有機物及び汚染粒子を分離して、除去する第一分離工程と、
前記第一分離工程で処理された前記細粒子分と前記フロスとを含む懸濁水に凝集剤を添加し、清澄な浄化処理水を得る凝集沈殿工程と、
を有する、汚染土壌の洗浄処理方法。
【請求項６】
前記上向流洗浄工程の後に、前記上向流洗浄工程で流出したオーバーフローから、所定の粒子径よりも大きな有機物及び汚染粒子を分離して、除去する第二分離工程をさらに有する、請求項５に記載の汚染土壌の洗浄処理方法。
【請求項７】
前記剥離洗浄工程が、攪拌槽と攪拌翼とを備えるスクラバーを用いて、前記砂分を攪拌して相互に擦り合わせる操作を有する、請求項５又は６に記載の汚染土壌の洗浄処理方法。
【請求項８】
前記細粒子分と前記フロスとを含む第二のスラリーに溶存する前記汚染物質を吸着剤に接触させて浄化処理水を得る水処理工程をさらに有する、請求項５〜７のいずれか一項に記載の汚染土壌の洗浄処理方法。
【請求項９】
前記フローテーション薬剤が、前記汚染物質を水に可溶化させない薬剤である、請求項５〜８のいずれか一項に記載の汚染土壌の洗浄処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌の洗浄処理システム及び洗浄処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン類は、非揮発性の安定した有機塩素化合物である。農薬は、種々の有機化合物を含有する。ダイオキシン類や農薬は、人体への影響が懸念される。このため、ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質に汚染された汚染土壌を無害化する処理システムが求められている。【０００３】
例えば、特許文献１には、分級装置と、剥離洗浄装置と、除去装置とを有するダイオキシン類汚染土壌の洗浄処理システムが提案されている。特許文献２には、分級装置と、剥離洗浄装置と、除去装置と、水処理装置とを有する農薬汚染土壌の洗浄処理システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−１５０７７４号公報
【特許文献２】特開２０１９−１８１４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜２の技術では、土壌によっては汚染物質を充分に除去できない懸念がある。【０００６】
そこで、本発明は、汚染物質をより確実に除去できる汚染土壌の洗浄処理システム及び洗浄処理方法を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の態様を有する。
［１］ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質を含む汚染土壌から、任意の粒子径範囲の砂分と任意の粒子径未満の細粒子分とを得る分級装置と、
前記砂分の表面から前記汚染物質を含む汚染粒子を剥離する剥離洗浄装置と、
フローテーション薬剤を含む水の存在下で気泡を発生させ、前記の剥離した汚染粒子を前記気泡に付着させてフロスとし、前記フロスを除去して、一次浄化土壌を含む第一のスラリーを得る除去装置と、
前記除去装置の後段に設けられ、前記第一のスラリーを上向流水中に供給して、前記一次浄化土壌を浄化する上向流洗浄装置と、
を有する、汚染土壌の洗浄処理システム。
［２］前記剥離洗浄装置が、攪拌槽と攪拌翼とを備えるスクラバーである、［１］に記載の汚染土壌の洗浄処理システム。
［３］前記細粒子分と前記フロスとを含む第二のスラリーに溶存する前記汚染物質を吸着剤に接触させて浄化処理水を得る水処理装置をさらに有する、［１］又は［２］に記載の汚染土壌の洗浄処理システム。【０００８】
［４］ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質を含む汚染土壌から任意の粒子径範囲の砂分と任意の粒子径未満の細粒子分とを得る分級工程と、
前記砂分の表面から前記汚染物質を含む汚染粒子を剥離する剥離洗浄工程と、
フローテーション薬剤を含む水の存在下で気泡を発生させ、前記の剥離した汚染粒子を前記気泡に付着させてフロスとし、前記フロスを除去して、一次浄化土壌を含む第一のスラリーを得る除去工程と、
前記除去工程の後に、前記第一のスラリーを上向流水中に供給して、前記一次浄化土壌を浄化する上向流洗浄工程と、
を有する、汚染土壌の洗浄処理方法。
［５］前記剥離洗浄工程が、攪拌槽と攪拌翼とを備えるスクラバーを用いて、前記砂分を攪拌して相互に擦り合わせる操作を有する、［４］に記載の汚染土壌の洗浄処理方法。
［６］前記細粒子分と前記フロスとを含む第二のスラリーに溶存する前記汚染物質を吸着剤に接触させて浄化処理水を得る水処理工程をさらに有する、［４］又は［５］に記載の汚染土壌の洗浄処理方法。
［７］前記フローテーション薬剤が、前記汚染物質を水に可溶化させない薬剤である、［４］〜［６］のいずれか一項に記載の汚染土壌の洗浄処理方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の汚染土壌の洗浄処理システム及び洗浄処理方法によれば、汚染物質をより確実に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る汚染土壌の洗浄処理システムの一例を示す模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る汚染土壌の洗浄処理方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第二実施形態に係る汚染土壌の洗浄処理システムの一例を示す模式図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る汚染土壌の洗浄処理方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の汚染土壌の洗浄処理システム（以下、単に洗浄処理システムともいう。）は、ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質を含む汚染土壌から汚染物質を分級し、剥離洗浄し、除去することにより、汚染土壌を洗浄するものである。
本発明の洗浄処理システムは、分級装置と、剥離洗浄装置と、除去装置と、上向流洗浄装置とを有する。
以下に、本発明の洗浄処理システムの第一実施形態について、図１を参照して説明する。
【００１２】
［第一実施形態］
≪洗浄処理システム≫
図１に示すように、本実施形態の洗浄処理システム１は、分級装置１０と、剥離洗浄装置２０と、除去装置３０と、上向流洗浄装置４０と、第一脱水装置５１と、第二脱水装置５２と、凝集沈殿装置６０と、第一分離装置８１と、第二分離装置８２とを有する。分級装置１０は、第一分級装置１１と、第二分級装置１２とから構成されている。
【００１３】
第一分級装置１１の二次側には、第二分級装置１２が設けられている。
第二分級装置１２の二次側には、剥離洗浄装置２０及び第一分離装置８１が設けられている。
剥離洗浄装置２０の二次側には、除去装置３０が設けられている。
除去装置３０の二次側には、上向流洗浄装置４０が設けられている。
上向流洗浄装置４０の二次側には、第一脱水装置５１及び第二分離装置８２が設けられている。
凝集沈殿装置６０は、除去装置３０、第一脱水装置５１、第一分離装置８１及び第二分離装置８２の二次側に設けられている。
凝集沈殿装置６０の二次側には、第二脱水装置５２が設けられている。
【００１４】
第一分級装置１１は、ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質を含む汚染土壌（以下、単に汚染土壌ともいう。）Ｓ０を、任意の粒子径超の粗粒子分Ｓ２と、粗粒子分Ｓ２を含まない土壌Ｓ１（以下、単に土壌Ｓ１ともいう。）と、に分級する装置である。土壌Ｓ１の粒子径は、粗粒子分Ｓ２の粒子径よりも小さい。
第一分級装置１１は、公知の分級装置を用いることができる。第一分級装置１１としては、例えば、所定の目開きの金網フルイを備える円形振動フルイ機、２段湿式フルイを備える湿式振動フルイ機等が挙げられる。２段湿式フルイは、所定の目開きの金網フルイを上段と下段の２段で備えるフルイである。上段のフルイの所定の目開きとしては、例えば、２０〜５０ｍｍが挙げられる。下段のフルイの所定の目開きとしては、例えば、１〜４ｍｍが挙げられる。
下段のフルイの所定の目開きは、除去する粗粒子分Ｓ２の粒子径に応じて適宜設定される。
本明細書において、「粒子径」とは、土壌を構成する土壌粒子の代表粒子径をいうものとする。代表粒子径ＤＭは、フルイの目開きがＤＬとＤＵのフルイによって分けられた土壌粒子の粒子径で、下記式（Ｉ）によって求められる。例えば、フルイの目開き３８μｍのフルイを通過する土壌粒子の代表粒子径ＤＭは、ＤＬ＝０μｍ、ＤＵ＝３８μｍより、ＤＭ＝２６．９μｍとなる。
【００１５】
【数１】
0006853915.tif 000002
【００１６】
ダイオキシン類は、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤｓ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦｓ）及びダイオキシン様ポリ塩化ビフェニル（ＤＬ−ＰＣＢｓ）の総称をいう。ＤＬ−ＰＣＢｓは、ダイオキシン類特有の毒性を有するポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）をいう。ダイオキシン類の毒性は、２，３，７，８−テトラクロロジベンゾ−１，４−ジオキシン（ＴＣＤＤ）の毒性を基準とする毒性の等量（ＴＥＱ）を用いて表される。
【００１７】
農薬は、農作物等を害する菌、線虫、だに、昆虫、ねずみその他の動植物又はウイルスの防除に用いられる殺菌剤、殺虫剤その他の薬剤及び農作物等の生理機能の増進又は抑制に用いられる植物成長調整剤、発芽抑制剤その他の薬剤をいう。農薬としては、殺虫剤、殺菌剤、殺虫殺菌剤、除草剤、殺鼠剤、植物成長調整剤、誘引剤、展着剤、微生物剤等が挙げられる。
農薬に含まれる化学物質、すなわち汚染物質としては、例えば、２，４−ジクロロフェノキシ酢酸（２，４−Ｄ）、２，４，５−トリクロロフェノキシ酢酸（２，４，５−Ｔ）、３，６−ジクロロ−２−メトキシ安息香酸（ジカンバ）、１，２，３，４，５，６−ヘキサクロロシクロヘキサン（ベンゼンヘキサクロリド、ＢＨＣ、ＨＣＨ）、アルドリン、ディルドリン、エンドリン、クロルデン、ヘプタクロル、ジクロロジフェニルトリクロロエタン（ＤＤＴ）等が挙げられる。
本明細書において処理対象とする農薬としては、水に対する溶解度が農薬としては高く、凝集沈殿処理では対応できない、２，４−Ｄ、２，４，５−Ｔ、ＢＨＣが挙げられる。
農薬の水に対する溶解度は、２，４−Ｄが２３８ｍｇ／Ｌ（３０℃）、２，４，５−Ｔが９００ｍｇ／Ｌ（２５℃）、ＢＨＣが７．３ｍｇ／Ｌ（２５℃）である。これらの農薬の一部で水に溶解したものは、水中で溶存態として存在している。
なお、ダイオキシン類もごくわずかに水に溶解し、その溶解度は、２，３，７，８−ＴＣＤＤで１．９３×１０−５ｍｇ／Ｌ（２５℃）である。
【００１８】
第一分級装置１１によれば、汚染土壌Ｓ０から任意の粒子径の粗粒子分Ｓ２を分離できる。
【００１９】
第二分級装置１２は、土壌Ｓ１を、任意の粒子径（分級径）未満の細粒子分Ｓ３と、任意の粒子径（分級径）以上の砂分Ｓ４とに分級する装置である。
第二分級装置１２は、公知の分級装置を用いることができる。第二分級装置１２としては、例えば、所定の目開きの金網フルイを備える円形振動フルイ機、２段湿式フルイを備える湿式振動フルイ機、土壌粒子の沈降速度差を利用した分級装置、遠心力を利用した分級装置等が挙げられる。土壌粒子の沈降速度差を利用した分級装置としては、エーキンス、ハイメッシュセパレーター等が挙げられる。遠心力を利用した分級装置としては、ハイドロサイクロン等が挙げられる。
遠心力を利用した分級装置は、遠心力を利用して、土壌Ｓ１と水Ｗ１とを混合したスラリーの分級を行う装置である。遠心力を利用した分級装置としては、例えば、円塔底部が円錐形状の容器からなり、スラリーを導入する上部流入口と、アンダーフロー（以下、ＵＦともいう。）を取り出す下部流出口と、オーバーフロー（以下、ＯＦともいう。）を取り出す上部流出口と、を備える装置が挙げられる。
なお、本明細書において「分級径」は、５０％分級径ともいい、ＯＦとＵＦとの分級の境界となる土壌粒子の粒子径を意味する。
任意の粒子径としては、例えば、３０〜２５０μｍが好ましく、５０〜１００μｍがより好ましい。
【００２０】
第二分級装置１２によれば、汚染土壌Ｓ０から任意の粒子径範囲の砂分Ｓ４を得ることができる。任意の粒子径範囲としては、例えば、３０〜４０００μｍが挙げられる。
【００２１】
第一分離装置８１は、第二分級装置１２で分級された細粒子分Ｓ３から、所定の粒子径よりも大きな有機物や汚染粒子を分離して、除去する装置である。第一分離装置８１としては、所定の目開きのメッシュ（網）を備える分離装置が挙げられる。このような分離装置としては、例えば、回転可能なメッシュベルトと掻き取り部とを備えるオーバーフロー脱水テーブル（ＯＦ脱水テーブル）が挙げられる。メッシュの所定の目開きとしては、例えば、５０〜１５０μｍが挙げられる。
【００２２】
第一分離装置８１によれば、細粒子分Ｓ３から所定の粒子径よりも大きな有機物や汚染粒子が除去された細粒子分Ｓ１１が得られる。所定の粒子径としては、例えば、５０〜１５０μｍが挙げられる。
【００２３】
剥離洗浄装置２０は、砂分Ｓ４に剪断力を加えて、砂分Ｓ４の表面から汚染物質を含む汚染粒子（以下、「汚染相」ともいう。）を剥離する装置である。
剥離洗浄装置２０としては、洗浄槽を備える洗浄装置、撹拌子を備える攪拌装置、攪拌槽と攪拌翼とを備えるスクラバー等が挙げられる。本明細書において、「スクラバー」とは、攪拌槽と攪拌翼とを備え、水の存在下で、攪拌翼を用いて機械的に混合、攪拌して、土壌粒子を相互に擦り合わせることができる装置をいうものとする。スクラバーによれば、土壌粒子（砂分Ｓ４）同士を衝突させることによって土壌粒子の表面を擦り洗いする（スクラブする）ことで表面に付着している汚染相を剥離させることができる。このため、剥離洗浄装置２０としては、スクラバーを用いることが好ましい。
【００２４】
剥離洗浄装置２０によれば、砂分Ｓ４の表面から汚染相を剥離できる。すなわち、剥離洗浄装置２０によれば、砂分Ｓ４の表面から汚染物質を剥離できる。
【００２５】
除去装置３０は、フローテーション薬剤を含む水の存在下で気泡を発生させ、剥離した汚染相を気泡に付着させてフロス（泡沫）Ｆ１とし、フロスＦ１を除去する除去装置である。
除去装置３０としては、水槽とスクレーパーとを備えるフローテーション装置が挙げられる。スクレーパーは、水槽中に砂分Ｓ５と水Ｗ１とを含む液体の液面に浮遊したフロス（泡沫）Ｆ１を掻きとって除去するものである。フローテーション装置は、水Ｗ１を供給して、フロスＦ１をオーバーフローさせて除去するものでもよい。フローテーション装置によれば、剥離洗浄装置２０で剥離した汚染相を効率よく除去できる。このため、除去装置３０としては、フローテーション装置が好ましい。
【００２６】
水処理を容易にする観点から、フローテーション薬剤としては、汚染物質を水に可溶化させない薬剤が好ましい。汚染物質を水に可溶化させないことで、汚染相をより多く気泡に付着させて、除去率をより高められる。加えて、水に可溶化する汚染物質の量を低減でき、水に可溶化した汚染物質を除去する吸着剤の使用量を大幅に低減できる。
フローテーション薬剤は、捕収剤を含む。
捕収剤は、対象の汚染相の表面に吸着して汚染粒子の粒子表面を疎水化する薬剤である。捕収剤としては、例えば、脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、ジアルキルジチオリン酸塩、ザンセート、１級アミン塩、軽油、灯油、コールタール等が挙げられる。捕収剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なお、脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩（いわゆるアニオン系の界面活性剤）、１級アミン塩（いわゆるカチオン系の界面活性剤）、軽油、灯油は、後述する剥離洗浄工程では、剥離分散剤としても機能する。また、本明細書において、「界面活性剤」は、親水基と疎水基とを有する化合物をいい、汚染物質を水に可溶化させる目的で使用していない。
【００２７】
フローテーション薬剤は、起泡剤、剥離分散剤、活性剤、抑制剤、ｐＨ調整剤を含んでもよい。
起泡剤は、界面活性が高く、特定の吸着特性を持たない界面活性剤である。起泡剤は、水中に安定な気泡を多数発生させる。起泡剤としては、例えば、４−メチル−２−ペンタノール（ＭＩＢＣ）、松油（ｐｉｎｅ  ｏｉｌ）、２−エチル−１−ヘキサノール等が挙げられる。起泡剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
フローテーション薬剤に用いられる剥離分散剤は、砂分Ｓ４の表面から汚染相を剥離し、分散させる薬剤である。フローテーション薬剤に用いられる剥離分散剤としては、例えば、アルコール、アニオン系の界面活性剤（ただし、脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩を除く）、カチオン系の界面活性剤（ただし、１級アミン塩を除く）、塩化カルシウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、リグニンスルホン酸塩等が挙げられる。アルコールとしては、エタノール等のモノアルコールが挙げられる。フローテーション薬剤に用いられる剥離分散剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
活性剤（Activators）は、対象とする汚染相の浮遊性を高める薬剤である。汚染相の表面と捕収剤との親和性が低い場合、汚染相の浮遊性は低い。活性剤は、汚染相の表面に作用して、捕収剤との親和性を高め、汚染相の浮遊性を高める役割を果たす。活性剤としては、硫酸銅、塩化カルシウム、硫化ナトリウム等が挙げられる。活性剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
抑制剤（Depressants）は、鉱物の浮遊性を抑制する薬剤である。抑制剤としては、硫化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、タンニン、リグニン等が挙げられる。抑制剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ｐＨ調整剤は、汚染相を剥離した砂分Ｓ５と水Ｗ１とを含む液体のｐＨを調整する薬剤である。ｐＨ調整剤としては、例えば、硫酸、水酸化ナトリウム、水酸カルシウム、炭酸ガス等が挙げられる。ｐＨ調整剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２８】
除去装置３０によれば、剥離した汚染相をフロスＦ１として除去できる。その結果、一次浄化土壌を含む第一のスラリーＳ６が得られる。
【００２９】
上向流洗浄装置４０は、除去装置３０の後段に設けられ、第一のスラリーＳ６を上向流水中に供給して、一次浄化土壌を浄化する装置である。
上向流洗浄装置４０としては、例えば、上向流水Ｗ２を供給することにより上向流を発生し、第一のスラリーＳ６中の粒子の沈降速度の差を利用して土壌中の大小様々な有機物や汚染粒子を分離できる比重選別装置が挙げられる。このような比重選別装置としては、例えば、アップフローカラムが挙げられる。
アップフローカラムでは、底部からの上向流によって第一のスラリーＳ６中の砂粒子は層膨張の状態となる。沈降速度が上向流速よりも小さな有機物や汚染粒子は浮上し、水とともにオーバーフローＦ２として流出する。オーバーフローＦ２は、第二分離装置８２へと送られる。底部に堆積した砂粒子は、排出口から排出される。汚染物質を含む有機物や汚染粒子は、オーバーフローＦ２として除去されるため、一次浄化土壌はさらに浄化され、二次浄化土壌Ｓ７が得られる。
【００３０】
上向流洗浄装置４０によれば、一次浄化土壌はさらに浄化され、二次浄化土壌Ｓ７が得られる。
【００３１】
第二分離装置８２は、オーバーフローＦ２から、所定の粒子径よりも大きな有機物や汚染粒子を分離して、除去する装置である。第二分離装置８２としては、第一分離装置８１と同様の分離装置が挙げられる。
オーバーフローＦ２の水量は、細粒子分Ｓ３の水量よりも少ない。このため、第二分離装置８２のテーブル面積（メッシュベルトの面積）は、第一分離装置８１のテーブル面積よりも小さいことが好ましい。
第二分離装置８２におけるメッシュの所定の目開きとしては、例えば、５０〜１５０μｍが挙げられる。第二分離装置８２におけるメッシュの所定の目開きは、第一分離装置８１におけるメッシュの所定の目開きと同じでもよく、異なっていてもよい。
【００３２】
第二分離装置８２によれば、オーバーフローＦ２から所定の粒子径よりも大きな有機物や汚染粒子が除去されたオーバーフローＦ３が得られる。所定の粒子径としては、例えば、５０〜１５０μｍが挙げられる。
【００３３】
凝集沈殿装置６０は、細粒子分Ｓ１１とフロスＦ１とオーバーフローＦ３とを含む懸濁水に凝集剤を添加し、攪拌し、懸濁水中の細粒子分Ｓ１１とフロスＦ１に付着した細かい汚染粒子と、上向流洗浄装置４０から排出されたオーバーフローＦ３中の有機物や汚染粒子を大きな沈殿汚泥Ｓ９として沈殿させ、清澄な浄化処理水ＴＷを分離する装置である。懸濁水は、第二分級装置１２及び第一分離装置８１で分離された細粒子分Ｓ１１と、除去装置３０で除去されたフロスＦ１に付着した細かい汚染粒子と、上向流洗浄装置４０から排出され、第二分離装置８２を通過したオーバーフローＦ３中の有機物や汚染粒子と、第一脱水装置５１で除去された脱水処理水Ｅ１とを含む。
凝集沈殿装置６０としては、水槽を備える容器、反応塔、上向流式フロック分離槽、傾斜板沈殿槽（シックナー）、及びこれらを組み合わせた装置等が挙げられる。
【００３４】
凝集沈殿装置６０によれば、浄化処理水ＴＷと沈殿汚泥Ｓ９とを分離できる。浄化処理水ＴＷは、貯水槽（不図示）に移送され、貯留される。
【００３５】
第一脱水装置５１は、上向流洗浄装置４０で得られた二次浄化土壌Ｓ７を脱水して、洗浄砂Ｓ８を得る装置である。
第一脱水装置５１としては、脱水フルイ機、脱水サイクロン等が挙げられる。
第一脱水装置５１によれば、二次浄化土壌Ｓ７から水分を除去した洗浄砂Ｓ８が得られる。
【００３６】
第二脱水装置５２は、凝集沈殿装置６０で得られた沈殿汚泥Ｓ９を脱水して、濃縮残渣Ｃ１を得る装置である。
濃縮残渣Ｃ１は、高濃度の汚染物質を含む。濃縮残渣Ｃ１としては、例えば、脱水ケーキが挙げられる。
第二脱水装置５２としては、濾布等からなるフィルターとプレス機とを備える加圧式濾過装置（フィルタープレス機）等が挙げられる。
【００３７】
≪汚染土壌の洗浄処理方法≫
本発明の汚染土壌の洗浄処理方法（以下、単に洗浄処理方法ともいう。）は、ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質を含む汚染土壌から、汚染物質を含む汚染粒子（以下、「汚染相」ともいう。例えば、細粒子分、砂分に付着した無機粒子、有機物等が汚染相に該当する。）を剥離し、これを除去することにより、汚染土壌を洗浄処理する方法である。
本発明の洗浄処理方法は、分級工程と、剥離洗浄工程と、除去工程と、上向流洗浄工程とを有する。
以下に、本発明の洗浄処理方法の一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
【００３８】
＜分級工程＞
分級工程Ｐ１は、ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質を含む汚染土壌Ｓ０から任意の粒子径範囲の砂分Ｓ４と任意の粒子径未満の細粒子分Ｓ３とを得る工程である。本実施形態では、分級工程Ｐ１は、第一分級工程Ｐ１−１と、第二分級工程Ｐ１−２とを有する。
第一分級工程Ｐ１−１は、任意の粒子径以下の土壌Ｓ１と、任意の粒子径超の粗粒子分Ｓ２とに分離する工程である。
任意の粒子径は、汚染土壌Ｓ０の汚染の程度や、第二分級装置１２の許容サイズ等に応じて適宜設定される。任意の粒子径としては、例えば、１〜４ｍｍが挙げられ、２ｍｍが特に好ましい。
ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質は、所定の粒子径超の粗粒子分Ｓ２には吸着しにくい。このため、あらかじめ汚染土壌Ｓ０から粗粒子分Ｓ２を除去しておくと、汚染土壌Ｓ０の洗浄効率を向上しやすい。ここで、所定の粒子径としては、例えば、１〜４ｍｍが挙げられ、２ｍｍが特に好ましい。加えて、あらかじめ汚染土壌Ｓ０から粗粒子分Ｓ２を除去しておくと、第二分級装置１２の負荷を軽減しやすい。
よって、分級工程Ｐ１は、第一分級工程Ｐ１−１と、第二分級工程Ｐ１−２とを有することが好ましい。
【００３９】
第一分級工程Ｐ１−１では、まず、第一分級装置１１に入れた汚染土壌Ｓ０に水Ｗ１を添加し、スラリー状にする。次に、汚染土壌Ｓ０を、任意の粒子径以下の土壌Ｓ１と、任意の粒子径超の粗粒子分Ｓ２とに篩い分ける。
一般に、粗粒子分Ｓ２の汚染物質濃度は低く、土壌環境基準値以下である。土壌環境基準値超の粗粒子分Ｓ２は、ログウォッシャー等の砂利洗浄装置（不図示）で洗浄して処理される。このように、粗粒子分Ｓ２は、再利用可能である。
【００４０】
一般に、粒子径の小さい土壌ほど汚染物質濃度が高い。このため、土壌Ｓ１は、粗粒子分Ｓ２より汚染物質濃度が高い。土壌Ｓ１は、第二分級装置１２へと送られる。
【００４１】
第二分級工程Ｐ１−２は、土壌Ｓ１を、任意の粒子径（分級径）未満の細粒子分Ｓ３と、任意の粒子径（分級径）以上の砂分Ｓ４とに分離する工程である。
一般に、細粒子分Ｓ３の汚染物質濃度は高く、砂分Ｓ４の汚染物質濃度は低い。細粒子分Ｓ３を分離することで、回収された砂分Ｓ４の汚染物質濃度は大幅に低減される。
任意の粒子径としては、例えば、３０〜２５０μｍが好ましく、５０〜１００μｍがより好ましい。
第二分級工程Ｐ１−２では、第二分級装置１２によって、細粒子分Ｓ３を含むＯＦと、砂分Ｓ４を含むＵＦとに分級される。第二分級工程Ｐ１−２では、外部から第二分級装置１２へと水Ｗ１が供給されてもよい。
【００４２】
第二分級装置１２として、ハイドロサイクロンを用いた場合、上部流入口から入ったスラリー状の土壌Ｓ１は、円筒容器の円周方向に高速で供給されることにより、旋回運動による遠心作用によって分級される。この時、スラリー中の粒子径の大きな粒子や比重の重い粒子は、遠心力により周壁に集まり、次第にＵＦ出口（下部流出口）に向かい、排出される。粒子径の小さな粒子や比重の軽い粒子は、円筒容器の中央部を渦流となって上昇し、ＯＦ出口（上部流出口）から排出される。
任意の粒子径範囲は、ハイドロサイクロンを回転させるときのスラリー状の土壌Ｓ１の流量、供給圧力、ハイドロサイクロンの出口サイズ等により調整できる。
【００４３】
砂分Ｓ４を含むＵＦは、剥離洗浄装置２０へと送られる。細粒子分Ｓ３を含むＯＦは、第一分離装置８１へと送られる。
【００４４】
＜剥離洗浄工程＞
剥離洗浄工程Ｐ２は、砂分Ｓ４に剪断力を加えて、砂分Ｓ４の表面から汚染相を剥離する工程である。
ＵＦ中の砂分Ｓ４は、剥離洗浄装置２０において、剥離分散剤によって表面処理される。この表面処理により、砂分Ｓ４の表面から汚染相が化学的に剥離しやすい状態となる。
剥離分散剤としては、例えば、アルコール、アニオン系の界面活性剤、カチオン系の界面活性剤、軽油、灯油、塩化カルシウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、リグニンスルホン酸塩等が挙げられる。剥離分散剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４５】
次に、砂分Ｓ４に剪断力を加えて、砂分Ｓ４の表面から汚染相が物理的に剥離される。砂分Ｓ４に剪断力を加える方法としては、例えば、スクラビング（攪拌することによる擦り洗い）が挙げられる。
剥離洗浄工程Ｐ２は、攪拌槽と攪拌翼とを備えるスクラバーを用いて、砂分Ｓ４を攪拌して相互に擦り合わせる操作を有することが好ましい。剥離洗浄工程Ｐ２が、前記操作を有することで、砂分Ｓ４の表面から汚染相をより効果的に剥離できる。
剥離洗浄工程Ｐ２に要する時間は、２〜１０分が好ましく、４〜６分がより好ましい。剥離洗浄工程Ｐ２に要する時間が上記下限値以上であると、砂分Ｓ４の表面から汚染相を充分に剥離しやすい。剥離洗浄工程Ｐ２に要する時間が上記上限値以下であると、作業効率を向上しやすい。
剥離洗浄工程Ｐ２で用いられる剥離分散剤の種類、添加量、ｐＨ条件等は、砂分Ｓ４に吸着している汚染物質の濃度、存在形態等に応じて、適宜調整できる。
【００４６】
汚染相が剥離された砂分Ｓ５を含むＵＦは、除去装置３０へと送られる。
【００４７】
＜除去工程＞
除去工程Ｐ３は、フローテーション薬剤を含む水の存在下で気泡を発生させ、剥離した汚染相を気泡に付着させてフロスＦ１とし、フロスＦ１を除去して、一次浄化土壌を含む第一のスラリーＳ６を得る工程である。
除去工程Ｐ３では、砂分Ｓ５を含むスラリーは、除去装置３０の水槽（フローテーションセル）に供給される。除去工程Ｐ３では、フローテーション薬剤として起泡剤が添加されフローテーションが行われる。フローテーションは、除去装置３０の水槽内に任意の量の空気を導入する。導入された空気は、除去装置３０の攪拌翼で急速に攪拌され、その過程で任意の大きさの気泡が発生する。フローテーション薬剤（捕収剤）の作用により、剥離洗浄工程Ｐ２で剥離された汚染相をその気泡に付着させる。
良好なフロスＦ１が形成される条件は、汚染物質の種類、フローテーション薬剤の種類、攪拌翼の回転速度、導入される空気量等によって異なる。攪拌翼の回転速度は、砂分Ｓ５が除去装置３０の底部に沈殿せず、かつ、液面まで上昇しない範囲で流動するように調整することが好ましい。供給する空気の流量は、良好な大きさのフロスＦ１が形成されるように調整することが好ましい。本工程において、汚染物質を水に可溶化させないフローテーション薬剤を用いることで、汚染相をより多く気泡に付着させて、除去率をより高められる。加えて、水に可溶化する汚染物質の量を低減でき、水に可溶化した汚染物質を除去する吸着剤の使用量を大幅に低減できる。
【００４８】
汚染相を付着した気泡は、フロスＦ１として液面へと上昇し、除去装置３０のスクレーパーにより回収され、除去装置３０の系外へと除去される。除去工程Ｐ３では、外部から除去装置３０へと水Ｗ１が供給されてもよい。水Ｗ１を供給して、フロスＦ１をオーバーフローさせて除去してもよい。
除去工程Ｐ３に要する時間は、５〜２０分が好ましく、１０〜１５分がより好ましい。除去工程Ｐ３に要する時間が上記下限値以上であると、フロスＦ１を充分に除去しやすい。除去工程Ｐ３に要する時間が上記上限値以下であると、作業効率を向上しやすい。
除去工程Ｐ３で用いられるフローテーション薬剤の種類、添加量、ｐＨ条件等は、砂分Ｓ５を含むスラリー中の汚染物質の濃度、スラリー濃度、スラリー流量、スラリーの滞留時間等に応じて、適宜調整できる。
【００４９】
除去工程Ｐ３では、汚染相は、汚染物質を吸着していない土壌粒子との界面化学的性質の差を利用して選択的に分離され、気泡とともに液面まで上昇し、フロスＦ１として除去される。
【００５０】
汚染相が除去され、洗浄された一次浄化土壌を含む第一のスラリーＳ６は、上向流洗浄装置４０へと送られる。
フロスＦ１に付着した細かい汚染粒子は、細粒子分Ｓ１１を含むＯＦとともに凝集沈殿装置６０へと送られる。
剥離洗浄工程Ｐ２、除去工程Ｐ３を経て浄化された一次浄化土壌の汚染物質濃度は、分級工程Ｐ１後の砂分Ｓ４の汚染物質濃度に比べて、さらに一段と低減している。
【００５１】
＜上向流洗浄工程＞
上向流洗浄工程Ｐ４は、除去工程Ｐ３の後に、第一のスラリーＳ６を上向流水中に供給して、一次浄化土壌を浄化する工程である。本実施形態は、上向流洗浄工程Ｐ４を有することにより、ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質をより確実に除去できる。
上向流洗浄工程Ｐ４では、上向流水Ｗ２を供給することにより上向流を発生する。第一のスラリーＳ６は、上向流洗浄装置４０に設置された供給口から塔内へ供給される。上向流水Ｗ２は、上向流洗浄装置４０の底部の注入口から注入板を経て塔内へ均一に注入され、塔内を上昇し、底部から所定の位置で越流（オーバーフロー）する。上向流速Ｖは、線速度（空塔速度）で表され、底部からの上向流水量と第一のスラリーＳ６中の水量との和を塔の断面積で割った値となる。この上向流速Ｖによって、第一のスラリーＳ６中の砂粒子は、砂濾過の逆流洗浄に似た層膨張の状態を示す。
沈降速度が上向流速Ｖよりも小さな粒子は浮上するという原理によって、有機物や汚染粒子は分離され、オーバーフローＦ２として流出する。上向流洗浄工程Ｐ４で分離された有機物と汚染粒子とを含むオーバーフローＦ２は、第二分離装置８２へと流入する。
沈降速度が上向流速Ｖよりも大きな粒子は沈降し、上向流洗浄装置４０の底部に堆積する。底部の排出口にはバルブが設置されており、砂粒子の堆積が一定量以上になると自動的に排出される。汚染物質が吸着した有機物や汚染粒子は、オーバーフローＦ２として除去されるため、一次浄化土壌はさらに浄化され、二次浄化土壌Ｓ７が得られる。本実施形態において、二次浄化土壌Ｓ７を浄化された土壌としてもよい。
【００５２】
上向流速Ｖは、第一のスラリーＳ６中の砂粒子の粒径や密度、除去対象である有機物や汚染粒子の粒径や密度、上向流洗浄装置４０の形状や大きさ、砂粒子の層膨張率等に応じて調整できる。
例えば、第一のスラリーＳ６中の汚染粒子の粒径が４０〜６０μｍ、上向流洗浄装置４０が円筒形で、直径が１〜５ｍ、高さが２〜６ｍ、第一のスラリーＳ６を流出する位置が底部から０．５〜２ｍの場合、上向流速Ｖは、３〜５ｍ／ｈｒが好ましい。上向流速Ｖは、汚染粒子の粒径や密度に合わせて適宜調整できる。
上向流速Ｖが上記下限値以上であると、汚染物質が吸着した有機物や汚染粒子を充分に除去できる。上向流速Ｖが上記上限値以下であると、二次浄化土壌Ｓ７の産出量の低減を抑制できる。
【００５３】
＜その他の工程＞
本実施形態の洗浄処理方法は、分級工程Ｐ１、剥離洗浄工程Ｐ２、除去工程Ｐ３、上向流洗浄工程Ｐ４以外のその他の工程を有していてもよい。その他の工程としては、第一分離工程Ｐ８−１、第二分離工程Ｐ８−２、第一脱水工程Ｐ５−１、第二脱水工程Ｐ５−２、凝集沈殿工程Ｐ６等が挙げられる。
【００５４】
第一分離工程Ｐ８−１は、第二分級工程Ｐ１−２で分級された細粒子分Ｓ３から、所定の粒子径よりも大きな有機物や汚染粒子を分離して、除去する工程である。
所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子は、浮遊しやすいため、後述する凝集沈殿工程Ｐ６でうまく除去できない場合がある。このため、本実施形態の洗浄処理方法は、第一分離工程Ｐ８−１でこれらの有機物や汚染粒子をあらかじめ除去しておくことが好ましい。ここで、「軽質」とは水の比重１よりも比重が小さいことをいう。軽質の有機物としては、例えば、植物片、炭殻、腐植質等が挙げられる。
第一分離工程Ｐ８−１では、例えば、ＯＦ脱水テーブルにより、所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子を分離して、除去する。ＯＦ脱水テーブルは、所定の目開きのメッシュを回転可能に設置したメッシュベルトと、メッシュベルト上の平坦部（脱水テーブル）に濾し取られた有機物や汚染粒子を掻き取るための掻き取り部とを備える。ＯＦ脱水テーブルに送られた細粒子分Ｓ３を含むＯＦからは、メッシュベルトの篩目により、所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子が脱水テーブル上に濾し取られる。これらの有機物や汚染粒子は、掻き取り棒等の掻き取り部によって掻き取られ、除去される。第一分離工程Ｐ８−１によれば、所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子が除去されたＯＦ（細粒子分Ｓ１１を含むＯＦ）が得られる。細粒子分Ｓ１１を含むＯＦには、所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子が含まれないため、凝集沈殿工程Ｐ６での除去効率をより高められる。所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子は、高熱処理等の分解処理が可能な焼却施設や管理型の廃棄物処分場等に搬出される。
メッシュの所定の目開きとしては、例えば、５０〜１５０μｍが挙げられ、８０〜１２０μｍがより好ましい。所定の粒子径としては、例えば、５０〜１５０μｍが挙げられ、８０〜１２０μｍがより好ましい。
【００５５】
細粒子分Ｓ１１を含むＯＦは、所定の粒子径以下の汚染粒子を含み、フロスＦ１に付着した細かい汚染粒子、脱水処理水Ｅ１及び脱水処理水Ｅ２とともに、凝集沈殿装置６０へと送られる。
【００５６】
第二分離工程Ｐ８−２は、上向流洗浄工程Ｐ４で流出したオーバーフローＦ２から、所定の粒子径よりも大きな有機物や汚染粒子を分離して、除去する工程である。
所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子は、浮遊しやすいため、後述する凝集沈殿工程Ｐ６でうまく除去できない場合がある。このため、本実施形態の洗浄処理方法は、第二分離工程Ｐ８−２でこれらの有機物や汚染粒子をあらかじめ除去しておくことが好ましい。
第二分離工程Ｐ８−２では、例えば、ＯＦ脱水テーブルにより、所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子を分離して、除去する。ＯＦ脱水テーブルに送られたオーバーフローＦ２からは、メッシュベルトの篩目により、所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子が脱水テーブル上に濾し取られる。これらの有機物や汚染粒子は、掻き取り棒等の掻き取り部によって掻き取られ、除去される。第二分離工程Ｐ８−２によれば、所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子が除去されたオーバーフローＦ３が得られる。オーバーフローＦ３には、所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子が含まれないため、凝集沈殿工程Ｐ６での除去効率をより高められる。所定の粒子径よりも大きく、かつ、軽質の有機物や汚染粒子は、高熱処理等の分解処理が可能な焼却施設や管理型の廃棄物処分場等に搬出される。
メッシュの所定の目開きとしては、例えば、５０〜１５０μｍが挙げられ、８０〜１２０μｍがより好ましい。所定の粒子径としては、例えば、５０〜１５０μｍが挙げられ、８０〜１２０μｍがより好ましい。
【００５７】
オーバーフローＦ３は、所定の粒子径以下の汚染粒子を含み、細粒子分Ｓ１１を含むＯＦ、フロスＦ１に付着した細かい汚染粒子、脱水処理水Ｅ１及び脱水処理水Ｅ２とともに、凝集沈殿装置６０へと送られる。
【００５８】
第一脱水工程Ｐ５−１は、二次浄化土壌Ｓ７を脱水して、洗浄砂Ｓ８を得る工程である。第一脱水工程Ｐ５−１では、二次浄化土壌Ｓ７は、第一脱水装置５１によって脱水され、洗浄砂Ｓ８として回収される。洗浄砂Ｓ８は、剥離洗浄工程Ｐ２、除去工程Ｐ３、上向流洗浄工程Ｐ４を経て得られるため、汚染物質の濃度が充分に低減されている。洗浄砂Ｓ８は、汚染物質の濃度が土壌環境基準値以下であれば、再利用できる。土壌環境基準値超であれば、再度の洗浄処理を行う。２回目の洗浄処理によっても洗浄砂Ｓ８の汚染物質の濃度が土壌環境基準値を超過する場合は、高熱処理等の分解処理が可能な焼却施設や管理型の廃棄物処分場等に搬出されて処理される。
脱水によって分離された水分は、脱水処理水Ｅ１として、細粒子分Ｓ１１を含むＯＦ、フロスＦ１に付着した細かい汚染粒子、上向流洗浄装置４０で分離され、第二分離装置８２を通過したオーバーフローＦ３とともに凝集沈殿装置６０へと送られる。
第一脱水工程Ｐ５−１によれば、汚染物質が除去された二次浄化土壌Ｓ７から脱水処理水Ｅ１を分離した洗浄砂Ｓ８が得られる。
【００５９】
凝集沈殿工程Ｐ６は、細粒子分Ｓ１１とフロスＦ１とオーバーフローＦ３とを含む懸濁水に凝集剤を添加し、攪拌し、懸濁水中の細粒子分Ｓ１１とフロスＦ１に付着した細かい汚染粒子とオーバーフローＦ３中の有機物や汚染粒子を大きな沈殿汚泥Ｓ９として沈殿させ、清澄な浄化処理水ＴＷを分離する工程である。
凝集沈殿装置６０には、細粒子分Ｓ１１、フロスＦ１に付着していた細かい汚染粒子、上向流洗浄装置４０で分離され、第二分離装置８２を通過した有機物と汚染粒子を含むオーバーフローＦ３、脱水処理水Ｅ１及び脱水処理水Ｅ２を含む懸濁水が供給される。凝集沈殿工程Ｐ６では、懸濁水に凝集剤を添加して攪拌する。凝集剤を添加して攪拌することにより、懸濁水中の細粒子分Ｓ１１と細かい有機物や汚染粒子とを大きな沈殿汚泥Ｓ９として沈殿させることができる。懸濁水は、沈殿汚泥Ｓ９を沈殿させることにより、清澄な浄化処理水ＴＷとして再利用できる。浄化処理水ＴＷは、貯水槽（不図示）に移送され、貯留される。
凝集剤は特に限定されず、無機凝集剤、高分子凝集剤、ｐＨ調整剤、凝集助剤等が挙げられる。
沈殿汚泥Ｓ９は、第二脱水装置５２へと送られる。
【００６０】
第二脱水工程Ｐ５−２は、沈殿汚泥Ｓ９を脱水する工程である。第二脱水工程Ｐ５−２では、沈殿汚泥Ｓ９は、第二脱水装置５２によって脱水され、濃縮残渣Ｃ１となる。濃縮残渣Ｃ１は、高熱処理等の分解処理が可能な焼却施設や管理型の廃棄物処分場等に搬出されて処理される。
脱水によって分離された水分は、脱水処理水Ｅ２として、細粒子分Ｓ１１を含むＯＦ、フロスＦ１に付着した細かい汚染粒子、上向流洗浄装置４０で分離され、第二分離装置８２を通過した有機物と汚染粒子を含むオーバーフローＦ３とともに凝集沈殿装置６０へと送られる。
第二脱水工程Ｐ５−２によれば、沈殿汚泥Ｓ９から脱水処理水Ｅ２を分離して、体積及び重量を大幅に低減した濃縮残渣Ｃ１が得られる。
【００６１】
浄化処理水ＴＷの一部又は全部は、第一分級装置１１、砂利洗浄装置、第二分級装置１２、除去装置３０又は上向流洗浄装置４０のいずれかの装置に適宜供給して、水Ｗ１又は上向流水Ｗ２として循環利用してもよい。浄化処理水ＴＷの一部又は全部は、いずれか１つの装置に供給してもよいし、２つ以上の装置に供給してもよい。浄化処理水ＴＷの一部又は全部は、貯水槽から、ポンプ等を用いて、各プロセスへ必要な量が供給される。
【００６２】
本実施形態の洗浄処理システム１によれば、分級装置１０により、汚染土壌Ｓ０から、汚染物質濃度が低い粗粒子分Ｓ２を分離できる。
分級装置１０により、汚染土壌Ｓ０から任意の粒子径範囲の砂分Ｓ４を得ることができる。
剥離洗浄装置２０により、砂分Ｓ４の表面から汚染相を剥離できる。
除去装置３０により、剥離した汚染相を気泡に付着させてフロスＦ１とし、フロスＦ１を除去して、一次浄化土壌を含む第一のスラリーＳ６が得られる。
上向流洗浄装置４０により、第一のスラリーＳ６に含まれる一次浄化土壌はさらに浄化され、二次浄化土壌Ｓ７が得られる。
剥離洗浄装置２０と除去装置３０と上向流洗浄装置４０と第一脱水装置５１とにより、汚染物質が除去された洗浄砂Ｓ８が得られる。
本実施形態の洗浄処理システム１は、上述の構成を有することにより、効率よく汚染物質を除去でき、汚染土壌からの汚染物質の除去率をより高められる。
加えて、本実施形態の洗浄処理システム１によれば、従来の分級洗浄（フルイ＋サイクロン）や、分級洗浄に表面研磨を行った汚染土壌では不可能だった、汚染物質の高い除去率と洗浄砂の高い回収率の両立を実現できる。
さらに、本実施形態の洗浄処理システム１によれば、汚染物質を洗剤等によって水に可溶化させて、汚染土壌Ｓ０を洗浄する従来の技術に比べて、汚染物質を含む水の処理がはるかに容易になる。
【００６３】
［第二実施形態］
≪洗浄処理システム≫
図３に、本発明の第二実施形態に係る汚染土壌の洗浄処理システムの模式図を示す。第一実施形態と同じ構成には、同じ符号を付して、その説明を省略する。
図３に示すように、本実施形態の洗浄処理システム２は、分級装置１０と、剥離洗浄装置２０と、除去装置３０と、上向流洗浄装置４２と、第一脱水装置５３と、第二脱水装置５４と、水処理装置７０と、第一分離装置８１と、第二分離装置８２と、浄化処理水移送路９０と、を有する。分級装置１０は、第一分級装置１１と、第二分級装置１２とから構成されている。水処理装置７０は、第一水処理部７１と、第二水処理部７２とから構成されている。第二水処理部７２は、混合吸着槽７３と、吸着剤凝集沈殿槽７４と、凝集物移送部７５とから構成されている。
【００６４】
第二分級装置１２の二次側には、剥離洗浄装置２０と、第一分離装置８１とが設けられている。
除去装置３０の二次側には、上向流洗浄装置４２が設けられている。
上向流洗浄装置４２の二次側には、第一脱水装置５３及び第二分離装置８２が設けられている。
第一水処理部７１は、除去装置３０、第一脱水装置５３、第一分離装置８１及び第二分離装置８２の二次側に設けられている。
第一水処理部７１の二次側には、第二脱水装置５４と、混合吸着槽７３とが設けられている。
混合吸着槽７３の二次側には、吸着剤凝集沈殿槽７４が設けられている。
吸着剤凝集沈殿槽７４と混合吸着槽７３とは、混合液Ｗ４を移送する配管で接続されている。
吸着剤凝集沈殿槽７４と第二脱水装置５４とは、余剰吸着剤凝集物Ｓ１２を移送する配管で接続されている。
凝集物移送部７５は、吸着剤凝集沈殿槽７４から混合吸着槽７３へと戻る配管で構成されている。凝集物移送部７５と混合液Ｗ４を移送する配管とは、異なる配管で構成されている。
浄化処理水移送路９０は、吸着剤凝集沈殿槽７４から浄化処理水ＴＷを排出する配管と、第一分級装置１１と第二分級装置１２と除去装置３０と上向流洗浄装置４２と、をそれぞれ接続する配管で構成されている。
【００６５】
上向流洗浄装置４２は、除去装置３０の後段に設けられ、第一のスラリーＳ６を上向流水中に供給して、一次浄化土壌を浄化する装置である。
上向流洗浄装置４２では、底部からの上向流によって第一のスラリーＳ６中の砂粒子は層膨張の状態となる。沈降速度が上向流速よりも小さな有機物や汚染粒子は浮上し、水とともにオーバーフローＦ２として流出する。オーバーフローＦ２は、第二分離装置８２へと送られる。底部に堆積した砂粒子は、排出口から排出される。汚染物質を含む有機物や汚染粒子は、オーバーフローＦ２として除去されるため、一次浄化土壌はさらに浄化され、二次浄化土壌Ｓ１４が得られる。
【００６６】
上向流洗浄装置４２によれば、一次浄化土壌はさらに浄化され、二次浄化土壌Ｓ１４が得られる。
加えて、上向流洗浄装置４２には、吸着剤凝集沈殿槽７４から浄化処理水ＴＷの一部が供給される。浄化処理水ＴＷには、微量の吸着剤が含まれる場合がある。上向流洗浄装置４２によれば、浄化処理水ＴＷに含まれる吸着剤を除去できる。
上向流洗浄装置４２としては、上向流洗浄装置４０と同様の比重選別装置が挙げられる。
【００６７】
第一脱水装置５３は、上向流洗浄装置４２で得られた二次浄化土壌Ｓ１４を脱水して、洗浄砂Ｓ１５を得る装置である。
第一脱水装置５３としては、第一脱水装置５１と同様の装置が挙げられる。
第一脱水装置５３によれば、二次浄化土壌Ｓ１４から水分を除去した洗浄砂Ｓ１５が得られる。
【００６８】
第二脱水装置５４は、第一水処理部７１で除去された沈殿汚泥Ｓ１０を脱水して、濃縮残渣Ｃ２を得る装置である。
濃縮残渣Ｃ２は、高濃度の汚染物質を含む。濃縮残渣Ｃ２としては、濃縮残渣Ｃ１と同様の脱水ケーキが挙げられる。
第二脱水装置５４としては、第二脱水装置５２と同様の加圧式濾過装置（フィルタープレス機）等が挙げられる。
【００６９】
水処理装置７０は、細粒子分Ｓ３とフロスＦ１とオーバーフローＦ２とを含む第二のスラリーに溶存する汚染物質を、吸着剤Ａ１に吸着させて浄化処理水ＴＷを得る装置である。浄化処理水ＴＷは、貯水槽（不図示）に移送され、貯留される。
本実施形態の水処理装置７０は、第一水処理部７１と、第二水処理部７２とから構成されている。
【００７０】
第一水処理部７１は、細粒子分Ｓ１１とフロスＦ１とオーバーフローＦ３とを含む第二のスラリーから、汚染物質を含む懸濁粒子を沈殿させ分離して、凝集沈殿処理水Ｗ３を得る装置である。第二のスラリーは、第二分級装置１２で分級され、かつ、第一分離装置８１を通過した細粒子分Ｓ１１を含むＯＦと、除去装置３０で除去されたフロスＦ１に付着した細かい汚染物質の粒子（汚染粒子）と、上向流洗浄装置４０で分離され、かつ、第二分離装置８２を通過した有機物と汚染粒子を含むオーバーフローＦ３と、第一脱水装置５３で分離された脱水処理水Ｅ１と、第二脱水装置５４で分離された脱水処理水Ｅ２とを含む。懸濁粒子は、細粒子分Ｓ１１と、汚染粒子とを含む。沈殿汚泥Ｓ１０は、懸濁粒子が凝集して沈殿したものである。
第一水処理部７１としては、第二のスラリーと凝集剤とを反応させる薬品反応部（不図示）を有する上向流式フロック分離槽、シックナー、及びこれらを組み合わせた装置等が挙げられる。薬品反応部は、上向流式フロック分離槽やシックナーの入り口部分に設けられるものである。
薬品反応部は、１つでもよく、２つ以上を組み合わせて用いてもよい。薬品反応部を２つ以上組み合わせて用いると、第二のスラリーに含まれる汚染物質の濃度をより低減しやすい。洗浄処理システム２をコンパクトにする観点から、薬品反応部は、１つ又は２つが好ましい。
【００７１】
第二水処理部７２は、凝集沈殿処理水Ｗ３に吸着剤Ａ１を接触させ、凝集沈殿処理水Ｗ３に溶存する汚染物質を吸着剤Ａ１に吸着させて浄化処理水ＴＷを得る装置である。
本実施形態の第二水処理部７２は、混合吸着槽７３と、吸着剤凝集沈殿槽７４と、凝集物移送部７５とから構成されている。
【００７２】
混合吸着槽７３は、凝集沈殿処理水Ｗ３と粒状の吸着剤Ａ１とを混合して、混合液Ｗ４を得るものである。
混合吸着槽７３としては、水槽と攪拌翼とを備える攪拌槽が挙げられる。攪拌槽は１つでもよく、２つ以上を組み合わせて用いてもよい。攪拌槽を２つ以上組み合わせて用いると、凝集沈殿処理水Ｗ３に溶存する汚染物質をより確実に吸着剤Ａ１に吸着させられる。洗浄処理システム２をコンパクトにする観点から、攪拌槽は１つ又は２つが好ましく、混合吸着槽７３としては、１つ又は２つの攪拌槽を備える装置が好ましい。
【００７３】
吸着剤凝集沈殿槽７４は、混合液Ｗ４に凝集剤Ａ２を添加して粒状の吸着剤Ａ１を凝集物として分離し、浄化処理水ＴＷを得るものである。粒状の吸着剤Ａ１を凝集物として混合液Ｗ４から分離することで、混合液Ｗ４よりも汚染物質の濃度が大幅に低減した浄化処理水ＴＷが得られる。
吸着剤凝集沈殿槽７４としては、混合液Ｗ４と凝集剤Ａ２とを反応させる薬品反応部を有する上向流式フロック分離槽、シックナー等が挙げられる。
【００７４】
水処理装置７０としては、上述した第一水処理部７１と、第二水処理部７２とを有する装置の他に、吸着剤Ａ１を塔内に充填した吸着塔等が挙げられる。吸着塔によれば、凝集沈殿処理水Ｗ３よりも汚染物質の濃度が大幅に低減した浄化処理水ＴＷが得られる。しかし、凝集沈殿処理水Ｗ３と吸着剤Ａ１との接触効率を高め、凝集沈殿処理水Ｗ３に溶存する汚染物質をより効率よく除去できる観点から、水処理装置７０は、第一水処理部７１と、第二水処理部７２とを有することが好ましい。
【００７５】
第二水処理部７２は、混合吸着槽７３を有することで、凝集沈殿処理水Ｗ３と粒状の吸着剤Ａ１とを混合した混合液Ｗ４が得られる。凝集沈殿処理水Ｗ３に溶存する汚染物質を吸着剤Ａ１に吸着させる効率（吸着効率）を向上でき、汚染物質をより効率的に除去できる観点から、第二水処理部７２は、混合吸着槽７３を有することが好ましい。
第二水処理部７２は、吸着剤凝集沈殿槽７４を有することで、混合液Ｗ４から汚染物質を吸着した吸着剤を分離できる。その結果、混合液Ｗ４よりも汚染物質の濃度が大幅に低減した浄化処理水ＴＷが得られる。このため、第二水処理部７２は、吸着剤凝集沈殿槽７４を有することが好ましい。
加えて、第二水処理部７２は、混合吸着槽７３と、吸着剤凝集沈殿槽７４とを有することで、汚染物質の除去率をより一層高められる。このため、第二水処理部７２は、混合吸着槽７３と、吸着剤凝集沈殿槽７４とを有することがより好ましい。
【００７６】
水処理装置７０は、凝集物を吸着剤凝集沈殿槽７４から混合吸着槽７３に移送する凝集物移送部７５を有することが好ましい。水処理装置７０が凝集物移送部７５を有することで、混合吸着槽７３で用いる吸着剤Ａ１と後述する再利用吸着剤Ｓ１３とを併用できる。吸着剤Ａ１と再利用吸着剤Ｓ１３とを併用することで、吸着剤Ａ１の使用量を低減できる。吸着剤Ａ１の使用量を低減することで、汚染土壌Ｓ０を洗浄処理する際に要するコストを大幅に低減できる。
凝集物移送部７５は、凝集物を移送できる配管で構成されている。配管としては、引き抜きポンプを備える配管、循環ポンプを備える配管等が挙げられる。
【００７７】
浄化処理水移送路９０は、水処理装置７０で得られた浄化処理水ＴＷの一部又は全部を第一分級装置１１、砂利洗浄装置（不図示）、第二分級装置１２、除去装置３０又は上向流洗浄装置４２のいずれかの装置に移送する。浄化処理水移送路９０は、浄化処理水ＴＷの一部又は全部をいずれか１つの装置に移送してもよいし、２つ以上の装置に移送してもよい。
洗浄処理システム２が、浄化処理水移送路９０を有することで、浄化処理水ＴＷを再利用できる。浄化処理水ＴＷを再利用することで、外部から導入する水Ｗ１の使用量を大幅に低減できる。このため、汚染土壌Ｓ０を洗浄処理する際に要するコストを大幅に低減できる。
【００７８】
≪洗浄処理方法≫
本実施形態の洗浄処理方法は、分級工程と、剥離洗浄工程と、除去工程と、上向流洗浄工程とを有し、水処理工程をさらに有する。
以下に、本実施形態の洗浄処理方法について、図３及び図４を参照して説明する。
【００７９】
＜分級工程＞
本実施形態の分級工程Ｐ１は、第一実施形態の分級工程Ｐ１と同様である。
【００８０】
＜剥離洗浄工程＞
本実施形態の剥離洗浄工程Ｐ２は、第一実施形態の剥離洗浄工程Ｐ２と同様である。
【００８１】
＜除去工程＞
本実施形態の除去工程Ｐ３は、第一実施形態の除去工程Ｐ３と同様である。
【００８２】
＜上向流洗浄工程＞
本実施形態の上向流洗浄工程Ｐ４は、第一のスラリーＳ６に加えて、後述する水処理工程Ｐ７で得られる浄化処理水ＴＷを上向流洗浄装置４２に供給する。本実施形態は、浄化処理水ＴＷを上向流洗浄装置４２に供給することにより、浄化処理水ＴＷに含まれ得る吸着剤を除去できる。吸着剤には、水中に溶解した汚染物質が吸着されているため、吸着剤を除去することにより、汚染物質をより確実に除去できる。
上向流洗浄工程Ｐ４では、上向流水Ｗ２を供給することにより上向流を発生する。第一のスラリーＳ６は、上向流洗浄装置４２に設置された供給口から塔内へ供給される。浄化処理水ＴＷの一部は、上向流水Ｗ２として、上向流洗浄装置４２の底部の注入口から注入板を経て塔内へ均一に注入され、塔内を上昇し、底部から所定の位置で越流（オーバーフロー）する。上向流速Ｖは、線速度（空塔速度）で表され、底部からの上向流水量と第一のスラリーＳ６中の水量との和を塔の断面積で割った値となる。この上向流速Ｖによって、第一のスラリーＳ６中の砂粒子は、砂濾過の逆流洗浄に似た層膨張の状態を示す。
沈降速度が上向流速Ｖよりも小さな粒子は浮上するという原理によって、有機物や吸着剤を含む汚染粒子は分離され、オーバーフローＦ２として流出する。上向流洗浄工程Ｐ４で分離された有機物と汚染粒子とを含むオーバーフローＦ２は、第二分離装置８２へと流入する。
沈降速度が上向流速Ｖよりも大きな粒子は沈降し、上向流洗浄装置４２の底部に堆積する。底部の排出口にはバルブが設置されており、砂粒子の堆積が一定量以上になると自動的に排出される。汚染物質が吸着した有機物や汚染粒子は、オーバーフローＦ２として除去されるため、一次浄化土壌はさらに浄化され、二次浄化土壌Ｓ１４が得られる。
【００８３】
＜水処理工程＞
水処理工程Ｐ７は、細粒子分Ｓ１１とフロスＦ１とオーバーフローＦ３とを含む第二のスラリーに溶存する汚染物質を、吸着剤Ａ１に吸着させて浄化処理水ＴＷを得る工程である。本実施形態の水処理工程Ｐ７は、第一水処理操作Ｐ７−１と、第二水処理操作Ｐ７−２とを有する。
【００８４】
第一水処理操作Ｐ７−１は、細粒子分Ｓ１１とフロスＦ１とオーバーフローＦ３とを含む第二のスラリーから、汚染物質を含む懸濁粒子を沈殿させ分離して、凝集沈殿処理水Ｗ３を得る操作である。
第一水処理操作Ｐ７−１では、細粒子分Ｓ１１とフロスＦ１とオーバーフローＦ３とを含む第二のスラリーに凝集剤、ｐＨ調整剤を添加し、攪拌し、細粒子分Ｓ１１とフロスＦ１に付着した細かい汚染粒子と、オーバーフローＦ３中の有機物や汚染粒子とを大きな粒子の懸濁粒子として沈殿させ、凝集沈殿処理水Ｗ３を得る。懸濁粒子は、沈殿汚泥Ｓ１０として除去される。
本実施形態の洗浄処理方法は、第一水処理操作Ｐ７−１を有することで、第二のスラリーから沈殿汚泥Ｓ１０を除去し、凝集沈殿処理水Ｗ３が得られる。凝集沈殿処理水Ｗ３は懸濁粒子等の固形分が除去されているため、第二水処理操作Ｐ７−２において、凝集沈殿処理水Ｗ３に溶存する汚染物質を吸着剤Ａ１に吸着させる吸着効率を向上でき、汚染物質をより効率的に除去できる。
【００８５】
凝集剤は特に限定されず、無機凝集剤、高分子凝集剤、凝集助剤等が挙げられる。無機凝集剤としては、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、鉄塩等が挙げられる。高分子凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸塩等が挙げられる。凝集剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ｐＨ調整剤は、上述したフローテーション薬剤で用いられるｐＨ調整剤と同じでもよく、異なっていてもよい。
凝集沈殿処理水Ｗ３は、混合吸着槽７３へと送られる。沈殿汚泥Ｓ１０は、第二脱水装置５４へと送られる。
【００８６】
第二水処理操作Ｐ７−２は、凝集沈殿処理水Ｗ３に吸着剤Ａ１を接触させ、凝集沈殿処理水Ｗ３に溶存する汚染物質を吸着剤Ａ１に吸着させて浄化処理水ＴＷを得る操作である。本実施形態の第二水処理操作Ｐ７−２は、混合吸着処理Ｐ７−２−１と、吸着剤凝集沈殿処理Ｐ７−２−２と、凝集物移送処理Ｐ７−２−３とを有する。
【００８７】
混合吸着処理Ｐ７−２−１は、凝集沈殿処理水Ｗ３と粒状の吸着剤Ａ１とを混合して混合液Ｗ４を得る処理である。混合吸着処理Ｐ７−２−１では、混合吸着槽７３中の凝集沈殿処理水Ｗ３に粒状の吸着剤Ａ１を添加し、攪拌して混合する。その結果、凝集沈殿処理水Ｗ３に溶存する汚染物質は、粒状の吸着剤Ａ１に吸着される。凝集沈殿処理水Ｗ３に溶存する汚染物質の除去率を高める観点から、第二水処理操作Ｐ７−２は、混合吸着処理Ｐ７−２−１を有することが好ましい。
【００８８】
吸着剤Ａ１は、凝集沈殿処理水Ｗ３に溶存する汚染物質を吸着する薬剤である。
吸着剤Ａ１としては、例えば、竹炭、ヤシ殻系の活性炭、石炭系の活性炭、粉末活性炭、粒状活性炭等の活性炭、ゼオライト、活性アルミナ、合成吸着剤等の他の吸着剤が挙げられる。吸着剤Ａ１としては、汚染物質の吸着能に優れる観点から、活性炭が好ましく、細孔径が大きい点から、ヤシ殻系の活性炭、石炭系の活性炭がより好ましい。また、洗浄処理システム２の運転管理が容易な点から、粒状活性炭がより好ましい。
吸着剤Ａ１は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
本明細書において、吸着剤Ａ１は吸着能が消費されていない吸着剤を指す。吸着能が消費されていない吸着剤としては、例えば、新品の吸着剤や未使用の吸着剤が挙げられる。後述する再利用吸着剤Ｓ１３は、吸着能の一部が消費された吸着剤を指す。
【００８９】
汚染土壌Ｓ０中の農薬は、経過年月、土壌環境、降雨等、種々の外的要因によって、劣化・分解が進行している場合が多い。このため、吸着剤Ａ１の添加量と滞留時間は、実験的検討を経て適宜調整できる。
【００９０】
混合吸着処理Ｐ７−２−１では、吸着剤Ａ１と、再利用吸着剤Ｓ１３とを併用することが好ましい。吸着剤Ａ１と、再利用吸着剤Ｓ１３とを併用することで、吸着剤Ａ１の使用量を低減できる。吸着剤Ａ１の使用量を低減することで、汚染土壌Ｓ０を洗浄処理する際に要するコストを大幅に低減できる。
混合吸着処理Ｐ７−２−１では、汚染物質の除去率をより高められる観点から、吸着剤Ａ１を用いることが好ましい。
吸着剤Ａ１と再利用吸着剤Ｓ１３との混合比率は、凝集沈殿処理水Ｗ３に溶存する汚染物質の種類、濃度、存在形態等に応じて、適宜調整できる。
【００９１】
混合吸着処理Ｐ７−２−１によれば、混合液Ｗ４が得られる。混合液Ｗ４は、吸着剤凝集沈殿槽７４へと送られる。
【００９２】
吸着剤凝集沈殿処理Ｐ７−２−２は、混合液Ｗ４に凝集剤Ａ２を添加して、粒状の吸着剤Ａ１を凝集物として分離し、浄化処理水ＴＷを得る処理である。
凝集物を分離する方法は、特に限定されず、吸着剤凝集沈殿槽７４の底に沈殿させてから、引き抜きポンプ等で凝集物を除去する方法が挙げられる。
吸着剤凝集沈殿処理Ｐ７−２−２で凝集させる吸着剤は、吸着剤Ａ１の他、再利用吸着剤Ｓ１３を含んでいてもよい。
吸着剤を凝集し、捕集しやすい観点から、凝集剤Ａ２としては、上述した高分子凝集剤が好ましい。
吸着剤凝集沈殿槽７４で分離された凝集物は、余剰吸着剤凝集物Ｓ１２と、再利用吸着剤Ｓ１３とに分けられる。凝集剤Ａ２として、高分子凝集剤を用いた場合、凝集物の一部は、凝集物移送部７５のポンプ（不図示）と配管の内部で高分子凝集剤の架橋作用が破壊され、元の吸着剤Ａ１の粒子の状態に戻り、再利用吸着剤Ｓ１３として混合吸着槽７３へと移送される。
凝集物の残部は、余剰吸着剤凝集物Ｓ１２として吸着剤凝集沈殿槽７４の外部に排出される。余剰吸着剤凝集物Ｓ１２は、第二脱水装置５４へと移送され、沈殿汚泥Ｓ１０とともに脱水される。
【００９３】
汚染物質を吸着した吸着剤Ａ１は、凝集物として除去される。その結果、浄化処理水ＴＷは、凝集沈殿処理水Ｗ３よりも汚染物質の濃度が大幅に低減している。浄化処理水ＴＷは、貯水槽（不図示）に移送され、貯留される。
浄化処理水ＴＷの一部又は全部は、第一分級装置１１、砂利洗浄装置、第二分級装置１２、除去装置３０又は上向流洗浄装置４２のいずれかの装置に適宜供給して、水Ｗ１又は上向流水Ｗ２として循環利用してもよい。浄化処理水ＴＷの一部又は全部は、いずれか１つの装置に供給してもよいし、２つ以上の装置に供給してもよい。浄化処理水ＴＷの一部又は全部は、貯水槽から、ポンプ等を用いて、各プロセスへ必要な量が供給される。
凝集物として除去される吸着剤は、吸着剤Ａ１の他、再利用吸着剤Ｓ１３を含んでいてもよい。
【００９４】
余剰吸着剤凝集物Ｓ１２は、その全量を第二脱水装置５４へ移送し、沈殿汚泥Ｓ１０とともに脱水して濃縮残渣Ｃ２としてもよい。余剰吸着剤凝集物Ｓ１２は、その一部を凝集物移送部７５へ移送し、再利用吸着剤Ｓ１３としてもよい。汚染土壌Ｓ０を洗浄処理する際に要するコストを低減する観点から、余剰吸着剤凝集物Ｓ１２は、その一部を混合吸着処理Ｐ７−２−１で再利用吸着剤Ｓ１３として再利用することが好ましい。このため、水処理工程Ｐ７は、吸着剤凝集沈殿処理Ｐ７−２−２で分離された凝集物を混合吸着槽７３中の混合液Ｗ４に移送する凝集物移送処理Ｐ７−２−３を有することが好ましい。凝集物移送処理Ｐ７−２−３においては、凝集物は、吸着剤凝集沈殿槽７４から、凝集物移送部７５を経由して混合吸着槽７３へと移送される。
【００９５】
本実施形態の水処理工程Ｐ７は、凝集物を吸着剤凝集沈殿槽７４から第一水処理部７１に移送する凝集物移送操作を有していてもよい。水処理工程Ｐ７が、凝集物を第一水処理部７１に移送する凝集物移送操作を有することで、第一水処理部７１で吸着剤Ａ１を用いる場合に、吸着剤Ａ１と再利用吸着剤Ｓ１３とを併用でき、汚染土壌Ｓ０を洗浄処理する際に要するコストを大幅に低減できる。このため、水処理工程Ｐ７は、凝集物を第一水処理部７１に移送する凝集物移送操作を有することが好ましい。
【００９６】
水処理装置７０によれば、浄化処理水ＴＷと余剰吸着剤凝集物Ｓ１２とが得られる。
【００９７】
＜その他の工程＞
本実施形態の洗浄処理方法は、分級工程Ｐ１、剥離洗浄工程Ｐ２、除去工程Ｐ３、上向流洗浄工程Ｐ４、水処理工程Ｐ７以外のその他の工程を有していてもよい。その他の工程としては、第一分離工程Ｐ８−１、第二分離工程Ｐ８−２、第一脱水工程Ｐ５−１、第二脱水工程Ｐ５−２、浄化処理水移送工程Ｐ９等が挙げられる。
【００９８】
本実施形態の第一分離工程Ｐ８−１は、第一実施形態の第一分離工程Ｐ８−１と同様である。
本実施形態の第二分離工程Ｐ８−２は、第一実施形態の第二分離工程Ｐ８−２と同様である。
【００９９】
第一脱水工程Ｐ５−１は、二次浄化土壌Ｓ１４を脱水して、洗浄砂Ｓ１５を得る工程である。第一脱水工程Ｐ５−１では、二次浄化土壌Ｓ１４は、第一脱水装置５３によって脱水され、洗浄砂Ｓ１５として回収される。洗浄砂Ｓ１５は、剥離洗浄工程Ｐ２、除去工程Ｐ３、上向流洗浄工程Ｐ４を経て得られるため、汚染物質の濃度が充分に低減されている。洗浄砂Ｓ１５は、汚染物質の濃度が土壌環境基準値以下であれば、再利用でき、土壌環境基準値超であれば、再度の洗浄処理を行う。２回目の洗浄処理によっても洗浄砂Ｓ１５の汚染物質の濃度が土壌環境基準値を超過する場合は、高熱処理等の分解処理が可能な焼却施設や管理型の廃棄物処分場等に搬出されて処理される。
脱水によって分離された水分は、脱水処理水Ｅ１として、細粒子分Ｓ１１を含むＯＦ、フロスＦ１に付着した細かい汚染粒子、上向流洗浄装置４０で分離され、第二分離装置８２を通過したオーバーフローＦ３とともに水処理装置７０へと送られる。
第一脱水工程Ｐ５−１によれば、汚染物質が除去された二次浄化土壌Ｓ１４から脱水処理水Ｅ１を分離した洗浄砂Ｓ１５が得られる。
【０１００】
第二脱水工程Ｐ５−２は、沈殿汚泥Ｓ１０と余剰吸着剤凝集物Ｓ１２とを脱水する工程である。第二脱水工程Ｐ５−２では、沈殿汚泥Ｓ１０と余剰吸着剤凝集物Ｓ１２とは、第二脱水装置５４によって脱水され、濃縮残渣Ｃ２となる。濃縮残渣Ｃ２は、高熱処理等の分解処理が可能な焼却施設や管理型の廃棄物処分場等に搬出されて処理される。
脱水によって分離された水分は、脱水処理水Ｅ２として、細粒子分Ｓ１１を含むＯＦ、フロスＦ１に付着した細かい汚染粒子、オーバーフローＦ３中の有機物や汚染粒子及び脱水処理水Ｅ１とともに第一水処理部７１へと送られる。
第二脱水工程Ｐ５−２によれば、沈殿汚泥Ｓ１０及び余剰吸着剤凝集物Ｓ１２から脱水処理水Ｅ２を分離して、体積及び重量を大幅に低減した濃縮残渣Ｃ２が得られる。
【０１０１】
浄化処理水移送工程Ｐ９は、浄化処理水ＴＷの一部又は全部を、第一分級装置１１、砂利洗浄装置（不図示）、第二分級装置１２、除去装置３０又は上向流洗浄装置４２のいずれかの装置へと移送する工程である。浄化処理水移送工程Ｐ９では、浄化処理水移送路９０を介して、浄化処理水ＴＷの一部又は全部を、洗浄処理システム２の各プロセスへと移送する。浄化処理水移送工程Ｐ９では、浄化処理水ＴＷの一部又は全部をいずれか１つの装置に移送してもよいし、２つ以上の装置に移送してもよい。
浄化処理水移送工程Ｐ９によれば、浄化処理水ＴＷの一部又は全部を、洗浄処理システム２の各プロセスで再利用できる。
【０１０２】
本実施形態の洗浄処理システム２によれば、汚染土壌の洗浄処理に用いた水に溶出した溶存態の汚染物質を除去できる。
さらに、本実施形態の洗浄処理システム２によれば、浄化処理水ＴＷを再利用できる。
【０１０３】
以上、本発明の汚染土壌の洗浄処理システム及び洗浄処理方法について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、洗浄処理システムでは、分級装置１０は、一つの分級装置から構成されたものであってもよい。
剥離洗浄装置２０と除去装置３０とは、一つの装置が兼用する形態であってもよい。
【０１０４】
浄化処理水ＴＷの一部又は全部を第一水処理部７１、混合吸着槽７３又は吸着剤凝集沈殿槽７４のいずれかの装置に供給して再利用してもよい。
洗浄処理システムは、浄化処理水ＴＷの一部又は全部をいずれか１つの装置に供給してもよいし、２つ以上の装置に供給してもよい。
【０１０５】
上述の実施形態では、細粒子分Ｓ１１を含むＯＦと、フロスＦ１と、オーバーフローＦ３と、脱水処理水Ｅ１と、脱水処理水Ｅ２とを混合してから第一水処理部７１に供給している。細粒子分Ｓ１１を含むＯＦと、フロスＦ１と、オーバーフローＦ３と、脱水処理水Ｅ１と、脱水処理水Ｅ２とは、第一水処理部７１に供給する前に混合してもよく、細粒子分Ｓ１１を含むＯＦ、フロスＦ１、オーバーフローＦ３、脱水処理水Ｅ１、脱水処理水Ｅ２を別々に第一水処理部７１に供給し、第一水処理部７１の内部で混合してもよい。
細粒子分Ｓ１１を含むＯＦの供給のしやすさ、作業効率を高める観点から、細粒子分Ｓ１１を含むＯＦと、フロスＦ１と、オーバーフローＦ３と、脱水処理水Ｅ１と、脱水処理水Ｅ２とは、第一水処理部７１に供給する前に混合することが好ましい。
第二のスラリーに溶出した溶存態の汚染物質濃度が低い場合、第一水処理部７１に吸着剤Ａ１を投入してもよい。この場合、第二水処理部７２を省略できる。
吸着剤Ａ１の吸着能が高い場合、第一水処理部７１に吸着剤Ａ１を投入してもよい。この場合、第二水処理部７２を省略できる。
吸着剤Ａ１に対する汚染物質の吸着効率を高め、より確実に汚染物質を吸着剤Ａ１に吸着させる観点から、洗浄処理システムは、第一水処理部７１と、第二水処理部７２とを有することが好ましい。
【実施例】
【０１０６】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。【０１０７】
［実施例１〜２６］
表１に示す規模の各装置を有する洗浄処理システム１を用いて、表２に示す汚染物質濃度の汚染土壌に対して洗浄処理試験を行った。なお、汚染物質として、農薬（２，４−Ｄ、２，４，５−Ｔ）が含まれていたが、低濃度であったため、評価の対象から除外した。すなわち、本実施例の汚染物質は、ダイオキシン類である。
日本やドイツにおけるダイオキシン類の環境基準は、１０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ以下である。ベトナムにおいては、ダイオキシン類の環境基準は、土地利用用途によって異なり、住宅地では３００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ以下、公園・緑地利用では６００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ以下、商業用地あるいは工業用地では１２００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ以下である。【０１０８】
【表１】
0006853915.tif 000003
【０１０９】
汚染土壌（元土壌、フィード）の汚染物質濃度に応じてフィードを分類した。フィードは、４０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ未満を低濃度領域（実施例１〜６）、４０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ以上８０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ未満を中濃度領域（実施例７〜１４）、８０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ以上１６０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ未満を高濃度領域（実施例１５〜２２）、１６０００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ以上を高高濃度領域（実施例２３〜２６）とした。【０１１０】
洗浄処理システム１を用いて得られた洗浄砂（洗浄土ともいう。）の汚染物質濃度（ダイオキシン類濃度）を測定した。ダイオキシン類濃度は、認定を受けた計量証明事業所（分析会社）において、フィード及び洗浄砂（洗浄土）に含まれるダイオキシン類を一連の抽出操作（ソックスレー抽出等）とクリーンアップ操作によって抽出し、高分解能ガスクロマトグラフ質量分析計（ＧＣ／ＭＳ）により測定した。汚染物質除去率（ダイオキシン類除去率）は、下記式（ＩＩ）により算出した。結果を表２に示す。【０１１１】
【数２】
0006853915.tif 000004
【０１１２】
式（ＩＩ）において、「除去率（％）」は、ダイオキシン類除去率を表す。「Ｃｃｌｅａｎ  ｓａｎｄ」は、洗浄砂（洗浄土）のダイオキシン類濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ）を表す。「Ｃｆｅｅｄ  ｓｏｉｌ」は、汚染土壌（元土壌）のダイオキシン類濃度（ｐｇ−ＴＥＱ／ｇ）を表す。【０１１３】
【表２】
0006853915.tif 000005
【０１１４】
表２に示すように、低濃度領域のフィードに対しては、ベトナムにおける住宅地もしくは公園・緑地利用のダイオキシン類の環境基準を満足する洗浄砂が得られた。中濃度領域のフィードに対しては、ベトナムにおける住宅地もしくは公園・緑地利用のダイオキシン類の環境基準を満足する洗浄砂が得られた。高濃度領域のフィードに対しては、ベトナムにおける公園・緑地利用、商業用地あるいは工業用地のダイオキシン類の環境基準を満足する洗浄砂が得られた。高高濃度領域のフィードに対しては、ベトナムにおける商業用地あるいは工業用地のダイオキシン類の環境基準を満足する洗浄砂が得られた。
すなわち、最大２００００ｐｇ−ＴＥＱ／ｇまでの汚染土壌に対して、ベトナムにおけるダイオキシン類の環境基準を満足する洗浄砂を産出できることが確認できた。
洗浄処理試験によって得られた処理水のダイオキシン類濃度を分析した結果、いずれの実施例においても水中のダイオキシン類濃度は、定量下限値未満であった。
加えて、本発明を適用した実施例１〜２６において、９３％以上の非常に高い汚染物質除去率が得られた。
本発明を適用することにより、ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質をより確実に除去できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明の洗浄処理システム及び洗浄処理方法は、ダイオキシン類や農薬等の有害物質が含まれる汚染土壌を洗浄処理する用途に広く適用できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１，２…汚染土壌の洗浄処理システム、１０…分級装置、１１…第一分級装置、１２…第二分級装置、２０…剥離洗浄装置、３０…除去装置、４０，４２…上向流洗浄装置、５１，５３…第一脱水装置、５２，５４…第二脱水装置、６０…凝集沈殿装置、７０…水処理装置、７１…第一水処理部、７２…第二水処理部、７３…混合吸着槽、７４…吸着剤凝集沈殿槽、７５…凝集物移送部、８１…第一分離装置、８２…第二分離装置、９０…浄化処理水移送路、Ｓ０…汚染土壌、Ｓ１…土壌、Ｓ２…粗粒子分、Ｓ３，Ｓ１１…細粒子分、Ｓ４，Ｓ５…砂分、Ｓ６…第一のスラリー、Ｓ７，Ｓ１４…二次浄化土壌、Ｓ８，Ｓ１５…洗浄砂、Ｓ９，Ｓ１０…沈殿汚泥、Ｓ１２…余剰吸着剤凝集物、Ｓ１３…再利用吸着剤、Ｗ１…水、Ｗ２…上向流水、Ｗ３…凝集沈殿処理水、Ｗ４…混合液、ＴＷ…浄化処理水、Ｅ１，Ｅ２…脱水処理水、Ｆ１…フロス（泡沫）、Ｆ２，Ｆ３…オーバーフロー、Ｃ１，Ｃ２…濃縮残渣、Ａ１…吸着剤、Ａ２…凝集剤
【要約】
ダイオキシン類及び農薬から選ばれる１種以上の汚染物質を含む汚染土壌（Ｓ０）から任意の粒子径範囲の砂分（Ｓ４）と任意の粒子径未満の細粒子分（Ｓ３）とを得る分級装置（１０）と、砂分（Ｓ４）の表面から前記汚染物質を含む汚染粒子を剥離する剥離洗浄装置（２０）と、フローテーション薬剤を含む水の存在下で気泡を発生させ、前記の剥離した汚染粒子を前記気泡に付着させてフロス（Ｆ１）とし、フロス（Ｆ１）を除去して、一次浄化土壌を含む第一のスラリー（Ｓ６）を得る除去装置（３０）と、除去装置（３０）の後段に設けられ、第一のスラリー（Ｓ６）を上向流水（Ｗ２）中に供給して、前記一次浄化土壌を浄化する上向流洗浄装置（４０）と、を有する、汚染土壌の洗浄処理システム（１）。【図１】
0006853915.tif 000006
【図２】
0006853915.tif 000007
【図３】
0006853915.tif 000008
【図４】
0006853915.tif 000009