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【発明の名称】 汚染土壌の浄化方法
【発明者】 【氏名】増田 幹
【課題】掘削する土壌の容積を低減させ、かつ早い作業期間で経済的に汚染土壌を浄化する汚染土壌の浄化方法を提供する。

【解決手段】汚染土壌領域を取り囲むよう遮断壁を構築した後、前記汚染領域内に所定の間隔で陽極および陰極の電極を配置する工程と、該電極間に直流電圧を印加し、動電学的作用により重金属を移動させて局所的に濃縮させる工程と、濃縮部の土壌を掘削して粗大塊状物として回収する工程と、該粗大塊状物に水を加えて解砕し、得られた解砕物を数段階に分級する工程と、分級した土壌別に重金属を除去する工程とからなることを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 汚染土壌領域を取り囲むよう遮断壁を構築した後、前記汚染領域内に所定の間隔で陽極および陰極の電極を配置する工程と、該電極間に直流電圧を印加し、動電学的作用により重金属を移動させて局所的に濃縮させる工程と、濃縮部の土壌を掘削して粗大塊状物として回収する工程と、該粗大塊状物に水を加えて解砕し、得られた解砕物を数段階に分級する工程と、分級した土壌別に重金属を除去する工程とからなることを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項2】 前記分級した土壌別に重金属を除去する工程として、比重選別により重金属高含有粒子を濃縮除去する手段あるいは重金属を抽出する溶媒を用いて濃縮除去する手段のうち少なくとも1種の手段を用いることを特徴とする請求項1記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項3】 前記比重選別手段としてジグ選別、重液選別、テーブル選鉱あるいは水力選別のうち少なくとも1種の方法を用いることを特徴とする請求項2記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項4】 前記分級した土壌別に重金属を回収する工程を施した後、重金属を不溶化する工程を実施することを特徴とする請求項1記載の汚染土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は重金属などで汚染された土壌を回収して、重金属などを除去する汚染土壌の浄化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、工場跡地などが重金属で汚染されていることが判明する事例が増加しているが、この場合日本国内で現時点で行われている汚染土壌に対する対策は、汚染物質の不溶化処理、遮水工事、覆土工事などといった周辺環境から汚染土壌を遮断する方法が一般的である。しかしこの方法では重金属そのものが現場に残るために、対策後も土地の利用に関して一定の制限を加えざるを得なかった。
【0003】そこで最近は高濃度に汚染された土壌を廃棄して、汚染現場の土を入れ替える処置も行われている。しかし産業廃棄物の最終処分場が近い将来不足することはすでに明らかであるため、これに替わって汚染土壌中の重金属などを浄化する方法が現実的な対策として検討されている。
【0004】このような汚染土壌を浄化する方法としては、土壌洗浄法や動電学的処理方法が挙げられる。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物質を物理的・化学的に抽出分離する方法であり、土壌を洗浄して重金属を高濃度含有する粒子を除去し、得られた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量化することを目的としている。したがって供給された汚染物量に対する得られた清浄物量の割合が高いほど効果的な浄化方法となる。一方動電学的処理方法は汚染土壌中に陽極と陰極の電極を配置し、その電極間に直流電圧を印加し、電気浸透およびイオン泳動の作用により一方の電極側に汚染物質を濃縮してこれを回収する方法である。この方法を用いればほとんど土壌を掘り起こすことなく浄化が可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、土壌洗浄法を用いた場合には、汚染土壌全域を掘削して回収する必要があるため経済的ではなく、多量の土砂の搬出、搬入のために周辺住民に二次的な被害を与える可能性が高くなる。
【0006】また動電学的処理方法ではほとんど土壌を掘削する必要はないものの、陰極で起こる水の電気分解により生成した水酸化物イオンによって陰極付近の土壌のpHが上昇するに従い鉛などの重金属の沈殿が起こり、これにより陰極近辺での重金属の移動力が減少し、かつ時間の経過とともに電圧が増大するために、汚染物質の除去効率が減少し、浄化作業期間が長期化するという問題がある。
【0007】したがって、本発明は前記した従来技術の問題点を解消して、掘削する土壌の容積を低減させ、かつ早い作業期間で経済的に汚染土壌を浄化する方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、前記土壌洗浄法と動電学的処理方法とを部分的に適宜組合せることにより上記問題を解決できることを見出し本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、汚染土壌領域を取り囲むよう遮断壁を構築した後、前記汚染領域内に所定の間隔で陽極および陰極の電極を配置する工程と、該電極間に直流電圧を印加し、動電学的作用により重金属を移動させて局所的に濃縮させる工程と、濃縮部の土壌を掘削して粗大塊状物として回収する工程と、該粗大塊状物に水を加えて解砕し、得られた解砕物を数段階に分級する工程と、分級した土壌別に重金属を除去する工程とからなる汚染土壌の浄化方法を特徴とするものである。
【0009】そして前記分級した土壌別に重金属を除去する工程として、比重選別により重金属高含有粒子を濃縮除去する手段あるいは重金属を抽出する溶媒を用いて濃縮除去する手段のうち少なくとも1種の手段を用い、前記比重選別手段としてジグ選別、重液選別、テーブル選鉱あるいは水力選別のうち少なくとも1種の方法を用いることを特徴とする。
【0010】さらに前記分級した土壌別に重金属を回収する工程を施した後、重金属を不溶化する工程を実施することを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明ではまず土壌領域から周辺への汚染物質の流出を阻止する遮断壁を構築する。これは汚染土壌領域から水の移流などにより汚染領域外に汚染物質が流出することを防止するためである。
【0012】つぎに汚染土壌領域内に陽極および陰極を所定の間隔で配置して、その電極間に直流電圧を印加する。この際印加する直流電圧の値、電極の配置間隔、配置する電極の形状、数量などはその汚染現場の形態により適宜決定される。通常、電極としては注水用の配管として使用される円筒状の中空管が用いられる。
【0013】また電極間に直流電圧を印加すると電気浸透およびイオン泳動のような動電学的作用によって、汚染物質である重金属類が陰極側へ移動し、局部的に濃縮された状態となる。通常、土壌中のpHとの関係により土壌中の陽イオンの形態をとる重金属の濃度は陰極付近で増大する。このような状態になると動電学的作用は低下して除去効率が減少するため、汚染物質が濃縮した部分を掘削し、粗大塊状物として回収する。土壌を掘削する時期は処理を施す汚染土壌の状態に依存して、重金属の濃縮程度により異なる。
【0014】掘削、回収した汚染物質の濃縮部分を含む粗大な解状物に水を加えて解砕して分級処理を施しやすい形態に変化させた後、分級処理を施す。ここで分級処理を施すのは、土壌の処理効率を上げるためである。土壌は様々な粒度分布をとるが一般的に粒度が細かくなるほど、重金属を保持する力が大きくなるため、粒度により汚染状態が異なる。
【0015】分級処理の後に、汚染物質の含有量および溶出試験値が高い土壌をジグ選別、重液選別、テーブル選鉱あるいは水力選別のような比重選別するか、あるいは酸などの溶媒により抽出する方法または両者を併用する方法を施す。どちらの手段を用いるかまたは両者を併用するかは汚染物質の形態および粒度に依存する。例えば汚染物質が75μm以上の粒子として存在しているような場合では、比重選別した後、残部を溶媒により抽出する手段を用いることが好ましい。
【0016】比重選別方法としては薬剤の使用を極力抑える観点から、水のみを使用するジグ選別やテーブル選鉱、水力選別などが望ましい。また洗浄に使用する水量を抑えるための比重選別方法としては、テーブル選鉱、水力選別よりはジグ選別の方が望ましい。一方抽出用の溶媒としては硝酸など酸溶液やEDTAなどのキレート剤を用いるのが一般的である。
【0017】溶媒による抽出手段を施した後、不溶化処理を施す。不溶化処理としては重金属を硫化化合物とする方法がある。
【0018】
【実施例】
実施例:およそ長さが1m、容積が1mである約1000ppmの鉛を含有する汚染土壌領域を取り囲むように遮断壁を構築した後、前記汚染土壌に、吸引排水路を中心部に有し、外面に通水孔を貫設した中空管からなる陰極と陽極を相互に1mの間隔を保持して配置した。配置した電極間に10Aの定電流を6日間通電した。通電後に陰極から20cmまでの領域におけるPb濃度を調べたところ、約10000ppmであり、その他の領域では300ppm未満であった。
【0019】次に陰極から20cmのPb濃縮領域を掘削、回収し、回収した濃縮汚染土壌を1.5倍量の水と10分間撹拌混合して解砕した後、この解砕物を30mm、2mm、425μm、75μmの4段階の湿式篩別を行って分級した。
【0020】その後、鉛の含有量が300ppmを超えていた粒径425μm以下の部分のうち、粒径75μm以上はジグ選別で比重選別し、一方粒径75μm未満はジグ選別を施さず、抽出溶媒である硝酸溶液を添加し、pH3に一定に保ちながら30〜60分間溶媒抽出し、続いて溶媒抽出を施した土壌に鉛含有量の5等量分の硫化ナトリウムを添加し、固液比1:2の条件下で15分撹拌する不溶化処理を行った。
【0021】鉛の含有量はすべての粒度で300ppm以下となり、溶出試験値も0.01%以下となった。
【0022】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明では動電学的処理方法を施し、濃縮した部分に対しての分級および洗浄法を用いることにより、掘削する土壌の容積を低減させ、かつ動電学的処理方法のみを用いる手段より早い作業期間で経済的に汚染土壌を浄化することが可能となった。
【出願人】 【識別番号】000183303
【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社
【出願日】 平成9年(1997)6月30日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】押田 良久
【公開番号】 特開平11−19633
【公開日】 平成11年(1999)1月26日
【出願番号】 特願平9−189227