土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システム
【課題】本発明は、汚染土壌を洗浄した後の洗浄液中に含まれる土壌細粒分を効率的に除去することができる土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムを提供する。
【解決手段】土壌細粒分を含む洗浄液に、凝集剤を添加し、前記凝集剤が添加された洗浄液を、攪拌装置で攪拌して反応させ、その後固液分離装置で固液分離する、固液分離処理工程と、前記固液分離処理工程で分離された分離液を、蒸発濃縮装置で蒸発及び濃縮させる蒸発濃縮処理工程とを含むことを特徴とする土壌細粒分含有洗浄液の処理方法を提供する。
【解決手段】土壌細粒分を含む洗浄液に、凝集剤を添加し、前記凝集剤が添加された洗浄液を、攪拌装置で攪拌して反応させ、その後固液分離装置で固液分離する、固液分離処理工程と、前記固液分離処理工程で分離された分離液を、蒸発濃縮装置で蒸発及び濃縮させる蒸発濃縮処理工程とを含むことを特徴とする土壌細粒分含有洗浄液の処理方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、企業の工場跡地等の再開発等に伴い、重金属、揮発性有機化合物等の有害物質による土壌汚染が顕在化している。ここ数年で新たに判明した土壌汚染の事例数は、高い水準で推移している。この土壌汚染を放置しておくと人の健康に影響を及ぼすことが懸念されることから、平成１５年２月に土壌汚染対策法が施行された。この土壌汚染対策法では、有害物質の直接摂取によるリスクの観点より、重金属等を含む第２種特定有害物質については、土壌溶出量基準と共に土壌含有量基準が指定されている。
【０００３】
従来、汚染された土壌は、コンクリート又は不透水性材料で製造された空間への封じ込め、非汚染土による覆土、重金属固定化剤による不溶安定化、セメント等による固化等によって処理されることが主流であった。しかし、これらの処理法では、土壌中に汚染重金属がそのまま残留してしまい、土壌汚染対策法における土壌含有量基準を満たすことはできない。
【０００４】
土壌中から汚染重金属を除去する方法としては、土壌を洗浄して、物理的、化学的に汚染重金属物質を遊離、溶出させることによって抽出分離する処理法が行われている（例えば、特許文献１及び２）。
【０００５】
これまで実施されてきた汚染土壌の物理的な洗浄方法としては、例えば図５に示すような方法が挙げられる。この方法では、搬入された重金属汚染土壌をショベルローダー１０１でベルトフィーダー１０２に供給し、振動篩１０３で土壌に含まれるガラ（ごみ、金属等）及び礫分を取り除く。その後土壌は、ドラムウォッシャー１０４に投入され、洗浄水と混合攪拌される。洗浄液と混合された土壌は、トロンメル分級機１０５に投入され、土壌の粒径により分級される。分級された土壌は振動篩１０６、１０７でさらに洗浄分級される。
【０００６】
洗浄貯槽１０８に溜められた、土壌を洗浄した後の洗浄液には、粒径の小さな（０．０７５ｍｍ以下）土壌細粒分が含まれている。この洗浄液は、水処理工程２００に送られる。各反応槽２１０、２２０、２３０において、ｐＨ調整剤、酸化剤又は還元剤、キレート剤、高分子凝集剤、無機凝結剤等２１１、２１２、２２１、２２２、２２３、２３１が添加され、重金属及び細粒分を含んだ凝集物と水とに分離処理される。
【０００７】
凝集物と水の混合液は、脱水工程３００に送られる。この混合液は、シックナー３１０で沈降分離され、水を多量に含んだ凝集物はフィルタープレス３３０で脱水処理される。一方、シックナー上澄み液は、濾過装置３２０で濾過された後、一旦処理液貯槽３４０に溜められ、洗浄液として再利用される。
【０００８】
重金属を含まない砂礫分は、路盤材、埋め立て材等に再利用される。また、フィルタープレス３３０から排出される脱水ケーキは、必要に応じて重金属不溶化剤で添加処理した後、廃棄物処分場へ運搬廃棄される。
【０００９】
このような従来の処理方法は、大規模な汚染土壌の原位置浄化及び固定式汚染土壌処理施設で採用されている。しかし、汚染土壌を洗浄処理する場合、土壌１ｍ３当たり３ｍ３以上の洗浄水が必要である。したがって、洗浄、分級後には、多量の土壌細粒分を含んだ懸濁液が発生する。従来法では、ポリ塩化アルミニウム等で凝集後、フィルタープレスで脱水処理を行うが、このような装置は、含有する細粒分濃度の変化により、処理能力が大幅に低下する。このため、細粒分含有量の調整、管理及び凝集剤添加量の管理が非常に難しく煩雑となる。また、装置に用いられる濾布は目詰まりし易く、常に洗浄しなければならないため、管理がさらに煩雑となる。
【００１０】
さらに、フィルタープレスで脱水する前の分離液に含まれる重金属を処理するために、ｐＨ調整剤、酸化剤又は還元剤、キレート剤等の多くの薬品を添加しなければならない。また、従来法では、シックナー等の付属設備が必要であり、薬剤添加濃度の管理等が複雑となる。
これらの問題点から、従来の処理方法では、多くの設備と作業員が必要となり、処理コストが高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−３４０４５０号公報
【特許文献２】特開平１１−１３１９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記事情に鑑み、汚染土壌を洗浄した後の洗浄液中に含まれる土壌細粒分を効率的に除去することができる土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、土壌細粒分を含む洗浄液に、凝集剤を添加し、前記凝集剤が添加された洗浄液を、攪拌装置で攪拌して反応させ、その後固液分離装置で固液分離する、固液分離処理工程と、前記固液分離処理工程で分離された分離液を、蒸発濃縮装置で蒸発及び濃縮させる蒸発濃縮処理工程とを含むことを特徴とする土壌細粒分含有洗浄液の処理方法が提供される。
前記固液分離装置は、振動篩であることが好適である。
前記振動篩の振動は、直線運動型又はバランス楕円運動型であること好適である。
前記蒸発濃縮装置は、真空多管式であることが好適である。
前記蒸発濃縮処理工程は、前記固液分離処理工程で分離された分離液を熱交換器で加熱する工程と、前記加熱された分離液を、予め減圧された蒸発容器内に供給する工程と、前記供給された分離液を熱管群上に散布することによって、濃縮液を得る工程とを含むことが好適である。
前記蒸発濃縮処理工程は、前記熱管群の熱によって蒸発した、前記供給された分離液中の水分を前記熱管群内に再度送る工程と、前記熱管群内に送られた水分を、前記熱管群外を流れる濃縮液によって凝縮し、蒸留水を得る工程とをさらに含むことが好適である。
また、本発明によれば、凝集剤が添加された、土壌細粒分を含む洗浄液を攪拌して反応させる攪拌装置と、前記攪拌反応後に生成する凝集物を固液分離する固液分離装置とを備える固液分離処理部と、前記固液分離された分離液を蒸発及び濃縮させる蒸発濃縮装置を備える蒸発濃縮処理部とを備えることを特徴とする土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システムが提供される。
前記固液分離装置は、振動篩であることが好適である。
前記振動篩の振動は、直線運動型又はバランス楕円運動型であること好適である。
前記蒸発濃縮装置は、真空多管式であることが好適である。
さらに、本発明によれば、前記土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システムを備えることを特徴とする汚染土壌浄化処理システムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムによれば、汚染土壌を洗浄した後の洗浄液中に含まれる土壌細粒分を効率的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムの一実施の形態を示す概念図である。
【図２】振動篩におけるスクリーンの運動形態を示す模式図である。
【図３】本発明に使用される蒸発濃縮装置の一実施の形態を示す概念図である。
【図４】実施例１〜９で実施されたシステムのフローチャートである。
【図５】従来の汚染土壌の洗浄方法を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムについて、その実施の形態を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムに適用される装置構成の一実施の形態を示す概念図である。
図１に示す土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システムは、固液分離処理部２０と蒸発濃縮処理部３０とを備える。
【００１８】
固液分離処理部２０は、攪拌装置２１と、凝集剤貯槽２２と、固液分離装置２３とを備える。凝集剤貯槽２２の下流側に攪拌装置２１が配置され、攪拌装置２１の下流側に固液分離装置２３が配置される。
【００１９】
攪拌装置２１は、洗浄液と凝集剤を均一に攪拌することができる装置であればよく、例えば、パドルミキサーであることが好ましい。これは、パドルミキサー内で生成する凝集反応物（以下、フロックと呼ぶ。）は、パドルの動きにより攪拌槽内に沈降する事が少ないのに対し、通常の攪拌羽根による攪拌方法の場合は、攪拌槽底部にフロックが沈降し易く、フロックの粉砕が生じる部分と生じない部分ができ、均一なフロックを生成させ難いからである。
【００２０】
固液分離装置２３は、洗浄液と凝集剤を攪拌して反応させることによって得られた凝集物を、スラッジと分離液とに分離する。固液分離装置２３としては、振動篩を採用することが好ましい。これは、フィルタープレス等の固液分離装置では、一度に処理できる能力が小さいばかりでなく、フロックの状態により濾布を目詰まらせるのに対し、振動篩では、一度に処理できる能力が大きく、また、適当なサイズの篩目開きを選択する事により目詰まりを防止できるからである。
この振動篩の固液分離能力は、スクリーンの運動形態に依存する。スクリーンの運動形態には、図２に示すように、アンバランス楕円運動型（ａ）、バランス円運動型（ｂ）、直線運動型（ｃ）、バランス楕円運動型（ｄ）の４種類を少なくとも挙げることができる。
アンバランス楕円運動型（ａ）では、バイブレーター２３ｂとスクリーン重心２３ｃの位置が離れているため、スクリーン先端の動きが逆向きとなり、フロックをフィード側２３ａに運ぶように作用する。
バランス円運動型（ｂ）では、バイブレーター２３ｂとスクリーン重心２３ｃとを一致させている為、全体的に均一な円運動をするように作用する。
直線運動型（ｃ）では、回転方向が互いに反対である２個のバイブレーター２３ｂを備える事により、スクリーンには直線運動のみ作用する。
バランス楕円運動型（ｄ）では、バイブレーター２３ｂとスクリーン重心２３ｃとを一致させている為、全体的に均一な楕円運動をするように作用する。
この運動形態のうち、振動篩の振動は、直線運動型又はバランス楕円運動型であることが特に好ましい。これは、アンバランス楕円運動型（ａ）では、フロックがスクリーン奥（フィード側２３ａ）に溜まって排出されにくくなるのに対し、直線運動型（ｃ）、バランス楕円運動型（ｄ）では、スクリーンを水平状態としても、傾斜状態（フィード側２３ａよりフロック排出側２３ｄを角度θ分高くする。ここで、θは０〜６°の範囲であることが好適である。）としても、フロックを十分排出できる為、凝集物の大量供給が可能となり、処理能力が飛躍的に向上するからである。
この運動形態を採用している振動篩としては、例えば、ブラント社製「キングコブラ」、スワコ社製「マングース」等が挙げられる。これらの振動篩は、時間当たりの処理量が最大６０ｍ３であり、スクリーンメッシュサイズが最大２１０メッシュ（７４μｍ）まで使用することができる。したがって、これらの振動篩は、一般土木工事で使用されている振動篩の処理能力（最大３０ｍ３）と比較して高性能である。
【００２１】
振動篩は、従来のフィルタープレス脱水機とは異なり、一度に多量の凝集物を含んだ液を処理することができる。また、フィルタープレス脱水機では頻繁な濾布の洗浄が必要であるが、振動篩は破れ等による交換が長期間（２年間以上）必要なく、篩の目詰まりも発生しないため、装置管理が容易である。
【００２２】
振動篩への凝集物の供給量、凝集物の凝集状態、又はスクリーンメッシュサイズによっても異なるが、この振動篩により、土壌を洗浄した後の洗浄液中に含まれる土壌細粒分の最大９７％を除去することができる。
【００２３】
蒸発濃縮処理部３０は、分離液貯槽３１と、蒸発濃縮装置３２と、処理水貯槽３３とを備える。分離液貯槽３１の下流側に蒸発濃縮装置３２が配置され、蒸発濃縮装置３２の下流側に処理水貯槽３３が配置される。蒸発濃縮装置３２の一実施の形態を示す概念図を図３に示す。図３に示す蒸発濃縮装置３２は、主たる構成要素として、熱交換器３２ａと、真空ポンプ３２ｂと、蒸発容器３２ｃと、熱管群３２ｄと、ヒートポンプ３２ｅと、循環ポンプ３２ｆとを備える。
【００２４】
蒸発濃縮装置３２は、固液分離装置２３によって分離された分離液から、濃縮液と蒸留水を生成する。蒸発濃縮装置３２は、真空多管式であることが好ましい。この蒸発濃縮装置３２を使用することにより、多量の土壌細粒分を含んだ洗浄液は、重金属を全く含まない蒸留水となり、施設外に放流することができる。しかし、本発明では、この蒸留水を洗浄水として再利用する点から、コストセーブとなる。
【００２５】
本発明に用いる蒸発濃縮装置３２の熱管群３２ｄ（水平伝熱管群）は、伝熱温度差が小さくなるように、かつ、単位面積当たりの交換熱量が小さくなるように設けられている。このような水平伝熱管群３２ｄに大量の分離液を散布することにより、流下してくる分離液の流れによって均一な攪拌蒸発が行われる。そのため、自浄効果により、スケールが付きにくくなる。また、本発明に用いるヒートポンプ３２ｅは、省エネルギー型を採用している。そのため、大量の熱を加えて蒸発させ、発生蒸気を凝縮させるために大量の熱を捨てる従来法とは異なり、僅かな熱量で蒸発可能とすることができる。
【００２６】
従来の濃縮装置では、スチーム等で加温していたため、伝熱管の表面温度が１００℃を超えていた。そのため、粘度及びシルト分を含む土壌細粒分が伝熱管の表面に付着成長し、伝熱効率を低下させていた。これにより蒸発能力を大幅に低下させていたという問題を抱えていた。しかし、本発明に用いる蒸発濃縮装置３２は、スケールの付着を劇的に低減することができ、効率の良い蒸発濃縮を達成することができる。
【００２７】
本発明に用いる蒸発濃縮装置３２では、多量の薬剤を添加する必要がないため、付属設備及び薬品添加濃度の管理等が不要であり、省力化を図ることができる。さらに、本発明に用いる蒸発濃縮装置３２は自動運転可能であるため、２４時間無人運転が可能であり、一層省力化を図ることができる。
【００２８】
本発明に用いる蒸発濃縮装置３２としては、上述した機能を有する市販の蒸発濃縮装置であれば特に限定されないが、例えば、ササクラ社製の真空多管式蒸発濃縮装置等が挙げられる。本発明に用いる蒸発濃縮装置３２に必要とされる処理能力は、重金属汚染土壌の洗浄処理から発生する土壌細粒分を含んだ洗浄液の発生量に比例するが、本装置１台の処理能力は、時間当たり１０〜３０ｍ３の範囲が適している。低くとも１０ｍ３以上の処理能力であれば、洗浄液の再生は十分であるため、汚染土壌の処理効率は低下しないからである。高くとも３０ｍ３以下の処理能力であれば、特殊な工事は不要であるため、設備コストは増加しないからである。また、３０ｍ３以上の処理能力が要求される場合は、本装置の台数を増やすことにより対応することができる。
【００２９】
図１に示す汚染土壌浄化システム１０は、上記した固液分離処理部２０と蒸発濃縮処理部３０とを備える土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システムの他、従来用いられているショベルローダー１１、ベルトフィーダー１２、振動篩１３、１６、１７、ドラムウォッシャー１４、洗浄貯槽１８等を備えている。これらの機器は、図５について説明した従来の汚染土壌の洗浄方法と同様の構成を持ち、同様の機能となっている。
【００３０】
上記した装置構成を利用することにより、本発明に係る土壌細粒分含有洗浄液の処理方法を実施することができる。以下、本発明に係る土壌細粒分含有洗浄液の処理方法について、図１及び図３を参照して説明する。
【００３１】
図１に示すように、搬入された重金属汚染土壌は、ショベルローダー１１でベルトフィーダー１２に供給され、定量的に振動篩１３で土壌に含まれるガラ（ごみ、金属等）及び４０ｍｍ以上の礫分を取り除く。４０ｍｍ以下の土壌は、ドラムウォッシャー１４に投入され、土壌の例えば３倍量の洗浄水と混合攪拌される。
洗浄液と混合された土壌は、トロンメル分級機１５に投入され、５〜４０ｍｍの土壌と５ｍｍ未満の土壌に分級される。５ｍｍ未満の土壌は、振動篩１６、１７でそれぞれ２．２５〜５ｍｍ、０．０７５〜２．２５ｍｍの土壌にさらに洗浄分級される。
【００３２】
洗浄貯槽１８に溜められた、土壌を洗浄した後の洗浄液には、粒径の小さな（０．０７５ｍｍ以下）土壌細粒分が含まれている。この洗浄液は、固液分離処理部２０に移送され、固液分離処理工程により処理される。
【００３３】
固液分離処理工程では、土壌細粒分を含む洗浄液に、凝集剤貯槽２２から凝集剤を添加する。凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド部分加水分解物、ポリアクリルアミド−アクリル酸共重合物、アクリル酸ナトリウム等のアニオン性高分子化合物、ポリアクリルアミドカチオン変性物、ポリエチレンイミン等のカチオン性高分子化合物、アクリルアミド重合物、グアガム等のノニオン性高分子化合物、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の無機凝集剤等が挙げられる。次に、凝集剤が添加された洗浄液を、攪拌装置２１で攪拌して反応させることによって、凝集物を生成する。得られた凝集物は固液分離装置２３で固液分離される。分離されたスラッジは、攪拌装置２４に移送され、固化剤貯槽から供給される固化剤又は重金属不溶化剤２５と混合されて、スラッジ置き場１９に保管される。分離されたスラッジには、多量の重金属が含まれているからである。この攪拌装置２４としては、例えば、パドルミキサーが挙げられる。固化剤としては、例えば、ポルトランドセメント、高炉Ｂ種セメント、アルミナセメント、生石灰、消石灰、無水石膏、半水石膏、二水石膏、酸化マグネシウム等が挙げられる。また、重金属不溶化剤としては、例えば、テルナイト社製品「メタシール」又は「マグハート」、オリエンタル技研工業社製品「オリトールＮ１２」又は「オリトールＮ４」等が挙げられる。
【００３４】
一方、固液分離装置２３で分離された分離液は、蒸発濃縮処理部３０に移送され、蒸発濃縮処理工程により処理される。
【００３５】
蒸発濃縮処理工程では、まず、固液分離装置２３で分離された分離液は、一旦、分離液貯槽３１に溜められる。その後、分離液貯槽３１から蒸発濃縮装置３２へポンプで移送され、蒸留水と濃縮液に分離される。蒸留水は処理水貯槽３３に溜められ、洗浄液として再利用される。一方、重金属と土壌細粒分を含む濃縮液は、上記した攪拌装置２４に移送され、固化剤貯槽から供給される固化剤又は重金属不溶化剤２５と混合されて、スラッジ置き場１９に保管される。
【００３６】
この蒸発濃縮処理工程で使用される蒸発濃縮装置３２では、図３に示すように、固液分離装置２３で分離された分離液は熱交換器３２ａで加熱される。加熱された分離液は、予め真空ポンプ３２ｂによって減圧された蒸発容器３２ｃ内に、循環ポンプ３２ｆによって供給される。供給された分離液は、熱管群３２ｄ上に散布することによって、濃縮液が得られる。一方、熱管群３２ｄの熱によって蒸発した、供給された分離液中の水分は、ヒートポンプ３２ｅで熱管群３２ｄ内に再度送られる。熱管群３２ｄ内に送られた水分は、熱管群３２ｄ外を流れる濃縮液によって凝縮し、蒸留水が得られる。
【００３７】
以上のような土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムによれば、汚染土壌を洗浄した後の洗浄液中に含まれる土壌細粒分を効率的に除去することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例等を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００３９】
実施例１〜９
本実施例１〜９は、図４に示すシステムを組立て、実施した。図４に示すシステムの装置構成は、図１又は図３に示す装置構成と一部対応している。対応している装置構成については、図１に付した符号と同じ符号を、図４においても付した。具体的には、図４の模擬洗浄液貯槽タンクは図１の洗浄貯槽１８と、図４のパドルミキサーは図１の攪拌装置２１と、図４の凝集剤貯槽は図１の凝集剤貯槽２２と、図４の振動篩装置は図１の固液分離装置２３と、図４の分離液受けタンクは図１の分離液貯槽３１と、図４の濃縮装置は図１の蒸発濃縮装置３２と、図４の真空ポンプは図３の真空ポンプ３２ｂと、図４の循環ポンプは図３の循環ポンプ３２ｆと、それぞれほぼ対応している。
以下、実施例１〜９の実施方法について説明する。
【００４０】
モーノポンプ５０で模擬洗浄液を、模擬洗浄液貯槽タンク１８からパドルミキサー２１へ、１〜５ｍ３／時間の供給速度で供給した。パドルミキサー２１に模擬洗浄液が供給されると同時に、モーノポンプ５１で凝集剤貯槽２２から凝集剤水溶液を２０〜１００Ｌ／時間の供給速度で添加し、凝集反応を行った。パドルミキサー２１で反応させた凝集液は、一旦凝集物受けタンク５２に受け、その後、モーノポンプ５３を用いて１〜５ｍ３／時間の供給速度で振動篩装置２３（ブラント社製キングコブラ）へ供給し、固液分離を行った。得られた分離液は、一旦分離液受けタンク３１に受け、その後、サンドポンプ５４を用いて、真空ポンプ３２ｂで減圧された濃縮装置３２へ移送し、濃縮装置３２の循環ポンプ３２ｆで分離液を２５Ｌ／時間の供給速度で供給し、減圧蒸留濃縮処理を行った。
模擬洗浄液は、市販の笠岡粘土を水道水に添加し、固形分濃度が５質量％の懸濁液を４ｍ３作液した。さらに、この懸濁液に硝酸鉛を添加し、液相中の鉛濃度を約１０ｍｇ／Ｌとなるように調整した。得られた模擬洗浄液の性状について、表１に示す。
凝集剤水溶液は、テルナイト社製ＨＳ−９１６を水道水に添加し、固形分濃度が２質量％の水溶液を作液した。
【００４１】
【表１】
【００４２】
実施例１〜９は、表２及び表３に示す試験条件で、それぞれ１時間実施した。実施例１〜９の結果を、表２及び表３に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
表２及び表３の結果より、本発明の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法を実施することにより、約１０ｍｇ／Ｌの溶出濃度を達成できることが示された。また、土壌細粒分含有洗浄液を、重金属と土壌細粒分を除去した蒸留水に１００％再生できることが示された。さらに、振動篩のスクリーンメッシュサイズを小さくすることによって分離効率が高くなり、土壌を洗浄した後の洗浄液中に含まれる土壌細粒分の最大９７％を除去できることが示された。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 汚染土壌浄化処理システム
１１、１０１ ショベルローダー
１２、１０２ ベルトフィーダー
１３、１０３ 振動篩
１４、１０４ ドラムウォッシャー
１５、１０５ トロンメル分級機
１６、１０６ 振動篩
１７、１０７ 振動篩
１８、１０８ 洗浄貯槽
１９ スラッジ置き場
２０ 固液分離処理部
２１ 攪拌装置
２２ 凝集剤貯槽
２３ 固液分離装置
２３ａ フィード側
２３ｂ バイブレーター
２３ｃ スクリーン重心
２３ｄ フロック排出側
θ 角度
２４ 攪拌装置
２５ 固化剤又は重金属不溶化剤
３０ 蒸発濃縮処理部
３１ 分離液貯槽
３２ 蒸発濃縮装置
３２ａ 熱交換器
３２ｂ 真空ポンプ
３２ｃ 蒸発容器
３２ｄ 熱管群
３２ｅ ヒートポンプ
３２ｆ 循環ポンプ
３３ 処理水貯槽
５０ モーノポンプ
５１ モーノポンプ
５２ 凝集物受けタンク
５３ モーノポンプ
５４ サンドポンプ
２００ 水処理工程
２１０、２２０、２３０ 反応槽
２１１、２１２、２２１、２２２、２２３、２３１ ｐＨ調整剤、酸化剤又は還元剤、キレート剤、高分子凝集剤、無機凝結剤等
３００ 脱水工程
３１０ シックナー
３２０ 濾過装置
３３０ フィルタープレス
３４０ 処理液貯槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、企業の工場跡地等の再開発等に伴い、重金属、揮発性有機化合物等の有害物質による土壌汚染が顕在化している。ここ数年で新たに判明した土壌汚染の事例数は、高い水準で推移している。この土壌汚染を放置しておくと人の健康に影響を及ぼすことが懸念されることから、平成１５年２月に土壌汚染対策法が施行された。この土壌汚染対策法では、有害物質の直接摂取によるリスクの観点より、重金属等を含む第２種特定有害物質については、土壌溶出量基準と共に土壌含有量基準が指定されている。
【０００３】
従来、汚染された土壌は、コンクリート又は不透水性材料で製造された空間への封じ込め、非汚染土による覆土、重金属固定化剤による不溶安定化、セメント等による固化等によって処理されることが主流であった。しかし、これらの処理法では、土壌中に汚染重金属がそのまま残留してしまい、土壌汚染対策法における土壌含有量基準を満たすことはできない。
【０００４】
土壌中から汚染重金属を除去する方法としては、土壌を洗浄して、物理的、化学的に汚染重金属物質を遊離、溶出させることによって抽出分離する処理法が行われている（例えば、特許文献１及び２）。
【０００５】
これまで実施されてきた汚染土壌の物理的な洗浄方法としては、例えば図５に示すような方法が挙げられる。この方法では、搬入された重金属汚染土壌をショベルローダー１０１でベルトフィーダー１０２に供給し、振動篩１０３で土壌に含まれるガラ（ごみ、金属等）及び礫分を取り除く。その後土壌は、ドラムウォッシャー１０４に投入され、洗浄水と混合攪拌される。洗浄液と混合された土壌は、トロンメル分級機１０５に投入され、土壌の粒径により分級される。分級された土壌は振動篩１０６、１０７でさらに洗浄分級される。
【０００６】
洗浄貯槽１０８に溜められた、土壌を洗浄した後の洗浄液には、粒径の小さな（０．０７５ｍｍ以下）土壌細粒分が含まれている。この洗浄液は、水処理工程２００に送られる。各反応槽２１０、２２０、２３０において、ｐＨ調整剤、酸化剤又は還元剤、キレート剤、高分子凝集剤、無機凝結剤等２１１、２１２、２２１、２２２、２２３、２３１が添加され、重金属及び細粒分を含んだ凝集物と水とに分離処理される。
【０００７】
凝集物と水の混合液は、脱水工程３００に送られる。この混合液は、シックナー３１０で沈降分離され、水を多量に含んだ凝集物はフィルタープレス３３０で脱水処理される。一方、シックナー上澄み液は、濾過装置３２０で濾過された後、一旦処理液貯槽３４０に溜められ、洗浄液として再利用される。
【０００８】
重金属を含まない砂礫分は、路盤材、埋め立て材等に再利用される。また、フィルタープレス３３０から排出される脱水ケーキは、必要に応じて重金属不溶化剤で添加処理した後、廃棄物処分場へ運搬廃棄される。
【０００９】
このような従来の処理方法は、大規模な汚染土壌の原位置浄化及び固定式汚染土壌処理施設で採用されている。しかし、汚染土壌を洗浄処理する場合、土壌１ｍ３当たり３ｍ３以上の洗浄水が必要である。したがって、洗浄、分級後には、多量の土壌細粒分を含んだ懸濁液が発生する。従来法では、ポリ塩化アルミニウム等で凝集後、フィルタープレスで脱水処理を行うが、このような装置は、含有する細粒分濃度の変化により、処理能力が大幅に低下する。このため、細粒分含有量の調整、管理及び凝集剤添加量の管理が非常に難しく煩雑となる。また、装置に用いられる濾布は目詰まりし易く、常に洗浄しなければならないため、管理がさらに煩雑となる。
【００１０】
さらに、フィルタープレスで脱水する前の分離液に含まれる重金属を処理するために、ｐＨ調整剤、酸化剤又は還元剤、キレート剤等の多くの薬品を添加しなければならない。また、従来法では、シックナー等の付属設備が必要であり、薬剤添加濃度の管理等が複雑となる。
これらの問題点から、従来の処理方法では、多くの設備と作業員が必要となり、処理コストが高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−３４０４５０号公報
【特許文献２】特開平１１−１３１９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記事情に鑑み、汚染土壌を洗浄した後の洗浄液中に含まれる土壌細粒分を効率的に除去することができる土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、土壌細粒分を含む洗浄液に、凝集剤を添加し、前記凝集剤が添加された洗浄液を、攪拌装置で攪拌して反応させ、その後固液分離装置で固液分離する、固液分離処理工程と、前記固液分離処理工程で分離された分離液を、蒸発濃縮装置で蒸発及び濃縮させる蒸発濃縮処理工程とを含むことを特徴とする土壌細粒分含有洗浄液の処理方法が提供される。
前記固液分離装置は、振動篩であることが好適である。
前記振動篩の振動は、直線運動型又はバランス楕円運動型であること好適である。
前記蒸発濃縮装置は、真空多管式であることが好適である。
前記蒸発濃縮処理工程は、前記固液分離処理工程で分離された分離液を熱交換器で加熱する工程と、前記加熱された分離液を、予め減圧された蒸発容器内に供給する工程と、前記供給された分離液を熱管群上に散布することによって、濃縮液を得る工程とを含むことが好適である。
前記蒸発濃縮処理工程は、前記熱管群の熱によって蒸発した、前記供給された分離液中の水分を前記熱管群内に再度送る工程と、前記熱管群内に送られた水分を、前記熱管群外を流れる濃縮液によって凝縮し、蒸留水を得る工程とをさらに含むことが好適である。
また、本発明によれば、凝集剤が添加された、土壌細粒分を含む洗浄液を攪拌して反応させる攪拌装置と、前記攪拌反応後に生成する凝集物を固液分離する固液分離装置とを備える固液分離処理部と、前記固液分離された分離液を蒸発及び濃縮させる蒸発濃縮装置を備える蒸発濃縮処理部とを備えることを特徴とする土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システムが提供される。
前記固液分離装置は、振動篩であることが好適である。
前記振動篩の振動は、直線運動型又はバランス楕円運動型であること好適である。
前記蒸発濃縮装置は、真空多管式であることが好適である。
さらに、本発明によれば、前記土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システムを備えることを特徴とする汚染土壌浄化処理システムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムによれば、汚染土壌を洗浄した後の洗浄液中に含まれる土壌細粒分を効率的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムの一実施の形態を示す概念図である。
【図２】振動篩におけるスクリーンの運動形態を示す模式図である。
【図３】本発明に使用される蒸発濃縮装置の一実施の形態を示す概念図である。
【図４】実施例１〜９で実施されたシステムのフローチャートである。
【図５】従来の汚染土壌の洗浄方法を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムについて、その実施の形態を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムに適用される装置構成の一実施の形態を示す概念図である。
図１に示す土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システムは、固液分離処理部２０と蒸発濃縮処理部３０とを備える。
【００１８】
固液分離処理部２０は、攪拌装置２１と、凝集剤貯槽２２と、固液分離装置２３とを備える。凝集剤貯槽２２の下流側に攪拌装置２１が配置され、攪拌装置２１の下流側に固液分離装置２３が配置される。
【００１９】
攪拌装置２１は、洗浄液と凝集剤を均一に攪拌することができる装置であればよく、例えば、パドルミキサーであることが好ましい。これは、パドルミキサー内で生成する凝集反応物（以下、フロックと呼ぶ。）は、パドルの動きにより攪拌槽内に沈降する事が少ないのに対し、通常の攪拌羽根による攪拌方法の場合は、攪拌槽底部にフロックが沈降し易く、フロックの粉砕が生じる部分と生じない部分ができ、均一なフロックを生成させ難いからである。
【００２０】
固液分離装置２３は、洗浄液と凝集剤を攪拌して反応させることによって得られた凝集物を、スラッジと分離液とに分離する。固液分離装置２３としては、振動篩を採用することが好ましい。これは、フィルタープレス等の固液分離装置では、一度に処理できる能力が小さいばかりでなく、フロックの状態により濾布を目詰まらせるのに対し、振動篩では、一度に処理できる能力が大きく、また、適当なサイズの篩目開きを選択する事により目詰まりを防止できるからである。
この振動篩の固液分離能力は、スクリーンの運動形態に依存する。スクリーンの運動形態には、図２に示すように、アンバランス楕円運動型（ａ）、バランス円運動型（ｂ）、直線運動型（ｃ）、バランス楕円運動型（ｄ）の４種類を少なくとも挙げることができる。
アンバランス楕円運動型（ａ）では、バイブレーター２３ｂとスクリーン重心２３ｃの位置が離れているため、スクリーン先端の動きが逆向きとなり、フロックをフィード側２３ａに運ぶように作用する。
バランス円運動型（ｂ）では、バイブレーター２３ｂとスクリーン重心２３ｃとを一致させている為、全体的に均一な円運動をするように作用する。
直線運動型（ｃ）では、回転方向が互いに反対である２個のバイブレーター２３ｂを備える事により、スクリーンには直線運動のみ作用する。
バランス楕円運動型（ｄ）では、バイブレーター２３ｂとスクリーン重心２３ｃとを一致させている為、全体的に均一な楕円運動をするように作用する。
この運動形態のうち、振動篩の振動は、直線運動型又はバランス楕円運動型であることが特に好ましい。これは、アンバランス楕円運動型（ａ）では、フロックがスクリーン奥（フィード側２３ａ）に溜まって排出されにくくなるのに対し、直線運動型（ｃ）、バランス楕円運動型（ｄ）では、スクリーンを水平状態としても、傾斜状態（フィード側２３ａよりフロック排出側２３ｄを角度θ分高くする。ここで、θは０〜６°の範囲であることが好適である。）としても、フロックを十分排出できる為、凝集物の大量供給が可能となり、処理能力が飛躍的に向上するからである。
この運動形態を採用している振動篩としては、例えば、ブラント社製「キングコブラ」、スワコ社製「マングース」等が挙げられる。これらの振動篩は、時間当たりの処理量が最大６０ｍ３であり、スクリーンメッシュサイズが最大２１０メッシュ（７４μｍ）まで使用することができる。したがって、これらの振動篩は、一般土木工事で使用されている振動篩の処理能力（最大３０ｍ３）と比較して高性能である。
【００２１】
振動篩は、従来のフィルタープレス脱水機とは異なり、一度に多量の凝集物を含んだ液を処理することができる。また、フィルタープレス脱水機では頻繁な濾布の洗浄が必要であるが、振動篩は破れ等による交換が長期間（２年間以上）必要なく、篩の目詰まりも発生しないため、装置管理が容易である。
【００２２】
振動篩への凝集物の供給量、凝集物の凝集状態、又はスクリーンメッシュサイズによっても異なるが、この振動篩により、土壌を洗浄した後の洗浄液中に含まれる土壌細粒分の最大９７％を除去することができる。
【００２３】
蒸発濃縮処理部３０は、分離液貯槽３１と、蒸発濃縮装置３２と、処理水貯槽３３とを備える。分離液貯槽３１の下流側に蒸発濃縮装置３２が配置され、蒸発濃縮装置３２の下流側に処理水貯槽３３が配置される。蒸発濃縮装置３２の一実施の形態を示す概念図を図３に示す。図３に示す蒸発濃縮装置３２は、主たる構成要素として、熱交換器３２ａと、真空ポンプ３２ｂと、蒸発容器３２ｃと、熱管群３２ｄと、ヒートポンプ３２ｅと、循環ポンプ３２ｆとを備える。
【００２４】
蒸発濃縮装置３２は、固液分離装置２３によって分離された分離液から、濃縮液と蒸留水を生成する。蒸発濃縮装置３２は、真空多管式であることが好ましい。この蒸発濃縮装置３２を使用することにより、多量の土壌細粒分を含んだ洗浄液は、重金属を全く含まない蒸留水となり、施設外に放流することができる。しかし、本発明では、この蒸留水を洗浄水として再利用する点から、コストセーブとなる。
【００２５】
本発明に用いる蒸発濃縮装置３２の熱管群３２ｄ（水平伝熱管群）は、伝熱温度差が小さくなるように、かつ、単位面積当たりの交換熱量が小さくなるように設けられている。このような水平伝熱管群３２ｄに大量の分離液を散布することにより、流下してくる分離液の流れによって均一な攪拌蒸発が行われる。そのため、自浄効果により、スケールが付きにくくなる。また、本発明に用いるヒートポンプ３２ｅは、省エネルギー型を採用している。そのため、大量の熱を加えて蒸発させ、発生蒸気を凝縮させるために大量の熱を捨てる従来法とは異なり、僅かな熱量で蒸発可能とすることができる。
【００２６】
従来の濃縮装置では、スチーム等で加温していたため、伝熱管の表面温度が１００℃を超えていた。そのため、粘度及びシルト分を含む土壌細粒分が伝熱管の表面に付着成長し、伝熱効率を低下させていた。これにより蒸発能力を大幅に低下させていたという問題を抱えていた。しかし、本発明に用いる蒸発濃縮装置３２は、スケールの付着を劇的に低減することができ、効率の良い蒸発濃縮を達成することができる。
【００２７】
本発明に用いる蒸発濃縮装置３２では、多量の薬剤を添加する必要がないため、付属設備及び薬品添加濃度の管理等が不要であり、省力化を図ることができる。さらに、本発明に用いる蒸発濃縮装置３２は自動運転可能であるため、２４時間無人運転が可能であり、一層省力化を図ることができる。
【００２８】
本発明に用いる蒸発濃縮装置３２としては、上述した機能を有する市販の蒸発濃縮装置であれば特に限定されないが、例えば、ササクラ社製の真空多管式蒸発濃縮装置等が挙げられる。本発明に用いる蒸発濃縮装置３２に必要とされる処理能力は、重金属汚染土壌の洗浄処理から発生する土壌細粒分を含んだ洗浄液の発生量に比例するが、本装置１台の処理能力は、時間当たり１０〜３０ｍ３の範囲が適している。低くとも１０ｍ３以上の処理能力であれば、洗浄液の再生は十分であるため、汚染土壌の処理効率は低下しないからである。高くとも３０ｍ３以下の処理能力であれば、特殊な工事は不要であるため、設備コストは増加しないからである。また、３０ｍ３以上の処理能力が要求される場合は、本装置の台数を増やすことにより対応することができる。
【００２９】
図１に示す汚染土壌浄化システム１０は、上記した固液分離処理部２０と蒸発濃縮処理部３０とを備える土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システムの他、従来用いられているショベルローダー１１、ベルトフィーダー１２、振動篩１３、１６、１７、ドラムウォッシャー１４、洗浄貯槽１８等を備えている。これらの機器は、図５について説明した従来の汚染土壌の洗浄方法と同様の構成を持ち、同様の機能となっている。
【００３０】
上記した装置構成を利用することにより、本発明に係る土壌細粒分含有洗浄液の処理方法を実施することができる。以下、本発明に係る土壌細粒分含有洗浄液の処理方法について、図１及び図３を参照して説明する。
【００３１】
図１に示すように、搬入された重金属汚染土壌は、ショベルローダー１１でベルトフィーダー１２に供給され、定量的に振動篩１３で土壌に含まれるガラ（ごみ、金属等）及び４０ｍｍ以上の礫分を取り除く。４０ｍｍ以下の土壌は、ドラムウォッシャー１４に投入され、土壌の例えば３倍量の洗浄水と混合攪拌される。
洗浄液と混合された土壌は、トロンメル分級機１５に投入され、５〜４０ｍｍの土壌と５ｍｍ未満の土壌に分級される。５ｍｍ未満の土壌は、振動篩１６、１７でそれぞれ２．２５〜５ｍｍ、０．０７５〜２．２５ｍｍの土壌にさらに洗浄分級される。
【００３２】
洗浄貯槽１８に溜められた、土壌を洗浄した後の洗浄液には、粒径の小さな（０．０７５ｍｍ以下）土壌細粒分が含まれている。この洗浄液は、固液分離処理部２０に移送され、固液分離処理工程により処理される。
【００３３】
固液分離処理工程では、土壌細粒分を含む洗浄液に、凝集剤貯槽２２から凝集剤を添加する。凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド部分加水分解物、ポリアクリルアミド−アクリル酸共重合物、アクリル酸ナトリウム等のアニオン性高分子化合物、ポリアクリルアミドカチオン変性物、ポリエチレンイミン等のカチオン性高分子化合物、アクリルアミド重合物、グアガム等のノニオン性高分子化合物、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の無機凝集剤等が挙げられる。次に、凝集剤が添加された洗浄液を、攪拌装置２１で攪拌して反応させることによって、凝集物を生成する。得られた凝集物は固液分離装置２３で固液分離される。分離されたスラッジは、攪拌装置２４に移送され、固化剤貯槽から供給される固化剤又は重金属不溶化剤２５と混合されて、スラッジ置き場１９に保管される。分離されたスラッジには、多量の重金属が含まれているからである。この攪拌装置２４としては、例えば、パドルミキサーが挙げられる。固化剤としては、例えば、ポルトランドセメント、高炉Ｂ種セメント、アルミナセメント、生石灰、消石灰、無水石膏、半水石膏、二水石膏、酸化マグネシウム等が挙げられる。また、重金属不溶化剤としては、例えば、テルナイト社製品「メタシール」又は「マグハート」、オリエンタル技研工業社製品「オリトールＮ１２」又は「オリトールＮ４」等が挙げられる。
【００３４】
一方、固液分離装置２３で分離された分離液は、蒸発濃縮処理部３０に移送され、蒸発濃縮処理工程により処理される。
【００３５】
蒸発濃縮処理工程では、まず、固液分離装置２３で分離された分離液は、一旦、分離液貯槽３１に溜められる。その後、分離液貯槽３１から蒸発濃縮装置３２へポンプで移送され、蒸留水と濃縮液に分離される。蒸留水は処理水貯槽３３に溜められ、洗浄液として再利用される。一方、重金属と土壌細粒分を含む濃縮液は、上記した攪拌装置２４に移送され、固化剤貯槽から供給される固化剤又は重金属不溶化剤２５と混合されて、スラッジ置き場１９に保管される。
【００３６】
この蒸発濃縮処理工程で使用される蒸発濃縮装置３２では、図３に示すように、固液分離装置２３で分離された分離液は熱交換器３２ａで加熱される。加熱された分離液は、予め真空ポンプ３２ｂによって減圧された蒸発容器３２ｃ内に、循環ポンプ３２ｆによって供給される。供給された分離液は、熱管群３２ｄ上に散布することによって、濃縮液が得られる。一方、熱管群３２ｄの熱によって蒸発した、供給された分離液中の水分は、ヒートポンプ３２ｅで熱管群３２ｄ内に再度送られる。熱管群３２ｄ内に送られた水分は、熱管群３２ｄ外を流れる濃縮液によって凝縮し、蒸留水が得られる。
【００３７】
以上のような土壌細粒分含有洗浄液の処理方法並びに再生処理システム及び汚染土壌浄化システムによれば、汚染土壌を洗浄した後の洗浄液中に含まれる土壌細粒分を効率的に除去することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例等を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００３９】
実施例１〜９
本実施例１〜９は、図４に示すシステムを組立て、実施した。図４に示すシステムの装置構成は、図１又は図３に示す装置構成と一部対応している。対応している装置構成については、図１に付した符号と同じ符号を、図４においても付した。具体的には、図４の模擬洗浄液貯槽タンクは図１の洗浄貯槽１８と、図４のパドルミキサーは図１の攪拌装置２１と、図４の凝集剤貯槽は図１の凝集剤貯槽２２と、図４の振動篩装置は図１の固液分離装置２３と、図４の分離液受けタンクは図１の分離液貯槽３１と、図４の濃縮装置は図１の蒸発濃縮装置３２と、図４の真空ポンプは図３の真空ポンプ３２ｂと、図４の循環ポンプは図３の循環ポンプ３２ｆと、それぞれほぼ対応している。
以下、実施例１〜９の実施方法について説明する。
【００４０】
モーノポンプ５０で模擬洗浄液を、模擬洗浄液貯槽タンク１８からパドルミキサー２１へ、１〜５ｍ３／時間の供給速度で供給した。パドルミキサー２１に模擬洗浄液が供給されると同時に、モーノポンプ５１で凝集剤貯槽２２から凝集剤水溶液を２０〜１００Ｌ／時間の供給速度で添加し、凝集反応を行った。パドルミキサー２１で反応させた凝集液は、一旦凝集物受けタンク５２に受け、その後、モーノポンプ５３を用いて１〜５ｍ３／時間の供給速度で振動篩装置２３（ブラント社製キングコブラ）へ供給し、固液分離を行った。得られた分離液は、一旦分離液受けタンク３１に受け、その後、サンドポンプ５４を用いて、真空ポンプ３２ｂで減圧された濃縮装置３２へ移送し、濃縮装置３２の循環ポンプ３２ｆで分離液を２５Ｌ／時間の供給速度で供給し、減圧蒸留濃縮処理を行った。
模擬洗浄液は、市販の笠岡粘土を水道水に添加し、固形分濃度が５質量％の懸濁液を４ｍ３作液した。さらに、この懸濁液に硝酸鉛を添加し、液相中の鉛濃度を約１０ｍｇ／Ｌとなるように調整した。得られた模擬洗浄液の性状について、表１に示す。
凝集剤水溶液は、テルナイト社製ＨＳ−９１６を水道水に添加し、固形分濃度が２質量％の水溶液を作液した。
【００４１】
【表１】
【００４２】
実施例１〜９は、表２及び表３に示す試験条件で、それぞれ１時間実施した。実施例１〜９の結果を、表２及び表３に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
表２及び表３の結果より、本発明の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法を実施することにより、約１０ｍｇ／Ｌの溶出濃度を達成できることが示された。また、土壌細粒分含有洗浄液を、重金属と土壌細粒分を除去した蒸留水に１００％再生できることが示された。さらに、振動篩のスクリーンメッシュサイズを小さくすることによって分離効率が高くなり、土壌を洗浄した後の洗浄液中に含まれる土壌細粒分の最大９７％を除去できることが示された。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 汚染土壌浄化処理システム
１１、１０１ ショベルローダー
１２、１０２ ベルトフィーダー
１３、１０３ 振動篩
１４、１０４ ドラムウォッシャー
１５、１０５ トロンメル分級機
１６、１０６ 振動篩
１７、１０７ 振動篩
１８、１０８ 洗浄貯槽
１９ スラッジ置き場
２０ 固液分離処理部
２１ 攪拌装置
２２ 凝集剤貯槽
２３ 固液分離装置
２３ａ フィード側
２３ｂ バイブレーター
２３ｃ スクリーン重心
２３ｄ フロック排出側
θ 角度
２４ 攪拌装置
２５ 固化剤又は重金属不溶化剤
３０ 蒸発濃縮処理部
３１ 分離液貯槽
３２ 蒸発濃縮装置
３２ａ 熱交換器
３２ｂ 真空ポンプ
３２ｃ 蒸発容器
３２ｄ 熱管群
３２ｅ ヒートポンプ
３２ｆ 循環ポンプ
３３ 処理水貯槽
５０ モーノポンプ
５１ モーノポンプ
５２ 凝集物受けタンク
５３ モーノポンプ
５４ サンドポンプ
２００ 水処理工程
２１０、２２０、２３０ 反応槽
２１１、２１２、２２１、２２２、２２３、２３１ ｐＨ調整剤、酸化剤又は還元剤、キレート剤、高分子凝集剤、無機凝結剤等
３００ 脱水工程
３１０ シックナー
３２０ 濾過装置
３３０ フィルタープレス
３４０ 処理液貯槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌細粒分を含む洗浄液に、凝集剤を添加し、前記凝集剤が添加された洗浄液を、攪拌装置で攪拌して反応させ、その後固液分離装置で固液分離する、固液分離処理工程と、
前記固液分離処理工程で分離された分離液を、蒸発濃縮装置で蒸発及び濃縮させる蒸発濃縮処理工程と
を含むことを特徴とする土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項２】
前記固液分離装置が、振動篩であることを特徴とする請求項１に記載の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項３】
前記振動篩の振動が、直線運動型又はバランス楕円運動型であることを特徴とする請求項２に記載の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項４】
前記蒸発濃縮装置が、真空多管式であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項５】
前記蒸発濃縮処理工程が、前記固液分離処理工程で分離された分離液を熱交換器で加熱する工程と、
前記加熱された分離液を、予め減圧された蒸発容器内に供給する工程と、
前記供給された分離液を熱管群上に散布することによって、濃縮液を得る工程と
を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項６】
前記蒸発濃縮処理工程が、前記熱管群の熱によって蒸発した、前記供給された分離液中の水分を前記熱管群内に再度送る工程と、
前記熱管群内に送られた水分を、前記熱管群外を流れる濃縮液によって凝縮し、蒸留水を得る工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項７】
凝集剤が添加された、土壌細粒分を含む洗浄液を攪拌して反応させる攪拌装置と、前記攪拌反応後に生成する凝集物を固液分離する固液分離装置とを備える固液分離処理部と、
前記固液分離された分離液を蒸発及び濃縮させる蒸発濃縮装置を備える蒸発濃縮処理部と
を備えることを特徴とする土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システム。
【請求項８】
前記固液分離装置が、振動篩であることを特徴とする請求項７に記載の土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システム。
【請求項９】
前記振動篩の振動が、直線運動型又はバランス楕円運動型であることを特徴とする請求項８に記載の土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システム。
【請求項１０】
前記蒸発濃縮装置が、真空多管式であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システム。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかに記載の土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システムを備えることを特徴とする汚染土壌浄化処理システム。
【請求項１】
土壌細粒分を含む洗浄液に、凝集剤を添加し、前記凝集剤が添加された洗浄液を、攪拌装置で攪拌して反応させ、その後固液分離装置で固液分離する、固液分離処理工程と、
前記固液分離処理工程で分離された分離液を、蒸発濃縮装置で蒸発及び濃縮させる蒸発濃縮処理工程と
を含むことを特徴とする土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項２】
前記固液分離装置が、振動篩であることを特徴とする請求項１に記載の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項３】
前記振動篩の振動が、直線運動型又はバランス楕円運動型であることを特徴とする請求項２に記載の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項４】
前記蒸発濃縮装置が、真空多管式であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項５】
前記蒸発濃縮処理工程が、前記固液分離処理工程で分離された分離液を熱交換器で加熱する工程と、
前記加熱された分離液を、予め減圧された蒸発容器内に供給する工程と、
前記供給された分離液を熱管群上に散布することによって、濃縮液を得る工程と
を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項６】
前記蒸発濃縮処理工程が、前記熱管群の熱によって蒸発した、前記供給された分離液中の水分を前記熱管群内に再度送る工程と、
前記熱管群内に送られた水分を、前記熱管群外を流れる濃縮液によって凝縮し、蒸留水を得る工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の土壌細粒分含有洗浄液の処理方法。
【請求項７】
凝集剤が添加された、土壌細粒分を含む洗浄液を攪拌して反応させる攪拌装置と、前記攪拌反応後に生成する凝集物を固液分離する固液分離装置とを備える固液分離処理部と、
前記固液分離された分離液を蒸発及び濃縮させる蒸発濃縮装置を備える蒸発濃縮処理部と
を備えることを特徴とする土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システム。
【請求項８】
前記固液分離装置が、振動篩であることを特徴とする請求項７に記載の土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システム。
【請求項９】
前記振動篩の振動が、直線運動型又はバランス楕円運動型であることを特徴とする請求項８に記載の土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システム。
【請求項１０】
前記蒸発濃縮装置が、真空多管式であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システム。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかに記載の土壌細粒分含有洗浄液の再生処理システムを備えることを特徴とする汚染土壌浄化処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１６７５９２（Ｐ２０１１−１６７５９２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３１３９９（Ｐ２０１０−３１３９９）
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（３９００２６４４６）株式会社テルナイト (17)
【出願人】（５１００４２８８４）株式会社酒田港リサイクル産業センター (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（３９００２６４４６）株式会社テルナイト (17)
【出願人】（５１００４２８８４）株式会社酒田港リサイクル産業センター (1)
【Ｆターム（参考）】
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