JP2004130199A

JP2004130199A - 重金属汚染土壌修復システムおよび重金属汚染土壌修復方法

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Publication number: JP2004130199A
Application number: JP2002296690A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyagawa; 宮川　博; Sayuri Ono; 小野　佐由理; Ryoichi Shirai; 白井　良一; Hidenori Nagasaki; 長崎　英範
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】重金属によって汚染された土壌から復土可能な清浄土壌を効率よく回収し、かつ、汚染土壌の修復に費やす経費の削減を実現した重金属汚染土壌修復システムおよび重金属汚染土壌修復方法を提供すること。
【解決手段】重金属汚染土壌をその粒度に応じて化学的または物理的に洗浄することによって、前記重金属汚染土壌を復土可能な清浄土壌に修復する重金属汚染土壌修復システム１００において、重金属汚染土壌から、磁性物を含有する磁性物土壌と磁性物を含有しない非磁性物土壌とを磁気的に選別する第１および第２の磁力選別装置（１０５、１０７）と、前記非磁性物土壌に含有した重金属を酸性溶媒中に抽出分離し、抽出分離によって該重金属が除去された残留物から清浄土壌を回収する第１および第２の酸抽出装置（１０６、１０８）とを備える。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、重金属によって汚染された土壌をその粒度に応じて化学的または物理的に洗浄することによって、重金属を土壌から分離し、重金属汚染土壌を復土可能な清浄土壌に修復する重金属汚染土壌修復システムおよび重金属汚染土壌修復方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、重金属によって汚染された土壌は、その粒度別に分級されることによって清浄土壌および高濃度の重金属を含有する汚染土壌に選別され、この汚染土壌のみを除去することによって浄化される。そして、選別された清浄土壌は、汚染土壌が掘削された原位置に復土される。
【０００３】
一般に、汚染土壌における重金属は微細粒度の土粒子に吸着された状態で存在していることが多い。すなわち、高濃度の重金属を含有する土壌と重金属をほとんど含有しない土壌は、粒度分布の観点で分離されている。したがって、汚染土壌の重金属および粒度分布を把握し、その粒度別に汚染土壌を分級することによって、この汚染土壌から重金属汚染土壌および清浄土壌を選別分離することができる。
【０００４】
なお、この分級によって選別分離された重金属汚染土壌は、セメントによる固形化、薬剤による化学的不溶化、あるいは汚染土壌の溶融によるスラグ化によって無害化処理され、再利用される。
【０００５】
また、汚染物質である含有重金属を酸溶媒中に抽出分離することによって、重金属汚染土壌を洗浄し、清浄土壌を回収する重金属汚染土壌の修復方法もある（たとえば、特許文献１を参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１５６３３８号公報　（第２−４頁、第１−３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、重金属汚染土壌をその粒度別に分級することによって、重金属が高濃度で吸着される土壌粒子を分離除去し、復土可能な清浄土壌を回収する場合、掘削された重金属汚染土壌に対する清浄土壌の回収重量が少ない場合が多く、清浄土壌の回収効率が悪いという問題点がある。
【０００８】
また、分離除去された高濃度の重金属を含有する土壌に対しては上述した無害化処理を施す必要があるため、重金属含有土壌粒子の分離除去重量が多くなると、この無害化処理に費やす時間および労力が増大する。したがって、重金属汚染土壌の修復における経済効率が悪化するという問題点がある。
【０００９】
さらに、含有重金属を酸溶媒中に抽出分離することによって重金属汚染土壌を洗浄し清浄土壌を回収する場合、重金属汚染土壌を修復するために必要な酸溶媒の重量および修復処理に費やす時間が莫大である場合が多く、重金属汚染土壌の修復効率および経済効率が悪いという問題点がある。
【００１０】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、重金属によって汚染された土壌から復土可能な清浄土壌を効率よく回収し、かつ、汚染土壌の修復に費やす経費の削減を実現した重金属汚染土壌修復システムおよび重金属汚染土壌修復方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる重金属汚染土壌修復システムは、重金属汚染土壌をその粒度に応じて化学的または物理的に洗浄することによって、前記重金属汚染土壌を復土可能な清浄土壌に修復する重金属汚染土壌修復システムにおいて、重金属汚染土壌から、磁性物を含有する磁性物土壌と磁性物を含有しない非磁性物土壌とを磁気的に選別する磁力選別装置と、前記非磁性物土壌に含有した重金属を所定の溶媒中に抽出分離し、抽出分離によって該重金属が除去された残留物から清浄土壌を回収する溶媒抽出装置とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
この請求項１の発明によれば、磁力選別装置によって重金属汚染土壌から選別された非磁性物土壌に対してのみ溶媒抽出装置による含有重金属の溶媒抽出が実施され、清浄土壌が回収されるようにシステム構成されているので、清浄土壌の回収効率が高い重金属汚染土壌修復システムを実現できる。さらに、溶媒抽出による含有重金属の分離が困難である磁性物土壌が溶媒抽出装置に搬入前の重金属汚染土壌から除去されるので、溶媒抽出による含有重金属の分離に必要な溶媒重量を減少させ、かつ、費やす時間を短縮することができ、重金属汚染土壌の修復における修復効率および経済効率の高い重金属汚染土壌修復システムを実現できる。
【００１３】
また、請求項２にかかる重金属汚染土壌修復システムは、前記溶媒抽出装置は、前記非磁性物土壌から重金属を溶媒中に抽出する重金属抽出装置と、前記所定の溶媒の性質を決定する薬剤を前記重金属抽出装置に供給する薬剤供給装置と、前記重金属抽出装置によって前記重金属が除去された残留物から清浄土壌を回収するろ過装置とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
この請求項２の発明によれば、溶媒抽出装置の構成が、磁力選別装置によって磁気的に選別された非磁性物土壌に対して含有重金属を溶媒抽出し、清浄土壌を回収する装置として最適なものとなる。
【００１５】
また、請求項３にかかる重金属汚染土壌修復システムは、前記薬剤供給装置が、前記薬剤として酸性薬剤を供給することを特徴とする。
【００１６】
この請求項３の発明によれば、酸性溶媒中に抽出分離可能な重金属によって汚染された土壌を修復するシステムとして最適なものとなる。
【００１７】
また、請求項４にかかる重金属汚染土壌修復システムは、前記薬剤供給装置が、前記薬剤としてアルカリ性薬剤を供給することを特徴とする。
【００１８】
この請求項４の発明によれば、アルカリ性溶媒中に抽出分離可能な重金属によって汚染された土壌を修復するシステムとして最適なものとなる。
【００１９】
また、請求項５にかかる重金属汚染土壌修復システムは、前記重金属汚染土壌を所定の粒度別に篩い分ける、少なくとも１つの篩分装置を備え、前記磁力選別装置は、前記篩分装置によって篩い分けられた重金属汚染土壌から、磁性物を含有する磁性物土壌と磁性物を含有しない非磁性物土壌とを磁気的に選別することを特徴とする。
【００２０】
この請求項５の発明によれば、あらかじめ重金属汚染土壌から重金属によって汚染されていない粒度範囲の土壌が分離され、重金属含有濃度の高い土壌が効率よく磁力選別装置によって磁選されるので、この磁選に必要な処理時間が短縮され、さらに、磁選後の溶媒抽出装置における重金属の溶媒抽出に必要な溶媒量が減少され、かつ、その処理時間が短縮された、修復効率および経済効率の高い重金属汚染土壌修復システムを実現できる。
【００２１】
また、請求項６にかかる重金属汚染土壌修復システムは、前記篩分装置が、第１の粒度の重金属汚染土壌を乾式で篩下に篩い分ける乾式篩分装置であることを特徴とする。
【００２２】
この請求項６の発明によれば、重金属によって汚染されていない粒度範囲の土壌、または石等の大塊を重金属汚染土壌から容易に取り出すことができるので、磁力選別装置による磁選処理および溶媒抽出装置による重金属の溶媒抽出処理の対象となる重金属汚染土壌の重量を容易に減少させることができる。したがって、磁選および溶媒抽出における処理時間を短縮することができ、さらに、重金属の溶媒抽出における溶媒量を減少させることができるので、重金属汚染土壌修復における修復効率および経済効率が向上する。
【００２３】
また、請求項７にかかる重金属汚染土壌修復システムは、前記乾式篩分装置で篩い分けられた篩下の重金属汚染土壌から、前記第１の粒度よりも小さい第２の粒度の重金属汚染土壌を湿式で篩下に篩い分ける第２粒度用湿式篩分装置を備えたことを特徴とする。
【００２４】
この請求項７の発明によれば、重金属汚染土壌から分離可能な土壌の粒度範囲が微細化されるので、乾式篩分装置における篩下の重金属汚染土壌から重金属に汚染されていない粒度範囲の土壌をさらに分離することができ、含有重金属が濃縮された重金属汚染土壌を効率よく取り出すことができる。
【００２５】
また、請求項８にかかる重金属汚染土壌修復システムは、前記第２粒度用湿式篩分装置で篩い分けられた篩下の重金属汚染土壌から、前記第２の粒度より小さい第３の粒度の重金属汚染土壌を湿式で篩下に篩い分ける第３粒度用湿式篩分装置を備えたことを特徴とする。
【００２６】
この請求項８の発明によれば、重金属汚染土壌から分離可能な土壌の粒度範囲が、第２粒度用湿式篩分装置によって篩い分ける場合よりも微細化されるので、溶媒抽出によって含有重金属を抽出分離可能な粒度範囲の土壌を選択的に取り出すことができ、溶媒抽出における処理時間の短縮および溶媒量の減少が可能となる。
【００２７】
また、請求項９にかかる重金属汚染土壌修復システムは、前記第３粒度用湿式篩分装置で篩い分けられた篩下の重金属汚染土壌から、前記第３の粒度より小さい第４の粒度の重金属汚染土壌を湿式で分級する湿式遠心分離装置を備えたことを特徴とする。
【００２８】
この請求項９の発明によれば、溶媒抽出によって含有重金属を抽出分離することが困難である微細粒度の重金属汚染土壌を分離除去することができるので、溶媒抽出装置による重金属の溶媒抽出処理の対象重金属汚染土壌の重量を減少させ、溶媒抽出における処理時間の短縮および溶媒量の減少が可能となる。
【００２９】
また、請求項１０にかかる重金属汚染土壌修復システムは、前記溶媒抽出装置によって排出される廃水から重金属を除去する廃水処理装置を備えたことを特徴とする。
【００３０】
この請求項１０の発明によれば、廃水に含有される重金属を除去することができるので、溶媒抽出装置における重金属の溶媒抽出処理によって排出される廃水の無害化が可能な重金属汚染土壌修復システムを実現できる。
【００３１】
また、請求項１１にかかる重金属汚染土壌修復システムは、前記磁力選別装置によって磁気的に選別された磁性物土壌または前記湿式遠心分離装置によって分級された前記第４の粒度の重金属汚染土壌を溶融してスラグ化する無害化処理装置を備えたことを特徴とする。
【００３２】
この請求項１１の発明によれば、溶媒抽出処理では含有重金属を抽出分離することが困難である磁性物土壌および微細粒度の重金属汚染土壌を溶融しスラグ化することが可能な重金属汚染土壌修復システムを実現できる。
【００３３】
また、請求項１２にかかる重金属汚染土壌修復システムは、前記磁力選別装置によって磁気的に選別された磁性物土壌から鉄、ニッケル、コバルト、またはステンレス鋼を回収する金属回収処理装置を備えたことを特徴とする。
【００３４】
この請求項１２の発明によれば、磁力選別装置によって磁気的に選別された磁性物土壌から鉄、ニッケル、コバルト、またはステンレス鋼を回収することが可能な重金属汚染土壌修復システムを実現できる。
【００３５】
また、請求項１３にかかる重金属汚染土壌修復方法は、重金属汚染土壌をその粒度に応じて化学的または物理的に洗浄することによって、前記重金属汚染土壌を復土可能な清浄土壌に修復する重金属汚染土壌修復方法において、重金属汚染土壌から、磁性物を含有する磁性物土壌と磁性物を含有しない非磁性物土壌とを磁気的に選別する磁選ステップと、前記非磁性物土壌に含有した重金属を所定の溶媒中に抽出する重金属抽出ステップと、前記重金属抽出ステップによって重金属が除去された非磁性物土壌から清浄土壌を回収するとともに廃水を排出するろ過ステップとを含んだことを特徴とする。
【００３６】
この請求項１３の発明によれば、重金属汚染土壌から磁選された非磁性物土壌が溶媒抽出によって重金属と清浄土壌に分離され、この混合溶液をろ過することによって清浄土壌が回収されるようにしているので、清浄土壌の回収効率が高い重金属汚染土壌修復方法を確立できる。さらに、溶媒抽出による含有重金属の分離が困難である磁性物土壌が磁選によって除去されるので、溶媒抽出による含有重金属の分離に必要な溶媒重量を減少させ、かつ、費やす時間を短縮することができ、重金属汚染土壌の修復における修復効率および経済効率の高い重金属汚染土壌修復方法を確立できる。
【００３７】
また、請求項１４にかかる重金属汚染土壌修復方法は、前記重金属抽出ステップは、前記所定の溶媒として酸性の溶媒を用いることを特徴とする。
【００３８】
この請求項１４の発明によれば、酸性溶媒中に抽出分離可能な重金属によって汚染された土壌を修復する方法として最適なものとなる。
【００３９】
また、請求項１５にかかる重金属汚染土壌修復方法は、前記重金属抽出ステップは、前記所定の溶媒としてアルカリ性の溶媒を用いることを特徴とする。
【００４０】
この請求項１５の発明によれば、アルカリ性溶媒中に抽出分離可能な重金属によって汚染された土壌を修復する方法として最適なものとなる。
【００４１】
また、請求項１６にかかる重金属汚染土壌修復方法は、前記ろ過ステップによって排出された廃水から重金属を除去する廃水処理ステップを含んだことを特徴とする。
【００４２】
この請求項１６の発明によれば、廃水に含有される重金属を除去することができるので、重金属抽出ステップにおける重金属の溶媒抽出処理によって排出される廃水の無害化が可能な重金属汚染土壌修復方法を確立できる。
【００４３】
また、請求項１７にかかる重金属汚染土壌修復方法は、前記磁選ステップの前に実行されるとともに、前記重金属汚染土壌を所定の粒度別に乾式で篩い分ける乾式篩い分けステップを含んだことを特徴とする。
【００４４】
この請求項１７の発明によれば、重金属によって汚染されていない粒度範囲の土壌、または石等の大塊を磁選前の重金属汚染土壌から容易に取り出すことができるので、磁選処理および重金属の溶媒抽出処理の対象となる重金属汚染土壌の重量を容易に減少させることができる。したがって、磁選および溶媒抽出における処理時間を短縮することができ、さらに、重金属の溶媒抽出における溶媒量を減少させることができるので、重金属汚染土壌修復における修復効率および経済効率が向上する。
【００４５】
また、請求項１８にかかる重金属汚染土壌修復方法は、前記磁選ステップの前に実行されるとともに、前記重金属汚染土壌を所定の粒度別に湿式で篩い分ける湿式篩い分けステップを含んだことを特徴とする。
【００４６】
この請求項１８の発明によれば、重金属によって汚染されていない粒度範囲が微細粒度である重金属汚染土壌から、この微細粒度範囲の土壌を取り出すことができるので、磁選処理および重金属の溶媒抽出処理の対象となる重金属汚染土壌の重量を減少させることができる。したがって、磁選および溶媒抽出における処理時間を短縮することができ、さらに、重金属の溶媒抽出における溶媒量を減少させることができるので、重金属汚染土壌修復における修復効率および経済効率が向上する。
【００４７】
また、請求項１９にかかる重金属汚染土壌修復方法は、前記磁選ステップの前に実行されるとともに、前記重金属汚染土壌から第１の粒度を有する重金属汚染土壌を篩下に乾式で篩い分ける乾式篩い分けステップと、該第１の粒度を有する重金属汚染土壌から該第１の粒度よりも小さい第２の粒度を有する重金属汚染土壌を篩下に湿式で篩い分ける第１の湿式篩い分けステップとを含んだことを特徴とする。
【００４８】
この請求項１９の発明によれば、重金属によって汚染されていない粒度範囲の土壌、または石等の大塊を磁選前の重金属汚染土壌から容易に取り出すことができ、かつ、乾式篩い分けステップにおける篩下の重金属汚染土壌から重金属に汚染されていない粒度範囲の土壌をさらに分離することができるので、磁選処理および重金属の溶媒抽出処理の対象となる重金属汚染土壌の重量を容易に減少させることができる。したがって、磁選および溶媒抽出における処理時間を短縮することができ、さらに、重金属の溶媒抽出における溶媒量を減少させることができるので、重金属汚染土壌修復における修復効率および経済効率が向上する。
【００４９】
また、請求項２０にかかる重金属汚染土壌修復方法は、前記第２の粒度を有する重金属汚染土壌から前記第２の粒度よりも小さい第３の粒度を有する重金属汚染土壌を篩下に湿式で篩い分ける第２の湿式篩い分けステップを含んだことを特徴とする。
【００５０】
この請求項２０の発明によれば、重金属汚染土壌から分離可能な土壌の粒度範囲が、第１の湿式篩い分けステップの場合よりも微細化されるので、溶媒抽出によって含有重金属を抽出分離可能な粒度範囲の土壌を選択的に取り出すことができ、溶媒抽出における処理時間の短縮および溶媒量の減少が可能となる。
【００５１】
また、請求項２１にかかる重金属汚染土壌修復方法は、前記第３の粒度を有する重金属汚染土壌から前記第３の粒度より小さい第４の粒度を有する重金属汚染土壌を湿式で分級する湿式分級ステップを含んだことを特徴とする。
【００５２】
この請求項２１の発明によれば、溶媒抽出によって含有重金属を抽出分離することが困難である微細粒度の重金属汚染土壌を分離除去することができるので、重金属抽出ステップにおける重金属の溶媒抽出処理の対象重金属汚染土壌の重量を減少させ、溶媒抽出における処理時間の短縮および溶媒量の減少が可能となる。
【００５３】
また、請求項２２にかかる重金属汚染土壌修復方法は、前記第４の粒度を有する重金属汚染土壌を溶融してスラグ化する第２の無害化ステップを含んだことを特徴とする。
【００５４】
この請求項２２の発明によれば、溶媒抽出処理では含有重金属を抽出分離することが困難である微細粒度の重金属汚染土壌を溶融しスラグ化することが可能な重金属汚染土壌修復方法を確立できる。
【００５５】
また、請求項２３にかかる重金属汚染土壌修復方法は、前記磁性物土壌を溶融してスラグ化する第１の無害化ステップを含んだことを特徴とする。
【００５６】
この請求項２３の発明によれば、溶媒抽出処理では含有重金属を抽出分離することが困難である磁性物土壌を溶融しスラグ化することが可能な重金属汚染土壌修復方法を確立できる。
【００５７】
また、請求項２４にかかる重金属汚染土壌修復方法は、前記磁性物土壌から鉄、ニッケル、またはコバルト、さらにはステンレス鋼を回収する金属回収ステップを含んだことを特徴とする。
【００５８】
この請求項２４の発明によれば、磁選ステップにおいて磁気的に選別された磁性物土壌から鉄、ニッケル、コバルト、またはステンレス鋼を回収することが可能な重金属汚染土壌修復方法を確立できる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態である重金属汚染土壌修復システムおよび重金属汚染土壌修復方法について説明する。
【００６０】
（実施の形態１）
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１にかかる重金属汚染土壌修復システム１００の概略構成を示すブロック図である。ただし、図１において、実線矢印はベルトコンベアによる土壌の流れを示し、破線矢印はパイプによる土壌の流れを示している。
【００６１】
図１において、重金属汚染土壌修復システム１００は、重金属汚染土壌を粒度によって区分する乾式篩分装置１０１、第１の湿式篩分装置１０２、第２の湿式篩分装置１０３、および湿式遠心分離装置１０４を有し、また、粒度で区分された重金属汚染土壌から磁性物土壌および非磁性物土壌を磁気的に選別する第１の磁力選別装置１０５および第２の磁力選別装置１０７を有し、また、非磁性物土壌から重金属を溶媒抽出する第１の酸抽出装置１０６および第２の酸抽出装置１０８を有し、さらに、溶媒抽出による重金属除去が困難な重金属汚染土壌および磁性物土壌を無害化処理する無害化処理装置１０９、ならびに、非磁性物土壌から抽出された重金属を含有する廃水を無害化処理する廃水処理装置１１０を有する。
【００６２】
また、図１において、乾式篩分装置１０１への汚染土壌の搬入、乾式篩分装置１０１から第１の湿式篩分装置１０２への汚染土壌の運搬、ならびに、乾式篩分装置１０１、第１の湿式篩分装置１０２、第１の酸抽出装置１０６および第２の酸抽出装置１０８で得られた清浄土壌の搬出は、ベルトコンベアによって実現される。
【００６３】
さらに、第１の湿式篩分装置１０２から第２の湿式篩分装置１０３への汚染土壌の運搬、第２の湿式篩分装置１０３から湿式遠心分離装置１０４または第１の磁力選別装置１０５への汚染土壌の運搬、湿式遠心分離装置１０４から第２の磁力選別装置１０７または無害化処理装置１０９への汚染土壌の運搬、第１の磁力選別装置１０５から第１の酸抽出装置１０６または無害化処理装置１０９への汚染土壌の運搬、第２の磁力選別装置１０７から第２の酸抽出装置１０８または無害化処理装置１０９への汚染土壌の運搬、第１の酸抽出装置１０６または第２の酸抽出装置１０８から廃水処理装置１１０への廃水の運搬は、パイプを通じることによって実現される。
【００６４】
乾式篩分装置１０１は、搬入された汚染土壌中に含まれる石等の大塊を除去する乾式の篩分装置であり、所定の粒度（以下、第１の粒度と称する。たとえば１５０ｍｍ）未満の土壌を篩下に分ける機能を有する。なお、この乾式篩分装置１０１として、篩目が上記第１の粒度の網篩またはグリズリー等を用いることができる。
【００６５】
第１の湿式篩分装置１０２は、乾式篩分装置１０１によって篩い分けられた上記第１の粒度未満の土壌をさらに篩い分ける湿式の篩分装置であり、土壌をスラリー化した後、上記第１の粒度よりも小さい粒度（以下、第２の粒度と称する。たとえば５ｍｍ）の土壌を篩下に分ける機能を有する。すなわち、上記粒度の例によれば、第１の湿式篩分装置１０２によって、粒度が５ｍｍ以上、１５０ｍｍ未満の土壌を篩の上に残し、粒度が５ｍｍ未満の土壌を篩下に分けることができる。なお、第１の湿式篩分装置１０２として、篩目が上記第２の粒度の網を有する振動篩等を用いることができる。
【００６６】
第２の湿式篩分装置１０３は、第１の湿式篩分装置１０２によって篩い分けられた上記第２の粒度未満のスラリー化された土壌をさらに篩い分ける湿式の篩分装置であり、上記第２の粒度よりも小さい粒度（以下、第３の粒度と称する。たとえば１ｍｍ）の土壌を篩下に分ける機能を有する。すなわち、上記粒度の例によれば、第２の湿式篩分装置１０３によって、粒度が１ｍｍ以上、５ｍｍ未満の土壌を篩の上に残し、粒度が１ｍｍ未満の土壌を篩下に分けることができる。なお、第２の湿式篩分装置１０３として、篩目が上記第３の粒度の網を有する振動篩等を用いることができる。
【００６７】
湿式遠心分離装置１０４は、第２の湿式篩分装置１０３によって篩い分けられた上記第３の粒度未満のスラリー化された土壌をさらに篩い分ける湿式の遠心分離装置であり、上記第３の粒度よりも小さい粒度（以下、第４の粒度と称する。たとえば０．０７５ｍｍ）の土壌および上記第４の粒度以上の土壌を分級する機能を有する。なお、湿式遠心分離装置１０４として、上記第４の粒度の篩い分けを可能にしたメッシュサイズの液体サイクロン等を用いることができる。
【００６８】
第１の磁力選別装置１０５は、第２の湿式篩分装置１０３によって篩上に篩い分けられた土壌（上記例だと、１ｍｍ以上、５ｍｍ未満の土壌）から、磁性物土壌および非磁性物土壌を磁気的に選別する機能を有する。ただし、ここでいう磁性物土壌は磁性物を含有する土壌を意味し、また非磁性物土壌は磁性物を含有しない土壌を意味する。以後、この磁性物土壌および非磁性物土壌という用語は、この意味で用いる。なお、第１の磁力選別装置１０５として、永久磁石式磁力選別装置または電磁石式磁力選別装置等を用いることができる。
【００６９】
第１の酸抽出装置１０６は、第１の磁力選別装置１０５によって選別された非磁性物土壌から重金属を酸性下で溶媒抽出し、清浄土壌を回収する機能を有する。なお、第１の酸抽出装置１０６の構成の詳細な説明は、後述する。
【００７０】
第２の磁力選別装置１０７は、湿式遠心分離装置１０４によって分級された上記第４の粒度以上の土壌（上記例だと、０．０７５ｍｍ以上、１ｍｍ未満の土壌）から、磁性物土壌および非磁性物土壌を磁気的に選別する機能を有する。なお、第２の磁力選別装置１０７として、永久磁石式磁力選別装置または電磁石式磁力選別装置等を用いることができる。
【００７１】
第２の酸抽出装置１０８は、第２の磁力選別装置１０７によって選別された非磁性物土壌から重金属を酸性下で溶媒抽出し、清浄土壌を回収する機能を有する。なお、第２の酸抽出装置１０８の構成の詳細な説明は、後述する。
【００７２】
無害化処理装置１０９は、搬入されたスラリー状態の重金属汚染土壌を脱水した後、溶融することによってスラグ化し、重金属を土壌中に封じ込める無害化処理機能を有する。
【００７３】
廃水処理装置１１０は、第１の酸抽出装置１０６または第２の酸抽出装置１０８から搬出された廃水に含有される重金属を不溶化し、かつ、重金属の溶媒抽出における薬剤を中和し、さらに、不溶化された重金属を濃縮し汚泥として排出する機能を有する。ただし、この汚泥は、無害化処理装置１０９に搬入された後、溶融され、スラグ化される。なお、廃水処理装置１１０によって含有重金属の除去および含有薬剤の中和がなされた廃水は、工業用水として再利用される。
【００７４】
ここで、図２を参照して、第１の酸抽出装置１０６の構成を詳細に説明する。図２は、第１の酸抽出装置１０６の概略構成を示すブロック図である。ただし、図２において、実線矢印はベルトコンベアによる土壌の流れを示し、破線矢印はパイプによる土壌の流れを示している。
【００７５】
図２において、第１の酸抽出装置１０６は、第１の磁力選別装置１０５によって選別された非磁性物土壌から酸性下で重金属を溶媒抽出する第１の重金属抽出機１０６ａ、第１の重金属抽出機１０６ａに酸薬剤を供給する第１の酸薬剤供給機１０６ｂ、および、第１の重金属抽出機１０６ａによって溶媒抽出処理が施された非磁性物土壌の混合溶液を残渣土壌と廃水に分離する第１のろ過機１０６ｃ、ならびに、第１のろ過機１０６ｃによって分離された残渣土壌の表面に付着する酸薬剤を洗浄する第１のリパルプ洗浄機１０６ｄ、さらに、第１のリパルプ洗浄機１０６ｄによって洗浄された残渣土壌の混合溶液を清浄土壌と廃水に分離する第２のろ過機１０６ｅを有する。
【００７６】
第１の重金属抽出機１０６ａは、第１の磁力選別装置１０５から搬入された非磁性物土壌を酸溶媒と混合する重金属抽出槽と、この非磁性物土壌の混合溶液を第１のろ過機１０６ｃに搬出するポンプを備えている。すなわち、第１の重金属抽出機１０６ａは、非磁性物土壌から重金属を溶媒抽出し、かつ、その混合溶液を第１のろ過機１０６ｃに搬出する機能を有する。ただし、この重金属抽出槽における酸溶媒は、第１の酸薬剤供給器１０６ｂから供給される酸薬剤を溶媒とする。
【００７７】
第１の酸薬剤供給機１０６ｂは、第１の重金属抽出機１０６ａに酸薬剤を供給する機能を有する。なお、供給される酸薬剤として、塩酸、硫酸、硝酸または炭酸等の無機酸、あるいは、クエン酸または酒石酸等の有機酸を使用することができる。
【００７８】
第１のろ過機１０６ｃは、第１の重金属抽出機１０６ａから搬出された非磁性物土壌の混合溶液を土壌残渣と廃水に分離する機能を有する。ここで、土壌残渣は、第１の重金属抽出機１０６ａによって酸性下で非磁性物土壌から重金属が溶媒抽出された後の土壌である。なお、酸溶媒に抽出された重金属は、廃水中に含有される。この土壌残渣は、ベルトコンベアによって第１のリパルプ洗浄機１０６ｄに搬出され、廃水は、パイプを通じて、廃水処理装置１１０に搬出される。なお、この第１のろ過機１０６ｃとして、重力ろ過または真空ろ過機能を有するトレイ型ろ過機、あるいは遠心ろ過機能を有する回転ドラム式ろ過機等を用いることができる。
【００７９】
第１のリパルプ洗浄機１０６ｄは、第１のろ過機１０６ｃから搬出された土壌残渣の表面に付着した酸薬剤を洗浄するリパルプ槽、および、この洗浄後の混合溶液を第２のろ過機１０６ｅに搬出するポンプを備えている。すなわち、第１のリパルプ洗浄機１０６ｄは、土壌残渣を清浄土壌に浄化し、かつ、この清浄土壌の混合溶液を第２のろ過機１０６ｅに搬出する機能を有する。
【００８０】
第２のろ過機１０６ｅは、第１のリパルプ洗浄機１０６ｄから搬出された清浄土壌の混合溶液を清浄土壌と廃水に分離する機能を有する。ここで、清浄土壌は、重金属の含有濃度が環境庁による土壌汚染の指針値未満となる土壌であり、復土可能な土壌である。また、この廃水は、土壌残渣表面に付着した酸薬剤を含有する。この清浄土壌は、ベルトコンベアによって搬出され、汚染土壌掘削後の原位置に復土される。また、廃水は、パイプを通じて、廃水処理装置１１０に搬出される。なお、この第２のろ過機１０６ｅとして、重力ろ過または真空ろ過機能を有するトレイ型ろ過機、あるいは遠心ろ過機能を有する回転ドラム式ろ過機等を用いることができる。
【００８１】
さらに、図３を参照して、第２の酸抽出装置１０８の構成を詳細に説明する。図３は、第２の酸抽出装置１０８の概略構成を示すブロック図である。ただし、図３において、実線矢印はベルトコンベアによる土壌の流れを示し、破線矢印はパイプによる土壌の流れを示している。
【００８２】
図３において、第２の酸抽出装置１０８は、第２の磁力選別装置１０７によって選別された非磁性物土壌から酸性下で重金属を溶媒抽出する第２の重金属抽出機１０８ａ、第２の重金属抽出機１０８ａに酸薬剤を供給する第２の酸薬剤供給機１０８ｂ、および、第２の重金属抽出機１０８ａによって溶媒抽出処理が施された非磁性物土壌の混合溶液を残渣土壌と廃水に分離する第３のろ過機１０８ｃ、ならびに、第３のろ過機１０８ｃによって分離された残渣土壌の表面に付着する酸薬剤を洗浄する第２のリパルプ洗浄機１０８ｄ、さらに、第２のリパルプ洗浄機１０８ｄによって洗浄された残渣土壌の混合溶液を清浄土壌と廃水に分離する第４のろ過機１０８ｅを有する。
【００８３】
第２の重金属抽出機１０８ａは、第２の磁力選別装置１０７から搬出された非磁性物土壌を酸溶媒と混合する重金属抽出槽と、この非磁性物土壌の混合溶液を第３のろ過機１０８ｃに搬出するポンプを備えている。すなわち、第２の重金属抽出機１０８ａは、非磁性物土壌から重金属を酸性下で溶媒抽出し、かつ、その混合溶液を第３のろ過機１０８ｃに搬出する機能を有する。ただし、この重金属抽出槽における酸溶媒は、第２の酸薬剤供給器１０８ｂから供給される酸薬剤を溶媒とする。
【００８４】
第２の酸薬剤供給機１０８ｂは、第２の重金属抽出機１０８ａに酸薬剤を供給する機能を有する。なお、供給される酸薬剤として、塩酸、硫酸、硝酸または炭酸等の無機酸、あるいは、クエン酸または酒石酸等の有機酸を使用することができる。
【００８５】
第３のろ過機１０８ｃは、第２の重金属抽出機１０８ａから搬出された非磁性物土壌の混合溶液を土壌残渣と廃水に分離する機能を有する。ここで、土壌残渣は、第２の重金属抽出機１０８ａによって酸性下で非磁性物土壌から重金属が溶媒抽出された後の土壌である。なお、酸溶媒に抽出された重金属は、廃水中に含有される。この土壌残渣は、ベルトコンベアによって第２のリパルプ洗浄機１０８ｄに搬出され、廃水は、パイプを通じて、廃水処理装置１１０に搬出される。なお、この第３のろ過機１０８ｃとして、加圧ろ過機能を有するプレスフィルター型ろ過機、真空ろ過機能を有するトレイ型ろ過機、あるいは遠心ろ過機能を有する回転ドラム式ろ過機等の微細粒子混合溶液のろ過に適したろ過機を用いることができる。
【００８６】
第２のリパルプ洗浄機１０８ｄは、第３のろ過機１０８ｃから搬出された土壌残渣の表面に付着した酸薬剤を洗浄するリパルプ槽、および、この洗浄後の混合溶液を第４のろ過機１０８ｅに搬出するポンプを備えている。すなわち、第２のリパルプ洗浄機１０８ｄは、土壌残渣を清浄土壌に浄化し、かつ、この清浄土壌の混合溶液を第４のろ過機１０８ｅに搬出する機能を有する。
【００８７】
第４のろ過機１０８ｅは、第２のリパルプ洗浄機１０８ｄから搬出された清浄土壌の混合溶液を清浄土壌と廃水に分離する機能を有する。清浄土壌はベルトコンベアによって搬出され、汚染土壌掘削後の原位置に復土される。また、廃水はパイプを通じて、廃水処理装置１１０に搬出される。なお、第４のろ過機１０８ｅとして、加圧ろ過機能を有するプレスフィルター型ろ過機、真空ろ過機能を有するトレイ型ろ過機、あるいは遠心ろ過機能を有する回転ドラム式ろ過機等の微細粒子混合溶液のろ過に適したろ過機を用いることができる。
【００８８】
つぎに、図４を参照して、この発明の実施の形態１にかかる重金属汚染土壌修復システム１００による、鉛によって汚染された土壌（鉛汚染土壌）が清浄土壌に修復されるまでの処理手順を詳細に説明する。なお、以下の説明においては、上記で例示した粒度の具体的な数値を用いる。
【００８９】
図４は、掘削され、重金属汚染土壌修復システム１００に搬入された鉛汚染土壌が、その粒度別に篩い分けられてから、清浄土壌が復土され、かつ、鉛汚染土壌が無害化されるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【００９０】
図４において、原位置から掘削され、重金属汚染土壌修復システム１００に搬入された鉛汚染土壌は、乾式篩分装置１０１によって粒度１５０ｍｍを境界として篩い分けられる。したがって、粒度１５０ｍｍ以上の石等の大塊を含有する土壌が篩上に残留し、粒度１５０ｍｍ未満の土壌が篩下に流される（ステップＳ１０１，Ｓ１０２：Ｎｏ）。
【００９１】
乾式篩分装置１０１によって篩下に流された粒度１５０ｍｍ未満の鉛汚染土壌は、ベルトコンベアによって第１の湿式篩分装置１０２に搬入され、水分混合によってスラリー化された後、第１の湿式篩分装置１０２によって粒度５ｍｍを境界として篩い分けられる。したがって、粒度５ｍｍ以上、１５０ｍｍ未満の土壌が篩上に残留し、粒度５ｍｍ未満の土壌が篩下に流される（ステップＳ１０３，Ｓ１０４：Ｎｏ）。
【００９２】
第１の湿式篩分装置１０２によって篩下に流された粒度５ｍｍ未満の鉛汚染土壌は、スラリー状態を保ちながらパイプを通じて第２の湿式篩分装置１０３に搬入され、第２の湿式篩分装置１０３によって粒度１ｍｍを境界として篩い分けられる。したがって、粒度１ｍｍ以上、５ｍｍ未満の土壌が篩上に残留し、粒度１ｍｍ未満の土壌が篩下に流される（ステップＳ１０５，Ｓ１０６：Ｎｏ）。
【００９３】
第２の湿式篩分装置１０３によって篩下に流された粒度１ｍｍ未満の鉛汚染土壌は、スラリー状態を保ちながらパイプを通じて湿式遠心分離装置１０４に搬入され、湿式遠心分離装置１０４によって粒度０．０７５ｍｍを境界として分級される（ステップＳ１０７）。したがって、湿式遠心分離装置１０４において、粒度０．０７５ｍｍ以上、１ｍｍ未満の土壌が下層に凝集し、粒度０．０７５ｍｍ未満の土壌が上層に凝集する（ステップＳ１０８：Ｎｏ）。
【００９４】
湿式遠心分離装置１０４によって分級された粒度０．０７５ｍｍ未満の鉛汚染土壌は、スラリー状態を保ちながらパイプを通じて無害化処理装置１０９に搬入され、脱水される。この粒度０．０７５ｍｍ未満の鉛汚染土壌は、含有鉛の抽出が困難な土壌である場合、無害化処理装置１０９によって溶融され、スラグ化される。スラグ化された鉛汚染土壌は、その土壌内部に含有鉛が封じ込められた状態で排出される（ステップＳ１０９）。なお、この粒度０．０７５ｍｍ未満の鉛汚染土壌は、含有鉛が抽出可能である場合、第２の磁力選別装置１０７によって磁性物土壌と非磁性物土壌に選別された後、第２の酸抽出装置１０８によって該磁性物土壌の含有鉛を溶媒抽出処理することもできる。
【００９５】
一方、乾式篩分装置１０１によって篩上に残留した粒度１５０ｍｍ以上の土壌（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、および第１の湿式篩分装置１０２によって篩上に残留した粒度５ｍｍ以上、１５０ｍｍ未満の土壌（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）は、その鉛含有量が環境庁における指針値（１５０ｍｇ／１ｋｇ乾土、すなわち１５０ｐｐｍ）以下の清浄土壌であるため、さらに溶出基準を満足していることを確認した後、鉛汚染土壌が掘削された原位置に復土される（ステップＳ１１０）。
【００９６】
なお、ステップＳ１１０において回収された清浄土壌の重量は、掘削された鉛汚染土壌の総重量の７０％程度である。すなわち、この場合の清浄土壌の回収率は７０％程度である。
【００９７】
つぎに、図５を参照して、第２の湿式篩分装置１０３によって篩い分けられた粒度１ｍｍ以上、５ｍｍ未満の鉛汚染土壌（図４のステップＳ１０６：Ｙｅｓ）が、第１の磁力選別装置１０５によって磁気的に選別されてから、清浄土壌に修復されるまでの処理手順を詳細に説明する。
【００９８】
図５は、第２の湿式篩分装置１０３によって篩い分けられた粒度１ｍｍ以上、５ｍｍ未満の鉛汚染土壌が、第１の磁力選別装置１０５によって磁気的に選別されてから、清浄土壌が復土され、かつ、鉛汚染土壌が無害化されるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【００９９】
図５において、第２の湿式篩分装置１０３によって篩い分けられた粒度１ｍｍ以上、５ｍｍ未満の鉛汚染土壌は、スラリー状態を保ちながらパイプを通じて第１の磁力選別装置１０５に搬入され、第１の磁力選別装置１０５によって磁気的に選別される。磁気的に選別された鉛汚染土壌は、磁性物土壌および非磁性物土壌に分離される（ステップＳ２０１）。
【０１００】
なお、ステップＳ２０１において、磁気的に選別された鉛汚染土壌の重量に対する磁性物土壌または非磁性物土壌の重量百分率は、それぞれ３０％、７０％である。ただし、この磁性物土壌における鉛含有量の割合は５０００ｐｐｍであり、また、この非磁性物土壌における含有鉛量の割合は３００ｐｐｍである。
【０１０１】
第１の磁力選別装置１０５によって選別された非磁性物土壌（ステップＳ２０２：Ｎｏ）は、スラリー状態を保ちながらパイプを通じて第１の酸抽出装置１０６における第１の重金属抽出機１０６ａに搬入され、その第１の重金属抽出機１０６ａにおいて酸性下で含有鉛が溶媒抽出される（ステップＳ２０３）。ただし、この酸溶媒は、第１の酸薬剤供給機１０６ｂから供給される塩酸である。したがって、第１の重金属抽出機１０６ａには、含有鉛が抽出された非磁性物土壌、ならびに、鉛および塩酸の混合溶液が存在する。
【０１０２】
第１の重金属抽出機１０６ａによって含有鉛が酸性下で溶媒抽出された非磁性物土壌、ならびに、鉛および塩酸の混合溶液は、パイプを通じて第１のろ過機１０６ｃに搬入され、第１のろ過機１０６ｃによって土壌残渣および廃水に分離される（ステップＳ２０４）。
【０１０３】
ただし、この土壌残渣は、第１の重金属抽出機１０６ａによって酸性下で含有鉛が溶媒抽出された非磁性物土壌であり、その表面に塩酸が付着している。また、この廃水は、鉛および塩酸の混合溶液である。
【０１０４】
第１のろ過機１０６ｃによって分離された土壌残渣（ステップＳ２０５：土壌）は、ベルトコンベアによって第１のリパルプ洗浄機１０６ｄに搬入され、リパルプ洗浄される（ステップＳ２０６）。このリパルプ洗浄によって、表面に付着した塩酸が洗浄された土壌残渣は清浄土壌になる。
【０１０５】
清浄土壌およびリパルプ洗浄の廃水はパイプを通じて第２のろ過機１０６ｅに搬入され、第２のろ過機１０６ｅによって、清浄土壌およびリパルプ洗浄の廃水に分離される（ステップＳ２０７）。ただし、このリパルプ洗浄の廃水は、塩酸水溶液である。
【０１０６】
第２のろ過機１０６ｅによって分離回収された清浄土壌（ステップＳ２０８：土壌）は、その鉛含有量が環境庁における指針値（１５０ｍｇ／１ｋｇ乾土、すなわち１５０ｐｐｍ）を下回る１００ｐｐｍ以下であるため、さらに溶出基準を満足していることを確認した後、鉛汚染土壌が掘削された原位置に復土される（ステップＳ２０９）。
【０１０７】
第１のろ過機１０６ｃによって分離排出された廃水（ステップＳ２０５：廃水）および第２のろ過機１０６ｅによって分離排出された廃水（ステップＳ２０８：廃水）は、パイプを通じて廃水処理装置１１０に搬入され、廃水処理される（ステップＳ２１０）。廃水に含有される鉛は、水酸化ナトリウム、硫化ナトリウム、あるいは消石灰を添加して不溶化した後、濃縮して汚泥として排出される。また廃水に含有される塩酸は、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カルシウムを添加して中和される。鉛および塩酸が除去された廃水は環境に対して無害であり、工業用水として再利用される。
【０１０８】
一方、第１の磁力選別装置１０５によって磁気的に選別された磁性物土壌（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）は、無害化処理装置１０９において溶融することによって、スラグ化される（ステップＳ２１１）。スラグ化された磁性物土壌は、その土壌内部に鉛等の重金属が封じ込められた土壌であり、通常の土壌と性状が異なる。したがって、スラグ化された磁性物土壌は、重金属汚染土壌修復システム１００によって回収された清浄土壌と異なり、復土することはできない。
【０１０９】
つぎに、図６を参照して、湿式遠心分離装置１０４によって分級された粒度０．０７５ｍｍ以上、１ｍｍ未満の鉛汚染土壌（図４のステップＳ１０８：Ｙｅｓ）が、第２の磁力選別装置１０７によって磁気的に選別されてから、清浄土壌に修復されるまでの処理手順を詳細に説明する。
【０１１０】
図６は、湿式遠心分離装置１０４によって分級された粒度０．０７５ｍｍ以上、１ｍｍ未満の鉛汚染土壌が、第２の磁力選別装置１０７によって磁気的に選別されてから、清浄土壌が復土され、かつ、鉛汚染土壌が無害化されるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【０１１１】
図６において、湿式遠心分離装置１０４によって分級された粒度０．０７５ｍｍ以上、１ｍｍ未満の鉛汚染土壌は、スラリー状態を保ちながらパイプを通じて第２の磁力選別装置１０７に搬入され、第２の磁力選別装置１０７によって磁気的に選別される。磁気的に選別された鉛汚染土壌は、磁性物土壌および非磁性物土壌に分離される（ステップＳ３０１）。
【０１１２】
なお、ステップＳ３０１において、磁気的に選別された鉛汚染土壌の重量に対する磁性物土壌または非磁性物土壌の重量百分率は、それぞれ３０％、７０％である。ただし、この磁性物土壌における鉛含有量の割合は５０００ｐｐｍであり、また、この非磁性物土壌における含有鉛量の割合は３００ｐｐｍである。
【０１１３】
第２の磁力選別装置１０７によって選別された非磁性物土壌（ステップＳ３０２：Ｎｏ）は、スラリー状態を保ちながらパイプを通じて第２の酸抽出装置１０８における第２の重金属抽出機１０８ａに搬入され、その第２の重金属抽出機１０８ａにおいて酸性下で含有鉛が溶媒抽出される（ステップＳ３０３）。ただし、この酸溶媒は、第２の酸薬剤供給機１０８ｂから供給される塩酸である。したがって、第２の重金属抽出機１０８ａには、含有鉛が抽出された非磁性物土壌、ならびに、鉛および塩酸の混合溶液が存在する。
【０１１４】
第２の重金属抽出機１０８ａによって含有鉛が酸性下で溶媒抽出された非磁性物土壌、ならびに、鉛および塩酸の混合溶液は、パイプを通じて第３のろ過機１０８ｃに搬入され、第３のろ過機１０８ｃによって土壌残渣および廃水に分離される（ステップＳ３０４）。
【０１１５】
ただし、この土壌残渣は、第２の重金属抽出機１０８ａによって酸性下で含有鉛が溶媒抽出された非磁性物土壌であり、その表面に塩酸が付着している。また、この廃水は、鉛および塩酸の混合溶液である。
【０１１６】
第３のろ過機１０８ｃによって分離された土壌残渣（ステップＳ３０５：土壌）は、ベルトコンベアによって第２のリパルプ洗浄機１０８ｄに搬入され、リパルプ洗浄される（ステップＳ３０６）。このリパルプ洗浄によって、表面に付着した塩酸が洗浄された土壌残渣は清浄土壌になる。
【０１１７】
清浄土壌およびリパルプ洗浄の廃水はパイプを通じて第４のろ過機１０８ｅに搬入され、第４のろ過機１０８ｅによって、清浄土壌およびリパルプ洗浄の廃水に分離される（ステップＳ３０７）。ただし、このリパルプ洗浄の廃水は、塩酸水溶液である。
【０１１８】
第４のろ過機１０８ｅによって分離回収された清浄土壌（ステップＳ３０８：土壌）は、その鉛含有量が環境庁における指針値（１５０ｍｇ／１ｋｇ乾土、すなわち１５０ｐｐｍ）を下回る１００ｐｐｍ以下であるため、さらに溶出基準を満足していることを確認した後、鉛汚染土壌が掘削された原位置に復土される（ステップＳ３０９）。
【０１１９】
第３のろ過機１０８ｃによって分離排出された廃水（ステップＳ３０５：廃水）および第４のろ過機１０８ｅによって分離排出された廃水（ステップＳ３０８：廃水）は、パイプを通じて廃水処理装置１１０に搬入され、廃水処理される（ステップＳ３１０）。廃水に含有される鉛は、水酸化ナトリウム、硫化ナトリウム、あるいは消石灰を添加して不溶化した後、濃縮して汚泥として排出される。また廃水に含有される塩酸は、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カルシウムを添加して中和される。鉛および塩酸が除去された廃水は環境に対して無害であり、工業用水として再利用される。
【０１２０】
第２の磁力選別装置１０７によって磁気的に選別された磁性物土壌は、無害化処理装置１０９において溶融することによって、スラグ化される（ステップＳ３１１）。スラグ化された磁性物土壌は、その土壌内部に鉛等の重金属が封じ込められた土壌であり、通常の土壌と性状が異なる。したがって、スラグ化された磁性物土壌は、重金属汚染土壌修復システム１００によって回収された清浄土壌と異なり、復土することはできない。
【０１２１】
なお、ステップＳ２０９において回収された清浄土壌およびＳ３０９において回収された清浄土壌の合計回収重量は、掘削された鉛汚染土壌の総重量の２０％程度である。すなわち、この場合の清浄土壌の回収率は２０％程度である。
【０１２２】
以上に説明したように、この発明の実施の形態１にかかる重金属汚染土壌修復システム１００は、まず、鉛汚染土壌が乾式篩分装置１０１および第１の湿式篩分装置１０２によって汚染土壌粒度および清浄土壌粒度に篩い分けられ、つぎに、この汚染土壌粒度の鉛汚染土壌が第１の磁力選別装置１０５あるいは第２の磁力選別装置１０７による磁気的選別によって磁性物土壌および非磁性物土壌に分離され、さらに、この非磁性物土壌に含有される鉛が第１の酸抽出装置１０６あるいは第２の酸抽出装置１０８における酸溶媒抽出によって非磁性物土壌から分離され、清浄土壌が回収されるように構成したので、溶媒抽出における酸薬剤使用量ならびに処理時間を増大させることなく、鉛汚染土壌から９０％程度という高い回収率で清浄土壌を回収することができる。
【０１２３】
（実施の形態２）
上述した実施の形態１では、第１の磁力選別装置１０５によって選別された磁性物土壌および第２の磁力選別装置１０７によって選別された磁性物土壌が、無害化処理装置１０９によってスラグ化される構成の重金属汚染土壌修復システムについて示したが、この実施の形態２では、第１の磁力選別装置１０５によって選別された磁性物土壌および第２の磁力選別装置１０７によって選別された磁性物土壌が、金属回収されるようにしている。
【０１２４】
図７は、この発明の実施の形態２にかかる重金属汚染土壌修復システム２００の概略構成を示すブロック図である。ただし、図７において、実線矢印はベルトコンベアによる土壌の流れを示し、破線矢印はパイプによる土壌の流れを示している。
【０１２５】
図７において、重金属汚染土壌修復システム２００は、重金属汚染土壌を粒度によって区分する乾式篩分装置１０１、第１の湿式篩分装置１０２、第２の湿式篩分装置１０３、および湿式遠心分離装置１０４を有し、また、粒度で区分された重金属汚染土壌から磁性物土壌および非磁性物土壌を磁気的に選別する第１の磁力選別装置１０５および第２の磁力選別装置１０７を有し、また、非磁性物土壌から重金属を溶媒抽出する第１の酸抽出装置１０６および第２の酸抽出装置１０８を有する。さらに、溶媒抽出による重金属除去が困難な重金属汚染土壌を無害化処理する無害化処理装置１０９、非磁性物土壌から抽出された重金属を含有する廃水を無害化処理する廃水処理装置１１０、および、磁性物土壌から磁性物金属を回収する金属回収処理装置２０１を有する。
【０１２６】
また、図７において、乾式篩分装置１０１への汚染土壌の搬入、乾式篩分装置１０１から第１の湿式篩分装置１０２への汚染土壌の運搬、ならびに、乾式篩分装置１０１、第１の湿式篩分装置１０２、第１の酸抽出装置１０６および第２の酸抽出装置１０８で得られた清浄土壌の搬出は、ベルトコンベアによって実現される。
【０１２７】
さらに、第１の湿式篩分装置１０２から第２の湿式篩分装置１０３への汚染土壌の運搬、第２の湿式篩分装置１０３から湿式遠心分離装置１０４または第１の磁力選別装置１０５への汚染土壌の運搬、および、湿式遠心分離装置１０４から第２の磁力選別装置１０７または無害化装置１０９への汚染土壌の運搬、第１の磁力選別装置１０５から第１の酸抽出装置１０６または金属回収処理装置２０１への汚染土壌の運搬、第２の磁力選別装置１０７から第２の酸抽出装置１０８または金属回収処理装置２０１への汚染土壌の運搬、第１の酸抽出装置１０６または第２の酸抽出装置１０８から廃水処理装置１１０への廃水の運搬は、パイプを通じることによって実現される。
【０１２８】
なお、乾式篩分装置１０１、第１の湿式篩分装置１０２、第２の湿式篩分装置１０３、および湿式遠心分離装置１０４は、図１に示す重金属汚染土壌修復システム１００における重金属汚染土壌を粒度別に区分する各装置と同様の機能を有するので、同一符号を付することとしてその詳細な説明を省略する。
【０１２９】
また、第１の磁力選別装置１０５および第２の磁力選別装置１０７は、図１に示す重金属汚染土壌修復システム１００において、重金属汚染土壌を磁気的に選別する各装置と同様の機能を有するので、同一符号を付することとしてその詳細な説明を省略する。
【０１３０】
さらに、第１の酸抽出装置１０６および第２の酸抽出装置１０８は、図１に示す重金属汚染土壌修復システム１００において、重金属汚染土壌から重金属を溶媒抽出する各装置と同様の機能を有するので、同一符号を付することとしてその詳細な説明を省略する。
【０１３１】
また、無害化処理装置１０９および廃水処理装置１１０は、図１に示す重金属汚染土壌修復システム１００において、各装置と同様の機能を有するので、同一符号を付することとしてその詳細な説明を省略する。
【０１３２】
なお、第１の酸抽出装置１０６を構成する第１の重金属抽出機１０６ａ、第１の酸薬剤供給機１０６ｂ、第１のろ過機１０６ｃ、第１のリパルプ洗浄機１０６ｄ、第２のろ過機１０６ｅは、図２に示す第１の酸抽出装置１０６を構成する各機器と同様の機能を有するので、同一符号を付することとしてその詳細な説明を省略する。
【０１３３】
また、第２の酸抽出装置１０８を構成する第２の重金属抽出機１０８ａ、第２の酸薬剤供給機１０８ｂ、第３のろ過機１０８ｃ、第２のリパルプ洗浄機１０８ｄ、第４のろ過機１０８ｅは、図３に示す第２の酸抽出装置１０８を構成する各機器と同様の機能を有するので、同一符号を付することとしてその詳細な説明を省略する。
【０１３４】
金属回収処理装置２０１は、第１の磁力選別装置１０５または第２の磁力選別装置１０７によって選別された磁性物土壌から鉄、ニッケル、コバルト、あるいはステンレス鋼を回収する機能を有する。なお、金属回収処理装置２０１は、磁性物土壌を粉砕する粉砕機、粉砕された磁性物土壌を粒度別に篩い分ける篩分機、および磁性物土壌から該金属を回収する磁力選別機によって構成されたものが考えられる。
【０１３５】
つぎに、この発明の実施の形態２にかかる重金属汚染土壌修復システム２００による、鉛によって汚染された土壌（鉛汚染土壌）が清浄土壌に修復されるまでの処理手順を詳細に説明する。なお、この説明においても、実施の形態１で例示した数値の粒度を用いる。
【０１３６】
ただし、原位置から掘削された鉛汚染土壌が重金属汚染土壌修復システム２００に搬入されてから、乾式篩分装置１０１によって粒度１５０ｍｍを境界に篩い分けられるまでの処理手順、および、粒度１５０ｍｍ未満の鉛汚染土壌が第１の湿式篩分装置１０２によって粒度５ｍｍを境界に篩い分けられてから、粒度５ｍｍ未満の鉛汚染土壌が第２の湿式篩分装置１０３によって粒度１ｍｍを境界に篩い分けられるまでの処理手順、および、粒度１ｍｍ未満の鉛汚染土壌が湿式遠心分離装置１０４によって粒度０．０７５ｍｍを境界に分級されてから、粒度０．０７５ｍｍ未満の鉛汚染土壌が無害化処理装置１０９によってスラグ化されるまでの処理手順、さらに、粒度５ｍｍ以上の鉛汚染土壌が清浄土壌として回収されてから復土されるまでの処理手順は、図４に示した重金属汚染土壌修復システム１００における処理手順ステップＳ１０１〜Ｓ１１０と同様であるので、その処理手順の詳細な説明は省略する。
【０１３７】
なお、上述した処理手順において回収された清浄土壌の重量は、掘削された鉛汚染土壌の総重量の７０％程度である。すなわち、この場合の清浄土壌の回収率は７０％程度である。
【０１３８】
つぎに、図８を参照して、第２の湿式篩分装置１０３によって篩い分けられた粒度１ｍｍ以上、５ｍｍ未満の鉛汚染土壌が磁性物土壌および非磁性物土壌に磁気的に選別されてから、非磁性物土壌が清浄土壌に修復され、また、磁性物土壌が金属回収されるまでの処理手順を詳細に説明する。
【０１３９】
図８は、第２の湿式篩分装置１０３によって篩い分けられた粒度１ｍｍ以上、５ｍｍ未満の鉛汚染土壌が第１の磁力選別装置１０５によって磁性物土壌および非磁性物土壌に磁気的に選別されてから、非磁性物土壌が清浄土壌に修復され、かつ、磁性物土壌が金属回収されるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【０１４０】
図８において、第２の湿式篩分装置１０３によって篩い分けられた粒度１ｍｍ以上、５ｍｍ未満の鉛汚染土壌は、スラリー状態を保ちながらパイプを通じて第１の磁力選別装置１０５に搬入され、第１の磁力選別装置１０５によって磁気的に選別される。磁気的に選別された鉛汚染土壌は、磁性物土壌および非磁性物土壌に分離される（ステップＳ４０１）。
【０１４１】
なお、ステップＳ４０１において、磁気的に選別された鉛汚染土壌の重量に対する磁性物土壌または非磁性物土壌の重量百分率は、それぞれ３０％、７０％である。ただし、この磁性物土壌における鉛含有量の割合は５０００ｐｐｍであり、また、この非磁性物土壌における含有鉛量の割合は３００ｐｐｍである。
【０１４２】
第１の磁力選別装置１０５によって選別された非磁性物土壌（ステップＳ４０２：Ｎｏ）は、スラリー状態を保ちながらパイプを通じて第１の酸抽出装置１０６における第１の重金属抽出機１０６ａに搬入され、含有鉛が酸性下で溶媒抽出される（ステップＳ４０３）。ただし、この酸溶媒は、第１の酸薬剤供給機１０６ｂから供給される塩酸である。したがって、第１の重金属抽出機１０６ａには、含有鉛が抽出された非磁性物土壌、ならびに、鉛および塩酸の混合溶液が存在する。
【０１４３】
第１の重金属抽出機１０６ａによって含有鉛が酸性下で溶媒抽出された非磁性物土壌、ならびに、鉛および塩酸の混合溶液は、パイプを通じて第１のろ過機１０６ｃに搬入され、第１のろ過機１０６ｃによって土壌残渣および廃水に分離される（ステップＳ４０４）。
【０１４４】
ただし、この土壌残渣は、第１の重金属抽出機１０６ａによって含有鉛が酸性下で溶媒抽出された非磁性物土壌であり、その表面に塩酸が付着している。また、この廃水は、鉛および塩酸の混合溶液である。
【０１４５】
第１のろ過機１０６ｃによって分離された土壌残渣（ステップＳ４０５：土壌）は、ベルトコンベアによって第１のリパルプ洗浄機１０６ｄに搬入され、リパルプ洗浄される（ステップＳ４０６）。このリパルプ洗浄によって、表面に付着した塩酸が洗浄された土壌残渣は清浄土壌になる。
【０１４６】
清浄土壌およびリパルプ洗浄の廃水はパイプを通じて第２のろ過機１０６ｅに搬入され、第２のろ過機１０６ｅによって、清浄土壌およびリパルプ洗浄の廃水に分離される（ステップＳ４０７）。ただし、このリパルプ洗浄の廃水は、塩酸水溶液である。
【０１４７】
第２のろ過機１０６ｅによって分離回収された清浄土壌（ステップＳ４０８：土壌）は、その鉛含有量が環境庁における指針値（１５０ｍｇ／１ｋｇ乾土、すなわち１５０ｐｐｍ）を下回る１００ｐｐｍ以下であるため、さらに溶出基準を満足していることを確認した後、鉛汚染土壌が掘削された原位置に復土される（ステップＳ４０９）。
【０１４８】
第１のろ過機１０６ｃによって分離排出された廃水（ステップＳ４０５：廃水）および第２のろ過機１０６ｅによって分離排出された廃水（ステップＳ４０８：廃水）は、パイプを通じて廃水処理装置１１０に搬入され、廃水処理される（ステップＳ４１０）。廃水に含有される鉛は、水酸化ナトリウム、硫化ナトリウム、あるいは消石灰を添加して不溶化した後、濃縮して汚泥として排出される。また廃水に含有される塩酸は、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カルシウムを添加して中和される。鉛および塩酸が除去された廃水は環境に対して無害であり、工業用水として再利用される。
【０１４９】
一方、第１の磁力選別装置１０５によって磁気的に選別された磁性物土壌（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）は、金属回収処理装置２０１によって金属回収される（ステップＳ４１１）。この金属回収の方法としては、磁性物土壌を粉砕後、粒度別に分級し、乾式あるいは湿式で磁気的に選別することによって金属回収するという方法が考えられる。なお、金属回収処理装置２０１によって磁性物土壌から回収される金属は、鉄、ニッケル、コバルト、またはステンレス鋼である。
【０１５０】
つぎに、図９を参照して、湿式遠心分離装置１０４によって分級された粒度０．０７５ｍｍ以上、１ｍｍ未満の鉛汚染土壌が、第２の磁力選別装置１０７によって磁性物土壌および非磁性物土壌に磁気的に選別されてから、非磁性物土壌が清浄土壌に修復され、また、磁性物土壌が金属回収されるまでの処理手順を詳細に説明する。
【０１５１】
図９は、湿式遠心分離装置１０４によって分級された粒度０．０７５ｍｍ以上、１ｍｍ未満の鉛汚染土壌が、第２の磁力選別装置１０７によって磁性物土壌および非磁性物土壌に磁気的に選別されてから、非磁性物土壌が清浄土壌に修復され、かつ、磁性物土壌が金属回収されるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【０１５２】
図９において、湿式遠心分離装置１０４によって分級された粒度０．０７５ｍｍ以上、１ｍｍ未満の鉛汚染土壌は、スラリー状態を保ちながらパイプを通じて第２の磁力選別装置１０７に搬入され、第２の磁力選別装置１０７によって磁気的に選別される。磁気的に選別された鉛汚染土壌は、磁性物土壌および非磁性物土壌に分離される（ステップＳ５０１）。
【０１５３】
なお、ステップＳ５０１において、磁気的に選別された鉛汚染土壌の重量に対する磁性物土壌または非磁性物土壌の重量百分率は、それぞれ３０％、７０％である。ただし、この磁性物土壌における鉛含有量の割合は５０００ｐｐｍであり、また、この非磁性物土壌における含有鉛量の割合は３００ｐｐｍである。
【０１５４】
第２の磁力選別装置１０７によって選別された非磁性物土壌（ステップＳ５０２：Ｎｏ）は、スラリー状態を保ちながらパイプを通じて第２の酸抽出装置１０８における第２の重金属抽出機１０８ａに搬入され、酸性下で含有鉛が溶媒抽出される（ステップＳ５０３）。ただし、この酸溶媒は、第２の酸薬剤供給機１０８ｂから供給される塩酸である。したがって、第２の重金属抽出機１０８ａには、含有鉛が抽出された非磁性物土壌、ならびに、鉛および塩酸の混合溶液が存在する。
【０１５５】
第２の重金属抽出機１０８ａによって含有鉛が酸性下で溶媒抽出された非磁性物土壌、ならびに、鉛および塩酸の混合溶液は、パイプを通じて第３のろ過機１０８ｃに搬入され、第３のろ過機１０８ｃによって土壌残渣および廃水に分離される（ステップＳ５０４）。
【０１５６】
ただし、この土壌残渣は、第２の重金属抽出機１０８ａによって含有鉛が酸性下で溶媒抽出された非磁性物土壌であり、その表面に塩酸が付着している。また、この廃水は、鉛および塩酸の混合溶液である。
【０１５７】
第３のろ過機１０８ｃによって分離された土壌残渣（ステップＳ５０５：土壌）は、ベルトコンベアによって第２のリパルプ洗浄機１０８ｄに搬入され、リパルプ洗浄される（ステップＳ５０６）。このリパルプ洗浄によって、表面に付着した塩酸が洗浄された土壌残渣は清浄土壌になる。
【０１５８】
清浄土壌およびリパルプ洗浄の廃水はパイプを通じて第４のろ過機１０８ｅに搬入され、第４のろ過機１０８ｅによって、清浄土壌およびリパルプ洗浄の廃水に分離される（ステップＳ５０７）。ただし、このリパルプ洗浄の廃水は、塩酸水溶液である。
【０１５９】
第４のろ過機１０８ｅによって分離回収された清浄土壌（ステップＳ５０８：土壌）は、その鉛含有量が環境庁における指針値（１５０ｍｇ／１ｋｇ乾土、すなわち１５０ｐｐｍ）を下回る１００ｐｐｍ以下であるため、さらに溶出基準を満足していることを確認した後、鉛汚染土壌が掘削された原位置に復土される（ステップＳ５０９）。
【０１６０】
第３のろ過機１０８ｃによって分離排出された廃水（ステップＳ５０５：廃水）および第４のろ過機１０８ｅによって分離排出された廃水（ステップＳ５０８：廃水）は、パイプを通じて廃水処理装置１１０に搬入され、廃水処理される（ステップＳ５１０）。廃水に含有される鉛は、水酸化ナトリウム、硫化ナトリウム、あるいは消石灰を添加して不溶化した後、濃縮して汚泥として排出される。また廃水に含有される塩酸は、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カルシウムを添加して中和される。鉛および塩酸が除去された廃水は環境に対して無害であり、工業用水として再利用される。
【０１６１】
一方、第２の磁力選別装置１０７によって磁気的に選別された磁性物土壌（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）は、金属回収処理装置２０１によって金属回収される（ステップＳ５１１）。この金属回収の方法としては、磁性物土壌を粉砕後、粒度別に分級し、乾式あるいは湿式で磁気的に選別することによって金属回収するという方法が考えられる。なお、金属回収処理装置２０１によって磁性物土壌から回収される金属は、鉄、ニッケル、コバルト、またはステンレス鋼である。
【０１６２】
なお、ステップＳ４０９において回収された清浄土壌およびＳ５０９において回収された清浄土壌の合計回収重量は、掘削された鉛汚染土壌の総重量の２０％程度である。すなわち、この場合の清浄土壌の回収率は２０％程度である。
【０１６３】
以上に説明したように、この発明の実施の形態２にかかる重金属汚染土壌修復システム２００は、まず、鉛汚染土壌が乾式篩分装置１０１および第１の湿式篩分装置１０２によって汚染土壌粒度および清浄土壌粒度に篩い分けられ、つぎに、この汚染土壌粒度の鉛汚染土壌が第１の磁力選別装置１０５あるいは第２の磁力選別装置１０７による磁気的選別によって磁性物土壌および非磁性物土壌に分離され、さらに、この非磁性物土壌に含有される鉛が第１の酸抽出装置１０６あるいは第２の酸抽出装置１０８における酸溶媒抽出によって非磁性物土壌から分離され、清浄土壌が回収されるように構成したので、溶媒抽出における酸薬剤使用量ならびに処理時間を増大させることなく、鉛汚染土壌から９０％程度という高い回収率で清浄土壌が回収できる。
【０１６４】
さらに、第１の磁力選別装置１０５または第２の磁力選別装置１０７によって磁気的に選別された磁性物土壌が金属回収処理装置２０１によって金属回収されるように構成したので、清浄土壌に加えて、鉄、ニッケル、コバルト、あるいはステンレス鋼を鉛汚染土壌から回収することが可能な重金属汚染土壌修復システムを実現できる。
【０１６５】
なお、この発明の実施の形態１および実施の形態２では、本発明を鉛によって汚染された土壌に対して適用した場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、カドミウム、クロム、水銀、砒素、またはシアン化合物等によって汚染された土壌に対して適用することもできる。
【０１６６】
また、この発明の実施の形態１および実施の形態２では、乾式篩分装置１０１、第１の湿式篩分装置１０２、および第２の湿式篩分装置１０３の篩目をそれぞれ１５０ｍｍ、５ｍｍ、および１ｍｍに設定した場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、重金属の種類に応じて各篩分装置の篩目を適当に設定した場合に適用することもできる。
【０１６７】
さらに、この発明の実施の形態１および実施の形態２では、湿式遠心分離装置１０４による分級粒度の境界を０．０７５ｍｍに設定した場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、重金属の種類に応じて湿式遠心分離装置の分級粒度の境界を適当に設定した場合に適用することもできる。
【０１６８】
また、この発明に実施の形態１および実施の形態２では、重金属を抽出分離する溶媒として塩酸を用いた場合を示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、重金属の種類に応じて塩酸、硫酸、硝酸または炭酸等の無機酸、あるいは、クエン酸または酒石酸等の有機酸、さらに苛性ソーダ等のアルカリを溶媒として用いた場合に適用することもできる。
【０１６９】
また、この発明の実施の形態１および実施の形態２では、各装置間における重金属汚染土壌の運搬手段としてベルトコンベアあるいはパイプを用いた場合を示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、樋またはシュート等を用いた場合に適用することもできる。
【０１７０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、原位置から掘削された重金属汚染土壌が磁力選別装置によって磁性物土壌および非磁性物土壌に選別された後、この非磁性物土壌に対してのみ溶媒抽出装置によって含有重金属の抽出分離を行い、清浄土壌が回収されるように構成したので、含有重金属の抽出分離に必要な溶媒量および処理時間を増大させることなく、高い回収率で清浄土壌が回収可能であり、重金属汚染土壌の修復における経済効率および清浄土壌の回収効率を高めることが可能な重金属汚染土壌修復システムを実現できるという効果を奏する。
【０１７１】
また、この発明によれば、磁力選別装置によって磁性物土壌および非磁性物土壌に選別される前に、原位置から掘削された重金属汚染土壌が乾式あるいは湿式の篩分装置によって粒度別に篩分けられ、重金属汚染がない粒度範囲の土壌を清浄土壌として事前に分離回収するように構成したので、清浄土壌の回収効率を悪化させることなく、磁力選別装置および溶媒抽出装置における重金属汚染土壌の重量を減らすことができ、重金属汚染土壌の修復における経済効率を一層高めることが可能な重金属汚染土壌修復システムを実現できるという効果を奏する。
【０１７２】
さらに、この発明によれば、磁力選別装置によって磁気的に選別された磁性物土壌が金属回収処理装置によって金属回収されるように構成したので、清浄土壌の回収効率を悪化させることなく、重金属汚染土壌から鉄、ニッケル、コバルト、またはステンレス鋼を回収することが可能な重金属汚染土壌修復システムを実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる重金属汚染土壌修復システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１にかかる重金属汚染土壌修復システムにおける第１の酸抽出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１にかかる重金属汚染土壌修復システムにおける第２の酸抽出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１にかかる重金属汚染土壌修復システムにおける乾式篩分装置による重金属汚染土壌の篩い分けから、清浄土壌が回収され、復土されるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１にかかる重金属汚染土壌修復システムにおいて、重金属汚染土壌が第１の磁力選別装置によって選別されてから、清浄土壌が回収され、さらに磁性物土壌がスラグ化されるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１にかかる重金属汚染土壌修復システムにおいて、重金属汚染土壌が第２の磁力選別装置によって選別されてから、清浄土壌が回収され、さらに磁性物土壌がスラグ化されるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２にかかる重金属汚染土壌修復システムの概略構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２にかかる重金属汚染土壌修復システムにおいて、重金属汚染土壌が第１の磁力選別装置によって選別されてから、清浄土壌が回収され、さらに磁性物土壌が金属回収処理されるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態２にかかる重金属汚染土壌修復システムにおいて、重金属汚染土壌が第２の磁力選別装置によって選別されてから、清浄土壌が回収され、さらに磁性物土壌が金属回収処理されるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００，２００　　重金属汚染土壌修復システム
１０１　　　　　　乾式篩分装置
１０２　　　　　　第１の湿式篩分装置
１０３　　　　　　第２の湿式篩分装置
１０４　　　　　　湿式遠心分離装置
１０５　　　　　　第１の磁力選別装置
１０６　　　　　　第１の酸抽出装置
１０６ａ　　　　　第１の重金属抽出機
１０６ｂ　　　　　第１の酸薬剤供給機
１０６ｃ　　　　　第１のろ過機
１０６ｄ　　　　　第１のリパルプ洗浄機
１０６ｅ　　　　　第２のろ過機
１０７　　　　　　第２の磁力選別装置
１０８　　　　　　第２の酸抽出装置
１０８ａ　　　　　第２の重金属抽出機
１０８ｂ　　　　　第２の酸薬剤供給機
１０８ｃ　　　　　第３のろ過機
１０８ｄ　　　　　第２のリパルプ洗浄機
１０８ｅ　　　　　第４のろ過機
１０９　　　　　　無害化処理装置
１１０　　　　　　廃水処理装置
２０１　　　　　　金属回収処理装置

Claims

重金属汚染土壌をその粒度に応じて化学的または物理的に洗浄することによって、前記重金属汚染土壌を復土可能な清浄土壌に修復する重金属汚染土壌修復システムにおいて、
重金属汚染土壌から、磁性物を含有する磁性物土壌と磁性物を含有しない非磁性物土壌とを磁気的に選別する磁力選別装置と、
前記非磁性物土壌に含有した重金属を所定の溶媒中に抽出分離し、抽出分離によって該重金属が除去された残留物から清浄土壌を回収する溶媒抽出装置と、
を備えたことを特徴とする重金属汚染土壌修復システム。
前記溶媒抽出装置は、前記非磁性物土壌から重金属を溶媒中に抽出する重金属抽出装置と、
前記所定の溶媒の性質を決定する薬剤を前記重金属抽出装置に供給する薬剤供給装置と、
前記重金属抽出装置によって前記重金属が除去された残留物から清浄土壌を回収するろ過装置と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の重金属汚染土壌修復システム。
前記薬剤供給装置は、前記薬剤として酸性薬剤を供給することを特徴とする請求項２に記載の重金属汚染土壌修復システム。
前記薬剤供給装置は、前記薬剤としてアルカリ性薬剤を供給することを特徴とする請求項２に記載の重金属汚染土壌修復システム。
前記重金属汚染土壌を所定の粒度別に篩い分ける、少なくとも１つの篩分装置を備え、
前記磁力選別装置は、前記篩分装置によって篩い分けられた重金属汚染土壌から、磁性物を含有する磁性物土壌と磁性物を含有しない非磁性物土壌とを磁気的に選別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の重金属汚染土壌修復システム。
前記篩分装置は、第１の粒度の重金属汚染土壌を乾式で篩下に篩い分ける乾式篩分装置であることを特徴とする請求項５に記載の重金属汚染土壌修復システム。
前記乾式篩分装置で篩い分けられた篩下の重金属汚染土壌から、前記第１の粒度よりも小さい第２の粒度の重金属汚染土壌を湿式で篩下に篩い分ける第２粒度用湿式篩分装置を備えたことを特徴とする請求項６に記載の重金属汚染土壌修復システム。
前記第２粒度用湿式篩分装置で篩い分けられた篩下の重金属汚染土壌から、前記第２の粒度より小さい第３の粒度の重金属汚染土壌を湿式で篩下に篩い分ける第３粒度用湿式篩分装置を備えたことを特徴とする請求項７に記載の重金属汚染土壌修復システム。
前記第３粒度用湿式篩分装置で篩い分けられた篩下の重金属汚染土壌から、前記第３の粒度より小さい第４の粒度の重金属汚染土壌を湿式で分級する湿式遠心分離装置を備えたことを特徴とする請求項８に記載の重金属汚染土壌修復システム。
前記溶媒抽出装置によって排出される廃水から重金属を除去する廃水処理装置を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の重金属汚染土壌修復システム。
前記磁力選別装置によって磁気的に選別された磁性物土壌または前記湿式遠心分離装置によって分級された前記第４の粒度の重金属汚染土壌を溶融してスラグ化する無害化処理装置を備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の重金属汚染土壌修復システム。
前記磁力選別装置によって磁気的に選別された磁性物土壌から鉄、ニッケル、コバルト、またはステンレス鋼を回収する金属回収処理装置を備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の重金属汚染土壌修復システム。
重金属汚染土壌をその粒度に応じて化学的または物理的に洗浄することによって、前記重金属汚染土壌を復土可能な清浄土壌に修復する重金属汚染土壌修復方法において、
重金属汚染土壌から、磁性物を含有する磁性物土壌と磁性物を含有しない非磁性物土壌とを磁気的に選別する磁選ステップと、
前記非磁性物土壌に含有した重金属を所定の溶媒中に抽出する重金属抽出ステップと、
前記重金属抽出ステップによって重金属が除去された非磁性物土壌から清浄土壌を回収するとともに廃水を排出するろ過ステップと、
を含んだことを特徴とする重金属汚染土壌修復方法。
前記重金属抽出ステップは、前記所定の溶媒として酸性の溶媒を用いることを特徴とする請求項１３に記載の重金属汚染土壌修復方法。
前記重金属抽出ステップは、前記所定の溶媒としてアルカリ性の溶媒を用いることを特徴とする請求項１３に記載の重金属汚染土壌修復方法。
前記ろ過ステップによって排出された廃水から重金属を除去する廃水処理ステップを含んだことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一つに記載の重金属汚染土壌修復方法。
前記磁選ステップの前に実行されるとともに、前記重金属汚染土壌を所定の粒度別に乾式で篩い分ける乾式篩い分けステップを含んだことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の重金属汚染土壌修復方法。
前記磁選ステップの前に実行されるとともに、前記重金属汚染土壌を所定の粒度別に湿式で篩い分ける湿式篩い分けステップを含んだことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の重金属汚染土壌修復方法。
前記磁選ステップの前に実行されるとともに、前記重金属汚染土壌から第１の粒度を有する重金属汚染土壌を篩下に乾式で篩い分ける乾式篩い分けステップと、
該第１の粒度を有する重金属汚染土壌から該第１の粒度よりも小さい第２の粒度を有する重金属汚染土壌を篩下に湿式で篩い分ける第１の湿式篩い分けステップと、
を含んだことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の重金属汚染土壌の修復方法。
前記第２の粒度を有する重金属汚染土壌から前記第２の粒度よりも小さい第３の粒度を有する重金属汚染土壌を篩下に湿式で篩い分ける第２の湿式篩い分けステップを含んだことを特徴とする請求項１９に記載の重金属汚染土壌修復方法。
前記第３の粒度を有する重金属汚染土壌から前記第３の粒度より小さい第４の粒度を有する重金属汚染土壌を湿式で分級する湿式分級ステップを含んだことを特徴とする請求項２０に記載の重金属汚染土壌修復方法。
前記第４の粒度を有する重金属汚染土壌を溶融してスラグ化する第２の無害化ステップを含んだことを特徴とする請求項２１に記載の重金属汚染土壌修復方法。
前記磁性物土壌を溶融してスラグ化する第１の無害化ステップを含んだことを特徴とする請求項１３〜２２のいずれか一つに記載の重金属汚染土壌修復方法。
前記磁性物土壌から鉄、ニッケル、またはコバルト、さらにはステンレス鋼を回収する金属回収ステップを含んだことを特徴とする請求項１３〜２３のいずれか一つに記載の重金属汚染土壌修復方法。