JP2007069069A - 汚染土壌処理システム及び汚染土壌処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来廃棄処分に頼っていた高濃度汚染土壌を処理対象とした場合であっても廃棄処分の割合を飛躍的に低下させ処理効率を向上させることができる汚染土壌処理システム及び汚染土壌処理方法を提供する。
【解決手段】油汚染土壌を洗浄処理する洗浄処理装置１５と、油汚染土壌の細粒分を含む洗浄処理装置１５からの洗浄液に微生物活性化剤を添加して細粒分に生息する微生物を活性化する微生物活性化装置３１２と、微生物活性化装置３１２で微生物活性化剤を添加された洗浄液から細粒分を分離する固液分離装置１００とを備え、微生物活性化剤を添加された洗浄液を固液分離装置１００で細粒分と分離して洗浄処理装置１５に供給して洗浄処理するとともに、微生物活性化装置３１２で微生物活性化剤を添加して固液分離装置１００で洗浄液と分離される細粒分を洗浄処理装置１５から排出される処理土とともに再利用可能な状態とすることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、油汚染土壌を浄化処理する汚染土壌処理システム及び汚染土壌処理方法に関する。

近年、熱処理、洗浄処理、微生物処理、化学的処理等といった様々な油汚染土壌の浄化処理方法が提案されており、処理現場の汚染状況や汚染源である油分の種類に応じて適切な手法を選定し、浄化処理が行われてきている。費用便益や効果を考えると、高濃度汚染土壌には洗浄処理、低濃度汚染土壌には微生物処理が効果的である。しかし、洗浄処理は処理効率が高いが浄化効果に限界があり、微生物処理は浄化効果が高いものの油分の分解に長期を要する。そのため、高濃度汚染土壌等を対象とした場合、まず洗浄処理を施して効率的に汚染濃度を低下させ、汚染濃度が低下した土壌に微生物処理を施すといった複合的な浄化処理方法も提案されている（特許文献１等参照）。

特開２００３−５３３２２号公報

ここで、一般に洗浄処理にて洗浄液中に移行する汚染土壌の細粒分は洗浄液とともに洗浄処理槽から排水される。こうした細粒分は特に汚染濃度が高く、洗浄液から固液分離して脱水ケーキ状にして最終処分場に廃棄処分しているのが現状である。しかしながら、最終処分場の受け入れ容量には限界があり、現在の深刻な環境問題に取り組む上でも廃棄処分量を減少させることは急務である。

本発明の目的は、従来廃棄処分に頼っていた高濃度汚染土壌を処理対象とした場合であっても廃棄処分の割合を飛躍的に低下させ処理効率を向上させることができる汚染土壌処理システム及び汚染土壌処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、油汚染土壌を洗浄液中で攪拌し洗浄処理する洗浄処理装置と、油汚染土壌の細粒分を含む前記洗浄処理装置からの洗浄液を受け入れ、受け入れた洗浄液に微生物活性化剤を添加し細粒分中の微生物を活性化させる微生物活性化装置と、この微生物活性化装置で微生物活性化剤を添加された洗浄液から細粒分を分離する固液分離装置とを備え、前記微生物活性化剤を添加された洗浄液を前記固液分離装置で細粒分と分離して前記洗浄処理装置に供給して洗浄処理することにより、前記洗浄処理装置で洗浄処理される処理土に残留する油分の分解を促進する一方、前記微生物活性化装置で微生物活性化剤を添加したことで細粒分中の微生物を活性化させ細粒分に含まれる油分の分解を促進することにより、前記固液分離装置で洗浄液と分離される細粒分を、前記洗浄処理装置から排出される処理土とともに再利用可能な状態とすることを特徴とする。

第２の発明は、油汚染土壌及び洗浄液を洗浄装置へ投入し、攪拌して汚染土壌を洗浄処理する洗浄処理工程と、油汚染土壌の細粒分を含む前記洗浄処理装置からの洗浄液を微生物活性化装置へ投入し、この洗浄液に微生物活性化剤を添加し細粒分中の微生物を活性化させる微生物活性化工程と、前記微生物活性化装置で微生物活性化剤を添加された洗浄液から細粒分を分離する固液分離工程と、前記洗浄処理装置で洗浄処理される処理土に残留する油分の分解を促進するために、前記微生物活性化剤を添加された洗浄液を前記固液分離工程で細粒分と分離して前記洗浄処理装置に戻す工程とを有することを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明において、前記固液分離工程で洗浄液と分離された細粒分を、前記洗浄処理工程を施された処理土に合流させる工程を有することを特徴とする。

第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記微生物活性化装置はパドルミキサを備えており、前記微生物活性化剤を添加した洗浄液を前記洗浄処理装置へ戻す際、洗浄液の水位を前記パドルミキサの回転軌跡の上端より低位置となるように調整し、前記パドルミキサのパドルの回転により洗浄液に空気を取り込む工程をさらに有することを特徴とする。

本発明によれば、細粒分が微生物処理されるので、従来廃棄処分に頼っていた高濃度汚染土壌を処理対象とした場合であっても廃棄処分の割合を飛躍的に低下させ処理効率を向上させることができる。

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムの概略を表すブロック図である。
図１に示すように、本実施の形態の汚染土壌処理システムは、有害物質（石油系油分等）に汚染された油汚染土壌を洗浄液中で攪拌し洗浄処理する洗浄処理装置１５と、受け入れた油汚染土壌を洗浄処理装置１５に供給する土砂供給部１７と、貯留した洗浄液を洗浄処理装置１５に供給する洗浄液供給部１８と、油汚染土壌の細粒分を含む洗浄処理装置１５からの洗浄液（懸濁水）を受け入れ、受け入れた洗浄液に微生物活性化剤（活性化させたい微生物の好む栄養剤や酵素等）を添加し細粒分中の微生物を活性化させる微生物活性化装置３１２と、この微生物活性化装置３１２で微生物活性化剤を添加された洗浄液を導入しこの洗浄液から細粒分を分離する固液分離装置１００と、この固液分離装置１００にて汚染物質と分離された洗浄液を水処理し、洗浄液供給部１８に戻す水処理装置２００とを備えている。なお本例において、土砂供給部１７・洗浄液供給部１８・洗浄処理装置１５は、後述する土壌洗浄機械として一体に構成されているが、別々の装置として配置しても構わない。

本システムでは、微生物活性化剤を添加された洗浄液を固液分離装置１００で細粒分と分離して水処理装置２００・洗浄液供給部１８を介して洗浄処理装置１５に戻して（供給して）洗浄処理し、これにより洗浄処理装置１５で洗浄処理される処理土に残留する油分分解の促進を図る。その一方で、微生物活性化装置３１２で微生物活性化剤を添加したことで細粒分中の微生物を活性化させ細粒分に含まれる油分の分解を促進し、これにより固液分離装置１００で洗浄液と分離される細粒分を、洗浄処理装置１５から排出される処理土とともに再利用可能な状態とし、洗浄処理装置１５で洗浄処理された処理土に合流させる。

また、上記した微生物活性化装置３１２には、微生物の活性化をより促進するために、洗浄液中に空気を積極的に取り込むなんらかの手段を設け、洗浄液中の酸素の量を増大させるようにすることが好ましい。しかしながら、洗浄液は上述したように本システムの系を循環することになるので、洗浄液中に空気を積極的に取り込む手段は、必ずしも微生物活性化装置３１２でなくとも、洗浄液の循環経路中のどこかに設ければ足りる。以下の説明では、洗浄液中に空気を積極的に取り込む手段として、パドルミキサ３３４（図９参照）を代表的に例示するが、例えばエアポンプやブロア等を用いて洗浄液中に直接的に空気を送り込む構成とすることも考えられるし、特別な装置を用いずに人手によって液面を乱すようにして洗浄液を攪拌するようにしても良い。

図２は本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する土壌洗浄機械の一構成例の全体構成を表す側面図である。なお、以下の説明において、図２中の左・右に相当する方向を、一方・他方又は土壌洗浄機械の前・後方向とする。
図２において、１は自力走行を可能とする走行手段としての走行体で、この走行体１は、トラックフレーム２と、このトラックフレーム２の前後両端部に設けた駆動輪３及び従動輪４と、駆動輪３に直結した駆動装置（走行用油圧モータ、電動でも良い）５と、駆動輪３及び従動輪４に掛け回した履帯（無限軌道履帯）６とで構成されている。但し、本実施の形態においては、油圧ショベル等によって油汚染土壌が間欠的に投入される場合等を想定し、土砂投入時の衝撃荷重等により車体が不安定になることを防止するために、履体６を備えたいわゆるクローラ式の走行手段を備えた場合を例に挙げたが、例えば、コンベア等を用いて連続的に土砂が投入される場合等においては、いわゆるホイール式の走行手段に代えても良い。

７はトラックフレーム２の上部に設けた各種の機構、機器を支持するための本体フレームで、この本体フレーム７の長手方向一方側には、支持ポスト８，９を介し支持ビーム１０が支持されており、長手方向他方側には、支持ポスト１１，１２を介し板状の支持フレーム１３が支持されている。それぞれの詳細構造については後述するが、本体フレーム７の長手方向一方側には、前述した土砂供給部１７及び洗浄液供給部１８からなる供給部１４が、またほぼ中央部には上記洗浄処理装置１５が、さらにこの洗浄処理装置１５の下方位置から後方に向けて排出部１６が設けてある。

図３は土砂供給部１７の詳細構造を表す側面図である。この図３において既出の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
図３に示すように、土砂供給部１７は、投入された油汚染土壌を粒度に応じて選別する篩装置１９、篩装置１９によって選別された油汚染土壌を受け入れる受入手段としてのホッパ２０と、ホッパ２０内に受け入れられた油汚染土壌を洗浄処理装置１５に搬送する搬送手段としての搬送コンベア２１とで構成されている。

篩装置１９の構成を説明すると、２２は篩装置１９の本体をなす支持枠体で、この支持枠体２２は、上記支持ビーム１０上に設けたべース２３，２４（図２参照）にばね２５を介することによって本体フレーム７に対し振動可能に支持されており、図示しない駆動装置（加振装置）によって加振される。２６は支持枠体２２内に装着した格子で、例えば油圧ショベル等によって篩装置１９に投入された油汚染土壌は、格子２６の目よりも小さな土砂成分を下方へ導き、岩石や金属片等といった格子２６の目よりも大きな固形異物が除去される。この選別によって格子２６上に残存した固形異物は、格子２６の傾斜に沿って前方に移動して落下する。２７は異物をガイドするシュートである。

上記ホッパ２０について説明すると、このホッパ２０は、上下が開口した上方拡開形状の枠体によって形成されており、篩装置１９と搬送コンベア２１の上流側（図３中左側）との間に位置するように、上記支持ビーム１０及び支持ポスト８，９（図２参照）を介し本体フレーム７から支持されている。ホッパ２０の上部開口２８は篩装置１９の支持枠体２２の下部開口と同じ程度かそれよりも僅かに大きく、下部開口２９の幅は、搬送コンベア２１の搬送ベルト３５（後述）の幅と同じ程度かそれよりも僅かに狭くなっている。また、ホッパ２０の下流側側壁３０には、搬送ベルト３５に対向して土砂切出口（図示せず）が切り欠いて設けられている。

搬送コンベア２１について説明すると、３１は搬送コンベア２１の本体を成すコンベアフレームである。このコンベアフレーム３１は、下流側（図３中右側）に向かって上り傾斜となるように、上記支持ポスト８，９（図２参照）及びこれらに設けたビーム３２（図２参照）を介して本体フレーム７から支持されている。これにより、図２に示すように、搬送コンベア２１は、一方端側がホッパ２０の下方に位置し、他端側が上記洗浄処理装置１５の導入口５５（後述、図２参照）に臨んでいる。

３３，３４はそれぞれコンベアフレーム３１の両端に回転自在に支持された従動輪及び駆動輪、３５はこれら従動輪３３及び駆動輪３４に掛け回された搬送ベルトである。３６は搬送コンベア２１の駆動装置（搬送用油圧モータ、電動でも良い）で、この駆動装置３６は、駆動輪３４に直結しており、駆動輪３４を回転駆動させることによって、従動輪３３と駆動輪３４との間で搬送ベルト３５を循環駆動させるようになっている。３７は搬送ベルト３５の搬送面を支持する複数の支持ローラで、これら支持ローラ３７は、搬送ベルト３５の搬送面の裏側に当接するよう、コンベアフレーム３１の長手方向に所定の間隔で配置されている。搬送コンベア２１は、このような構成により、ホッパ２０内で搬送ベルト２４上に載置された油汚染土壌を、土砂切出口を介しホッパ２０外に切出し洗浄処理装置１５に導入するようになっている。この土砂搬送量は、ホッパ２０の土砂切出口の開口面積と搬送ベルト３５の搬送速度により定まるので、搬送用駆動装置３６の回転速度を制御することにより調整可能である。

なお、３８は公知の構成のベルト張力調整装置で、このベルト張力調整装置３８は、従動輪３３のコンベアフレーム３１における前後方向位置を調節することで搬送ベルト３５の張調整を可能としている。３９はホッパ２０の下流側部分において搬送ベルト３５の幅方向両側を覆う規制板で、この規制板３９によって、洗浄処理装置１５に向かって搬送される油汚染土壌が搬送ベルト３５からこぼれ落ちることを防止している。

図４は洗浄液供給部１８の詳細構造を表す側面図で、既出の各図と同様の部分には同符号が付してある。
図４に示すように、洗浄液供給部１８は、洗浄液の貯留タンク４０と、この貯留タンク４０内の洗浄液を洗浄処理装置１５に供給する液体供給部４１とで構成されている。

貯留タンク４０は、例えばタンクローリ等による供給が容易となるよう、土砂供給部１７の下方位置に設けられ、本体フレーム７の長手方向一方側に直接支持されている。４２はこの貯留タンク４０の給水口で、この給水口４２は、後述する水処理装置２００の排水口に、図示しないポンプ等を介して接続している。

上記液体供給部４１について説明すると、４４は貯留タンク４０内の洗浄液を洗浄処理装置１５に送り込むポンプ、４５はこのポンプ４４と貯留タンク４０の底板４６に設けた排水口（図示せず）とを接続する吸込管、４７はポンプ４４の吐出口（図示せず）に接続する送水管である。送水管４７は、継手４８を介し２本の散水管４９に分岐している。これら散水管４９は、洗浄処理装置１５の処理槽５３（後述）の幅方向（図４中の紙面直交方向）両側側面の上部に配置され、その側面には処理槽５３内に臨む複数の散水孔５０が所定のピッチで設けてある。５１は本体フレーム７に設けた支持部材で、上記ポンプ４４は、この支持部材５１を介し本体フレーム７に支持されている。ポンプ４４は、この種のものとして公知の構成のもの（例えば、渦巻ポンプ等）であり、直結した駆動装置（電動モータ等）５２によって吸込管４５からの洗浄液を送水管４７に吐出し、これにより散水管４９及びその散水孔５０を介し処理槽５３内に洗浄液が散水される。

図５は洗浄処理装置１５の詳細構造を表す側断面図、図６は図５中のVI−VI断面による断面図、図７は図５中のVII−VII断面による断面図である。これら図５乃至図７において、既出の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
図５乃至図７において、５３は洗浄処理装置１５の本体をなす処理槽で、この処理槽５３は、支持部材５４を介し本体フレーム７の長手方向ほぼ中央上に略水平に支持されている。５５はこの処理槽５３の前方側上部に設けられ、搬送コンベア２１からの土砂を導入する導入口、５６は処理槽５３の後方側下部に設けられた排出口５６で、処理槽５３は、これら導入口５５及び排出口５６を除いてほぼ密閉構造となっており、その下部側は、パドルミキサ５８（後述）の回転軌跡に沿って形成されている（図７参照）。

また、処理槽５３の側面において、洗浄液の最大水位位置（図中の二点鎖線位置）付近には、少なくとも１箇所の排水管５３ａが設けられており、処理槽５３内の洗浄水の水面近傍に浮遊する油汚染土壌の細粒分及び汚染物質を含む懸濁水が、処理槽５３の外部に排出され、上記微生物活性化装置３１２に導入されるよう構成されている。この排水管５３ａは、懸濁水の排出先（微生物活性化装置３１２）の位置よりも高ければ、特別に排出装置を用いることなく重力の作用によって懸濁水の排水を行うことができる。但し、言うまでもないが、懸濁水の排出効率を上げたい場合や装置のレイアウトに自由度を持たせたい場合等は、ポンプや配水管等による排水装置を別途設けることも可能である。５７はこの処理槽５３の内壁に設けられ、処理槽５３内に貯留された洗浄液の水位を検出する水位検出手段としての水位センサである。

５８は処理槽５３内に設けたパドルミキサで、このパドルミキサ５８は、処理槽５３の長手方向（図５中の左右方向）に挿通した回転軸５９と、この回転軸５９に放射状に多数設けた各パドル座６０に固定されたパドル（攪拌羽根）６１とで構成され、本実施の形態においては、ほぼ平行に２本設けてある。パドル６１は、パドル座６０に対しボルト等で固定されており、磨耗したとき、或いは破損したとき等に交換が容易な構成となっている。これらパドル６１の長さや回転軸５９，５９間の距離は、回転時、互いのパドル６１が、相手の回転軸５９に触れない程度に設定されている。また、各パドル６１は、図示したように、回転方向に対し所定角度傾斜して取り付けられており、これによって、パドルミキサ５８は、処理槽５３内の土砂を解砕し攪拌すると同時に、排出口５６方向に移送する攪拌移送手段の役割を果たす。

６２は処理槽５３の前方側外壁面に設けた駆動部ハウジングで、この駆動部ハウジング６２内には、回転軸５９の一方側端部付近を回転自在に支持する軸受６３が収容され固定されている。６４は回転軸５９の後方側端部を回転自在に支持する軸受で、この軸受６４は、支持部材６５を介し処理槽５３の後方側外壁面に固定されている。６６はパドルミキサ５８を回転駆動させる駆動装置（混合用油圧モータ、電動でも良い）で、この駆動装置６６の出力軸（図示せず）は、回転軸５９の一方側端部に図示しないカップリングを介して連結されている。このとき、両パドルミキサ５８，５８は、図示した通り互いの回転軌跡が一部重なり合っており、互いにほぼ同一回転数で逆回転させなければ、互いのパドル６１同士が干渉してしまう。パドルミキサ５８，５８をほぼ同一回転数で回転駆動させるためには、互いの駆動装置６６，６６にほぼ同流量の作動油を供給しなければならないが、駆動部ハウジング６２内において回転軸５９，５９に設けた伝達ギア６７，６７が相互に噛合することによって、両パドルミキサ５８，５８が、強制的にほぼ同一回転数で逆回転するようになっている。

６８は処理槽５３から排出部１６への土砂の漏出を防止する排出扉の役割を果たす排出弁で、本実施の形態において、この排出弁６８は、公知の構成のロータリバルブで構成されており、この排出弁６８を介し処理槽５３の排出口５６と上記排出部１６の入口７６（後述）とを接続している。特に図示していないが、処理槽５３の排出口５６及び排出部１６の入口７６に対する排出弁６８の取付部は、パッキン等でシールが施され、洗浄液が外部へ溢出しないように配慮されており、これによって処理槽５３及び排出部１６が密閉接続されている。６９は排出弁６８の駆動装置（例えば電動モータ等）で、この駆動装置６９によって複数の隔壁７０を放射状に備えた排出弁６８内のロータ７１を回転駆動させることにより、処理槽５３内の土砂を排出部１６にほぼ一定量づつ排出するようになっている。

なお、前述した通り、処理槽５３は導入口５５及び排出口５６を除いて、ほぼ密閉構造となっているが、何らかの要因で処理槽５３内に混入した固形異物等が噛み込みパドルミキサ５８の円滑な作動を阻害する可能性がないとは言えない。さらに、パドル６１（後述）は、長期間使用すると摩耗すること等から、適宜補修又は交換する必要が生じる。以上のことから、処理槽５３の内部点検又は修理のために、処理槽５３の上面にはメンテナンス扉（図示せず）が設けられており、ボルト等によって着脱できるようになっている。７２は処理槽５３の前方側壁面の下部に設けたメンテナンス用の排水口、７３は排水口７２を開閉する開閉弁である。

上記構成により、洗浄処理装置１５においては、駆動装置６６によってパドルミキサ５８を回転駆動させ、汚染土を洗浄液中で攪拌し洗浄処理しつつ排出側に移送するとともに、適宜排出弁６８を駆動させることによって、排出口５６を介して洗浄処理された油汚染土壌（処理土）を排出部１６に導出するようになっている。

図８は排出部１６の詳細構造を表す側面図で、既出の各図と同様の部分には同符号が付してある。
図８に示すように、排出部１６は、洗浄処理装置１５から排出された処理土を機外に排出するための排出手段であって、本実施の形態においては、スクリュコンベア７４が用いられている。７５はスクリュコンベア７４の本体を成す概略円筒形状のケーシングで、このケーシング７５の移送方向上流側（図８中左側）には、前述のように、処理槽５３の排出口５６に排出弁６８を介し密閉接続した上向きの入口７６が、下流側（図８中右側）には下向きの出口７７が設けられている。このとき、ケーシング７５は、出口７７の高さ位置が処理槽５３内の洗浄液の最大水位（図中の▽位置）よりも高位置となるように、洗浄処理装置１５の下方位置から土砂移送方向（図８中右方向）に向かって上り傾斜に配設されている。

７８，７９はそれぞれケーシング７５の両端に設けたエンドブラケット、８０，８１はこれらエンドブラケット７８，７９にそれぞれ支持部材８２，８３を介して取り付けた軸受である。８４はケーシング７５内に設けた中空（中実でも構わない）の回転軸で、この回転軸８４の両端は、軸受８０，８１に回転自在に支持されている。８５は回転軸８４の外周に螺旋状に設けたスクリュ（オーガ）である。８６はスクリュコンベア７４の駆動装置（排出用油圧モータ、電動でも良い）で、この駆動装置８６は、筒状の上記支持部材８３を介しエンドブラケット７９に支持されている。８７は支持部材８３内で駆動装置８６の出力軸と回転軸８４とを連結するカップリングで、このカップリング８７を介し、駆動装置８６の駆動力が回転軸８４に伝達され、スクリュ８５が回転するようになっている。

上記構成により、スクリュコンベア７４は、処理槽５３内の洗浄液を漏出させることなく、洗浄処理された洗浄処理装置１５からの土砂のみを脱水しながら搬送し、出口７７を介し機外へ排出するようになっている。

図２に戻り、８８は本システムの動力装置（パワーユニット）で、この動力装置８８は、上記支持ポスト１１，１２及び支持部材１３を介し本体フレーム７の長手方向他方側に支持されている。動力装置８８内には、動力源となるエンジンや、このエンジンにより駆動する少なくとも１つの油圧ポンプ、この油圧ポンプから吐出される作動油を各駆動装置に切り換え供給する複数のコントロールバルブ等が収容されている。また、特に図示していないが、この動力装置８８の後方側には、上記スクリュコンベア７４のケーシング７５を吊り下げ支持する支持部材が設けられている。

８９は操作者が搭乗する区画である運転席で、この運転席８９は、上記支持部材１３上における動力装置８８の前方側の領域に設けられている。９０はこの運転席８９に配置された走行操作用の操作レバーで、この操作レバー９０によって、走行用駆動装置５に作動油を切り換え供給する動力装置８８内のコントロールバルブを切り換え操作することによって、土壌洗浄機械を走行操作するようになっている。

９１は本システムの運転に関わる各種設定や操作を行う操作盤で、この操作盤９１は、本体フレーム７の長手方向他方側に直接支持されている。この操作盤９１の内部には、土壌洗浄機械各所に設けられたセンサ類からの検出信号や操作盤９１からの操作に対応した操作信号を入力し、走行用の駆動装置５を除く各油圧駆動装置に対応したコントロールバルブやその他の電動の駆動装置に対し、入力信号に応じた指令信号を出力する制御装置（図示せず）が備えられている。

図９は本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する微生物活性化装置３１２の概略構成を表す断面図である。
図９に示すように、本実施の形態において、微生物活性化装置３１２の構成は先に説明した処理槽５３に類似しており、装置本体３３０の内部に攪拌手段としてのパドルミキサ３３４を備えている。装置本体３３０は上部に入口３３２を有する容器状の部材で、底部は閉塞している。パドルミキサ３３４は軸受３３７によって装置本体３３０に対して回転自在に支持された回転軸３３５にパドル３３６を取り付けて構成され、駆動装置３４０により駆動力を与えられて回転駆動する。パドルミキサ３３４の本数に限定はないが、本例では２本のパドルミキサ３３４がギア３３９により同期回転するように構成した場合を例示的に図示してある。３４１は点検窓である。

このような構成により、微生物活性化装置３１２は、洗浄処理装置１５からの洗浄液を入口３３２から受け入れ、同様に入口３３２から投入された微生物活性化剤とともに細粒分を含む洗浄液を攪拌混合する。微生物活性化剤は人手により適宜投入するようにしても良いし、タンクに貯留しておいてポンプやフィーダ等により自動的に供給されるようにしても良い。また、微生物活性化剤は入口３３２からでなく点検窓３４１から投入するようにしても良い。さらに、本例では、微生物活性化装置３１２としてパドルミキサ３３４を有する処理装置を利用した場合を例に挙げたが、微生物活性化装置の本質的機能は洗浄液に微生物活性化剤を混合することなので、その構成は図示した例に限定されず、例えば、単なる容器に洗浄液を貯めて人手により微生物活性化剤を投入し攪拌するようにしても足りる。微生物活性化剤と混合された洗浄液は、例えば図示しないポンプ等により固液分離装置１００に送られる。

なお、特に図示していないが、装置本体３３０内に貯留する水位は、少なくともパドルミキサ３３４の回転軌跡の上端より低位置とすることが好ましい。洗浄液水位の調整は、作業者が目視しながら手作業により行うようにしても良いし、洗浄槽５３のように水位センサを設けて図示しない制御手段により洗浄液水位を制御するようにしても良い。また、装置本体３３０の上面を開放し装置本体の上端よりもパドルミキサ３３４の回転軌跡を高くするなり、装置本体３３０の側壁部分の制限水位のところに洗浄液を回収する排水口等を設けるなりして、物理的にパドルミキサ３３４の回転軌跡の上端よりも洗浄液水位が低くなるようにすることも考えられる。

このようにすることで、パドルミキサ３３４は、回転軌跡の一部が洗浄液の液面上に露出した状態で回転するため、回転の過程で空中から洗浄液中に潜り込むパドル３３６により洗浄液中に空気が取り込まれ、洗浄液中の酸素量が増す。つまりこの場合には、パドルミキサ３３４を、前に説明した洗浄液中に空気を積極的に取り込む手段として有効に機能させることが可能である。

図１０は本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する固液分離装置１００の概略構成を表す断面図である。
図１０において、１０１はハウジング、１０２はハウジング１０１に対し回転自在に設けた回転筒である。回転筒１０２は中空に形成されており、その両端の回転軸部１０３と、ハウジング１０１内に位置するケーシング部１０４とで構成されている。回転軸部１０３は、軸受１０５により支持されており、その先端部に設けたＶプーリ１０６に伝達される図示しない駆動装置からの駆動力によって回転筒１０２が回転する。ケーシング部１０４は、長手方向一方側（図１０中の左側）から他方側（図１０中の右側）に行くにつれて縮径している。また、このケーシング部１０４の長手方向一方側の端面には、外周部から所定距離を隔てて形成された洗浄液の排水溝１０７が、他方側の外周部には、細粒分の排出溝１０８が開口している。

１０９は回転筒１０２内に回転自在に設けた回転軸で、この回転軸１０９は、ハウジング１０１に固定されたフレーム１１０に対し、図示しない軸受を介して支持されている。また、この回転軸１０９は、別途設けたフレームに固定された駆動装置１１１に直結しており、この駆動装置１１１の駆動力によって回転する。１１２は回転軸１０９の外周部に設けたスクリュ（オーガ）で、このスクリュ１１２は、上記ケーシング部１０２によって周囲を覆われており、ケーシング部１０２の形状に合わせて長手方向他方側（図１０中の右側）に行くほど外径が小さくなっている。このとき、回転軸１０９の内部には、その長手方向他方側（図１０中右側）から挿通された洗浄液導入用の配管１１３が設けられており、回転軸１０９における配管１１３の懸濁水の放出端付近の外周部には、洗浄液の導入溝（図示せず）が設けられている。

このような構成により、微生物活性化装置３１２から送られた洗浄液が、配管１１３を介してケーシング部１０４内に導入され、回転するスクリュ１１２によってケーシング部１０４の縮径側に移送されつつ圧搾されて、細粒分等の固形分と洗浄液等の水分とに分離される（固液分離される）。また、同時に、回転するケーシング部１０４による遠心力の作用により、流動性の高い水分（洗浄液）は、ケーシング部１０４の内壁面の傾斜に沿って拡径側（図１０中左側）に移動し、ケーシング部１０４の内径部から所定水位になったとことで、排水溝１０７よりケーシング部１０４外に排水される。一方、固形分（細粒分等）は、スクリュ１１２によって移送されて縮径側に移動し、排出溝１０８から排出される。これらケーシング部１０４の外部に排出された洗浄液及び細粒分は、それぞれ排水溝１０７、排出溝１０８の下方に位置するようにハウジング１０１の下部に設けた排出口１１４，１１５を介して機外に排出されるようになっている。

なお、本例では、固液分離装置として図１０に示したように洗浄液を圧搾する装置を採用した場合を例に挙げて説明したが、固体と液体を分離する機能を有していれば良く、その態様は限定されない。例えば、一般的な液体サイクロンやフィルタプレス等を適用することもできるし、細粒分を凝集する凝集剤（ゼオライト、高分子吸収剤、キレート剤、塩化カルシウム等）を洗浄液に投入して凝集剤ごと細粒分を捕集する機構を有する装置等も適用できる。

図１１は本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する水処理装置２００の概略構成を表す断面図である。
図１１において、２０１は略箱型の本体で、この本体２０１の側面上部には、油分を排出する排出口２０２が、側面下部には洗浄液を排出する排水口２０３が、底部には上記固液分離装置１００の排水口１１４から排出された洗浄液を導入するための給水口２０４が設けられている。２０５はフィルタで、給水口２０４から供給された洗浄液を、このフィルタ２０５を通過させることにより、固液分離装置１００にて除去し切れなかった、洗浄液中に僅かながら残存している固形分を分離する。そして、洗浄液中の油分は、本体２０１中に満たされた洗浄液中を浮上して、この浮上油分は、排出口２０２を介して排出される。こうして油分と分離された清浄な洗浄液は、排水口２０３を介して排水され、図示しないポンプによって、先に説明した洗浄液供給部１８の貯留タンク４０に戻され、再び洗浄処理装置１５に循環供給される。

次に、上記構成の本実施の形態の汚染土壌処理システムの動作及び作用を説明する。
例えば、油圧ショベル等により、油汚染土壌を掘削し篩装置１９に投入すると、投入された油汚染土壌は、篩装置１９の上下の振動により格子２６の目よりも大きな異物等が除去され、格子２６の目よりも小さな土砂成分がホッパ２０内に一時貯留される。ホッパ２０内で搬送コンベア２１の搬送ベルト３５上に載置された油汚染土壌は、循環駆動する搬送ベルト３５によってホッパ２０外へ切り出され処理槽５３に供給される。

処理槽５３内には洗浄液供給部１８から所定量の洗浄液が供給され、この洗浄液中でパドルミキサ５８によって攪拌されることにより、油汚染土壌が揉み洗いされるようにして洗浄処理される。このとき、パドルミキサ５８を適宜逆転させるようにすると、より高い洗浄効果が得られる。処理槽５３内で洗浄処理された土壌（処理土）は排出口５６側に移送され、排出弁６８を介してスクリュコンベア７４内に導出され、このスクリュコンベア７４によって脱水されつつ機外に排出される。

なお、処理槽５３内において、パドルミキサ５８による攪拌洗浄によって油汚染土壌の粗粒分から離散した汚染濃度の高い油汚染土壌の細粒分は、洗浄液中に懸濁した状態で浮遊する。しかしながら、処理槽５３とスクリュコンベア７４との間は密閉接続されており、なおかつスクリュコンベア７４の出口７７は、洗浄液の水位よりも高位置に設けてあるため、洗浄液が処理槽５３外に漏出することはなく、スクリュコンベア７４により機外に排出されるのは、十分に洗浄処理された粗粒分のみとなる。したがって、処理槽５３内に浮遊する高汚染濃度の細粒分は、処理槽５３の側部に設けた排水管５３ａを介し、処理槽５３外に排出される。

処理槽５３から排出された懸濁水は排水口５３ａを介して微生物活性化装置３１２の装置本体３００内に導かれ、添加された微生物活性化剤とともにパドルミキサ３３４により攪拌され混合される。そして、微生物活性化剤と混合され、生息する微生物が活性化する環境とされた懸濁水（洗浄液）は固液分離装置１００に送られる。

微生物活性化装置３１２からの懸濁水は、配管１１３を介して固液分離装置１００のケーシング部１０４内に導入される。そして、このケーシング部１０４内で前述したように圧搾され、汚染物質を多く含んだ油汚染土壌の細粒分とこの細粒分と分離された洗浄液とに固液分離され、油汚染土壌の細粒分は排出溝１０８・排出口１１５を介して固液分離装置１００から排出される。固液分離装置１００から排出された油汚染土壌の細粒分は、微生物活性化装置３１２において微生物活性化剤と混合されたことにより、ともに排出され周囲に存在する一部の洗浄液やそれ自体に生息する微生物が活性化状態にあるため、その後も効率的に汚染物質が分解され継続的に浄化処理が行われるので、埋め戻し土として再利用可能な状態となる。本例では、この細粒分を洗浄処理後の処理土に合流させる。

一方、細粒分と分離された洗浄液は、排水溝１０７・排出口１１４を介して固液分離装置１００から排出され、給水口２０４を介して水処理装置２００に導入される。この時点でまだ油分が混入しているようなら、前述したようにここで油水分離される。分離油分は排出口２０２を介して排出され、その後回収されて蒸留等の所定の処理を施された後、再利用される。一方、油分と分離された微生物活性化剤の混入した洗浄液は排水口２０３を介して排水され、図示しないポンプによって洗浄液供給部１８の貯留タンク４０に戻され、そして洗浄処理装置１５に循環供給される。

以上、本実施の形態によれば、洗浄処理装置１５から細粒分が浮遊する懸濁水を抽出し、これに微生物活性化剤を混入した上で細粒分と固液分離して洗浄処理装置１５に戻すことにより、洗浄処理装置１５の処理槽５３中にも微生物活性化剤や活性化状態の微生物が供給される。これにより、洗浄処理装置１５で洗浄処理された処理土又はそれに染み込んだ洗浄液に生息する微生物が活性化される、又は微生物活性化剤が混入される等により、処理土に残留する僅かな油分の分解を促進することができる。

一方、洗浄処理装置１５から抽出した洗浄液に微生物活性化剤を添加することで細粒分中の微生物を活性化させ細粒分に含まれる油分の分解を促進することができ、固液分離装置１００で洗浄液と分離された細粒分を、洗浄処理装置１５から排出された処理土とともに再利用可能な状態とすることもできる。また、微生物活性化装置３１２で洗浄液に微生物活性化剤を混入することにより、洗浄液自体の浄化効果も期待できる。

このように、洗浄処理の過程で抽出された汚染濃度が極めて高く、従来では最終処分場等に廃棄処分されていた細粒分に対し、本実施の形態では、細粒分を含む懸濁した状態の洗浄液を抽出してこれに微生物活性化剤を混入するという極簡単な方法で微生物処理を積極的に施すことができる。これにより、細粒分を廃棄することなく再利用することができるので、従来廃棄処分に頼っていた高濃度汚染土壌を処理対象とした場合であっても廃棄処分の割合を飛躍的に低下させ処理効率を向上させることができ、そして受け入れ容量に限界がある最終処分場の負担を軽減することもできる。

また上記の微生物処理は対象となる油汚染土壌に生息する微生物を活性化するだけの簡単な処理であり、しかも洗浄処理との複合処理であるので、全体としての処理効率も極めて高く、費用便益の面でも極めて優れている。

さらには、微生物活性化装置３１２でパドルミキサ３３４により洗浄液中に空気を積極的に取り込むようになせば、微生物をより効果的に活性化することができる。これにより、細粒分、処理土、そして洗浄液の浄化効果をより高いものとすることができる。

また、洗浄処理装置１５にパドルミキサ５８を用いたことにより、十分な洗浄処理効果を得ることができる。つまり、パドルミキサ５８は、そのパドル６１によって油汚染土壌を解砕するように攪拌するため、このパドル６１やパドル６１及び処理槽５３の内壁間にて土壌に摩擦力が効果的に作用し、油汚染土壌から汚染物質や油分を効果的に分離させることができる。加えて、洗浄液中では、パドル６１によって、油汚染土壌の粗粒分から分離された汚染濃度の高い細粒分や油分が掻き上げられて浮上するので、これら細粒分や油分は、排水管５３ａを介して円滑に排出される。したがって、例えば、移送作用に重点を置いたスクリュミキサ等を用いた場合に比して、洗浄効果が大きく向上する。

なお、以上において、土壌洗浄機械・微生物活性化装置３１２・固液分離装置１００・水処理装置２００でシステム構成した場合を例に挙げて説明したが、土壌洗浄機械のうちの洗浄処理装置１５・微生物活性化装置３１２・固液分離装置１００に相当する機能を有する装置を最低限備えていれば、本発明の汚染土壌処理システムは構成可能である。また、洗浄処理装置１５を２台に増設して洗浄効果を向上させる等、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で設計変更や設備の追加を適宜行っても構わない。これらの場合も同様の効果が得られる。

また、土砂供給部１７・洗浄液供給部１８・洗浄処理装置１５・排出部１６を本体フレーム７上に集約配置して土壌洗浄機械を構成したことにより、洗浄処理設備を走行体１上に搭載した場合を例に挙げて説明したが、各設備を独立して配置しても良い。また、処理土の排出手段としてスクリュコンベア７４を例示したが、この排出手段は漏洩がないように処理槽５３から高含水率の処理土を排出することができるものであれば良く、例えばバケットコンベアや圧送ポンプ等も適用可能である。また、篩装置１９に振動式のものを用いた場合を例に挙げて説明したが、例えば、異物混入量が少ない油汚染土壌や粘性の低い油汚染土壌等を処理対象とする場合には、固定式の篩を用いても良いし不要であれば省略しても良い。また、洗浄処理装置１５や微生物活性化装置３１２で攪拌手段としてパドルミキサを用いたが、これも限定されない。例えばスクリュミキサ等の他の攪拌手段を用いることもできるし、微生物活性化装置３１２では不要の場合省略しても良い。更に、ホッパ２０から洗浄処理装置１５への油汚染土壌の搬送手段として搬送コンベア２１を用いたが、例えばスクリュコンベア等を代わりに用いても良い。これらの場合も同様の効果が得られる。

本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムの概略を表すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する土壌洗浄機械の一構成例の全体構成を表す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する土壌洗浄機械の一構成例に備えられた土砂供給部の詳細構造を表す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する土壌洗浄機械の一構成例に備えられた洗浄液供給部の詳細構造を表す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する土壌洗浄機械に備えられた洗浄処理装置の詳細構造を表す側断面図である。 図５中のVI−VI断面による断面図である。 図５中のVII−VII断面による断面図である。 本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する土壌洗浄機械に備えられた排出部の詳細構造を表す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する微生物活性化装置の概略構成を表す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する固液分離装置の概略構成を表す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る汚染土壌処理システムを構成する水処理装置の概略構成を表す断面図である。

符号の説明

１５ 洗浄処理装置
１００ 固液分離装置
３１２ 微生物活性化装置
３３４ パドルミキサ

Claims (4)

1. 油汚染土壌を洗浄液中で攪拌し洗浄処理する洗浄処理装置と、
   油汚染土壌の細粒分を含む前記洗浄処理装置からの洗浄液を受け入れ、受け入れた洗浄液に微生物活性化剤を添加し細粒分中の微生物を活性化させる微生物活性化装置と、
   この微生物活性化装置で微生物活性化剤を添加された洗浄液から細粒分を分離する固液分離装置とを備え、
   前記微生物活性化剤を添加された洗浄液を前記固液分離装置で細粒分と分離して前記洗浄処理装置に供給して洗浄処理することにより、前記洗浄処理装置で洗浄処理される処理土に残留する油分の分解を促進する一方、
   前記微生物活性化装置で微生物活性化剤を添加したことで細粒分中の微生物を活性化させ細粒分に含まれる油分の分解を促進することにより、前記固液分離装置で洗浄液と分離される細粒分を、前記洗浄処理装置から排出される処理土とともに再利用可能な状態とする
   ことを特徴とする汚染土壌処理システム。
2. 油汚染土壌及び洗浄液を洗浄装置へ投入し、攪拌して汚染土壌を洗浄処理する洗浄処理工程と、
   油汚染土壌の細粒分を含む前記洗浄処理装置からの洗浄液を微生物活性化装置へ投入し、この洗浄液に微生物活性化剤を添加し細粒分中の微生物を活性化させる微生物活性化工程と、
   前記微生物活性化装置で微生物活性化剤を添加された洗浄液から細粒分を分離する固液分離工程と、
   前記洗浄処理装置で洗浄処理される処理土に残留する油分の分解を促進するために、前記微生物活性化剤を添加された洗浄液を前記固液分離工程で細粒分と分離して前記洗浄処理装置に戻す工程と
   を有することを特徴とする汚染土壌処理方法。
3. 前記固液分離工程で洗浄液と分離された細粒分を、前記洗浄処理工程を施された処理土に合流させる工程を有することを特徴とする請求項２の汚染土壌処理方法。
4. 前記微生物活性化装置はパドルミキサを備えており、前記微生物活性化剤を添加した洗浄液を前記洗浄処理装置へ戻す際、洗浄液の水位を前記パドルミキサの回転軌跡の上端より低位置となるように調整し、前記パドルミキサのパドルの回転により洗浄液に空気を取り込む工程をさらに有することを特徴とする請求項２又は３の汚染土壌処理方法。

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