JP6026700B1 - Chelating agent recovery apparatus and chelating agent recovery method for soil purification facilities - Google Patents
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Abstract
【課題】有害金属等で汚染された土壌をキレート剤を含む洗浄水で浄化する土壌浄化施設において、砂等によってキレート剤が持ち去られるのを防止する手段を提供する。【解決手段】キレート剤回収装置60は、土壌浄化施設Sで生成された粗骨材及び砂を洗浄して生じたキレート剤を含むすすぎ水を蒸発させて処理する。キレート剤回収装置60は、すすぎ水貯槽84と砂収容部85と側溝91とすすぎ水供給装置92とすすぎ水還流路93と水位保持装置94とを有する。砂収容部85は砂を収容し、すすぎ水貯槽84はすすぎ水を貯留する。側溝91は砂収容部85に隣接して配設され、その内部空間は、連通孔を介して砂収容部85の内部空間と連通する。水位保持装置94は、側溝91内の水位を砂浸漬上端位置に保持する。砂浸漬上端位置は、砂浸漬上端位置と砂収容部85内の砂層の上面の位置との間の砂層が毛管水帯を形成するように設定される。【選択図】図4[Problem] To provide means for preventing a chelating agent from being taken away by sand or the like in a soil purification facility for purifying soil contaminated with a toxic metal or the like with washing water containing a chelating agent. A chelating agent recovery device 60 performs processing by evaporating rinse water containing a chelating agent generated by washing coarse aggregate and sand generated in a soil purification facility S. The chelating agent recovery device 60 includes a rinse water storage tank 84, a sand container 85, a side groove 91, a rinse water supply device 92, a rinse water reflux path 93, and a water level holding device 94. The sand accommodating part 85 accommodates sand, and the rinse water storage tank 84 stores rinse water. The side groove 91 is disposed adjacent to the sand container 85, and the internal space thereof communicates with the internal space of the sand container 85 through the communication hole. The water level holding device 94 holds the water level in the side groove 91 at the sand immersion upper end position. The sand immersion upper end position is set so that the sand layer between the sand immersion upper end position and the position of the upper surface of the sand layer in the sand accommodating portion 85 forms a capillary water zone. [Selection] Figure 4
Description
本発明は、有害金属又はその化合物で汚染された土壌を、キレート剤を含む洗浄水で浄化する土壌浄化施設のためのキレート剤回収装置と、該キレート剤回収装置を用いたキレート剤回収方法とに関するものである。 The present invention relates to a chelating agent recovery device for a soil purification facility for purifying soil contaminated with a toxic metal or a compound thereof with wash water containing a chelating agent, and a chelating agent recovery method using the chelating agent recovery device, It is about.
近年、例えばクロム、鉛、カドミウム、セレン、水銀などの有害金属及び/又はその化合物(以下、これらを「有害金属等」と総称する。)を原料又は材料として用いる生産施設の敷地又はその近隣地における土壌汚染、あるいは有害金属等を含む産業廃棄物の投棄等による土壌汚染が問題となっている。そして、有害金属等で汚染された土壌(以下「有害金属汚染土壌」という。)を、該有害金属汚染土壌が現に存在する位置(以下「原位置」という。)において、例えば有害金属等の不溶化、封じ込め又は電気修復などにより効果的に浄化することはかなり困難である。このため、有害金属汚染土壌は、一般に、掘削により原位置から除去され、外部の土壌浄化施設で浄化される。なお、有害金属汚染土壌が除去された跡地は、通常、土壌浄化施設で浄化された元の土壌又は別の清浄な土壌で埋め戻される。 In recent years, sites of production facilities that use harmful metals such as chromium, lead, cadmium, selenium, mercury and / or their compounds (hereinafter collectively referred to as “hazardous metals”) as raw materials or materials, or the vicinity thereof The problem is soil contamination due to soil contamination or industrial waste disposal including hazardous metals. Then, soil contaminated with toxic metals (hereinafter referred to as “toxic metal-contaminated soil”) is insolubilized, for example, with toxic metals at the location where the toxic metal-contaminated soil actually exists (hereinafter referred to as “original location”). Effective purification, such as by containment or electrical repair, is quite difficult. For this reason, the toxic metal-contaminated soil is generally removed from the original position by excavation and purified at an external soil purification facility. It should be noted that the site where the toxic metal-contaminated soil has been removed is usually backfilled with the original soil purified by a soil purification facility or another clean soil.
このような原位置外の土壌浄化施設で有害金属汚染土壌を浄化する手法としては、従来、有害金属汚染土壌を洗浄液で洗浄して有害金属等を除去するようにした土壌浄化手法が広く用いられている。かくして、本願出願人らは、有害金属等で汚染された汚染土壌を、キレート剤を含有する洗浄水で洗浄して有害金属等を除去する一方、洗浄廃液から固相吸着材で有害金属等を除去することにより洗浄水ないしはキレート剤を再生して繰り返し使用する、洗浄水を施設外に排出しないクローズドシステム型の土壌浄化施設を種々提案している(特許文献1〜4参照)。 As a method for purifying toxic metal-contaminated soil at such off-site soil purification facilities, conventionally, a soil clarification method has been widely used in which toxic metal-contaminated soil is washed with a cleaning solution to remove toxic metals. ing. Thus, the applicants of the present application wash the contaminated soil contaminated with harmful metals with washing water containing a chelating agent to remove the harmful metals, etc. Various closed system type soil remediation facilities that regenerate and reuse wash water or chelating agents by removing them and do not discharge the wash water outside the facility have been proposed (see Patent Documents 1 to 4).
本願出願人らに係る特許文献1〜4に開示された土壌浄化施設では、石又は礫と砂とを含みかつ有害金属等で汚染された土壌を受け入れ、該土壌中に混在している石又は礫を破砕した上で、該土壌とキレート剤を含む洗浄水とを混合し、該土壌に付着している有害金属等を該土壌から離脱させてキレート剤に捕捉させるとともに、該土壌を分級して粗骨材及び砂を生成するようにしている。 In the soil remediation facilities disclosed in Patent Documents 1 to 4 according to the applicants of the present application, the soil containing stones or gravel and sand and contaminated with harmful metals or the like is accepted, and the stones mixed in the soil or After crushing gravel, mix the soil and washing water containing a chelating agent, remove harmful metals adhering to the soil from the soil and capture the chelating agent, and classify the soil. Coarse aggregate and sand are produced.
ところで、このように生成された砂にはキレート剤を含む洗浄水が付着しているが、キレート剤を含む砂は建築材料としてはあまり好ましくないといった問題がある。また、土壌浄化施設内のキレート剤は、砂によって持ち去られる分だけ減少してゆく。したがって、キレート剤を再生して繰り返し使用しても、砂によって持ち去られるキレート剤に相応する量のキレート剤を補充する必要がある。このため、大量の汚染土壌(例えば、1000トン/日)を浄化する土壌浄化施設では、大量のキレート剤を補充しなければならず、土壌浄化施設における土壌の処理コストが高くつくといった問題がある。 By the way, although the wash water containing a chelating agent adheres to the sand produced | generated in this way, there exists a problem that the sand containing a chelating agent is not so preferable as a building material. In addition, the chelating agent in the soil purification facility is reduced by the amount taken away by the sand. Therefore, even if the chelating agent is regenerated and repeatedly used, it is necessary to replenish the chelating agent in an amount corresponding to the chelating agent carried away by the sand. For this reason, in a soil remediation facility that purifies a large amount of contaminated soil (for example, 1000 tons / day), a large amount of chelating agent must be replenished, and there is a problem that the cost of soil treatment in the soil remediation facility is high. .
例えば、1日あたり1000トンの土壌を浄化する土壌浄化施設では、1日あたり350トン程度の砂(乾燥基準)が生成されるが、このような砂の含水比は20%程度であるものと予測される。したがって、例えば汚染土壌の洗浄に0.3質量%のキレート剤を含む洗浄水を用いた場合は、1日あたり0.21トン(350×0.2×0.003=0.21)、すなわち1年あたり約60トン(稼働日数300日として)のキレート剤が土壌浄化施設から失われることになる。また、1.0質量%のキレート剤を含む洗浄水を用いた場合は、1日あたり0.7トン(350×0.2×0.01=0.7)、すなわち1年あたり約200トン(稼働日数300日として)のキレート剤が土壌浄化施設から失われることになる。 For example, in a soil remediation facility that purifies 1000 tons of soil per day, about 350 tons of sand (dry basis) is generated per day, and the water content of such sand is about 20%. is expected. Therefore, for example, when washing water containing 0.3% by mass of a chelating agent is used for washing contaminated soil, 0.21 tons per day (350 × 0.2 × 0.003 = 0.21), that is, About 60 tons (300 working days) of chelating agent per year will be lost from the soil purification facility. Moreover, when wash water containing 1.0% by mass of a chelating agent is used, 0.7 tons per day (350 × 0.2 × 0.01 = 0.7), that is, about 200 tons per year. The chelating agent (as 300 working days) will be lost from the soil purification facility.
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、有害金属等で汚染された土壌を、循環するキレート剤を含む洗浄水で浄化する一方、該土壌から砂を分離して再利用するようにした土壌浄化施設において、砂によってキレート剤が持ち去られるのを防止することを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems. The soil contaminated with harmful metals or the like is purified with wash water containing a circulating chelating agent, while sand is separated from the soil. Therefore, it is an object of the present invention to provide a means for enabling a chelating agent to be prevented from being taken away by sand in a soil remediation facility that has been reused.
前記課題を解決するためになされた、本発明に係るキレート剤回収装置は、有害金属等で汚染された土壌を、キレート剤を含む洗浄水で浄化する土壌浄化施設のためのものである。ここで、土壌浄化施設は、破砕部と、分級部と、沈降分離部と、キレート剤再生部とを備えている。そして、破砕部は、石又は礫と砂とを含みかつ有害金属等で汚染された土壌を受け入れ、該土壌中に混在している石又は礫を破砕する。分級部は、破砕部から排出された土壌と、キレート剤を含む洗浄水とを混合し、該土壌に付着している有害金属等を該土壌から離脱させてキレート剤に捕捉させるとともに、該土壌から粗骨材及び砂を分離する。沈降分離部は、分級部から排出された細粒土を含む洗浄水を、沈降分離により、上澄水と、細粒土を含むスラッジとに分離する。キレート剤再生部は、沈降分離部から排出された上澄水を受け入れ、該上澄水中の有害金属等を捕捉しているキレート剤から有害金属等を除去して該キレート剤を再生する。 The chelating agent recovery apparatus according to the present invention, which has been made to solve the above-mentioned problems, is for a soil purification facility that purifies soil contaminated with harmful metals and the like with washing water containing a chelating agent. Here, the soil purification facility includes a crushing section, a classification section, a sedimentation separation section, and a chelating agent regeneration section. The crushing unit receives soil containing stones or gravel and sand and contaminated with harmful metals or the like, and crushes the stones or gravel mixed in the soil. The classification unit mixes the soil discharged from the crushing unit and washing water containing a chelating agent, separates harmful metals adhering to the soil from the soil, and captures the chelating agent. Separating coarse aggregate and sand. The sedimentation separation unit separates the wash water containing fine-grained soil discharged from the classification unit into supernatant water and sludge containing fine-grained soil by sedimentation separation. The chelating agent regeneration unit receives the supernatant water discharged from the sedimentation separation unit, regenerates the chelating agent by removing the harmful metals from the chelating agent capturing the harmful metals and the like in the supernatant water.
本発明に係るキレート剤回収装置は、砂すすぎ装置と、すすぎ水貯槽と、砂収容部と、屋根と、側溝と、すすぎ水供給装置と、すすぎ水還流路と、水位保持装置とを備えている。ここで、砂すすぎ装置は、分級部で分離された砂にすすぎ水を散布又は噴射して、該砂に保持されているキレート剤を除去する。すすぎ水貯槽は、砂すすぎ装置から排出されたキレート剤を含むすすぎ水を受け入れて貯留する。砂収容部は、地面に配設され、周壁と、周壁の下端部に結合された底壁と、周壁と底壁とによって形成された空間部に配置されすすぎ水は通過させるが砂は通過させない多孔板とを有し、その内部空間において多孔板の上に砂を収容する、上側が開かれた容器状のものである。屋根は、砂収容部の上方に配設され、砂収容部への雨水の降下を阻止する。側溝は、砂収容部の周壁の外面に隣接して配設され、その内部空間(下部空間)が、多孔板より下側において周壁に形成された連通孔を介して砂収容部の内部空間(下部空間)と連通する。すすぎ水供給装置は、すすぎ水貯槽に貯留されているすすぎ水を側溝に供給する。すすぎ水還流路は、側溝内のすすぎ水をすすぎ水貯槽に還流させる。水位保持装置は、側溝内のすすぎ水の水位を、予め設定された砂浸漬上端位置に保持する。砂浸漬上端位置は、該砂浸漬上端位置と砂収容部の内部空間に収容されている砂の上面の位置との間に位置する砂が毛管水帯(ほぼ飽和水分状態の砂層)を形成するように設定されている。
The chelating agent recovery device according to the present invention includes a sand rinsing device, a rinsing water storage tank, a sand container, a roof, a gutter, a rinsing water supply device, a rinsing water return path, and a water level holding device. Yes. Here, the sand rinsing device sprays or sprays rinsing water on the sand separated in the classification unit to remove the chelating agent held in the sand. The rinsing water storage tank receives and stores rinsing water containing a chelating agent discharged from the sand rinsing apparatus. Sand accommodating portion is arranged on the ground, a peripheral wall, a bottom wall coupled to the lower end of the peripheral wall, although the peripheral wall, a bottom wall and disposed in a space portion formed by the rinse water passes the sand does not pass and a perforated plate, to accommodate the sand on the Oite perforated plate in its inner space, and the upper side is opened container-like. A roof is arrange | positioned above a sand accommodating part, and prevents the fall of rain water to a sand accommodating part. The side groove is disposed adjacent to the outer surface of the peripheral wall of the sand accommodating portion, and the internal space (lower space) is an internal space of the sand accommodating portion (via a communication hole formed in the peripheral wall below the perforated plate ). Communicates with the lower space. The rinsing water supply device supplies the rinsing water stored in the rinsing water storage tank to the side groove. The rinsing water reflux path returns the rinsing water in the side groove to the rinsing water storage tank. The water level holding device holds the water level of the rinse water in the side groove at a preset sand immersion upper end position. In the sand immersion upper end position, the sand located between the sand immersion upper end position and the position of the upper surface of the sand accommodated in the internal space of the sand accommodating portion forms a capillary water zone (a sand layer in a substantially saturated moisture state). Is set to
本発明に係るキレート剤回収装置においては、砂は細砂(すなわち、粒径が0.075〜0.25mmの砂)であるのが好ましく、この場合、砂浸漬上端位置が、砂収容部の内部空間に収容されている砂の上面から下方に20〜40cmの範囲に設定されているのが好ましい。 In the chelating agent recovery apparatus according to the present invention, the sand is preferably fine sand (that is, sand having a particle size of 0.075 to 0.25 mm). It is preferable to set in the range of 20-40 cm downward from the upper surface of the sand accommodated in the internal space.
本発明に係るキレート剤回収装置においては、砂収容部が、平面形状が長方形となるように形成され、側溝が、周壁の一部をなし砂収容部の長手方向に伸びる側壁の外面に隣接して配設されているのが好ましい。また、水位保持装置は、側溝と連通する一方すすぎ水還流路に接続された水槽と、水槽とすすぎ水還流路の間に配設され水槽内のすすぎ水をすすぎ水還流路に溢流させて水槽及び側溝の水位を砂浸漬上端位置に保持する堰とを有しているのが好ましい。 In the chelating agent recovery apparatus according to the present invention, the sand container is formed so that the planar shape is rectangular, and the side groove is adjacent to the outer surface of the side wall that forms a part of the peripheral wall and extends in the longitudinal direction of the sand container. Are preferably arranged. Further, the water level holding device is disposed between the water tank connected to the side groove and connected to the rinse water return path, and between the water tank and the rinse water return path, and causes the rinse water in the water tank to overflow into the rinse water return path. It is preferable to have a weir that holds the water level of the water tank and the side groove at the sand immersion upper end position.
本発明に係るキレート剤回収装置を用いた、有害金属等で汚染された土壌をキレート剤を含む洗浄水で浄化する土壌浄化施設のためのキレート剤回収方法は、水位保持装置(例えば、堰)により、側溝のすすぎ水の水位を砂浸漬上端位置に保持して、該砂浸漬上端位置より上側の砂層に毛管水帯(ほぼ飽和水分状態の砂層)を形成し、該毛管水帯内の砂に付着しているすすぎ水を空気中に蒸発させて砂収容部から除去する。そして、砂収容部で所定の期間用いられた砂を土壌浄化施設に導入し、浄化すべき汚染された土壌とともに浄化する一方、砂すすぎ装置から排出された砂の一部を、砂収容部に収容する砂として用いる。 A chelating agent recovery method for a soil purification facility that uses a chelating agent recovery device according to the present invention to purify soil contaminated with harmful metals or the like with wash water containing a chelating agent is a water level holding device (eg, weir). Thus, the water level of the rinse water in the side groove is held at the upper end position of the sand immersion, and a capillary water zone (a sand layer in a substantially saturated moisture state) is formed in the sand layer above the upper end position of the sand immersion, and the sand in the capillary water zone The rinse water adhering to the water is evaporated into the air and removed from the sand container. And the sand used for a predetermined period in the sand container is introduced into the soil purification facility and purified along with the contaminated soil to be purified, while part of the sand discharged from the sand rinsing device is put into the sand container. Used as sand to contain.
本発明に係るキレート剤回収装置によれば、分級部で分離された砂に、砂すすぎ装置ですすぎ水が散布又は噴射されるので、キレート剤を含まない高品質の砂を生成することができる。 According to the chelating agent recovery apparatus according to the present invention, since the rinsing water is sprayed or sprayed on the sand separated in the classification unit by the sand rinsing apparatus, it is possible to generate high-quality sand that does not contain the chelating agent. .
また、本発明に係るキレート剤回収装置によれば、砂すすぎ装置から排出され、すすぎ水貯槽に貯留されているすすぎ水を、側溝を経由して砂収容部の内部空間に導入することにより、砂浸漬上端位置より下側の砂をすすぎ水で浸漬し、砂浸漬上端位置より上側の砂層に毛管水帯(ほぼ飽和水分状態の砂層)を形成することができる。ここで、毛管水帯において砂に付着しているすすぎ水は大気中に蒸発して砂収容部から除去される。なお、毛管水帯からすすぎ水が蒸発すれば、毛細管現象により、砂浸漬上端位置より下側のすすぎ水が毛管水帯に吸い上げられ、毛管水帯はほぼ飽和水分状態を維持する。 In addition, according to the chelating agent recovery apparatus according to the present invention, by introducing the rinse water discharged from the sand rinse apparatus and stored in the rinse water storage tank into the internal space of the sand container via the side groove, Sand below the sand soaking upper end position is soaked with rinsing water, and a capillary water zone (a sand layer in a substantially saturated moisture state) can be formed in the sand layer above the sand soaking upper end position. Here, the rinsing water adhering to the sand in the capillary zone is evaporated into the atmosphere and removed from the sand container. If the rinse water evaporates from the capillary water zone, the capillary water causes the rinse water below the sand immersion upper end position to be sucked up into the capillary water zone, and the capillary water zone maintains a substantially saturated water state.
他方、すすぎ水に含まれているキレート剤は、蒸発せず砂収容部内に残留する。そして、砂収容部で用いられキレート剤が付着している砂を適宜に土壌浄化施設に導入することにより、分級部から分離された砂に付着していたキレート剤を土壌浄化施設に戻すことができる。また、砂すすぎ装置から排出されるキレート剤を含まない砂の一部を、砂収容部に収容する砂として用いることができるので、砂収容部で用いる砂を容易に調達することができる。 On the other hand, the chelating agent contained in the rinse water does not evaporate and remains in the sand container. And the chelating agent adhering to the sand separated from the classifying unit can be returned to the soil purification facility by appropriately introducing the sand used in the sand container to which the chelating agent is attached to the soil purification facility. it can. Moreover, since a part of sand which does not contain the chelating agent discharged | emitted from a sand rinsing apparatus can be used as the sand accommodated in a sand accommodating part, the sand used by a sand accommodating part can be procured easily.
本発明に係るキレート剤回収方法によれば、水位保持装置により、側溝の水位を砂浸漬上端位置に保持して、砂浸漬上端位置より上側の毛管水帯の砂に付着しているすすぎ水を空気中に蒸発させて砂収容部から除去することができる。このとき、すすぎ水に含まれていたキレート剤は、蒸発せず砂収容部内に残留するので、キレート剤の外部への逸失を防止することができる。また、砂収容部で所定の期間用いられた砂を土壌浄化施設に導入するので、分級部から分離された砂に付着していたキレート剤を土壌浄化施設に戻すことができる。また、砂すすぎ装置から出るキレート剤を含まない砂の一部を、砂収容部に収容する砂として用いるので、砂収容部で用いる砂を容易に調達することができる。 According to the chelating agent recovery method according to the present invention, the water level holding device holds the water level of the side groove at the sand immersion upper end position, and the rinse water adhering to the sand in the capillary zone above the sand immersion upper end position is removed. It can be evaporated from the sand and removed from the sand container. At this time, the chelating agent contained in the rinsing water does not evaporate and remains in the sand container, so that loss of the chelating agent to the outside can be prevented. Moreover, since the sand used for a predetermined period in the sand container is introduced into the soil purification facility, the chelating agent adhering to the sand separated from the classification unit can be returned to the soil purification facility. Moreover, since a part of sand which does not contain the chelating agent which comes out of the sand rinsing device is used as the sand to be accommodated in the sand accommodating part, the sand used in the sand accommodating part can be easily procured.
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態を具体的に説明する。
まず、図1を参照しつつ、本発明に係るキレート剤回収装置が付設された土壌浄化施設の概略構成を説明する。図1に示すように、土壌浄化施設Sは、破砕部1と、分級部2と、沈降分離部3と、濾過部4と、キレート剤再生部5と、キレート剤補充部6とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
First, a schematic configuration of a soil purification facility to which a chelating agent recovery device according to the present invention is attached will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the soil purification facility S includes a crushing unit 1, a
土壌浄化施設Sにおいて、破砕部1は、石及び/又は礫と砂とを含み、かつ有害金属等(有害金属及び/又はその化合物)で汚染された土壌を受け入れ、該土壌中に混在している石及び/又は礫を破砕する。分級部2は、破砕部1から排出された土壌と、キレート剤を含む洗浄水とを混合し、該土壌に付着している有害金属等を該土壌から離脱させてキレート剤に捕捉させるとともに、該土壌から粗骨材(礫)及び砂を分離する。沈降分離部3は、分級部2から排出された細粒土(シルト及び/又は粘土)を含む洗浄水を、沈降分離により、上澄水と、細粒土を含むスラッジとに分離する。濾過部4は、沈降分離部3から排出されたスラッジを濾過して濾過ケークを生成する。キレート剤再生部5は、沈降分離部3から排出された上澄水(洗浄水)を受け入れ、上澄水(洗浄水)中の有害金属等を捕捉しているキレート剤から有害金属等ないしはこれらのイオンを除去してキレート剤を再生する。キレート剤補充部6は、キレート剤の目減り分を補充して洗浄水のキレート剤濃度が予め設定された値に維持されるように、洗浄水にキレート剤を供給する。
In the soil remediation facility S, the crushing unit 1 accepts soil containing stones and / or gravel and sand and contaminated with a toxic metal or the like (a toxic metal and / or a compound thereof) and mixed in the soil. Crushing stones and / or gravel. The classifying
詳しくは図示していないが、キレート剤再生部5は、洗浄水再生装置と、洗浄水還流機構と、固相吸着材再生機構とを備えている。洗浄水再生装置は、キレート剤よりも錯生成力が高く沈降分離部3から排出された上澄水と接触したときに上澄水中の有害金属等ないしはこれらのイオンを吸着する固相吸着材を有し、上澄水中のキレート剤から有害金属等ないしはこれらのイオンを除去して上澄水を洗浄水として再生する。洗浄水還流機構は、洗浄水再生装置から排出された洗浄水を分級部2に還流させる。なお、洗浄水還流機構を、分級部2に加えて破砕部1にも洗浄水を供給するように構成してもよい。固相吸着材再生機構は、洗浄水が排除された状態で洗浄水再生装置に酸液を流し、固相吸着材に吸着された有害金属等ないしはこれらのイオンを酸液により除去して固相吸着材を再生する。固相吸着材は、担体に環状分子を担持させ、該環状分子にキレート配位子を修飾した配位結合及び水素結合による多点相互作用を有するとともに有害金属等ないしはこれらのイオンを選択的に取り込むものである。
Although not shown in detail, the chelating
次に、図2を参照しつつ、土壌浄化施設Sの具体的な構成を説明する。図2に示すように、土壌浄化施設Sにおいては、まず、有害金属等(有害金属及び/又はその化合物)で汚染され、場合によってはその他の汚染物質(例えば、フッ素、ホウ素、シアン等の第二種特定有害物質)で汚染された地盤の掘削等により採取された土壌(汚染土壌)が、投入ホッパ11に受け入れられる。そして、投入ホッパ11内の土壌はまず混合装置12に導入され、混合装置12内で、キレート剤を含む洗浄水と混合される。ここで、土壌は、細粒土(粒径が0.075mm以下のシルト又は粘土)、石、礫、砂等を含むものである。
Next, a specific configuration of the soil purification facility S will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, in the soil remediation facility S, first, it is contaminated with harmful metals or the like (toxic metals and / or compounds thereof), and in some cases other contaminants (for example, fluorine, boron, cyan, etc.) The soil (contaminated soil) collected by excavation of the ground contaminated with the two kinds of specific harmful substances) is received by the
投入ホッパ11内の土壌は有害金属等で汚染され、場合によってはさらにその他の汚染物質で汚染されている。有害金属等としては、例えばクロム、鉛、カドミウム、セレン、水銀、金属砒素及びこれらの化合物などが挙げられる。その他の汚染物質としては、例えば、フッ素又はその化合物、ホウ素又はその化合物、シアン化合物等の第二種特定有害物質などが挙げられる。
The soil in the
混合装置12で生成された土壌と洗浄水の混合物(以下「土壌・水混合物」という。)は湿式のミルブレーカ13に移送される。ミルブレーカ13としては、例えばロッドミルを用いることができる。ミルブレーカ13は、石及び/又は礫に衝撃力、剪断力、摩擦力等を加えて、比較的粒径の大きい石及び/又は礫を破砕する。その際、石、礫等に付着し又は含まれている有害金属等あるいはその他の汚染物質は剥離又は除去され、洗浄水中に離脱する。土壌の表面から離脱した有害金属等あるいはその他の汚染物質ないしはこれらのイオンは、洗浄水中のキレート剤によって捕捉される。なお、混合装置12を設けず、投入ホッパ11内の土壌をミルブレーカ13に供給する一方、キレート剤を含む洗浄水をミルブレーカ13に供給するようにしてもよい。
A mixture of soil and washing water generated by the mixing device 12 (hereinafter referred to as “soil / water mixture”) is transferred to a
キレート剤としては、例えば、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)、HIDS(3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸)、IDS(2,2’−イミノジコハク酸)、MGDA(メチルグリシン二酢酸)、EDDS(エチレンジアミンジ酢酸)又はGLDA(L−グルタミン酸ジ酢酸)のナトリウム塩などを用いることができる。キレート剤は、土壌に付着している有害金属等ないしはこれらのイオンを捕捉する(キレートする)。土壌を処理する際には、土壌に含まれる有害金属等の種類に応じて、該処理に適したキレート剤が選択される。洗浄水中のキレート剤の濃度は、高ければ高い程有害金属等ないしはこれらのイオンの捕捉量が増えるが、実用上は0.005〜0.1モル/リットルの範囲、好ましくは0.01〜0.05モル/リットルの範囲に設定される。 Examples of the chelating agent include EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), HIDS (3-hydroxy-2,2′-iminodisuccinic acid), IDS (2,2′-iminodisuccinic acid), MGDA (methylglycine diacetic acid), EDDS ( Ethylenediaminediacetic acid) or sodium salt of GLDA (L-glutamic acid diacetic acid) can be used. The chelating agent captures (chelates) toxic metals or the like ions adhering to the soil. When treating the soil, a chelating agent suitable for the treatment is selected according to the type of harmful metal or the like contained in the soil. The higher the concentration of the chelating agent in the washing water, the higher the trapping amount of harmful metals and the like or these ions, but practically the range of 0.005 to 0.1 mol / liter, preferably 0.01 to 0. .05 mol / liter is set.
ミルブレーカ13から排出された土壌・水混合物はトロンメル14に導入される。トロンメル14は、洗浄水を貯留することができる受槽と、水平面に対して傾斜して配置された略円筒形のドラムスクリーンとを有する湿式の篩分装置であって、ドラムスクリーンは、モータによりその中心軸まわりに回転することができる。また、ドラムスクリーン内に、洗浄水をスプレー状で噴射することができる。
The soil / water mixture discharged from the
トロンメル14の回転しているドラムスクリーンの内部を土壌・水混合物が流れる際に、ドラムスクリーンの網目より細かい土壌粒子は、洗浄水とともにドラムスクリーンの網目を通り抜け、ドラムスクリーン外に出て受槽内に入る。他方、ドラムスクリーンの網目より粗い土壌粒子は、ドラムスクリーンの下側の開口端を経由して、ドラムスクリーン外に排出される。トロンメル14内では、土壌・水混合物中の土壌粒子同士が互いに擦れ合うので、土壌粒子の表面に残留・付着している有害金属等あるいはその他の汚染物質が剥離され、洗浄水中に離脱させられる。洗浄水中に離脱した有害金属等あるいはその他の汚染物質ないしはこれらのイオンは、洗浄水中のキレート剤によって捕捉される。
When the soil / water mixture flows through the rotating drum screen of the
この実施形態では、トロンメル14のドラムスクリーンの網目の分級径(目開き)は、粒径が2mm未満の土壌粒子がドラムスクリーンの網目を通り抜けるように設定されている。したがって、このトロンメル14では、粒径が2mm以上の土壌粒子(礫、石)が土壌・水混合物から分離ないしは回収される。粒径が2mm以上の土壌粒子(礫、石)は、ほとんど汚染物質を含まない。このため、トロンメル14で分離された粒径が2mm以上の土壌粒子(礫、石)は、例えばコンクリート用の骨材ないしは粗骨材として用いることができる。なお、トロンメル14のドラムスクリーンの網目の寸法(目開き)は前記のものに限定されるわけではなく、得ようとする比較的粒径が大きい土壌粒子の粒径に応じて、任意に設定することができる。
In this embodiment, the classification diameter (opening) of the drum screen of the
トロンメル14の受槽内に収容された粒径が2mm未満の土壌粒子と洗浄水とを含む土壌・水混合物はサイクロン15に導入される。サイクロン15は、土壌・水混合物を、比較的粒径が小さい(例えば0.075mm未満)細粒土と洗浄水の混合物と、比較的粒径が大きい(例えば0.075mm以上)土壌粒子とに分離する。そして、細粒土と洗浄水の混合物(以下「細粒土含有水」という。)はサイクロン15の上端部から排出され、比較的粒径が大きい土壌粒子はサイクロン15の下端部から排出される。ここで、細粒土含有水はシールタンク16(中間貯槽)に一時的に貯留される。細粒土含有水に含まれる細粒土は、例えばその粒径が0.075mm未満のシルト又は粘土である。
A soil / water mixture containing soil particles having a particle size of less than 2 mm and wash water contained in a receiving tank of the
他方、サイクロン15の下端部から排出された比較的粒径が大きい土壌粒子はサンドクリーン17に導入される。この比較的粒径が大きい土壌粒子は、例えばその粒径が0.075〜2mmの砂である。サンドクリーン17は、所定の圧力及び水量で洗浄水を流動させて、比較的粒径が大きい土壌粒子すなわち砂にすすぎ洗浄処理を施すとともに、残留している浮遊物ないしは異物を除去する。すすぎ洗浄処理が施された比較的粒径が大きい土壌粒子すなわち砂は、汚染物質をほとんど含んでいないので、再生砂として使用され、あるいは販売される。サンドクリーン17から排出された洗浄水は、フィードタンク18(中間貯槽)に一時的に貯留される。
On the other hand, soil particles having a relatively large particle size discharged from the lower end of the
シールタンク16に貯留された細粒土含有水はPH調整槽19に導入される。また、フィードタンク18に一時的に貯留された洗浄水もPH調整槽19に導入され、細粒土含有水に加えられる。そして、PH調整槽19では、細粒土含有水のpH(水素指数)が、pH調整剤、例えば酸性液(例えば、硫酸、塩酸等)及びアルカリ性液(例えば、水酸化ナトリウム水溶液等)を用いて、ほぼ中性又は所定のpH(例えば、pH7〜8)となるように調整される。
The fine soil-containing water stored in the
PH調整槽19でpHが調整された細粒土含有水は凝集槽20に導入される。凝集槽20では、細粒土含有水にポリ塩化アルミニウム液(PAC)と、高分子凝集剤と、pH調整剤(酸性液又はアルカリ性液)とが添加される。これにより、凝集槽20内に非水溶性の金属水酸化物と細粒土とが混在する多数のフロックが生成される。その際、洗浄水中の水質汚濁物質がフロックに吸着され又はフロックに付着する。なお、ポリ塩化アルミニウム液及び高分子凝集剤を、凝集槽20ではなく、pH調整槽19で細粒土含有水に添加してもよい。
The fine-soil-containing water whose pH has been adjusted in the
凝集槽20内の細粒土含有水は、浮遊物回収装置21により浮遊物が除去された後、シックナ22に導入される。シックナ22は、細粒土含有水がほぼ静止している状態で非水溶性のフロックないしは細粒土を重力により沈降させ、下部に位置するスラッジ層(固形分の比率:5〜10%)と、上部に位置しほとんどフロックないしは細粒土を含まない上澄水(洗浄水)とを形成する。なお、上澄水の表面に浮遊している浮上油は、少量の上澄水をシックナ22の上部から溢流させることにより除去される。
The fine-soil-containing water in the
シックナ22の下部に滞留ないしは堆積しているスラッジは、スラッジポンプ等により引き抜かれて中間タンク23に移送され、中間タンク23内に一時的に貯留される。そして、中間タンク23内のスラッジは、間欠的に又は連続的に、フィルタプレス24に移送される。フィルタプレス24は、中間タンク23から受け入れたスラッジを加圧濾過し、濾過ケークと濾液とを生成する。フィルタプレス24の濾過圧力は、例えば濾過ケークの含水率が30〜40%となるように設定される。フィルタプレス24の濾液はシックナ22に戻される。フィルタプレス24から排出された濾過ケークは、有害金属等あるいはその他の汚染物質をほとんど含まないので、必要に応じて乾燥処理を施した上で再利用し、又は販売することができる。
Sludge staying or accumulating in the lower portion of the
他方、シックナ22内の上澄水(洗浄水)は、洗浄水槽25に導入されて貯留される。洗浄水槽25が満杯になったときには予備水槽26が使用される。洗浄水層25ないしは予備水槽26に貯留されている処理水(洗浄水)はキレート剤再生部5に導入される。なお、洗浄水槽25に貯留されている洗浄水(循環水)が蒸発等により減少したときには、適宜に洗浄水槽25に水道水が補給される。
On the other hand, the supernatant water (wash water) in the
土壌浄化施設Sにおいては、有害金属等で汚染された土壌が、順に混合装置12とミルブレーカ13とトロンメル14とサイクロン15とサンドクリーン17とで処理される際に、土壌に付着している有害金属等あるいはその他の汚染物質は、キレート剤を含む洗浄水中に離脱するが、洗浄水中に離脱したこれらの汚染物質は、比較的粒径が小さい細粒土の表面に集約される。したがって、トロンメル14で回収される粗骨材、あるいはサンドクリーン17で回収される砂は、ほとんど有害金属等を含まないので、土木・建築用の材料として再使用することができる。
In the soil remediation facility S, when the soil contaminated with harmful metals or the like is sequentially treated with the mixing
前記のとおり、混合装置12からサンドクリーン17までの流通過程で洗浄水中に離脱した有害金属等あるいはその他の汚染物質は、比較的粒径が小さい細粒土の表面に集約されるが、細粒土は、シールタンク16又はフィードタンク18からシックナ22までの流通過程で、キレート剤を含む洗浄水と、十分に長い時間(例えば、1〜4時間)接触する。このため、細粒土に付着している有害金属等あるいはその他の汚染物質は、ほとんど洗浄水中に離脱する。そして、洗浄水中に離脱した有害金属等あるいはその他の汚染物質ないしはこれらのイオンはキレート剤に捕捉される。したがって、フィルタプレス24で生成される濾過ケーク(土)は、有害金属等あるいはその他の汚染物質をほとんど含まないので、乾燥させて再使用することができる。
As described above, toxic metals and other pollutants separated into the washing water during the flow from the mixing
以下、図3を参照しつつ、土壌浄化施設Sのキレート剤再生部5の具体的な構成及び機能を説明する。図3に示すように、キレート剤再生部5には、洗浄剤再生装置として液系流動層装置30が設けられている。液系流動層装置30の内部には、固相吸着材の粒子又は固相吸着材が固定された小片もしくは粒状物(以下、これらを「固相吸着材粒子」と総称する。)が収容され、洗浄水槽25に貯留された再生すべき洗浄水(以下、単に「洗浄水」という。)が下側から上側に向かって流通し、固相吸着材粒子は洗浄水の上昇流によって流動化されるようになっている。液系流動層装置30には略円筒形の外套30a(シェル)が設けられ、その内部において上部に上側多孔板30bが配設される一方、下部に下側多孔板30cが配設されている。下側多孔板30cの下側には、洗浄水を整流する整流部材30dが配設されている。
Hereinafter, a specific configuration and function of the chelating
両多孔板30b、30cは、これらを厚み方向に貫通する多数の貫通孔が形成された円板である。貫通孔の口径は、固相吸着材粒子が通り抜けるのを阻止できる範囲の好ましい値に設定されている。そして、両多孔板30b、30c間の中空部に固相吸着材粒子が収容されている。ここで、固相吸着材粒子の粒径は、液系流動層装置30内を流れる洗浄水の流速に応じて、固相吸着材粒子が動的にサスペンドして流動層を形成することができる範囲の好ましい値に設定されている。また、キレート剤再生部5には、洗浄水(キレート剤)を再生するときに、洗浄水槽25に貯留された洗浄水を液系流動層装置30に移送する一方、液系流動層装置30で再生された洗浄水を洗浄水タンク27に移送するためのポンプ33及び複数の管路34〜37が設けられている。なお、洗浄水タンク27内の再生された洗浄水は、ポンプ31及び管路32により、混合装置12とトロンメル14とサンドクリーン17とに供給(還流)される。
Both the
また、キレート剤再生部5には、固相吸着材粒子を再生する際に、酸液タンク28に貯留された酸液を液系流動層装置30に移送する一方、液系流動層装置30から排出された酸液を酸液タンク28に戻すためのポンプ38及び複数の管路39、40が設けられている。さらに、キレート剤再生部5には、酸液で再生された固相吸着材粒子を水洗する際に、水タンク29に貯留された水を液系流動層装置30に移送する一方、液系流動層装置30から排出された水を水タンク29に戻すためのポンプ41及び複数の管路42、43が設けられている。
Further, when the solid phase adsorbent particles are regenerated, the chelating
液系流動層装置30に洗浄水、酸液又は水を移送するための入口側の管路34、35、39、42には、それぞれ、対応する管路を開閉するバルブ44、45、46、47が介設されている。他方、液系流動層装置30から洗浄水、酸液又は水を排出するための出口側の管路36、37、40、43には、それぞれ、対応する管路を開閉するバルブ48、49、50、51が介設されている。これらのバルブ44〜51の開閉状態を切り換えることにより、液系流動層装置30に対して、洗浄水、酸液又は水のいずれかを給排することができる。なお、これらのバルブ44〜51の開閉は、図示していないコントローラによって自動的に制御される。
The inlet-
以下、図3に示すキレート剤再生部5の運転手法の一例を説明する。洗浄水(キレート剤)を再生する際には、管路34〜37に介設されたバルブ44、45、48、49が開かれる一方、その他のバルブ46、47、50、51が閉じられ、ポンプ33が運転される。これにより、洗浄水槽25内の洗浄水が、液系流動層装置30を流通して洗浄された後、洗浄水タンク27に移送される。
Hereinafter, an example of the operation method of the chelating
液系流動層装置30内では、有害金属等を捕捉しているキレート剤を含む洗浄水が、キレート剤より錯生成力が高い固相吸着材(固相吸着材粒子)と接触させられる。固相吸着材は、担体に環状分子を担持させ、環状分子にキレート配位子を修飾した配位結合及び水素結合による多点相互作用を有するとともに有害金属等のイオンを選択的に取り込むものである。その結果、キレート剤に捕捉されている有害金属等ないしはこれらのイオンがキレート剤から離脱させられ、固相吸着材(固相吸着材粒子)に吸着ないしは抽出される。これにより、洗浄水から有害金属等が除去・回収される一方、キレート剤は再び有害金属等を捕捉することができる状態となり、洗浄水が再生される。
In the liquid
このように再生された洗浄水は、洗浄水タンク27に一時的に貯留された後、ポンプ31及び管路32により、混合装置12とトロンメル14とサンドクリーン17とに還流させられる。つまり、キレート剤を含有する洗浄水は、土壌の浄化とキレート剤の再生とを繰り返しつつ、土壌浄化施設S内を循環する。すなわち、土壌浄化施設Sにおける洗浄水の循環機構はクローズドシステムであり、基本的には外部に排水を排出しない。このようにキレート剤を再生しつつ循環使用するので、基本的にはキレート剤を供給する必要はなく、目減り分を適宜に補充するだけでよい。
The cleaning water regenerated in this manner is temporarily stored in the cleaning
キレート剤より錯生成力が高い固相吸着材は、例えばゲル等の固体状のものであり、一般に、金属を捕捉しているキレート剤を含む水溶液と接触したときに、キレート剤と配位結合している金属イオンをキレート剤から離脱させて該固相吸着材に移動させることができる程度の共有結合以外の強い結合力を有しているものである。このような固相吸着材としては、例えばシリカゲルや樹脂等の担体に環状分子を密に担持させ、この環状分子にキレート配位子を修飾させたものなどが挙げられる。このような固相吸着材を用いる場合、隣り合う環状分子及びキレート配位子により、配位結合、水素結合などの複数の様々な結合や相互作用が生じて多点相互作用が生じ、金属イオンに対してキレート剤よりも強い化学結合が生じるとともに環状分子の性状により金属イオンを選択的に取り込むことができる。 A solid-phase adsorbent having a higher complexing power than a chelating agent is a solid material such as a gel, and is generally coordinated with a chelating agent when contacted with an aqueous solution containing a chelating agent capturing a metal. It has a strong binding force other than a covalent bond to such an extent that the metal ions can be detached from the chelating agent and transferred to the solid phase adsorbent. Examples of such a solid-phase adsorbent include a material in which a cyclic molecule is densely supported on a carrier such as silica gel or a resin and a chelate ligand is modified on the cyclic molecule. When such a solid-phase adsorbent is used, a plurality of various bonds and interactions such as coordination bonds and hydrogen bonds occur due to adjacent cyclic molecules and chelate ligands, resulting in multipoint interactions, and metal ions In contrast to this, a chemical bond stronger than that of a chelating agent is generated, and metal ions can be selectively taken in by the properties of the cyclic molecule.
このような洗浄水の再生に伴って、固相吸着材における有害金属等の吸着量は経時的に増加してゆくが、固相吸着材の吸着能力には上限がある。このため、固相吸着材における有害金属等の吸着量が飽和状態ないしはその近傍に達したときには、固相吸着材は、固相吸着材再生機構(酸液タンク28、ポンプ38、管路39、35、36、40等)によって再生される。すなわち、固相吸着材再生機構は、洗浄水が排除された状態で液系流動層装置30に酸液を流し、固相吸着材に吸着された有害金属等を酸液により除去して固相吸着材を再生する。かくして、有害金属等が酸液によって回収される一方、固相吸着材は再生されて再び有害金属等ないしはこれらのイオンを吸着又は抽出することが可能な状態となる。なお、固相吸着材は、酸液によって再生された後、水洗機構(水タンク29、ポンプ41、管路42、35、36、43等)によって水洗され、固相吸着材に付着している微量の酸液が除去される。
Accompanying such regeneration of the washing water, the amount of adsorption of harmful metals and the like in the solid phase adsorbent increases with time, but there is an upper limit on the adsorption capacity of the solid phase adsorbent. For this reason, when the amount of adsorption of toxic metals or the like in the solid phase adsorbent reaches a saturated state or in the vicinity thereof, the solid phase adsorbent is converted into a solid phase adsorbent regeneration mechanism (
このように、液系流動層装置30内の固相吸着材の有害金属等の吸着量が飽和状態ないしはその近傍に達して固相吸着材を酸液で再生する際には、管路39、35、36、40に介設されたバルブ46、45、48、50が開かれる一方、その他のバルブ44、47、49、51が閉じられ、ポンプ38が運転される。これにより、酸液タンク28内の酸液が、液系流動層装置30を流通して酸液タンク28に還流する。固相吸着材の再生操作を開始する前には、液系流動層装置30内の洗浄水は排除される。なお、複数の液系流動層装置30を並列に配設すれば、一部の液系流動層装置30への洗浄水の供給が停止されているときでも、洗浄水を連続的に再生することができる。固相吸着材の有害金属等の吸着量が飽和状態ないしはその近傍に達したか否かは、液系流動層装置30から排出された洗浄水中の有害金属等の含有量を検出することにより判定することができる。
As described above, when the adsorption amount of the harmful metal or the like of the solid phase adsorbent in the liquid
液系流動層装置30内に酸液を流す時間は、液系流動層装置30の寸法ないしは形状、固相吸着材粒子の寸法等に応じて好ましく設定される。酸液は、酸液タンク28と液系流動層装置30とを循環して流れる。その際、液系流動層装置30内の固相吸着材は酸液と接触し、固相吸着材に吸着されている有害金属等が酸液中に離脱させられる。すなわち、有害金属等が酸液によって回収される一方、固相吸着材は再生されて再び有害金属等ないしはこれらのイオンを吸着することが可能な状態となる。
The time during which the acid solution is allowed to flow through the liquid
また、酸液による固相吸着材の再生が終了した後に固相吸着材を水洗する際には、管路42、35、36、43に介設されたバルブ47、45、48、51が開かれる一方、その他のバルブ44、46、49、50が閉じられ、ポンプ41が運転される。これにより、水タンク29内の水が、液系流動層装置30を流通して水タンク29に還流する。このような固相吸着材(固相吸着材粒子)の水洗操作を開始する前には、液系流動層装置30内の酸液は排除される。水は、水タンク29と液系流動層装置30との間を循環して流れる。その際、液系流動層装置30内の固相吸着材粒子は水と接触し、固相吸着材粒子に付着している酸液が除去される。この後、洗浄水の再生が再開される。
Further, when the solid adsorbent is washed with water after the regeneration of the solid adsorbent with the acid solution is completed, the
図9に、図2に示す土壌浄化施設Sにより、例えば0.3質量%のキレート剤を含む洗浄水で、1時間あたり100トンの土壌を浄化する場合における、土壌浄化施設Sの要所における土壌、水及びキレート剤の流量の具体例を示す。図9に示す例では、100トンの土壌は、25トンの礫等と、30トンの砂と、25トンの細粒分と、20トンの水とを含み、その含水比は25%である。また、トロンメル14から排出される粗骨材の含水比は5%であり、サンドクリーン17から排出される砂の含水比は20%である。図9に示すように、この場合は、粗骨材及び砂によって、1時間あたり0.024トンのキレート剤が、土壌浄化施設Sから持ち去られている。なお、図2に示す土壌浄化施設Sで1.0質量%のキレート剤を含む洗浄水を用いる場合は、図9中の各表におけるキレート剤の流量は、これらの約3.3倍となる。この場合、1時間あたり約0.08トンのキレート剤が土壌浄化施設Sから持ち去られることになる。
FIG. 9 shows the essential points of the soil purification facility S when the soil purification facility S shown in FIG. 2 is used to purify 100 tons of soil per hour with, for example, cleaning water containing 0.3% by mass of a chelating agent. The specific example of the flow volume of soil, water, and a chelating agent is shown. In the example shown in FIG. 9, 100 tons of soil includes 25 tons of gravel, 30 tons of sand, 25 tons of fine particles, and 20 tons of water, and the water content is 25%. . The moisture content of the coarse aggregate discharged from the
以下、図4〜図8を参照しつつ、本発明に係るキレート剤回収装置の構成及び機能を説明する。
図4に示すように、キレート剤回収装置60は、砂すすぎ装置61と、粗骨材すすぎ装置62と、すすぎ水蒸発装置63とを備えている。ここで、砂すすぎ装置61は、分級部2の一部をなすサンドクリーン17から排出された砂に、すすぎ水を散布又は噴射して、該砂に保持され又は付着しているキレート剤を洗い流して除去する。粗骨材すすぎ装置62は、分級部2の一部をなすトロンメル14から排出された粗骨材に、すすぎ水を散布又は噴射して、該粗骨材に保持され又は付着しているキレート剤を洗い流して除去する。すすぎ水蒸発装置63は、砂すすぎ装置61又は粗骨材すすぎ装置62から排出されたキレート剤を含むすすぎ水から水だけを蒸発させて、キレート剤を回収する。
Hereinafter, the configuration and function of the chelating agent recovery apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 4, the chelating
図5に示すように、砂すすぎ装置61は、ベルトコンベア64と、砂供給装置65と、すすぎ水散布装置66と、すすぎ水受槽67とを備えている。ここで、ベルトコンベア64は、電動機(図示せず)によって回転駆動されるシャフト68aに同軸に取り付けられた略円柱形の駆動ローラ68と、駆動源には接続されていないシャフト69aに同軸に取り付けられた略円柱形の従動ローラ69と、駆動ローラ68と従動ローラ69とに巻き掛けられた輪状ないしは無端(エンドレス)の搬送ベルト70と、搬送ベルト70を支持ないしは案内する多数の支持ローラ71と、該ベルトコンベア64から排出される砂を案内する案内板72とを備えている。
As shown in FIG. 5, the sand rinse
駆動ローラ68と従動ローラ69とは、その直径が同一であり、同一の高さの位置に配置されている。搬送ベルト70は、砂の粒子は通過させないがすすぎ水は通過させる、輪状に湾曲させることが可能な多孔性材料、メッシュ状材料、繊維状材料ないしは布状材料で形成されている。すすぎ水散布装置66は、搬送ベルト70の移動方向に関して所定の長さ(例えば、1〜2m)の領域において、搬送ベルト70によって搬送されている砂にすすぎ水を散布する。なお、すすぎ水散布装置66からのすすぎ水の散布量は、砂に付着している洗浄水をほぼ全部洗い流すことができるように好ましく設定される。例えば、砂に付着している洗浄水の量の1.0〜2.0倍(好ましくは、1.2〜1.5倍)の量のすすぎ水が散布される。具体例としては、例えば含水比が20%の砂を1時間あたり5トン(乾燥基準)で搬送する場合は、1時間あたり1.0〜2.0トンのすすぎ水を散布することになる。
The driving
砂供給装置65は、サンドクリーン17から排出された砂を、従動ローラ69の近傍で搬送ベルト70の上に所定の流量で供給する。このように供給された砂は、搬送ベルト70によって搬送され、駆動ローラ68に対応する位置で案内板72を経由して下方に落下し、砂貯蔵場(図示せず)に貯蔵される。搬送ベルト70によって搬送されている砂には、すすぎ水散布装置66からすすぎ水が散布され、すすぎ水は砂の粒子の間隙を通って下方に移動し、搬送ベルト70を通過してすすぎ水受槽67に流下する。その際、砂に付着していたキレート剤を含む洗浄水は、すすぎ水によって下方に洗い流され、すすぎ水受槽67に落下する。ここで、すすぎ水の一部は、砂の粒子の間隙に保持される。すなわち、砂に保持され又は付着していたキレート剤を含む洗浄水は、すすぎ水と置換される。つまり、砂に含まれ又は付着しているキレート剤は、すすぎ水によって洗い流され、すすぎ水の一部とともにすすぎ水受槽67に収容される。かくして、砂貯槽場(図示せず)にはキレート剤を含まない砂が貯蔵される。
The
図6に示すように、粗骨材すすぎ装置62は、ベルトコンベア74と、粗骨材供給装置75と、すすぎ水散布装置76と、すすぎ水受槽77とを備えている。ここで、ベルトコンベア74は、電動機(図示せず)によって回転駆動されるシャフト78aに同軸に取り付けられた略円柱形の駆動ローラ78と、駆動源には接続されていないシャフト79aに同軸に取り付けられた略円柱形の従動ローラ79と、駆動ローラ78と従動ローラ79とに巻き掛けられた輪状ないしは無端(エンドレス)の搬送ベルト80と、搬送ベルト80を支持ないしは案内する多数の支持ローラ81と、該ベルトコンベア74から排出される粗骨材を案内する案内板82と、粗骨材貯蔵所(図示せず)とを備えている。
As shown in FIG. 6, the coarse
なお、粗骨材すすぎ装置62の構成及び機能は、すすぎ水で洗浄する対象が砂ではなく粗骨材である点を除けば、図5に示す砂すすぎ装置61と実質的に同一である。そこで、説明の重複を避けるため、粗骨材すすぎ装置62の詳細な説明は省略する。
The configuration and function of the coarse
かくして、すすぎ水受槽67及びすすぎ水受槽77に収容されたキレート剤を含むすすぎ水は、すすぎ水蒸発装置63に導入される。そして、すすぎ水蒸発装置63によって、すすぎ水からキレート剤が回収される。以下、すすぎ水蒸発装置63の構成及び機能を具体的に説明する。
Thus, the rinse water containing the chelating agent accommodated in the rinse
図4、図7及び図8に示すように、すすぎ水蒸発装置63には、すすぎ水受槽67、77(図5、図6参照)から排出されたキレート剤を含むすすぎ水を、すすぎ水排出通路83を介して受け入れるすすぎ水貯槽84が配設されている。すすぎ水貯槽84は、地面に埋設された、平面形状が長方形であるコンクリート製の貯水槽である。なお、以下ではキレート剤回収装置63における施設ないしは装置の位置関係を簡明に示すため、図4中においてすすぎ水貯槽84とすすぎ水排出通路83とが並ぶ方向(図4中の位置関係では左右方向)に関して、すすぎ水貯槽84が位置する側を「左」といい、すすぎ水排出通路83が位置する側を「右」ということにする。
As shown in FIGS. 4, 7, and 8, the rinsing
さらに、すすぎ水蒸発装置63には、すすぎ水貯槽84に対して、左右方向と垂直な方向に適度に離間して、砂を収容する容器状の砂収容部85が配設されている。本実施形態では、このような砂として細砂(粒径が0.075〜0.25mmの砂)を用いている。なお、以下では、キレート剤回収装置63における施設ないしは装置の位置関係を簡明に示すため、すすぎ水貯槽84と砂収容部85とが並ぶ方向(左右方向と垂直な方向)に関して、すすぎ水貯槽84が位置する側を「前」といい、砂収容部85が位置する側を「後」ということにする。
Further, the rinse
砂収容部85は、前端壁86と後端壁87と左側壁88と右側壁89と底壁90とを有し、左右方向の長さが比較的短く、前後方向の長さが比較的長い長方形の平面形状を有し、適量の砂を収容することができる深さを有する、地上に設置され又は地中に埋設されたコンクリート製の容器である。砂収容部85の左側には側溝91が設けられ、この側溝91は、砂収容部85の左側壁88の外面(左側の表面)に隣接して配設されている。側溝91はコンクリート製であり、砂収容部85と一体形成されている。
The
さらに、すすぎ水蒸発装置63には、すすぎ水貯槽84に貯留されているすすぎ水を側溝91に供給するすすぎ水供給装置92と、側溝91内の余剰のすすぎ水をすすぎ水貯槽84に還流させるすすぎ水還流路93と、側溝91内のすすぎ水の水位を、予め設定された砂収容部85内の砂浸漬上端位置に保持する水位保持装置94とを有している。ここで、砂浸漬上端位置は、該砂浸漬上端位置と砂収容部85の内部空間に収容されている砂の上面の位置との間に位置する砂が毛管水帯(飽和水分状態の砂層)を形成するように設定されている。
Further, the rinsing
以下、すすぎ水蒸発装置63の具体的な構成及び機能を説明する。砂を収容するための砂収容部85は、コンクリートで作成され、その上端部近傍部が大気中に露出するようにして地面100に埋設されている。砂収容部85は、平面視では左右方向の長さが比較的短く(例えば30〜50m)、前後方向の長さが比較的長い(例えば100〜300m)長方形の形状を有し、その深さが適量の砂を収容することができるように設定された(例えば0.8〜1.0m)、前端壁86と後端壁87と左側壁88と右側壁89と底壁90とを有する箱状の容器である。なお、砂収容部85の左右方向及び前後方向の長さは、該砂収容部85で蒸発させる水の量等に応じて好ましく設定される。また、砂収容部85に収容する砂としては、土壌処理施設Sで生成された細砂を用いるのが好ましい。
Hereinafter, a specific configuration and function of the rinse
底壁90の上面には、前後方向に所定の間隔を隔てて左右方向に平行に伸び、所定の深さ(例えば10〜15cm)を有する複数の底溝101が設けられている。これらの底溝101は、それぞれ、左側壁88に形成された連通孔102を介して側溝91の内部空間と連通している。つまり、側溝91の内部空間(下部空間)と砂収容部85の内部空間(下部空間)は、これらの底部近傍で、連通孔102と底溝101とを介して互いに連通している。
A plurality of
そして、前後方向に関してこれらの底溝101間に位置する複数の凸部103の上には、すすぎ水は通過させるが砂は通過させない多孔板104が配設されている。ここで、多孔板104は単一の板状部材ではなく、製作及び運搬に適した寸法の多数の多孔板(例えば、左右1〜2m、前後2〜5m、厚さ5〜10mmの多孔板)で構成されている。そして、多孔板104の上に、所定の厚さ(例えば、50〜80cm)の砂層105が設けられている。また、砂収容部85の上方に、フレーム構造116によって支持され砂収容部85への雨水の降下を阻止する屋根117が設けられている。
A
かくして、側溝91にすすぎ水が導入されたときには、このすすぎ水が連通孔102と底溝101とを介して砂収容部85内に流入し、砂粒子の間隙に入る。その結果、砂層105は、側溝91内のすすぎ水の水位と実質的に同一の高さの位置Lまで完全にすすぎ水に浸漬され、各砂粒子の間隙には空気は存在せず完全にすすぎ水で満たされ、すすぎ水による浮力が各砂粒子に作用する砂浸漬状態となる。以下では、このようなすすぎ水に完全に浸漬された砂層105の上端位置を「砂浸漬上端位置L」ということにする。
Thus, when rinsing water is introduced into the
また、砂浸漬上端位置Lより上側には、毛細管現象によりすすぎ水が砂層105内に吸い上げられ、砂粒子の間隙の大部分はすすぎ水で満たされるが、多少は空気も存在する毛管水帯(ないしは飽和毛管水帯)、すなわち実質的に飽和水分状態の砂層105が形成される。このような毛管水帯では、砂粒子間から大気中へのすすぎ水の蒸発量は非常に大きくなり、例えば池の水面からの蒸発量(0.5〜1.0m3/m2・年)に比べて、3〜5倍であるものと推定される。
Above the sand soaking upper end position L, rinse water is sucked into the
毛管水帯ないしは飽和毛管水帯の高さないしは厚さは、砂の粒径が小さいほど大きくなる。例えば、非特許文献1には、粒径が0.02mmの砂の毛管水帯の高さは180cmであり、粒径が0.2mmの砂の毛管水帯の高さは21cmであるとの記載がある。また、非特許文献2には、粒径が0.1mmのガラスビーズの毛管水帯の高さは約55cmであるとの記載がある。
The height or thickness of the capillary water zone or saturated capillary water zone increases as the particle size of the sand decreases. For example, in Non-Patent Document 1, the height of a sand capillary water zone having a particle size of 0.02 mm is 180 cm, and the height of a sand capillary water zone having a particle size of 0.2 mm is 21 cm. There is a description.
このような事実に鑑みれば、砂収容部85内に収容する砂として細砂(粒径0.075〜0.25mm)を用いている本実施形態では、毛管水帯の高さは、0.2〜0.4m程度であるものと推定される。したがって、砂浸漬上端位置Lは、例えば砂層105の上面から下方に20〜40cmの範囲の位置に設定するのが好ましい。なお、砂収容部85内の砂層105の上面近傍部分(例えば、砂層上面から下方に2〜3cm)の部位では、砂粒子の間隙には大量の空気が存在する一方、砂粒子の表面が雨水の膜で覆われている皮膜水帯(不飽和水分状態の砂層)が形成されるものと推定される。
In view of such a fact, in the present embodiment in which fine sand (particle size: 0.075 to 0.25 mm) is used as the sand accommodated in the
なお、本発明において、砂収容部85で用いる砂は細砂に限定されるものではなく、細砂とは粒径が異なる砂を用いてもよいのはもちろんである。この場合は、その粒径に対応する毛管水帯の高さを推定し、これに基づいて砂浸漬上端位置Lを設定すればよい。例えば中砂(粒径0.25〜0.85mm)を用いる場合は、砂浸漬上端位置Lを、例えば砂層105の上面から下方に10〜20cmの範囲の位置に設定してもよい。
In the present invention, the sand used in the
側溝91は、砂収容部85と一体形成されたコンクリート製の水路であり、側溝91の底壁は砂収容部85の底壁90(底溝101の底部)と同一の高さの位置にある。また、側溝91の上端部は、砂収容部85の左側壁88の上端部と同一の高さの位置にある。側溝91の幅(左右方向の寸法)は、例えば0.5〜1m程度であるのが好ましい。
The
水位保持装置94は、側溝91と連通する一方すすぎ水還流路93に接続された水槽110と、該水槽110とすすぎ水還流路93との間に配設され水槽110内のすすぎ水をすすぎ水還流路93に溢流させて水槽110及び側溝91の水位を一定値に保持する堰111とを有している。ここで、水槽110は、地面100に設置され上部が開かれたコンクリート製の容器であり、その上端は側溝91の上端と同一の高さの位置にある。そして、水槽110の底部は、側溝91の底部より適度に低い位置(例えば、0.5〜1.5m低い位置)にある。水槽110と側溝91とは互いに接続されて連通し、これらに収容されているすすぎ水の水位は互いに等しくなっている。なお、水槽110の平面形状は矩形であるのが好ましく、その水面積は例えば20〜50m2程度であるのが好ましい。
The water
堰111は、水槽110及び側溝91のすすぎ水の水位を一定に維持するためのものであるが、この水位は堰111の溢流高さを変えることにより、自在に変更することができる。そして、堰111の溢流高さは、水槽110及び側溝91の水位が所定の砂浸漬上端位置Lと一致するように好ましく設定される。なお、水槽110から堰111を介してすすぎ水還流路93に溢流したすすぎ水は、すすぎ水貯槽84に還流する。
The
すすぎ水供給装置92は、すすぎ水貯槽84内のすすぎ水を水槽110に連続的に供給するためのすすぎ水供給ポンプ112及びすすぎ水供給管113を備えている。ここで、すすぎ水供給ポンプ112は、すすぎ水貯槽84内に貯留されているすすぎ水を、砂収容部85における水の蒸発量より十分に大きい流量(例えば、10〜20倍)で水槽110に供給する。したがって、水槽110及び側溝91の水位は、常に、予め設定された砂浸漬上端位置Lに維持される。
The rinse water supply device 92 includes a rinse water supply pump 112 and a rinse
以下、キレート剤を含むすすぎ水を、キレート剤回収装置60ないしはすすぎ水蒸発装置63により処理する方法を具体的に説明する。すすぎ水受槽67、77(図5、図6参照)から排出されたキレート剤を含むすすぎ水は、大気中に自然に蒸発(気化)する水を除いて、すすぎ水排出通路83を介してすすぎ水貯槽84に流入し、貯留される。なお、すすぎ水貯槽84に屋根が付設されていない場合は、すすぎ水貯槽84自体に降下した雨水もすすぎ水貯槽4に貯留される。
Hereinafter, a method for treating the rinsing water containing the chelating agent with the chelating
すすぎ水貯槽84内に貯留されたすすぎ水は、すすぎ水供給ポンプ112により、すすぎ水供給管113を介して水槽110に連続的に供給される。前記のとおり、すすぎ水供給ポンプ112は、砂収容部85内の砂層105におけるすすぎ水の蒸発量より十分に大きい流量で側溝91にすすぎ水を供給するので、水槽110及び側溝91の水位は、堰111の溢流高さに対応する一定の位置、すなわち予め設定された砂浸漬上端位置Lに維持される。なお、余剰のすすぎ水は堰111を前方に溢流し、すすぎ水還流路93を介してすすぎ水貯槽84に還流する。
The rinse water stored in the rinse
このように、側溝91の水位が砂浸漬上端位置Lに維持されるので、側溝91の内部空間と連通している砂収容部85の内部空間の水位も砂浸漬上端位置Lに維持される。これに伴って、砂浸漬上端位置Lの上側の砂層105に毛管水帯(飽和水分状態の砂層)が形成される。前記のとおり、本実施形態では細砂を用いている一方、砂浸漬上端位置Lを砂層105の上面から下方に20〜40cmの範囲の位置に設定するので、皮膜水帯が形成されると推定される砂層105の上面近傍部(砂層上面から下方に2〜3cmの砂層)を除けば、砂浸漬上端位置Lの上側に毛管水帯、すなわち飽和水分状態(例えば、含水比30〜35%)の砂層105が形成される。
Thus, since the water level of the
そして、砂浸漬上端位置Lの上側の砂層105中に保持されたすすぎ水は、大気中に蒸発(気化)する。かくして、すすぎ水貯槽84に流入するすすぎ水(屋根が付設されていない場合は、すすぎ水貯槽84に降下する雨水を含む)は、すべて砂層105から大気中に蒸発する。その際、すすぎ水に含まれていたキレート剤は、砂層105内に残留する。したがって、すすぎ水に含まれていたキレート剤は外部に排出されることなく、確実に回収される。なお、すすぎ水を砂層105から蒸発させるために必要とされる砂収容部85の面積ないしは寸法は、後で説明する。
And the rinse water hold | maintained in the
このようなすすぎ水の蒸発処理を繰り返し実施すると、砂収容部85内の砂層105にはキレート剤が次第に蓄積されてゆく。そこで、所定の期間が経過するごとに(例えば2〜6か月ごとに)、砂収容部85内の所定の領域ないしは区画(例えば、100〜200m2の領域)の砂を除去して土壌浄化施設Sに導入し、キレート剤を土壌浄化施設Sに戻す。そして、砂収容部85の砂が除去された区画ないしは領域には、土壌浄化施設2で汚染土壌を浄化することにより得られた砂から篩分された細砂を導入する。すなわち、砂収容部85内の所定の区画ないしは領域のキレート剤を含む砂を、砂から篩分された細砂と交換する。よって、土壌浄化施設Sから外部へのキレート剤の逸失を防止又は低減することができる。また、土壌浄化施設Sないしは砂すすぎ装置61から出るキレート剤を含まない砂の一部を、砂収容部85に収容する砂として用いるので、砂収容部85で用いる砂を容易に調達することができる。
When the rinsing water evaporation process is repeatedly performed, the chelating agent is gradually accumulated in the
以下、すすぎ水を砂層105から蒸発させるために必要とされるすすぎ水貯槽84及び砂収容部85の仕様(表面積、寸法等)の一例を説明する。例えば、図9に示すような、0.3質量%のキレート剤を含む洗浄水で1時間あたり100トンの汚染土壌(水分を含む)を浄化する土壌浄化施設Sを、1日8時間使用して年間250日稼働させた場合は、すすぎ水貯槽84及び砂収容部85の仕様を、例えば下記のように設定してもよい。なお、すすぎ水貯槽84には屋根が設けられ、すすぎ水貯槽84には雨水が降下又は流入しないものとする。
Hereinafter, an example of the specifications (surface area, dimensions, etc.) of the rinse
図9に示すように、100トンの土壌(水分を含む)は、25トンの礫等(乾燥基準)と、30トンの砂(乾燥基準)と、25トンの細粒分(乾燥基準)と、20トンの水とを含み、その含水比は25%である。また、トロンメル14から排出される粗骨材の含水比は5%であり、サンドクリーン17から排出される砂の含水比は20%である。なお、ここで説明する仕様は、あくまでも一例であり、土壌処理施設Sの土壌処理量、あるいは稼動時間又は稼働日数がこれらと異なる場合でも、同様の手法ですすぎ水貯槽84及び砂収容部85の仕様ないしは寸法を設定することができるのはもちろんである。
As shown in FIG. 9, 100 tons of soil (including moisture) is composed of 25 tons of gravel (dry basis), 30 tons of sand (dry basis), and 25 tons of fine particles (dry basis). , 20 tons of water, and its water content is 25%. The moisture content of the coarse aggregate discharged from the
<すすぎ水貯槽の仕様>
すすぎ水貯槽84の仕様は、例えば下記のように設定される。
・直方体状貯槽(左右寸法:15m、前後寸法:30m、深さ:3m)
・表面積 450m2
・最大貯水量 約1300トン
<Specifications of rinse water storage tank>
The specification of the rinse
・ Cuboid storage tank (right and left dimensions: 15m, front and rear dimensions: 30m, depth: 3m)
・ Surface area 450m 2
・ Maximum water storage capacity: about 1300 tons
<砂収容部の仕様>
砂収容部85の仕様は、例えば下記のように設定される。
・直方体状(左右寸法:40m、前後寸法:200m、深さ:0.8m)
・上面面積 8000m2
・砂収容量 約4000m3
<Specifications of sand container>
The specification of the
・ Cuboid (left and right dimensions: 40m, front and rear dimensions: 200m, depth: 0.8m)
・ Top surface area 8000m 2
・ Sand capacity approximately 4000m 3
<砂すすぎ装置からのすすぎ水の排出量>
砂すすぎ装置61からのキレート剤を含むすすぎ水の排出量は、すすぎ水の使用量を、砂に含まれ又は付着している洗浄水の1.2倍とすれば、16800トン/年となる。
7トン/hr×8hr×250日×1.2=16800トン/年
<Rinse water discharge from sand rinsing device>
The discharge amount of the rinsing water containing the chelating agent from the
7 tons / hr x 8 hr x 250 days x 1.2 = 16800 tons / year
<粗骨材すすぎ装置からのすすぎ水の排出量>
粗骨材すすぎ装置62からのキレート剤を含むすすぎ水の排出量は、すすぎ水の使用量を、粗骨材に含まれ又は付着している洗浄水の1.2倍とすれば、2400トン/年となる。
1トン/hr×8hr×250日×1.2=2400トン/年
<Rinse water discharge from coarse aggregate rinsing device>
The discharge amount of the rinse water containing the chelating agent from the coarse
1 ton / hr x 8 hr x 250 days x 1.2 = 2400 ton / year
<すすぎ水貯槽での水蒸発量>
一般に、湖沼や溜池などにおける水面からの水の蒸発量は、水面1m2あたり年間0.5〜1.0トンであることが知られている。したがって、すすぎ水貯槽84(表面積450m2)からは、少なくとも年間225トンの雨水が蒸発するものと推定される。
0.5トン/m2・年×450m2=225トン/年
前記のとおり、すすぎ水貯槽84の最大貯水容量は約1300トンであるが、これは砂すすぎ装置61及び粗骨材すすぎ装置62からのすすぎ水の排出量(19200トン/年、すなわち約77トン/日)の約17日分に相当する。他方、すすぎ水貯槽84内に貯留されているすすぎ水は、日々砂収容部85で処理されてゆくので、すすぎ水貯槽84は、すすぎ水を溢流させることなく十分な余裕をもって貯留することができる。
<Water evaporation in the rinse water storage tank>
In general, it is known that the evaporation amount of water from the water surface in lakes and reservoirs is 0.5 to 1.0 ton per 1 m 2 of water surface. Therefore, it is estimated that at least 225 tons of rainwater evaporates annually from the rinse water storage tank 84 (surface area 450 m 2 ).
0.5 ton / m 2 · year × 450 m 2 = 225 ton / year As described above, the maximum water storage capacity of the rinsing
<砂層における水蒸発量>
砂収容部85内の砂層105における水の蒸発量は、以下で説明するように3.15トン/m2・年であると推算される。すなわち、まず非特許文献3には、温度が14.2℃であり、相対湿度が59%であり、空気の流速が250cm/秒であるときにおける、含水比が32.1%(飽和水分状態)の土壌からの水の蒸発速度は11.3×10−6g/cm2・秒であると開示されている。また、温度が14.8℃であり、相対湿度が57%であり、空気の流速が170cm/秒であるときにおける、含水比が32.9%(飽和水分状態)の土壌からの水の蒸発速度は7.9×10−6g/cm2・秒であると開示されている。
<Water evaporation in sand layer>
The amount of water evaporation in the
このような非特許文献3の開示事項に鑑みれば、日本における平均的な気候状態を、温度15℃、相対湿度60%、風速2m/秒程度と想定したときには、砂収容部85内の飽和水分状態にある砂層105からの平均的な水の蒸発量は、おおむね10.0×10−6g/cm2・秒であるものと推定される。この蒸発量は、実用的な単位に換算すれば、3.15トン/m2・年となる。
10.0×10-6g/cm2・秒
=10.0×10-6×10-6×104トン/m2・秒=1.0×10-7トン/m2・秒
=1.0×10-7×3600×24×365トン/m2・年=3.15トン/m2・年
したがって、砂収容部85内の砂層105からは年間25200トンの水が蒸発する。
3.15トン/m2・年×8000m2=25200トン/年
In view of the disclosed matters of
10.0 × 10 -6 g / cm 2 · sec = 10.0 × 10 -6 × 10 -6 × 10 4 tons / m 2 · sec = 1.0 × 10 -7 tons / m 2 · sec = 1.0 × 10 -7 × 3600 × 24 × 365 tons / m 2 · year = 3.15 tons / m 2 · year Therefore, 25200 tons of water evaporates from the
3.15 tons / m 2 · year x 8000 m 2 = 25200 tons / year
<すすぎ水蒸発装置における水の収支>
前記のとおり、砂すすぎ装置61及び粗骨材すすぎ装置62からのすすぎ水の排出量は、年間19200トンと推定される。他方、すすぎ水貯槽84では少なくとも年間225トンの水が蒸発し、砂収容部85では年間25200トンの雨水が蒸発する。したがって、すすぎ水蒸発装置63では、年間25425トンの水が蒸発するものと推定される。このように、すすぎ水蒸発装置雨63では、1年間で全体的には、砂すすぎ装置61及び粗骨材すすぎ装置62から排出されるすすぎ水の量(年間19200トン)の約1.3倍(25425/19200=1.31)の量のすすぎ水を蒸発させることができるので、基本的には、すすぎ水をすべて蒸発させて処理することができることになる。しかしながら、例えば冬季あるいは梅雨の時期にはすすぎ水の蒸発量が少なくなるので、前記の具体例における砂収容部85の前後方向の寸法(200m)を、10〜20%程度長くするのが好ましい。
<Water balance in rinse water evaporator>
As described above, the amount of rinse water discharged from the
以上、本発明の実施形態に係るキレート剤回収装置60によれば、砂及び粗骨材によってキレート剤が持ち去られるのを防止ないしは低減することができ、有害金属等で汚染された土壌を、キレート剤を含む洗浄水で浄化する土壌浄化施設Sにおけるキレート剤の補充量を大幅に低減することができ、汚染土壌の処理コストを低減することができる。
As mentioned above, according to the chelating agent collection |
S 土壌浄化施設、1 破砕部、2 分級部、3 沈降分離部、4 濾過部、5 キレート剤再生部、6 キレート剤補充部、11 投入ホッパ、12 混合装置、13 ミルブレーカ、14 トロンメル、15 サイクロン、16 シールタンク、17 サンドクリーン、18 フィードタンク、19 PH調整槽、20 凝集槽、21 浮遊物回収装置、22 シックナ、23 中間タンク、24 フィルタプレス、25 洗浄水槽、26 予備水槽、27 洗浄水タンク、28 酸液タンク、29 水タンク、30 液系流動層装置、31 ポンプ、32 管路、33 ポンプ、34〜37 管路、38 ポンプ、39〜40 管路、41 ポンプ、42〜43 管路、44〜51 バルブ、60 キレート剤回収装置、61 砂すすぎ装置、62 粗骨材すすぎ装置、63 すすぎ水蒸発装置、64 ベルトコンベア、65 砂供給装置、66 すすぎ水散布装置、67 すすぎ水受槽、68 駆動ローラ、68a シャフト、69 従動ローラ、69a シャフト、70 搬送ベルト、71 支持ローラ、72 案内板、74 ベルトコンベア、75 粗骨材供給装置、76 すすぎ水散布装置、77 すすぎ水受槽、78 駆動ローラ、78a シャフト、79 従動ローラ、79a シャフト、80 搬送ベルト、81 支持ローラ、82 案内板、83 すすぎ水排出通路、84 すすぎ水貯槽、85 砂収容部、86 前端壁、87 後端壁、88 左側壁、89 右側壁、90 底壁、91 側溝、92 すすぎ水供給装置、93 すすぎ水還流路、94 水位保持装置、100 地面、101 底溝、102 連通孔、103 凸部、104 多孔板、105 砂層、110 水槽、111 堰、112 すすぎ水供給ポンプ、113 すすぎ水供給管、116 フレーム構造、117 屋根。 S soil purification facility, 1 crushing section, 2 classification section, 3 sedimentation separation section, 4 filtration section, 5 chelating agent regeneration section, 6 chelating agent replenishment section, 11 charging hopper, 12 mixing device, 13 mil breaker, 14 trommel, 15 Cyclone, 16 Seal tank, 17 Sand clean, 18 Feed tank, 19 PH adjustment tank, 20 Coagulation tank, 21 Floating material recovery device, 22 Thickener, 23 Intermediate tank, 24 Filter press, 25 Washing water tank, 26 Spare water tank, 27 Washing Water tank, 28 Acid liquid tank, 29 Water tank, 30 Liquid system fluidized bed apparatus, 31 pump, 32 pipe, 33 pump, 34-37 pipe, 38 pump, 39-40 pipe, 41 pump, 42-43 Pipe line, 44-51 valve, 60 chelating agent recovery device, 61 sand rinse device, 62 coarse aggregate rinse 63, rinse water evaporation device, 64 belt conveyor, 65 sand supply device, 66 rinse water spraying device, 67 rinse water receiving tank, 68 drive roller, 68a shaft, 69 driven roller, 69a shaft, 70 transport belt, 71 support roller, 72 Guide Plate, 74 Belt Conveyor, 75 Coarse Aggregate Supply Device, 76 Rinsing Water Scattering Device, 77 Rinsing Water Receiving Tank, 78 Drive Roller, 78a Shaft, 79 Driven Roller, 79a Shaft, 80 Conveying Belt, 81 Support Roller, 82 Guide Plate, 83 rinse water discharge passage, 84 rinse water storage tank, 85 sand container, 86 front end wall, 87 rear end wall, 88 left side wall, 89 right side wall, 90 bottom wall, 91 side groove, 92 rinse water supply device, 93 rinse Water return path, 94 water level holding device, 100 ground, 101 bottom groove, 102 communication , 103 protrusion, 104 perforated plate 105 sand, 110 water tank, 111 weirs, 112 rinse water supply pump, 113 rinsing water supply pipe, 116 a frame structure, 117 roof.
Claims (4)
前記土壌浄化施設は、
石又は礫と砂とを含みかつ有害金属又はその化合物で汚染された土壌を受け入れ、該土壌中に混在している石又は礫を破砕する破砕部と、
前記破砕部から排出された土壌と、キレート剤を含む洗浄水とを混合し、該土壌に付着している有害金属又はその化合物を該土壌から離脱させてキレート剤に捕捉させるとともに、該土壌から粗骨材及び砂を分離する分級部と、
前記分級部から排出された細粒土を含む洗浄水を、沈降分離により、上澄水と、細粒土を含むスラッジとに分離する沈降分離部と、
前記沈降分離部から排出された上澄水を受け入れ、該上澄水中の有害金属又はその化合物を捕捉しているキレート剤から有害金属又はその化合物を除去して該キレート剤を再生するキレート剤再生部とを備えていて、
該キレート剤回収装置は、
前記分級部で分離された砂にすすぎ水を散布又は噴射して、該砂に保持されているキレート剤を除去する砂すすぎ装置と、
前記砂すすぎ装置から排出されたキレート剤を含むすすぎ水を受け入れて貯留するすすぎ水貯槽と、
地面に配設され、周壁と、前記周壁の下端部に結合された底壁と、前記周壁と前記底壁とによって形成された空間部に配置されすすぎ水は通過させるが砂は通過させない多孔板とを有し、その内部空間において前記多孔板の上に砂を収容する、上側が開かれた容器状の砂収容部と、
前記砂収容部の上方に配設され、前記砂収容部への雨水の降下を阻止する屋根と、
前記砂収容部の周壁の外面に隣接して配設され、その内部空間が、前記多孔板より下側において前記周壁に形成された連通孔を介して前記砂収容部の内部空間と連通する側溝と、
前記すすぎ水貯槽に貯留されているすすぎ水を前記側溝に供給するすすぎ水供給装置と、
前記側溝内のすすぎ水を前記すすぎ水貯槽に還流させるすすぎ水還流路と、
前記側溝内のすすぎ水の水位を、予め設定された砂浸漬上端位置に保持する水位保持装置とを備えていて、
前記砂浸漬上端位置は、該砂浸漬上端位置と前記砂収容部の内部空間に収容されている砂の上面の位置との間に位置する砂が毛管水帯を形成するように設定されていることを特徴とするキレート剤回収装置。 A chelating agent recovery device for a soil purification facility that purifies soil contaminated with a toxic metal or a compound thereof with wash water containing a chelating agent,
The soil purification facility is
A crushing section for receiving a soil containing stone or gravel and sand and contaminated with a harmful metal or a compound thereof, and crushing the stone or gravel mixed in the soil;
The soil discharged from the crushing part is mixed with washing water containing a chelating agent, and harmful metals or compounds thereof adhering to the soil are separated from the soil and captured by the chelating agent. A classification part for separating coarse aggregate and sand;
A settling separation unit that separates wash water containing fine-grained soil discharged from the classification unit into supernatant water and sludge containing fine-grained soil by settling separation;
A chelating agent regeneration unit that receives the supernatant water discharged from the sedimentation separation unit, removes the harmful metal or the compound from the chelating agent capturing the harmful metal or the compound in the supernatant water, and regenerates the chelating agent. With
The chelating agent recovery device
A sand rinsing device that removes a chelating agent held in the sand by spraying or spraying rinsing water on the sand separated in the classification unit;
A rinsing water storage tank for receiving and storing rinsing water containing a chelating agent discharged from the sand rinsing device;
Is arranged on the ground, wall and a bottom wall joined to the lower end of the peripheral wall, the peripheral wall and wherein at the bottom wall and disposed in a space portion formed by the rinse water passes the sand does not pass the perforated plate DOO has, its housing the sand over Oite the perforated plate in the internal space, the upper is opened container-like sand receiving portion,
A roof disposed above the sand container and preventing rain water from dropping into the sand container;
A side groove that is disposed adjacent to the outer surface of the peripheral wall of the sand container, and whose internal space communicates with the internal space of the sand container via a communication hole formed in the peripheral wall below the porous plate. When,
A rinse water supply device for supplying rinse water stored in the rinse water storage tank to the lateral groove;
Rinsing water reflux path for returning the rinsing water in the side groove to the rinsing water storage tank,
A water level holding device for holding the water level of the rinse water in the side groove at a preset sand immersion upper end position;
The sand soaking upper end position is set so that sand located between the sand soaking upper end position and the position of the upper surface of the sand accommodated in the internal space of the sand accommodating portion forms a capillary water zone. A chelating agent recovery apparatus characterized by that.
前記砂浸漬上端位置が、前記砂収容部の内部空間に収容されている砂の上面から下方に20〜40cmの範囲に設定されていることを特徴とする、請求項1に記載のキレート剤回収装置。 The sand is fine sand;
2. The chelating agent recovery according to claim 1, wherein the sand soaking upper end position is set in a range of 20 to 40 cm downward from an upper surface of the sand accommodated in the internal space of the sand accommodating portion. apparatus.
前記側溝は、前記周壁の一部をなし前記砂収容部の長手方向に伸びる側壁の外面に隣接して配設され、
前記水位保持装置は、前記側溝と連通する一方前記すすぎ水還流路に接続された水槽と、前記水槽と前記すすぎ水還流路の間に配設され前記水槽内のすすぎ水を前記すすぎ水還流路に溢流させて前記水槽及び前記側溝の水位を前記砂浸漬上端位置に保持する堰とを有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のキレート剤回収装置。 The sand container is formed so that the planar shape is a rectangle,
The side groove is disposed adjacent to the outer surface of the side wall that forms a part of the peripheral wall and extends in the longitudinal direction of the sand container,
The water level holding device communicates with the lateral groove while being connected to the rinsing water return path, and disposed between the water tank and the rinse water return path, and the rinse water return path for rinsing water in the water tank. 3. The chelating agent recovery apparatus according to claim 1, further comprising a weir that overflows to hold the water level of the water tank and the side groove at the sand immersion upper end position.
前記水位保持装置により、前記側溝のすすぎ水の水位を前記砂浸漬上端位置に保持して、該砂浸漬上端位置より上側の砂層に毛管水帯を形成し、該毛管水帯内の砂に付着しているすすぎ水を空気中に蒸発させて前記砂収容部から除去し、
前記砂収容部で所定の期間用いられた砂を前記土壌浄化施設に導入し、浄化すべき汚染された土壌とともに浄化し、
前記砂すすぎ装置から排出された砂の一部を、前記砂収容部に収容する砂として用いることを特徴とするキレート剤回収方法。 The chelating agent collection | recovery for soil purification facilities which purifies the soil contaminated with the noxious metal or its compound with the wash water containing a chelating agent using the chelating agent collection | recovery apparatus of any one of Claims 1-3 A method,
By means of the water level holding device, the water level of the rinse water in the gutter is held at the upper end position of the sand immersion so as to form a capillary water zone in the sand layer above the upper end position of the sand immersion and adhere to the sand in the capillary water zone Removing the rinse water from the sand container by evaporating it into the air;
Introducing sand used for a predetermined period in the sand container into the soil purification facility, purifying it with contaminated soil to be purified,
A method for recovering a chelating agent, wherein a part of the sand discharged from the sand rinsing device is used as sand to be accommodated in the sand accommodating portion.
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