JP7147662B2

JP7147662B2 - 汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化方法及び浄化設備

Info

Publication number: JP7147662B2
Application number: JP2019067075A
Authority: JP
Inventors: 健史國西; 慎太郎林; 吉信下川; 裕輝板谷
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2022-10-05
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: JP2020163307A

Description

本発明は、汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化方法及び浄化設備に関し、特に、重金属のような有害金属やハロゲン、ホウ素等の汚染物質で汚染された、汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化方法及び浄化設備に関する。

トンネル、ダム、造成などの建設・土木工事を実施する際には、掘削によって掘り起こし残土として、掘削ずりが発生する。
かかる掘削ずりには、自然由来または人工的な汚染物質である有害金属やその化合物等が含まれることがあるため、これらの有害金属等を除去して第二溶出基準を満足しないと最終処分場へ搬入することができない。
また、工場の跡地等にも、有害金属等が土壌に含まれるために、汚染土壌から有害金属等を除去して、第二溶出基準を満足させる必要がある。

例えば、特許第４９７０６２７号には、汚染土壌や焼却灰等の汚染物質が付着された粒状体を細粒化するとともに、上記粒状体の表面に付着している重金属類やダイオキシン類等の汚染物質を離脱させるために、内周面に軸方向に沿って取付けられ、中心方向に突出する複数の外羽根を有する円筒状の回転ドラムと、外周面に軸方向に沿って取付けられ径方向に突出する複数の内羽根を有し、上記回転ドラムの内部に回転ドラムに対し偏心して取付けられた、上記回転ドラムと逆方向に回転するロータとを備えた１台の細粒化手段を用い、上記細粒化手段の処理空隙である上記回転ドラムと上記ロータとの間隙に汚染物質が付着した粒状体を投入し、加水しながら、圧縮及び粒状体相互間の擦り合わせの力を作用させて、上記粒状体を独立した粒状体に分離するとともに、上記粒状体の表面に付着している汚染物質を分離する汚染物質が付着した粒状体の処理方法において、上記細粒化処理された粒状体を再度同じ細粒化手段に投入して再処理を行うとともに、再処理時には、上記ロータの偏心量を前回よりも大きくして上記処理空隙を前回より小さくするか、あるいは、上記回転ドラムと上記ロータとの相対的な回転速度を前回より速くするか、ないしは、上記偏心量を前回より大きくしかつ上記回転速度を前回より高速にして、上記粒状体に加える応力を前回より大きくするようにしたことを特徴とする汚染物質が付着した粒状体の処理方法が記載されている。
しかし、上記汚染土壌の処理方法は、高コスト及び高エネルギーを要する。

また近年は、汚染土壌の処理方法として、低コスト及び低エネルギーの観点から、キレート剤を用いた湿式洗浄により重金属等をキレート化合物として水溶液中に溶解させ、汚染土壌から除去する方法が提案されている。

例えば特開２０１８－８２２２号公報には、汚染土壌を湿式洗浄した後に生じる液相から、陰イオンとして存在する有害物質を除去するために、有害物質で汚染された汚染土壌を処理する汚染土壌の処理方法であって、前記汚染土壌にキレート剤を添加して湿式洗浄する洗浄工程と、湿式洗浄後の前記汚染土壌を固液分離する分離工程と、固液分離された固相にセメント、セメント系固化材または石灰系固化材を添加して改質する固相処理工程と、固液分離された液相に固化材及び鉄（III）を含有する添加剤を添加し、前記有害物質を沈殿させて前記液相から除去する液相処理工程と、を有することを特徴とする汚染土壌の処理方法が開示されている。

しかし、キレート剤を用いた汚染土壌の処理方法は、キレート剤が有機物であるため時間の経過とともに分解等がおこると重金属が再溶出することとなり、長期安定性に問題があった。
また、セメントや消石灰を使用した汚染土壌の処理方法は、セメントや消石灰はアルカリ性であるため、処理土壌がアルカリ性となってしまい、再利用が困難である。

更に、汚染土壌を凝集剤により有害金属等を除去する方法では、土壌汚染対策法（環境省）の第一溶出基準を満足できない場合があり、またキレート剤だけでは、有害金属等を十分に除去できず、第二溶出基準を満足できない場合もあった。

そこで、汚染土壌に含まれる有害金属等の汚染物質を除去し、第二溶出基準を満足して最終処分場に持ち込みが可能となる、新規な汚染土壌の浄化方法が望まれている。

特許第４９７０６２７号特開２０１８－８２２２号公報

本発明の目的は、重金属のような有害金属、ハロゲン、土壌汚染対策法に規定される第２種特定有害物質に含まれるホウ素や、これらの化合物等の汚染物質（以下、「汚染物質」という。）を含む汚染土壌、焼却灰又は汚泥（以下、「汚染土壌等」という。）から、汚染物質を有効に吸着して、第二溶出基準を満足するように吸着材を含む洗浄水で処理する、汚染土壌等の新規な浄化方法を提供することである。
特に、汚染物質を多く含む細かい粒径の汚染土壌等から有効に汚染物質を除去し、汚染土壌等全量の再利用可能な汚染土壌等の浄化方法を提供することである。

また本発明の目的は、汚染物質で汚染された汚染土壌等の上記浄化方法を有効に実施することができる、汚染土壌等の浄化設備を提供することである。

（１）本発明の汚染土壌等の浄化方法は、
汚染土壌、焼却灰又は汚泥と、吸着材と凝集剤を含む吸着添加剤と、ｐＨ調整剤と水とを混合して、汚染物質を吸着材に吸着させ、ｐＨを５．８～８．６に調整するとともに、固形分を凝集沈殿させる混合・凝集沈殿工程、
凝集沈殿した含水固形分と液分とを分離し、当該含水固形分を脱水して脱水ケーキを得る固液分離工程、
前記脱水ケーキを、複数の用途に利用できるように分級する分級工程、及び、
前記固液分離工程からの液分を混合・凝集沈殿工程に還流する還流工程を有することを特徴とする、汚染土壌等の浄化方法である。

上記（１）の汚染土壌等の浄化方法は、前記混合・凝集沈殿工程における液分の一部を取り出してキレート剤と混合し、前記キレート剤混合液を前記混合・凝集沈殿工程に還流することを特徴とする、汚染土壌等の浄化方法である。

（２）好ましくは、上記（１）の汚染土壌等の浄化方法において、混合・凝集沈殿工程の前に、更に汚染土壌等を解砕する解砕工程を有することを特徴とする、汚染土壌等の浄化方法である。

（３）さらに好ましくは、上記（１）又は（２）の汚染土壌等の浄化方法において、前記吸着材は平均粒径が３～１００μｍの粉末形態であってドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩を含有し、ドロマイト系化合物はＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２、ＭｇＯ、ＣａＣＯ_３を含み、ドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩の合量中、酸性硫酸塩は１～２３質量％の割合で含有され、吸着材中にＭｇＯを１４～２５質量％含むことを特徴とする、汚染土壌等の浄化方法である。

（４）本発明の汚染土壌等を浄化する設備は、
汚染土壌、焼却灰又は汚泥と、吸着材と凝集剤を含む吸着添加剤と、ｐＨ調整剤と水とを混合して、汚染物質を吸着材に吸着させ、ｐＨを５．８～８．６に調整するとともに、固形分を凝集沈殿させる混合・凝集沈殿装置、
凝集沈殿した含水固形分と液分とを分離し、含水固形分を脱水して脱水ケーキを得る固液分離装置、
前記脱水ケーキを、複数の用途に利用できるように分級する分級装置、及び、
前記固液分離装置からの液分を混合・凝集沈殿装置に還流する第一還流装置を備えることを特徴とする、汚染土壌等の浄化設備である。

上記（４）の浄化設備は、前記混合・凝集沈殿装置の液分の一部を取り出してキレート剤と混合するキレート処理装置と、キレート剤混合液を前記混合・凝集沈殿装置に導入するための第二還流装置とを備えることを特徴とする、汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化設備である。

（５）好ましくは、上記（４）の浄化設備において、更に、汚染土壌等を解砕する解砕装置を有することを特徴とする、汚染土壌等の浄化設備である。
（６）より好ましくは、上記（４）又は（５）の汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化設備において、前記吸着材は平均粒径が３～１００μｍの粉末形態であってドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩を含有し、ドロマイト系化合物はＣａＭｇ（ＣＯ _３） _２、ＭｇＯ、ＣａＣＯ _３を含み、ドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩の合量中、酸性硫酸塩は１～２３質量％の割合で含有され、吸着材中にＭｇＯを１４～２５質量％含むことを特徴とする、汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化設備である。

本発明の汚染土壌等の浄化方法は、重金属のような有害金属、ハロゲン、土壌汚染対策法に規定される第２種特定有害物質に含まれるホウ素や、これらの化合物等の汚染物質に汚染された汚染土壌等から当該汚染物質を有効に吸着して、第二溶出基準を満足する土壌を得ることが可能となり、これにより管理型最終処分場への土壌の搬入が可能となる。
また、上記本発明の汚染土壌等の浄化設備は、重金属のような有害金属、ハロゲン、土壌汚染対策法に規定される第２種特定有害物質に含まれるホウ素や、これらの化合物等の汚染物質で汚染された汚染土壌等の浄化方法を有効に実施することができるものである。

本発明の汚染土壌等の浄化設備の一例を模式的に示す図である。

本発明を以下の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明の汚染土壌等の浄化方法は、
汚染土壌、焼却灰又は汚泥と、吸着材と凝集剤を含む吸着添加剤と、ｐＨ調整剤と水とを混合して、汚染物質を吸着材に吸着させ、ｐＨを５．８～８．６に調整するとともに、固形分を凝集沈殿させる混合・凝集沈殿工程、
凝集沈殿した含水固形分と液分とを分離し、当該含水固形分を脱水して脱水ケーキを得る固液分離工程、
前記脱水ケーキを、複数の用途に利用できるように分級する分級工程、及び、
前記固液分離工程からの液分を混合・凝集沈殿工程に還流する還流工程を有する、汚染土壌等の浄化方法である。

また、本発明の汚染土壌等を浄化する設備は、
汚染土壌、焼却灰又は汚泥と、吸着材と凝集剤を含む吸着添加剤と、ｐＨ調整剤と水とを混合して、汚染物質を吸着材に吸着させ、ｐＨを５．８～８．６に調整するとともに、固形分を凝集沈殿させる混合・凝集沈殿装置、
凝集沈殿した含水固形分と液分とを分離し、含水固形分を脱水して脱水ケーキを得る固液分離装置、
前記脱水ケーキを、複数の用途に利用できるように分級する分級装置、及び、
前記固液分離装置からの液分を混合・凝集沈殿装置に還流する第一還流装置を備える、汚染土壌等の浄化設備である。

具体的に、図１を参照しながら以下に説明する。
図１は、本発明の汚染土壌等の浄化設備１を模式的に示した図である。
本発明の汚染土壌等の浄化方法は、まず、重金属のような有害金属、ハロゲン、土壌汚染対策法に規定される第２種特定有害物質に含まれるホウ素や、これらの化合物等の汚染物質で汚染された汚染土壌等２に適用することが可能である。
ここで、汚染物質で汚染された汚染土壌等２の種類は特に限定されず、トンネル、ダム、造成などの建設・土木工事現場から発生する残土や、工場跡地等の掘削残土、発電所から産出される焼却灰や、下水汚泥等が該当する。
また、土壌の種類としても、岩、石、レキ、砂、シルト等が含まれ、特に限定されない。

汚染土壌等２を、吸着材と凝集剤を含む吸着添加剤と、ｐＨ調整剤と水と、混合・凝集沈殿装置３に導入して混合する（混合・凝集沈殿工程）。
かかる汚染土壌等２を、混合・凝集工程に課する前に、必要に応じて、汚染土壌等２の解砕工程を設けて、汚染土壌等２を解砕装置８に導入して解砕処理（解砕工程）してから上記混合・凝集装置３に導入して処理をすることが、岩や寸法の大きい石等である汚染土壌等２から汚染物質を効率よく除去することができるとともに、最終処分場で持ち込める第二溶出基準を満たす汚染処理土壌等を多く得ることができることから望ましい。また、解砕処理する際に、解砕処理の効率化から、例えば水のような解砕水を用いて解砕することがより好ましい。

前記汚染物質を吸着する吸着材と凝集剤を含む吸着添加剤は、混合・凝集沈殿装置３に導入される前に、予め当該吸着材と凝集剤を混合してから混合・凝集沈殿装置３に導入しても、予め当該吸着材と凝集剤と水とを混合して吸着添加剤洗浄水を準備してから導入しても、または、混合・凝集沈殿装置３に、吸着材及び凝集剤を汚染土壌等２とともに直接、混合・凝集沈殿装置３に添加しても、いずれの配合手法を用いることができるが、好ましくは、混合・凝集沈殿装置３に導入する前に、予め吸着材と凝集剤と水とを混合して吸着添加剤洗浄水を準備しておくことが、汚染土壌等２と均一に混合できる時間が短くなる点から望ましい。

本発明に用いる吸着添加剤に含まれる、汚染物質を吸着する吸着材としては、特に限定されず、公知の汚染物質吸着材を用いることができる。
好ましくは、当該吸着材は、粉末状であることが、洗浄水中に均一に広く分散されることができるため望ましい。また、洗浄水中の粉末形態とすることで汚染土壌等と速やかに反応することが可能であり、汚染物質を効率的に吸着して捕獲することができる。
かかる粉末の平均粒径は、好ましくは３～１００μｍ、より好ましくは３０～１００μｍであることが、洗浄水中への均一な分散性の点から望ましい。

また、吸着添加剤に含まれる、汚染物質を吸着できる吸着材としては、公知の任意の吸着材を用いることができるが、特に、ドロマイト系化合物を含む吸着材が、汚染物質を有効に捕獲して吸着固定することができることから望ましい。

ここで、汚染物質は、重金属のような有害金属、ハロゲン、土壌汚染対策法に規定される第２種特定有害物質に含まれるホウ素や、これらの化合物等を意味し、例えば、重金属としては、例えば、マンガン、クロム、銅、カドミウム、水銀、セレン、鉛、砒素等の１種若しくは２種以上のもので、かつ重金属単体及びその化合物が例示でき、またハロゲンとしてはフッ素、塩素等の単体及びその化合物が例示できるが、これらのものに限定されるものではない。

吸着材として好適に用いられるドロマイト系化合物は、ＭｇＯ、ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２及びＣａＣＯ_３を必須含有主成分とするものである。
当該成分を含有するドロマイト系化合物としては、例えば、ＭｇＯ、ＣａＣＯ_３、ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２を主成分とする半焼成ドロマイトが挙げられる。
前記ドロマイトは、市場で入手し得る任意のものを用いることができ、産地は問わない。
また、半焼成ドロマイトも市場で入手し得る任意の半焼成ドロマイトや、市場で入手し得る任意のドロマイトを焼成して得られた半焼成ドロマイトを用いることができ、産地や原料ドロマイトの組成等は問わない。半焼成ドロマイトは、分解反応が完全に完了するまでドロマイトを焼成して得られるものではなく、ＭｇＯ、ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２及びＣａＣＯ_３を必須成分として含むものである。

ドロマイトは、石灰石ＣａＣＯ_３とマグネサイトＭｇＣＯ_３のモル比が１：１となる複塩構造を有しており、ＣＯ_３ ^２－基を挟んでＣａ^２＋イオンとＭｇ^２＋イオンが交互に層を成して、一般に、ＭｇＣＯ_３の割合が１０～４５質量％のものをいう。ドロマイトは、国内に多量に存在しており、ドロマイトを使用した吸着材は、コストや環境負荷の点からも有利である。

上記半焼成ドロマイトとしては、粉末Ｘ線回折によるリートベルト法を用いて解析したドロマイト焼成物中の残留ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２相の含有量ｘが、０．４≦ｘ≦３５．４（質量％）となる半焼成ドロマイトを好適に用いることができる。
半焼成ドロマイト中に含まれるＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２相を定量して、上記範囲内のＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２相残留量の半焼成ドロマイトを好適に用いることで、原料となるドロマイト鉱石の産地による組成の相違や、焼成温度等の焼成条件の設定などに関係なく、ドロマイトが最大に優れた汚染物質吸着性能を有することが可能となる。

ドロマイトは焼成することで、ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２→ＭｇＯ＋ＣａＣＯ_３＋ＣＯ_２で表わされる分解反応を示す。また、ドロマイトの焼成による上記熱分解により、細孔が形成されて汚染物質捕獲性能を発揮しているものと考えられる。
好適には、ドロマイト系化合物は、ドロマイトを焼成した半焼成ドロマイト中のドロマイト相（ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２相）の残留量を粉末Ｘ線回折によるリートベルト法により解析して、残留ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２相の含有量ｘが、０．４≦ｘ≦３５．４（質量％）、好ましくは１．８≦ｘ≦１７．４（質量％）とすることで、特に好適に汚染物質を、より良好に捕獲することを実現することが可能となる。

例えば、かかる好適な半焼成ドロマイトは、粉末Ｘ線回折によるリートベルト法を用いて解析したドロマイト焼成物中の残留ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２相の含有量ｘが、好ましくは０．４≦ｘ≦３５．４（質量％）、より好ましくは１．８≦ｘ≦１７．４（質量％）となるように焼成することで製造することができる。
ドロマイトを焼成する温度は、特に限定されず、通常ドロマイトを焼成して半焼成ドロマイトを製造する温度、例えば６５０～１０００℃で焼成することができる。残留ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２相の含有量が、０．４≦ｘ≦３５．４（質量％）となるように焼成すれば焼成時間も制限されるものではない。

ドロマイト系化合物を含む吸着材中のＭｇＯ含有量は、好ましくは粉末Ｘ線回折によるリートベルト法を用いて解析した値で１４～２５質量％であり、さらに好適には１４～２３質量％である。
かかる吸着材中のＭｇＯは、含有されるドロマイト系化合物由来のものであり、具体的には、ドロマイトを焼成して得られた半焼成ドロマイト等由来のものであり、更に好ましくは半焼成ドロマイト由来のものである。
吸着材中のＭｇＯ含有量が１４質量％未満では、鉛やフッ素等に対する吸着能力が低下する場合があったり、２５質量％を超えると、ＭｇＯのｐＨがアルカリ性であるため、汚染物質を吸着したあとの雨水等の水のｐＨが１０以上のアルカリ性を示すこととなり、望ましくない。

本発明に用いる吸着添加剤に含有される吸着材に含まれるドロマイト系化合物は、必須含有成分ＭｇＯ、ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２、ＣａＣＯ_３が含まれるように１種類及び／または２種類以上の材料を任意に混合することができる。
一例として２１質量％のＭｇＯを含有する半焼成ドロマイトを使用した場合においては、吸着材中の半焼成ドロマイト配合比を８０～９９質量％とすることにより、本発明に用いる吸着材中のＭｇＯの含有量を１４～２５質量％とすることができるが、使用するドロマイト系材料に応じて、上記配合比率の制約を受けるものではない。

更に、本発明に用いる吸着添加剤中の吸着材には酸性硫酸塩が含まれる。
酸性硫酸塩としては、例えば、硫酸第一鉄、硫酸アルミニウム等が例示でき、好ましくは硫酸第一鉄を含有する。
酸性硫酸塩を含有することにより、硫酸第一鉄のようにその高い還元作用によって、砒素や六価クロム等の有害金属等に対して、より有効に捕獲することができるとともに、酸性であるため、他のドロマイト系化合物中の含有材料の配合比率を調整することで、当該吸着材を用いて得られる洗浄水を中性付近に保持することを可能とする。

吸着材に含まれる酸性硫酸塩は、ドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩の合量中、内割で、酸性硫酸塩を１～２３質量％、好ましくは１４～２１質量％の割合で含むことが望まく、吸着材中に、前記割合でドロマイト系化合物と酸性硫酸塩とを含むことが好ましい。

吸着材の一例としては、上記したように、ドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩を含み、ドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩の合量中、酸性硫酸塩は１～２３質量％の割合で含有され、且つ、吸着材中にＭｇＯを１４～２５質量％含む吸着材を好適に用いることができる。

本発明に用いる吸着添加剤に含まれる吸着材は、上記ドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩を含有し、これらの各含有量を上記範囲内の量とすることで、より有効に汚染物質等を捕獲することができる。

また、本発明に用いる吸着添加剤中には、凝集剤が含まれる。
凝集剤としては、特に限定されず、例えば、無機系凝集剤としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸鉄または塩化鉄などの鉄含有化合物、あるいは生石灰または消石灰などのカルシウム含有化合物や、ポリ塩化アルミニウム、消石灰、塩化第二鉄などを例示することができる。一方、有機系凝集剤としては、ポリアクリルアミドなどのアニオン性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤、カチオン性高分子凝集剤、両性高分子凝集剤等を例示することができる。

本発明に用いる上記ドロマイト系化合物を含有する好適な吸着材を含む吸着添加剤は、環境庁告示４６号（平成３年８月２３日公布）に準拠した方法で調製した検液のｐＨが中性付近（環境省の一律排水基準である（５．８～８．６））となるようにすることができるものである。

また、上記好適な吸着材を含む吸着添加剤を用いることにより、水と混合した洗浄水のｐＨが最終的に８～１０、好ましくは９～１０で平衡状態に、より好ましくは例えば２８日以降には８～１０、好ましくは９～１０となるものである。更に、望ましくは、当該吸着材と水とを混合した初期の洗浄水のｐＨは６～８となるものである。

また、混合・凝集沈殿装置３には、上記吸着添加剤のほかに、ｐＨ調整剤が添加される。
かかるｐＨ調整剤としては、例えば、希硫酸や水酸化ナトリウム等の酸成分またはアルカリ成分を添加して、混合・凝集沈殿装置３内のｐＨを５．８～８．６の排水基準における中性範囲に調整する。

ｐＨ添加剤を添加して混合・凝集沈殿装置３内のｐＨを調整して中性とし、汚染土壌等２と、吸着添加剤とをかかる中性域で混合することで、汚染土壌等中の汚染物質が吸着添加剤に含まれる吸着材に吸着されるともに、混合・凝集装置３内の洗浄水中にフロックを凝集させて沈殿させることが可能となる。

次いで、混合・凝集沈殿装置３から固液分離装置４に導入された水分含有固形分（スラッジ）と、フロックを含む液分とを、例えばフィルタープレス等のろ過等による公知の固液分離装置４にて固液分離処理する（固液分離工程）。
固液分離された液分は、例えば導管（第一還流装置）６にて上記混合・凝集沈殿装置３に還流されて（第一還流工程）、固液・凝集沈殿装置３において洗浄液分として再利用される。
また必要に応じて、上記混合・凝集沈殿工程の前に汚染土壌等２の解砕工程が設けられる場合には、当該液分は、例えば導管（第三還流装置）１０にて解砕装置８に還流され（第三還流工程）、汚染土壌等を解砕する際に、好ましくは解砕工程にて添加することができる解砕水として再利用される。

固液分離装置４にて分離された固形分である脱水ケーキは、第二溶出基準を満足する固形分として得られるものである。
次いで、当該脱水ケーキを分級装置５（例えば、５－１、５－２、５－３）に導入することによって分級する。
かかる分級工程における分級処理は、所望する土壌の用途に応じて、例えば、図１に示すように、段階的な複数の分級処理をすること、例えば一次分級処理５－１を行い、次いで二次分級処理５－２を行い、次いで三次分級処理５－３等を行うことにより、用途に応じて、処理土壌の粒度によって分別される。
これにより、処理土壌の粒度に応じた複数の用途に再利用することが可能となる。
再利用の用途としては、工作物の埋戻し材料、土木構造物の裏込材、道路盛土材料、河川築堤材料、宅地造成用材料、水面埋立用材料等、植生材料等が例示できる。
本発明によると、例えば汚染物質を多く含む粒径が小さい土壌や焼却灰等であっても、有効に汚染物質等を吸着捕獲することができるものである。

また、必要に応じて、上記混合・凝集沈殿装置３における混合処理の際に、汚染土壌等２中の汚染物質の濃度が極めて高い場合、例えば汚染物質を高濃度で含む焼却灰の場合には、必要に応じて、混合・凝集沈殿装置３内の液分の一部を取り出してキレート処理装置７にてキレート剤と混合し、得られたキレート剤混合液を前記混合・凝集沈殿装置３に、導管（第二還流装置）９により、混合・凝集沈殿装置３に還流して、汚染物質を捕獲することも可能であるが、本発明においては、キレート処理は必須ではなく、キレート剤混合液を用いることは必須構成ではない。
また、本発明においては、汚染物質を捕獲したキレート剤は、最終的に固液分離工程で産出される脱水ケーキ中にほぼ回収されるものである。

キレート処理にて用いられる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）、ＥＤＤＡ（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例示することができる。

汚染物質等により汚染された汚染土壌等中の種々の汚染物質を浄化するにあたり、従来の浄化方法では、汚染処理土壌が第二溶出基準を満足できない場合もあったが、本発明によると、汚染物質で汚染された汚染土壌等を浄化処理した後の処理土壌は、上記種々の汚染物質を第二溶出基準が満足される程度まで低減させることが可能である。

したがって、これまでの浄化処理では、土壌汚染対策法（環境省）に基づく第二溶出量基準以下にまで溶出量を低減させることが困難で、最終処理処分場に汚染処理土壌を持ち込めなかった汚染土壌等であっても、有効に処理して第二溶出基準を満足させることができ、したがって最終処分場に持ち込める汚染処理土壌を多量に産出することでき、最終処分場で処理されることが可能となる。
また、上記したように、汚染処理土壌を、分級することで複数の用途に利用することが可能となり、工作物の埋戻し材料、土木構造物の裏込材、道路盛土材料、河川築堤材料、宅地造成用材料、水面埋立用材料等として利用可能で、特に、本発明により０．０７５ｍｍ未満の汚染土壌等も最終処分場への持ち込みが可能となることから、汚染土壌等の全量の再利用が可能である。
特に、吸着材としてドロマイト系吸着材を用いた場合には、本発明の汚染処理を実施した処理土壌は中性であるため、植生等の土壌として再利用が可能である。

本発明の汚染土壌等の浄化方法は、建築・土木工事で発生する掘削ずり等の掘り起こし残土や汚泥、工場跡地等の汚染土壌、焼却灰に適用することができ、汚染土壌等に含まれる種々の汚染物質を有効に捕獲して除去することが可能である。

１・・・・汚染土壌等の浄化装置
２・・・・汚染土壌等
３・・・・混合・凝集沈殿装置
４・・・・固液分離装置
５、５－１、５－２、５－３・・・・分級装置
６・・・・第一還流装置
７・・・・キレート処理装置
８・・・解砕装置
９・・・第二還流装置
１０・・・第三還流装置

Claims

汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化方法であって、
汚染土壌、焼却灰又は汚泥と、吸着材と凝集剤を含む吸着添加剤と、ｐＨ調整剤と水とを混合して、汚染物質を吸着材に吸着させ、ｐＨを５．８～８．６に調整するとともに、固形分を凝集沈殿させる混合・凝集沈殿工程、
凝集沈殿した含水固形分と液分とを分離し、当該含水固形分を脱水して脱水ケーキを得る固液分離工程、
前記脱水ケーキを、複数の用途に利用できるように分級する分級工程、
前記固液分離工程からの液分を混合・凝集沈殿工程に還流する還流工程、及び、
前記混合・凝集沈殿工程における液分の一部を取り出してキレート剤と混合し、前記キレート剤混合液を前記混合・凝集沈殿工程に還流する工程
を有することを特徴とする、汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化方法。
請求項１記載の汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化方法において、混合・凝集沈殿工程の前に、更に汚染土壌、焼却灰又は汚泥を解砕する解砕工程を有することを特徴とする、汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化方法。
請求項１又は２記載の汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化方法において、前記吸着材は平均粒径が３～１００μｍの粉末形態であってドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩を含有し、ドロマイト系化合物はＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２、ＭｇＯ、ＣａＣＯ_３を含み、ドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩の合量中、酸性硫酸塩は１～２３質量％の割合で含有され、吸着材中にＭｇＯを１４～２５質量％含むことを特徴とする、汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化方法。
汚染土壌、焼却灰又は汚泥を浄化する設備であって、
汚染土壌、焼却灰又は汚泥と、吸着材と凝集剤を含む吸着添加剤と、ｐＨ調整剤と水とを混合して、汚染物質を吸着材に吸着させ、ｐＨを５．８～８．６に調整するとともに、固形分を凝集沈殿させる混合・凝集沈殿装置、
凝集沈殿した含水固形分と液分とを分離し、含水固形分を脱水して脱水ケーキを得る固液分離装置、
前記脱水ケーキを、複数の用途に利用できるように分級する分級装置、
前記固液分離装置からの液分を混合・凝集沈殿装置に還流する第一還流装置、及び、
前記混合・凝集沈殿装置の液分の一部を取り出してキレート剤と混合するキレート処理装置と、キレート剤混合液を前記混合・凝集沈殿装置に導入するための第二還流装置とを備えることを特徴とする、汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化設備。
請求項４記載の浄化設備において、更に、汚染土壌、焼却灰又は汚泥を解砕する解砕装置を有することを特徴とする、汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化設備。
請求項４又は５記載の汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化設備において、前記吸着材は平均粒径が３～１００μｍの粉末形態であってドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩を含有し、ドロマイト系化合物はＣａＭｇ（ＣＯ _３） _２、ＭｇＯ、ＣａＣＯ _３を含み、ドロマイト系化合物及び酸性硫酸塩の合量中、酸性硫酸塩は１～２３質量％の割合で含有され、吸着材中にＭｇＯを１４～２５質量％含むことを特徴とする、汚染土壌、焼却灰又は汚泥の浄化設備。