JP7217581B2 - 汚染土壌の分級洗浄処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、汚染土壌の分級洗浄処理方法に関し、例えば、中間貯蔵等された汚染土壌を再利用するための分級洗浄処理方法に関するものである。
除染等で発生した除去土壌は、３０年間を目途として貯蔵保管するために、破砕や分別処理等が施されている。この分別処理では、例えば、対象土壌の３ｗｔ％程度の改質材を添加することで粘性の高い土壌を砂状に改質して木の枝や葉等と分別し易くする等、分別処理の処理能力を向上させるための改質処理が施されている。この改質材には、高分子吸水性樹脂や高性能凝集剤等が微量に含まれている。
このような分別処理後の除去土壌は、最終処分に回す土壌を減容するため、線量の低い土壌を盛土材のあんこや道路路床として再利用する等、再利用のための調整が実施されている。この再利用のための処理方法としては、放射性セシウムの濃度を低減させるために、分級洗浄処理により除去土壌を粗粒分と細粒分とに分別し、放射性セシウムの吸着量が相対的に多い細粒分（一般的には、例えば、７５μｍ未満の篩を通過した土粒子）を分離して抽出する一方、粗粒分を資材として再利用することで再利用時の公衆被ばくを抑制することが処理方法の１つとして検討されている。
なお、例えば、特許文献１には、高分子吸水性樹脂を使用した紙おむつについて、使用済み紙おむつ使用材の再生処理および紙おむつに使用されているパルプ成分及び不織布・ビニールを再利用できるように回収する技術について開示されている。
しかし、分別処理後の除去土壌には、含有量は多くないものの高分子吸水性樹脂が含まれているため、分級洗浄処理に際して、除去土壌中の高分子吸水性樹脂が含水膨張することにより篩を通過せずに目詰まりを起こさせるので、膨潤した高分子吸水性樹脂や、７５μｍ未満の土粒子が篩を通過せず、再利用される土壌（以下、再生土壌という）中に多く含まれてしまう。このように、高分子吸水性樹脂が含まれているため、常に含水率が高く、水を吸って膨張する等、再生土壌の特性が低下する虞がある。
また、放射性セシウムは７５μｍ未満の土粒子に比較的多く吸着し集積する可能性が高いので、７５μｍ未満の土粒子が篩を通過せず再生土壌中に多く含まれることにより、改質材とともに再生土壌中に放射性セシウムが残される可能性があり、再生土壌の線量が高くなる虞がある。
本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、再生土壌の特性を向上させることを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の汚染土壌の分級洗浄処理方法は、高分子吸水性樹脂を含む汚染土壌の分級洗浄処理の分級洗浄方法であって、前記汚染土壌の分級洗浄処理の開始時に、前記汚染土壌に膨潤抑制剤を添加し、前記膨潤抑制剤は硫酸第一鉄七水和塩を含み、前記硫酸第一鉄七水和塩の添加量は、０．５～３ｗｔ％であることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、前記膨潤抑制剤の添加量を変えることにより、前記分級洗浄処理において篩を通過する土粒子の量および前記篩を通過せず残留する土粒子の量を制御することを特徴とする。
本発明によれば、分級洗浄処理によって得られる再生土壌の特性を向上させることが可能となる。
以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、ここでは汚染物質を含む土壌として放射性物質を含む土壌を例示する。この場合、汚染物質を含む土壌の汚染物質濃度とは放射性物質を含む土壌の放射線濃度のことである。
（第１の実施の形態）
図１は国等で検討が進められている除去土壌の処理の流れを示す概念図である。
この処理の流れによれば除去土壌等は、放射線セシウム（Ｃｓ）濃度（汚染物質濃度、放射線濃度）に応じて土壌Ｓ１～Ｓ４に区分され、中間貯蔵施設Ｆｉに一時保管される。この間、減容処理等を行い、浄化物は再生資材として再利用する。また、減容処理等により生じた濃縮物は最終処分場で処分する。なお、土壌Ｓ１はＣｓ濃度が８０００Ｂｑ/ｋｇ以下、土壌Ｓ２はＣｓ濃度が８０００～２００００Ｂｑ/ｋｇ以下、土壌Ｓ３はＣｓ濃度が２０００００～８００００Ｂｑ/ｋｇ以下、土壌Ｓ４はＣｓ濃度が８００００Ｂｑ/ｋｇ以上である。
この計画によれば、土壌Ｓ１～Ｓ４は、中間貯蔵施設Ｆｉの受入分別施設Ｆｓに運ばれ、分別処理が施され土壌中の異物が除去される。この分別処理においては、上記したように、高分子吸水性樹脂等を含む改質材が土壌中に添加される。分別処理後の土壌Ｓ１，Ｓ２の一部は、適宜放射能の減衰処理等が施された後、再生土壌として回収される。また、分別処理後の土壌Ｓ３は、分級洗浄施設Ｆｃにおいて分級洗浄処理が施される。この分級洗浄処理において、例えば、７５μｍ以上の土粒子の一群として残留したものは再生土壌として回収される。一方、上記分級洗浄処理において、例えば、７５μｍ未満の土粒子の一群として抽出された濃縮物は、熱処理施設Ｆｔにおいて熱処理等が施されて、スラグや焼成物になるものと、熱処理後に洗浄処理施設Ｆｗにおいて洗浄処理等が施されて最終処分場で最終処分されるものとに分かれる。
図２は中間貯蔵施設における除去土壌の処理施設の要部概念図である。
中間貯蔵施設には、受入分別施設Ｆｓと、分級洗浄施設Ｆｃとが設置されている。受入分別施設Ｆｓでは、受け入れた除去土壌に対して分別処理を施すことにより、可燃物等のような異物を除去する。分級洗浄施設Ｆｃでは、分別処理が施された除去土壌に対して分級洗浄処理を施すことにより、例えば、粒径が約２ｍｍ以上の礫等と、粒径が約２～０．０７５ｍｍの砂等と、粒径が約０．０７５ｍｍ以下のシルト・粘土等とに分類する。
図３は受入分別施設の一例の説明図である。
受入分別施設Ｆｓには、除去土壌の移動方向に沿って順に、荷下ろし設備Ｆｕ、破袋設備Ｆｂおよび分別設備Ｆｓｓが設置されている。除去土壌は、フレキシブルコンテナバック等のような包材ＣＢに収容された状態でトラックＴＲ等に載せられて荷下ろし設備Ｆｕに運ばれる。
荷下ろし設備Ｆｕは、トラックＴＲ等で運ばれた包材ＣＢを受け入れ、クレーンＣＲ等によりベルトコンベアＢＣ１に移載する設備である。この段階では除去土壌が包材ＣＢに収容されており外部に飛散し難いので、荷下ろし設備Ｆｕは屋根等を有する簡単な建物内に設置されている。
破袋設備Ｆｂは、ベルトコンベアＢＣ１で運ばれた包材ＣＢを破袋機ＢＭで破る設備である。破袋設備Ｆｂやその後段の分別設備Ｆｓｓは、除去土壌に因る粉塵が周囲に広がらないように屋根および周壁等を有する建屋内に設置されている。
分別設備Ｆｓｓは、破袋処理後の除去土壌から可燃物等のような異物を除去して分別する設備であり、例えば、直列に並んだ２台の篩機ＳＶ１，ＳＶ２と、各部を繋ぐ３台のベルトコンベアＢＣ２～ＢＣ４とを有している。すなわち、破袋機ＢＭから排出された除去土壌等は、ベルトコンベアＢＣ２を通じて前段の篩機ＳＶ１に収容される。この篩機ＳＶ１で包材残渣等のような異物ＦＭ１が除去された除去土壌は、ベルトコンベアＢＣ３を通じて後段の篩機ＳＶ２に収容される。この篩機ＳＶ２で木の枝、葉または根等のような異物ＦＭ２が除去された除去土壌は、分別後の除去土壌としてベルトコンベアＢＣ４を通じて後段に送られる。
ところで、この分別設備Ｆｓｓでは、上記したように篩機ＳＶ２前段のベルトコンベアＢＣ３上において除去土壌に対象土壌の３ｗｔ％程度の改質材を添加、混合することにより、粘性の高い除去土壌を砂状に改質して木の枝、葉または根等を分別し易くし、例えば、粒径が２０ｍｍ以下の除去土壌を効率的に回収するようにしている。
改質材としては、例えば、シリカ系、石膏系またはゼオライト系材料を母材として高分子吸水性樹脂や高性能凝集剤等を微量に添加した組成のものが多く使用されている。このため、上記した分別後の除去土壌中には、改質材中に配合された高分子吸水性樹脂等が微量に含まれている。
しかし、除去土壌中に高分子吸水性樹脂が含まれていると、分別処理後の分級洗浄処理に際して、除去土壌中の高分子吸水性樹脂が吸水膨張することにより篩を通過せずに目詰まりを起こさせるので、膨潤した高分子吸水性樹脂や、７５μｍ未満の土粒子が篩を通過せず、再生土壌中に多く含まれてしまう。このように、高分子吸水性樹脂が含まれているため、常に含水率が高く、水を吸って膨張する等、再生土壌の特性が低下する虞がある。また、放射性セシウムは７５μｍ未満の土粒子に比較的多く吸着し集積する可能性が高いので、７５μｍ未満の土粒子が篩を通過せず再生土壌中に多く含まれることにより、改質材とともに再生土壌中に放射性セシウムが残される可能性があり、再生土壌の線量が高くなる虞がある。したがって、再生土壌の特性（粒度特性、含水率、含有Ｃｓ量による放射線濃度）が低下してしまう虞がある。
そこで、本実施の形態においては、分別後の除去土壌の分級洗浄処理の開始時に、高分子吸水性樹脂の含水膨潤特性を抑制（制御）する添加材として膨潤抑制剤を除去土壌中に添加する。これにより、除去土壌中の高分子吸水性樹脂の膨潤を抑制または防止することができるので、膨張した高分子吸水性樹脂に因る篩の目詰まりを低減または解消することができる。このため、残留した除去土壌に含まれる高分子吸水性樹脂の量を低減できるので、残留した除去土壌（すなわち、再生土壌）の特性（粒度特性、含水率、含有Ｃｓ量による放射線濃度）を向上させることができる。
また、除去土壌に添加する膨潤抑制剤の量を調整することにより、除去土壌に含まれる高分子吸水性樹脂の膨潤に因る篩の目詰まりの状態を調節することができるので、７５μｍの篩を通過する土粒子の一群（除去土壌）の量および７５μｍの篩を通過せず残留する土粒子の一群（除去土壌）の量を制御することができる。
まず、分級洗浄処理について図４を用いて説明する。図４は分級洗浄処理の原理を説明するための説明図である。なお、図４では図面を見易くするため、細粒分Ｐｆおよび汚染物質Ｐｈ等にそれぞれ異なるハッチングを付した。汚染物質Ｐｈ等は、例えば、ヒ素等のような重金属元素や放射性物質のことである。
図４の左は、粗粒分Ｐｃと細粒分Ｐｆと汚染物質Ｐｈ等とが混合している除去土壌Ｓｃを示している。分級洗浄処理は、除去土壌Ｓｃに対して機械を用いて洗浄処理および研磨処理を施すとともに、粒径を分級することにより、汚染物質Ｐｈ等が吸着している粒径区分を分離し、または、汚染物質Ｐｈ等を洗浄液中に溶解させて、汚染物質Ｐｈ等を除去土壌Ｓｃから抽出する処理方法である。この分級洗浄処理により、図４右上の浄化済等土壌Ｓｐを得ることができるとともに、図４右下の脱水ケーキＳｄ（汚染の濃縮）を抽出することができる。なお、浄化済等土壌Ｓｐは、定められた放射線量以下の土壌である。
次に、上記した高分子吸水性樹脂の膨潤の原理と、その膨潤を抑制する膨潤抑制剤について図５および図６を用いて説明する。図５（ａ）は高分子吸水性樹脂の要部平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の高分子吸水性樹脂の化学式を示す図、図６（ａ）は高分子吸水性樹脂を構成するＣＯＯ基の挙動を示す図、図６（ｂ）は吸水前後の高分子吸水性樹脂の要部平面図である。なお、図６（ｂ）の矢印の左が吸水前を示し、矢印の右が吸水後を示している。
図５（ａ）に示すように、高分子吸水性樹脂は網目状の構造になっている。この高分子吸水性樹脂が水に接すると、図５（ｂ）に示すように、高分子吸水性樹脂を構成するＣＯＯ基に配位されたＮａイオンが水分中に溶け出してＣＯＯ基がマイナス基となる。すると、図６（ａ）に示すように、互いに隣り合うＣＯＯ基同士が反発し合うことで網目が膨らみ、図６（ｂ）に示すように、網の中に水分を取り込む。これが膨潤の原理とされている。
そこで、ＮａイオンよりもＣＯＯ基への吸着力の高い多価陽イオンが多く存在する環境を醸成されると、ＣＯＯ基に再び多価陽イオンが配位され、取り込んだ水分を吐き出す挙動が生じ膨潤性能が抑制される。このため、イオン化傾向が高くＣＯＯ基との親和性がより高い多価陽イオン試薬を膨潤抑制剤として使用することで吸水膨潤した高分子吸水性樹脂から脱水させることができる。
このような膨潤抑制剤の具体例としては、例えば、塩化カルシウムを用いることができる。塩化カルシウムの場合、安価に調達することができる。ただし、塩化カルシウムを用いた場合、脱水処理して回収された７５μｍ未満の土粒子の一群（除去土壌）の最終処分場等への処分の際に、塩化物を含む廃棄物として受け入れが制限される場合がある。その場合は、塩化物イオンを含まない膨潤抑制剤として、例えば、硫酸第一鉄七水和塩を用いることができる。なお、膨潤抑制剤の例としては、上記膨潤抑制の原理を示す材料であれば良く、塩化カルシウムや硫酸第一鉄七水和塩に限定されるものではなく種々変更可能である。
次に、除去土壌のうち分級洗浄処理により７５μｍの篩を通過せず残留した残留分の含水率について図７および図８を参照して説明する。図７（ａ）は改質剤の添加率と７５μｍの篩を通過せず残留した残留分の含水率との関係を示す図、図７（ｂ）は塩化カルシウムの添加率と７５μｍの篩を通過せず残る残留分の含水率との関係を示す図、図７（ｃ）は硫酸第一鉄七水和塩の添加率と７５μｍの篩を通過せず残る残留分の含水率との関係を示す図、図８は図７（ｂ），（ｃ）から分かる結果をまとめて示した図である。
分級洗浄処理によって７５μｍの篩を通過せず残留した残留分の量は、改質材中に含まれる高分子吸水性樹脂の含水膨潤性に依存する。すなわち、膨潤抑制剤を用いることなく分級洗浄処理した除去土壌については高分子吸水性樹脂が膨潤して含水率が高くなる結果、７５μｍの篩を通過せず残留した残留分が土粒子単味よりも多くなる。実際、図７（ａ）に示すように、除去土壌に添加した改質材の添加率が増えるとともに、７５μｍの篩を通過せず残る残留分の含水率が増大し、残留分中に水分が残存する状態が生じている。例えば、２ｍｍの篩を通過した除去土壌に改質材を３ｗｔ％添加し、膨潤抑制剤を添加しなかった場合、７５μｍの篩を通過せず残る残留分の含水率は５４％に達している。
これに対して、発明者の検討によれば、分級洗浄処理の開始時に除去土壌中に膨潤抑制剤を添加した場合、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、７５μｍの篩を通過せず残る残留分の含水率を下げることができた。
すなわち、図７（ｂ）および図８に示すように、膨潤抑制剤として塩化カルシウムを用いた場合、７５μｍの篩を通過せず残る残留分の膨潤性を抑制（含水率を制御）するのに好ましい膨潤抑制剤の添加量は、例えば、０．２５以上、５ｗｔ％以下であり、特に、１．０ｗｔ％の膨潤抑制剤の添加で含水率を２３ポイント低減でき、膨潤抑制剤を用いない場合（含水率が５４％）に対して含水率を３１％に低減することができた。
また、図７（ｃ）および図８に示すように、膨潤抑制剤として硫酸第一鉄七水和塩を用いた場合、７５μｍの篩を通過せず残る残留分の膨潤性を抑制（含水率を制御）するのに好ましい膨潤抑制剤の添加量は、例えば、０．１以上、５ｗｔ％以下であり、特に、１．５ｗｔ％または３ｗｔ％の膨潤抑制剤の添加で含水率を２５ポイント低減でき、膨潤抑制剤を用いない場合（含水率が５４％）に対して含水率を２９％に低減することができた。
このように膨潤抑制剤を用いることにより、分級洗浄処理後の除去土壌（再生土壌）の特性を向上させることができる。例えば、この７５μｍの篩を通過せず残る残留分を盛り土等として再利用する場合、膨潤性を抑制することができるので、水切りを容易にすることができ、締固め作業の効率やトラフィカビリティ等を向上させることができる。
次に、本実施の形態の分級洗浄施設の一例を図９および図１０を参照して説明する。図９および図１０は本実施の形態に係る分級洗浄施設の一例の概略構成図である。なお、図９および図１０において、実線の矢印は汚染物質等の流れを示し、破線の矢印は排水の流れを示し、一点鎖線の矢印は除去土壌の流れを示している。また、図９の点線の矢印は洗浄水の流れを示している。
図９に示すように、分級洗浄施設Ｆｃは、洗浄処理装置ＷＭと、分級処理装置ＣＭと、分離処理装置ＤＭと、脱水処理装置ＤＨＭと、排水処理装置ＤＷＭとを有している。
洗浄処理装置ＷＭは、例えば、ドラムウォッシャで構成されている。この洗浄処理装置ＷＭは、ドラムＤ内に散水しながらドラムＤを回転させることでドラムＤ内に収容された除去土壌Ｓｃに対して洗浄処理および研磨処理を施す装置である。本実施の形態では、例えば、洗浄処理装置ＷＭのドラムＤ内に上記した膨潤抑制剤が投入される。
分級処理装置ＣＭは、分級処理を行う装置であり、例えば、図示しない振動篩機とサイクロンとを一体で備えている。洗浄処理装置ＷＭから送られた泥水は、分級処理装置ＣＭのサイクロンで遠心分離される。この分離された重い土壌部分が分級処理装置ＣＭの振動篩機にかけられ水切りされる。すなわち、振動篩機の網に落ちた土砂は、網の上を横方向に移動しながら水切れが行われ、やがて網の端からこぼれ落ちる。また、振動篩機で水切りされた水が、洗浄処理装置ＷＭから次々に送られる泥水に混合されて再びサイクロンに供給されるようになっている。ここでは、例えば、７５μｍ未満の土粒子の一群を抽出して後段に送る一方、７５μｍ以上の土粒子の一群を浄化済等土壌Ｓｐとして得る。上記ドラムウォッシャや振動篩機に代えて、例えば、トロンメルやハイメッシュセパレータを用いても良い。また、分級洗浄性能を向上させるため分級処理装置ＣＭとして、例えば、泡浮遊式分離装置や重力式分離装置を用いても良い。
分離処理装置ＤＭは、例えば、シックナーで構成されている。分離処理装置ＤＭは、分級処理装置ＣＭから送られた泥水中の個体粒子を泥漿として分離する装置である。個体粒子は分離処理装置ＤＭの処理槽Ｔの底に沈殿し、上澄み液は処理槽Ｔ内に貯えられるようになっている。
脱水処理装置ＤＨＭは、例えば、フィルタプレスで構成されている。脱水処理装置ＤＨＭでは、泥状の微粒分を袋状のフィルタに充填した状態で高圧を加えることで脱水し、脱水ケーキＳｄとして取り出すようになっている。フィルタプレスに代えて、例えば、ベルトプレスを用いても良い。
排水処理装置ＤＷＭは、脱水処理装置ＤＨＭから送られた排水（汚染物質を含む）を浄化する装置である。排水処理装置ＤＷＭで浄化された浄化水は、再び洗浄処理装置ＷＭや分級処理装置ＣＭに送られる。
図１０に示す分級洗浄施設Ｆｃの構成は図９とほぼ同じである。こでは、排水の流れが若干異なっている。すなわち、分離処理装置ＤＭで得られた洗浄水を洗浄処理装置ＷＭや分級処理装置ＣＭに供給するとともに、脱水処理装置ＤＨＭで得られた排水（汚染物質を含む）を分離処理装置ＤＭに供給するようになっている。
次に、本実施の形態の除去土壌の分級洗浄方法の一例について図９を参照しながら図１１のフロー図に沿って説明する。図１１は本実施の形態の除去土壌の分級洗浄方法を示すフロー図である。
まず、除去土壌Ｓｃ、水および膨潤抑制剤を洗浄処理装置ＷＭのドラムＤ内に投入した後、ドラムＤを回転させることで混合攪拌し、ドラムＤ内の除去土壌Ｓｃを洗浄および研磨する（図１１の工程１００）。
続いて、洗浄処理後の除去土壌（泥水）を分級処理装置ＣＭに送り、分級処理を施すことにより、７５μｍ未満の土粒子（細粒分Ｐｆ（図４参照））の一群を抽出する一方、７５μｍ以上の土粒子（粗粒分Ｐｃ（図４参照））の一群を残留分として取り出す（図１１の工程１０１）。この残留分は浄化確認調査により基準適合が確認された後、浄化済等土壌Ｓｐ（再生土壌）となる（図１１の工程１０２）。
その後、分級処理装置ＣＭを通過し、汚染が濃縮された細粒分Ｐｆ（図４参照）は分離処理装置ＤＭにおいて凝集沈殿を経て脱水処理装置ＤＨＭにおいて脱水処理が施され（図１１の工程１０３）、脱水ケーキＳｄとして排出される。この脱水ケーキＳｄは、汚染が濃縮していることから汚染土壌として取り扱われ、再処理汚染土壌処理施設等へ搬出される（図１１の工程１０４）。
このように本実施の形態においては、上記したように除去土壌の分級洗浄処理の開始時に除去土壌中に膨潤抑制剤を添加したことにより、除去土壌に含まれる高分子吸水性樹脂の膨潤を抑制または防止することができるので、膨張した高分子吸水性樹脂に因る篩の目詰まりを低減または解消することができる。
このため、浄化済等土壌Ｓｐ中に残留する改質材（高分子吸水性樹脂）の量を低減できるので、浄化済等土壌Ｓｐ（再生土壌）の特性（例えば、粒度特性および含水率）を向上させることができる。
また、分級洗浄処理時に篩の目詰まりが低減または解消されることにより、分級洗浄処理によって７５μｍ未満の土粒子をより多く通過させることができるので、浄化済等土壌Ｓｐ（再生土壌）中に含まれる７５μｍ未満の土粒子の量を低減できる。すなわち、７５μｍ未満の土粒子に比較的多く吸着し集積する可能性の高いＣｓの量を低減できるので、浄化済等土壌Ｓｐの線量を低くすることができる。このため、浄化済等土壌Ｓｐの特性を向上（例えば、含有Ｃｓ量による放射線濃度を低下）させることができる。
（第２の実施の形態）
一般的に、７５μｍの篩を通過する土粒子にＣｓが多く吸着されていることが知られているが、上記実施の形態によれば、分級洗浄処理の過程において膨潤抑制剤の添加量を調整すると、除去土壌に含まれる高分子吸水性樹脂の膨潤に因る篩の目詰まりの状態を調節することができるので、７５μｍの篩を通過する土壌の量を制御することができる。すなわち、膨潤抑制剤の添加量を調整することで、７５μｍの篩を通過せず残る残留分の土壌（再生土壌）に含まれるＣｓの多寡を調整することができる。
ここで、図１２（ａ），（ｂ）はそれぞれ塩化カルシウムと硫酸第一鉄七水和塩とを膨潤抑制剤として用いた場合の７５μｍの篩を通過した分の土壌量（乾燥重量）を示している。また、図１３は図１２から分かる結果をまとめて示した図である。
図１２（ａ）および図１３に示すように、膨潤抑制剤として塩化カルシウムを用いた場合において、膨潤抑制剤の添加量が、例えば、０．２５以上、１ｗｔ％未満では、７５μｍの篩を通過する土壌量が相対的に少なくなり、特に、膨潤抑制剤の添加量が０．７５ｗｔ％で、７５μｍの篩を通過する土壌量が最小（５６％減）となる。この場合は、７５μｍの篩を通過せず残る残留分が多くなるので、再生土壌におけるＣｓ量の低減効果が抑制される。
また、膨潤抑制剤として塩化カルシウムを用いた場合において、膨潤抑制剤の添加量が、例えば、１以上、５ｗｔ％未満では、７５μｍの篩を通過する土壌量が相対的に多くなり、特に、膨潤抑制剤の添加量が３ｗｔ％で、７５μｍの篩を通過する土壌量が最大（２４％増）となる。この場合は、７５μｍの篩を通過せず残る残留分が少なくなるので、再生土壌におけるＣｓ量の低減効果が促進される。
一方、図１２（ｂ）および図１３に示すように、膨潤抑制剤として硫酸第一鉄七水和塩を用いた場合において、膨潤抑制剤の添加量が、例えば、０．１以上、０．５ｗｔ％未満では、７５μｍの篩を通過する土壌量が相対的に少なくなり、特に、膨潤抑制剤の添加量が０．１ｗｔ％で、７５μｍの篩を通過する土壌量が最小（３８％減）となる。この場合は、７５μｍの篩を通過せず残る残留分が多くなるので、再生土壌におけるＣｓ量の低減効果が抑制される。
また、膨潤抑制剤として硫酸第一鉄七水和塩を用いた場合において、膨潤抑制剤の添加量が、例えば、１．５以上、３ｗｔ％以下では、７５μｍの篩を通過する土壌量が相対的に多くなり、特に、膨潤抑制剤の添加量が１．５ｗｔ％で、７５μｍの篩を通過する土壌量が最大（１０８％増）となる。この場合は、７５μｍの篩を通過せず残る残留分が少なくなるので、再生土壌におけるＣｓ量の低減効果が促進される。
このように、膨潤抑制剤の未添加（添加材量＝０ｗｔ％）の土壌に比して、７５μｍの篩を通過する土壌量が少なくなる、または、多くなるときの膨潤抑制剤の添加量を判別することができるが、その膨潤抑制剤の添加量は、再生土壌中のＣｓ量を抑制または促進させる境界値となることが理解できる。
このことと、Ｃｓ含有土壌の再利用の前提が８０００Ｂｑ／ｋｇを超えないものとされていることから、本実施の形態においては、８０００Ｂｑ／ｋｇ以下の土壌と、それを超える土壌とで膨潤抑制剤の添加量を変えるようにする。これにより、合理的な浄化処理を実施することが可能になる。以下、それぞれの場合について適用例を説明する。
まず、分級洗浄処理対象が比較的Ｃｓ濃度の高い土壌（図１の土壌Ｓ２，Ｓ３等）の場合において用いる膨潤抑制剤の添加方法を説明する。
この場合は、膨潤抑制剤として塩化カルシウムを用いる場合、その添加量を、例えば、１以上、５ｗｔ％以下の範囲とする。また、膨潤抑制剤として硫酸第一鉄七水和塩を用いる場合、その添加量を、例えば、０．５以上、３ｗｔ％以下の範囲とする。これにより、分級洗浄処理時に篩を通過する７５μｍ未満の土粒子を多くすることができるので、再生土壌（７５μｍの篩を通過せず残る残留分）のＣｓ濃度を低減することができる。
次に、分級洗浄処理対象が比較的Ｃｓ濃度の低い土壌（図１の土壌Ｓ１等）の場合において用いる膨潤抑制剤の添加方法を説明する。
この場合は、膨潤抑制剤として塩化カルシウムを用いる場合、その添加量を、例えば、０．２５以上、１ｗｔ％未満の範囲とする。また、膨潤抑制剤として硫酸第一鉄七水和塩を用いる場合、その添加量を、例えば、０．１以上、０．５ｗｔ％未満の範囲とする。これにより、分級洗浄処理時に篩を通過する７５μｍ未満の土粒子を少なくすることができるので、再生土壌（７５μｍの篩を通過せず残る残留分）を増加させることができる。
（第３の実施の形態）
上記第１の実施の形態においては、土壌Ｓ３（図１参照）を対象の除去土壌とした場合について説明した。ここで、土壌Ｓ１，Ｓ２については洗浄処理が施されないものの中間貯蔵施設Ｆｉ（図１参照）に運び込まれて改質材を添加して異物除去処理が施された後に中間貯蔵施設Ｆｉにて保管されつつある。また、この土壌は３０年以内に掘り出されて再利用か最終処分場に搬出されることが法律で決められている。そして、土壌Ｓ１，Ｓ２についても貯蔵保管中の水分の影響や掘り出し後の水分との接触により膨潤性が顕在化することが想定される。
そこで、本実施の形態においては、分級洗浄処理が施されない土壌Ｓ１，Ｓ２においても土壌Ｓ１，Ｓ２を掘り出した後に膨潤抑制剤を添加し攪拌する。これにより、土壌Ｓ１，Ｓ２での膨潤を抑制できる。また、土壌Ｓ１，Ｓ２の特性（例えば、粒度特性および含水率）を向上させることができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。
以上の説明では、本発明の汚染土壌の分級洗浄処理方法を除去土壌の分級洗浄処理方法に適用した場合について説明したが、例えば、脱水汚泥等のような産業廃棄物処理においても高分子吸水性樹脂を含む処理剤が使用されている場合もあるので、その場合の膨潤抑制対策として適用することができる。
Ｆｉ 中間貯蔵施設
Ｆｓ 受入分別施設
Ｆｃ 分級洗浄施設
ＢＭ 破袋機
ＳＶ１，ＳＶ２ 篩機
ＢＣ１～ＢＣ４ ベルトコンベア
ＷＭ 洗浄処理装置
ＣＭ 分級処理装置
ＤＭ 分離処理装置
ＤＨＭ 脱水処理装置
ＤＷＭ 排水処理装置
Ｓ１～Ｓ４ 土壌
Ｓｃ 除去土壌
Ｓｐ 浄化済等土壌
Ｓｄ 脱水ケーキ
Ｐｆ 細粒分
Ｐｃ 粗粒分
Ｐｈ 汚染物質
Ｆｓ 受入分別施設
Ｆｃ 分級洗浄施設
ＢＭ 破袋機
ＳＶ１，ＳＶ２ 篩機
ＢＣ１～ＢＣ４ ベルトコンベア
ＷＭ 洗浄処理装置
ＣＭ 分級処理装置
ＤＭ 分離処理装置
ＤＨＭ 脱水処理装置
ＤＷＭ 排水処理装置
Ｓ１～Ｓ４ 土壌
Ｓｃ 除去土壌
Ｓｐ 浄化済等土壌
Ｓｄ 脱水ケーキ
Ｐｆ 細粒分
Ｐｃ 粗粒分
Ｐｈ 汚染物質
Claims (2)
- 高分子吸水性樹脂を含む汚染土壌の分級洗浄処理の分級洗浄方法であって、
前記汚染土壌の分級洗浄処理の開始時に、前記汚染土壌に膨潤抑制剤を添加し、
前記膨潤抑制剤は硫酸第一鉄七水和塩を含み、前記硫酸第一鉄七水和塩の添加量は、０．５～３ｗｔ％であることを特徴とする汚染土壌の分級洗浄方法。 - 前記膨潤抑制剤の添加量を変えることにより、前記分級洗浄処理において篩を通過する土粒子の量および前記篩を通過せず残留する土粒子の量を制御することを特徴とする請求項１記載の汚染土壌の分級洗浄方法。
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