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技術 汚染土壌の改良方法

出願人 日本板硝子株式会社公益財団法人国際環境技術移転センター
発明者 相澤一弘高橋康史
出願日 2006年4月18日 (14年8ヶ月経過) 出願番号 2006-114499
公開日 2007年11月1日 (13年2ヶ月経過) 公開番号 2007-283229
状態 未査定
技術分野 固体廃棄物の処理 固体収着剤及びろ過助剤
主要キーワード ガラス工場 酸化セリウム水和物 柱状改良工法 アルカリ雰囲気 汚染領域 ガラス屑 掘削土壌 ガラスカレット
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年11月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

比較的低コスト汚染土壌の改良を行うことができ、しかも、土壌改良後において、その改良した土地を比較的容易に再利用することが可能な汚染土壌の改良方法

解決手段

有害物質Aにより汚染された土壌Sを所定の深さまで掘削し、その掘削土壌Sを排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌Sに土壌改良材Bを混入するとともに、掘削土壌Sと土壌改良材Bを混合する工程を繰り返しながら、有害物質Aにより汚染された土壌Sを改良する汚染土壌の改良方法であって、土壌改良材Bとして希土類化合物を含む粉体粒体またはスラリーを使用する。

概要

背景

汚染土壌改良方法としては、汚染された土壌掘削して除去し、代替の土壌と入れ替え工法が一般的に知られている。
しかし、この方法では、汚染された土壌を掘削して搬出し、さらに、代替の土壌を搬入しなければならないため、かなり大掛かりな作業を必要とする。特に、汚染領域広範囲にわたる場合には、搬出する汚染土壌や搬入する代替土壌の量が多く、また、土中深くまで汚染されている場合には、汚染土壌の掘削や除去が大掛かりな作業となり、非常にコスト高となる欠点がある。

このような問題を解消する方法として、一般に「柱状改良工法」と称される方法、つまり、汚染土壌を所定の深さまで掘削し、その掘削土壌排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌にセメント系固化材スラリー混入して混合し、その工程を繰り返しながら、汚染土壌を固化して有害物質を封じ込めて改良する方法も知られている(例えば、特許文献1参照)。

特開2001−334135号公報

概要

比較的低コストで汚染土壌の改良を行うことができ、しかも、土壌改良後において、その改良した土地を比較的容易に再利用することが可能な汚染土壌の改良方法。有害物質Aにより汚染された土壌Sを所定の深さまで掘削し、その掘削土壌Sを排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌Sに土壌改良材Bを混入するとともに、掘削土壌Sと土壌改良材Bを混合する工程を繰り返しながら、有害物質Aにより汚染された土壌Sを改良する汚染土壌の改良方法であって、土壌改良材Bとして希土類化合物を含む粉体粒体またはスラリーを使用する。

目的

本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、比較的低コストで汚染土壌の改良を行うことができ、しかも、土壌改良後において、その改良した土地を比較的容易に再利用することが可能な汚染土壌の改良方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

有害物質により汚染された土壌を所定の深さまで掘削し、その掘削土壌排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌に土壌改良材混入するとともに、掘削土壌と土壌改良材を混合する工程を繰り返しながら、有害物質により汚染された土壌を改良する汚染土壌改良方法であって、前記土壌改良材として希土類化合物を含む粉体粒体またはスラリーを使用する汚染土壌の改良方法。

請求項2

前記希土類化合物が、水酸化セリウム水和物または水酸化セリウムである請求項1に記載の汚染土壌の改良方法。

請求項3

前記粉体、粒体またはスラリーが、ガラス屑を含んでいる請求項1または2に記載の汚染土壌の改良方法。

請求項4

前記希土類化合物が、砒素フッ素クロムカドミウム、鉛、セレンホウ素、アンチモンモリブデン、水銀のうちの少なくとも一種吸着する請求項1〜3のいずれか1項に記載の汚染土壌の改良方法。

技術分野

0001

本発明は、有害物質により汚染された土壌を所定の深さまで掘削し、その掘削土壌排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌に土壌改良材混入するとともに、掘削土壌と土壌改良材を混合する工程を繰り返しながら、有害物質により汚染された土壌を改良する汚染土壌改良方法に関する。

背景技術

0002

汚染土壌の改良方法としては、汚染された土壌を掘削して除去し、代替の土壌と入れ替え工法が一般的に知られている。
しかし、この方法では、汚染された土壌を掘削して搬出し、さらに、代替の土壌を搬入しなければならないため、かなり大掛かりな作業を必要とする。特に、汚染領域広範囲にわたる場合には、搬出する汚染土壌や搬入する代替土壌の量が多く、また、土中深くまで汚染されている場合には、汚染土壌の掘削や除去が大掛かりな作業となり、非常にコスト高となる欠点がある。

0003

このような問題を解消する方法として、一般に「柱状改良工法」と称される方法、つまり、汚染土壌を所定の深さまで掘削し、その掘削土壌を排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌にセメント系固化材スラリーを混入して混合し、その工程を繰り返しながら、汚染土壌を固化して有害物質を封じ込めて改良する方法も知られている(例えば、特許文献1参照)。

0004

特開2001−334135号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、セメント系固化材のスラリーを使用して有害物質を封じ込める方法では、土壌がセメント系固化材により固化されるため、改良した土壌の土地建築物などを構築して再利用する場合、その固化された土壌の取り扱いが困難で、土地の再利用に困難性を伴うという欠点がある。

0006

本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、比較的低コストで汚染土壌の改良を行うことができ、しかも、土壌改良後において、その改良した土地を比較的容易に再利用することが可能な汚染土壌の改良方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明の第1の特徴構成は、有害物質により汚染された土壌を所定の深さまで掘削し、その掘削土壌を排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌に土壌改良材を混入するとともに、掘削土壌と土壌改良材を混合する工程を繰り返しながら、有害物質により汚染された土壌を改良する汚染土壌の改良方法であって、前記土壌改良材として希土類化合物を含む粉体粒体またはスラリーを使用するところにある。

0008

本発明の第1の特徴構成によれば、有害物質により汚染された土壌を所定の深さまで掘削し、その掘削土壌を排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌に土壌改良材を混入し、掘削土壌と土壌改良材を混合する工程を繰り返しながら、有害物質により汚染された土壌を改良するので、汚染された土壌を掘削して搬出し、代替の土壌と入れ替える従来の方法に比べて、汚染土壌の改良に要するコストを低減することができる。
そして、汚染土壌に混入する土壌改良材として希土類化合物を含む粉体、粒体またはスラリーを使用するので、砒素フッ素クロムカドミウム、鉛、セレン(4価、6価)、ホウ素、アンチモンモリブデン、水銀などの有害物質に対して従来から使用されているアルミナなどに比較して4〜6倍程度の吸着性能を有する希土類化合物によって、汚染土壌が確実に浄化、改良され、しかも、セメント系固化材を使用する場合のように、土壌が固化されることもないので、その後の土地の再利用も非常に容易となる。

0009

本発明の第2の特徴構成は、前記希土類化合物が、水酸化セリウム水和物または水酸化セリウムであるところにある。

0010

本発明の第2の特徴構成によれば、希土類化合物が、水酸化セリウム水和物または水酸化セリウムであるから、上述した有害物質のなかでも特に砒素、鉛などの吸着性能に優れ、かつ、セリウム希土類のなかでも比較的安価に入手可能であるため、コスト面においても優れている。

0011

本発明の第3の特徴構成は、前記粉体、粒体またはスラリーが、ガラス屑を含んでいるところにある。

0012

本発明の第3の特徴構成によれば、粉体、粒体またはスラリーが、ガラス屑を含んでいるので、有害物質である砒素などを効率良く吸着することができる。
つまり、ガラス屑はアルカリ性を呈し、希土類金属は、後に詳しく示すように、アルカリ雰囲気中において吸着性能が向上するので、砒素などを効率良く吸着して効果的な汚染土壌の浄化、改良が可能となる。
その上、ガラス屑は、ガラス工場などで発生するガラスカレット廃研磨材リサイクルすることにより入手可能であるため、コスト面においても優れている。

0013

本発明の第4の特徴構成は、前記希土類化合物が、砒素、フッ素、クロム、カドミウム、鉛、セレン、ホウ素、アンチモン、モリブデン、水銀のうちの少なくとも一種を吸着するところにある。

0014

本発明の第4の特徴構成によれば、希土類化合物が、砒素、フッ素、クロム、カドミウム、鉛、セレン、ホウ素、アンチモン、モリブデン、水銀のうちの少なくとも一種を吸着するので、これら有害物質のひとつによって汚染された土壌も、また、これら有害物質の複数によって汚染された土壌も、同じ希土類化合物を含む粉体、粒体またはスラリーにより改良することができ、種々の汚染土壌に対して広範囲に適用することができる。

発明を実施するための最良の形態

0015

本発明による汚染土壌の改良方法につき、その実施の形態を図面に基づいて説明する。
この汚染土壌の改良方法は、図1に示すように、例えば、化学薬品などの有害物質Aにより汚染された土壌Sを浄化して改良するための方法で、例えば、土壌Sを柱状に掘削するオーガー機1を使用する。
そのオーガー機1は、鉛直方向に上下移動可能な回転軸2を備え、その回転軸2の先端近くには、掘削刃3や撹拌翼4を備え、さらに、回転軸2の先端近くからスラリー状の土壌改良材Bを噴出する機構(図示せず)などを備えている。

0016

このオーガー機1を使用して、最初に回転軸2を回転させながら下方へ移動させ、回転軸2の先端に備えられた掘削刃3により汚染された土壌Sを所定の深さにまで掘削する。
つぎに、その掘削した土壌Sを排土することなく、掘削した原位置において、回転軸2の先端近くからスラリー状の土壌改良材Bを噴出して掘削土壌Sに混入する。そして、回転軸2を回転させながら上下方向へ移動させ、撹拌翼4により掘削土壌Sとスラリー状の土壌改良材Bを十分に混合し、その後、回転軸2を土壌Sから上方へ抜き取るのであり、図中仮想線で示すように、この工程を有害物質Aにより汚染された土壌Sの全域にわたって繰り返しながら汚染土壌Sを改良する。

0017

掘削土壌Sに混入する土壌改良材Bとしては、有害物質Aを吸着する希土類化合物の粉体、粒体、または、粉粒体を含むスラリーが使用され、その希土類化合物が、改良すべき土壌に対して5〜10重量%程度混入される。
希土類化合物としては、例えば、セリウム(Ce)、サマリウム(Sm)、ネオジム(Nd)、ガドリニウム(Gd)、ランタン(La)、イットリウム(Y)の化合物が使用され、これら希土類化合物は、有害物質Aとしての砒素(As)、フッ素(F)、クロム(Cr)、カドミウム(Cd)、鉛(Pb)、セレン(Se)、ホウ素(B)、アンチモン(Sb)、モリブデン(Mo)、水銀(Hg)などに対して高い吸着性能を有する。

0018

これら希土類化合物は、希土類の酸化物水和物または水酸化物の形態で、例えば、酸化セリウム水和物(CeO2・1.6H2O)、酸化サマリウム水和物(Sm2O3・4.1H2O)、酸化ネオジム水和物(Nd2O3・4.7H2O)、酸化ガドリニウム水和物(Gd2O3・5.0H2O)、酸化ランタン水和物(La2O3・3.0H2O)、酸化イットリウム水和物(Y2O3・2.1H2O)、水酸化セリウム(Ce(OH)3またはCe(OH)4)の形態で、かつ、0.1〜2.0μm程度の径を有する細かい粉粒体、または、それらの2次凝集体(1μm〜1000μm)、または、これらの希土類の酸化物または水酸化物をセラミックなどの無機材料あるいは有機材料担持した0.1〜10mm程度の径を有する粒体の形態で使用される。

0019

これら希土類化合物を含む粉体、粒体またはスラリーには、アルカリ性のガラス屑も含まれ、ガラス屑は、希土類化合物の砒素吸着性能を向上させるためのもので、図2に示すpH濃度に対する希土類化合物の砒素吸着性能を示す図表から明らかなように、希土類化合物の砒素吸着性能はアルカリ雰囲気中において優れ、特に、三価砒素にあっては吸着性能が顕著に向上する。
そのガラス屑は、例えば、0.1〜5.0mm程度の径を有する粒体の形態で使用されるが、ガラス屑に代えて、または、ガラス屑に加えて、石灰石ドロマイトコンクリート廃材などのアルカリ性物質の粒体も使用可能である。

図面の簡単な説明

0020

汚染土壌の改良方法の実施態様を示す斜視図
pH濃度に対する希土類化合物の砒素吸着性能を示す図表

符号の説明

0021

A有害物質
B土壌改良材
S 土壌

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