JP2009274004A - Treating method of soil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、土壌,特に有機ハロゲン化合物および重金属等により汚染された土壌の処理方法に関する。また、本発明は、特に含有物の少なくとも一部としてPCB類(ポリクロロビフェニル類)もしくはダイオキシン類などのような有機ハロゲン化合物を含有する土壌の処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating soil, particularly soil contaminated with organic halogen compounds and heavy metals. The present invention also relates to a method for treating soil containing organic halogen compounds such as PCBs (polychlorobiphenyls) or dioxins as at least part of the inclusions.
PCB類およびダイオキシン類は、難分解性の物質であり、人体に悪影響を及ぼす有害な物質であることから、これまで生産しもしくは副生成物として生成したこれらの有機ハロゲン化合物の処理が急がれている。これらの物質が純粋な形態で保管されている場合には比較的簡単に処理を行うことができるが、これらの物質が低濃度で土壌中に含まれている場合には、このような汚染された土壌を処理することは、極めて困難であった。これまで、PCB類およびダイオキシン類などの有機ハロゲン化合物を含有する汚染土壌の処理方法としては、最終埋立地に搬送して埋設するか、コンクリートなどで囲い込みをする手段が一般的であった。これらの手段はPCB類やダイオキシン類を一般環境から隔離するための緊急手段としては効果があるが、PCB類やダイオキシン類は難分解性物質であるため、長期にわたり分解されずに安定的に存在することになる。そのためこれらの物質が最終埋立地やコンクリートから溶出し、一般環境中へ浸出する危険性がある。 PCBs and dioxins are difficult-to-decompose substances and harmful substances that adversely affect the human body, so it is urgent to dispose of these organic halogen compounds that have been produced or produced as by-products. ing. If these substances are stored in pure form, they can be processed relatively easily, but if these substances are present in the soil at low concentrations, such contamination will occur. It was extremely difficult to treat the soil. Until now, as a method for treating contaminated soil containing organic halogen compounds such as PCBs and dioxins, a method of transporting and embedding in a final landfill or enclosing with concrete or the like has been common. Although these means are effective as an emergency means for isolating PCBs and dioxins from the general environment, PCBs and dioxins are persistent substances that do not decompose over a long period of time because they are persistent substances. Will do. Therefore, there is a risk that these substances are eluted from the final landfill or concrete and leached into the general environment.
図2は、従来の土壌の処理方法の一例を示す。図2において、汚染土壌から間接熱脱着工程1,分解工程2,ガス冷却工程3,貯留タンク4を経た後、凝集沈殿工程5に導かれ、処理を経た後、下水もしくは公共水域へ排水される。
FIG. 2 shows an example of a conventional soil treatment method. In FIG. 2, after passing through the indirect
まず、間接熱脱着工程1では、有機ハロゲン化合物を含有している汚染土壌を間接加熱装置により所定の温度範囲に加熱し、有機ハロゲン化合物を揮発させる。分解工程2では、間接熱脱着工程1によって揮発した有機ハロゲン化合物を含有するガスを前記水分とともに加熱することによって反応させ、有機ハロゲン化合物を少なくともハロゲン化水素と二酸化炭素を含む物質に分解し、有機ハロゲン化合物を無害化する。
First, in the indirect
分解工程2において生成したハロゲン化水素と二酸化炭素を含むガスは、次のガス冷却工程3に導かれる。汚染土壌に含まれていた水分は、間接熱脱着工程1で揮発し、ガス冷却工程3において凝縮して水に戻る。また、分解工程2で有機炭化水素と酸素との反応、あるいは有機炭化水素と水蒸気との反応で水蒸気が生成する。この水蒸気もガス冷却工程3で凝縮されて水に戻る。ガス冷却工程3で発生した水のPCB濃度やダイオキシン類の濃度は、分解工程2の分解性能と、間接熱脱着工程1から飛散する土壌微粒子の量に依存する。ダイオキシン類濃度は、間接熱脱着工程1から飛散する土壌微粒子の量に依存する。
ガス冷却工程3で発生した水は、貯留タンク4に導かれる。貯留タンク4からの水は、ポンプ5により凝集沈殿工程6に導かれる。凝集沈殿工程6では、薬品による凝集沈殿処理を行い、水中に溶解している重金属等を沈殿させる。凝集沈殿処理工程6での沈殿物は産業廃棄物として廃棄され、処理水は下水もしくは公共水域へ排水される。
The gas containing hydrogen halide and carbon dioxide generated in the
Water generated in the
有機ハロゲン化合物を無害化処理する他の方法として、加熱によりPCB類、ダイオキシン類を土壌から分離抽出して処理するいくつかの方法が提案されている。例えば特許文献1には、抽出されたPCB類、ダイオキシン類の分解方法として、ガス状のPCB類、ダイオキシン類を触媒で分解する方法が記載されている。また、特許文献2には、ガス状のPCB類、ダイオキシン類を1000℃前後のアフターバーナーで2次燃焼する分解方法が記載されている。
ところで、一般に土壌中には10質量%以上の水分が含まれているため、加熱によりPCB類やダイオキシン類を分離するときに、土壌中の水分もPCB類、ダイオキシン類とともに蒸発する。また水分が30質量%以上含まれている場合は事前に乾燥することが望まれるが、その場合も微量にPCB類やダイオキシン類が含まれた排水が発生する。加熱炉から出てくる排ガスは水の沸点以下の所定の温度に急冷するため、前記工程で蒸発した水分は凝縮し、排水が発生する。 By the way, since the soil generally contains 10% by mass or more of moisture, when the PCBs and dioxins are separated by heating, the moisture in the soil also evaporates together with the PCBs and dioxins. In addition, when the water content is 30% by mass or more, it is desired to dry in advance, but in that case, wastewater containing a small amount of PCBs and dioxins is generated. Since the exhaust gas coming out of the heating furnace is rapidly cooled to a predetermined temperature below the boiling point of water, the water evaporated in the above process is condensed and waste water is generated.
これらの排水中には土壌中の成分により重金属等が含まれる場合があるため、下水もしくは公共水域へ排水するためには、排水基準値以下に水処理を行う必要がある。重金属類を除去する一般的な水処理としては凝集沈殿処理を行うが、これらの排水はSS濃度が高いため、沈殿物の量が多量となる。この沈殿物は産業廃棄物として廃棄されており、廃棄物量が多量となる問題がある。 Since these drains may contain heavy metals, etc. depending on the components in the soil, it is necessary to perform water treatment below the drainage standard value in order to drain into sewage or public waters. As a general water treatment for removing heavy metals, a coagulation sedimentation treatment is performed. However, since these wastewaters have a high SS concentration, the amount of precipitates becomes large. This deposit is discarded as industrial waste, and there is a problem that the amount of waste becomes large.
また、これらの排水中のSS(Suspended Solid;浮遊粒子)は、沈降性がよいため、貯留タンクに貯めるとSSが沈殿し、底部に堆積するという問題がある。
さらに、この排水を貯留タンクから水処理工程へ導くためにはポンプが必要である。しかし、排水中のSS濃度が高いため、その浮遊粒子によりポンプ構造のシール機能が不能となり、ポンプの故障の要因となっているという問題がある。
Further, since SS (Suspended Solid) in these wastewaters has good sedimentation properties, there is a problem that when they are stored in a storage tank, SS precipitates and accumulates at the bottom.
Furthermore, a pump is required to guide this waste water from the storage tank to the water treatment process. However, since the SS concentration in the wastewater is high, there is a problem that the suspended particles make the sealing function of the pump structure impossible and cause a failure of the pump.
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、汚染土壌に含まれていた水分により発生した排水は、貯留タンクに貯めずに直接水処理工程へ導くことで、タンクでの浮遊粒子の堆積及びポンプ故障による送水不能を回避するとともに、第1に排水中のSSを除去する水処理を行い、間接熱脱着装置から排出された浄化土壌に湿潤水として有効活用し、第2に下水もしくは公共水域へ排水する水分については、凝集沈殿処理を行うが、事前にSSを除去することにより、沈殿物の量を少なくして産業廃棄物の量を削減可能な土壌の処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and wastewater generated by moisture contained in the contaminated soil is directly stored in the storage tank without being stored in the storage tank, so that suspended particles in the tank can be obtained. First, water treatment that removes SS in the wastewater is performed, and it is effectively used as wet water for the purified soil discharged from the indirect thermal desorption device, and secondly, sewage Alternatively, the water drained to public water areas is subjected to coagulation sedimentation treatment, but by removing SS in advance, a soil treatment method is provided that can reduce the amount of sediment and reduce the amount of industrial waste. For the purpose.
本発明に係る土壌の処理方法は、土壌に含まれる有機ハロゲン化合物を無害化する土壌の処理方法において、有機ハロゲン化合物を含有する土壌を前記有機ハロゲン化合物の沸点以上の温度に間接的に加熱して水分と有機ハロゲン化合物を揮発させ、水分を含まない乾燥した浄化土壌とする間接熱脱着工程と、揮発した有機ハロゲン化合物を前記水分とともに加熱して前記有機ハロゲン化合物を分解する分解工程と、前記分解工程から出てくる排ガスを水の沸点以下の温度に急冷して排ガス中に含まれる水分を凝縮させるガス冷却工程と、前記凝縮水から浮遊粒子を除去する水処理を行う水処理工程と、前記水処理工程で得られた処理水を凝集沈殿による水処理を行い、重金属類を除去した後、下水もしくは公共水域へ排水する凝集沈殿工程を備えることを特徴とする。 The soil treatment method according to the present invention is a soil treatment method for detoxifying an organic halogen compound contained in soil, wherein the soil containing the organic halogen compound is indirectly heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the organic halogen compound. Indirect thermal desorption step of volatilizing moisture and organic halogen compound to make dry purified soil free from moisture, decomposition step of decomposing the organic halogen compound by heating the volatilized organic halogen compound together with the moisture, A gas cooling step of rapidly cooling the exhaust gas coming out of the decomposition step to a temperature below the boiling point of water to condense moisture contained in the exhaust gas, a water treatment step of performing water treatment to remove suspended particles from the condensed water, The coagulation sedimentation process which performs the water treatment by the coagulation sedimentation of the treated water obtained in the water treatment process, removes heavy metals, and then drains it into sewage or public water area Characterized in that it comprises.
本発明によれば、PCB汚染土壌等を間接的に加熱してPCBやダイオキシン類を揮発させ、PCBやダイオキシン類とともに揮発した水分を貯留タンク及びポンプを介さずに直接水処理工程へ導き、その処理水を凝集沈殿による水処理を施すことにより、余剰水中に溶解している重金属等を下水排水基準以下とし、下水もしくは公共水域へ排水することとする。 According to the present invention, PCB-contaminated soil and the like are indirectly heated to volatilize PCBs and dioxins, and the water volatilized with the PCBs and dioxins is directly led to the water treatment process without going through the storage tank and the pump. By treating the treated water with coagulation sedimentation, the heavy metals dissolved in the surplus water are made to be below the sewage drainage standard and drained into sewage or public water areas.
一般に、土壌中には10質量%以上の水分が含まれているが、従来の処理方法では処理中に土壌から分離した水分は、貯留タンクを介して排水中の重金属等を除去するためポンプで凝集沈殿槽へ導き、排水を全量処理していた。したがって、貯留槽の底部に浮遊粒子が堆積するという問題があった。同時に浮遊粒子により、ポンプのシール機能が不能になるという問題があったが、本発明では土壌からの排水は直接水処理工程へ導いているため、堆積物除去作業およびポンプ故障による送水不能を回避することができる。また、従来、排水を直接凝集沈殿処理していたため、浮遊粒子によって沈殿物の量が多量となる問題があった。しかし、本発明では、凝集沈殿を行う前に凝縮水から浮遊粒子を除去する水処理を行うため、凝集沈殿処理での沈殿物の量を減らすことができ、産業廃棄物量を削減することができる。 In general, the soil contains 10% by mass or more of moisture, but in the conventional treatment method, the moisture separated from the soil during the treatment is pumped to remove heavy metals etc. in the drainage through the storage tank. It was led to a coagulation sedimentation tank and all the wastewater was treated. Therefore, there is a problem that suspended particles accumulate at the bottom of the storage tank. At the same time, there was a problem that the sealing function of the pump became impossible due to suspended particles, but in the present invention, wastewater from the soil is directly led to the water treatment process, thus avoiding the inability to feed water due to sediment removal work and pump failure can do. In addition, since the wastewater is conventionally coagulated and precipitated, there is a problem that the amount of the precipitate is increased due to suspended particles. However, in the present invention, the water treatment for removing suspended particles from the condensed water is performed before the coagulation sedimentation, so that the amount of precipitates in the coagulation sedimentation treatment can be reduced and the amount of industrial waste can be reduced. .
また、前記水処理工程からの処理水の浮遊粒子の濃度が1000mg/L以下であれば、その処理水をPCBやダイオキシン類が分離された浄化土壌の湿潤水として再利用することができる。湿潤水は浄化土壌の含水率が10質量%程度となるように加えるため、土壌の含水率が10質量%より高い場合は余剰水が発生する。そこで、余剰水を凝集沈殿処理による水処理を施し、下水もしくは公共水域へ排水する。 Moreover, if the density | concentration of the suspended particle of the treated water from the said water treatment process is 1000 mg / L or less, the treated water can be reused as the moist water of the purification | cleaning soil from which PCB and dioxins were isolate | separated. Since the wet water is added so that the moisture content of the purified soil is about 10% by mass, excess water is generated when the moisture content of the soil is higher than 10% by mass. Therefore, the surplus water is subjected to water treatment by coagulation sedimentation treatment and drained into sewage or public water areas.
以下、本発明の土壌の処理方法について更に詳しく説明する。
本発明に係る土壌の処理方法は、上述したように、間接熱脱着工程(a)と、分解工程(b)と、ガス冷却工程(c)と、水処理工程(d)と、凝縮沈殿工程(e)を行う。
上記間接熱脱着工程(a)では、間接熱脱着法を用いて土壌を400℃以上の温度域に間接的に加熱することができる。ここで、土壌の間接加熱とは、汚染土壌に火炎が直接接触することなく、汚染土壌を収容している装置の外部の熱源から伝熱によって加熱する方式をいう。本発明で処理する有機ハロゲン化合物としては、難分解性化合物であるPCB、ダイオキシン類、及び揮発性化合物であるトリクロロエチレンなど種々の化合物が挙げられる。
Hereinafter, the soil treatment method of the present invention will be described in more detail.
As described above, the soil treatment method according to the present invention includes the indirect thermal desorption step (a), the decomposition step (b), the gas cooling step (c), the water treatment step (d), and the condensation precipitation step. (E) is performed.
In the indirect thermal desorption step (a), the soil can be indirectly heated to a temperature range of 400 ° C. or higher using an indirect thermal desorption method. Here, the indirect heating of the soil refers to a method in which a flame is heated by heat transfer from a heat source outside the apparatus containing the contaminated soil without direct contact of the flame with the contaminated soil. Examples of the organic halogen compound to be treated in the present invention include various compounds such as PCB, dioxins which are hardly decomposable compounds, and trichlorethylene which is a volatile compound.
本発明において、汚染土壌から有機ハロゲン化合物を揮発させる間接熱脱着工程の温度は、400〜600℃とすることが好ましい。ここで、400℃未満の温度で汚染土壌の処理を行うと、汚染土壌に含まれているPCBやダイオキシン類が完全に揮発せずに土壌中に残留してしまう恐れがある。また、600℃を越えて加熱すると土壌の質が変化してしまうため、この土壌を再生することが困難になる場合がある。そのため汚染土壌からPCBやダイオキシン類を揮発させる加熱温度は、400〜600℃で処理を行うことが好ましい。さらに、この工程の温度は高いほど短時間で処理することができるが、一時間以内の加熱時間で有機ハロゲン化合物を99%揮発させるには、400〜600℃の温度範囲が望ましい。 In this invention, it is preferable that the temperature of the indirect thermal desorption process which volatilizes an organic halogen compound from contaminated soil shall be 400-600 degreeC. Here, when the contaminated soil is treated at a temperature of less than 400 ° C., PCBs and dioxins contained in the contaminated soil may not completely volatilize and remain in the soil. Moreover, since the quality of soil will change if it heats exceeding 600 degreeC, it may become difficult to reproduce | regenerate this soil. Therefore, the heating temperature for volatilizing PCBs and dioxins from contaminated soil is preferably 400 to 600 ° C. Furthermore, the higher the temperature in this step, the shorter the treatment time is, but a temperature range of 400 to 600 ° C. is desirable in order to volatilize 99% of the organic halogen compound within a heating time of one hour or less.
また、間接熱脱着工程の後段に揮発した有機ハロゲン化合物を分解する分解工程(b)として、水蒸気分解法、燃焼分解法のいずれかを用いることが望ましい。また、この分解工程(b)の加熱温度を900℃以上に保持することで、PCBやダイオキシン類を水蒸気や熱分解反応や酸化反応により二酸化炭素や塩化水素に分解することができる。分解工程(b)の設定温度は高いほど有機ハロゲン化合物の分解率が向上する。温度と分解率の関係は、ガスの滞留時間に依存するが、滞留時間が5秒の場合、加熱温度600℃では分解率12%、温度700℃では分解率15%、温度800℃では分解率31%、温度900%では分解率83%、1000℃では分解率99.99%、1100℃では分解率99.999%である。従って、分解工程(b)におけるガスの滞留時間を5秒程度とし、有機ハロゲン化合物の分解率を99%以上とするには、1000〜1200℃の温度範囲が望ましい。 Moreover, it is desirable to use either the steam decomposition method or the combustion decomposition method as the decomposition step (b) for decomposing the organic halogen compound volatilized after the indirect thermal desorption step. Further, by maintaining the heating temperature in the decomposition step (b) at 900 ° C. or higher, PCBs and dioxins can be decomposed into carbon dioxide and hydrogen chloride by steam, thermal decomposition reaction or oxidation reaction. The higher the set temperature in the decomposition step (b), the higher the decomposition rate of the organic halogen compound. The relationship between the temperature and the decomposition rate depends on the residence time of the gas. When the residence time is 5 seconds, the decomposition rate is 12% at a heating temperature of 600 ° C, the decomposition rate is 15% at a temperature of 700 ° C, and the decomposition rate is at a temperature of 800 ° C. When the temperature is 31% and the temperature is 900%, the decomposition rate is 83%. At 1000 ° C, the decomposition rate is 99.99%. At 1100 ° C, the decomposition rate is 99.999%. Therefore, in order to set the gas residence time in the decomposition step (b) to about 5 seconds and the decomposition rate of the organic halogen compound to 99% or more, a temperature range of 1000 to 1200 ° C. is desirable.
さらに、分解工程(b)の後段にガスを冷却するガス冷却工程(c)を設けることで、間接熱脱着工程(a)で揮発した土壌中の水分を凝縮させ、効率よく回収することができる。この凝縮水のPCBやダイオキシン類は、分解工程(b)の分解性能により含有量が異なる。ここで、凝縮水のSS濃度を0mg/Lとして処理した場合、凝縮水から重金属が大部分除外されるので、凝集沈殿工程で廃棄される沈殿物の量を著しく少なくできるという利点がある。また、凝縮水のSS濃度を1000mg/L以下として処理した場合、水処理工程で得られる処理水を、間接熱脱着工程で得られた浄化土壌に湿潤水として再利用することで、廃水の削減による水の有効活用だけでなく、さらに粉塵発生の削減と、ダイオキシン類の再合成防止との3つの効果が得られることを既に見出している。 Furthermore, by providing the gas cooling step (c) for cooling the gas after the decomposition step (b), water in the soil volatilized in the indirect thermal desorption step (a) can be condensed and efficiently recovered. . The PCB and dioxins of the condensed water have different contents depending on the decomposition performance in the decomposition step (b). Here, when the SS concentration of the condensed water is set to 0 mg / L, heavy metals are mostly excluded from the condensed water, so that there is an advantage that the amount of precipitates discarded in the coagulating precipitation step can be remarkably reduced. In addition, when the SS concentration of condensed water is processed at 1000 mg / L or less, the treated water obtained in the water treatment process is reused as wet water in the purified soil obtained in the indirect thermal desorption process, thereby reducing waste water. It has already been found that not only effective use of water by water, but also three effects of reduction of dust generation and prevention of resynthesis of dioxins can be obtained.
即ち、水処理工程(d)において、固液分離を行い、凝縮水から浮遊微粒子を除去する。SS濃度を1000mg/L以下にする水処理工程(d)の方法としては、遠心分離、重力沈降、フィルタープレス、膜処理などと適宜選択することが可能である。SS濃度が0mg/L以下にする水処理工程(d)の方法としては、膜処理などが考えられるが、孔径0.1〜1μmのフィルターを通す方法が装置サイズを小さく、消費エネルギーを抑えることが可能となるため、特に好ましい。水処理工程(d)で得られる水は凝集沈殿工程(e)へ導き、重金属を除去する。 That is, in the water treatment step (d), solid-liquid separation is performed to remove suspended fine particles from the condensed water. The method of the water treatment step (d) for setting the SS concentration to 1000 mg / L or less can be appropriately selected from centrifugation, gravity sedimentation, filter press, membrane treatment and the like. As a method of the water treatment step (d) for reducing the SS concentration to 0 mg / L or less, a membrane treatment or the like can be considered, but a method of passing a filter having a pore diameter of 0.1 to 1 μm reduces the apparatus size and suppresses energy consumption. Is particularly preferable. The water obtained in the water treatment step (d) leads to the coagulation precipitation step (e) to remove heavy metals.
ここで、凝集沈殿を行う水はSS濃度が高いほど沈殿物が増えてしまうため、水処理工程(d)でSS濃度が1000mg/L以下,好ましくは100mg/L以下となるよう処理することにより、沈殿物が少なくなり、産業廃棄物量を削減することができる。また、SS濃度1000mg/L以下であるため、ダイオキシン類の再合成することもない。 Here, since the water in which the coagulation sedimentation is performed increases in the SS concentration, the amount of the precipitate increases. Therefore, in the water treatment step (d), the SS concentration is 1000 mg / L or less, preferably 100 mg / L or less. The amount of sediment can be reduced and the amount of industrial waste can be reduced. Moreover, since the SS concentration is 1000 mg / L or less, dioxins are not re-synthesized.
(実施の形態)
図1を参照して本発明の実施の形態に係る土壌の処理方法を説明する。なお、本実施形態は下記に述べることに限定されない。
本実施形態では、汚染土壌Cから間接熱脱着工程11,分解工程12,ガス冷却工程13,水処理工程14の各処理を経て得た水分を間接熱脱着工程11で得た浄化土壌に戻し、汚染土壌Cに元々含まれていた初期の水分を有効に再利用する。但し、ここで浄化土壌Pに戻すことができる水分は、浄化土壌Pの含水率が10質量%程度になる量だけである。従って、水処理工程14にて余剰となった水分は、凝集沈殿工程15に導かれ、処理を経た後、下水もしくは公共水域へ排水される。なお、図中の符番16はポンプを示す。
(Embodiment)
A soil treatment method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the present embodiment is not limited to the following description.
In this embodiment, the moisture obtained through the indirect thermal desorption process 11, the
まず、間接熱脱着工程11では、有機ハロゲン化合物を含有している汚染土壌Cを間接加熱装置により400〜600℃の温度範囲に加熱し、有機ハロゲン化合物を揮発させて浄化土壌Pを得る。間接熱脱着工程11で用いる間接加熱装置は、土壌加熱部本体と、該土壌加熱部本体内に土壌を供給する土壌投入部と、該土壌加熱部本体の外部に設けられる加熱手段と、該土壌加熱部本体の温度を測定する温度測定部と、該温度測定部から出力される温度情報に基づいて土壌加熱部本体を加熱する加熱手段を制御する温度制御装置と、該土壌加熱部本体において処理した土壌を排出する土壌排出部と、該土壌加熱部本体において加熱された結果生成するガスを排出する生成ガス排出口とを少なくとも備えている。 First, in the indirect thermal desorption process 11, the contaminated soil C containing an organic halogen compound is heated to a temperature range of 400 to 600 ° C. by an indirect heating device, and the organic halogen compound is volatilized to obtain the purified soil P. The indirect heating apparatus used in the indirect heat desorption step 11 includes a soil heating unit main body, a soil charging unit for supplying soil into the soil heating unit main body, heating means provided outside the soil heating unit main body, and the soil A temperature measurement unit that measures the temperature of the heating unit body, a temperature control device that controls a heating unit that heats the soil heating unit body based on temperature information output from the temperature measurement unit, and a process performed in the soil heating unit body And a generated gas discharge port for discharging a gas generated as a result of being heated in the main body of the soil heating unit.
前記土壌加熱部本体は、回転式スクリューフィーダーや回転式キルンなどの装置を用いることができる。これらの装置を用いることにより火炎が土壌に直接接触することなく土壌を間接的に加熱し、排ガス量を抑制しながら、PCBやダイオキシン類などの有機ハロゲン化合物を効果的に揮発させることができる。また、加熱手段としては、電気抵抗加熱装置または燃焼加熱装置などの公知の汎用加熱装置を用いることができるが、経済性の観点から燃焼加熱装置が最も適している。さらに、温度測定装置としては、熱電対などの公知の汎用計測器を用いることができる。 A device such as a rotary screw feeder or a rotary kiln can be used for the soil heating unit main body. By using these devices, it is possible to effectively volatilize organic halogen compounds such as PCB and dioxins while heating the soil indirectly without directly contacting the soil and suppressing the amount of exhaust gas. As the heating means, a known general-purpose heating device such as an electric resistance heating device or a combustion heating device can be used, but the combustion heating device is most suitable from the viewpoint of economy. Furthermore, as the temperature measuring device, a known general-purpose measuring instrument such as a thermocouple can be used.
次に、分解工程12では、間接熱脱着工程11によって揮発した有機ハロゲン化合物を含有するガスを所定の温度に加熱することによって反応させ、有機ハロゲン化合物を少なくともハロゲン化水素と二酸化炭素を含む物質に分解し、有機ハロゲン化合物を無害化する。このような分解工程12には水蒸気分解炉、燃焼分解炉などを用いることができる。加熱手段としては、前述の間接熱脱着工程11と同様に、電気抵抗加熱装置や燃焼加熱装置を用いることができる。有機ハロゲン化合物の分解率は加熱温度と滞留時間によって定められるが、滞留時間が5秒間の場合、加熱温度600℃では分解率12%、温度700℃では分解率15%、温度800℃では分解率31%、温度900℃では分解率83%、1000℃では分解率99.99%、1100℃では分解率99.999%である。従って、分解工程におけるガスの滞留時間を5秒間程度とし、前記有機ハロゲン化合物の分解率を99%以上とするには、1000〜1200℃の温度範囲が望ましい。
Next, in the
分解工程12において生成したハロゲン化水素と二酸化炭素を含むガスは、次のガス冷却工程13に導かれる。ガス冷却手段としては、ガス中に水を噴霧してガスを急冷するクエンチャー装置、あるいは冷却水が循環している間接熱交換プレートにガスを導いて急冷する間接熱交換装置を用いることができる。汚染土壌Cに含まれていた水分は、間接熱脱着工程11で揮発し、ガス冷却工程13において凝縮して水に戻る。また、分解工程12で有機炭化水素と酸素との反応、あるいは有機炭化水素と水蒸気との反応で水蒸気が生成する。この水蒸気もガス冷却工程13で凝縮されて水に戻る。
The gas containing hydrogen halide and carbon dioxide generated in the
ガス冷却工程13における水の発生量は、汚染土壌Cの含水率にほぼ等しい。例えば、汚染土壌Cの含水率が20質量%、汚染土壌Cの投入速度が2000kg/時間の場合は、ガス冷却工程13における水の発生量は約400kg/時間になる。
ガス冷却工程13で発生した水のPCB濃度やダイオキシン類の濃度は、分解工程12の分解性能と、間接熱脱着工程11から飛散する土壌微粒子の量に依存する。分解工程12の温度が1100℃、滞留時間が5秒間の場合は、PCB濃度は排出基準値(0.003mg/L)を常に下回る。ダイオキシン類濃度は、間接熱脱着工程11から飛散する土壌微粒子の量に依存する。土壌微粒子のダイオキシン類濃度は、浄化土壌Pと同じレベルであり10pg−TEQ/Lとなる。
The amount of water generated in the
The PCB concentration of water generated in the
ガス冷却工程13で発生した水は、次の水処理工程14に導かれる。この水処理工程14に導かれる間には、従来のように貯留タンクを介していないため、タンクに微粒子が堆積し、それを除去する作業を省くことができる。また、凝集沈殿工程15へ導くためにポンプ16を用いているが、微粒子の堆積がないため微粒子によってポンプが故障し、送水不能となることを回避することができる。
水処理工程14では間接熱脱着工程11から飛散する微粒子(SS濃度)を100mg/L以下にする。SSを除去する手段としては、遠心分離法、重力沈降、フィルタープレス、膜分離を用いることができる。SS中のダイオキシン類濃度は、浄化土壌Pと同レベルの10pg−TEQ/g程度であるので、浄化土壌Pと同じ扱いにすることができる。SSを100mg/L以下にした水は、間接熱脱着工程11から排出される浄化土壌Pの湿潤水として用いることができる。
The water generated in the
In the
間接熱脱着工程11から排出される浄化土壌Pの温度は、500℃前後と高く、含水率は0質量%である。含水率が0質量%の土壌を取扱うと、粉塵が空中に舞い上がり作業環境を悪化させるので好ましくない。また、土壌中に銅や鉄などの金属が含まれると、浄化土壌Pの冷却段階でダイオキシン類が再合成する可能性がある。したがって、浄化土壌Pの湿潤水に用いることは、廃水の削減による水の有効活用だけでなく、粉塵発生の削減、ダイオキシン類の再合成防止の3つの効果がある。 The temperature of the purified soil P discharged from the indirect thermal desorption step 11 is as high as around 500 ° C., and the moisture content is 0% by mass. Handling soil with a moisture content of 0% by weight is not preferable because dust rises in the air and deteriorates the working environment. Moreover, when metals, such as copper and iron, are contained in the soil, dioxins may be re-synthesized in the cooling stage of the purified soil P. Therefore, using it for the wet water of the purification soil P has not only effective use of water by reducing waste water, but also three effects of reducing dust generation and preventing resynthesis of dioxins.
浄化土壌Pの湿潤に含水率10質量%程度になるまで行う。したがって、土壌の含水率が10質量%より高い場合は、水処理工程14での処理水量が浄化土壌Pの湿潤に利用する水量よりも多くなる。その場合は、水処理工程14で余剰となった水は、凝集沈殿工程15に導かれる。凝集沈殿工程15では、薬品による凝集沈殿処理を行い、水中に溶解している重金属等を沈殿させる。凝集沈殿処理工程15での沈殿物は、産業廃棄物として廃棄するが、事前に水処理工程14にて微粒子を100mg/L以下にしているため、沈殿物としては、ほぼ薬品による重金属等のフロックのみとなり、産業廃棄物の削減に効果がある。
The moistening of the purified soil P is performed until the water content becomes about 10% by mass. Therefore, when the moisture content of the soil is higher than 10% by mass, the amount of treated water in the
(具体的な実施例)
PCB濃度が14,000mg/kg、ダイオキシン類濃度が280,000pg−TEQ/g、含水率が15質量%の土壌を対象とし、土壌加熱手段は回転式スクリューフィーダーで燃焼方式の間接熱脱着装置を採用した。汚染土壌Cの導入速度を300kg/時間として処理を行った例を示す。
(Specific examples)
Targeting soil with a PCB concentration of 14,000 mg / kg, dioxins concentration of 280,000 pg-TEQ / g, and a moisture content of 15% by mass, the soil heating means is a rotary screw feeder with a combustion-type indirect thermal desorption device. Adopted. The example which processed by making the introduction speed | rate of the contaminated soil C into 300 kg / hour is shown.
土壌温度として600℃となるよう温度制御装置により土壌加熱部本体の温度をコントロールし、土壌加熱部本体における土壌の滞留時間が60分程度となるように汚染土壌Cを間接熱脱着処理した。間接熱脱着工程1から発生するガス量は90Nm3/時間程度で水蒸気が主な組成であった。浄化土壌PのPCBとダイオキシン類の濃度を測定した結果、PCB濃度は<0.05mg/kgとなり、99.999%以上のPCBを土壌から分離することができた。また、ダイオキシン類濃度は12pg−TEQ/gであり、99.995%のダイオキシン類を土壌から分離することができた。
The temperature of the soil heating unit body was controlled by a temperature control device so that the soil temperature was 600 ° C., and the contaminated soil C was subjected to indirect thermal desorption treatment so that the residence time of the soil in the soil heating unit body was about 60 minutes. The amount of gas generated from the indirect
前記間接熱脱着工程11で生成したガスを、分解工程12で加熱した。加熱手段は電気抵抗加熱装置で間接的にガスを加熱した。ガスの加熱温度は1100℃、ガスの滞留時間は5秒間とした。分解工程12の出口ガスのPCB濃度とダイオキシン類濃度を測定した結果、PCB濃度は0.0003mg/Nm3、ダイオキシン類濃度は0.013ng−TEQ/Nm3であり、99.9999%以上のPCBとダイオキシン類を分解することができた。
The gas generated in the indirect thermal desorption step 11 was heated in the
次いで、分解工程12の排ガスをガス冷却工程13でガス温度35℃に急冷した。ガスの急冷は、ガス中に水を噴霧するクエンチャー方式を採用した。また、噴霧する水は循環するとともに、水温の上昇を抑制するためにプレート熱交換器でクエンチャー循環水も冷却した。ガス冷却工程13の水は土壌処理と共に増え続け、増加速度は45L/時間で、汚染土壌投入速度300kg/時間と含水率15質量%から計算される水分量45L/時間と同じであった。クエンチャー水のPCBとダイオキシン類を測定した結果、PCB濃度は排出基準値以下の<0.003mg/Lであった。ダイオキシン類は24pg−TEQ/Lで排水基準値の10pg−TEQ/Lを超過していた。また、SS濃度は2000mg/Lであった。
Next, the exhaust gas in the
ガス冷却工程13の発生量と同等の45L/時間で水処理工程14に導いた。SSの除去手段として膜分離方式を採用した。孔径0.2μmの膜を通過させることにより、2000mg/LのSS濃度であったガス冷却工程の水を、SS濃度1mg/L以下に除去することができた。また、SSを除去した後のダイオキシン類濃度を測定した結果、0.099pg−TEQ/Lであり、排水基準の10pg−TEQ/Lを十分に下回っていた。さらに、SSを乾燥してダイオキシン類濃度を測定した結果、浄化土壌Pと同レベルの11pg−TEQ/gであった。
It led to the
上記条件によって回収した水処理工程14の水は、間接熱脱着工程11から排出される浄化土壌Pの湿潤水として噴霧した。浄化土壌Pの排出速度は含水率0質量%のため、約250kg/時間であり、これに湿潤水を約30L/時間を噴霧しており、浄化土壌Pの含水率は10質量%であった。湿潤化は浄化土壌Pをミキサーで攪拌している上部から湿潤水を噴霧して実施した。また、湿潤化した後の浄化土壌のPCBとダイオキシン濃度を測定した結果、PCB濃度は<0.05mg/kg、ダイオキシン類は12pg−TEQ/gで、湿潤水を添加することにより廃水の削減による水の有効活用だけでなく、粉塵発生の削減、ダイオキシン類の再合成防止の3つの効果が得られた。
The water of the
上記条件によって余剰となった水の約15L/時間は、凝集沈殿工程15にて重金属を除去した後、下水もしくは公共水域へ排水される。ここで、凝集沈殿工程15にて発生するスラッジ量は0.16L/時間、含水率98質量%であり、従来の方法であると凝集沈殿工程15にて発生するスラッジ量は4.6L/時間、含水率98%であったため、大幅にスラッジ量を減らすことが出来た。
About 15 L / hour of surplus water due to the above conditions is drained into sewage or public water after removing heavy metals in the
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。具体的には、上記実施形態では、水処理工程の水を湿潤水として浄化土壌に噴霧し、余剰の水を凝集沈殿工程で重金属を除去した後、下水等へ排水する場合について述べたが、余剰の水がない場合は水処理工程の水を湿潤水としてのみ利用してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment. Specifically, in the above-described embodiment, the case where the water in the water treatment process is sprayed on the purified soil as wet water and the excess water is removed in the coagulation sedimentation process and then drained into sewage or the like is described. If there is no surplus water, the water in the water treatment process may be used only as wet water.
11…間接熱脱着工程、12…分解工程、13…ガス冷却工程、14…水処理工程、15…凝集沈殿工程、16…ポンプ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Indirect thermal desorption process, 12 ... Decomposition process, 13 ... Gas cooling process, 14 ... Water treatment process, 15 ... Coagulation sedimentation process, 16 ... Pump.
Claims (6)
有機ハロゲン化合物を含有する土壌を前記有機ハロゲン化合物の沸点以上の温度に間接的に加熱して水分と有機ハロゲン化合物を揮発させ、水分を含まない乾燥した浄化土壌とする間接熱脱着工程と、
揮発した有機ハロゲン化合物を前記水分とともに加熱して前記有機ハロゲン化合物を分解する分解工程と、
前記分解工程から出てくる排ガスを水の沸点以下の温度に急冷して排ガス中に含まれる水分を凝縮させるガス冷却工程と、
前記凝縮水から浮遊粒子を除去する水処理を行う水処理工程と、
前記水処理工程で得られた処理水を凝集沈殿による水処理を行い、重金属類を除去した後、下水もしくは公共水域へ排水する凝集沈殿工程を備えることを特徴とする土壌の処理方法。 In a soil treatment method for detoxifying organic halogen compounds contained in soil,
An indirect thermal desorption process in which the soil containing the organic halogen compound is indirectly heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the organic halogen compound to volatilize the water and the organic halogen compound, thereby obtaining a dry purified soil containing no water;
A decomposition step of decomposing the organic halogen compound by heating the volatilized organic halogen compound together with the water;
A gas cooling step of rapidly cooling the exhaust gas coming out of the decomposition step to a temperature below the boiling point of water to condense moisture contained in the exhaust gas;
A water treatment step for performing water treatment for removing suspended particles from the condensed water;
A method for treating soil, comprising a coagulation-precipitation step in which the treated water obtained in the water treatment step is subjected to water treatment by coagulation sedimentation to remove heavy metals and then drained into sewage or public water.
前記分解工程において、水蒸気分解法、燃焼分解法のいずれかを用いて揮発して有機ハロゲン化合物を900℃以上の温度に加熱することを特徴とする請求項1記載の土壌の処理方法。 In the indirect thermal desorption step, the soil is indirectly heated to a temperature of 400 ° C. or higher and 600 ° C. or lower using an indirect thermal desorption method, and
The soil treatment method according to claim 1, wherein in the decomposition step, the organic halogen compound is heated to a temperature of 900 ° C. or more by volatilization using either a steam decomposition method or a combustion decomposition method.
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