JP2009136812A - 有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各種焼却灰、石炭灰、汚液、汚泥及び汚染土壌等に化学的分離方法と物理的分離方法とを併用することにより効率的に有害物質を除去する方法を提供する。
【解決手段】有害物質を含む対象物を液状化或いは泥状化し、有害物質を固化させる手段として水４、空気６、無機電解凝集剤８を投与する工程、該対象物を第１の物質分解回収装置１０に投与する工程、該第１の物質分解回収装置の高速回転による遠心力により汚液と固体とに分離する工程、分離された汚液を第２の物質分解回収装置へ導入し、他方の分離した固体を第１次再生物として回収する工程、第２の物質分解回収装置に導入された汚液が高速回転と非冷媒型伝導マグネットの磁界作用により該汚液から固形物を分離する工程、固形物が分離された一方の液体は清澄液として第２次再生物の元液として回収し、他方の固形物は別途回収する工程により有害物質を含む焼却灰や土壌等を再生浄化処理する。
【選択図】図１

Description

本発明は、都市ゴミや石炭等の各種焼却灰、河川等の汚液や汚染底泥、工場跡地や産業施設の汚染土壌等に含まれているダイオキシン類（ＰＣＤＤ及びＰＣＤＦ）、ＰＣＢ、アスベスト等の他、多種にわたる重金属類等を含有する有害物質を含む対象物から当該ダイオキシン類、ＰＣＢ、アスベスト、重金属類等を無機電解凝集剤による薬剤分離と磁気分離とにより分離無害化すると同時に、この無害化された対象物から再生土壌や人工ゼオライトを生成し、各種有効物として再生浄化して利用することのできる有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法に関する。

人工ゼオライトは多孔質性の物質で、陽イオン交換機能を有することで土壌改良剤や汚水処理分野等に多く使用されてきている。また、多孔質のために、シックハウスの原因となるホルムアルデヒド等の化学物質や悪臭等を吸着する機能を備えている。更に、人工ゼオライトは触媒機能を有し、排ガス中の窒素酸化物の分解用触媒としても期待されている。

従来、このような特性を有する人工ゼオライトを生成するには、例えば都市ゴミ等の焼却灰を、温度１００℃、２Ｎ乃至３．５Ｎの水酸化ナトリウムを入れたタンク内に導入し、撹拌させることで、約６時間でゼオライトを生成する煮沸無圧方式と、当該焼却灰を温度１７４℃乃至２００℃、圧力約８ｋｇ乃至１０ｋｇｆ／平方ｃｍの高温圧力釜に入れて、３．５Ｎの水酸化ナトリウムを加えて撹拌することで、約２乃至３時間でゼオライトを生成するオートクレーブ方式とが多く採用されている。

また、焼却灰に含まれるダイオキシン類やＰＣＢなどの一部の化学物質や重金属類は、強い毒性を有し、環境の正常な営みに対し、いびつな影響を与え、被害をもたらすという問題を発生させており、これら有害物質の分離・回収再利用技術が求められている。しかし、従来の熱溶媒型接触循環方式による熱分解回収装置を使用した場合は、この熱溶媒の加熱に多大なエネルギーを費やすものであり、熱交換効率も非常に悪いものであった。

物質の分離方法には、物理的分離方法と化学的分離方法とがあるが、物理的分離方法は二次処理を必要とせずに行えるという利点がある。かかる物理的分離分野において、特に、磁気分離を利用すると、原子・分子レベルの大きさの微粒子が懸濁している懸濁液系で所望する微粒子物質を多量に且つ高速に分離回収することが可能となる。

ここで、強磁場の下では、反磁性物質や常磁性物質でさえ引き付けることができることが判明している。水や石英ガラスといった反磁性物質やアルミニウムや酸素のような常磁性物質や非磁性物質は、比磁化率の大きさが１０のマイナス三乗〜１０のマイナス四乗であり、強磁性物質の比磁化率１０の三乗の１／１０の六乗〜１／１０の七乗程度と小さい。このため、従来は上記非磁性物質等のエネルギーは、過少として無視されてきた。

一方、湖沼や河川等の底泥には、リン・窒素・ヘドロ等の富養塩及びその未分解物が溜まることから、酸素消費量の増大化が起こり、溶存酸素量ＤＯが低下している。このとき、底泥は硫化物に変わり、これをエネルギー源として各種のプランクトン類やアオコ類が発生することとなって水質は加速度的に悪化していく。従って、水質の改善には還元下での底質泥土の改質が基本となり、この改質によって生態系の修復が行われることになる。

そこで、近年においては、環境保全と資源の永続利用に資する一環として汚染底泥の積極的資源化を図るため、該汚染底泥を疎水性・保水性・通気性等に優れた土壌に変えることのできる無機電解凝集剤を使用することで、泥土の改質が行われる技術が提供されている。

また、工場跡地や各種産業施設の土壌中にはヒ素やＰＣＢ或いは重金属類等の有害物質が多量に含まれていることが多く、その処理には当該土壌を全て入れ替えるか或いはそれら有害物質を除去処理する必要があり、入れ替えるにしてもそれら汚染土壌をそのまま廃棄することはできず、いずれにしてもそれら有害物質を除去する必要が生じ、そのためには莫大な資金が必要となっていた。
米国特許登録第７，１３２，０９５号

本発明は、上記したように、化学的分離方法と物理的分離方法とが各々単独で行われている事実に鑑み、様々な種類や量の異なる有害物質に対する処理が合理的に行われていなかったことを解消したもので、有害物質を含む各種焼却灰、石炭灰、汚液、汚泥及び汚染土壌等に化学的分離方法と物理的分離方法とを併用することにより効率的に有害物質を除去し、且つ有害物質が除去された物質を再利用することを可能とすると同時に、それらを処理する過程で得られる分離液を人工ゼオライトとして再生することを目的とするものである。

都市ゴミや石炭等の焼却灰、河川等の汚染底泥、工場跡地の汚染土壌等に含まれている重金属類の含有量が少ない場合には、無機電解凝集剤のみを使用することでそれらの除去が可能であるが、重金属類の含有量が多い場合には、無機電解凝集剤の使用のみではそれらの除去を十分に行うことはできなかった。

そこで、強磁性体や常磁性体のみならず、非磁性体をも引き付けて分離できる高い磁力を発生する物理的分離方法となる磁気分離装置を上記化学的分離方法に併用することにより、重金属類等の含有量の多い有害物質の除去を可能とし、そのことにより有害物質の多少に関わらずそれらを除去することを目的とするものである。

更に、本発明は上記したように、都市ゴミや石炭等の焼却灰、河川等の汚染底泥、工場跡地の汚染土壌等に含まれている重金属類等の含有量の多少に関わらず、当該重金属類等を効率良く化学的分離と磁気分離とによって無害化すると同時に、従来の人工ゼオライトの生成では、煮沸無圧方式若しくはオートクレーブ方式のいずれも生成に要する時間やコストが掛かりすぎてしまい、しかもバッチ式であるため連続運転が不可能であったのを、この無害化された清澄液から人工ゼオライトを、容易且つ短時間で連続的に生成可能にした製造方法を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明にあっては、ダイオキシン類、ＰＣＢ、アスベスト及び各種重金属類等の有害物質を含む対象物から有害物質を除去し、有害物質が除去された第１次再生物と、人工ゼオライトとした第２次再生物とに再生する再生浄化処理方法において、有害物質を含む対象物を液状化或いは泥状化し、有害物質を固化させる手段として水、空気、無機電解凝集剤を投与する工程、該対象物を第１の物質分解回収装置に投与する工程、該第１の物質分解回収装置の高速回転による遠心力により汚液と固体とに分離する工程、分離された汚液を第２の物質分解回収装置へ導入し、他方の分離した固体を第１次再生物として回収する工程、第２の物質分解回収装置に導入された汚液が高速回転と非冷媒型伝導マグネットの磁界作用により該汚液から固形物を分離する工程、固形物が分離された一方の液体は清澄液として第２次再生物の元液として回収し、他方の固形物は別途回収する工程、上記工程で得た第２次再生物の元液となる清澄液に溶媒としてアルカリ水溶液を含んだ熱処理された液体を連続的に導入することによりテクトアルミノケイ酸塩構造の人工ゼオライト結晶化させて第２次再生物として回収する工程とよりなる有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法を特徴とする。

また、上記ダイオキシン類、ＰＣＢ、アスベスト及び各種重金属類等の有害物質を含む対象物として、各種焼却灰、石炭灰、汚液、汚泥或いは工場跡地や各種産業施設等の汚染土壌とした有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法を特徴とする。

更に、液状化或いは泥状化された対象物から有害物質を凝結させる工程の固化剤として、塩素を含まない溶媒にホスホン酸と硫酸マグネシウムを混合し、数分間撹拌し、その後、硫酸アルミニウムとポリ硫酸第二鉄を投与し、数分間撹拌してなる無機電解凝集剤とした有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法を特徴とする。

また、第１の物質分解回収装置の高速回転軸と第２の物質分解回収装置の高速回転軸とを同一軸とした有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法を特徴とする。

更に、第１次再生物は、ケイ酸ナトリウム及びｐＨ調整剤としての炭酸カルシウムとを混合した水溶液及び空気並びに適宜窒素、リン、カリ等を投与することにより土壌又は肥料として再利用される有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法を特徴とする。

また、結晶化する前の工程を、液状の人工ゼオライトに微細粉末状のマイナスイオン発生体とを混合しながら固体とする工程とした有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法を特徴とする。

更に、上記工程において生成され結晶化した人工ゼオライトに、微細粉末状のマイナスイオン発生体を吸着、浸着或いは塗着させてなる有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法を特徴とする。

また、マイナスイオン発生体として希土類鉱石或いはそれら希土類鉱石に低放射性材料やチタン酸化物を配合したものとした有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法を特徴とする。

更に、上記によって得られたマイナスイオン含有の人工ゼオライトを建築用内装材としての板材或いは建築用組積材としてのブロック材等に加工してなる有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法を特徴とする。

また、上記各工程を処理施設において行う有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法を特徴とする。

更に、上記工程を行う各装置を車輌等の移動手段に装備し、対象物が存在する場所において移動処理する有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法を特徴とする。

本発明によれば、例えば都市ゴミや石炭等の焼却灰、河川等の汚染底泥、工場跡地や各種産業施設の汚染土壌等に含まれている重金属類等の含有量の多少に関わらず、化学的分離と物理的分離とを併用することにより当該重金属類等を効率良く分離して無害化し、それらを再利用することを可能ならしめると同時に、その工程において生じる液体より人工ゼオライトを容易且つ短時間で生成することが可能となった。

また、人工ゼオライトにマイナスイオンを発生するマイナスイオン発生体を吸着、浸着或いは塗着させることにより、従来の人工ゼオライトの主たる機能である陽イオン交換機能・吸着機能・触媒機能等に加えてマイナスイオン発生機能を付与することが可能となった。

更に、上記無機電解凝集剤の使用及び物理的分解とにより有害物が分離された再生物に他の有効な剤料を投与することにより改質された土壌や肥料を得ることができ、それらは自重で１．５〜３．０ｋｇの地耐力を有し、耕地した場合はフカフカとなり、転圧した場合は堅く締まる土壌とすることが可能となった。また、植生に極めて重要な保水性・通気性・疎水性等を得ることができ、水捌けに優れた土壌微生物に良好な土壌を得ることが可能となった。更に、加えて、ｐＨ６〜７の範囲であることからキレート効果を有し、公害物質を無害化する土壌や肥料を得ることが可能となった。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の一形態を説明する。

本発明に係る各種有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法は、焼却灰や土壌等を液状化或いは泥状化し、それら汚液に含まれる含有量の少ない重金属類等の有害物質については、散布処理方法による無機電解凝集剤を使った土壌改質剤及び物質分離回収手段によって改質処理を行い、次の工程では含有量の多い重金属類等の有害物質を、非冷媒型超伝導マグネットを用いた物質分離回収装置によって磁気分離処理を行う再生浄化処理方法である。

ダイオキシン類やＰＣＢ、アスベスト及び各種重金属類等の有害物質を含む対象物となる各種焼却灰、石炭灰、汚液、汚泥或いは工場跡地や各種産業施設等の汚染土壌は、移送手段により運ばれる所定場所に設置された処理施設、或いは当該施設に近接した焼却手段と連続した施設、又は車輌等の移動手段に装備された設備により汚染された泥土や土壌に近接した位置での処理施設１に導入される。上記により処理施設１に導入された有害物質を含む対象物は、液体状或いは泥状のものはその液体状態の調整をし、灰状、固体状のものにあっては水４を投与することにより液状化或いは泥状化状態とする。

上記液状化或いは泥状化状態とすると同時に、当該有害物質を含む対象物にコンプレッサ５等により空気６及びタンク７より無機電解凝集剤８を投与する。上記無機電解凝集剤８は、地下水等の塩素が混入されない清水を溶媒とし、該溶媒５０〜１００ｇにホスホン酸５〜１０ｇと硫酸マグネシウム１５〜３０ｇを投入混合し、２〜３分間軽く撹拌し、次に硫酸アルミニウム３５０〜７００ｇとポリ硫酸第二鉄を投入し、５〜１０分間程度軽く撹拌して得るものである。
上記無機電解凝集剤の構成成分は下記の表１の通りである。

上記対象物は、水４を付与され、空気６と無機電解凝集剤８を付与されスクリューコンベア２により撹拌されながら液状化或いは泥状化された状態でタンク９へ送出され、物質分離回収装置１０へと導入されることになる。

図１に示すように、非冷媒型超伝導マグネットを用いた物質分離回収装置１０は、回転軸１３を中心に高速回転する円筒ドラム形の回転体１２と、該回転体１２の中央には該タンク９から物質分離回収装置１０内部に対象物となる汚液及び汚泥の通路となる汚液・汚泥管１４と、汚液・汚泥管１４の外周に配された非冷媒型超伝導マグネットであるドライマグネット１１とを備えている。また、１７は汚液又は汚泥に含まれる磁着分離回収対象物質、１８は汚液又は汚泥に含まれる遠心力分離回収対象物質である。上記磁着分離回収対象物質１７回収後の清澄液は、溶媒としての水酸化ナトリウム又は水・空気・電解水とを含んだ液状にして物質分離回収装置１０内に連続還流的に導入されるものである。

物質分離回収装置１０の詳細な構成の一例としては、図２に示すように、全体が縦長となるように形成し、汚液又は汚泥の装置内部での滞在時間を増やすことで、磁着分離時間及び磁着分離面積を増やして効率良く分離回収できるようにしている。回転体１２はモータ２０によって回転軸１３を介して回転させるものとし、回転体１２の内周には２枚の羽根の形をした掻き落とし板２１が付設され、回転体１２の上側円周部にはブロック２３が付設されている。この掻き落とし板２１の羽根軸２２は回転体１２の回転軸１３と中心軸が同一である。また、回転軸１３はストッパー２４によって制動され、回転体１２下方にはスライド板２５を介して排出管２６が配されている。また、回転体１２の側方には清澄液が排出される排液口２７が設けられタンク２８、２８´に連結されている。尚、２枚の掻き落とし板２１は、回転体１２を挟んで例えば、互いに１８０°の方向に付けられている。物質分離回収装置１０内で分離回収され、タンク２８に戻された清澄液をタンク２８´内に導入し、溶媒としてのアルカリ水溶液を含んだ熱処理された液状にして再び物質分離回収装置１０´に連続還流的に圧送導入してテクトアルミノケイ酸塩構造のゼオライトに結晶化させることになる。

高速回転する回転体１２の作用により汚液や汚泥に遠心力が加えられ、当該汚液や汚泥から遠心力分離回収対象物質１８が分離され、回転体１２の内周付近に沈殿する。また、羽根軸２２を回転させることによって回転体１２の回転方向とは逆方向に掻き落とし板１２を回転させ、回転体１２の内周付近に沈殿した遠心力分離回収対象物質１８を掻き落とすことができる。掻き落とされた遠心力分離回収対象物質１８はスライド板２５上に落ち、該スライド板２５に開口した孔から排出管２６を通って物質分離回収装置１０外に排出される。

上記掻き落とし板２１によって遠心力分離回収対象物質１８として掻き落とされた分離回収物は、排出管２６からスクリューコンベア２９により回収されるが、その回収工程においてタンク３０から土粒子補強剤３１を投与することになる。

土粒子補強剤３１としてケイ酸ナトリウム及びｐＨ調整剤として炭酸カルシウムを混合した水溶液を投与することにより泥土を改質することができる。また、必要に応じて適宜窒素、リン、カリ等の材料を投与することになる。
表２は底泥１ｔ当りの土粒子補強剤及びｐＨ調整剤の添加量を示している。

上記剤料や材料の添加量は、対象物の性状・処理土壌の用途により異なってくる。上記土粒子補強剤及びｐＨ調整剤は、イオン価の異なる無機金属正荷物質を、一溶液中に、特殊装置を用いて合成し、単一正荷電ではなし得ない反応を、その相乗効果から高正荷電に改質した強力イオン結合改良剤である。

このとき、土壌改良剤は、水和反応時に無機系特有のイオン増加現象が起こり、数系統の正電荷物質が泥中で同時反応を起こし、各々の特徴を持ってその役割を担い、異性荷電との強い衝突結合を起こし、汚濁粒子及び泥中の電気二重層の殻を破壊する。すなわち、これは汚濁粒子及び泥を中和することであり、ファンデルワールスの法則に基づく電解結合が起こって団粒子に成長する。この団粒子は親水基を失っているため、拘束水分子は自由水に変わり、粒子結合の電解圧縮力により粒間から押し出される所謂疎水化現象が起こり、経時と共に強固に結合し、不可逆的な疎水性団粒子となる。これによって処理された土壌は再度泥化を起こすことなく、活性団粒子内に各種の栄養塩等を包含し、シリカ被膜およびヒドロキシアパタイトにて溶出することなく保持されることになる。

上記にように改良された土粒子は、アルミナ八面体とケイ酸四面体とが結合しており、酸化ケイ素荷電は酸素分子の負電荷と引き合いバランスを保ち、もう一方の酸素分子の負電荷が隣の酸化ケイ素を引き付けることになる。一方、三酸化二アルミニウムの八面体が、マンガン、マグネシウム等を吸着保持する。すなわち、大量の酸素を有した団粒子内に多種のミネラル等、栄養塩をヒドロキシアパタイト、ケイ酸コロイド等に堅持される。同時に泥中には含有する有機物により優れたＣＥＣ・ＡＥＣ（イオン交換量）等、多くの水酸基・フェノール基・カルボキシル基を有することから、大量の栄養エネルギーを貯蔵する宝庫となる。また、併用する酸化ケイ素は植物や土中微生物の免疫力を高め、健康的育成促進を図ることができる。

このように、前工程での処理に使用された無機電解凝集剤と土壌改良剤とにより泥土改質された土壌は、自重で１．５〜３．０ｋｇの地耐力を有し、耕地した場合はフカフカとなり、転圧した場合は堅く締まる土壌となる。また、植生に極めて重要な保水性・通気性・疎水性等を得ることができ、水捌けに優れた土壌微生物に良好な土壌が得られる。更に、泥土の様々な欠点を改質し、一般健康土壌に等しい性状を有し、且つ植物に必須な栄養塩を保持し、植物育成に有効な土壌が得られる。加えて、ｐＨ６〜７の範囲であることからキレート効果を有し、公害物質を無害化する土壌が得られる。また、適宜窒素、リン、カリ等の材料を投与することにより優れた土壌の他、肥料としても使用することを可能としている。

他方、高速回転する回転体１２により遠心力が加えられて分離した汚液は、霧状に状態変化し、回転体１２の内側から図１の矢印に示すように、回転体１２の上面をオーバーフローする。上記無機電解凝集剤では処理しきれなかったダイオキシン類やＰＣＢ、アスベスト等は１０μｍ以下の小径の粒子径であり、それら有害物質は霧化された液体に付着されやすく、液体に捕獲された状態で霧状に浮遊し移動することになる。そして、この霧状の汚液は磁着分離回収対象物質１７の磁化率に対応して設定したドライマグネット１１の超伝導磁界作用により汚液からそれら微小有害物質が分離され、ドライマグネット１１が設置された物質分離回収装置１０の内壁に磁着する。

そして、ドライマグネット１１を適宜のタイミングにおいて消磁することにより、内壁に磁着した磁着分離回収対象物質１７が落下し、排出管３２から物質分離回収装置１０外に排出されることになる。同時に、回転体１２の側方の排液口２７から清澄液が排出され貯留及び撹拌タンク２８に送られる。このとき、ボールバルブを開くと同時に循環ポンプを駆動させることによって、清澄液は物質分離回収装置１０に還流され、上記と同じような物質分離が繰り返し行われることになる。

すなわち、この清澄液は、貯留及び撹拌タンク２８に戻されてから、溶媒としてアルカリ水溶液を含んだ熱処理された液状にして、再び物質分離回収装置１０に連続還流的に圧送導入されることで、テクトアルミノケイ酸塩構造のゼオライトに結晶化される。

上記非冷媒型超伝導マグネットを用いた物質分離回収装置１０の消費電力は、例えば３．７ｋＷ程度であって消費電力が極めて少ない。また、回転体１２は例えば毎分４０００回転で高速回転させて遠心力分離回収対象物質を汚液や汚泥から先ず分離させた後に回転体１２周囲を取り巻くドライマグネット１１の作用によって磁着分離回収対象物質１８を効率良く分離回収できるようにしている。また、物質分離回収装置１０を用いて０．１テスラ程度の高磁界を作用させることにより、ダイオキシン類やＰＣＢ、アスベスト等を分離回収することができる。更に、物質分離回収装置１０は、重金属類を分離することができる。例えば、強磁性粒子である鉄粒子やマンガンは、０．１テスラ程度の超伝導磁界を作用させて磁着させることができ、弱磁性粒子であるカルシウムやマグネシウムは、１テスラ程度の超伝導磁界を作用させて磁着させることができ、更に反磁性粒子である金や窒素は、５テスラ程度の超伝導磁界を作用させて磁着させることができることから、これらの物質を含む汚液からそれぞれ分離が可能となる。また、ケイ素やヒ素のような非磁性粒子の場合は、鉄粉・磁鉄鉱・水酸化鉄等の磁性物質から成るシード剤を添加させて当該粒子に磁性を担わせることで容易に磁着分離することができる。

上記工程によって生成された人工ゼオライトに微弱な放射線及び赤外線の作用により効率良くマイナスイオンを発生するマイナスイオン発生体を混合する。上記微弱な放射線は、生体細胞を活性化してその免疫力を向上することが知られており、現在では、これをホルミシス効果と称している。そして、本発明のマイナスイオン発生体によれば、低放射性材料が放射する微弱な放射線により、マイナスイオンを効率良く発生するとともに、ホルミシス効果に基づく良好な作用を生体にもたらすことが可能である。

更に、波長４〜１４μｍの赤外線は、育成光線と称され、生体の細胞に共鳴してこれを活性化するものである。上記マイナスイオン発生体は、その構成材料として、かかる赤外線の放射率が９５％以上の天然鉱石を採用したものであり、生体細胞の活性化について、極めて優れた効果を奏するものである。赤外線の放射率及び放射量は、天然鉱石が含有する炭素に依存する。なお、放射率とは、ある物体の表面からの放射と、それと同じ温度における理想黒体からの放射との比であり、物体の放射能力を示す値である。

つまり本発明は、マイナスイオン、ホルミシス効果及び育成光線に関わる各効能を総括して享受するべく、その構成材料を厳選してなるマイナスイオン発生体である。

マイナスイオン発生体としては、炭素を含むとともに波長４〜１４μｍの赤外線の放射率が９５％以上の希土類鉱石となる天然鉱石或いはそれら天然鉱石に放射性核種を極微量に含む低放射性材料と、チタンの酸化物を含むセラミックスとを配合してなるものである。

希土類或いは放射性鉱石としては、ゲルマニウム鉱石、ラジウム鉱石、チタン鉱石、麦飯石等の様々な天然鉱石がある。天然鉱石の一例として、北海道の松前半島で産出されるグラファイトシリカ（通称シリカブラック）を採用し、低放射性材料としては、珪酸ジルコニウムの精製時に集塵されたダストを採用して実験してみた。また、チタンの酸化物を含むセラミックスとしては、粉末状に加工したチタンセラミックスを採用し、希土類元素としては、希土類元素の酸化物を含むレア・アース入りパウダーを採用してみた。表３には、上記材料によって得られた良好な配合構成を示す。

上記シリカブラックは、海底に堆積した珪藻類が隆起して生成された世界的にも希有な黒色の天然鉱石であり、現在のところ、北海道松前半島のみで産出されている。その特徴は、ＳｉＯ_２を主成分とするとともに炭素及び天然ミネラルを豊富に含むことであり、特に波長４〜１４μｍの赤外線の放射率は９８％前後と非常に高い。シリカブラックは、採掘したままの状態でもマイナスイオンを発生することが知られており、本実施例では、これを更に有効に利用するべく他の材料と配合することにより、顕著な効果を達成している。

上記構成による実験により、マイナスイオン発生体は、マイナスイオンを効率良く発生するとともに、極微量の放射線、並びに育成光線を放射することがわかった。つまり、マイナスイオン発生体は、マイナスイオン、ホルミシス効果、及び育成光線に関わる各効能を総括して享受することができることになる。

上記人工ゼオライト１００部に対しマイナスイオン発生体を０．５部乃至１０部混入する。混入方法としてはマイナスイオン発生体を含む混合液を投与することになる。人工ゼオライトの乾燥とともに一体化されることになる。人工ゼオライトは吸着性に優れているので当該材料中にマイナスイオン発生体は長期にわたり留まることが可能となる。

他方、上記工程により生成された後の人工ゼオライトに、上記と同様の微細粉末状のマイナスイオン発生体の粉末を接着手段とともに混合した溶液により吸着或いは塗着させること、又は上記水溶液中に浸漬させることにより多孔質材料で吸着性の良好な人工ゼオライトの表面及び内側の空隙部にまで該マイナスイオン発生体が入り込み、長時間にわたってマイナスイオンを発生する人工ゼオライトを得ることができる。

上記人工ゼオライトは、所定の形状に製造することにより建築材料として多岐にわたり利用することができる。例えば、ＡＬＣ板や石膏ボード等と同様の用途となるように内装板として所定の大きさに形成すること、或いは建築用組積材としてのレンガの大きさやブロックの大きさとなるブロック材とすることにより、当該材料から常時マイナスイオンを発生することが可能となる。これにより従来の人工ゼオライトの主たる機能である陽イオン交換機能・吸着機能・触媒機能等に加えてマイナスイオン発生機能を付加することが可能となる。

また、上記各工程を行う各装置は、プラントとして廃棄物処理施設或いはその近接地に建設することができる他、主たる各装置を車輌等の移動手段に装備することにより河川及び工場跡地や各種産業施設等の多量の有害物質を含む汚泥や土壌を、当該現場において処理することを可能とする。

本発明を実施するための有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理を行うための概略を示す構成図。 同じく物質分離回収装置の詳細な構成の一例を示す断面図。 同じく物質分離回収装置の原理を説明する概略断面図。

符号の説明

１ 処理施設
２、２９ スクリューコンベア
３、７、９、３０、２８、２８´ タンク
４ 水
５ コンプレッサ
６ 空気
８ 無機電解凝集剤
１０、１０´ 物質分離回収装置
１１ ドライマグネット
１２ 回転体
１３ 回転軸
１４ 汚液・汚泥管
１７ 磁着分離回収対象物質
１８ 遠心力分離回収対象物質
２０ モータ
２１ 掻き落とし板
２２ 羽根軸
２３ ブロック
２４ ストッパー
２５ スライド板
２６、３２ 排出管
２７ 排液口
３１ 土粒子補強剤

Claims (11)

1. ダイオキシン類、ＰＣＢ、アスベスト及び各種重金属類等の有害物質を含む対象物から有害物質を除去し、有害物質が除去された第１次再生物と、人工ゼオライトとした第２次再生物とに再生する再生浄化処理方法において、有害物質を含む対象物を液状化或いは泥状化し、有害物質を固化させる手段として水、空気、無機電解凝集剤を投与する工程、該対象物を第１の物質分解回収装置に投与する工程、該第１の物質分解回収装置の高速回転による遠心力により汚液と固体とに分離する工程、分離された汚液を第２の物質分解回収装置へ導入し、他方の分離した固体を第１次再生物として回収する工程、第２の物質分解回収装置に導入された汚液が高速回転と非冷媒型伝導マグネットの磁界作用により該汚液から固形物を分離する工程、固形物が分離された一方の液体は清澄液として第２次再生物の元液として回収し、他方の固形物は別途回収する工程、上記工程で得た第２次再生物の元液となる清澄液に溶媒としてアルカリ水溶液を含んだ熱処理された液体を連続的に導入することによりテクトアルミノケイ酸塩構造の人工ゼオライト結晶化させて第２次再生物として回収する工程とよりなる有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法。
2. ダイオキシン類、ＰＣＢ、アスベスト及び各種重金属類等の有害物質を含む対象物として、各種焼却灰、石炭灰、汚液、汚泥或いは工場跡地や各種産業施設等の汚染土壌としたことを特徴とする請求項１記載の有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法。
3. 液状化或いは泥状化された対象物から有害物質を凝結させる工程の固化剤として、塩素を含まない溶媒にホスホン酸と硫酸マグネシウムを混合し、数分間撹拌し、その後、硫酸アルミニウムとポリ硫酸第二鉄を投与し、数分間撹拌してなる無機電解凝集剤としたことを特徴とする請求項１又は２記載の有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法。
4. 第１の物質分解回収装置の高速回転軸と第２の物質分解回収装置の高速回転軸とを同一軸としたことを特徴とする請求項１乃至３記載の有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法。
5. 第１次再生物は、ケイ酸ナトリウム及びｐＨ調整剤としての炭酸カルシウムとを混合した水溶液及び空気並びに適宜窒素、リン、カリ等を投与することにより土壌又は肥料として再利用されることを特徴とする請求項１乃至４記載の有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法。
6. 結晶化する前の工程を、液状の人工ゼオライトに微細粉末状のマイナスイオン発生体とを混合しながら固体とする工程としたことを特徴とする請求項１乃至５記載の有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法。
7. 上記工程において生成され結晶化した人工ゼオライトに、微細粉末状のマイナスイオン発生体を吸着、浸着或いは塗着させてなることを特徴とする請求項１乃至５記載の有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法。
8. マイナスイオン発生体として希土類鉱石或いはそれら希土類鉱石に低放射性材料やチタン酸化物を配合したものとしたことを特徴とする請求項６又は７記載の有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法。
9. 請求項６乃至８によって得られたマイナスイオン含有の人工ゼオライトを建築用内装材としての板材或いは建築用組積材としてのブロック材等に加工してなることを特徴とする有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法。
10. 上記各工程を処理施設において行うことを特徴とする請求項１乃至９記載の有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法。
11. 上記工程を行う各装置を車輌等の移動手段に装備し、対象物が存在する場所において移動処理することを特徴とする請求項１乃至９記載の有害物質を含む焼却灰や土壌等の再生浄化処理方法。

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