防止汙染成分擴散用混合物及防止汙染成分擴散的方法

2023-05-26 22:17:16

專利名稱：防止汙染成分擴散用混合物及防止汙染成分擴散的方法
技術領域：
本發明涉及用於淨化含有汙染成分的汙水的防止汙染成分擴散用混合物以及防 止汙染成分擴散的方法，具體而言，在所述防止汙染成分擴散的方法中，在汙染土壤和非汙 染土壤之間設置由該防止汙染成分擴散用混合物構成的層，對流經所述汙染土壤的汙水進 行汙染成分淨化後使其流入上述非汙染土壤中。
背景技術：
目前，作為含有砷等汙染成分的土壤的處理方法，如非專利文獻1所示，採用通過 在汙染土壤的分布範圍內注入或注入並攪拌用於使上述汙染成分不溶化的藥劑，以降低上 述汙染土壤的汙染成分的溶出量(土壤溶出量)的原處不溶化措施；挖掘除去上述汙染土 壤，用防止水侵入的擋水片材等覆蓋上述非汙染土壤後，再填回汙染土壤，由此防止汙染土 壤接觸地下水，防止上述汙染成分溶出的擋水工程封閉措施等。但是，採用上述原處不溶化措施時，注入了上述藥劑的土壤的pH、氧化還原電位、 共存離子種類或土壤的離子交換容量等改變，結果，可能溶出不同於不溶化措施的成分的 其它汙染成分，例如在PH升高的情況下可能溶出鉛等成分，另外，也可能從作為不溶化的 輔助劑使用的水泥本身溶出6價鉻，進而因為需要大量藥劑，且需要與汙染土壤進行攪拌， 所以存在成本高、操作性差的問題。另外，採用上述擋水工程封閉措施時，為了能夠覆蓋上 述全部汙染土壤需要準備尺寸極大的擋水片材，所以存在成本過高的問題，另外由於上述 擋水片材主要由有機類材料構成，所以可能破損並從破損部流出汙染成分。如上所述，作為汙染土壤的處理方法，現狀是還不存在不必如不溶化措施那樣使 用大量藥劑即可使流經汙染土壤的汙水所含的汙染成分不侵入相鄰的非汙染土壤的簡便 方法。另外，作為上述土壤處理方法以外的地下水淨化方法，例如專利文獻1公開了特 徵在於將由含有鐵粉等的材料形成的壁狀區域設置在地中的地下水淨化構造；專利文獻2 公開了特徵在於設置包含淨化劑的地下水淨化區域的汙染地下水淨化方法，所述淨化劑是 通過在沸石表面形成稀土類金屬的氫氧化物或氧化物而構成的。但是，專利文獻1的地下水淨化構造並不吸附地下水中所含的砷，而是使其以金 屬砷的形式固定在上述淨化區域，所以暫時固定的金屬砷有可能隨著土壤的PH或氧化還 原電位降低再次流到非汙染土壤中；另外，專利文獻2的汙染地下水淨化方法採用使稀土 類金屬的氫氧化物或氧化物析出到沸石表面的高端技術，所以存在吸附劑成本增加，結果 導致施工成本增加的問題。進而，專利文獻1及2中的任一地下水淨化技術均存在上述淨 化區域的透水性的合理化並不充分，對上述汙染成分的淨化能力不充分，而且缺少穩定性 的問題。非專利文獻1 社團法人土壤環境中心，《基於土壤汙染的調查及措施的技術手法 解說》，日本，社團法人土壤環境中心，平成15年9月，P102-123專利文獻1 日本國專利申請公開公報「特開2003-39080號」
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專利文獻2 日本國專利申請公開公報「特開2005-334749號」

發明內容
本發明的目的在於提供通過實現空間速度的合理化而對汙染土壤中所含的汙染 成分具有穩定且優異的淨化能力的防止汙染成分擴散用混合物及防止汙染成分擴散的方法。本發明人等為了解決上述課題，反覆研究了防止汙染成分擴散用混合物及防止汙 染成分擴散的方法。結果發現通過調整防止汙染擴散用混合物(或防止汙染擴散層)的透 水係數及厚度，使其空間速度為l(l/h)至60 (1/h)，能夠使上述防止汙染擴散用混合物(防 止汙染擴散層)中的吸附劑與上述汙染成分的接觸時間在合理範圍內，所以能夠防止接觸 時間變短導致上述汙染成分流到非汙染土壤中，並且能夠防止接觸時間變長導致水停滯在 上述混合物(層)中，結果能夠發揮穩定且優異的淨化能力。本發明是基於上述認知而完成的，其主旨如下所述。(1)防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，包含吸附汙染土壤中所含汙染成分 的吸附劑和按照預定比例與上述吸附劑進行混合的用於調整透水係數及厚度的稀釋材料， 含有上述汙染成分的水在該混合物中的空間速度為l(l/hr)至60(l/hr)。(2)上述(1)所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，上述吸附劑至少含 有稀土類化合物。(3)上述(2)所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，上述稀土類化合物 是選自氫氧化鈰、氧化鈰、氫氧化鑭、氧化鑭及其水合物的1種以上的稀土類化合物。(4)上述(1)至(3)中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於， 上述吸附劑含有選自Al、Fe、Si、P、Ca及Mg的1種以上的成分。(5)上述(1)至(4)中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於， 上述稀釋材料是無機材料、無機纖維材料、有機材料或有機纖維材料。(6)上述(1)至(5)中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於， 上述吸附劑相對於上述稀釋材料的體積比為0. 001至2。(7)上述(1)至(6)中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於， 上述汙染成分是砷或銻，上述空間速度是20 (1/hr)至40 (1/hr)。(8)上述(1)至(6)中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於， 上述汙染成分是鉛或鉻，上述空間速度是1 (1/hr)至15 (1/hr)。(9)上述(1)至(6)中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於， 上述汙染成分是氟，上述空間速度是5 (1/hr)至20 (1/hr)。(10)上述(1)至(6)中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於， 上述汙染成分是硒或硼，上述空間速度是1 (1/hr)至10 (1/hr)。(11)上述(1)至(6)中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於， 上述汙染成分是汞，上述空間速度是1 (1/hr)至5 (1/hr)。(12)防止汙染成分擴散的方法，其特徵在於，在汙染土壤和非汙染土壤之間設置 吸附所述汙染土壤中所含的汙染成分、且具有透水性的預定厚度的防止汙染成分擴散層； 在流經所述汙染土壤的汙水通過所述防止汙染成分擴散層時，利用所述防止汙染成分擴散層吸附並保持所述汙染成分。(13)上述(12)所述的防止汙染成分擴散的方法，其特徵在於，所述防止汙染成分 擴散層由包含吸附劑和稀釋材料的混合物構成，所述吸附劑吸附由汙染土壤產生的汙染成 分，稀釋材料是按照預定比例與所述吸附劑進行混合的、用於調整透水係數及厚度的材料； 在所述混合物中，含有所述汙染成分的水的空間速度是l(l/hr)至60(l/hr)。(14)上述(12)或(13)所述的防止汙染成分擴散的方法，其特徵在於，上述防止汙 染成分擴散層的透水係數為1 X 10_3cm/秒至10cm/秒，厚度為0. lm至10m。(15)上述(12)至(14)中的任一項所述的防止汙染成分擴散的方法，其特徵在於， 上述汙染成分是選自砷、氟、硼、硒、鉛、鉻、鎘、錳、銻及鎳的1種以上的成分。(16)上述(12)至(15)中的任一項所述的防止汙染成分擴散的方法，其特徵在 於，在混合所述吸附劑和所述稀釋材料後，進一步混入與所述稀釋材料相同或不同的稀釋 材料，從而均勻地配置所述吸附劑和所述稀釋材料，由此形成所述防止汙染成分擴散層。(17)上述(13)至(16)中的任一項所述的防止汙染成分擴散的方法，其特徵在於， 根據加酸溶出試驗及加鹼溶出試驗的結果來確定上述吸附劑的含量。


圖1是表示本發明的防止汙染成分擴散的方法的示意圖。圖2是表示將本發明的防止汙染成分擴散層埋在地中進行使用的狀態的示意圖， (a)表示在汙染土壤下設置防止汙染成分擴散層的情況，(b)表示包圍汙染土壤地設置防 止汙染成分擴散層的情況。圖3是表示用於評價各實施例及比較例的防止汙染成分擴散層的淨化能力的試 驗裝置的示意圖。
具體實施例方式首先，說明本發明的防止汙染成分擴散用混合物。本發明的防止汙染成分擴散用混合物包含吸附汙染土壤中所含汙染成分的吸附 劑和按照預定比例與吸附劑進行混合的用於調整透水係數及厚度的稀釋材料。本發明的吸附劑如其名所述是用於吸附上述汙染土壤中所含汙染成分的材料。 只要是能夠有效吸附上述汙染成分的材料即可，沒有特別限定，例如如果含有稀土類化合 物，則對砷或氟等上述汙染成分具有高吸附性，故而優選。另外，上述稀土類化合物是選自 氫氧化鈰(Ce(0H)4、Ce(0H)3)、氧化鈰(Ce02、Ce203)、氫氧化鈰的水合物((Ce(0H)4 nH20、 Ce (OH) 3 nH20)、水合氧化鈰(Ce02 nH20、Ce203 nH20)、氫氧化鑭(La (OH) 3)、氧化鑭(La203) 及它們的水合物的1種以上的稀土類化合物時能夠具有更高的吸附性，更優選。另外，上述吸附劑優選含有選自Al、Fe、Si、P、Ca及Mg的1種以上的成分。這是 因為上述成分容易得到，通過選擇最適合吸附的元素的成分，雖然吸附性能比稀土類化合 物略差，但能夠低成本地施工。需要說明的是，作為上述吸附劑的形狀，沒有特別限定，從能夠均勻地包含在本發 明的防止汙染成分擴散用混合物中、發揮穩定的吸附能力方面考慮，優選為細粒狀，特別優 選為粒狀、粉末狀或粘土狀。此處，粒狀是指平均粒徑為0. 75mm至5mm，粉末狀是指平均粒徑為0. 001mm至0. 75mm，粘土狀是指上述粉末狀吸附劑含約50%水的狀態。此處，上述汙染成分是指上述汙染土壤中所含的對人體有不良影響的成分，例如 選自砷、氟、硼、硒、鉛、鉻、鎘、錳、銻及鎳的1種以上的成分。作為上述吸附劑的一例，可以使用含有以鈰為主成分的多種稀土類化合物的日 本板硝子(株)制「Adcera(註冊商標)」或含有鐵類化合物的(株)神戶制鋼所制的 「Ecomel (註冊商標)」。為了表示上述各吸附劑的吸附性能，在以100mg/l的濃度含有各汙染成分砷、 鉛、6價鉻、硒、硼、汞、氟及銻的溶液中浸漬lg各吸附劑，搖動24小時後，過濾上述溶液，測 定lg吸附劑能夠吸附的各汙染成分，元素含量(mg)以mg/g為單位表示。測定結果示於表 1。[表 1] 本發明的稀釋材料是按照預定比例(預定的體積比)與上述吸附劑進行混合的、 用於調整本發明的防止汙染成分擴散用混合物的透水係數及厚度的材料。因此，只要是能 夠調整透水係數及厚度的材料即可，沒有特別限定，例如如果使用無機材料、無機纖維材 料、有機材料或有機纖維材料，則可以從細粒到粗粒進行選擇、組合，能夠調整吸附劑和混 合物的透水性，故而優選。需要說明的是，上述無機材料是指例如硅藻土、砂石、碎石、砂、瓦礫、園林石、玻璃 屑、沸石、貝殼屑、陶器屑、石灰石或諸如煤灰、灰燼等的灰，上述無機纖維材料是指例如玻 璃纖維、氧化鋁纖維、石棉、渣棉或鈦纖維等長纖維或短纖維，縱橫尺寸比(纖維長/纖維 徑)為1至2000。另外，上述有機材料是指例如鋸屑、布屑、紙屑或活性炭等，上述有機纖維材料是 指例如芳族聚醯胺纖維或PET纖維等長纖維或短纖維，縱橫尺寸比(纖維長/纖維徑)為 2 至 200。另外，在本發明的防止汙染成分擴散用混合物中，含有上述汙染成分的水的空間 速度是l(l/hr)至60(l/hr)。這是因為通過使在上述混合物中的空間速度為1 (1/hr)至 60(l/hr)，可以使上述混合物中的吸附劑與上述汙染成分的接觸時間在合理範圍內，所以 能夠充分進行汙染成分的吸附，並且，能夠使上述汙水順利通過混合物，結果可以得到穩定 且優異的淨化能力。此處，上述混合物的空間速度是指汙水接觸上述混合物的時間的倒數， 即，表示每單位時間上述混合物相對於其本身體積的汙水處理能力，可以用下式表示。SV = Q/V = Q/ (S h)SV 空間速度(1/hr)、Q 汙水的流量(m3/hr)、V 混合物的體積(m3)、S 混合物的 剖面積(m2)、h 混合物的高度(m)
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可以通過調整上述混合物的透水係數或厚度使其空間速度為l(l/hr)至60(1/ hr)，上述混合物中的吸附劑體積小，還耗費成本，所以優選通過以預定體積比混合上述吸 附劑和上述稀釋材料，調整透水係數或厚度，優選上述吸附劑相對於上述稀釋材料的體積 比為0. 001至2。這是因為體積比不足0.001時，上述吸附劑的比例過大，所以吸附層變薄，無法 充分維持與吸附劑的接觸時間，另外，難以按照均勻的厚度形成吸附層，要維持接觸時間， 就會浪費吸附劑；另一方面，如果體積比超過2，則上述吸附劑的比例過小，所以需要根據 待吸附的成分增厚吸附層，但厚吸附層的施工有時難以實施。另外，在不限定汙染成分時，需要使上述混合物的空間速度設定為l(l/hr)至 60 (1/hr)，特別是在限定上述汙染成分時，例如，為砷或銻時空間速度優選為20(l/hr)至 40(l/hr)，為鉛或鉻時空間速度優選為l(l/hr)至15 (1/hr)，為氟時空間速度優選為5(1/ hr)至20(l/hr)，為硒或硼時空間速度優選為l(l/hr)至10 (1/hr)，為汞時空間速度優選 為1 (1/hr)至5 (1/hr)。這是因為能夠確實地進行各汙染成分的吸附淨化，能夠得到高透水 性。接下來，使用

本發明的防止汙染成分擴散的方法。圖1是表示使用了本發明的防止汙染成分擴散的方法的土壤構造圖。本發明的防止汙染成分擴散的方法為在汙染土壤1和非汙染土壤2之間設置吸 附上述汙染土壤1中所含的汙染成分且具有透水性的預定厚度的防止汙染成分擴散層3， 流經上述汙染土壤1的汙水在通過上述防止汙染成分擴散層3時，由上述防止汙染成分擴 散層3吸附並保持上述汙染成分。如果使用上述防止汙染成分擴散的方法，則通過上述防止汙染成分擴散層3，能夠 淨化從上述汙染土壤1流出的含汙染成分的水，能夠將幾乎不含上述汙染成分的水送出到 上述非汙染土壤2。結果，不必如現有汙染土壤處理方法所述與特殊藥劑混合或包裹全部土 壤，即可與通常的土壤同樣地處理汙染土壤，因此是有效的手段。另外，上述防止汙染成分擴散層3由吸附劑和稀釋材料的混合物構成，該吸附劑 吸附汙染土壤1產生的汙染成分，該稀釋材料是按照預定比例與上述吸附劑進行混合的用 於調整透水係數及厚度的材料，在該混合物中，含有上述汙染成分的水的空間速度優選為 1 (1/hr)至60 (1/hr)。這是因為通過使上述空間速度為1 (1/hr)至60 (1/hr)，如上所述能 夠得到穩定且優異的淨化能力。另一方面，上述空間速度不足1時，雖然能夠具有優異的淨 化能力，但是處理能力變小，所以水量多時，吸附層就會顯示溢出現象，吸附層可能發揮擋 水層的作用，無法穩定地淨化水，超過60時，雖然汙水處理能力優異，但接觸時間變短，淨 化能力可能變差。進而，上述防止汙染成分擴散層3的透水係數優選為1 X 10_3cm/秒至10cm/秒，厚 度為0. lm至10m。這是因為上述防止汙染成分擴散層3的空間速度取決於層的透水係數 及層的厚度h。再者，上述防止汙染成分擴散層3優選先將上述吸附劑和上述稀釋材料混合後， 再混入與上述稀釋材料相同或不同的稀釋材料，由此均勻配置上述吸附劑及上述稀釋材 料。上述防止汙染成分擴散層3中的上述吸附劑及上述稀釋材料被更均勻地配置，結果能 夠發揮穩定的淨化能力。需要說明的是，如上所述，上述吸附劑相對於上述稀釋材料的體積比更優選為0.001至2。需要說明的是，上述吸附劑的含量優選基於加酸溶出試驗及加鹼溶出試驗的結果 加以確定。加酸溶出試驗及加鹼溶出試驗是指如參考文獻(《關於重金屬等不溶化處理土 壤的穩定性的研討部會報告_加酸溶出試驗法、加鹼溶出試驗法_》、(社)土壤環境中心) 所述在含有上述汙染成分的試樣中添加預定的酸或鹼，進行攪拌過濾後，檢測濾液，由此測 定上述汙染成分的溶出量的試驗，如果基於該試驗結果確定上述吸附劑的含量，則即使隨 後上述防止汙染成分擴散層3在長期自然環境變化、一些酸或鹼等特殊條件的情況下，也 能夠抑制上述汙染成分溶出。另外，如果如圖1所示，在上述汙染土壤上鋪設柏油或混凝土，設置保護層4，則上 述汙染成分不會接觸外部，所以也能夠抑制其流向上述被汙染土壤外。上述內容只是本發明實施方式之一例，在權利要求書中可以加入各種變形。例如 圖2(a)及(b)所示，也可以將上述防止汙染成分擴散層3埋入地中進行使用。說明本發明的實施例。(實施例1)在實施例1中，將50g粘土狀吸附劑(商品名「Adcera(註冊商標)(漿液狀)，，日 本板硝子(株)制)(比重=1. 2,41. 5cm3)和稀釋材料以體積比0. 8 10的比例混合，由 此形成防止汙染成分擴散層，其中，所述粘土狀吸附劑由30質量％的以鈰為主成分的多種 稀土類化合物、55質量％的水、餘量15質量％的二氧化矽等無機元素構成，所述稀釋材料 由500cm3玻璃纖維(平均纖維徑0. 8 y m的玻璃短纖維、「CMLF#208」日本板硝子(株)制) 及4500cm3微細砂(平均粒徑0. 3mm的砂)構成。需要說明的是，因為上述稀釋材料為漿 液狀，所以考慮混合性，採用先與上述玻璃纖維混合後，再混入上述微細砂的方法。形成的 防止汙染成分擴散層的透水係數、厚度及空間速度示於表2。(實施例2)在實施例2中，將50g粘土狀吸附劑(商品名「Adcera(註冊商標)(漿液狀)，，日 本板硝子(株)制)(比重=1.2，41.5cm3)和稀釋材料以體積比1 1的比例混合，由此 形成防止汙染成分擴散層，其中，所述粘土狀吸附劑由30質量％的以鈰為主成分的多種稀 土類化合物、55質量％的水、餘量15質量％的二氧化矽等無機元素構成，所述稀釋材料由 500cm3石棉(平均纖維徑4 y m的巖石原料的棉狀物、「 S-fiber (註冊商標)」新日化石棉 (株)制)及500cm3微細砂(平均粒徑0. 3mm的砂)構成。需要說明的是，因為上述稀釋 材料為漿液狀，所以考慮混合性，採用先與上述石棉混合後，再混入上述微細砂的方法。形 成的防止汙染成分擴散層的透水係數、厚度及空間速度示於表2。(實施例3)在實施例3中，將100g粒狀吸附劑(商品名「Adcera(註冊商標)(粒狀)」日本板 硝子(株)制)(比重=0.75，75cm3)和稀釋材料以體積比0.75 10的比例進行混合，由 此形成防止汙染成分擴散層，其中，所述粒狀吸附劑由40質量％的以鈰為主成分的多種稀 土類化合物和60質量％的其他二氧化矽等無機元素構成，所述稀釋材料由1000cm3砂(平 均粒徑0.75mm)構成。形成的防止汙染成分擴散層的透水係數、厚度及空間速度示於表2。(實施例4)在實施例4中，將100g由鐵化合物(商品名「Ecomel (註冊商標)」(株)神戶制鋼所制))構成的粉末狀吸附劑(比重=5. 1,20cm3)和由1000cm3砂(平均粒徑0. 75mm) 構成的稀釋材料以體積比0.2 10的比例進行混合，由此形成防止汙染成分擴散層。形成 的防止汙染成分擴散層的透水係數、厚度及空間速度示於表2。(實施例5)在實施例5中，將50g粘土狀吸附劑(商品名「Adcera(註冊商標)(漿液狀)，，日 本板硝子(株)制)(比重=1. 2,41. 5cm3)和由2400cm3礫(平均粒徑1. 5mm)構成的稀釋 材料以體積比0.17 10的比例進行混合，由此形成防止汙染成分擴散層，其中，所述粘土 狀吸附劑由30質量％的以鈰為主成分的多種稀土類化合物、55質量％的水、餘量15質量％ 的二氧化矽等無機元素構成。形成的防止汙染成分擴散層的透水係數、厚度及空間速度示 於表2。(比較例1)在比較例1中，將100g由鐵化合物(商品名「Ecomel (註冊商標)」(株)神戶制 鋼所制))構成的粉末狀吸附劑(比重=5. 1,20cm3)和由10000cm3石樂(平均粒徑20mm)構 成的稀釋材料以體積比0.02 10的比例進行混合，由此形成防止汙染成分擴散層。形成 的防止汙染成分擴散層的透水係數、厚度及空間速度示於表2。(比較例2)在比較例2中，將50g由30質量％的以鈰為主成分的多種稀土類化合物、 55質量％的水、餘量15質量％的二氧化矽等無機元素構成的粘土狀吸附劑(商品名 「Adcera(註冊商標)(漿液狀)」日本板硝子(株)制)(比重=1. 2,41. 5cm3)和由20000cm3 碎石(平均粒徑5mm)構成的稀釋材料以體積比0.02 10的比例進行混合，由此形成防止 汙染成分擴散層。形成的防止汙染成分擴散層的透水係數、厚度及空間速度示於表2。(比較例3)在比較例3中，不使用吸附劑，僅使用由500cm3玻璃纖維(平均纖維徑0. 8 y m的 玻璃短纖維、「CMLF#208」日本板硝子(株)制)及4500cm3微細砂(平均粒徑0. 3mm的砂) 構成的稀釋材料，形成防止汙染成分擴散層。形成的防止汙染成分擴散層的透水係數、厚度 及空間速度示於表2。(比較例4)在比較例4中，將50g粘土狀吸附劑(商品名「Adcera(註冊商標)(漿液狀)，，日 本板硝子(株)制)(比重=1. 2，41. 5cm3)和由1000cm3砂(平均粒徑0. 75mm)構成的稀釋 材料以體積比0.4 10的比例進行混合，由此形成防止汙染成分擴散層，其中，所述粘土狀 吸附劑由30質量％的以鈰為主成分的多種稀土類化合物、55質量％的水、餘量15質量％的 二氧化矽等無機元素構成。需要說明的是，因為上述稀釋材料為漿液狀，所以考慮混合性， 採用先與少量的上述砂混合後，再混入剩餘的上述砂的方法。形成的防止汙染成分擴散層 的透水係數、厚度及空間速度示於表2。(比較例5)在比較例5中，將50g粘土狀吸附劑(商品名「Adcera(註冊商標)(漿液狀)，，日 本板硝子(株)制)(比重=1. 2，41. 5cm3)和由2000cm3礫(平均粒徑1. 5mm)構成的稀釋 材料以體積比0.2 10的比例進行混合，由此形成防止汙染成分擴散層，其中，所述粘土狀 吸附劑由30質量％的以鈰為主成分的多種稀土類化合物、55質量％的水、餘量15質量％的二氧化矽等無機元素構成。形成的防止汙染成分擴散層的透水係數、厚度及空間速度示於 表2。(比較例6)在比較例6中，用50g由30質量％的以鈰為主成分的多種稀土類化合物、 55質量％的水、餘量15質量％的二氧化矽等無機元素構成的粘土狀吸附劑(商品名 「Adcera (註冊商標)(漿液狀)，，日本板硝子(株)制)(比重=1. 2,41. 5cm3)，形成防止 汙染成分擴散層。形成的防止汙染成分擴散層的透水係數、厚度及空間速度示於表2。對上述製作的防止汙染成分擴散層進行試驗，評價各防止汙染成分擴散層的性 能。試驗方法及評價方法如下所述。(評價方法)作為試驗用汙染土壤，在1kg市售鹿沼土中混入100ml 100mg/l的砷溶液後，進行 混合，並在開放體系中放置10日。需要說明的是，試驗用汙染土壤在環境省告示第46號溶 出試驗中溶出的結果為可以確認砷添加量的80%溶出，在社團法人土壤環境中心提出的加 酸試驗中溶出96%，在加鹼試驗中溶出90%。然後，使用圖3所示的試驗裝置10進行試驗。在剖面形狀為正方形、剖面積為 0. 01m2的柱11中，順次層疊過濾用玻璃棉12、各實施例及比較例的防止汙染成分擴散層13 及上述試驗用汙染土壤14後，從上述柱11上使用泵(未圖示)流入預定量的蒸餾水(參 見表2)，回收從上述柱11排出的水16。在流入上述蒸餾水時，在經過1小時的時間點和經過24小時的時間點分別測定回 收的水的砷濃度(mg/1)，由此評價各防止汙染成分擴散層的淨化能力。[表 2] 根據表2可知，與比較例1至6相比，實施例1至5回收的水的砷濃度低，防止汙 染擴散層的淨化能力高。另一方面，雖然因為比較例1、2、5及6的空間速度大，所以能夠處 理大量的水，但是沒有實現空間速度的合理化，所以淨化能力低，比較例3的防止汙染擴散 層僅由稀釋材料構成，所以淨化能力差。另外，雖然比較例4的淨化能力與實施例1至5同 樣高，但是空間速度過小，所以每單位時間的汙水處理能力低。
根據本發明，能夠提供與現有的防止汙染成分擴散技術相比、對汙染土壤中所含 汙染成分具有穩定且優異的淨化能力的防止汙染成分擴散用混合物及防止汙染成分擴散 的方法。
權利要求
防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，包含吸附汙染土壤中所含汙染成分的吸附劑以及按照預定比例與所述吸附劑進行混合的、用於調整透水係數及厚度的稀釋材料，在所述混合物中，含有所述汙染成分的水的空間速度為1(1/hr)至60(1/hr)。
2.根據權利要求1所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，所述吸附劑至少 含有稀土類化合物。
3.根據權利要求2所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，所述稀土類化合 物是選自氫氧化鈰、氧化鈰、氫氧化鑭、氧化鑭及其水合物的1種以上的稀土類化合物。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，所 述吸附劑含有選自六1、？6、51、？、01及1%的1種以上的成分。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，所 述稀釋材料是無機材料、無機纖維材料、有機材料或有機纖維材料。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，所 述吸附劑相對於所述稀釋材料的體積比為0. 001至2。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，所 述汙染成分是砷或銻，所述空間速度是20(l/hr)至40(l/hr)。
8.根據權利要求1至6中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，所 述汙染成分是鉛或鉻，所述空間速度是1 (1/hr)至15 (1/hr)。
9.根據權利要求1至6中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於，所 述汙染成分是氟，所述空間速度是5 (1/hr)至20 (1/hr)。
10.根據權利要求1至6中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於， 所述汙染成分是硒或硼，所述空間速度是1 (1/hr)至10 (1/hr)。
11.根據權利要求1至6中的任一項所述的防止汙染成分擴散用混合物，其特徵在於， 所述汙染成分是汞，所述空間速度是1 (1/hr)至5 (1/hr)。
12.防止汙染成分擴散的方法，其包括在汙染土壤和非汙染土壤之間設置吸附所述汙染土壤中所含的汙染成分、且具有透水 性的預定厚度的防止汙染成分擴散層；在流經所述汙染土壤的汙水通過所述防止汙染成分擴散層時，利用所述防止汙染成分 擴散層吸附並保持所述汙染成分。
13.根據權利要求12所述的防止汙染成分擴散的方法，其特徵在於，所述防止汙染成分擴散層由包含吸附劑和稀釋材料的混合物構成，所述吸附劑吸附由 汙染土壤產生的汙染成分，所述稀釋材料是按照預定比例與所述吸附劑進行混合的、用於 調整透水係數及厚度的材料；在所述混合物中，含有所述汙染成分的水的空間速度是1 (1/hr)至60 (1/hr)。
14.根據權利要求12或13所述的防止汙染成分擴散的方法，其特徵在於，所述防止汙 染成分擴散層的透水係數為1 X 10_3Cm/秒至10cm/秒，厚度為0. lm至10m。
15.根據權利要求12至14中的任一項所述的防止汙染成分擴散的方法，其特徵在於， 所述汙染成分是選自砷、氟、硼、硒、鉛、鉻、鎘、錳、銻及鎳的1種以上的成分。
16.根據權利要求12至15中的任一項所述的防止汙染成分擴散的方法，其特徵在於， 在混合所述吸附劑和所述稀釋材料後，進一步混入與所述稀釋材料相同或不同的稀釋材料，從而均勻地配置所述吸附劑和所述稀釋材料，由此形成所述防止汙染成分擴散層。
17.根據權利要求13至16中的任一項所述的防止汙染成分擴散的方法，其特徵在於， 根據加酸溶出試驗及加鹼溶出試驗的結果來確定所述吸附劑的含量。
全文摘要
本發明的目的在於提供與現有防止汙染成分擴散技術相比，對汙染土壤中所含汙染成分具有穩定且優異的淨化能力的防止汙染成分擴散用混合物及防止汙染成分擴散方法。所述防止汙染成分擴散用混合物的特徵在於，由吸附汙染土壤中所含汙染成分的吸附劑和按照預定比例與上述吸附劑進行混合的用於調整透水係數及厚度的稀釋材料構成，在所述混合物中，含有上述汙染成分的水的空間速度為1(1/hr)至60(1/hr)。
文檔編號B01J20/06GK101855031SQ200880115490
公開日2010年10月6日 申請日期2008年9月19日 優先權日2007年11月8日
發明者高橋康史 申請人:日本板硝子株式會社