揮発性有機化合物、油など

ホットソイル工法

ホットソイル工法とは、トリクロロエチレンなどの揮発性有機化合物(VOC)によって汚染された土壌に、ホットソイル(生石灰など)を添加・混合し、発生する水和熱によってVOCを揮発・分離させて汚染土壌を浄化する工法です。

■浄化の原理
土壌中の水分と生石灰が水和反応により熱を生じ、汚染土壌中のVOCを揮発・分離します。揮発したVOCは活性炭などで回収します。

CaO+H2O→Ca(OH)2+15.3kcal/mol

 

■処理フロー

特徴

  • 汚染土壌を場外へ搬出することなく、浄化効果を確認しながら現地において処理できる。
  • 浄化後の処理土は、そのまま埋め戻すことが可能である。
  • 短期間での施工が可能であり、比較的安価である。
  • 低濃度〜高濃度の幅広いVOC汚染に対応できる。
  • 焼却処理と異なり、ダイオキシンなどの二次汚染物質の発生はない。
  • 無機化合物の水和反応を利用しているため、CO2の発生がない。
  • 揮発・分離させたVOCは活性炭などに吸着処理を行うことで、大気への汚染の拡散を防止できる。

土壌の温度上昇と除去効果

生石灰添加率による昇温グラフ(テーブルテスト)

土壌からのVOC除去効率は、土壌の温度上昇に最も依存しますが、土壌温度を必ずしも対象のVOCの沸点、または水との共沸点まで上昇させる必要はなく、一定以上の温度を維持することによってVOC除去効果は確保できます。
また、水和反応によって土壌中の水分が減少することや、混練により土壌の団粒構造の崩壊に伴う通気性の改善もVOC除去効果に寄与します(次頁の土壌の性状変化を参照)。

 

 

 

油類を含む複合汚染土壌への対応

処理前
処理後

「ホットソイルFO」を使用することにより、油類を含む複合汚染土壌の浄化も可能です。ホットソイルFOは、生石灰の粒子に乳化作用のある脂肪酸カルシウムをコーティングしたもので、土壌中の油性成分を乳化分散して油膜を減少させることができます。

 

 

処理土壌のpH

ホットソイル処理を行った土壌はアルカリ性を呈しますが、炭酸化反応、ポゾラン反応(シリカアルミナと水酸化カルシウムの
反応)およびイオン交換反応などにより、土壌中で徐々に中性になります。また、これらの反応は土を固化する作用がありアルカリ成分の溶出を抑えます。
処理土からの溶出水は、処理土の透水性が大きく下がることにより、ごく微量となります。また処理土を締め固めることにより透水性はさらに下がります。従って、処理土からの溶出水はごく微量となり、地下水で希釈・中和されます。

 

ホットソイル工法による浄化実績

電子部品工場跡地のトリクロロエチレンによる汚染土壌の浄化

電子部品製造工場跡地において土壌汚染調査が実施され、シス-1,2-ジクロロエチレン、トリクロロエチレンなどの揮発性有機化合物(VOC)が土壌環境基準を超過して検出されました。ハザマは、この土壌汚染浄化に対して、短期間で確実に土壌環境基準値までの浄化が可能である「ホットソイル工法」を適用しました。

汚染された土壌は、細粒分を非常に多く含む特殊な粘土層であり、ホットソイル工法の実績も少なく、適用が困難と考えられましたが、種々の改良を加えることにより、無事、土壌環境基準値までの浄化を完了させることができました。

工事概要

 

工事場所: 某電子部品製造工場跡地
汚染物質: 揮発性有機化合物
(シス-1,2-ジクロロエチレン、トリクロロエチレン)
対象土量: 約7,000m3(粘性土)
工事時期: 2003年 上半期 (約2ヶ月)
適用工法: ホットソイル工法
(生石灰添加量 100kg-CaO/m3-土壌)
攪拌機械: 自走式土質改良機

 

土質試験結果

浄化対象である粘土層は、上下の層と異なり、細粒分を多く含む特殊な土質でした。

土質柱状図

粒径加積曲線

 

施工状況

 

汚染土投入状況
ホットソイル混合攪拌状況

 

土壌浄化効果

ホットソイル工法は浄化効果を現地で確認しながら処理します。浄化後の土壌はVOCが検出されず、完全に浄化されていることがわかります。

土壌溶出量試験結果

試料名
浄化前
浄化後
シス-1,2-
ジクロロエチレン
トリクロロエチレン
シス-1,2-
ジクロロエチレン
トリクロロエチレン
NO.1
0.45
0.004
N.D
N.D
NO.2
0.38
N.D
N.D
N.D
NO.3
0.33
N.D
N.D
N.D
NO.4
0.12
0.17
N.D
N.D
NO.5
0.097
0.15
N.D
N.D
*N.Dは検出されていないことを示す。

 

土壌の性状変化

改良前の土壌は、粘性が非常に高く、施工性が悪かったが、処理後は土質も改善されて、施工性が良くなります。

改良前   ホットソイル混合直後   ホットソイル混合1日後


ホットソイルネットワーク:http://www.hotsoil.com/

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