專利名稱：土壤改良劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如在工廠布局區(qū)域內(nèi)，對(duì)因化學(xué)藥品等有害物質(zhì)而受污染的土壤進(jìn)行凈化、改良的土壤改良劑。
背景技術(shù)：
作為凈化被污染土壤的方法，以往提出、實(shí)施了以挖掘被污染土壤，代之以新的土壤的方法為首的種種方法。但是，要想整體性、大規(guī)模地進(jìn)行土壤改良，往往需要高額的費(fèi)用。
從這一點(diǎn)考慮，使用土壤改良劑的方法則比較簡(jiǎn)便、費(fèi)用也低，通過在土壤中混入土壤改良劑，吸附有害物質(zhì)，能夠使有害物質(zhì)的含有量減少到規(guī)定值以下。
以往，在這樣的方法中使用的土壤改良劑幾乎都是僅由主劑為有害物質(zhì)吸附劑(鈰或鑭等的水合物)而生成的(參照特開2001-200236號(hào)公報(bào))。
這樣，由于以往的土壤改良劑幾乎都是僅由主劑為有害物質(zhì)吸附劑而生成，因此雖然大量地使用了價(jià)格較高的有害物質(zhì)吸附劑，但土壤的改良效果仍欠佳。
尤其是在含地下水多的土壤中，由于重金屬等有害物質(zhì)溶出而流出，上述缺點(diǎn)更加顯著，在這一點(diǎn)上有改良的余地。
本發(fā)明正是著眼于該問題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種能夠盡可能有效地使用少量的有害物質(zhì)吸附劑，即便是含地下水度的土壤，也能有效地吸附有害物質(zhì)、對(duì)土壤進(jìn)行凈化、改良的土壤改良劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1項(xiàng)特征構(gòu)成在于將有害物質(zhì)吸附劑和吸水性物質(zhì)混合，成型為粒狀而成的土壤改良劑。
根據(jù)本發(fā)明第1項(xiàng)的特征構(gòu)成，土壤改良劑是將有害物質(zhì)吸附劑和吸水性物質(zhì)混合、成型而成，因此，吸水性物質(zhì)吸收水分，有害物質(zhì)吸附劑吸附該吸收的水分中的有害物質(zhì)，這樣，即便是含地下水多的土壤，也能確實(shí)地吸附從地下水中溶出的有害物質(zhì)，將土壤凈化。
此外，由于該土壤改良劑為粒狀，例如，與微粉末的情況下相似，混入土壤時(shí)，很少形成塊或團(tuán)狀，能夠均勻地混入整塊土壤中，如后文中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所表明的一樣，能夠有效地利用少量有害物質(zhì)吸附劑，即便是含地下水多的土壤，也能有效地吸附有害物質(zhì)，進(jìn)行凈化、改良。
本發(fā)明的第2項(xiàng)特征構(gòu)成在于上述吸水性物質(zhì)含硅藻土。
根據(jù)本發(fā)明的第2項(xiàng)特征構(gòu)成，土壤改良劑中混合的吸水性物質(zhì)由于含有硅藻土，因此，通過使用價(jià)格比較便宜、且吸水性優(yōu)異的硅藻土，可以降低土壤改良劑的成本，而且，由于硅藻土除了有吸水性外，還具備適度的透水性，因此，通過遍及整塊土壤的有害物質(zhì)吸附劑，能夠比較無遺漏地吸收有害物質(zhì)，更加有效地使用少量有害物質(zhì)吸附劑，對(duì)土壤進(jìn)行凈化、改良。
本發(fā)明的第3項(xiàng)特征構(gòu)成在于上述有害物質(zhì)吸附劑含稀土類化合物。
根據(jù)本發(fā)明的第3項(xiàng)的特征構(gòu)成，由于有害物質(zhì)吸附劑含稀土類化合物，例如，為以砷、氟、鉻、鎘、鉛等有害物質(zhì)為對(duì)象時(shí)，與以往經(jīng)常使用的氧化鋁等相比，具有4-6倍的吸附性能，從而能夠通過用更少量的有害物質(zhì)吸附劑，更有效地進(jìn)行土壤的凈化、改良。
本發(fā)明的第4項(xiàng)特征構(gòu)成在于上述稀土類化合物為氫氧化鈰或氧化鈰水合物。
根據(jù)本發(fā)明的第4項(xiàng)的特征構(gòu)成，由于稀土類化合物是氫氧化鈰或氧化鈰水合物，即使是對(duì)上述那樣的有害物質(zhì)，尤其是對(duì)砷、鉛等的吸附性能優(yōu)良，此外，由于鈰是稀土類中可以較低價(jià)格獲得的，從成本方面考慮也比較有利。
本發(fā)明的第5項(xiàng)特征構(gòu)成在于上述有害物質(zhì)吸附劑含有氫氧化鈰，將含有該氫氧化鈰的有害物質(zhì)吸附劑與含有硅藻土的吸水性物質(zhì)混合，制成粒狀后，在1100℃以下的溫度下，干燥成型而成的土壤改良劑。
根據(jù)本發(fā)明的第5項(xiàng)特征構(gòu)成，由于有害物質(zhì)吸附劑含有氫氧化鈰，將含有該氫氧化鈰的有害物質(zhì)吸附劑與含有硅藻土的吸水性物質(zhì)混合，制成粒狀后，在1100℃以下的溫度下，干燥成型而成，因此，正如之后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示，能夠廉價(jià)地提供尤其對(duì)砷或鉛等有害物質(zhì)具備優(yōu)異吸附性能的土壤改良劑。
本發(fā)明的第6項(xiàng)特征構(gòu)成在于作為上述有害物質(zhì)吸附劑，使用了含氧化鈰的用過的廢玻璃研磨劑。
根據(jù)本發(fā)明的第6項(xiàng)特征構(gòu)成，由于使用了含氧化鈰的用過的廢玻璃研磨劑作為有害物質(zhì)吸附劑，因此，能夠有效地再利用經(jīng)玻璃的研磨處理而產(chǎn)生的廢劑，從而廉價(jià)地提供尤其是對(duì)砷或鉛等有害物質(zhì)具備優(yōu)異吸附性能的土壤改良劑。
本發(fā)明的第7項(xiàng)特征構(gòu)成在于將上述廢玻璃研磨劑中的氧化鈰改性為氫氧化鈰，作為上述有害物質(zhì)吸附劑使用。
根據(jù)本發(fā)明的第7項(xiàng)特征構(gòu)成，由于將廢玻璃研磨劑中的氧化鈰改性為氫氧化鈰后作為有害物質(zhì)吸附劑使用，因此如后文的結(jié)果所示，與未將廢玻璃研磨劑改性而使用時(shí)相比，可以大幅度提高對(duì)砷等的吸附率，從而能夠廉價(jià)地提供在吸附性能方面更優(yōu)異的土壤改良劑。


圖1為表示用于效果確認(rèn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表。
圖2為表示干燥(燒結(jié))溫度與砷去除率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表。
具體實(shí)施方案本發(fā)明中的土壤改良劑，使用稀土類化合物作為有害物質(zhì)吸附劑，具體而言使用選自以鈰(Ce)為首、釤(Sm)、釹(Nd)，釓(Gd)、鑭(La)、釔(Y)中的1種或者2種以上的稀土類化合物。
這樣的稀土類化合物對(duì)土壤中所含的有害物質(zhì)，即砷(As)、氟(F)、鉻(Cr)、鎘(Cd)、鉛(Pb)等具有高吸附性能。
這些稀土類化合物以稀土類的氧化物的水合物或者氫氧化物的形態(tài)，例如，以為氧化鈰水合物(CeO2·1.6H2O)、氧化釤水合物(Sm2O3·4.1H2O)、氧化釹水合物(Nd2O3·4.7H2O)、氧化釓水合物(Gd2O3·5.0H2O)、氧化鑭水合物(La2O3·3.0H2O)、氧化釔水合物(Y2O3·2.1H2O)、氫氧化鈰(Ce(OH)3或者Ce(OH)4)的形態(tài)，且以細(xì)粉粒的形態(tài)使用。土壤改良劑以包含該稀土類化合物的有害物質(zhì)吸附劑為主劑，在其中混入吸水性物質(zhì)而生成。
進(jìn)一步地，研磨玻璃所用的玻璃用研磨劑中含有氧化鈰，即便是研磨玻璃之后，仍含有氧化鈰，因此，可將用過的廢玻璃研磨劑作為有害物質(zhì)吸附劑而再利用。
用過的廢玻璃研磨劑中含有玻璃粉末等，因此，與吸水性物質(zhì)混合并造粒為粒狀時(shí)，該玻璃粉末等可起到粘合劑的作用，因此更加有利于成型為粒狀。
此外，將廢玻璃研磨劑作為有害物質(zhì)吸附劑使用時(shí)，如后述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所表明地那樣，將廢玻璃研磨劑中的氧化鈰改性為氫氧化鈰，將該改性后的廢玻璃研磨劑作為有害物質(zhì)吸附劑使用是有效的，總之，土壤改良劑是以由廢玻璃研磨劑構(gòu)成的有害物質(zhì)吸附劑為主劑，在其中混入吸水性物質(zhì)而生成的。
作為吸水性物質(zhì)，可使用主成分為氧化硅(SiO2)的硅藻土以及活性炭、白砂球(シラスバル一ン)、泥炭、浮石等，通常以粉粒體的形態(tài)使用，這些吸水性物質(zhì)中，尤其優(yōu)選使用吸水性和透水性能優(yōu)越、且價(jià)格便宜的硅藻土。
隨后，將作為這些粉粒狀的吸水性物質(zhì)和有害物質(zhì)吸附劑的稀土類化合物或廢玻璃研磨劑利用旋轉(zhuǎn)式混合機(jī)進(jìn)行充分混合，再用造粒機(jī)造粒成直徑2mm左右的粒狀后，使其干燥成型，即可制得土壤改良劑。
為了對(duì)本發(fā)明中的土壤改良劑進(jìn)行效果確認(rèn)，進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，以下對(duì)其中的一部分進(jìn)行描述。
例如，在25mL水中混入2.5mg砷，制備成水溶液，在該水溶液中，加入本發(fā)明中的各種土壤改良劑，搖動(dòng)30分鐘后，測(cè)定水溶液中的砷殘留量，由該砷殘留量和混合的砷量，即可算出各土壤改良劑對(duì)砷的吸附率。
為了進(jìn)行比較，在同樣條件下，算出氫氧化鈰單體的吸附率以及氧化鈰單體的吸附率，并算出硅藻體單體的吸附率。
其結(jié)果為圖1所示的圖表。
在圖1的圖表中，分別顯示出實(shí)驗(yàn)例1中以單體形式使用了2g氫氧化鈰的情況下、實(shí)驗(yàn)例2中以單體形式使用了2g氧化鈰的情況下、實(shí)驗(yàn)例3中以單體形式使用了5g硅藻體(750℃下燒結(jié))的情況下對(duì)砷的吸附率。
由實(shí)驗(yàn)例1-3的結(jié)果可知，氫氧化鈰和氧化鈰相比，氫氧化鈰具有更優(yōu)越的吸附性能，氧化鈰單體幾乎無吸附效果，此外，硅藻體單體也幾乎沒有吸附效果。
此外，實(shí)驗(yàn)例4-6中，使用混合了90重量％的硅藻土和10重量％的廢玻璃研磨劑而生成的5g土壤改良劑，其中，在10重量％的廢玻璃研磨劑中，含有3重量％的氧化鈰和7重量％的其他物質(zhì)(玻璃粉末等)。
而且，分別示出了實(shí)驗(yàn)例4中在750℃下對(duì)造粒后的土壤改良劑進(jìn)行燒結(jié)的情況下、實(shí)驗(yàn)例5中在1000℃下進(jìn)行燒結(jié)的情況下、實(shí)驗(yàn)例6中在80℃下進(jìn)行干燥的情況下的砷吸附率。
從實(shí)驗(yàn)例4-6的結(jié)果來看，在750℃下燒結(jié)時(shí)和在80℃下干燥時(shí)，和氧化鈰單體時(shí)相比，顯示了更高的吸附率。但是，在80℃下干燥時(shí)，土壤改良劑自身具有較脆的缺點(diǎn)。
此外，在1000℃下燒結(jié)時(shí)，幾乎沒有吸附效果。關(guān)于這點(diǎn)，根據(jù)其他實(shí)驗(yàn)中在燒結(jié)溫度900℃左右吸附率顯著變化這一點(diǎn)可確認(rèn)，因此，燒結(jié)時(shí)，溫度必須低于900℃。
此外，實(shí)驗(yàn)例7使用混合了50重量％的硅藻土和50重量％的廢玻璃研磨劑而生成的5g土壤改良劑。
然而，實(shí)驗(yàn)例7中使用的廢玻璃研磨劑與實(shí)驗(yàn)例4-6中使用的廢玻璃研磨劑不同，將研磨劑中所含的氧化鈰改性處理為氫氧化鈰，使用該改性處理后的物質(zhì)，因此，改性處理后的50重量％的廢玻璃研磨劑中含8重量％的氫氧化鈰和42重量％的其他物質(zhì)(玻璃粉末等)。
而且，作為造粒后在80℃下干燥的物質(zhì)，盡管氫氧化鈰的量很低，但幾乎與實(shí)驗(yàn)例1中所示的氫氧化鈰單體一樣，顯示出了相當(dāng)高的吸附率。
另外，實(shí)驗(yàn)例8中使用混合了50重量％的硅藻土和50重量％的氫氧化鈰而生成、造粒后在700℃下燒結(jié)而成的5g土壤改良劑，該實(shí)驗(yàn)例中也顯示了很高的吸附率。
此外，還通過實(shí)驗(yàn)對(duì)土壤改良劑的干燥(燒結(jié))溫度與砷去除率的關(guān)系進(jìn)行了確認(rèn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。
圖2中的實(shí)心圓點(diǎn)表示燒杯實(shí)驗(yàn)結(jié)果，空心圓點(diǎn)表示過濾器實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
燒杯實(shí)驗(yàn)中，將50重量％的硅藻土和50重量％的氫氧化鈰混合而生成、造粒后，改變干燥(燒結(jié))溫度，制備土壤改良劑，在1L水中混入100mg砷，制成水溶液，從中分取出25mL放入聚乙烯廣口瓶，在取出的水溶液中分別加入各種土壤改良劑5g，搖動(dòng)30分鐘后，濾紙過濾，稀釋成5倍，進(jìn)行測(cè)定。
過濾器實(shí)驗(yàn)中，使用與燒杯實(shí)驗(yàn)相同的土壤改良劑，對(duì)各種土壤改良劑1m2，以1000噸/日的量通過砷濃度為0.1mg/L的水，測(cè)定此時(shí)的砷去除率，可以說是與通常的使用環(huán)境非常接近的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
從該圖2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，不論是燒杯實(shí)驗(yàn)還是過濾器實(shí)驗(yàn)，燒結(jié)溫度一旦超過1100℃，砷去除率就急劇下降。
因此，使用氫氧化鈰作為有害物質(zhì)吸附劑，使用硅藻土作為吸水性物質(zhì)時(shí)，必須在1100℃以下的溫度進(jìn)行干燥(燒結(jié))。
上述的實(shí)施形態(tài)中，給出了使用稀土類化合物作為有害物質(zhì)吸附劑的例子，但是，根據(jù)例如含水氫氧化鋯、含水氫氧化鈦、含水氧化鐵、氧化錳、氧化鋁等需改良的土壤，也可以使用稀土類化合物以外的物質(zhì)作為有害物質(zhì)吸附劑。
另外，關(guān)于有害物質(zhì)吸附劑與吸水性物質(zhì)的混合比，應(yīng)根據(jù)需改良土壤的特性，進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?br> 產(chǎn)業(yè)實(shí)用性可以凈化由于化學(xué)藥品等各種有害物質(zhì)而受污染的土壤，凈化后的土壤可再用于各種用途。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.土壤改良劑，其是通過將包含鈰化合物的有害物質(zhì)吸附劑和包含硅藻土的吸水性物質(zhì)混合并成型為粒狀而制成的。
2.權(quán)利要求1所述的土壤改良劑，其中上述鈰化合物為氫氧化鈰或氧化鈰水合物。
3.權(quán)利要求1所述的土壤改良劑，其中上述鈰化合物為氫氧化鈰，該土壤改良劑是通過將上述有害物質(zhì)吸附劑與上述吸水性物質(zhì)混合并制成粒狀后，在1100℃以下的溫度下干燥成型而制成。
4.權(quán)利要求1所述的土壤改良劑，其中使用包含氧化鈰的用過的廢玻璃研磨劑作為上述有害物質(zhì)吸附劑。
5.權(quán)利要求4所述的土壤改良劑，其中將上述廢玻璃研磨劑中的氧化鈰改性為氫氧化鈰后作為上述有害物質(zhì)吸附劑使用。
權(quán)利要求
1.土壤改良劑，其是通過將有害物質(zhì)吸附劑和吸水性物質(zhì)混合并成型為粒狀而制成的。
2.權(quán)利要求1所述的土壤改良劑，其中上述吸水性物質(zhì)包含硅藻土。
3.權(quán)利要求1或2所述的土壤改良劑，其中上述有害物質(zhì)吸附劑包含稀土類化合物。
4.權(quán)利要求3所述的土壤改良劑，其中上述稀土類化合物為氫氧化鈰或氧化鈰水合物。
5.權(quán)利要求2所述的土壤改良劑，其中上述有害物質(zhì)吸附劑包含氫氧化鈰，該土壤改良劑是通過將包含該氫氧化鈰的有害物質(zhì)吸附劑與包含硅藻土的吸水性物質(zhì)混合并制成粒狀后，在1100℃以下的溫度下干燥成型而制成。
6.權(quán)利要求1或2所述的土壤改良劑，其中使用包含氧化鈰的用過的廢玻璃研磨劑作為有害物質(zhì)吸附劑。
7.權(quán)利要求6所述的土壤改良劑，其中將上述廢玻璃研磨劑中的氧化鈰改性為氫氧化鈰后作為上述有害物質(zhì)吸附劑使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及盡可能使用少量的有害物質(zhì)吸附劑，即便是含地下水多的土壤，也能有效吸附有害物質(zhì)，對(duì)土壤進(jìn)行凈化、改良的土壤改良劑。其是將有害物質(zhì)吸附劑和吸水性物質(zhì)混合、成型為粒狀而成的土壤改良劑。
文檔編號(hào)B09C1/08GK1780701SQ20048001133
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月3日
發(fā)明者藤田浩示 申請(qǐng)人:日本板硝子株式會(huì)社