特許ウォッチ

公開番号2025023773
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-17
出願番号2023133754
出願日2023-08-21
発明の名称フェネート系に基づく土壤中のフタル酸エステルの除去方法
出願人南京農業大学
代理人個人
主分類B09C 1/08 20060101AFI20250207BHJP(固体廃棄物の処理;汚染土壌の再生)
要約【課題】土壤中のフタル酸エステルの除去方法を提供する。
【解決手段】バイオ炭、鉄酸カリウム及び噴霧液を原料としてフェネート修復剤を製造した後、フェネート修復剤とフタル酸エステル汚染土壤とを所定の割合で混合し、フタル酸エステル汚染土壤を修復することにより、汚染土壤中のフタル酸エステルを効率的且つ長期的に除去する役割を果たすことができる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
フェネート系に基づく土壤中のフタル酸エステルの除去方法であって、
フェネート修復剤を製造するステップであって、
８０～１００℃に加熱したバイオ炭と２０～３０℃の鉄酸カリウムとを６～１２：１の重
量比で混合し、それにミーリングボールを加えて、撹拌してミーリングし、
１０～１５ｍｉｎ撹拌してミーリングした後、バイオ炭と鉄酸カリウムの混合物にバイオ
炭と鉄酸カリウムの混合物の全質量に対して４～８％の噴霧液を噴霧し、さらに３０ｍｉ
ｎ撹拌してミーリングし、
前記噴霧液は、水酸化ナトリウム溶液を基液として、基液の質量に対して３％の塩化ナト
リウム、１．５％のヒドロキシメチルセルロースを基液に添加したものであり、水酸化ナ
トリウム溶液は１ｍｏｌ／Ｌであり、噴霧液の噴霧温度は２０～３０℃であり、
その後、３ｍｉｎ静置し、次に、完全に乾燥するまで、さらにミーリングして撹拌し、フ
ェネート修復剤を得る、ステップＳ１と、
フタル酸エステル汚染土壤を修復するステップであって、
フェネート修復剤とフタル酸エステル汚染土壤とを０．１～０．２：１の重量比で混合し
、フタル酸エステル汚染土壤を修復するステップＳ２と、を含む、ことを特徴とする方法
。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記バイオ炭は、活性化処理されたバイオ炭であり、
活性化処理方法において、塩化亜鉛とヒドロキシエチルセルロースの混合液にバイオ炭を
投入して１０～２０ｍｉｎ浸漬し、次に、バイオ炭を取り出してメッシュ上に敷き均し、
メッシュを管状炉に入れて、１００ｍＬ／ｍｉｎの流量でＣＯ２と窒素ガスの高温混合ガ
スを導入し、３ｈ処理後、２０ｍＬ／ｍｉｎの流量で窒素ガスを導入し、管状炉内の温度
を２５℃に下げ、次に、バイオ炭を酸洗し、脱イオン水で複数回リンスし、活性化処理さ
れたバイオ炭を得て、
前記ＣＯ２と窒素ガスを含有する高温混合ガスにおいて、ＣＯ２と窒素ガスとの体積比が
３：７であり、高温混合ガスの温度が５００℃であり、前記バイオ炭、塩化亜鉛、ヒドロ
キシエチルセルロースの添加質量比が１２：２：３である、ことを特徴とする請求項１に
記載の方法。
【請求項３】
前記ミーリングボールの表面に断熱材が被覆されており、前記断熱材は、断熱セラミック
スであり、被覆の厚さが２ｍｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップＳ２には原位置修復処理が使用されており、具体的には、フェネート修復剤
を汚染土壤上に均一に散布し、次に、それを切り返して水を噴霧し、汚染土壤の含水量を
４０％にする、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップＳ１では、フェネート修復剤を製造するために使用される装置は、タンク（
１）と、カバー（２）と、前記タンク（１）内に設けられてバイオ炭と鉄酸カリウムとを
混合するための撹拌ユニット（３）と、噴霧液を噴霧制御する噴霧ユニット（４）と、を
含み、
前記撹拌ユニット（３）は、撹拌モータ（３１）と、撹拌軸（３２）と、撹拌羽根（３３
）と、加熱部（３４）と、を含み、前記撹拌モータ（３１）は、タンク（１）の内底面の
溝に設けられ、前記撹拌軸（３２）の一端は撹拌モータ（３１）の出力軸に固定して接続
され、前記撹拌羽根（３３）は、撹拌軸（３２）にはめ込まれるカラー（３３１）と、前
記カラー（３３１）の側壁に周方向に沿って設けられた複数の半円状撹拌板（３３２）と
、を含み、タンク（１）の内底面には前記半円状撹拌板（３３２）と嵌合する半円状凹溝
が設けられ、前記加熱部（３４）は半円状撹拌板（３３２）に１対１で対応するように複
数設けられ、加熱部（３４）の底面には、半円状撹拌板（３３２）に取り外し可能に接続
された係合溝が設けられ、
前記噴霧ユニット（４）は、ネジ付きロッド（４１）と、ネジ付きリング（４２）と、エ
アバッグリング（４３）と、液体制御ボックス（４４）と、を含み、前記ネジ付きロッド
（４１）の一端はカバー（２）の天面の溝に固定して接続され、他端は撹拌軸（３２）の
他端に回転可能に接続され、前記ネジ付きリング（４２）はネジ付きロッド（４１）に螺
合され、前記エアバッグリング（４３）は、ネジ付きロッド（４１）に嵌め込まれ、カバ
ー（２）の天面の溝に固定して接続され、前記液体制御ボックス（４４）は環状を呈し、
カバー（２）の上面に設けられ、前記エアバッグリング（４３）は、複数のホースを介し
て液体制御ボックス（４４）の天面に連通し、ホース内にはガスを液体制御ボックス（４
４）に一方向に入れる逆止め弁が設けられ、前記液体制御ボックス（４４）の底面には、
カバー（２）を貫通する複数のノズルが設けられ、
前記加熱部（３４）の外底面には複数の座ぐり孔（３４１）が設けられ、前記座ぐり孔（
３４１）内には、それに回転可能に接続された制御トレイ（３４２）が設けられ、前記制
御トレイ（３４２）には、座ぐり孔（３４１）を貫通する中心柱（３４３）が設けられ、
加熱部（３４）の内底面の一方の側に巻取りボックス及び伝動バー（３４４）が設けられ
、前記伝動バー（３４４）の一端は巻取りボックスに接続され、伝動バー（３４４）の他
端は加熱部（３４）を貫通してネジ付きリング（４２）に接続され、加熱部（３４）の内
底面には、伝動バー（３４４）を中心柱（３４３）と接触させて制御トレイ（３４２）を
回転させるストッパーが設けられ、前記座ぐり孔（３４１）及び制御トレイ（３４２）に
は、これらに合わせてバイオ炭を排出する貫通孔が設けられ、前記ネジ付きリング（４２
）は、複数の伸縮ロッドを介してカラー（３３１）に固定して接続される、ことを特徴と
する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記伝動バー（３４４）と中心柱（３４３）は歯伝動方式を採用しており、前記伝動バー
（３４４）には伝動歯が設けられ、中心柱（３４３）には、前記伝動バー（３４４）と噛
み合って伝動を行う歯溝が設けられる、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壤修復の技術分野に関し、具体的には、フェネート系に基づく土壤中のフタ
ル酸エステルの除去方法に関する。
続きを表示（約 7,000 文字）【背景技術】
【０００２】
フタル酸エステル（ＰＡＥｓ）はフタレートとも呼ばれ、フタル酸が形成したエステルの
総称である。生活環境に普遍的に存在する環境ホルモンの一種と考えられている。フタル
酸エステル系化合物は脂溶性化合物であり、プラスチック袋で特に熱いバター、動物類脂
肪食品を包装する場合、人体への摂取量を増加させて健康によくない。近年、このような
化合物による環境健康被害は、環境科学、公衆衛生の分野、メディア、さらには一般大衆
からも広く注目されている。
フタル酸エステルは、さまざまな地域の農地土壌で検出され、一部の土壌汚染が深刻であ
り、これは人体の健康に危害を及ぼすことがあり、現在よく見られるフタル酸エステル汚
染土壌の修復方法のほとんどは、フェントン法又はフェントンライク法であり、フェント
ン法は、反応系の運行を確保するために土壌を比較的低いｐＨに維持する必要があり、そ
のコストが高く、破壊性が強いが、フェントンライク法は、ｐＨの適用範囲が拡大したが
、過酸化水素が迅速に分解しやすく、不安定であるなどの欠点があるため、この問題を解
決するために土壌中のフタル酸エステルを効果的に除去する方法が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の技術的課題を解決するために、本発明は、フェネート系に基づく土壤中のフタル酸
エステルの除去方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の技術的解決手段は以下の通りである。フェネート系に基づく土壤中のフタル酸エ
ステルの除去方法であって、
フェネート修復剤を製造するステップであって、
８０～１００℃に加熱したバイオ炭と２０～３０℃の鉄酸カリウムとを６～１２：１の重
量比で混合し、それにミーリングボールを加えて、撹拌してミーリングし、
１０～１５ｍｉｎ撹拌してミーリングした後、バイオ炭と鉄酸カリウムの混合物にバイオ
炭と鉄酸カリウムの混合物の全質量に対して４～８％の噴霧液を噴霧し、さらに３０ｍｉ
ｎ撹拌してミーリングし、
前記噴霧液は、水酸化ナトリウム溶液を基液として、基液の質量に対して３％の塩化ナト
リウム、１．５％のヒドロキシメチルセルロースを基液に添加したものであり、水酸化ナ
トリウム溶液は１ｍｏｌ／Ｌであり、噴霧液の噴霧温度は２０～３０℃であり、
その後、３ｍｉｎ静置し、次に、完全に乾燥するまで、さらにミーリングして撹拌し、フ
ェネート修復剤を得る、ステップＳ１と、
フタル酸エステル汚染土壤を修復するステップであって、
フェネート修復剤とフタル酸エステル汚染土壤とを０．１～０．２：１の重量比で混合し
、フタル酸エステル汚染土壤を修復するステップＳ２と、を含む。
本発明の一態様によれば、前記バイオ炭は、活性化処理されたバイオ炭であり、
活性化処理方法において、塩化亜鉛とヒドロキシエチルセルロースの混合液にバイオ炭を
投入して１０～２０ｍｉｎ浸漬し、次に、バイオ炭を取り出してメッシュ上に敷き均し、
メッシュを管状炉に入れて、１００ｍＬ／ｍｉｎの流量でＣＯ２と窒素ガスの高温混合ガ
スを導入し、３ｈ処理後、２０ｍＬ／ｍｉｎの流量で窒素ガスを導入し、管状炉内の温度
を２５℃に下げ、次に、バイオ炭を酸洗し、さらに脱イオン水で複数回リンスし、活性化
処理されたバイオ炭を得、
前記ＣＯ２と窒素ガスを含有する高温混合ガスにおいて、ＣＯ２と窒素ガスとの体積比が
３：７であり、高温混合ガスの温度が５００℃であり、前記バイオ炭、塩化亜鉛、ヒドロ
キシエチルセルロースの添加質量比が１２：２：３である。
説明：バイオ炭を活性化処理し、混合液を利用して浸漬することや高温ＣＯ２ガスによる
物理的活性化作用により、バイオ炭を統合的に活性化することによって、バイオ炭の吸着
性能を顕著に向上させ、後で製造されるフェネート修復剤の使用効果を向上させる。
本発明の一態様によれば、前記ミーリングボールの表面に断熱材が被覆されており、前記
断熱材は、断熱セラミックスであり、被覆厚さが２ｍｍである。
説明：断熱セラミックスを用いてミーリングボールを被覆することによって、ミーリング
ボールが吸熱することが、８０～１００℃のバイオ炭と２０～３０℃の鉄酸カリウムとを
撹拌してミーリングすることによる処理効果に影響を与えることを回避する。
本発明の一態様によれば、前記ステップＳ２には原位置修復処理が使用されており、具体
的には、フェネート修復剤を汚染土壤上に均一に散布し、次に、それを切り返して水を噴
霧し、汚染土壤の含水量を４０％にする。
説明：原位置修復により土壤中のフタル酸エステルを除去すると、修復方法が簡単で、輸
送や掘削などの操作が不要で、修復作業量が小さく、フタル酸エステル汚染土壤を効果的
に修復処理することができる。
本発明の一態様によれば、前記ステップＳ１では、フェネート修復剤を製造するために使
用される装置は、タンクと、カバーと、前記タンク内に設けられてバイオ炭と鉄酸カリウ
ムとを混合するための撹拌ユニットと、噴霧液を噴霧制御する噴霧ユニットと、を含み、
前記撹拌ユニットは、撹拌モータと、撹拌軸と、撹拌羽根と、加熱部と、を含み、前記撹
拌モータは、タンクの内底面の溝に設けられ、前記撹拌軸の一端は撹拌モータの出力軸に
固定して接続され、前記撹拌羽根は、撹拌軸にはめ込まれるカラーと、前記カラーの側壁
に周方向に沿って設けられた複数の半円状撹拌板と、を含み、タンクの内底面には前記半
円状撹拌板と嵌合する半円状凹溝が設けられ、前記加熱部は半円状撹拌板に１対１で対応
するように複数設けられ、加熱部の底面には、半円状撹拌板に取り外し可能に接続された
係合溝が設けられ、
【発明の効果】
【０００５】
本発明の有益な効果は以下の通りである。
（１）本発明では、フェネート系に基づくフタル酸エステル汚染土壤のフェネート修復剤
が提供され、フェネート修復剤とフタル酸エステル汚染土壤とを混合して切り返すだけで
、汚染土壤中のフタル酸エステルを効果的に除去することができる。
（２）本発明では、フェネート修復剤の製造方法を最適化することにより、フタル酸エス
テル汚染土壤に対するフェネート修復剤の使用効果が効果的に向上し、汚染土壤中のフタ
ル酸エステルを効果的且つ長期的に除去する役割を果たすことができる。
（３）本発明では、フェネート修復剤の製造方法に基づく装置が提供され、該装置を使用
することにより、フェネート修復剤の製造手順を効果的に簡素化させ、フェネート修復剤
を効率的に製造することができ、生産コストを節約し、生産周期を短縮させる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の装置の外観図である。
本発明の装置の内部構造の概略図である。
本発明の撹拌軸とネジ付きロッドを組み立てた構造の概略図である。
本発明の実施例２の加熱部の内部構造の概略図である。
本発明の実施例２の加熱部の横断構造の概略図である。
本発明の実施例２の加熱部の底部構造の概略図である。
本発明の実施例２の加熱部の制御トレイの構造概略図である。
本発明の実施例３の加熱部の内部構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の優位性をよりよく明確にするために、特定の実施方式によって本発明につ
いてさらに詳細に説明する。
実施例１
フェネート系に基づく土壤中のフタル酸エステルの除去方法であって、以下のステップを
含む。
Ｓ１：フェネート修復剤の製造
９５℃に加熱したバイオ炭と２５℃の鉄酸カリウムとを８：１の重量比で混合し、それに
断熱セラミックスが２ｍｍの被覆厚さで被覆されたミーリングボールを加えて、撹拌して
ミーリングし、
１２ｍｉｎ撹拌してミーリングした後、バイオ炭と鉄酸カリウムの混合物にバイオ炭と鉄
酸カリウムの混合物の全質量に対して６．５％の噴霧液を噴霧し、さらに３０ｍｉｎ撹拌
してミーリングし、
噴霧液は、水酸化ナトリウム溶液を基液として、基液の質量に対して３％の塩化ナトリウ
ム、１．５％のヒドロキシメチルセルロースを基液に加えたものであり、水酸化ナトリウ
ム溶液は１ｍｏｌ／Ｌであり、噴霧液の噴霧温度は２５℃であり、
その後、３ｍｉｎ静置し、次に、完全に乾燥するまで、さらにミーリングして撹拌し、フ
ェネート修復剤を得る。
Ｓ４、フタル酸エステル汚染土壤の修復
フェネート修復剤を汚染土壤上に均一に散布し、次に、それを切り返して水を噴霧し、汚
染土壤の含水量を４０％とし、フタル酸エステル汚染土壤を修復処理し、
フェネート修復剤と汚染土壤は、フェネート修復剤１２０ｇ：汚染土壤１ｋｇで混合され
る。
フタル酸エステル汚染土壤に対する上記のフェネート修復剤の修復処理の効果を検証する
ために、実験を行い、以下の比較例を設置する。
１）比較例１：鉄酸カリウム１２０ｇ：汚染土壤１ｋｇの割合で１２０ｇの鉄酸カリウム
を修復剤として秤量し、鉄酸カリウムを汚染土壤上に均一に散布し、次に、それを切り返
して亜硫酸ナトリウム溶液を噴霧し、汚染土壤の含水量を４０％とし、フタル酸エステル
汚染土壤を修復処理し、ここでは、亜硫酸ナトリウム溶液の濃度は０．４ｍｏｌ／Ｌであ
る。
２）比較例２：バイオ炭と鉄酸カリウムとの重量比が８：１となるように、（鉄酸カリウ
ム＋バイオ炭）１２０ｇ：汚染土壤１ｋｇの割合でバイオ炭１０６ｇ、鉄酸カリウム１４
ｇを秤量して混合し、修復剤とし、バイオ炭と鉄酸カリウムとの混合物を汚染土壤上に均
一に散布し、次に、それを切り返して水を噴霧し、汚染土壤の含水量を４０％とした。
３）比較例３：フェネート修復剤１２０ｇ：汚染土壤１ｋｇの割合でフェネート修復剤１
２０ｇを秤量し、フェネート修復剤を汚染土壤上に均一に散布し、次に、それを切り返し
て亜硫酸ナトリウム溶液を噴霧し、汚染土壤の含水量を４０％とし、フタル酸エステル汚
染土壤を修復処理し、ここで、亜硫酸ナトリウム溶液の濃度は０．４ｍｏｌ／Ｌである。
以下、実施例１及び比較例１、比較例２における修復方法を用いて、本市のあるフタル酸
エステル汚染土壤を修復処理し、測定した結果を以下の表１に示す。
表１フタル酸エステル除去率に対するさまざまなフェネート系の影響
【０００８】
TIFF
2025023773000002.tif
28
157
【０００９】
表１における比較から、実施例１で製造されたフェネート修復剤は、使用する際には、亜
硫酸ナトリウム溶液を噴霧する必要がなく、また、比較例１よりもフタル酸エステル除去
率がより高く、鉄酸カリウムの消費量も顕著に低減することが分かり、よって、実施例１
で製造されたフェネート修復剤は、より経済的で、環境によりやさしい。実施例１と比較
例２の比較から、バイオ炭と鉄酸カリウムを混合して投入して使用する場合、フタル酸エ
ステル除去率が明らかに低下することが分かった。実施例１と比較例３の比較から、亜硫
酸ナトリウム溶液を用いて汚染土壤の含水量を制御する場合、フタル酸エステル除去率が
向上したが、その程度が小さく、コストや二次汚染などから、実施例１はより好ましい。
実施例２
本実施例には、実施例１のフェネート修復剤を製造するのに使用される装置が説明され、
図１～７に示すように、この装置は、タンク１と、カバー２と、タンク１内に設けられて
、バイオ炭と鉄酸カリウムとを混合するための撹拌ユニット３と、液噴霧を噴霧制御する
噴霧ユニット４と、を含み、
撹拌ユニット３は、撹拌モータ３１と、撹拌軸３２と、撹拌羽根３３と、加熱部３４と、
を含み、撹拌モータ３１は、タンク１の内底面の溝に設けられ、撹拌軸３２の一端は撹拌
モータ３１の出力軸に固定して接続され、撹拌羽根３３は、撹拌軸３２に取り外し可能に
嵌め込まれるカラー３３１と、カラー３３１の側壁に周方向に沿って設けられた複数の半
円状撹拌板３３２と、を含み、タンク１の内底面には半円状撹拌板３３２と嵌合する半円
状凹溝が設けられ、加熱部３４は、半円状撹拌板３３２に１対１で対応するように複数設
けられ、加熱部３４の底面には、半円状撹拌板３３２に取り外し可能に接続された係合溝
が設けられ、
噴霧ユニット４は、ネジ付きロッド４１と、ネジ付きリング４２と、エアバッグリング４
３と、液体制御ボックス４４と、を含み、ネジ付きロッド４１の一端はカバー２の天面の
溝に固定して接続され、その他端は、撹拌軸３２の他端に回転可能に接続され、ネジ付き
リング４２は、ネジ付きロッド４１に螺合され、エアバッグリング４３は、ネジ付きロッ
ド４１に嵌め込まれ、カバー２の天面の溝に固定して接続され、液体制御ボックス４４は
環状を呈し、カバー２の上面に設けられ、エアバッグリング４３は、複数のホースを介し
て液体制御ボックス４４の天面に連通し、ホース内にはガスを液体制御ボックス４４に一
方向に入れる逆止め弁が設けられ、液体制御ボックス４４の底面には、カバー２を貫通す
る複数のノズルが設けられ、
加熱部３４の外底面には複数の座ぐり孔３４１が設けられ、座ぐり孔３４１内には、それ
に回転可能に接続された制御トレイ３４２が設けられ、制御トレイ３４２には、座ぐり孔
３４１を貫通する中心柱３４３が設けられ、加熱部３４の内底面の一方の側に巻取りボッ
クス及び伝動バー３４４が設けられ、伝動バー３４４の一端は巻取りボックスに接続され
、伝動バー３４４の他端は加熱部３４を貫通してネジ付きリング４２に接続され、加熱部
３４の内底面には、伝動バー３４４を中心柱３４３と接触させて制御トレイ３４２を回転
させるストッパーが設けられ、座ぐり孔３４１及び制御トレイ３４２には、これらに合わ
せてバイオ炭を排出する貫通孔が設けられ、ネジ付きリング４２は、複数の伸縮ロッドを
介してカラー３３１に固定して接続される。伝動バー３４４と中心柱３４３は摩擦伝動方
式を採用している。
上記の装置の作動方法は、以下の通りである。
カバー２を開いて、バイオ炭を加熱部３４内に入れ、鉄酸カリウムをタンク１内に投入し
、次に、セラミックスが被覆されたミーリングボールを投入しながら、噴霧液を液体制御
ボックス４４に充填し、次に、撹拌モータ３１を起動させる。具体的には、以下の２つの
作動モードがある。
作動モード１：ネジ付きロッド４１とネジ付きリング４２の伝動により、撹拌モータ３１
の回転数が制御され、１２ｍｉｎ回転後、ネジ付きリング４２はエアバッグリング４３を
押し、エアバッグリング４３は、押されると、ガスを液体制御ボックス４４内の上部に送
り、気圧の作用により圧力弁付きのノズルから噴霧液がタンク１内に注入された。また、
ネジ付きリング４２が上昇するにつれて、ネジ付きリング４２は伝動バー３４４を引いて
【００１０】
TIFF
2025023773000003.tif
53
158
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許