JP2001025757A - 揮発性有機化合物を含む汚染土壌の浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚染土壌の加熱浄化処理を経済的に行うこと
ができる揮発性有機化合物を含む汚染土壌の浄化装置を
提供する。 【解決手段】 汚染土壌中の揮発性有機化合物を加熱分
離するロータリーキルン１と、該ロータリーキルン１か
ら導出される排ガス中の揮発性有機化合物を燃焼分解す
る燃焼炉１０とを備える。また、燃焼炉１０にはバーナ
１１を備えると共に、燃焼炉１０とロータリーキルン１
とを熱風ダクト１２で連結して燃焼炉１０内の高温ガス
をロータリーキルン１に導入する。そして、ロータリー
キルン１で汚染土壌を加熱し、加熱分離させた揮発性有
機化合物中の油分を燃焼炉１０で燃焼させ、多量の燃焼
熱を発生させて燃焼炉内温度を高温にすると共に、燃焼
熱を含む高温ガスをロータリーキルン１へと戻す。この
装置では１基のバーナ１１を使用するだけであり、更
に、汚染土壌中の油分の燃焼熱を有効に活用できて低コ
スト化、省エネルギー化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油分などの揮発性
有機化合物を含んだ汚染土壌を加熱して浄化する揮発性
有機化合物を含む汚染土壌の浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業活動に伴って各事業所の敷地
内やその周辺地域の土壌が油等の揮発性有機化合物の廃
液によって汚染され、その土壌の地下を流れる地下水に
まで汚染が及んでいるといったことが取り沙汰されて問
題となっている。このように汚染された土壌を処理する
方法として、その土壌を掘削してロータリーキルン等へ
投入し、ロータリーキルンに備えたバーナで加熱して土
壌中にしみ込んでいる揮発性有機化合物を揮発させて土
壌の浄化処理を行うと共に、揮発した揮発性有機化合物
を別途設けたアフターバーナで燃焼して分解し、無害化
して大気中へ排出するようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置では、土壌の加熱浄化用ロータリーキルンにバー
ナ１基と、排ガス中の揮発性有機化合物の燃焼分解用に
アフターバーナ１基の計二基のバーナを設置しているた
めに高価格の装置となっている。また、汚染物質中に有
機ハロゲン化合物が含まれている場合に低温で燃焼分解
を行うと猛毒のダイオキシン等の発生が懸念されるた
め、アフターバーナにおいて揮発性有機化合物を燃焼分
解させる際にはダイオキシン等を完全に分解することの
可能なかなりの高温で燃焼させており、それに伴って発
生する排ガスもかなりの熱量を保有しているが、これを
そのまま大気中へ排出してしまうことは熱効率や省エネ
ルギーの観点からも再考の余地があった。

【０００４】本発明は上記の点に鑑み、汚染土壌の加熱
浄化処理を経済的に行うことができる揮発性有機化合物
を含む汚染土壌の浄化装置を提供することを課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、請求項１記載の揮発性有機化合物を含む
汚染土壌の浄化装置にあっては、揮発性有機化合物を含
む汚染土壌を加熱して揮発性有機化合物を土壌から揮発
分離するロータリーキルンと、該ロータリーキルンから
導出される排ガス中の揮発性有機化合物を燃焼分解する
燃焼炉とを配設し、該燃焼炉には炉内に熱風を送り込む
バーナを備えると共に、燃焼炉とロータリーキルンとを
熱風ダクトで連結して燃焼炉内の高温ガスの一部をロー
タリーキルンに導入するようにしたことを特徴としてい
る。

【０００６】また、請求項２記載の揮発性有機化合物を
含む汚染土壌の浄化装置にあっては、前記ロ−タリ−キ
ルンより排出される処理土壌を更に加熱するバーナを備
えた第２のロータリーキルンを配設したことを特徴とし
ている。

【０００７】また、請求項３記載の揮発性有機化合物を
含む汚染土壌の浄化装置にあっては、前記燃焼炉の排気
ダクトに熱交換器を設け、該熱交換器にて予熱した空気
をバーナまたは燃焼炉内の少なくとも一方に燃焼用空気
として供給するようにしたことを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の揮発性有
機化合物を含む汚染土壌の浄化装置によれば、先ず、燃
焼炉のバーナを燃焼させて燃焼炉内を高温雰囲気に維持
させると共に、その高温ガスの一部を熱風ダクトを通じ
てロータリーキルン内に導入する。そして、揮発性有機
化合物を含む汚染土壌をロータリーキルン内に投入する
と、汚染土壌中の揮発性有機化合物はロータリーキルン
内を転動流下していく間に高温ガスに晒されて加熱昇温
され、土壌より揮発分離する。揮発分離した揮発性有機
化合物を含む排ガスはロータリーキルンの排気ダクトを
通じて燃焼炉内へと導入されることとなるが、燃焼炉内
で高温ガス雰囲気に晒されて揮発性有機化合物が燃焼分
解される。

【０００９】この揮発性有機化合物として油分が多く含
まれていると、燃焼分解する時には多量の燃焼熱が発生
する。例えば、土壌の供給量が１０トン／Ｈとして土壌
中に１０％の油分を含んでいるとすれば、燃焼炉では１
００ｋｇ／Ｈの油分が燃焼することとなり、相当の燃焼
熱が発生し、この燃焼熱によって燃焼炉内温度を相当上
昇させ得る。燃焼炉内で揮発性有機化合物の完全燃焼と
臭気及びダイオキシンを分解するには燃焼炉内温度を略
８００℃以上程度に維持すれば良いと考えられ、燃焼炉
内温度を略８００℃以上の適宜値となるように燃焼炉の
バーナをコントロールすれば、バーナの燃焼量は油分の
燃焼熱に助けられて低く抑えることができる。

【００１０】この燃焼炉にて発生する高温ガスは、前記
のように熱風ダクトを介してロータリーキルンへと導入
されて土壌の加熱に活用されており、これによって、従
来、ロータリーキルンに備えていたバーナが不要となっ
て低コスト化を図ることができる。また、汚染土壌中の
油分の燃焼熱をうまく活用する構造となっているために
油分を多く含む汚染土壌を浄化処理するには好適であ
り、バーナの燃料量が削減できて省エネルギー化も図
れ、経済的な装置となっている。

【００１１】また、本発明の請求項２記載の揮発性有機
化合物を含む汚染土壌の浄化装置によれば、ロ−タリ−
キルンにてある程度の温度まで加熱された処理土壌を第
２のロータリーキルンに導入し、バーナにて処理土壌を
更に高温、例えば、略８００℃程度まで加熱昇温度させ
ると、汚染土壌中に残留する揮発性有機化合物を完全に
揮発分離または焼却することができ、汚染土壌の完全な
浄化処理を行うことができる。

【００１２】また、本発明の請求項３記載の揮発性有機
化合物を含む汚染土壌の浄化装置によれば、燃焼炉の高
温ガスの内、ロータリーキルンへ戻らない余剰分は燃焼
炉の排気ダクトから大気中へと排出されるが、その排ガ
スが保有する熱量を熱交換器によって清浄な外気と熱交
換し、昇温した清浄空気を燃焼炉のバーナ燃焼用空気や
揮発性有機化合物の燃焼用空気として使用する。これに
よって排ガスとして放出する熱量を有効に利用でき、更
に経済的となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】図中の１は、油等の揮発性有機化合物によ
って汚染された土壌を掘削したものを加熱して浄化処理
するロータリーキルンであって、内部に多数の掻上げ羽
根を周設した円筒状のドラム２を回転自在に傾斜支持
し、駆動装置（図示せず）により所定の速度で回転させ
ている。前記ドラム２の一端には投入ホッパ３を、他端
には排出ホッパ４を配設しており、投入ホッパ３を介し
てドラム２内へ臨ませた投入コンベヤ５により汚染土壌
をドラム２内に投入し、掻上げ羽根で掻上げながらドラ
ム２内を転動流下させる間に汚染土壌を加熱し、汚染土
壌中に含まれる揮発性有機化合物を揮発分離させると共
に、浄化された土壌を排出ホッパ４の排出口６より排出
する。

【００１５】ロータリーキルン１の投入ホッパ３にはロ
ータリーキルン１にて揮発分離される揮発性有機化合物
を含むガスを排出する排気ダクト７を連結しており、該
排気ダクト７はその途中にガス中のダストを除去するバ
グフィルタ等の集塵機８とガスを吸引する排風機９とを
介して燃焼炉１０へと連結している。

【００１６】燃焼炉１０にはバーナ１１を備えており、
炉内にバーナ１１よりの熱風を送り込んで揮発性有機化
合物を燃焼分解するようになっている。なお、前記燃焼
炉１０は揮発性有機化合物が高温雰囲気に十分に晒され
て完全に燃焼分解するように、排ガスが炉内を通過する
のに少なくとも１乃至２秒以上かかる程度の炉長さを確
保することが好ましい。また、燃焼炉１０内の温度は揮
発性有機化合物を完全に燃焼分解させるために、バーナ
１１の燃焼と排ガス中の揮発性有機化合物との燃焼とに
よって略８００℃以上となるように調整するのが好まし
く、燃焼炉１０内の温度を温度センサにて逐次検出して
バーナ１１の燃焼量をコントロールする。

【００１７】１２は燃焼炉１０とロータリーキルン１と
を連結する熱風ダクトであって、途中に風量調整用のダ
ンパー１３を介してロータリーキルン１の排出ホッパ４
側に連結しており、ダンパー１３にてガス量を調整しな
がら燃焼炉１０内の高温ガスの一部をロータリーキルン
１内に導入させるようにしている。

【００１８】１４は燃焼炉１０の排気ダクトであって、
燃焼炉１０にて発生する排ガスを下流の煙突１５より大
気中へ排出するようにしており、その途中には熱交換器
１６と排ガスを吸引する排風機１７を配している。

【００１９】１８は熱交換器１６に清浄な外気を導入す
るための外気導入ダクトであって、一端に外気を吸引す
る排風機１９を配設し、熱交換機１６の下流でバーナ用
外気導入ダクト２０と燃焼炉用外気導入ダクト２１とに
分岐させ、バーナ用外気導入ダクト２０はバーナ１１
と、燃焼炉用外気導入ダクト２１は途中に風量調整用の
ダンパー２２を介して燃焼炉１０とにそれぞれ連結して
いる。バーナ用外気導入ダクト２０はバーナ１１の燃焼
用空気を供給するものであり、また、燃焼炉用外気導入
ダクト２１は燃焼炉１０内にて油分などの揮発性有機化
合物が良好に燃焼するように空気を供給するためのもの
で、燃焼炉１０内の酸素濃度を酸素センサにて逐次検出
するなどしてダンパー２２の開度を適宜コントロールす
ると良い。

【００２０】しかして、揮発性有機化合物を含む汚染土
壌を浄化処理する場合には、先ず、燃焼炉１０に備えた
バーナ１１を燃焼させると共に、下流の排風機１７によ
り高温ガスを吸引して燃焼炉１０内に高温ガス流を維持
する。このときのバーナ１１の燃焼量は燃焼炉１０内の
揮発性有機化合物を完全に燃焼分解できる炉内温度、例
えば、略８００℃以上の適宜値となるようにコントロー
ルされる。

【００２１】次いで、ロータリーキルン１の下流の排風
機９を駆動して風量調整用ダンパー１３により吸引量を
調整しながら燃焼炉１０より高温ガスの一部を熱風ダク
ト１２を通して吸引し、ロータリーキルン１内に導入す
る。そして、投入コンベヤ５によってロータリーキルン
１の投入ホッパ３側から掘削した揮発性有機化合物を含
んだ汚染土壌をドラム２内へ投入し、汚染土壌を燃焼炉
１０より導入した高温ガスに晒して加熱昇温し、土壌中
に含まれている揮発性有機化合物を揮発分離し、浄化さ
れた土壌を排出ホッパ４側の排出ゲート６より排出す
る。このとき、例えば、ロータリーキルン１内に導入さ
れる高温ガス温度が略８００℃程度であれば、処理土壌
は略３００℃程度に加熱されるように土壌供給量や高温
ガス導入量等を設計すると良い。

【００２２】一方、ロータリーキルン１から排気される
揮発性有機化合物を含んだ排ガスは集塵機８にてダスト
を除去した後、燃焼炉１０内へと導入される。この排ガ
スは燃焼炉１０内の高温ガスと略１乃至２秒以上接触す
ることとなり、ガス中に含まれる揮発性有機化合物は完
全に燃焼され、臭気やダイオキシン等も分解されて無害
となる。このとき、汚染土壌中に油分を含んでいれば、
この油分が燃焼炉１０内にて燃焼して燃焼熱を発生さ
せ、燃焼炉内温度を相当上昇させることとなる。この燃
焼熱が多量であればバーナ１１による燃焼熱を少し補充
するだけで燃焼炉１０内の温度を略８００℃程度以上に
保つことができるようになる。この燃焼熱を含んだ高温
ガスはロータリーキルン１へと戻されて有効に利用され
る。

【００２３】また、燃焼炉１０から排気される高温の排
ガスは熱交換器１６によって外気と熱交換され、昇温し
た外気はバーナ用外気導入ダクト２０を介してバーナ１
１の燃焼用空気として導入されると共に、燃焼炉用外気
導入ダクト２１を介して揮発性有機化合物の燃焼用空気
として燃焼炉１０へと導入される。これによって排ガス
の保有する熱量を有効に利用できる。

【００２４】このように、上記装置は、ロータリーキル
ン１で揮発分離させた揮発性有機化合物中に多量の油分
を含んでおれば、この油分を燃焼炉１０内で燃焼させて
多量の燃焼熱を発生させ、この燃焼熱によって燃焼炉１
０の炉内温度を高温にしてバーナ１１の燃焼量を抑える
共に、燃焼熱の一部を熱風ダクト１２を介してロータリ
ーキルン１に戻して汚染土壌を加熱浄化するという構造
となっているので、装置全体として汚染土壌中の油分の
燃焼熱を効果的に活用でき、油分を多く含む汚染土壌の
浄化処理には好適な装置となっている。

【００２５】また、図２中の２３はロータリーキルン１
と略同構造の第２のロータリーキルンであって、一端側
にバーナ２４を備え、他端側の排気ダクト２５はロータ
リーキルン１（集塵機８等でも良い）へと連結し、投入
コンベヤ２６をロータリーキルン１の排出口６に臨ませ
ている。この第２のロータリーキルン２３はロータリー
キルン１から排出される処理土壌を更に加熱して完全に
無害化とするもので、ロータリーキルン１から排出され
る処理土壌を投入コンベヤ２６によって第２のロータリ
ーキルン２３に投入し、処理土壌がドラム内を転動流下
する間にバーナ２４より高温の熱風を供給して加熱し、
処理土壌中にわずかに残留する揮発性有機化合物を完全
に焼却させる温度、例えば、略８００℃程度まで加熱す
る。

【００２６】このようにロータリーキルン１によって汚
染土壌中に残留する揮発性有機化合物の大部分を揮発分
離または焼却すると共に、このロータリーキルン１で揮
発分離または焼却されなかった残りの揮発性有機化合物
を第２のロータリーキルン２３で完全に焼却することが
でき、汚染土壌の完全な浄化処理が行える。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１記載の揮
発性有機化合物を含む汚染土壌の浄化装置によれば、揮
発性有機化合物を含む汚染土壌を加熱して揮発性有機化
合物を土壌から揮発分離するロータリーキルンと、該ロ
ータリーキルンから導出される排ガス中の揮発性有機化
合物を燃焼分解する燃焼炉とを配設し、該燃焼炉には炉
内に熱風を送り込むバーナを備えると共に、燃焼炉とロ
ータリーキルンとを熱風ダクトで連結して燃焼炉内の高
温ガスの一部をロータリーキルンに導入したので、従来
装置よりバーナの本数を減らして低コスト化が図れ、ま
た、油分を多く含む汚染土壌を浄化処理するときには、
油分の燃焼熱を有効活用してバーナの燃焼量を削減し、
省エネルギー化が図れて経済的である。

【００２８】また、請求項２記載の揮発性有機化合物を
含む汚染土壌の浄化装置によれば、前記ロ−タリ−キル
ンより排出される処理土壌を更に加熱するバーナを備え
た第２のロータリーキルンを配設したので、ロータリー
キルン１によって揮発分離または焼却されなかったわず
かの揮発性有機化合物を完全に焼却することができ、汚
染土壌の完全な浄化処理を行うことができる。

【００２９】また、請求項３記載の揮発性有機化合物を
含む汚染土壌の浄化装置によれば、前記燃焼炉の排気ダ
クトに熱交換器を設け、該熱交換器にて予熱した空気を
バーナまたは燃焼炉内の少なくとも一方に燃焼用空気と
して供給するようにしたので、大気中へと排出される排
ガスが保有する熱量も有効利用することができて経済的
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る揮発性有機化合物を含む汚染土壌
の浄化装置の一実施例を示す概略説明図である。

【図２】本発明に係る揮発性有機化合物を含む汚染土壌
の浄化装置の他の実施例を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１…ロータリーキルン ７、１４…排気ダクト ８…集塵機 １０…燃焼炉 １１…バーナ １２…熱風ダク
ト １６…熱交換器 ２３…第２のロ
ータリーキルン ２４…バーナ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】揮発性有機化合物を含む汚染土壌を加熱し
   て揮発性有機化合物を土壌から揮発分離するロータリー
   キルンと、該ロータリーキルンから導出される排ガス中
   の揮発性有機化合物を燃焼分解する燃焼炉とを配設し、
   該燃焼炉には炉内に熱風を送り込むバーナを備えると共
   に、燃焼炉とロータリーキルンとを熱風ダクトで連結し
   て燃焼炉内の高温ガスの一部をロータリーキルンに導入
   するようにしたことを特徴とする揮発性有機化合物を含
   む汚染土壌の浄化装置。
2. 【請求項２】前記ロ−タリ−キルンより排出される処理
   土壌を更に加熱するバーナを備えた第２のロータリーキ
   ルンを配設したことを特徴とする請求項１記載の揮発性
   有機化合物を含む汚染土壌の浄化装置。
3. 【請求項３】前記燃焼炉の排気ダクトに熱交換器を設
   け、該熱交換器にて予熱した空気をバーナまたは燃焼炉
   内の少なくとも一方に燃焼用空気として供給するように
   したことを特徴とする請求項１または２記載の揮発性有
   機化合物を含む汚染土壌の浄化装置。