JP2005021888A - 汚染固形物の浄化方法と浄化装置 - Google Patents
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Abstract
高度の処理効果・操業の容易性・高速処理・低コスト・汎用性などを満足させることのできる汚染固形物の浄化方法と浄化装置を提供する。
【解決手段】
汚染物質で汚染された固形物を浄化するための手段として円筒形の処理容器21内で回転軸29の周りに取り付けられた複数本の長い破砕部材31を有するものを用いる。各破砕部材31が回転している処理容器21内に汚染固形物を投入する。汚染固形物を各破砕部材31で打撃したり処理容器21の内壁面に衝突させたり固形物相互を衝突させたりして固形物破砕を行う。固形物破砕と同期して処理容器21内の気体と汚染物質とを各破砕部材31により強制接触させて汚染物質を気化するとともに該気化汚染物質を破砕固形物から分離除去する。
【選択図】 図2
Description
〔物理化学的処理方式〕
[1]土壌ガス吸引法
汚染土壌中に吸引井戸を掘って、真空ポンプなどで不飽和帯の土壌ガスを吸引し、気化した汚染ガスを活性炭吸着やバイオ分解などを利用して処理する。
[2]二重吸引法
汚染が土壌だけでなく地下水にまで及んでいる場合、吸引井戸の内部に水中ポンプを設置し土壌ガスの吸引と帯水層の地下水の揚水処理を同時に行う。
[3]土壌洗浄法
掘削除去した汚染土壌を機械的に洗浄し対象物質を除去する。また、土壌を粒度で分級して汚染物質が吸着・凝縮している画分を分離し、汚染物質を洗浄液中に溶解させる。
[4]電気的分離法
地盤に電極を設置し、地盤の間を水で満たした状態で直流電圧を加える。この際に生じる電気分解・電気泳動・電気浸透のうちの電気泳動現象を利用し、地盤中の汚染物質イオン(重金属イオン)を電極側へ移動させて除去する。重金属イオンを含んだ土中水を揚水し、汚染物質を吸着回収する。
[5]不溶化固化法
封じ込めの前処理として汚染土壌にセメントや各種薬剤を添加・混合し、汚染対象物質を物理化学的に固形化または難溶性の物質に変化させ安定化させる。
[6]酸化還元法
酸化反応や還元反応を利用し、有機塩素化合物や一部の重金属を分解して無害化したり有害性を低下させたりする。
〔熱処理方式〕
[1]低温加熱法
掘削した汚染土壌を汚染物質の沸点以上に加熱して、汚染物質を熱脱着(揮発分離)する。熱脱着後の汚染物質は活性炭で吸着する。
[2]高温加熱法
低温加熱法よりも高温域で汚染物質を熱脱着する。
[3]焼却法
土壌を高温加熱法よりも高温で加熱し、有機化合物を熱分解したり低沸点重金属を揮発除去する。
[4]ガラス固化法
不溶化固化法の一種で、ダイオキシンのような汚染物質をガラス体に封じ込める。
[5]溶融法
ガラス固化法に似た方法である。汚染土壌を溶融するまで加熱してガラス状の固化体をつくり、揮発性や熱分解のない汚染物質をガラス状スラッグに封じ込める。
〔生物処理方式(バイオレメディエーション)〕
[1]バイオベンディング法
汚染された土壌を掘削しないで井戸(注入井・回収井)やトレンチを設置し、それを用いてバイオ製剤・栄養源・酸素などを地中に注入し浄化を行う。
[2]バイオパイル法
掘削した汚染土壌を積み上げ、その中にパイプを通してバイオ製剤・栄養源・水・酸素を供給し浄化する。
[3]バイオスラリー法
掘削した汚染土壌にバイオ製剤・栄養源・水などを添加、十分に混合してスラリ状に調整した後、スラリバイオリアクタに投入して微生物分解処理を行う。
[4]ランドファーミング法
汚染された土壌を掘削し、別の場所に移動して敷き広げ(高さ<約1m)、そこにバイオ製剤・栄養源・水などを添加し、重機を用いて酸素を取り込みながら撹拌して浄化を行う。
"建築技術者のための環境技術読本/第3章"社団法人建築業協会関西支部 [平成15年5月15日インターネット検索] <URL:http://www.bcs-kansaisibu.com/kankyou/hajime/index.html> "土壌汚染向け/バリエーション"株式会社バイオレンジャーズ [平成15年5月15日インターネット検索] <URL:http://www.bri.co.jp/dojou/main_doj.html>
[1]本発明でいうところの固形物は、基本的には固体で、液体や気体はこれに該当しない。しかし液体や気体でも、ある温度域で固体の状態を呈している見かけ上の固形物は本発明において固形物の範囲に含める。表面や内部に水分や湿気が存在するといったように液体をともなった固形物も本発明において固形物の範囲に含める。同様に凹部・孔部・内部空間などに気体が存在する固形物すなわち気体をともなった固形物も固形物の範囲に含める。したがって本発明の固形物には固体単独のほか、液体および/または気体が共存しているものも含める。ちなみに液体および/または気体をともなう固形物の場合は、集合状態において自己形態(定まった集合形態)を保持する機能が実質的にないため流動性や崩壊性を示したり、または、わずかな力で簡単に塑性変形したりすることがある。固形物については、さらに、有機物であるとか無機物であるとか有機物と無機物との複合物であるとかを問わないし、軟質や硬質それに粘性の有無やその度合いについても問わない。固形物は通常、容量単位や重量単位の集合物で取り扱われることが多い。このような集合形態をとる固形物は粉状固形物の集合体であったり粒状固形物の集合体であったり塊状固形物の集合体であったりするほか、粉状・粒状・塊状のうちの二つ以上が混じり合った集合体であったりする。
[2]本発明で汚染は固形物に対するものである。この場合の汚染物質は自明のとおり固形物を汚染しているもので浄化処理ターゲットになる。汚染物質で汚染された固形物すなわち汚染固形物には、自然に汚染されたものもあるし人為的に汚染されたものもある。概していえば、生物・資源・環境などに対して好ましくない影響を与えるものが汚染物質である。したがって、ヒト・動物・鳥類・魚介類・有用植物・益虫・有用微生物など各種の生物に対して直接・間接に害を与えるものは典型的な汚染物質といえる。固形物汚染も大別して、単一の原因物質による「単純汚染」と複数の原因物質による「複合汚染」とがある。
[3]浄化は通常、汚れを取り除いてきれいにするという意味合いで用いられるものである。本発明でいうところの浄化はこのような一般的意味合いのほか、汚染物質の有害性低下・汚染物質の無害化・汚染物質の分離除去・汚染物質の封じ込め・浄化のための有用微生物の増殖・有用微生物のための活性化処理などを総称する語としても用いられる。このような浄化はたとえば気化・乾溜・焼却・固化・不溶化・酸化・還元・微生物処理などで汚染物質を処理することをも意味する。もちろん洗浄も浄化に含まれる。また、前処理・本処理・後処理のような複数の段階を経て浄化するときなどは、複数処理をまとめて浄化というほか、それぞれの処理単独も浄化に含める。この場合にそれぞれの処理が連続せずに独立していても構わない。
[4]気体は、狭義には液体の共存しないものをいうが、本発明において、処理容器内で汚染物質と接触させる気体には、気体単独のほか、液体の共存している気体も含める。液体の共存する気体の典型例は蒸気である。
[1]破砕部材による固形物破砕の際、汚染物質が固形物表面に移行したり外部へ叩き出されたりして固形物から分離しやすくなる。加えて、固形物の単位重量あたりの表面積が増大するから揮発性汚染物の蒸発や気化も促進される。
[2]破砕部材の強大な打撃破壊エネルギを受けたときに破砕固形物が発熱して温度上昇する。このような温度上昇によっても揮発性汚染物の蒸発や気化が促進される。また、温度に依存した汚染物の離脱反応も促進される。
[3]高速回転中の各破砕部材によって強風が巻き起こり、その強風によっても揮発成分(蒸発成分)の揮発(蒸発)が促進される。
[4]温度上昇が強風に波及し、それによって高速の温風ないし熱風が生じるから、上記揮発(蒸発)がより活発になる。
[5]汚染処理用の添加物を加えたときにこれと破砕固形物とがよく撹拌されて均質な混合物ができあがる。有用微生物のための添加物を加えたときもそれが混合物中に均一に分布する。
[1]高速回転で大きな打撃破壊エネルギを発生させるという破砕部材特有の現象を利用して汚染固形物を処理するので、汚染物質の除去効果が高い。
[2]重力落下する固形物または固形物と添加物を高速回転中の破砕部材で打ち叩くから処理速度が速く、処理能力も高い。
[3]破砕能力の高い破砕部材(高速回転体)を主体にして汚染固形物処理するので、固形物や添加物の種類をほとんど問わない。
[4]破砕部材の高速回転に依存した処理手段であるから、装置構成が簡潔になる。これを稼働させる場合も電動機を回転させるだけにとどまる。したがって設備コストやランニングコストを低く抑えることができる。
[5]必要な手段を一連に連結するだけで処理システム全体を自動化することができる。
14 汚染固形物の搬入系
15 汚染固形物の搬出系
21 浄化処理機構
22 処理容器
23 処理容器の入口
24 処理容器の出口
29 回転軸
31 破砕部材
36 電動機
37 伝動系
51 温度調整手段
61 ガス処理手段
71 添加物の供給手段
81 汚染物質の燃焼手段
91 重力式混合機構
Claims (8)
- 汚染物質で汚染された固形物を浄化するための手段として円筒形の処理容器内で回転軸の周りに取り付けられた複数本の長い破砕部材を有するものを用いること、および、各破砕部材が回転しているときの処理容器内に汚染固形物を投入すること、および、汚染固形物を各破砕部材で打撃したり処理容器の内壁面に衝突させたり固形物相互を衝突させたりして固形物破砕を行うこと、および、固形物破砕と同期して処理容器内の気体と汚染物質とを各破砕部材により強制接触させて汚染物質を気化するとともに該気化汚染物質を破砕固形物から分離除去することを特徴とする汚染固形物の浄化方法。
- 汚染物質で汚染された固形物を浄化するための手段として円筒形の処理容器内で回転軸の周囲に取り付けられた複数本の長い破砕部材を有するものを用いること、および、各破砕部材が回転しているときの処理容器内に汚染固形物と添加物とを投入すること、および、汚染固形物を各破砕部材で打撃したり処理容器の内壁面に衝突させたり固形物相互を衝突させたりして固形物破砕を行うこと、および、固形物破砕と同期して破砕固形物と添加物とを各破砕部材により撹拌してこれらの混合物をつくり、その後、混合物の状態で浄化することを特徴とする汚染固形物の浄化方法。
- 処理容器の内部にあるガスを処理容器内部および/または処理容器外部で処理して当該ガス中の汚染成分を取り除く請求項1または2記載の汚染固形物の浄化方法。
- 各破砕部材を50〜1000km/時の周速で回転させて該各破砕部材の打撃力を0.5〜10トンに設定する請求項1〜3いずれかに記載の汚染固形物の浄化方法。
- 破砕前の固形物表面積の合計値をS1、破砕後の固形物表面積の合計値をS2とした場合、S2がS1の10〜10000倍の範囲内にある請求項1〜4いずれかに記載の汚染固形物の浄化方法。
- 入口と出口を有する縦型円筒状の処理容器と、処理容器内の中心領域に配置されて上下方向に沿う回転軸と、回転軸の周囲に複数段の放射状に取り付けられた複数本の長い破砕部材と、回転軸に連結された回転駆動系の機械とで構成されていることを特徴とする汚染固形物の浄化装置。
- 装置前段および/または装置後段に重力式混合装置が配置されている請求項6記載の汚染物質の除去装置。
- 処理容器内の温度を調整するため温度調整手段を備えている請求項6たまは7記載の汚染固形物の浄化装置。
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