JP2006219853A

JP2006219853A - 浄化装置を備えたトンネル及びトンネル内の汚染ガスの浄化方法

Info

Publication number: JP2006219853A
Application number: JP2005032635A
Authority: JP
Inventors: Masanori Shimomura; 雅則下村; Yuichi Higuchi; 雄一樋口; Kentaro Masuoka; 健太郎増岡
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2025-02-09
Also published as: JP4408088B2

Abstract

【課題】トンネル内の汚染ガスを効率的に浄化できる浄化装置を備えたトンネル及びトンネル内の汚染ガスの浄化方法を提供する。
【解決手段】トンネル１０内の汚染ガスを吸い込ませるためにトンネルの延伸方向に沿って連続して又は間隔を開けて設けられた吸気口１３と、吸気口１３から吸い込まれた汚染ガスを浄化させるためにトンネル１０の床版部１１下部の空間に設けられた浄化装置１２と、浄化装置１２によって浄化された清浄空気を路面下から路面上に排出させるために設けられた排気口１４とを備えたものである。
そして、延伸方向と交差する方向に空気の流れを形成して吸気口１３から汚染ガスを吸い込ませる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車から排出される排ガス等の汚染ガス中に含まれる二酸化窒素や浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）を浄化する浄化装置を備えたトンネル及びトンネル内で発生又はトンネル内に流入した汚染ガスを浄化するトンネル内の汚染ガスの浄化方法に関するものである。

従来、図６に示すようにトンネル１内を走行する自動車から排出された汚染ガスを、トンネル１の天井部１ｂ上に設けられた浄化装置２によって浄化するトンネル内の汚染ガスの浄化方法が知られている（特許文献１など参照）。

この浄化装置２は、天井部１ｂ上に汚染ガスを送風させる送気風道５と、汚染ガスを分解除去する微生物が飼養された土壌層６と、浄化された空気が排出される排気風道７とを設けたものであって、トンネル１の一方の坑口１ｃにはこの浄化装置２に汚染ガスを送り込む吸気ダクト３が設けられている。

そして、自動車から排出された汚染ガスは、一方の坑口１ｃ付近に設けられたファン４によって形成された一方向の空気の流れに従って吸気ダクト３から取り込まれて送気風道５に送り出される。

この送気風道５は、トンネル１の延伸方向に沿って形成された汚染ガスの通路であって、路面１ａ上に形成される空気の流れとは反対方向の流れとなる。

このようにして送気風道５に送り出された汚染ガスは、土壌層６に浸透して有害成分が吸着されるとともに、その土壌層６の微生物によって分解除去されて清浄空気となって排気風道７に送り出され、さらには路面１ａ上に排気される。

また、図７に示すように地表面９下に構築されるトンネル１内の換気方法として、トンネル１の延伸方向に間隔を開けて換気塔８，・・・を構築し、その換気塔８，・・・に設けたファン４を駆動させることによって空気の流れを形成して汚染ガスを地表面９上に排出させる方法が知られている。
特開平１１−３３６４９８号公報（図１乃至３）

しかしながら、前記した図６に示した汚染ガスの浄化方法では、トンネル１内に一方向（トンネルの延伸方向）の空気の流れを形成し、一方の坑口１ｃ付近に設けられた吸気ダクト３から汚染ガスを吸い込むことになるため、大きな空気の流れを形成するための大型のファン４が必要になる。また、トンネル１が長くなると空気の流れが形成され難くなって効率的に汚染ガスを取り込めなくなるという問題もある。

さらに、トンネル１の長さに応じて汚染ガスを送風する距離が長くなるので、汚染ガスがトンネル１内を滞留する時間が長くなる上に、坑口１ｃ付近では汚染ガスが浄化される前にトンネル外へ放出されてしまうおそれがある。

また、送気風道５の入口付近の土壌層６に汚染度の高いガスが集中し、処理能力を上回って充分に浄化されない空気が排気されるおそれがあるとともに、送気風道５の末端部には汚染された空気が供給されなくなって、土壌層６の能力を充分に発揮させることが出来ずに非効率的である。

さらに、天井部１ｂには、構造的に大きな荷重を載荷させることが出来ない場合が多い上に、漏水が発生しないように水を使用しない装置が望まれるため、使用できる浄化装置２の構成が制限されて充分に汚染ガスを浄化できる装置を採用できるとは限らない。

また、図７に示したように換気塔８を設ける場合は、地中に立坑を構築するために工事費が増大するとともに、地表面９上に汚染ガスを排出することになるため大気汚染の原因となる。さらに、地表面９上に露出される換気塔８は景観的に好ましいものとはいえない。

そこで、本発明は、トンネル内の汚染ガスを効率的に浄化できる浄化装置を備えたトンネル及びトンネル内の汚染ガスの浄化方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明は、トンネル内の汚染ガスを吸い込ませるためにトンネルの延伸方向に沿って連続して又は間隔を開けて設けられた吸気口と、該吸気口から吸い込まれた前記汚染ガスを浄化させるためにトンネルの路面下の空間に設けられた浄化装置と、該浄化装置によって浄化された清浄空気を前記路面下から路面上に排出させるために設けられた排気口とを備え、前記延伸方向と交差する方向に空気の流れを形成して前記吸気口から前記汚染ガスを吸い込ませる浄化装置を備えたトンネルであることを特徴とする。

ここで、前記吸気口は、トンネルの側壁に沿って設け、該吸気口と前記浄化装置との間に送風機を接続させることが好ましい。

また、前記吸気口をトンネルの一方の側壁に沿って設け、それと対向する他方の側壁に沿って前記排気口を設けることもできる。

さらに、前記浄化装置は、粒子状の充填担体の中で飼養された微生物によって二酸化窒素を窒素ガスに分解させる装置であって、その装置に水を供給するために前記トンネルの覆工に給水口を設けてもよい。

また、前記浄化装置を、汚染ガス及び水を透過させることにより汚染ガス中に含まれる二酸化窒素を前記水にイオンの形で吸収させるとともに、浮遊粒子状物質をろ過作用により除去する浄化層と、該浄化層を透過してイオンの形で二酸化窒素を吸収した透過水を受け入れて嫌気状態で浄化することによりイオンの形で吸収した二酸化窒素を窒素ガスに変換する嫌気層とを含む浄化装置であって、前記浄化層は、内部に充填される充填担体を支持するが通気性及び透水性を有する透水性支持部材を底部に有し、周囲を不透水性の材質により形成した浄化透水槽内に配設されるとともに、前記嫌気層は、周囲及び底部を不透水性の材質により形成した微生物分解槽内に配設されるか、及び／又は前記浄化層を透過する透過水の一部を浄化層に循環させる循環装置を備えるものとすることができる。

さらに本発明は、トンネル内で発生又はトンネル内に流入した汚染ガスを浄化する浄化方法であって、トンネルの延伸方向に連続して又は間隔を開けて設けられた吸気口からトンネル内の前記汚染ガスを吸い込ませ、該吸気口から吸い込まれた前記汚染ガスをトンネルの路面下の空間に設けられた浄化装置に送り、該浄化装置によって浄化された清浄空気をトンネルの延伸方向に連続して又は間隔を開けて設けられた排気口から路面上に排出させるトンネル内の汚染ガスの浄化方法であることを特徴とする。

このように構成された本発明は、トンネル内の汚染ガスを吸い込ませる吸気口がトンネルの延伸方向に沿って設けられており、前記延伸方向と交差する方向に形成された空気の流れによって汚染ガスを取り込む。

このため、汚染ガスがトンネル内を漂う距離を短くすることができるので、トンネル内の汚染ガスを効率的に浄化することができる。

また、前記吸気口と前記浄化装置との間に送風機を接続することによって、効率的に汚染ガスを取り込んで浄化装置に送ることができる。

さらに、一方の側壁に沿って吸気口を設け、それと対向する他方の側壁に沿って排気口を設けることで、一方の側壁から他方の側壁に向かうトンネル横断方向の空気の流れを形成することができる。

また、トンネル覆工に給水口を設けることで地下水を取り込むことができるので、二酸化窒素を水に溶解させて微生物によって二酸化窒素を窒素ガスに分解させる浄化装置を使用する場合に必要となる水を容易に確保することができる。

さらに、汚染ガス及び水を透過させることにより汚染ガス中に含まれる二酸化窒素を前記水にイオンの形で吸収させるとともに、汚染ガス中に含まれる浮遊粒子状物質を補足して清浄化する浄化層と、該浄化層を透過してイオンの形で二酸化窒素を吸収した透過水を受け入れて嫌気状態で浄化することによりイオンの形で吸収した二酸化窒素を窒素ガスに変換する嫌気層とを含む浄化装置を使用することによって、浄化装置からの排気を清浄空気にできるだけでなく、排水についても亜硝酸イオン等の含有量が低減された処理水を排出させることができる。

また、本発明の汚染ガスを浄化する浄化方法は、トンネルの延伸方向に沿って連続して又は間隔を開けて設けられた吸気口からトンネル内の前記汚染ガスを吸い込ませ、路面下の浄化装置によって浄化された空気を再び路面上に排出させる。

このため、短いサイクルで空気を循環させることができるので、大型の送風設備を必要とせずに効率的に汚染ガスを浄化することができる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態による浄化装置１２を備えたトンネル１０の構成を示した断面図である。

このような本実施の形態のトンネル１０は、外殻を形成する円筒形の覆工１０ａと、その覆工１０ａの内側であって上部に設けられる平板状の天井部１０ｂと、自動車が走行する路面としての床版部１１と、その下方に設置される浄化装置１２とによって主に構成される。

この覆工１０ａは、シールドトンネルであればシールド掘進機で掘削した掘削孔の後方に鉄筋コンクリート又は鋼材で製作した円弧状のセグメントを並べて構築され、山岳トンネルであれば掘削面に沿って鉄筋を配置してその周囲にコンクリートを充填することで構築される。

また、床版部１１は、例えば路面を形成する床部１１ａとそれを支持する支持壁１１ｂ及び支持台座１１ｃ，１１ｃとによって構成されるものであって、プレキャストコンクリート部材を組み立てて構築したり、その場所で鉄筋コンクリートによって構築したりする。

このようにして構築される床版部１１の下部には、床部１１ａの下面と支持壁１１ｂ及び支持台座１１ｃの側面と覆工１０ａの内側面とに囲まれた空間が形成されるので、この空間に浄化装置１２を配設する。

この浄化装置１２には、床版部１１上を走行する自動車から排出される汚染ガスを吸い込ませるための吸気口１３が送風管１３ａを介して接続されている。この吸気口１３は、図１に示すようにトンネル１０の側壁（覆工１０ａ）に隣接して設けられ、図３の平面図に示すようにトンネル１０の延伸方向に沿って延設される。

また、浄化装置１２には、浄化された清浄空気を排出させる排気口１４が排気管１４ａを介して接続されている。この排気口１４は、例えば図１に示すように給気口１３が設けられた側壁と対向する側壁に沿って設けられる。この排気口１４も吸気口１３と同様にトンネル１０の延伸方向に沿って延設される（図３参照）。

また、本実施の形態の浄化装置１２は、図２に示すように浄化層１９と嫌気層２０を含んで大略構成されている。

この浄化層１９は、汚染ガス及び水を透過させることにより汚染ガス中に含まれる二酸化窒素を、供給された水にイオンの形で吸収させつつ通過させるとともに、浮遊粒子状物質をろ過作用により除去するためのものである。

また、嫌気層２０は、浄化層１９を透過してイオンの形で二酸化窒素を吸収した透過水（一次処理水）を受け入れて嫌気状態で浄化することによりイオンの形で吸収した二酸化窒素を窒素ガスに変換するためのものである。

このような浄化層１９は、透水性及び通気性を有する担体により構成され、好ましくは、適度の保水性を有している担体により構成され、浄化層１９に水を供給する給水手段と浄化層１９に汚染ガスを供給する汚染ガス供給手段とを有している。

また、この浄化層１９は、内部に充填される充填担体を支持するが通気性及び透水性を有する透水性支持部材としての金網１９ｂを底部に有し、側部（側壁）を不透水性の材質により形成した浄化透水槽１９ａ内に配設されている。

ここで、浄化層１９（浄化透水槽１９ａ）を通過した透過水（一次処理水）の一部を再び浄化層１９に供給させる循環装置として、循環ポンプ１８、循環パイプ１８ａ、散水管１８ｂとが備えられている。この循環装置を備えていることにより、浄化層１９（浄化透水槽１９ａ）に供給する水量を確保しつつ、嫌気層２０（微生物分解槽２０ａ）へ供給する一次処理水の水量を制限して嫌気層２０での滞留時間を確保できるので、排水中の窒素酸化物イオンの含有量を低減させることができる。

浄化層１９を構成する透水性及び通気性を有する担体としては、天然又は人工的な適宜の材質を適宜に用いることができる。例えば、赤玉土、鹿沼土、軽石などの土質材料は、粒子状であることにより透水性及び通気性を有し、かつ、多孔質であることにより保水性を有するので好ましい担体として例示される。

また、それ自身が透水性及び／又は通気性を有さなくても、他の素材と混合して配合されることにより透水性及び通気性を有すれば浄化層１９として用いることができる。

さらに、浄化層１９を構成する担体は粒子状物質であることが好ましい。形態が粒子状であれば、浮遊粒子状物質などによる目詰まりも起こり難く、長期間の使用の後も、透水性及び通水性が低下することなく、従って長期間に亘って浄化能力を維持することができる。

この浄化層１９には適宜の給水手段により水が供給される。このような給水手段は、汚染ガス中の二酸化窒素を吸収させて除去する目的であるので、浄化層１９の全体に亘って給水できる、例えば、図２及び図４に示すように、管に複数の孔を設けた多孔管などを利用した散水管１７であるのが好ましい。

この散水管１７は、覆工１０ａを貫通させて設けられた給水口１６に給水管１６ｂを介して接続されており、この給水管１６ｂには地中に埋設させた集水管１６ａから取り込まれた地下水が流下するように構成されている。

この集水管１６ａには、表面に地下水を透過させる孔が複数設けられたストレーナ管などが使用でき、その孔から土砂が流入しないようにフィルタが設けられている。

また、この浄化装置１２によって浄化される汚染ガスは、浄化層１９に供給されて汚染ガス中の浮遊粒子状物質がろ過されるとともに、汚染ガスを給水手段により給水された水と充填担体を介して接触させることが目的であるので、浄化層１９の全体に亘って汚染ガスが供給されることが好ましい。

このような汚染ガス供給手段の一例は、図２に示すように、送風管１３ａと送風機１５と汚染ガス供給部２２とによって主に構成され、送風機１５を稼動させることによって吸気口１３から取り込まれた汚染ガスが送風管１３ａ内を移動し、浄化層１９の下方の嫌気層２０との間の閉鎖空間により形成された汚染ガス供給部２２に供給される。

ここで、この汚染ガス供給部２２は、浄化透水槽１９ａ及び後述する微生物分解槽２０ａと一体となって形成してもよいが、各部材を交換可能にするためには、少なくとも微生物分解槽２０ａとは別体に構成し、それぞれのパーツを分解又は取り外し可能に、かつ、再組立可能に構成するのがよい。

この汚染ガス供給部２２には、送風機１５によって加圧された汚染ガスが供給されるので、浄化層１９との差圧により浄化層１９内に汚染ガスを供給することができる。

すなわち、浄化層１９の上下方向に差圧があれば、差圧により汚染ガスを浄化層１９に供給することができるので、送風機１５に換えて浄化層１９の上方（排気管１４ａ側）を減圧にすることにより浄化層１９内に汚染ガスを供給してもよい。

また、この汚染ガス供給部２２の空間を利用して、循環ポンプ１８が取水をおこなう貯留部１８ｃが設けられる。この例では、浄化層１９の透過水の全量が貯留部１８ｃで受け入れられ、受け入れられた透過水の一部又は全量は循環ポンプ１８により強制的に浄化層１９上方に吸い上げられて、再び浄化層１９に供給される。

ここで、浄化層１９に供給する水量が少ない場合には浄化層１９内に充填されている担体の一部が乾燥する虞がある。充填担体の一部が乾燥するような条件では、浄化層１９内での二酸化窒素の除去率が低下する虞が生じ、汚染ガス中に含まれる二酸化窒素の除去率が低下する虞が生じる。

そこで、浄化透水槽１９ａを通過する透過水の一部を浄化透水槽１９ａへ再び供給すること（すなわち透過水の一部を循環させること）により、浄化層１９を確実に湿潤状態に保つことができ、二酸化窒素の除去を確実に行うことができる。

また、浄化透水槽１９ａから排出される透過水の一部を循環させることにより、所望量の残部を嫌気層２０に供給することができる。これにより、嫌気層２０では、所望量の透過水（一次処理水）を受け入れることになり、適宜の滞留時間を確保でき、これにより後述する嫌気条件での脱窒を確実に行うことができる。

また、このように構成すれば、大量の汚染ガスを処理する場合に、大量に通過する汚染ガスによる浄化層１９の乾燥を防ぎつつ、浄化装置１２を運転することができる。

このように浄化層１９内を下方から上方に移動して浄化された清浄空気は、支持壁１１ｂを貫通して浄化層１９の上方に接続された排気管１４ａに送られ、図１に示すように床部１１ａの下に配管されて側壁に沿って立ち上げられたこの排気管１４ａを通過して排出口１４からトンネル１０内の路面上に排出される。

また、本実施の形態の嫌気層２０は、嫌気条件下での微生物浄化が行える層を意味し、この嫌気層２０では、浄化層１９を透過してイオンの形で二酸化窒素を吸収した透過水（一次処理水）を受け入れて嫌気状態で浄化することによりイオンの形で吸収した二酸化窒素を窒素ガスに変換している。このようにして生成された窒素ガスは、後述する嫌気層２０の流入口２０ｂや排出口２０ｃから排出される。

さらにこの嫌気層２０は、上下面及び側部を不透水性の材質により形成した微生物分解層２０ａ内に配設されている。ここで、この微生物分解層２０ａの上面には、図２及び図５に示すように浄化層１９を透過した透過水が流入する流入口２０ｂと嫌気層２０を通過した処理水が排出される排出口２０ｃとが設けられている。

このように微生物分解層２０ａに嫌気層２０を配設することにより、微生物分解層２０ａに供給する一次処理水の水量（又は微生物分解層２０ａから排出される排水の水量）と、微生物分解層２０ａ内の容積とから算出される滞留時間に調整することができ、嫌気性条件下での脱窒に必要な嫌気層２０の滞留時間を確保することができる。

この嫌気層２０は、一次処理水中にイオンの形で吸収された二酸化窒素（例えば、亜硝酸イオン）を嫌気条件下に滞留させることにより窒素ガスへ変換できれば特に制限はない。このような嫌気層２０では、脱窒菌を含む微生物（偏性嫌気性菌、通性嫌気性菌の双方を包含する。）が有機物をエサとしてイオンの形で吸収された二酸化窒素を窒素ガスに変換して放出している。

好適な嫌気層２０では、微生物と、微生物を担持する担体と、微生物の栄養源（エサ）としての固形状有機物質が含まれ、一次処理水を受けて一次処理水中にイオンの形で吸収された二酸化窒素を還元して窒素ガスとして放出する。

この一次処理水は、嫌気層２０の所定の水面位置まで満たされていることにより嫌気状態の維持が容易となる。また、嫌気状態に長時間放置されることにより、脱窒反応が徐々に進行される。これにより、一次処理水に含まれる窒素酸化物イオンの含有量を低減するには所定の滞留時間が必要となる。

このため本実施の形態では、嫌気層２０の周囲を不透水性の材料により形成した微生物分解槽２０ａ内に形成することにより、所定の滞留時間の確保を容易にしている。すなわち、微生物分解層２０ａの容積を一定とした場合、流入口２０ｂからの一次処理水の流入速度を調整することにより滞留時間を所望の時間に設定することができる。

このように一端の流入口２０ｂから一次処理水が流入され、他端側の流出口２０ｃから処理水を排出させることにより、処理水は嫌気層２０内を一方向へ緩やかに移動されながら嫌気性微生物による浄化が行える。

ここで、内部に充填された固形担体は、槽内での自由な対流を抑制するので、排出される処理水は充分な滞留時間を確保でき、イオンの形で吸収された二酸化窒素を高効率で窒素ガスに分解して放出することができる。

このような嫌気層２０には、例えば、浄化層１９で説明したと同様な充填担体が充填されていてもよい。天然の土壌中には、多数の嫌気性微生物が含まれているので、そのまま嫌気層２０に充填する充填担体として利用可能である。また、脱窒菌などの嫌気性微生物が含まれているコンポストや活性汚泥などを含んで構成されていてもよい。

嫌気性微生物のエサとしては通常のものが採用可能であるが、例えば、固形状有機物質が好ましく、微生物の作用を長期間維持するため、少しずつ水へ溶解するものが一層好ましい。生分解性プラスチックをエサとして用いる場合は、微生物分解槽２０ａの中に一次処理水が流入されても、微生物分解層２０ａから溶解して流出することが少ない又は無いので、長期間に亘って嫌気性微生物に対してのエサを提供することができ有利である。

また、エサなどが消費されて嫌気層２０を再生する必要がある場合などの為に嫌気層２０又は微生物分解層２０ａは交換可能に構成するのが好ましく、例えば床部１１ａ下方の浄化装置１２が配設された空間と支持壁１１ｂを隔てて隣接する路面下の空間からメンテナンスが行えるように構成する。

また、嫌気層２０によって処理されて排出口２０ｃから流れ出る排水は、図２及び図５に示すように排水ポンプ２１ａによって排水管２１ｂ内を送水され、トンネル１０の外に排出される。

次に、この実施の形態の浄化装置１２を備えたトンネル１０の作用について説明する。

このように構成された本発明のトンネル１０では、吸気口１３，・・・が図３に示すようにトンネル１０の延伸方向に沿って設けられており、トンネル１０を走行する自動車から排出された汚染ガスは近くの吸気口１３からを吸い込まれる。

このため、従来のように汚染ガスをトンネル１０の坑口まで送り出す必要がなく、トンネル１０内を漂う距離を短くすることができるので、トンネル１０内の汚染ガスを効率的に浄化することができる。

また、トンネル１０内で汚染ガスを浄化させるため、従来のようにトンネル坑口１ｃ近隣の大気を汚染したり（図６参照）、換気塔８周辺の大気を汚染したり（図７参照）することがない。

特に、図３に示すように一方の側壁に沿って吸気口１３，・・・を設け、それと対向する他方の側壁に沿って排気口１４，・・・を設けることで、図１に示すような一方の側壁から他方の側壁に向かうトンネル横断方向の空気の流れを形成することができるので、効率的に汚染ガスを近くの浄化装置１２に送り込むことができる。

なお、トンネル１０内だけで空気を循環させると空気中の二酸化炭素が増加することになるので、空気の換気に必要とされる新鮮な空気の取り込みは、別途換気設備によっておこなうことになる。しかし、このような場合においても、汚染ガスはトンネル１０内で浄化されているので、汚染ガスがトンネル１０から外部に排出されることはない上に、換気設備も小型化することができる。

さらに、吸気口１３と浄化装置１２との間に送風機１５を接続することによって、効率的に汚染ガスを取り込んで浄化装置１２に送ることができる。

また、トンネル覆工１０ａに給水口１６を設けて地下水を取り込むことで、本実施の形態のように二酸化窒素の溶解及び微生物によって二酸化窒素を窒素ガスに分解させる浄化装置１２を使用する場合に必要となる水を容易に確保することができる。

さらに、汚染ガス及び水を透過させることにより汚染ガス中に含まれる二酸化窒素を前記水にイオンの形で吸収させるとともに、汚染ガス中に含まれる浮遊粒子状物質を補足して清浄化する浄化層１９と、浄化層１９を透過してイオンの形で二酸化窒素を吸収した透過水を受け入れて嫌気状態で浄化することによりイオンの形で吸収した二酸化窒素を窒素ガスに変換する嫌気層２０とを含む浄化装置１２を使用することによって、浄化装置１２からの排気を清浄空気にできるだけでなく、排水についても亜硝酸イオン等の含有量が低減された処理水を排出させることができる。

このため、例えばトンネル１０周辺の地中に処理水を浸透させて排出することもできる。

また、本実施の形態のトンネル１０のように路面下に浄化装置１２を設ける構成とすれば、床版部１１の空いた空間を有効に利用して浄化装置１２を配設できる上に、水を必要とする浄化装置１２が配備された場合でも漏水の心配をすることなくトンネル１０を共用することができる。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記した実施の形態では吸気口１３を側壁に沿って設けたが、これに限定されるものではなく、空気より比重が重い二酸化窒素を主に取り込ませる場合は、路面上又は路面に近い位置となるように床部１１ａの縁部や中央部に吸気口１３を設けることができる。

また、吸気口１３は、図３に示すようにトンネル１０の延伸方向に沿って間隔を開けて複数設けてもよいが、これに限定されるものではなく、トンネル１０の延伸方向に連続させたり、延伸方向の長さを図３に示したよりも短い構成にしたりしてもよい。

さらに、給排気に支障がなければ図３に示したように吸気口１３，・・・と排気口１４，・・・を一列に並べなくてもよく、千鳥配置にすることもできる。

また、前記した実施の形態では送風機１５を吸気口１３と浄化装置１２の間に設けたが、これに限定されるものではなく、空気の流れを形成して吸気口１３から汚染ガスを取り込むことができるのであれば排気口１４側に送風機１５を設けることもできる。

また、前記した実施の形態では浄化装置１２の浄水層１９への水の供給を散水管１７，・・・によっておこなったが、これに限定されるものではなく、例えば散水管１７を浄化層１９内に埋設させて直接水を注水してもよい。このような浄化層１９内に埋設される注水手段によれば、上方より散水する散水装置に比べて装置のコンパクト化が図れる場合もある。

さらに、前記実施の形態では、浄化透水槽１９ａから排出される透過水は、平面上の金網１９ｂの全面から滴下するように構成されているが、これに限定されるものではなく、滴下する透過水を貯留部１８ｃへ受け入れる受け部分の面積を金網１９ｂの面積に比較して小さく設計するなどして、滴下する透過水の一部を貯留部１８ｃに受け入れて、残部を直接又は間接的に嫌気層２０へ供給するように構成してもよい。

また、本実施の形態では嫌気層２０の上面も不透水性材料によって形成したが、これに限定されるものではなく、嫌気層２０の上方が開放されていても微生物分解層２０ａの水位を充分に確保し、かつ、微生物分解層２０ａ内での対流を防止すれば、実質的に嫌気層２０内の嫌気条件を維持することができる。

また、前記した実施の形態では微生物分解層２０ａを直方体として形成したが、これに限定されるものではなく、例えば筒状体とすることにより装置のコンパクト化を図りつつ滞留時間の確実な確保が行える上に、交換などのメンテナンス作業が容易におこなえるようになる。

さらに、前記した浄化装置１２は、汚染ガス供給部２２を挟んで浄化層１９と嫌気層２０が配置される三層構造としたが、これに限定されるものではなく、浄化層の充填担体の中に汚染ガスを分解除去する微生物を飼養させて一層構造とすることもできる。

本発明の最良の実施の形態の浄化装置を備えたトンネルの構成を説明する断面図である。浄化装置の構成を説明する説明図である。吸気口と排気口の位置関係を説明するトンネルの平面図である。浄化層と給水手段の位置関係を説明するトンネルの平面図である。嫌気層の構成を説明するトンネルの平面図である。従来例のトンネル内の汚染空気の浄化方法を説明するトンネルの縦断面図である。従来例の換気塔が配置されたトンネルの構成を説明する縦断面図である。

符号の説明

１０トンネル
１０ａ覆工
１１床版部（路面）
１２浄化装置
１３吸気口
１４排気口
１５送風機
１６給水口
１７散水管
１８循環ポンプ（循環装置）
１８ａ循環パイプ（循環装置）
１８ｂ散水管（循環装置）
１９浄化層
１９ａ浄化透水槽
１９ｂ金網（透水性支持部材）
２０嫌気層
２０ａ微生物分解槽

Claims

トンネル内の汚染ガスを吸い込ませるためにトンネルの延伸方向に沿って連続して又は間隔を開けて設けられた吸気口と、該吸気口から吸い込まれた前記汚染ガスを浄化させるためにトンネルの路面下の空間に設けられた浄化装置と、該浄化装置によって浄化された清浄空気を前記路面下から路面上に排出させるために設けられた排気口とを備え、
前記延伸方向と交差する方向に空気の流れを形成して前記吸気口から前記汚染ガスを吸い込ませることを特徴とする浄化装置を備えたトンネル。
前記吸気口は、トンネルの側壁に沿って設けられ、該吸気口と前記浄化装置との間に送風機が接続されたことを特徴とする請求項１に記載の浄化装置を備えたトンネル。
前記吸気口をトンネルの一方の側壁に沿って設け、それと対向する他方の側壁に沿って前記排気口を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の浄化装置を備えたトンネル。
前記浄化装置は、粒子状の充填担体の中で飼養された微生物によって二酸化窒素を窒素ガスに分解させる装置であって、その装置に水を供給するために前記トンネルの覆工に給水口を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の浄化装置を備えたトンネル。
前記浄化装置は、汚染ガス及び水を透過させることにより汚染ガス中に含まれる二酸化窒素を前記水にイオンの形で吸収させるとともに、浮遊粒子状物質をろ過作用により除去する浄化層と、該浄化層を透過してイオンの形で二酸化窒素を吸収した透過水を受け入れて嫌気状態で浄化することによりイオンの形で吸収した二酸化窒素を窒素ガスに変換する嫌気層とを含む浄化装置であって、
前記浄化層は、内部に充填される充填担体を支持するが通気性及び透水性を有する透水性支持部材を底部に有し、周囲を不透水性の材質により形成した浄化透水槽内に配設されるとともに、
前記嫌気層は、周囲及び底部を不透水性の材質により形成した微生物分解槽内に配設されるか、
及び／又は前記浄化層を透過する透過水の一部を浄化層に循環させる循環装置を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の浄化装置を備えたトンネル。
トンネル内で発生又はトンネル内に流入した汚染ガスを浄化する浄化方法であって、
トンネルの延伸方向に沿って連続して又は間隔を開けて設けられた吸気口からトンネル内の前記汚染ガスを吸い込ませ、該吸気口から吸い込まれた前記汚染ガスをトンネルの路面下の空間に設けられた浄化装置に送り、該浄化装置によって浄化された清浄空気をトンネルの延伸方向に沿って連続して又は間隔を開けて設けられた排気口から路面上に排出させることを特徴とするトンネル内の汚染ガスの浄化方法。