JP2008302323A - 汚染水曝気装置及び汚染水浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汚染水を従来より全体的に簡単、確実に曝気して揮発性有機化合物を揮発脱離させることができ、ランニングコストを低く抑えることができる汚染水曝気装置及びそれを用いたランニングコストを低く抑えることができる汚染水処理装置を提供する。
【解決手段】汚染水吸引吐出用ポンプ１１と、ポンプ１１からの汚染水Ｗ１を曝気しつつ気水混合水として放出する曝気ノズル４１と、ノズル４１からの気水混合水を受け入れ、それから放出される揮発性有機化合物（ＶＯＣ）ガスを保持する気水分離室２とを含んでおり、気水分離室２は、ノズル４１からの放出水を受け入れる水槽部２２及びその上方のガス保持空間部２３を含んでいる汚染水曝気装置１０及び装置１０にＶＯＣガス除去装置５及び装置５へガス保持空間部２３のガスを引き込み通過させるブロア６を組み合わせた汚染水処理装置Ａ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人体にとって有害な揮発性有機化合物を含んだ地下水等の汚染水から該揮発性有機化合物を脱離させるために地上で該汚染水の曝気処理を行う汚染水曝気装置及び該装置を利用した汚染水浄化装置に関する。

ＶＯＣと称されている揮発性有機化合物を含んだ地下水等の汚染水から該ＶＯＣを脱離させて除去し、さらには該脱離させたＶＯＣガスを処理することが行われている。

地下水等の汚染水からＶＯＣを脱離させる地上での処理についてはこれまで様々の手法が提案されてきたが、代表的なものとして、汚染水を地上の曝気槽へ導き該曝気槽で曝気して汚染水に溶存しているＶＯＣを揮発脱離させる手法を挙げることができる。

例えば、特開平７−３０８６６０号公報には、地中井戸からポンプで汲み上げた汚染水を曝気槽の上部から該曝気槽内へ投入して曝気槽内のラシヒリング、テラレットパッキング等の充填材中を流下させる一方、曝気槽下部からブロアで給気することで汚染水を曝気し、それにより汚染水からＶＯＣを揮発させて曝気槽上部から取り出すとともに曝気槽下部に浄化された水を集めて取り出し、曝気槽上部から取り出したＶＯＣガスはガス処理部で処理することが記載されている。

特開２００３−１８１４４８号公報には、曝気槽として、内部に複数本の紫外線ランプを配列した領域を形成したものを用いるほかは、特開平７−３０８６６０号公報と同様にして汚染水を曝気処理するとともに気相へ移行したＶＯＣガスを取り出し、処理することが記載されている。

上記のほか、図４に例示するように、曝気槽９内に上下方向に複数段にトレイ９１を配列し、曝気槽上部から汚染水を供給してそれら複数段のトレイ９１に順次落下移動させる一方、曝気槽下部からブロア９２で給気して各トレイに形成された通気孔に下から上へ通気させ、それにより汚染水を曝気してＶＯＣを揮発させて曝気槽上部から取り出すとともに曝気槽下部に処理水を集めて取り出し、曝気槽上部から取り出したＶＯＣガスはガス処理部で処理する方法も知られている。

特開平７−３０８６６０号公報 特開２００３−１８１４４８号公報

しかしながら、特開平７−３０８６６０号公報や特開２００３−１８１４４８号公報に記載された曝気方法では、曝気槽における汚染水曝気を汚染水の全体にわたり十分行うことは困難であり、大がかりな曝気槽を用いる割りには曝気効率が低い。

また、汚染水と空気との触れ合いを高めるために曝気槽内に充填材領域を形成しなければならず、さらに、曝気槽内へ給気するためのブロアは大きい出力のものが要求され、これらにより、装置構成が高価につき、また、大出力ブロアの消費電力が大きくランニングコストも高くつく。

この点、図４に示す曝気槽９によると、汚染水を効率よく曝気させることができると考えられるが、この場合でも、複数段の曝気用トレイ９１が必要であり、曝気槽内へ給気するためのブロア９２は大きい出力のものが要求されるので、それだけ装置構成が高価につき、また、大出力ブロアの消費電力が大きくランニングコストが高くつく。

そこで本発明は、揮発性有機化合物を含有する汚染水を曝気して該汚染水から揮発性有機化合物を揮発脱離させる汚染水曝気装置であって、汚染水を従来より全体的に簡単、確実に曝気してそれだけよく揮発性有機化合物を揮発脱離させることができるとともにランニングコストを低く抑えることができる汚染水曝気装置を提供することを第１の課題とする。

本発明は、前記第１の課題を解決できるとともに、全体を一体的に容易に搬送したり、設置したりでき、汚染水の汚染の程度に応じて容易に複数段に、且つ、それぞれの配置の自由度高く連設して用いることができる汚染水曝気装置を提供することを第２の課題とする。

本発明は、揮発性有機化合物を含有する汚染水を曝気して該汚染水から揮発性有機化合物を揮発脱離させ、揮発脱離した揮発性有機化合物ガスを含有する空気から揮発性有機化合物ガスを除去する処理を行う汚染水処理装置であって、汚染水を従来より全体的に簡単、確実に曝気してそれだけよく揮発性有機化合物を揮発脱離させることができるとともにそのためのランニングコストを低く抑えることができ、揮発脱離した揮発性有機化合物ガスを含有する空気からの該揮発性有機化合物ガスの除去もランニングコストを抑制して行える汚染水処理装置を提供することを第３の課題とする。

本発明は、前記第３の課題を解決できるとともに、揮発性有機化合物を含有する汚染水を曝気して該汚染水から揮発性有機化合物を揮発脱離させる汚染水曝気装置の部分を一体的に容易に搬送したり、設置したりでき、汚染水の汚染の程度に応じて容易に複数段に、且つ、それぞれの汚染水曝気装置部分の配置の自由度高く増設して汚染水処理能力を高めることができる汚染水処理装置を提供することを第４の課題とする。

本発明は、前記第１の課題を解決するため次の第１及び第２の汚染水曝気装置を提供する。
〔１〕第１の汚染水曝気装置
揮発性有機化合物を含有する汚染水を曝気して該汚染水から揮発性有機化合物を揮発脱離させる汚染水曝気装置であり、
揮発性有機化合物を含有する汚染水を吸引吐出するためのポンプと、
前記ポンプから汚染水供給を受け、該汚染水に空気を混合して曝気しつつ気水混合水として放出する１又は２以上の曝気ノズルを含む曝気ユニットと、
前記曝気ユニットの曝気ノズルから放出される気水混合水を受け入れるとともに該気水混合水から放出される揮発性有機化合物ガス含有空気を保持する気水分離室とを含んでおり、
前記曝気ノズルは該曝気ノズルでの噴出水流により生じる負圧により該噴出水流へ向け空気を導入混合させるノズルであり、
前記気水分離室は、前記曝気ユニットの曝気ノズルからの放出水を受け入れる水槽部と、該水槽部に溜まる水を放流又は次の処理のために流出させるための放水部と、該水槽部上方のガス保持空間部と、該ガス保持空間部の揮発性有機化合物ガス含有空気を次の処理のために流出させるためのガス放出部とを含んでいる汚染水曝気装置。

〔２〕第２の汚染水曝気装置
順次隣り合わせて複数段に連設された前記第１の汚染水曝気装置を含み、
該複数段に連設された汚染水曝気装置のうち最前段の汚染水曝気装置におけるポンプは外部から前記汚染水を吸引して該ポンプに対応する前記曝気ユニットの曝気ノズルへ該汚染水を供給するポンプであり、
各隣り合う該汚染水曝気装置のうち前段の汚染水曝気装置における前記気水分離室の放水部は後段の汚染水曝気装置のポンプの吸水口に接続されている（直接又は配管等を介して接続されている）汚染水曝気装置。

（１−１）第１の汚染水曝気装置について
第１の汚染水曝気装置によると、汚染水の曝気は、ポンプで汚染水を曝気ユニットの曝気ノズルへ供給し、該曝気ノズルで汚染水に空気を混合して曝気しつつ気水混合水として放出することで行われ、該曝気ノズルは、該ノズルでの噴出水流により生じる負圧により該噴出水流へ向け空気を導入混合させるノズルであるから、汚染水を全体的に簡単、確実に効率よく十分曝気することができる。

曝気ノズルからの曝気された気水混合水は気水分離室へ放出され、該気水分離室の水槽部へ落下到達する途中で、また、該水槽部に受け入れられてからでも、或いは、曝気ノズルに水槽部内へ延びるパイプが接続さているような場合は該水槽部内において、該気水混合水から揮発性有機化合物が容易に揮発し、空気とともに水から脱離し、該水槽部上方のガス保持空間部に水から分離された揮発性有機化合物ガス含有空気が保持される。

水槽部に溜まった水は、そのまま放流しても人体に害がないなど問題のないときは、放水部からそのまま放流することができ、或いは該放水部から次の処理に向け流出させることができる。

ガス保持空間部に溜まる揮発性有機化合物ガス含有空気は、揮発性有機化合物ガス除去装置等へガス放出部から流出させることができる。

第１の汚染水曝気装置によると、従来なら要求されていた曝気のための給気ブロア等が必要とされず、また、曝気ノズルは構造簡単に済ませることができるから、装置コストを安価に抑えることができるとともに、ポンプを運転すれば汚染水曝気及び揮発性有機化合物の揮発脱離を行えるのでランニングコストを低く抑えることができる。

前記曝気ノズルとして、前記ポンプから送られてくる汚染水を噴出させるノズル部と、該ノズル部からの噴出水流を通過させる筒部とを含み、該筒部は、該噴出水流により該筒部内に発生する負圧により該噴出水流へ向け空気を導入する空気導入路を有している曝気ノズルを例示できる。
前記第２の汚染水曝気装置、後述する汚染水曝気装置や汚染水処理装置における曝気ノズルについても同様の曝気ノズルを採用できる。

前記気水分離室の水槽部として、該気水分離室へ前記曝気ユニットの曝気ノズルから放出されてくる放出水を汚染度の高いものと低いものとに分離して、汚染度の低いものを次へ放出できるように、前記曝気ユニットの曝気ノズルからの放出水を受け入れる第１水槽部と、該第１水槽部からの溢水を流入させる第２水槽部とを含む水槽部を例示できる。このように水槽部が第１、第２の水槽部を含むものであるときは、前記放水部はより汚染度の低い水が溜まる該第２水槽部に対して設けることができる。
前記第２の汚染水曝気装置、後述する汚染水曝気装置や汚染水処理装置における水槽部についても同様の水槽部を採用できる。

（２−１）第２の汚染水曝気装置について
第２の汚染水曝気装置は、第１の汚染水曝気装置を複数段に連設して汚染水の曝気処理能力及び汚染水からの揮発性有機化合物の揮発脱離処理能力を高めたものである。
各段の汚染水曝気装置は、第１の汚染水曝気装置と同様に、汚染水を従来より全体的に簡単、確実に曝気してそれだけよく揮発性有機化合物を揮発脱離させることができるとともにランニングコストを低く抑えることができ、従って、第２の汚染水曝気装置も全体として、汚染水を全体的に簡単、確実に曝気してそれだけよく揮発性有機化合物を揮発脱離させることができるとともに、汚染水処理能力が大きい割りにはランニングコストを低く抑えることができる。

第２の汚染水曝気装置においては、前記複数段に連設された第１タイプの汚染水曝気装置の前記気水分離室のガス保持空間部は互いに連通していてもよい。

また、第２の汚染水曝気は構造を簡素化するために、前記複数段に連設された第１の汚染水曝気装置の気水分離室が一つの統合気水分離室に包含されていてもよい。そして、該複数段に連設された第１汚染水曝気装置の気水分離室のそれぞれにおける前記水槽部及びガス保持空間部は該統合気水分離室に包含され、該複数段に連設された第１汚染水曝気装置の気水分離室の前記ガス放出部は一つに統合されて該統合気水分離室に対し設けられていてもよい。

〔３〕本発明の第２の課題を解決する汚染水曝気装置について
本発明は前記第２の課題を解決するために、
全体を一体的に搬送、設置可能に全体が一体的に組み上げられてユニット化されている前記第１、第２の汚染水曝気装置も提供する。

前記第１、第２の汚染水曝気装置のいずれについても、それが全体的に一体的に組み上げられてユニット化されていなくても、処理対象汚染水の汚染の程度に応じて複数連設して用いることもできる。

しかし、第１、第２の汚染水曝気装置のいずれについても、全体を一体的に搬送、設置可能に全体が一体的に組み上げられてユニット化されていることで、容易に搬送したり、設置したりでき、汚染水の汚染の程度に応じて容易に複数段に、且つ、汚染水曝気装置設置現場の状況（スペース等）に応じてそれぞれの配置の自由度高く連設して用いることができる。

〔４〕本発明の第３、第４の課題を解決する汚染水処理装置について
本発明は前記第３の課題を解決するため、
揮発性有機化合物を含有する汚染水を曝気して該汚染水から揮発性有機化合物を揮発脱離させ、揮発脱離した揮発性有機化合物ガスを含有する空気から揮発性有機化合物ガスを除去する処理を行う汚染水処理装置であり、
前記本発明に係る汚染水曝気装置のいずれかと、該汚染水曝気装置の気水分離室のガス放出部にガス導入口部が接続された（直接又は配管等を介して接続された）揮発性有機化合物ガス除去装置と、該気水分離室のガス放出部から該揮発性有機化合物ガス除去装置へ揮発性有機化合物ガス含有空気を引き入れ通過させるためのブロアとを含む汚染水処理装置を提供する。

この汚染水処理装置における汚染水曝気装置は前記第１の汚染水曝気装置、第２の汚染水曝気装置のいずれでもよく、また、前記ユニット化された装置でもよい。

この汚染水処理装置によると、汚染水曝気装置の部分で汚染水を全体的に簡単、確実に曝気してそれだけよく揮発性有機化合物を揮発脱離させることができ、そのためのランニングコストは低く抑えることができる。さらに、ブロアを運転して汚染水曝気装置の気水分離室のガス保持空間部に溜まる揮発性有機化合物ガス含有空気をガス放出部から揮発性有機化合物ガス除去装置へ引き入れ、該揮発性有機化合物ガス含有空気から揮発性有機化合物ガスを除去処理できる。

このとき、ブロアの能力は、汚染水曝気装置の気水分離室のガス保持空間部に溜まる揮発性有機化合物ガス含有空気を吸引して揮発性有機化合物ガス除去装置へ引き入れ通過させることができる程度のもので足りるので消費電力は低く済み、従って、揮発性有機化合物ガス除去処理のランニングコストも低く抑えることができる。

前記ブロアは前記揮発性有機化合物ガス除去装置の空気吐出口部に接続してもよい（直接又は配管等を介して接続してもよい。）
そして、汚染水曝気装置における曝気ユニットは前記気水分離室に連設されたカバー室内に内蔵配置し、該カバー室には該カバー室内へ空気を導入するための空気導入口部を設け、前記ブロアの空気吐出口を該空気導入口部に接続（直接又は配管等を介して接続）してもよい。

このように構成することで、ブロアの運転により加熱された空気をカバー室内へ供給して曝気ユニットの曝気ノズルにおいて汚染水へ混合させることができ、それにより汚染水からの揮発性有機化合物の揮発脱離をそれだけ円滑に行わせることができる。
なお、本発明においては、汚染水からの揮発性有機化合物の揮発脱離を円滑化するために曝気ユニットの曝気ノズルへ吸引される空気を加熱する空気加熱手段を設けてもよく、ブロアを揮発性有機化合物ガス除去装置の空気吐出口部に接続し、該ブロアの空気吐出口を前記カバー室の空気導入口部に接続する場合、該ブロア等は、該空気加熱手段の１例を兼ねている、と言える。

汚染水曝気装置として前記ユニット化された汚染水曝気装置を採用することで本発明に係る第４の課題を解決できる。

以上説明したように本発明によると、揮発性有機化合物を含有する汚染水を曝気して該汚染水から揮発性有機化合物を揮発脱離させる汚染水曝気装置であって、汚染水を従来より全体的に簡単、確実に曝気してそれだけよく揮発性有機化合物を揮発脱離させることができるとともにランニングコストを低く抑えることができる（以上、「第１効果」と総称する。）汚染水曝気装置を提供することができる。

本発明によると、前記第１効果を発揮できるとともに、全体を一体的に容易に搬送したり、設置したりでき、汚染水の汚染の程度に応じて容易に複数段に、且つ、それぞれの配置の自由度高く連設して用いることができる汚染水曝気装置を提供することができる。

本発明によると、揮発性有機化合物を含有する汚染水を曝気して該汚染水から揮発性有機化合物を揮発脱離させ、揮発脱離した揮発性有機化合物ガスを含有する空気から揮発性有機化合物ガスを除去する処理を行う汚染水処理装置であって、汚染水を従来より全体的に簡単、確実に曝気してそれだけよく揮発性有機化合物を揮発脱離させることができるとともにそのためのランニングコストを低く抑えることができ、揮発脱離した揮発性有機化合物ガスを含有する空気からの該揮発性有機化合物ガスの除去をランニングコストを低く抑制して行える（以上、「第２効果」と総称する）汚染水処理装置を提供することができる。

本発明は、前記第２効果を発揮できるとともに、揮発性有機化合物を含有する汚染水を曝気して該汚染水から揮発性有機化合物を揮発脱離させる汚染水曝気装置の部分を一体的に容易に搬送したり、設置したりでき、汚染水の汚染の程度に応じて容易に複数段に、且つ、それぞれの汚染水曝気装置部分の配置の自由度高く増設して汚染水処理能力を高めることができる汚染水処理装置を提供することができる。

以下本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る汚染水曝気装置の１例１０を含む汚染水処理装置の例Ａを示している。

図１の汚染水曝気装置１０はポンプ１１を設置したポンプ設置部１の上に気水分離室２を搭載固定し、該気水分離室の上にカバー室３を搭載固定し、カバー室３内において気水分離室２の天井壁２１に曝気ユニット４を設置したものであり、これらは全体を一体的に搬送し、所望の地上場所に設置できるように、全体が一体的に組み上げられ、ユニット化されている。

曝気ユニット４は並列接続された２個の曝気ノズル４１を含んでおり、各曝気ノズル４１はその吐出口を気水分離室２内へ臨ませて気水分離室天井壁２１に固定されている。
曝気ノズル４１は図２に示すように、ノズル部４１１と、該ノズル部からの噴出水を気水分離室２内へ向け通過させる円筒部４１２とを有している。円筒部４１２の周壁には、円筒部内を通過する噴出水により円筒部内に生じる負圧により円筒部外から該噴出水へ向け空気を導入混合させるための空気導入路４１３が等中心角度間隔で複数本形成されている。各空気導入路４１３はノズル部４１１の水噴出方向の中心線に垂直に交わる線の方向に形成されている。

なお、図１において曝気ユニット４におけるＰは曝気ユニット４へ供給される水の圧力を検出する圧力計であり、Ｖ１はメインテナンス時等において必要に応じて閉成可能の手動弁である。

カバー室３は気密に形成されており、一側壁３１に空気導入口部３１１を備えている。 カバー室３は気密に形成されているが、メインテナンス等のために図示省略の開閉扉を開けて内部へアクセスできるようになっており、該扉は気密に閉じることができる。

気水分離室２は気密に形成されているが、メインテナンス等のために図示省略の開閉扉を開けて内部へアクセスできるようになっており、該扉は気密に閉じることができる。
気水分離室２内には、水槽部２２が設けられており、水槽部２２の上方空間はガス保持空間部２３となっている。
ガス保持空間部２３に対してガス放出部２３１が設けられている。ガス放出部２３１はカバー室３内へ延び出て、カバー室３の一側壁３１に達している。

水槽部２２は、曝気ノズル４１の下方に位置する第１水槽部２２１とそれに隣り合う第２水槽部２２２とからなっている。各曝気ノズル４１はパイプ４２により第１水槽部２２１内へ通じている。

第２水槽部２２２に対して水位検知センサＳ２が設けられている。センサＳ２は気水分離室天井壁２１から垂下されている。
センサＳ２は、第２水槽部２２２の底付近まで達する共通電極ｅ１と、それに隣り合い、それより若干短い水位下限検出電極ｅ２と、電極ｅ１に隣り合う水位上限検出電極ｅ３を含んでいる。センサＳ２により検出される水位情報は水位制御部Ｃｏｎｔに入力される。

第２水槽部２２２の底部には放水部２２３が設けられている。放水部２２３はポンプ設置部１へ延び出ている。
図１においてＶ２は水槽部２２１、２２２のそれぞれの底部に接続された手動弁で、メインテナンス時等に必要に応じ開成することができる。

ポンプ１１は、本例では地中から別途ポンプで汲み上げられて地上タンクＴに収容された揮発性有機化合物含有の汚染水Ｗ１をストレーナ（フィルタ）ＳＴを介して吸引し、レジューサＲを介して曝気ユニット４の各曝気ノズル４１へ供給することができる。
図１において１１１はポンプ始動時にポンプへ呼び水を供給するための呼び水供給部である。

タンクＴにも、前記センサＳ２と同構造の水位センサＳ１が設けられている。センサＳ１により検出されるタンク内水位情報も水位制御部Ｃｏｎｔに入力される。
なお、図１に参照符号Ｈ１、Ｈ２、３１１’で示される部分については後述する。

以上説明した汚染水曝気装置Ａ１の隣に揮発性有機化合物ガス除去装置５が設置されている。ガス除去装置５は内部に、本例では活性炭充填部５１を有している。
ガス除去装置５は下部にガス導入口部５２を上部に空気吐出口部５３を有している。
ガス導入口部５２は気水分離室２のガス放出部２３１に配管接続されており、空気吐出口部５３はカバー室３の空気導入口部３１１に接続配管接続されている。
活性炭充填部５１はそこを下方から上方へ通過する揮発性有機化合物ガス含有空気から揮発性有機化合物ガスを吸着除去できる。

以上説明した汚染水処理装置Ａによると、ポンプ１１にてタンクＴ内の汚染水Ｗ１が曝気ユニット４の各曝気ノズル４１へ供給される。ポンプ１１による汚染水Ｗ１の曝気ノズル４１への供給は、水位制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、タンクＴのセンサＳ１がタンクＴ内水位の下限水位より下方への低下を示していないこと及び第２水槽部２２２のセンサＳ２が水槽部内水位の上限水位より上方への上昇を示していないことを条件として行われる。

ポンプ１１にてタンクＴ内の汚染水Ｗ１が曝気ユニット４の各曝気ノズル４１へ供給されると、各曝気ノズル４１で該汚染水に空気が混合されて曝気されつつ気水混合水として気水分離室２の第１水槽部２２１へ放出される。

このとき、各曝気ノズル４１は、該ノズルでの噴出水流により生じる負圧により該噴出水流へ向け空気を導入混合させるノズルであるから、ノズル４１へ供給されてくる汚染水Ｗ１を全体的に簡単、確実に効率よく十分曝気することができる。

曝気ノズル４１からの曝気された気水混合水は気水分離室２へ放出されて第１水槽部２２１に受け入れられ、該水槽部内の気水混合水から揮発性有機化合物が容易に揮発し、空気とともに水から脱離し、該水槽部上方のガス保持空間部２３に保持される。

第１水槽部２２１から溢れた水Ｗ２は第２水槽部２２２へ流入する。このとき、未だ水Ｗ２に残っていることがあり得る揮発性有機化合物は、第１水槽部２２１から第２水槽部２２２への溢流時に、さらには第２水槽部２２２において、水Ｗ２から揮発脱離してガス保持空間部２３に保持される。

第２水槽部２２１に溜まった水Ｗ２は、揮発性有機化合物が人体に害を与えない程度まで除去されているときには放水部２２３から自然へ放流することができる。しかし、第２水槽部２２１の水Ｗ２をさらに処理するときは、次の処理装置へ流出させればよい。次の処理装置としては、例えば水に含まれていることがある鉄分等の除去処理装置を挙げることができる。
なお、このような鉄分等の除去処理は汚染水の曝気処理及び揮発性有機化合物の揮発脱離処理の前に行ってもよく、後に行ってもよい。
また、水Ｗ２の汚染の程度によっては、水Ｗ２をさらにもう一つ以上の汚染水曝気装置１０で処理してもよい。

一方、ガス保持空間部２３に保持された揮発性有機化合物ガス含有空気ａ１はブロア６の運転によりガス除去装置５へ導入され、そこで揮発性有機化合物ガスが活性炭充填部５１で吸着除去され、その後の、ブロア運転により加熱された（例えば４０℃〜５０℃程度に或いはさらに高温に加熱された）空気ａがブロア６からカバー室３内へ供給され、各曝気ノズル４１における汚染水Ｗ１の曝気に供される。このように、加熱空気ａが汚染水曝気に供されることで、汚染水Ｗ１からの揮発性有機化合物の揮発脱離が円滑化される。

なお、ブロア６からの吐出空気をカバー室３内へ供給するとともに或いはブロア６からの吐出空気をカバー室３内へ供給することに代えて、曝気ノズル４１へ吸引される空気を加熱するヒータを設けてもよい。例えば、図１に鎖線で示すようにカバー室３に空気加熱ヒータＨ１を設置したり、カバー室３の空気導入口部３１１’に空気加熱ヒータＨ２を取り付けて、これを通ってカバー室３内へ入る空気を加熱するようにしてもよく、さらには、ヒータＨ２を通してカバー室３内へ空気を送るブロア（図示省略）等を設けることもできる。このようなヒータＨ１等による空気加熱手段を、ブロア６からの吐出空気をカバー室３内へ供給するとともに或いはブロア６からの吐出空気をカバー室３内へ供給することに代えて採用することも可能である。
これらの点は、後述する汚染水曝気装置１００や汚染水処理装置Ｂにおいても同様である。

以上説明した汚染水処理装置の汚染水曝気装置１０によると、従来なら要求されていた曝気のための給気ブロア等が必要とされず、また、曝気ノズルは構造簡単に済ませることができるから、装置コストを安価に抑えることができるとともに、ポンプ１１を運転すれば汚染水曝気及び揮発性有機化合物の揮発脱離を行えるのでランニングコストを低く抑えることができる。

また、汚染水曝気装置１０は、これに注目すると、全体を一体的に搬送、設置可能に全体が一体的に組み上げられてユニット化されていることで、容易に搬送したり、設置したりでき、汚染水の汚染の程度に応じて容易に複数段に、且つ、汚染水曝気装置設置現場の状況（スペース等）に応じてそれぞれの配置の自由度高く連設して用いることができる。

また、汚染水処理装置Ａ全体としてみると、汚染水曝気装置１０の部分で汚染水を全体的に簡単、確実に曝気してそれだけよく揮発性有機化合物を揮発脱離させることができ、そのためのランニングコストは低く抑えることができる。さらに、ブロア６を運転して汚染水曝気装置１０の気水分離室２のガス保持空間部２３に溜まる揮発性有機化合物ガス含有空気をガス放出部２２３から揮発性有機化合物ガス除去装置５へ引き入れ、該揮発性有機化合物ガス含有空気から揮発性有機化合物ガスを除去処理できる。

このとき、ブロア６の能力は、汚染水曝気装置１０の気水分離室２のガス保持空間部２３に溜まる揮発性有機化合物ガス含有空気ａ１を吸引して揮発性有機化合物ガス除去装置５へ引き入れ通過させることができる程度のもので足りるので消費電力は低く済み、従って、揮発性有機化合物ガス除去処理のランニングコストも低く抑えることができる。

また、汚染水処理装置Ａとしてみると、揮発性有機化合物を含有する汚染水Ｗ１を曝気して該汚染水から揮発性有機化合物を揮発脱離させる汚染水曝気装置１０の部分を一体的に容易に搬送したり、設置したりでき、汚染水Ｗ１の汚染の程度に応じて容易に複数段に、且つ、それぞれの汚染水曝気装置１０部分の配置の自由度高く増設することができ、それにより汚染水処理能力を高めることが可能である。

次に図３を参照して、本発明に係る汚染水曝気装置の他の例１００を含む汚染水処理装置の例Ｂについて説明する。
汚染水曝気装置１００は、図１に示す汚染水曝気装置１０を２段に隣り合わせて連設し、且つ、気水分離室を一つに統合して簡素化したものである。曝気装置１００と併設される揮発性有機化合物ガス除去装置５Ｂ及びブロア６Ｂは、曝気装置１００の処理能力が増していることに合わせてガス除去能力を向上させるために、図１のガス除去装置５やブロア６より大型のものであるが基本構造はガス除去装置５やブロア６と同じものである。

汚染水曝気装置１００は、ポンプ１１、１２を設置したポンプ設置部１Ｂの上に気水分離室２Ｂを搭載固定し、該気水分離室の上にカバー室３Ｂを搭載固定し、カバー室３Ｂ内において気水分離室２Ｂの天井壁２１Ｂに二つの曝気ユニット４を設置したものである。 これらは全体を一体的に搬送し、所望の地上場所に設置できるように、全体が一体的に組み上げられ、ユニット化されている。

各曝気ユニット４は図１の曝気装置１０における曝気ユニット４と同構造のものである。曝気ユニット４に関連する曝気ノズル４１等の部分については図１と同じ参照符号を付してある。

カバー室３Ｂは気密に形成されており、一側壁３１Ｂに空気導入口部３１１Ｂを備えている。カバー室３Ｂは気密に形成されているが、メインテナンス等のために図示省略の開閉扉を開けて内部へアクセスできるようになっており、該扉は気密に閉じることができる。

気水分離室２Ｂは気密に形成されているが、メインテナンス等のために図示省略の開閉扉を開けて内部へアクセスできるようになっており、該扉は気密に閉じることができる。 気水分離室２Ｂ内には、図１の曝気装置１０におけると同様の水槽部２２が隣り合わせて２段に設けられており、それら水槽部２２の上方空間は各水槽部に対し共通のガス保持空間部２３Ｂとなっている。
ガス保持空間部２３Ｂに対してガス放出部２３１Ｂが設けられている。ガス放出部２３１Ｂはカバー室３Ｂ内へ延び出て、カバー室３Ｂの一側壁３１Ｂに達している。

各水槽部２２は、曝気ノズル４１の下方に位置する第１水槽部２２１とそれに隣り合う第２水槽部２２２とからなっている。各曝気ノズル４１はパイプ４２により第１水槽部２２１内へ通じている。

前段の第２水槽部２２２に対して図１の装置１０におけるものと同じ水位検知センサＳ２が設けられている。後段の第２水槽部２２２に対しても同じ構造の水位検知センサＳ３が設けられている。センサＳ２、Ｓ３により検出される水位情報は水位制御部Ｃｏｎｔに入力される。

各第２水槽部２２２の底部には放水部２２３Ｂが設けられている。放水部２２３Ｂはポンプ設置部１Ｂへ延び出ている。
図３においてＶ２は水槽部２２１、２２２のそれぞれの底部に接続された手動弁で、メインテナンス時等に必要に応じ開成することができる。

ポンプ１１は、本例では地中から別途ポンプで汲み上げられて地上タンクＴに収容された揮発性有機化合物含有の汚染水Ｗ１をストレーナ（フィルタ）ＳＴを介して吸引し、レジューサＲを介して前段曝気ユニット４の各曝気ノズル４１へ供給することができる。
ポンプ１２は、前段の第２水槽部２２２の放水部２２３Ｂから該水槽部２２２内の水を後段の曝気ユニット４の各曝気ノズル４１へ供給できる。
図３において１１１はポンプ１１始動時にポンプ１１へ呼び水を供給するための呼び水供給部である。

図３においても、タンクＴにセンサＳ２と同構造の水位センサＳ１が設けられている。センサＳ１により検出されるタンク内水位情報も水位制御部Ｃｏｎｔに入力される。

以上説明した汚染水曝気装置１００の隣に揮発性有機化合物ガス除去装置５Ｂが設置されている。ガス除去装置５Ｂは内部に活性炭充填部５１Ｂを有している。
ガス除去装置５Ｂは下部にガス導入口部５２Ｂを、上部に空気吐出口部５３Ｂを有している。
ガス導入口部５２Ｂは気水分離室２Ｂのガス放出部２３１Ｂに配管接続されており、空気吐出口部５３Ｂはカバー室３Ｂの空気導入口部３１１Ｂに配管接続されている。

以上説明した汚染水処理装置Ｂによると、ポンプ１１にてタンクＴ内の汚染水Ｗ１が前段の曝気ユニット４の各曝気ノズル４１へ供給される。ポンプ１１による汚染水Ｗ１の曝気ノズル４１への供給は、水位制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、タンクＴのセンサＳ１がタンクＴ内水位の下限水位より下方への低下を示していないこと及び第２水槽部２２２のセンサＳ２が水槽部内水位の上限水位より上方への上昇を示していないことを条件として行われる。

ポンプ１１にてタンクＴ内の汚染水Ｗ１が前段曝気ユニット４の各曝気ノズル４１へ供給されると、各曝気ノズル４１で該汚染水に空気が混合されて曝気されつつ気水混合水として気水分離室２の前段の第１水槽部２２１へ放出される。このとき、ノズル４１へ供給されてくる汚染水Ｗ１を全体的に簡単、確実に効率よく十分曝気することができる。

前段の曝気ノズル４１からの曝気された気水混合水は気水分離室２へ放出されて前段の第１水槽部２２１に受け入れられ、該水槽部内の気水混合水から揮発性有機化合物が容易に揮発し、空気とともに水から脱離し、該水槽部上方のガス保持空間部２３Ｂに保持される。

前段の第１水槽部２２１から溢れた水Ｗ２は前段の第２水槽部２２２へ流入する。このとき、未だ水Ｗ２に残っていることがあり得る揮発性有機化合物が、第１水槽部２２１から第２水槽部２２２への溢流時に、さらには第２水槽部２２２において揮発脱離してガス保持空間部２３Ｂに保持される。

前段の第２水槽部２２２に溜まった水Ｗ２は、後段のポンプ１２により後段の曝気ユニット４の各曝気ノズル４１へ供給され、そこで全体的に簡単、確実に効率よく十分曝気され、気液混合水となって後段の第１水槽部２２１に受け入れられ、該水槽部内の気水混合水から揮発性有機化合物が容易に揮発し、空気とともに水から脱離し、該水槽部上方のガス保持空間部２３Ｂに保持される。

ポンプ１２による水Ｗ２の曝気ノズル４１への供給は、水位制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、センサＳ２が前段水槽部２２２内水位の下限水位より下方への低下を示していないこと及び後段第２水槽部２２２のセンサＳ３が水槽部内水位の上限水位より上方への上昇を示していないことを条件として行われる。
後段の第１水槽部２２１から溢れた水Ｗ３は後段の第２水槽部２２２へ流入する。このとき、未だ水Ｗ３に残っていることがあり得る揮発性有機化合物が揮発脱離してガス保持空間部２３Ｂに保持される。

後段の第２水槽部２２１に溜まった水Ｗ３は、揮発性有機化合物が人体に害を与えない程度まで除去されているときには放水部２２３Ｂから自然へ放流することができる。しかし、第２水槽部２２１の水Ｗ３をさらに処理するときは、次の処理装置へ流出させればよい。次の処理装置としては、例えば水に含まれていることがある鉄分等の除去処理装置を挙げることができる。
このような鉄分等の除去処理は汚染水の曝気処理及び揮発性有機化合物の揮発脱離処理の前に行ってもよく、後に行ってもよい。
また、水Ｗ３の汚染の程度によっては、水Ｗ３をさらにもう一つ以上の汚染水曝気装置１００で処理してもよい。

一方、ガス保持空間部２３Ｂに保持された揮発性有機化合物ガス含有空気ａ１はブロア６Ｂの運転によりガス除去装置５Ｂへ導入され、そこで揮発性有機化合物ガスが活性炭充填部５１Ｂで吸着除去され、その後の、ブロア運転により加熱された（例えば４０℃〜５０℃程度に或いはさらに高温に加熱された）空気ａがブロア６Ｂからカバー室３Ｂ内へ供給され、各曝気ノズル４１における汚染水Ｗ１やＷ２の曝気に供される。このように、加熱空気ａが汚染水曝気に供されることで、汚染水Ｗ１、Ｗ２からの揮発性有機化合物の揮発脱離が円滑化される。

以上説明した汚染水処理装置Ｂの汚染水曝気装置１００においても、曝気のための給気ブロア等が必要とされず、また、曝気ノズルは構造簡単に済ませることができるから、装置コストを安価に抑えることができるとともに、ポンプ１１、１２を運転すれば汚染水曝気及び揮発性有機化合物の揮発脱離を行えるのでランニングコストを低く抑えることができる。

また、汚染水曝気装置１００は、これに注目すると、全体を一体的に搬送、設置可能に全体が一体的に組み上げられてユニット化されていることで、容易に搬送したり、設置したりでき、汚染水の汚染の程度に応じて容易に複数段に、且つ、汚染水曝気装置設置現場の状況（スペース等）に応じてそれぞれの配置の自由度高く連設して用いることができる。

また、汚染水処理装置Ｂ全体としてみると、汚染水曝気装置１００の部分で汚染水を全体的に簡単、確実に曝気してそれだけよく揮発性有機化合物を揮発脱離させることができ、そのためのランニングコストは低く抑えることができる。さらに、ブロア６Ｂを運転して汚染水曝気装置１００の気水分離室２Ｂのガス保持空間部２３Ｂに溜まる揮発性有機化合物ガス含有空気をガス放出部２２３Ｂからガス除去装置５Ｂへ引き入れ、該揮発性有機化合物ガス含有空気から揮発性有機化合物ガスを除去処理できる。

このとき、ブロア６Ｂの能力は、汚染水曝気装置１００の気水分離室２Ｂのガス保持空間部２３Ｂに溜まる揮発性有機化合物ガス含有空気ａ１を吸引してガス除去装置５Ｂへ引き入れ通過させることができる程度のもので足りるので消費電力は低く済み、従って、揮発性有機化合物ガス除去処理のランニングコストも低く抑えることができる。

また、汚染水処理装置Ｂとしてみると、汚染水曝気装置１００の部分を一体的に容易に搬送したり、設置したりでき、汚染水Ｗ１の汚染の程度に応じて容易に複数段に、且つ、それぞれの汚染水曝気装置１００の配置の自由度高く増設することができ、それにより汚染水処理能力を高めることが可能である。

本発明は揮発性有機化合物で汚染された地下水等の汚染水を曝気処理して揮発性有機化合物を揮発脱離させ、さらには揮発脱離した揮発性有機化合物ガスを含有する空気から揮発性有機化合物ガスを除去処理することに利用できる。

本発明に係る汚染水曝気装置の１例を含む汚染水処理装置の例を示す図である。 曝気ノズルの断面図である。 本発明に係る汚染水曝気装置の他の例を含む汚染水処理装置の他の例を示す図である。 従来の汚染水曝気装置例を示す図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ 汚染水処理装置
１０、１００ 汚染水曝気装置
１、１Ｂ ポンプ設置部
１１、１２ ポンプ
１１１ 呼び水導入部
Ｒ レジューサ
２、２Ｂ 気水分離室
２１、２１Ｂ 天井壁
２２ 水槽部
２２１ 第１水槽部
２２２ 第２水槽部
２２３、２２３Ｂ 放水部
２３、２３Ｂ ガス保持空間部
２３１、２３１Ｂ ガス放出部
３、３Ｂ カバー室
３１、３１Ｂ カバー室の一側壁
３１１、３１１’、３１１Ｂ 空気導入口部
４ 曝気ユニット
４１ 曝気ノズル
４１１ ノズル部
４１２ 円筒部
４１３ 空気導入路
４２ パイプ
Ｖ１、Ｖ２ 弁
Ｐ 圧力計
５、５Ｂ 揮発性有機化合物ガス除去装置
５１、５１Ｂ 活性炭充填部
５２、５２Ｂ ガス導入口部
５３、５３Ｂ 空気吐出口部
６、６Ｂ ブロア
ＳＴ ストレーナ
Ｔ タンク
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 水位検出センサ
ｅ１、ｅ２、ｅ３ 電極
Ｃｏｎｔ 水位制御部
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 水
ａ１ 揮発性有機化合物ガス含有空気
ａ 空気
Ｈ１、Ｈ２ 空気加熱ヒータ

Claims (10)

1. 揮発性有機化合物を含有する汚染水を曝気して該汚染水から揮発性有機化合物を揮発脱離させる汚染水曝気装置であり、
   揮発性有機化合物を含有する汚染水を吸引吐出するためのポンプと、
   前記ポンプから汚染水供給を受け、該汚染水に空気を混合して曝気しつつ気水混合水として放出する１又は２以上の曝気ノズルを含む曝気ユニットと、
   前記曝気ユニットの曝気ノズルから放出される気水混合水を受け入れるとともに該気水混合水から放出される揮発性有機化合物ガス含有空気を保持する気水分離室とを含んでおり、
   前記曝気ノズルは該曝気ノズルでの噴出水流により生じる負圧により該噴出水流へ向け空気を導入混合させるノズルであり、
   前記気水分離室は、前記曝気ユニットの曝気ノズルからの放出水を受け入れる水槽部と、該水槽部に溜まる水を放流又は次の処理のために流出させるための放水部と、該水槽部上方のガス保持空間部と、該ガス保持空間部の揮発性有機化合物ガス含有空気を次の処理のために流出させるためのガス放出部とを含んでいることを特徴とする汚染水曝気装置。
2. 前記曝気ノズルは、前記ポンプから送られてくる汚染水を噴出させるノズル部と、該ノズル部からの噴出水流を通過させる筒部とを含み、該筒部は、該噴出水流により該筒部内に発生する負圧により該噴出水流へ向け空気を導入混合する空気導入路を有している請求項１記載の汚染水曝気装置。
3. 前記気水分離室の水槽部は、前記曝気ユニットの曝気ノズルからの放出水を受け入れる第１水槽部と、該第１水槽部からの溢水を流入させる第２水槽部とを含んでおり、前記放水部は該第２水槽部に対して設けられている請求項１又は２記載の汚染水曝気装置。
4. 順次隣り合わせて複数段に連設された請求項１、２又は３記載の汚染水曝気装置を含み、
   該複数段に連設された汚染水曝気装置のうち最前段の汚染水曝気装置におけるポンプは外部から前記汚染水を吸引して該ポンプに対応する前記曝気ユニットの曝気ノズルへ該汚染水を供給するポンプであり、
   各隣り合う該汚染水曝気装置のうち前段の汚染水曝気装置における前記気水分離室の放水部は後段の汚染水曝気装置のポンプの吸水口に接続されている汚染水曝気装置。
5. 前記複数段に連設された汚染水曝気装置の前記気水分離室のガス保持空間部は互いに連通している請求項４記載の汚染水曝気装置。
6. 前記複数段に連設された汚染水曝気装置の気水分離室は一つの統合気水分離室に包含されており、該複数段に連設された汚染水曝気装置の気水分離室のそれぞれにおける前記水槽部及びガス保持空間部は該統合気水分離室に包含されており、該複数段に連設された汚染水曝気装置の気水分離室の前記ガス放出部は一つに統合されて該統合気水分離室に対し設けられている請求項４記載の汚染水曝気装置。
7. 全体を一体的に搬送、設置可能に全体が一体的に組み上げられてユニット化されている請求項１から６のいずれかに記載の汚染水曝気装置。
8. 揮発性有機化合物を含有する汚染水を曝気して該汚染水から揮発性有機化合物を揮発脱離させ、揮発脱離した揮発性有機化合物ガスを含有する空気から揮発性有機化合物ガスを除去する処理を行う汚染水処理装置であり、
   請求項１から請求項７のいずれかに記載の汚染水曝気装置と、該汚染水曝気装置の気水分離室のガス放出部にガス導入口部が接続された揮発性有機化合物ガス除去装置と、該気水分離室のガス放出部から該揮発性有機化合物ガス除去装置へ揮発性有機化合物ガス含有空気を引き入れ通過させるためのブロアとを含むことを特徴とする汚染水処理装置。
9. 前記曝気ユニットの曝気ノズルへ吸引される空気を加熱する空気加熱手段を備えている請求項８記載の汚染水処理装置。
10. 前記ブロアは前記揮発性有機化合物ガス除去装置の空気吐出口部に接続されており、前記曝気ユニットは前記気水分離室に連設されたカバー室内に内蔵配置されており、該カバー室には該カバー室内へ空気を導入するための空気導入口部が設けられており、前記ブロアの空気吐出口が該空気導入口部に接続されており、該ブロアは前記空気加熱手段の少なくとも一部を構成している請求項９記載の汚染水処理装置。