JP2009243063A - 油回収装置及び油回収方法 - Google Patents

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和夫 岡村
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Abstract

【課題】地下水面に浮上した状態で油層として存在する油のみを回収することができ、小径の回収井戸を用いて油を回収することが可能な油回収装置及び油回収方法を提供する。
【解決手段】油回収装置Aを、内部に油3aを流入させて貯留するための開口部10aを有する油貯留容器10と、一端11aを油貯留容器10の内部に配し、他端11bを回収井戸1の外部に配して延設されるエアリフト管11と、エアリフト管11の一端11a側の内部にエア12を間欠的に供給するエア供給手段13とを備えて構成する。そして、開口部10aが油層3の層厚T範囲に配されるように油貯留容器10を回収井戸1に挿入設置し、開口部10aから流入して油貯留容器10に貯留した油3aを、エア供給手段13からエアリフト管11の内部に間欠的に供給したエア12により移送して回収する。
【選択図】図1

Description

本発明は、地面から地下水面よりも深く掘削した回収井戸の内部に挿入設置されて、地下水面に浮上し油層を形成している油を回収するための油回収装置及びこれを用いた油回収方法に関する。
地表から地中に浸透した油による土壌及び地下水の汚染が世界的にも数多く報告されており、その対策が必要になっている。そして、例えばバイオレメディエーションなど、地中で(原位置で)油を分解して土壌及び地下水を浄化する対策が提案、実施されている。しかしながら、この種の油汚染においては、油が地下水面に浮上した状態で油層として存在する場合が多く、このような油を原位置で浄化することは、浄化の負荷が大きく非常に困難になる。このため、油層として存在する油を回収する対策が浄化の負荷を低減させるためにも必要になる。
この種の油回収方法には、特許文献1や特許文献2に開示された方法があり、特許文献1においては、地面から地下水面より深く掘削して回収井戸を設け、この回収井戸から地下水とともに油を汲み上げ、地上に設けた油分離槽で油を回収するようにしている。
一方、特許文献2においては、回収井戸の内部に配置したローラーと地上に配置したローラーとに、無端状の油分吸着ベルトを巻き掛けて回動可能に設置し、回収井戸内に流入した油層として存在する油を油分吸着ベルトに吸着させ、順次油分吸着ベルトの回動によって地上に移送する。そして、地上にてスクレーパで油分吸着ベルトに付着した油をかき落とすことにより油を回収するようにしている。
特開2002−266586号公報 特開平9−85009号公報
しかしながら、特許文献1の油回収方法においては、油とともに地下水を汲み上げるため、揚水量が多く、油を地下水から分離する設備が大規模になり、汲み上げた地下水の処分などに多大な労力とコストを要するという問題があった。
また、特許文献1の油回収方法においては、例えば図2に示すように、回収井戸1内の地下水2と、この地下水2の地下水面2aに浮上した油3a(油層3)とを汲み上げるとともに、周囲の地下水2と油3aとが順次回収井戸1内に流入することになるが、このとき、油層3の層厚Tが揚水口4に近づくほどに小さくなる。このため、地下水2の揚水量に対して回収される油量が少なくなり、回収効率が悪いという問題もあった。
一方、特許文献2の油回収方法においては、回収井戸内に油分吸着ベルトを回動可能に設置するため、例えば油汚染の調査時に穿設した50〜100mm程度の孔径の調査孔を回収井戸として転用することができず、大径の回収井戸を別途設ける必要があった。
本発明は、上記事情に鑑み、地下水面に浮上した状態で油層として存在する油のみを回収することができるとともに、小径の回収井戸を用いて油を回収することが可能な油回収装置及び油回収方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の油回収装置は、地面から地下水面よりも深く掘削した回収井戸の内部に挿入設置されて、前記地下水面に浮上した状態で油層として存在する油を回収するための油回収装置であって、内部に前記油を流入させて貯留するための開口部を有する油貯留容器と、一端を前記油貯留容器の内部に配し、他端を前記回収井戸の外部に配して延設されるエアリフト管と、前記エアリフト管の一端側の内部にエアを間欠的に供給するエア供給手段とを備えて構成されていることを特徴とする。
この発明においては、開口部が油層の層厚範囲に配されるように(開口部が油層に接するように)油貯留容器を回収井戸の内部に挿入設置することによって、回収井戸の内部に流入した油のみを開口部から油貯留容器の内部に流入させて貯留することが可能になる。そして、このように油貯留容器に油を貯留するとともにエアリフト管の一端側が油中に配されると、エアリフト管の内部に一端から油が流入する。この状態で、エア供給手段から間欠的にエアをエアリフト管の内部に供給すると、エアリフト管の内部をエアが浮上し、これとともにエアの浮上力によってエアリフト管の内部の油が上方に移送され、エアリフト管の他端から順次排出される。これにより、従来のように地下水を揚水することなく地下水面に浮上した状態で油層として存在する油を回収することが可能になる。
また、本発明の油回収装置において、前記油貯留容器には、前記油層及び/又は前記地下水からの浮力によって前記開口部を前記油層の層厚範囲に配した状態で前記油貯留容器を支持する浮体が取り付けられていることが望ましい。
この発明においては、油貯留容器に取り付けた浮体に油層及び/又は地下水からの浮力が作用することによって油貯留容器を浮かべた状態で支持することができる。そして、油貯留容器を支持した状態で開口部が油層の層厚範囲に配されるように浮体を形成しておくことで、確実に開口部から油貯留容器の内部に油のみを流入させることが可能になる。これにより、確実に地下水を揚水することなく油層として存在する油を回収することが可能になる。
さらに、本発明の油回収装置においては、前記油層の液面の位置を計測するための油層液面計測手段と、前記地下水面の位置を計測するための地下水位計側手段とを備えていることがより望ましい。
この発明においては、油層液面計測手段と地下水位計側手段を備えることにより、油層の層厚を把握することが可能になり、確実に開口部を油層の層厚範囲に配して油貯留容器を設置することが可能になる。これにより、より確実に開口部から油貯留容器の内部に油のみを流入させることが可能になり、地下水を揚水することなく油層として存在する油を回収することが可能になる。
本発明の油回収方法は、上記のいずれかの油回収装置を地面から地下水面よりも深く掘削した回収井戸の内部に挿入設置して、前記地下水面に浮上した状態で油層として存在する油を回収する油回収方法であって、前記開口部が前記油層の層厚範囲に配されるように前記油貯留容器を前記回収井戸の内部に設置して、前記油を前記開口部から流入させて前記油貯留容器に貯留し、前記エア供給手段から前記エアリフト管の一端側の内部に間欠的にエアを供給して、前記油貯留容器の内部に貯留するとともに前記エアリフト管の一端から内部に流入した前記油を、前記エアリフト管の内部を浮上する前記エアによって移送させるとともに前記エアリフト管の他端から排出させることによって回収することを特徴とする。
この発明においては、上記の本発明の油回収装置と同様の作用及び効果を得ることが可能である。
本発明の油回収装置及び油回収方法によれば、開口部が油層の層厚範囲に配されるように油貯留容器を設置し、エアリフト管の内部に間欠的にエアを供給することによって、地下水を揚水することなく油層として存在する油を回収することが可能になる。これにより、従来のように、汲み上げた油を地下水と分離する必要がなく、効率的に且つ経済的に油の回収を行うことが可能になる。
また、油回収装置の構成及び油を回収する機構が簡単であり、油貯留容器やエアリフト管を小径にして形成しても油を回収することが可能である。このため、油回収装置の持ち運びや設置を容易にし、且つ小径の回収井戸に設置して油を回収することが可能になる。これにより、例えば油汚染の調査時に穿設した50〜100mm程度の孔径の調査孔を回収井戸に転用することが可能になり、この点からも効率的に且つ経済的に油の回収を行うことが可能になる。
以下、図1を参照し、本発明の一実施形態に係る油回収装置及び油回収方法について説明する。本実施形態は、地表から地中に浸透し、地下水面上に油層として存在している油を回収するための油回収装置及びこれを用いた油回収方法に関するものである。
本実施形態の油回収装置Aは、図1に示すように、地下水2の地下水面2aに浮上した状態で油層3として存在している油3aを内部に流入させつつ貯留する油貯留容器10と、油貯留容器10に貯留した油3aを外部に移送するためのエアリフト管11と、エアリフト管11の内部にエア12を間欠的に供給するエア供給手段13と、油貯留容器10を油層3及び/又は地下水2に浮かべた状態で支持するための浮体14と、油層3の液面3bの位置を計測するための油層液面計(油層液面計測手段)15と、地下水面2aの位置(地下水位)を計測するための地下水位計(地下水位計側手段)16とを備えて構成されている。
油貯留容器10は、例えば円柱状に形成されており、軸線O1方向上部側の側面に、内部に油3aを流入させて貯留するためのスリット状の開口部10aが設けられている。また、本実施形態において、油貯留容器10は例えば50mm程度の直径で形成されている。
エアリフト管11は、例えば10〜20mm程度の直径で形成され、一端11a側を油貯留容器10の内部に挿入し、油貯留容器10の外部に他端11b側を延出させた状態で油貯留容器10と一体に設けられている。また、エアリフト管11は、その一端11aを油貯留容器10の下部側(底部側)に配して設けられている。
エア供給手段13は、例えばコンプレッサーなどの図示せぬエア供給装置と、このエア供給装置に一端を接続して設けられたエア供給管13aとで構成されている。また、エア供給手段13は、エア供給管13aの他端側が油貯留容器10の内部に挿入され、このエア供給管13aの他端をエアリフト管11の一端11a側に接続して設けられている。そして、このエア供給手段13は、例えばエア供給装置の駆動を制御したり、エア供給装置からエア供給管13aに供給したエア12の圧力に応じて開閉する開閉弁を設けるなどして、間欠的にエアリフト管11の一端11a側の内部にエア12を供給する。
浮体14は、例えば発泡スチロールなどで形成されており、油貯留容器10の上部に取り付けられている。
ついで、上記構成からなる油回収装置Aを用いて、油層3として地下水面2a上に存在する油3aを回収する方法を説明するとともに、本実施形態の油回収装置A及び油回収方法の作用及び効果について説明する。
油層3として存在する油3aを回収する際には、地面G1から地下水面2aよりも深く掘削して設けられた回収井戸1の内部に、油貯留容器10(油回収装置A)を挿入設置する。このとき、先行して回収井戸1に地下水位計16及び油層液面計15を挿入し、これら地下水位計16と油層液面計15で地下水面2aの位置及び油層3の液面3bの位置を計測して、地下水面2a及び油層3の液面3bの位置が安定していることを確認するとともに、油層3の層厚Tを確認する。また、油貯留容器10を回収井戸1の内部に挿入するとともに、エアリフト管11及びエア供給管13aがそれぞれ回収井戸1の内部に挿入され、これらエアリフト管11とエア供給管13aは、エアリフト管11の他端11b側及びエア供給管13aの一端側をそれぞれ回収井戸1の外部に配した状態で延設される。
ここで、本実施形態の油回収装置Aは、油貯留容器10やエアリフト管11などが小径で形成されているため、例えば油汚染の調査時に穿設した50〜100mm程度の孔径の調査孔を回収井戸1として転用し、この回収井戸1に挿入設置するようにしてもよい。また、浮体14を取り付けた油貯留容器10とエアリフト管11とエア供給管13aを一体に設けて、油回収装置Aが簡単な構成であるため、その持ち運びや設置が容易に行える。
一方、本実施形態においては、回収井戸1の内部に油貯留容器10を挿入設置する際に、油貯留容器10の上部に浮体14が取り付けられているため、油貯留容器10が油層3及び地下水2に達するとともに浮体14が油層3に浮かび、油層3から浮体14に作用する浮力によって油貯留容器10が浮かんだ状態で支持される。そして、このように浮体14が油層3に浮かんで油貯留容器10が支持された状態で、開口部10aが油層3の層厚T範囲に配置される。すなわち、浮体14は、予め油貯留容器10を支持した状態で開口部10aが油層3の層厚T範囲に配されるように(開口部10aが油層3に接するように)、油層3からの浮力に基づいて形成されている。これにより、油貯留容器10を回収井戸1に挿入して油層3(及び地下水2)に浮かべるという簡単な操作で、開口部10aが自動的に油層3の層厚T範囲に配置される。
また、本実施形態においては、地下水位計16及び油層液面計15によって地下水面2a及び油層3の液面3b(地下水位及び油層3の層厚T)が計測されているため、これら地下水位計16及び油層液面計15の計測結果に基づいて、確実に開口部10aを油層3の層厚T範囲に配した状態で油貯留容器10が設置される。そして、このように油貯留容器10を回収井戸1の内部の所定位置に配置するとともに、開口部10aから油層3の油3aのみが内部に流入して油貯留容器10の底部側に貯留される。
また、油貯留容器10の内部に油3aが貯留されるとともに、エアリフト管11の一端11a側が油中に配され、この油3aの液面の位置に応じて一端11aから油3aがエアリフト管11の内部に流入する。この状態で、エア供給手段13のエア供給装置を駆動し、エア供給管13aから間欠的にエア12をエアリフト管11の一端11a側の内部に供給すると、供給したエア12は、エアリフト管11の内部を浮上してゆき、これとともにエア12の浮上力によってエアリフト管11の内部の油3aが順次上方に流通して移送される。また、エア12の浮上とともにエアリフト管11の一端11aから油貯留容器10に貯留された油3aが流入し、間欠的に供給したエア12がそれぞれ浮上することで順次エアリフト管11の内部を油3aが移送されてゆく。
そして、このようにエア12の浮上とともにエアリフト管11の内部を上方に流通して移送された油3aは、エア12とともにエアリフト管11の地上に配された他端11bから排出され、油回収容器17に回収される。また、回収井戸1の内部の油3aが油貯留容器10に流入し、エアリフト管11に供給したエア12によって地上に回収されるとともに、順次回収井戸1の周囲の油3aが回収井戸1に流入し、さらに油貯留容器10の内部に流入して貯留されてゆくため、間欠的にエアリフト管11の内部にエア12を供給することで、持続的に油3aが回収されてゆく。
なお、本実施形態においては、回収井戸1の内部の油層3の層厚Tが地下水位計16及び油層液面計15によって計測されている。このため、回収井戸1の内部の油3aを順次回収して油層3の層厚Tが小さくなった場合には、地下水位計16及び油層液面計15の計測結果に基づいて自動的にエア供給手段13(エア供給装置)の稼動を停止させ、回収井戸1の内部に周囲の油3aが流入して油層3の層厚Tが大きくなるとともにエア供給手段13を再度自動的に稼動させて油3aを回収するようにしてもよい。
したがって、本実施形態の油回収装置A及び油回収方法においては、開口部10aが油層3の層厚T範囲に配されるように油貯留容器10を回収井戸1の内部に挿入設置することによって、回収井戸1の内部に流入した油3aのみを開口部10aから油貯留容器10の内部に流入させて貯留することが可能になる。そして、このように油貯留容器10に油3aを貯留するとともにエアリフト管11の一端11a側が油中に配されると、エアリフト管11の内部に一端11aから油3aが流入するため、この状態で、エア供給手段13から間欠的にエア12をエアリフト管11の内部に供給することにより、エア12の浮上力で油3aを上方に移送することが可能になり、エアリフト管11の他端11bから順次排出させて油3aを回収できる。これにより、従来のように地下水2を揚水することなく地下水面2aに浮上した状態で油層3として存在する油3aを回収することが可能になり、効率的に且つ経済的に油3aを回収することが可能になる。
また、このとき、油回収装置Aの構成及び油3aを回収する機構が簡単であり、油貯留容器10やエアリフト管11を小径にして形成しても油3aを回収することが可能であるため、油回収装置Aの持ち運びや設置を容易に行うことができるとともに、小径の回収井戸1に設置して油3aを回収することが可能になる。これにより、例えば油汚染の調査時に穿設した50〜100mm程度の孔径の調査孔を回収井戸1として転用することも可能になる。
さらに、油貯留容器10に取り付けた浮体14に油層3からの浮力が作用することによって油貯留容器10を浮かべた状態で支持することができ、このように浮体14で油貯留容器10を支持した状態で開口部10aを油層3の層厚T範囲に配置することができる。これにより、確実に開口部10aから油貯留容器10の内部に油3aのみを流入させることが可能になる。
また、油層液面計15と地下水計16を備えることで、油層3の層厚Tを把握することが可能になり、より確実に開口部10aを油層3の層厚T範囲に配して油貯留容器10を設置することが可能になる。
以上、本発明に係る油回収装置及び油回収方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、油貯留容器10の上部に浮体14を取り付け、この浮体14によって油貯留容器10を油層3に浮かべた状態で支持するものとしたが、浮体14は、油貯留容器10の上部に取り付けることに限定する必要はなく、開口部10aを油層3の層厚T範囲に配することが可能であれば、例えば地下水2からの浮力によって油貯留容器10を浮かべるように油貯留容器10の上部よりも下方に取り付けてもよい。また、必ずしも油回収装置Aは浮体14を備えていなくてもよく、油層液面計測手段15と地下水位計側手段16の計測結果に基づいて開口部10aを油層3の層厚T範囲に配置するようにし、他の手段によって油貯留容器10を支持するようにしてもよい。
また、本実施形態では、油貯留容器10が円柱状に形成され、上部側の側面にスリット状の開口部10aを設けて形成されているものとしたが、油貯留容器10の形状は特に限定する必要はなく、また、油層3として存在する油3aを流入させて油貯留容器10に貯留することが可能であれば、開口部10aの形状、位置を限定する必要もない。
本発明の一実施形態に係る油回収装置を用いて地下水面に浮上して油層として存在する油を回収している状態を示す図である。 従来の油回収方法によって地下水面に浮上して油層として存在する油を回収している状態を示す図である。
符号の説明
1 回収井戸
2 地下水
2a 地下水面
3 油層
3a 油
3b 液面
10 油貯留容器
10a 開口部
11 エアリフト管
11a 一端
11b 他端
12 エア
13 エア供給手段
13a エア供給管
14 浮体
15 油層液面計(油層液面計測手段)
16 地下水位計(地下水位計側手段)
17 油回収容器
A 油回収装置
G1 地面
T 油層の層厚

Claims (4)

  1. 地面から地下水面よりも深く掘削した回収井戸の内部に挿入設置されて、前記地下水面に浮上した状態で油層として存在する油を回収するための油回収装置であって、
    内部に前記油を流入させて貯留するための開口部を有する油貯留容器と、一端を前記油貯留容器の内部に配し、他端を前記回収井戸の外部に配して延設されるエアリフト管と、前記エアリフト管の一端側の内部にエアを間欠的に供給するエア供給手段とを備えて構成されていることを特徴とする油回収装置。
  2. 請求項1記載の油回収装置において、
    前記油貯留容器には、前記油層及び/又は前記地下水からの浮力によって前記開口部を前記油層の層厚範囲に配した状態で前記油貯留容器を支持する浮体が取り付けられていることを特徴とする油回収装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の油回収装置において、
    前記油層の液面の位置を計測するための油層液面計測手段と、前記地下水面の位置を計測するための地下水位計側手段とを備えていることを特徴とする油回収装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれかに記載の油回収装置を地面から地下水面よりも深く掘削した回収井戸の内部に挿入設置して、前記地下水面に浮上した状態で油層として存在する油を回収する油回収方法であって、
    前記開口部が前記油層の層厚範囲に配されるように前記油貯留容器を前記回収井戸の内部に設置して、前記油を前記開口部から流入させて前記油貯留容器に貯留し、
    前記エア供給手段から前記エアリフト管の一端側の内部に間欠的にエアを供給して、
    前記油貯留容器の内部に貯留するとともに前記エアリフト管の一端から内部に流入した前記油を、前記エアリフト管の内部を浮上する前記エアによって移送させるとともに前記エアリフト管の他端から排出させることによって回収することを特徴とする油回収方法。
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