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

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。

Images