JP2013132564A - 汚染土壌改質装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境への配慮がなされており、効率的かつ効果的である低コスト、短期間の土壌改質を実現する汚染土壌改質装置を提供する。
【解決手段】本発明の汚染土壌改質装置１は、改質対象の汚染土壌を収容する収容部２と、バイオマス燃料を燃焼させる燃焼装置３と、燃焼装置３で生じる燃焼熱を収容部に運搬する伝熱管５と、収容部２で生じる排気熱を伝熱管５に運搬する排気管６と、伝熱管５と排気管６を連結する連結部７と、を備え、収容部２は、収容する土壌に燃焼熱および排気熱の少なくとも一方を加える。
【選択図】図１

Description

本発明は、種々の原因で汚染されてしまった土壌を、改質して一般用途に使用可能な土壌を得る土壌改質装置に関する。

農地や耕作地を形成する場合はもちろん、建造物を建設するためには、用地を必要とする。これらの用地は、様々な環境にさらされていることが多く、水分や油分を多く含んでいたり、ヘドロや有機物などの不純物を含んでいたりすることがある。これらの土壌は、そのままでは建造物を建設したり、農地や耕作地のような特定用途に用いたりすることが困難である。あるいは、工場や下水からの汚水や汚泥によって、土壌が不純物を多く含むようになってしまうこともある。

これらの汚泥や汚水によって不純物を含む土壌は、放置されると、悪臭や公害になることもある。もちろん、上述の通り、特定用途に用いたり、建設用地として利用したりすることが困難である。これらのような不純物や水分などを多く含む土壌は、一般的な場所においても存在し、これら一般土壌の改質を行うことが求められている。

このような改質を必要とする不純物を含む一般土壌を、効果的かつ効率的に改質することが求められている。この一般土壌が改質されないままであると、上述の通り、公害問題が発生したり、土地の有効活用が図られなかったりするからである。一方で、一般土壌の改質が行われれば、土地の有効活用が図られる上に、種々の問題を解決することもできるようになる。

また、様々な土地に存在する土壌は、水分、油分、ヘドロなどの不純物だけでなく、種々の汚染を受けていることもある。例えば、土壌は、工場廃液や鉱山からの廃液などによる汚染を受けることもある。あるいは、自然災害によって、汚染物質が土壌に入り込んでしまうこともある。例えば、津波や大波によって、海水が陸地に深く到達してしまうと、土壌が塩分や無機成分によって汚染されてしまうこともある。例えば、昨今の我が国の地震で生じた大津波によって、広い範囲に渡って陸地が塩害汚染されてしまうこともある。

あるいは、原子力発電装置の故障や事故により、土壌が放射線による汚染を受けることもありうる。放射線汚染とまでは行かないまでも、工場からの排水や廃液処理に不十分さがあると、有害物質、有害有機物、有害無機物などによる土壌の汚染を受ける可能性もある。

このように、様々な場所に存在する土壌は、種々の理由や原因によって、汚染を受ける可能性もある。汚染土壌の問題は、不純物を含む改質が必要な土壌以上に問題である。このような汚染土壌を改質することが急務である。

不純物を含む一般土壌の改質においては、石灰やベントナイトなどの改質材を用いて土壌改質する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１９７０４７号公報

特許文献１は、不純物や汚染物質を含む汚泥土壌に、粘土鉱物と中和が可能となる量の石灰を混合させることで、土壌を改質する技術を開示する。

特許文献１に開示される技術は、一般的に土壌が酸性となったりアルカリ性となったりしている状態に、これらを中和する特定物質を混合させることで、土壌を改質することを目的としている。これら石灰などの特定物質を用いることは一般的に行われており、特許文献１の技術は、これらの特定物質を用いる際のより具体的な工夫を提案している。

このように、従来技術においては、改質を行う特性を有する固体素材を、土壌に混合させることが一般的であった。このような改質用固体素材の混合は、土壌改質を必要とする現場で行う事もあるし、改質が必要な土壌を回収して工場などの拠点で改質してから、現場に戻すこともある。

しかしながら、特許文献１に代表される従来技術では、石灰やベントナイトなどの改質材を多く使用する必要がある。これらの改質材を多く使用することで、土壌改質に必要なコストが大きくなる問題もある。また、改質材としてセメント系固化材が添加されることがあるが、六価クロムなどの溶出、高アルカリへの土質の変化などの問題が生じることもある。これらは、近年の環境問題への意識の高まりの中で、配慮が非常に必要となっている要素でもある。

また、改質材を用いることでは、土壌改質に養生期間を必要とするため、工期が長くなる問題もある。工期が長くなれば施工コストも高くなってしまう。一方で、土壌改質を必要とすることは多くあり、効率的かつ低コストの土壌改質が求められている。特に、土壌改質を希望するのは、行政区であることが多く、行政区の依頼によって事業者が土壌改質を行うので、工期や材料コストが明瞭かつ低いことが、依頼者にとっても実行者にとっても好適である。

また、特許文献１に開示される土壌改質技術は、改質材を用いて土壌を改質するだけであるので、化学的な改質しかできない。この結果、上述のように土壌に却って負荷を掛けてしまい、六価クロムの溶出などの問題も生じさせる。特に、化学的改質のみでは、有害物質によって汚染された汚染土壌の改質には不適である。化学改質は、化学的反応を示す特定の不純物にしか対応しないからである。

この結果、工場廃液、排水、塩害、放射線汚染などを受けた汚染土壌の改質には、改質材を使用する化学的改質では、不十分であることが多い問題がある。

以上のような状況において、環境への配慮が高く、コストや工期の少ない効率的かつ効果的な土壌改質装置が求められている。

本発明は、上記課題に鑑み、環境への配慮がなされており、効率的かつ効果的である低コスト、短期間で土壌改質を実現する汚染土壌改質装置を提供することを目的とする。

本発明の汚染土壌改質装置は、改質対象の土壌を収容する収容部と、バイオマス燃料を燃焼させる燃焼装置と、前記燃焼装置で生じる燃焼熱を前記収容部に運搬する伝熱管と、前記収容部で生じる排気熱を前記伝熱管に運搬する排気管と、前記伝熱管と前記排気管を連結する連結部と、を備え、前記収容部は、収容する土壌に前記燃焼熱および前記排気熱の少なくとも一方を加える。

本発明の汚染土壌改質装置は、水分の脱水を中心とした改質を行うので、石灰、セメント、ベントナイトといった改質材を多く必要としない。この結果、改質に要するコストや工期を低減できる。加えて、これらの改質材を多く必要としないので、不純物や環境負荷物質が土壌に残留するといった問題も解決できる。

また、本発明の汚染土壌改質装置は、脱水に必要となる燃焼熱の燃料として、バイオマス燃料を使用する。バイオマス燃料の燃焼の際に、燃焼熱と共にバイオマス燃料の燃えかすである灰が生じ、この灰も燃焼熱と共に改質対象の土壌に送られるので、土壌改質を更に促進できる。特に、燃焼熱と合わせて灰が土壌に送り込まれるので、土壌は、脱水による水分や油分の減少を受けつつ、燃焼灰による化学的な改質をうけて、より十分な土壌の改質が行われる。

また、燃焼装置および混合容器などが、自走式の輸送機器に搭載されることで、改質を必要とする土壌が存在する場所において、土壌改質を行うことができ、汚染土壌改質装置は、フレキシビリティの高い土壌改質を実現できる。

本発明の実施の形態１における汚染土壌改質装置のブロック図である。 土壌の特性を示す模式図である。 本発明の実施の形態２における燃焼装置の側面図である。 本発明の実施の形態３における汚染土壌改質装置の模式図である。 本発明の実施の形態２における汚染土壌改質装置のブロック図である。 本発明の実施の形態３における汚染土壌改質装置のブロック図である。 本発明の実験１の実験結果を示す表である。 実施の形態３における汚染土壌改質装置の模式図である。

本発明の第１の発明に係る汚染土壌改質装置は、改質対象の土壌を収容する収容部と、バイオマス燃料を燃焼させる燃焼装置と、前記燃焼装置で生じる燃焼熱を前記収容部に運搬する伝熱管と、前記収容部で生じる排気熱を前記伝熱管に運搬する排気管と、前記伝熱管と前記排気管を連結する連結部と、を備え、前記収容部は、収容する土壌に前記燃焼熱および前記排気熱の少なくとも一方を加える。

この構成により、汚染土壌改質装置は、多くの改質材を必要とせず、土壌の特質に着目した土壌改質を行うことができる。

本発明の第２の発明に係る汚染土壌改質装置では、第１の発明に加えて、汚染土壌は、海水塩害、工場廃液、工場排水、生活排水および放射線の少なくとも一つにより汚染されている。

この構成により、汚染土壌改質装置は、種々の原因で汚染された土壌を改質できる。

本発明の第３の発明に係る汚染土壌改質装置では、第１または第２の発明に加えて、前記前記伝熱管は、前記燃焼装置および前記収容部とを接続し、前記排気管は、前記収容部と前記伝熱管を接続する。

この構成により、汚染土壌改質装置は、燃焼熱のみならず排気熱も土壌に付与することができる。

本発明の第４の発明に係る汚染土壌改質装置では、第１又から第３のいずれかの発明に加えて、前記伝熱管は、前記収容部に、前記燃焼熱および前記連結部で供給される前記排気熱を混合して供給する。

この構成により、土壌は、より効率よく脱水・脱脂される。

本発明の第５の発明に係る汚染土壌改質装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、前記伝熱管は、前記バイオマス燃料の燃焼灰を、前記収容部に運搬する。

この構成により、汚染土壌改質装置は、脱水・脱脂という物理的改質に加えて、化学的改質も実現できる。

本発明の第６の発明に係る汚染土壌改質装置では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、前記排気管は、前記排気熱に加えて、水蒸気を運搬する。

本発明の第７の発明に係る汚染土壌改質装置では、第６の発明に加えて、前記伝熱管は、前記排気管から混入する水蒸気を加熱して加熱蒸気を生じさせて、前記収容部に運搬する。

これらの構成により、汚染土壌改質装置は、加熱蒸気を利用した改質を促進できる。

本発明の第８の発明に係る汚染土壌改質装置では、第１から第７のいずれかの発明に加えて、前記収容部は、収容する汚染土壌を撹拌する撹拌機能を有する。

この構成により、収容部は、より効率的に汚染土壌を乾燥できる。

本発明の第９の発明に係る汚染土壌改質装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、前記連結部は、前記排気管との連結部分を開閉可能である。

この構成により、汚染土壌の特性に応じた乾燥が実現される。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）

まず、汚染土壌改質装置の全体概要について説明する。

（全体概要）
図１は、本発明の実施の形態１における汚染土壌改質装置のブロック図である。図１は、汚染土壌改質装置１を、模式的に表しており、必要な要素のそれぞれをブロックとして示している。すなわち、図１は、実施の形態１における汚染土壌改質装置１の概念を示しており、実際には種々の形態で実現される。

汚染土壌改質装置１は、収容部２、燃焼装置３、伝熱管５、排気管６、連結部７を備える。収容部２は、改質対象となる汚染土壌１０を収容する。収容部２が収容する汚染土壌１０は、改質対象となる場所から運搬されてきた汚染土壌であっても良いし、改質対象となる場所に収容部２が設置されて、その場で改質対象となる汚染土壌が収容部２に投入されても良い。

燃焼装置３は、例えば燃焼バーナー４を備えており、様々な燃料を燃焼して燃焼熱を生じさせる。このとき、燃焼装置３は、環境への配慮および土壌改質の促進のために、バイオマス燃料８を用いることが好適である。バイオマス燃料８は、燃焼装置３に投入可能であればよく、人力あるいは自動で燃焼装置３にバイオマス燃料８が投入される。

燃焼装置３は、バイオマス燃料を燃焼させることで燃焼熱を生じさせる。この燃焼熱は、燃焼装置３に接続している伝熱管５に送出される。伝熱管５は、燃焼熱を最終的に収容部２に運搬する。伝熱管５は、燃焼熱を収容部２に送り込んで、収容部２が収容する汚染土壌１０の水分および油分を蒸発させて脱水・脱脂する。伝熱管５は、収容部２に接続しており、この接続によって燃焼熱を収容部２に送り込むことができる。

収容部２では、汚染土壌１０に燃焼熱が加えられることで、水分や油分が蒸発して排気ガスが生じる。排気ガスと合わせて水蒸気も生じる。これらの排気ガスや水蒸気は熱を有しており、収容部２は、汚染土壌への燃焼熱の付与による排気熱を生じさせる。収容部２には、排気管６が接続されている。排気管６は、排気熱を、連結部７を介して伝熱管５に運搬する。連結部７は、燃焼装置３から接続される伝熱管５の一部からの燃焼熱と、排気管６からの排気熱を混合して、連結部６の先に延伸する伝熱管５に送り込む。結果として、連結部６の先に延伸する伝熱管５は、燃焼熱と排気熱とを混合した熱を、収容部２に運搬する。もちろん、排気熱が生じるまでの期間では、伝熱管５は、燃焼熱のみを運搬する。

これらの結果、伝熱管５は、収容部２に燃焼熱および排気熱の少なくとも一方を運搬し、収容部２は、汚染土壌１０に、燃焼熱および排気熱の少なくとも一方を加える。汚染土壌１０は、この加えられる熱によって、含んでいる水分および油分を減少させて、その土質を改質することができる。特に、燃焼装置３により生じる燃焼熱だけでなく、汚染土壌１０への加熱によって生じる排気熱も有効利用して、汚染土壌１０の脱水・脱脂を促すことができる。

（土壌の問題）
ここで、改質が必要な土壌の問題について説明する。発明者は、固化材などを用いて土壌を改質する従来技術の問題点を検討・分析する中で、改質が必要な土壌の問題点を分析した。発明者は、土壌は土粒子だけでなく、土粒子、水分・油分、空気の３つの要素から成り立っていることに想到した。図２は、土壌の特性を示す模式図である。図２に示されるように、土壌は、土粒子だけでなく、土粒子、水分・油分、空気の３つの要素から成り立っている。この水分・油分の増減によって、土壌はその特性を変化させる。すなわち、水分・油分が増加すれば、ゆるい土壌となり、水分・油分が減少すれば硬い土壌となる。土壌の改質は、土壌の使用目的に合わせて、土壌の硬さに起因する特性の調整を行うことが中心である。

このような分析結果に基づいて、発明者は、土壌の改質においては土壌そのものの化学的特性を固化材などを用いて変化させることを主とするよりも、土壌に含まれる水分・油分を減少させることを主とすることが好適であるとの考えに至った。すなわち発明者は、土壌に含まれる水分・油分を減少させて土壌の物理的特性を改質し、その上で、必要に応じて固化材などを用いて化学的特性の改質を行うことが、適当であるとの発明に至ったものである。このように、まず水分・油分の減少による物理的特性の改質を行うことで、最終的な改質を完了させる化学物質の使用量が大きく減少し、コストの低減、環境負荷の低減が実現されるようになる。

また、水分や油分によって土壌の硬さややわらかさなどの問題だけでなく、種々の原因で汚染される問題もある。例えば、海水塩害、工場廃液、工場排水、生活排水および放射線の少なくとも一つにより汚染された汚染土壌の問題がある。もちろん、これらの汚染土壌の汚染の原因を生じさせる、海水、工場廃液、工場排水、生活排水も、水分や油分を基本成分とする。あるいは放射線汚染であっても、放射線物質を含む液体成分が、土壌に入り込んで、土壌が汚染されることが多い。

このように、汚染土壌も、その土壌中に含まれている水分や油分を減少させることが必要となる。水分や油分そのものが、汚染物質を含んでいることが多く、これら水分や油分を減少させることが、汚染土壌の改質のキーとなる。

すなわち、水分や油分の過剰によって改質が必要となる土壌のみならず、海水、工場廃液、工場排水、生活排水および放射線の少なくとも一つにより汚染された汚染土壌も、図２に示すように水分や油分が汚染の根本原因である。発明者は、この点に想到し、汚染土壌であっても、水分や油分を減少させることで、土壌の物理的特質と化学的特質を改善できると考えた。

実施の形態１における汚染土壌改質装置１は、燃焼熱および排気熱を効率的に活用して、汚染土壌１０に含まれる水分・油分を減少させる。水分・油分が減少した汚染土壌１０は、工場、耕作地、宅地などの様々な用途に用いられるに際して、十分な硬さや強度を有することができる。すなわち、使用可能な状態に汚染土壌１０は、改質されることになる。また必要に応じて、石灰やベントナイトなどの固化材を追加的に付与することで、汚染土壌１０の改質が完了するようになる。もちろん、上述の通り、この場合でも使用される固化材の量は少なくて済む。

また、上述の通り、汚染土壌１０は、水分や油分によって汚染物質を受けているので、この水分や油分が減少することで、汚染土壌１０の改質が図られる。

（処理手順）
実施の形態１の汚染土壌改質装置１を用いた土壌改質の処理手順について説明する。
燃焼装置３は、燃焼バーナー４を備え、別途用意されているバイオマス燃料８を燃焼させる。バイオマス燃料８は、燃料収容部などに一時的に収容されており、ベルトコンベアーなどの自動送り装置によって、燃料収容部から燃焼装置３に自動的に投入される。あるいは、燃焼装置３が燃料収容部を備えており、燃焼バーナー４が燃料収容部に収容されるバイオマス燃料８を燃焼させても良い。もちろん、バイオマス燃料８が手動で燃焼装置３に投入されて、燃焼バーナー４がこのバイオマス燃料を燃焼させてもよい。

燃焼装置３が、バイオマス燃料８を燃焼させると、燃焼熱が発生する。燃焼装置３と収容部２とは、伝熱管５によって接続されている。伝熱管５が内部空間を有する管路である場合には、伝熱管５の一方の開口部が燃焼装置３に繋がっている。燃焼装置３は、この開口部へ燃焼熱を送出する。例えば、燃焼装置３の備える燃焼バーナー４が先端に燃焼熱をその先端に集めやすい構造を有している場合には、燃焼バーナー４の先端が伝熱管５の開口部と対向していればよい。この対向によって、燃焼装置３は、燃焼熱を伝熱管５に送出することができる。

あるいは、燃焼装置３が開口部に対向する送風ファンを備えており、送風ファンが、燃焼熱を伝熱管５に送出してよい。このように、燃焼装置３は、バイオマス燃料８を燃焼させて燃焼熱を発生させるだけでなく、伝熱管５に燃焼熱を送出する機能も果たす。

伝熱管５は、内部空間を通じて、燃焼熱を収容部２に運搬する。このとき、伝熱管５の途中に連結部７が備わる。連結部７は、排気熱を運搬する排気管６と伝熱管５とを連結する。伝熱管５は、連結部７を経由してから、収容部２にかけて延伸する。図１に示されるとおりである。

伝熱管５は、収容部２と接続している。燃焼装置３との接続と同様に、伝熱管５は内部空間と繋がる開口部を有しており、この開口部が収容部２と接続している。このため、伝熱管５は、管路である内部空間を運搬された燃焼熱を、収容部２と接続する開口部から収容部２内部に送り込む。

収容部２は、改質対象の汚染土壌１０を収容している。収容部２に到達した燃焼熱は、この汚染土壌１０を加熱する。加熱によって、汚染土壌１０は、含まれている水分・油分を蒸発させる。すなわち、汚染土壌１０は、乾燥する方向に進む。また、燃焼熱の付与による加熱によって、汚染土壌１０は、排気ガスを発生させる。この排気ガスは、排気熱を伴っている。この排気熱は、収容部２に留まっている状態では汚染土壌１０を更に加熱する。

汚染土壌１０に付与される燃焼熱によって、水分や油分が減少すると、水分や油分に付随する汚染物質も減少する。すなわち、水分や油分の減少という物理的特性の改質によって、化学的特性の改質も図られるようになる。

収容部２は、排気管６を接続している。排気管６は、伝熱管５と同様に内部空間を有する管路であり、内部空間に繋がる開口部が収容部２に接続している。収容部２は、この開口部を介して排気熱を排気管６に送出する。燃焼装置３と同様に収容部２が送風ファンを備えており、この送風ファンの働きによって排気熱が排気管６に送出されれば良い。

排気管６は、収容部２と連結部７とに接続されている。排気管６は、連結部７を介して伝熱管５に排気熱を送り込む。すなわち、排気熱が発生した後では、連結間７の先から延伸する伝熱管５は、燃焼熱と排気熱とを混合した熱を運搬するようになる。

最終的には、伝熱管５は、燃焼熱と排気熱とを混合した熱を汚染土壌１０に付与する。燃焼装置３で生じる燃焼熱だけでないことで、より熱効率と省エネルギーに優れた加熱が、汚染土壌１０に行われるようになる。混合熱の付与によることで、汚染土壌１０の乾燥（脱水・脱脂）がより促進される。もちろん、燃焼装置３での燃焼が終了すれば、汚染土壌１０の乾燥処理も終了することになる。例えば、収容部２に収容される汚染土壌１０を入れ替える際には、燃焼装置３での燃焼を停止したり抑えたりする。このような乾燥によって、汚染土壌１０に含まれる余分な水分や油分が減少し、汚染土壌１０の改質が進むことになる。

乾燥によって改質された汚染土壌１０は、収容部２から取出される。例えば収容部２は、投入口と排出口を備えておき、排出口から乾燥されて改質処理の完了した汚染土壌１０が取出されれば良い。取出された改質後の汚染土壌１０は、必要な土地に運搬されて、運搬された土地において活用される。また、汚染土壌改質装置１による改質だけでは化学的特性の改質が不十分な場合には、石灰やベントナイトなどの改質材を用いて更なる改質が行われてもよい。

また、汚染土壌１０の汚染原因が様々である場合には、水分や油分の減少という物理的特性の改質に加えて、汚染原因にあわせた改質材を用いればよい。改質材の種類は、汚染原因の種類に応じればよい。

実施の形態１の汚染土壌改質装置１は、汚染された土壌を完全に改質することを目的としているのではなく、低コストかつ短期間で簡便に改質することを目的とする。ある程度までの改質ができれば、改質材を用いた化学的特性の改質も容易となるし、改質材の使用量も減少する。使用量が減少すれば、コストや作業時間も低減するし、化学物質である改質材を用いた作業における危険性も減少する。

現在の汚染土壌の改質においては、汚染原因の物質を完全に除去することを目的とすることが多く、この結果、作業方法、作業コストなどの事前の解決課題が多くなりすぎている。事前の解決課題の解消が中々進まないことで、汚染土壌の改質作業に入れないままであることが多い。

汚染土壌改質装置１は、水分や油分の減少という物理的改質を中心として、一定レベルまでの汚染土壌の改質を進めることで、汚染土壌の改質作業の敷居を下げている。このような実現によって、種々の事前課題によって停滞しがちな汚染土壌の改質作業を、促進できる。

以上のように、実施の形態１の汚染土壌改質装置１は、コストや環境負荷を低減しつつ、効率的に土壌を改質できる。

（バイオマス燃焼灰）
燃焼装置３は、バイオマス燃料８を燃焼させて燃焼熱を発生させる。この燃焼装置３での燃焼においては、燃焼熱に加えて、バイオマス燃料８の燃焼灰も生じる。燃焼装置３は、伝熱管５を通じて燃焼熱のみならず燃焼灰も送出できる。伝熱管５は、燃焼装置３から送出された燃焼灰を運搬できる。

バイオマス燃料の燃焼によって生じる燃焼灰は、アルカリ性などの特性を有しており、この特性は、土壌改質に好適である。いわゆる、石灰やベントナイトと同様に、汚染土壌１０の化学的特性を改質できる。燃焼装置３は、燃焼用の燃料としてバイオマス燃料８を用いるので、燃焼後の燃焼灰は、添加物や化学物質の混入のほとんどない、理想的な灰である。燃焼装置３は、燃焼による風圧で、伝熱管５を通じて、燃焼灰を収容部２まで運搬して、汚染土壌１０にこの燃焼灰を加えることができる。

収容部２は、運搬された燃焼灰を汚染土壌１０に加える。収容部２は、当然ながら燃焼熱も汚染土壌１０に加えて汚染土壌１０を乾燥させる。この汚染土壌１０の乾燥に合わせて、汚染土壌１０には、燃焼灰が付加される。燃焼灰は、上述の通り、天然素材の燃焼後に生じる燃えカスであるので、アルカリ性などの特性を汚染土壌１０に付与できる。この結果、従来技術で用いられていた改質材が付与されるのと同じ効果を生じさせる。

実施の形態１における汚染土壌改質装置１は、燃焼熱（および排気熱）による汚染土壌１０の脱水・脱脂による乾燥だけでなく、燃焼灰による化学的改質も同時並行的に実現できる。この同時進行により、物理的特性と化学的特性に対する改質が実現できる。

もちろん、燃焼灰は、燃焼熱と合わせて同時に汚染土壌１０に付与されても良いし、燃焼熱に続いて汚染土壌１０に付与されても良い。燃焼灰の付与される態様について特に限定されるものではない。

また、燃焼灰によって、化学的改質が進むことで、汚染土壌の汚染原因がより解消しやすくなる。この点でも、実施の形態１の汚染土壌改質装置１は、汚染土壌の改質に容易に取り掛かりやすくなる。バイオマス燃焼灰は、上述の通り、一定の化学的特性の改質効果を期待できる。汚染土壌１０は、化学的な汚染も有しているので、バイオマス燃焼灰による化学的特性の改質も同時に行われることは好適である。このように物理的特性と化学的特性との両方が改質された汚染土壌は、その後の改質材の投入量が少なくて済む。結果として、コストや作業効率においてメリットが高い。

（加熱蒸気）
排気管６は、収容部２で発生する排気熱を運搬して、伝熱管５に燃焼熱と排気熱を混合して収容部２へより強い熱を加える。この排気熱は、汚染土壌１０への加熱によって生じる排気ガスに起因する。

この排気ガスは、水分が蒸発して生じる水蒸気を含んでいる。収容部２は、排気管６に排気熱を送出するのに合わせて、水蒸気を排気管６に送出できる。水蒸気は気体であるので、排気熱と合わせて排気管６に押し出されるからである。排気管６は、この水蒸気を連結部７に運搬する。

連結部７には、伝熱管５を通じて運搬された燃焼熱が到達する。この燃焼熱は、連結部７においてこの排気管６から運搬された水蒸気を加熱する。この加熱によって、水蒸気は加熱蒸気へと変化する。加熱蒸気は、強い熱性を有する。連結部７から先で延伸する伝熱管５は、強い熱性を有する加熱蒸気を収容部２に運搬する。この運搬によって、収容部２には、燃焼熱、排気熱、加熱蒸気のそれぞれが混合された熱が付与される。この熱の付与によって、汚染土壌１０の脱水・脱脂が更に促進される。

特に、加熱蒸気は、強い熱性を有するだけでなく、物質の物理的特性を変化させつつ物質の粘性を弱める働きを生じさせる。この粘性を弱める働きによって、汚染土壌１０の乾燥が更に促進されやすくなる。すなわち、汚染土壌１０を構成する土粒子のそれぞれが加熱蒸気によって分離される。この分離された土粒子のそれぞれに燃焼熱と排気熱の混合熱が加わって乾燥されるからである。もちろん、加熱蒸気による熱も、汚染土壌１０の乾燥そのものを生じさせる。

このように、加熱蒸気による汚染土壌１０の土粒子の分離、燃焼熱および排気熱による脱水・脱脂の組み合わせによって、汚染土壌改質装置１は、改質対象となる汚染土壌１０の乾燥をより進めて、物理的特性の改質を実現できる。もちろん、上述の通り、燃焼灰による化学的特性の改質も実現できる。また、汚染土壌改質装置１だけでは、汚染土壌の改質が不十分であっても、僅かな量の改質材の添加で済むので、従来技術と異なり、コストおよび環境負荷を低減できる。

以上のように、伝熱管５は、燃焼熱のみならず、（１）排気熱、（２）燃焼灰、（３）加熱蒸気、をも収容部２に運搬する。これらが運搬されることで、収容部２は、汚染土壌１０の乾燥を始めとした物理的特性の改質と化学的特性の改質を実現できる。

次に各部の詳細について説明する。

（収容部）
収容部２は、改質対象の汚染土壌１０を収容する。収容部２は、例えばコンテナ態様やボックス態様である内部空間を有する箱である。開閉可能な扉を有することで、収容部２は、内部空間に汚染土壌１０を投入できる。

ここで、収容部２には、ベルトコンベアーや重機などによって、受身的に汚染土壌１０が投入されても良い。あるいは、収容部２は、地面から汚染土壌を掻き出すようにして自身の内部に取り込んでも良い。例えば、収容部２の底面に、重機に備わるショベルが付いており、このショベルが収容部２の底面からその下にある汚染土壌を取り込む。このような機能を収容部２が有することで、必要な場所において収容部２が汚染土壌を内部に収容できる。

収容部２が、このような自身で汚染土壌を取り込む機能を有している場合には、汚染土壌改質装置１が改質を必要とする汚染土壌の存在する地域に移動して、その場で改質対象となる汚染土壌を、自身の中に収容できる。この結果、収容部２に汚染土壌１０を取り込むための重機や作業が簡略化できる。

特に、汚染土壌は、運搬されることも難しい。汚染土壌の運搬経路の住人の理解が得られないことがあるからである。このような場合に、収容部２が、自身で汚染土壌を取り込む機能を有する場合には、汚染土壌の運搬という困難な必要性がなくなるメリットがある。この場合にも、諸般の事情で開始されにくい汚染土壌の改質が促進される。

あるいは、収容部２は、自身の上部に扉を有しており、備えるショベルで地面の汚染土壌を掻き出して、扉からその内部に汚染土壌１０を取り込んでも良い。

収容部２は、内部空間を有していれば様々な形状でよい。箱型、楕円形、円柱、角柱など様々な形状が選択されれば良い。また、収容部２は、内部空間を有して、この内部空間において収容している汚染土壌１０に熱を付与するので、その周囲は閉鎖されているもしくは閉鎖されるようになっていることが好適である。

収容部２は、内部に収容する汚染土壌１０に対して燃焼熱や排気熱を付与する。すなわち、汚染土壌１０は、高い温度となりうる。このため内部空間も高い温度となりうるので、収容部２は、断熱性、耐熱性の高い素材で形成されることが好適である。金属や合金で形成されることが適当である。

また、収容部２は、伝熱管５および排気管６と接続しているので、これらとの接続部分においては、必要に応じて開口部を備えることも好適である。もちろん、伝熱管５や排気管６が、管路でなく熱伝導を行う棒部材などであれば、開口部ではなく接続部を備えれば良い。

収容部２は、収容する汚染土壌１０の量や設置場所などの都合によって、その収容能力が定められる。収容部２は、内部が複数のユニットに分割されており、収容する汚染土壌１０の量によって、ユニットの連結などでフレキシブルに容量が対応可能であることも好適である。

また、収容部２は、汚染土壌１０を攪拌する攪拌機能を有することも好適である。図１は、収容部２が、攪拌爪２１を有していることを示している。攪拌爪２１は、汚染土壌１０を混ぜ合わせることで攪拌する。攪拌によって、汚染土壌１０には多くの空気と共に燃焼熱や排気熱が入り込み、汚染土壌１０は、より乾燥しやすくなる。加えて、燃焼灰が汚染土壌１０内部に入り込みやすくなって、改質がより進みやすくなる。攪拌爪２１は、汚染土壌１０をかき混ぜるように回転することで、汚染土壌１０を攪拌できる。特に、攪拌爪２１は、汚染土壌１０に対して斜めに回転することで、攪拌能力を高めることも適当である。あるいは、攪拌爪２１は、歯車やスクリュー形状を有しており、歯車やスクリューの回転に合わせて、汚染土壌１０を攪拌することも好適である。

攪拌機能を実現する攪拌爪２１などは、収容部２の底面から突出しても良いし、側面や上面から突出しても良い。収容している汚染土壌１０を攪拌しながら、汚染土壌１０に熱が加えられるような態様であればよい。

また、収容部２は、排気熱や水蒸気を排気管６に送出しやすいように、送風ファンを備えていることも好適である。

（燃焼装置）
燃焼装置３は、バイオマス燃料８を燃焼させて燃焼熱を生じさせる。燃焼装置３は、燃焼バーナー４を備えており、この燃焼バーナー４にバイオマス燃料８が投入されて、燃焼を行う。バイオマス燃料８は手動で投入されても良いし、ベベルトコンベアなどの動力源によって運搬されて、燃焼バーナー４に投入されてもよい。

燃焼装置３は、所定の温度でバイオマス燃料８を燃焼させる。所定温度は、バイオマス燃料８を燃焼させるに十分な温度であればよく、バイオマス燃料８の種類、量、燃焼バーナー４の特性に応じて定められる。

燃焼バーナー４は、例えば筒状の外形を有しており、この筒状は、先端に向けて燃焼熱を放出しやすい構造を有している。この構造によって、燃焼バーナー４は、燃焼熱を先端に放出しやすくなる。燃焼装置３は、燃焼バーナー４の先端から放出しやすくなった燃焼熱を、伝熱管５に送出する。このとき、燃焼装置３は、送風ファンを備えており、この送風ファンによって伝熱管５に燃焼熱を送出しやすいことも好適である。

なお、燃焼装置３と燃焼バーナー４とは、別個の要素として把握される必要があるわけではなく、説明の便宜上のものである。要は、燃焼装置３がバイオマス燃料８を燃焼させて、燃焼熱を生じさせれば良い。なお、バイオマス燃料８としては、様々なものが使用されれば良い。例えば、木質チップ、竹質チップ、バイオエタノール燃料およびバイオディーゼル燃料などである。

（伝熱管）
伝熱管５は、燃焼装置３で発生した燃焼熱を収容部２に運搬する。伝熱管５は、連結部７で排気管６と連結されている。このため、連結部７において、燃焼装置３側と収容部２側とに分けられる。このように分けられるからといって、特段に異なる部材であったり、異なる素材であったりする必要はない。また、発明の要素として分離して把握される必要があるものでもない。

伝熱管５は、内部空間を有するパイプ状の管路であってもよい。パイプ状の管路である場合には、この内部空間を熱風となった燃焼熱が移動する。管路である場合には、伝熱管５は、熱風などの気体の状態で燃焼熱を運搬できるので、効率が良い。また、管路である場合には、伝熱管５は、燃焼灰も燃焼熱に合わせて運搬できるので、その点でも効率的である。

伝熱管５は、管路である場合には、端部に開口部を有しており、一端の開口部は燃焼装置３に接続し、他方の開口部は、収容部２に接続する。もちろん、連結部７とも接続する。伝熱管５の開口部は、燃焼熱や燃焼灰を受け取って、内部空間を通じて運搬することになる。

また、伝熱管５は、管路ではなく、熱伝導性の高い棒状部材でもよい。すなわち、金属や合金などでできたフレームであってもよく、熱伝導性の高さによって、伝熱管５は、燃焼熱を運搬できる。この場合には、燃焼灰を運搬しにくい問題はあるが、構造が簡単となり、施工や設置が容易であるメリットもある。

なお、伝熱管５は、単数だけでなく複数設けられても良い。複数となることで、燃焼熱の運搬がより容易となり、汚染土壌１０の改質が促進される。

（排気管）
排気管６は、収容部２の汚染土壌１０へ熱が付与されることで生じる排気ガスに基づく排気熱を運搬する。汚染土壌１０に熱が付与されることで、排気ガスが発生する。排気ガスは、一定の熱量を有しており、排気熱を発生させる。排気管６は、この排気熱を運搬して、連結部７で排気熱を燃焼熱に混合させる。

また、汚染土壌１０に熱が付与されると汚染土壌１０の水分が蒸発して、水蒸気が発生する。排気管６は、この水蒸気も運搬する。水蒸気は、連結部７において燃焼熱と混合されることで加熱蒸気になって、燃焼熱、排気熱と合わせて、最終的に伝熱管５から収容部２に供給される。

排気管６は、このように排気熱や水蒸気を運搬するために、収容部２に接続している。伝熱管５と同様に管路であっても良いし棒状部材であっても良い。但し、水蒸気を運搬できるように、管路であることが好適である。管路であることで、排気熱と水蒸気を合わせて連結部７に運搬できるからである。

排気管６は、連結部７において伝熱管５と連結し、排気熱や水蒸気を、連結部７の先側の伝熱管５に混合させる。ここで、排気管６は、伝熱管５と少なくとも一部において同一部材で構成されても良い。もちろん、図１に示されるように別部材で構成されても良い。同一部材で構成される場合には、管路の一部が連結していることでもよい。

（連結部）
連結部７は、排気管６と伝熱管５とを連結して、最終的に伝熱管５に混合する。すなわち、燃焼熱と排気熱とを混合する。この結果、連結部７の先に延伸する伝熱管５では、燃焼熱と排気熱とが混合された状態の熱が運搬される。

連結部７は、伝熱管５と排気管６とを接続するが、排気管６との連結部分を開閉可能であることも好適である。連結部７は、伝熱管５の開口部と排気管６の開口部とに接続している。このため、この開口部との接続部分は、連結部分となっている。連結部７は、この連結部分の内、排気管６との連結部分を開閉可能である。排気管６からの排気熱や水蒸気を、燃焼熱に混合したい場合には、この連結部分が開放される。一方、燃焼熱のみで汚染土壌１０の改質を行いたい場合には、この排気管６との連結部分は閉鎖される。

このように連結部分が開閉可能であることで、様々なパターンによる汚染土壌１０への熱の付与が可能である。汚染土壌１０の性質によっては、燃焼熱のみが良い場合もあり、排気熱や加熱蒸気が付与されるほう良い場合もあって、フレキシブルに対応できることが好ましいからである。

以上のように、実施の形態１の汚染土壌改質装置１は、土壌改質のメカニズムに着目して、多くの改質材を必要としない。この結果、コストおよび工期を削減しつつ、環境負荷も低減して汚染土壌を改質することができる。

（実施の形態２）

次に、実施の形態２について説明する。
実施の形態２では、燃焼装置３に特殊な装置を用いる場合について説明する。図３は、本発明の実施の形態２における燃焼装置の側面図である。図３は、燃焼装置３の一例である燃焼装置３０の内部構造が分かるように示している。

燃焼装置３０は、前方が開口しており、後方が閉塞している。開口している前方において燃焼した熱量が放散され、閉塞している後方において、バイオマス燃料８や空気が取り込まれる。

本体筒２９は、同軸で回動可能な外筒３２と内筒３３とを備え、内筒３３の周囲を一定の隙間を保って外筒３２が覆う二重構造となっている。本体筒２９は、回動可能であるので、内筒３３は、回動する。この回動によって、内筒３３の内部空間も回動できる。回動によって、内筒３３の内部空間に収納されるバイオマス燃料８が、燃えながら回転できるので、バイオマス燃料８に満遍なく空気や炎が接触でき、内筒３３での一次燃焼が促進される。

本体筒２９の開口部には、同じ筒体である燃焼筒３５が接続する。燃焼筒３５は、外筒３２と接続する状態で接続するので、内筒３３と外筒３２との間に生じる隙間の一端が、そのまま燃焼筒３５の内部空間に接続する。燃焼筒３５は、一次燃焼の終わった燃焼剤が、質量低下と温度上昇によって物理的に上昇するのを捕捉して、バイオマス燃料８を更なる高温で燃焼させる。

ここで、本体筒２９と燃焼筒３５とは水平面に対して上向きの傾斜を有する。ここで、上向きとは、燃焼筒３５の開口部が上向きとなる状態を言う。

このような傾斜を有することで、内筒３３の内部空間で所定の温度で燃焼したバイオマス燃料８は、その質量が減じるので、上方に移動しやすくなる。上方においては、燃焼筒３５が位置するので、燃焼筒３５は、この移動してきたバイオマス燃料８を燃焼させる。すなわち、二次燃焼させる。

ここで、外筒３２と内筒３３との間の隙間は、通風路３７となる。通風路３７は、空気の供給口４５から取り込まれた空気を、内筒３３の内部空間と燃焼筒３５の内部空間に供給する。ここで、供給口４５は、外界とつながっており、外界から空気を取り込んで、通風口３８を介して空気を通風路３７に送る。通風路３７は、この供給された空気を移動させて、その一部を内筒３３の内部空間に供給し、残りを燃焼筒３５の内部空間に供給する。

内筒３３は、その外周に吹き出し口４０を備える。吹き出し口４０は通風路３７と連通するので、通風路３７を通る空気は、吹き出し口４０から漏れて、内筒３３の内部空間に送り込まれる。すなわち、通風路３７は、吹き出し口４０を介して、内筒３３の内部空間に空気を供給する。

一方、通風路３７の先端は、燃焼筒３５に直接的に接続している。このため、通風路３７は、先端から燃焼筒３５の内部空間に空気を供給する。通風路３７は、外界から取り込める（すなわち燃焼装置６に供給できる）全空気量の３０％〜５０％を内筒３３の内部空間に供給する。一方通風路３７は、全空気量の５０〜７０％を燃焼筒３５の内部空間に供給する。すなわち、燃焼筒３５に供給される空気量が、内筒３３に供給される空気量よりも多い。結果として、より高温で燃焼する必要のある二次燃焼を行う燃焼筒３５に供給される空気量が多くなり、二次燃焼が最適に行われる。

なお、吹き出し口４０の位置、数、開口面積、形状、角度などを調整することで、通風路３７による内筒３３への供給量と燃焼筒３５への供給量との割合を、適宜調節できる。たとえば、吹き出し口４０の総開口面積と通風路３７と燃焼筒３５との接続する総開口面積との比較において、前者よりも後者を大きくすれば、内筒３３の内部空間に供給される空気量よりも、燃焼筒３５の内部空間に供給される空気量が多くなるように調整できる。

燃焼装置６は、全空気量の３０〜５０％が供給されると共に物理的に下方に位置する内筒３３における一次燃焼と、この一次燃焼に続き、全空気量の５０％〜７０％が供給されると共に内筒３３よりも物理的に上方に位置する燃焼筒３５の二次燃焼との連続性によって、バイオマス燃料８を確実に燃焼させる。この確実な燃焼によって、有機廃棄物は完全に灰化して、無機廃棄物へと変化する。もちろん、高い燃焼熱を発生させて、燃焼筒３５の先端開口部から燃焼熱を外に放出できる。加えて、無機廃棄物となった燃焼灰も放出できる。

これら放出される燃焼熱や燃焼灰は、伝熱管５を介して、収容部２に運搬される。このように燃焼装置３が、燃焼装置３０のような構成を有していることで、バイオマス燃料８を高い効率で燃焼させるので、高い効率で、燃焼熱を収容部２に運搬でき、汚染土壌１０を効率よく改質できる。

（実施の形態３）

次に、実施の形態３について説明する。

実施の形態３では、汚染土壌改質装置１を構成する要素の少なくとも一つが搭載されて、自走可能となって改質を必要とする汚染土壌の存在する場所に汚染土壌改質装置１が移動できる場合を説明する。

図４は、本発明の実施の形態３における汚染土壌改質装置の模式図である。
図４に示される汚染土壌改質装置１は、搭載装置１００に搭載されている。汚染土壌改質装置１を構成する要素の少なくとも一つである収容部２、伝熱管５、排気管６および燃焼装置３が、搭載装置１００に搭載されている。搭載装置１００は、駆動装置１０１と駆動装置１０１によって走行を生じさせる車輪１０２を備えている。すなわち、搭載装置１００は、トレーラーのような輸送車両である。

搭載装置１００は、トレーラーの積載部分と同様の構成を有しており、汚染土壌改質装置１の要素を搭載できる。駆動装置１０１と車輪１０２によって、搭載装置１００は、汚染土壌改質装置１を搭載した状態で移動できる。例えば、土壌の改質が必要となる土地に移動する。搭載装置１００は、汚染土壌改質装置１を土壌の改質が必要となる土地に移動させ、その場所で実施の形態１，２で説明したような処理手順によって、汚染土壌改質の作業を実行させる。

このとき、汚染土壌改質装置１は、搭載装置１００に搭載されたままで、汚染土壌１０の改質を行っても良いし、搭載装置１００から降ろされて汚染土壌１０の改質を行っても良い。

搭載装置１００に搭載されたままでは、汚染土壌改質装置１は、パワーショベルなどで取出された汚染土壌１０を収容部２に収容する。その後、実施の形態１、２で説明した手順で、汚染土壌１０を改質する。このように、搭載されたままで実行されることで、作業が効率化する。

一方、搭載装置１００から降ろされて汚染土壌改質装置1が処理を実行することで、作業の安全や確実化が図られるメリットもある。

いずれの場合でも、汚染土壌改質を必要とする土地に、自走して汚染土壌改質装置１が運搬されるので、改質を必要とする汚染土壌の改質が、効率的に行われる。特に、様々な場所で必要となる土壌改質が、効率的に行われるので、土壌改質に必要となる工期・コストが低減する。結果として、様々な用地活用が図られるようになる。

また、図５に示されるように、燃焼熱や排気熱の流れは逆であっても良い。図５は、本発明の実施の形態２における汚染土壌改質装置のブロック図である。図４に示される汚染土壌改質装置と同様に、搭載装置１００に搭載されることで、自走可能である。

図５に示される汚染土壌改質装置１では、燃焼装置３で発生する燃焼熱は、伝熱管５および連結部７を通じて、矢印に従って、伝熱管５から収容部２に運搬される。このため、燃焼熱が、まず収容部２に入り込む。この燃焼熱によって、汚染土壌１０が乾燥され、排気ガスが生じて、水蒸気や排気熱が発生する。この水蒸気や排気熱は、収容部２において伝熱管５と逆側に設置された排気管６から送出される。排気管６は、図４の場合と逆向きに連結部７に接続し、連結部７において、燃焼熱と混合されて、再び伝熱管５から収容部２に運搬される。このように、排気熱と燃焼熱の運搬経路が、図５の場合と逆であっても、同様の効果を得ることができる。

（その他の適用例）
また、本発明の汚染土壌改質装置１は、図６に示されるような構成に適用されることも好適である。図６は、本発明の実施の形態３における汚染土壌改質装置のブロック図である。図６に示される汚染土壌改質装置１は、図５に示される汚染土壌改質装置１と同様に、自走可能（もちろん、自走しなくともよい）な汚染土壌改質装置１であり、それぞれの要素や基本的な性能は、実施の形態１〜３で説明した通りである。

図６に示される汚染土壌改質装置１は、排気管６を通じて、収容部２で発生した蒸発気体を燃焼装置３に送出する。収容部２では、燃焼装置３から付与される燃焼熱によって汚染土壌の水分や油分が蒸発し、この蒸発において可燃ガス（石油やベンゼンなど）も発生する。排気管６は、これらの可燃ガスを、燃焼装置３に送出する。すなわち、排気管６は、燃焼によって発生する可燃ガスを燃焼装置３に戻す。

燃焼装置３は、この可燃ガスを再利用して、燃焼装置３での燃焼を促進させることができる。汚染土壌１０は、種々の化石燃料や合成燃料を含んでいることも多く、これらの燃料をガス化して燃焼に再利用することで、汚染土壌改質装置１の燃料効率が更に高まるメリットがある。

また、連結部７などでの、気圧バランスを取ることもできる。

もちろん、可燃ガスの還流においては、気圧調整弁などを設けることで、それぞれの要素同士での気圧バランスを取ることも好適である。このような、要素同士での気圧バランスが取られることで、汚染土壌改質装置１の使用上の安全性が高まる。特に、汚染土壌１０の油分の蒸発によって生じる可燃ガスが、燃焼装置３に還流することで、可燃ガスによる、不測の事故や問題を事前に解消できるメリットもある。

このような汚染土壌改質装置１により、燃焼効率や燃料効率を向上させて、汚染土壌を改質できるようになる。

（実験結果）

次に、実際の実験結果を説明する。

（実験１）
実験１では、サンプル対象として採取された汚染土壌に対して、実施の形態１、２で説明した汚染土壌改質装置１による処理を行った場合の、含水率の差分を確認した。実験手順としては、所定の土地で採取される汚染土壌を、汚染土壌改質装置１による処理前と処理後とに分けて、それぞれの含水率を測定した。

この処理前と処理後とにおける含水率の差によって、汚染土壌改質装置１による処理によって、改質が進んでいることを確認した。実験結果を図７に示す。図７は、本発明の実験１の実験結果を示す表である。

なお、実験の精度を上げるために、処理前と処理後において、同一日かつ同様の天気になる天候において実験を行った。加えて、複数の日にわたって実験を実施した。なお、図７の表に記載している日付は、いずれも２０１１年である。

１０月２８日における、処理前と処理後（表においては、事前、事後と記載しているが、これは、処理前と処理後の意味である）では、同じ汚染土壌における含水率が、１．１％減少している。同様に、１０月２９日においても、汚染土壌改質装置１を用いて土壌改質を行った場合には、その汚染土壌の含水率が２．４％減少している。同様に、他の日に行った実験でも、２．７％の含水率の減少が確認できた。

これらの実験１の結果から分かるように、汚染土壌改質装置１によって、汚染土壌の含水率が下がっている。このように含水率が下がっているということは、汚染土壌に含まれる水分・油分が減少していることを示す。含水率が下がった汚染土壌は、建設用地や耕作地など、様々な用途に使いやすくなる。

このように、含水率のみに着目しても、汚染土壌改質装置１は、汚染土壌の水分・油分を減少させる改質を行えることがわかる。

（実験２）
また、実験２ではＰＨ値の変化を実験した。

特定の場所から採取された汚染土壌に対して、汚染土壌改質装置１による処理を施した。この処理によって、Ｐｈ値が低下することが、実験２で確認された。実験２の結果を下記に示す。

温度 ＰＨ
セメント系固化材添加後 １９ １２．５
熱処理１回 ４３ １１．４
２回 ４４ １０．５
３回 ４５ ９．９

実験２の結果からわかる通り、セメント系固化材を添加するだけの場合よりも、汚染土壌改質装置１によって乾燥および燃焼灰によるＰｈ値の改善効果が高いことが分かる。Ｐｈ値が改善されることで、当然に汚染土壌として様々な用途に使用が可能となる。実験２の結果からも、汚染土壌改質装置１の土壌改善効果が明確である。

以上の実験１および実験２から、汚染土壌改質装置１は、水分・油分の改善およびＰｈ値の改善のいずれをも実現できる。これら両者が実現できることで、大量の改質材を用いることなく、汚染土壌の改質を行うことができる。汚染土壌の改質ができれば、汚染土壌を通常の用途に使用することもできるし、汚染除去を容易にすることもできる。加えて、ＣＯ_２による中和による効果も期待できる。

また、図８を用いて、実施の形態１、２で説明した汚染土壌改質装置１の他の適用例を説明する。図８は、本発明の実施の形態３における汚染土壌改質装置の模式図である。図８の汚染土壌改質装置は、重機と収容部とが組み合わされた態様を有している。

容器の内部に汚染土壌を収容して、バーナーからの熱を噴射している。重機は、汚染土壌を攪拌する。攪拌によって、汚染土壌の内部に熱が浸透しやすくなり、油分や水分が除去される。この結果、上記のような、汚染土壌の改質が行われる。重機と容器とによって、様々な場所において、汚染土壌の改質を行うことが可能となる。

以上、実施の形態１〜３で説明された汚染土壌改質装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

１ 汚染土壌改質装置
２ 収容部
３ 燃焼装置
４ 燃焼バーナー
５ 伝熱管
６ 排気管
７ 連結部
８ バイオマス燃料
１０ 汚染土壌
２９ 本体筒
３２ 外筒
３３ 内筒
３４ 管路
３５ 燃焼筒
３７ 通風路
３８ 通風口
３９ フレーム部材
４０ 吹き出し口
４１ 支持体
４２ 軸受け
４５ 供給口

Claims (12)

1. 汚染された汚染土壌を改質する汚染土壌改質装置であって、
   改質対象の汚染土壌を収容する収容部と、
   バイオマス燃料を燃焼させる燃焼装置と、
   前記燃焼装置で生じる燃焼熱を前記収容部に運搬する伝熱管と、
   前記収容部で生じる排気熱を前記伝熱管に運搬する排気管と、
   前記伝熱管と前記排気管を連結する連結部と、を備え、
   前記収容部は、収容する汚染土壌に前記燃焼熱および前記排気熱の少なくとも一方を加える汚染土壌改質装置。
2. 前記汚染土壌は、海水塩害、工場廃液、工場排水、生活排水および放射線の少なくとも一つにより汚染されている、請求項１記載の汚染土壌改質装置。
3. 前記前記伝熱管は、前記燃焼装置および前記収容部とを接続し、前記排気管は、前記収容部と前記伝熱管を接続する、請求項１又は２記載の汚染土壌改質装置。
4. 前記伝熱管は、前記収容部に、前記燃焼熱および前記連結部で供給される前記排気熱を混合して供給する、請求項１から３のいずれか記載の汚染土壌改質装置。
5. 前記伝熱管は、前記バイオマス燃料の燃焼灰を、前記収容部に運搬する、請求項１から４のいずれか記載の汚染土壌改質装置。
6. 前記排気管は、前記排気熱に加えて、水蒸気を運搬する、請求項１から５のいずれか記載の汚染土壌改質装置。
7. 前記伝熱管は、前記排気管から混入する水蒸気を加熱して加熱蒸気を生じさせて、前記収容部に運搬する、請求項１から６のいずれか記載の汚染土壌改質装置。
8. 前記収容部は、収容する汚染土壌を撹拌する撹拌機能を有する、請求項１から７のいずれか記載の汚染土壌改質装置。
9. 前記連結部は、前記排気管との連結部分を開閉可能である、請求項１から８のいずれか記載の汚染土壌改質装置。
10. 前記バイオマス燃料は、木質チップ、竹質チップ、バイオエタノール燃料およびバイオディーゼル燃料の少なくとも一つを含む、請求項１から９のいずれか記載の汚染土壌改質装置。
11. 前記燃焼装置は、
    同軸で回転可能な外筒と内筒との二重構造を有する本体筒と、
    前記筒体の先端に接続して、前記燃焼剤を燃焼させる燃焼筒と、
    前記外筒と内筒との隙間を利用して、前記内筒および前記燃焼筒の内部空間に、空気を供給する通風路と、を有し、
    前記本体筒および前記燃焼筒は、水平面に対して上向きの傾斜を有し、
    前記通風路は、供給可能な全空気量の３０％〜５０％を、前記内筒の内部空間に供給し、供給可能な全空気量の５０％〜７０％を、前記燃焼筒の内部空間に供給する、請求項１から１０のいずれか記載の汚染土壌改質装置。
12. 前記収容部、前記伝熱管、前記排気管および前記燃焼装置を搭載可能な搭載装置と、前記搭載部を自走させる駆動装置と、を更に備えて自走可能となる、請求項１から１１のいずれか記載の汚染土壌改質装置。

Images