JP2017185429A - Rain water treatment equipment and rainwater treatment method for soil cleaning facility that cleans contaminated soil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有害金属及び/又はその化合物あるいはその他の土壌汚染物質を含む大量の汚染土壌を浄化する土壌浄化施設のための雨水処理装置及び雨水処理方法に関するものである。 The present invention relates to a rainwater treatment apparatus and a rainwater treatment method for a soil purification facility for purifying a large amount of contaminated soil containing harmful metals and / or compounds thereof or other soil pollutants.
近年、例えばクロム、鉛、カドミウム、セレン、水銀などの有害金属及び/又はその化合物(以下、これらを「有害金属等」と総称する。)を原料又は材料として用いる生産施設の敷地又はその近隣地における土壌汚染、あるいは有害金属等を含む産業廃棄物の投棄等による土壌汚染が問題となっている。そして、有害金属等で汚染された土壌(以下「有害金属汚染土壌」という。)を、該有害金属汚染土壌が現に存在する位置(以下「原位置」という。)において、例えば有害金属等の不溶化、封じ込め又は電気修復などにより効果的に浄化することはかなり困難である。このため、有害金属汚染土壌は、一般に、掘削により原位置から除去され、外部の土壌浄化施設で浄化される。なお、有害金属汚染土壌が除去された跡地は、通常、土壌浄化施設で浄化された元の土壌又は別の清浄な土壌で埋め戻される。 In recent years, sites of production facilities that use harmful metals such as chromium, lead, cadmium, selenium, mercury and / or their compounds (hereinafter collectively referred to as “hazardous metals”) as raw materials or materials, or the vicinity thereof The problem is soil contamination due to soil contamination or industrial waste disposal including hazardous metals. Then, soil contaminated with toxic metals (hereinafter referred to as “toxic metal-contaminated soil”) is insolubilized, for example, with toxic metals at the location where the toxic metal-contaminated soil actually exists (hereinafter referred to as “original location”). Effective purification, such as by containment or electrical repair, is quite difficult. For this reason, the toxic metal-contaminated soil is generally removed from the original position by excavation and purified at an external soil purification facility. It should be noted that the site where the toxic metal-contaminated soil has been removed is usually backfilled with the original soil purified by a soil purification facility or another clean soil.
そして、原位置外の土壌浄化施設で有害金属汚染土壌を浄化する手法としては、従来、有害金属汚染土壌を洗浄液で洗浄して有害金属等を除去するようにした土壌浄化手法が広く用いられている。かくして、本願出願人らは、有害金属等で汚染された汚染土壌を、キレート剤を含有する洗浄水で洗浄して有害金属等を除去する一方、洗浄廃液から固相吸着材で有害金属等を除去することにより洗浄水ないしはキレート剤を再生して繰り返し使用する、洗浄水を施設外に排出しないクローズドシステム型の土壌浄化施設を種々提案している(特許文献1〜4参照)。
And, as a method of purifying toxic metal-contaminated soil at off-site soil clarification facilities, conventionally, a soil clarification method in which toxic metal-contaminated soil is washed with a cleaning solution to remove toxic metals, etc. has been widely used. Yes. Thus, the applicants of the present application wash the contaminated soil contaminated with harmful metals with washing water containing a chelating agent to remove the harmful metals, etc. Various closed system type soil remediation facilities that regenerate and reuse wash water or chelating agents by removing them and do not discharge the wash water outside the facility have been proposed (see
大量の汚染土壌(例えば、1000トン/日)を浄化する土壌浄化施設はかなり大規模な施設であり、その設置面積及び高さがかなり大きいので、このような土壌浄化施設を収容する建屋を設置することは実用的ではなく、また設置する場合は多大な建設費を必要とする。そこで、このような土壌浄化施設は、一般に浄化施設敷地内に露天で設置される。ところで一方、浄化施設敷地には時々雨が降るが、このような敷地内には土壌浄化施設から汚染土壌が散逸ないしは漏出している可能性があるので、浄化施設敷地に降下した雨水は土壌汚染物質を含んでいる可能性がある。したがって、浄化施設敷地に降下した雨水をそのまま外部に排出することは好ましくない。 A soil remediation facility that purifies a large amount of contaminated soil (for example, 1000 tons / day) is a fairly large facility, and its installation area and height are quite large, so a building that houses such a soil remediation facility is installed. It is impractical to do and requires significant construction costs to install. Therefore, such a soil remediation facility is generally installed on the site of the remediation facility. On the other hand, although it sometimes rains on the site of the purification facility, there is a possibility that the contaminated soil is dissipated or leaked from the soil purification facility. May contain material. Therefore, it is not preferable to discharge the rainwater that has fallen to the purification facility site.
なお、汚染土壌を洗浄した洗浄廃水に何らかの廃水処理を施して無害化し、外部に排出するようにした非クローズドシステム型の土壌浄化施設の場合は、浄化施設敷地に降下した雨水を洗浄廃水とともに処理すれば、雨水中の土壌汚染物質が未処理で外部に排出されることはない。しかしながら、洗浄水を施設外に排出しないクローズドシステム型の土壌浄化施設では、施設敷地内に降下した雨水をこのような簡便な手法で処理することはできない。一方、クローズドシステム型の土壌浄化施設の浄化施設敷地に降下した雨水に含まれる土壌汚染物質は非常に希薄であるので、このような土壌汚染物質を通常の廃水処理手法で除去するのはかなり困難であるといった問題がある。なお、このような問題は、有害金属等以外の土壌汚染物質を含む大量の汚染土壌を浄化する土壌浄化施設においても生じるのはもちろんである。 In the case of a non-closed system type soil remediation facility where the waste water that has been contaminated is washed to some extent by detoxifying it and discharged to the outside, the rainwater that falls on the site of the remediation facility is treated together with the wash wastewater. In this way, soil pollutants in rainwater will not be discharged to the outside untreated. However, in a closed system type soil remediation facility that does not discharge washing water out of the facility, rainwater that has fallen into the facility site cannot be treated by such a simple method. On the other hand, the soil pollutants contained in rainwater falling on the site of a closed system type soil purification facility are very dilute, so it is quite difficult to remove such soil contaminants by ordinary wastewater treatment techniques. There is a problem such as. Of course, such a problem also occurs in a soil purification facility that purifies a large amount of contaminated soil containing soil pollutants other than harmful metals.
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、洗浄液を施設外に排出しないクローズドシステム型の土壌浄化施設の浄化施設敷地に降下した雨水を、これに含まれる有害金属等あるいはその他の土壌汚染物質を未処理で外部へ排出することなく、確実に処理することを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and rainwater that has fallen to the purification facility site of a closed system type soil purification facility that does not discharge the cleaning liquid outside the facility is contained in harmful metals contained therein. It is a problem to be solved to provide a means that can reliably treat soil contaminants, etc., without discharging them to the outside without being treated.
前記課題を解決するためになされた本発明に係る雨水処理装置は、施設外に排出されることなく施設内を循環して流れる洗浄液により、土壌汚染物質を含む汚染土壌を洗浄して浄化するクローズドシステム型の土壌浄化施設が配設された浄化施設敷地に降下した雨水を処理する。この雨水処理装置は、砂収容部と、雨水貯槽と、雨水溝と、雨水供給装置と、雨水還流路と、水位保持装置とを備えている。土壌汚染物質としては、例えば有害金属等(有害金属及び/又はその化合物)などが挙げられ、この場合洗浄液としては、例えばキレート剤を含む水を用いることができる。 The rainwater treatment apparatus according to the present invention, which has been made to solve the above problems, is a closed system for cleaning and purifying contaminated soil containing soil pollutants with a cleaning liquid that circulates in the facility without being discharged outside the facility. Treats rainwater that has fallen on the site of a system-type soil purification facility. The rainwater treatment apparatus includes a sand container, a rainwater storage tank, a rainwater ditch, a rainwater supply device, a rainwater return path, and a water level holding device. Examples of soil contaminants include harmful metals and the like (toxic metals and / or compounds thereof). In this case, for example, water containing a chelating agent can be used as the cleaning liquid.
この雨水処理装置において、砂収容部は、地面に配設され、周壁と前記周壁の下端部に結合された底壁とを有し、その内部空間に砂を収容する、上側が開かれた容器状のものである。雨水貯槽は、浄化施設敷地及び砂収容部(屋根がない場合)に降下した雨水を受け入れて貯留する。雨水溝は、砂収容部の周壁の外面に隣接して配設され、その内部空間(下部空間)が、周壁に形成された連通孔を介して砂収容部の内部空間(下部空間)と連通する。雨水供給装置は、雨水貯槽に貯留されている雨水を雨水溝に供給する。雨水還流路は、雨水溝内の余剰の雨水を雨水貯槽に還流させる。水位保持装置は、雨水溝内の雨水の水位を、予め設定された砂浸漬上端位置に保持する。ここで、砂浸漬上端位置は、該砂浸漬上端位置と砂収容部の内部空間に収容されている砂の上面の位置との間に位置する砂が毛管水帯(ほぼ飽和水分状態の砂層)を形成するように設定されている。 In this rainwater treatment apparatus, the sand container is disposed on the ground, has a peripheral wall and a bottom wall coupled to the lower end of the peripheral wall, and is a container with an open top that stores sand in its internal space. It is a shape. The rainwater storage tank receives and stores rainwater that has fallen in the purification facility site and the sand container (when there is no roof). The rainwater groove is disposed adjacent to the outer surface of the peripheral wall of the sand container, and its internal space (lower space) communicates with the internal space (lower space) of the sand container via a communication hole formed in the peripheral wall. To do. The rainwater supply device supplies rainwater stored in the rainwater storage tank to the rainwater ditch. The rainwater return path returns excess rainwater in the rainwater ditch to the rainwater storage tank. The water level holding device holds the rainwater level in the rainwater groove at a preset sand immersion upper end position. Here, the sand immersion upper end position is a capillary water zone (a sand layer in a substantially saturated moisture state) between the sand immersion upper end position and the position of the upper surface of the sand accommodated in the internal space of the sand accommodating portion. Is set to form.
本発明に係る雨水処理装置においては、砂は細砂(すなわち、粒径が0.075〜0.25mmの砂)であり、砂浸漬上端位置が、砂収容部の内部空間に収容されている砂の上面から下方に20〜40cmの範囲に設定されているのが好ましい。 In the rainwater treatment apparatus according to the present invention, the sand is fine sand (that is, sand having a particle size of 0.075 to 0.25 mm), and the upper end position of the sand immersion is accommodated in the internal space of the sand accommodating portion. It is preferable to set in the range of 20 to 40 cm downward from the top surface of the sand.
本発明に係る雨水処理装置においては、砂収容部は、平面形状が長方形となるように形成され、雨水溝は、周壁の一部をなし砂収容部の長手方向に伸びる側壁の外面に隣接して配設されているのが好ましい。また、水位保持装置は、雨水溝と連通する一方雨水還流路に接続された水槽と、該水槽と雨水還流路の間に配設され水槽内の雨水を雨水還流路に溢流させて水槽及び雨水溝の水位を砂浸漬上端位置に保持する堰とを有しているのが好ましい。 In the rainwater treatment apparatus according to the present invention, the sand container is formed so that the planar shape is rectangular, and the rainwater groove is adjacent to the outer surface of the side wall that forms part of the peripheral wall and extends in the longitudinal direction of the sand container. Are preferably arranged. In addition, the water level holding device is connected to the rainwater recirculation path while communicating with the rainwater ditch, and is disposed between the water tank and the rainwater recirculation path to overflow rainwater in the water tank to the rainwater recirculation path. It is preferable to have a weir that holds the water level of the rainwater ditch at the upper end position of the sand immersion.
本発明に係る雨水処理装置は、砂収容部の上方に配設され、該砂収容部への雨水の降下を阻止する屋根を備えていてもよい。この場合、砂収容部にはほとんど雨水が降下しないので、雨水貯槽には、実質的には、浄化施設敷地に降下した雨水と該雨水貯槽自体に降下する雨水とが貯留されるだけである。 The rainwater treatment apparatus according to the present invention may include a roof that is disposed above the sand container and prevents rainwater from dropping to the sand container. In this case, since the rainwater hardly falls in the sand container, the rainwater storage tank substantially stores only the rainwater falling to the purification facility site and the rainwater falling to the rainwater storage tank itself.
本発明に係る雨水処理装置を用いて、土壌浄化施設が配設された浄化施設敷地に降下した雨水を処理する本発明に係る雨水処理方法は、水位保持装置(例えば、堰)により、雨水溝の雨水の水位を砂浸漬上端位置に保持して、該砂浸漬上端位置より上側の砂層に毛管水帯(ほぼ飽和水分状態の砂層)を形成し、該毛管水帯内の砂に付着している雨水を空気中に蒸発させて前記砂収容部から除去する。そして、砂収容部で所定の期間用いられた砂を土壌浄化施設に導入し、浄化すべき汚染土壌とともに浄化する一方、土壌浄化施設で汚染土壌を浄化することにより得られた清浄土壌の一部(例えば、洗い砂)を、砂収容部に収容する砂として用いる。 A rainwater treatment method according to the present invention for treating rainwater that has fallen on a purification facility site where a soil purification facility is disposed using the rainwater treatment device according to the present invention includes a rainwater ditch using a water level holding device (for example, a weir). The water level of the rainwater is maintained at the top position of the sand soaking, and a capillary water zone (a sand layer in a substantially saturated water state) is formed in the sand layer above the top position of the sand soaking and adheres to the sand in the capillary water zone. The rainwater that is present is evaporated into the air and removed from the sand container. Then, sand used for a predetermined period in the sand container is introduced into the soil purification facility and purified along with the contaminated soil to be purified, while part of the purified soil obtained by purifying the contaminated soil at the soil purification facility. (For example, washed sand) is used as sand to be accommodated in the sand accommodating portion.
本発明に係る雨水処理装置によれば、浄化施設敷地及び雨水貯槽自体に降下した雨水はすべて雨水貯槽に貯留される。なお、砂収容部の上に屋根が設けられていない場合は、砂収容部に降下した雨水も雨水貯槽に貯留される。そして、雨水貯槽に貯留されている雨水を、雨水溝を経由して砂収容部の内部空間に導入することにより、砂浸漬上端位置より下側の砂を雨水で浸漬し、砂浸漬上端位置より上側の砂層に毛管水帯(ほぼ飽和水分状態の砂層)を形成することができる。ここで、毛管水帯において砂に付着している雨水は大気中に蒸発して砂収容部から除去される。なお、毛管水帯から雨水が蒸発すれば、毛細管現象により、砂浸漬上端位置より下側の水が毛管水帯に吸い上げられ、毛管水帯はほぼ飽和水分状態を維持する。 According to the rainwater treatment apparatus according to the present invention, all rainwater that falls on the purification facility site and the rainwater storage tank itself is stored in the rainwater storage tank. In addition, when the roof is not provided on the sand accommodating part, the rainwater which fell to the sand accommodating part is also stored in a rainwater storage tank. Then, by introducing the rainwater stored in the rainwater storage tank into the internal space of the sand container via the rainwater groove, the sand below the sand soaking top position is soaked in rainwater, and from the sand soaking top position A capillary water zone (a sand layer in a substantially saturated water state) can be formed in the upper sand layer. Here, the rainwater adhering to the sand in the capillary water zone evaporates into the atmosphere and is removed from the sand container. When rainwater evaporates from the capillary water zone, water below the sand immersion upper end position is sucked up into the capillary water zone by the capillary phenomenon, and the capillary water zone maintains a substantially saturated water state.
他方、雨水に含まれている土壌汚染物質は、蒸発せず砂収容部内に残留する。したがって、クローズドシステム型の土壌浄化施設の浄化施設敷地に降下した雨水に含まれる土壌汚染物質の外部への排出を確実に防止することができる。すなわち、浄化施設敷地に降下した雨水を、これらに含まれる有害金属等あるいはその他の土壌汚染物質を未処理で外部へ排出することなく、確実に外部に排出することができる。 On the other hand, soil pollutants contained in rainwater do not evaporate and remain in the sand container. Therefore, it is possible to reliably prevent the discharge of soil pollutants contained in rainwater that has fallen to the purification facility site of the closed system type soil purification facility. In other words, rainwater that has fallen to the purification facility site can be reliably discharged to the outside without discharging any harmful metals or other soil pollutants contained therein without being treated.
さらに、砂収容部で用いられ土壌汚染物質が付着している砂を適宜に土壌浄化施設に導入し、浄化すべき汚染土壌とともに浄化することができるので、雨水に含まれていた土壌汚染物質を処理することができる。また、土壌浄化施設で汚染土壌を浄化することにより得られた清浄土壌の一部(例えば、洗い砂)を、砂収容部に収容する砂として用いることができるので、砂収容部で用いる砂を容易に調達することができる。 In addition, the sand used in the sand container can be properly introduced to the soil purification facility and purified along with the contaminated soil to be purified. Can be processed. Moreover, since a part (for example, washing sand) of the clean soil obtained by purifying the contaminated soil at the soil purification facility can be used as sand to be stored in the sand storage unit, the sand used in the sand storage unit is used. Can be procured easily.
本発明に係る雨水処理方法によれば、水位保持装置により、雨水溝の雨水の水位を砂浸漬上端位置に保持して、砂浸漬上端位置より上側の毛管水帯の砂に付着している雨水を空気中に蒸発させて砂収容部から除去する。このとき、雨水に含まれていた土壌汚染物質は、蒸発せず砂収容部内に残留するので、クローズドシステム型の土壌浄化施設の浄化施設敷地に降下した雨水に含まれる土壌汚染物質の外部への排出を確実に防止することができる。また、砂収容部で所定の期間用いられた砂を土壌浄化施設に導入し、浄化すべき汚染土壌とともに浄化する一方、土壌浄化施設で汚染土壌を浄化することにより得られた清浄土壌の一部(例えば、洗い砂)を、砂収容部に収容する砂として用いるので、雨水に含まれていた土壌汚染物質を処理することができ、かつ砂収容部で用いる砂を容易に調達することができる。 According to the rainwater treatment method of the present invention, the rainwater adhering to the sand in the capillary water zone above the sand immersion top position by holding the rainwater level in the rainwater ditch at the sand immersion top position by the water level holding device. Is removed from the sand container by evaporating into the air. At this time, the soil pollutant contained in the rainwater does not evaporate and remains in the sand container. Therefore, the soil pollutant contained in the rainwater that has fallen to the site of the purification facility of the closed system type soil purification facility Emission can be reliably prevented. In addition, sand that has been used for a predetermined period in the sand storage unit is introduced into the soil purification facility and purified along with the contaminated soil to be purified, while part of the purified soil obtained by purifying the contaminated soil at the soil purification facility (For example, washed sand) is used as sand to be accommodated in the sand container, so that soil pollutants contained in rainwater can be treated, and sand used in the sand container can be easily procured. .
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態を具体的に説明する。
図1(a)に示すように、汚染土壌処理場P(以下、略して「処理場P」という。)の土壌浄化施設敷地1(以下、略して「施設敷地1」という。)には、施設敷地1外に排出されることなく施設敷地1内の所定の循環経路を循環して流れる洗浄液により、土壌汚染物質を含む汚染土壌を洗浄して浄化するクローズドシステム型の土壌浄化施設2が露天で配設されている。そして、処理場P内において施設敷地1の近傍には、施設敷地1内に降下した雨水(雪解け水を含む)を処理する雨水処理装置S1が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1A, a soil purification facility site 1 (hereinafter referred to as “
雨水処理装置S1には、施設敷地1に降下した雨水を、雨水排出通路3を介して受け入れる雨水貯槽4が配設されている。雨水貯槽4は、地面に埋設された、平面形状が長方形であるコンクリート製の貯水槽である。なお、以下では処理場P内における施設ないしは装置の位置関係を簡明に示すため、図1(a)中において雨水貯槽4と施設敷地1とが並ぶ方向(図1(a)中の位置関係では左右方向)に関して、雨水貯槽4が位置する側を「左」といい、施設敷地1が位置する側を「右」ということにする。
The rainwater treatment apparatus S1 is provided with a rainwater storage tank 4 that receives rainwater that has fallen to the
さらに、雨水処理装置S1には、処理場P内において雨水貯槽4に対して、左右方向と垂直な方向に適度に離間して、砂を収容する容器状の砂収容部5が配設されている。本実施形態では、このような砂として細砂(粒径が0.075〜0.25mmの砂)を用いている。なお、以下では、処理場P内における施設ないしは装置の位置関係を簡明に示すため、雨水貯槽4と砂収容部5とが並ぶ方向(左右方向と垂直な方向)に関して、雨水貯槽4が位置する側を「前」といい、砂収容部5が位置する側を「後」ということにする。
Furthermore, the rainwater treatment apparatus S1 is provided with a container-shaped sand
砂収容部5は、前端壁6と後端壁7と左側壁8と右側壁9と底壁10とを有し、左右方向の長さが比較的短く、前後方向の長さが比較的長い長方形の平面形状を有し、適量の砂を収容することができる深さを有する、地上に設置され又は地中に埋設されたコンクリート製の容器である。砂収容部5の左側には雨水溝11が設けられ、この雨水溝11は、砂収容部5の左側壁8の外面(左側の表面)に隣接して配設されている。雨水溝11はコンクリート製であり、砂収容部5と一体形成されている。
The
さらに、雨水処理装置S1には、雨水貯槽4に貯留されている雨水を雨水溝11に供給する雨水供給装置12と、雨水溝11内の余剰の雨水を雨水貯槽4に還流させる雨水還流路13と、雨水溝11内の雨水の水位を、予め設定された砂収容部5内の砂浸漬上端位置に保持する水位保持装置14とを有している。ここで、砂浸漬上端位置は、該砂浸漬上端位置と砂収容部5の内部空間に収容されている砂の上面の位置との間に位置する砂が毛管水帯(飽和水分状態の砂層)を形成するように設定されている。なお、雨水処理装置S1を構成する砂収容部5、雨水溝11、雨水供給装置12、雨水還流路13及び水位保持装置14の具体的な構成及び機能は後で詳しく説明する。
Further, the rainwater treatment device S1 includes a
以下、図2を参照しつつ、施設敷地1に設置された土壌浄化施設2の構成及び機能を具体的に説明する。図2に示すように、施設敷地1の外周部には、敷地全周にわたってコンクリート製の外周溝15が配設されている。そして、施設敷地1内に降下した雨水は、種々の雨水排水路(図示せず)を経由して又は地表を流れて外周溝15に流入するようになっている。したがって、施設敷地1内に降下した雨水は、外周溝15を介することなく施設敷地1の外部に流出することはない。なお、外周溝15に流入した雨水はすべて、雨水排出通路3を介して雨水貯槽4(図1(a)参照)に流入する。
Hereinafter, the configuration and function of the
土壌浄化施設2においては、有害金属等(有害金属及び/又はその化合物)で汚染され、あるいはその他の汚染物質(例えば、フッ素、ホウ素、シアン等の第二種特定有害物質)で汚染された地盤の掘削等により採取された土壌(汚染土壌)が、投入ホッパ16に受け入れられる。そして、投入ホッパ16内の土壌はまず混合装置17に投入され、混合装置17内で洗浄液と混合される。ここで、土壌は、細粒土(粒径が0.075mm以下のシルト又は粘土)を含むとともに、種々の粒径の土石ないしは土砂、例えば石(粒径が75mm以上)、礫(粒径が2ないし75mm)及び/又は砂(粒径が0.075ないし2mm)等を含むものである。
In the
投入ホッパ16内の土壌は有害金属等で汚染され、場合によってはさらにその他の汚染物質で汚染されている。ここで、有害金属等としては、例えばクロム、鉛、カドミウム、セレン、水銀、金属砒素及びこれらの化合物などが挙げられる。その他の汚染物質としては、例えば、フッ素又はその化合物、ホウ素又はその化合物、シアン化合物等の第二種特定有害物質などが挙げられる。洗浄液は、このような土壌から有害金属等を除去するためのものである。
The soil in the
土壌から有害金属等を除去するための洗浄液としては、例えばキレート剤水溶液などを用いることができる。キレート剤としては、例えばEDTA(エチレンジアミン四酢酸)、あるいは生分解性を有するHIDS(3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸)、IDS(2,2’−イミノジコハク酸)、MGDA(メチルグリシン二酢酸)、EDDS(エチレンジアミンジ酢酸)又はGLDA(L−グルタミン酸ジ酢酸)のナトリウム塩などを用いることができる。これらのキレート剤は、いずれも土壌に付着している有害金属等ないしはこれらのイオンを効果的に捕捉する(キレートする)ことができるものである。 As the cleaning liquid for removing harmful metals and the like from the soil, for example, an aqueous chelating agent solution can be used. Examples of the chelating agent include EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), biodegradable HIDS (3-hydroxy-2,2′-iminodisuccinic acid), IDS (2,2′-iminodisuccinic acid), MGDA (methylglycine diacid). Acetic acid), EDDS (ethylenediaminediacetic acid), or sodium salt of GLDA (L-glutamic acid diacetic acid) can be used. Any of these chelating agents can effectively capture (chelate) harmful metals or the like adhering to the soil or these ions.
混合装置17で生成された土壌と洗浄液の混合物(以下「土壌洗浄液混合物」という。)はミルブレーカ18に移送される。ミルブレーカ18としては、例えばロッドミルを用いることができる。ロッドミルは、詳しくは図示していないが、ドラムの中に複数のロッドが配置された破砕装置であり、ドラムの回転によってロッドが互いに平行に転動して線接触し、その衝撃力、剪断力、摩擦力等により比較的粒径の大きい石、礫、砂等を破砕するとともに、これらに付着し又は含まれている有害金属等あるいはその他の汚染物質を剥離して洗浄液中に離脱させる。なお、洗浄液中に離脱した有害金属等あるいはその他の汚染物質の一部ないしは大部分は、比較的粒径が小さい細粒土の表面に付着するので、土壌中の有害金属等あるいはその他の汚染物質の大部分は、細粒土の表面に集約される。
The mixture of the soil and the cleaning liquid generated by the mixing device 17 (hereinafter referred to as “soil cleaning liquid mixture”) is transferred to the
ミルブレーカ18から排出された土壌洗浄液混合物はトロンメル19に導入される。トロンメル19は、詳しくは図示していないが、洗浄液を貯留することができる受槽と、水平面に対して傾斜して配置された略円筒形のドラムスクリーンとを有する篩分装置であって、ドラムスクリーンは、モータによりその中心軸まわりに回転することができるようになっている。また、ドラムスクリーン内に、洗浄液をスプレー状で噴射することができるようになっている。
The soil washing liquid mixture discharged from the
トロンメル19の回転しているドラムスクリーンの内部を土壌洗浄液混合物が流れる際に、ドラムスクリーンの網目より細かい土壌粒子は、洗浄液とともにドラムスクリーンの網目を通り抜け、ドラムスクリーン外に出て受槽内に入る。他方、ドラムスクリーンの網目より粗い土壌粒子すなわち粗骨材は、ドラムスクリーンの網目を通り抜けることができないので、ドラムスクリーンの下側の開口端を経由して、ドラムスクリーン外に排出される。トロンメル19内では、土壌洗浄液混合物中の土壌粒子同士が互いに擦れ合うので、土壌粒子の表面に残留・付着している有害金属等あるいはその他の汚染物質が剥離され、洗浄液中に離脱させられる。このように洗浄液中に離脱した有害金属等あるいはその他の汚染物質の一部ないしは大部分は、比較的粒径が小さい細粒土の表面に付着する。
When the soil washing liquid mixture flows inside the rotating drum screen of the
ドラムスクリーンの網目の分級径(目開き)は、例えば粒径が2mm未満の土壌粒子がドラムスクリーンの網目を通り抜けるように設定される。したがって、トロンメル19では、粒径が2mm以上の土壌粒子(主として礫)が土壌洗浄液混合物から分離される。前記のとおり、比較的粒径が大きい土壌粒子に付着している有害金属等あるいはその他の汚染物質が洗浄液中に剥離されるので、粒径が2mm以上の土壌粒子は、ほとんど汚染物質を含まない。なお、トロンメル19のドラムスクリーンの網目の寸法(目開き)は前記のものに限定されるわけではなく、得ようとする比較的粒径が大きい土壌粒子の粒径に応じて、任意に設定することができるのはもちろんである。
The classified diameter (opening) of the mesh of the drum screen is set so that, for example, soil particles having a particle size of less than 2 mm pass through the mesh of the drum screen. Therefore, in the
トロンメル19の受槽内に収容された粒径が2mm未満の土壌粒子と洗浄液とを含む土壌洗浄液混合物はサイクロン20に導入される。サイクロン20は、詳しくは図示していないが、下方に向かって狭まる略円錐状のシリンダ内に土壌洗浄液混合物をポンプで圧送して旋回流を生じさせ、これによって生じる遠心力を利用して、土壌洗浄液混合物を、比較的粒径が小さい(例えば0.075mm未満)細粒土と洗浄液の混合物と、比較的粒径が大きい(例えば0.075mm以上)土壌粒子とに分離する。そして、細粒土と洗浄液の混合物(以下「細粒土含有液」という。)はサイクロン20の上端部から排出され、比較的粒径が大きい土壌粒子はサイクロン20の下端部から排出される。細粒土含有液はpH調整槽21に輸送される。細粒土含有液に含まれる細粒土は、例えば粒径が0.075mm未満のシルト又は粘土である。
A soil washing liquid mixture containing soil particles having a particle size of less than 2 mm and a washing liquid contained in a
他方、サイクロン20の下端部から排出された比較的粒径が大きい土壌粒子は分級機22に導入される。なお、この比較的粒径が大きい土壌粒子は、例えばその粒径が0.075〜2mmの砂であり、ある程度の洗浄液を含んでいる。分級機22は、所定の圧力及び液量で洗浄液を流動させて、比較的粒径が大きい土壌粒子すなわち砂にすすぎ洗浄処理を施すとともに、残留している浮遊物ないしは異物を捕集する。これにより洗い砂が生成される。この洗い砂は、乾燥後に、篩分器(図示せず)を用いて、例えば細砂(粒径0.075〜0.25mmの砂)と、中砂(粒径0.25〜0.85mmの砂)と、粗砂(粒径0.85〜2mmの砂)とに篩分される。
On the other hand, the relatively large soil particles discharged from the lower end of the
分級機22から排出された洗浄液はpH調整槽21に導入され、細粒土含有液に加えられる。そして、pH調整槽21では、細粒土含有液(加えられた洗浄液を含む)のpHが、pH調整剤、例えば酸性液(例えば、硫酸、塩酸等)及びアルカリ性液(例えば、水酸化ナトリウム水溶液等)を用いて、ほぼ中性又は所定のpH(例えば、pH7〜8)となるように調整される。なお、図示していないが、pH調整槽21では、細粒土含有液のpHはpHメータ等を備えたpH自動制御装置により自動的に調整される。
The cleaning liquid discharged from the
pH調整槽21でpHが調整された細粒土含有液は凝集槽23に一時的に貯留される。凝集槽23では、細粒土含有液にポリ塩化アルミニウム液(PAC)と、高分子凝集剤と、pH調整剤(酸性液又はアルカリ性液)とが添加される。これにより、凝集槽23内に非水溶性の金属水酸化物と細粒土とが混在する多数のフロックが生成される。
The fine soil-containing liquid whose pH has been adjusted in the
凝集槽23内の細粒土含有液はシックナ24に導入される。シックナ24は、詳しくは図示していないが、細粒土含有液がほぼ静止している状態でフロックないしは細粒土を重力により沈降させ、下部に位置するスラッジ層(例えば、固形分の比率が5〜10%)と、上部に位置しほとんどフロックないしは細粒土を含まない上澄液(洗浄液)とを形成する。なお、上澄液の表面に浮遊している浮上油は、例えばシックナ24の水面にオイル吸収マットなどを浮遊させて適宜にこのオイル吸収マットを回収することにより、除去することができる。
The fine soil-containing liquid in the
シックナ24内の上澄液は、洗浄液槽25に導入されて貯留される。洗浄液槽25に貯留されている洗浄液は、キレート剤再生装置26でキレート剤が再生された後、混合装置17とトロンメル19と分級機22とに供給される。なお、洗浄液槽25に貯留されている洗浄液が目減りしたときには、適宜に洗浄液槽25に水及びキレート剤が補給される。なお、キレート剤再生装置26の構成及び機能は、本発明の要旨ではないのでその詳しい説明は省略するが、例えば本願発明者らに係る特許文献1〜4には、種々のキレート剤再生装置26の具体的な構成及び機能が開示されている。
The supernatant liquid in the
他方、シックナ24の下部に堆積しているスラッジは、中間タンク27に移送され、一時的に貯留される。そして、中間タンク27内のスラッジは、適宜に又は連続的に、フィルタプレス28に移送される。フィルタプレス28は、詳しくは図示していないが、バッチ式又は半連続式の加圧式濾過器であって、中間タンク27から受け入れたスラッジを加圧濾過し、濾過ケークと濾液とを生成する。フィルタプレス28の濾過圧力は、例えば濾過ケークの含水率が30〜40%となるように好ましく設定される。ここで、フィルタプレス27の濾液はシックナ24に戻される。このように、洗浄液は、土壌浄化施設2内で再生しつつ循環使用され、外部には排出されない。すなわち、土壌浄化施設2はクローズドシステム型の土壌浄化施設である。
On the other hand, the sludge accumulated in the lower part of the
以下、図1(a)、図3及び図4を参照しつつ、雨水貯槽4と、砂収容部5と、雨水溝11と、雨水供給装置12と、雨水還流路13と、水位保持装置14とを備えた雨水処理装置S1の具体的な構成及び機能を説明する。図1(a)、図3及び図4に示すように、砂を収容するための砂収容部5は、コンクリートで作成され、処理場P内においてその上端部近傍部が大気中に露出するようにして地面30に埋設されている。砂収容部5は、平面視では左右方向の長さが比較的短く(例えば30〜50m)、前後方向の長さが比較的長い(例えば100〜300m)長方形の形状を有し、その深さが適量の砂を収容することができるように設定された(例えば0.8〜1.0m)、前端壁6と後端壁7と左側壁8と右側壁9と底壁10とを有する箱状の容器である。なお、砂収容部5の左右方向及び前後方向の長さは、該砂収容部5で蒸発させる雨水の量及び処理場Pの寸法(面積)等に応じて好ましく設定される。また、砂収容部5に収容する砂としては、土壌処理施設2で生成された細砂を用いるのが好ましい。
Hereinafter, the rainwater storage tank 4, the
底壁10の上面には、前後方向に所定の間隔を隔てて左右方向に平行に伸び、所定の深さ(例えば10〜15cm)を有する複数の底溝31が設けられている。これらの底溝31は、それぞれ、左側壁8に形成された連通孔32を介して雨水溝11の内部空間と連通している。つまり、雨水溝11の内部空間(下部空間)と砂収容部5の内部空間(下部空間)は、これらの底部近傍で、連通孔32と底溝31とを介して互いに連通している。
A plurality of
そして、前後方向に関してこれらの底溝31間に位置する複数の凸部33の上には、雨水は通過させるが砂は通過させない多孔板34が配設されている。ここで、多孔板34は単一の板状部材ではなく、製作及び運搬に適した寸法の多数の多孔板(例えば、左右1〜2m、前後2〜5m、厚さ5〜10mmの多孔板)で構成されている。そして、多孔板34の上に、所定の厚さ(例えば、50〜80cm)の砂層35が設けられている。
A
かくして、雨水溝11に雨水が導入されたときには、この雨水が連通孔32と底溝31とを介して砂収容部5内に流入し、砂粒子の間隙に入る。その結果、砂層35は、雨水溝11内の雨水の水位と実質的に同一の高さの位置Lまで完全に雨水に浸漬され、各砂粒子の間隙には空気は存在せず完全に雨水で満たされ、雨水による浮力が各砂粒子に作用する砂浸漬状態となる。以下では、このような雨水に完全に浸漬された砂層35の上端位置を「砂浸漬上端位置L」ということにする。
Thus, when rainwater is introduced into the
また、砂浸漬上端位置Lより上側には、毛細管現象により雨水が砂層35内に吸い上げられ、砂粒子の間隙の大部分は雨水で満たされるが、多少は空気も存在する毛管水帯(ないしは飽和毛管水帯)、すなわち実質的に飽和水分状態の砂層35が形成される。このような毛管水帯では、砂粒子間から大気中への雨水の蒸発量は非常に大きくなり、例えば池の水面からの蒸発量(0.5〜1.0m3/m2・年)に比べて、3〜5倍であるものと推定される。
Further, above the sand immersion upper end position L, rainwater is sucked into the
毛管水帯ないしは飽和毛管水帯の高さないしは厚さは、砂の粒径が小さいほど大きくなる。例えば、非特許文献1には、粒径が0.02mmの砂の毛管水帯の高さは180cmであり、粒径が0.2mmの砂の毛管水帯の高さは21cmであるとの記載がある。また、非特許文献2には、粒径が0.1mmのガラスビーズの毛管水帯の高さは約55cmであるとの記載がある。
The height or thickness of the capillary water zone or saturated capillary water zone increases as the particle size of the sand decreases. For example, in
このような事実に鑑みれば、砂収容部5内に収容する砂として細砂(粒径0.075〜0.25mm)を用いている本実施形態では、毛管水帯の高さは、0.2〜0.4m程度であるものと推定される。したがって、砂浸漬上端位置Lは、例えば砂層35の上面から下方に20〜40cmの範囲の位置に設定するのが好ましい。なお、砂収容部5内の砂層35の上面近傍部分(例えば、砂層上面から下方に2〜3cm)の部位では、砂粒子の間隙には大量の空気が存在する一方、砂粒子の表面が雨水の膜で覆われている皮膜水帯(不飽和水分状態の砂層)が形成されるものと推定される。
In view of such a fact, in the present embodiment in which fine sand (particle size: 0.075 to 0.25 mm) is used as sand to be accommodated in the sand
なお、本発明において、砂収容部5で用いる砂は細砂に限定されるものではなく、細砂とは粒径が異なる砂を用いてもよいのはもちろんである。この場合は、その粒径に対応する毛管水帯の高さを推定し、これに基づいて砂浸漬上端位置Lを設定すればよい。例えば中砂(粒径0.25〜0.85mm)を用いる場合は、砂浸漬上端位置Lを、例えば砂層35の上面から下方に10〜20cmの範囲の位置に設定してもよい。
In the present invention, the sand used in the
雨水溝11は、砂収容部5と一体形成されたコンクリート製の水路であり、雨水溝11の底壁は砂収容部5の底壁10(底溝31の底部)と同一の高さの位置にある。また、雨水溝11の上端部は、砂収容部5の左側壁8の上端部と同一の高さの位置にある。雨水溝11の幅(左右方向の寸法)は、例えば0.5〜1m程度であるのが好ましい。
The
水位保持装置14は、雨水溝11と連通する一方雨水還流路13に接続された水槽40と、該水槽40と雨水還流路13との間に配設され水槽40内の雨水を雨水還流路13に溢流させて水槽40及び雨水溝11の水位を一定値に保持する堰41とを有している。ここで、水槽40は、地面30に設置され上部が開かれたコンクリート製の容器であり、その上端は雨水溝11の上端と同一の高さの位置にある。そして、水槽40の底部は、雨水溝11の底部より適度に低い位置(例えば、0.5〜1.5m低い位置)にある。水槽40と雨水溝11とは互いに接続されて連通し、これらに収容されている雨水の水位は互いに等しくなっている。なお、水槽40の平面形状は矩形であるのが好ましく、その水面積は例えば20〜50m2程度であるのが好ましい。
The water
堰41は、水槽40及び雨水溝11の雨水の水位を一定に維持するためのものであるが、この水位は堰41の溢流高さを変えることにより、自在に変更することができる。そして、堰41の溢流高さは、水槽40及び雨水溝11の水位が所定の砂浸漬上端位置Lと一致するように好ましく設定される。なお、水槽40から堰41を介して雨水還流路13に溢流した雨水は、雨水貯槽4に還流する。
The
雨水供給装置12は、雨水貯槽4内の雨水を水槽40に連続的に供給するための雨水供給ポンプ42及び雨水供給管43を備えている。ここで、雨水供給ポンプ42は、雨水貯槽4内に貯留されている雨水を、砂収容部5における雨水の蒸発量より十分に大きい流量(例えば、10〜20倍)で水槽40に供給する。したがって、水槽40及び雨水溝11の水位は、常に、予め設定された砂浸漬上端位置Lに維持される。
The
以下、土壌浄化施設2が配設された施設敷地1及び砂収容部5に降下した土壌汚染物質を含む可能性がある雨水を、雨水処理装置S1により処理する方法を具体的に説明する。施設敷地1に降下した雨水(雪解け水を含む)は、大気中に自然に蒸発(気化)する水を除いて、すべて雨水排出通路3を介して雨水貯槽4に流入し、貯留される。この雨水には、土壌浄化施設2から施設敷地1に散逸ないしは漏出した有害金属等あるいはその他の土壌汚染物質が若干含まれている可能性がある。また、砂収容部5に降下した雨水も、大気中に自然に蒸発(気化)する水を除いて、底溝31と、雨水溝11と、水槽40と、雨水還流路13とを介して雨水貯槽4に流入し、貯留される。なお、雨水貯槽4自体に降下した雨水も雨水貯槽4に貯留される。
Hereinafter, a method for treating rainwater that may contain soil contaminants that have fallen in the
雨水貯槽4内に貯留された雨水は、雨水供給ポンプ42により、雨水供給管43を介して水槽40に連続的に供給される。前記のとおり、雨水供給ポンプ42は、砂収容部5内の砂層35における雨水の蒸発量より十分に大きい流量で雨水溝11に雨水を供給するので、水槽40及び雨水溝11の水位は、堰41の溢流高さに対応する一定の位置、すなわち予め設定された砂浸漬上端位置Lに維持される。なお、余剰の雨水は堰8を前方に溢流し、雨水還流路13を介して雨水貯槽4に還流する。
The rainwater stored in the rainwater storage tank 4 is continuously supplied to the
このように、雨水溝11の水位が砂浸漬上端位置Lに維持されるので、雨水溝11の内部空間と連通している砂収容部5の内部空間の水位も砂浸漬上端位置Lに維持される。これに伴って、砂浸漬上端位置Lの上側の砂層35に毛管水帯(飽和水分状態の砂層)が形成される。前記のとおり、本実施形態では細砂を用いている一方、砂浸漬上端位置Lを砂層35の上面から下方に20〜40cmの範囲の位置に設定するので、皮膜水帯が形成されると推定される砂層35の上面近傍部(砂層上面から下方に2〜3cmの砂層)を除けば、砂浸漬上端位置Lの上側に毛管水帯、すなわち飽和水分状態(例えば、含水比30〜35%)の砂層35が形成される。
Thus, since the water level of the
そして、砂浸漬上端位置Lの上側の砂層35中に保持された雨水は、大気中に蒸発(気化)する。かくして、雨水貯槽4に流入する雨水は、すべて砂層35から大気中に蒸発する。その際、雨水に含まれていた有害金属等は、砂層35内に残留し、外部には排出されない。したがって、施設敷地1に降下した雨水は、これらに含まれる有害金属等を外部に排出することなく、確実に処理される。なお、施設敷地1、雨水貯槽4及び砂収容部5に降下した雨水をすべて砂層35から蒸発させるために必要とされる砂収容部5の面積ないしは寸法は、後で説明する。
And the rainwater hold | maintained in the
このような雨水の蒸発処理を繰り返し実施すると、砂収容部5内の砂層35には、有害金属等又はその他の土壌汚染物質が次第に蓄積されてゆく。そこで、所定の期間が経過するごとに(例えば2〜6か月ごとに)、砂収容部5内の所定の領域ないしは区画(例えば、100〜200m2の領域)の砂を除去して土壌浄化施設2に導入し、浄化すべき汚染土壌とともに浄化する。
When such an evaporation process of rainwater is repeatedly performed, harmful metals and other soil contaminants are gradually accumulated in the
そして、砂収容部5の砂が除去された区画ないしは領域には、土壌浄化施設2で汚染土壌を浄化することにより得られた清浄土壌の一部である洗い砂から篩分された細砂を導入する。すなわち、砂収容部6内の所定の区画ないしは領域の有害金属等を含む砂を、洗い砂から篩分された細砂と交換する。このように、施設敷地1内に降下した雨水に含まれる有害金属等又はその他の土壌汚染物質は土壌浄化施設2で処理され、未処理で外部に排出されることはない。したがって、クローズドシステム型の土壌浄化施設2の施設敷地1に降下した雨水を、これに含まれる土壌汚染物質を外部に排出することなく、確実に処理することができる。
And the fine sand sanded from the washing sand which is a part of the clean soil obtained by purifying the contaminated soil in the
例えば施設敷地1の面積が2000m2(例えば、平面視で左右40m×前後50mの矩形の土地)であり、土壌処理施設2の汚染土壌処理量が500m3/日(約850トン/日)ある場合、雨水貯槽4及び砂収容部5の仕様は、例えば下記のように設定してもよい。ここでは、便宜上、土壌浄化施設2及び雨水処理装置S1は、1日24時間、365日稼働するものとする。なお、下記の具体例は、あくまでも一例であり、施設敷地1の面積又は土壌処理施設2の汚染土壌処理量、あるいは稼動時間がこれらと異なる場合でも、同様の手法で雨水貯槽4及び砂収容部5の寸法を設定することができるのはもちろんである。
For example, the area of the
(1) 雨水貯槽4
・直方体状貯槽(左右寸法:25m、前後寸法:40m、深さ:4m)
・上面面積 1000m2
・最大貯水量 約4000m3
(2) 砂収容部5
・直方体状(左右寸法:40m、前後寸法:150m、深さ:0.8m)
・上面面積 6000m2
・砂収容量 約4000m3
(1) Rainwater storage tank 4
・ Cuboid storage tank (right and left dimensions: 25m, front and rear dimensions: 40m, depth: 4m)
・ Top surface area 1000m 2
・ Maximum water storage capacity: approx. 4000 m 3
(2)
・ Cuboid (left and right dimensions: 40m, front and rear dimensions: 150m, depth: 0.8m)
・ Top surface area 6000m 2
・ Sand capacity approximately 4000m 3
<降水量>
雨水貯槽4には、施設敷地1に降下する雨水と、雨水貯槽4自体に降下する雨水と、砂収容部5に降下する雨水(砂層35と底溝31と雨水溝11と水槽40と雨水還流路13とを介して雨水貯槽4に流入する)とが一時的に受け入れられることになる。他方、2013年における日本の平均年間降水量が1847mmであることに鑑み、処理場Pにおける平均年間降水量をやや余裕をもって2000mm(すなわち、2.0m3/m2・年)と想定すれば、施設敷地1と雨水貯槽4と砂収容部5とには、年間18000m3の雨水が降下するものと推定される。
2.0m3/m2・年×(2000m2+1000m2+6000m2)=18000m3/年
<Precipitation>
In the rainwater storage tank 4, rainwater that falls to the
2.0m 3 / m 2 · year x (2000m 2 + 1000m 2 + 6000m 2 ) = 18000m 3 / year
<雨水貯槽>
前記のとおり、雨水貯槽4の最大貯水容量は約4000m3であるが、これは施設敷地1と雨水貯槽4と砂収容部5とに降下する雨水の約2.7か月分に相当する。他方、雨水貯槽4内に貯留されている雨水は、日々砂収容部5で処理され減少してゆくので、雨水貯槽4は、施設敷地1と雨水貯槽4と砂収容部5とに降下する雨水を、溢流させることなく十分な余裕をもって貯留することができる。また、一般に、湖沼や溜池などにおける水面からの水の蒸発量は、一般に水面1m2あたり年間0.5〜1.0m3であることが知られている。したがって、雨水貯槽4(上面面積1000m2)からは、少なくとも年間500m3の雨水が蒸発するものと推定される。
0.5m3/m2・年×1000m2=500m3/年
<Rainwater storage tank>
As described above, the maximum water storage capacity of the rainwater storage tank 4 is about 4000 m 3 , which corresponds to about 2.7 months of rainwater falling on the
0.5m 3 / m 2 · year x 1000m 2 = 500m 3 / year
<砂層における雨水蒸発量>
砂収容部5内の砂層35における雨水の蒸発量は、以下で説明するように3.15m3/m2・年(すなわち、3.15トン/m2・年)であると推算される。すなわち、まず非特許文献3には、温度が14.2℃であり、相対湿度が59%であり、空気の流速が250cm/秒であるときにおける、含水比が32.1%(飽和水分状態)の土壌からの水の蒸発速度は11.3×10−6g/cm2・秒であると開示されている。また、温度が14.8℃であり、相対湿度が57%であり、空気の流速が170cm/秒であるときにおける、含水比が32.9%(飽和水分状態)の土壌からの水の蒸発速度は7.9×10−6g/cm2・秒であると開示されている。
<Rainwater evaporation in sand layer>
The amount of rainwater evaporation in the
このような非特許文献3の開示事項に鑑みれば、日本における平均的な気候状態を、温度15℃、相対湿度60%、風速2m/秒程度と想定したときには、砂収容部5内の飽和水分状態にある砂層45からの平均的な雨水の蒸発量は、おおむね10.0×10−6g/cm2・秒であるものと推定される。この蒸発量は、実用的な単位に換算すれば、3.15m3/m2・年となる。
10.0×10-6g/cm2・秒
=10.0×10-6×10-6×104トン/m2・秒=1.0×10-7トン/m2・秒
=1.0×10-7×3600×24×365トン/m2・年=3.15トン/m2・年
したがって、砂収容部5内の砂層35からは、年間18900トン(18900m3)の雨水が蒸発する。
3.15トン/m2・年×6000m2=18900トン/年
In view of such disclosure of
10.0 × 10 -6 g / cm 2 · sec = 10.0 × 10 -6 × 10 -6 × 10 4 tons / m 2 · sec = 1.0 × 10 -7 tons / m 2 · sec = 1.0 × 10 -7 × 3600 × 24 × 365 tons / m 2 · year = 3.15 tons / m 2 · year Therefore, 18900 tons (18900 m 3 ) of rainwater a year evaporates from the
3.15 tons / m 2 · year × 6000 m 2 = 18900 tons / year
<雨水処理装置における水の収支>
前記のとおり、施設敷地1と雨水貯槽4と砂収容部5とには、年間18000m3の雨水が降下するものと推定される。他方、雨水貯槽4では少なくとも年間500m3の雨水が蒸発し、砂収容部5では年間18900m3の雨水が蒸発し、雨水処理装置S1では合計19400m3の水が蒸発するものと推定される。このように、雨水処理装置S1では、1年間で全体的には、施設敷地1と雨水貯槽4と砂収容部5とに降下する雨水より多くの量の雨水を蒸発させることができるので、基本的には、施設敷地1と雨水貯槽4と砂収容部5とに降下する雨水を、おおむね1400m3の余裕(余裕率8%)をもってすべて蒸発させて処理することができる。しかしながら、とくに降水量が多い年もあり、また冬季には雨水の蒸発量が少ないので、万全を期して、前記の具体例における砂収容部5の前後方向の寸法(150m)を、20〜30%程度長くしてもよい。
<Water balance in rainwater treatment equipment>
As described above, it is estimated that 18000 m 3 of rainwater falls to the
なお、図3中に仮想線で示すように、砂収容部5の上方に、フレーム構造46によって支持され砂収容部5への雨水の降下を阻止する屋根47を設けてもよい。この場合、砂収容部5にはほとんど雨水が降下しないので、雨水貯槽4には、実質的には、施設敷地1に降下した雨水と雨水貯槽4自体に降下する雨水とが流入するだけである。このため、砂収容部5で蒸発させる雨水の量が大幅に低減される。その結果、雨水貯槽4及び砂収容部5を小さくすることができる。
In addition, as shown with a virtual line in FIG. 3, you may provide the
図1(b)は、このように砂収容部5の上方に屋根47を設けた場合における雨水処理装置S2の配置形態を示している。図1(b)から明らかなとおり、図1(a)に示す砂収容部5に屋根を設けてない雨水処理装置S1と比べて、雨水処理装置S2の設置面積が大幅に小さくなっている。
FIG.1 (b) has shown the arrangement | positioning form of rainwater treatment apparatus S2 in the case of providing the
この場合、雨水貯槽4及び砂収容部5の仕様は、例えば下記のように設定してもよい。
(1) 雨水貯槽4
・直方体状貯槽(左右寸法:15m、前後寸法:30m、深さ:3m)
・上面面積 450m2
・最大貯水量 約1300m3
(2) 砂収容部5
・直方体状(左右寸法:15m、前後寸法:120m、深さ:0.8m)
・上面面積 1800m2
・砂収容量 約1200m3
In this case, the specifications of the rainwater storage tank 4 and the
(1) Rainwater storage tank 4
・ Cuboid storage tank (right and left dimensions: 15m, front and rear dimensions: 30m, depth: 3m)
・ Top surface area 450m 2
・ Maximum water storage capacity: about 1300m 3
(2)
・ Cuboid (left and right dimensions: 15m, front and rear dimensions: 120m, depth: 0.8m)
・ Top surface area 1800m 2
・ Sand capacity approximately 1200m 3
この場合、処理場Pにおける平均年間降水量を2000mm(すなわち、2.0m3/m2・年)と想定すれば、施設敷地1と雨水貯槽4とには、年間4900m3の雨水が降下するものと推定される。
2.0m3/m2・年×(2000m2+450m2)=4900m3/年
雨水貯槽4(上面面積450m2)からは、少なくとも年間225m3の雨水が蒸発するものと推定される。
0.5m3/m2・年×450m2=225m3/年
また、砂収容部5内の砂層35からは、年間5670トン(5670m3)の雨水が蒸発する。
3.15トン/m2・年×1800m2=5670トン/年
In this case, assuming that the average annual rainfall at the treatment plant P is 2000 mm (that is, 2.0 m 3 / m 2 · year), 4900 m 3 of rainwater falls on the
From 2.0m 3 / m 2 · years × (2000m 2 + 450m 2) =
0.5 m 3 / m 2 · year × 450 m 2 = 225 m 3 / year In addition, 5670 tons (5670 m 3 ) of rainwater evaporates annually from the
3.15 tons / m 2 · year x 1800 m 2 = 5670 tons / year
前記のとおり、施設敷地1と雨水貯槽4とには、年間4900m3の雨水が降下するものと推定される。他方、雨水貯槽4では少なくとも年間225m3の雨水が蒸発し、砂収容部5では年間5670m3の雨水が蒸発し、雨水処理装置S2では合計5895m3の水が蒸発するものと推定される。このように、雨水処理装置S2では、1年間で全体的には、施設敷地1と雨水貯槽4とに降下する雨水より多くの量の雨水を蒸発させることができるので、基本的には、施設敷地1と雨水貯槽4とに降下する雨水を、おおむね1000m3の余裕(余裕率20%)をもってすべて蒸発させて処理することができる。しかしながら、とくに降水量が多い年もあり、また冬季には雨水の蒸発量が少ないので、万全を期して、前記の具体例における砂収容部5の前後方向の寸法(120m)を、20〜30%程度長くしてもよい。
As described above, in the
S1 雨水処理装置、S2 雨水処理装置、P 汚染土壌処理場(処理場)、1 土壌浄化施設敷地(施設敷地)、2 土壌浄化施設、3 雨水排出通路、4 雨水貯槽、5 砂収容部、6 前端壁、7 後端壁、8 左側壁、9 右側壁、10 底壁、11 雨水溝、12 雨水供給装置、13 雨水還流路、14 水位保持装置、15 外周溝、16 投入ホッパ、17 混合装置、18 ミルブレーカ、19 トロンメル、20 サイクロン、21 pH調整槽、22 分級機、23 凝集槽、24 シックナ、25 洗浄液槽、26 キレート剤再生装置、27 中間タンク、28 フィルタプレス、30 地面、31 底溝、32 連通孔、33 凸部、34 多孔板、35 砂層、40 水槽、41 堰、42 雨水供給ポンプ、43 雨水供給管、46 フレーム構造、47 屋根。 S1 rainwater treatment device, S2 rainwater treatment device, P contaminated soil treatment plant (treatment plant), 1 soil purification facility site (facility site), 2 soil purification facility, 3 rainwater discharge passage, 4 rainwater storage tank, 5 sand storage unit, 6 Front end wall, 7 Rear end wall, 8 Left side wall, 9 Right side wall, 10 Bottom wall, 11 Rain water groove, 12 Rain water supply device, 13 Rain water return path, 14 Water level holding device, 15 Outer peripheral groove, 16 Feeding hopper, 17 Mixing device , 18 mill breaker, 19 trommel, 20 cyclone, 21 pH adjustment tank, 22 classifier, 23 coagulation tank, 24 thickener, 25 cleaning liquid tank, 26 chelating agent regenerator, 27 intermediate tank, 28 filter press, 30 ground, 31 bottom Groove, 32 communication hole, 33 convex part, 34 perforated plate, 35 sand layer, 40 water tank, 41 weir, 42 rainwater supply pump, 43 rainwater supply pipe, 46 Over-time structure, 47 roof.
Claims (6)
地面に配設され、周壁と前記周壁の下端部に結合された底壁とを有し、その内部空間に砂を収容する、上側が開かれた容器状の砂収容部と、
前記浄化施設敷地及び前記砂収容部に降下した雨水を受け入れて貯留する雨水貯槽と、
前記砂収容部の周壁の外面に隣接して配設され、その内部空間が、前記周壁に形成された連通孔を介して前記砂収容部の内部空間と連通する雨水溝と、
前記雨水貯槽に貯留されている雨水を前記雨水溝に供給する雨水供給装置と、
前記雨水溝内の雨水を前記雨水貯槽に還流させる雨水還流路と、
前記雨水溝内の雨水の水位を、予め設定された砂浸漬上端位置に保持する水位保持装置とを備えていて、
前記砂浸漬上端位置は、該砂浸漬上端位置と前記砂収容部の内部空間に収容されている砂の上面の位置との間に位置する砂が毛管水帯を形成するように設定されていることを特徴とする雨水処理装置。 Rainwater that has fallen to the site of the purification facility where a closed system type soil purification facility that cleans and purifies contaminated soil containing soil pollutants with a cleaning solution that circulates inside the facility without being discharged outside the facility A rainwater treatment device for treating
A container-shaped sand container having an open upper side, which is disposed on the ground, has a peripheral wall and a bottom wall coupled to the lower end of the peripheral wall, and stores sand in its internal space;
A rainwater storage tank for receiving and storing rainwater that has fallen in the purification facility site and the sand container;
A rainwater groove that is disposed adjacent to the outer surface of the peripheral wall of the sand container, and whose internal space communicates with the internal space of the sand container via a communication hole formed in the peripheral wall;
A rainwater supply device for supplying rainwater stored in the rainwater storage tank to the rainwater ditch,
A rainwater return path for returning rainwater in the rainwater ditch to the rainwater storage tank;
A water level holding device that holds the rain water level in the rain water groove at a preset sand immersion upper end position;
The sand soaking upper end position is set so that sand located between the sand soaking upper end position and the position of the upper surface of the sand accommodated in the internal space of the sand accommodating portion forms a capillary water zone. A rainwater treatment apparatus characterized by that.
前記砂浸漬上端位置が、前記砂収容部の内部空間に収容されている砂の上面から下方に20〜40cmの範囲に設定されていることを特徴とする、請求項1に記載の雨水処理装置。 The sand is fine sand;
The rainwater treatment apparatus according to claim 1, wherein the upper end position of the sand immersion is set in a range of 20 to 40 cm downward from the upper surface of the sand accommodated in the internal space of the sand accommodating portion. .
前記雨水溝は、前記周壁の一部をなし前記砂収容部の長手方向に伸びる側壁の外面に隣接して配設され、
前記水位保持装置は、前記雨水溝と連通する一方前記雨水還流路に接続された水槽と、前記水槽と前記雨水還流路の間に配設され前記水槽内の雨水を前記雨水還流路に溢流させて前記水槽及び前記雨水溝の水位を前記砂浸漬上端位置に保持する堰とを有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の雨水処理装置。 The sand container is formed so that the planar shape is a rectangle,
The rainwater groove is disposed adjacent to an outer surface of a side wall that forms a part of the peripheral wall and extends in a longitudinal direction of the sand container,
The water level maintaining device communicates with the rainwater ditch while being connected to the rainwater return path, and is disposed between the water tank and the rainwater return path and overflows rainwater in the water tank to the rainwater return path. The rainwater treatment apparatus according to claim 1, further comprising a weir that holds the water level of the water tank and the rainwater ditch at the sand immersion upper end position.
前記水位保持装置により、前記雨水溝の雨水の水位を前記砂浸漬上端位置に保持して、該砂浸漬上端位置より上側の砂層に毛管水帯を形成し、該毛管水帯内の砂に付着している雨水を空気中に蒸発させて前記砂収容部から除去し、
前記砂収容部で所定の期間用いられた砂を前記土壌浄化施設に導入し、浄化すべき汚染土壌とともに浄化し、
前記土壌浄化施設で汚染土壌を浄化することにより得られた清浄土壌の一部を、前記砂収容部に収容する砂として用いることを特徴とする雨水処理方法。 A rainwater treatment method for treating rainwater that has fallen to a purification facility site where a soil purification facility is disposed, using the rainwater treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The water level holding device holds the rainwater level of the rainwater ditch at the sand immersion upper end position, forms a capillary water zone in the sand layer above the sand immersion upper end position, and adheres to the sand in the capillary water zone Evaporating the rainwater that is flowing into the air to remove it from the sand container,
Introducing the sand used for a predetermined period in the sand container into the soil purification facility, purifying it with contaminated soil to be purified,
A rainwater treatment method, wherein a part of clean soil obtained by purifying contaminated soil at the soil purification facility is used as sand to be stored in the sand container.
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