JP2021171696A - Purification apparatus and purification method - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、浄化装置および浄化方法に関するものである。 The present application relates to a purification device and a purification method.
最近、工場跡地等における土壌汚染調査において、有機物による土壌汚染が顕在化してきている。汚染物質としては揮発性有機化合物(Volatile Organic Compound、以下、「VOC」と称す)に分類されるテトラクロロエチレン(別名、PCE)、トリクロロエチレン(略称、TCE)などの有機塩素化合物が挙げられ、これらを浄化する方法の一つに、地中に設置した井戸から土壌中に空気を散気させるエアスパージング処理法がある。エアスパージング処理法とは、土壌中に空気を吹き込むことにより、土壌中の汚染物質(例えば揮発性有機物質)を揮発させ、揮発した汚染物質(有機物質)とガスをともに回収する浄化方法をさす。 Recently, soil contamination by organic matter has become apparent in soil contamination surveys on the site of factories and the like. Examples of pollutants include organic chlorine compounds such as tetrachlorethylene (also known as PCE) and trichlorethylene (abbreviated as TCE), which are classified into volatile organic compounds (hereinafter referred to as "VOC"), and purify them. There is an air sparging treatment method that disperses air into the soil from a well installed in the ground. The air sparging treatment method refers to a purification method in which pollutants (for example, volatile organic substances) in the soil are volatilized by blowing air into the soil, and both the volatilized pollutants (organic substances) and gas are recovered. ..
従来、土壌中に散気するスパージングガスとしてオゾン化酸素(以下、「オゾン」と称す)ガスを用いる土壌の原位置浄化方法が提案されている。本浄化方法は、エアスパージング処理法によるVOCの除去に加えて、地下水中に溶解したオゾンの酸化力を用いる土壌の浄化方法である。 Conventionally, a method for in-situ purification of soil has been proposed in which oxygenated oxygen (hereinafter referred to as "ozone") gas is used as a sparging gas dispersed in the soil. This purification method is a soil purification method that uses the oxidizing power of ozone dissolved in groundwater in addition to the removal of VOCs by the air sparging treatment method.
ここで、従来のオゾンガスを用いる浄化装置は、いずれも地下水に溶解したオゾンの分解を促進し、オゾンと比べて酸化力の大きいラジカルを生成することで、VOCの分解率を向上させるものであった。 Here, all of the conventional purification devices using ozone gas promote the decomposition of ozone dissolved in groundwater and generate radicals having a larger oxidizing power than ozone to improve the decomposition rate of VOC. rice field.
従来の浄化装置の具体的な詳細構成例として、例えば、地面に埋設された浄化用管を介して、組成ガスとしてオゾンを含む浄化用ガスを地中に供給する浄化用ガス供給装置と、浄化用管を介して地中に水を供給する水供給装置と、浄化用ガス供給装置により浄化用ガスを供給するための所定の浄化用ガス供給時間と水供給装置によりアルカリ液を供給する所定の水供給時間とを交互に繰り返すように浄化用ガスとアルカリ液とを供給するタイミングを制御するための制御装置を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a specific detailed configuration example of the conventional purification device, for example, a purification gas supply device that supplies a purification gas containing ozone as a composition gas to the ground through a purification pipe buried in the ground, and a purification gas supply device. A water supply device that supplies water to the ground through a pipe, a predetermined purification gas supply time for supplying purification gas by the purification gas supply device, and a predetermined alkaline liquid supply by the water supply device. Some are provided with a control device for controlling the timing of supplying the purification gas and the alkaline liquid so as to alternately repeat the water supply time (see, for example, Patent Document 1).
上述のような従来の浄化装置および浄化方法によれば、浄化用ガスを供給する時間とアルカリ液の供給時間とを交互に繰り返すため、浄化用ガスを供給できない時間があり、浄化処理時間が長くなり、アルカリ液容器中では浄化用ガスが分解されて地下水中で浄化用ガスのオゾンが持続しない課題があった。 According to the conventional purification device and purification method as described above, since the time for supplying the purification gas and the time for supplying the alkaline liquid are alternately repeated, there is a time when the purification gas cannot be supplied, and the purification treatment time is long. Therefore, there is a problem that the purification gas is decomposed in the alkaline liquid container and the ozone of the purification gas is not sustained in the ground water.
本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、浄化用のガスと持続化体を同時に土壌中の地下水に注入することができ、土壌中の地下水に溶存したオゾンの自己分解を抑制し、土壌中の地下水の汚染物質について原位置での分解除去を向上させる浄化装置および浄化方法を提供することを目的とする。 This application has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to inject a purification gas and a sustainer into the groundwater in the soil at the same time, and the self of ozone dissolved in the groundwater in the soil. It is an object of the present invention to provide a purification device and a purification method for suppressing decomposition and improving in-situ decomposition removal of groundwater pollutants in soil.
本願に開示される浄化装置は、
オゾン発生器で発生させたオゾンガスを土壌中のスパージング井戸に供給して地下水の浄化を行う浄化装置であって、
前記オゾン発生器の入口側に設置され、前記オゾンガスの原料となる流体を前記オゾン発生器に供給する原料ガス供給部と、
前記オゾン発生器の出口側に設置され、バルブを有して流体の流路を切替える流路切替え部と、
前記オゾン発生器の入口側、および出口側の双方に接続され、前記オゾンガスの自己分解を抑制する持続化体を前記オゾン発生器に供給するとともに、前記流路切替え部を介して前記スパージング井戸に前記持続化体を供給する持続化体供給部と、
前記オゾン発生器、前記流路切替え部、および前記持続化体供給部に対して別個に指令信号を送信することにより、前記スパージング井戸に前記オゾンガスを供給した状態で、前記持続化体を前記スパージング井戸に供給する制御を行う制御部と、
を備えたものである。
The purification device disclosed in the present application is
A purification device that purifies groundwater by supplying ozone gas generated by an ozone generator to a sparging well in the soil.
A raw material gas supply unit installed on the inlet side of the ozone generator and supplying a fluid as a raw material for the ozone gas to the ozone generator.
A flow path switching unit installed on the outlet side of the ozone generator and having a valve to switch the fluid flow path,
A sustainer that is connected to both the inlet side and the outlet side of the ozone generator and suppresses autolysis of the ozone gas is supplied to the ozone generator, and is connected to the sparging well via the flow path switching portion. The sustaining body supply unit that supplies the sustaining body and
By separately transmitting a command signal to the ozone generator, the flow path switching unit, and the sustaining body supply unit, the sustaining body is sparged while the ozone gas is supplied to the sparging well. A control unit that controls the supply to the well,
It is equipped with.
本願に開示される浄化方法は、
土壌中に挿入されるスパージング井戸を用いて地下水を浄化する浄化方法において、
オゾン発生器でオゾンガスを発生させる第1のステップと、
前記オゾンガスの自己分解を抑制する持続化体を前記スパージング井戸に導入する第2のステップと、
前記オゾン発生器の出口での流体の圧力および前記スパージング井戸の入口での流体の圧力を計測する第3のステップと、
前記オゾン発生器の出口での流体の圧力が前記スパージング井戸の入口での流体の圧力よりも小さい場合に、前記オゾン発生器の出口側に設置されたバルブを開状態にし、前記オゾン発生器で発生させた流体を前記スパージング井戸に導入する第4のステップと、
を含むものである。
The purification methods disclosed in the present application are:
In a purification method that purifies groundwater using sparging wells that are inserted into the soil
The first step to generate ozone gas with an ozone generator,
The second step of introducing the sustainer that suppresses the autolysis of ozone gas into the sparging well, and
A third step of measuring the pressure of the fluid at the outlet of the ozone generator and the pressure of the fluid at the inlet of the sparging well, and
When the pressure of the fluid at the outlet of the ozone generator is smaller than the pressure of the fluid at the inlet of the sparging well, the valve installed on the outlet side of the ozone generator is opened and the ozone generator is used. The fourth step of introducing the generated fluid into the sparging well, and
Is included.
本願に開示される浄化装置および浄化方法によれば、浄化用のガスと持続化体を同時に土壌中の地下水に注入することができ、土壌中の地下水に溶存したオゾンの自己分解を抑制し、土壌中の地下水の汚染物質について原位置での分解除去を向上させる浄化装置および浄化方法を提供することが可能となる。 According to the purification device and purification method disclosed in the present application, the purification gas and the sustaining substance can be simultaneously injected into the groundwater in the soil, suppressing the self-decomposition of ozone dissolved in the groundwater in the soil, and suppressing the self-decomposition of ozone dissolved in the groundwater in the soil. It will be possible to provide purification devices and purification methods that improve in-situ decomposition and removal of groundwater pollutants in soil.
本願の実施の形態に係る浄化装置および浄化方法について以下説明する。本願の実施の形態における浄化装置は、オゾンガスをガススパージング法のスパージングガスとして用い、VOCなどの汚染物質による汚染を原位置で浄化するものである。 The purification device and the purification method according to the embodiment of the present application will be described below. The purification device according to the embodiment of the present application uses ozone gas as a sparging gas in the gas sparging method, and purifies the contamination by pollutants such as VOC in the original position.
実施の形態1.
実施の形態1に係る浄化装置200aについて、以下図を用いて説明する。実施の形態1の浄化装置200aにおいては、上記のスパージングガスとして用いられるオゾンガスと同時に、土壌中の地下水に溶解したオゾンの自己分解を抑制する“持続化体”を、供給するよう構成されている。
Embodiment 1.
The
ここで、持続化体とは、土壌の地下水に溶解したオゾンの自己分解を抑制し、地下水中でのオゾン濃度の半減期を延長させる物質のことである。オゾン濃度の半減期とは、地下水中のオゾン濃度が半分に低減するために要する時間であり、この半減期が長いほど、地下水中でのオゾン濃度が維持される。 Here, the sustaining substance is a substance that suppresses the self-decomposition of ozone dissolved in the groundwater of the soil and prolongs the half-life of the ozone concentration in the groundwater. The half-life of ozone concentration is the time required to reduce the ozone concentration in groundwater by half, and the longer the half-life, the more the ozone concentration in groundwater is maintained.
図1は実施の形態1による浄化装置の構成を示す図である。図1に、汚染物質(VOCなど)によって土壌が汚染されている土壌中の領域である汚染領域100を示す。この汚染領域100の中央部には、この汚染領域100に挿入されたスパージング井戸1(以下、簡略化して井戸1と称す)が設置されている。この井戸1は、土壌中に埋設した配管で構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a purification device according to the first embodiment. FIG. 1 shows a contaminated
上記井戸1の下端側には、オゾンガスおよび持続化体を土壌中に供給する噴出部11が形成されている。この噴出部11は、この井戸1の配管において、孔またはスリットが1箇所以上形成された部分となっている。また、井戸1は、上端に封止部材を備えることにより、オゾンガスおよび持続化体が井戸1の上端から外気(大気)に漏れ出ないように構成されている。上記汚染領域100には、井戸1が複数、設置される場合があるが、ここでは、井戸1が1個設置されている場合を例に以下説明する。
On the lower end side of the well 1, a
図1に示したように、井戸1には、配管8、第一の流路切替え部6a、および配管3121を介して、オゾン発生器2が接続される。このオゾン発生器2は、井戸1にオゾンガスを供給するためのものである。また、オゾン発生器2には、配管31を介して原料ガスを供給する原料ガス供給部3と、配管41を介して持続化体を供給する持続化体供給部4が接続される。
As shown in FIG. 1, the
なお、以上では、配管31と配管41とは別々にオゾン発生器2に接続して供給する場合を例に説明したが、これに限られることはなく、配管31と配管41を接続して合流させた後、オゾン発生器2に接続し、原料ガスおよび持続化体の両方をオゾン発生器2に供給する構成としてもよい。
In the above description, the case where the
なお、原料ガス供給部3が供給する原料ガスとして、酸素ガス、または窒素ガスを混合した酸素ガスを用いる例があるが、ここでは、原料ガスとして酸素ガス、持続化体として炭酸ガスを用いる場合を例に説明する。
In addition, there is an example of using oxygen gas or oxygen gas mixed with nitrogen gas as the raw material gas supplied by the raw material
オゾン発生器2は、原料ガス供給部3から配管31を介して原料ガスとして酸素、および配管41を介して持続化体供給部4から炭酸ガスが供給されてオゾンガスを生成する。オゾン発生器2は、例えば、その一例として、圧力容器と、圧力容器内に配置された放電電極とを備える。そして、圧力容器内に原料ガス供給部の配管から酸素ガスおよび炭酸ガスが供給される。そして、放電電極の放電によりオゾンガスを発生させ、配管21から第一の流路切替え部6a、配管8を介して、井戸1にオゾンガスを送出する。
In the
上述のように、オゾン発生器2には、配管21を介して第一の流路切替え部6aが接続されているが、この配管21には、配管42を介して持続化体供給部4が接続されている。また、第一の流路切替え部6aには、配管101と配管8が接続されており、第一の流路切替え部6aにより、配管21と流通する配管を切り替える。また、配管101は、排ガス処理部10に接続され、配管8は、井戸1に接続されている。また、配管8には、第一の流路切替え部6aと井戸1の間に配管71を介して加圧流体供給部7が接続されている。さらに、配管71には、加圧流体供給部7と配管8の間に第二の流路切替え部6bが配置され、配管71の開閉を切り替える。
As described above, the
加圧流体供給部7は、オゾンガスと異なる加圧した気体である供給体を土壌中に供給するものである。加圧供給体とは、オゾンガスと異なる気体であり、当然のことながらオゾンの自己分解を促進しない気体であり、ここでは加圧空気をその一例として、以下説明する。 The pressurized fluid supply unit 7 supplies a feeder, which is a pressurized gas different from ozone gas, into the soil. The pressurized feeder is a gas different from ozone gas, and naturally is a gas that does not promote the autolysis of ozone. Here, pressurized air will be described below as an example.
加圧流体供給部7は、ブロアあるいはコンプレッサにて構成される。よって、加圧流体供給部7は、ブロアあるいはコンプレッサの出力を調整することにより加圧空気の供給量を調整できる。 The pressurized fluid supply unit 7 is composed of a blower or a compressor. Therefore, the pressurized fluid supply unit 7 can adjust the supply amount of the pressurized air by adjusting the output of the blower or the compressor.
制御部5は、オゾン発生器2、原料ガス供給部3、持続化体供給部4、加圧流体供給部7、第一の流路切替え部6a、第二の流路切替え部6bを制御する。制御部5とオゾン発生器2とは第一信号線9aを介して接続される。制御部5と持続化体供給部4とは第二信号線9bを介して接続される。制御部5と加圧流体供給部7とは、第三信号線9cを介して接続される。制御部5と第一の流路切替え部6aとは第四信号線9dを介して接続される。制御部5と第二の流路切替え部6bとは第五信号線9eを介して接続される。
The
加圧流体供給部7は、オゾンガスと異なる加圧した供給体を土壌中に供給するものである。加圧供給体とは、オゾンガスと異なる気体であり、当然のことながらオゾンの自己分解を促進しない気体であり、ここでは加圧空気を用いる例を示す。 The pressurized fluid supply unit 7 supplies a pressurized feeder different from ozone gas into the soil. The pressurized feeder is a gas different from ozone gas, and naturally is a gas that does not promote the autolysis of ozone. Here, an example in which pressurized air is used is shown.
加圧流体供給部7は、ブロワあるいはコンプレッサにて構成される。よって、加圧流体供給部7は、ブロワあるいはコンプレッサの出力を調整すれば加圧空気の供給量を調整できる。加圧流体供給部7の加圧空気の噴出圧は、具体例では、絶対圧として0.1MPaから1.5MPa、望ましくは0.15MPaから1MPaが考えられる。空気圧が0.1MPa未満では、大気圧より低くなり地下水に効率よく供給できない。また、空気圧が1.5MPa以上では、加圧流体供給部の消費電力が大きくなり、さらに装置が大型化し、高コストになる。 The pressurized fluid supply unit 7 is composed of a blower or a compressor. Therefore, the pressurized fluid supply unit 7 can adjust the supply amount of the pressurized air by adjusting the output of the blower or the compressor. In a specific example, the ejection pressure of the pressurized air of the pressurized fluid supply unit 7 is considered to be 0.1 MPa to 1.5 MPa, preferably 0.15 MPa to 1 MPa as an absolute pressure. If the air pressure is less than 0.1 MPa, it will be lower than the atmospheric pressure and cannot be efficiently supplied to groundwater. Further, when the air pressure is 1.5 MPa or more, the power consumption of the pressurized fluid supply unit becomes large, the device becomes large, and the cost becomes high.
制御部5は、例えば、パーソナルコンピュータにて構成される。制御部5は、第一信号線9aにてオゾン発生器2にオゾンの発生開始の信号およびオゾンの発生停止の信号を送信する。制御部5は、第二信号線9bにて持続化体供給部4に、オゾンの発生開始の信号およびオゾンの発生停止の信号と同期して、配管41への持続化体の供給開始の信号および持続化体の供給停止の信号を送信する。制御部5は、第二信号線9bにて持続化体供給部4に、第一の流路切替え部6aの切り替え信号と同期して、配管42への持続化体の供給開始の信号および持続化体の供給停止の信号を送信する。
The
さらに、制御部5は、第三信号線9cにて加圧流体供給部7に加圧空気の供給開始の信号および加圧空気の供給停止の信号、あるいは加圧空気の注入ガス圧を低減する信号を送信する。制御部5は、配管21における管圧が、配管8の管圧以上の場合に、第一の流路切替え部6aを配管8の方向に開状態にし、配管21の管圧が、配管8の管圧未満の場合に、第一の流路切替え部6aを配管101の方向に開状態に制御を行うものである。制御部5は、第一の流路切替え部6aが配管8の方向に開状態とする信号と同期し、持続化体を配管42に供給する信号を送信する。その後、第一信号線9aにてオゾン発生器2にオゾン発生開始の信号を送信する。なお、制御部が作動していない状態においては、第一の流路切替え部6aは、これに接続されている配管101以外のすべての配管と閉状態、すなわち、配管8、配管21、配管71との流体の流通がない状態となっている。これにより、地下水の浄化期間中にのみ、地下水に持続化体を注入するため、持続化体の使用量を抑制できる。
Further, the
当該制御部5の制御の一例として、図2に示すとおり、制御部5は、配管21のガスを地下水に注入する信号を送信すると、第一の流路切替え部6aの第一測定部600における配管21内の管圧の第一測定値と、第二測定部601における配管8内の管圧の第二測定値とを入力する。第一測定値と第二測定値とが同一、または第一測定値が第二測定値より高くなると、バルブ602を閉状態から開状態に制御し、バルブ603を開状態から閉状態に制御する。第一測定部600の第一測定値は、第一の流路切替え部6aのオゾン発生器2側で測定されるガス圧の値を代替してもよい。
As an example of the control of the
制御部5は、汚染領域100の地下水への加圧空気の注入を開始する開始信号を受信すると、第二の流路切替え部6bを閉状態から開状態に制御し、加圧流体供給部7から汚染領域100の地下水への加圧空気の注入を開始する。また、制御部5は、配管21のガスを地下水に注入する信号を送信すると、第二の流路切替え部6bを開状態から閉状態に制御し、加圧流体供給部7から汚染領域100の地下水への加圧空気の注入を停止する。
Upon receiving the start signal for starting the injection of pressurized air into the groundwater in the contaminated
なお、持続化体供給部4には、図3に示すとおり、配管41および配管42に持続化体流量調整部4aおよび持続化体流量調整部4bとして示した流量調整弁(マスフローコントローラー)がそれぞれ設置され、持続化体供給部4内に設けられた貯蔵部4cから供給される圧力調整された持続化体の流量を制御部からの指令に従って制御することができる。これにより、オゾンガスに持続化体を添加する量およびタイミングを制御することができる。
As shown in FIG. 3, the sustaining
制御部5は、オゾン発生器2の運転開始の信号を送信すると、持続化体流量調整部4aで持続化体の流量を調整し、配管41に持続化体を送出する。制御部5は、配管21のガスを汚染領域100に注入する信号を送信した後、持続化体流量調整部4bで持続化体の流量を調整し、配管42を介して持続化体を配管21に送出する。
When the
持続化体流量調整部4bの流量は、汚染領域100の地下水水質に合わせて制御部で指定した流量に従って可変させることができる。オゾン発生器の後段、すなわち、配管21の部分に持続化体を追加して添加することにより、オゾン発生器2に導入する酸素ガス流量に対する持続化体流量の割合を小さくして、原料ガスの酸素濃度を高くすることができるため、オゾン発生器2の運転に最適な条件でオゾンガスを発生できる。
The flow rate of the sustaining body flow
地下水に注入する持続化体の量が、汚染領域100の地下水中でのオゾン濃度の維持に必要な量に対して不足する場合、その不足分を補充するため、オゾン発生器2の後段で、オゾンガスと持続化体とを混合する。これにより、汚染領域100の地下水に溶解したオゾンの濃度維持に必要な量の持続化体をオゾンガスと同時に地下水に注入することができる。これにより、汚染領域の地下水の水質変化に合わせて浄化に必要なオゾン濃度を調整することができ、汚染物質の分解処理時間を短縮できる。
If the amount of sustainer injected into the groundwater is insufficient for the amount required to maintain the ozone concentration in the groundwater of the contaminated
制御部5は、オゾン発生器2の立上げ信号を受信すると、原料ガス供給部3から原料ガス、また、持続化体供給部4から持続化体をそれぞれオゾン発生器2に導入する。制御部5は、配管21のガスを地下水に注入する信号を受信するとオゾン発生を開始し、配管21のガスを排ガス処理部10に導入する信号を受信するとオゾン発生を停止する。さらに制御部5は、オゾン発生器2の立ち下げ信号を受信すると、オゾン発生器の立ち下げ処理(オゾンガスの発生停止)を行い、配管21への持続化体供給部4からの持続化体の送出を停止する。
When the
次に、上記のように構成された実施の形態1の浄化装置による浄化方法について説明する。本実施の形態1においては、オゾンガスを発生させる工程と、土壌中にオゾンガスおよび持続化体を供給する工程と、土壌中に加圧空気を供給する工程とを備えている。 Next, a purification method using the purification device of the first embodiment configured as described above will be described. The first embodiment includes a step of generating ozone gas, a step of supplying ozone gas and a sustaining substance into the soil, and a step of supplying pressurized air into the soil.
オゾンガスを発生させる工程では、酸素ガスと炭酸ガスをオゾン発生器2に導入して放電電極の放電によりオゾンガスを発生させ、発生させたオゾンガスを配管21に送出する。送出されたオゾンガスは、その一部が第一の流路切替え部6aを経て配管101を介して排ガス処理部10に流れ、オゾンガスが除去されたガスが大気中に開放される。
In the step of generating ozone gas, oxygen gas and carbon dioxide gas are introduced into the
加圧空気を供給する工程では、加圧空気が、配管71を経て配管8を介して井戸1の噴出部11から汚染領域100に供給される。
In the step of supplying the pressurized air, the pressurized air is supplied to the contaminated
オゾンガスおよび持続化体を供給する工程では、オゾン発生器2で発生させたオゾンガスの内、排ガス処理部10に排出されなかったオゾンガスおよび持続化体を、配管8を介して井戸1の下部の噴出部11から汚染領域100に供給する。そして、土壌中に供給されたオゾンガスおよび持続化体は、土壌中に散気されて気泡となり、汚染領域100の土壌中を上昇する。そして、当該気泡との土壌中の気液界面との濃度勾配を駆動力として、気泡中から土壌中にオゾンが溶解する。
In the step of supplying the ozone gas and the sustaining material, of the ozone gas generated by the
地下水に溶解したオゾンは、汚染物質(VOCなど)および土壌中の被酸化物質との反応、あるいはオゾンの自己分解により消費される。それらの反応に消費されなかったオゾンは地下水中で溶存オゾンとして検出される。地下水中で検出されるオゾンは、土壌中に浸透して汚染物質の分解に寄与する。さらに、持続化体は、地下水に溶解したオゾンの自己分解を抑制できる。よって、土壌中のオゾンガスが通過した位置から離れた位置にオゾンが到達できる。その結果、汚染領域の汚染物質の分解除去が停止することなく引き続き進行する。 Ozone dissolved in groundwater is consumed by reaction with pollutants (such as VOCs) and oxidized substances in soil, or by self-decomposition of ozone. Ozone not consumed in those reactions is detected as dissolved ozone in groundwater. Ozone detected in groundwater permeates the soil and contributes to the decomposition of pollutants. In addition, the sustainer can suppress the autolysis of ozone dissolved in groundwater. Therefore, ozone can reach a position away from the position where ozone gas has passed in the soil. As a result, the decomposition and removal of pollutants in the contaminated area continues without interruption.
次に、オゾンガスおよび持続化体と、加圧空気との供給および停止のタイミングについて、図4のタイミングチャートの例に基づいて説明する。
図4は、実施の形態1の浄化装置の1サイクル分の浄化方法について、一連の動作を示すものである。この具体例では、1サイクル分の動作を3つの工程T1、T2、T3に分けて示している。工程T1、T2、T3は、それぞれ、オゾンガス、持続化体、および加圧空気の供給、あるいは停止のタイミングを示している。なお、図4に示したタイミングチャートは一例であり、例えば、オゾンガス、持続化体、加圧空気のいずれも供給しない停止時間が存在する場合など、他の例も考えられる。
Next, the timing of supply and stop of the ozone gas and the sustainer and the pressurized air will be described based on the example of the timing chart of FIG.
FIG. 4 shows a series of operations for the purification method for one cycle of the purification device of the first embodiment. In this specific example, the operation for one cycle is divided into three steps T1, T2, and T3. Steps T1, T2, and T3 indicate the timing of supplying or stopping the supply or stop of ozone gas, the sustainer, and the pressurized air, respectively. The timing chart shown in FIG. 4 is an example, and other examples may be considered, for example, when there is a stop time in which none of the ozone gas, the sustaining body, and the pressurized air is supplied.
図4に示した浄化方法について説明する。まず、T1工程では、バルブ602は閉状態とし、加圧空気を汚染領域100に供給する。原料ガス供給部3は原料ガスを、また持続化体供給部4の持続化体流量調整部4aは持続化体を、それぞれオゾン発生器2に供給し、持続化体供給部4の持続化体流量調整部4bは持続化体を供給しない(供給を停止する)。
The purification method shown in FIG. 4 will be described. First, in the T1 step, the
次に、T2工程では、バルブ602を開状態とし、原料ガス供給部3は原料ガスを、また持続化体供給部4の持続化体流量調整部4aは持続化体を、それぞれオゾン発生器に供給し、オゾン発生器は発生させたオゾンガスを、持続化体供給部4の持続化体流量調整部4bは持続化体をそれぞれ、第一の流路切替え部を介して井戸1に供給し、加圧空気の供給を停止する。
Next, in the T2 step, the
T3工程は、バルブ602を閉状態とし、原料ガス供給部3は原料ガスを供給し、持続化体流量調整部4aは持続化体を供給し、持続化体流量調整部4bの供給を停止する(停止)。加圧空気の供給は停止状態を維持する(停止)。このような場合の、第一の流路切替え部6aおよび第二の流路切替え部6bの開閉状態、持続化体流量調整部4aおよび持続化体流量調整部4bの制御について説明する。なお、浄化装置を駆動させる前は、第一の流路切替え部および持続化体流量調整部はいずれも閉状態とする。
In the T3 step, the
T1工程の開始のタイミングに、制御部5は第五信号線9eを介して第二の流路切替え部6bを開状態とし、制御部5は第三信号線9cを介して加圧流体供給部7を駆動して、加圧空気の供給を開始する。制御部5は第四信号線9dを介してバルブ603を開状態とし、第一信号線9aを介してオゾン発生器2を駆動する。このとき、持続化体流量調整部4bは停止状態を維持し、第一の流路切替え部6aのバルブ602は閉状態を維持する。
At the start timing of the T1 process, the
次に、T2工程の開始のタイミングに、制御部5は、第五信号線9eを介して第二の流路切替え部6bを閉状態とし、加圧空気の供給を停止する。その後、制御部5は、第四信号線9dを介してバルブ602を開状態とし、バルブ603を閉状態とする。
Next, at the timing of starting the T2 process, the
続いて制御部5は、第二信号線9bを介して持続化体流量調整部4bから持続化体を配管21に送出し、第一信号線9aを介してオゾン発生を開始する。このとき、第一の流路切替え部6aで圧力計等により測定している第一の圧力測定値が第二の圧力測定値と同一、または第一の圧力測定値が第二の圧力測定値より高い場合にT1工程とT2工程を切り替えることができる。
Subsequently, the
これにより、井戸1に注入するガスを加圧空気から原料ガスに切り替えた後に、井戸1から土壌中に原料ガスが注入されずガスが逆流を防止することができ、オゾン発生器2の故障を防止できる。
As a result, after switching the gas to be injected into the well 1 from the pressurized air to the raw material gas, the raw material gas is not injected into the soil from the well 1 and the gas can be prevented from flowing back, so that the
T3工程の開始のタイミングに、制御部5は、第一信号線9aを介してオゾン発生を停止させる。オゾン発生の停止と同期して、第二信号線9bを介して持続化体流量調整部4bから配管21への持続化体の送出を停止する。所定時間経過後、第四信号線9dを介して第一の流路切替え部6aのバルブ602を開状態から閉状態にし、バルブ603を閉状態から開状態に切り替える。
At the start timing of the T3 process, the
バルブ602および603の切り替えにともない、配管21内のガスは配管101を介して排ガス処理部10に導入される。この工程により、配管8および井戸1内のオゾンガス濃度を低く維持することができ、浄化処理停止期間中にオゾンガスが大気に漏洩するリスクを抑えることができる。
With the switching of the
上記のように構成された実施の形態1の浄化装置および浄化方法によれば、酸素ガスと持続解体を混合したガスをオゾン発生器2に導入し、前記混合ガスを地下水への注入を開始する信号と同時に、持続化体流量調整部4bから持続化体を前記混合ガスに供給する。
According to the purification device and purification method of the first embodiment configured as described above, a gas in which oxygen gas and continuous dismantling are mixed is introduced into the
このように制御すれば、最適な条件でオゾン発生器2を運転するとともに、浄化エリアの水質に合わせて持続化体の注入量を調整できる。オゾンガスとともに、地下水に溶解するオゾンを持続させる持続化体を供給することにより、地下水中でのオゾンの自己分解が抑制されて、地下化水中のオゾン濃度が維持されるとともに、土壌中の汚染物質の分解除去が促進される。
With this control, the
さらに、前記混合ガスを地下水への供給を開始した後に、オゾン発生を開始することにより、混合ガスが井戸1から地下水中に注入されずに逆流した場合の、オゾンガス逆流によるオゾン発生器2の故障を防止できる。
Further, by starting ozone generation after starting the supply of the mixed gas to the groundwater, when the mixed gas flows back from the well 1 without being injected into the groundwater, the
以上のように、本実施の形態1の浄化装置および浄化方法によれば、汚染領域の地下水の水質変化に合わせて浄化に必要な持続化体の注入量を調整することにより、汚染物質の分解除去を向上できる。また、汚染領域の地下水の水質変化に合わせて浄化に必要なオゾンの注入量を調整することにより、地下水中の汚染物質の分解除去に必要なオゾンを注入することができる。また、オゾンガスと同時に持続化体を地下水に注入することにより、地下水に溶解したオゾンの自己分解を抑制し、地下水中の溶存オゾン濃度を維持して地下水中の汚染物質を酸化分解できる。 As described above, according to the purification device and purification method of the first embodiment, the decomposition of the contaminated substance is performed by adjusting the injection amount of the sustaining substance required for purification according to the change in the water quality of the groundwater in the contaminated area. Removal can be improved. Further, by adjusting the injection amount of ozone required for purification according to the change in the water quality of the groundwater in the contaminated area, the ozone required for the decomposition and removal of pollutants in the groundwater can be injected. Further, by injecting a sustaining substance into groundwater at the same time as ozone gas, self-decomposition of ozone dissolved in groundwater can be suppressed, the concentration of dissolved ozone in groundwater can be maintained, and pollutants in groundwater can be oxidatively decomposed.
さらに、地下水に注入するガスを切り替え後、スパージング井戸から地下水にガスが注入されず、ガスが逆流することを防止でき、オゾン発生器の故障を予防できる。さらに、オゾン発生器の後段で持続化体を添加することにより、オゾン発生器は一定条件で運転しながら、汚染領域の地下水の水質変化に合わせて浄化に必要な持続化体量を地下水に注入することができる。 Further, after switching the gas to be injected into the groundwater, the gas is not injected into the groundwater from the sparging well, and the gas can be prevented from flowing back, and the failure of the ozone generator can be prevented. Furthermore, by adding a sustaining substance after the ozone generator, the ozone generator is operated under certain conditions, and the amount of sustaining substance required for purification is injected into the groundwater according to changes in the groundwater quality of the contaminated area. can do.
実施の形態2
実施の形態2に係る浄化装置200bについて、以下図を用いて説明する。実施の形態2の浄化装置200bは、オゾンガス、持続化体および加圧空気に加えて、吸引した土壌中の排ガスにおけるオゾンガス濃度を測定し、土壌へのオゾン注入率を制御する機構を備えたものである。
The
図5は、実施の形態2による浄化装置の構成を示す図である。図において、上記実施の形態1と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。この実施の形態では、汚染領域100の土壌中に挿入され、汚染領域100の土壌中の排ガスを吸引する吸引部としての吸引井戸13を備える。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a purification device according to the second embodiment. In the figure, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this embodiment, a
ここでは、汚染領域100の土壌中のガスを吸引するための吸引部として、汚染領域100の土壌中に形成される吸引井戸13を代表例として示し、この吸引井戸13を前提にして、以下説明する。
Here, a suction well 13 formed in the soil of the contaminated
配管21には、オゾン発生器2と第三の流路切替え部6cとの間にオゾン濃度測定部12が配置される。オゾン濃度測定部12は、配管121を介して第三の流路切替え部6cに接続されるとともに、第七信号線9gを介して制御部5に接続される。吸引井戸13には、配管131が接続される。配管131には、測定部としての排ガス測定部14が接続される。排ガス測定部14は第八信号線9hを介して制御部5に接続され、制御部5に測定結果を送信する。吸引ブロワ16は、配管151により排ガス処理部15と接続されるとともに、第九信号線9iを介して制御部5に接続され、制御部5により制御される。具体的には、制御部5は、吸引ブロワ16の吸引開始のタイミングおよび吸引ガス流量の動作を制御する。
In the
排ガス測定部14は、吸引された排ガス中のオゾンガス濃度を測定し、測定結果を制御部5に送信する。吸引ブロワ16は、配管131を介して、吸引井戸13からガスを吸引させるための吸引部としてのブロワであり、さらに、排ガス処理部15にて排ガス処理されたガスを大気に放出する。
The exhaust
制御部5は、排ガス測定部14にて測定されたオゾンガス濃度に基づいて、オゾン発生器2、持続化体供給部4、加圧流体供給部7、または、吸引ブロワ16の少なくともいずれかひとつを制御する。なお、必要に応じ、第六信号線9fを介して、原料ガス供給部3を制御する。
The
なお、以上においては、汚染領域100の土壌中のガスを吸引するための吸引部として、土壌中に形成される吸引井戸13を例に説明したが、これに限られることはなく、例えば、汚染領域100上において井戸1周辺の地表面にカバーを設置し、吸引井戸13の代わりに汚染領域100の土壌中のガスを吸引するための吸引部としてもよい、また、これらの両方を設置する構成としてもよい。
In the above, the suction well 13 formed in the soil has been described as an example as a suction part for sucking the gas in the soil of the contaminated
次に上記のように構成された本実施の形態2の浄化装置の浄化方法について説明する。なお、オゾンガス、持続化体、および、加圧空気の供給方法は、上記実施の形態1と同様であるため、その詳細な説明は省略する。 Next, a purification method of the purification device of the second embodiment configured as described above will be described. Since the method of supplying ozone gas, the sustaining body, and the pressurized air is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
汚染領域100の土壌に井戸1からオゾンガスが注入されると、土壌中にオゾンガスが散気される。土壌中に注入されたオゾンガスは、土壌中では気泡となって土壌中を移動し、土壌中の土壌表面に到達する。
When ozone gas is injected from the well 1 into the soil of the contaminated
土壌表面から地上表面までの土壌中では、土壌中のガスは土壌粒子の間隙を移動する。そして、当該土壌中のガスは吸引ブロワ16を用いて吸引井戸13から吸引され、土壌中に注入されたガスは地上へと排出が促進される。そして、当該排ガスは吸引井戸13および配管131を経て、排ガス処理部15に導入される。そして、当該排ガスは排ガス処理部15でオゾンおよびVOCなどが除去され、排ガス処理が行われる。そして、VOCおよびオゾンが除去され排ガス処理が行われた土壌中のガスは、吸引ブロワ16を経て大気に開放される。
In the soil from the soil surface to the ground surface, the gas in the soil moves between the gaps of the soil particles. Then, the gas in the soil is sucked from the suction well 13 by using the
排ガス測定部14にて測定されたオゾンガス濃度の結果は、第八信号線9hを介して制御部5に送信される。制御部5は、取得したオゾンガス濃度の測定結果に基づいて、浄化方法の工程を切り替える。
The result of the ozone gas concentration measured by the exhaust
T3工程では、地下水に注入するオゾンガス濃度が0g/m3より大きな値であって、かつ10g/m3以下の値に低下した後、望ましくは0g/m3より大きな値であって、かつ3g/m3以下の値に低下した後、第四信号線9dを介して、第一の流路切替え部6aのバルブ602を開状態から閉状態にし、バルブ603を閉状態から開状態に切り替える。これにより、浄化装置と井戸1を接続する配管8内のオゾン濃度を低く管理でき、浄化装置が停止中にオゾンが大気に漏洩することを防止できる。
In the T3 step, the ozone gas concentration injected into the groundwater is a value larger than 0 g / m 3 and drops to a value of 10 g / m 3 or less, and then preferably a value larger than 0 g / m 3 and 3 g. After the value drops to / m 3 or less, the
排ガス測定部14にて測定されたオゾンガス濃度の結果は、第七八信号線9ghを介して制御部5に送信される。制御部5は、取得したオゾンガス濃度の測定結果に基づいて、オゾンガス濃度が浄化装置として予め求められている所定値となるように、オゾン発生器2、持続化体供給部4、および吸引ブロワ16のうち、少なくとも1つに信号を送信して、土壌中の土壌に注入するオゾンガスの濃度、オゾンガスの流量、持続化体の注入量、各工程の切り替えのタイミングあるいは吸引井戸13において吸引する排ガス流量、すなわち吸引ブロワ16の動作を制御する。
The result of the ozone gas concentration measured by the exhaust
上記のように構成された実施の形態2の浄化装置によれば、上記実施の形態1と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、前記土壌中に挿入される吸引井戸13を用いて前記土壌中の排ガスを吸引する浄化装置において、前記吸引井戸13に接続された排ガスを処理する排ガス処理部15を備えたので、土壌中の浄化の程度に基づいて発生する排ガスを簡便に処理できる。
According to the purification device of the second embodiment configured as described above, not only the same effect as that of the first embodiment is obtained, but also the soil is provided by using the suction well 13 inserted into the soil. In the purification device that sucks the exhaust gas inside, since the exhaust
以上のように、本実施の形態2の浄化装置および浄化方法によれば、汚染領域の地下水の水質変化に合わせて浄化に必要なオゾン濃度を調整することにより、汚染物質の分解処理時間を短縮できる。 As described above, according to the purification device and purification method of the second embodiment, the decomposition treatment time of pollutants is shortened by adjusting the ozone concentration required for purification according to the change in the water quality of the groundwater in the contaminated area. can.
本開示は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、ひとつ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくともひとつの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくともひとつの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Although the present disclosure describes various exemplary embodiments and examples, the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are applications of a particular embodiment. It is not limited to, but can be applied to embodiments alone or in various combinations. Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed herein. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.
1 井戸(スパージング井戸)、2 オゾン発生器、3 原料ガス供給部、4 持続化体供給部、4a、4b 持続化体流量調整部、4c 貯蔵部、5 制御部、6a 第一の流路切替え部、6b 第二の流路切替え部、6c 第三の流路切替え部、7 加圧流体供給部、8、21、31、41、42、71、101、121、131、151 配管、9a 第一信号線、9b 第二信号線、9c 第三信号線、9d 第四信号線、9e 第五信号線、9f 第六信号線、9g 第七信号線、9h 第八信号線、9i 第九信号線、11 噴出部、12 オゾン濃度測定部、13 吸引井戸、14 排ガス測定部、15 排ガス処理部、16 吸引ブロワ、100 汚染領域、200a、200b 浄化装置、600 第一測定部、601 第二測定部、602、603 バルブ 1 Well (sparging well), 2 Ozone generator, 3 Raw material gas supply unit, 4 Sustainable fluid supply unit, 4a, 4b Sustainable fluid flow control unit, 4c Storage unit, 5 Control unit, 6a First flow path switching Section, 6b Second flow path switching section, 6c Third flow path switching section, 7 Pressurized fluid supply section, 8, 21, 31, 41, 42, 71, 101, 121, 131, 151 Piping, 9a No. 1 signal line, 9b 2nd signal line, 9c 3rd signal line, 9d 4th signal line, 9e 5th signal line, 9f 6th signal line, 9g 7th signal line, 9h 8th signal line, 9i 9th signal Line, 11 Ejection part, 12 Ozone concentration measurement part, 13 Suction well, 14 Exhaust gas measurement part, 15 Exhaust gas treatment part, 16 Suction blower, 100 Contaminated area, 200a, 200b Purifier, 600 First measurement part, 601 Second measurement Department, 602, 603 valve
Claims (6)
前記オゾン発生器の入口側に設置され、前記オゾンガスの原料となる流体を前記オゾン発生器に供給する原料ガス供給部と、
前記オゾン発生器の出口側に設置され、バルブを有して流体の流路を切替える流路切替え部と、
前記オゾン発生器の入口側、および出口側の双方に接続され、前記オゾンガスの自己分解を抑制する持続化体を前記オゾン発生器に供給するとともに、前記流路切替え部を介して前記スパージング井戸に前記持続化体を供給する持続化体供給部と、
前記オゾン発生器、前記流路切替え部、および前記持続化体供給部に対して別個に指令信号を送信することにより、前記スパージング井戸に前記オゾンガスを供給した状態で、前記持続化体を前記スパージング井戸に供給する制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする浄化装置。 A purification device that purifies groundwater by supplying ozone gas generated by an ozone generator to a sparging well in the soil.
A raw material gas supply unit installed on the inlet side of the ozone generator and supplying a fluid as a raw material for the ozone gas to the ozone generator.
A flow path switching unit installed on the outlet side of the ozone generator and having a valve to switch the fluid flow path,
A sustainer that is connected to both the inlet side and the outlet side of the ozone generator and suppresses autolysis of the ozone gas is supplied to the ozone generator, and is connected to the sparging well via the flow path switching portion. The sustaining body supply unit that supplies the sustaining body and
By separately transmitting a command signal to the ozone generator, the flow path switching unit, and the sustaining body supply unit, the sustaining body is sparged while the ozone gas is supplied to the sparging well. A control unit that controls the supply to the well,
A purification device characterized by being equipped with.
前記制御部は、前記オゾン発生器の流体出口での流体の圧力が前記スパージング井戸に流入する流体入口での流体の圧力よりも小さい場合に、前記流路切替え部を閉状態にし、前記持続化体供給部からの前記持続化体の供給を停止し、前記オゾン発生器でオゾンガス発生を停止する制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の浄化装置。 The flow path switching portion is provided in the middle of a pipe that supplies the ozone gas and the sustaining material to the sparging well.
When the pressure of the fluid at the fluid outlet of the ozone generator is smaller than the pressure of the fluid at the fluid inlet flowing into the sparging well, the control unit closes the flow path switching unit and sustains the flow. The purification device according to claim 1, wherein the supply of the sustaining fluid from the body supply unit is stopped, and the ozone generator is controlled to stop the generation of ozone gas.
前記持続化体は炭酸ガスであり、
前記制御部は、前記地下水の水質測定結果に基づき、前記持続化体供給部から供給される前記持続化体の量を調整することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の浄化装置。 Equipped with an exhaust gas measurement unit
The sustainer is carbon dioxide
The purification device according to claim 1 or 2, wherein the control unit adjusts the amount of the sustaining body supplied from the sustaining body supply unit based on the water quality measurement result of the groundwater. ..
前記制御部は、前記オゾン濃度測定部により測定された地下水に注入するオゾンガス濃度の測定結果、あるいは前記地下水から回収したオゾンガス濃度の測定結果に基づき、前記オゾン発生器で発生するオゾンガスの濃度を調整することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の浄化装置。 Equipped with an ozone concentration measuring unit
The control unit adjusts the concentration of ozone gas generated by the ozone generator based on the measurement result of the ozone gas concentration injected into the ground water measured by the ozone concentration measuring unit or the measurement result of the ozone gas concentration recovered from the ground water. The purification device according to any one of claims 1 to 3, wherein the purifying device is characterized in that.
オゾン発生器でオゾンガスを発生させる第1のステップと、
前記オゾンガスの自己分解を抑制する持続化体を前記スパージング井戸に導入する第2のステップと、
前記オゾン発生器の出口での流体の圧力および前記スパージング井戸の入口での流体の圧力を計測する第3のステップと、
前記オゾン発生器の出口での流体の圧力が前記スパージング井戸の入口での流体の圧力よりも小さい場合に、前記オゾン発生器の出口側に設置されたバルブを開状態にし、前記オゾン発生器で発生させた流体を前記スパージング井戸に導入する第4のステップと、
を含むことを特徴とする浄化方法。 In a purification method that purifies groundwater using sparging wells that are inserted into the soil
The first step to generate ozone gas with an ozone generator,
The second step of introducing the sustainer that suppresses the autolysis of ozone gas into the sparging well, and
A third step of measuring the pressure of the fluid at the outlet of the ozone generator and the pressure of the fluid at the inlet of the sparging well, and
When the pressure of the fluid at the outlet of the ozone generator is smaller than the pressure of the fluid at the inlet of the sparging well, the valve installed on the outlet side of the ozone generator is opened and the ozone generator is used. The fourth step of introducing the generated fluid into the sparging well, and
A purification method characterized by containing.
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JP (1) | JP2021171696A (en) |
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2020
- 2020-04-24 JP JP2020077210A patent/JP2021171696A/en active Pending
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