JP3230020U - 土壌浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】住宅等の小規模サイトの油汚染土壌を、むらなく安価に浄化する土壌浄化装置を提供する。【解決手段】土壌浄化装置であって、木質バイオマスタンク３、土壌投入装置、加熱浄化装置２及び制御装置を自動車３２に搭載し、加熱浄化装置が加熱炉７とその加熱炉の上部に設けた加熱槽８から成り、加熱炉に、木質バイオマスタンクから供給される木質バイオマスを燃焼させるバーナー６を付設し、加熱槽に土壌攪拌翼１２を設けるとともに、加熱槽の上部に土壌投入口１０を設置し、その土壌投入口に近接して土壌投入装置を設置した。【選択図】図２

Description

本考案は、油によって汚染された土壌を浄化する装置に関するものである。

北海道を始めとする寒冷な地方においては、住宅や事務所等の冬季暖房や給湯設備は欠かすことができない設備である。これらの設備には主に灯油が使用されており、特に北海道においては戸建住宅の９割、集合住宅の６割を占めている。
近年、灯油等を貯蔵するホームタンクや配管からの漏洩事故が多発しており、汚染された土壌の油臭や油膜等による環境汚染が生じている。そのため各自治体から土壌の浄化が強く求められている。

住宅等の小規模サイトにおいて、汚染土壌の原因となっている油種の大半は、灯油、ガソリン、軽油等の軽質油である。これらの軽質油によって汚染した土壌の浄化も、他の汚染物質の場合と同様に、掘削した土壌を土壌処理場や廃棄処理場に搬送して行われるのが一般的である。掘削した跡には清浄土を埋め戻す必要がある。しかしこの方法は費用が高額となるため、汚染状態のままとなっている事例も少なくない。

ガソリンスタンド跡地等の、中規模の土壌汚染サイトの浄化コストを低減するために、小型の浄化処理装置を設置して浄化処理を行い、土壌の搬送を省略する方法が行われている。しかしさらに小規模の住宅等では、可搬型浄化処理装置を設置することが困難なことも多い。
これらの小規模汚染サイトにおいて浄化を行う車載型の設備が、特許文献１、非特許文献１および特許文献２等に開示されている。

特許文献１の方法は、浄化装置一式をトレーラーに搭載して現地に移動し、車上において浄化するものである。搭載した浄化炉に汚染された土壌を投入し、炉の内部に設けた螺旋状の流動炉床を降下させながら、約５００℃の過熱水蒸気を吹き付けて汚染物質を分離・除去する。細かい土壌粒子の隙間に浸透している汚染物質を除去するために、流動路床の全長に沿って多数の蒸気吐出ノズルが配設されている。さらに汚染土壌の降下を促進するために、流動炉床を振動させる構造となっている。

しかしこの装置は、蒸気ボイラー、蒸気過熱装置、多層の流動床炉および多数のノズルを有する複雑な構造のため、設備費が高額とならざるを得ない。また流動路床上の汚染土壌自身は、攪拌されることなく自重で降下する構造であって、降下速度を制御できない。そのため個別の汚染サイトごとに汚染度、粒度、密度等が異なる汚染土壌を、むらなく除去処理するのは容易ではない。

非特許文献１も、４００〜５００℃の過熱水蒸気を使用する車載型の浄化装置である。ロータリーキルンの中で油汚染土壌に噴射することが特許文献１と異なるが、やはり蒸気ボイラー、蒸気過熱装置等の高額な設備が必要である。またロータリーキルンは、処理する土壌の量に対して設備容積が大きくなり、周方向シールも高価なものを使用しなければならないため、設備費および燃料費が高額となる。

特許文献２は、浄化設備を小型ユニット化してトラックで搬送し、汚染サイトにおいて組み立てて使用するものである。トラックから設備全体の荷下ろしと組立を行い、浄化処理終了後にも解体と荷積みを実施しなければならない。
またキルン型の乾燥炉と保存炉の２基が必要なため設備費が高価となるほか、前述したように、キルン型は浄化処理量に対して設備容積が大きいため、燃料費も高額となる。
特開２００６―１１６４８２ 科学技術振興機構報 第５０４号（平成２０年４月９日） 特開２００２―２００４７９

本考案の目的は、小規模サイトにおいて軽質油で汚染された土壌を、むらなく安価に浄化する装置である。

本考案は、土壌投入装置、木質バイオマスタンク、加熱浄化装置、土壌排出装置、油分回収装置および制御装置を自動車に搭載し、加熱浄化装置が木質バイオマス加熱炉と、その加熱炉上部に設置した加熱槽から成り、加熱槽に攪拌翼、汚染土壌投入口および浄化土壌排出ゲートを設置し、油分回収装置が蒸発ガスを冷却器に誘導する吸引ファンと、誘導された蒸発ガスを液化する冷却器と、その冷却器に冷却水を供給する冷却塔で構成される土壌浄化装置である。

さらに同木質バイオマスを加熱バーナーに供給するための燃料投入コンベアを搭載する。

加熱槽は、その中に汚染土壌を投入して、攪拌翼で土壌を攪拌しながら加熱する装置である。加熱槽に設置する攪拌翼は、加熱槽の中心に垂直に設置した回転軸に固定して、モーターで汚染土壌内を旋回させる。

土壌排出装置は、加熱槽の底部に設けた土壌排出ゲートと、そのゲートから加熱炉を貫通して炉外に開口する土壌排出管で構成される。加熱槽において浄化処理が終了したあと、土壌排出ゲートを開けて浄化された土壌を槽外に排出する。

汚染土壌の蒸発時間を短縮するために、加熱槽の裏面に伝熱フィンを設ける。

本考案は、装置一式を搭載した自動車を汚染サイトに移動し、車上で浄化処理して実施するため土壌を汚染サイトから搬出および搬入する必要がない。また設備そのものを現地において積み下ろし・積み込みする必要もないため、作業コストを低減できる。

また加熱浄化設備の構造が簡素で可動部分が少なく、実加熱容積に対する設備容積が従来のロータリーキルンよりも小さいため、設備製造費も安価である。可動部分が少ないことは、故障や操業トラブルの減少につながり、操業コストも安価となる。

また本考案は、汚染土壌を加熱槽内で攪拌しながら加熱するため、土壌をむらなく短時間で浄化できる。

さらに燃料として木質バイオマスを使用するため、地球温暖化の防止に貢献できるほか、従来は産業廃棄物として処理されている汚染土壌を再利用できる。

本考案の実施状況を示す平面配置図である。 本考案の実施状況を示す側面配置図である。 本考案を用いた土壌浄化工程の説明図である。

本考案の実施形態を主に図２を用いて説明する。
本装置を自動車等３２に搭載した本装置を小規模の油汚染サイトに移動し、汚染箇所の近くに停車して車止め等によって固定する。次に汚染された土壌を油圧ショベル等で掘削して、その近くに堆積する。

続いて木質バイオマスタンク３に収納されている木質バイオマスを、燃料投入コンベア４を用いて木質バイオマス燃料投入口５から木質バイオマス加熱バーナー６に投入し、点火する。これによって加熱された加熱炉７の上部に設置された加熱槽８に、汚染土壌を供給コンベア１によって土壌投入口１０から加熱槽８に投入し、攪拌翼１２によって汚染土壌を攪拌する。
さらに汚染土壌の蒸発時間を短縮するために、加熱槽の裏面に伝熱フィン３０を設け、また燃焼ガスは、燃焼ガス排出管１６より排出される。

加熱することによって加熱槽８内の油分が蒸発し、土壌の異臭が減少しやがて消失する。土壌の臭気の有無は、加熱槽の蓋に設けたサンプリング窓から少量の土壌を採取して、作業者の感覚によって判定する。この異臭が感じられなくなった土壌中の油分は、化学分析によって検出できない１０ｍｇ／ｋｇ未満のレベルに達している。
臭気が消失した時点で、加熱と攪拌を終了して土壌排出ゲート１３を開き、土壌排出管１４を通り下方の土壌排出オーガ９上に落下させて車外へ搬出する。

加熱槽８から発生した蒸発分は、吸引ファン１８によって蒸発ガス排出管１５を経由して冷却器２０に導かれ、冷却水配管２８を通り、冷却塔２１から循環ポンプ２２により循環させている冷却水によって液化する。凝縮液化した油分は凝縮液排出口１９および油分回収配管３１を通り油水分離装置２３において油分２４と水分２５に分離される。蒸発成分中の粉塵は、蒸発ガス排出管１５と冷却塔２０の中間に設けた集塵機１７によって除去される。
冷却器２０において液化しなかった非凝縮ガスは、非凝縮ガス管２６を経由して加熱バーナー６に戻される。

戸建て住宅において、使用している容量５００リットルのホームタンクが破損して灯油が漏洩している事故が発生した。すでに周辺の土壌が汚染されていることが判明したため、小型の油圧ショベルによって汚染土壌を約１３ｍ^３掘削した。

掘削した土壌の近くに、本考案の装置一式を搭載した自動車を乗り入れて固定した。次に、木質バイオタンク３に搭載してきた木質ペレットを、燃料投入口５から、燃料投入コンベア４を用いて木質ペレットを投入し、加熱バーナー６を用いて加熱槽の乾燥加熱を開始した。加熱槽の裏面には、高さ約５ｃｍ・長さ１７５〜１０５ｃｍ・幅０．４ｃｍのフィン１４本を設置してある。
土壌温度の均質化と油分の蒸発速度向上のために、浄化処理中は攪拌翼１２によって攪拌を継続した。各範囲用いた攪拌翼は、縦横約２０ｃｍの鉄板製６枚とし、それぞれの翼を回転方向に対して異なる角度で配置した。

加熱槽内の温度３００℃において約１時間加熱することによって、目標とする異臭のない状態に達した。臭気判定は、加熱槽の蓋に設けたサンプリング窓から約２００ｇの土壌を採取して、作業者の感覚で行った。
所要時間は、浄化処理回数が増えるにしたがって短縮できる。

異臭のなくなった浄化処理土壌は、加熱槽の下部の土壌排出ゲート１３を開いて、加熱炉の下方に設置されている土壌排出オーガ９上に落した。油分分析をおこなったところ、油分は検知できないレベルであった。浄化処理土壌は、常温に冷却したのち掘削跡に埋め戻した。

加熱槽８から発生した蒸発ガスは吸引ファン１８によって吸引し、冷却器２０において、冷却塔２１から循環している冷却水によって液化される。凝縮した液体は油分回収配管３１を通り油分分離装置２３に導き、上下２層に分け油分と水をそれぞれの排出口２４と２５から回収した。

冷却器２０内で凝縮しなかったガス成分は、吸引ファン１８によって加熱バーナー６に投入した。

１ 土壌投入コンベア
２ 加熱浄化装置
３ 木質バイオマスタンク
４ 燃料投入コンベア
５ 木質バイオマス燃料投入口
６ 木質バイオマス加熱バーナー
７ 加熱炉
８ 加熱槽
９ 土壌排出オーガ
１０ 土壌投入口
１１ 撹拌機
１２ 攪拌翼
１３ 土壌排出ゲート
１４ 土壌排出管
１５ 蒸発ガス排出管
１６ 燃焼ガス排出管
１７ 集塵機
１８ 吸引ファン
１９ 凝縮液排出口
２０ 冷却器
２１ 冷却塔
２２ 循環ポンプ
２３ 油水分離装置
２４ 油分排出口
２５ 水分排出口
２６ 非凝縮ガス管
２７ 発電機
２８ 冷却水配管
２９ 制御盤
３０ 伝熱フィン
３１ 油分回収配管
３２ 自動車等

Claims (1)

1. 土壌浄化装置であって、木質バイオマスタンク、土壌投入装置、加熱浄化装置、油分回収装置および制御装置を自動車等に搭載し、加熱浄化装置が木質バイオマス加熱炉と、その加熱炉上部に設置した加熱槽から成り、加熱槽の内部に攪拌翼、上部に土壌投入口、底部に土壌排出ゲートを有し、油回収装置が蒸発ガスを冷却器に誘導する吸引ファンと、誘導された蒸発ガスを液化する冷却器と、その冷却器に冷却水を供給する冷却塔で構成される土壌浄化装置。

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