JP3446144B1 - 気液撹拌混合土壌洗浄装置 - Google Patents

気液撹拌混合土壌洗浄装置

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Abstract

【要約】 【課題】 揮発性有機化合物の汚染土壌の浄化に、ブロ
ワもコンプレッサーも使わずに、土壌中で、送気、送
水、土壌撹拌の3作業が、原理的に常に近接場所で、同
時にでき、簡単な設備で、維持管費の小さい、動力費の
小さい浄化効果の高い、有害物質や重金属汚染にも使用
できる気液撹拌混合土壌洗浄装置を提供する。 【手段】 撹拌混合機械の回転機器の回転軸の内部を空
洞状にして、気液ポンプを使用して、気液を共に圧送し
て同一のパイプ内を通過させ、土壌中の撹拌混合の羽根
等の回転する回転軸から土壌中に放出し、撹拌混合して
土壌を常に好気性に保ちバイオレメディエーション効果
を促進させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、土壌洗浄等の中でも、
揮発性有機化合物(VOC)に汚染された土壌を生物的
手法(バイオレメディエーション方式)の汚染対策の分
野に効果が発揮できるもので、この他、油分の分離、分
解手法、重金属類汚染の分離、抽出にも使用でき、薬品
その他の混入物を混入して圧送することで汚染物処理の
分野にも使用できるものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、土壌中のVOC関連汚染の対
策は多数提案されており、汚染の種類、汚染物質、汚染
の程度、土質、処理方法等によって百家繚乱の状況にあ
る。この中で、気液を土壌中へ注入し、撹拌混合して土
壌中を好気性に保つ生物的手法(バイオレメディエーシ
ョン方式)は、効果が大きく低コストとされている。こ
の方法は原位置処理と域外処理の両方に使用できるため
参入者が多い。しかし、この方式は、土壌中へ給気(酸
素供給)、給水して、撹拌すると言う3作業があり、現
行には、給気(注気)のみ、給水(注水)のみの場合も
ある。これらバイオレメディエーション方式の内容は、
潜在機能を十分に発揮されているとは言えず、更に技術
改善の余地が多い。問題点として、 給気設備と給水設備が別系統となってるため、給気と
給水の場所が合致せず、また、給気と給水に時間差が起
き、この状態は混合が不十分となり、好気性バイオの活
力不足となり効果が小さくなると言う欠点がある。 さらに、給気量と給水量が適切であっても、時間的に
も場所的にズレた場合は効果は極めて小さくなる。 現行の手法は、給気、給水、撹拌の3作業が別々のラ
インであるため、時期、場所、量的に合致させることが
極めて困難と言う欠点がある。 また、給気のため、ブロワ又はコンプレッサーを使用
するため、設備や動力費を大きくする欠点があった。
【0003】すなわち、現行のバイオレメディエーショ
ン方式は、好気性微生物に威力を十分に発揮させる方法
として、原理的に困難と言う欠点を抱えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、土壌
のVOC関連汚染対策でのバイオレメディエーション方
式の、潜在機能を更に発揮させて、原理的欠点を解決す
る技術の開発にある。
【0005】本発明のさらなる目的は、土壌洗浄や浄化
において、土壌の撹拌混合、気体注入、液体注入の3作
業が、場所的、時期的、量的に適切に原理的に合致でき
る技術の開発にある。
【0006】本発明のもう一つの目的は、設備、維持管
理、動力費が大きい従来のブロワ又はコンプレッサーを
使わず、動力コストの小さい技術の開発にある。
【0007】本発明のもう一つの目的はバイオレメディ
エーション方式のみでなく、有害物質の無害化、固定化
にも利用できる技術の開発にある。
【0007】本発明の他の目的は、透水性の高い砂質、
透水性の低い粘土質、深浅いずれの場合にも効果が発揮
できる技術の開発にある。
【0008】本発明の他の目的は、実施場所として原位
置処理と域外処理のいずれの場合にも対応できる技術の
開発にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の目的を
達成するため、撹拌、混合、掘削、さく孔等を行うため
の回転機器1を備えた撹拌混合機械2において、回転機
器1の回転軸3の内部を空洞状に構成して気体と液体の
通路として回転軸3に接続機器4を付設する、回転軸3
の他端又は途中に単数又は複数の気液放出口5を設け
る、気体と液体を共に圧送する気液ポンプ7から気液圧
送管6を延伸して接続機器4に接続する、以上の構成で
あって、気液ポンプ7と撹拌混合機械2の稼動で、気液
ポンプ7の気体と液体は混合状態で気液圧送管6から接
続機器4を経て回転している回転軸3内に入り、気体と
液体は共に高圧の混合状態で気液放出口5から外部へ放
出され、外部の物質と撹拌混合することに特徴がある。
【0010】さらに本発明は、気液ポンプ7から圧送す
る気体と液体の中に、薬品、浄化促進をさせる微生物、
特殊材料等の液物、細粒固形物又は粉体物を混入して圧
送することに特徴がある。
【0011】
【実施の態様】本発明の、請求項1を図1に従って説明
すると、撹拌、混合、掘削、さく孔等を行うための回転
機器1を備えた撹拌混合機械2において、回転機器1の
回転軸3の内部を空洞状に構成して気体と液体の通路と
して回転軸3に接続機器4を付設する、回転軸3の他端
又は途中に単数又は複数の気液放出口5を設ける、気体
と液体を共に圧送する気液ポンプ7から気液圧送管6を
延伸して接続機器4に接続する、以上の構成であって、
気液ポンプ7と撹拌混合機械2の稼動で、気液ポンプ7
の気体と液体は混合状態で気液圧送管6から接続機器4
を経て回転している回転軸3内に入り、気体と液体は共
に高圧の混合状態で気液放出口5から外部へ放出され、
外部の物質と撹拌混合するものである。
【0012】さらに本発明は、気液ポンプ7から圧送す
る気体と液体の中に、薬品、浄化促進させる微生物、特
殊材料等の液物、細粒固形物又は粉体物を混入して圧送
するものである。
【0013】請求項1における『回転機器1』とは、撹
拌、混合、掘削、さく孔を行うための機械を意味し、回
転により、撹拌、混合、掘削、さく孔の作業を行うもの
で、『回転軸3の内部を空洞状に構成して気液の通路と
して』とは、気体と液体を共に回転軸3の内部を通過さ
せる構成にすることである、『接続機器4』とは、回転
しない気液圧送管6と回転する回転軸3を気密水密性を
保ちながら連通して回転自在に接続する機器を言い、通
常はロータリー継手又はスイベル継手等と言われている
が限定したものでない、『気液放出口15』とは、回転
軸3が回転中に回転軸3の内部から気液が汚染土壌9中
に放出されるための放出孔を言う、『気液ポンプ7』と
は、気液を共に圧送するポンプを言い、特許第3158
358号、特許第3184960号等を言う。
【0014】請求項2における『薬品』とは土壌浄化を
促進させる添加剤等で、液体の薬品以外のものでも溶解
する固形物は含むものとする。『浄化を促進させる微生
物』とはVOC関連のみでなく、油分、ダイオキシン等
の有害物質を分解する微生物、肥料をも含むものであ
る。『特殊材料の液物』とは有害物への中和剤や酸化剤
(過マンガン酸カリウム)等を含み、『細粒固形物又は
粉体物』とは鉄粉、セメント、石灰等を含み有害物質の
固化に利用することも含むものである。また、『微量の
触媒』とは、汚染土壌8中に棲息しており、汚染物質を
分解する微生物を活発に増殖させる触媒等を言う。
【0015】本発明は、VOC関連の汚染への対策が主
体であるが、重金属汚染に対しても気液の撹拌によって
重金属を分離抽出を容易にするものである。
【0016】本発明は主として、酸素を含む空気と水を
汚染土壌9に注入して、汚染土壌9の好気性微生物によ
る分解を促進し、主として現位置で浄化、安定化を行う
場合が多く、自然の浄化力を引き出すことを主体とする
ものである。すなわち、土中に注入された気体は、撹拌
混合されながら汚染土壌中で気泡となって上昇して好気
性を促進し、水と共に撹拌混合されながら土壌中で好気
性を促進し、土中の好気性微生物による分解を高めるも
のである。
【0017】気液ポンプ7を使用して回転軸から放出す
ることで、ブロワもコンプレッサーも使わず汚染土壌9
中へ気液を共に同時に、かつ、常に同一場所で気液と土
壌が撹拌、混合でき、気液の量的、時間的、場所的に、
ムラのない撹拌混合の3作業を共に可能にするものであ
る。
【0018】
【図1】では螺旋形の掘削羽根付き回転機器が示されて
いるが、他の如何なる形の回転機器でもよく、撹拌、混
合、掘削、さく孔等の機器で、撹拌混合ができればよく
回転機器の形状に限定はない。また、気液放出口5は、
単数でも複数でもよく放出口が目詰まり防止装置をつけ
てもよい。
【0019】気液ポンプ7の設置は固定式、移動式いず
れでもよく、撹拌混合機械2の回転軸に接続できる場所
で水の確保できる場所であればよく、限定はない。
【0020】回転軸は垂直に設置する場合が多いが、限
定するものではない、傾斜させても横方向でもよく、撹
拌混合できる方向ならば方向に限定はない。
【0021】VOC汚染の濃度が大きい場合は、気液注
入と撹拌することで汚染濃度を希釈し、好気性微生物で
浄化可能な環境を創出するものである。
【0022】送気、送水に気液ポンプを使用する理由
は、 撹拌作業の中心部に、気液を共に放出でき、撹拌作業
と時間的に常に合致(近接)した作業を、原理的に可能
にする。 ブロワもコンプレッサーも使わず土壌中へ送気、送水
ができる。 一つの動力源と、一つのパイプラインで送気、送水が
できる。 気液を共に圧送するため、圧送途上の高圧下で溶存酸
素を高めて土壌中で放出できる。 ブロワもコンプレッサーも使わないため、送気の動力
費が低くなる。 撹拌、混合の回転軸の回転する中心部で、常に気液を
共に放出できる。 無騒音、無振動的で、通常は騒音、振動対策費が不要
となる。 以上の〜の理由に示した技術は、現在のバイオレメ
ディエーション方式では、他の如何なる土壌浄化技術に
も存在しない。
【0023】気液ポンプ7から圧送する気体と液体の体
積割合は半々が標準であるが、気体は高圧化で体積縮小
するため多少多めにする場合が多い、気体7割、液体3
割も可能でこの逆の設定も容易である。気液の割合の調
整は、気液ポンプでの気液の流入口の形状、又は、気液
ポンプの浸水位を調整することで容易に可能である。
【0024】気液は、気液ポンプ7から気液圧送管6を
経て、接続機器4、回転軸3を順次通過して気液放出口
5から、外部の撹拌混合中の土壌中に放出される、気液
は土壌中に入って流動化してベアリング効果が起き、撹
拌、混合の回転作業が容易になり、流動化と共に気液は
上昇しながら好気性を促進する。地表まで上昇した気体
は、空気汚染がある場合はガス処理を行い、ない場合は
そのまま大気中に放散する、この場合、土壌中から上昇
した汚染気体を、シート等で覆って集気して空気浄化し
て外部へ放気してもよい。液体は湧出水12となって表
層に貯留して、水質の汚染度合いによっては汚水処理場
へ送水して水処理する場合もある。
【0025】気液を土壌中に注入して撹拌混合するため
土壌は体積膨張する、そのため、土壌は盛り上がった状
態となり、注入水は土壌中から沸き上がって湧出水12
となり周辺に拡散し作業が困難になる、これを防止する
ため土壌中に仕切11を設置してもよい。
【0026】土壌洗浄によって膨軟化した土壌を早急に
元の土壌に復元するため、人工的に振動(バイブレータ
ー等による)を加えたり、真空ポンプで土壌中の気液を
吸引したり、土壌中に排水渠等を設けて洗浄に使用した
地下水を排除してもよい。
【0027】
【発明の効果】本発明によると、送気、送水、土壌撹拌
の3作業が、常に同じ場所で、同時に行われ、気液の量
的にも調整ができ、現行のバイオレメディエーション方
式の浄化に潜在的機能を更に高めた技術が可能となっ
た。すなわち、3作業が、原理的に合致し、好気性の微
生物が無駄なく活動でき浄化効果が高まった。
【0028】本発明によると、ブロワもコンプレッサー
も使わず、土壌中へ無騒音、無振動的に送気、送水が一
本のラインでできる利点がある。
【0029】また、本発明によると、気液ポンプを使用
するため、圧送途上のパイプ内から溶存酸素の増強がで
き、常に好気性の給水ができ撹拌混合と共にに即時に生
物的浄化効果が発揮できる利点がある。
【0030】さらに本発明では、気液が同時に注入され
るため、撹拌混合機械2の土壌の撹拌、混合の回転作業
にベアリング効果が起きるため、コンクリートにAE剤
を混入した場合に似て、撹拌、混合での抵抗が小さく作
業が容易となった。
【0031】さらに本発明では、気液が同一のパイプで
圧送されるため、配管設備、圧送作業がほぼ半減するた
めコストの低減化が可能となった。
【0032】さらに本発明は、VOC汚染だけでなく、
油分の分離、分解にも使用可能で、さらに、有害物質の
無害化(封じ込め)や中和、重金属汚染の分離や抽出に
も利用できる利点がある。
【0033】さらに本発明によると、透水性大の砂質、
透水性の低い粘土質、及び深浅いずれの場合にも大差な
く利用できる利点がある。
【0033】さらに本発明によると、実施場所として、
原位置処理、域外処理のいずれにも対応ができるメリッ
トがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の気液混合土壌洗浄装置の全体イメージ
を示し、(イ)は全体設置イメージ図、(ロ)は回転機
器の先近辺の詳細図。
【符号の説明】 1 回転機器 2 撹拌混合機械 3 回転軸 4 接続機器 5 気液放出口 6 気液圧送管 7 気液ポンプ 8 撹拌混合羽根 9 汚染土壌 10 給水管 11 仕切り壁 12 湧出水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // B01F 3/00 B09B 3/00 ZABE 7/24 304K 7/32 (56)参考文献 特開2002−307048(JP,A) 特開2002−192142(JP,A) 特開2001−300506(JP,A) 特開2000−202425(JP,A) 特開2000−5741(JP,A) 特開 平11−239784(JP,A) 特開 平11−77018(JP,A) 特開 平7−112177(JP,A) 特許3184960(JP,B2) 特許3158358(JP,B2) 米国特許5631160(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B09C 1/00 - 1/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】撹拌、混合、掘削、さく孔を行うための回
    転機器1を備えた撹拌混合機械2において、回転機器1
    の回転軸3の内部を空洞状に構成して気体と液体の通路
    として回転軸3に接続機器4を付設する、回転軸3の他
    端又は途中に単数又は複数の気液放出口5を設ける、気
    体と液体を共に圧送する気液ポンプ7から気液圧送管6
    を延伸して接続機器4に接続する、以上の構成であっ
    て、気液ポンプ7と撹拌混合機械2の稼動で、気液ポン
    プ7の気体と液体は混合状態で気液圧送管6から接続機
    器4を経て回転している回転軸3内に入り、気体と液体
    は共に高圧の混合状態で気液放出口5から外部へ放出さ
    れ、外部の物質と撹拌混合する気液撹拌混合土壌洗浄装
    置。
  2. 【請求項2】気液ポンプ7から圧送する気体と液体の中
    に、薬品、浄化促進させる微生物、特殊材料等の液物、
    細粒固形物、或いは、粉体物を混入して圧送する請求項
    1記載の気液撹拌混合土壌洗浄装置。
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