JP3716226B2 - Volatile organic compound removal system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌・地下水に含まれる揮発性有機化合物を分離して除去するための揮発性有機化合物の除去システムに関する。更に詳しくは、人の健康の保護に関連するもので土壌環境に含まれる物質が土壌、又は地盤中の水を汲み上げてこの中に含まれる物質を分離、除去するための揮発性有機化合物の除去システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
工業用の洗浄、溶剤等とし使用された物質の中で、土壌(土木用語ではA層、B層という。)等の地盤、地下水の汚染物質としてジクロロメタン、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジクロロエチレン、シス-1,2-ジクロロエチレン、シス-1,2-ジクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、1,3-ジクロロプロパン、ベンゼン等の揮発性有機化合物が土壌環境基準、地下水環境基準に指定され知られている。更に、クロロホルム、トランス-1,2-ジクロロエチレン、1,2ジクロロプロパン、p-ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン等の揮発性有機化合物の6種類が要監視項目として追加されている。
【0003】
これら揮発性有機化合物による土壌・地下水汚染は、そのほとんどが地表面あるいはその近くから揮発性有機化合物が土壌に浸入し、地下に浸透して土壌や地下水を汚染させたものである、と言われている。汚染源から流出した揮発性有機化合物は、液状のまま地下へ浸透し、一部が土壌の間隙中に滞留する。帯水層まで達した原液は、地層の間隙が大きければ帯水層中を降下して粘土層等の不透水層に達し、間隙が小さければ地下水面付近に滞留する、と言われている。
【0004】
これらの土壌中の揮発性有機化合物を除去して浄化するための処理技術は、土壌ガス吸引法、二重吸引法、気液混合抽出法、土壌掘削法等のように種々提案され実施されている。地下水の処理技術は、地下水揚水法、微生物処理法、反応性バリア等の処理法が提案され実施されている。また、土壌、又は地下水から分離された揮発性有機化合物を含むオフガスは、活性炭吸着法、触媒酸化法、熱酸化法、紫外線酸化法等により処理されている。
【0005】
前述した二重吸引法は、汚染された地層に達する井戸を掘り帯水層から地下水を揚水すると共に、土壌ガスも別途吸引して処理を行うものであり、気液混合抽出法は、真空ポンプを用いて高減圧により土壌ガスと地下水を同時吸引する技術であり、地下水揚水法は汚染物質が溶解している地下水をポンプで揚水する方法である。揚水された土壌ガス、及び汚染水は、何らかの方法で水と揮発性有機化合物を分離して除去しなければならない。
【0006】
この中で、揮発性有機化合物、低沸点有機塩素化合物を汚染地下水から分離して除去する技術として揚水曝気が知られている。揚水された汚染地下水は、地上に設置された曝気設備で空気と接触することによって、汚染地下水に含まれる揮発性の高い成分が気相に移行し浄化される。この排ガスの処理は、活性炭による吸着処理、熱分解、触媒分解等の方法が適用されている。
【0007】
この揚水曝気の代表的なものとしては、タワー状の曝気塔、トレー式、貯留槽で散気管を用いて曝気する等の方法が知られている。しかしながら、これらの従来の曝気方法では空気と汚染水の接触は、汚染水を上方から落下させて、同時に空気を下方から噴射させている。即ち、汚染水とこれにせっしょさせる空気の流れの方向は、逆方向であり対向させているものが多い。
【0008】
この方法は、汚染水中の汚染濃度が濃くなり、気液比を上げたい場合(空気量を増加させい場合)に、空気の量を増加させると汚染水が空気に吹き上げられて落下が困難になり、結果として処理量が落ちるという問題がある。この結果、空気と汚染水の接触時間を長くしなければならず設備が大きくなる、処理エネルギーが増大する等の問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、従来の曝気法では空気の大きさ、即ち汚染水が曝気されるときに空気粒(泡)が大きく、かつ気液混合が弱いため汚染水との接触確率が小さいことに着目した。汚染水と接触する空気粒を小さく、かつ多くすると共に気液混合を強化することに着目したものである。即ち、単位体積当たりの空気の表面積を大きくすると共に気液混合を強化して、しかも処理量を低下させることがないものが望まれていた。
本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記の目的を達成する。
本発明の目的は、汚染水と空気との接触確率を向上させて、汚染水から揮発性有機化合物を効率的に分離・除去できる揮発性有機化合物の除去システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、少ない除去エネルギーで汚染水から揮発性有機化合物とを効率的に分離・除去できる揮発性有機化合物の除去システムを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、簡単な構造のシステムで汚染水から揮発性有機化合物とを効率的に分離・除去できる揮発性有機化合物の除去システムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために次のような手段を採用する。
本発明1の揮発性有機化合物の除去システムは、汚染水を加圧して実質的に鉛直方向上方に噴射するためのノズル(16)と、前記ノズル(16)に配置され空気を供給するための空気供給管(18)と、前記ノズル(16)に加圧された前記汚染水を供給するための加圧ポンプ(11)と、前記噴射と共に空気を吸引して実質的に区画された空間を備え、前記汚染水と前記空気を攪拌・混合するための噴流を形成するための噴流発生室(15)と、前記噴流発生室(15)には前記攪拌・混合された前記汚染水、及び前記汚染水から分離された前記揮発性有機化合物を含む空気を排出するための吐出口(17)とからなる揮発性有機化合物の除去システムにおいて、
前記噴流発生室(15)は、多段階に直列に接続されており、前記噴流発生室(15)から吐出された前記汚染水と空気の気液混合体を受け入れ、空気と前記汚染水を分離するための気液分離函(29a−29c,40)とからなり、前記気液分離函(29a−29c,40)から空気が上段の前記噴流発生室(15)に戻されることを特徴とする。
【0011】
本発明2の揮発性有機化合物の除去システムは、汚染水を加圧して実質的に鉛直方向上方に噴射するためのノズル(16)と、前記ノズル(16)に配置され空気を供給するための空気供給管(18)と、前記ノズル(16)に加圧された前記汚染水を供給するための加圧ポンプ(11)と、前記噴射と共に空気を吸引して実質的に区画された空間を備え、前記汚染水と前記空気を攪拌・混合するための噴流を形成するための噴流発生室(15)と、前記噴流発生室(15)には前記攪拌・混合された前記汚染水、及び前記汚染水から分離された前記揮発性有機化合物を含む空気を排出するための吐出口(17)とからなる揮発性有機化合物の除去システムにおいて、
前記噴流発生室(15)は、多段階に直列に接続されており、前記噴流発生室(15)から吐出された前記汚染水と空気の気液混合体を受け入れ、空気と前記汚染水を分離するためのサイクロン(45)と、前記サイクロン(45)から空気が上段の前記噴流発生室(15)に戻されることを特徴とする。
【0012】
前記空間(15)への前記汚染水と前記空気の噴射は、同一方向に噴射させると、空気の供給量を自由に調節出来て良い。前記噴流を発生させるには、内部空間を有したものであれば如何なる構造であっても良いが、前記汚染水が前記空間(15)の壁面に付着する壁付着現象であるコアンダ効果を効率的に発生させるものが良い。
【0013】
このコアンダ効果を効果的に発生させるには、前記空間(15)が3次元の空間で扁平であり、前記空間(15)の概ねの高さをHで、前記空間(15)の概ねの幅をWで表し、前記ノズル(16)の開口の有効直径をD1で表すと、前記噴射は長さ方向に向いて前記空間(15)の概ねの中心線の方向に射出され、前記噴流の発生条件として、D1<H、且つ、W/H>4であると良い。
【0016】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1を図面に従って説明する。図1及び図2は、本発明の揮発性有機化合物の除去システムの実施の形態1を示す図である。図1(a)は揮発性有機化合物の除去システムを示す平面図、図1(b)は図1(a)の正面図である。
【0017】
[ブロワ3]
台2上に搭載されたブロワ3は、二葉形ブロワと呼ばれているタイプの回転送風機であり、ケーシング内に二葉形ロータ(図示せず)を2個互いに位相をずらして取付け、これを同期歯車を介して逆方向に回転させて空気を圧送するものである。このタイプの送風機は、機能、構造は公知のものであり、本発明の要旨でもないのでこでは構造、機能については詳記しない。
【0018】
なお、本実施の形態1に使用される送風機は、二葉形ロータであるが空気を加圧できるものであれば、このタイプ以外の回転送風機であっても良い。本例のブロワ3は、ゲージ圧で約0.02〜0.05Mpaの圧力の空気圧を発生させる。
【0019】
ブロワ3に取り入れる空気は、フィルター(図示せず)を通されて粉塵等の異物が除去される。ブロワ3の二葉形ロータは、電動機5により回転駆動される。電動機5は、この出力軸のプーリ6、Vベルト7、ブロワ3のプーリ8を介して、ブロワ3のロータを駆動する。ブロワ3の吸込み口には、円筒状の形をしたサイレンサ9が配置固定され運転中の騒音を減少させる。なお、吐出口4にもサイレンサ(図示せず)を配置すると騒音を低くすることができる。
【0020】
ブロワ3で加圧された空気は、吐出口4から出て分岐器22に入る。分岐器22の加圧空気は、分岐されて複数の吐出口である4本の継手管21から吐出される。ブロワ3で加圧された空気は、4本の継手管21から後述するようにそれぞれの噴流発生函14に送られる。
【0021】
[ポンプ11]
ポンプ11は、汚染された地下水等を加圧するためのポンプである。本例では、4台のポンプ11が並列して配置されている。本実施の形態1で使用したポンプ11は、渦巻きポンプ形式のものである。本実施の形態1では、ゲージ圧で約0.05Mpa程度の圧力で汚染水を加圧する。加圧された汚染水は、前述した加圧空気と共に後述する噴流発生室15に噴射される。
【0022】
[噴流発生函14]
図2(a)、及び図2(b)は、噴流発生室の原理を示す図であり、図2(a)は正面で切断した断面図、及び図2(b)は側面で切断した断面図である。噴流発生函14は、扁平の長方体状の箱形であり、その長手方向が鉛直になるように配置されている。噴流発生函14の下面には、加圧された汚染水を下方に噴射する噴射ノズル16が固定されている。
【0023】
噴射ノズル16は、断面が円筒の環状空間である。噴流発生函14の内部には区画された噴流発生室15が形成されている。噴流発生室15の内部空間Vは、3次元の箱状の空間で扁平であり、空間の概ねの水平方向の厚さHで、それの概ねの幅をW、鉛直(垂直)方向の長さをLとし、噴射ノズル16の開口の有効直径をD1とすると、概略するとD1<H、W/H>4、且つW<Lの関係にある。
【0024】
噴射ノズル16から噴出された主噴流は、鉛直方向で内部空間Vの概ねの中心線の方向で鉛直方向上向きに噴射される。主噴流が噴射されると噴流発生室15の8隅にはコアンダ効果により低圧うずである付着うずが発生し、主噴流には付着噴流が発生する。従って、噴流発生室15には、図2(a)、又は図2(b)に図示したような2方向(図示上)の何れかに主噴流の流れが発生することになる。
【0025】
この主噴流は、一定で安定したものではなく、概略幅W方向の面内で揺れるよう動きの流れになる。即ち、主噴流は不安定であり揺れながら流れが発生することになる。これらの主噴流、付着うず等の噴流は、粒径が極めて微少な空気を発生すると共に、汚染水とこの粒径が極めて微少な多数の空気と均一に混合、攪拌する機能がある。
【0026】
汚染水は、粒径が極めて小さい空気と接触することによって、小さい空気粒は表面積(粒径の3乗の表面積となる。)を飛躍的に増大させるので汚染水と接触する確立が高くなり、汚染水に含まれる揮発性の高い成分が気相に移行し浄化される。しかも、汚染水と空気が同一方向に噴射されているので、空気量を増加させることが容易であり、しかも空気量を増加させると流速が上がり、攪拌効果を増大する利点がある。
【0027】
この作用によ、地下水、土壌等を汚染する揮発性有機化合物で汚染物質として知られているジクロロメタン、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジクロロエチレン、シス-1,2-ジクロロエチレン、シス-1,2-ジクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、1,3-ジクロロプロパン、ベンゼン、クロロホルム、トランス-1,2-ジクロロエチレン、1,2ジクロロプロパン、p-ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン等が、気相に移動する。
【0028】
噴流発生室15のコアンダ効果は、前述した寸法条件でなくても良いが、好ましくは前述した寸法条件にすれば図に示すように、内部空間Vに2つの噴流の何れかの方向に揺れるように主噴流が発生する。噴射ノズル16の中心には、空気供給管18が配置固定されている。空気供給管18は、ブロワ3の吐出口4に連結された継手管21に接続されているので、この口から空気を吐出する。
【0029】
空気供給管18は、噴射ノズル16から汚染水が噴流発生室15に吐出されるとき、この負圧により空気を引き込む、これと同時に加圧された空気をブロワ3から引き込むためのものである。従って、ポンプ11で加圧された汚染水は、汚染水供給パイプ12を通して、噴射ノズル16に送られる。噴射ノズル16から噴射される汚染水と共に、空気供給管18の下端からブロワ3で加圧された空気が供給される。
【0030】
図2(c)は、他の構造の噴射ノズルの例を示す噴流発生函の断面図である。汚染水供給パイプ12をポンプ11で加圧された汚染水は、汚染水供給パイプ12を通して、噴射ノズル16に送られる。噴射ノズル16から噴射される汚染水と共に、空気供給管18の下端からブロワ3で加圧された空気が供給される。この構造では、汚染水の負圧作用により空気供給管18から空気を吸入する作用は少ない。
【0031】
図3(a)、図3(b)及び図3(c)は、本実施の形態1の前述した噴流発生函14を示すものであり、図3(a)は正断面図、図3(b)は右側断面図、及び図3(c)は底面図である。吐出管17は、この上端は鉛直方向に向けて配置され、これに連続して水平方向に曲げて配置されている。噴流発生函14は、内部に噴流発生室15が形成された箱状の本体20からなる。本体20の機械的強度を高めるために、本体の外周を巻くように上下の端部と中間位置に、強化帯19が溶接により一体に固定されている。図3に示す噴射ノズル16は、図2(c)に示す構造のものである。
【0032】
[揮発性有機化合物の回収装置25]
噴流発生函14で汚染水に含まれる揮発性の高い物質の成分が気相に移行する。この揮発性の高い物質は、回収しなくてはならない。揮発性有機化合物は、回収装置25で回収される(図1参照)。図4は、図1に示すように台2上に並列して配置された4台のポンプ11と4台の噴流発生函14であり、これらの接続関係を示すための展開図である。
【0033】
4台の噴流発生函14は、各噴流発生函支持台26上に固定配置されている。噴流発生函支持台26の下部空間に噴射ノズル16、空気供給管18等が配置されている。ポンプ11で加圧された汚染水は、汚染水供給パイプ12により噴射ノズル16に供給される。噴流発生函14の上端には、L字状に曲げられた吐出管17の一端が連結されている。吐出管27には、噴流発生函14内の噴流発生室15で汚染水と、分離した揮発性有機化合物の成分を含んだ空気が混合された状態で流れる。
【0034】
この混合された空気と汚染水は、吐出管27の吐出口28から吐出する。吐出口28から吐出された空気と汚染水は、1段目気液分離函29aに吐出される。1段目気液分離函29aは、汚染水と揮発性有機化合物を含んだ空気とを分離するためのものである。揮発性有機化合物を含んだ空気は、1段目気液分離函29aの上部の開口35からパイプ36を介して、活性炭が詰められた吸着槽37に入り吸着される。
【0035】
従って、汚染水に含まれている揮発性有機化合物は、空気と共に汚染水から除去されて揮発性有機化合物の少ないものとなる。揮発性有機化合物が減少した汚染水は、1段目気液分離函29aの下部に貯まる。この汚染水は、再び2台目のポンプ11で加圧されて、前述した同様の作用で2段目の噴流発生函14に送られて、揮発性有機化合物が分離・除去される。この減少割合は、後述するように各段階で1/5〜1/20以下となる。
【0036】
同様に、2段目気液分離函29b、3段目気液分離函29c、3段目気液分離函29c、及び最終段目気液分離函40の4段階で処理が完了した後の汚染水は、最終的に処理済の汚染水は環境基準以下に無害化されており、最終段目気液分離函40から排出パイプ41を介して公共下水道等に流される。
【0037】
(実施の形態2)
図5は、揮発性有機化合物の除去システムの実施の形態2を示すを示す図である。前述した実施の形態1は、噴流発生函14を直列に接続して4段階で汚染水を処理したものであった。図5に示す実施の形態2は、噴流発生函14を直列に接続して3段階で汚染水を処理するものである。比較的汚染が少ない汚染水を処理するためのシステムである。
【0038】
(実施の形態3)
図6は、揮発性有機化合物の除去システムの実施の形態3を示す展開図である。図6に示す揮発性有機化合物の除去システムは、噴流発生函14を直列に接続して4段階で汚染水を処理する点では前述した実施の形態1と同一である。相違する点は、第3段目気液分離函29cから排出される揮発性有機化合物を含んだ空気を第1段目の噴流発生函14の空気供給管18に戻すものである。また、最終段目気液分離函40の排出空気を第2段目の噴流発生函14の空気供給管18に戻すものである。このように、上段に排出空気を戻すと空気の消費量が少なくて省エネルギーとなる。
【0039】
(実施の形態4)
図7は、揮発性有機化合物の除去システムの実施の形態4を示すを示す展開図である。図7に示す揮発性有機化合物の除去システムは、噴流発生函14を直列に接続して4段階で汚染水を処理点では前述した実施の形態1及び3と同一である。相違する点は、第2段目気液分離函29bから排出される揮発性有機化合物を含んだ空気を第1段目の噴流発生函14に空気供給管18に戻すものである。同様に、第3段目気液分離函29cから排出される揮発性有機化合物を含んだ空気を第2段目の噴流発生函14の空気供給管18に戻すものである。
【0040】
また、最終段目気液分離函40の排出空気を第3段目の噴流発生函14の空気供給管18に戻すものである。前述した実施の形態3のものより更に空気の消費量が少なくて省エネルギーとなる。
【0041】
(実施の形態5)
図8は、揮発性有機化合物の除去システムの実施の形態5を示す展開図である。図8に示す揮発性有機化合物の除去システムは、噴流発生函14を直列に接続して4段階で汚染水を処理する点では前述した実施の形態1及び3と同一である。しかしながら、第3段目気液分離函29cのから排出される揮発性有機化合物を含んだ空気を第1段目の噴流発生函14、及び第2段目の噴流発生函14の空気供給管18に戻す点で異なる。
【0042】
更に相違する点は、気液分離を強化するために最終段目気液分離函に変えてサイクロン45を配置した点で異なる。第3段目の排出液は、サイクロン45の上段から円筒状の本体に接線方向から入れられる。サイクロン45で分離され揮発性有機化合物を含む気体は、上部のガス出口管46から第3段目の噴流発生函14の空気供給管18に戻すものである。
【0043】
(実験例1)
図9は、前述した実施の形態1及び2で実験したデータを示す表である。実験に用いたテトラクロロエチレン汚染水の濃度が噴流発生函14で処理する度に1/5〜1/20程度かこれ以下に低下していることがわかる。また、図9には比較例として、従来の曝気方式の実験例を示した。この例では、曝気塔の容量は約1200Lであった。一方、本発明の試験例では曝気塔に相当する噴流発生室の総容量は、実施の形態1(試験No.1,2)で76L、実施の形態2(試験No.3)で57Lである。
従って、本発明では従来の曝気塔方式に比べて、曝気室の容量を1/16〜1/21に削減でき、大幅な省スペースを実現できる。
【0044】
[他の噴流発生函50]
前述した噴流発生函14の噴射ノズル16は、1本の汚染水供給パイプ12と空気供給管18から構成されている(図2参照)。しかしながら、汚染水の処理量を増大させようとしても、この噴流発生函14及び噴射ノズル16の構造では限界があり、噴流発生函14を並列的に配置するしかない。
【0045】
図10は、噴流発生函50及び噴射ノズル66の実施の形態6を示す断面図である。この噴流発生函50は、図2で示したものと同様に扁平の箱形であり、通常はその長手方向が鉛直になるように配置されて使用される。噴流発生函50の内部に区画された噴流発生室65は、図2に示した実施の形態の内部空間Vを並列し空間であり約2倍の容量がある。
【0046】
ただし、図10に示した噴流発生室65の内部空間Vは、空間の概ねの水平方向の厚さHで、それの概ねの幅をW、鉛直(垂直)方向の長さをL、噴射ノズル16の開口の有効直径をD1とすると、前述した実施の形態と同様に概略するとD1<H、W/H>4、且つW≦Lの関係にある。噴流発生函14の下面には、加圧された汚染水を下方に噴射する噴射ノズル66が固定配置されている。
【0047】
噴射ノズル66の入力側は、中心軸線が互いに平行になるように配置された2本の断面が円筒の空気供給管68と1本の汚染水供給パイプ62とから構成されている。1本の汚染水供給パイプ62から供給された加圧汚染水と、2本の空気供給管68から供給された加圧空気は、合流点51で混合され、噴流発生室65側の2個の噴出口52で吐出される。
【0048】
噴射ノズル66の噴出口52から吐出された2本の噴流は、鉛直方向で内部空間Vの概ねの中心線の方向で鉛直方向上向きに噴射され、図10の想像線で示すように合流と主噴流を構成する。この主噴流は概略円状の渦となる。前述した実施の形態の噴流発生函14(図2参照)と同様に、噴流発生室65の8隅にはコアンダ効果により低圧うずである付着うずが発生し、主噴流には付着噴流が発生と攪拌効果が発生する。
【0049】
また、この主噴流は、前述した実施の形態の噴流発生函14と同様に、一定で安定したものではなく、主噴流は不安定であり揺れながら流れが発生することになる。これらの主噴流、付着うず等の噴流は、粒径が極めて微少な空気を発生すると共に、汚染水とこの粒径が極めて微少な多数の空気と均一に混合、攪拌する機能がある。
【0050】
噴流発生函50の上面には、汚染水と空気を混合したものを吐出する3本の吐出管67が配置されている。この吐出管67から汚染水と空気とが均一に混合、攪拌されたものが排出される。
【0051】
(実験例2)
図11は、前述した他の噴流発生函50で実験したデータを示す表である。前述した実験例1と同様に、噴流発生函50の噴流発生室65の容量を大きくし、かつ処理量を増大させても、実験に用いたテトラクロロエチレン汚染水の濃度が噴流発生函50で処理する度に1/5〜1/20程度かこれ以下に低下していることがわかる。
【0052】
(その他の実施の形態)
前記揮発性有機化合物の除去システムは、噴流発生函14を直列に接続して3ないし4段階で汚染水を処理するものであったが、汚染水の種類によってはこれ以下で、又はこれ以上の段階で処理を行うものであっても良い。前記システムでは、活性炭により揮発性有機化合物を吸着するものであったが、触媒による分解、熱分解、放電による分解等他の方法で処理するものであっても良い。
【0053】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明の揮発性有機化合物の除去方法とそのシステムは、簡単な構造でしかも少ないエネルギーで汚染水から揮発性有機化合物を効率的に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、実施の形態1を示す揮発性有機化合物の除去システムを示す平面図であり、図1(b)は図1(a)の正面図である。
【図2】図2は、図2(a)、及び図2(b)は、噴流発生室の原理を示す図であり、図2(a)は正面で切断した断面図、及び図2(b)は側面で切断した断面図である。図2(c)は、他の構造の噴射ノズルの例を示す噴流発生函の断面図である。
【図3】図3(a)、図3(b)及び図3(c)は、本実施の形態1の前述した噴流発生函を示すものであり、図3(a)は正断面図、図3(b)は右側断面図、及び図3(c)は底面図である。
【図4】図4は、本実施の形態1の揮発性有機化合物の除去システムであり、4台のポンプと4台の噴流発生函の接続関係を示すための展開図である。
【図5】図5は、揮発性有機化合物の除去システムの実施の形態2を示すを示す展開図である。
【図6】図6は、揮発性有機化合物の除去システムの実施の形態3を示すを示す展開図である。
【図7】図7は、揮発性有機化合物の除去システムの実施の形態4を示すを示す展開図である。
【図8】図8は、揮発性有機化合物の除去システムの実施の形態5を示すを示す展開図である。
【図9】図9は、前述した実施の形態1及び2で実験したデータを示す表である。
【図10】図10は、噴流発生函及び噴射ノズルの実施の形態6を示す断面図である。
【図11】図11は、他の噴流発生函で実験したデータを示す表である。
【符号の説明】
2…台
3…ブロワ
4…吐出口
11…ポンプ
15…噴流発生室
14…噴流発生函
16…噴射ノズル
18…空気供給管
29…気液分離函
40…終末気液分離函
45…サイクロン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a volatile organic compound removal system for separating and removing volatile organic compounds contained in soil and groundwater. More specifically, the removal of volatile organic compounds related to the protection of human health, the substances contained in the soil environment pump up the water in the soil or the ground and separate and remove the substances contained in it. About the system.
[0002]
[Prior art]
Among substances used for industrial cleaning, solvents, etc., soil such as soil (in the civil engineering term A layer, B layer), groundwater pollutants such as dichloromethane, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1-dichloroethylene, cis-1,2-dichloroethylene, cis-1,2-dichloroethylene, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, 1,3-dichloropropane, benzene Volatile organic compounds such as are designated and known for soil environmental standards and groundwater environmental standards. Furthermore, six kinds of volatile organic compounds such as chloroform, trans-1,2-dichloroethylene, 1,2 dichloropropane, p-dichlorobenzene, toluene and xylene are added as monitoring items.
[0003]
It is said that most of these soil and groundwater contamination by volatile organic compounds is caused by volatile organic compounds entering the soil from or near the ground surface and penetrating into the ground to contaminate the soil and groundwater. ing. Volatile organic compounds that have flowed out of the pollution source penetrate into the ground in a liquid state, and a part of them stays in the soil gap. It is said that the undiluted solution reaching the aquifer descends in the aquifer when the gap between the formations is large and reaches an impermeable layer such as a clay layer, and stays near the groundwater surface when the gap is small.
[0004]
Various treatment techniques for removing and purifying volatile organic compounds in these soils have been proposed and implemented, such as the soil gas suction method, the double suction method, the gas-liquid mixed extraction method, and the soil excavation method. Yes. As groundwater treatment techniques, groundwater pumping methods, microbial treatment methods, and reactive barrier treatment methods have been proposed and implemented. In addition, off-gas containing volatile organic compounds separated from soil or groundwater is treated by an activated carbon adsorption method, a catalytic oxidation method, a thermal oxidation method, an ultraviolet oxidation method, or the like.
[0005]
In the double suction method described above, a well reaching the contaminated formation is dug and groundwater is pumped from the aquifer, and soil gas is also sucked separately for treatment. The gas-liquid mixed extraction method is a vacuum pump. Is a technology that simultaneously sucks soil gas and groundwater by high pressure reduction, and the groundwater pumping method is a method of pumping groundwater in which pollutants are dissolved. Pumped soil gas and contaminated water must be separated and removed from water and volatile organic compounds in some way.
[0006]
Among them, pumping aeration is known as a technique for separating and removing volatile organic compounds and low boiling point organic chlorine compounds from contaminated groundwater. When the pumped contaminated groundwater comes into contact with air at an aeration facility installed on the ground, highly volatile components contained in the contaminated groundwater are transferred to the gas phase and purified. For the treatment of the exhaust gas, methods such as adsorption treatment with activated carbon, thermal decomposition, and catalytic decomposition are applied.
[0007]
As typical examples of the pumped water aeration, a tower-like aeration tower, a tray type, and a method of aeration using a diffusion pipe in a storage tank are known. However, in these conventional aeration methods, the contact of air and contaminated water causes the contaminated water to fall from above and simultaneously to inject air from below. That is, the direction of the flow of the contaminated water and the air impregnated with the contaminated water is opposite and is often opposed.
[0008]
In this method, when the contamination concentration in the contaminated water is high and you want to increase the gas-liquid ratio (if you want to increase the amount of air), if you increase the amount of air, the contaminated water will be blown up by the air and it will be difficult to drop As a result, there is a problem that the processing amount decreases. As a result, there is a problem that the contact time of air and contaminated water must be lengthened, and the equipment becomes large and the processing energy increases.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional aeration method, the present inventors have found that the air size, that is, the air particles (bubbles) are large when the contaminated water is aerated, and the gas-liquid mixing is weak, so the contact probability with the contaminated water is small. Pay attention. The focus is on enhancing the gas-liquid mixing while reducing and increasing the number of air particles in contact with the contaminated water. That is, it has been desired to increase the surface area of air per unit volume and enhance gas-liquid mixing without reducing the throughput.
The present invention has been made based on the technical background as described above, and achieves the following objects.
An object of the present invention is to provide a volatile organic compound removal system capable of improving the probability of contact between contaminated water and air and efficiently separating and removing volatile organic compounds from the contaminated water.
Another object of the present invention is to provide a volatile organic compound removal system that can efficiently separate and remove volatile organic compounds from polluted water with less removal energy.
Still another object of the present invention is to provide a volatile organic compound removal system capable of efficiently separating and removing volatile organic compounds from contaminated water with a system having a simple structure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to achieve the object.
The volatile organic compound removal system according to the first aspect of the present invention includes a nozzle (16) for pressurizing contaminated water and ejecting it substantially vertically upward, and for supplying air disposed in the nozzle (16). An air supply pipe (18), a pressure pump (11) for supplying the pressurized contaminated water to the nozzle (16), and a substantially partitioned space by sucking air together with the jet. A jet generation chamber (15) for forming a jet for stirring and mixing the contaminated water and the air, the jet generation chamber (15) with the contaminated water stirred and mixed, and In a volatile organic compound removal system comprising a discharge port (17) for discharging air containing the volatile organic compound separated from contaminated water,
The jet generation chamber (15) is connected in series in multiple stages, receives the gas-liquid mixture of the contaminated water and air discharged from the jet generation chamber (15), and separates the air and the contaminated water. And a gas-liquid separation box (29a-29c, 40) for returning air to the jet generation chamber (15) in the upper stage from the gas-liquid separation box (29a-29c, 40). .
[0011]
The volatile organic compound removal system according to the second aspect of the present invention includes a nozzle (16) for pressurizing contaminated water and ejecting it substantially vertically upward, and for supplying air disposed in the nozzle (16). An air supply pipe (18), a pressure pump (11) for supplying the pressurized contaminated water to the nozzle (16), and a substantially partitioned space by sucking air together with the jet. A jet generation chamber (15) for forming a jet for stirring and mixing the contaminated water and the air, the jet generation chamber (15) with the contaminated water stirred and mixed, and In a volatile organic compound removal system comprising a discharge port (17) for discharging air containing the volatile organic compound separated from contaminated water,
The jet generation chamber (15) is connected in series in multiple stages, receives the gas-liquid mixture of the contaminated water and air discharged from the jet generation chamber (15), and separates the air and the contaminated water. And a cyclone (45) for air flow, and air is returned from the cyclone (45) to the jet generation chamber (15) in the upper stage.
[0012]
When the contaminated water and the air are injected into the space (15) in the same direction, the supply amount of air may be freely adjusted. In order to generate the jet, any structure may be used as long as it has an internal space. However, the Coanda effect, which is a wall adhesion phenomenon in which the contaminated water adheres to the wall surface of the space (15), can be efficiently performed. What is generated is good.
[0013]
In order to effectively generate the Coanda effect, the space (15) is flat in a three-dimensional space, the approximate height of the space (15) is H, and the approximate width of the space (15). Is represented by W, and the effective diameter of the opening of the nozzle (16) is represented by D1, the jet is ejected in the direction of the length of the center line of the space (15), and the generation of the jet As conditions, it is preferable that D1 <H and W / H> 4.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are diagrams showing Embodiment 1 of a volatile organic compound removal system of the present invention. FIG. 1A is a plan view showing a volatile organic compound removal system, and FIG. 1B is a front view of FIG.
[0017]
[Blower 3]
The blower 3 mounted on the base 2 is a rotary blower of a type called a two-leaf type blower, and two two-leaf rotors (not shown) are mounted in the casing out of phase with each other. The air is pumped by rotating in the reverse direction via a gear. Since this type of blower has a known function and structure and is not the gist of the present invention, the structure and function will not be described in detail here.
[0018]
In addition, although the air blower used for this Embodiment 1 is a two-leaf rotor, if it can pressurize air, rotary air blowers other than this type may be sufficient. The blower 3 of this example generates an air pressure of a pressure of about 0.02 to 0.05 MPa with a gauge pressure.
[0019]
Air taken into the blower 3 is passed through a filter (not shown) to remove foreign matters such as dust. The two-leaf rotor of the blower 3 is driven to rotate by the electric motor 5. The electric motor 5 drives the rotor of the blower 3 through the pulley 6 of the output shaft, the V belt 7 and the pulley 8 of the blower 3. A silencer 9 having a cylindrical shape is disposed and fixed at the suction port of the blower 3 to reduce noise during operation. If a silencer (not shown) is also disposed at the discharge port 4, noise can be reduced.
[0020]
The air pressurized by the blower 3 exits from the discharge port 4 and enters the branching device 22. The pressurized air from the branching device 22 is branched and discharged from the four joint pipes 21 serving as a plurality of discharge ports. The air pressurized by the blower 3 is sent from the four joint pipes 21 to the respective jet generation boxes 14 as described later.
[0021]
[Pump 11]
The pump 11 is a pump for pressurizing contaminated ground water or the like. In this example, four pumps 11 are arranged in parallel. The pump 11 used in the first embodiment is of a spiral pump type. In the first embodiment, the contaminated water is pressurized at a gauge pressure of about 0.05 MPa. The pressurized contaminated water is injected into a jet generating chamber 15 described later together with the above-described pressurized air.
[0022]
[Jet generation box 14]
2 (a) and 2 (b) are diagrams showing the principle of the jet generation chamber, FIG. 2 (a) is a cross-sectional view cut at the front, and FIG. 2 (b) is a cross-section cut at the side. FIG. The jet generation box 14 has a flat rectangular box shape and is arranged such that its longitudinal direction is vertical. An injection nozzle 16 for injecting pressurized contaminated water downward is fixed to the lower surface of the jet flow generation box 14.
[0023]
The injection nozzle 16 is an annular space having a cylindrical cross section. A partitioned jet generating chamber 15 is formed inside the jet generating box 14. The internal space V of the jet generating chamber 15 is a flat three-dimensional box-like space, and has a horizontal thickness H of the space, a general width W, and a vertical (vertical) length. Is L, and the effective diameter of the opening of the injection nozzle 16 is D 1 Then, in summary, D 1 <H, W / H> 4 and W <L.
[0024]
The main jet ejected from the ejection nozzle 16 is ejected upward in the vertical direction in the direction of the approximate center line of the internal space V in the vertical direction. When the main jet is ejected, adhering eddies that are low-pressure eddies are generated at the eight corners of the jet generating chamber 15 due to the Coanda effect, and adhering jets are generated in the main jet. Accordingly, the main jet flow is generated in the jet flow generation chamber 15 in either one of the two directions (shown in the drawing) as shown in FIG. 2A or 2B.
[0025]
This main jet flow is not constant and stable, and the main jet flow moves in such a manner as to sway in a plane substantially in the width W direction. That is, the main jet is unstable and the flow is generated while shaking. These main jets, jets such as adhering vortexes generate air with a very small particle size, and have a function of uniformly mixing and stirring the contaminated water and a large number of air with very small particle sizes.
[0026]
When contaminated water comes into contact with air having a very small particle size, small air particles dramatically increase the surface area (surface area of the cube of the particle size), so the probability of contact with contaminated water increases. A highly volatile component contained in the contaminated water moves to the gas phase and is purified. Moreover, since the contaminated water and air are jetted in the same direction, it is easy to increase the amount of air, and when the amount of air is increased, there is an advantage that the flow rate is increased and the stirring effect is increased.
[0027]
Due to this action, dichloromethane, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1-dichloroethylene, cis-1,2-dichloroethylene, which are known volatile organic compounds that pollute groundwater and soil, Cis-1,2-dichloroethylene, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, 1,3-dichloropropane, benzene, chloroform, trans-1,2-dichloroethylene, 1,2 Dichloropropane, p-dichlorobenzene, toluene, xylene, etc. move to the gas phase.
[0028]
The Coanda effect of the jet flow generating chamber 15 may not be the dimensional condition described above, but preferably, if the dimensional condition described above is used, the inner space V may swing in either direction of the two jets as shown in the figure. The main jet is generated. An air supply pipe 18 is disposed and fixed at the center of the injection nozzle 16. Since the air supply pipe 18 is connected to the joint pipe 21 connected to the discharge port 4 of the blower 3, air is discharged from this port.
[0029]
The air supply pipe 18 is for drawing air by this negative pressure when contaminated water is discharged from the jet nozzle 16 to the jet flow generating chamber 15 and simultaneously drawing pressurized air from the blower 3. Therefore, the contaminated water pressurized by the pump 11 is sent to the injection nozzle 16 through the contaminated water supply pipe 12. Along with the contaminated water jetted from the jet nozzle 16, air pressurized by the blower 3 is supplied from the lower end of the air supply pipe 18.
[0030]
FIG.2 (c) is sectional drawing of the jet flow generation box which shows the example of the injection nozzle of another structure. The contaminated water pressurized by the pump 11 in the contaminated water supply pipe 12 is sent to the injection nozzle 16 through the contaminated water supply pipe 12. Along with the contaminated water jetted from the jet nozzle 16, air pressurized by the blower 3 is supplied from the lower end of the air supply pipe 18. In this structure, the action of sucking air from the air supply pipe 18 due to the negative pressure action of the contaminated water is small.
[0031]
3 (a), 3 (b), and 3 (c) show the above-described jet generation box 14 of the first embodiment. FIG. 3 (a) is a front sectional view, and FIG. b) is a right sectional view, and FIG. 3C is a bottom view. The upper end of the discharge pipe 17 is arranged in the vertical direction, and is continuously bent in the horizontal direction. The jet generation box 14 includes a box-shaped main body 20 in which a jet generation chamber 15 is formed. In order to increase the mechanical strength of the main body 20, reinforcing bands 19 are integrally fixed to the upper and lower ends and an intermediate position so as to wind the outer periphery of the main body by welding. The injection nozzle 16 shown in FIG. 3 has the structure shown in FIG.
[0032]
[Volatile organic compound recovery device 25]
In the jet generation box 14, components of highly volatile substances contained in the contaminated water are transferred to the gas phase. This highly volatile material must be recovered. Volatile organic compounds are recovered by the recovery device 25 (see FIG. 1). FIG. 4 shows four pumps 11 and four jet generation boxes 14 arranged in parallel on the base 2 as shown in FIG. 1, and is a development view showing the connection relationship between them.
[0033]
The four jet generation boxes 14 are fixedly arranged on each jet generation box support base 26. An injection nozzle 16, an air supply pipe 18, and the like are disposed in a lower space of the jet flow generation box support base 26. The contaminated water pressurized by the pump 11 is supplied to the injection nozzle 16 through the contaminated water supply pipe 12. One end of a discharge pipe 17 bent in an L shape is connected to the upper end of the jet generating box 14. The discharge pipe 27 flows in a state in which contaminated water and air containing components of the separated volatile organic compound are mixed in the jet generation chamber 15 in the jet generation box 14.
[0034]
The mixed air and contaminated water are discharged from the discharge port 28 of the discharge pipe 27. Air and contaminated water discharged from the discharge port 28 are discharged to the first-stage gas-liquid separation box 29a. The first-stage gas-liquid separation box 29a is for separating contaminated water and air containing volatile organic compounds. Air containing a volatile organic compound is adsorbed into an adsorption tank 37 packed with activated carbon through an opening 35 at the top of the first-stage gas-liquid separation box 29a through a pipe 36.
[0035]
Therefore, the volatile organic compound contained in the contaminated water is removed from the contaminated water together with air, and the volatile organic compound is reduced. The contaminated water in which the volatile organic compounds are reduced is stored in the lower part of the first stage gas-liquid separation box 29a. The contaminated water is again pressurized by the second pump 11 and sent to the second-stage jet generation box 14 by the same action as described above, and the volatile organic compounds are separated and removed. This reduction ratio is 1/5 to 1/20 or less at each stage as described later.
[0036]
Similarly, the contamination after the processing is completed in the four stages of the second-stage gas-liquid separation box 29b, the third-stage gas-liquid separation box 29c, the third-stage gas-liquid separation box 29c, and the final-stage gas-liquid separation box 40. As for the water, the finally treated contaminated water is rendered harmless to the environmental standard or less, and is flowed from the final stage gas-liquid separation box 40 to the public sewer through the discharge pipe 41.
[0037]
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a diagram showing Embodiment 2 of the volatile organic compound removal system. In the first embodiment described above, the jet generation box 14 is connected in series and the contaminated water is treated in four stages. In the second embodiment shown in FIG. 5, the jet generation box 14 is connected in series to treat the contaminated water in three stages. This is a system for treating contaminated water with relatively little contamination.
[0038]
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a development view showing Embodiment 3 of the volatile organic compound removal system. The volatile organic compound removal system shown in FIG. 6 is the same as Embodiment 1 described above in that the jet generation box 14 is connected in series to treat the contaminated water in four stages. The difference is that the air containing the volatile organic compound discharged from the third stage gas-liquid separation box 29c is returned to the air supply pipe 18 of the first stage jet generation box 14. Further, the air discharged from the final stage gas-liquid separation box 40 is returned to the air supply pipe 18 of the second stage jet generation box 14. In this way, when the exhaust air is returned to the upper stage, the amount of air consumed is small, and energy is saved.
[0039]
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a development view showing Embodiment 4 of the volatile organic compound removal system. The volatile organic compound removal system shown in FIG. 7 is the same as in the first and third embodiments described above in that the jet generation box 14 is connected in series and the contaminated water is treated in four stages. The difference is that the air containing the volatile organic compound discharged from the second stage gas-liquid separation box 29b is returned to the air supply pipe 18 to the first stage jet generation box 14. Similarly, the air containing the volatile organic compound discharged from the third stage gas-liquid separation box 29c is returned to the air supply pipe 18 of the second stage jet generation box 14.
[0040]
Further, the air discharged from the final stage gas-liquid separation box 40 is returned to the air supply pipe 18 of the third stage jet generation box 14. The consumption of air is further smaller than that of the above-described third embodiment, which saves energy.
[0041]
(Embodiment 5)
FIG. 8 is a development view showing Embodiment 5 of the volatile organic compound removal system. The volatile organic compound removal system shown in FIG. 8 is the same as Embodiments 1 and 3 described above in that the jet generation box 14 is connected in series and the contaminated water is treated in four stages. However, air containing a volatile organic compound discharged from the third stage gas-liquid separation box 29c is used as the air supply pipe 18 of the first stage jet generation box 14 and the second stage jet generation box 14. It is different in returning to.
[0042]
Further difference is that the cyclone 45 is arranged in place of the final stage gas-liquid separation box in order to enhance the gas-liquid separation. The third-stage discharged liquid is introduced from the upper stage of the cyclone 45 into the cylindrical main body from the tangential direction. The gas containing the volatile organic compound separated by the cyclone 45 is returned from the upper gas outlet pipe 46 to the air supply pipe 18 of the third stage jet generating box 14.
[0043]
(Experimental example 1)
FIG. 9 is a table showing data obtained by experiments in the first and second embodiments. It can be seen that the concentration of the tetrachlorethylene contaminated water used in the experiment decreases to about 1/5 to 1/20 or less each time the jet generation box 14 is processed. FIG. 9 shows an experimental example of a conventional aeration system as a comparative example. In this example, the capacity of the aeration tower was about 1200L. On the other hand, in the test example of the present invention, the total volume of the jet generation chamber corresponding to the aeration tower is 76 L in the first embodiment (test No. 1 and 2) and 57 L in the second embodiment (test No. 3). .
Therefore, in the present invention, the capacity of the aeration chamber can be reduced to 1/16 to 1/21 compared to the conventional aeration tower system, and a significant space saving can be realized.
[0044]
[Other jet generation box 50]
The jet nozzle 16 of the jet generation box 14 described above is composed of a single contaminated water supply pipe 12 and an air supply pipe 18 (see FIG. 2). However, even if it is attempted to increase the amount of contaminated water, the structure of the jet generation box 14 and the injection nozzle 16 is limited, and the jet generation box 14 must be arranged in parallel.
[0045]
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sixth embodiment of the jet flow generation box 50 and the injection nozzle 66. This jet generation box 50 is a flat box shape similar to that shown in FIG. 2, and is usually used with its longitudinal direction being vertical. The jet generation chamber 65 partitioned inside the jet generation box 50 is a space paralleling the internal space V of the embodiment shown in FIG.
[0046]
However, the internal space V of the jet generating chamber 65 shown in FIG. 10 has a substantially horizontal thickness H of the space, a general width W thereof, a vertical (vertical) direction length L, and an injection nozzle. The effective diameter of 16 openings is D 1 Then, the outline is the same as in the above-described embodiment. 1 <H, W / H> 4 and W ≦ L. An injection nozzle 66 for injecting pressurized contaminated water downward is fixedly disposed on the lower surface of the jet flow generation box 14.
[0047]
The input side of the injection nozzle 66 is composed of an air supply pipe 68 and a contaminated water supply pipe 62 having two cylindrical sections arranged so that their central axes are parallel to each other. The pressurized contaminated water supplied from one contaminated water supply pipe 62 and the pressurized air supplied from the two air supply pipes 68 are mixed at the confluence 51, and the two on the jet generation chamber 65 side are mixed. It discharges at the jet nozzle 52.
[0048]
The two jets discharged from the jet nozzle 52 of the jet nozzle 66 are jetted vertically upward in the direction of the approximate center line of the internal space V in the vertical direction, and as shown by the imaginary line in FIG. Configure the jet. This main jet becomes a substantially circular vortex. Similar to the jet generating box 14 (see FIG. 2) of the above-described embodiment, the adhering vortex, which is a low pressure vortex, is generated at the eight corners of the jet generating chamber 65 due to the Coanda effect, and the adhering jet is generated in the main jet. A stirring effect occurs.
[0049]
Further, this main jet is not constant and stable, like the jet generation box 14 of the above-described embodiment, and the main jet is unstable and generates a flow while shaking. These main jets, jets such as adhering vortexes generate air with a very small particle size, and have a function of uniformly mixing and stirring the contaminated water and a large number of air with very small particle sizes.
[0050]
Three discharge pipes 67 for discharging a mixture of contaminated water and air are arranged on the upper surface of the jet generating box 50. The discharge pipe 67 discharges the contaminated water and air that are uniformly mixed and stirred.
[0051]
(Experimental example 2)
FIG. 11 is a table showing data obtained by experimenting with the other jet generating box 50 described above. Similar to Experimental Example 1 described above, even if the capacity of the jet generating chamber 65 of the jet generating box 50 is increased and the treatment amount is increased, the concentration of tetrachlorethylene contaminated water used in the experiment is processed by the jet generating box 50. It can be seen that the rate is reduced to about 1/5 to 1/20 or less.
[0052]
(Other embodiments)
In the volatile organic compound removal system, the jet generation box 14 is connected in series and the contaminated water is treated in three to four stages. Processing may be performed in stages. In the system, the volatile organic compound is adsorbed by activated carbon. However, it may be treated by other methods such as decomposition by a catalyst, thermal decomposition, decomposition by discharge.
[0053]
【The invention's effect】
As described above in detail, the method and system for removing volatile organic compounds of the present invention can efficiently remove volatile organic compounds from contaminated water with a simple structure and less energy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a plan view showing a volatile organic compound removal system according to Embodiment 1, and FIG. 1 (b) is a front view of FIG. 1 (a).
2A and 2B are diagrams showing the principle of a jet generation chamber, FIG. 2A is a cross-sectional view cut along the front, and FIG. b) is a cross-sectional view cut along a side surface. FIG.2 (c) is sectional drawing of the jet flow generation box which shows the example of the injection nozzle of another structure.
FIGS. 3 (a), 3 (b), and 3 (c) show the above-described jet generation box of the first embodiment, and FIG. 3 (a) is a front sectional view; FIG. 3B is a right sectional view, and FIG. 3C is a bottom view.
4 is a developed view showing a connection relationship between four pumps and four jet generation boxes, which is a volatile organic compound removal system of Embodiment 1. FIG.
FIG. 5 is a development view showing a second embodiment of a volatile organic compound removal system.
FIG. 6 is a development view showing a third embodiment of the volatile organic compound removal system.
FIG. 7 is a development view showing a fourth embodiment of a volatile organic compound removal system.
FIG. 8 is a development view showing a fifth embodiment of the volatile organic compound removal system.
FIG. 9 is a table showing data obtained by experiments in the first and second embodiments.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sixth embodiment of a jet generating box and an injection nozzle.
FIG. 11 is a table showing data obtained by experimenting with another jet generating box.
[Explanation of symbols]
2 ... stand
3 ... Blower
4 ... Discharge port
11 ... Pump
15 ... Jet generation room
14 ... Jet generation box
16 ... injection nozzle
18 ... Air supply pipe
29 ... Gas-liquid separation box
40 ... Terminal gas-liquid separator
45 ... Cyclone

Claims (5)

汚染水を加圧して実質的に鉛直方向上方に噴射するためのノズル(16)と、
前記ノズル(16)に配置され空気を供給するための空気供給管(18)と、
前記ノズル(16)に加圧された前記汚染水を供給するための加圧ポンプ(11)と、
前記噴射と共に空気を吸引して実質的に区画された空間を備え、前記汚染水と前記空気を攪拌・混合するための噴流を形成するための噴流発生室(15)と、
前記噴流発生室(15)には前記攪拌・混合された前記汚染水、及び前記汚染水から分離された前記揮発性有機化合物を含む空気を排出するための吐出口(17)と
からなる揮発性有機化合物の除去システムにおいて、
前記噴流発生室(15)は、多段階に直列に接続されており、
前記噴流発生室(15)から吐出された前記汚染水と空気の気液混合体を受け入れ、空気と前記汚染水を分離するための気液分離函(29a−29c,40)とからなり、
前記気液分離函(29a−29c,40)から空気が上段の前記噴流発生室(15)に戻される
ことを特徴とする揮発性有機化合物の除去システム。
A nozzle (16) for pressurizing contaminated water and ejecting it substantially vertically upward;
An air supply pipe (18) disposed in the nozzle (16) for supplying air;
A pressure pump (11) for supplying the contaminated water pressurized to the nozzle (16);
A jet generating chamber (15) for forming a jet for agitating and mixing the contaminated water and the air, comprising a substantially partitioned space by sucking air together with the jet;
The jet generation chamber (15) has a volatile property comprising the contaminated water that has been stirred and mixed, and a discharge port (17) for discharging air containing the volatile organic compound separated from the contaminated water. In organic compound removal system,
The jet generation chamber (15) is connected in series in multiple stages,
A gas-liquid separation box (29a-29c, 40) for receiving the gas-liquid mixture of the contaminated water and air discharged from the jet generating chamber (15) and separating the air and the contaminated water;
A system for removing volatile organic compounds, wherein air is returned from the gas-liquid separation box (29a-29c, 40) to the jet generation chamber (15) in the upper stage.
汚染水を加圧して実質的に鉛直方向上方に噴射するためのノズル(16)と、
前記ノズル(16)に配置され空気を供給するための空気供給管(18)と、
前記ノズル(16)に加圧された前記汚染水を供給するための加圧ポンプ(11)と、
前記噴射と共に空気を吸引して実質的に区画された空間を備え、前記汚染水と前記空気を攪拌・混合するための噴流を形成するための噴流発生室(15)と、
前記噴流発生室(15)には前記攪拌・混合された前記汚染水、及び前記汚染水から分離された前記揮発性有機化合物を含む空気を排出するための吐出口(17)と
からなる揮発性有機化合物の除去システムにおいて、
前記噴流発生室(15)は、多段階に直列に接続されており、
前記噴流発生室(15)から吐出された前記汚染水と空気の気液混合体を受け入れ、空気と前記汚染水を分離するためのサイクロン(45)と、
前記サイクロン(45)から空気が上段の前記噴流発生室(15)に戻される
ことを特徴とする揮発性有機化合物の除去システム。
A nozzle (16) for pressurizing contaminated water and ejecting it substantially vertically upward;
An air supply pipe (18) disposed in the nozzle (16) for supplying air;
A pressure pump (11) for supplying the contaminated water pressurized to the nozzle (16);
A jet generating chamber (15) for forming a jet for agitating and mixing the contaminated water and the air, comprising a substantially partitioned space by sucking air together with the jet;
The jet generation chamber (15) has a volatile property comprising the contaminated water that has been stirred and mixed, and a discharge port (17) for discharging air containing the volatile organic compound separated from the contaminated water. In organic compound removal system,
The jet generation chamber (15) is connected in series in multiple stages,
A cyclone (45) for receiving the gas-liquid mixture of the contaminated water and air discharged from the jet generation chamber (15) and separating the air and the contaminated water;
A system for removing volatile organic compounds, characterized in that air is returned from the cyclone (45) to the upper jet generation chamber (15).
請求項1又は2に記載の揮発性有機化合物の除去システムにおいて、
前記空気供給管(18)に加圧された空気を供給するブロワ(3)とを有するものであることを特徴とする揮発性有機化合物の除去システム。
In the removal system of the volatile organic compound according to claim 1 or 2 ,
A volatile organic compound removal system comprising a blower (3) for supplying pressurized air to the air supply pipe (18).
請求項1又は2に記載の揮発性有機化合物の除去システムにおいて、
前記ノズル(16)と同軸に前記空気供給管(18)が配置されていることを特徴とする揮発性有機化合物の除去システム。
In the removal system of the volatile organic compound according to claim 1 or 2 ,
The system for removing volatile organic compounds, wherein the air supply pipe (18) is disposed coaxially with the nozzle (16).
請求項1又は2に記載の揮発性有機化合物の除去システムにおいて、
前記噴流を発生する噴流発生室(15)は、3次元の空間で扁平であり、前記空間の概ねの高さをHで、前記空間の概ねの幅をWで表し、前記ノズル(11)の開口の有効直径をD1で表すと、前記噴射は長さ方向に向いて前記空間の概ね中心線の方向に射出され、前記噴流の発生条件として、D1<H、且つ、W/H>4であることを特徴とする揮発性有機化合物の除去システム。
In the removal system of the volatile organic compound according to claim 1 or 2 ,
The jet generation chamber (15) for generating the jet is flat in a three-dimensional space, the approximate height of the space is represented by H, the approximate width of the space is represented by W, and the nozzle (11) When the effective diameter of the opening is represented by D1, the jet is jetted in the direction of the length and in the direction of the center line of the space. The conditions for generating the jet are as follows: D1 <H and W / H> 4 A system for removing volatile organic compounds, comprising:
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