JP3870297B2

JP3870297B2 - 地下水利用空気清浄方法及び地下水利用による汚染土壌浄化方法

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Publication number: JP3870297B2
Application number: JP2004324876A
Authority: JP
Inventors: 哲男貫洞
Original assignee: KYOUWA KENSETSU KOUGYOU KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: KYOUWA KENSETSU KOUGYOU KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2024-11-09
Also published as: JP2006130205A

Description

本発明は、敷地の地表近傍に蓄水されている地下水を用いて汚染空気を清浄化しマイナスイオンを発生させて室内に送気すると共に地表近傍の地下水及びそれに混合されている汚染化学物質や薬品を汲み上げて土壌の水位を低下させて、他の敷地への汚染物質の進入を防止し、汲み上げられた地下水を清浄化して再び地表側に戻水して敷地の清浄化を図る地下水利用空気清浄方法及び地下水利用による汚染土壌浄化方法に関する。

近年都市近郊の農村地域において地下水汚染が大きな社会問題となっており、住民に健康被害を及ぼしている。この現象はかつて河川に清流が流れていた昔の時代には考えられない事柄である。このように地下水が汚染された原因としては農地区画整理による谷津田の荒廃と、化学肥料や農薬の普及及び生活向上による電気、水、物資の大量消費による。この汚染されている地下水は地表の比較的近くに溜ってあり、この地下水に有害な化学物資や薬品が混合されている。また、敷地は一般に近接しているため、１つの敷地内の汚染地下水が隣りの敷地に簡単に流入し、敷地全体の汚染が進行する。この問題点を解決する手段として各種のものが存在するが、積極的に地下水を汲み上げて地下水の清浄化や汚染空気の清浄化を図ると共に、地下水の有する温度（１５℃乃至１６℃）を利用して清浄化空気を省エネルギーで適温化し、清浄化された地下水を再び地表に戻して敷地全体の土壌清浄化を行うものは従来見当らない。なお、本発明に関連する公知技術として「特許文献１」及び「特許文献２」が挙げられるが、本発明とは構成、目的、効果において相違するものである。
特開平７−２５９１４４（図１）特開平９−１９７９９５（図１）

汚染空気は噴霧により大量のマイナスイオンが発生すると共に水との衝突により汚物除去や臭い除去が行われる。この処理済の空気を気水分離し、冷却及び加熱することにより適温の清浄空気が得られる清浄空気となる。この水として地下水を利用することにより適温の地下水の有効利用ができると共に汲み上げられて汚染空気と接触した地下水を油水分離や電気分解や凝集剤処理等をすることにより清浄化される。この清浄化された地下水を再び地表に戻すことにより土壌の清浄化が図れる。また、地下水の汲み上げによりその敷地の地下水の水位が下り、他の敷地への汚染物質等を地下水の流入が防止される。また、地下水は１５℃乃至１６℃の温度の状態で蓄水されているため、この温度を利用して気水分離装置における空気との熱交換をさせることにより省エネルギーにより空気を適温に加温又は冷却させることができる。

本発明の以上の事情に鑑みて発明されたものであり、汚染物質や薬品を含む地表近傍の地下水を汲み上げこれを汚染空気に噴霧し、汚染空気の清浄化とマイナスイオンの発生と汚染物質の分離除去を行い更に、処理空気済の空気を気水分離及び適温に加温し、光触媒やオゾンランプによる細菌を行って室内に導入し、処理済の地下水を清浄化処理して再び地表側に戻して土壌清浄化を行い、更に地下水の汲み上げにより、その敷地の水位を低下せしめ、他の敷地への地下水の流入による汚染を防止し、敷地全体の清浄化を図るようにした地下水利用空気清浄方法及び地下水利用による汚染土壌浄化方法を提供することを目的とする。

本発明は、以上の目的を達成するために請求項１の「地下水利用空気清浄方法」は、地表近傍の地下水を洗浄用水槽に汲み上げ、その噴霧で汚染空気の洗滌と水滴の除去を行う第１の工程と、処理済の空気を気水分離すると共に適温に空気を冷暖熱する第２の工程と、洗滌及び気水分離された清浄空気をファン及びダクトを介して室内に送気する第３の工程と、前記汚染空気を洗滌した地下水を油水分離すると共に分離された水をイオン分解し、その水を前記洗滌用水槽に導入する第４の工程と、前記洗滌用水槽からオーバフローされた水を凝集剤を用いて化学変化させてて無害化する第５の工程と、この無害化された水をイオン除去した後に地表側に放流させて地下に戻す第６の工程とからなり、気水分離された清浄空気を適温の冷暖熱するために、地下水を直接使用するか、これを加温するかして気水分離装置側に導入し、循環使用することを特徴とする。

また、本発明の請求項２の「地下水利用による汚染土壌浄化方法」は、汚染されている土壌の敷地の境界線近傍に地表近傍の地下水を汲み上げる浅井戸を複数箇所を設け、浅井戸からの地下水を前記請求項１に記載する地下水利用空気清浄方法を行うための装置側に導入すると共に、前記方法により清浄化されたイオン除去された水を地表側に戻水することを特徴とする。

また、本発明の請求項３の「地下水利用空気清浄方法」は、請求項１に記載されるダクト内に光触媒剤を塗布しオゾンランプで点灯して細菌を行うことを特徴とする。

また、本発明の請求項４の地下水利用空気清浄及び地下水利用による汚染土壌浄化方法は、請求項１乃至３の方法を実施するための機器を１つ又は複数の架台上に搬送可能パッケージし、吹出ダクト及び吸気ダクトに接続することを特徴とする。

本発明の請求項１の「地下水利用空気清浄方法」によれば、勢いよく噴射される水霧により汚染空気に含まれている汚れや臭いが除去されると共に大量なマイナスイオンが発生する。この処理済の空気は気水分離され、更に地下水と熱交換しながら気水分離されてダクト内に導入され、ファンにより室内に放出される。これにより室内には大量マイナスイオンを発生している清浄な空気が導入される。一方、汚染空気と接触した水は油水分離され、更に電気分解されイオン分解され、更に凝縮剤に用いて化学変化させて無害化され、イオン除去されて再び土壌内に排出される。この循環により、土壌内の地下水の清浄化ができる。また、地下水は１５℃乃至１６℃の温度があり、冬期はこの温水により清掃空気は適温に加温されて室内に放出され、夏期は地下水が高温の空気と熱交換し、空気の温度を下げて適温の空気を室内に放出することができる。なお、冬期では地下水を加温して適切な温度の清浄空気を室内に送ることも行われる。

また、本発明の請求項２の「地下水利用による汚染土壌浄化方法」によれば、地表近傍の地下水を汲み上げて空気の清浄化と使用された地下水の浄化を行い、これを再び土壌に戻すことにより土壌の浄化が行われると共に地表近傍の地下水の水位が下り、この土壌の隣りの敷地に水位の下がった地下水が流出することがなく、敷地全体の浄化が行われる。

また、本発明の請求項３の「地下水利用空気清浄方法」によれば、清浄化された空気が導入されるダクト内に光触媒剤の塗布とオゾンランプによる照射が行われ、これにより、空気内の細菌が殺菌され、清浄化された無害のマイナスイオンの豊富な空気を室内に送ることができる。これにより、室内をより快適な環境にすることができる。

また、本発明の請求項４の「地下水利用空気清浄及び地下水利用による汚染土壌浄化方法」によれば、構成要素がコンパクトにまとめられ、任意の場所に設置して便利に使用することができる。

以下、本発明の地下水利用空気清浄方法及び地下水利用による汚染土壌浄化方法を実施するための手段を図面を参照して詳述する。図１は本発明の請求項１を行うための構成要素を示す構成図であり、図２は更に請求項２を行うための構成要素を示す図面である。

まず、図１により、各構成要素の内容を説明する。空気清浄機１はスプレー室１ａと水滴除去のためのエリミネータ１ｂと汚染空気の汚物や臭いを除去した水（地下水）を排出するためのポンプ１ｃ等とからなる。汚染空気は導入管１４からスプレー室１ａ内に導入される。空気清浄機１の排出口１５には導管１６が連結され、導管１６は水分分離用セパレータ２に連結される。この水分分離用セパレータ２で空気清浄機１により処理された清浄空気は気水分離されると共にその内部の内筒１７の外周に巻回している冷却加熱コイル１８により冷却又は加熱されて導管１９側に放出される。導管１９はファン２０を有するダクト２１に連結され、ダクト２１は室内側に放出口（図略）を有し、ここから室内に清浄空気が放出される。なお、ダクト２１内には光触媒剤１２及びオゾンランプ１３が設けられている。

ポンプ１ｃは処理水の水（地下水）の油水分離を行うセパレータ３に連結され、セパレータ３には分離された油の導入される油分離タンク４と水のイオン分解を行う電気分解装置５が連結される。また、電気分解装置５は地下水を一時蓄水する洗滌用水槽６に連結される。なお、洗滌用水槽６には地表近傍の地下水がポンプ２２により汲み上げられ、ここから地下水はポンプ２３により空気清浄機１側に送られる。なお、図１ではこの洗滌用水槽６に冷温用水槽７が連結され、前記のポンプ２２は冷温用水槽７に連結し、冷温用水槽７内の地下水の一部が洗滌用水槽３側に送られポンプ２３から空気清浄機１のスプレー室１ａに送られて噴射されることになる。また、冷温用水槽７にはこの内の地下水を加温するためのボイラ８が連結し、ボイラ循環ポンプ２４により循環されながら加温される。なお、冷温用水槽７内の水は冷水・温水ポンプ２５により水分分解セパレータ２の冷却・加熱コイル１８に連結し、冷水又は温水を送る。

一方、洗滌用水槽６からオーバフローした水は、凝集剤タンク１０からの凝集剤が添加されてトルネード式混合装置９に入り旋回し、凝集剤と混合されて化学変化し無害化される（例えば、金属分の多い水に塩素が混入されて酸化鉄となる）。次に、トルネード式混合装置９は吸着槽１１に連結されここで吸着剤によりイオン除去された後、放流されて土壌に戻る。

次に、以上の構成要素による清浄化、浄化作用について説明する。洗滌用水槽６内に汲み上げられた地下水はポンプ２３により空気清浄機１のスプレー室１ａ側に送られノズル２６からスプレー室１ａ内に噴射される。一方、汚染空気は導管１４からスプレー室１ａ内に導入される。ここで汚染空気は噴霧状の地下水と接触し洗滌される。空気に水が噴射されると空気中の汚れや臭いが落されると共に大量のマイナスイオンが発生することが知られている。本発明の場合はダクト１３の吹出口で１４０００乃至３５０００個／ｃｃのマイナスイオンが測定された。森林地帯で５０００個／ｃｃ、市街地では１５０乃至４５０個／ｃｃ、滝まわりでも５０００乃至１００００個／ｃｃであり、本発明のマイナスイオンが極めて大きいことがわかる。また、一定の湿度を持った空気は静電気防止効果もある。

スプレー室１ａで汚れや臭いが除去された空気はエルミネータ１ｂに導かれ、ここで水滴除去が行われ、清浄空気は排出口１５から導管１６を介して水分分離セパレータ２内に導入されます。ここで清浄空気は水分を更に分離されると共に冷却・加熱コイル１８により適温に加温され、ダクト２１内で光触媒剤１２やオゾンランプ１号により殺菌されて室内に放出される。なお、オゾンランプはバクテリヤ殺菌に非常に効果があるが、オゾンは危険性もあることから人が働いている時間での使用はさけ、深夜にタイマ等を用いて一定時間のみ使用することが必要であり、これによって十分な殺菌が行われる。

清浄空気の温度は夏期及び冬期を通してほぼ一定であることが望ましい。地下水は１５℃乃至１６℃の温度を保持するため、夏期でも地下水をそのまま供給することにより高温の空気との熱交換が行われ、空気の温度を所望の低温状態にすることができる。また、冬期では地下水をそのままか少し加熱することにより所望の温度の水を供給することができる。これにより、省エネルギーの効果が上げられる。

汚れた空気を洗滌して空気清浄機１の下側に溜ったスプレー水はポンプ１ｃによりセパレータ３に送られて、旋回作用により比重の重いものや油と分離される。分離された油は油分離タンク４に導かれて排油される。分離された水は電気分解装置５に入り、イオン分解され洗滌用水槽６に導入される。洗滌用水槽６でオーバフローした水はトルネード混合装置９に入る。なお、入る手前で凝集剤が添加され、水はトルネード混合装置９で旋回しながら凝集剤と混合され、化学変化により凝集が進む（例えば、鉄分が多い水に塩素が混入されると酸化鉄になる）。次に、水は吸着槽１１に入り、イオン除去されて排出される。この水を田畑に放流されるか又は地中に戻すかすることにより浄水が田畑に供給され土壌の改良、浄化が行われる。また、トルネード混合装置に後に沈殿槽を設け、凝集効果により変化した物質を沈殿させてもよく（又はセパレータにより分離し、活性炭濾過機を通して吸着させる手段を用いてもよい）、吸着槽１１でイオン除去する手段もある。

図１に示した構成要素は単体のものを更に連結して全体として装置を構成してもよいが、これ等を１つの筐体内にコンパクトに収納して、移動可能のものにしてもよい。

以上の説明では地下水は冷温用水槽７や洗滌用水槽６に送られるが、所定敷地における地下水の汲み上げ手段の一例について図２により説明する。図２において、符号２７は土壌浄化を希望する敷地である。この敷地２７の境界線の近傍には地下水の汲み上げ用の浅井戸２８が複数個配置される。図２では１０箇の浅井戸２８からなる。浅井戸から汲み上げられた地下水は空気清浄機１のスプレー室１ａに連結される。図２の場合、３列の空気清浄機が配置される。以上により、敷地２７内における汚染空気の清浄化が行われ、処理済みの水は再び地下に戻される。これにより敷地２８の浄化が行われる。複数の浅井戸２８を敷地２７に配設することに敷地２７内の土壌が浄化される。また、地下水を汲み上げることにより、水位が下がり、他の敷地２７への地下水の流水が防止されると共に、浄化された水を敷地２７に戻すことにより土壌の浄化がより効果的に行われる。用済の水の一部は排水調整槽２９に蓄水される。この槽は適当な大きさでよく、防火槽や放流槽や他の雑水に利用される。また、水量が多い場合には養魚及び他の用途に用いてもよい。

以上、地下水利用空気清浄方法及び地下水利用による汚染土壌浄化方法を実施するための構成要素の一例を説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、同一技術的範疇の構成要素を用いたものに対しても適用される。

産業上の利用分野

本発明は、地下水を用いた空気の清浄化や地下水の浄化に関するものであるが、地下水に限定するものではなく、汚染液で汚染気体の浄化に対しても適用され、汚染気体の浄化に対して利用され、その使用範囲は広い。

本発明の地下水利用空気清浄方法を実施するための構成要素を示す構成図。本発明の地下水の利用による土壌浄化方法を実施するための構成要素を示す平面図（ａ）及び正面図（ｂ）。

符号の説明

１空気清浄機
１ａスプレー室
１ｂエリミネータ
１ｃポンプ
２水分分離用セパレータ
３セパレータ
４油分離タンク
５電気分解装置
６洗滌用水槽
７冷温用水槽
８ボイラ
９トルネード式混合装置
１０凝集剤タンク
１１吸着槽
１２光触媒剤
１３オゾンランプ
１４導入管
１５排出口
１６導管
１７内筒
１８冷却・加熱コイル
１９導管
２０ファン
２１ダクト
２２ポンプ
２３ポンプ
２４ボイラ循環ポンプ
２５冷水温水ポンプ
２６ノズル
２７敷地
２８浅井戸
２９排水調整槽

Claims

地表近傍の地下水を洗浄用水槽に汲み上げ、その噴霧で汚染空気の洗滌と水滴の除去を行う第１の工程と、処理済の空気を気水分離すると共に適温に冷暖熱する第２の工程と、洗滌及び気水分離された清浄空気をファン及びダクトを介して室内に送気する第３の工程と、前記汚染空気を洗滌した地下水を油水分離すると共に分離された水を電気分解によってイオン分解し、その水を前記洗滌用水槽に導入する第４の工程と、前記洗滌用水槽からオーバフローされた水を凝集剤を用いて化学変化させてて無害化する第５の工程と、この無害化された水をイオン除去した後に地表側に放流させて地下に戻す第６の工程とからなり、気水分離された清浄空気を適温の冷暖熱するために、地下水を直接使用するか、これを加温するかして気水分離装置側に導入し、循環使用することを特徴とする地下水利用空気清浄方法。
汚染されている土壌の敷地の境界線近傍に地表近傍の地下水を汲み上げる浅井戸を複数箇所を設け、浅井戸からの地下水を前記請求項１に記載する地下水利用空気清浄方法を行うための装置側に導入すると共に、前記方法により清浄化されてイオン除去された水を地表側に戻水することを特徴とする地下水利用による汚染土壌浄化方法。
請求項１に記載されるダクト内に光触媒剤を塗布しオゾンランプで点灯して殺菌を行うことを特徴とする請求項１に記載の地下水利用空気清浄方法。
請求項１乃至３の方法を実施するための機器を１つ又は複数の架台上に搬送可能パッケージし、吹出ダクト及び吸気ダクトに接続することを特徴とする地下水利用空気清浄及び地下水利用による汚染土壌浄化方法。