JP3902571B2 - 汚染土壌浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料を燃焼装置によって燃焼して汚染土壌を浄化する汚染土壌浄化装置に関する。

従来から重金属汚染や有機化合物汚染によって汚染された工場跡地などの汚染土壌、犬の糞や寄生虫や雑菌で汚染された公園の砂場の砂、または柴や小枝などの有機物によって汚染されたゴルフ場のバンカの砂などの汚染土壌を燃焼装置によって浄化する汚染土壌浄化装置が知られている（例えば、特許文献１）。

これらの汚染土壌を焼いて浄化する汚染土壌浄化装置は、特許文献１に開示されているように、横置の回転するロータリーキルン中を回転軸方向に汚染土壌を送ると共に、プロパンガスなどのバーナの火炎をドラム内に吹き込み、この火炎で汚染土壌を焼いて汚染土壌中の有機物を燃焼させると同時に殺菌するものである。
ロータリーキルンは、内部に多数の掻き揚げ羽根を配設した円筒状のドラムからなり、一端部の投入ホッパに汚染土壌を運ぶためのベルトコンベヤとバーナが設けられ、他端部の排出ホッパに排出口が設けられている。ロータリーキルンは、投入された汚染土壌が、バーナの火炎で燃焼されながら、掻き揚げ羽根によってバーナ側から排ガスの排出口側に遠ざかって移動するように構成されている。
ロータリーキルンの排出ホッパには、排気ダクトを介して集塵器が設置され、その集塵器の先には、排風機が設置されている。

また、汚染土壌の汚染物質としては、例えば、水銀や鉛などの重金属、油類、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェノール）、ダイオキシン、シアンや農薬などの化合物、犬や猫などの動物の糞、寄生虫や寄生虫の卵などの害虫類、菌核病菌などの菌類、生ゴミや草や木など有機物があり、その汚染状態は様々である。これらの汚染土壌の浄化は、各種の有害物質に汚染された土壌をロータリーキルンなどの燃焼設備からなる汚染土壌浄化装置によって行われている。汚染土壌浄化装置は、汚染土壌を高温度雰囲気下で燃焼処理して、汚染土壌に含まれている各種の有害物質を燃焼分解して浄化し、処理された土壌を再利用できるようにしている。この汚染土壌浄化装置にて各種の有害物質が燃焼分解されて排出される灰を含むガスは、浄化されることによって無害化されて大気に放出される。
特開２００２−２６３６３３号公報（段落００１５、図１）

しかしながら、前記特許文献１に開示されている汚染土壌浄化装置にあっては、ロータリーキルンの一端部の投入ホッパには、ベルトコンベヤとバーナとが設置され、他端部の排出ホッパには、排出口と排気ダクトが設置されている。このため、ロータリーキルンに投入された汚染土壌は、ロータリーキルンに投入されると同時にバーナの火炎で燃焼された後、掻き揚げ羽根によってバーナ側から排出口側に向って遠くに離れるように移動される。しがたって、このような汚染土壌浄化装置のロータリーキルンにあっては、汚染土壌がバーナの火炎から遠ざかるように移動されるため、汚染土壌を効率よく加熱及び燃焼させることができないという問題点があった。

また、特許文献１に開示されている汚染土壌浄化装置にあっては、排風機が集塵器の先に設置されている。このため、ロータリーキルン内の排ガスを吸引する排風機の吸引力は、ロータリーキルンと排風機との間に設置された集塵器によって低下するという問題点がある。また、排風機は、排気ダクトに直接設置されることにより、バーナで熱せられた高温の排ガスを直接受けるため、故障し易く、また耐熱性の良好な材料で作製しなければならず、コストアップの原因になっていた。

ところで、前記した工場跡地などの汚染土壌を浄化処理する汚染土壌浄化装置では、膨大な汚染土壌を処理するのにエネルギーコストが大きく、それに伴い装置全体が大規模なものとなっている。このため、汚染土壌浄化装置は、装置の設営が簡単で、搬送し易いコンパクトな装置が要望されている。

また、公園の砂場の砂やゴルフ場内のバンカの砂を殺菌・浄化する汚染土壌浄化装置は、この砂を焼いて犬の糞や木の小枝や草などの有機物を燃焼分解して浄化すると共に、砂の中にいる例えばトキソカラ属線虫などの寄生虫や、菌核病菌、菌萎縮病菌、菌立植病菌などの菌類を死滅させることにより、砂を再利用している。
従来、このような公園等の砂場の砂やバンカの砂を浄化する場合は、その砂をトラックによって大型の汚染土壌浄化装置がある場所に輸送して浄化し、再度トラックで輸送して元に戻すという方法が一般に取られていた。
このため、公園等の砂場の砂やバンカの砂を浄化する汚染土壌浄化装置は、この汚染土壌浄化装置を容易に移動させて、短時間で効率よく土壌の浄化作業をできるようにするための可搬性があることが望まれている。

本発明の課題は、ロータリーキルン内の汚染土壌の加熱効率を向上させると共に、可搬性に優れたコンパクトな汚染土壌浄化装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の汚染土壌浄化装置は、燃料を燃焼装置によって燃焼して汚染土壌を浄化する汚染土壌浄化装置において、投入された前記汚染土壌中の汚染物質を燃焼分解または加熱分離させる前記燃焼装置を備えたロータリーキルンと、前記ロータリーキルンを回転させるためのモータ可変速回転装置と、前記ロータリーキルンから排出される排ガス中のダスト・塵埃を捕捉するための集塵器と、前記ロータリーキルン内の前記排ガスを前記集塵器に導く排気ダクトと、前記ロータリーキルンと前記集塵器との間に配設されたエジェクタシステムと、を備え、前記ロータリーキルン及び前記モータ可変速回転装置は、キャスタを有する台車に載設され、前記集塵器及び前記エジェクタシステムは、同じ架台に載設されると共に、前記ロータリーキルンと前記エジェクタシステムとの間に設置された前記排気ダクトは、分離することが可能なフランジ部を有することを特徴とする。
なお、特許請求の範囲における「加熱分離」とは、熱脱着・揮発（以下、単に「加熱分離」という）によって汚染土壌中の汚染物質が汚染土壌から分離されることをいう。

請求項１に記載の発明によれば、汚染土壌浄化装置は、ロータリーキルンと排ガス処理装置との間にエジェクタシステムを配設したことにより、排気ダクト内を流れる排ガスを付勢して流速を増加させると共に、ロータリーキルン内の燃焼ガス及び排ガス処理装置内を流れる排ガスも付勢させて排ガスや、ロータリーキルン内に流入される空気の流れを良好にさせることができる。このため、燃焼装置によって燃焼されて燃焼分解または加熱分離した汚染物質は、付勢された燃焼ガスの流れによって効果的に汚染土壌から燃焼分解または加熱分離されると共に、汚染土壌浄化装置内全体において、排ガスの流動性が向上されて、汚染土壌浄化装置の浄化効率をアップさせることが可能となる。
さらに、請求項１に記載の発明によれば、汚染土壌浄化装置は、ロータリーキルン及びモータ可変速回転装置がキャスタを有する台車に載設され、集塵器及びエジェクタシステムが架台に載設されると共に、ロータリーキルンとエジェクタシステムとの間に設置された排気ダクトが分離することが可能なフランジ部を有する。これにより、汚染土壌浄化装置は、台車側と架台側とに２つに分離して、クレーン付きトラックなどによって容易に搬送される。

請求項２に記載の汚染土壌浄化装置は、請求項１に記載の汚染土壌浄化装置であって、前記ロータリーキルンは、一端部に、前記汚染土壌が投入される投入口と、前記ロータリーキルン内の排ガスが排出されるガス排出口とが配設され、他端部に、前記燃焼装置と、前記ロータリーキルン内の前記汚染土壌が排出される土壌排出口とが配設され、内部に、投入された前記汚染土壌を前記一端部から前記他端部側に移動させるためのスパイラルが配設されたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、汚染土壌浄化装置は、ロータリーキルンが、投入口側にガス排出口を配設し、燃焼装置側に土壌排出口を配設したことにより、ロータリーキルンに投入された汚染土壌がガス排出口側から燃焼装置側に向って移動される。このため、ロータリーキルン内に投入された汚染土壌は、スパイラルによって掻き混ぜられながら燃焼装置の火炎に向って移動されることにより、効率よく加熱・燃焼されて、汚染土壌中の汚染物質が燃焼分解または加熱分離される。

請求項３に記載の汚染土壌浄化装置は、請求項２に記載の汚染土壌浄化装置であって、前記土壌排出口は、前記ロータリーキルン内に空気を送る空気取り入れ口を兼用していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、汚染土壌浄化装置は、土壌排出口が空気取り入れ口を兼用していることにより、ロータリーキルンに特別な空気取り入れ口を形成する必要がないため、ロータリーキルンの形状及び構造を簡素化させることができる。また、ロータリーキルンは、燃焼装置と土壌排出口とが配設された他端部に空気取り入れ口を形成したことにより、空気を燃焼装置に効率よく送って燃料を燃焼させることができると共に、他端部側からガス排出口がある一端部側に排ガスが流れるようにして、排ガスの流れをスムーズにすることができる。

請求項４に記載の汚染土壌浄化装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の汚染土壌浄化装置であって、前記ロータリーキルンは、中央部に、前記モータ可変速回転装置を連結するための駆動部が配設され、一端部及び他端部に、前記ロータリーキルンを回動自在に支持するドラムリングが配設されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、汚染土壌浄化装置は、ロータリーキルンが、中央部の駆動部によって回転して、一端部及び他端部のドラムリングによって回動自在に支持されていることにより、ロータリーキルンの両端がドラムリングによって支持されているため、ガタつきを抑えて回転の振れを解消し、ドラムリングの回転音を静かにさせることができる。

本発明に係る汚染土壌浄化装置は、スパイラルが、多数の短冊状の扇型片を所定間隔で螺旋状に連続的に配設されていることが好ましい。
このような構成にすれば、スパイラルは、このように短冊状に形成して間隔を空けて配設されることにより、その間隔がバーナの火炎の熱で膨張した熱膨張部の逃げとなるため、熱膨張によるスパイラルの変形が防止される。このため、スパイラルは、ロータリーキルンに固定した溶接箇所が熱膨張によって割れることが防止されて、しっかりと固定される。

本発明の請求項１に記載の汚染土壌浄化装置によれば、汚染土壌浄化装置は、エジェクタシステムを配設したことにより、排気ダクト内を流れる排ガスを付勢して流速を増加させると共に、ロータリーキルン内の燃焼ガス及び排ガス処理装置内を流れる排ガスも付勢させて排ガスや、ロータリーキルン内に流入される空気の流れを良好にさせることができる。このため、燃焼装置によって燃焼されて燃焼分解または加熱分離した汚染物質は、付勢された燃焼ガスの流れによって効果的に汚染土壌から燃焼分解または加熱分離されると共に、排ガスが、汚染土壌浄化装置内全体で流動性が向上されて、汚染土壌浄化装置の浄化効率をアップさせることが可能となる。
さらに、本発明の請求項１に記載の汚染土壌浄化装置によれば、汚染土壌浄化装置は、排気ダクトのフランジ部を分離することにより、ロータリーキルン及びモータ可変速回転装置がある台車側と、排ガス処理装置及びエジェクタシステムがある架台側とに分離して運搬し易くすることができる。このため、汚染土壌浄化装置は、クレーン付きトラックなどによって容易に搬送することができる。

本発明の請求項２に記載の汚染土壌浄化装置によれば、ロータリーキルン内に投入された汚染土壌が、スパイラルによって回転しながら燃焼装置の火炎に向って移動されることにより、効率よく加熱・燃焼されて、汚染土壌を浄化されることができる。

本発明の請求項３に記載の汚染土壌浄化装置によれば、汚染土壌浄化装置は、土壌排出口が空気取り入れ口を兼用していることにより、ロータリーキルンの形状及び構造を簡素化させることができる。また、ロータリーキルンは、他端部に空気取り入れ口を形成したことにより、空気を燃焼装置に効率よく送って燃料を燃焼させることができると共に、排ガスの流れをスムーズにすることができる。

本発明の請求項４に記載の汚染土壌浄化装置によれば、汚染土壌浄化装置は、ロータリーキルンが、中央部の駆動部によって回転されると共に、両端部のドラムリングによって回動自在に支持されているため、ガタつきを抑えて回転の振れを解消し、ドラムリングを静かに回転させることができる。

図１〜図８を参照して、本発明の実施の形態に係る汚染土壌浄化装置を説明する。
まず、図１を参照して汚染土壌浄化装置１を説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る汚染土壌浄化装置を示すブロック図である。

図１に示す汚染土壌浄化装置１は、燃料タンク２１の燃料をバーナ２２で燃焼させて、その燃焼した火炎によって汚染土壌Ｂ中の汚染物質を燃焼分解または加熱分離して浄化する装置である。この汚染土壌浄化装置１は、投入された汚染土壌Ｂ中の汚染物質を燃焼分解または加熱分離する燃焼装置２を備えたロータリーキルン３と、ロータリーキルン３を回転させるためのモータ可変速回転装置４と、ロータリーキルン３から排出される排ガス中のダスト・塵埃を捕捉するための集塵器６１を備えると共に、燃焼した排ガスを浄化するための排ガス処理装置６と、ロータリーキルン３内の排ガスを排ガス処理装置６に導く排気ダクト７と、ロータリーキルン３と排ガス処理装置６の集塵器６１との間に配設されたエジェクタシステム５とを備えている。
この汚染土壌浄化装置１の汚染土壌Ｂの処理能力は、例えば、処理温度が５００℃のときに処理量３ｔ／ｈ程度であり、処理温度が２６０℃のときに処理量６ｔ／ｈ程度である。汚染土壌浄化装置１は、処理温度を約８５０℃まで上昇させて、その温度で汚染土壌Ｂ中の汚染物質を燃焼分解または加熱分離できるので、すべての汚染土壌Ｂの浄化を行うことができる装置である。

燃焼装置２は、燃料を貯蔵する燃料タンク２１と、大気中の空気Ａを取り入れて、燃料タンク２１の燃料を燃焼させるバーナ２２と、バーナ２２の火力の調整を行うバーナ燃焼制御器２３とを備えてなる。この燃焼装置２は、ロータリーキルン３の他端部３ｂ側に設置されている。
燃料は、例えば、灯油である。なお、燃料は、白灯油、重油、軽油、アルコール、ブロパンガスまたはＬＰガスであってもよく、特に限定されない。
バーナ２２は、燃料を燃焼させた火炎をロータリーキルン３内に送り込んでいる。バーナ燃焼制御器２３は、温度センサＴによってロータリーキルン３内の燃焼状況（温度）を調整する装置である。なお、このバーナ燃焼制御器２３は、バーナ２２の火力をプログラム制御できる装置であるが、手動的に操作する装置であってもよい。

ロータリーキルン３は、モータ可変速回転装置４によって全体が回転され、計量器８１で計量された所望量の汚染土壌Ｂを、スパイラル３１によって掻き混ぜながらバーナ２２の火炎によって浄化する装置である。このロータリーキルン３は、一端部３ａに、汚染土壌Ｂが投入される投入口３ｄとロータリーキルン３内の排ガスが排出されるガス排出口３ｅとが配設され、他端部３ｂに、燃焼装置２とロータリーキルン３内の汚染土壌Ｂが排出される土壌排出口３ｆとが配設され、内部に、投入された汚染土壌Ｂを一端部３ａから他端部３ｂ側に移動させるためのスパイラル３１が配設されている。
ロータリーキルン３の土壌排出口３ｆから排出された処理土Ｃは、汚染物質が除去されたか処理土Ｃ中の成分を分析して、適合値に浄化されていれば、その処理土Ｃが再利用される。

ロータリーキルン３内の排ガスは、エジェクタシステム５によって吸入されて、排気ダクト７を介して排ガス処理装置６に送られている。その排ガス処理装置６は、排ガス内の灰や汚染物質などのダスト・塵埃を除塵する集塵器６１と、この集塵器６１で分離されたダスト・塵埃を回収するダスト回収器６２と、ダスト・塵埃が大気中に排出されることを阻止するフィルタ６３と、このフィルタ６３を通過した排ガスを導いて大気中に排気させるための煙道６４とから構成されている。

次に、図２〜図８を参照して、さらに各部を詳細に説明する。
まず、図２を参照して燃料タンクを説明する。
図２は、本発明の実施の形態に係る汚染土壌浄化装置の概略正面図である。

燃料タンク２１は、上部に燃料を給油するための給油口２１ａ、下部にその燃料を燃焼装置２に送るための燃料ホース２１ｂと、燃料タンク２１を支える複数の脚２１ｃとを備えている。
なお、燃料タンク２１は、台車９に直接載設してもよい。

次に、図２を参照して燃焼装置２を説明する。
燃焼装置２は、台車９の端部に載設されると共に、ロータリーキルン３の他端部３ｂに接続されている。燃焼装置２は、燃料タンク２１内の燃料を吸引するためのポンプ２４を備えている。燃焼装置２の処理温度は、汚染土壌浄化装置１によって浄化する汚染土壌Ｂの汚染物質に適合した温度であればよい。

公園の砂場の砂（汚染土壌Ｂ）やゴルフ場のバンカの砂（汚染土壌Ｂ）を汚染土壌浄化装置１で浄化する場合、燃焼装置２の処理温度は、例えば、２６０℃とする。処理温度を２６０℃にすることにより、汚染土壌Ｂ中の線虫及び線虫卵が約５０℃で死滅し、その他の有害虫や菌やウイルスが約８０℃で死滅し、犬の糞や小枝や草などの有機物が燃焼されて灰になる。

また、テトラクロロエチレン含有の汚染土壌Ｂを汚染土壌浄化装置１で浄化する場合の燃焼装置２の処理温度も、例えば、２６０℃とする。この場合、その汚染土壌Ｂは、２３５℃の温度でテトラクロロエチレンの加熱分離が行われて、その温度より高い２６０℃で浄化することにより、適宜に汚染土壌Ｂ中のテトラクロロエチレンの９９．９９％が除去されて無害化される。

水銀などの低沸点金属を含有の汚染土壌Ｂを汚染土壌浄化装置１で浄化する場合、燃焼装置２の処理温度は、例えば、５００℃とする。この場合、その汚染土壌Ｂは、２７５℃以上の温度で顕著に水銀の加熱分離が行われて、汚染土壌Ｂ中の水銀が除去されて無害化される。

また、ＰＣＢ含有の汚染土壌Ｂを浄化する場合、ロータリーキルン３を間接加熱多筒式にすることによって、ＰＣＢが３５０℃の間接加熱で加熱分離し、これに続く第２、第３の排ガス処理装置（図示せず）によって凝縮後液中反応で分解されて浄化される。

例えば、揮発性有機化合物で汚染された汚染土壌Ｂを浄化する場合、汚染物質が灯油であれば沸点１５０〜２８０℃、軽油であれば２４０〜３５０℃、重油であれば沸点３５０℃以上に加熱して、汚染土壌Ｂに染み込んでいる揮発性有機化合物が燃焼分解または加熱分離されて、汚染土壌Ｂが浄化処理される。

また、シアン、農薬などの化合物または高沸点金属含有の汚染土壌Ｂを汚染土壌浄化装置１で浄化する場合、燃焼装置２の処理温度は、例えば、８５０℃とする。この場合、農薬などは、８００℃の加熱で熱分解して、燃焼されることにより、適宜に汚染土壌Ｂ中の農薬などが除去されて無害化される。この場合、ロータリーキルン３から排出された処理土Ｃ及び排ガスは、冷却装置（図示せず）を配設して冷却すると共に、これに続く第２、第３の排ガス処理装置（図示せず）を配設して浄化することが望ましい。

バーナ２２の能力Ｑは、装置の効率Ｋ１を０．７０、汚染土壌Ｂの比熱Ｋ２を０．４３ｋｃａｌ／ｋｇ・℃、汚染土壌Ｂの比重Ｋ３を２．０、燃焼洗浄温度Δｔを４８０℃、処理量Ｖを６．０ｍ３とすると
Ｑ＝（１／Ｋ１）×Ｋ２×Ｋ３×Δｔ×Ｖ
であり、約３，５４０，０００ｋｃａｌ／ｈである。
なお、このバーナ２２は、通常、２６０℃〜５００℃の中間温度域で汚染土壌Ｂの燃焼分解または加熱分離を行う。そして、バーナ２２の火力を１，８００，０００ｋｃａｌ／ｈに低下させて使用したときの燃料の消費は、灯油２１０リットル／ｈである。バーナ２２からロータリーキルン３内に送り込まれる燃焼ガス量は、例えば、５００℃のときで２７００ｍ３／ｈ程度であり、この量は後記するエジェクタシステム５によって調整される。
燃焼装置２の温度制御は、例えば、熱電対温度計からなる温度センサＴによって、例えば、設定温度±５０℃に保たれている。

次に、図２を参照して汚染土壌供給装置８を説明する。
汚染土壌供給装置８は、所定量の汚染土壌Ｂをその汚染土壌Ｂがある場所からロータリーキルン３の投入口３ｄに運ぶ装置であり、受け取りホッパ８２と、ベルトコンベヤ８３と、土壌ホッパ８４とから構成されている。
受け取りホッパ８２は、汚染土壌Ｂを均等にベルトコンベヤ８３上に載せるためのものであり、汚染土壌Ｂを一箇所に集めるための漏斗型の容器から構成されている。受け取りホッパ８２は、上部が円錐形状に開口し、下部が汚染土壌Ｂをベルトコンベヤ８３に落下させるために開口されている。なお、受け取りホッパ８２には、必要に応じて、バイブレータ付きの篩及び定量化のためのスクリュウを取り付けてもよい。
ベルトコンベヤ８３は、汚染土壌Ｂを土壌ホッパ８４に供給するためのものであり、一端部が汚染土壌Ｂのある場所の近傍に配置され、他端部が土壌ホッパ８４上に配置されている。
土壌ホッパ８４は、下端部に設けたシュータ８５から投入口３ｄに所定量の汚染土壌Ｂを継続的に供給すると共に、汚染土壌Ｂを一時的に貯蔵する容器であり、ロータリーキルン３による汚染土壌Ｂの浄化作業が途切れない程度の貯蔵容量を有する。

次に、図２〜図６を参照してロータリーキルン３を説明する。
図３は、図２の矢視Ｘ−Ｘ線方向の拡大側面図である。図４は、モータ可変速回転装置を示す要部拡大正面図である。図５は、ロータリーキルンの土壌排出口を示す要部拡大平面図である。図６は、ロータリーキルン内におけるスパイラルの設置状態を示す要部拡大断面図である。

ロータリーキルン３は、例えば、内径が約９００ｍｍ、長さが約４０００ｍｍの両端を閉塞した円筒状の横置きの鋼管杭からなり、その内部には、汚染土壌Ｂを一端部３ａから他端部３ｂ側に移動させるためのスパイラル３１が配設されている。
なお、ロータリーキルン３の材質は、比較的低温で汚染土壌Ｂの浄化処理を行う場合に炭素鋼、中位の温度で使用する場合に耐熱鋼、高温で使用する場合に耐火材ライニングがそれぞれ適している。
図２に示すように、ロータリーキルン３の一端部３ａには、汚染土壌Ｂが投入される投入口３ｄと、排ガスをロータリーキルン３外に排出するガス排出口３ｅとが配設されている。ロータリーキルン３の他端部３ｂには、バーナ２２と、浄化した汚染土壌Ｂを排出する土壌排出口３ｆとが配設されている。ロータリーキルン３の一端部３ａ及び他端部３ｂには、ロータリーキルン３を回動自在に支持するドラムリング３３，３４が配設されている。図２、図３及び図４に示すように、ロータリーキルン３の中央部３ｃには、ロータリーキルン３全体を回転させるためのモータ可変速回転装置４の第２チェーン４４ｆが噛合される駆動部３２が配設されている。ロータリーキルン３は、図２及び図３に示すように、台車９上に設置されたカバー１０によって覆われている。そのカバー１０は、例えば、放熱性を備えたメッシュ状の冷延鋼板からなる。

図５に示すように、土壌排出口３ｆは、ロータリーキルン３の他端部３ｂに円周方向に長く形成された長孔からなり、ロータリーキルン３内に空気Ａ（図１参照）を送る空気取り入れ口３ｇを兼用している。土壌排出口３ｆの周辺には、回転するロータリーキルン３の他端部３ｂに挿入されたバーナ２２の筒部２２ａを支持する支持具３５が配設されている。その支持具３５は、鋼板からなり、溶接などによって台車９上に固定されている（図２参照）。
なお、前記空気取り入れ口３ｇからエジェクタシステム５の吸引力によって吸入される空気は、例えば、風速が１５ｍ／ｓｅｃで、風量が２４．６ｍ³／ｓｅｃである。

図６に示すように、スパイラル３１は、帯状の耐熱鋼板を投入口３ｄ側から土壌排出口３ｆ側に向けて螺旋状に形成して、ロータリーキルン３の内壁に点溶接などによって固定されている。なお、スパイラル３１は、例えば、高さが約９０ｍｍで、ピッチが約２３０ｍｍである。

図３に示すように、ドラムリング３３，３４は、回転するロータリーキルン３を支持する環状部材からなり、ロータリーキルン３の一端部３ａと他端部３ｂを支持している（図２参照）。ドラムリング３３，３４は、台車９の前後上に設置されたドラム受け９１，９２によってそれぞれ固定されている。

駆動部３２は、ロータリーキルン３の中央部３ｃの全周に設置されたスプロケットからなり、溶接手段によってロータリーキルン３に固着されている。その駆動部３２には、モータ可変速回転装置４の第２チェーン４４ｆが係合されると共に、その周囲には保護用のチェーンカバー３６が設置されている。

このように構成された前記ロータリーキルン３の汚染土壌Ｂの処理量Ｖｍ³／ｈは、例えば、ロータリーキルン３内の空充率ａを０．１、ロータリーキルン３の回転数ｎを４２０回／ｈ、スパイラル３１のピッチｐを０．２３ｍ、ロータリーキルン３の直径Ｄを９０００ｍｍとすると、
Ｖ＝ａ×ｎ×ｐ×π×Ｄ×Ｄ／４
で約６．１ｍ³／ｈとなる。

次に、図３及び図４を参照して、モータ可変速回転装置４を説明する。
モータ可変速回転装置４は、例えば、ロータリーキルン３を３〜４段階あるいは無段階に変速回転させることができる装置であって、ロータリーキルン３の回転を細かく調整することができる。このモータ可変速回転装置４は、駆動源としてのモータ４１と、このモータ４１の回転を減速させる減速機４２とから構成され、台車９に載設されている。

モータ４１は、台車９に載設されたバッテリ（図示せず）または発電機（図示せず）を電源として駆動車４１ａを回転させる三相モータなどからなる。モータ４１の上方には、モータ４１をロータリーキルン３の熱から保護するための断熱材によって形成されたモータカバー４５が設置されている。駆動車４１ａは、ベルト４３ｂを回動させるための平ベルト車からなる。

減速機４２は、モータ４１の回転を減速させるため装置であり、モータ４１の回転をチェーン伝動装置４４に伝達させるためのベルト伝動装置４３と、ベルト伝動装置４３の回転をさらに減速させて駆動部３２に伝達させるためのチェーン伝動装置４４とから構成されている。この減速機４２は、ロータリーキルン３の下部の台車９に載設されている。

ベルト伝動装置４３は、モータ４１の回転を減速してチェーン伝動装置４４に伝達する装置である。このベルト伝動装置４３は、一方を駆動車４１ａに巻き掛け、他方をベルト車４３ａに巻き掛けられたベルト４３ｂを備えている。

チェーン伝動装置４４は、ベルト車４３ａに連動する第１スプロケット４４ａと、この第１スプロケット４４ａに噛合する第１チェーン４４ｂによって回転する第２スプロケット４４ｃと、この第２スプロケット４４ｃと同じ回動軸４４ｅに設置されて同回転する第３スプロケット４４ｄと、この第３スプロケット４４ｄに噛合する第２チェーン４４ｆによって回転するロータリーキルン３の駆動部３２と、第２チェーン４４ｆの張り具合を調整するための補助用スプロケット４４ｇとから構成されている。

次に、図２及び図３を参照して台車を説明する。
台車９は、ロータリーキルン３、モータ可変速回転装置４、燃焼装置２及びカバー１０を載設し、下面にキャスタ９３を配設して載設した前記装置を移動し易くして作業性の向上を図ったものである。この台車９は、鋼鉄製の骨格と鋼板とを溶接手段によって組み立てて形成されている。

次に、図７を参照してエジェクタシステム５を説明する。
図７は、エジェクタシステムの構造を示す拡大概略図である。
エジェクタシステム５は、ロータリーキルン３と排ガス処理装置６（図２参照）との間の排気ダクト７に介在されて、圧送ブロア５１からのジェット気流Ｄに巻き込み作用によって、ロータリーキルン３内の排ガスを吸入すると共に、その排ガスの流れを付勢させて排ガス処理装置６に送る装置である。このエジェクタシステム５は、大気中の空気を取り入れると共に吸入空気の音を消音するための吸入サイレンサ５２と、この吸入サイレンサ５２から吸入した空気をジェット気流Ｄに変換するための圧送ブロア５１と、この圧送ブロア５１によって発生した空気の音を消音するための吐出サイレンサ５３と、排気ダクト７に接続されたＴ字型継手からなるエジェクタ５４とから構成されている。エジェクタ５４は、例えば、ステンレス鋼などの耐熱鋼によって形成されている。

なお、エジェクタシステム５による燃焼ガスの送量Ａは、灯油の燃焼排ガス量Ｋ４を１２．８Ｎｍ３／Ｌ、バーナ２２の能力を１，７５０，０００ｋｃａｌ／ｈ、灯油の発生熱量Ｋ５を８，４００ｋｃａｌ／Ｌとすると、
Ａ＝Ｋ４×Ｑ／Ｋ５
で約４４，２００Ｎｍ３／ｈとなる。

次に、図２を参照して排ガス処理装置６を説明する。
排ガス処理装置６は、汚染土壌Ｂがロータリーキルン３内でバーナ２２によって燃焼されて発生した排ガス中の燃焼灰などのダスト・塵埃を集塵して分離するための装置である。この排ガス処理装置６は、ロータリーキルン３から排気ダクト７を介して送られ排ガス中のダスト・塵埃を除塵する集塵器６１と、この集塵器６１によって分離されたダスト・塵埃を集めるダスト回収器６２と、集塵器６１を通過した排ガスを濾過するフィルタ６３と、フィルタ６３を通過した排ガスを大気中に送るための煙道６４とから構成されている。
なお、この排ガス処理装置６の下流には、汚染物質の種類に応じて、更に第２次、第３次の排ガス処理装置（図示せず）を配設してもよい。
図２に示すように、排ガス処理装置６及びエジェクタシステム５は、同じ架台１１上に載設され、一緒に輸送される。

集塵器６１は、排気ダクト７から送られてきた排ガスを渦巻き状に下降させて、慣性的にダスト・塵埃を分離する装置であり、例えば、サイクロン式集塵器からなる。集塵器６１は、バーナ２２の燃焼温度が５００℃で外気温度が３０℃の場合に約２６０℃になるため、耐熱性のある鋼板やステンレス鋼などによって形成されている。なお、集塵器６１は、サイクロン式集塵器に限定されるものではなく、例えば、電気集塵器、フィルタ、またはウォータスクラバーであってもよい。
フィルタ６３は、耐熱鋼などから形成された金属フィルタなどからなる。なお、このフィルタ６３は、なくてもよい。

次に、図２及び図８を参照して各機器を接続する排気ダクトを説明する。
図８は、汚染土壌浄化装置を分解して搬送するときの状態を示す説明図である。

図２に示すように、排気ダクト７は、高温の排ガスを各機器に送るための管であり、例えば鋼管またステレス鋼管からなる。ロータリーキルン３とエジェクタシステム５との間に設置された排気ダクト７は、ボルト・ナット（図示せず）によって接続され、このボルト・ナットを離脱することによって、ロータリーキルン３側の配管７１と、エジェクタシステム５側の配管７２とに分離することが可能なフランジ部７１ａ，７２ａが形成されている。
汚染土壌浄化装置１は、ボルト・ナットを離脱してフランジ部７１ａ，７２ａを分離することによって、図８に示すように、汚染土壌浄化装置１を台車９側と架台１１側とに分離して、クレーン付きトラックやトレーラなどの輸送車１２で搬送される。

また、エジェクタシステム５と集塵器６１との間は、配管７３と、エルボなどの継手７６，７７とによって接続されている。集塵器６１とフィルタ６３との間は、サイクロンの一部を構成する配管７４と、リタンベントからなる継手７８と、配管７５と、エルボからなる継手７９とによって接続されている。これらの継手７６，７７，７８，７９は、例えば、可鍛鋳鉄などから形成されている。

次に、各図を参照して本発明の実施の形態に係る汚染土壌浄化装置の設置方法及び作用を説明する。
まず、図８に示すように、汚染土壌浄化装置１のロータリーキルン３側と排ガス処理装置６側とを繋いでいるフランジ部７１ａ，７２ａのボルト・ナット（図示せず）を外して分離し、汚染土壌浄化装置１を２つに分ける。これにより、汚染土壌浄化装置１は、ロータリーキルン３及び燃焼装置２を積載した台車９側と、エジェクタシステム５及び排ガス処理装置６を載置した架台１１側とに分離することができるため、クレーン１２ａによって輸送車１２の荷台１２ｂに容易に載せて輸送することが可能となる。なお、汚染土壌供給装置８（図２参照）及び燃料タンク２１（図２参照）などは、荷台１２ｂの空いたスペースに載置する。

このように、汚染土壌浄化装置１は、輸送車１２によって搬送できるため、汚染土壌Ｂがある目的地に容易にかつ低コストで運ぶことができる。このため、汚染土壌浄化装置１は、特に、汚染土壌Ｂがある汚染現場が点在していて、その汚染現場を移動して浄化作業を行うのに適しており、可搬性がよい。例えば、汚染土壌浄化装置１は、工場跡地内に点在する汚染現場の汚染土壌Ｂを浄化する場合や、各地の公園の砂場の砂を浄化する場合や、ゴルフ場内に点在するバンカの砂を浄化する場合などに適している。また、汚染土壌浄化装置１は、輸送するときに、２つに分解するだけでよく、各機器をバラバラに分解する必要がないため、分解作業が容易であり、分解作業の作業時間を短縮することができる。

汚染土壌Ｂを浄化する目的地に運ばれた汚染土壌浄化装置１は、図２に示すようにセッティングを行う。すなわち、汚染土壌浄化装置１は、フランジ部７１ａ，７２ｂをボルト・ナット（図示せず）で繋ぎ、ロータリーキルン３側の配管７１とエジェクタシステム５側の配管７２を連結する。その汚染土壌浄化装置１は、汚染土壌Ｂがある近隣に配置する。ベルトコンベヤ８３は、一端を汚染土壌Ｂがある位置に配置し、他端を土壌ホッパ８４上に配置する。これで、セットが完了する。

このように、汚染土壌浄化装置１は、現地で組み立てることができ、かつ分解される機器の数が少ないため、組み立て作業が容易であり、組み立て作業の作業時間を短縮することができる。

また、汚染土壌浄化装置１は、汚染土壌Ｂがある現地で浄化処理を行うことができるため、従来のように汚染土壌Ｂを汚染土壌浄化装置１がある場所に運搬して、浄化した処理土Ｃを元に場所に戻すという汚染土壌Ｂの運搬作業が不要となる。

次に、燃料タンク２１を開け、バーナ２２を点火して、汚染土壌浄化装置１を予熱させる。
バーナ２２の火力や、ロータリーキルン３を回転させるモータ可変速回転装置４の回転速度は、汚染土壌Ｂに含有されている汚染物質によって、適宜に調整する。

以下、公園の砂場の砂（汚染土壌Ｂ）やゴルフ場のバンカの砂（汚染土壌Ｂ）を殺菌・浄化する場合を例にして説明する。
この場合、燃焼装置２は、１，４５７，０００ｋｃａｌ／ｈ程度の加熱能力があればよく、処理温度が約２６０℃、燃焼ガス量が約２，２２０Ｎｍ³／ｈでロータリーキルン３内の汚染土壌Ｂを加熱・燃焼させる。

図２に示すように、汚染土壌Ｂは、受け取りホッパ８２に投入される。受け取りホッパ８２内の汚染土壌Ｂは、受け取りホッパ８２によって、定量の汚染土壌Ｂがベルトコンベヤ８３上に落とされて、そのベルトコンベヤ８３で土壌ホッパ８４内に運ばれる。土壌ホッパ８４からロータリーキルン３内には、処理量約６．０ｍ³／ｈの汚染土壌Ｂが供給される。

図４に示すように、ロータローキルン３は、モータ４１が回転すると、駆動車４１ａ、ベルト４３ｂ、ベルト車４３ａ、第１スプロケット４４ａ、第１チェーン４４ｂ、第２スプロケット４４ｃ、回動軸４４ｅ、第３スプロケット４４ｄ、第２チェーン４４ｆを介して駆動部３２に減速して伝達されて、そのロータリーキルン３が約７ｒｐｍで低速回転する。ロータリーキルン３は、横置きの円筒形でなり、中央部３ｃに駆動部３２が配置され、一端部３ａ及び他端部３ｂにドラムリング３３，３４が配置されて支えられているため、ガタつきなく静かに回転する。

ロータリーキルン３内の汚染土壌Ｂは、ロータリーキルン３が回転したことにより、図６に示すように内壁にあるスパイラル３１によって、掻き混ぜられながら矢印Ｅの土壌排出口３ｆ側に導かれる。これに対して、バーナ２２から放された火炎は、汚染土壌Ｂが進む矢印Ｅ方向と反対の矢印Ｆ方向に向けて放出される。このため、汚染土壌Ｂは、回転するスパイラル３１によって掻き混ぜられながらバーナ２２の方向に進むことにより、有効的にバーナ２２の火炎で直接かつ連続的に加熱・燃焼処理されるため、汚染土壌Ｂ全体が均一に燃焼される。したがって、汚染土壌Ｂ内の菌類や寄生虫類や寄生虫類の卵は、高温と火炎とによって死滅し焼却される。また、汚染土壌Ｂ内に含まれていた犬の糞や小枝や草や雑草の種などは、バーナ２２の火炎で燃焼して、燃焼分解または加熱分離される。この燃焼によって発生した灰、汚染物質及び排ガスは、バーナ２２の火炎の勢いと、空気取り入れ口３ｇから入った大気の気流と、エジェクタシステム５の吸引力によって、ガス排出口３ｅからロータリーキルン３外に排出される。

汚染土壌Ｂは、このようにして菌類や寄生虫類や寄生虫類の卵などが死滅・焼却され、犬の糞や草や小枝などの有機物が焼却されると共に、エジェクタシステム５の吸引力やバーナ２２の火炎によってそれらの燃焼灰が燃焼分解されて排ガスと共に排出される。このため、汚染土壌Ｂは、汚染物質が除去されて再利用できる状態に浄化される。なお、ロータリーキルン３内の汚染土壌Ｂは、スパイラル３１によって、土壌排出口３ｆに近づくにつれて、バーナ２２の火炎に近くなり、高温に加熱・燃焼処理されて、乾燥された改良土壌となって土壌排出口３ｆから排出される。排出された汚染土壌Ｂ（処理土Ｃ）は、冷却され、図１に示すように成分を分析された上で再利用される。浄化され無害化された処理土Ｃは、再利用ができるため、従来行っていた汚染土壌Ｂを廃棄して新しい土壌に替えることが不用となる。

また、バーナ２２の火炎が放される箇所の周囲は、高温に加熱されるが、支持具３５によって覆われ、かつロータリーキルン３がメッシュ状のカバー１０で覆われているため、熱に対する安全性が施されている。

前記ガス排出口３ｅから排出された排ガス、灰及び汚染物質などのダスト・塵埃は、排気ダクト７及びエジェクタ５４を介して排ガス処理装置６に送られる。エジェクタシステム５を通過する排ガスは、エジェクタ５４のみを通過して、直接圧送ブロア５１内を通過しないため、その圧送ブロア５１が高温の排ガスによって腐食や故障することがなく、点検・保守・整備が容易である。

排気ダクト７を介して集塵器６１に送られた排ガス及びダスト・塵埃は、サイクロンによって排ガス中のダスト・塵埃がダスト回収器６２側に分離されて浄化され、浄化された排ガスが配管７４，７５及び継手７８を通過し、さらにフィルタ６３で濾過されて煙道６４から大気中に放出される。

このようにして汚染土壌浄化装置１は、汚染土壌Ｂを浄化すると共に、この浄化処理によって発生したダスト・塵埃を含み排ガスを排ガス処理装置６で浄化し、ダスト・塵埃を除去して大気中に放出するため、環境を害することがない。

また、汚染土壌浄化装置１は、汚染物質によって、燃焼装置２による処理温度やモータ可変速回転装置４によるロータリーキルン３の回転速度などの運転条件を調整することによって、各種の汚染物質によって汚染された汚染土壌Ｂを燃焼分解または加熱分離して浄化することができる。

なお、本発明に係る汚染土壌浄化装置は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
例えば、図２に示す排ガス処理装置６には、排ガスやダスト・塵埃の温度を低下させるための冷却装置を配設してもよい。また、大気中に排出される排ガスは、活性炭吸着や化学分解させて、無害化させて大気中に放出させるようにしてもよい。

図９は、スパイラルの変形例を示すロータリーキルンの要部拡大断面図である。
図９に示すように、スパイラル３１（図６参照）は、多数の短冊状の扇型片３７ａを所定間隔で螺旋状に連続的に配設したスパイラル３７であってもよい。なお、このスパイラル３７は、例えば、幅が約９０ｍｍで、ピッチが約２３０ｍｍで、５〜１０ｍｍの間隔で配設される。
スパイラル３７は、このように短冊状に形成して間隔を空けて配設されることにより、その間隔がバーナ２２の火炎の熱で膨張した熱膨張部の逃げとなるため、熱膨張によるスパイラル３７の変形が防止される。このため、スパイラル３７は、ロータリーキルン３に固定した溶接箇所が熱膨張によって分離されることが防止されて、しつかりと固定される。

本発明の実施の形態に係る汚染土壌浄化装置を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る汚染土壌浄化装置の概略正面図である。 図２の矢視Ｘ−Ｘ線方向の拡大側面図である。 モータ可変速回転装置を示す要部拡大正面図である。 ロータリーキルンの土壌排出口を示す要部拡大平面図である。 ロータリーキルン内におけるスパイラルの設置状態を示す要部拡大断面図である。 エジェクタシステムの構造を示す拡大概略図である。 汚染土壌浄化装置を分解して搬送するときの状態を示す説明図である。 スパイラルの変形例を示すロータリーキルンの要部拡大断面図である。

符号の説明

１ 汚染土壌浄化装置
２ 燃焼装置
３ ロータリーキルン
３ａ 一端部
３ｂ 他端部
３ｄ 投入口
３ｅ ガス排出口
３ｆ 土壌排出口
３ｇ 空気取り入れ口
４ モータ可変速回転装置
５ エジェクタシステム
６ 排ガス処理装置
７ 排気ダクト
９ 台車
１１ 架台
３１，３７ スパイラル
３２ 駆動部
３３，３４ ドラムリング
５４ エジェクタ
６１ 集塵器
９３ キャスタ
７１ａ，７２ａ フランジ部
Ｂ 汚染土壌

Claims (4)

1. 燃料を燃焼装置によって燃焼して汚染土壌を浄化する汚染土壌浄化装置において、
   投入された前記汚染土壌中の汚染物質を燃焼分解または加熱分離させる前記燃焼装置を備えたロータリーキルンと、
   前記ロータリーキルンを回転させるためのモータ可変速回転装置と、
   前記ロータリーキルンから排出される排ガス中のダスト・塵埃を捕捉するための集塵器と、
   前記ロータリーキルン内の前記排ガスを前記集塵器に導く排気ダクトと、
   前記ロータリーキルンと前記集塵器との間に配設されたエジェクタシステムと、を備え、
   前記ロータリーキルン及び前記モータ可変速回転装置は、キャスタを有する台車に載設され、
   前記集塵器及び前記エジェクタシステムは、同じ架台に載設されると共に、
   前記ロータリーキルンと前記エジェクタシステムとの間に設置された前記排気ダクトは、分離することが可能なフランジ部を有することを特徴とする汚染土壌浄化装置。
2. 前記ロータリーキルンは、一端部に、前記汚染土壌が投入される投入口と、前記ロータリーキルン内の排ガスが排出されるガス排出口とが配設され、
   他端部に、前記燃焼装置と、前記ロータリーキルン内の前記汚染土壌が排出される土壌排出口とが配設され、
   内部に、投入された前記汚染土壌を前記一端部から前記他端部側に移動させるためのスパイラルが配設されたことを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌浄化装置。
3. 前記土壌排出口は、前記ロータリーキルン内に空気を送る空気取り入れ口を兼用していることを特徴とする請求項２に記載の汚染土壌浄化装置。
4. 前記ロータリーキルンは、中央部に、前記モータ可変速回転装置を連結するための駆動部が配設され、
   一端部及び他端部に、前記ロータリーキルンを回動自在に支持するドラムリングが配設されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の汚染土壌浄化装置。

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