JP4278137B2 - 汚染土壌浄化処理装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、揮発温度の低いガソリン、灯油、軽油等の軽質油やトリクロロエチレン、ベンゼン等の揮発性有機化合物で汚染された土壌を浄化処理するための汚染土壌浄化処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えばガソリン(沸点50℃〜)、灯油(沸点170℃〜)、軽油(沸点200℃〜)等の軽質油や70〜150℃で揮発するトリクロロエチレン、ベンゼン等の揮発性有機化合物で汚染された土壌の浄化を行うには、当該汚染土壌を加熱し、汚染物質を揮発分離したのち回収し吸着または分解することにより浄化処理している。
【0003】
揮発性有機化合物で汚染された土壌に、水と、水と発熱反応する無機化合物を混入し、翼付き回転軸で攪拌混合して汚染物質を揮発分離させている例がある(特許文献1参照。)。この機能を自走式にした例もある(特許文献2参照。)。
【0004】
また、化学物質により汚染された土壌、底質、汚泥等に分解剤を混合させて浄化させる自走式の例もあり(特許文献3参照。)、有機塩素化合物に汚染された土壌に鉄粉と沸石を反応剤を投入しマイクロ波を照射させて変質させている例もある(特許文献4参照。)。
また、有害物質を含んだ汚染土壌を気密性の収容体に投入し、加熱手段としての電熱ヒ−タを埋め込んだ回転翼を回転させて揮発させ真空ポンプで吸引し、排水浄化設備、廃棄物処理設備で浄化処理している例もある(特許文献5参照。)。
【0005】
図5は、本出願人の共同出願人の1名が提案した技術であって、汚染された土壌SAを密閉構造物20の中に搬入し、その密閉構造物20の中に加熱ドライア5aで加熱した骨材3をミキシングタワーMで計量して運搬手段18で搬入し、汚染された土壌SAと加熱した骨材3を攪拌手段のバックホー22で攪拌混合して汚染土壌SAを加熱し、加熱した汚染土壌SAから揮発した汚染物質Vvを集気傘28から琲風ファン32で吸引して汚染物質浄化装置30で浄化処理し、汚染物質Vvが揮発して浄化された土壌SBと骨材3を分離手段40で篩分け分離して骨材3を再利用している(特許文献6参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−107741号公報(図1及びその説明参照)
【特許文献2】
特開2003−071426号公報(図1及びその説明参照)
【特許文献3】
特開2003−071425号公報(図1及びその説明参照)
【特許文献4】
特開2003−103249号公報(図1及びその説明参照)
【特許文献5】
特開2000−288526号公報(図1及びその説明参照)
【特許文献6】
特願2003−32334号(図1及びその説明参照)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、軽質油や揮発性有機化合物で汚染された土壌を、薬品を使用することなく比較的簡単な加熱作業のみで浄化できる汚染土壌浄化装置の提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、揮発温度の低い軽質油であるガソリン、灯油、軽油および揮発性有機化合物で汚染された土壌を浄化処理するための汚染土壌浄化処理装置において、不燃性固形物3を加熱する加熱プラント5と、その加熱された不燃性固形物3と汚染土壌SAとをそれぞれ分別して投入する投入口7a、7bを有するホッパ7と、そのホッパ7の開口7cから加熱した不燃性固形物3と汚染土壌SAとが落下する密閉構造体10とを備え、前記ホッパ7はその開口7cに汚染物質Vvを外部に漏気させないためのシャッタ12が設けられ、その密閉構造体10は攪拌混合手段13を有し、さらに密閉構造体10の後部に連通されて外部が覆われている輸送手段20と、その輸送手段20で送られた汚染土壌SAと不燃性固形物3とを分離する分離手段と、その分離された不燃性固形物3を前記加熱プラント5に戻す別の輸送手段44とを備え、そして前記密閉構造体10および輸送手段20から揮発した汚染物質Vvを吸引手段32によって吸引する集気傘28、29を設け、その吸引手段12で吸引された汚染物質Vvを浄化する浄化処理装置34を設けてある。
【0011】
本汚染浄化処理装置の具体化にあたっては、不燃性固形物を加熱する加熱プラントは従来の道路舗装用アスファルト混合物を製造する加熱ドライヤでよく、加熱した不燃性固形物と汚染土壌を攪拌混合する攪拌手段は翼付き回転軸がよいが、スクリュ付き回転軸でもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の汚染土壌浄化処理装置の一実施形態の全体構成を示し、図2は本発明の主要部となる汚染された土壌(以降、汚染土壌と記す。)SAから汚染物質Vvを除去する過程の構成を示している。
【0013】
装置全体を符号1で示す汚染土壌浄化処理装置は、不燃性固形物3を加熱する加熱プラントである加熱骨材ホッパ5と、ホッパ7と、シャッタ12と、密閉構造体10と、攪拌混合手段13と、外部が覆われた輸送手段20と、不燃性固形物を篩別け分離する分離手段40と、分離された不燃性固形物3を輸送する輸送手段44と、密閉構造体10及び外部が覆われた輸送手段20から揮発した汚染物質Vvを吸引する吸引手段32と、浄化処理装置34とで主要構成がなされている。
【0014】
加熱骨材ホッパ5は、砂利、石、砕石、金属片、あるいは石灰石等の不燃性固形物の何れかを、例えば200〜300℃に加熱して吐出口5aを介してホッパ7に投入するよう構成されている。
【0015】
ホッパ7は、汚染土壌SAを加熱攪拌して汚染物質である揮発性有機化合物等を揮発分離させる部位の斜視を示す図3及びホッパ7周辺の詳細を示す図4を参照して、投入口7a、7bに分割されていて、例えば投入口7aから入る加熱した不燃性固形物3と、投入口7bから入る汚染土壌SAとが分別投入されてホッパ7内では混合しないように構成されている。
【0016】
ホッパ7の下部に密閉構造体10の前部に通じる開口7cが形成されている。
密閉構造体10は、長方筒状に形成されて基台C10の上部に設けられた台B10上に配置され、密閉構造体10の中で汚染土壌SAから揮発した汚染物資Vvが外部に拡散しない密閉体とするように構成されている。
【0017】
密閉構造体10は加熱された不燃性固形物3と汚染土壌SAが攪拌混合されると共に、後部に推進されるような後傾斜を有して配置されている。
密閉構造体10の前部はホッパ7の後部に密接され、次記するシャッタ12を覆うように構成されている。
【0018】
密閉構造体10の後部、上部に第1の集気傘28が設けられ、管L28を介して浄化処理装置34に連通されている。
【0019】
シャッタ12は、図4に示すように、ヒンジ12aで懸垂され、ホッパ7内の加熱した不燃性固形物3と汚染土壌SAが密閉構造体10の中に移動した状態では開口7cを閉塞し、揮発した汚染物質Vvが外部に放散することなく吸引手段32による吸引効果を高めるように構成されている。即ち、シャッタ12は、自重で開口7cを閉塞するように、あるいはヒンジ12aに設けられた図示しないコイルばねあるいは板ばね等の付勢手段によって開口7cを閉塞するように構成されている。
【0020】
攪拌混合手段13は、図2〜図4に示すように、密閉構造体10の前部に配置された駆動装置14と、駆動装置14によって駆動される攪拌翼14b付きの回転軸14aとで構成されている。攪拌翼14b付きの回転軸14aは、本例では2セットが平行して密閉構造体10内に配置されているがさらに多数セットであってもよい。なお、攪拌翼14b付きの回転軸14aにかえて、例えばスクリュー付きの攪拌推進軸等であってもよい。
【0021】
外部が覆われた輸送手段20は、密閉構造体10の後部とダクト22で連通されていて、本例では外部が第1の被覆体C24で覆われた第1のコンベア24と、第2の被覆体C26で覆われた第2のコンベア26が共に傾斜して配置され、着脱可能な中間ダクト25で連通されている。
【0022】
外部が覆われた輸送手段20は、ダクト22を介して密閉構造体10の後部から排出される浄化された土壌SBを、さらに長時間輸送によって残存する汚染物質Vvを揮発反応を促進させるのに必要な経過時間となるような長さを有して構成されている。
第2の被覆体C26の端部に分離手段40に連通するダクト27が取付けられている。このダクト27にシャッタを設ければ、吸引手段32による吸引効果を一層高めることができる。
【0023】
分離手段40は、汚染物質Vvが揮発して浄化された土壌SBと不燃性固形物3の混合物を収容するホッパ41と篩フィーダ42とで構成され、汚染物質Vvを除去された汚染土壌SBを分離して所定位置に配置し、不燃性固形物3を輸送手段44に供給するように構成されている。
【0024】
分離手段40で篩別け分離された不燃性固形物3は、近距離であれば、コンベアで、遠距離であれば運搬車による輸送手段44によって加熱骨材ホッパ5に回送されるよう構成されている。
【0025】
第1及び第2のそれぞれの被覆体C24、C26の頂部に、第2、第3の集気傘29、30が設けられ、管L28に連通する管L30を介して浄化処理装置34に連通されている。
【0026】
管L28の端部に吸引手段である排気ファン32が装着され、排気ファン32の吐出口は浄化処理装置34に連通されている。
【0027】
排気ファン32は、密閉構造体10の中の揮発した汚染物質Vvと、第1の被覆体C24及び第2の被覆体C26中の揮発した汚染物質Vvを負圧によって吸引し、浄化処理装置34に導く機能を有して構成されている。
【0028】
浄化処理装置34は、揮発した汚染物質Vvを例えば活性炭によって吸着し、あるいはその他の手段によって浄化処理する機能を有して構成されている。
【0029】
上記構成の汚染浄化処理装置1による汚染土壌浄化処理方法について説明する。
1.例えば、粒径10〜100mm程度の砕石による不燃性固形物3を加熱骨材ホッパ5で例えば200〜300℃に加熱する。
【0030】
2.加熱された不燃性固形物3と汚染土壌SAを所定の割合で、それぞれをホッパ7の投入口7a、7bに分別して投入する。なお、この段階では不燃性固形物3と汚染土壌SAとの接触はないので、汚染物質Vvの大気への揮発、拡散は予防される。
【0031】
3.加熱された不燃性固形物3と汚染土壌SAは、図4に示すように、落下によってシャッタ12aを押し開けて密閉構造物10の中に積層される。
【0032】
4.密閉構造物10の中に積層された不燃性固形物3と汚染土壌SAは、攪拌翼14bによって攪拌混合され、不燃性固形物3の保有する熱量によって汚染土壌SAが加熱される。
加熱され昇温した汚染土壌SAから軽質油や揮発性有機化合物の蒸気体となった汚染物質Vvが揮発分離され、揮発分離された汚染物質Vvは第1の集気傘28に吸引される。
【0033】
5.不燃性固形物3と、汚染物質Vvが揮発分離によって浄化された土壌SBとは、ダクト22を介して外部が覆われた第1及び第2のベルトコンベア24、26によって、不燃性固形物3と浄化された土壌SBを篩別け分離する分離手段40に輸送される。
【0034】
この外部が覆われた第1及び第2のベルトコンベア24、26による輸送の段階で、浄化された土壌SBが含んでいた残余の汚染物質Vvが揮発して、第2、第3の集気傘29、30に吸引される。
【0035】
6.第1、第2及び第3の集気傘28、29、30に吸引された蒸気体の汚染物質Vvは、排気ファン32によって汚染物質浄化装置34に送られ、吸着その他によって有害成分が除かれ大気に放散される。
【0036】
7.汚染物質Vvを揮発除去された浄化土壌SBと不燃性固形物3は、分離手段40のホッパ41に投入され、篩フィーダ42で篩別けされて、不燃性固形物3と浄化土壌SBとに分離され、不燃性固形物3は不燃性固形物回収の輸送手段44によって加熱骨材ホッパ5に回収され、浄化土壌SBは埋め立て土として使用される。
【0037】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
(a) 本発明によれば、汚染された土壌の汚染物質を薬品を使用することなく、加熱した不燃性固形物のみによって揮発させて浄化させるので、土壌の性質を変えずに浄化土壌にできて埋め戻しあるいは再利用に問題がない。
(b) 汚染土壌を加熱攪拌混合する密閉構造体と、不燃性固形物と浄化された土壌を分離する分離手段までの輸送手段とも外部が覆われていて、汚染土壌から揮発する汚染物質はすべて吸引手段によって浄化処理装置に導かれて浄化処理されるので、大気への汚染物質の放散が防止される。
(c) 加熱不燃性固形物から汚染土壌への熱交換時間が短時間であり、短工期の工法である。
(d) 汚染土壌を加熱攪拌混合する密閉構造体は、従来の屋根付き建造物に比べて小型に構成されているので、汚染土壌を浄化処理する場所への移動が容易である。
(e) 汚染土壌と加熱された不燃性固形物を分別されたホッパを介して密閉構造体に投入するので、密閉構造体の前段階での接触がなく汚染土壌からの汚染物質の大気への放散がなく、環境悪化を防止している。
(f) 密閉構造体の前部に設けられた逆止弁式のシャッタと前記吸引手段との組合わせによって、密閉構造体からの汚染物質の大気への放散がなく、環境悪化を防止している。
(g) 密閉構造体からでた不燃性固形物と浄化された土壌を分離手段まで輸送する外部が覆われた輸送手段は、残余の汚染物質が揮発反応を促進させる長さになっているので充分な浄化土壌になる。
(h) 汚染された土壌を加熱した不燃性固形物は、浄化土壌と篩別け分離して再度使用できるので、一定量の不燃性固形物を循環させればよく、それ以上の不燃性固形物補給は必要がない。
(i) 加熱プラントで加熱した不燃性固形物で汚染された土壌を揮発させて浄化し、ある程度温度が低下した状態で不燃性固形物を分離回収し加熱プラントに戻すので不燃性固形物が余熱を保有し、再加熱に要する熱量が少なくてすむ。
(j) 加熱プラントを既設の舗装用アスファルト混合物製造装置の骨材加熱ドライヤで代用させれば、加熱プラントの新設が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の汚染土壌浄化処理装置の全体構成図。
【図2】図1の汚染土壌を加熱して汚染物質を揮発分離させる部位の構成図。
【図3】図1、2の汚染土壌を加熱攪拌して汚染物質を揮発分離させる部位の説明用斜視図であって、密閉構造物の左壁板を除いた仮想状態を示す図。
【図4】図3の汚染土壌及び加熱不燃性固形物を投入するホッパ周辺の詳細図。
【図5】従来の汚染浄化処理装置の構成図。
【符号の説明】
SA・・・汚染された土壌
SB・・・浄化された土壌
Vv・・・汚染物質
3・・・不燃性固形物
5・・・加熱プラント(加熱骨材ホッパ)
7・・・ホッパ
10・・密閉構造体
12・・シャッタ
13・・攪拌混合手段
14・・駆動装置
14a・・回転軸
14b・・攪拌翼
20・・外部が覆われた輸送手段(ベルトコンベア)
24・・外部が覆われた第1のベルトコンベア
26・・外部が覆われた第2のベルトコンベア
28、29、30・・第1、第2、第3の集気傘
32・・吸引手段(排気ファン)
34・・汚染物質浄化処理装置
40・・分離手段
41・・ホッパ
42・・篩フィーダ
44・・不燃性固形物回収の輸送手段

Claims (1)

  1. 揮発温度の低い軽質油であるガソリン、灯油、軽油および揮発性有機化合物で汚染された土壌を浄化処理するための汚染土壌浄化処理装置において、不燃性固形物(3)を加熱する加熱プラント(5)と、その加熱された不燃性固形物(3)と汚染土壌(SA)とをそれぞれ分別して投入する投入口(7a、7b)を有するホッパ(7)と、そのホッパ(7)の開口(7c)から加熱した不燃性固形物(3)と汚染土壌(SA)とが落下する密閉構造体(10)とを備え、前記ホッパ(7)はその開口(7c)に汚染物質(Vv)を外部に漏気させないためのシャッタ(12)が設けられ、その密閉構造体(10)は攪拌混合手段(13)を有し、さらに密閉構造体(10)の後部に連通されて外部が覆われている輸送手段(20)と、その輸送手段(20)で送られた汚染土壌(SA)と不燃性固形物(3)とを分離する分離手段と、その分離された不燃性固形物(3)を前記加熱プラント(5)に戻す別の輸送手段(44)とを備え、そして前記密閉構造体(10)および輸送手段(20)から揮発した汚染物質(Vv)を吸引手段(32)によって吸引する集気傘(28、29)を設け、その吸引手段(12)で吸引された汚染物質(Vv)を浄化する浄化処理装置(34)を設けたことを特徴とする汚染土壌処理装置。
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