JP4278137B2

JP4278137B2 - 汚染土壌浄化処理装置

Info

Publication number: JP4278137B2
Application number: JP2003202805A
Authority: JP
Inventors: 木茂鈴; 下幸生岩; 下洋一木; 村嘉元中
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: JP2005046655A

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

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。