JP4401675B2

JP4401675B2 - 土壌又は地下水の汚染を原位置で浄化する装置

Info

Publication number: JP4401675B2
Application number: JP2003114169A
Authority: JP
Inventors: 信雄濱本; 裕行伊藤
Original assignee: Dowa Holdings Co Ltd; Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: JP2004313997A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、有機塩素系化合物によって汚染された土壌及び地下水を、現位置において浄化用金属粉である鉄粉と混合することによって浄化する技術に係り、特に、オーガを用いて浄化用鉄粉を現位置土と撹拌混合する場合の、オーガ先端からの鉄粉噴射機構の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機塩素系の化合物によって汚染された地下土壌又は地下水を、その現位置土壌に対して例えば鉄粉を混合することによって浄化する工法及び装置は、例えば特開２００２−２７３４０３号公報等において知られている。この様な公知の浄化工法において、現位置の汚染土壌又は汚染地下水と浄化のための鉄粉との混合は、一般的に単軸又は多軸のアースオーガ等により行われている。
この場合、オーガによって汚染土壌を掘削すると同時に、該オーガの掘削ビット端部から浄化用鉄粉を搬送用圧搾空気と共に噴射させ、該鉄粉と掘削された汚染土壌とを撹拌混合することにより行うものである。
【０００３】
この様な、従来公知の浄化工法に用いられるオーガの構造を図３及び図４により説明する。
図３は、従来公知の三軸型アースオーガ１を示しており、３本の掘削軸２〜２を有すると共に、その各軸の先端には掘削ビット３〜３が取付けられている。また、図中の符号４〜４は各掘削軸２〜２に設けられた螺旋翼又は撹拌翼を示している。
【０００４】
図４は、上記図３に示すアースオーガの掘削ビット部分における、掘削ビット端部側面及び底面を示している。該ビット端部はスクリュー５の先端部分に掘削爪６〜６が固着されており、掘削軸の端部には鉄粉のための噴射孔７が設けられている。なお、図４に示す掘削軸端部の一般的な構造は、例えば３軸式オーガにおいても、単軸式オーガにおいても概略同様の構造である。
【０００５】
図５は、このような従来形式の掘削軸の端部における鉄粉のための、噴射孔の位置を示している。
矢印Ａ’は鉄粉のための噴射孔７の開口方向を示しており、上記スクリュー５の下端部である爪支持部（又はスクリュー以外の爪支持部材もある）に対して直交する方向に開口している。そして、図示の符号Ｃ’は、この様な噴射孔７から噴射される鉄粉の広がりを示している。また、この他にも該噴射孔７は、図示しないが、掘削軸端部の軸先端方向（下方）に向けて開口されたものもある。
なお、同図の符号Ｂ’はオーガビット先端部分の正回転方向を示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の形式のオーガにおいては、浄化用鉄粉は搬送空気と共に噴射孔７より矢印Ａ’方向に噴射されるために、後に説明する測定データから明らかなごとく、掘削土と鉄粉との混合割合にむらができると言う欠点があった。すなわち、オーガ軸内を可成りの高圧の空気によって搬送される鉄粉は、該空気と共に爪６〜６によって掘削された掘削土中に噴射され、続いて当該スクリュー５及びその上方の撹拌翼４等により撹拌混合されるけれども、噴射孔７の直前に位置する掘削土のために、あまり前方まで鉄粉が移動せず、このために、撹拌混合域である符号１１に示す掘削円内において、その掘削軸端部の外周近傍が該掘削円１１の近傍よりも、混合割合が高くなると言う問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、この様な浄化用金属粉である例えば鉄粉の混合むらを低減し、掘削及び撹拌混合域における鉄粉の混合割合を均一にし、効率の良い汚染浄化を実現する浄化装置を提供するものである。
また、汚染土壌と浄化用金属粉である鉄粉との混合割合を均一化することによって、余分な鉄粉の仕用を回避すると同時に、施工域内の迅速な浄化を実現する浄化装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、オーガ掘削軸先端部より金属粉を噴射させ、汚染原位置土と掘削、撹拌混合することにより汚染を浄化するためのオーガによる浄化装置であって、その掘削軸先端における金属粉の噴射を掘削爪の配列位置のスクリュー背面に沿って行うものであり、当該金属粉の噴射のための噴射孔の開口方向とスクリュー下端部に設けられた掘削爪配列方向との成す角度を４５°以内としたことを特徴とするものである。

【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１及び図２によって説明する。
図１は、前記図４に示す従来例と概略同様の構成からなる、オーガ軸の先端部分の掘削軸２０を示しており、該掘削軸２０の先端部分２１には、スクリュー２５の下端部に多数の掘削用の爪２６〜２６が固着されていると共に、その中心先端部にも爪２６を有している。
また、掘削軸２０は撹拌翼２４を有する他、掘削土が軸等と伴回りすることを防止するために、伴回り防止プレート２９を有しており、該伴回り防止プレート２９と掘削軸２０の先端部２１とは回動自在である。そして、該掘削軸２０の先端部には鉄粉噴射孔２７が設けられている。
【００１０】
本発明の最も特徴的構成は鉄粉噴射孔２７に関する構造であって、該噴射孔２７の開口部が図２に示すように、矢印Ａに示す方向に設けられている。
この図に示す装置の各部材の構成は、上記図４、図５に示す形式の掘削軸端部の構成と概略同様であるが、符号２５，２５によって示すスクリューの下端部には多数の掘削爪２６〜２６が設けられ、掘削軸２０の先端部分２１には鉄粉噴射孔２７が、矢印Ａの方向に開口されている。そして、該噴射孔２７の開口方向Ａとスクリュー下端部２５の掘削爪２６の取付位置との成す角度αを約４５°以内としている。
【００１１】
本発明はこのようなスクリュー２５の下端部、すなわち掘削爪２６〜２６の配列方向と、鉄粉噴射孔２７の開口方向Ａとの角度関係に特徴を有するものであって、次のような作用を奏するものである。
図２において、スクリュー２５の回転方向、従って掘削爪２６〜２６の回転方向は、正回転時である掘削撹拌時は矢印Ｂの方向である。そして、浄化用鉄粉の噴射孔２７は上記掘削軸２０の先端部分２１における、該スクリュー２５の背面側に設けられており、その開口は矢印Ａ方向に向けられている。
【００１２】
このため、スクリュー２５が回転していない場合には、噴射される鉄粉が上記矢印Ａに沿って、例えば前述の図５における符号Ｃ’で示す領域形状で噴射されるはずである。
しかしながら、スクリュー２５を含む掘削軸２０は矢印Ｂの方向に回転しながら掘削及び撹拌を行っているので、該スクリュー２５の回転方向背面の掘削土圧がその他の部位における土圧よりも低くなる。このため、高圧空気とともに噴射された鉄粉はその搬送空気とともに、該低圧な部分であるスクリュー２５の背面に沿って移動拡散することとなり、結果的にその広がりは図示Ｃの領域となるのである。また、噴射された鉄粉及び空気はスクリュー２５の背面に沿って、その先端部分まで十分に拡散されるものである。
【００１３】
図６〜図９によって、本発明の浄化装置と従来公知の装置による噴射鉄粉の拡散具合を比較する。
図６は、本発明に係る装置と従来装置を用いた比較試験例であって、夫々の浄化のための鉄粉の掘削撹拌施工域と、夫々の施工域及び対比のための非施工域における各鉄粉濃度測定位置とを表わしている。
【００１４】
同図において、「旧ヘッド施工」とは上記図５に示す形式の、鉄粉の噴射孔７の開口方向Ａ’が掘削爪６〜６の配列方向に対して９０°の方向である掘削ヘッドを用いた、浄化施工域を示している。
また、「改良ヘッド施工」とは上記図２に示す形式の、本発明に係る掘削ヘッドを用いた浄化施工域を示している。そして、同図のいずれの部分においても、符号イは、１回の掘削撹拌域における中心部位の、符号ロは同じく中間位置を、符号ハは同じく施工域の外周端部における、各測定位置を表示している。また、ＢＬ_１〜ＢＬ_５は、これらのいずれの装置によっても浄化のための鉄粉が掘削混合されていない地域における、比較のための鉄粉濃度測定位置を示している。
【００１５】
図７に示すように、従来公知の掘削ヘッドを用いた（旧ヘッド施工）鉄粉の掘削混合域において、地表から深度１ｍの位置（Ａ）における土壌中の鉄粉推定値は、その平均値が中心部位（イ）で１．２％、中間部位（ロ）で１．０％、端部（ハ）で０．５％と測定された。
同様に、地表から深度２ｍの位置（Ｂ）における土壌中の鉄粉推定値も、その平均値が中心部位（イ）で１．３％、中間部位（ロ）で１．２％、端部（ハ）では０．５％と測定された。
【００１６】
これに対して、図８に示す値は本発明に係る掘削ヘッド（改良掘削ヘッド施工）を用いて鉄粉の掘削混合域における、同じく地表から深度１ｍの位置（Ａ）及び２ｍの位置（Ｂ）の土壌中の鉄粉推定値を示している。そして、深度１ｍにおける平均値で中心部位（イ）は１．０％、中間部位（ロ）は１．２％、端部（ハ）では１．１％の値が得られた。また同様に、深度２ｍの位置においてもその平均値が、中心部位（イ）で１．０％の測定値が得られた。
【００１７】
図９は、上記図６においてＢＬ_１〜ＢＬ_５に示す非施工域における鉄粉の含有推定値であって、自然土壌中に存在する鉄粉の推定値を示している。そして、上記図７、図８と同様の方法によって深度１ｍ（Ａ）及び深度２ｍ（Ｂ）の位置で測定した結果は、同図より明らかなように、いずれも０．３％であった。
なお、これらの土壌中の鉄粉含有推定値（％）は、公知の帯磁率計を用いて測定されたものである。
また、この実験における浄化用鉄粉の混合量は、浄化対象掘削土量に対して重量比１％とした。
【００１８】
上記の結果、図７及び図８の測定値（鉄粉含有推定値％）の比較から明らかなように、従来公知の掘削ヘッドにおける鉄粉噴射構造においては、各回の施工域の外周部位における鉄粉濃度が、中心部位及び中間部位の鉄粉濃度に比較して極端に低くなっているのに対し、本発明に係る改良された掘削ヘッドによると、各回の施工域のいずれの部位における鉄粉濃度も略均等な値を示していることが判る。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のオーガ掘削装置における鉄粉噴射構造によれば、高圧空気による鉄粉の噴射口が掘削ヘッドの掘削爪配列部背面に向けられているので、掘削撹拌域の中心部、中間部及び外周部のいずれかの位置においても均一に鉄粉を拡散混合させることができた。このため、鉄粉の搬送及び噴射のための空気圧を低減でき、浄化施工域の地盤の「盤ぶくれ」等を軽くすることができた。また、浄化域での鉄粉の混合割合を均一にできるので、使用する全鉄粉量を減少させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオーガ掘削軸の一部断面を示す正面図である。
【図２】本発明のオーガ掘削軸における金属粉の噴射状態を示す説明図である。
【図３】多軸オーガによる掘削施工状態説明図である。
【図４】一般的なオーガ掘削軸端部の正面図及び平面図である。
【図５】従来公知のオーガ掘削軸における金属粉の噴射状態説明図である。
【図６】施工試験における測定位置の説明図である。
【図７】従来装置における鉄粉の拡散状態測定値を示す表である。
【図８】本発明装置における鉄粉の拡散状態測定値を示す表である。
【図９】非施工土壌における既存鉄粉の測定値を示す表である。
【符号の説明】
１三軸掘削機
２，２０掘削軸
６，２６掘削爪
７，２７金属粉噴射孔
２１掘削軸先端部分
２４撹拌翼
２５スクリュー
２９伴回り防止プレート
Ａ金属粉噴射孔の開口方向

Claims

オーガ掘削軸先端部より金属粉を噴射させ、汚染原位置土と掘削、撹拌混合することにより汚染を浄化するためのオーガによる浄化装置であって、その掘削軸先端における金属粉の噴射を掘削爪の配列位置のスクリュー背面に沿って行うものであり、当該金属粉の噴射のための噴射孔の開口方向とスクリュー下端部に設けられた掘削爪配列方向との成す角度を４５°以内としたことを特徴とする土壌又は地下水汚染の浄化装置。