JP4743815B2

JP4743815B2 - 汚染土壌の浄化処理方法、及びその装置

Info

Publication number: JP4743815B2
Application number: JP2001272815A
Authority: JP
Inventors: 秀人蓬莱; 和寛山田
Original assignee: 日工株式会社
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2021-09-10
Also published as: JP2003083527A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽油、重油などの油分を含んだ汚染土壌を処理する方法に関し、特に道路舗装材を製造するアスファルトプラントの一部設備を利用して汚染土壌を浄化処理する方法、及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業活動に伴って各事業所の敷地内やその周辺地域の土壌が油などの揮発性汚染物質の廃液によって汚染され、その土壌の地下を流れる地下水にまで汚染が及んでいるといったことが取り沙汰されて問題となっている。このように油を含有する土壌を処理するために、その土壌を掘削して汚染土壌の浄化処理プラントにて加熱処理し、土壌にしみ込んでいる揮発性汚染物質を燃焼分解させて土壌の浄化処理を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、汚染土壌の浄化処理プラントを新たに設置するとなると、環境面に配慮してそれなりの面積の敷地も確保しなければならないし、また装置コストも高額となるので専用のプラント工場を設置するには経済的な負担も大きいという問題点がある。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑み、汚染土壌の浄化処理を低コストにて行える汚染土壌の浄化処理方法、及びその装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、汚染土壌を加熱浄化処理する装置として道路舗装材製造用のアスファルトプラントの利用に着目した。アスファルトプラントの設置工場は環境に配慮したそれなりの敷地面積を有し、また土壌汚染処理プラントに利用できる集塵機、脱臭炉等が設備されている。この敷地と設備を利用して汚染土壌を浄化処理すれば低コストにて汚染土壌の浄化処理が実現できると考えた。
【０００６】
即ち、本発明は、アスファルトプラント側部に汚染土壌加熱浄化手段を配設し、該汚染土壌加熱浄化手段の排気煙道をアスファルトプラントの集塵機手前の排気煙道に連結するとともに、集塵機の下流の排気煙道には排ガス中の揮発性汚染物質を燃焼分解する脱臭炉を配設したことを特徴としている。
【０００７】
また、集塵機にて捕捉したダストを受け入れてダスト中に含まれる揮発性汚染物質を燃焼分解するダスト浄化処理装置を配設したことを特徴としている。
【０００８】
また、加熱浄化して高温となった土壌を受け入れて所定温度まで冷却する土壌冷却装置を配設したことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、アスファルトプラント側部に汚染土壌加熱浄化手段を設置し、該汚染土壌加熱浄化手段から導出される排ガスの処理をアスファルトプラントの集塵機や脱臭炉等を利用する。
【００１０】
汚染土壌を浄化処理するときには、汚染土壌を、例えばロータリーキルン式の汚染土壌加熱浄化手段に連続的に投入していく。この汚染土壌加熱浄化手段である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内を転動流下する間にバーナからの熱風に晒され、土壌中の油などの揮発性汚染物質の一部は揮発分離または燃焼分解されていく一方、土壌中の揮発性汚染物質を多く含む微粒分はロータリーキルンのガス流に同伴してロータリキルン下流へと飛散していく。このロータリーキルンでの汚染物質の揮発と飛散とによって、ロータリーキルンから排出される土壌は汚染濃度の低い浄化されたものとなる。
【００１１】
一方、ロータリーキルンのガス流に乗って飛散する微粒分はアスファルトプラントの集塵機へと導かれて捕捉される。そして集塵機を通過した排ガスは脱臭炉へと導かれ、脱臭炉では排ガス中に含まれる汚染物質の揮発分が高温に晒され、燃焼分解して浄化処理される。
【００１２】
このように、アスファルトプラント側部に汚染土壌加熱浄化手段を設置し、該汚染土壌加熱浄化手段から導出される排ガス中の汚染土壌の浄化処理をアスファルトプラントの集塵機や脱臭炉を利用して行うようにしたので、専用の汚染土壌浄化処理プラントとして設置するよりも設備投資を抑えられ、低コストにて汚染土壌の浄化処理を実現できる。
【００１３】
また、集塵機にて捕捉したダストを受け入れてダスト中に含まれる揮発性汚染物質を燃焼分解するダスト浄化処理装置を配設したので、集塵機にて捕捉したダストをダスト浄化処理装置に供給して付着している揮発性汚染物質を燃焼分解し、ダストを浄化処理できる。これによって汚染土壌をダストを含めて完全に浄化処理でき、汚染土壌の浄化処理に好適な装置となる。
【００１４】
また、加熱浄化した土壌を受け入れて冷却する土壌冷却装置を配設したので、高温の土壌を土壌冷却装置に供給して所定温度まで冷却することができる。これによって浄化処理直後の土壌でも取り扱い容易となり、汚染土壌の浄化処理に一層好適な装置となる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は汚染土壌浄化処理装置を示す図であって、先ず、公知のアスファルトプラントの装置構成について説明すると、図中の１は新規骨材を加熱する新材ドライヤであって、内周部に多数の掻き上げ羽根（図示せず）を周設した円筒状のドラム２を機台３上に回転自在に傾斜支持し、駆動装置（図示せず）により所定の速度で回転させるようにしており、ドラム２の一端部のホットホッパ４に配設したバーナ５よりドラム２内に熱風を送り込む一方、他端部のコールドホッパ６には排気煙道７を連結しており、該排気煙道７に介在させた排風機８によって排ガスを吸引してドラム２内を通過する高温ガス流を維持すると共に、バグフィルタなどの集塵機９を経由させて排ガス中のダストを捕捉して煙突１０より放出している。
【００１７】
そして、粒度別に新規骨材を貯蔵している骨材ホッパ群（図示せず）から骨材を所定量ずつ払い出し、払い出した骨材をベルトコンベヤ１１を介してドラム２内に送り込み、掻き上げ羽根で掻き上げながらドラム２内を転動流下させる間に高温ガス流と接触させ、所望温度まで昇温させてホットホッパ４より排出している。
【００１８】
ドラム２より排出した骨材は、排出シュート１２を介して垂直搬送装置であるバケットエレベータ１３へ投入し、このバケットエレベータ１３によってプラント本体１４上部まで持ち上げ、バケットエレベータ１３上部の排出シュート１５を介してプラント本体１４最上部の振動篩１６に投入し、粒度別に篩い分けて骨材貯蔵ビン１７の各区画室に貯蔵する。
【００１９】
骨材貯蔵ビン１７の各区画室の下端にはそれぞれ骨材排出用の排出ゲート（図示せず）を備えており、その下位には重量検出器にて支持する骨材計量槽１８を配設すると共に、石粉貯蔵ビン１９のスクリューフィーダ２０にて供給される石粉を計量する石粉計量槽２１、アスファルトを計量するアスファルト計量槽２２を配設し、更にその下位にはミキサ２３を配設しており、所定量の各材料を上記各計量槽にて計量し、ミキサ２３にて混合調整して所望のアスファルト混合物を生産している。
【００２０】
また、２４はアスファルト舗装廃材加熱用の廃材ドライヤであって、該廃材ドライヤ２４は前記新材ドライヤ１とほぼ同様の構成をしており、内周部に多数の掻き上げ羽根（図示せず）を周設した円筒状のドラム２５を機台２６上に回転自在に傾斜支持し、駆動装置（図示せず）により所定の速度で回転させるようにしており、ドラム２５の一端部のホットホッパ２７に配設したバーナ２８よりドラム２５内に熱風を送り込む一方、他端部の貯蔵ビン２９には排気煙道３０を連結しており、該排気煙道３０途中に介在させた排風機３１にて排ガスを吸引してドラム２５内を通過する高温ガス流を維持すると共に、サイクロン集塵機などの集塵機３２を経由させて排ガスを脱臭炉３３に導いて脱臭処理し、清浄となった排ガスを煙突１０より大気中に放出している。
【００２１】
そして、アスファルト舗装廃材をベルトコンベヤ３４を介してドラム２５内へ投入し、転動流下する間にバーナ２８からの熱風に晒しながら加熱して貯蔵ビン２９に貯留した後、下位の計量槽３５に適宜払い出して計量し、排出シュート３６を介してプラント本体１４のミキサ２３に払い出し、新規のアスファルト混合物へ所定比率で混入してアスファルト舗装廃材の再利用を図っている。なお、図中では排出シュート３６にてミキサ２３に供給しているが、コンベヤ等により搬送することもできる。
【００２２】
脱臭炉３３は、一端に炉内温度を所定値に維持するためのバーナ３７を備えており、炉内に導入する廃材ドライヤ２４からの排ガスを高温雰囲気に晒し、排ガス中に含まれる油分などを燃焼分解してから煙突１０より排気するようにしている。なお、脱臭炉３３は油分が完全に燃焼分解できるように、炉内温度を例えば、略７５０℃以上の高温を維持するようにバーナ３７の燃焼量をコントロールすると共に、排ガスが炉内を通過するのに少なくとも１乃至２秒以上かかる程度の炉長を確保している。
【００２３】
３８、３９は熱交換器であって、前記脱臭炉３３から排出される高温の排ガスが有する排ガス熱を有効利用するためのものであり、熱交換器３８は廃材ドライヤ２４から脱臭炉３３へ導入する排ガスの予熱を、また熱交換器３９は燃焼用空気供給ファン４０から脱臭炉３３のバーナ３７へ供給する燃焼用空気の予熱を図っている。
【００２４】
なお、前記構成のアスファルトプラントにおいて、新材ドライヤ１の下流の集塵機９の排気煙道７を脱臭炉３３に連結し、集塵機９を通過した排ガスが脱臭炉３３を経由して煙突１０から排気されるようにしてある。
【００２５】
上記構成のアスファルトプラントに汚染土壌加熱浄化手段であるロータリーキルン４１を設置する。該ロータリーキルン４１は、内周部に多数の掻き上げ羽根（図示せず）を周設した円筒状のドラム４２を機台４３上に回転自在に傾斜支持し、駆動装置（図示せず）により所定の速度で回転させるようにしており、ドラム４２の一端部のホットホッパ４４に配設したバーナ４５よりドラム４２内に熱風を送り込む一方、他端部のコールドホッパ４６の排気煙道４７を集塵機９の手前の排気煙道７に連結し、該排気煙道４７途中に介在させた排風機４８にて排ガスを吸引してドラム４２内を通過する高温ガス流を維持している。
【００２６】
そして、汚染土壌をベルトコンベヤ４９を介してドラム４２内に送り込み、掻き上げ羽根で掻き上げながらドラム４２内を転動流下させる間に高温ガス流と接触させ、汚染土壌中の揮発性汚染物質を揮発分離、或いは燃焼分解させる一方、ドラム４２内を通過するガス流に乗せて土壌中の汚染物質を多く含む微粒分をロータリーキルン４１の下流へと飛散させて土壌の浄化を行う。
【００２７】
ロータリーキルン４１の排ガスは集塵機９へと導入されて微粒分を捕捉された後、脱臭炉３３へと導かれる。そして排ガス中の揮発性汚染物質は脱臭炉３３にて高温雰囲気に晒されて燃焼分解される。なお、汚染土壌加熱浄化手段としては、ロータリーキルン方式に代えて他の加熱装置を使用することもできる。
【００２８】
また、集塵機９にて捕捉したダストには多量の揮発性汚染物質が含まれており、このダストを浄化処理させるためにダスト浄化処理装置５０を設置している。このダスト浄化処理装置５０は、内周部に多数の掻き上げ羽根を周設した円筒状のドラム５１を機台５２上に回転自在に傾斜支持し、駆動装置（図示せず）により所定の速度で回転させるようにしており、ドラム５１の一端部のホットホッパ５３に配設したバーナ５４よりドラム５１内に熱風を送り込む一方、他端部のコールドホッパ５５には排気煙道５６を連結しており、該排気煙道５６に介在させた排風機５７によって排ガスを吸引してドラム５１内を通過する高温ガス流を維持すると共に、排気煙道５６を集塵機９の手前の排気煙道７に連結している。そして、集塵機９にて捕捉したダストをダスト浄化処理装置５０のホットホッパ５３側に投入する構造とし、並流加熱方式によって加熱している。
【００２９】
また、加熱浄化して高温になった土壌を冷却する手段として連続式ミキサ形式の土壌冷却装置５８を配設しており、該土壌冷却装置５８は、ケーシング５９内に撹拌羽根６０を適宜間隔で取り付けた軸体６１を貫通させて両端部を回転自在に軸支し、駆動装置（図示せず）にて所定速度で回転させるようにすると共に、ケーシング５９の一端に土壌の供給口６２を、他端に排出口６３を備えており、前記供給口６２にロータリーキルン４１の排出シュート６４を連結している。
【００３０】
また、ケーシング５９には水噴霧ノズル６５を備えており、ケーシング５９内に投入した高温の土壌を撹拌羽根６０にて撹拌しながら水噴霧ノズル６５より水を噴霧し、適当に湿潤、冷却して取り扱いに適した状態として排出口６３から順次排出する。また、土壌冷却装置５８にて発生する水蒸気は排気ダクト６５を介して集塵機９手前の排気煙道７へと導出している。
【００３１】
しかして、上記構成とした装置によって汚染土壌を浄化処理するときには、先ず、汚染土壌を図示しない前処理装置である篩や磁選機にてオーバーサイズのものや異物を除去した後、ベルトコンベヤ４９を介してロータリーキルン４１に供給し、バーナ４５からの熱風に晒して汚染土壌を所定温度まで加熱する。この加熱によって汚染土壌中の揮発性汚染物質は、揮発分離、或いは燃焼分解させられる一方、ドラム４２内を通過するガス流に乗って土壌中の揮発性汚染物質を多く含む微粒分が下流へと飛散し、土壌の浄化が行われる。
【００３２】
そして、ロータリーキルン４１から導出される排ガスは集塵機９へと導かれ、集塵機９にて汚染物質を多く含む微細分が捕捉される。そして集塵機９を通過した排ガスは、脱臭炉３３へと導かれて炉内の高温雰囲気に晒され、排ガス中に残る揮発性汚染物質が完全に燃焼分解される。
【００３３】
一方、ロータリーキルン４１内の土壌は、ホットホッパ４４の排出シュート６４から順次排出され、土壌冷却装置５８へと投入されていく。そして、土壌冷却装置５８に投入された土壌は、撹拌羽根６０によって転動流下させながら水噴霧ノズル６５より水を噴霧され、適当に湿潤、冷却して取り扱いに適した状態となる。
【００３４】
また、集塵機９にて捕捉したダストには多量の揮発性汚染物質が付着しており、このダストを浄化処理するために、ダスト浄化処理装置５０に供給する。ダスト浄化処理装置５０内に供給されたダストはバーナ５４の熱風に晒され、ダスト中の揮発性汚染物質が燃焼分解される。このダスト浄化処理装置５０から排出される加熱浄化されたダストは必要に応じて土壌冷却装置５８へと適宜供給し、所定温度まで冷却する。
【００３５】
このように、本発明の汚染土壌浄化処理装置は、アスファルトプラントに設置されている集塵機９や脱臭炉３３などの設備を利用し、これに汚染土壌浄化処理に必要な浄化処理用のロータリーキルン４１、ダスト浄化処理装置５０、土壌冷却装置５８などを追加設置して汚染土壌を浄化処理できるように構成しており、専用の汚染土壌浄化処理プラントを設置するよりも設備投資を抑えられ、低コストにて汚染土壌の浄化処理を実現できる。
【００３６】
なお、廃材ドライヤ２４が設置されていないとか、また廃材ドライヤ２４が設置されていても脱臭炉３３が設備されていない場合には、脱臭炉３３を別途設置する必要があるのは言うまでもない。また、ロータリーキルン４１やダスト浄化処理装置５０の排ガスを集塵機９へと導いたが、集塵機３２へと導いてダストを捕捉するなど適宜変更も可能である。
【００３７】
また、図２はダスト浄化処理装置５０と土壌冷却装置５８の他の実施例を示したものであって、図２において図１と同一符号は、同一構成要素を示し、その説明は省略する。
【００３８】
図２中のダスト浄化処理装置５０を簡単に説明すると、ダスト浄化処理装置５０は、脱臭炉３３の排ガス熱を利用して集塵機９の捕捉ダストを間接加熱する構造となっており、ケーシング６７内にダストを移送するスクリュー６８を配設すると共に、ケーシング６７周囲をカバー筒６９にて包囲している。前記カバー筒６９の一端部には脱臭炉３３の熱風を導入する熱風ダクト７０を連結すると共に、他端部には熱風を吸引排気するファン７１を介在させた排気ダクト７２を連結している。また、ケーシング６７には発生する揮発分を排気するファン７３を介在させた排気ダクト７４を連結している。
【００３９】
そして、集塵機９にて捕捉したダストをケーシング６７内に投入し、スクリュー６８にて移送させながら、カバー筒６９内に熱風を通過させ、間接加熱によってダスト中の揮発性汚染物質を燃焼分解する。なお、加熱時のダスト飛散を避けるために間接加熱方式を採用したが、熱風をケーシング６７内に導入してダストを直接加熱しても良く、この場合には排ガスを集塵機９へと導くようにすると良い。
【００４０】
また、図２中の土壌冷却装置５８は、ロータリーキルン４１と略同一の構造で、ドラム７５内に向けて水噴射ノズル７６を配設し、高温の土壌がドラム７５内を転動流下する間に水噴射ノズル７６から水を噴射して取り扱いやすい温度まで冷却するようにしている。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、アスファルトプラント側部に汚染土壌加熱浄化手段を配設し、該汚染土壌加熱浄化手段の排気煙道をアスファルトプラントの集塵機手前の排気煙道に連結するとともに、集塵機の下流の排気煙道に排ガス中の揮発性汚染物質を燃焼分解する脱臭炉を配設し、浄化処理する汚染土壌を前記汚染土壌加熱浄化手段に供給して加熱浄化し、飛散する排ガス中の汚染物質を含む微細分を集塵機にて捕捉するとともに、捕捉できなかった排ガス中の揮発性汚染物質を下流の脱臭炉にて燃焼分解するようにしたので、汚染土壌の浄化処理をアスファルトプラントの設備を利用して実施でき、専用の汚染土壌の浄化処理プラントを設置するよりも設備投資を抑えられ、低コストにて汚染土壌の浄化処理を実現できる。
【００４２】
また、集塵機にて捕捉したダストを受け入れてダスト中に含まれる揮発性汚染物質を燃焼分解するダスト浄化処理装置を配設し、集塵機にて捕捉したダストを取り出して加熱し、ダスト中の揮発性汚染物質を燃焼分解するようにしたので、集塵機にて捕捉したダストも浄化処理でき、汚染土壌の浄化処理に好適な装置となる。
【００４３】
また、加熱浄化して高温となった土壌を受け入れて所定温度まで冷却する土壌冷却装置を配設し、加熱して高温となった土壌を土壌冷却装置へと導いて所定温度まで冷却するようにしたので、高温の土壌を冷却して取り扱いやすいやすいものとでき、汚染土壌の浄化処理に一層好適な装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る汚染土壌浄化処理装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１…新材ドライヤ９…集塵機
１４…プラント本体２４…廃材ドライヤ
３２…集塵機３３…脱臭炉
４１…ロータリーキルン（汚染土壌加熱浄化手段）
５０…ダスト浄化処理装置５８…土壌冷却装置

Claims

アスファルトプラント側部に設置した汚染土壌加熱浄化手段に汚染土壌を供給して加熱浄化する一方、該汚染土壌加熱浄化手段からから発生する排ガスをアスファルトプラントの集塵機へと導いて汚染物質を含む微細分を捕捉するとともに、集塵機から導出される排ガスを脱臭炉へと導き、該脱臭炉にて排ガス中の揮発性汚染物質を燃焼分解するようにしたことを特徴とする汚染土壌の浄化処理方法。
集塵機にて捕捉したダストを取り出して加熱し、ダスト中の揮発性汚染物質を燃焼分解するようにしたことを特徴とする請求項１記載の汚染土壌の浄化処理方法。
前記加熱して高温となった土壌を土壌冷却装置へと導いて所定温度まで冷却するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の汚染土壌の浄化処理方法。
アスファルトプラント側部に汚染土壌加熱浄化手段を配設し、該汚染土壌加熱浄化手段の排気煙道をアスファルトプラントの集塵機手前の排気煙道に連結するとともに、集塵機の下流の排気煙道には排ガス中の揮発性汚染物質を燃焼分解する脱臭炉を配設したことを特徴とする汚染土壌浄化処理装置。
集塵機にて捕捉したダストを受け入れてダスト中に含まれる揮発性汚染物質を燃焼分解するダスト浄化処理装置を配設したことを特徴とする請求項４記載の汚染土壌浄化処理装置。
加熱浄化して高温となった土壌を受け入れて所定温度まで冷却する土壌冷却装置を配設したことを特徴とする請求項４又は５記載の汚染土壌浄化処理装置。