JP7265913B2

JP7265913B2 - 地下浸透防止設備

Info

Publication number: JP7265913B2
Application number: JP2019069452A
Authority: JP
Inventors: 文彦鴻巣; 利信徳丸; 和毅田村
Original assignee: アクアス株式会社
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2023-04-27
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: JP2020164235A

Description

本発明は、特定成分を含む液体を収容する施設やその液体が流れる配管を内部に設置した地下浸透防止設備に関する。

廃液水槽、薬液タンク、水処理施設、膜処理施設、あるいは、排水処理施設などの各種施設では、薬品等の特定成分を含む液体を収容しているものが多く、また、必要に応じてこのような施設から液体を配管で排水、必要箇所あるいは処理箇所に送液する。

このような特定成分を含む液体が施設や配管から漏えいすると、周囲の土壌や地下水、河川、海などを汚染する可能性がある。このような汚染を未然に防止するために、たとえば施設を防液堤内に、また、配管をトレンチ内に設置する（特許文献１、非特許文献１）。

ここで、このような防液堤やトレンチなどの地下浸透防止設備が屋外にある場合、降雨により地下浸透防止設備の内部に雨水が溜まり、その状態で施設や配管から液体が漏えいした場合には、漏液した液体が堤部から越流し、地下浸透防止設備の外部に流出するおそれがある。このため、地下浸透防止設備の内部の雨水を速やかに外部に排出する必要がある。
しかし、この地下浸透防止設備の内部の液体は施設や配管からの漏えい液、あるいは、漏えい液と雨水との混合液である可能性は否定できず、各種測定や分析を行って雨水などの、環境汚染を生じるおそれのない液体であることを確認した後に排出する必要があった。

特開２０１７－００７７１１号公報

環境省水・大気環境局地下水・地盤環境室、「講演１水質汚濁防止法改正（構造等規制制度）の概要」、［online］、環境省、［平成３１年２月１日検索］、インターネット〈URL：https://www.env.go.jp/water/chikasui/brief2012/manual/kouen_full.pdf〉、（第３頁下側の図、第２４頁上側の表参照）

本発明は、このような従来技術の問題点を解決する、すなわち、特定成分を含む液体を収容する施設あるいはこのような液体が流れる配管が設置された地下浸透防止設備において、液体の有無、そして液体がある場合には、その液体が特定成分を含むか否かを判別することが可能となる地下浸透防止設備を提供することを目的とする。

本発明の地下浸透防止設備は上記課題を解決するために、
（１）
不浸透性の底部と、当該底部と一体ないし一体的に設けた、前記底部から上方ないし略上方に突出する不浸透性の堤部とからなる地下浸透防止設備であって、
前記堤部で囲まれた内部に、特定成分を含む液体を収容する施設あるいは前記液体が流れる配管が設置されており、前記施設あるいは前記配管から前記液体が漏えいした際に、当該液体の地下浸透を防止し、
前記地下浸透防止設備の内部に液体があるか否かを検知する第一センサ機能、および前記地下浸透防止設備の内部に液体があったときに、当該液体が前記特定成分を含むか否かを検知する第二センサ機能と、を有するセンサを備え、
前記第二センサ機能を有する前記センサが、電気伝導率計、ｐＨ計、濁度計、透視度計、色差計、吸光光度計、蛍光光度計、ＣＯＤ計、ＢＯＤ計、ＴＯＣ計、各種イオン選択性電極、屈折計、塩分計、および、糖度計から選ばれる１つ以上のセンサであることを特徴とする
地下浸透防止設備。
（２）
前記地下浸透防止設備の内部の液体を前記地下浸透防止設備の外部に排出する排出手段と、
前記地下浸透防止設備の内部に液体があり、かつ、当該液体が前記特定成分を含まないときに、前記排出手段により前記液体を前記地下浸透防止設備の外部に排出する排出制御手段と、
を備えることを特徴とする（１）に記載の地下浸透防止設備。
（３）
前記地下浸透防止設備の内部の液体を当該地下浸透防止設備の外部に送液する送液手段と、
前記地下浸透防止設備の内部に液体があり、かつ、当該液体が前記特定成分を含むときに、前記送液手段により前記液体を前記地下浸透防止設備の外部に送液する送液制御手段と、
を備えることを特徴とする（１）または（２）に記載の地下浸透防止設備。
（４）
前記地下浸透防止設備の内部に液体があるか否かを検知する第一センサ機能と、前記地下浸透防止設備の内部に液体があったときに、当該液体が特定成分を含むか否かを検知する第二センサ機能と、を１つのセンサが兼ねることを特徴とする
（１）ないし（３）のいずれかに記載の地下浸透防止設備。

本発明の地下浸透防止設備は、上記構成で、センサを備えるので、地下浸透防止設備の内部の液体の有無、そして内部に液体がある場合には、その液体が特定成分を含むか否かを判別することが可能となる。
また、上記構成に加え、前記第二センサ機能を有する前記センサが、電気伝導率計、ｐＨ計、濁度計、透視度計、色差計、吸光光度計、蛍光光度計、ＣＯＤ計、ＢＯＤ計、ＴＯＣ計、各種イオン選択性電極、屈折計、塩分計、および、糖度計から選ばれる１つ以上のセンサである構成とすることができ、このとき、様々な特定成分に対応することが可能となる。

また、上記構成に加え、地下浸透防止設備の内部の液体を地下浸透防止設備の外部に排出する排出手段と、地下浸透防止設備の内部に液体があり、かつ、液体が特定成分を含まないときに、排出手段により液体を地下浸透防止設備の外部に排出する排出制御手段と、を備える構成とすることにより、雨水や用水、水道水などの清水が地下浸透防止設備の内部に長時間貯留することを防ぐことができ、万一特定成分を含む液体を収納する施設や配管から当該液体が漏えいした際に、外部への流出を確実に防止することが可能となる。

また、上記構成に加え、地下浸透防止設備の内部の液体を地下浸透防止設備の外部に送液する送液手段と、地下浸透防止設備の内部に液体があり、かつ、液体が特定成分を含むときに、送液手段により液体を地下浸透防止設備の外部に送液する送液制御手段と、を備える構成とすることにより、特定成分を含む液体が漏えいした際に当該液体を排水処理施設やタンクなどに速やかに送液することが可能となる。

また、上記構成に加え、地下浸透防止設備の内部に液体があるか否かを検知する第一センサ機能と、地下浸透防止設備の内部に液体があったときに、液体が特定成分を含むか否かを検知する第二センサ機能と、を１つのセンサが兼ねる構成とすることにより、地下浸透防止設備の構成を簡単なものとすることができ、そしてその制御を容易なものとすることが可能となる。

本発明の地下浸透防止設備の一例である防液堤を示すモデル図である。図１の防液堤の動作についての説明図である。図１の防液堤のセンサの検知部を液体中に保つ方法の一例について示す説明図である。防液堤のセンサの検知部を液体中に保つ方法の他の例について示す説明図である。本発明の地下浸透防止設備の他の例であるトレンチを示すモデル断面図である。

本発明における地下浸透防止設備とは、貯留タンクや反応釜等の内部の液体が漏えいした際に、当該液体の拡散や地下浸透を防止するための防液堤や、液体が流れる配管から内部の液体が漏えいした際に、当該液体の拡散や地下浸透を防止するためのトレンチ（Ｕ字溝）等のことを指すが、これに限定されない。

本発明の地下浸透防止設備について以下に図面を用いて説明する。
図１に示すように、本発明の地下浸透防止設備の一例である防液堤３は、不浸透性の底部３ａと、この底部３ａと一体に設けた、底部３ａから上方に突出する不浸透性の堤部３ｂからなる。
この防液堤３の内部には、漏えいした場合に周囲の環境を汚染するおそれのある特定成分を含む液体２を収容する施設１が設置されている。この防液堤３は施設１に収容された液体２の液量に対して十分な容量を有しており、施設１から液体２が漏えいした場合であっても周囲の環境の汚染を防止することができる。
なお、防液堤として底部を含まず、堤部のみを指す場合があるが、本発明での防液堤は、不浸透性の底部と、この底部と一体ないし一体的に設けた、底部から上方ないし略上方に突出する不浸透性の堤部からなるものを指す。

本発明において、特定成分とは、施設１の液体２に含まれ、防液堤３内に溜まる可能性がある雨水や施設１を備えたプラントで用いる用水や水道水などの清水にはほとんどないし全く含まれていない成分であり、また、外部に漏えいした場合に環境を汚染するおそれのある成分である。
特定成分は、たとえば酸やアルカリ、消毒剤、各種有機物など、さらには液体に可溶な成分だけではなく、分散媒とともに懸濁液を構成する成分、液体とともに乳濁液を構成する成分、あるいは、液体とともにスラリーを構成する成分などを含むが、本発明の特定成分はこれらに限定されない。
なお、以下の説明では一部、特定成分を含む液体２として、特定成分が水の電気伝導率を高める成分であり、そして、液体２がこの特定成分により雨水や用水、水道水などの清水よりも電気伝導率の高い水の場合の例について説明しているが、本発明はこれらに限定されない。

図１に示した例では、防液堤３の内部の液体を防液堤３の外部に排出する排出手段として施設１の防液堤３の底部３ａの図中右側に開口し、電動弁５を有し、防液堤３の内部の液体を防液堤３の外部の排出溝７に排出する排出配管６を備える。
また、施設１の図中左側にセンサ４としてこの例では電気伝導率計と、防液堤３の内部の液体を防液堤３の外部に送液する送液手段として、防液堤３の内部の液体をその外部、たとえば特定成分を含む液体を環境の汚染を引き起こさないように処理する排水処理施設やタンクなどに送液する、この例では、送液ポンプ８ａが接続する送液配管８を備えている。

電気伝導率計は一対の電極を備え、これら電極の間の液体の電気伝導率を測定するセンサであり、たとえば、施設１に収容した特定成分を含む液体２が、特定成分として電気伝導率を高くする物質を含む液体の場合、防液堤３内に溜まった水の電気伝導率を、あらかじめ測定した雨水などの特定成分を含まない液体の電気伝導率と比較することにより施設１からの液体２の漏えいの有無を検知することが可能となる。
さらに、電気伝導率計は、その２つの電極の間に液体がない場合には電気伝導率が通常０ｍＳ／ｍと低い値となるため、電極が防液堤３の底部３ａないし底部３ａ近くに位置するように電気伝導率計を設置することで、防液堤３の内部の液体の有無を検知することができる。

このように、この例で用いている電気伝導率計は防液堤３の内部に液体があるか否かを検知する第一センサ機能と、防液堤３の内部に液体があったときに防液堤３の内部の液体が特定成分を含むか否かを検知する第二センサ機能と、を兼ねているセンサであるが、これらの検知を２つ以上のセンサを用いても行うことができ、その場合も本発明に含まれる。

さらにこの防液堤３は、図２に示すように、排出制御手段Ｃ１および送液制御手段Ｃ２を備えている。
排出制御手段Ｃ１は、一端が信号線Ｓ１とこの信号線Ｓ１から分岐した信号線Ｓ１ａとによってセンサ４と、他端は信号線Ｓ２によって排出配管６の電動弁５と、それぞれ接続している。
送液制御手段Ｃ２は、一端が信号線Ｓ１とこの信号線Ｓ１から分岐した信号線Ｓ１ｂとによってセンサ４と、他端は信号線Ｓ３によって送液配管８に接続する、防液堤３の底部３ａ上に設置した水中ポンプである送液ポンプ８ａと、それぞれ接続している。
なお、この例では電動弁を用いているが、これは防液堤３の内部の液体にはゴミなどの固形物が含まれている可能性があり、その場合であっても、電動弁は、いわゆる「噛み込み」による動作不良を起こす可能性が電磁弁に比して少ないためであるが、本発明では電磁弁を用いることもできる。また、上記例で排出手段として排出配管６に電動弁５を設けたが、この電動弁に代えてポンプを用いることもできる。

また、上記例では送液ポンプ８ａとして水中ポンプを防液堤３の内部に設置したが、送液配管８の防液堤３の外部部分に送液ポンプを接続してもよい。この場合、送液ポンプ８ａ停止時に、送液配管８内の液体の逆流や、防液堤３の内部の液体の送液配管８を通じての外部への流出を防止するために、送液ポンプ８ａの動作に連動する、電動弁や電磁弁等の開閉手段を送液配管８に設置する。

排出制御手段Ｃ１および送液制御手段Ｃ２は、この例ではそれぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および、各種インターフェース等の構成部品を備える。なお、図２では排出制御手段Ｃ１および送液制御手段Ｃ２の２つの制御手段を示したが、これら制御手段は構成部品を共有して一体となっていてもよい。

この地下浸透防止設備は次のように動作する。
初期状態では電動弁５は閉じており、また、送液ポンプ８ａは停止している。雨水や用水、水道水などの液体が防液堤３の内部に溜まるとセンサ４が防液堤３の内部の液体を検知するとともに、この防液堤３の内部の液体に施設１の液体２が含む特定成分を検知しないときには、これらの情報をセンサ４から信号線Ｓ１およびＳ１ｂを介して受けた排出制御手段Ｃ１は、信号線Ｓ２を介して排出配管６の電動弁５を開けて防液堤３内の液体を排出溝７に排出し、その後、全部の液体の排出をセンサ４が検知したときに電動弁５を閉める。

また、施設１からの液体２の漏えいがあったときには、センサ４は防液堤３の内部の液体に、施設１の液体２中の特定成分が含まれていること、すなわち、施設１内の液体２が漏えいしていることを検知する。この情報を信号線Ｓ１およびＳ１ａを介して受けた排出制御手段Ｃ１は電動弁５の開動作を行なわず、あるいは、電動弁５が開いている場合には電動弁５を閉める。

一方、センサ４から信号線Ｓ１およびＳ１ｂを介して、防液堤３の内部に液体があり、その液体に施設１に収容された液体２の特定成分が含まれていることを検知したとの情報を受けた送液制御手段Ｃ２は信号線Ｓ３を介して送液配管８の送液ポンプ８ａを起動して、防液堤３の内部の液体を所定の排水処理施設やタンクなどへ送液する。そして、送液により防液堤３の内部の液体がなくなったことをセンサ４が検知したときに送液ポンプ８ａを停止する。

なお、降雨時に防液堤３内に施設１からその液体２の漏えいが生じる可能性もあり、その場合には防液堤３の内部の液体中の特定成分の濃度は施設１内の液体の特定成分の濃度よりも低くなるが、その場合であっても特定成分を含む液体が排出溝７へ流れないよう、センサ４の種類や上記の各制御手段の制御の閾値を適宜決定する。

また、図１に示した例では、送液手段として送液配管８に送液ポンプ８ａを備えたことにより、防液堤３内部の液体を防液堤３の底部３ａよりも高い位置へ送液することができるが、このような高所への送液が不要である場合には送液ポンプ８ａに代えて電磁弁や電動弁等の他の開閉手段を用いることができる。

なお、上記の例では、センサ４として防液堤３の内部に液体があるか否かを検知する第一センサ機能と、防液堤３の内部に液体があったときに防液堤３の内部の液体が電気伝導率を高くする特定成分を含むか否かを検知する第二センサ機能と、を１つのセンサが兼ねることのできる電気伝導率計を用いたが、液体２に含まれる特定成分の種類により、他の１つ以上のセンサを適宜選択することができる。
そのようなセンサとしては、前記センサが、電気伝導率計、ｐＨ計、濁度計、透視度計、色差計、吸光光度計、蛍光光度計、ＣＯＤ計、ＢＯＤ計、ＴＯＣ計、各種イオン選択性電極、屈折計、塩分計、糖度計、および、液面計等が挙げられ、特定成分の種類に応じて適宜選択する。

ここでイオン選択性電極としては、Ｎａ^＋，Ｃｌ^－，Ｂｒ^－，Ｉ^－，ＣＮ^－，Ｃｄ^２＋，Ｃｕ^２＋，Ａｇ^＋，Ｓ^２－，Ｆ^－，Ｋ^＋，Ｃａ^２＋、ＮＯ_３ ^－，ＮＨ_４ ^＋，ＣＯ_３ ^２－，ＨＣＯ_３ ^－などを選択的に検出する電極が知られている。

これらセンサのうち、ｐＨ計やイオン選択性電極等の検知部が乾燥すると障害が起きる可能性があるセンサでは、図３にモデル的に示すようにセンサ４の検知部４ａを液体中に保つ容器４ｂ、および、液面計９を併用して、防液堤３の内部の液面高さが容器４ｂの高さよりも高くなったときにセンサ４による特定成分の検知を行うことができる。
このとき、液面計は防液堤３の内部に液体があるか否かを検知するセンサとして機能し、ｐＨ計やイオン選択性電極は防液堤３の内部に液体があったときにその液体が特定成分を含むか否かを検知するセンサとして機能する。
なお、防液堤３内に溜まった液体が特定成分を有していたときには、この液体を防液堤３外部に送液手段により送液した後にも容器４ｂ内にはその特定成分を有する液体が残留するが、この液体をたとえば図示しない自動化設備によりに特定成分を含まない液体に置換するようにしてもよい。

図３では、センサ４の検知部４ａを液体中に保つために容器４ｂを用いる例を示している。この場合、防液堤３内の液面高さが容器４ｂの高さより高くないときには防液堤３の内部の液体が特定成分を含むか否かを検知することができない。このような検知の遅れを防ぐために、容器４ｂを用いる代わりに防液堤３の底部３ａに凹部４ｃを設け、この凹部４ｃ内に検知部４ａが位置するようにセンサ４を設置してもよい。

特定成分を含む液体は上記で説明した施設以外にも配管内に存在することがあり、このような配管からの漏えいを防止するために、配管を地下浸透防止設備としてＵ字溝状のトレンチ内に設置する。図５にこのような配管を内部に設置したトレンチのモデル断面図を示す。

トレンチ１１は不浸透性の底部３ａと、底部３ａと一体に設けた、底部３ａから上方に突出する不浸透性の堤部３ｂと、からなり、トレンチ１１内には特定成分を含む液体を送液する配管１０が設置してある。また、トレンチ１１の内部に液体があるか否かを検知し、トレンチ１１の内部に液体があったときに、その液体が特定成分を含むか否かを検知するセンサ４が設けてある。

そして、このトレンチ１１に雨水などの特定成分を含まない液体が溜まったときに外部に排出するための排出ポンプ１２ａを備えた排出配管１２、および、特定成分を含む液体が溜まったときにトレンチ１１から外部に送液するための送液ポンプ８ａを備えた送液配管８が設けてある。

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の地下浸透防止設備は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。

当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の地下浸透防止設備を適宜改変することができる。このような改変によってもなお、本発明の地下浸透防止設備の構成を具備する限り、もちろん、本発明の範疇に含まれるものである。

１施設
２液体
３防液堤
３ａ底部
３ｂ堤部
４センサ
４ａ検知部
４ｂ容器
４ｃ凹部
５電動弁
６排出配管
７排出溝
８送液配管
８ａ送液ポンプ
９液面計
Ｃ１排出制御手段
Ｃ２送液制御手段
Ｓ１信号線
Ｓ１ａ信号線
Ｓ１ｂ信号線
Ｓ２信号線
Ｓ３信号線
１１トレンチ
１２ａ排出ポンプ
１２排出配管

Claims

不浸透性の底部と、当該底部と一体ないし一体的に設けた、前記底部から上方ないし略上方に突出する不浸透性の堤部とからなる地下浸透防止設備であって、
前記堤部で囲まれた内部に、特定成分を含む液体を収容する施設あるいは前記液体が流れる配管が設置されており、前記施設あるいは前記配管から前記液体が漏えいした際に、当該液体の地下浸透を防止し、
前記地下浸透防止設備の内部に液体があるか否かを検知する第一センサ機能、および前記地下浸透防止設備の内部に液体があったときに、当該液体が前記特定成分を含むか否かを検知する第二センサ機能と、を有するセンサを備え、
前記第二センサ機能を有する前記センサが、電気伝導率計、ｐＨ計、濁度計、透視度計、色差計、吸光光度計、蛍光光度計、ＣＯＤ計、ＢＯＤ計、ＴＯＣ計、各種イオン選択性電極、屈折計、塩分計、および、糖度計から選ばれる１つ以上のセンサであることを特徴とする
地下浸透防止設備。
前記地下浸透防止設備の内部の液体を前記地下浸透防止設備の外部に排出する排出手段と、
前記地下浸透防止設備の内部に液体があり、かつ、当該液体が前記特定成分を含まないときに、前記排出手段により前記液体を前記地下浸透防止設備の外部に排出する排出制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の地下浸透防止設備。
前記地下浸透防止設備の内部の液体を当該地下浸透防止設備の外部に送液する送液手段と、
前記地下浸透防止設備の内部に液体があり、かつ、当該液体が前記特定成分を含むときに、前記送液手段により前記液体を前記地下浸透防止設備の外部に送液する送液制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地下浸透防止設備。
前記地下浸透防止設備の内部に液体があるか否かを検知する第一センサ機能と、前記地下浸透防止設備の内部に液体があったときに、当該液体が特定成分を含むか否かを検知する第二センサ機能と、を１つのセンサが兼ねることを特徴とする
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の地下浸透防止設備。