JPH05185052A - 土壌の汚染除去のための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は土壌の汚染除去のための新規なる装
置及び方法の提供を目的とする。 【構成】 本発明は微生物の手段による、土壌（soil)
の汚染除去のための装置であって、管軸（１４）を中心
として回転できる管状反応チャンバー（４）より成り、
ここでその傾斜角度が斜め上方、斜め下方又は水平の反
応流路をもたらしめるように可変性であり、そして更
に、渦巻線が該反応チャンバー（４）の内壁上に配置さ
れ、これによって内部渦巻線が形成され、該反応チャン
バー（４）がその軸（１４）を中心として回転する際
に、反応材料が出口（３）に向かって移動することを特
徴とする装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は土壌の汚染除去のための
新しい装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】西ドイツ国公開公報第39 10 550 号によ
り、汚染された固形塊の生物学的清浄のための方法が公
開されている。この方法において、この反応材料は予め
決められた深さの層の反応容器に分散される。微生物分
解反応の間、この反応材料は分解され、そして予め決め
られた時間間隔で引っくり返される。必要とする場合、
細菌を更にその後加える。この方法の欠点は、この分解
処理の際、処理すべき土壌の連続移動がなく、即ちこの
反応容器全体にわたる滋養供給及び空気供給が均一に分
散されないことにある。従って、この分解処理は不均一
なものとなる。これとは別に、この方法は連続的な処理
の実施には適しておらず、その理由はこの反応自体がバ
ッチ処理としてのみ行われているからである。

【０００３】西ドイツ国特許第38 37 365 号より、有機
物質のバイオマスへの生物学的転換の方法が公開されて
いる。ブレード状の構成要素がドラム型のケース部の内
側に、円周上に且つ軸上に、互いから離れて並んで付与
されている。この構造物の欠点は、このドラム内壁のブ
レード状搬送構成要素によるこの反応槽の入口から出口
迄の反応材料の均一な搬送が確実となっておらず、この
ブレードが内壁に並んでいる場合では混合効果しか得ら
れないことにある。移送効果は、反応流路がスロープ状
に設計されている場合のみに得られる。もしこの反応流
路が水平上又は斜め上方に向いている場合、ブレードに
よる入口から出口への移送は行われない。

【０００４】最後に、西ドイツ国特許第39 21 066 号に
より、微生物による土壌の汚染除去のための方法が公開
されている。これは、微生物の添加されている土壌を、
ミキサーとしてのゆっくり回転するスクリューを有する
反応槽に供給することによる。更にこのような装置の欠
点は、即ち、粒子と添加酸素との十分なる接触が確実で
ないことにある。スクリューによって土壌は完全に混合
且つ均一になるにもかかわらず、個々の粒子はこの反応
槽のエアーチャンバー内に均一に分散されず、即ち、微
生物の最適な反応作業を確実にする酸素との十分なる接
触がなされない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、上記の欠点をもはや有しない微生物による土壌の汚
染除去のための装置であって、管軸を中心として回転可
能な管状反応チャンバーであってその傾斜角度が斜め上
方、斜め下方又は水平な反応流路をもたらすように可変
性であるものより成る装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】従って本目的は、該反応
チャンバーの内壁に渦巻線を配置せしめて内部渦巻線を
形成せしめ、この反応チャンバーがその軸を中心に回転
する際に反応材料が出口に向かって移動することによっ
て成し遂げられる。本発明に関する装置を用いる場合、
主として汚染土壌を供給漏斗を介して搬送スクリューに
供給せしめる。本発明に従い、この搬送スクリューはこ
の管の中にも配置され、これを介して土壌の該反応チャ
ンバー内でのほぼ気密な移送が確実となる。材料の供給
のためにその他の一般的な装置、例えばスターフィーダ
ー（これによって内部チャンバーでの完全な気密移送が
可能となる）、ベルトコンベアー、ジョーブレーカーも
利用されうる。

【０００７】本発明に従い、この反応チャンバーは空気
の吹き込み又は脱気のための部品が付与されている。こ
の反応チャンバーが微生物処理の際にその管軸を中心に
回転することができるための動力機構が付与されてい
る。通常これはこの反応チャンバーの外側に適切に置か
れる。

【０００８】空気又はその他の気体を供給するための部
品とは別に、微生物、酵素、酵素抽出物、滋養物、酸、
アルカリ等を供給するための部品も付与されている。本
発明に従い、該反応槽に配管であって搬送スクリュー軸
上に取り付けられて固定されている非回転性の配管を配
置せしめることが好ましい。この配管はそれぞれ互いか
ら独立している２，３又はそれより多くの配管より構成
される。もちろんこれは必要ならば１本の配管のみであ
ることもできる。このシステムは、この反応槽において
移送される土壌に、対応する必要量の微生物、酵素、酵
素抽出物、滋養塩類、酸、アルカリ及び水、並びに特に
好気的な操作に適する空中酸素、及びその他の気体をそ
れぞれ互いから独立して供給せしめるように設計されて
いる。

【０００９】該反応チャンバーのその管軸を中心とする
回転により、この反応チャンバー内の土壌は空気又はそ
の他の気体、微生物、酵素、酵素抽出物、滋養塩類、
酸、水等と均一に混合される。

【００１０】該反応チャンバーは主に、表面的（extern
ally) に配置されている渦巻線を有する回転式シリンダ
ーコンベアーである。即ち、これは管状であり、その内
壁に渦巻状に配置しているシートが施されており、そし
てこれは外部から動かされるものである。

【００１１】ところで、この渦巻線のための材料はその
他の適当な材料、例えば任意の種類の合成品が利用され
うる。

【００１２】この管が回転している際、搬送される材料
はこの渦巻状ダクトにおいて更に連続的に移送される。
これが行われている際、この反応材料はフロー特性の性
質を有する。このような渦巻状ダクトは該反応槽の内壁
に沿って流れる反応流路を付与し、従ってこの反応槽の
管の長さにより与えられる反応流路と比べてかなり長く
なっている。バッフルプレートがこの渦巻線に対して直
角又は傾いて配置されている場合、この混合容量は高ま
りうる。

【００１３】もしこの反応チャンバーが回転式シリンダ
ーコンベアーとして設計されている場合、この回転式シ
リンダーを、異なる定常周速及び異なる管の傾き、並び
にダクト高さにて運転することによって、汚染物と土壌
の性質により調整されるこの管の中での土壌の分解時間
である種々の滞在時間を設定することが可能となる。

【００１４】本発明に従い、この反応チャンバーは水平
又はほぼ水平に調整されうる。しかしながら、反応流路
が反応槽の入口から出口に向かってわずかに傾斜してい
ることが好ましい。この傾斜角度はその必要条件に従っ
て調整されうる。この反応チャンバーの入口から出口に
向かっての反応流路が急こう配で傾くほど、滞在時間は
長くなり、従って、もし土壌が多大に汚染されている場
合、この傾斜角度を上げることによってその清浄度は高
まるであろう。

【００１５】以上に従い、本発明に関する装置は表面に
配置されている渦巻線及び回転式シリンダーコンベアー
の傾斜角の調節性により特徴付けられる。従来の技術と
は対照的に、この２つの特徴の特定な組合わせによって
反応チャンバー内の滞在時間を正確に調整することが有
利に得られることが驚くべきことである。特に、もしこ
の処理を連続的に行う場合、その滞在時間は連続的にコ
ントロールされうる。

【００１６】以上により、本発明に関する装置は従来で
は考えられなかった連続処理に適するものと解釈され
る。

【００１７】本発明に関する構造物の決定的な利点は、
再混合を必要としないことにある。該反応チャンバーの
内壁上の渦巻線のため、反応材料は更に連続的に移送さ
れる。この反応槽にわたる移送の際、この土壌はこの区
分されているチャンバー中において連続的に混合され
る。必要ならば、この混合効果は表面に配置されている
渦巻線に対して直角又は傾いて配置されているバッフル
プレートによって強められうる。理想的な場合におい
て、これらの渦巻線に関連する事実上相違していない渦
巻線のすき間それぞれの中に、均一に分散されている混
合物が存在する。従って、連続運転される混合タンクの
カスケードが考えられる。このため、分解はこの渦巻線
の各すき間中において均一となる。この管の端での外生
物物質の濃度は、該反応チャンバー内が平衡状態となっ
た後、時間において一定な値、即ち再現性のある値とな
る。最適な分解条件を得るため、この最終濃度はこの反
応槽中での滞在時間の関数として設定されうる。前記し
た通り、この滞在時間は管の回転スピード及び傾き、並
びにダクトの高さに依存する。

【００１８】本発明に関する装置の更なる見地は、この
反応チャンバー内において相の間に新たな界面が常に形
成されることである。これによって投入ストックへの酸
素の拡散のための最適な条件が得られる。汚染除去のた
めのほとんどのその他の方法に関して、その分解処理は
酸素の制限の理由によって実質的に遅くなることが立証
されている。気体にさらすことの危険性は揮発性の高い
化合物が気相へと変化して出口側の大気に放出されるこ
とにある。従って、このような場合においては空気の量
をコントロールするか、又は廃棄ガスを清浄化すべきで
ある。これは本発明に関する装置において問題なく行わ
れうる。

【００１９】水分含有量、滋養物含有量及び pＨ値、並
びに好気的な運転に特に適する酸素供給又はその他の気
体の供給を設定することは、搬送スクリュー軸上に取り
付けられた非回転式の配管により、本発明に従って成し
遂げられる。好ましくはこの配管は３本以上の配管より
構成される。これらの配管において懸濁物及び滋養塩類
が移送され、この反応チャンバーの反応流路の開始する
位置にて土壌に吹き付けられる。この組成は対応する条
件に適用されているべきである。必要ならば、特別に増
殖せしめた微生物培養物、酵素、酵素抽出物も加えるこ
とがある。

【００２０】従来の技術とは異なり、本発明に従い配管
の中央配置（central arrangement)によってバイオマ
ス、酵素、酵素抽出物の連続的な添加が可能となる。よ
り短い配管によってこの反応チャンバーに更にバイオマ
ス、酵素、酵素抽出物を加えることが特に可能である。
従って、関連の配管の出口の配置により、反応流路の最
初のセクションを超えた後に新鮮なバイオマス、酵素、
酵素抽出物を加えることによって分解性能を高めること
を達成せしめることが可能である。未だ分解されていな
い物質のために微生物、酵素、酵素抽出物を加えること
が更に可能である。

【００２１】更に、この配管の中央配置によって一定レ
ベルにて水供給を保つことが可能である。これは反応流
路中の水分含有量の変化の補充を特に可能とする。

【００２２】空気又は気体の供給のためにもこの配管は
適応する。知られている全ての好気的な方法は過剰量の
空気を利用する。これに反して、本発明に従い、この空
気供給は反応チャンバーの末端にて測定される空気の組
成に従ってコントロールされ、従って微生物に供給され
る最適酸素供給は反応チャンバー全体にわたって保証さ
れる。従って、これにより前記した気体への暴露は最小
とされ、廃棄ガスの清浄化は回避される、又は軽減され
る。これは嫌気操作、即ち、空気又は酸素の代わりとな
るその他の気体を気体暴露のために用いる操作にも適応
する。

【００２３】微生物はその反応のために一定の湿度を必
要とする。本発明に従い、この処理は５〜８０％の範囲
における湿度含有量により実施されうる。しかしなが
ら、５〜４５％の範囲が好ましく、そして最も好ましい
のは５〜２０％の範囲である。湿度含有量は予め湿らせ
た空気を加えるか、又は水もしくは滋養培地を直接加え
ることにより得られる。

【００２４】以降、本発明を図面を参照しながらより詳
しく説明し、ここで本発明に関する装置は側面図として
表わしている。

【００２５】供給漏斗１を介して土壌をこの装置に加え
る。供給漏斗１の下方には管のケース１１が水平方向に
広がり、これに搬送スクリュー２が配置されている。こ
の搬送スクリュー２により、処置すべき土壌は反応チャ
ンバー４の方向に移動する。

【００２６】この段階の間、空気もしくはその他の気
体、滋養塩、微生物、酵素又は酵素抽出物は一切加えら
れない。従って、これは移送流路にすぎず、何ら反応は
進行しない。この搬送スクリュー２は単に反応チャンバ
ー４への土壌の均一な供給のために働く。材料を供給す
るため、その他の一般的な装置、例えばスターフィーダ
ー、ベルトコンベアー、ジョーブレーカーも利用されう
る。

【００２７】この分解処理自体は反応チャンバー４の中
で実施される。これを実施するため、配管９の末端１２
を介して微生物、酵素、酵素抽出物をこの反応チャンバ
ー４に供給せしめる。混合培養物又は関連する酵素混合
物の形態における微生物及びその組成物の種類はそれぞ
れ、関連する分解条件又は分解すべき材料にそれぞれ依
存する。更に、配管６，８，９を介して滋養物、空気も
しくはその他の気体を加え、更に酸及びアルカリをこの
反応槽に加えて pＨ値を調整する。短めの配管１０（図
４）により、この反応流路の第１のセクションを超えた
後に新たな微生物又は酵素を加えることが可能となる。
配管１０の末端１６は分解スピードに従って反応チャン
バー４内に配置される。

【００２８】本発明に従い、この反応槽中の pＨは３〜
１０の範囲に好ましく保たれる。水分含有量は５〜８０
％の範囲において変化させることができる。本発明に従
い、４５％以下、特に５〜４５％の範囲が好ましく、そ
して最も好ましくは５〜２０％の範囲である。

【００２９】壁５の内側において、この反応チャンバー
に渦巻状に配置されたシート１３が付与されている。こ
れによって内部渦巻線が形成され、反応チャンバーが軸
１４を中心に回転する際にこの中において反応材料は出
口３に向かって移動する。反応チャンバー４の回転は動
力メカニズム１５により行われる。この反応チャンバー
の傾斜角度、渦巻線のピッチ、反応チャンバーの周速、
及び設定傾斜角度は分解処理の効果を決定する。これら
のパラメーターを変えることにより、滞在時間が実質的
に変わる。

【００３０】図２及び３において、バッフルプレート１
７が渦巻線１３と直角方向且つ反応壁５と平行して更に
配置されており、これは混合効果を高める。

【００３１】反応チャンバー４の反応流路の末端の出口
３の横に気体排出口７が配置される。ここで、廃棄ガス
の清浄化が、必要な場合に施される。例えば、気流によ
って運ばれる外生物物質的材料は活性炭素上に固定化さ
れている微生物により受容され、そして微生物的に分解
される。廃棄ガスの同時分析により、一方で有害物質の
含有量が、他方で酸素含有量がコントロールされる。こ
の分析結果に基づき、それぞれは最少量とされ、できる
だけ最少量の廃棄ガスが生成されるようにする。湿度を
最適な範囲で保つことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置全体の側面図。

【図２】本発明の反応チャンバーの詳細図。

【図３】反応チャンバーの断面図。

【図４】微生物のための短めの管の入口を伴う反応チャ
ンバーの図。

【符号の説明】

１…供給漏斗 ２…搬送スクリュー ３…出口 ４…反応チャンバー ５…内壁 ６…配管 ７…気体排出口 ８…配管 ９…配管 １０…配管 １１…管のケース １２…配管９の末端 １３…渦巻線 １４…軸 １５…動力メカニズム １６…配管１０の末端 １７…バッフルプレート

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微生物の手段による、土壌（soil) の汚
   染除去のための装置であって、管軸（１４）を中心とし
   て回転できる管状反応チャンバー（４）より成り、ここ
   でその傾斜角度が斜め上方、斜め下方又は水平の反応流
   路をもたらしめるように可変性であり、そして更に、 渦巻線が該反応チャンバー（４）の内壁上に配置され、
   これによって内部渦巻線が形成され、該反応チャンバー
   （４）がその軸（１４）を中心として回転する際に、反
   応材料が出口（３）に向かって移動することを特徴とす
   る装置。
2. 【請求項２】 バッフルプレート（１７）が前記の渦巻
   線（１３）と直角方向にて前記の反応チャンバー（４）
   に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の
   装置。
3. 【請求項３】 前記の反応チャンバー（４）に空気吹き
   込みのための部品（６）及び脱気のための部品（７）が
   付与されていることを特徴とする、請求項１又は２のい
   ずれか１項に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記の反応チャンバーを回転せしめるた
   めの動力メカニズム（１５）が付与されていることを特
   徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記の反応チャンバーに配置されてい
   る、微生物の添加のための部品（８）が付与されている
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載
   の装置。
6. 【請求項６】 前記の反応チャンバー（４）に配置され
   ている、滋養物の添加のための部品が付与されているこ
   とを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の
   装置。
7. 【請求項７】 土壌の供給のために、連続的に並んでい
   る搬送スクリュー（２）を含んで成る、供給漏斗（１）
   の付与されていることを特徴とする、請求項１〜６のい
   ずれか１項に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記の反応チャンバー（４）にわたり軸
   方向において伸びる、前記の搬送スクリュー（２）の軸
   （１４）に沿って配置されている配管（(6),(8),(9))で
   あって、これを介して空気、微生物、酸／アルカリ、滋
   養物等が該反応チャンバー（４）に供給されうるものが
   付与されていることにより特徴付けられる、請求項１〜
   ７のいずれか１項に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記の配管（(6),(8),(9))が非回転式に
   固定されていることを特徴とする、請求項８に記載の装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項に記載の
    装置内で微生物の手段による土壌の汚染除去のための方
    法であって、汚染土壌を ａ）前記の供給漏斗（１）に供給し、 ｂ）前記の搬送スクリュー（２）によって前記の反応チ
    ャンバー（４）に移送せしめ、 ｃ）該反応チャンバーがその管軸を中心として回転する
    ことによって、出口（３）の方向に移動せしめ、そして
    空気、滋養塩類、 pＨ値の調節のための酸／アルカリ、
    水及び微生物と混合せしめ、そして ｄ）清浄化された土壌を該出口（３）より得ることによ
    り特徴付けられる方法。
11. 【請求項１１】 前記の pＨを３〜１０に設定すること
    を特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記の反応チャンバー（４）の回転ス
    ピードを一定に設定することを特徴とする、請求項１０
    又は１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記の反応チャンバー（４）中の水分
    含有量を５〜８０％に設定することを特徴とする、請求
    項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記の水分含有量を５〜４５％に設定
    することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記の水分含有量を５〜２０％に設定
    することを特徴とする、請求項１４に記載の方法。