JPH05261360A - 回収可能な増強勾配汚染除去掃用抽出および注入管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、汚染された土壌に穴を開け、流体
の注入、抽出に使用できる取外し可能な汚染土壌の洗浄
用管を提供することを目的とする。 【構成】 取外し可能に土壌に挿入されるように構成さ
れ、主軸14と第１、第２の端部を有する中空の管部材16
と、管部材16の第１の端部に取付けられる先端部20とを
具備し、管部材16は、その壁に形成され、主軸にほぼ直
交する方向の流体の流れを可能にする複数の孔26を有
し、さらに、管部材の前記主軸に関する回転動作を可能
にするために駆動手段38へ取外し可能に取付ける取付け
手段40を備え、この取付け手段40は流体を孔26を通過し
て駆動するように動作する流体システムに管部材16を取
外し可能に取付けるように構成されていることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、汚染された土壌の浄化
用のシステム、特に土壌を浄化するための流体の注入、
抽出用の回収可能な抽出および注入管に関する。

【０００２】

【従来の技術】土壌および地下水の純度は環境問題で重
要になりつつある。膨大な量の汚染物質が多くの場所を
有毒に汚染する。連邦法律により促進されて多くの浄化
が進行中でる。土壌の汚染は通常、地下水面レベル以
上、地下水面近くまたは地下水面以下に位置する汚染物
質の検出レンズにより特徴づけられる。土壌の孔内に捕
捉された低い濃度の残留汚染物質が存在する。水より重
い液体汚染物質は地下水面の毛管の縁まで下降し、水よ
り軽い液体は地下水面の縁に達すると側方に拡散する。

【０００３】汚染された場所を洗浄する１つの方法は汚
染された土壌の除去である。この方法は扱いにくく、非
実用的で、遅い。他の方法は残留汚染物質を除去するた
めの地下水抽出である。地下水の除去は分離した状態で
ガソリンのような流出物を回収するため地下水面を下げ
ることが意図されている。しかし地下水の抽出は非効率
である。この方法により回収された典型的な遊離物質の
量は見積もられた流出物の量より少ない。予めポンプで
吸込まれるべき水の量および期間或いはポンプが効率的
かどうかを予測することは不可能である。地下水抽出は
ダウンホ−ルポンプまたはエントレイン管のような付加
的な装置を必要とする。

【０００４】汚染土壌は典型的に真空圧力と接続する少
なくとも１つの永久抽出井戸を設定することにより浄化
される。これらの真空圧力は典型的にインチ単位の水柱
圧力に関して測定される。このタイプの真空抽出はガソ
リンまたは溶剤のような揮発性の混合物で効果的であ
り、ディ−ゼル燃料のような半揮発性の混合物でも部分
的に有効である。半揮発性混合物の真空抽出の効率は約
30％である。純粋な真空抽出は蒸気圧力またはヘンリ−
定数で混合物を揮発するのみである。典型的な本来の真
空抽出システムはきめの細い土壌では成功率が制限さ
れ、実行時間が12か月必要で典型的に約１０ｐｐｍに土
壌の汚染揮発濃度を減少するのみである。

【０００５】別の技術は揮発混合物または半揮発混合物
を除去するように地中表面の土壌温度を増加すると共
に、正の圧力勾配を生成するように蒸気を地中表面に注
入することである。蒸気の増強した抽出は真空抽出のみ
より他の揮発性のおとる混合物を排除できるが、抽出井
戸への地中表面の汚染物質の移動を有効に援護するため
に高い真空を使用しない。蒸気注入はまた通常、永久井
戸を通って行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】結果として、現在存在
する技術は永久井戸の莫大な資本費用と、同時に全体的
な汚染領域の処理と12か月にわたる実施期間を必要とす
る。永久井戸は設置するのにより高価であり、より困難
で、廃棄するのがより高価であり、融通性が制限され
る。従って、本発明の目的は汚染された土壌に取外し可
能に穴を開け、流体の注入又は抽出のいずれかに使用で
きる管を提供することである。本発明の別の目的は抽出
専用の少なくとも１つの管または注入用の少なくとも１
つの管を使用する可搬式土壌洗浄システムを提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施例
によると、回収可能な抽出管および注入管は中空の管お
よび汚染された土壌に取外し可能に穴をあけるように形
成された先端部を備えており、中空管はび土壌に加圧流
体を注入し、又は土壌から流体と汚染物質を抽出するた
めの孔を有する。管は管を回転するように動作される駆
動手段に取外し可能に取付けられており、管が取外し可
能に土壌に穴を開ける。この管は抽出、注入のいずれに
も使用できる。管は永久井戸の必要性を回避し、素早く
設置し、取払うことができる。本発明のその他の目的、
利点、特徴は添付の図面を伴い後述の説明、添付の請求
項から明白である。

【０００８】

【実施例】後述の好ましい実施例は単なる実施態様であ
り本発明、およびその応用又は使用を限定するものでは
ない。

【０００９】図面１を参照すると、図１は本発明の好ま
しい実施例による管10を示している。管10は主要な中心
軸14を有する細長い中空管12で構成されている。この管
12は直径４インチが適切な円筒に作られることが好まし
い。管12は主軸に沿って約５フィ−トの長さの複数の管
部分16から構成される。種々の管部分16は端から端まで
縦方向に互いに取付けられ、約100 フィ−トの長さに達
する１つの中空管12を形成する。管部分16は次に連続す
る管部分16に形成されている雄型ねじ18´と対に形成さ
れている雌型ねじ18により互いに結合されることが好ま
しい。最下部の管部分16´は外部に形成されたフライト
22を有する螺旋型パワ−ねじとして形成されている先端
部20に取付けられている。先端部20は固体金属で製造さ
れることが好ましく、管部分16´に形成するねじと対を
なすねじ24により最下部の管部分16´に取付けられてい
る。外部フライト22を除く先端部20の本体は中空管12と
同一の外部直径で形成されている。

【００１０】中空の管12はその長さに沿って種々の点に
おける多数の孔26を形成されている。これらの孔の位置
は図２で示されているように汚染土壌の汚染物質28,30,
32の深さに応じて決定される。中空管12を構成する５フ
ィ−トの部分16の使用は管10が応用の面で非常に融通性
があることを可能にする。複数の部分16が孔26を有して
形成され、別の複数の部分16が孔26なしで形成されるの
で、土壌中の孔26の深さは単に部分の順序を再整列する
ことにより決定できる。管10が注入管34として使用され
ると、孔26は汚染物質28,30 のレベル近くに位置されな
ければならない。加熱された蒸気が土壌を平行に通過す
るときに上昇するので蒸気注入が使用されると孔26は汚
染物質28,30 のレベル以下で位置される。管10が抽出管
36として使用されるときには孔26は汚染物資28,30 のレ
ベルの周囲に通常位置するか管の長さ12の大半に沿って
形成される。

【００１１】孔26は約0.02インチの寸法を有して抽出用
の管に、また約0.25インチの寸法を有して注入用の管に
形成されることが好ましい。孔26の好ましい大きさは土
壌の多孔率と種々の他の場所特有の要素で決定される。
孔26は好ましくは中空管12の周辺に形成され、中心軸14
に通常直交する方向で流体が流れることを可能にする。
孔26は円形穴、ル−バ−又は細長いスロットのように種
々に形成されることができる。

【００１２】動作上において管10は以下のように設置さ
れる。先端部20は好ましくは５フィ−トの長さの管部分
16の下端部にねじで固定される。中空管12の最上部16の
上端部は縦方向の主軸14を中心に管10が土壌に穴をあけ
るために回転するように動作する駆動手段38に取付けら
れている。駆動手段38は技術で知られているように通常
のドリル器具である。駆動手段38はねじ18により中空管
12に取付けられることが好ましく、このねじは最上部の
管部分16の最上端部で形成され、コネクタ40のねじと対
で形成される。駆動手段38は第１の管部分16が土壌に穴
をあけることに使用される。駆動手段38は第１の管部分
16から分離され、第２の管部分16は第１の管部分に螺合
される。このプロセスは管10の先端部20が所望の深さに
達するまで繰返され、管部分16は適切な深さの場所に孔
26を位置づけるように孔26を有する。駆動手段38および
コネクタ40は管10から取外される。最後に、管10の所望
な使用法に応じて流体注入システム42または流体抽出シ
ステム44およびカップリング41がコネクタ40と駆動手段
38の代りに管10に取付けられる。土壌の洗浄に続いて、
管10は前述とは反対のプロセスにより土壌から取除かれ
る。

【００１３】本発明の管は増強した勾配洗浄システムに
よって使用され、ここで１つの管が高圧力注入、１つの
管が高真空抽出に使用される。抽出管からの増強された
負の圧力勾配と圧力正面から抽出管への増強された正の
圧力勾配とおよび恐らくは熱い空気又は蒸気注入による
増加された土壌のこの組合わせは洗浄の効率を高め、洗
浄の最終結果における土壌の総合的な汚染濃度が低くな
る結果を生む。高真空と高圧力蒸気注入の使用は抽出管
への汚染物質の移動率を増加させ、従って完全な洗浄に
必要な時間を減少する。この方法はきめの細かい土壌に
おいてさえも揮発性または半揮発性の混合物の早急な処
理を可能にし、これは通常の標準的な技術では全く行う
ことのできないものである。洗浄システムはまた高真空
抽出管だけでも、或いは地下水抽出を加えても使用可能
である。適切な方法の選択は種々の場所特有の要素によ
って決定される。

【００１４】本発明の管10を使用する増強勾配洗浄シス
テム46は図２で示されている。好ましい洗浄システム46
の選択は汚染場所の特徴に応じて決定される。抽出管36
または複数の抽出管36は独立して使用される。実質上水
銀柱５乃至30インチの範囲内で動作される真空送風48は
流体と汚染物質28,30,32を汚染土壌から抽出する。抽出
はカップリング41を通って吸い取られ、液体蒸気分離装
置50により蒸気と液体の成分に分離される。蒸気は真空
送風48により蒸気処理システム52に吸い込まれる。水は
分離タンク54により液体から取除かれ、その後、水は水
処理システム56により処理される。水から遊離した物質
は適切な蓄積および再生システム58により蓄積され再生
される。

【００１５】増強した勾配真空抽出管36は好ましくは少
なくとも１つの注入管34を伴って使用される。大気或い
は加熱空気が注入管34に導かれるか或いは蒸気が蒸気ボ
イラ−60により土壌に注入されることがより好ましい。
蒸気が注入媒体として選択されると、蒸気は実質上１方
形インチ当り、10〜60ポンドまたは水銀柱20〜125 イン
チの圧力であることが好ましい。抽出は地下水除去を伴
ってもよい。

【００１６】高圧力蒸気注入は有効に土壌を洗浄するか
或いは浄化する蒸気正面を生成する。蒸気が土壌を通過
するとき汚染物質28,30.32は蒸気と共に注入管34から抽
出井戸36へ実質上平行方向に運ばれる。比較的高温の蒸
気は土壌を通過するとき、上昇する。抽出管36の高真空
抽出は蒸気であることが好ましい注入流体、汚染物質2
8,30,32を抽出管36へ有効に導く。

【００１７】本発明の管10は取付けや土壌からの取外し
が容易で、永久井戸の必要性を回避し、清掃システム全
体を可搬式にする。管10は注入又は抽出のいずれかが可
能な１つの清掃器具を供給する。従って、管10は地域全
体の清掃より部分的又はバッチ単位で土地を清掃するこ
とができる。バッチ単位の方法は流体システム42,44の
小型化を可能にする。これらの特徴は資本投入に大きな
節約となる。さらにバッチ単位の方法は地中表面の変形
が必要なときに調節できるように融通性が許容される。
最後に、バッチ方法が使用されると商店街の公園のよう
な実施される場所が12か月間以上も清掃期間中、立入り
を禁止する必要が完全に回避できる。管の使用は価格や
規模全体に渡る清掃期間、固定した技術を減らす。

【００１８】限定されることのない多数の管構造は実施
され、前述の必要性を満足させることができることは明
白である。前述の説明は本発明の実施態様を単に例示と
して説明したにすぎない。当業者はこのような説明、添
付図面、請求項から種々の変化、応用、変形が可能であ
り、これらは請求項で規定されている本発明の技術的範
囲から逸脱することなく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施例による管の側面図。

【図２】本発明の好ましい実施例による汚染土壌用の洗
浄システムの概略図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・エフ・ダブロウ、 ザ・サード アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92646、ハンティントン・ビーチ、ビスマ ーク・ドライブ 10051

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 取外し可能に土壌に挿入されるように構
   成され、 主軸と第１、第２の端部を有する中空の管部材と、 前記管部材の前記第１の端部に取付けられる先端部とを
   具備し、 前記管部材は、第１と第２の端部間の管部材の壁に形成
   され、主軸に対してほぼ直交する方向の流体の流れを可
   能にする複数の孔を有し、 さらに、前記管部材の前記主軸に関する回転動作を可能
   にするために駆動手段へ取外し可能に取付ける取付け手
   段を備え、 この取付け手段は流体を前記孔を通過して駆動するよう
   に動作する流体システムに前記管部材を取外し可能に取
   付けるように構成されていることを特徴とする汚染土壌
   の洗浄用管。
2. 【請求項２】 前記流体システムが前記孔を通過して前
   記土壌に加圧流体を注入するように動作可能であり、前
   記土壌内の汚染物質はほぼ水平方向に前記土壌を通過す
   る前記加圧流体と共に運ばれる請求項１記載の管。
3. 【請求項３】 前記流体システムが実質上、水銀柱20乃
   至120 インチの範囲内の圧力で動作され、前記加圧流体
   および前記汚染物質が結合して前記土壌を通過して導か
   れる請求項２記載の管。
4. 【請求項４】 前記流体システムが流体および汚染物質
   を前記土壌から前記孔を通して抽出するように動作され
   る請求項４記載の管。
5. 【請求項５】 前記流体システムが実質上水銀柱５乃至
   30インチの範囲の真空で動作され、前記流体と前記汚染
   物質が前記土壌から強制的に抽出される請求項４記載の
   管。
6. 【請求項６】 前記取付け手段が前記管部材の前記第２
   の端部に位置するねじ部分から構成されている請求項１
   記載の管。
7. 【請求項７】 前記管部材の前記第１の端部に位置する
   ねじ部分を具備し、前記先端部が前記管部材に固定され
   るように前記管部材の前記第１の端部に形成された前記
   ねじ部分と対になるように形成されているねじ部分を有
   する請求項１記載の管。
8. 【請求項８】 主軸と第１、第２の端部を有する中空管
   部材と、 前記管部材の前記第１の端部に固定された螺旋型パワ−
   ねじとして形成された先端部とを有する第１の管を具備
   し、 前記管部材は第１と第２の端部間の管部材の壁に形成さ
   れ、流体が前記主軸に対してほぼ直交する方向で流れる
   ことを許容するように形成されている複数の孔を有し、 前記第１の管は汚染土壌に取外し可能に插入されるよう
   に構成され、 前記第１の管は前記土壌に取外し可能に穴を開けるため
   に前記主軸に対して前記管部材を回転するように動作さ
   せる駆動手段に前記管部材を取外し可能に取付けるため
   の取付け手段を備え、 さらに、前記第１の管と実質上類似して形成される前記
   第１の管から間隔を隔てた第２の管と、 前記孔を通過して前記第１の管と前記土壌に加圧流体を
   注入するように動作する流体注入手段と、 前記孔を通過して前記土壌および前記第２の管から流体
   を抽出するように動作する流体抽出手段とを具備し、 前記加圧流体は前記第１の管から前記第２の管までほぼ
   水平方向に前記土壌を通過して導かれ、その結果汚染物
   質は前記圧力を加えられた流体と共に運ばれ、前記流体
   抽出手段は前記流体と共に前記汚染物質を抽出するよう
   に動作することを特徴とする汚染土壌の洗浄用システ
   ム。
9. 【請求項９】 前記抽出した流体を液体と蒸気成分に分
   離する分離装置と、この蒸気と液体を処理する処理手段
   とを具備している請求項８記載のシステム。
10. 【請求項１０】 前記加圧流体が蒸気である請求項８記
    載のシステム。