JPH09225448A - 放出ストリームから汚染物を抽出する装置及び方法 - Google Patents
放出ストリームから汚染物を抽出する装置及び方法Info
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- JPH09225448A JPH09225448A JP9036688A JP3668897A JPH09225448A JP H09225448 A JPH09225448 A JP H09225448A JP 9036688 A JP9036688 A JP 9036688A JP 3668897 A JP3668897 A JP 3668897A JP H09225448 A JPH09225448 A JP H09225448A
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Abstract
するための装置において、人間の介入の必要性を解消
し、それに関するコストや不便さをなくす。 【解決手段】 第一引き込み口を有するライザー管20
4、ライザー管204と同心円的な関係に置かれてい
て、第二引き込み口、第一ポートと第二ポート208を
有する真空抽出管206、第二引き込み口のところで真
空抽出管206と流体連通の関係にある真空誘導装置1
02、第一引き込み口でライザー管204と流体連通
し、そこを通る空気の量を制御するバルブ304を有す
る空気引き込み口302、第一引き込み口でライザー管
204と流体連通し、第一ポートと第二ポートで真空抽
出管206と流体連通し、真空抽出管206の中で真空
を保つようにする通風制御回路400、真空誘導装置1
02と連通する蒸気・液体分離装置108を含む、液体
と蒸気の混合物を含む放出ストリームから汚染物を抽出
する装置。
Description
/又は土壌気体から汚染物を除去する装置に関するもの
である。2相(2−PHASE(商標))除去工程は土
壌から汚染物を除去するために高度真空を使用する。特
に、本発明は最適なエントレインメント空気比(entrain
ment air ratio)を持続的に供給することによりこの高
度真空を維持するために使用できる通風(air flow)制御
装置を含んでいる。
商標))除去工程は土壌の被汚染部分から化学物質やそ
の他の望ましくない物質を除去するための方法と装置を
示している。一般的に、除去管等は被汚染部分の中に配
置され、液体と蒸気の混合ストリームが管を通して土壌
から吸い上げられるように真空がかけられる。次に、液
体と蒸気が分離され、各相で汚染物が除去されるよう処
理がおこなわれる。このような工程が米国特許第5,4
64,309号(マンシーニ 309)、米国特許第
5,441,365号(ダフニー)、米国特許第5,3
58,357号(マンシーニ 357),米国特許第
5,197,541号(ヘス 541)、米国特許第
5,172,764号(ハジャリ)そして米国特許第
5,050,676号(ヘス 676)とすべて本発明
の譲受人であるコネチカット州スタンフォードのゼロッ
クス社に譲渡された特許で開示されている。
地下水に存在する。別個の物質として存在することもあ
るし、地下水や土壌蒸気と混合したり、溶解しているこ
とがある。揮発性有機化合物、半揮発性物質、金属汚染
物質等など各種汚染物質が地下水にも土壌にも存在す
る。このような汚染物質は通気帯(地表と地下水面の間
にある水に満たされることのない層)、通気帯と地下水
面の間の界面、そして地下水面より下の水に満たされた
飽和帯に存在する。
に各種技術が使われてきている。ある1つの技術では土
壌の掘削と現場外での土壌処理が必要となる。別の技術
では汚染された土壌に水を十分含ませて、汚染物質が水
によって土壌から少しずつ濾し取られるようにする。次
に汚染された水が除去される。
性、水溶性化学物質を除去するには大変効果的な技術で
あるが、季節的な変化やその他の自然な出来事が地下水
面の高さを定期的に変化させ、この技術運用に悪い影響
を与える。例えば、春には雪解けや降水のために一定の
地域に存在する地下水の量がしばしば増加する。より大
量の汚染廃物を地表下の土壌から抽出しなくてはいけな
いため、地下水に対するエントレインメント・エアの比
率を手作業で操作しなくては、放出ストリームにかけら
れる反重力(anti-gravitational force)が小さすぎ、地
下からストリームを持ち上げられないことがある。
気帯の深さが増大する。すなわち、地域の汚染地下水の
量が減少し、存在する土壌気体の量が増大する。土壌気
体が増大するために、抽出井戸内の通風が増大する。通
風が増大すると真空が失われ、井戸運用の効率が低下す
る。
ントレインメントを維持するために抽出井戸の底は、井
戸内の液体・蒸気界面と同じかそれに大変近い位置に保
たなくてはいけない。液体・蒸気界面が井戸の底より下
がると、真空状態を維持するために井戸に送られる空気
の量を再調整しなくてはいけない。地下水のレベルが上
がると、空気供給量を再び調整し、真空を最適化しなく
ては、抽出井戸の運用効率は低下する。
最適真空供給を維持し、抽出井戸の効率的運用を続ける
には、エントレインメント空気の量を地下水レベルの変
化に合わせて調整しなくてはいけない。井戸内の真空は
現在、地下水のレベルが上昇すると引き込み口から大気
を取り入れ維持している。地下水レベルが下がると、空
気供給は切られる。この運用方法では、技術者かその他
の保守要員を井戸がある場所に実際に派遣して、井戸が
適切に動いているかハードウェアを検査する必要があ
る。液体がエントレインメントされていないなら、技術
者は手作業で操作し、圧縮空気を井戸に送り、再開させ
なくてはいけない。次に、井戸の運転が始まったら、バ
ルブを手作業で調整し循環空気量を変える。ハードウェ
アを物理的に検査するまでは、障害が検知されないため
に、井戸が長期間に渡って運転不能になることがある。
地下水レベルが季節やその他により変化するのに合わせ
て、井戸と抽出管にかけられる空気量を自動的に管理
し、調整する方法が提示されることが望まれる。本発明
はこのような方法を提示し、人間の介入の必要性を解消
し、それに関するコストや不便さをなくす。次の開示が
本発明の各種側面に関係している。
5年11月7日にマンシーニ他へ発行)は土壌の汚染さ
れた部分から揮発性有機化学物質を除去する2相抽出工
程の一部の側面を開示している。被汚染部分に試錐穴を
地下水面下の深さまで作り、その試錐穴の中に複数の同
心円の管を配置する。汚染蒸気や液体が土壌から管の中
に引き込まれるよう気体と真空が同時に管システムにか
けられる。蒸気と液体は一緒に表面に送られ、2つの構
成要素に分離される。各ストリームは汚染物質を除去す
るよう処理される。この工程を実行するための装置も同
時に開示されている。
4年10月25日にマンシーニ他に発行)では飽和帯と
通気帯の両方から土壌汚染物質を除去するために真空抽
出を利用する2相抽出工程と装置の別の側面が開示され
ている。この発明では被汚染部分に試錐穴を地下水面下
の深さまで作り、真空抽出管をライザー管の中に置き、
両方の管を試錐穴の中、地下水面下の深さまで入れるこ
とから構成される。真空抽出管には地下水レベルの下に
少なくとも1つ気体引き込み口が付いている。気体はラ
イザー管の中に入ると同時に、真空が抽出管の中にかけ
られる。気体と液体は土壌から穴のあいたライザー管の
中に引き込まれ、ライザー管からさらに真空抽出管に引
き込まれる。気体が地下水レベルの下の真空抽出管の中
に入れられると真空抽出管中に2相フローが起きる。蒸
気と液体の両方が2相共通ストリームとして地上に送ら
れる。蒸気と液体のストリームは次に汚染物除去の処理
がおこなわれる。
1年9月24日にヘス他に発行)と米国特許第5,19
7,541号(1993年3月30日にヘス他に発行)
は土壌から汚染物を抽出するのに使用される2相抽出工
程と装置のさらに別の側面について開示している。本発
明は液体と蒸気相を共通ストリームとして真空引き込み
し、液体と蒸気相を分離し、分離された液体と蒸気を処
理し、清浄された廃物を生成する工程である。2つの相
の抽出には液体ストリームと土壌気体中の両方の汚染物
を1つの井戸ケーシングから除去する1つの真空生成装
置を利用する。
体、土壌気体から汚染物を抽出するための装置を指向す
るものである。本発明は汚染液体と蒸気を土壌から抽出
するのに必要な真空を維持するのに使用される通風制御
装置を含む。
を含む放出ストリームから汚染物を抽出する装置であ
り、第一引き込み口を有するライザー管;このライザー
管と同心円的な関係に置かれていて、第二引き込み口、
第一ポートと第二ポートを有する真空抽出管;放出スト
リームと流体連通するライザー管と真空抽出管;第二取
り組み口のところで真空抽出管と流体連通する真空誘導
装置;第一引き込み口でライザー管と流体連通し、空気
取り込み口を通る空気の量を制御するよう空気取り込み
口に関連するバルブを有する空気取り込み口;第一取り
込み口でライザー管と流体連通し、第一ポートと第二ポ
ートで真空抽出管と流体連通し、前記真空抽出管の中で
真空を保つようにする通風制御回路;真空誘導装置と連
通する蒸気・液体分離装置で、汚染物含有放出ストリー
ムを受け取るため、放出ストリームを液体成分と蒸気成
分に分離するため、その第一排出口で蒸気成分を生成
し、その第二排出口で液体成分を生成するために真空抽
出管と連通する蒸気・液体分離装置を含む。
合物を含む放出ストリームから汚染物を抽出する装置で
あり、土壌の通気帯と水で満たされていない層から汚染
物を含む放出ストリームを除去する真空抽出手段;真空
抽出手段に真空をかけ放出ストリームを上方垂直方向に
動かす力を生む真空誘導手段;空気を真空抽出手段に送
る空気供給手段;真空抽出手段の中の真空を維持するた
めの通風調整手段;放出ストリームを受け取り、液体成
分と蒸気成分に分離し、蒸気成分を第一排出口で排出
し、液体成分を第二排出口で排出する蒸気・液体分離手
段を含む。
気の混合物を含む地下から抽出される2相放出ストリー
ムから汚染物を除去する方法で、地下から放出ストリー
ムを抽出するのに放出ストリームに真空をかけ;真空抽
出の性能を向上させるために汚染物抽出システムに空気
を送り;地下水の量が変化するにつれ空気供給量を自動
的に変化させ;放出ストリームが地下から抽出された
後、蒸気・液体分離装置の中の2相放出ストリームを集
め;2相ストリームを液体成分と蒸気成分に分離し;放
出ストリームの蒸気成分を蒸気・液体分離装置の第一排
出口から除去し;放出ストリームの液体成分を蒸気・液
体分離装置の第二排出口から除去することを含む。
抽出システムの中の通風制御方法であり、引き込み口に
空気を吸い込み;地下水レベルが変化するに従い管への
入口の役目も果たすゲートを開閉し;ゲートが開いてい
る時空気引き込み口からこのゲートを通り管の中に入っ
た空気を送り;空気を管の中を真空抽出管の中の第一ポ
ートと第二ポートに送ることを含む。
明や図を参照することにより明らかになる。図1は土壌
から汚染物を除去するための典型的な真空抽出装置の等
尺図である。図2は典型的な2相抽出井戸の立面図であ
る。図3は本発明を付けない、現在抽出井戸に付けられ
ている形の吸引空気引き込み口を示す立面図である。図
4は本発明の通風制御回路の詳細図である。図5は抽出
井戸に取り付けられた本発明の立面図である。望ましい
具体例に関連して本発明をここで説明しているが、この
具体例に本発明を限定するものではない。すべての代
案、改造、同等のものが特許請求の範囲の中に含まれる
ことを意図するものである。
や液体を除去するための2相抽出工程や装置に関連して
利用される。本発明は他の工程にも使用することがで
き、この具体例に限定されるものでない。
が吸着、溶解、懸垂遊離状態や気体状態の汚染物の水柱
を通気帯(浸潤していない(unsaturated))の土壌の中
に生成する。この水柱を構成している汚染物は自然地下
水面の方へ下方に浸出,濾過する傾向がある。水より軽
く、溶解していない構成要素は地下水面の上に浮かぶ傾
向がある。溶解した汚染物は水柱の中、地下水面の下に
下方に濾過し、水より重い遊離状態構成要素はアクイタ
ードの方へ下方に移動する傾向がある。
ムとして土壌から液体と蒸気を除去し、そのストリーム
の中の蒸気を液体から分離し、汚染物を除去するために
各構成要素を処理することに関するものである。本発明
は土壌から放出混合物を抽出するために利用する反重力
を提供する真空を保つために使用される装置に向けられ
ている。
いて、これに限定される訳ではないが、図1は本発明に
基づく参照番号100で全体を示されたシステムを図示
している。真空誘導装置102は管106、ノックアウ
ト・ポットのような蒸気・液体分離装置108や管付属
品112の付いた管110を通して1つ以上の抽出井戸
114と流体連通している。通風制御回路400は図の
ように抽出井戸114に付いている。
リーム104(図3、4で分かり易く図示されている)
が抽出井戸114を通して土壌から除去されるようにす
る。この混合液体−蒸気ストリーム(2相放出ストリー
ム104と呼ばれることもある)が管110を通して土
壌から取り出され、ノックアウト・ポット108に入れ
られる。混合物はこれを液体構成分と蒸気構成分に分離
するノックアウト・ポット108に入れられる。次にノ
ックアウト・ポットは空にされ、いずれか一方または両
方の構成分はさらに汚染物を除去するために追加処理さ
れる。
ある。図示された抽出井戸114は中にライザー管が入
れられた細長い試錐穴202を有する。ライザー管20
4には全て地下水面下にあるか、地下水面上にあるか地
下水面の上と下の両方に開いている複数の穴を有する。
図ではライザー管204の中に位置する真空抽出管20
6が示されているが、ライザー管204は真空抽出管2
06の中かそれに隣接して配置することも可能である。
以上の構成の他、その他の構成もここで含まれるものと
する。
形の吸引空気引き込み口302をさらに詳細に図示した
ものである。図示のように、空気引き込み口302には
抽出井戸114の中への大気の取り込みを制御するバル
ブ304が付いている。効率的なエントレインメントが
おこなわれるよう、抽出井戸114の中へ入る大気の量
を増加、減少する必要がある時、バルブを手作業で開閉
しなくてはいけない。
出ストリーム104が土壌から吸引されるように真空が
真空抽出管206の上部にかけられる。同時に圧縮空気
が汚染地下水と土壌気体をエントレインするために抽出
井戸114の底に送られる。抽出井戸114が運転を続
けると、最大真空状態になり、井戸の底への圧縮空気の
流れをゼロにまで減少させることができる。
するにつれ、真空を維持するために井戸に空気を送った
り、井戸から空気を排除しなくてはいけない。ある1つ
の現行の操作方法では追加地下水をエントレインするた
めに抽出井戸114の中への圧縮空気の流れを再開しな
くてはいけない。バルブ304は次に大気を抽出井戸1
14の中へ取り込むように手作業で調整される。これに
より、循環空気は放出ストリームをエントレインし、井
戸の運転が持続されることになる。抽出井戸114の中
に入る大気の量の調整は本発明の通風制御回路400で
自動的におこなわれる。
ものである。通風制御回路400は自動的にライザー管
204と真空抽出管206に大気を送り、その量を調整
し、井戸運転がいろいろな季節変動に係わらず持続され
るようにする。通風制御回路400は通風関係の形でチ
ェック・バルブ・アエンブリ406の第一面408に接
続された管402を含む。チェック・バルブ・アセンブ
リ406は1つの内部壁418に蝶番で接続されたゲー
ト414を有するケース416を含む。ケース416は
もう1つの内部壁420に搭載されたストップ412を
有し、閉位置ではゲート414がストップ412の所で
止まり、開位置ではストップ412から離れた位置で止
まる。管402の第一開口部はライザー管204の内側
にあり、いろいろな位置でポート208を通して真空抽
出管206に接続されるようになっている。このため、
真空により空気が通風制御回路400から真空抽出管2
06の中へ取り込まれるようにする。
406の第二面410をポイント306で抽出井戸11
4に接続する。ポイント306はライザー管204への
入り口の役割を果たす。空気引き込み口302とバルブ
304は管404の中、チェック・バルブ・アセンブリ
406とポイント306の間に配置され、大気がチェッ
クバルブ・アセンブリ406の中やライザー管204の
中へ送られるようにする。
御回路400を詳細に示している。管402の一端がラ
イザー管204の中、ライザー管の内部壁と真空抽出管
206の外部壁の間に置かれる。
まる前、ゲート414は閉位置でストップ412のとこ
ろにある。真空抽出管206の上部に真空がかけられ、
大気が引き込み口302からポイント306で抽出井戸
114に送られるようにバルブ304が開けられる。抽
出井戸114の中の真空、そして特に結果として生まれ
るポイント306での水平な力はゲート414を井戸の
方に引っ張り、それが閉じた状態を保つようにする。こ
のように、十分な真空状態が保たれれば、チェックバル
ブ・アセンブリ406は空気がゲート414から入らな
いようにし、管402を通して真空抽出管206の中に
循環空気が入らない。しかし、吸引空気はポイント30
6で空気引き込み口302を通して続けて抽出井戸11
4の中に吸引される。
ると、抽出井戸114の中へもっと空気が送られない
と、真空が弱くなり、土壌から汚染ストリームを除去続
けられなくなる。本発明は抽出井戸に循環空気を自動的
に供給し、方向付け、調整し、井戸運転を続けるのに手
作業で調整する必要をなくすための手段を提供する。井
戸の周囲の余分な地下水は抽出井戸114の中の真空を
減少させる。真空が減少すると、ポイント306にかけ
られる水平の力が減少する。水平の力が減衰するとゲー
ト414が開き、循環空気が必要に応じて管402を通
して真空抽出管206の中に入るようになる。
空抽出管206の上部にかけられる真空は増大する。こ
の結果、真空抽出管206の中の空気と周りのライザー
管204の空気間の圧力の差が循環空気が持続的に管4
02を通してゲート411を通り、ポート208と真空
抽出管206の中に取り込まれることを可能にする。
が真空を再び起こすのに十分な量になるまで送風を続
け、放出ストリームをエントレインするのに十分な垂直
の力を放出ストリームにかけ、放出ストリームを土壌か
ら持ち上げる。
出井戸114の中にある土壌気体の量が増える。井戸の
中の追加気体量が短絡を起こし、真空抽出管206の底
に届かなくなる。汚染除去工程が高い効率性を保つには
吸引空気を井戸から排除しなくてはいけない。
最大真空に達するとゲート414は閉鎖する。これによ
り、管402とポート208を通して大気が井戸の中に
供給されるのが防止される。大気が管402の中へ送ら
れるのを防止すると、井戸の中にある空気は地面の下の
放出ストリームを持ち上げるのに使用することができ
る。これにより、井戸は持続的に効率的に作動する。
空抽出装置の等尺図である。
ている形の吸引空気引き込み口を示す立面図である。
ある。
4 混合液体−蒸気ストリーム、106 管、108
蒸気・液体分離装置(ノックアウト・ポット)、110
管、112 管付属品、114 抽出井戸、202
試錐穴、204ライザー管、206 真空抽出管、20
8 ポート、302 空気引き込み口、304 バル
ブ、306 ポイント、400 通風制御回路、40
2,404管、406 チェック・バルブ・アエンブ
リ、408 第一面、410 第二面、412 ストッ
プ、414 ゲート、416 ケース、418,420
内部壁
Claims (3)
- 【請求項1】 次を含む、液体と蒸気の混合物を含む放
出ストリームから汚染物を抽出する装置: (a)第一引き込み口を有するライザー管; (b)前記ライザー管と同心円的な関係に置かれてい
て、第二引き込み口、第一ポートと第二ポートを有する
真空抽出管; (c)前記ライザー管と前記真空抽出管は放出ストリー
ムと流体連通の関係にある; (d)前記第二引き込み口のところで前記真空抽出管と
流体連通の関係にある真空誘導装置; (e)前記第一引き込み口で前記ライザー管と流体連通
し、空気引き込み口を通る空気の量を制御するよう空気
引き込み口に関連するバルブを有する空気引き込み口; (f)前記第一引き込み口で前記ライザー管と流体連通
し、前記第一ポートと前記第二ポートで前記真空抽出管
と流体連通し、前記真空抽出管の中で真空を保つように
する通風制御回路; (g)前記真空誘導装置と連通する蒸気・液体分離装置
であって、汚染物含有放出ストリームを受け取るために
放出ストリームを液体成分と蒸気成分に分離するため、
その第一排出口で蒸気成分を生成し、その第二排出口で
液体成分を生成するために前記真空抽出管を使用するも
の。 - 【請求項2】 前記通風制御回路は次のものを含む、請
求項1記載の装置: (i)第一端と第二端を有する管であって、各終端は空
気が通過する穴を形成し、前記管の前記第一端は前記ラ
イザー管の内部壁の中、前記真空抽出管の外壁の外側に
位置し、空気が前記管から前記第一ポートと第二ポート
を通して前記真空抽出管の中に送られるようになってい
るもの、(ii)前記ライザー管の前記第一引き込み口
と前記真空抽出管の第一ポートの間の前記管の中にある
チェック・バルブ・アセンブリであって、このチェック
バルブ・アセンブリは次のものを含む: (a)第一内部壁と第二内部壁を有するケース: (b)前記第二内部壁に固定されたストップ: (c)前記第一内部壁に蝶番で結合するゲートであっ
て、前記ストップのところまで動きそこで止まるもの。 - 【請求項3】 汚染液体と蒸気の混合物を含む地下から
抽出される2相放出ストリームから汚染物を除去する、
次のステップを含む方法: (a)地下から放出ストリームを抽出するのに放出スト
リームに真空をかけ; (b)前記真空抽出の性能を向上させるために汚染物抽
出システムに空気を送り; (c)地下水の量が変化するにつれ前記空気供給量を自
動的に変化させ; (d)放出ストリームが地下から抽出された後、蒸気・
液体分離装置の中の2相放出ストリームを集め; (e)2相ストリームを液体成分と蒸気成分に分離し; (f)放出ストリームの蒸気成分を前記蒸気・液体分離
装置の第一排出口から除去し; (g)放出ストリームの液体成分を前記蒸気・液体分離
装置の第二排出口から除去する。
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