(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物である、揮発性特定有害物質からなる汚染物質を含有する土壌又は汚泥を攪拌しながら搬送する搬送部と、前記土壌を誘導加熱する高周波誘導加熱部とを備え、前記土壌又は汚泥から前記汚染物質を気化分離することによって前記土壌又は汚泥を浄化する加熱分解装置と、
前記加熱分解装置によって気化分離された前記汚染物質を再凝縮させて液化する凝縮装置と、
前記液化された汚染物質から油脂成分を分離する油水分離部と、前記汚染物質を攪拌しながら凝集させた汚泥を沈殿させ、さらに、ＰＨを調整しながら攪拌することで汚泥を沈殿させて除去処理する沈殿槽と、前記汚染物質を活性酸素処理することで有機物を分解した後、さらに、活性炭吸着処理を施して除害水を排出する分解処理部とが順次備えられてなる除害処理装置と、
冷却筒の内部に設けられ、前記加熱分解装置において前記汚染物質が分離された前記土壌又は汚泥を攪拌しながら搬送する後処理搬送部と、
前記冷却筒の周囲に設けられる熱交換部材からなり、前記除害処理装置から排出された除害水が導入されることで前記土壌又は汚泥を冷却処理する後処理冷却部と、
前記後処理冷却部において冷却処理に用いられた前記除害水を、前記後処理冷却部で冷却された前記土壌又は汚泥に添加する除害水供給部と、が備えられた後処理装置と、
を具備することを特徴とする揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
【請求項２】
さらに、前記汚染物質を含有する土壌又は汚泥を前記加熱分解装置に導入する前に、予め、前記土壌又は汚泥を加温しながら脱水処理するための脱水装置を具備することを特徴とする請求項１に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
【請求項３】
前記脱水装置は、前記加熱分解装置において気化分離された前記汚染物質並びに蒸気を導入することにより、前記汚染物質を含有する土壌又は汚泥を加温する加温部が備えられてなることを特徴とする請求項２に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
【請求項４】
前記除害処理装置は、さらに、該除害処理装置の内部において、前記汚染物質から発生する臭気を、直流パルスプラズマを用いて脱臭処理する脱臭装置を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
【請求項５】
前記凝縮装置は、超微細気泡を含む冷却水を供給することにより、前記汚染物質を再凝縮して液化することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
【請求項６】
前記除害処理装置に備えられる前記分解処理部は、超微細気泡状の活性酸素を前記汚染物質に添加することにより、該汚染物質に含有される有機物を分解することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
【請求項７】
被処理物である、揮発性特定有害物質からなる汚染物質を含有する土壌又は汚泥を攪拌しながら搬送するとともに、前記土壌又は汚泥を高周波誘導加熱し、前記土壌又は汚泥から前記汚染物質を気化分離することによって前記土壌又は汚泥を浄化する加熱分解工程と、
前記加熱分解工程において気化分離した前記汚染物質を再凝縮させて液化する凝縮工程と、
前記液化された汚染物質から油脂成分を分離し、次いで、前記汚染物質を攪拌しながら凝集させた汚泥を沈殿させ、さらに、ＰＨを調整しながら攪拌することで汚泥を沈殿させて除去処理し、次いで、前記汚染物質を活性酸素処理することで有機物を分解した後、さらに、活性炭吸着処理を施して除害水を排出する除害処理工程と、
前記加熱分解工程において前記汚染物質が分離された前記土壌又は汚泥を攪拌しながら搬送するとともに、前記除害処理工程において排出された除害水を導入し、該除害水を用いて前記土壌又は汚泥を冷却処理し、該冷却処理に用いられた前記除害水を、冷却された前記土壌又は汚泥に添加する後処理工程と、を具備することを特徴とする揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
【請求項８】
さらに、前記汚染物質を含有する土壌又は汚泥を前記加熱分解工程に導入する前に、予め、前記土壌又は汚泥を加温しながら脱水処理する脱水工程が備えられていることを特徴とする請求項７に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
【請求項９】
前記脱水工程は、前記加熱分解工程において気化分離された前記汚染物質並びに蒸気を導入することにより、前記汚染物質を含有する土壌又は汚泥を加温することを特徴とする請求項８に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
【請求項１０】
前記除害処理工程は、さらに、前記汚染物質から発生する臭気を、直流パルスプラズマを用いて脱臭処理することを特徴とする請求項７〜請求項９の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
【請求項１１】
前記凝縮工程は、超微細気泡を含む冷却水を供給することにより、前記汚染物質を再凝縮して液化することを特徴とする請求項７〜請求項１０の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
【請求項１２】
前記除害処理工程は、超微細気泡状の活性酸素を前記汚染物質に添加することにより、該汚染物質に含有される有機物を分解することを特徴とする請求項７〜請求項１１の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、有機系物質等の汚染物質によって汚染された土壌又は汚泥を浄化するための、揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置並びに浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機化合物や重金属等の汚染物質による土壌汚染が顕在化しているため、汚染された土壌を浄化するための各種対策がなされている。一般に、汚染土壌の浄化処理手段としては、例えば、焼却処理や高温熱分解処理、化学分解処理の他、微生物分解処理等の各種方法が挙げられ、特に、焼却処理並びに高温熱分解処理の各手段が主として採用されている。
【０００３】
このような、加熱による処理方法が採用された浄化装置としては、例えば、図２に示す浄化装置１００のように、汚染土壌を搬送しながらバーナーで加熱する加熱分解装置１１０と、この加熱分解装置１１０で分離気化された汚染物質に冷却水を噴霧して液体化する冷却装置１２０と、液体化された汚染物質を浄水と濃縮汚染物（スラッジ）とに分離する汚染物質分離装置１３０とが設けられたものが提案されている（例えば、特許文献１等も参照）。図２に示す従来の汚染土壌の浄化装置によれば、上記構成により、汚染物質をスラッジとして抽出し、分離された浄水については配水系に放流している。また、土壌の加熱時に生じた燃焼ガスについては大気に排出し、土壌から気化分離された汚染物質の内、冷却水によって液化されなかった分については、所定のガス浄化処理を施したうえで大気に放出している。
【０００４】
しかしながら、図２あるいは特許文献１に記載された構成の浄化装置では、例えば、汚染土壌の加熱に用いた化石燃料から生じる燃焼排気ガスを大気に放出する構成のため、土壌が浄化される一方で、大気汚染が生じるという問題がある。また、近年の環境に対する意識の高まりから、被処理物を燃焼させる際にダイオキシン類が発生する可能性の高い化石燃料を用いた焼却処理ではなく、有害物質を発生させない方法で汚染土壌を加熱処理する方法が求められていた。
【０００５】
上記問題を解決するため、例えば、汚染土壌や汚泥、屎尿等の脱水や加熱処理を行う装置として、化石燃料を用いた燃焼加熱を使用せず、所謂、高周波誘導加熱手段を用いたものが提案されている（例えば、特許文献２〜４等を参照）。特許文献２〜４に記載の装置並びに方法によれば、火炎燃焼を伴わずに汚泥等を脱水、加熱処理することが可能となるので、燃焼に伴うＣＯ２等の排気ガスが大気に放出されることが無く、また、このような排ガスを処理する装置も不要となる。また、汚泥等の燃焼に伴って発生するダイオキシン類等を発生させることが無いので、大気汚染等を生じさせることなく、汚染土壌の処理を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３３４５０２号公報
【特許文献２】特開平１１−２７３８４９号公報
【特許文献３】特開２００４−２５５２２３号公報
【特許文献４】特開２００４−２９０９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２〜４に記載された構成の浄化装置や浄化方法を用いて汚染土壌や汚泥の浄化処理を行った場合には、以下のような問題がある。
まず、上記構成の浄化装置では、汚染土壌から気化分離された汚染物質を液化した、所謂クエンチング排水の処理が必要となるが、この際、浄水が大量に発生するため、専用の排水経路等が必要となり、装置が大型化する等の問題がある。また、クエンチング排水を浄化する際、汚染物質は濃縮汚染物であるスラッジとして排出されるため、取り扱いに手間がかかるという問題がある。また、クエンチング排水を浄化する際、大量の処理水が発生するため、装置の系外に排水するための施設やスペース等が必要になる。また、従来の構成の浄化装置では、汚染土壌に含まれる油脂成分等に起因する臭気が発生し、作業環境が低下するという問題がある。
【０００８】
またさらに、従来の装置や方法を用いて汚染土壌や汚泥を浄化処理した場合、最終的に浄化されて排出される土壌等が極度の乾燥状態となるため、浄化土壌等の回収作業時に粉塵が発生し、作業環境の他、装置周辺の環境の低下を招くという問題があった。
【０００９】
上述のように、従来の構成の浄化装置や浄化方法を用いて汚染土壌や汚泥の浄化処理を行った場合、多くの有害物質を装置外に排出するため、これらの有害物質を適正に処理しなかった場合には、寧ろ、環境に悪影響を与える可能性があった。また、環境への悪影響の未然防止を目的として、上述した各々の排出物を処理することが可能な設備を全て取り揃えた場合には、多大なコストと設置場所を要するという問題があった。
このため、揮発性特定有害物質からなる汚染物質を含む土壌又は汚泥の浄化処理を行う際、化石燃料等の燃焼を伴わず、また、有害物質を含むガスや排水の他、粉塵等を大気中に放出することが無く、且つ、汚染土壌や汚泥を効率良く安全に浄化処理できる装置及び方法が切に望まれていた。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、有害な汚染物質のみならず、環境に悪影響を与える燃焼ガスや粉塵等の他、大量の処理水を外部に排出することが無く安全性に優れ、コンパクトな構成で汚染土壌や汚泥を効率的に浄化処理することが可能な、揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置並びに浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、上記問題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明を完成した。
即ち、本発明は以下に関する。
【００１２】
［１］  被処理物である、揮発性特定有害物質からなる汚染物質を含有する土壌又は汚泥を攪拌しながら搬送する搬送部と、前記土壌を誘導加熱する高周波誘導加熱部とを備え、前記土壌又は汚泥から前記汚染物質を気化分離することによって前記土壌又は汚泥を浄化する加熱分解装置と、前記加熱分解装置によって気化分離された前記汚染物質を再凝縮させて液化する凝縮装置と、前記液化された汚染物質から油脂成分を分離する油水分離部と、前記汚染物質を攪拌しながら凝集させた汚泥を沈殿させ、さらに、ＰＨを調整しながら攪拌することで汚泥を沈殿させて除去処理する沈殿槽と、前記汚染物質を活性酸素処理することで有機物を分解した後、さらに、活性炭吸着処理を施して除害水を排出する分解処理部とが順次備えられてなる除害処理装置と、冷却筒の内部に設けられ、前記加熱分解装置において前記汚染物質が分離された前記土壌又は汚泥を攪拌しながら搬送する後処理搬送部と、前記冷却筒の周囲に設けられる熱交換部材からなり、前記除害処理装置から排出された除害水が導入されることで前記土壌又は汚泥を冷却処理する後処理冷却部と、前記後処理冷却部において冷却処理に用いられた前記除害水を、前記後処理冷却部で冷却された前記土壌又は汚泥に添加する除害水供給部と、が備えられた後処理装置と、を具備することを特徴とする揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
【００１３】
［２］  さらに、前記汚染物質を含有する土壌又は汚泥を前記加熱分解装置に導入する前に、予め、前記土壌又は汚泥を加温しながら脱水処理するための脱水装置を具備することを特徴とする上記［１］に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
［３］  前記脱水装置は、前記加熱分解装置において気化分離された前記汚染物質並びに蒸気を導入することにより、前記汚染物質を含有する土壌又は汚泥を加温する加温部が備えられてなることを特徴とする上記［２］に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
［４］  前記除害処理装置は、さらに、該除害処理装置の内部において、前記汚染物質から発生する臭気を、直流パルスプラズマを用いて脱臭処理する脱臭装置を備えることを特徴とする上記［１］〜［３］の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
［５］  前記凝縮装置は、超微細気泡を含む冷却水を供給することにより、前記汚染物質を再凝縮して液化することを特徴とする上記［１］〜［４］の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
［６］  前記除害処理装置に備えられる前記分解処理部は、超微細気泡状の活性酸素を前記汚染物質に添加することにより、該汚染物質に含有される有機物を分解することを特徴とする上記［１］〜［５］の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置。
【００１４】
［７］  被処理物である、揮発性特定有害物質からなる汚染物質を含有する土壌又は汚泥を攪拌しながら搬送するとともに、前記土壌又は汚泥を高周波誘導加熱し、前記土壌又は汚泥から前記汚染物質を気化分離することによって前記土壌又は汚泥を浄化する加熱分解工程と、前記加熱分解工程において気化分離した前記汚染物質を再凝縮させて液化する凝縮工程と、前記液化された汚染物質から油脂成分を分離し、次いで、前記汚染物質を攪拌しながら凝集させた汚泥を沈殿させ、さらに、ＰＨを調整しながら攪拌することで汚泥を沈殿させて除去処理し、次いで、前記汚染物質を活性酸素処理することで有機物を分解した後、さらに、活性炭吸着処理を施して除害水を排出する除害処理工程と、前記加熱分解工程において前記汚染物質が分離された前記土壌又は汚泥を攪拌しながら搬送するとともに、前記除害処理工程において排出された除害水を導入し、該除害水を用いて前記土壌又は汚泥を冷却処理し、該冷却処理に用いられた前記除害水を、冷却された前記土壌又は汚泥に添加する後処理工程と、を具備することを特徴とする揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
【００１５】
［８］  さらに、前記汚染物質を含有する土壌又は汚泥を前記加熱分解工程に導入する前に、予め、前記土壌又は汚泥を加温しながら脱水処理する脱水工程が備えられていることを特徴とする上記［７］に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
［９］  前記脱水工程は、前記加熱分解工程において気化分離された前記汚染物質並びに蒸気を導入することにより、前記汚染物質を含有する土壌又は汚泥を加温することを特徴とする上記［８］に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
［１０］  前記除害処理工程は、さらに、前記汚染物質から発生する臭気を、直流パルスプラズマを用いて脱臭処理することを特徴とする上記［７］〜［９］の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
［１１］  前記凝縮工程は、超微細気泡を含む冷却水を供給することにより、前記汚染物質を再凝縮して液化することを特徴とする上記［７］〜［１０］の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
［１２］  前記除害処理工程は、超微細気泡状の活性酸素を前記汚染物質に添加することにより、該汚染物質に含有される有機物を分解することを特徴とする上記［７］〜［１１］の何れか１項に記載の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置によれば、土壌又は汚泥を誘導加熱する高周波誘導加熱部を備え、汚染物質を気化分離することによって土壌又は汚泥を浄化する加熱分解装置と、気化分離された汚染物質を再凝縮させて液化する凝縮装置と、汚染物質から油脂成分を分離する油水分離部と、汚染物質を攪拌しながら凝集させた汚泥を沈殿させて除去処理する沈殿槽と、有機物を分解した後、活性炭吸着処理を施して除害水を排出する分解処理部とが順次備えられてなる除害処理装置と、土壌又は汚泥を攪拌しながら搬送する後処理搬送部と、除害処理装置から排出された除害水を用いて土壌を冷却処理する後処理冷却部と、該後処理冷却部で用いられた除害水を冷却後の土壌又は汚泥に添加する除害水供給部とが備えられた後処理装置とを具備する構成なので、有害な汚染物質のみならず、環境に悪影響を与える燃焼ガスや粉塵等の他、大量の処理水を系外に排出することが無い。また、燃焼ガスの処理設備や燃料貯蔵設備、ポンプ等の付帯設備も不要となるので、装置全体の小型化やコストダウンが可能となる。従って、環境負荷が極めて小さく安全性に優れ、コンパクトな構成で、揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥を効率的に浄化処理することが可能な浄化装置を実現することができる。
【００１７】
また、本発明の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法によれば、土壌を攪拌しながら搬送するとともに土壌又は汚泥を高周波誘導加熱し、土壌又は汚泥から汚染物質を気化分離する加熱分解工程と、汚染物質を再凝縮させて液化する凝縮工程と、液化された汚染物質から油脂成分を分離した後、汚染物質を攪拌しながら凝集させて沈殿した汚泥を除去処理し、次いで、汚染物質をなす有機物を分解した後、さらに、活性炭吸着処理を施して除害水を排出する除害処理工程と、浄化された土壌又は汚泥を攪拌しながら搬送するとともに、除害処理工程において排出された除害水を用いて土壌又は汚泥を冷却処理し、該冷却処理に用いられた除害水を冷却された土壌又は汚泥に添加する後処理工程とを具備する方法なので、上記同様、有害な汚染物質のみならず、環境に悪影響を与える燃焼ガスや粉塵等の他、大量の処理水を系外に排出することが無い。従って、環境負荷が極めて小さく安全性に優れ、汚染土壌を効率的に浄化処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置並びに浄化方法の一例を模式的に説明する図であり、浄化装置の全体を示す概略図である。
【図２】従来の汚染土壌の浄化装置並びに浄化方法を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置並びに浄化方法（以下、単に浄化装置又は浄化方法と略称することがある）について、図１を適宜参照しながら説明する（必要に応じて、図２の従来図も参照）。図１は本実施形態で説明する汚染土壌又は汚泥の浄化装置１０の全体概略図である。
また、以下に説明する本発明の実施の形態においては、汚染土壌を浄化するための浄化装置及び浄化方法を例に挙げて説明する。
【００２０】
［浄化装置］
本発明に係る浄化装置１０は、図１に示す一例のように、揮発性特定有害物質からなる汚染物質９１を含有する土壌９０を誘導加熱する高周波誘導加熱部１４を備え、汚染物質９１を気化分離することによって土壌９０を浄化する加熱分解装置１と、気化分離された汚染物質９１を再凝縮させて液化する凝縮装置２と、汚染物質９１から油脂成分９１ａを分離する油水分離部３１と、汚染物質９１を攪拌しながら凝集させた汚泥を沈殿させて除去処理する沈殿槽３２、３３と、有機物を分解した後、活性炭吸着処理を施して除害水８０を排出する分解処理部３４、３５とが順次備えられてなる除害処理装置３と、土壌９０を攪拌しながら搬送する後処理搬送部４２と、除害処理装置３から排出された除害水８０を用いて土壌９０を冷却処理する後処理冷却部４４と、該後処理冷却部４４で用いられた除害水８０を冷却後の土壌９０に添加する除害水供給部４５とが備えられた後処理装置４と、を具備して概略構成される。
【００２１】
また、図１に示す例の浄化装置１０は、さらに、汚染物質９１を含有する土壌９０を加熱分解装置１に導入する前に、予め、土壌９０を加温しながら脱水処理するための脱水装置５が備えられている。
【００２２】
脱水装置５は、内部で土壌９０を脱水処理する脱水筒５１と、該脱水筒５１内部で土壌９０を攪拌しながら搬送する搬送部５２と、該搬送部５２を回転させる駆動源のモータ５３と、脱水筒５１内の土壌９０を加温する加温部５４とから構成される。
脱水筒５１は、略筒状に構成され、土壌９０が投入される投入口５１ａと、脱水後の土壌９０が排出される排出口５１ｂとが備えられる。
【００２３】
搬送部５２は、脱水筒５１の内部に設けられ、モータ５３によって回転することにより、土壌９０を、投入口５１ａから排出口５１ｂに向けて攪拌しながら搬送する部材である。なお、図１に示す例の搬送部５２は、略スクリュー状の部材として構成されているが、これには限定されず、例えば、リボン状やパドル状等、粉体輸送が可能なものであれば、何ら制限無く採用することができる。
【００２４】
加温部５４は、詳細な図示を省略するが、脱水筒５１の周囲において、例えば、パイプ状に巻き付けられるように設けられる、熱交換機能を有する部材である。加温部５４は、詳細を後述する加熱分解装置１において土壌９０から気化分離され、加熱された状態の汚染物質９１並びに図示略の蒸気が導入されることで、土壌９０を加温することが可能な構成とされている。
脱水装置５は、上記各構成により、脱水筒５１内において、土壌９０を、搬送部５２によって攪拌するとともに、投入口５１ａから排出口５１ｂに向けて搬送しながら、加温部５４によって土壌９０を加温することで脱水処理を行うものである。
【００２５】
加熱分解装置１は、内部で土壌９０を加熱分解処理する加熱筒１１と、該加熱筒１１内部で土壌９０を攪拌しながら搬送する搬送部１２と、該搬送部１２を回転させる駆動源のモータ１３と、加熱筒１１内の土壌９０を加熱する高周波誘導加熱部１４とから構成される。
加熱筒１１は、上述の脱水装置５に備えられる脱水筒５１と同様、略筒状に構成され、土壌９０が投入される投入口１１ａと、脱水後の土壌９０が排出される排出口１１ｂと、内部で土壌９０から気化分離された、ガス状の汚染物質９１並びに蒸気を排出するガス排出口１１ｃとが備えられる。図１に示す例においては、ガス排出口１１ｃにパイプ７１が接続され、このパイプ７１の他端が上記脱水装置５の加温部５４に接続されることにより、ガス状の汚染物質９１並びに蒸気を加温部５４に送出することが可能な構成とされている。
【００２６】
搬送部１２は、加熱筒１１の内部に設けられ、モータ１３によって回転することにより、土壌９０を、投入口１１ａから排出口１１ｂに向けて攪拌しながら搬送するスクリュー状の部材である。なお、図１に示す例の搬送部１２は、略スクリュー状の部材として構成されているが、上述の搬送部５２と同様、これには限定されず、リボン状やパドル状等、粉体輸送が可能な構成のものを何ら制限無く採用することができる。
【００２７】
高周波誘導加熱部１４は、詳細な図示を省略するが、加熱筒１１の周囲に巻き付けられるように設けられるコイル１４ａと、このコイル１４ａに高周波電流を供給するとともに、その電流値、電圧値を制御する高周波制御部１４ｂとから構成される。このような高周波誘導加熱部１４としては、従来公知のものを何ら制限無く採用することができる。
【００２８】
加熱分解装置１は、上記各構成により、加熱筒１１内において、土壌９０を、搬送部１２によって攪拌するとともに、挿入口１１ａから排出口１１ｂに向けて搬送しながら、高周波誘導加熱部１４によって土壌９０を加熱することにより、土壌９０に含まれる汚染物質９１並びに一部水分が蒸発した蒸気を気化分離し、土壌９０の浄化・無害化を行うものである。
【００２９】
ここで、本実施形態の浄化装置１０においては、土壌９０を加熱するための手段として、上記構成の高周波誘導加熱部１４が用いられている。このような、化石燃料等による火炎燃焼を伴わない加熱手段を用いて土壌９０を熱分解処理することにより、燃焼に伴うＣＯＸ、ＮＯＸ、ＳＯＸや煤塵等の排気ガスが大気に放出されることが無く、排気ガスを処理する装置も不要となる。また、燃焼式の加熱手段とは異なり、燃料貯蔵設備やポンプ等の付帯設備が不要となるので、装置全体の小型化やコストダウンが可能となる。
【００３０】
また、一般に、高周波誘導による加熱方法は、加熱効率に優れるとともに、燃焼式の加熱装置に比べてスタートアップに要する時間がほとんど無く、温度制御性が極めて良いという特徴がある。これにより、本実施形態の浄化装置１０においては、高周波誘導加熱装置１４によって土壌９０を加熱するにあたり、応答性に優れた温度制御を行なうことが可能となる。本実施形態の浄化装置１０においては、例えば、コイル１４ａ又は加熱筒１１近傍に図示略の温度センサを設けることにより、検出した温度データを高周波制御部１４ｂにフィードバックしながらコイル１４ａに印加する電流値・電圧値を制御し、所定の温度で土壌９０を加熱することが可能となる。
【００３１】
ここで、一般に、加熱筒１１に用いられる金属部材の耐熱温度は６００℃程度であるので、高周波誘導加熱装置１４による加熱温度は、６００℃程度、又はそれ以下とすれば良い。
また、汚染された土壌９０に含まれる土壌汚染対策法上の特定有害物質、例えば、ＶＯＣ（有機塩素系化合物）等の第１種特定有害物質からなる汚染物質９１は、上記温度であれば土壌９０から気化分離させることが可能であり、分解対象の有機成分に合せて加熱温度を設定すれば良い。また、本実施形態の加熱分解装置１は、上記有害物質の他、６００℃以下の温度で蒸発、気化する油脂成分や、水銀等の金属成分、シアン等の有害成分についても、土壌９０から気化分離することが可能である。
【００３２】
凝縮装置２は、気化分離された汚染物質９１を再凝縮させて液化するものであり、図１に示すように、汚染物質９１を導入して凝縮するコンデンサ２１と、このコンデンサ２１に冷却水２８を供給するとともに、この冷却水２８を再冷却して還流させるクーリングタワー２２と、ポンプ２３とから構成される。また、図１に示す例の凝縮装置２は、コンデンサ２１に供給する冷却水２８を、超微細気泡を含む冷却水とするための超微細気泡処理部２４が設けられている。
【００３３】
コンデンサ２１は、加熱分解装置１において気化分離され、脱水装置５の加温部５４を経由して供給されるガス状の汚染物質９１が導入される入口２１ａと、凝縮された液状の汚染物質９１を排出する出口２１ｂとを備える。また、コンデンサ２１には、クーリングタワー２２から供給される冷却水２８が導入される冷却水入口２１ｃと、使用後の冷却水２８を排出してクーリングタワー２２に還流させるための冷却水出口２１ｄが設けられている。
【００３４】
クーリングタワー２２は、コンデンサ２１において使用された冷却水２８が還流される入口２２ａと、再冷却後の冷却水２８をポンプ２３によって外部に排出する出口２２ｂとを備える。また、詳細な図示を省略するが、クーリングタワー２２の内部は、還流された冷却水２８を空冷するための熱交換器が備えられている。
また、図示例の凝縮装置２においては、上述した高周波誘導加熱部１４に備えられる高周波制御部１４ｂを冷却するための配管７０が、ポンプ２３の出口側に接続されている。
【００３５】
本実施形態の凝縮装置２は、上記構成により、脱水装置５を経由して導入されるガス状の汚染物質９１を凝縮し、液状の汚染物質９１として出口２１ｄから排出し、後述の除害処理装置３に送出する。
なお、図示例の凝縮装置２は、超微細気泡処理部２４が備えられることにより、超微細気泡状を含む冷却水２８をコンデンサ２１に供給する構成なので、汚染物質を９１再凝縮して液化する際の効率が、従来の凝縮装置に比べて１０％程度向上する。
【００３６】
除害処理装置３は、図１に示すように、汚染物質９１から油脂成分９１ａを分離する油水分離部３１と、汚染物質９１から凝集させた汚泥３９を沈殿させて除去処理する沈殿槽３２、３３と、有機物を分解〜除去処理して除害水８０を排出する分解処理部３４、３５とが順次備えられてなる。
【００３７】
油水分離部３１は、タンク状に構成され、凝縮装置２から導入される液状の汚染物質９１が内部に導入された後、所定時間で滞留させることにより、汚染物質９１に含有され、上澄液となる油脂成分９１ａを分離し、廃液として回収するものである。
また、図示例においては、凝縮装置２から導入される液状の汚染物質９１とともに、上記脱水装置５で用いられ、加温処理の際に加温部５４内で凝縮された液状の汚染物質９１についても油水分離部３１に導入するように構成されている。
【００３８】
沈殿槽３２、３３は、汚染物質９１を攪拌しながら、この汚染物質９１の含有成分を凝集させた汚泥３９を沈殿させ、除去して回収するものである。図２に示す例では、汚染物質９１に凝集剤３７を添加して沈殿させた汚泥３９を回収する沈殿槽３２と、該沈殿槽３２において汚泥３９が除去された汚染物質９１にＰＨ調整剤３８を添加し、さらに汚泥３９を沈殿させて除去する沈殿槽３３とがこの順で備えられている。また、図示例においては、沈殿槽３２、３３の各々の間にポンプ３Ａが備えられており、沈殿槽３２、３３の各々にモータ及びプロペラからなる攪拌手段３２Ａ、３３Ａが設けられている。
【００３９】
沈殿槽３２において用いる凝集剤３７としては、従来からこの分野で用いられているものを何ら制限無く用いることができる。また、沈殿槽３３において用いるＰＨ調整剤３８についても、従来からこの分野で用いられているものを何ら制限無く用いることができる。
【００４０】
また、本実施形態においては、汚泥３９を回収する手段として上記構成の沈殿槽３２、３３を用いているが、これには限定されず、固液分離できるものであれば何れの構成のものも採用することができ、例えば、従来公知のろ過装置等を何ら制限無く使用することが可能である。
【００４１】
分解処理部３４、３５は、汚染物質９１に含まれる有機物を分解して除去するものであり、図２に示す例では、汚染物質９１を活性酸素処理することで有機物を分解する分解処理部３４と、活性炭吸着処理を施して除害水８０を排出する分解処理部３５とがこの順で備えられている。
【００４２】
分解処理部３４において、汚染物質９１に活性酸素を添加する手段については、特に限定されないが、図示例のように、超微細気泡活性酸素供給部３４Ａを備え、超微細気泡状の活性酸素Ｍを汚染物質９１に添加できる構成とすることが好ましい。このように、汚染物質９１に超微細気泡状の活性酸素Ｍを供給可能な超微細気泡活性酸素供給部３４Ａを備えることにより、汚染物質９１に含まれる有害な有機物を効果的に分解することが可能となる。
【００４３】
分解処理部３５は、タンク３５Ａ内に活性炭吸着部材３５Ｂが備えられ、タンク３５Ａ内に導入された汚染物質９１において、分解処理部３４で除去し切れなかった有機物やその他の有害物を吸着して除去するものである。
活性炭吸着部材３５Ｂとしては、この分野において従来公知のものを何ら制限無く用いることができる。また、活性炭吸着部材３５Ｂを定期的に交換することにより、有機物等の吸着作用を維持することが可能となる。
【００４４】
本実施形態の除害処理装置３は、上記各構成により、まず、油水分離部３１において、汚染物質９１から油脂成分９１ａを分離除去する。そして、沈殿槽３２、３３において、汚染物質９１の含有成分を凝集させ、沈殿した汚泥３９を除去した後、分解処理部３４、３５において、有機物を分解・除去するものである。
【００４５】
なお、本実施形態の除害処理装置３においては、図１に示す例のように、さらに、該除害処理装置３の内部において、特に、上述の油脂成分９１ａから発生する臭気を、直流パルスプラズマを用いて脱臭処理する脱臭装置３６を備えた構成とすることが、環境保護や職場環境の向上等の観点からより好ましい。
【００４６】
後処理装置４は、図１に示す例のように、内部で土壌９０を冷却処理する冷却筒４１と、土壌９０を攪拌しながら搬送する後処理搬送部４２と、該後処理搬送部４２を回転させる駆動源のモータ４３と、除害処理装置３から排出された除害水８０を用いて土壌９０を冷却処理する後処理冷却部４４と、該後処理冷却部４４で用いられた除害水８０を冷却後の土壌９０に添加する除害水供給部４５とから構成される。
【００４７】
冷却筒４１は、上述した脱水筒５１や加熱筒１１と同様、略筒状に構成され、土壌９０が投入される投入口４１ａと、冷却後に除害水８０が添加された処理済の土壌９０を排出する排出口４１ｂとが備えられる。
後処理搬送部４２は、冷却筒４１の内部に設けられ、図１に示す例においては、上述した搬送部１２等と同様、スクリュー状に形成されている。後処理搬送部４２は、モータ４３によって回転することで、土壌９０を投入口４１ａから排出口４１ｂに向けて攪拌しながら搬送する。なお、搬送部５２は、図示例のような略スクリュー状の構成には限定されず、上述の搬送部１２等と同様、リボン状やパドル状等、粉体輸送が可能な構成のものを何ら制限無く採用することができる。
【００４８】
後処理冷却部４４は、詳細な図示を省略するが、冷却筒４１の周囲に設けられる熱交換部材である。後処理冷却部４４は、上述した除害処理装置３において無害化された除害水８０が導入されることで、土壌９０を冷却できる構成とされている。
除害水供給部４５は、上述の処理冷却部４４で用いられた除害水８０を、冷却後の土壌９０に添加するものであり、公知のパイプやノズル部材等で構成することができる。
【００４９】
後処理装置４は、上記各構成により、冷却筒４１内において、後処理搬送部４２によって土壌９０を攪拌しながら搬送する。この際、土壌９０は、後処理冷却部４４において無害化された除害水８０によって冷却される。
さらに、本実施形態の浄化装置１０に備えられる後処理装置４においては、後処理冷却部４４で用いられた除害水８０を、除害水供給部４５によって冷却後の土壌９０に添加する。これにより、浄化装置１０は、大量の排水を系外に放出することが無く、例えば、工場廃水のための処理施設や排水放出場所等の選定等が不要となる。また、土壌９０に無害化された水分を含ませることで、処理後の土壌９０が飛散するのを防止できるので、粉塵が外部に流出するようなことが無い。
【００５０】
なお、本実施形態の浄化装置１０は、通常の土壌処理施設内に固定して設置する構成に限定されるものではない。例えば、本実施形態の浄化装置１０を、トレーラー等の大型車両等に搭載して移動可能とし、土壌９０の採取現場まで浄化装置を自由に運搬できる構成とすることも可能である。本実施形態の浄化装置１０は、汚染物質や燃焼ガス、粉塵等の他、大量の処理水を系外に排出することが無く、環境負荷を最小限に抑制でき、また、また、各種処理設備やポンプ等の付帯設備も不要で装置全体が小型化できる構成なので、移動に極めて適したものとなる。また、浄化装置１０を移動可能に構成することにより、環境影響評価の実施も不要となる。
【００５１】
また、浄化装置１０をトレーラー等の車両に搭載して移動可能に構成する場合には、図１に示すような加熱分解装置１、凝縮装置２、除害処理装置３及び後処理装置４等の各設備について、例えば、同一の大型車両に搭載することが可能である。あるいは、上記各設備を、それぞれ別の車両に搭載し、土壌９０の処理現場において、各々をパイプ等で接続して使用する構成としても構わない。このような構成とした場合には、浄化装置１０を構成する各設備が搭載される車両を、比較的小型のものとすることができるので、運搬移動が容易になるという利点がある。
【００５２】
また、本実施形態で説明する例の浄化装置１０は、後処理装置４において、浄化された土壌９０に除害水８０を添加する構成とされているが、例えば、排水経路や貯水タンク等が確保されている場合には、浄化装置１０の外部（系外）に排水することも可能である。
【００５３】
［有機系汚染土壌の浄化方法］
以下に、本実施形態の有機系汚染土壌の浄化方法について、上述した本発明に係る浄化装置１０を用いて土壌９１を浄化する場合を例に、以下に説明する。
【００５４】
本実施形態の有機系汚染土壌の浄化方法は、揮発性特定有害物質からなる汚染物質を含有する土壌９０を攪拌しながら搬送するとともに、この土壌９０を高周波誘導加熱し、土壌９０から汚染物質９１を気化分離する加熱分解工程と、汚染物質９１を再凝縮させて液化する凝縮工程と、液化された汚染物質９１から油脂成分９１ａを分離した後、汚染物質９１を攪拌しながら凝集させた汚泥３９を沈殿させ、さらに、ＰＨを調整しながら攪拌することで汚泥を沈殿させて除去処理し、次いで、汚染物質９１を活性酸素処理することで有機物を分解した後、さらに、活性炭吸着処理を施して除害水を排出する除害処理工程と、浄化された土壌９０を攪拌しながら搬送するとともに、除害処理工程において排出された除害水８０を用いて土壌９０を冷却処理し、該冷却処理に用いられた除害水８０を冷却された土壌９０に添加する後処理工程とを具備する方法である。
【００５５】
本実施形態の浄化方法においては、浄化装置１０を用い、まず、汚染物質９１を含有する土壌９０を加熱分解工程に導入する前に、予め、図１に示す脱水装置５によって土壌９０を加温しながら脱水処理する脱水工程が備えられていることが好ましい。
【００５６】
次に、加熱分解工程においては、図１に示す加熱分解装置１によって、土壌９０から汚染物質９１を気化分離することによって土壌９０を浄化する。
具体的には、被処理物である汚染物質９１を含有する土壌９０を、搬送部１１によって攪拌しながら搬送するとともに、土壌９０を高周波誘導加熱部１４によって加熱することにより、土壌９０から汚染物質９１を気化分離する。
【００５７】
加熱分解工程においては、高周波誘導加熱部１４による土壌９０の加熱温度を、例えば６００℃程度、又は６００℃以下とすることが好ましい。この際、高周波誘導加熱部１４に備えられる高周波制御部１４ｂからコイル１４ａに供給される電力を制御することにより、加熱温度を所望の範囲とすることができる。
【００５８】
また、加熱分解工程では、搬送部１２による土壌９０の搬送速度については、加熱分解装置１全体の能力や、処理する土壌９０の量を勘案しながら、適宜、設定すれば良い。
【００５９】
次に、凝縮工程においては、図１に示すような凝縮装置２を用い、上述の加熱分解工程において気化分離した汚染物質９１を再凝縮させて液化する。この際、コンデンサ２１には、超微細気泡を含んだ冷却水２８を導入することが、冷却効率並びに凝縮効率の点から好ましい。
【００６０】
次に、除害処理工程においては、図１に示すような除害処理装置３を用い、まず、油水分離部３１において、液化された汚染物質９１から油脂成分９１ａを分離する。
次いで、沈殿槽３２において、汚染物質９１に凝集剤３７を添加して沈殿させた汚泥３９を回収する。そして、沈殿槽３３において、沈殿槽３２で汚泥３９が除去された汚染物質９１に、さらにＰＨ調整剤３８を添加し、汚泥３９を沈殿させて除去する。
【００６１】
次いで、分解処理部３４において、汚染物質９１に活性酸素を添加する活性酸素処理を行うことで有機物を分解する。この際の活性酸素処理としては、超微細気泡状の活性酸素を分解処理部３４内に供給して行うことが、汚染物質９１に含まれる有機物を効果的に分解できる点から好ましい。そして、分解処理部３５において、分解処理部３４で除去し切れなかった有機物やその他の有害物を、活性炭吸着部材３５Ｂを用いて吸着し、除去する。
【００６２】
なお、上記手順の除害処理工程においては、脱臭装置３６を用い、汚染物質９１あるいは油脂成分９１ａから発生する臭気を、直流パルスプラズマを用いて脱臭処理することが好ましい。
【００６３】
次に、後処理工程においては、図１に示すような後処理装置４を用い、加熱分解工程において汚染物質９１が分離された土壌９０を冷却するとともに、除害処理工程において排出された除害水８０を土壌９０に添加する。これにより、大気中に粉塵を放出することなく、無害化された状態で土壌９０を取り出すことができる。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置１０によれば、土壌９０を誘導加熱する高周波誘導加熱部１４を備え、汚染物質９１を気化分離することによって土壌９０を浄化する加熱分解装置１と、気化分離された汚染物質９１を再凝縮させて液化する凝縮装置２と、汚染物質９１から油脂成分９１ａを分離する油水分離部３１と、汚染物質９１を攪拌しながら凝集させた汚泥を沈殿させて除去処理する沈殿槽３２、３３と、有機物を分解した後、活性炭吸着処理を施して除害水８０を排出する分解処理部３４、３５とが順次備えられてなる除害処理装置３と、土壌を攪拌しながら搬送する後処理搬送部４２と、除害処理装置３から排出された除害水８０を用いて土壌９０を冷却処理する後処理冷却部４４と、該後処理冷却部４４で用いられた除害水８０を冷却後の土壌９０に添加する除害水供給部４５とが備えられた後処理装置４とを具備する構成なので、有害な汚染物質のみならず、環境に悪影響を与える燃焼ガスや粉塵等の他、大量の処理水を系外に排出することが無い。また、燃焼ガスの処理設備や燃料貯蔵設備、ポンプ等の付帯設備も不要となるので、装置全体の小型化やコストダウンが可能となる。従って、環境負荷が極めて小さく安全性に優れ、コンパクトな構成で、揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥を効率的に浄化処理することが可能な浄化装置１０を実現することができる。
【００６５】
また、本実施形態の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化方法によれば、土壌９０を攪拌しながら搬送するとともに土壌を高周波誘導加熱し、土壌９０から汚染物質９１を気化分離する加熱分解工程と、汚染物質９１を再凝縮させて液化する凝縮工程と、液化された汚染物質９１から油脂成分９１ａを分離した後、汚染物質９１を攪拌しながら凝集させて沈殿した汚泥３９を除去処理し、次いで、汚染物質９１をなす有機物を分解した後、さらに、活性炭吸着処理を施して除害水８０を排出する除害処理工程と、浄化された土壌９０を攪拌しながら搬送するとともに、除害処理工程において排出された除害水８０を用いて土壌９０を冷却処理し、該冷却処理に用いられた除害水８０を冷却された土壌９０に添加する後処理工程とを具備する方法なので、上記同様、有害な汚染物質のみならず、環境に悪影響を与える燃焼ガスや粉塵等の他、大量の処理水を系外に排出することが無い。従って、環境負荷が極めて小さく安全性に優れ、汚染土壌を効率的に浄化処理することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置及び処理方法の構成によれば、工場等から排出される汚染物質等によって汚染された土壌の他、同様に汚染物質を含有する産業廃棄物等を浄化処理する設備に適用することで、大きな効果が得られる。
【符号の説明】
【００６７】
１…加熱分解装置、１２…搬送部、１４…高周波誘導加熱部、２…凝縮装置、２４…超微細気泡処理部、３…除害処理装置、３１…油水分離部、３２、３３…沈殿槽、３４、３５…分解処理部、３４Ａ…超微細気泡状活性酸素供給部、３５Ｂ…活性炭吸着部材、３６…脱臭装置、３７…凝集剤、３８…ＰＨ調整剤、３９…汚泥、４…後処理装置、４２…後処理搬送部、４４…後処理冷却部、４５…除害水供給部、５…脱水装置、５４…加温部、１０…浄化装置、８０…除害水、９０…土壌、９１…汚染物質、９１ａ…油脂成分、Ｍ…活性酸素
【図１】
0005478141.tif 000002
【図２】
0005478141.tif 000003