(57)【要約】【課題】汚染土壌から比重と粒径の異なる鉛散弾を効果的に分離・回収する混合物の分離装置および分離方法を提供することである。【解決手段】分離装置１３は、液体１４の入った選別容器１５の内部に形成された貯留部１６と、該貯留部１６の下側に形成された分離部１７と、該分離部１７の下側に形成された排出部１８とから構成され、前記貯留部１６は回転可能な複数の羽根板１９からなり、該羽根板１９は水平状態のときには端部同士が重ね合わされて一体となる一方、水平状態から垂直状態に回転したときには端部同士が離れて開口部１９が形成され、前記分離部１７は複数の羽根板２３がスリット２４を形成して回転可能に設置されてなり、前記排出部１９には排出口２９が設けられてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の入った選別容器の内部に形成された貯留部と、該貯留部の下側に形成された分離部と、該分離部の下側に形成された排出部とから構成され、前記貯留部は回転可能な複数の羽根板からなり、該羽根板は水平状態のときには端部同士が重ね合わされて一体となる一方、水平状態から垂直状態に回転したときには端部同士が離れて開口部が形成され、前記分離部は複数の羽根板がスリットを形成して回転可能に設置されてなり、前記排出部には排出口が設けられたことを特徴とする混合物の分離装置。
【請求項２】
分離部の羽根板は断面楕円形、断面半円形、断面三角形、二辺が湾曲した断面三角形のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の混合物の分離装置。
【請求項３】
貯留部の下側に上昇流発生手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の混合物の分離装置。
【請求項４】
排出部は底部が一方側または中央部に向かって傾斜し、該傾斜側に排出口が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の混合物の分離装置。
【請求項５】
液体の入った選別容器の内部に形成された貯留部と、該貯留部の下側に形成された分離部と、該分離部の下側に形成された排出部とから構成された混合物の分離装置を使用し、選別容器に投入した混合物を貯留部に貯留させ、該貯留部から混合物を一斉に落下させて高比重粒子から順に分離部に沈降させ、該分離部において高比重粒子を羽根板で形成されたスリットで分級して排出部に落下させて排出口から排出した後に、分離部に残ったスリットより粒径が大きな低比重粒子を排出部に落下させて排出口から排出することを特徴とする混合物の分離方法。
【請求項６】
貯留部から混合物を一斉に落下させるときに、液体に上昇流を与えることを特徴とする請求項５に記載の混合物の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は混合物の分離装置および分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛散弾を含有する汚染土壌から、この鉛散弾を分離・回収するには、比重差（鉛の比重は１１．３、土の比重は２．７）を利用する方法が有効である。この比重差を利用して鉛散弾を分離・回収する方法としては特開２００５−９５８１０号公報の発明がある。これは上昇流を用いて鉛などの高比重粒子を選択的に沈降させる方法である。
【特許文献１】特開２００５−９５８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上昇流を利用した分離方法の場合には、砂礫の沈降速度以上の流速を設定するため、必要な水量が大きくなる。また分離カラム内の流速を一定にコントロールすることは難しいため、確実に分離するには沈降速度が拮抗する礫分よりもさらに小さいものまで、事前に篩い分けを行って分離するため煩雑な手間を必要とした。
【０００４】
本願発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、汚染土壌から比重と粒径の異なる鉛散弾を効果的に分離・回収する混合物の分離装置および分離方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するための混合物の分離装置は、液体の入った選別容器の内部に形成された貯留部と、該貯留部の下側に形成された分離部と、該分離部の下側に形成された排出部とから構成され、前記貯留部は回転可能な複数の羽根板からなり、該羽根板は水平状態のときには端部同士が重ね合わされて一体となる一方、水平状態から垂直状態に回転したときには端部同士が離れて開口部が形成され、前記分離部は複数の羽根板がスリットを形成して回転可能に設置されてなり、前記排出部には排出口が設けられたことを特徴とする。また分離部の羽根板は断面楕円形、断面半円形、断面三角形、二辺が湾曲した断面三角形のいずれかであることを含む。また貯留部の下側に上昇流発生手段を設けたことを含む。また排出部は底部が一方側または中央部に向かって傾斜し、該傾斜側に排出口が設けられたものを含むものである。
また混合物の分離方法は、液体の入った選別容器の内部に形成された貯留部と、該貯留部の下側に形成された分離部と、該分離部の下側に形成された排出部とから構成された混合物の分離装置を使用し、選別容器に投入した混合物を貯留部に貯留させ、該貯留部から混合物を一斉に落下させて高比重粒子から順に分離部に沈降させ、該分離部において高比重粒子を羽根板で形成されたスリットで分級して排出部に落下させて排出口から排出した後に、分離部に残ったスリットより粒径が大きな低比重粒子を排出部に落下させて排出口から排出することを特徴とする。また貯留部から混合物を一斉に落下させるときに、液体に上昇流を与えることを含むものである。
【発明の効果】
【０００６】
高比重粒子である鉛散弾などは分離部のスリットより粒径が小さいために、このスリットを通過して排出部に落下する一方で、このスリットより粒径が大きな低比重粒子である礫などはスリットを通過しないため、鉛散弾などの高比重粒子を土壌から簡単に分離して回収することができる。また分離部の羽根板は断面楕円形、半円形、三角形、二辺が湾曲した三角形であるため、鉛散弾などの高比重粒子がスリットに集まりやすくなって分離部から排出部に確実に落下する。また上昇流発生手段によって、高比重粒子と低比重粒子との落下速度に差を付けることができるため、鉛散弾などの高比重粒子の分級が効率的に行える。また大掛かりな方法でなく、非常に簡単な方法で鉛散弾などの高比重粒子の分離・回収が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本願発明の混合物の分離装置（以下分離装置という）および分離方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。はじめに混合物の分離装置の実施の形態について説明し、次に、この分離装置を使用した混合物の分離方法の実施の形態について説明するが、各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成は異なった符号を付して説明する。
【０００８】
図１は、射撃場の土壌からの鉛散弾除去システム（以下鉛散弾除去システムという）１を示したものであり、これは土壌投入部２と、砂・細粒分除去部３と、散弾分離部４とから構成され、この散弾分離部４において本願発明の分離装置５が使用される。
【０００９】
この鉛散弾除去システム１は射撃場における土壌に混合した鉛散弾を土壌から分級して回収するものであり、はじめに鉛散弾が混合した汚染土壌６を土壌投入部２における礫・夾雑物除去装置７に投入して、５ｍｍ以上の大型の礫や夾雑物を除去する。
【００１０】
次に、この礫や夾雑物が除去された土砂８を砂・細粒分除去部３における散弾沈降濃縮装置９に投入して、砂や細粒分を濁水１０としてオバーフローさせて濁水貯留槽１１に貯留するとともに、鉛散弾と礫の濃度を高めることにより、これらが投入される散弾分離部４における分離装置５の負荷低減を図る。そして、これらの濃度が高められた土砂１２を分離装置５に投入して、鉛散弾を土砂１２から分離して回収するものである。
【００１１】
図２は第１の実施の形態の分離装置１３である。この分離装置１３は水１４が入れられた細長い選別容器１５と、この選別容器１５の内部に形成された貯留部１６と、該貯留部１６の下側に形成された分離部１７と、該分離部１７の下側に形成された排出部１８とから構成されている。
【００１２】
この貯留部１６は鉛散弾と礫の濃度が高められた土砂１２が貯留されるものであり、複数の細長い羽根板１９から構成されている。この羽根板１９は選別容器１５の内側の幅と同じ長さであり、その両側端が選別容器の側壁２０にピン２１で回転自在に止められている。このピン２１は羽根板１９の幅方向の一端部（図２において左側）に設置されているため、一端部を中心に羽根板１９が回転し、ほぼ水平状態のときには羽根板１９の他端部（先端部）が隣接する羽根板１９の一端部の下側に重ね合わされて、あたかも一枚板のようになっている。
【００１３】
そして、これらの羽根板１９がピン２１を中心に回転すると、羽根板１９の端部同士の重ね合わせが解消されて（端部同士が離れて）ほぼ垂直状態になるため、各羽根板１９間に開口部２２が形成され、この開口部２２から土砂１２が分離部１７に落下できるようになる。そして、この羽根板１９を再び回転させて水平状態にすると、前記と同様に端部同士が重なり合って元の貯留部１６が形成される。この羽根板１９の回転は、窓の内側に設置したブラインドの開閉と同じように、手動または電動で一度に行われる。
【００１４】
また分離部１７は、図４に示すように、複数の断面楕円形の羽根板２３からなり、これらの羽根板２３が、例えば２ｍｍ幅のスリット２４を形成して設置されている。この幅は粒径が２ｍｍ未満の鉛散弾を通過させるものであり、通過させる粒径に応じて任意の幅に変えることもできる。この羽根板２３も上記と同じように、選別容器１９の内側の幅と同じ長さであり、その両側端が選別容器の側壁２０にピン２５で回転可能に止められている。このピン２５は羽根板２３の幅方向の一端部（図２において左側）に設置されているため、一端部を中心に羽根板２３が回転し、ほぼ水平状態のときには、羽根板２３間に２ｍｍ幅のスリット２４を形成し、このスリット２４によって鉛散弾を分離する分離部１７が構成される。すなわち、粒径が２ｍｍ未満の鉛散弾は、このスリット２４を通過して排出部１８に落下するが、粒径が２ｍｍを超える礫はスリット２４を通過せずに残される。
【００１５】
そして、これらの羽根板２３がピン２５を中心に回転すると、スリット２４が解消されてほぼ垂直状態になるため、各羽根板２３間に開口部２６が形成され、この開口部２６から、残された礫が排出部１８に落下する。そして、この羽根板２３を再び回転させて水平状態にすると、前記と同様に羽根板２３間に２ｍｍ幅のスリット２４が形成される。この羽根板１９の回転も、上記と同様に、手動または電動で一度に行われる。
【００１６】
この羽根板２３を断面楕円形にしたのは、鉛散弾がスリット２４に集まりやすくするためである。すなわち、羽根板２３の上面が湾曲に形成されたので、鉛散弾が羽根板２３のどこに落下したとしても、スリット２４に向かって転がるため、確実に排出部１８に排出されるようになっている。しかも、鉛散弾は高比重であり低比重の礫よりも速く沈降するため、この礫などの障害を受けずに羽根板２３上を転がってスリット２４に集まる。
【００１７】
この分離部１７の下側の排出部１８は底部２７が一方向（図２において右側）に傾斜して、その深部２８に排出口２９が設けられている。この排出口２９は鉛散弾用の排出口２９ａと、礫用の排出口２９ｂとがあり、それぞれ排出バルブ３０、３１が設けられている。したがって、排出部１８における鉛散弾を排出するには、礫用の排出バルブ３１を閉じて鉛散弾用の排出バルブ３０を開放すると、鉛散弾用の排出口２９ａから排出することができ、これとは反対に、排出部１８における礫を排出するには、鉛散弾用の排出バルブ３０を閉じて礫用の排出バルブ３１を開放すると、礫用の排出口２９ｂから排出することができるようになっている。
【００１８】
また図５は第２の実施の形態の分離装置３２を示したものである。この分離装置３２は、分離部１７における羽根板３３の断面形状が半円形になったものであり、これ以外は上記の第１の実施の形態の分離装置１３と同じ構成である。このように羽根板３３の上面が円弧状に形成されると、鉛散弾が一層転がりやすくなるため、迅速かつ正確にスリット２４に集められて、排出部１８への分級率が非常に高くなる。
【００１９】
また図６は第３の実施の形態の分離装置３４を示したものである。この分離装置３４は、分離部１７における羽根板３５の断面形状が三角形になったものであり、これ以外は上記の第１の実施の形態の分離装置１３と同じ構成である。このように羽根板３５の上面がスリット２４に向かって傾斜しているため、上記と同様に鉛散弾が一層転がりやすくなって迅速かつ正確にスリット２４に集められて、排出部１８への分級率が非常に高くなる。
【００２０】
また図７は第４の実施の形態の分離装置３６を示したものである。この分離装置３６は、分離部１７における羽根板３７の断面形状が二辺が湾曲した三角形になったものであり、これ以外は上記の第１の実施の形態の分離装置１３と同じ構成である。これも羽根板３７の上面がスリット２４に向かって傾斜しかつ湾曲であるため、上記と同様に鉛散弾が一層転がりやすくなって迅速かつ正確にスリット２４に集められて、排出部１８への分級率が非常に高くなる。
【００２１】
また図８は第５の実施の形態の分離装置３８を示したものである。この分離装置３８は、貯留部１６の下側、すなわち貯留部１６と分離部１７との間に上昇流発生手段である空気噴射パイプ３９を設置したものであり、これ以外は上記の第１の実施の形態の分離装置１３と同じ構成である。この空気噴射パイプ３９は分離部１７の下側に設置することもでき、またこれ以外として上昇流を使用することもできる。
【００２２】
これは貯留部１６の羽根板１９を回転させて開口部２２から一斉に土砂を落下させたとき、空気噴射パイプ３９からポンプ４０によって空気を噴射して上昇流を発生させることにより、礫と鉛散弾の沈下速度に違いを出して（差を持たせて）、分離部１７における鉛散弾の分級の効率化を図るものである。すなわち上昇流によって礫の沈下を鉛散弾の沈下よりもさらに遅くして、鉛散弾の分離部１７におけるスリット２４への転がりが礫などの障害を受けずにスムーズに行われるものである。
【００２３】
なお、この空気噴射パイプ３９は図面において３本設置されているが、これは３本に限らず、これ以上またはこれ以下であっても良い。
【００２４】
また、この空気噴射パイプ３９は、第２〜第４の実施の形態における分離装置３２、３４、３６にも適用することができる。
【００２５】
また、上記の第１〜第５の実施の形態の分離装置１３、３２、３４、３６、３８の選別容器１５における排出部１８の底部２７は全て一方に傾斜した構成であるが、これに限らず底部２７が中央部に向かって傾斜したもの、または水平な構造であっても良い。
【００２６】
次に、第１の実施の形態の分離装置１３を使用した分離方法を図９〜図１２に基づいて説明する。上記の鉛散弾除去システム１において説明したように、この分離装置１３に投入される土砂１２は、事前処理が施されて鉛散弾と礫（粒径５ｍｍ以下のもの）との濃度が高められたものである。
【００２７】
はじめに、図９に示すように、水１４の入った選別容器１５に土砂１２を投入して貯留部１６に貯留する。次に、貯留部１６の羽根板１９を回転させて開口部２２から土砂１２を一斉に落下させて分離部１７に沈降させる。すなわち、羽根板１９を回転させてほぼ垂直状態にすると、羽根板１９間に大きな開口部２２が形成されるため、この開口部２２から鉛散弾４１を含んだ土砂１２の全てが水中を落下する。このとき鉛散弾４１は高比重で、礫４２が低比重であるため、図１０の（１）に示すように、鉛散弾４１が最も速く分離部に沈降し、次に礫４２、砂４３、細粒分４４の順となる。
【００２８】
そして、鉛散弾４１は粒径が２ｍｍ未満あるため、図１０の（２）に示すように、分離部１７における２ｍｍ幅のスリット２４を通過して排出部１８に落下する。また、この羽根板２３が断面楕円形であるため、鉛散弾４１が上面のどこに落下したとしても礫４２などに邪魔されず（礫などが落下する前に）、ここを転がってスリット２４に集められる。
【００２９】
次に、図１１に示すように、この鉛散弾４１がスリット２４から排出部１８に落下した後に、礫４２が分離部１７の羽根板２３上に落下する。この礫４２は粒径が２ｍｍ以上であるため、スリット２４を通過せずに分離部１７に残ってスリット２４を塞ぐように堆積する。また、この礫４２の上に、これよりも遅れて落下した砂４３および細粒分４４が堆積されるので、これらの砂４３および細粒分４４はスリット２４から排出部１８へは落下しない。このように分離部１７において鉛散弾４１が土砂１２から完全に分級されて排出部１８に排出される一方、それ以外の礫４２、砂４３および細粒分４４は分離部１７の羽根板１９上に残される。
【００３０】
また排出部１８に落下した鉛散弾４１は傾斜した底部２７を転がって深部側の排出口２９の回りに集められる。そして礫用の排出口２９ｂの排出バルブ３１を閉じて、鉛散弾用の排出口２９ａの排出バルブ３０を開放すると、排出部１８の鉛散弾４１が水１４と一緒に排出されて回収される。
【００３１】
次に、図１２に示すように、この排出作業が終了した後に、分離部１７の羽根板２３を回転させてほぼ垂直状態にすると（このとき貯留部１６の羽根板１９は水平状態になっている）、羽根板２３間に大きな開口部２６が形成されるため、この開口部２６から残された礫４２、砂４３および細粒分４４からなる土砂１２が一斉に落下し、排出部１８における傾斜した底部２７を転がって深部側の排出口２９の周りに集められる。そして、上記と同様に、鉛散弾用の排出口２９ａの排出バルブ３０を閉じて、礫用の排出口２９ｂの排出バルブ３１を開放すると、排出部１８における土砂４５、すなわち鉛散弾４１が分離された土砂４５が水と一緒に排出される。
【００３２】
そして、このような作業を順次繰り返すことにより、汚染された土壌から鉛散弾４１を全て分離・回収することができる。
【００３３】
上記の分離方法は、第１の実施の形態の分離装置１３を使用して説明したが、これは第２〜第５の実施の形態の分離装置３２、３４、３６、３８を使用した場合も同じ方法で行うものとする。
【００３４】
また第５の実施の形態の分離装置３８を使用する場合は、貯留部１６の羽根板１９を回転させて開口部２２から土砂１２を一斉に落下させるときに、空気噴射パイプ３９からポンプ４０によって空気を噴射して上昇流を発生させると、鉛散弾４１と礫４２、砂４３および細粒分４４の沈下速度を調整して、鉛散弾４１をこれらよりさらに速く分離部１７に沈降させることができるので、鉛散弾４１をスリット２４から迅速かつ確実に排出部１８へ落下させることができる。すなわち上昇流によって礫４２、砂４３および細粒分４４より鉛散弾４１を速く沈下させて、鉛散弾４１の分離部１７におけるスリット２４への転がりを礫４２などの障害を受けずにスムーズに行うことができるので、分離部１７における鉛散弾４１の分級の精度、迅速化および効率化を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】鉛散弾除去システムのシステム図である。
【図２】第１の実施の形態の分離装置であり、（１）は断面図、（２）はＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（１）および（２）は貯留部における羽根板の断面図である。
【図４】図１の（１）におけるＢ−Ｂ線断面図、（２）および（３）は分離部における羽根板の断面図である。
【図５】第２の実施の形態の分離装置であり、（１）は断面図、（２）は分離部における羽根板の断面図である。
【図６】第３の実施の形態の分離装置であり、（１）は断面図、（２）は分離部における羽根板の断面図である。
【図７】第４の実施の形態の分離装置であり、（１）は断面図、（２）は分離部における羽根板の断面図である。
【図８】第５の実施の形態の分離装置であり、（１）は断面図、（２）は（１）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】貯留部に土砂を貯留した分離装置の断面図である。
【図１０】（１）は貯留部の羽根板を回転させた分離装置の断面図、（２）は分離部の羽根板の断面図である。
【図１１】（１）は分離部において土砂から鉛散弾を分離した分離装置の断面図、（２）は分離部の羽根板の断面図である。
【図１２】（１）は分離部の羽根板を回転させた断面図、（２）は排出部に土砂を落下させた分離装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  鉛散弾除去システム
２  土壌投入部
３  砂・細粒分除去部
４  散弾分離部
５、１３、３２、３４、３６、３８  分離装置
６  汚染土壌
７  礫・夾雑物除去装置
８、１２、４５  土砂
９  散弾沈降濃縮装置
１０  濁水
１１  濁水貯留槽
１４  水
１５  選別容器
１６  貯留部
１７  分離部
１８  排出部
１９、２３、３３、３５、３７  羽根板
２０  側壁
２１、２５  ピン
２２、２６  開口部
２４  スリット
２７  底部
２８  深部
２９  排出口
２９ａ  鉛散弾用の排出口
２９ｂ  礫用の排出口
３０、３１  排出バルブ
３９  空気噴射パイプ
４０  ポンプ
４１  鉛散弾
４２  礫
４３  砂
４４  細粒分
【図１】
2008049279.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2008049279.tif 000010
【図９】
2008049279.tif 000011
【図１０】
2008049279.tif 000012
【図１１】
2008049279.tif 000013
【図１２】
2008049279.tif 000014