(57)【要約】【課題】汚染物質で汚染された地盤の表層に対して原位置で熱分解処理ができる汚染物質処理装置を提供する。【解決手段】下に向かって開口する開口部１ａを有し、この開口部１ａを汚染物質で汚染された地盤の表面に近接して移動させることを可能とした移動式フード１と、移動式フード１内を負圧に維持するための負圧維持手段２と、開口部１ａに面して設けられ、汚染物質を高温加熱することにより熱分解処理するための高温加熱手段３とを備えたこと。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下に向かって開口する開口部を有し、この開口部を汚染物質で汚染された地盤の表面に近接して移動させることを可能とした移動式フードと、
前記移動式フード内を負圧に維持するための負圧維持手段と、
前記開口部に面して設けられ、汚染物質を高温加熱することにより熱分解処理するための高温加熱手段とを備えたことを特徴とする汚染物質処理装置。
【請求項２】
前記開口部に面して設けられ、地盤の表層を攪拌するためのレーキを備えたことを特徴とする請求項１に記載の汚染物質処理装置。
【請求項３】
前記高温加熱手段は、ブラウンガスバーナーであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の汚染物質処理装置。
【請求項４】
前記負圧維持手段で吸引した前記移動式フード内の空気に残留する汚染物質を無害化処理するための無害化手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の汚染物質処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばダイオキシンで汚染された地盤の表層に対して原位置で熱分解処理する目的に用いられる汚染物質処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の汚染物質処理装置としては、例えば廃棄物焼却炉にブラウンガスを導入して、廃棄物を高温燃焼する技術において、焼却炉排ガスダクトの途中に補助ブラウンガス加熱装置を設け、追加的高温加熱により完全にダイオキシンの熱分解処理を行って、系外へ放出するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３９１２３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、ダイオキシン類がきわめて微量で毒性を発揮し、癌や先天異常などのさまざまな障害を生じさせる、人の生命及び健康に重大な影響を与えるおそれがある物質であることに鑑み、ダイオキシン類対策特別措置法が制定されている。この法律は、ダイオキシン類による環境汚染を除去することにより国民の健康の保護を図ることを目的としている。
ここで、ダイオキシン類による環境汚染の具体的態様としては、例えば地盤の表層がゴミの焼却場からのフライアッシュ等の焼却飛灰により、ダイオキシンで汚染される場合がある。
なお、企業体規模の焼却場と異なり、中小工場や学校などの小規模のごみ焼却場などの付近には、ダイオキシン類で汚染された未処理土壌が存在している事実が報告されている。
【０００５】
また、枯草剤製造時に発生したダイオキシンやその散布により地盤の表層が汚染される場合や、ゴミ投棄地や、廃棄物の中間処理施設、最終処分場などでダイオキシンにより地盤の表層が汚染される場合もある。
【０００６】
しかしながら、従来の汚染物質処理装置では、これらのダイオキシン類による環境汚染を除去するのに、汚染された地盤の表面切削土を処理プラントまで搬送してダイオキシンを無害化処理するとともに、無害化した表面切削土を現況覆土することになる。
【０００７】
このため、プラント処理と現況覆土などの煩雑さに起因して汚染土壌の処理対策の遅延を生じてしまうのみならず、汚染土壌の切削とその系外運搬に伴い周辺環境への汚染拡散の問題が新たに生じてしまう。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、汚染物質で汚染された地盤の表層に対して原位置で熱分解処理できる汚染物質処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る汚染物質処理装置は、下に向かって開口する開口部を有し、この開口部を汚染物質で汚染された地盤の表面に近接して移動させることを可能とした移動式フードと、移動式フード内を負圧に維持するための負圧維持手段と、開口部に面して設けられ、汚染物質を高温加熱することにより熱分解処理するための高温加熱手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
このような汚染物質処理装置によれば、移動式フード、負圧維持手段及び高温加熱手段を備えたので、内部を負圧状態に維持して汚染物質の空気中への拡散を防止し得るようにした移動式フードを汚染地盤の表面に近接して移動させながら汚染物質を熱分解処理することができる。
【００１１】
したがって、これによれば、汚染物質で汚染された地盤の表層に対して原位置で熱分解処理することが可能となる。
【００１２】
ここで、汚染物質としては、ダイオキシン類対策特別措置法でダイオキシン類として取り扱われる、ポリ塩化ジベンゾダイオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）およびコプラナーＰＣＢを含む、塩素の置換されている位置と数による多数のダイオキシンの異性体を含み、土壌を加熱して熱分解処理可能な水銀やセレンなどの重金属類、石油系炭化水素やポリ塩化ビフェニルなどの塩素系化合物、油や農薬などの汚染対象物質をも包括する概念である。
また、土壌中の金属は，一般に７００℃から１０００℃で加熱されると，比較的沸点の低いものは揮発・除去され，沸点が高いものは土壌中で酸化化合物となり安定化する。水銀は５００℃程度で揮発，ＰＣＢは１３００℃で熱分解される。
この方法は，重金属と有機化合物によって複合汚染された土壌にも対応が可能である。
【００１３】
また、負圧維持手段としては、真空ポンプの他、大気圧以下の状態にある気体を吸い出して気中に放出できる圧縮機や送風機などの吸引口を該フードに配設された吸引パイプに接続してなるものなどをも包含する概念である。
【００１４】
このような技術的手段において、地表面に露出していない表土の下に埋没している汚染物質をも掘り起こすこととして、原位置に存在する汚染物質のすべてを漏れなく完全な熱分解処理しようとする観点からすれば、開口部に面して設けられ、地盤の表層を切削して攪拌するためのレーキを備えたことが好ましい。
【００１５】
また、二酸化炭素を発生しないクリーンなエネルギー源であるブラウンガスを用いることとして、汚染物質の処理が新たな汚染物質を生じさせるという不合理を是正しようとする観点からすれば、高温加熱手段は、ブラウンガスバーナーであることが好ましい。
【００１６】
さらに、汚染物質の熱分解処理が不完全な結果となった場合にも対応し得るようにして、汚染物質の空気中への拡散を確実に防止しようとする観点からすれば、負圧維持手段で吸引した移動式フード内の空気に残留する汚染物質を無害化処理するための無害化手段を備えたことが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
なお、ここでは、屋外でダイオキシンで汚染された地盤を原位置で熱分解処理する場合について説明するが、これに限られるものではない。すなわち、ダイオキシンの空気中への拡散防止のためのテントハウスなど、屋内でダイオキシンで汚染された地盤を原位置で熱分解処理する場合にも、本発明の適用が可能である。
また、最終処分場の焼却施設などのダイオキシンで汚染された煙突内の原位置での熱分解処理や除草剤製造過程での工場などのコンクリート壁面の処理などの場合にも、本発明の適用が可能である。
【００１９】
［汚染物質処理装置］
図１は本発明の一実施の形態に係る汚染物質処理装置の全体構成を示す斜視図、図２は同汚染物質処理装置の部分構成を示す断面図（図２（ａ）は、レーキに係る部分、図２（ｂ）は、高温加熱手段に係る部分）、図３は同汚染物質処理装置の部分構成を示す斜視図である。
【００２０】
本実施の形態において、汚染物質処理装置は、ダイオキシンで汚染された地盤を原位置で熱分解処理する目的に用いられるものとして構成されている。
【００２１】
そして、この汚染物質処理装置は、図１に示すように、移動式フード１と、負圧維持手段たる真空ポンプ２と、高温加熱手段３と、レーキ４と、無害化手段（図示外）とを備えたものとして構成されている。
【００２２】
以下、これらの各構成要素についてさらに詳細に説明する。
【００２３】
（１）移動式フード１
移動式フード１は、図１に示すように、下に向かって開口する開口部１ａを有し、この開口部１ａをダイオキシンで汚染された地盤の表面に近接して移動させることを可能としたものとして構成されている。
【００２４】
具体的には、この移動式フード１は、同図に示すように、ドラム形フード本体１１と、ドラム形フード本体１１の前後の足下に並列させて設けられた一対の車輪１２と、円錐形フード本体１３とを備えたものとして構成されている。
【００２５】
また、この移動式フード１は、図示しないが、自動車その他の車両によって牽引されるものとして構成されている。
【００２６】
もちろん、この移動式フード１としては、これに限られるものではなく、車輪１２や牽引の有無を問わず、地盤の表面の整地状況などに応じて適宜選定して差し支えない。すなわち、移動式フード１として、車輪１２を設けていないものや、自動車によって牽引されないものなども用いることができる。
【００２７】
ここで、図１及び図２（ｂ）に示すように、高温加熱手段３に対しても、円錐形フード本体１３を設けている。これにより、未分解ダイオキシンの発生源直近での吸引ができることになり、その結果、高温加熱手段３を単独で人力などによって移動しながらダイオキシン処理を行うことが可能となる。
【００２８】
なお、簡易な手段で移動できることとして、煙突などの狭い場所での処理をも可能にする観点からすれば、バーナー本体３１のところだけを円錐形フード本体１３によってカバーして、負圧パイプ２２をつけることが好ましい（図１及び図３参照）。また、フードの規模によってはフード内の温度が高温になることを顧慮しようとする観点からすれば、フード内をセラミック耐火物などの耐高温材料で成形することが好ましい。さらに、フード内の温度上昇はダイオキシン処理では好ましいことであるが、燃料配管類やレーキ４などの駆動部分などがあり、自ずとその上昇温度には限界があるので、適宜、温度の調整はフード内の負圧のための吸引量を調整することにより、外気取り入れ量によりクーリングを行うことが好ましい。さらにまた、フードの外側に放熱フィンやラジエーターを設けることにより積極的にクーリングを行うこともできる。
【００２９】
（２）真空ポンプ２
真空ポンプ２は、移動式フード１内を負圧に維持するために用いられるものとして構成されている。
【００３０】
換言すれば、この真空ポンプ２は、大気圧以下の状態にある気体を吸いだして、真空の程度を上げるために用いられるものとして構成されている。
【００３１】
具体的には、真空ポンプ２は、図１及び図２（ｂ）に示すように、ドラム形フード本体１１に接続される負圧パイプ２１と、円錐形フード本体１３に接続される負圧パイプ２２を備えたものとして構成されている。
【００３２】
ここで、フード内を負圧に維持するためには、高い真空度にする必要はなく、大気圧に比してフード内の気体の圧力が相対的に適度に低く維持できればよい。
【００３３】
つまり、フード内の負圧は、高温化による気体の温度膨張や燃焼ガスなどによる圧力上昇などを勘案して、フードに接続された負圧パイプ２２・２１からの気体の吸引量で決められるが、要は、フードの開口部からフードの内部に向かって気体の流動が発生するような吸引量で設定できる負圧が目安となる。而して、このように絶えずフードの内部に向かって気体が流入してくるように吸引量を設定しておけば、フードの開口部から外部に汚染ガスは排出されることはない（図１参照）。
【００３４】
よって、真空ポンプ２に代えて、例えば大気圧以下の状態にある気体を吸い出して気中に放出できる圧縮機や送風機などの吸引口をフードに接続された負圧パイプ２２・２１に接続してなるものなども用いることができる。
【００３５】
（３）高温加熱手段３
高温加熱手段３は、図３に示すように、開口部１ａに面して設けられ、ダイオキシンを高温加熱することにより熱分解処理するために用いられるものとして構成されている。
【００３６】
ここで、高温加熱手段３としては、ダイオキシンの分解温度とされる概ね摂氏８００度以上のバーナー照射温度を具現化できればよい。よって、例えば天然ガスや石油などの化石燃料を酸素（空気）と反応させても高温燃焼することができる。
【００３７】
具体的には、この高温加熱手段３は、同図に示すように、燃料パイプ３１ａを通じて供給される燃料を燃焼させることによりダイオキシンを高温加熱するためのバーナー本体３１と、移動式フード１の左右方向に沿ってバーナー本体３１をダイオキシンで汚染された地盤の表面に近接して移動させるためのガイドレール３２とを備えたものとして構成されている。
【００３８】
ここで、高温加熱手段３としては、ブラウンガスバーナーが用いられている。また、ブラウンガスバーナーは、レーキ４を挟んで前後に夫々設けることにより、レーキ４の進行方向側にあるバーナーは地盤の表面に高温ガスを照射して表面のダイオキシンを分解し、レーキ４の後ろ側のバーナーはレーキ４で表層を切削・攪拌された表面下のダイオキシンを分解できるので高効率の分解作業が可能となる。
また、ブラウンガスバーナーは、ガイドレール３２に複数併設して設けることができる。
【００３９】
これにより、二酸化炭素や窒素酸化物を発生しないクリーンなエネルギー源であるブラウンガスが用いられることになり、その結果、ダイオキシンの処理が新たな環境負荷物質を生じさせるという不合理を是正することが可能となっている。
【００４０】
なお、ブラウンガスは、水を電気分解して得られる水素２容量と酸素１容量とからなる混合ガスである。深夜電力など余剰電力を用いて製造することができることに加え、燃焼反応後には再び水に戻るので極めて環境に優しい燃料といえる。そして、このブラウンガスの燃焼により、概ね摂氏３０００度の高温になり、ダイオキシンの分解温度を大幅にクリアーするバーナー照射によりダイオキシンの除去が効率的にできることとなっている。
【００４１】
（４）レーキ４
レーキ４は、図１及び図２（ａ）に示すように、開口部１ａに面して設けられ、地盤の表層を切削・攪拌するために用いられるものとして構成されている。
【００４２】
すなわち、このようなレーキ４によれば、地表面に露出していない表土の下に埋没しているダイオキシンもが掘り起こされることになり、その結果、原位置に存在するダイオキシンのすべてを漏れなく完全な熱分解処理することが可能となっている。
【００４３】
具体的には、レーキ４は、図１及び図２（ａ）に示すように、円筒体の外周面に適宜間隔で多数の掘削用ビットを設けてなるレーキ本体４１と、レーキ本体に回転力を付与するための駆動装置たるエンジン４２と、エンジン４２による回転力をレーキ本体に伝えるためのベルト４３とを備えたものとして構成されている。
【００４４】
（５）無害化手段
無害化手段は、図示しないが、真空ポンプ２で吸引した移動式フード１内の空気に残留するダイオキシンを無害化処理するために用いられるものとして構成されている。
【００４５】
すなわち、このような無害化手段によれば、ダイオキシンの熱分解処理が不完全な結果となった場合にも対応し得ることが可能となっており、これにより、ダイオキシンの空気中への拡散を確実に防止することが可能となっている。
【００４６】
具体的には、この無害化手段においては、図示しないが、真空ポンプ２で吸引したフード内の空気を負圧パイプを通じて補助装置に導き、補助装置内のブラウンガスバーナーの高温炎で補助装置内排ガスを８００度以上に加熱し、含有汚染物質を系外に無害化放出する。
【００４７】
これによって、汚染物質の原位置無害化処理が実現されることとなっている。
【００４８】
なお、燃焼した熱で分解せずにそのまま気化し吸引されたガスは、酸化チタンによる光触媒システムなどで無害化ガスに分解させることもできる。
【００４９】
また、燃焼によって発生する塩酸ガスやＰＣＢ、燃焼によって昇華ガス化した水銀やセレンなどの重金属は、冷却水塔内を循環させて凝結回収してもよく、また、キレート樹脂などによる吸着捕集をしてもよい。
【００５０】
上記したように、本実施の形態に係る汚染物質処理装置によれば、移動式フード１、真空ポンプ２及び高温加熱手段３を備えたので、内部を負圧状態に維持して汚染物質の空気中への拡散を防止し得るようにした移動式フード１を汚染地盤の表面に近接して移動させながら汚染物質を熱分解処理することが可能となっている。
したがって、このような汚染物質処理装置によれば、汚染物質で汚染された地盤の表層に対して原位置で熱分解処理することが可能となっている。
【００５１】
【発明の効果】
本発明に係る汚染物質処理装置によれば、汚染物質で汚染された地盤の表層に対して原位置で熱分解処理できることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る汚染物質処理装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る汚染物質処理装置の部分構成を示す断面図（図２（ａ）は、レーキに係る部分、図２（ｂ）は、高温加熱手段に係る部分）である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る汚染物質処理装置の部分構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１      移動式フード
１ａ  開口部
２      真空ポンプ
３      高温加熱手段
４      レーキ
１１    ドラム形フード本体
１２    車輪
１３    円錐形フード本体
２１    負圧パイプ
２２    負圧パイプ
３１    バーナー本体
３１ａ  燃料パイプ
３２    ガイドレール
４１    レーキ本体
４２    エンジン
４３    ベルト
【図１】
2004243157.tif 000003
【図２】
2004243157.tif 000004
【図３】
2004243157.tif 000005