(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染された粒子を浄化する装置であって、
前記粒子が５ミリメータ以下の径の大きさを有し、
前記粒子が液体キャリアの中に混入されてスラリーを形成し、
前記装置が実質的に囲まれた容器の中に収容され、
該容器にはフレームを取り付ける手段が取り付けられ、
該フレームは前記容器内に取り付けられたノズルを支持する支持手段を有している、汚染された粒子を浄化する装置において、
ａ）前記フレームに取り付けられ、２，０００ｐｓｉ（１３．７５ＭＰａ）から２０，０００ｐｓｉ（１３７．５ＭＰａ）で液体を排出する能力を有する少なくとも１つの高圧ノズルと、
ｂ）前記各ノズルからの排出の領域にスラリー入口流れを排出するように配置されたスラリー入口と、
ｃ）前記各ノズルから前記ノズル間のほぼ中間点の収束領域に排出流れを導く手段と、
ｄ）前記フレームと前記ノズルに取り付けられ、前記各ノズルの排出が特定の点に向けられて前記スラリー入力装置からの排出流れと交差するように調整する調整手段と、
ｅ）前記ノズルからの前記排出流れをほぼ平坦な形状に調整する手段と、
ｆ）前記スラリーを前記排出領域に注入する手段と、
ｇ）前記ノズルの排出方向とスラリーの注入方向の交差の角度が２０度から１６０度になるように、前記ノズルからの排出を調整する手段と、
を有することを特徴とする汚染された粒子を浄化する装置。
【請求項２】
前記フレームに少なくとも２つのノズルが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記フレームに互いにほぼ等間隔に３つのノズルが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記フレームに互いにほぼ等間隔に４つのノズルが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記フレームに互いにほぼ等間隔に５つのノズルが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記フレームに互いにほぼ等間隔に６つのノズルが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
単一のノズルが１０，０００ｐｓｉ（６８．９５ＭＰａ）から２０，０００ｐｓｉ（１３７．５ＭＰａ）で液体を排出することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
単一のノズルが前記スラリー入口流れ排出に対して２０度から１６０度で液体を排出することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ノズルからの排出と前記スラリーとの間の交差の角度が３０度から９０度の間である請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ノズルからの排出と前記スラリーとの間の交差の角度が２０度から１００度の間である請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ノズルからの排出と前記スラリー入口流れとの間の交差の角度が９０度である請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記ノズルからの排出と前記スラリー入口流れとの間の交差の角度が３０度である請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記各ノズルが５，０００ｐｓｉ（３４．４７５ＭＰａ）から１５，０００ｐｓｉ（１０３．４２５ＭＰａ）で液体を排出することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記各ノズルが５，０００ｐｓｉ（３４．４７５ＭＰａ）から１５，０００ｐｓｉ（１０３．４２５ＭＰａ）で液体を排出することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも２つのノズルの排出点の間の距離が１２ｃｍから５２ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記ノズルから排出される液体は温度が３５度Ｆ（１．７度Ｃ）から２００度Ｆ（９３．３度Ｃ）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記ノズルから排出される液体は温度が１００度Ｆ（３７．８度Ｃ）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記ノズルによって排出される液体が水であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記ノズルによって排出される液体が、水と界面活性剤との混合物であり、界面活性剤の含有量が０．１容量パーセントから５容量パーセントであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記スラリーが５重量％から５０重量％の固形分を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記スラリーが３５重量％の固形分を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記スラリーの温度が３３°Ｆ（０．６度Ｃ）から２００°Ｆ（９３．３度Ｃ）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
前記スラリーの温度が１００°Ｆ（３７．８度Ｃ）から１６０°Ｆ（７１．１度Ｃ）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
前記ノズルの数が４であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
前記スラリーが、水４９容量％、土５０容量％、界面活性剤１容量％の割合で、界面活性剤と混合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
ａ）前記容器内に取り付けられ、少なくとも１つの高圧ノズルを備えたフレームを有し、
ｂ）前記フレームは前記ノズルの排出の角度を調整するためにそこに取り付けられた調整手段を有し、
ｃ）前記ノズルは、前記ノズルからの排出が処理されるスラリーの流れの方向に対して直角に向けられるように配置された、前記ノズルの排出部を有し、
ｄ）前記ノズルは液体源に接続され、
ｅ）前記液体は圧力で前記ノズルに引き渡され、
ｆ）液体キャリアの中に５ｍｍ以下の径のサイズを有する前記汚染された粒子を含むスラリーを前記ノズルの排出流れと交差する点に引き渡す手段を有し、
ｇ）前記汚染された粒子が前記ノズルの排出流れと交差する点を通過した後に前記汚染された粒子と前記液体を収集する手段を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、細かい粒状にされた土、粘土および沈積土（silt）、堆積土（sediment）の粒子から汚染物質を有効に除去する装置および方法に関する。
【０００２】
この発明は、工業化学製品や石油等によって汚染された領域で見られるような土、粘土および堆積土の粒子から汚染物質を除去する装置に関する。この装置は、土の粒子の表面から汚染物質を有効に除去するために液体を使用する。この装置は、単一点に向けられた対向する液体高圧ジェットによる極端な乱流のゾーンを生成する。スラリー入力装置は、汚染された土のスラリーをノズル装置から排出される領域に注入する。ウォータジェットとノズルからの排出の交差ゾーンを通過するにつれて、スラリーの土粒子から汚染物質が除去される。この手段により、汚染物質は土粒子の表面から分離される。これにより、実質的に汚染の無い粒子の留分（fraction）が残り、汚染物質は当業者に公知の手段によって液体から分離される。
【０００３】
【従来の技術】
土や堆積物からの汚染物質の除去は、工業や政府機関の大きな関心になっている。所有地の購入者および販売者は、資金を調達する前に、所有地に化学物質や油のような環境汚染が無いことの証明書を提出しなければならないことがある。環境に対する意識変化は有効な汚染物質除去システムに対する需要を高めている。
【０００４】
汚染にさらされた土は如何なる製造分野でも見られる。化学製品や油を使用し保管する会社は、貯蔵タンク漏れや輸送中の漏れをしばしば経験する。地下貯蔵タンクを使用するサービスステーションや他の施設は、タンクを満たしているときに生じるわずかな漏れやこぼれにより、しばしばタンクの周りに汚染物質を有する。
【０００５】
こぼれ事故の影響を受けた土は、多くのサイズが組み合さった粒子である。汚染された土粒子は、大きな岩から極めて小さな粒子の粘土まで変化する。
【０００６】
環境浄化プロトコルは、汚染された土をサイズに基づいてその留分に分離することを要求する。この分離の基本は、大きな大きさの土粒子は浄化が容易であることである。したがって、約０．６ｍｍより大きなサイズの粒子は小さな粒子から分離される。
【０００７】
一般に、より大きな粒子は当業者に公知の従来の手段を使用して浄化される。汚染された土のより小さな粒子サイズの留分は、適当な貯蔵および廃棄施設に輸送される。
【０００８】
このプロセスは汚染された土粒子の全体を浄化しない。標準の粒子は細かいサイズの粒子の汚染された留分を施設に搬送し、そこでそのような粒子を貯蔵する。ある例では、汚染された土は有害廃棄物として処理される。
【０００９】
粒子が０．０６３ｍｍ以上である砂、砂利、石は比較的容易に浄化される。より小さい土粒子は浄化がより困難であり、このため、これらの粒子は一般に土から除去されて危険または特別廃棄物として廃棄されている。したがって、土の浄化は、汚染物質および汚染をより大きな粒状の土粒子からの除去すること、および廃棄のために細かい粒状の粒子を分離することにより、全汚染土の体積が減少する。
【００１０】
廃棄コストは、汚染された土や粘土の輸送や貯蔵のために、高い。このような汚染された土や汚泥のための廃棄場所の利用可能性は、廃棄に適した土地の入手可能性によって制限される。廃棄や貯蔵のオプションは、汚染物質資が近隣の地下水面（water table）に到達しないような本質的なクローズドシステムで汚染物質を保有する欲求によってさらに制限される。
【００１１】
界面活性剤、熱、攪拌のような機械的処理を使用して、より大きな粒状のサイズの土を浄化する技術が当業者に知られている。これらの単独でまたは組み合わせて使用することができる手段により、汚染物質は洗浄液内に分配され、様々なプロセスによって処理され、洗浄液内の化学汚染物質を除去し減少される。
【００１２】
土の浄化（ここでは、沈降物、土、微粉、粘土、大粒子の浄化）は、特定の粒子サイズ領域に向けられた分離の原理と処理の最適化に基礎を置いている。土の浄化は広範囲に、すなわち汚染が存在するプロジェクトに適用することができる。
【００１３】
これらのプロセスは、径が約０．６ｍｍより小さい粒子からの汚染物質の除去には効果がない。このように、土や沈殿物から汚染物質を除去する公知の技術はそれより大きい土の粒子に対してのみ有効である。現在の技術は、汚染された土を２つの独特の流れ、すなわちより大きな（約０．５ｍｍより大きな径の）粒子と、微粉および粘土とに分離することを要求する。
【００１４】
より大きなサイズの粒子は、標準の方法を使用して有効に浄化することができる。また、洗浄された土は処理後に現地に安全に戻される。約０．６３ｍｍより小さい微粉または粒子は、標準の方法を使用して浄化することはできない。このサイズの範囲の粒子は、汚染された土の全体から分離され、適当な施設に廃棄され、貯蔵される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、現在の土浄化技術は大きな土粒子に対してのみ有効である。小さな粒子は全く浄化されず、認可された危険廃棄物施設のような貯蔵施設に搬送されるだけである。これは、現地の所有者または経営者が汚染された粒子の輸送や貯蔵に高コストを支払うことを要求する。また、廃棄施設は地面への漏出を防止するために注意深く建設し監視しなければならない。本質において、これはもとの汚染現場から貯蔵施設に問題を移動させているだけである。この汚染された土の処理は、粒状の土材料を浄化するのに成功したとはいえない。
【００１６】
本発明は、汚染された土の全体から汚染物質を有効に除去し、微粉や粘土を含む汚染された土の留分の廃棄の問題を回避する。この装置の汚染現場への適用は、大量の汚染された土を危険廃棄物として廃棄することを回避する。
【００１７】
汚染された土は一般に、遊離した材料、表面的に吸収された材料、または小さい若しくはコロイド状の材料の３つの典型的な状態の汚染物質を有する。ここで、汚染物質は、細かい粒状の土に物理的または電気化学的に拘束される。粒子サイズ分離を使用して土の汚染を減少する標準の方法は、有機または無機の汚染物質が粘土や沈積土で通常代表される細かい粒状の土と関係する傾向にあるという事実に基づいている。微粉や粘土の除去および廃棄は、土から大量の汚染物質を捕獲する。しかしながら、実際にはそれは汚染された土の全てを浄化しない。
【００１８】
土の除染（decontamination）は、汚染物質が拘束されている土基質（soil matrix）の性質を理解することを要する。一般に、主として大きなサイズの土粒子からなる粗い土基質は、従来の土の浄化および洗浄に理想的な候補となるものである。
【００１９】
汚染された土は一般に、サイズ毎に分離し大きなサイズの粒子を洗浄する標準の方法によって処理される。従来の方法による除去に適した汚染物質は、半揮発性有機性化合物、農薬、ポリ塩化ビフェニル、金属、ある放射性ヌクレオチド（radio-nucleotide）、ポリ芳香属炭化水素、または径が２ｍｍ以上の土粒子である。揮発性有機化合物（ＶＯＣ）は、目標とする汚染物質処理材料としては適していない。攻撃的（aggressive）な混合や洗浄プロセスにおける材料の取り扱いは、ＶＯＣが空気中に漏れる可能性があるからである。
【００２０】
土の洗浄および除染の通常の制限は、土の基質と汚染物質のタイプに起因する。汚染物質は一般に微細な粒状の材料に大きな速度で付着し吸着する。これは、微細な粒状の材料によって発揮される複雑で強い結合力の結果である。粗い粒状の材料は、吸着結合力の結果として、汚染物質を保持する。しかしながら、大きな粒状の材料は、粒子サイズが増加するにつれ、吸着結合力は小さくなるので、一般に浄化がより容易である。
【００２１】
標準の土洗浄方法を適用しても、従来の浄化処理には限界があるため、微粉および粘土は廃棄および貯蔵現場に搬送される。したがって、より大きな土の基質から微粉を分離（segregation）すると、廃棄を必要とする汚染された土の体積が減少する。しかしながら、微粉や粘土を分離することは問題を解決しない。保管の問題が生じるだけである。汚染された土は、汚染物質のタイプに依存して１立方ヤードあたり２０ドルから２００ドルの範囲のコストで輸送され貯蔵されなければならない。
【００２２】
従来の処理は、高度に汚染された微粉から比較的汚染されていない土の留分を分離する。その結果得られる微粉スラリーはバイオ活性化処理または金属キレート（metal chelation）を適用して処理する。粘土中の微粉は、基本的には、汚染の少ないスラッジ製品となるように処理される。この処理は一般に、有機汚染物質を、最初は全処理出力のうち小さな留分であるが有機汚染物質の重量の大部分を占める汚染された微粉スラリーに濃縮する。さらに、この微粉の粒状の材料は脱水してスラッジケーキを形成することが困難である。なぜなら、水や他の親水性汚染物質を含む広範な材料を吸着する親和力が小さい粒子であるからである。
【００２３】
標準の土洗浄方法は、破砕および分離装置に通して前処理することで開始し、土および沈降土を粒子サイズ毎に分離する。次に、土を振動スクリーン（shaker screen）に導き、粒子サイズに基づいて粒子を流れの中に分離する。１から２ミリメータ以上の材料は、標準の大粒子土洗浄機の中で処理する。これは、加熱、攪拌、界面活性剤を加えて、大きな粒子サイズから吸着材料を分離する。小さな粒子サイズは廃棄される。これらの粒子は、必要なら、流体と固体を分離する流体サイクロンの中で脱水される。
【００２４】
界面活性剤はしばしば洗浄液に添加され、処理を加速し、汚染物質と汚染粒子の間の吸着結合を破壊する処理を促進する。しかしながら、界面活性剤はその毒性による困難性がある。土粒子から汚染物質を除去する多くの装置が当業者に公知である。これらの装置は、細かい土粒子、粘土、沈積土等を除染しない。
【００２５】
クローン氏に与えられた米国特許第４，４１５，３６８号には、真空を生成するのにジェット管を利用することを開示している。これは、粒子をウォータカーテンスプレーに通過させることにより、汚染物質を理論的に除去するようになっている。クルーンの特許は、ウォータカーテンを使用して粒子を最も小さい基礎ユニット（basic unit）に分離する。これにより、汚染された土の凝集（clump）を阻止する。より大きな粒子はこの方法で浄化され、より小さな粒子および汚染物質は凝集（flocculation）によって分離される。１９９３年２月、アメリカ環境保護局により発行された、汚染された土地および地下水の治療行為技術の証明、最終報告、１９８６−１９９１のＮＡＴＯ報告によると、０．０３から０．０５ｍｍより小さい径の小さな粒子は、クローン特許に述べられた形状と圧力のウォータジェットによっては有効に浄化されない。
【００２６】
クローンの方法では、汚染物質は真空を生成する水流を適用することによって土粒子から理論的に分離される。水流の圧力は２５０バールであり、それは約３，５００ｐｓｉ（１平方インチあたりのポンド）（２４．１ＭＰａ）である。しかしながら、この方法は粘土や微細な粒状の土から汚染物質を有効に除去しない。
【００２７】
ダーレイ氏の米国特許第３，７６４，００８号は、ジェットサイクロンとベンチュリ装置の組み合わせを使用して砂を脱脂する方法を開示している。ダーレイは、遠心力を使用して砂から油性廃棄物を分離する。彼の方法は、汚染物質の一部のみを除去するために装置を何回か通過させる必要がある。しかしながら、この方法は、本発明のように、微細な粒状の粒子から汚染物質を有効に除去できない。さらに、この開示された装置は、砂、粘土、沈積土として分類される普通に出合うような非常に微細な砂粒子を有効に処理できない。さらに、彼の方法は、その方法、形態、および結果において本発明と類似する方法を利用していない。
【００２８】
汚染物質を揮発または焼却させるために熱を加えることを利用する方法も開示されている。これらの方法の欠点は、汚染物質が大気に漏れることであり、焼却方法は、多大な熱の投入を必要とし、本発明のように経済的に有効ではない。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、土、沈積土、粘土および微細な粒子から汚染物質を機械的に除去する装置を利用する。これらの粒子は液体キャリアに混入されてスラリーが形成される。液体キャリアは予め配置されたノズルからの排出流れの交差領域に導入される。排出流れは水単独であってもよいし、界面活性剤と混合された水であってもよい。これらの排出流れは２つまたはそれ以上のほぼ対向するノズル措置から排出される。ノズル装置はフレームに取り付けられる。フレームはノズル手段を支持するのに利用され、ノズル装置の適切な位置決めを許容するように機能する。
【００３０】
ノズル装置は、２，０００ｐｓｉ（１３．７５ＭＰａ）と２０，０００ｐｓｉ（１３７．５ＭＰａ）の間の好ましい圧力で液体を排出する。圧力の設定は、処理される粒子のサイズや、粒子の表面から除去される汚染物質のタイプに基づいて決定される。さらに、単一のノズルの使用は、約１０，０００ｐｓｉ（６８．９５ＭＰａ）から約２０，０００ｐｓｉ（１３７．５ＭＰａ）でノズルからの排出を使用して達成することができる。
【００３１】
処理される土の流れは、洗浄液の流れがノズルから排出される領域、または少なくとも２つのノズルからの排出が収束する領域に注入されまたは挿入される。この領域では、土の粒子は、利用されるノズル装置の数に依存して約４，０００ｐｓｉ（２７．５８ＭＰａ）から約６０，０００ｐｓｉ（４１３．７ＭＰａ）の力にさらされる。
【００３２】
最も好ましい実施形態では、以下に説明するように、使用されるノズル装置の全体の数は４である。しかしながら、オペレータは、１、２、３、４、５またはそれ以上のノズル装置の使用も適切であり、小さいサイズの土、沈積土、堆積土の粒子から汚染物質の除去を達成するのに有効であることが分かるであろう。
【００３３】
この発明はノズル装置の排出とスラリーの入口流れとの間の衝突の角度に影響を及ぼすように修正されてもよい。スラリーは水のようなキャリア流体を含んでもよいことを思い起こすべきである。スラリーは、前処理中または衝突槽での処理中に、界面活性剤を加えることができる。
【００３４】
スラリーの排出は、ノズルからの排出点に向けられている。１以上のノズルが利用される場合、スラリーの排出はノズルの交差点に導かれるべきである。これは、ノズル支持フレームを調整し、ノズルを特定の方向に向けるか、土スラリーの流れの挿入の角度を変更することによって達成することができる。
【００３５】
ノズル装置からの流れの収束領域は、当該領域に注入された対象すなわち粒子が大きな力にさらされる領域である。この領域に挿入された汚染された粒子は、粒子から除去された汚染物質を有する。大部分の汚染物質は土のより小さな粒子の上にあるものと思われる。このため、汚染物質と土粒子の間の結合は吸着である。この結合は、主として弱い電子−機械的結合であるために、容易に破壊される。これにより、土の粒子は汚染物質から機械的に分離される。液体キャリアと土粒子に残っている汚染粒子は重力により衝突容器の底に導かれる。そこから、キャリヤ、浄化された土粒子、および使用された洗浄液は、当業者に公知の排水機構によって排出される。
【００３６】
それは、浄化される粒子の表面から汚染物質を除去するノズル機構からの対向する排出の収束領域において、ノズル装置から排出される液体の力である。この乱流は十分に大きくなければならない。ノズルの数がノズル装置からの排出速度を決定することが分かっている。
【００３７】
単一のノズルが利用されるとき、約１０，０００ｐｓｉ（６８．９５ＭＰａ）から約２０，０００ｐｓｉ（１３７．５ＭＰａ）の排出により、約８５パーセント除去から約９０パーセント除去の範囲で汚染物質を除去することができることが分かった。２またはそれ以上のノズルの使用により、汚染物質の除去率が増加した。２またはそれ以上のノズルが使用されるときは、約２，０００ｐｓｉ（１３．７５ＭＰａ）から約２０，０００ｐｓｉ（１３７．５ＭＰａ）のノズルからの排出率が、約９０パーセント以上の汚染物質の除去するのに有効である。
【００３８】
十分に高い圧力での洗浄液の排出は、洗浄液に界面活性剤を添加したり、あるいは固形スラリー流れのキャリアに界面活性剤を添加することにより向上する。界面活性剤の有無と機械的力の相互作用は、土粒子から汚染物質の機械的分離を達成するのに十分である。
【００３９】
【発明の効果】
本装置を適用した結果、約８９％の汚染物質除去から約９９％（またはそれ以上）の汚染物質除去の範囲内で、粘土、微粉、沈積土のスラリーが浄化される。この範囲により、処理された材料は非汚染土として使用することができる。
【００４０】
多重洗浄サイクルは、処理された材料を洗浄容器に再導入してそのサイクルを繰り返すことにより達成することができる。
【００４１】
本発明を使用することの利点は、本発明による装置を利用してテストされた汚染物質により、如何なる領域で使用するのにも適している浄化された土粒子（粘土、微粉および沈積土）が得られることである。汚染物質の除去は、危険廃棄物や特殊廃棄物の施設でこれらの材料を廃棄する排除できるほど、完全であった。
【００４２】
したがって、この装置は、このような細かい粒子の浄化することができる一方、廃棄の追加のコストを回避することができる。この装置を使用する１立方ヤード（０．７６立方メートル）当たりの処理のコストは、１立方ヤード（０．７６立方メートル）の汚染された土に対して４ドルから３５０ドルの範囲で、汚染された材料の廃棄のコストよりも実質的に少ないことが見積もられている。このような廃棄は、認可を受けまたは特別な廃棄施設で達成されなければならないし、いくつかの業者により整理される材料を輸送する必要がある。
【００４３】
本発明は、微粉や粘土を含む母材から原油、ポリ芳香族炭化水素、燃料油およびディーゼル油を含む重い炭化水素の汚染物質を浄化することができる。このプロセスは、有機、無機および金属化合物の広い範囲の汚染物質に適している。これらは、粘土や沈積土が有力な媒体であり、この発明を使用して有効に除染し浄化することができる。
【００４４】
本発明は、土洗浄技術の広範な利用に対する３つの障害を解決している。これらの障害は、重い分子量の汚染物質資または汚染質を取り扱うことの不可能性、沈積土や粘土粒子のような小さな堆積土を洗浄することの不可能性、膨大なコストと土洗浄技術で使用される大きな処理プラントの相対的な不動性である。
【００４５】
本発明は、出合った汚染物質に基づいて使用される合成バイオ界面活性剤化学薬品（ウィスコンシン州ミルヲーキーのバイオジェネシス）の適用を含む。これらのバイオ界面活性剤化学薬品は、洗浄が完了して洗浄された土製品の汚染レベルをさらに完全に減少した後の、連続修正作用（continuing remediation action）を提供できる。
【００４６】
本発明は、現場での技術であり、有機汚染物質および金属によって汚染された全ての土のタイプに対して使用してもよい。約０．５ｍｍより大きな粒子は標準の土洗浄プロセスによって処理される。このような処理に利用される液体は、さらにその液体から汚染物質を除去するために処理される。約０．５ｍｍ以下の大きさの粒子は、本発明の装置すなわち土および堆積土洗浄プロセスにおいて容易に処理することができる。
【００４７】
洗浄液は、水とすることができるが、さらに処理される。浄化された土および沈降土は現場に戻されるか、または使用される。
【００４８】
この発明は、合成バイオ修正界面活性剤（complex bio-remediating surfactant）とともに適用することができ、水、熱、混合、および摩擦とともに適用することができる。大きな粒子サイズの洗浄ユニットは１時間に８０立方ヤード（６１．２立方メートル）以上を洗浄することができることは当業者に公知である。
【００４９】
この発明においては、堆積土および土の粒子（微粉および粘土としても定義される）は、微粉および粘土の廃棄を必要とすることなく、追加の移動可能な連続フローユニットで、１時間に８０立方ヤード（６１．２立方メートル）以上の割合で浄化することができる。
【００５０】
必要な装置は、粒子分類装置、タンク、撒水および水処理装置、バイオリアクタ等、当業者に標準である全てのものである。衝突槽は、本発明の課題であるが、これによりオペレータは微粉および粘土を浄化することができる。
【００５１】
沈積土洗浄装置は連続フローユニットとして考えることができる。
【００５２】
粒子サイズの分離は、ウェントワース分類または他の当業者に公知のシステムを使用して達成してもよい。合致しなければならない要求は、粒サイズが約５ｍｍ以下の径であるということである。
【００５３】
【発明の実施の形態】
ここで説明する装置は図１−４に示されている。この形態は工業現場として使用されていた汚染領域から採取した大量の土を浄化するのに適している。この領域の汚染土は砂、砂利、細砂および粘土の組み合わせであった。
【００５４】
沈降土洗浄装置は、２つの基本部分から構成した。これらの部分は、沈降土の分粒（sizing）および処理する土の準備のための第１部分と、浄化槽での土粒子の浄化のための第２部分とからなっている。
【００５５】
第１工程では、図１を参照すると、汚染材料すなわち沈降土（sediment）はまず粒子サイズによって分離した。汚染材料は、沈積土溜まり１０から採取し、スラッジライン１４を介して湿式スクリーン４にパイプ輸送した。使用した湿式スクリーン供給ポンプ１１は、ウィスコンシン州サマーセット（Somerset）のリキッド・ウェイスト・テクノロジィ（Liquid Waste Technology）のピット・ホグ（Pit Hog）９００の流体ポンプであった。スラッジは、湿式スクリーン供給ポンプ１１によってスラッジライン１４に沿って移動させた。スラッジ材料が湿式スクリーン４（ケンタッキー州フローレンスのＳＷＥＣＯインコーポレイテッドの振動エネルギセパレータＬＳＺ４Ｓ４６１）を通して処理されると、約０．５ｍｍ以上の径を有する材料が分離された。これより小さい材料は、細粘土ホース４９によって細粘土貯蔵タンク５０に輸送した。材料が沈殿するのを防止し、移動を補助するために、インラインミキサー（カナダ、トロントのグレイ・ライトニンのモデル５０--ＦＴ−２インライナー）を利用してもよい。より大きいサイズの材料は、当業者に公知の従来の手段によって処理する。
【００５６】
細粘土混合槽５０では、材料はミキサーアセンブリ２（ニューヨーク州ロチェスター、リットニン・コーポレイションの１１．８インチのタービンを備えたリットニンモデルＶ５Ｐ５５ベクターミキサー）によって攪拌される。このミキサーアセンブリは当業者に公知である。細粘土ミキサーはスラリーを作るために水が加えられる。細粘土スラリーは、細粘土タンク５０から細粘土流量計５１を通って衝突槽供給ポンプ（collision chamber feed pump）２１に流れる。ここで、細粘土貫通パイプ２２を通って衝突槽２０にパイプ輸送される。
【００５７】
処理の第２ステップは、衝突槽２０で生じ、ここで汚染物質が除去される。衝突槽１に入ると、細粘土スラリーはノズル装置２４からのスプレーの交差点を通過する。処理されたスラリーは、衝突槽２０の処理済スラリー保持タンク２５に重力によって落下する。衝突槽２０の混合領域のスラリーは、ミキサーアセンブリ２によって緩やかに攪拌され、浄化された材料が搬送流体中で懸濁状態に維持される。これは、ミキサー２（ニューヨーク州ロチェスター、ベクター・リットニンのリットニンＶ５Ｐ５５）によって達成される。処理された土は、重力によりまたは補助供給ポンプ３１により、衝突混合容器から排出した。
【００５８】
ノズル装置２４はノズル調整アーム４０７上に搭載されている。このノズル調整アーム４０７は、ノズルカラー４０２に取り付けられたノズルバー４０１からなる。このアセンブリは、ノズルフレーム４００に取り付けられている。ノズルバー４０１は、１を越えるノズルが使用される場合に、他のノズル２４のいずれかのレベルを基準にして調整することができる。さらに、ノズル装置２４は、ノズル装置からの排出（discharge）またはそれらのいずれかがスラリー入口パイプ２３１からの排出に対して特定の角度になるように、調整してもよい。このような調整の特徴はオペレータがノズルの排出の角度を調整できるように設計される。ノズル調整アーム４０７とノズルアンカー調整ブラケット３４１は、ノズルサポートガセット３４２に協働的に取り付けられている。ノズルサポート手段の種々の要素はノズルバー４０１に調整可能に取り付けることができる。ノズルバーは、浄化槽内でノズル装置を特定の角度で、かつ、所望の高さに保持するためのフレーム手段の一部を形成する。
【００５９】
ノズル調整機構はステンレス鋼で形成されている。ノズルバーは炭素鋼から形成される。この発明では、洗浄液を排出するためのノズルヘッドは当業者に公知である。
【００６０】
洗浄液を排出するノズル５００は、イリノイ州エルムハーストのクオリティ・スプレイ・プロダクツから得た。それはモデル番号１／４Ｍ６．５−７Ｅのタングステンカーバイドスプレイノズルである。それは、ノズル５００の形態、除去される汚染物質、及びこの装置で浄化される汚染材料の性質に依存して、２０００ｐｓｉ（１３．７５ＭＰａ）と２０，０００ｐｓｉ（１３７．５ＭＰａ）の間の所望の圧力で洗浄液を排出するための高圧ノズルである。
【００６１】
ノズル調整フレーム４００（及び位置決め装置）により、オペレータは、堆積土流入排出がノズル装置５００からの排出の交差面の上方にあるように装着されている堆積土流入排出ヘッド（sediment inflow discharge head）２３１に対して、ノズル装置からの排出（discharge）の適切な交差角度を選択することができる。しかしながら、オペレータは、空間的な制限や設計の嗜好に基づき、装置の頂部から堆積土を流入することを望むかもしれない。堆積土流入装置によりオペレータが堆積土流入（sediment inflow）２３の中のスラリーを図３と図４に示すようにノズル装置５００の排出からの交差面に貫通させることができる限り、堆積土流入装置の位置は、この装置の機能にとって重要ではない。
【００６２】
この装置の動作において、オペレータは処理された材料について追加のクリーニングサイクルを実行してもよい。この一旦処理された材料は、同一の衝突槽２０を通して再循環させたり、追加の処理サイクルのために第２または第３のユニットに導いてもよい。しかしながら、クリーニングサイクルが最適化されていれば、追加の処理サイクルは全く不要であることが分かっている。
【００６３】
この最適化は、ノズルフレーム上の適切な要素を調整し、スラリー流入の温度を調整することによって、ノズル装置からの排出により形成される面の角度を調整することで、可能である。また、洗浄液の温度は除去効率を増加するように調整してもよい。洗浄液の温度を約１００°Ｆ（３７．８°Ｃ）に増加してもよいことが分かった。
【００６４】
追加の処理サイクルが必要でない場合、処理された材料は、処理スラッジパイプ３３により、流体サイクロン３０にパイプ輸送される。流体サイクロンは、当業者に公知である（ウィスコンシン州ケノーシャのエンサイクロンインコーポレーテッド）。水／スラッジ分離が流体サイクロン３０内で達成された後、その結果得られる個体は個体収集容器４０に供給され、個体輸送ポンプ４２または他の機構により個体貯蔵部４４に輸送される。
【００６５】
流体サイクロンで分離された水は、後続の処理のために流体輸送ポンプ４１を介して液体貯蔵タンク４３にパイプ輸送し、あるいはこの発明の利用分野の要求に従ってオペレータにより供給される追加の配管により、土洗浄プロセスを通して再循環してもよい。
【００６６】
この実施形態では、洗浄材料は水であり、この水は、通常はパイプ１７を介してパイプ輸送される市営水源からの生水とすることができる。水は約１００°Ｆ（３７．８°Ｃ）から約１６０°Ｆ（７１．１°Ｃ）に加熱してもよい。洗浄液は、氷点以上で２００°Ｆ（９３．３°Ｃ）近傍まで、すなわち、３３°Ｆ（０．６°Ｃ）から約２００°Ｆ（９３．３°Ｃ）までの如何なる温度でもよい。
【００６７】
さらに、水のような洗浄液は、界面活性剤分配器６からの計量された界面活性剤と組み合わせてもよい。本発明で利用した界面活性剤は、ウィスコンシン州ミルウォーキーのバイオジェネシスインコーポレーテッドからのバイオ界面活性剤とした。
【００６８】
界面活性剤／洗浄液の組み合わせは、界面活性剤供給パイプ１８を介してパイプ輸送するか、パイプ１８中の水にあとで注入することによって装置に導入してもよい。これにより計量された量の界面活性剤が与えられる。この界面活性剤は、水との組み合わせにより、洗浄液の洗浄効果を向上する。
【００６９】
次に、水または水／界面活性剤混合物１７は、高圧ピストンポンプ９に導かれ、ここで圧力は、約２，０００ｐｓｉ（１３．７５ＭＰａ）から最大約２０，０００ｐｓｉ（１３７．５ＭＰａ）までの範囲に上昇される。この高圧の水または水／界面活性剤混合物は、高圧ライン１６を通してノズルアセンブリ２４に導かれる。ノズルアセンブリ２４は、生水または生水と界面活性剤との組み合わせ１７のスプレーが衝突槽２０のスラリー入口パイプ２３からの流れと衝突するように導かれるように配置されている。
【００７０】
図２の衝突槽アセンブリの正面図を参照すると、フレーム３０１が衝突槽２０の本体を支持していることが分かる。また、オペレータの調整および観察のために、ハンドレール３０２で枠組みされた通路３０３が設けられている。衝突槽２０の上部には、高圧ライン１６が、フランジ３０８によって衝突槽蓋３０７を貫通して装着されている。
【００７１】
衝突槽蓋７は、フランジ３０６によって衝突槽本体２０に取り付けられている。
【００７２】
衝突槽２０は、液位センサ３０３を備え、この液位センサは、衝突槽２０がノズルアセンブリ２４の最適性能のための液位を維持するのを保証するように設計されている。衝突槽装置には、当業者に標準のミキサーアセンブリ２が取り付けられている。このミキサーアセンブリ２は、処理された固形物が重いスラッジと水成分とに分離するのを制止するために使用される。ミキサーアセンブリ２の利用により、微粉や他の固形物が沈殿しないことが保証される結果、混合物はスラリー状態に残る。
【００７３】
処理された材料は、隔離弁３０４により、衝突槽アセンブリ２０の混合槽１に導かれる。この弁３０４は、当業者に公知のタイプのものである。処理されたスラリーは、ポンプ機構３１を介して流体サイクロン３０に導かれるか、パイプアセンブリ１６により衝突槽２０を通して再循環される。電気パネル３０５は、フレーム要素３０１に都合よく装着するのに設けられている。この電気制御パネル３０５は、ポンプ３１のようなポンプを制御するのに使用される。また、衝突槽２０の側面に覗き窓３３０が取り付けられている。この覗き窓３３０は、界面活性剤／水混合物または水と微細粘土スラリーとの交差のプロセスをオペレータが観察できるように設けられている。
【００７４】
衝突槽の平面図である図３を参照すると、カバー３０７が表されている。高圧ライン１６は衝突槽の上部に示されている。高圧ラインは、ソケット継socket weld）３１８によりとノズル機構２４に接続され、高圧界面活性剤ホース３１９に接続されている。高圧ノズル２４への界面活性剤／水引渡しシステムの他の装置は、当業者により容易に確かめることができる。
【００７５】
衝突槽カバー３０７は、装着フランジ３０６によって衝突槽の本体に取り付けられている。この配置では、ノズル（２４）はカバー３０７に取り付けられている。図３は、高圧供給パイプ３１９の配置を示し、該高圧供給パイプ３１９は衝突槽２０の蓋３０７の上に配置されている。高圧供給ライン３１９の交差点はフランジ３２０である。このフランジは高圧供給パイプ３１９を第２高圧供給パイプ３１９に対して安定に保持する。従業者は、もし望むなら、２つの対向するノズル２４のみの配置を使用することを選択することができる。これは、１つの高圧供給パイプ３１９のみを要求する。高圧供給パイプ３１９はソケット継手３１８によりノズルアセンブリに取り付けられている。ノズルアセンブリ２４はさらに図４に示されている。
【００７６】
図４は、衝突槽２０の最上部を示す。この図は、アンカー台３４０によって衝突槽蓋３０７に保持されたバルブとノズルアセンブリ２４と、六角ボルトナット４０３により取り付けられたサポートガセット３４２とを示す。ノズルアセンブリは、調整手段３４１を備え、該調整手段によりオペレータはノズルアセンブリ２４をあるレベル位置に保持することができる。スラリーは、スラリー入口パイプ２３により衝突槽に導かれる。それが衝突槽にパイプ輸送されると、スラリーはさらに上方に向けられ、スラリー入口パイプ２３をスラリー入口ノズル２３１から出る。スラリーは、１または複数のノズル装置２４から排出の交差領域に導かれる。スラリーは圧力で衝突槽に導入される。該圧力は、スラリー入口ノズル２３１からの流出を引き起こすのにのみ必要であり、洗浄液がスラリーから汚染物質を除去するためにスラリーに有効に作用するように、ノズル２４からのノズル排出に十分に近接した領域に、スラリーが実際に到達するのに十分である。
【００７７】
この流量により、スラリーは上方のノズルアセンブリ２４の排出の交差点に注入され、ここでスラリーの洗浄およびクリーニングが生じる。
【００７８】
再度図４を参照すると、水晶ガラス窓３３０が設けられ、該水晶ガラス窓は、オペレータが洗浄プロセスを見ることができるようにするために衝突槽２０の側壁２０１に取り付けられている。スラリーの特性にかかわらず、水または水と界面活性剤との混合物である洗浄液の連続注入により、ガラスを迅速に清掃することができる。パイプ２３を通してのスラリーの流れが瞬間的に妨害される場合、またはスラリーが主として水である場合に、スラリーを洗浄するプロセスは、衝突槽２０の側面２０１を洗浄する結果になる。
【００７９】
図５は、最も好ましい実施形態におけるノズルアセンブリを示す。このアセンブリは、４つのノズルバー４０１の各々を保持するラックとガセット手段の交差を安定化することを特徴としている。各ノズルバー４０１はノズルカラー４０２によってノズル５００に取り付けられている。ノズルカラー４０２は六角ナット４０４によって高圧界面活性剤ライン１６に取り付けられている。
【００８０】
ノズルガセットブラケット３４２は、ノズル５００からの流れを妨げないように、ノズル５００の排出レベルの上に配置されている。
【００８１】
ノズルバー４０１は、ノズルガセット３４３と３４２と協働して、衝突槽２０の中にノズル構造２４を吊設するフレームを形成している。ノズルバー４０１には、当業者に広く知られているような調整手段を備えている。この場合、ノズルバー４０１は調整ブラケット３４１を調整することにより容易に調整される。
【００８２】
図５の全体構造は、図４に示すように、衝突槽２０に取り付けられている。ノズル機構を位置決めする他の装置は、この発明の実施者に自明である。図に示す装置の特定の配置は、装置の効率に干渉することなく、操作することができる。
【００８３】
ノズルアセンブリ２４は、各または全てのノズル５００からの排出が、他のノズル５００とほぼ同じレベルで排出されるように配置されている。この排出は、平面の幾何学的形状に近接する水の層を形成する。排出の中間ゾーンに近接する点には、ノズルからの水噴流の交差ゾーンが形成されている。このゾーンは、スラリー入口２３１からの排出が導かれる領域である。ノズル５００とスラリー入口２３１の排出によって規定された面は、この装置の動作の効率に影響を与える。
【００８４】
ノズル（５００）から排出される洗浄液は、水だけであってもよいし、水と界面活性剤、熱水または生水を加熱した水であってもよい。生水と結合した洗浄液は、混合物または界面活性剤であってもよく、洗浄液パイプ１２に注入してもよい。これにより、洗浄液を高圧ピストンポンプ９すなわちノズル５００からノズル供給ライン３１９に搬送することができる。
【００８５】
前述の説明の状態及び変数は、次の実施例で述べられるような装置の利用分野において使用される。
【００８６】
実施例１
この実施例で形成される装置は、微粉および粘土を浄化するための連続フローユニットとした。１時間当たり８０から１００立方ヤード（６１．２から７６．５立方メートル）の容量は、一連の衝突槽における平行処理を使用した処理される。
【００８７】
４０００ｐｐ以上のポリ芳香族炭化水素（ＰＡＨ）で汚染された堆積土が洗浄のために選択された。汚染された堆積土は、主として３８ミクロン以下の平均粒子サイズを有する中沈積土（medium silt）であった（８１％）。堆積土は最初に大きなサイズの材料を分離するように処理した。大きな粒子サイズの材料は処理のために標準の大粒子洗浄機に引き渡した。グリズリ（grizzly）を通過した材料はシュレッダーに流し、所定のタンクに流した。切断された材料は混合し、加熱し、水とバイオ界面活性剤と混合した。これによりスラリーを形成した。
【００８８】
次に、スラリーは、攪拌スクリーンセパレータを通過させ、粒子を２つの流れに分類した。０．５ｍｍ以上の材料は、標準の大粒子の土洗浄機に引き渡した。０．５ｍｍ以下の材料は、堆積土洗浄機供給ホッパに続けた。そこから、スラリーは、堆積土混合槽にパイプ輸送した。そこで、２％のバイオ界面活性剤（ウィスコンシン州ミルウォーキーのバイオジェネシス）と生水とからなる溶液で処理した。これにより、汚染物質と粒子の間の結合の一次弛緩が達成される。スラリーは１６０°Ｆ（７１．１°Ｃ）に加熱した。
【００８９】
スラリー、水および界面活性剤の混合液を加熱した後、混合液（この実施例ではスラリーという）は衝突槽にパイプ輸送し、ここでそのスラリーを４つのノズル装置の交差領域に注入した。
【００９０】
次に、処理されたスラリーは重力により衝突槽の下部に収集された。材料は処理された後、衝突槽の底に落下した。
【００９１】
３つの衝突槽／衝突スクラバーのセットは、連続的な洗浄を達成するために、直列に接続されている。処理されたスラリーは流体サイクロン台（hydrocyclone bank）を通って流れ、固形分が５から１０ミクロンの大きさに分離された。最終の個体−液体分離のために、自由液体（free liquid）を遠心分離機（centrifuge）に巡回させた。
【００９２】
固形物は清浄土パイル（clean soil pile）に導かれ、ここで全ての液体が廃水処理に巡回され、有機および無機の汚染物質が除去された。除染された水は本プロセスを通って戻り、循環された。処理された堆積土および微粉は清掃効率のテストがなされた。この方法の適用により、クリーニング効率が９０パーセント除去を越えたことが確認された。
【００９３】
実施例２−７では、次の一般条件が使用された。
【００９４】
粒子サイズは１０、５０、１００および２００メッシュを通過する粒子が選択された。テスト汚染物質は潤滑油であり、粒子に付与して約１２時間粒子に保持させた。潤滑油は、中程度の重さの有機タイプの汚染物質の中で代表的な汚染物質として選択された。より軽い分子量の汚染物質は、あらゆる条件の下でより高い除去率を有することが期待される。一方、より重い分子量の汚染物質は幾分か低い除去効率を有することが期待される。
【００９５】
しかしながら、この発明の実施においては、装置が特定の汚染物質除去タスクに対して最大効率で使用されると、クリーニング効率は９０％より高くなることが期待されている。
【００９６】
選択された洗浄液は水であった。次の実施例では、装置の機械的効率の評価に影響を与えないようにするために、界面活性剤や他のクリーニング化学薬品は評価される洗浄液に添加されなかった。界面活性剤は、発明の効果を向上させるために、洗浄液に添加してもよい。
【００９７】
実施例１で明らかなように、洗浄液中でのクリーニング化学薬品の使用、あるいは土または堆積土スラリーとの混合により、汚染物質除去効率が上昇する。
【００９８】
次の実施例のいずれかでは、洗浄液を排出するノズルからの流れは面を形成する。各ノズルは、そのノズルの排出部を装置の中点に向けて、装置のフレーム要素に取り付けられている。
【００９９】
装置の中でほぼ同一の高さであるノズル装置の排出部によって規定される面は、以下の実施例ではアルファと定義される。アルファがゼロであれば、ノズル装置からの排出部によって規定される面と、堆積土スラリーの入口流れの向きは平行であり、すなわち同じ方向に流れる。この場合、堆積土の流入とノズル装置からの排出との間に衝突がない。ノズル装置からの排出と堆積土の流入との間の角度が９０度であれば、ノズル排出方向と堆積土はほぼ垂直である。排出の角度が増加するにつれ、入口流れとノズル流れは互いに一直線に対向する。
【０１００】
ノズル装置からの排出と堆積土の流入との間の角度を調整することができるさらなる調整手段がある。ほぼ単一の面に排出されるノズル装置からの流れが堆積土の流入に対して約３０度である角度を有することが最も好ましい。
【０１０１】
次の各実施例では、１つの排出ノズルと４つの排出ノズル装置の間で、ノズルの数を変化させた。これらの結果の評価に基づくと、ノズル装置からの排出は４つのノズル装置で最適化されたことが結論付けられる。最小の除去と有効性は、１つのノズル装置からの排出により達成される。
【０１０２】
次の各実施例では、スラリー入口流れの排出の方向に対するノズルの排出を規定する面の角度は本発明の有効性を規定するのに重要であることが分かった。ノズル排出を規定する面と体積土の流入との間の角度が３０度に増加すると、最適結果が得られた。
【０１０３】
以上の情報は次の実施例の各々および全てに使用される。
【０１０４】
実施例２
この実施例では、粒状物は５０メッシュ以上で５０メッシュ以下に対して選択された。この実施例では、洗浄液の温度は１００度Ｆ（３７．８度Ｃ）に維持された。使用されたノズル装置の数は４つであった。ノズル排出によって規定される面と入口流れとの交差部の角度は、１３５度に維持された。
【０１０５】
各ノズルからの排出の圧力は６，０００ｐｓｉ（４１．３７ＭＰａ）、８，０００ｐｓｉ（５５．１６ＭＰａ）および１２，０００ｐｓｉ（８２．７４ＭＰａ）でテストされた。粒状物のサイズが５０メッシュ以下であると、８，０００ｐｓｉ（５５．１６ＭＰａ）と１２，０００ｐｓｉ（８２．７４ＭＰａ）の間の範囲におけるノズル装置からの排出は、２００メッシュを通過する粒子について９９％の除去効率をもたらしたことが分かった。表１参照。
【０１０６】
【表１】
0004663078.tif 000002
【０１０７】
実施例３
この実施例では、使用されたノズルの数は４つであった。各ノズルは６，０００ｐｓｉ（４１．７３ＭＰａ）で洗浄液を排出した。ノズル装置の排出によって規定される面と入口流れとの交差部の角度は、９０度に維持された。
【０１０８】
この実施例では、洗浄液の温度は、１００度Ｆ（３７．８度Ｃ）以上および以下の範囲でテストされた。これらの小野は大きな粒サイズと小さな粒サイズの両方で効果がなかった（表２参照）。
【０１０９】
【表２】
0004663078.tif 000003
【０１１０】
この実施例で使用された油のような汚染物質を除去するときに、２００メッシュを通過する粒子について９９％の効率を得るためは、温度は華氏１００度から１６０度（摂氏３７．８度から７１．１度）の間に維持されなければならないことが分かった。本装置の他の利用では、汚染物質のタイプやスラリー内の処理される粒子の平均サイズに依存して、より高いまたはより低い最適温度の洗浄液を使用してもよい。
【０１１１】
実施例４
この実施例では、ノズルからの排出によって規定される面と入口流れとの交差部の角度は、スラリーの流れに対して４５度に調整された。この実施例では、各ノズルからの排出は、６，０００ｐｓｉ（４１．３７ＭＰａ）の一定圧力に維持された。洗浄液の温度は１００度Ｆ（３７．８度Ｃ）に維持された。
【０１１２】
この実施例では、ノズルの数を増加すると、粒子サイズに拘わらず、効率がほぼ直線状に増加した。しかしながら、ノズル装置の排出と流入流れとの間の角度は、アルファが４５度で、テストされた粒のサイズに拘わらず、約９０％の除去率を得た。したがって、４５度の排出の角度は、２００メッシュの材料に対する有効性のほぼ下限であることが分かった。表３参照。
【０１１３】
【表３】
0004663078.tif 000004
【０１１４】
実施例５
この実施例では、ノズル装置からの排出は６，０００ｐｓｉ（４１．３７ＭＰａ）に維持された。洗浄液の温度は１００度Ｆ（３７．８度Ｃ）に維持された。
【０１１５】
この実施例では、ノズル装置からの排出と入口流れとの交差部の角度は、４５度から９０度に増加された。これにより、最小の粒サイズに対する汚染物質除去の効率が著しく増加した。この実施例では、３つまたは４つのノズルのいずれかの使用により、全ての粒サイズに対して、約９５％から約９７％の除去を達成した。表４参照。
【０１１６】
【表４】
0004663078.tif 000005
【０１１７】
実施例６
この実施例では、ノズル装置からの排出は再び６，０００ｐｓｉ（４１．３７ＭＰａ）に維持された。洗浄液の温度は華氏１００度（摂氏３７．８度）に維持された。この実施例では、ノズル装置の排出の点と入口流れの間の角度を９０度から１３５度に増加すると、実施例５で得られた結果よりも汚染物質の除去が華々しい向上は得られなかった。表５参照。
【０１１８】
【表５】
0004663078.tif 000006
【０１１９】
実施例７
この実施例では、ノズル装置からの排出の角度と、堆積土流入の方向とノズル装置からの流れの方向を決定するアクセスとの間の角度が、変化させられた。この実施例では、ノズル装置からの排出の圧力は６，０００ｐｓｉ（４１．３７ＭＰａ）に維持された。表８に示すように、ノズル流れと堆積土流入の間の角度の約３０度の増加は、非常に効果が少なかった。
【０１２０】
ノズル排出を規定する面と体積土流入との間の角度が３０度まで増加されると、表６に示すように最適結果が得られた。
【０１２１】
【表６】
0004663078.tif 000007
【０１２２】
【表７】
0004663078.tif 000008
【０１２３】
【表８】
0004663078.tif 000009
【０１２４】
ここに開示された装置と方法の他の変形や修正は、本発明から逸脱することなく、行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  サイズ毎に汚染土を分離する前処理、処理されるスラリーの準備、衝突チャンバーの利用の工程を示す概略図であり、洗浄液の除去率を向上する種々のエンハンサー（enhancer）の点か添加を示す。
【図２】  衝突チャンバーの側面図。
【図３】  衝突チャンバー蓋の平面図。
【図４】  衝突チャンバーの上部３分の１の破断図。
【図５】  図２と図４に示されたノズルと高圧ジェットアセンブリの詳細図。
【符号の説明】
２０  衝突槽（容器）
２４  ノズル装置
２３１  スラリー入口パイプ
４００  ノズルフレーム
４０７  ノズル調整アーム
【図１】
0004663078.tif 000010
【図２】
0004663078.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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