(57)【要約】【課題】定常的あるいは大量に発生する油汚染土壌の浄化処理を連続的且つ定量的に高効率で行うことができるとともに、処理システムの機器操作性及び管理性に優れた油汚染土壌の連続浄化システム、及び、油汚染土壌の連続浄化方法を提供する。【解決手段】汚染土壌Ａに有機溶媒Ｓを添加して混合する混合管３と、汚染土壌Ａ及び有機溶媒Ｓの混合物Ｍを撹拌して汚染土壌Ａから油分を抽出する抽出槽４と、混合物Ｍに水Ｗを添加した後、比重差によって、混合物Ｍを、有機溶媒Ｓと水Ｗと土壌粒子Ｐとに分離し、三相状態を維持しながら沈殿分離処理を行う沈殿槽５と、沈殿槽５で分離された油分を含む有機溶媒Ｓを蒸留する蒸留槽６と、沈殿槽５で分離された土壌粒子Ｐを脱水処理して浄化土壌Ｃとする脱水槽７と、を備え、各槽が同時処理可能であるとともに、相互の接続される各槽の間が、それぞれ連続的に処理可能に接続されている。【選択図】図１
2016083639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油分を含む汚染土壌から有機溶媒を用いて前記油分を抽出する油汚染土壌の連続浄化システムであって、
前記汚染土壌に有機溶媒を添加して混合する混合管と、
前記混合管から前記汚染土壌及び前記有機溶媒の混合物が導入され、これらを撹拌することで前記汚染土壌に含まれる油分を前記有機溶媒側に移動させて抽出する抽出槽と、
前記抽出槽で撹拌された前記汚染土壌及び前記有機溶媒の混合物に、さらに水を添加した後、前記汚染土壌に含まれる土壌粒子を沈殿させることで、前記混合物を、比重差によって前記有機溶媒と前記水と前記土壌粒子とに分離するとともに、前記比重差に応じて高低差を設けて複数で配置された流出口の各々から、前記有機溶媒、前記水及び前記土壌粒子を個別に槽外に流出させることにより、三相状態を維持しながら沈殿分離処理を行う沈殿槽と、
前記沈殿槽で分離された前記油分を含む前記有機溶媒を蒸留することで、該有機溶媒を、前記油分が蒸発して精製された有機溶媒と残渣とに分離する蒸留槽と、
前記沈殿槽で分離された前記土壌粒子を脱水処理して浄化土壌とする脱水槽と、を備えてなり、
前記抽出槽、前記沈殿槽、前記蒸留槽及び前記脱水槽の各々が同時処理可能であるとともに、相互に接続される各槽の間が、それぞれ連続的に処理可能に接続されていることを特徴とする油汚染土壌の連続浄化システム。
【請求項２】
さらに、前記蒸留槽で精製された有機溶媒を貯留するとともに、該精製された有機溶媒を前記混合管に供給して再利用するための溶媒貯留槽を備えることを特徴とする請求項１に記載の油汚染土壌の連続浄化システム。
【請求項３】
さらに、前記沈殿槽で分離された前記水を貯留するとともに、該水を前記沈殿槽に供給して再利用するための貯水槽を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油汚染土壌の連続浄化システム。
【請求項４】
前記沈殿槽は、沈殿した前記土壌粒子を前記脱水槽に向けて搬出するための搬送手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の油汚染土壌の連続浄化システム。
【請求項５】
前記有機溶媒が、水よりも比重が小さく、且つ、疎水性のものであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の油汚染土壌の連続浄化システム。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の油汚染土壌の連続浄化システムにより、油分を含む汚染土壌から有機溶媒を用いて前記油分を抽出することで、汚染土壌を連続浄化処理することを特徴とする油汚染土壌の連続浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油で汚染された土壌の浄化処理技術に関し、特に、定常的あるいは大量に発生する油汚染土壌を処理するための、油汚染土壌の連続浄化システム、及び、油汚染土壌の連続浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、原油タンカーのトラブル等による流出原油で汚染された海岸沿いの土壌、又は、油田や製油所におけるトラブルによって原油又は重油で汚染された土壌等の処理は、可能な限りの石油分の回収を行うものの、最終的な処理は、揮発性成分の蒸発及び残存分の風化に依存している。このため、例えば、原油又は重油に含まれる揮発性成分が大気中に拡散して大気汚染の原因となる点や、風化するまでに長い年月を必要とする点等、種々の問題があった。
【０００３】
上述のような各種のトラブルによって、油で汚染された土壌を浄化する方法としては、例えば、物理的に油分を除去する方法や、微生物による油分分解を用いた方法等が挙げられるが、微生物によって油分を分解する方法は、その分解速度に依存するため、浄化に要する期間が長期間となることが知られている。
【０００４】
一方、物理的に油分を除去する方法は、コストは増大するものの、比較的短期間で油汚染土壌の浄化を完了することが可能であることが知られている。このような、物理的な油分除去方法としては、有機溶媒を用いて土壌中の油分成分を有機溶媒に移行させる方法、即ち、有機溶媒による洗浄処理方法が挙げられる（例えば、特許文献１〜５を参照）。このような洗浄方法において用いられる有機溶媒としては、油成分の洗浄後の作業に、より水溶性の特性を示す有機溶媒を使用したり、疎水性の有機溶媒を用いたりする等、各処理方法で効果的な洗浄効率が目指されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜５に記載の物理的に油分を除去する処理方法は、全てバッチ処理とされており、上述した油田やタンカー、製油所等のトラブルに伴って発生する大量の油汚染土壌を処理する場合には、複数回の処理を実施する必要があることから、機器の操作や運転管理が困難になることが考えられる。特に、固液分離によって油分と土壌粒子とを分離する際には、遠心分離装置が必要となる他、静置に時間を要したり、さらには、固液分離後の土壌粒子に対して再度の洗浄を行う作業が必要であったりする等、改善の必要性がある。
【０００６】
ここで、特許文献１に記載の方法では、油汚染土壌中の油分濃度が所望の濃度に低下するまで洗浄作業を繰り返す必要があることから、複数回の洗浄作業に伴う処理時間を要することになり、定量的な処理が困難になる。
【０００７】
また、特許文献２に記載の方法では、固液分離を行う際に水を添加することで、油汚染土壌を含む混合物を、有機溶媒層、水層、土壌層の三層に分離しているが、含水率の高い油汚染土壌を処理する場合には親水性有機溶媒を添加していることから、水層においても油分が存在する可能性がある。このため、土壌層にも若干ながら油分が存在しているおそれがあることから、上記同様、固液分離後の土壌に対して再洗浄処理を行うことが必要となるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−５０７５号公報
【特許文献２】特開２００１−３３４２５１号公報
【特許文献３】特許第３４３５５３０号公報
【特許文献４】特許第３５５５０５６号公報
【特許文献５】特許第３８１２９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、定常的あるいは大量に発生する油汚染土壌の浄化処理を連続的且つ定量的に高効率で行うことができるとともに、処理システムの機器操作性及び管理性に優れた油汚染土壌の連続浄化システム、及び、油汚染土壌の連続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】
【００１０】
まず、本発明における第一の発明は、油分を含む汚染土壌から有機溶媒を用いて前記油分を抽出する油汚染土壌の連続浄化システムであって、前記汚染土壌に有機溶媒を添加して混合する混合管と、前記混合管から前記汚染土壌及び前記有機溶媒の混合物が導入され、これらを撹拌することで前記汚染土壌に含まれる油分を前記有機溶媒側に移動させて抽出する抽出槽と、前記抽出槽で撹拌された前記汚染土壌及び前記有機溶媒の混合物に、さらに水を添加した後、前記汚染土壌に含まれる土壌粒子を沈殿させることで、前記混合物を、比重差によって前記有機溶媒と前記水と前記土壌粒子とに分離するとともに、前記比重差に応じて高低差を設けて複数で配置された流出口の各々から、前記有機溶媒、前記水及び前記土壌粒子を個別に槽外に流出させることにより、三相状態を維持しながら沈殿分離処理を行う沈殿槽と、前記沈殿槽で分離された前記油分を含む前記有機溶媒を蒸留することで、該有機溶媒を、前記油分が蒸発して精製された有機溶媒と残渣とに分離する蒸留槽と、前記沈殿槽で分離された前記土壌粒子を脱水処理して浄化土壌とする脱水槽と、を備えてなり、前記抽出槽、前記沈殿槽、前記蒸留槽及び前記脱水槽の各々が同時処理可能であるとともに、相互に接続される各槽の間が、それぞれ連続的に処理可能に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成の油汚染土壌の連続浄化システムによれば、上記のように、有機溶媒が添加された汚染土壌から油分を抽出する抽出槽と、汚染土壌に含まれる土壌粒子を沈殿させて、油分を含む有機溶媒と、水と、土壌粒子とに分離する沈殿槽と、油分を含む有機溶媒を蒸留して、精製された有機溶媒を分離する蒸留槽と、沈殿槽で分離された土壌粒子を脱水処理して浄化土壌とする脱水槽と、を備え、これら各槽が同時処理可能で、且つ、相互に接続される各槽の間が連続的に処理可能に接続されているので、油分を含む汚染土壌の浄化を連続的且つ定量的な処理で行うことが可能となる。このように、連続処理で汚染土壌を浄化することにより、バッチ処理を行う場合のような機器の操作過程を省略できるので、効率的な浄化処理を行うことが可能となり、また、システム全体の管理運営も容易となる。さらに、上記構成の抽出槽及び沈殿槽において、有効水深の適正化や、傾斜板又はトラフを適正配置した場合には、単位プラント面積当たりの処理能力をより高めることが可能となる。
【００１２】
次に、本発明における第２の発明は、上記構成の油汚染土壌の連続浄化システムにおいて、さらに、前記蒸留槽で精製された有機溶媒を貯留するとともに、該精製された有機溶媒を前記混合管に供給して再利用するための溶媒貯留槽を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記構成の油汚染土壌の連続浄化システムによれば、油分を含む有機溶媒を蒸留して得られた精製有機溶媒を再利用することで、油汚染土壌の浄化コストを削減することが可能となる。
【００１４】
次に、本発明における第３の発明は、上記構成の油汚染土壌の連続浄化システムにおいて、さらに、前記沈殿槽で分離された前記水を貯留するとともに、該水を前記沈殿槽に供給して再利用するための貯水槽を備えることを特徴とする。
【００１５】
上記構成の油汚染土壌の連続浄化システムによれば、洗浄に用いた水を固液分離して再利用することで、上記同様、油汚染土壌の浄化コストを削減することが可能となる。
【００１６】
次に、本発明における第４の発明は、上記構成の油汚染土壌の連続浄化システムにおいて、前記沈殿槽は、沈殿した前記土壌粒子を前記脱水槽に向けて搬出するための搬送手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記構成の油汚染土壌の連続浄化システムによれば、沈殿槽内に沈殿した土壌粒子を搬送手段で掻き出して、脱水槽に向けて効率的に搬送することができるので、油汚染土壌の連続浄化処理を効率よく行うことが可能となる。
【００１８】
次に、本発明における第５の発明は、上記構成の油汚染土壌の連続浄化システムにおいて、前記有機溶媒が、水よりも比重が小さく、且つ、疎水性のものであることを特徴とする。
【００１９】
上記構成の油汚染土壌の連続浄化システムによれば、上記の有機溶媒を用いることで、抽出槽において、汚染土壌に含まれる油分を効果的に有機溶媒側に移動させることができ、汚染土壌への油分の残留量を抑制することが可能となる。また、沈殿槽において、有機溶媒、水、土壌粒子の各層が混じり合うことなく確実に固液分離することができ、より効率的に油汚染土壌の連続浄化を行うことが可能となる。
【００２０】
本発明における第６の発明は、上記第１〜第５の発明の油汚染土壌の連続浄化システムにより、油分を含む汚染土壌から有機溶媒を用いて前記油分を抽出することで、汚染土壌を連続浄化処理することを特徴とする。
【００２１】
上記構成の油汚染土壌の連続浄化方法によれば、上記各構成を有する油汚染土壌の連続浄化システムを用いた方法なので、上記同様、油汚染土壌の洗浄を連続的且つ定量的な処理で行うことが可能となり、バッチ処理のような機器の操作過程を省略できるので、効率的な浄化処理を行うことが可能となり、また、システム全体の管理運営も容易となる。
【００２２】
なお、本発明においては、油分を含む汚染土壌を浄化することを目的としているが、本発明に係る油汚染土壌の連続浄化システム及び連続浄化方法が有する作用は、原油や重油等の油分を浄化処理することに限定されるものではない。例えば、本発明に係る油汚染土壌の連続浄化システム及び連続浄化方法は、他の有機物質、例えば、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニール）や他のダイオキシン類、あるいはＰＡＨｓ（多環芳香族炭化水素類）等を含む汚染土壌の浄化にも適用し、無害化することも可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る油汚染土壌の連続浄化システムによれば、上記構成により、油汚染土壌の洗浄を連続的且つ定量的な処理で行うことが可能となる。このように、連続処理で油汚染土壌を洗浄することで、バッチ処理のような機器の操作過程を省略できることから、効率的な浄化処理を行うことが可能となり、また、システム全体の管理運営も容易となる。さらに、上記構成の抽出槽及び沈殿槽において、有効水深の適正化や、傾斜板又はトラフを適正配置した場合には、単位プラント面積当たりの処理能力をより高めることが可能となる。
【００２４】
また、本発明に係る油汚染土壌の連続浄化方法によれば、上記構成の油汚染土壌の連続浄化システムを用いた方法なので、上記同様に、油汚染土壌の洗浄を連続的且つ定量的な処理で行うことが可能となり、さらに、バッチ処理のような機器の操作過程を省略できるので、効率的な浄化処理を行うことが可能となることから、システム全体の管理運営も容易となる。
【００２５】
従って、本発明によれば、例えば、油田や製油所が立地する地域等において、定常的あるいは大量に発生する油汚染土壌の浄化処理を連続的且つ定量的に高効率で行うことができるとともに、処理システムの機器操作性及び管理性が向上するという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態である油汚染土壌の連続浄化システムの構成を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態である油汚染土壌の連続浄化システム、及び、油汚染土壌の連続浄化方法（以下、単に連続浄化システム、又は、連続浄化方法と略称することがある）の一例を挙げ、その構成について図１を参照しながら詳述する。
【００２８】
［油汚染土壌の連続浄化システム］
本実施形態の連続浄化システムは、油分を含む汚染土壌から有機溶媒を用いて前記油分を抽出するものである。図１の模式図に示すように、連続浄化システム１は、汚染土壌Ａに有機溶媒Ｓを添加して混合する混合管３と、汚染土壌Ａ及び有機溶媒Ｓの混合物Ｍを撹拌して汚染土壌Ａから油分を抽出する抽出槽４と、混合物Ｍに水Ｗを添加した後、比重差によって、混合物Ｍを、有機溶媒Ｓと水Ｗと土壌粒子Ｐとに分離する沈殿槽５と、沈殿槽５で分離された油分を含む有機溶媒Ｓを蒸留する蒸留槽６と、沈殿槽５で分離された土壌粒子Ｐを脱水処理して浄化土壌Ｃとする脱水槽７と、を備え、概略構成されている。
【００２９】
また、図１に示す例においては、汚染土壌Ａを連続浄化システム１内に投入するためのホッパー２が設けられている。さらに、図１に示す連続浄化システム１には、蒸留槽６で精製された有機溶媒Ｓを貯留する溶媒貯留槽８と、沈殿槽５で分離された水Ｗを貯留する貯水槽９とが備えられている。
【００３０】
ホッパー２は、上述のように、汚染土壌Ａを連続浄化システム１内に投入するための部材である。ホッパー２としては、当該分野において従来から用いられているものを何ら制限無く採用することができ、例えば、図１に示すような、上部が開口した受入部２１を備えるものを用いることができる。
【００３１】
混合管３は、汚染土壌Ａに有機溶媒Ｓを添加して混合する管状部材であり、入口３１側からホッパー２に投入された汚染土壌Ａが導入され、出口３２側から後述の抽出槽４に向けて混合物Ｍを排出する。図１においては、出口３２が、抽出槽４の内部に入り込むように配置されている。このような混合管３としては、その構造は特に限定されないが、例えば、内部に図示略の撹拌部材を備えることで、汚染土壌Ａと有機溶媒Ｓとを混合可能な構成とすることができる。
【００３２】
また、混合管３には、外部から有機溶媒Ｓを供給するための配管が接続される。図１に示す例においては、詳細を後述する、蒸留・精製後の有機溶媒Ｓを貯留するための溶媒貯留槽８が混合管３に接続されている。本実施形態では、例えば、この溶媒貯留槽８に新たな有機溶媒Ｓを補給することで、混合管３への有機溶媒Ｓの供給が可能な構成とされている。
【００３３】
抽出槽４は、混合管３から汚染土壌Ａ及び有機溶媒Ｓの混合物Ｍが導入され、これらを撹拌することで、汚染土壌Ａに含まれる油分を有機溶媒Ｓ側に移動させて抽出するものである。図１に示す例の抽出槽４は、混合管３から導入された混合物Ｍが、後述の沈殿槽５に向かって順次送り込まれるように構成されている。
【００３４】
また、抽出槽４内には攪拌子４１が１個あるいは複数個で設けられ、図示例では３個設けられており、この攪拌子４１が図示略のモータ等によって回転されることで、混合物Ｍが撹拌される。そして、抽出槽４内で順次撹拌された混合物Ｍは、汚染土壌Ａに含まれる油分が有機溶媒Ｓ側に移動した状態とされ、後述の沈殿槽５に向けて導出される。
【００３５】
沈殿槽５は、抽出槽４で撹拌された汚染土壌Ａ及び有機溶媒Ｓの混合物Ｍに、さらに水Ｗを添加した後、汚染土壌Ａに含まれる土壌粒子Ｐを沈殿させることで、混合物Ｍを、比重差によって有機溶媒Ｓと水Ｗと土壌粒子Ｐとに分離する槽である。沈殿槽５には、詳細を後述する貯水槽９から内部に水Ｗを供給するための水導入口５６が設けられており、抽出槽４から導入された混合物Ｍに水Ｗを添加することが可能な構成とされている。
【００３６】
沈殿槽５は、流入口５１が抽出槽４に接続されることで、混合物Ｍが流入口５１から内部に導入される。図１に示すように、沈殿槽５内に導入された混合物Ｍ及び水Ｗは、その比重差により、下層側の底部５２上に土壌粒子Ｐが沈殿し、その上に水Ｗからなる層が形成され、さらにその上に、有機溶媒Ｓからなる層が形成されることで固液分離された状態となる。
【００３７】
そして、沈殿槽５には、上述のような固液分離形態を利用して、底部５２に土壌粒子Ｐを外部に導出するための土壌出口（流出口）５３が設けられている。これとともに、沈殿槽５には、水Ｗから形成される層に対応する位置で、水Ｗを外部に導出するための水出口（流出口）５４が設けられ、さらに、有機溶媒Ｓから形成される層に対応する位置で、有機溶媒Ｓを外部に導出するための溶媒出口（流出口）５５が設けられる。沈殿槽５は、比重差に応じて高低差を設けて配置された土壌出口５３、水出口５４、溶媒出口５５の各々から、有機溶媒Ｓ、水Ｗ及び土壌粒子Ｐのそれぞれを、詳細を後述する蒸留槽６（有機溶媒Ｓを蒸留）、脱水槽７（土壌粒子Ｐを脱水処理）、貯水槽９（水Ｗを貯留）に向けて個別に流出させることにより、三相状態を維持しながら沈殿分離処理を行うことが可能な構成とされている。
【００３８】
また、図１に示すように、沈殿槽５の底部５２は、この底部５２上に沈殿する土壌粒子Ｐを排出し易くするため、土壌出口５３が最も低い位置に配設されるように、底部５２が傾斜した構成とされている。また、土壌出口５３は、底部５２において流入口５１寄りの位置に設けられており、沈殿槽５の下方に配置される後述の脱水槽７に向けて、油分が取り除かれて清浄化された土壌粒子Ｐを導出する。
【００３９】
また、図１に示す連続浄化システム１においては、上記した抽出槽４と沈殿槽５の流入口５１との間に、沈殿槽５内への混合物Ｍの流入状態を均一化するための整流壁１０が設けられている。このような整流壁１０としては、従来から各種沈殿設備等において用いられているものを何ら制限無く採用できる。
【００４０】
さらに、図１中に示す沈殿槽５内には、底部５２上に沈殿した土壌粒子Ｐを掻き出して土壌出口５３に導くことにより、脱水槽７に向けて搬出するための搬送手段５１を備えている。この搬送手段５１は、複数、図示例では３箇所に設けられる軸部５１ａと、この軸部５１ａによって回動するコンベア５１ｂとを有する。搬送手段５１は、コンベア５１ｂが回動することにより、底部５２近傍に沈殿する土壌粒子Ｐを掻き出しながら、この土壌粒子Ｐを土壌出口５３に向けて導くように動作する。
【００４１】
ここで、上記の混合管３に供給され、汚染土壌Ａに添加する有機溶媒Ｓとしては、水Ｗよりも比重が小さく、且つ、疎水性のものであることが好ましい。このような有機溶媒Ｓを用いることにより、まず、抽出槽４において、汚染土壌Ａに含まれる油分を効果的に有機溶媒Ｓ側に移動させることができ、汚染土壌Ａへの油分の残留量を抑制することが可能となる。また、沈殿槽５において、有機溶媒Ｓ、水Ｗ、土壌粒子Ｐの各層が混じり合うことなく確実に固液分離することができ、ひいては、汚染土壌Ａの連続浄化処理をより効率的に行うことが可能となる。このような、水Ｗよりも比重が小さく、且つ、疎水性を有する有機溶媒Ｓとしては、例えば、ｎ−ヘキサン等の炭化水素系有機溶媒やケロシン等が挙げられる。
【００４２】
蒸留槽６は、沈殿槽５で分離された油分を含む有機溶媒Ｓを蒸留することで、この有機溶媒Ｓを、油分が蒸発して精製された有機溶媒Ｓと残渣Ｒとに分離する。蒸留槽６は、入口６１から油分を含む有機溶媒Ｓが導入され、加熱・蒸留を行うことで、精製された有機溶媒Ｓを、上部に設けられる蒸留出口６２から導出する一方、下部に設けられる残渣出口６３から残渣Ｒを排出する。
【００４３】
蒸留槽６としては、当該分野において有機溶媒の蒸留に用いられている従来公知の蒸留手段を何ら制限無く採用することが可能である。
なお、図１に示すように、蒸留槽６の蒸留出口６２から導出される、油分が蒸発して精製された有機溶媒Ｓは、詳細を後述する溶媒貯留槽８に貯留された後、混合管３に導入することで再利用される。
また、蒸留槽６から不要分として排出される残渣Ｒは、例えば、焼却処理等によって廃棄処分される。
【００４４】
脱水槽７は、沈殿槽５で分離された土壌粒子Ｐを脱水処理して浄化土壌Ｃとするものである。脱水槽７は、例えば、図示略のベルトプレス脱水機によって土壌粒子Ｐを圧搾することで、土壌粒子Ｐに含まれる水分を除去するものであり、従来から当該分野で用いられているものを何ら制限無く採用することが可能である。
脱水槽７で脱水処理された浄化土壌Ｃは、例えば、汚染土壌Ａを採取した場所を埋め立てる等の用途で再利用される。一方、脱水槽７で発生した水分は、後述の貯水槽９に貯留し、水Ｗとして再利用することができる。
【００４５】
溶媒貯留槽８は、上述したように、蒸留槽６で精製された有機溶媒Ｓを貯留するとともに、この精製された有機溶媒Ｓを混合管３に供給して再利用するために備えられる。また、この溶媒貯留槽８は、新たな有機溶媒Ｓを混合管３内に供給する際においても、その供給手段として用いることが可能なものである。溶媒貯留槽８としては、従来公知のタンク等を何ら制限無く用いることができる。
【００４６】
貯水槽９は、沈殿槽５で分離された水Ｗを貯留するとともに、この水Ｗを、図示略の配管によって沈殿槽５に供給して再利用するために設けられる。貯水槽９としても、溶媒貯留槽８と同様、従来公知のタンク等を何ら制限無く用いることができる。
【００４７】
そして、本実施形態の連続浄化システム１は、抽出槽４、沈殿槽５、蒸留槽６及び脱水槽７の各々が同時処理可能に構成されている。これとともに、本実施形態では、相互に接続される各槽の間、即ち、図１に示す例において、抽出槽４と沈殿槽５と蒸留槽６との間、及び、抽出槽４と沈殿槽５と脱水槽７との間、並びに、抽出槽４と沈殿槽５と貯水槽９との間が、それぞれ、連続的に処理可能に接続されている。
【００４８】
本実施形態の油汚染土壌の連続浄化システム１は、上記構成の混合管３、抽出槽４、沈殿槽５、蒸留槽６、及び脱水槽７を各々備え、且つ、これら各槽（混合管３も含む）が同時処理可能な構成とされることで、例えば、油田や製油所が立地する地域等において、従来はバッチ処理によって行われていた、定常的あるいは大量に発生する油分を含む汚染土壌Ａの浄化処理を、連続的且つ定量的に高効率で行うことが可能となる。これにより、連続浄化システム１においては、バッチ処理を行う場合のような機器の操作過程を省略できるので、効率的な浄化処理を行うことが可能となり、また、システム全体の管理運営も容易となる。
【００４９】
一般に、油田や製油所が立地する地域等において発生する油汚染土壌は、例えば、油分５０質量％程度で含む砂（土壌粒子）からなる。本実施形態の連続浄化システム１によって浄化処理を施すことで、上記の油汚染土壌は、油分の含有量が極力低減された、再利用可能な土壌粒子となる。
【００５０】
また、本実施形態の連続浄化システム１においては、上記の蒸留槽６及び溶媒貯留槽８を備え、油分を含む有機溶媒Ｓを蒸留して精製された有機溶媒Ｓを再利用可能な構成とすることで、汚染土壌Ａの浄化コストを削減することが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態の連続浄化システム１においては、洗浄に用いた水Ｗを沈殿槽５で固液分離して貯水槽９に貯留し、この水Ｗを再利用することで、上記同様、汚染土壌Ａの浄化コストを削減することが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態では、沈殿槽５内に搬送手段５１を設けることにより、沈殿槽５内に沈殿した土壌粒子Ｐを搬送手段５１で掻き出して、脱水槽７に向けて効率的に搬送することができるので、汚染土壌Ａの連続浄化処理を効率よく行うことが可能となる。
【００５３】
さらに、本実施形態では、詳細な図示を省略するが、上記構成の抽出槽４及び沈殿槽５において、有効水深の適正化や、図示略の傾斜板又はトラフを適正配置することにより、単位プラント面積当たりの処理能力をより高めることが可能となる。
【００５４】
本実施形態の連続浄化システム１によれば、上記のように、沈殿槽５における上層部から有機溶媒Ｓを越流させることに加えて、中層部（下層部も含む）から水Ｗを引き抜くように構成されている。このように、沈殿槽５から、有機溶媒Ｓ、水Ｗ及び土壌粒子Ｐの各々を、それぞれ最適な位置に設けられた溶媒出口５５、水出口５４及び土壌出口５３から流出させることで、沈殿槽５内で土壌粒子Ｐ、水Ｗ、有機溶媒Ｓの三相に分離した状態を維持しつつ、再利用可能な土壌粒子Ｐ、水Ｗ、有機溶媒Ｓを連続的且つ定量的に分離・入手することが可能となる。
【００５５】
ここで、本発明に係る連続浄化システム１においては、上述した沈殿槽５を適正な仕様で設計することが重要となる。
以下、本発明に係る連続浄化システム１に備えられる沈殿槽５の、最適な設計条件の一例について説明する。
【００５６】
まず、単位時間当たりの処理量をＱ（ｍ３／ｈｒ）とし、沈殿槽５での滞留時間（沈殿時間）をＴ（ｈｒ）とすると、沈殿槽５の総容量Ｖは次式｛Ｖ＝ＱＴ（ｍ３）｝となる。また、沈殿槽５の有効水深をＨ（ｍ）とすると、沈殿槽５の総表面積Ｓは次式｛Ｓ＝ＱＴ／Ｈ（ｍ２）｝で表される。
ここで、沈殿槽５の幅をＢ（ｍ）、長さをＬ（ｍ）とすると、これらの関係は、｛Ｓ＝ＱＴ／Ｈ＝ＢＬ｝で表される。さらに、水平流式薬品沈殿池の設計数値を参考にすると、次式｛Ｂ＜１５（ｍ）｝、次式｛３Ｂ≦Ｌ≦８Ｂ（ｍ）｝という条件が付く。即ち、これらの関係及び条件から、次式｛Ｂ＜１５（ｍ）｝、次式｛√（ＱＴ／８Ｈ）≦Ｂ≦√（ＱＴ／３Ｈ）｝の各々の関係が成り立つ。
【００５７】
次に、沈殿槽５における、次式｛ｖ＝Ｌ／Ｔ｝で表される流速ｖ（ｃｍ／ｈｒ）は、やはり、水平流式薬品沈殿池の設計数値から、４０（ｃｍ／ｍｉｎ）（＝２４ｍ／ｈｒ）以下として求められる。
また、汚染土壌Ａの処理量ＱＳ（ｍ３／ｈｒ）に対しては、有機溶媒の必要量ＱＥ（ｍ３／ｈｒ）が、次式｛ＱＥ＝ａＱＳ（ｍ３／ｈｒ）｝で表される量となる。さらに、汚染土壌Ａ（土壌粒子Ｐ）と有機溶媒Ｓとを分離するために必要となる水Ｗの量ＱＷ（ｍ３／ｈｒ）は、次式｛ＱＷ＝ｂＱＳ（ｍ３／ｈｒ）｝で表されることから、次式｛Ｑ＝ＱＳ＋ＱＥ＋ＱＷ＝（１＋ａ＋ｂ）８ＱＳ（ｍ３／ｈｒ）｝となる（但し、図１中のａ，ｂは係数であり、状況によって変化する）。
【００５８】
以下に、上記の設計条件を踏まえた計算例を挙げて説明する。
まず、洗浄プラントの沈殿槽５内の総表面積Ｓを２００（ｍ２）、沈殿時間Ｔを１（ｈｒ）、沈殿槽の有効水深Ｈを１．５（ｍ）とすると、次式｛Ｓ＝２００＝Ｑ×１／１．５｝より、次式｛Ｑ＝３００（ｍ３／ｈｒ）｝となる。また、沈殿槽５の幅Ｂについては、次式｛Ｂ＜＜１５（ｍ）｝、次式｛５≦Ｂ≦８．１６（ｍ）｝となる。沈殿槽５の幅Ｂを５（ｍ）、長さＬを２０（ｍ）とし、この沈殿槽５を２つ用いた場合、沈殿槽５における流速ｖ（ｍ／ｈｒ）は２０（ｍ／ｈｒ）となり、４０（ｃｍ／ｍｉｎ）（＝２４ｍ／ｈｒ）以下である水平流式薬品沈殿池の設計数値条件を十分に満足する。
ここで、ＱＥ＝５ＱＳ（ｍ３／ｈｒ）、ＱＷ＝２ＱＳ（ｍ３／ｈｒ）とし、Ｑ＝ＱＳ＋ＱＥ＋ＱＷ＝８ＱＳ（ｍ３／ｈｒ）とした。
【００５９】
また、沈殿槽５の流出部（土壌出口５３、水出口５４、溶媒出口５５）のせき負荷Ｆ（ｍ３／ｄａｙ／ｍ）は、５００（ｍ３／ｄａｙ／ｍ）以下（水平流式薬品沈殿池の設計数値）であり、次式｛Ｆ＝２４Ｑ／Ｂ＜５００（ｍ３／ｄａｙ／ｍ）｝を満たす必要がある。但し、沈殿槽５に収容される固液の表面から流出するのは有機溶媒Ｓのみであるため、ここでは有機溶媒の必要量ＱＥ（ｍ３／ｈｒ）数値を用いる。この場合、せき負荷Ｆ（ｍ３／ｄａｙ／ｍ）は、次式｛Ｆ＝（２４×３００×５／８）／（５×２）＝４５０（ｍ３／ｄａｙ／ｍ）となり、水平流式薬品沈殿池の設計数値条件を十分に満足している。このとき、沈殿槽５内の水Ｗの層から、ＱＷ＝３００×２／８＝７５（ｍ３／ｈｒ）で水Ｗを抜き取る必要がある。
【００６０】
ここで、有機溶媒Ｓの密度と水Ｗの密度が等しく、水温が１５（℃）、土壌粒子密度（泥炭）が１．４（ｇ／ｃｍ３）のように小さな場合、最も沈殿し難いケースを考えた時でも、粒径が５０（μｍ）の粒子は、沈殿時間Ｔが１（ｈｒ）で約１．７（ｍ）の深さで沈殿するので、十分に有機溶媒Ｓと土壌粒子Ｐを分離できると考えられる。また、仮に、一度の沈殿時間Ｔ（ｈｒ）内での処理で土壌粒子Ｐと水Ｗを完全に分離できず、水Ｗの層に土壌粒子Ｐが含まれている状態で、これらが沈澱槽５から脱水槽７に向けて抜き出されたとしても、水Ｗの再利用時には上記の沈殿深さが小さくなるため、土壌粒子Ｐと水Ｗを確実に固液分離できると考えられる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、抽出層４や溶媒貯留槽８、貯水槽９についても、上記の沈殿槽５の設計条件に鑑みて、以下の条件で設計することができる。
まず、抽出槽４における抽出時間を１（ｈｒ）とすると、抽出層４の総容量は、次式｛ＱＳ＋ＱＥ×１＝２２５（ｍ３）となる。また、抽出層４の有効水深を２．２５（ｍ）とすると、抽出層４内の総表面積は１００（ｍ２）となり、幅Ｂ×長さＬ＝１０（ｍ）×１０（ｍ）とすることができる。
【００６２】
また、溶媒貯留槽８及び貯水槽９については、例えば、直径４（ｍ）×高さ３（ｍ）程度のタンクを用意することで、十分な貯留容量が得られると考えられる。
さらには、沈殿槽５で固液分離された油分を含む有機溶媒Ｓを蒸留する蒸留槽６としても、蒸留能力が十分であれば、溶媒貯留槽８及び貯水槽９と同様の容量でよいものと考えられる。
【００６３】
以上のような設計条件を採用した場合、大凡４００（ｍ２）クラスのプラント施設で、汚染土壌Ａを３７．５（ｍ３／ｈｒ）程度の能力で処理できるものと考えられる。但し、抽出槽４や沈殿槽５の有効水深次第では、更なる処理能力の向上が可能になるものと考えられる。
【００６４】
ここで、本実施形態の油汚染土壌の連続浄化システム１においては、上述したように、沈殿槽５において土壌粒子Ｐ、水Ｗ及び有機溶媒Ｓをそれぞれ分離するにあたり、一度の沈殿時間Ｔ（ｈｒ）内においては、有機溶媒Ｓと土壌粒子Ｐとを固液分離できればよく、土壌粒子Ｐと水Ｗとの分離は、水Ｗの再利用時に固液分離できれば良い。即ち、土壌粒子Ｐと水Ｗとの固液分離には、複数回にわたる沈殿時間Ｔ（ｈｒ）での処理を必要としても構わない。
【００６５】
なお、本発明に係る油汚染土壌の連続浄化システム１は、主として油分を含む汚染土壌を浄化することを目的としているが、上記の連続浄化システム１によって得られる作用は、原油や重油等の油分を浄化処理することに限定されるものではない。例えば、本発明に係る油汚染土壌の連続浄化システム及び連続浄化方法は、他の有機物質、例えば、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニール）や他のダイオキシン類、あるいはＰＡＨｓ（多環芳香族炭化水素類）等を含む汚染土壌の浄化に適用し、無害化することも可能である。
【００６６】
［油汚染土壌の連続浄化方法］
次に、本実施形態の油汚染土壌の連続浄化方法について説明する。
本実施形態の連続浄化方法は、上述した本実施形態の連続浄化システム１により、油分を含む汚染土壌Ａから有機溶媒Ｓを用いて油分を抽出することで、汚染土壌Ａを連続浄化処理する方法である。このため、以下の説明においては、図１に示す連続浄化システム１を参照しながら説明するとともに、上記の連続浄化システム１の説明で述べた構成については、その詳細な説明を省略することがある。
【００６７】
本実施形態の連続浄化方法においては、まず、汚染土壌Ａを連続浄化システム１のホッパー２に投入する。この際、汚染土壌Ａの混合管３への供給速度を一定とすることで、混合管３内において、汚染土壌Ａと、外部（溶媒貯留槽８）から供給される有機溶媒Ｓとが一定の割合で混合され、混合物Ｍとされる。また、この際の汚染土壌Ａへの有機溶媒Ｓの添加量としては、汚染土壌Ａに含まれる油分の濃度や土壌粒子の粒径等を勘案しながら決定する必要があるが、例えば、汚染土壌Ａの量ＱＳに対して３ＱＳ〜１０ＱＳの量で添加すればよい。
そして、上記の混合動作を行いながら、混合物Ｍを、一定の供給速度で、次工程で用いられる抽出層４に向けて送出する。
【００６８】
次いで、抽出層４において、攪拌子４１によって上記の混合物Ｍを撹拌することで、汚染土壌Ａと有機溶媒Ｓとを密に接触させ、汚染土壌Ａに含まれる油分を有機溶媒Ｓに移動させ、油分の抽出を行う。この際、必要に応じて、混合物Ｍを加温しながら撹拌・抽出処理を行ってもよい。
【００６９】
次いで、油分が汚染土壌Ａから有機溶媒Ｓに移動した混合物Ｍを沈殿槽５に導入する。この際、沈殿槽５内に外部（貯水槽９）から水Ｗを供給することで、上記の混合物Ｍに、さらに水Ｗを混合させた状態とする。この際、混合物Ｍへの水Ｗの添加量としては、例えば、汚染土壌Ａの量ＱＳに対して２ＱＳ程度の量で添加すればよい。
そして、比重差を用いた固液分離により、汚染土壌Ａに含まれる土壌粒子Ｐを沈殿させ、下層側から土壌粒子Ｐ、水Ｗ、有機溶媒Ｓの順に分離した状態とする。
【００７０】
次いで、沈殿槽５内に沈殿した、油分が抽出された土壌粒子Ｐを、土壌出口５３から脱水槽７へ導出し、脱水処理を行う。その後、脱水された浄化後の浄化土壌Ｃは、別途、再利用する。また、脱水によって発生した水分については、貯水槽９に貯留した後、沈殿槽５において混合物Ｍに添加する水Ｗとして再利用する。
【００７１】
一方、沈殿槽５で分離した油分を含む有機溶媒Ｓについては、蒸留槽６に導入して蒸留することで油分を蒸発させ、精製された有機溶媒Ｓを得る。生成後の有機溶媒Ｓについては、溶媒貯留槽８に貯留させた後、さらに、混合管３において再利用することができる。また、蒸留の際に発生する不要分の残渣Ｒについては、焼却等の方法で処理する。
また、沈殿槽５で固液分離した水Ｗは、貯水槽９に貯留し、上記同様、沈殿槽５において混合物Ｍに添加する水Ｗとして再利用する。
【００７２】
本実施形態の油汚染土壌Ａの連続浄化方法によれば、上記各構成を有する連続浄化システム１を用いた方法なので、上記同様、汚染土壌Ａの浄化を連続的且つ定量的な処理で行うことが可能となり、バッチ処理のような機器の操作過程を省略できるので、効率的な浄化処理を行うことが可能となり、また、システム全体の管理運営も容易となる。
【００７３】
なお、本実施形態の連続浄化方法においては、連続浄化システム１を用いた浄化処理を行う前に、必要に応じて、汚染土壌Ａに含まれる石や岩、コンクリート塊等を砕いた後、篩処理等によって被処理物を土壌粒子Ｐのみとする前処理を施すことがより好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の油汚染土壌の連続浄化システム、及び、油汚染土壌の連続浄化方法によれば、油汚染土壌の洗浄を連続的且つ定量的な処理で行うことができ、バッチ処理のような機器の操作過程を省略できることからら、効率的な浄化処理を行うことが可能となり、また、システム全体の管理運営も容易となる。従って、本発明によれば、例えば、油田や製油所が立地する地域等において、定常的あるいは大量に発生する油汚染土壌の浄化処理を連続的且つ定量的に高効率で行うことができるとともに、処理システムの機器操作性及び管理性が向上するという優れた効果が得られ、環境保全等の観点からも寄与度の高いものである。
【符号の説明】
【００７５】
１…油汚染土壌の連続浄化システム（連続浄化システム）
２…ホッパー
３…混合管
４…抽出槽
５…沈殿槽
６…蒸留槽
７…脱水槽
８…溶媒貯留槽
９…貯水槽
１０…整流壁
Ａ…汚染土壌
Ｓ…有機溶媒
Ｐ…土壌粒子
Ｃ…浄化土壌
Ｒ…残渣
Ｗ…水
【図１】
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