(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空発生源で負圧にした気液分離槽内に、気液混合相を吸引すると共に、該吸引した気液混合相のうちの気相のみを前記気液分離槽から前記真空発生源側に吸引することにより前記気液混合相を気相と液相とに分離する気液分離装置において、
前記気液分離槽内を、前記気液混合相の気相と液相の分離を行う上室と該上室で分離された液相を貯留する下室とに仕切る隔壁と、
前記上室と前記下室を連通して前記上室で分離された液相を前記下室に流下させる連通管と、
前記上室と前記下室の空間部同士を連通して前記上室と前記下室の圧力を均圧にする均圧管と、
前記連通管を開閉する第１の弁部材と、
前記均圧管を開閉する第２の弁部材と、
前記下室に溜まった液相を前記気液分離槽外に排出する排出手段と、
を備え、前記上室で分離した液相を前記下室に貯留している時には前記第１及び第２の弁部材を開き、前記排出手段で前記下室に溜まった液相を前記気液分離槽外に排出する時には、前記第１及び第２の弁部材を閉じることを特徴とする気液分離装置。
【請求項２】
前記上室で分離した液相を前記下室に貯留している時には前記真空発生源の吸引により負圧を蓄圧しておき、前記排出手段で前記下室の液相を排出した後、前記第１及び第２の弁部材を開いた時に蓄えた負圧を前記上室に供給する蓄圧槽を設けたことを特徴とする請求項１の気液分離装置。
【請求項３】
揮発性汚染物で汚染された土壌中に井戸を掘削して形成し、該井戸を介して前記汚染物質を前記土壌中の地下水と一緒に吸引除去する土壌中の揮発性汚染物の除去装置において、
前記井戸の後段に請求項１又は２の気液分離装置を設けたことを特徴とする土壌中の揮発性汚染物の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は気液分離装置及び土壌中の揮発性汚染物の除去装置に係り、特に土壌中の有害な揮発性有機塩素系化合物を気液混合相として吸引除去して有害な気相と液相に分離する気液分離装置及び土壌中の揮発性汚染物の除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場廃棄物によって汚染された土壌は、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，１，１─トリクロロエタン等の有害な揮発性有機塩素系化合物が土壌又は地下水中に、気相又は液相として存在している。そこで、土壌中に存在する汚染物を除去するために真空抽出法が利用されている。真空抽出法とは、地表面から土壌中の汚染領域まで吸引井戸を掘削し、真空ポンプで土壌中の空気、汚染物蒸気、水蒸気、汚染地下水等を気液混合相の状態で、前記吸引井戸の後段の気液分離槽に吸引除去するものである。気液分離槽に吸引された気液混合相は、気液分離槽において揮発性有機塩素系化合物を含有する気相と液相とに分離される。そして、分離された気相は、真空ポンプの後段に配置した処理室で浄化された後、大気中に排出される。
【０００３】
一方、分離された液相は、気液分離槽に満水になるまで貯留され、満水になると気液分離槽と外部とを連通させて外部に排水される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液相を排水している間は、気液分離槽が外部と連通しているので気液分離槽や吸引井戸内の負圧を維持することができず、連続して気液混合相の分離操作を行うことができないという欠点があった。
この対策として、気液分離槽を複数並設し、気液混合相を分離する気液分離槽を順次切り換えると共に、待機中の気液分離槽を外部と連通させて貯留した液相を排水するという方法が考えられる。しかし、この方法では、分離操作を再開する際の気液分離槽は大気圧であり、気液混合相の吸引に必要な吸引力を得るまでに時間がかかり、気液混合相の分離操作の効率が悪くなるという欠点がある。また、複数の気液分離槽を並設するために、装置が大型化するという欠点もあり、抜本的な解決にはならない。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、装置を大型化することなく、気液混合相の分離操作を効率良く連続して行うことができる気液分離装置及び土壌中の揮発性汚染物の除去装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
本発明は前記目的を達成する為に、真空発生源で負圧にした気液分離槽内に、気液混合相を吸引すると共に、該吸引した気液混合相のうちの気相のみを前記気液分離槽から前記真空発生源側に吸引することにより前記気液混合相を気相と液相とに分離する気液分離装置において、前記気液分離槽内を、前記気液混合相の気相と液相の分離を行う上室と該上室で分離された液相を貯留する下室とに仕切る隔壁と、前記上室と前記下室を連通して前記上室で分離された液相を前記下室に流下させる連通管と、前記上室と前記下室の空間部同士を連通して前記上室と前記下室の圧力を均圧にする均圧管と、前記連通管を開閉する第１の弁部材と、前記均圧管を開閉する第２の弁部材と、前記下室に溜まった液相を前記気液分離槽外に排出する排出手段と、を備え、前記上室で分離した液相を前記下室に貯留している時には前記第１及び第２の弁部材を開き、前記排出手段で前記下室に溜まった液相を前記気液分離槽外に排出する時には、前記第１及び第２の弁部材を閉じることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、第１及び第２の弁部材を開き、排出手段を停止させた状態で真空発生源を作動させて気液分離槽内を負圧にする。これにより、気液混合相が気液分離槽の上室に吸引され、さらに、この気液混合相のうちの気相のみが真空発生源に吸引されて、気液混合相が気相と液相に分離される。この分離操作において、均圧管が連通して上室と下室は均圧状態にあるので、上室で分離された液相は連通管を通って下室に自然流下する。下室に液相が溜まってきたら、第１及び第２の弁部材を閉じ、排出手段を作動させて下室に溜まった液相を気液分離槽の外に排出する排出操作を行う。この排出操作中は、上室で分離された液相は上室に一時的に溜まった状態になる。そして、排出操作が終了したら、排出手段を停止させると共に、第１及び第２の弁部材を開いて上室に一時的に溜まった液相を再び下室に自然流下させる。これにより、排出操作中でも混合相の分離操作を行うことができる。
【０００８】
また、本発明は前記目的を達成するために、揮発性汚染物で汚染された土壌中に井戸を掘削して形成し、該井戸を介して前記汚染物質を前記土壌中の地下水と一緒に吸引除去する土壌中の揮発性汚染物の除去装置において、前記井戸の後段に請求項１又は２の気液分離装置を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、揮発性汚染物で汚染された土壌中に井戸を掘削して形成し、該井戸を介して前記汚染物質を前記土壌中の地下水と一緒に吸引除去する土壌中の揮発性汚染物の除去装置において、前記井戸の後段に請求項１又は２の気液分離装置を設けたので、除去装置を連続運転して揮発性汚染物を除去することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って、本発明に係る気液分離装置及び土壌中の揮発性汚染物の除去装置の好ましい実施の形態を詳説する。
図１は、土壌中に気相又は液相として存在する揮発性汚染物を除去する除去装置１２に、本発明に係る気液分離装置１０の第１の実施の形態を適用した場合の全体構成図である。
【００１０】
図１に示すように、除去装置１２は主として、気液分離装置１０、吸引井戸１４及び処理室１８で構成される。吸引井戸１４は、汚染領域である土壌中を掘削した竪穴に気密に挿入される。吸引井戸１４の下端部には、図示しないストレーナが設けられ、土壌中の汚染物を気液混合相として図中矢印のように吸引井戸１４内に取り入れると共に土壌等の固体の進入を阻止している。
【００１１】
また、吸引井戸１４は、連結管２２を介して気液分離装置１０に連結される。気液分離装置１０は、後述するように、真空ポンプ１６により気液混合相を気液分離槽３０に吸引し、気液分離槽３０内で前記気液混合相を気相と液相に分離する装置である。従って、土壌中に含まれる揮発性汚染物は、真空ポンプ１６を駆動することにより、吸引井戸１４及び連結管２２を介して気液混合相として気液分離槽３０内に吸引される。そして、吸引された揮発性汚染物は、気液分離槽３０内において揮発して気相になり、真空ポンプ１６に吸引される。
【００１２】
また、気液分離装置１０の真空ポンプ１６は、連結管２６を介して処理室１８に連結される。これにより、前記真空ポンプ１６に吸引された汚染物は、連結管２６を介して処理室１８に送気される。そして、汚染物は、この処理室１８内で、活性炭等に吸着されたり、熱分解等の方法で分解されたりして浄化され、排気管２８を介して大気中に排出される。
【００１３】
次に、本発明に係る気液分離装置１０を説明する。図２は、本発明に係る気液分離装置１０の縦断面図である。
図２に示すように、気液分離装置１０の気液分離槽３０は、隔壁３２によって上室３４と下室３６とに分離される。上室３４には、連結管２２を介して吸引井戸１４に連通する供給口３８と、連結管２４を介して真空ポンプ１６に連通する排気口４０が設けられる。これにより、真空ポンプ１６を駆動すると、上室３４は負圧になり、土壌中の汚染物含有の気液混合相が、吸引井戸１４を介して供給口３８から上室３４に吸引される。そして、吸引された気液混合相は、上室３４において気相と液相に分離し、気相のみが排気口４０から真空ポンプ１６に吸引される。
【００１４】
隔壁３２は、なだらかな傾斜、例えば分離槽３０の周辺から中央へ下降する傾斜を設けて設置される。また、隔壁３２には、連通管４２と均圧管４４が鉛直に設置される。連通管４２は、上室３４の最下端と下室３６とを連通して、上室３４で分離された液相を下室３６に流下するように構成される。均圧管４４は、上室３４の空間部と下室３６の空間部を連通するように設けられる。即ち、上室３４の気相領域と下室３６の気相領域が均圧管４４を介して連通するように構成される。これにより、上室３４と下室３６の圧力が均圧され、上室３４で分離した液相は、連通管４２を介して下室３６に自然流下される。また、連通管４２及び均圧管４４には、それぞれ電磁弁５２、５４が設置され、その開閉により上室３４と下室３６とを連通又は遮断させる。
【００１５】
下室３６には、排水管４６、吸気管４８が設置され、それぞれ排水管４６は下室３６の下部と外部を連通し、吸気管４６は下室３６の上部と外部を連通するように設けられる。排水管４６及び吸気管４８には、それぞれ電磁弁５６、５８が設けられ、その開閉により下室３６と外部とを連通又は遮断させることができる。従って、電磁弁５６、５８を閉じると、下室３６は外部から遮断され、上室３４から下室３６に流し込まれた液相が下室３６に貯留される。また、電磁弁５６、５８を開くと、下室３６と外部が排水管４６及び吸気管４８を介して連通し、外部の空気が吸気管４８を介して下室３６に吸気されると共に、下室に貯留された液相が排水管４６を介して外部に排水される。
【００１６】
電磁弁５２、５４、５６、５８は、それぞれ信号ケーブルを介して下室３６内部に設置された制御装置６０に接続され、更に制御装置６０は、信号ケーブルを介して制御装置６０の下方に設置されたレベルセンサー６２に接続される。レベルセンサー６２は、下室３６内の液相の水位を測定し、下室３６の液相が満水又は空になると信号を制御装置６０に出力するように構成される。また、制御装置６０は、レベルセンサー６２から信号が出力されると、電磁弁５２、５４、５６、５８を開閉させて液相の貯留操作と排水操作とを切り換えるように構成される。例えば、下室３６が満水になると、レベルセンサー６２から満水の信号が出力され、制御装置６０は、電磁弁５２、５４を閉じて電磁弁５６、５８を開く。これにより、下室３６は、外部と連通すると共に上室３４と遮断されるので、上室３４での気液混合相の分離操作に支障をきたすことなく、満水になった液相を外部に排水することができる。また、下室３６が空になると、レベルセンサー６２から空の信号が出力され、制御装置６０は、電磁弁５２、５４を開いて電磁弁５６、５８を閉じる。これにより、下室３６は、上室３４と連通すると共に外部と遮断されるので、上室３４で気液混合相の分離操作が行われ、下室３６で液相の貯留操作が行われる。
【００１７】
次に上記の如く構成された気液分離装置１０の作用について説明する。
先ず、電磁弁５２、５４を開いて上室３４と下室３６とを連通し、電磁弁５６、５８を閉じて下室３６と外部とを遮断して、液相の貯留操作を行う。即ち、気液分離槽３０の後段に配置した真空ポンプ１６を駆動して、土壌中の汚染物を気液混合相として供給口３８から上室３４に吸引する。吸引した気液混合相は、上室３４において汚染物が揮発し、汚染物を含有する気相と液相に分離する。分離した気相は、真空ポンプ１６により排気口４０から吸引される。また、分離した液相は、均圧管４４により上室３４と下室３６の圧力が均圧化されるので、連通管４２を介して上室３４から下室３６に自然流下し、下室３６に貯留される。
【００１８】
次に、貯留された液相が満水になると、液相の排水操作を行う。即ち、レベルセンサー６２が満水になったことを感知して、制御装置６０に信号を出力する。制御装置６０は、電磁弁５２、５４を閉じて上室３４と下室３６とを遮断し、電磁弁５６、５８を開いて下室３６と外部とを連通する。これにより、吸気管４８により下室３６に外部の空気が吸気し、下室３６の液相を、排水管４６を介して外部に排水する。
【００１９】
また、下室３６で排水操作を行う間、上室３４において気液混合相の分離操作を連続して行う。即ち、上室３４は、下室３６と遮断されているので、真空ポンプ１６を駆動し続けることにより、気液混合相を上室３４に吸引することができる。そして、吸引した気液混合相の気相を排気口４０から真空ポンプ１６に吸引し、液相を上室３４の下部に一時的に貯留する。このように、上室３４と下室３６を遮断するので、下室３６で排水操作を行う間にも、気液混合相の分離操作を連続して行うことができる。
【００２０】
次に、下室３６で液相の排水操作が終了すると、再び下室３６での貯留操作を開始する。即ち、レベルセンサー６２が下室３６の液相が空になったことを感知して、制御装置６０に信号を出力する。制御装置６０は、電磁弁５２、５４を開いて上室３４と下室３６を連通し、電磁弁５６、５８を閉じて下室３６と外部を遮断する。これにより、上室３４に一時的に溜まった液相は、連通管４２を介して下室３６に自然流下する。また、前述したように、上室３４で分離した液相も下室３６に自然流下するので、下室３６に液相を貯留することができる。
【００２１】
ところで、排水操作から貯留操作に切り換えた時の下室３６は大気圧であるが、負圧である上室３４と均圧化されるので、気液分離槽３０全体の圧力が大きく上昇することはない。更に、真空ポンプ１６が連続運転しているので、気液分離槽３０は直ぐに気液混合相の吸引に必要な負圧に復帰する。従って、排水操作から貯留操作に切り換えた際に気液混合相の吸引力が大きく低下することはなく、気液混合相の分離操作を効率良く行うことができる。
【００２２】
また、このときの気液分離槽３０の圧力変化は、排水操作から貯留操作に切り換えた際に一瞬圧力が大きくなるパルス状に変動する。このパルス状の圧力変動は、吸引井戸１４の先端周囲の土壌等の固体に不規則な外力を与えることができる。従って、固体が液体や気体の流路を徐々に封鎖して気液混合相の吸引量が低下した場合には、前記パルス上の圧力変動を与えることにより、前記吸引量の低下を防止することができる。
【００２３】
このように、第１の実施の形態の気液分離装置１０では、気液分離槽３０を隔壁３２により上室３４と下室３６に分離し、上室３４で気液混合相の分離操作を行いながら下室３６で液相の排水操作を行うので、気液混合相の分離操作を連続して行うことができる。また、排水操作から貯留操作に切り換えた際に気液分離槽３０の圧力が大きく低下することはないので、気液混合相の分離操作を効率的に行うことができる。更に、気液分離装置１０は、気液分離槽３０を上室３４と下室３６に分離しているので、大型化することなく従来の設置スペースに設置することができる。
【００２４】
次に、気液分離装置の第２の実施の形態について説明する。
図３は、第２の実施の形態の気液分離装置７０の縦断面図である。尚、図２で示した第１の実施の形態と同一若しくは類似の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図３に示すように、気液分離装置７０では、蓄圧槽７２が、連通管７４を介して気液分離槽３０と連通するように設置される。連通管７４には、電磁弁７６が設けられ、その開閉により蓄圧槽７２と上室３４とを連通又は遮断することができる。制御装置６０は、信号ケーブルを介して電磁弁７６に接続され、電磁弁７６を開閉するように構成される。例えば、制御装置６０は、液相の貯留操作開始と同時に電磁弁７６を開き、液相の排水操作の開始と同時に電磁弁７６を閉じるように構成される。
【００２５】
次に上記の如く構成された気液分離装置７０の蓄圧槽７２の作用を説明する。先ず、蓄圧槽７２は、液相を下室３６に貯留する間に、真空ポンプ１６が発生した負圧を蓄える。即ち、制御装置６０が、電磁弁５２、５４と共に電磁弁７６を開いて、上室３４と蓄圧槽７２とを連通し、蓄圧槽７２を負圧にする。そして、液相の貯留操作から排水操作に切り換えるときに、制御装置６０が電磁弁５２、５４と共に電磁弁７６を閉じて、蓄圧槽７２内を負圧に維持する。
【００２６】
次に、排水操作を終了して貯留操作を再開する際に、蓄圧槽７２内に蓄えた負圧を気液分離槽３０に供給する。即ち、制御装置６０が、電磁弁５２、５４と同時に電磁弁７６を開いて、上室３４と蓄圧槽７６とを連通する。これにより、貯留再開時に生じる吸引力の一時的な低下を抑えることができ、効率のよい気液混合相の分離操作を行うことができる。
【００２７】
このように第２の実施の形態では、負圧を蓄えることのできる蓄圧槽７２を設置し、気液混合相の吸引力が低下する時に蓄圧槽７２に蓄えた負圧を気液分離槽３０に供給するので、気液分離槽３０内の吸引力が大きく低下することはなく、効率の良い分離操作を行うことができる。
尚、上述した第２の実施の形態において、蓄圧槽７２は、気液混合相の吸引力が低下する時に蓄えた負圧を気液分離槽３０に供給して、その低下を抑えるものである。従って、吸引力の低下を抑えられるのであれば、負圧を供給するタイミングは何でも良く、また、蓄圧槽７２と気液分離槽３０との連通位置等は何処でもよい。例えば、蓄圧槽７２を下室３６と連通させ、貯留操作を行っている間に負圧を蓄える。そして、排水終了後の下室３６を蓄圧槽７２とだけ連通させ、下室３６と蓄圧槽７２の圧力を均圧した後に、下室３６と上室３４と連通する。これにより、確実に、気液混合相の吸引力の低下を抑えることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の気液分離装置及び土壌中の揮発性汚染物の除去装置では、気液分離槽を隔壁により上室と下室に分離し、上室で気液混合相の分離操作を行いながら下室で液相の排水操作を行うので、気液混合相の分離操作を連続して行うことができる。また、排水操作から貯留操作に切り換えた際に気液分離槽の圧力が大きく低下することはないので、気液混合相の分離操作を効率的に行うことができる。更に、気液分離槽を上室と下室に分離しているので、大型化することなく従来の設置スペースに設置することができる。
【００２９】
また、本発明の気液分離装置及び土壌中の揮発性汚染物の除去装置では、負圧を蓄えると共に蓄えた負圧を必要に応じて気液分離槽に供給することのできる蓄圧槽を設けたので、気液分離槽内の吸引力の低下を防止することができ、効率よく気液混合相の分離操作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の気液分離装置を用いた除去装置の構成図
【図２】図１の気液分離装置の縦断面図
【図３】本発明の第２の実施の形態の気液分離装置の縦断面図
【符号の説明】
１０…第１の実施の形態の気液分離装置
１６…真空ポンプ
３０…気液分離槽
３２…隔壁
３４…上室
３６…下室
４２…連通管
４４…均圧管
５２、５４、５６、５８…電磁弁
６０…制御装置
７２…蓄圧槽
【図１】
0003846023.tif 000002
【図２】
0003846023.tif 000003
【図３】
0003846023.tif 000004