汚染土壌洗浄槽
【課題】洗浄処理がなされる汚染土壌全体に対して十分な攪拌作用を及ぼすことができ、且つ耐久性に優れた土壌洗浄槽を提供することを目的とする。
【解決手段】略円筒状の有底の筒状体６２内に汚染土壌ＰＳを投入し、水と共に攪拌洗浄する土壌洗浄槽６０であって、筒状体６２内の底部６６に沈殿する汚染土壌ＰＳを水と共に底部６６近傍に取付けられた排出口７０から筒状体６２外へ排出し、周壁６８に取付けられた再供給口７２から筒状体６２内に再供給して攪拌する。再供給口７２は、周壁６８内面に沿って同一円周方向に汚染土壌ＰＳを水と共に噴出するように開口して複数取り付けられており、これにより筒状体６２内に継続的な回転流が生じ、汚染土壌ＰＳを効果的に攪拌洗浄することができる。従って、別途攪拌装置を設ける必要が無く、攪拌装置の劣化等の問題が無くなり土壌洗浄槽６０自体の耐久性が向上している。
【解決手段】略円筒状の有底の筒状体６２内に汚染土壌ＰＳを投入し、水と共に攪拌洗浄する土壌洗浄槽６０であって、筒状体６２内の底部６６に沈殿する汚染土壌ＰＳを水と共に底部６６近傍に取付けられた排出口７０から筒状体６２外へ排出し、周壁６８に取付けられた再供給口７２から筒状体６２内に再供給して攪拌する。再供給口７２は、周壁６８内面に沿って同一円周方向に汚染土壌ＰＳを水と共に噴出するように開口して複数取り付けられており、これにより筒状体６２内に継続的な回転流が生じ、汚染土壌ＰＳを効果的に攪拌洗浄することができる。従って、別途攪拌装置を設ける必要が無く、攪拌装置の劣化等の問題が無くなり土壌洗浄槽６０自体の耐久性が向上している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌、特に、汚染物質が蓄積しやすい汚染土壌の細粒部の洗浄に用いる汚染土壌洗浄槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚染土壌Ｐｏｌｌｕｔｅｄ Ｓｏｉｌ（以下、汚染土壌ＰＳと略す）の修復は、汚染土壌ＰＳを清浄土壌と入れ替えることにより行われており、この汚染土壌ＰＳの入れ替えには汚染土壌ＰＳの処理場への輸送費用と、それに代わる清浄土壌の確保及び輸送に係る費用とが発生するという問題があった。また、輸送された汚染土壌ＰＳの処理は、焼却、セメント原料化及び管理型処分場への埋め立て等により行われていたが、これらの処理量が、上述の汚染土壌ＰＳの修復方法により発生する汚染土壌ＰＳの発生量に対して追いつかなくなるという可能性もあった。
【０００３】
そこで、代替する土壌修復の方法として、掘削された汚染土壌ＰＳを洗浄により浄化し、浄化された土壌を埋め戻す土壌修復方法が実施化されている。一般的に汚染土壌ＰＳ中には、その細粒部に汚染濃度が高い粒子が多いことが知られているので、土壌の洗浄はこの細粒部に対して行われることが効果的である。この細粒部に対する洗浄を行うために、掘削された汚染土壌塊に対して解泥・分級処理が行われ、抽出された汚染土壌ＰＳの細粒部に対して洗浄処理が行われる。
【０００４】
特許文献１には、従来の汚染土壌ＰＳの洗浄処理に用いる攪拌羽根を有する攪拌槽が開示されている。この攪拌槽は略円筒形状であり、底部に軸体が軸支された攪拌羽根が設けられている。この攪拌槽内に土壌を洗浄するための洗浄水及び分級処理により抽出された細粒部を投入し、攪拌羽根を回転させることによりこれら洗浄水及び細粒部を混合し、土粒子に付着した汚染物質を脱離させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−００１２３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、洗浄処理に用いられる汚染土壌の土粒子の比重は通常水より大きい。従って、特許文献１に記載の攪拌槽では、攪拌中においても汚染土壌が攪拌槽底部、さらには、攪拌羽根の回転により生じる渦の中心である軸体近傍に集まりやすい。この攪拌槽底部の軸体近傍は、渦の中心であるので水の勢いが弱く、従って、攪拌槽底部における軸体近傍に沈殿した汚染土壌には十分な攪拌作用が及ばず、土粒子に付着した汚染物質の脱離が不十分となるおそれがある。
【０００７】
また、攪拌時においては、土粒子と攪拌羽根の衝突により攪拌羽根が物理的に摩耗する。特に、洗浄処理に酸化力の強い洗浄剤を使用した場合、上記物理的衝突による攪拌羽根の摩耗部位から攪拌羽根が腐食することにより攪拌羽根のメンテナンス頻度が増大すると共に、攪拌羽根自体の耐用年数が短くなってしまっている。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は洗浄処理がなされる汚染土壌全体に対して十分な攪拌作用を及ぼすことができ、且つ耐久性に優れた土壌洗浄槽を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を解決するための請求項１に記載の発明は、有底の筒状体内に汚染土壌を投入し、水と共に攪拌して洗浄する土壌洗浄槽であって、前記汚染土壌を前記水と共に前記筒状体の底部又は底部近傍の排出口から排出させ、前記筒状体の上部側の再供給口から前記筒状体内に再供給して環流させる環流機構を有し、該環流機構は、一端が前記筒状体の前記排出口に取り付けられ、他端が前記筒状体の前記再供給口に取付けられた環流管と、該環流管の途中位置に設けられた流体移送ポンプと、を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、土壌洗浄槽内において、筒状体の底部に沈殿しやすい汚染土壌を、環流機構を介して水と共に筒状体の上部側から筒状体内に再供給することにより攪拌することができる。従って、筒状体に投入された汚染土壌全体に対して十分な攪拌作用を及ぼすことができる。
【００１１】
更に、本土壌洗浄槽における汚染土壌の攪拌は、環流機構によって汚染土壌と水とを環流することのみで的確に行うことができるので、土壌洗浄槽に別途攪拌装置を付与する必要が無く、従って、攪拌装置の劣化の心配も無く土壌洗浄槽自体の耐久性が向上している。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の土壌洗浄槽において、前記筒状体は略円筒状に形成されており、前記再供給口が、前記汚染土壌を前記水と共に前記筒状体の周壁内面に沿って同一円周方向に噴出するように前記周壁に対し開口していることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、汚染土壌が水と共に再供給口から筒状体の周壁内面に沿って同一円周方向に噴出することにより、同一円周方向に継続的に回転する回転流が筒状体内に発生する。従って、筒状体の底部に沈殿した汚染土壌の筒状体上部側への再供給、及び筒状体内に発生する回転流という二重の攪拌作用により汚染土壌が効果的に攪拌され、洗浄される。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の土壌洗浄槽において、前記再供給口は複数設けられており、前記環流管の前記再供給口側の端部は、前記複数の再供給口の数に対応して分岐されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、再供給口が複数設けられているので、水と共に再供給された汚染土壌の分散、攪拌効率を更に高めることができる。また、筒状体内に同一円周方向に継続的に回転する回転流を発生させる場合には、複数の再供給口を設けることにより回転流の流勢をさらに強めることができる。従って、筒状体内に投入された汚染土壌をさらに強力に攪拌することが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の土壌洗浄槽において、前記複数の再供給口が、前記筒状体の高さ方向に所定間隔をおいて配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、筒状体の上部側から所定の高さ範囲に亘って汚染土壌と水が再供給されることにより、ある程度一定の勢いを有する回転流を発生させることができる。従って、筒状体の上部側から所定の高さ範囲の領域に亘って汚染土壌をある程度均質に攪拌し、洗浄することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の記載の土壌洗浄槽において、前記筒状体の前記底部には、前記筒状体内方へ向けて突出し、斜面が前記底部の縁部近傍まで延在する略錐体の突出部が設けられ、前記排出口は、前記筒状体の底部の最下部又は前記筒状体の側壁の最下部近傍に設けられたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、筒状体の底部に沈殿する汚染土壌を、略錐体の突出部の斜面の傾斜に沿って自重により筒状体の底部縁部へと移動させ、筒状体の底部の最下部又は筒状体の側壁の最下部近傍に設けられた排出口から排出させて環流管を介して再供給口から筒状体内へと再供給させることにより、汚染土壌を再分散させることができる。特に、筒状体が略円筒状であって、筒状体内の同一円周方向に継続的に回転する回転流を発生させる場合には、回転流の渦中心となる底部の中央近傍に沈殿しがちな汚染土壌を底部縁部方向へ移動させることができると共に、底部の中央近傍から底部の縁部側に移行するにつれて流勢が増す回転流によって再びこの沈殿した汚染土壌を巻き上げて攪拌することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５に記載の土壌洗浄槽において、微細気泡を前記筒状体内に噴出可能な複数の噴出口が、前記筒状体の前記底部に設けられていることを特徴とする。この構成によれば、筒状体の底部に沈殿しやすい汚染土壌を、筒状体の底部に設けられた噴出口から噴出される微細気泡によって筒状体の上方へ噴き上げることができるので、汚染土壌と水との環流攪拌効果と合わせてさらに効果的に汚染土壌を攪拌し、洗浄することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、土壌洗浄槽の筒状体内に投入された汚染土壌に対して十分に攪拌作用を及ぼすことができるので、汚染土壌に対して十分な洗浄を施すことができる。更に、土壌洗浄槽には別途攪拌装置を付与する必要が無いので攪拌装置のメンテナンス費用及びその手間が発生せず、経済的な土壌洗浄槽となっている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る土壌洗浄槽６０を説明するための図である。
【図２】図１の土壌洗浄槽６０を矢印１００方向から見た図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】解泥・分級機構である解泥機１０の概略断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】洗浄システム全体における解泥・分級機構１と洗浄機構２の具体的配置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態について図面に基いて詳細に説明する。本発明に係る土壌洗浄槽は汚染土壌ＰＳの洗浄システムの中の１部として用いられる。汚染土壌ＰＳの洗浄システムは、掘削された汚染土壌塊ＰＳを解泥・分級処理する解泥・分級機構、解泥・分級機構の処理により抽出された一定粒度未満の土壌の細粒部を洗浄する洗浄機構からなる。このシステムにより、掘削された汚染土壌塊ＰＳの解泥処理、この解泥処理により分解された汚染土壌ＰＳの分級処理及び分級処理により抽出された汚染土壌ＰＳの細粒部の洗浄処理が連続的に速やかに行われる。
【００２３】
以下、まず汚染土壌の洗浄システムのうち本件発明の土壌洗浄槽の前段階である解泥・分級機構及び解泥・分級機構による汚染土壌塊ＰＳ−０の解泥・分級処理について説明する。
【００２４】
図４は、解泥・分級機構である解泥機１０の概略断面図であり、図５は、同図のＶ−Ｖ線断面図である。図示のように、解泥機１０は、設置面Ｅに対して３度傾斜して横置きされた筒体１２として構成され、筒体１２内の空間は板状の濾過体１４によって上部領域１６と、濾過体１４の下側領域１８に分割されている。上部領域１６は解泥・分級処理の場となり、分級物の一部が濾過体１４の下側領域１８に移行する。
【００２５】
まず、筒体１２の上部領域１６の構成について説明する。筒体１２の上部領域１６は、円形の側面２０ａ、周壁２０ｂ及び円形の他方の側面２０ｃを有する略円筒状の略円筒体２０の内部空間として構成されており、この略円筒体２０は、筒体１２の傾斜に伴い側面２０ｃが側面２０ａより高位置となるように傾斜して横置きされている。
【００２６】
略円筒体２０の傾斜上方側の端部、すなわち、略円筒体２０における周壁２０ｂの傾斜上方側であって高位置側の端部面には、汚染した土壌地盤から掘削された汚染土壌塊ＰＳ−０を投入するホッパー１７が取付けられた矩形の開口部１９が設けられ、これらホッパー１７及び開口部１９により土壌塊投入口が構成されている。
【００２７】
略円筒体２０の周壁２０ｂの下側半周、すなわち、設置面Ｅ側の半周壁面は、全域に亘って汚染土壌塊ＰＳ−０の一部が通過可能な孔径４ｍｍの小孔を多数有する濾過体１４として構成されている。従って、略円筒体２０は、側面２０ａ、周壁２０ｂの高位置側の半周壁面、及び側面２０ｃからなる筒体１２の上部外壁と、周壁２０ｂの下側半周壁面である濾過体１４とから構成されている。
【００２８】
筒体１２の上部領域１６の傾斜下方側の端部、すなわち、略円筒体２０の側面２０ａの下方側には、濾過体１４の小孔を通過できず、濾過体１４上に残留した土壌塊の残渣ＰＳ−１を筒体１２の外部へ排出する土壌塊残渣排出口２２が設けられており、土壌塊残渣排出口２２は、下方へ傾斜した断面コ字状のスロープ２４に連続している。
【００２９】
筒体１２の上部領域１６、すなわち、略円筒体２０内において、略円筒体２０の伸長方向の軸中心に、略円筒体２０の伸長方向に伸長し、側面２０ａと側面２０ｃとに回転可能に軸架された軸体２６が設けられており、この軸体２６は側面２０ｃ側の軸体２６端部に取付けられたモータ２８によって駆動されて回転する。軸体２６の外表面には、所定間隔置きに軸体２６の径方向に向かって突出するワイヤ３０が複数取り付けられている。この軸体２６とワイヤ３０とによりロータ３２が構成されている。
【００３０】
略円筒体２０における周壁２０ｂの高位置側の半周壁面（濾過体１４では無い側の周壁２０ｂ面）のＶ−Ｖ線断面上（図５参照乞）には、土壌塊投入口から投入された土壌塊ＰＳ−０に対して水を供給するためのシャワーノズル３４が４つ、ノズルを濾過体１４方向に向けてほぼ等間隔に設けられている。この４つを１組として、シャワーノズル３４は、略円筒体２０の伸長方向に一定間隔ごとに５カ所に設けられており（図４参照乞）、合計２０個設けられたシャワーノズル３４によって水供給手段が構成され、水が濾過体１４全面に供給される。供給する水には、適宜、他の液体が添加されても良い。例えば、水供給手段により供給される水が、後述する汚染土壌ＰＳの洗浄機構において用いられる洗浄水であると、解泥・分級工程から土壌の洗浄を行うことができるので、汚染土壌ＰＳの洗浄システム全体が更に効率化される。更に、洗浄機構に送られない細粒土以外の土壌塊の残渣ＰＳ−１に対しても一定の洗浄処理を施すことができる。
【００３１】
次に、筒体１２における濾過体１４の下側領域１８の構成について説明する。濾過体１４の下側には、濾過体１４の下面に沿って断面視略Ｕ字状の板材３６が略円筒体２０の伸長方向に延在しており、この板材３６の端縁３６ａ−１、３６ａ−２が（図５参照乞）、周壁２０ｂの高位置側の半周壁面との境界面に位置する濾過体１４の縁部１４ａ−１、１４ａ−２と、略円筒体２０の外周側から重合して結合している。そして、板材３６は、端縁３６ａ−１、３６ａ−２から下方へ垂下するに従って濾過体１４と離間し、略Ｕ字状の頂部においてその離間距離が最大となるように形成されている。この略Ｕ字状の頂部は、略円筒体２０の軸中心と略円筒体２０の長さ方向に亘って平行となるように設置面Ｅに対して傾斜して延在している。板材３６の傾斜上方側は、略円筒体２０の側面２０ｃから連続する板材３８により密閉されており、板材３６の傾斜下方側は、略円筒体２０の側面２０ａから連続する板材４０により密閉されている。これら板材３６、３８、４０及び濾過体１４に囲まれた領域が、濾過体１４の下側領域１８である。この濾過体１４の下側領域１８には、両端が板材３８と板材４０とに軸架されたスクリューコンベヤ４２が設けられており、このスクリューコンベヤ４２はモータ４４により駆動され、濾過体１４に設けられた孔を通過して濾過体１４の下側領域１８に移行した土壌塊の濾物ＰＳ−２を筒体１２の傾斜下方側へ送る。濾過体１４の下側領域１８の板材３６頂部の傾斜下方側の端部面には、スクリューコンベヤ４２により筒体１２の傾斜下方側へ送られた土壌塊の濾物ＰＳ−２を筒体１２外へ排出する矩形の土壌塊濾物排出口４６が設けられている。
【００３２】
図６は、洗浄システム全体における解泥・分級機構１と洗浄機構２の具体的配置を説明するための図である。本図により解泥・分級機構１の残りの構成と解泥・分級機構１と洗浄機構２の連携を説明する。
【００３３】
解泥・分級機構１である解泥機１０の土壌塊濾物排出口４６の下部には、水平方向に振動する略矩形のふるい部４８とふるい部４８により濾過された濾物を受けることができる大きさの濾物受け部５０とからなるふるい機構を構成する振動ふるい５２が設置されている。ふるい部４８は、２ｍｍ目の網目を有し、２ｍｍ未満の細粒土と、２ｍｍ以上の礫を分級することができる。濾物受け部５０の底部には、２ｍｍ未満の細粒土を後述する洗浄機構２へ移送する移送管５９が取り付けられている。移送管５９の途中位置には流体移送ポンプＰ１が設けられており、この流体移送ポンプＰ１を起動することにより２ｍｍ未満の細粒土が解泥・分級機構１と隣接する洗浄機構２へと移送される。
【００３４】
振動ふるい５２には、ふるい部４８上に残った礫を受ける役割を担う礫受け槽５４が隣接している。振動ふるい５２のふるい部４８は、礫受け槽５４方向に向けて若干設置面Ｅ方向へ傾斜して濾物受け部５０に取り付けられており、ふるい部４８の礫受け槽５４側の端部は、礫受け槽５４の上部に架け渡されると共に下方へ傾斜するスロープ５６となっている。
【００３５】
また、解泥機１０の土壌塊残渣排出口２２から排出された土壌塊の残渣ＰＳ−１を受けるズリ受け槽５８が、筒体１２の傾斜下方側で解泥機１０と隣接して配置されている。土壌塊残渣排出口２２から連続して設けられたスロープ２４は、ズリ受け槽５８の上部に架け渡されている。
【００３６】
次に、解泥・分級機構１による汚染土壌塊ＰＳ−０の解泥・分級処理操作について説明する。
【００３７】
汚染土壌地盤から掘削された汚染土壌塊ＰＳ−０は、直接ホッパー１７から解泥機１０の筒体１２内に投入される。筒体１２内に投入された汚染土壌塊ＰＳ−０は、濾過体１４上に落下し、濾過体１４上で側面２０ｃから側面２０ａ方向への傾斜に従って側面２０ａ側にゆっくりと移動する。その移動の際、汚染土壌塊ＰＳ−０は、シャワーノズル３４から濾過体１４に向けて供給される水によって湿潤しつつ、回転するロータ３２のワイヤ３０による打撃による衝撃を受け、徐々に分解する。汚染土壌塊ＰＳ−０の分解物のうち、粒径が４ｍｍより小さいものは濾過体１４を通過して濾過体１４の下側領域１８に落下する。粒径が４ｍｍ以上の土壌塊の残渣ＰＳ−１（例えば、ガラ、石、金属片、木片等）は、略円筒体２０内の濾過体１４上を側面２０ａ側までゆっくりと移動した後、土壌塊残渣排出口２２から筒体１２外へと排出される。
【００３８】
濾過体１４を通過して濾過体１４の下側領域１８に落下した土壌塊の濾物ＰＳ−２は、シャワーノズル３４より供給された水と共にスクリューコンベヤ４２により筒体１２の傾斜下方側へ送られ、土壌塊濾物排出口４６から振動ふるい５２のふるい部４８上に落下する。
【００３９】
ふるい部４８上に落下した土壌塊の濾物ＰＳ−２のうち、粒径が２ｍｍより小さい細粒土ＰＳ−３は、ふるい部４８を通過して濾物受け部５０へと落下する。この細粒土ＰＳ−３、すなわち、汚染物が蓄積しやすいスラリー状態の細粒土は、移送管５９を介して後述する洗浄機構２へ移送され、洗浄処理を受ける。
【００４０】
土壌塊の濾物ＰＳ−２からの分級物のうち、ふるい部４８を通過しなかった分級物ＰＳ−４（粒径が４ｍｍより小さく、且つ２ｍｍ以上の砂粒、礫等）は、ふるい部４８の傾斜に従って礫受け槽５４方向へと移動し、スロープ５６を介して礫受け槽５４内へと落下する。また、略円筒体２０内における土壌塊ＰＳ−０の解泥後、濾過体１４を通過できなかった粒径４ｍｍ以上の土壌塊の残渣ＰＳ−１は、土壌塊残渣排出口２２から筒体１２外へと排出された後、スロープ２４を介してズリ受け槽５８内へと落下する。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態に係る土壌洗浄槽６０を説明する。図６に示したように、当該土壌洗浄槽６０は汚染土壌ＰＳの洗浄システムにおける洗浄機構２を構成している。図１は、本発明の実施の形態に係る土壌洗浄槽６０を説明するための図であり、図２は、同図における土壌洗浄槽６０を矢印１００方向から見た図である。また、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図示のように、土壌洗浄槽６０は、解泥・分級機構１から移送管５９を介して移送されてきた細粒土ＰＳ−３が投入される有底の筒状体６２と、筒状体６２の底部近傍から細粒土ＰＳ−３を水と共に排出させ、筒状体６２の上部側から筒状体６２内に再供給して環流させる環流機構６４とから主に構成されている。
【００４２】
まず、筒状体６２の構成について説明する。筒状体６２は円形の底部６６と周壁６８を有する略円筒体として構成されている。周壁６８の下部、すなわち、底部６６近傍には、細粒土ＰＳ−３を水と共に排出する排出口７０が設けられており、更に周壁６８には、排出口７０から排出された細粒土ＰＳ−３と水を筒状体６２内に再供給する再供給口７２が設けられている。再供給口７２は、周壁６８の上部側から下部側まで、すなわち、筒状体６２の上部側から下部側まで、筒状体６２の高さ方向略全長に亘って一定の間隔をおいて６口を一組として多段式に設けられている。この６口一組の再供給口７２は、筒状体６２の伸長方向の中心線を軸として周壁６８の周方向に９０度ずつ回転した位置に、計４箇所設けられている。従って、筒状体６２全体では、合計２４個の再供給口７２が設けられている。これら再供給口７２は全て、筒状体６２の径方向に対して平行に、且つ細粒土ＰＳ−３と水とが周壁６８内面に沿って筒状体６２の円周方向に噴出するように周壁６８に対し開口して設けられている。そして、これら再供給口７２は全て、図１における１００方向から筒状体６２を見た場合に、筒状体６２の伸長方向の中心線を軸として反時計回りとなる方向を向くように、すなわち、細粒土ＰＳ−３と水とが同一円周方向に噴出するように設けられている。
【００４３】
筒状体６２の底部６６には、底部６６の中心点Ｃが筒状体６２内方へ突出しており、この中心点Ｃを頂点として、側面が底部６６の縁部近傍まで延在する略円錐体の突出部６７が設けられている。そして、底部６６には筒状体６２内に微細気泡を噴出可能な噴出口７６が、底部６６の中心点Ｃから底部６６の縁部にかけて放射状に多数配置されているので、底部６６の全面に亘って噴出口７６が設けられた構成となっている。
【００４４】
筒状体６２の周壁６８の上部には、移送管５９を介して解泥・分級機構１から移送された細粒土ＰＳ−３を土壌洗浄槽６０に投入するための汚染土壌投入口７８が設けられている。さらに、筒状体６２の周壁６８の上部には細粒土ＰＳ−３の土壌洗浄槽６０への投入時において、筒状体６２からあふれ出したウワ水を排出するウワ水排出口８０が設けられている。
【００４５】
次に、細粒土ＰＳ−３を水と共に筒状体６２内から筒状体６２外へ排出させ、再び水と共に筒状体６２内へと再供給して環流させる環流機構６４の構成を説明する。環流機構６４は、一端が筒状体６２の周壁６８の排出口７０に取り付けられており、他端が筒状体６２の周壁６８の再供給口７２に取り付けられた環流管８２を有する。環流管８２の他端側は、９つの分岐口を有する中空の柱体として構成された分岐柱８４−１の分岐口の１つに接続されて８叉に分岐されている。そして分岐柱８４−１の６つの分岐口から、６叉の他端が分岐柱８４−１の正面に位置して筒状体６２の高さ方向に縦列する６口一組の再供給口７２にそれぞれ取り付けられている。また、他の１つの分岐口には、洗浄後の筒状体６２内の汚染土壌ＰＳを水と共に筒状体６２外部へと抜き出して洗浄済み土壌貯留槽等（図示せず）へと移送する移送管７５が取り付けられており、移送管７５の分岐柱８４−１近傍には、ボールバルブＶが開閉自在に設けられている。残りの１つ分岐口から、残りの１叉の他端が、分岐柱８４−１と一定の間隔をおいて隣接する分岐柱８４−２（８４−１と異なり、分岐口は８つである。後述する８４−３、８４−４も同様である。）に取り付けられて更に７叉に分岐している。以降同様に分岐柱８４−３、８４−４（図示せず）を介して残り１８口の再供給口７２に対し、残り１８叉に分岐した環流管８２の他端がそれぞれ取り付けられる。分岐柱８４−１と環流管８２の一端との間の環流管８２の途中位置には、流体移送ポンプＰ２が設けられており、流体移送ポンプＰ２を起動することにより筒状体６２内の細粒土ＰＳ−３が水と共に環流する。更に、移送管７５が取り付けられた分岐口以外の分岐柱８４の全ての分岐口には、１方コック（図示せず）が取り付けられており、これによりそれぞれの再供給口７２からの細粒土ＰＳ−３と水の噴出量を好適な量に調節することができる。
【００４６】
細粒土ＰＳ−３の洗浄に用いる水、すなわち、洗浄水は、土壌の汚染物質によって適宜変更可能である。例えば、油等有機の汚染物質に対しては、次亜塩素酸を含む強酸性電解水を有効に使用することができ、重金属等無機の汚染物質に対しては、塩酸等の強酸性水溶液を有効に使用することができる。
【００４７】
次に、洗浄機構２、すなわち、本発明の実施の形態に係る土壌洗浄槽６０を用いた細粒土ＰＳ−３の洗浄処理について説明する。まず、上述の解泥・分級機構１による処理が実施され、抽出された細粒土ＰＳ−３が移送管５９を介して洗浄水と共に汚染土壌投入口７８から筒状体６２内に投入される。細粒土ＰＳ−３は一定量になるまで筒状体６２中に投入され続け、その間、洗浄水の上澄み液はウワ水排出口８０から排出される。ウワ水排出口８０から排出された洗浄水は、回収して解泥・分級機構１、具体的には、解泥機１０のシャワーノズル３４から土壌塊ＰＳ−０に対して供給されても良く、サイクロン等により土壌粒子を除去した後に洗浄水の貯水槽（図示せず）に回収されても良い。一定量の細粒土ＰＳ−３が筒状体６２内に投入されたら、細粒土ＰＳ−３の筒状体６２内への投入を停止する。その後、流体移送ポンプＰ２を起動し、筒状体６２の周壁６８下部に設けられた排出口７０から細粒土ＰＳ−３が洗浄水と共に筒状体６２外に排出され、環流管８２を通って再供給口７２から筒状体６２内に再供給されることにより、細粒土ＰＳ−３は筒状体６２を環流する。この環流作用により、底部６６に沈殿した細粒土ＰＳ−３を再供給口７２から再供給し、攪拌洗浄することができる。
【００４８】
更に、筒状体６２全体で計２４個の再供給口７２が、細粒土ＰＳ−３と水を同一円周方向に噴出するように設けられているので、筒状体６２内には周壁６８内面に沿って円周方向に継続的に回転する強力な回転流が発生し、この回転流により細粒土ＰＳ−３の効果的な攪拌洗浄が行われる。そして、筒状体６２の周壁６８の上部側から下部側まで、すなわち、周壁６８の高さ方向全長に亘って一定間隔置きに６口一組の再供給口７２が多段式に設けられており、この６組一口の再供給口７２が円周方向に均等間隔で４箇所設けられている。従って、筒状体６２の上部側から汚染土壌が沈殿する下部側までほぼ均等な勢いを有する回転流を発生させることができ、筒状体６２の高さ方向全域に亘って細粒土ＰＳ−３をほぼ均質に攪拌洗浄することが可能となる。また、土壌洗浄槽６０に投入される汚染土壌ＰＳの細粒部の性質によっては、分岐柱８４の分岐口に設けられた一方コックの開き量の調節により、筒状体６２の高さ方向で回転流の勢いを調節することも可能である。例えば、洗浄する汚染土壌ＰＳの粒子が比較的大きく、そして比重が比較的大きいものであった場合、筒状体６２の上部側の再供給口７２に取り付けられた他端の分岐口の一方コックの開き量を絞り、筒状体６２の下部側に取付けられた他端の分岐口の一方コックの開き量を上げることで、筒状体６２の下部側の回転流の勢いを相対的に強め、この筒状体６２の下部側に向かって流勢が強められた回転流により筒状体６２の下部側に沈降する汚染土壌ＰＳの粒子に対してより効果的な攪拌洗浄を施すことが可能になる。
【００４９】
ここで、筒状体６２内に周壁６８内面に沿って円周方向に継続的に回転する回転流が生じるということは、筒状体６２の伸長方向の軸中心が回転流の渦中心となるために軸中心において流勢が弱くなり、底部６６の中心点Ｃ近傍に沈殿した細粒土ＰＳ−３には十分な攪拌作用が及ばないことが懸念される。しかし、底部６６には上述のように筒状体６２の内方に突出する略円錐体の突出部６７が設けられているので、中心点Ｃ近傍に沈殿する細粒土ＰＳ−３は、この略円錐体の突出部６７の側面の傾斜に沿って自重により筒状体６２の径方向へ移動し、移動すると共に流勢が増す回転流により再び攪拌作用を受けることができる。同時に、上述のように底部６６には空気を噴出する噴出口７６が全面に亘って設けられているため、ここから噴出された空気によって底部６６に沈降する細粒土ＰＳ−３は筒状体６２上方へと噴き上げられ、回転流によってさらなる攪拌を受けることができる。
【００５０】
所定時間の環流による細粒土ＰＳ−３の攪拌操作の終了後、底部６６の溝部６６ａに設けられた水供給口（図示せず）より水を供給すると共にウワ水排出口８０から洗浄水を排出し、細粒土ＰＳ−３のすすぎが行われる。ウワ水排出口８０から排出された洗浄水は、濾過処理された後、貯水槽に送られて洗浄水として再利用される。
【００５１】
すすぎが行われた後、分岐柱８４−１の、筒状体６２及び分岐柱８４−２へ向かう側に設けられた一方コック（図示せず）が閉じられ、移送管７５に設けられたボールバルブＶが開かれ、環流管８２の流路が筒状体６２外部へ液を抜き出す方向へ変更される。そして、流体移送ポンプＰ２を起動することにより、すすぎ後の細粒土ＰＳ−３が、移送管７５を介して水と共に筒状体６２外へ抜き出され、洗浄済み土壌貯留槽等（図示せず）へと移送される。そこで、細粒土ＰＳ−３は、汚染物質が除去されたか否かを試験により確認される。試験結果に応じ、再度土壌洗浄槽６０へ送られて洗浄処理が行われるか、又は浄化済み土壌と認定され、適宜、地盤への埋め戻し等が行われるかが判断される。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００５３】
例えば、本実施の形態においては、６口一組の再供給口７２を一定間隔置きに周壁６８全長に亘って配置する構成としたが、再供給口７２の配置は、汚染土壌ＰＳの性質に合わせて効果的な洗浄が行われるように配置されていれば良い。例えば、比較的粒子径が大きく、比重が大きい汚染土壌ＰＳを洗浄するための土壌洗浄槽ならば、筒状体６２の下部側の再供給口７２の配置間隔を密にすることで、比較的粒子径が大きく、比重が大きい汚染土壌ＰＳに対してより効果的な攪拌洗浄を施すことが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態において、排出口７０は周壁６８の下部に設けられているが、これに限定されるものではない。排出口７０は、筒状体６２の底部６６に沈殿する汚染土壌ＰＳを排出することができる構成であれば良く、例えば、筒状体６２の底部６６の溝部６６ａ、すなわち、筒状体６２の底部６６の溝部６６ａに設けられていても良い。
【００５５】
更に、本実施の形態においては、土壌洗浄槽に投入される汚染土壌として粒径が２ｍｍより小さい細粒土ＰＳ−３が用いられているが、この粒径に限定されるものではない。具体的には、本発明に係る土壌洗浄槽に投入される汚染土壌ＰＳは、水と共にポンプ輸送等する際に汚染土壌ＰＳが流動性をもって移送可能な粒径以下であれば良い。
【符号の説明】
【００５６】
１ 解泥・分級機構
２ 洗浄機構
１０ 解泥機
６０ 土壌洗浄槽
６２ 筒状体
６４ 環流機構
６６ 底部
６７ 略円錐体の突出部
６８ 周壁
７０ 排出口
７２ 再供給口
７６ 噴出口
８２ 環流管
Ｐ１ 流体移送ポンプ
Ｐ２ 流体移送ポンプ
ＰＳ−０ 汚染土壌塊
ＰＳ−１ 土壌塊の残渣
ＰＳ−２ 土壌塊の濾物
ＰＳ−３ 細粒土
ＰＳ−４ 土壌塊の濾物ＰＳ−２からの分級物のうち、ふるい部４８を通過しなかった分級物
Ｖ ボールバルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌、特に、汚染物質が蓄積しやすい汚染土壌の細粒部の洗浄に用いる汚染土壌洗浄槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚染土壌Ｐｏｌｌｕｔｅｄ Ｓｏｉｌ（以下、汚染土壌ＰＳと略す）の修復は、汚染土壌ＰＳを清浄土壌と入れ替えることにより行われており、この汚染土壌ＰＳの入れ替えには汚染土壌ＰＳの処理場への輸送費用と、それに代わる清浄土壌の確保及び輸送に係る費用とが発生するという問題があった。また、輸送された汚染土壌ＰＳの処理は、焼却、セメント原料化及び管理型処分場への埋め立て等により行われていたが、これらの処理量が、上述の汚染土壌ＰＳの修復方法により発生する汚染土壌ＰＳの発生量に対して追いつかなくなるという可能性もあった。
【０００３】
そこで、代替する土壌修復の方法として、掘削された汚染土壌ＰＳを洗浄により浄化し、浄化された土壌を埋め戻す土壌修復方法が実施化されている。一般的に汚染土壌ＰＳ中には、その細粒部に汚染濃度が高い粒子が多いことが知られているので、土壌の洗浄はこの細粒部に対して行われることが効果的である。この細粒部に対する洗浄を行うために、掘削された汚染土壌塊に対して解泥・分級処理が行われ、抽出された汚染土壌ＰＳの細粒部に対して洗浄処理が行われる。
【０００４】
特許文献１には、従来の汚染土壌ＰＳの洗浄処理に用いる攪拌羽根を有する攪拌槽が開示されている。この攪拌槽は略円筒形状であり、底部に軸体が軸支された攪拌羽根が設けられている。この攪拌槽内に土壌を洗浄するための洗浄水及び分級処理により抽出された細粒部を投入し、攪拌羽根を回転させることによりこれら洗浄水及び細粒部を混合し、土粒子に付着した汚染物質を脱離させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−００１２３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、洗浄処理に用いられる汚染土壌の土粒子の比重は通常水より大きい。従って、特許文献１に記載の攪拌槽では、攪拌中においても汚染土壌が攪拌槽底部、さらには、攪拌羽根の回転により生じる渦の中心である軸体近傍に集まりやすい。この攪拌槽底部の軸体近傍は、渦の中心であるので水の勢いが弱く、従って、攪拌槽底部における軸体近傍に沈殿した汚染土壌には十分な攪拌作用が及ばず、土粒子に付着した汚染物質の脱離が不十分となるおそれがある。
【０００７】
また、攪拌時においては、土粒子と攪拌羽根の衝突により攪拌羽根が物理的に摩耗する。特に、洗浄処理に酸化力の強い洗浄剤を使用した場合、上記物理的衝突による攪拌羽根の摩耗部位から攪拌羽根が腐食することにより攪拌羽根のメンテナンス頻度が増大すると共に、攪拌羽根自体の耐用年数が短くなってしまっている。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は洗浄処理がなされる汚染土壌全体に対して十分な攪拌作用を及ぼすことができ、且つ耐久性に優れた土壌洗浄槽を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を解決するための請求項１に記載の発明は、有底の筒状体内に汚染土壌を投入し、水と共に攪拌して洗浄する土壌洗浄槽であって、前記汚染土壌を前記水と共に前記筒状体の底部又は底部近傍の排出口から排出させ、前記筒状体の上部側の再供給口から前記筒状体内に再供給して環流させる環流機構を有し、該環流機構は、一端が前記筒状体の前記排出口に取り付けられ、他端が前記筒状体の前記再供給口に取付けられた環流管と、該環流管の途中位置に設けられた流体移送ポンプと、を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、土壌洗浄槽内において、筒状体の底部に沈殿しやすい汚染土壌を、環流機構を介して水と共に筒状体の上部側から筒状体内に再供給することにより攪拌することができる。従って、筒状体に投入された汚染土壌全体に対して十分な攪拌作用を及ぼすことができる。
【００１１】
更に、本土壌洗浄槽における汚染土壌の攪拌は、環流機構によって汚染土壌と水とを環流することのみで的確に行うことができるので、土壌洗浄槽に別途攪拌装置を付与する必要が無く、従って、攪拌装置の劣化の心配も無く土壌洗浄槽自体の耐久性が向上している。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の土壌洗浄槽において、前記筒状体は略円筒状に形成されており、前記再供給口が、前記汚染土壌を前記水と共に前記筒状体の周壁内面に沿って同一円周方向に噴出するように前記周壁に対し開口していることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、汚染土壌が水と共に再供給口から筒状体の周壁内面に沿って同一円周方向に噴出することにより、同一円周方向に継続的に回転する回転流が筒状体内に発生する。従って、筒状体の底部に沈殿した汚染土壌の筒状体上部側への再供給、及び筒状体内に発生する回転流という二重の攪拌作用により汚染土壌が効果的に攪拌され、洗浄される。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の土壌洗浄槽において、前記再供給口は複数設けられており、前記環流管の前記再供給口側の端部は、前記複数の再供給口の数に対応して分岐されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、再供給口が複数設けられているので、水と共に再供給された汚染土壌の分散、攪拌効率を更に高めることができる。また、筒状体内に同一円周方向に継続的に回転する回転流を発生させる場合には、複数の再供給口を設けることにより回転流の流勢をさらに強めることができる。従って、筒状体内に投入された汚染土壌をさらに強力に攪拌することが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の土壌洗浄槽において、前記複数の再供給口が、前記筒状体の高さ方向に所定間隔をおいて配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、筒状体の上部側から所定の高さ範囲に亘って汚染土壌と水が再供給されることにより、ある程度一定の勢いを有する回転流を発生させることができる。従って、筒状体の上部側から所定の高さ範囲の領域に亘って汚染土壌をある程度均質に攪拌し、洗浄することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の記載の土壌洗浄槽において、前記筒状体の前記底部には、前記筒状体内方へ向けて突出し、斜面が前記底部の縁部近傍まで延在する略錐体の突出部が設けられ、前記排出口は、前記筒状体の底部の最下部又は前記筒状体の側壁の最下部近傍に設けられたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、筒状体の底部に沈殿する汚染土壌を、略錐体の突出部の斜面の傾斜に沿って自重により筒状体の底部縁部へと移動させ、筒状体の底部の最下部又は筒状体の側壁の最下部近傍に設けられた排出口から排出させて環流管を介して再供給口から筒状体内へと再供給させることにより、汚染土壌を再分散させることができる。特に、筒状体が略円筒状であって、筒状体内の同一円周方向に継続的に回転する回転流を発生させる場合には、回転流の渦中心となる底部の中央近傍に沈殿しがちな汚染土壌を底部縁部方向へ移動させることができると共に、底部の中央近傍から底部の縁部側に移行するにつれて流勢が増す回転流によって再びこの沈殿した汚染土壌を巻き上げて攪拌することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５に記載の土壌洗浄槽において、微細気泡を前記筒状体内に噴出可能な複数の噴出口が、前記筒状体の前記底部に設けられていることを特徴とする。この構成によれば、筒状体の底部に沈殿しやすい汚染土壌を、筒状体の底部に設けられた噴出口から噴出される微細気泡によって筒状体の上方へ噴き上げることができるので、汚染土壌と水との環流攪拌効果と合わせてさらに効果的に汚染土壌を攪拌し、洗浄することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、土壌洗浄槽の筒状体内に投入された汚染土壌に対して十分に攪拌作用を及ぼすことができるので、汚染土壌に対して十分な洗浄を施すことができる。更に、土壌洗浄槽には別途攪拌装置を付与する必要が無いので攪拌装置のメンテナンス費用及びその手間が発生せず、経済的な土壌洗浄槽となっている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る土壌洗浄槽６０を説明するための図である。
【図２】図１の土壌洗浄槽６０を矢印１００方向から見た図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】解泥・分級機構である解泥機１０の概略断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】洗浄システム全体における解泥・分級機構１と洗浄機構２の具体的配置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態について図面に基いて詳細に説明する。本発明に係る土壌洗浄槽は汚染土壌ＰＳの洗浄システムの中の１部として用いられる。汚染土壌ＰＳの洗浄システムは、掘削された汚染土壌塊ＰＳを解泥・分級処理する解泥・分級機構、解泥・分級機構の処理により抽出された一定粒度未満の土壌の細粒部を洗浄する洗浄機構からなる。このシステムにより、掘削された汚染土壌塊ＰＳの解泥処理、この解泥処理により分解された汚染土壌ＰＳの分級処理及び分級処理により抽出された汚染土壌ＰＳの細粒部の洗浄処理が連続的に速やかに行われる。
【００２３】
以下、まず汚染土壌の洗浄システムのうち本件発明の土壌洗浄槽の前段階である解泥・分級機構及び解泥・分級機構による汚染土壌塊ＰＳ−０の解泥・分級処理について説明する。
【００２４】
図４は、解泥・分級機構である解泥機１０の概略断面図であり、図５は、同図のＶ−Ｖ線断面図である。図示のように、解泥機１０は、設置面Ｅに対して３度傾斜して横置きされた筒体１２として構成され、筒体１２内の空間は板状の濾過体１４によって上部領域１６と、濾過体１４の下側領域１８に分割されている。上部領域１６は解泥・分級処理の場となり、分級物の一部が濾過体１４の下側領域１８に移行する。
【００２５】
まず、筒体１２の上部領域１６の構成について説明する。筒体１２の上部領域１６は、円形の側面２０ａ、周壁２０ｂ及び円形の他方の側面２０ｃを有する略円筒状の略円筒体２０の内部空間として構成されており、この略円筒体２０は、筒体１２の傾斜に伴い側面２０ｃが側面２０ａより高位置となるように傾斜して横置きされている。
【００２６】
略円筒体２０の傾斜上方側の端部、すなわち、略円筒体２０における周壁２０ｂの傾斜上方側であって高位置側の端部面には、汚染した土壌地盤から掘削された汚染土壌塊ＰＳ−０を投入するホッパー１７が取付けられた矩形の開口部１９が設けられ、これらホッパー１７及び開口部１９により土壌塊投入口が構成されている。
【００２７】
略円筒体２０の周壁２０ｂの下側半周、すなわち、設置面Ｅ側の半周壁面は、全域に亘って汚染土壌塊ＰＳ−０の一部が通過可能な孔径４ｍｍの小孔を多数有する濾過体１４として構成されている。従って、略円筒体２０は、側面２０ａ、周壁２０ｂの高位置側の半周壁面、及び側面２０ｃからなる筒体１２の上部外壁と、周壁２０ｂの下側半周壁面である濾過体１４とから構成されている。
【００２８】
筒体１２の上部領域１６の傾斜下方側の端部、すなわち、略円筒体２０の側面２０ａの下方側には、濾過体１４の小孔を通過できず、濾過体１４上に残留した土壌塊の残渣ＰＳ−１を筒体１２の外部へ排出する土壌塊残渣排出口２２が設けられており、土壌塊残渣排出口２２は、下方へ傾斜した断面コ字状のスロープ２４に連続している。
【００２９】
筒体１２の上部領域１６、すなわち、略円筒体２０内において、略円筒体２０の伸長方向の軸中心に、略円筒体２０の伸長方向に伸長し、側面２０ａと側面２０ｃとに回転可能に軸架された軸体２６が設けられており、この軸体２６は側面２０ｃ側の軸体２６端部に取付けられたモータ２８によって駆動されて回転する。軸体２６の外表面には、所定間隔置きに軸体２６の径方向に向かって突出するワイヤ３０が複数取り付けられている。この軸体２６とワイヤ３０とによりロータ３２が構成されている。
【００３０】
略円筒体２０における周壁２０ｂの高位置側の半周壁面（濾過体１４では無い側の周壁２０ｂ面）のＶ−Ｖ線断面上（図５参照乞）には、土壌塊投入口から投入された土壌塊ＰＳ−０に対して水を供給するためのシャワーノズル３４が４つ、ノズルを濾過体１４方向に向けてほぼ等間隔に設けられている。この４つを１組として、シャワーノズル３４は、略円筒体２０の伸長方向に一定間隔ごとに５カ所に設けられており（図４参照乞）、合計２０個設けられたシャワーノズル３４によって水供給手段が構成され、水が濾過体１４全面に供給される。供給する水には、適宜、他の液体が添加されても良い。例えば、水供給手段により供給される水が、後述する汚染土壌ＰＳの洗浄機構において用いられる洗浄水であると、解泥・分級工程から土壌の洗浄を行うことができるので、汚染土壌ＰＳの洗浄システム全体が更に効率化される。更に、洗浄機構に送られない細粒土以外の土壌塊の残渣ＰＳ−１に対しても一定の洗浄処理を施すことができる。
【００３１】
次に、筒体１２における濾過体１４の下側領域１８の構成について説明する。濾過体１４の下側には、濾過体１４の下面に沿って断面視略Ｕ字状の板材３６が略円筒体２０の伸長方向に延在しており、この板材３６の端縁３６ａ−１、３６ａ−２が（図５参照乞）、周壁２０ｂの高位置側の半周壁面との境界面に位置する濾過体１４の縁部１４ａ−１、１４ａ−２と、略円筒体２０の外周側から重合して結合している。そして、板材３６は、端縁３６ａ−１、３６ａ−２から下方へ垂下するに従って濾過体１４と離間し、略Ｕ字状の頂部においてその離間距離が最大となるように形成されている。この略Ｕ字状の頂部は、略円筒体２０の軸中心と略円筒体２０の長さ方向に亘って平行となるように設置面Ｅに対して傾斜して延在している。板材３６の傾斜上方側は、略円筒体２０の側面２０ｃから連続する板材３８により密閉されており、板材３６の傾斜下方側は、略円筒体２０の側面２０ａから連続する板材４０により密閉されている。これら板材３６、３８、４０及び濾過体１４に囲まれた領域が、濾過体１４の下側領域１８である。この濾過体１４の下側領域１８には、両端が板材３８と板材４０とに軸架されたスクリューコンベヤ４２が設けられており、このスクリューコンベヤ４２はモータ４４により駆動され、濾過体１４に設けられた孔を通過して濾過体１４の下側領域１８に移行した土壌塊の濾物ＰＳ−２を筒体１２の傾斜下方側へ送る。濾過体１４の下側領域１８の板材３６頂部の傾斜下方側の端部面には、スクリューコンベヤ４２により筒体１２の傾斜下方側へ送られた土壌塊の濾物ＰＳ−２を筒体１２外へ排出する矩形の土壌塊濾物排出口４６が設けられている。
【００３２】
図６は、洗浄システム全体における解泥・分級機構１と洗浄機構２の具体的配置を説明するための図である。本図により解泥・分級機構１の残りの構成と解泥・分級機構１と洗浄機構２の連携を説明する。
【００３３】
解泥・分級機構１である解泥機１０の土壌塊濾物排出口４６の下部には、水平方向に振動する略矩形のふるい部４８とふるい部４８により濾過された濾物を受けることができる大きさの濾物受け部５０とからなるふるい機構を構成する振動ふるい５２が設置されている。ふるい部４８は、２ｍｍ目の網目を有し、２ｍｍ未満の細粒土と、２ｍｍ以上の礫を分級することができる。濾物受け部５０の底部には、２ｍｍ未満の細粒土を後述する洗浄機構２へ移送する移送管５９が取り付けられている。移送管５９の途中位置には流体移送ポンプＰ１が設けられており、この流体移送ポンプＰ１を起動することにより２ｍｍ未満の細粒土が解泥・分級機構１と隣接する洗浄機構２へと移送される。
【００３４】
振動ふるい５２には、ふるい部４８上に残った礫を受ける役割を担う礫受け槽５４が隣接している。振動ふるい５２のふるい部４８は、礫受け槽５４方向に向けて若干設置面Ｅ方向へ傾斜して濾物受け部５０に取り付けられており、ふるい部４８の礫受け槽５４側の端部は、礫受け槽５４の上部に架け渡されると共に下方へ傾斜するスロープ５６となっている。
【００３５】
また、解泥機１０の土壌塊残渣排出口２２から排出された土壌塊の残渣ＰＳ−１を受けるズリ受け槽５８が、筒体１２の傾斜下方側で解泥機１０と隣接して配置されている。土壌塊残渣排出口２２から連続して設けられたスロープ２４は、ズリ受け槽５８の上部に架け渡されている。
【００３６】
次に、解泥・分級機構１による汚染土壌塊ＰＳ−０の解泥・分級処理操作について説明する。
【００３７】
汚染土壌地盤から掘削された汚染土壌塊ＰＳ−０は、直接ホッパー１７から解泥機１０の筒体１２内に投入される。筒体１２内に投入された汚染土壌塊ＰＳ−０は、濾過体１４上に落下し、濾過体１４上で側面２０ｃから側面２０ａ方向への傾斜に従って側面２０ａ側にゆっくりと移動する。その移動の際、汚染土壌塊ＰＳ−０は、シャワーノズル３４から濾過体１４に向けて供給される水によって湿潤しつつ、回転するロータ３２のワイヤ３０による打撃による衝撃を受け、徐々に分解する。汚染土壌塊ＰＳ−０の分解物のうち、粒径が４ｍｍより小さいものは濾過体１４を通過して濾過体１４の下側領域１８に落下する。粒径が４ｍｍ以上の土壌塊の残渣ＰＳ−１（例えば、ガラ、石、金属片、木片等）は、略円筒体２０内の濾過体１４上を側面２０ａ側までゆっくりと移動した後、土壌塊残渣排出口２２から筒体１２外へと排出される。
【００３８】
濾過体１４を通過して濾過体１４の下側領域１８に落下した土壌塊の濾物ＰＳ−２は、シャワーノズル３４より供給された水と共にスクリューコンベヤ４２により筒体１２の傾斜下方側へ送られ、土壌塊濾物排出口４６から振動ふるい５２のふるい部４８上に落下する。
【００３９】
ふるい部４８上に落下した土壌塊の濾物ＰＳ−２のうち、粒径が２ｍｍより小さい細粒土ＰＳ−３は、ふるい部４８を通過して濾物受け部５０へと落下する。この細粒土ＰＳ−３、すなわち、汚染物が蓄積しやすいスラリー状態の細粒土は、移送管５９を介して後述する洗浄機構２へ移送され、洗浄処理を受ける。
【００４０】
土壌塊の濾物ＰＳ−２からの分級物のうち、ふるい部４８を通過しなかった分級物ＰＳ−４（粒径が４ｍｍより小さく、且つ２ｍｍ以上の砂粒、礫等）は、ふるい部４８の傾斜に従って礫受け槽５４方向へと移動し、スロープ５６を介して礫受け槽５４内へと落下する。また、略円筒体２０内における土壌塊ＰＳ−０の解泥後、濾過体１４を通過できなかった粒径４ｍｍ以上の土壌塊の残渣ＰＳ−１は、土壌塊残渣排出口２２から筒体１２外へと排出された後、スロープ２４を介してズリ受け槽５８内へと落下する。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態に係る土壌洗浄槽６０を説明する。図６に示したように、当該土壌洗浄槽６０は汚染土壌ＰＳの洗浄システムにおける洗浄機構２を構成している。図１は、本発明の実施の形態に係る土壌洗浄槽６０を説明するための図であり、図２は、同図における土壌洗浄槽６０を矢印１００方向から見た図である。また、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図示のように、土壌洗浄槽６０は、解泥・分級機構１から移送管５９を介して移送されてきた細粒土ＰＳ−３が投入される有底の筒状体６２と、筒状体６２の底部近傍から細粒土ＰＳ−３を水と共に排出させ、筒状体６２の上部側から筒状体６２内に再供給して環流させる環流機構６４とから主に構成されている。
【００４２】
まず、筒状体６２の構成について説明する。筒状体６２は円形の底部６６と周壁６８を有する略円筒体として構成されている。周壁６８の下部、すなわち、底部６６近傍には、細粒土ＰＳ−３を水と共に排出する排出口７０が設けられており、更に周壁６８には、排出口７０から排出された細粒土ＰＳ−３と水を筒状体６２内に再供給する再供給口７２が設けられている。再供給口７２は、周壁６８の上部側から下部側まで、すなわち、筒状体６２の上部側から下部側まで、筒状体６２の高さ方向略全長に亘って一定の間隔をおいて６口を一組として多段式に設けられている。この６口一組の再供給口７２は、筒状体６２の伸長方向の中心線を軸として周壁６８の周方向に９０度ずつ回転した位置に、計４箇所設けられている。従って、筒状体６２全体では、合計２４個の再供給口７２が設けられている。これら再供給口７２は全て、筒状体６２の径方向に対して平行に、且つ細粒土ＰＳ−３と水とが周壁６８内面に沿って筒状体６２の円周方向に噴出するように周壁６８に対し開口して設けられている。そして、これら再供給口７２は全て、図１における１００方向から筒状体６２を見た場合に、筒状体６２の伸長方向の中心線を軸として反時計回りとなる方向を向くように、すなわち、細粒土ＰＳ−３と水とが同一円周方向に噴出するように設けられている。
【００４３】
筒状体６２の底部６６には、底部６６の中心点Ｃが筒状体６２内方へ突出しており、この中心点Ｃを頂点として、側面が底部６６の縁部近傍まで延在する略円錐体の突出部６７が設けられている。そして、底部６６には筒状体６２内に微細気泡を噴出可能な噴出口７６が、底部６６の中心点Ｃから底部６６の縁部にかけて放射状に多数配置されているので、底部６６の全面に亘って噴出口７６が設けられた構成となっている。
【００４４】
筒状体６２の周壁６８の上部には、移送管５９を介して解泥・分級機構１から移送された細粒土ＰＳ−３を土壌洗浄槽６０に投入するための汚染土壌投入口７８が設けられている。さらに、筒状体６２の周壁６８の上部には細粒土ＰＳ−３の土壌洗浄槽６０への投入時において、筒状体６２からあふれ出したウワ水を排出するウワ水排出口８０が設けられている。
【００４５】
次に、細粒土ＰＳ−３を水と共に筒状体６２内から筒状体６２外へ排出させ、再び水と共に筒状体６２内へと再供給して環流させる環流機構６４の構成を説明する。環流機構６４は、一端が筒状体６２の周壁６８の排出口７０に取り付けられており、他端が筒状体６２の周壁６８の再供給口７２に取り付けられた環流管８２を有する。環流管８２の他端側は、９つの分岐口を有する中空の柱体として構成された分岐柱８４−１の分岐口の１つに接続されて８叉に分岐されている。そして分岐柱８４−１の６つの分岐口から、６叉の他端が分岐柱８４−１の正面に位置して筒状体６２の高さ方向に縦列する６口一組の再供給口７２にそれぞれ取り付けられている。また、他の１つの分岐口には、洗浄後の筒状体６２内の汚染土壌ＰＳを水と共に筒状体６２外部へと抜き出して洗浄済み土壌貯留槽等（図示せず）へと移送する移送管７５が取り付けられており、移送管７５の分岐柱８４−１近傍には、ボールバルブＶが開閉自在に設けられている。残りの１つ分岐口から、残りの１叉の他端が、分岐柱８４−１と一定の間隔をおいて隣接する分岐柱８４−２（８４−１と異なり、分岐口は８つである。後述する８４−３、８４−４も同様である。）に取り付けられて更に７叉に分岐している。以降同様に分岐柱８４−３、８４−４（図示せず）を介して残り１８口の再供給口７２に対し、残り１８叉に分岐した環流管８２の他端がそれぞれ取り付けられる。分岐柱８４−１と環流管８２の一端との間の環流管８２の途中位置には、流体移送ポンプＰ２が設けられており、流体移送ポンプＰ２を起動することにより筒状体６２内の細粒土ＰＳ−３が水と共に環流する。更に、移送管７５が取り付けられた分岐口以外の分岐柱８４の全ての分岐口には、１方コック（図示せず）が取り付けられており、これによりそれぞれの再供給口７２からの細粒土ＰＳ−３と水の噴出量を好適な量に調節することができる。
【００４６】
細粒土ＰＳ−３の洗浄に用いる水、すなわち、洗浄水は、土壌の汚染物質によって適宜変更可能である。例えば、油等有機の汚染物質に対しては、次亜塩素酸を含む強酸性電解水を有効に使用することができ、重金属等無機の汚染物質に対しては、塩酸等の強酸性水溶液を有効に使用することができる。
【００４７】
次に、洗浄機構２、すなわち、本発明の実施の形態に係る土壌洗浄槽６０を用いた細粒土ＰＳ−３の洗浄処理について説明する。まず、上述の解泥・分級機構１による処理が実施され、抽出された細粒土ＰＳ−３が移送管５９を介して洗浄水と共に汚染土壌投入口７８から筒状体６２内に投入される。細粒土ＰＳ−３は一定量になるまで筒状体６２中に投入され続け、その間、洗浄水の上澄み液はウワ水排出口８０から排出される。ウワ水排出口８０から排出された洗浄水は、回収して解泥・分級機構１、具体的には、解泥機１０のシャワーノズル３４から土壌塊ＰＳ−０に対して供給されても良く、サイクロン等により土壌粒子を除去した後に洗浄水の貯水槽（図示せず）に回収されても良い。一定量の細粒土ＰＳ−３が筒状体６２内に投入されたら、細粒土ＰＳ−３の筒状体６２内への投入を停止する。その後、流体移送ポンプＰ２を起動し、筒状体６２の周壁６８下部に設けられた排出口７０から細粒土ＰＳ−３が洗浄水と共に筒状体６２外に排出され、環流管８２を通って再供給口７２から筒状体６２内に再供給されることにより、細粒土ＰＳ−３は筒状体６２を環流する。この環流作用により、底部６６に沈殿した細粒土ＰＳ−３を再供給口７２から再供給し、攪拌洗浄することができる。
【００４８】
更に、筒状体６２全体で計２４個の再供給口７２が、細粒土ＰＳ−３と水を同一円周方向に噴出するように設けられているので、筒状体６２内には周壁６８内面に沿って円周方向に継続的に回転する強力な回転流が発生し、この回転流により細粒土ＰＳ−３の効果的な攪拌洗浄が行われる。そして、筒状体６２の周壁６８の上部側から下部側まで、すなわち、周壁６８の高さ方向全長に亘って一定間隔置きに６口一組の再供給口７２が多段式に設けられており、この６組一口の再供給口７２が円周方向に均等間隔で４箇所設けられている。従って、筒状体６２の上部側から汚染土壌が沈殿する下部側までほぼ均等な勢いを有する回転流を発生させることができ、筒状体６２の高さ方向全域に亘って細粒土ＰＳ−３をほぼ均質に攪拌洗浄することが可能となる。また、土壌洗浄槽６０に投入される汚染土壌ＰＳの細粒部の性質によっては、分岐柱８４の分岐口に設けられた一方コックの開き量の調節により、筒状体６２の高さ方向で回転流の勢いを調節することも可能である。例えば、洗浄する汚染土壌ＰＳの粒子が比較的大きく、そして比重が比較的大きいものであった場合、筒状体６２の上部側の再供給口７２に取り付けられた他端の分岐口の一方コックの開き量を絞り、筒状体６２の下部側に取付けられた他端の分岐口の一方コックの開き量を上げることで、筒状体６２の下部側の回転流の勢いを相対的に強め、この筒状体６２の下部側に向かって流勢が強められた回転流により筒状体６２の下部側に沈降する汚染土壌ＰＳの粒子に対してより効果的な攪拌洗浄を施すことが可能になる。
【００４９】
ここで、筒状体６２内に周壁６８内面に沿って円周方向に継続的に回転する回転流が生じるということは、筒状体６２の伸長方向の軸中心が回転流の渦中心となるために軸中心において流勢が弱くなり、底部６６の中心点Ｃ近傍に沈殿した細粒土ＰＳ−３には十分な攪拌作用が及ばないことが懸念される。しかし、底部６６には上述のように筒状体６２の内方に突出する略円錐体の突出部６７が設けられているので、中心点Ｃ近傍に沈殿する細粒土ＰＳ−３は、この略円錐体の突出部６７の側面の傾斜に沿って自重により筒状体６２の径方向へ移動し、移動すると共に流勢が増す回転流により再び攪拌作用を受けることができる。同時に、上述のように底部６６には空気を噴出する噴出口７６が全面に亘って設けられているため、ここから噴出された空気によって底部６６に沈降する細粒土ＰＳ−３は筒状体６２上方へと噴き上げられ、回転流によってさらなる攪拌を受けることができる。
【００５０】
所定時間の環流による細粒土ＰＳ−３の攪拌操作の終了後、底部６６の溝部６６ａに設けられた水供給口（図示せず）より水を供給すると共にウワ水排出口８０から洗浄水を排出し、細粒土ＰＳ−３のすすぎが行われる。ウワ水排出口８０から排出された洗浄水は、濾過処理された後、貯水槽に送られて洗浄水として再利用される。
【００５１】
すすぎが行われた後、分岐柱８４−１の、筒状体６２及び分岐柱８４−２へ向かう側に設けられた一方コック（図示せず）が閉じられ、移送管７５に設けられたボールバルブＶが開かれ、環流管８２の流路が筒状体６２外部へ液を抜き出す方向へ変更される。そして、流体移送ポンプＰ２を起動することにより、すすぎ後の細粒土ＰＳ−３が、移送管７５を介して水と共に筒状体６２外へ抜き出され、洗浄済み土壌貯留槽等（図示せず）へと移送される。そこで、細粒土ＰＳ−３は、汚染物質が除去されたか否かを試験により確認される。試験結果に応じ、再度土壌洗浄槽６０へ送られて洗浄処理が行われるか、又は浄化済み土壌と認定され、適宜、地盤への埋め戻し等が行われるかが判断される。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００５３】
例えば、本実施の形態においては、６口一組の再供給口７２を一定間隔置きに周壁６８全長に亘って配置する構成としたが、再供給口７２の配置は、汚染土壌ＰＳの性質に合わせて効果的な洗浄が行われるように配置されていれば良い。例えば、比較的粒子径が大きく、比重が大きい汚染土壌ＰＳを洗浄するための土壌洗浄槽ならば、筒状体６２の下部側の再供給口７２の配置間隔を密にすることで、比較的粒子径が大きく、比重が大きい汚染土壌ＰＳに対してより効果的な攪拌洗浄を施すことが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態において、排出口７０は周壁６８の下部に設けられているが、これに限定されるものではない。排出口７０は、筒状体６２の底部６６に沈殿する汚染土壌ＰＳを排出することができる構成であれば良く、例えば、筒状体６２の底部６６の溝部６６ａ、すなわち、筒状体６２の底部６６の溝部６６ａに設けられていても良い。
【００５５】
更に、本実施の形態においては、土壌洗浄槽に投入される汚染土壌として粒径が２ｍｍより小さい細粒土ＰＳ−３が用いられているが、この粒径に限定されるものではない。具体的には、本発明に係る土壌洗浄槽に投入される汚染土壌ＰＳは、水と共にポンプ輸送等する際に汚染土壌ＰＳが流動性をもって移送可能な粒径以下であれば良い。
【符号の説明】
【００５６】
１ 解泥・分級機構
２ 洗浄機構
１０ 解泥機
６０ 土壌洗浄槽
６２ 筒状体
６４ 環流機構
６６ 底部
６７ 略円錐体の突出部
６８ 周壁
７０ 排出口
７２ 再供給口
７６ 噴出口
８２ 環流管
Ｐ１ 流体移送ポンプ
Ｐ２ 流体移送ポンプ
ＰＳ−０ 汚染土壌塊
ＰＳ−１ 土壌塊の残渣
ＰＳ−２ 土壌塊の濾物
ＰＳ−３ 細粒土
ＰＳ−４ 土壌塊の濾物ＰＳ−２からの分級物のうち、ふるい部４８を通過しなかった分級物
Ｖ ボールバルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底の筒状体内に汚染土壌を投入し、水と共に攪拌して洗浄する土壌洗浄槽であって、
前記汚染土壌を前記水と共に前記筒状体の底部又は底部近傍の排出口から排出させ、前記筒状体の上部側の再供給口から前記筒状体内に再供給して環流させる環流機構を有し、
該環流機構は、
一端が前記筒状体の前記排出口に取り付けられ、他端が前記筒状体の前記再供給口に取付けられた環流管と、該環流管の途中位置に設けられた流体移送ポンプと、を有することを特徴とする土壌洗浄槽。
【請求項２】
前記筒状体は略円筒状に形成されており、
前記再供給口が、前記汚染土壌を前記水と共に前記筒状体の周壁内面に沿って同一円周方向に噴出するように前記周壁に対し開口していることを特徴とする請求項１に記載の土壌洗浄槽。
【請求項３】
前記再供給口は複数設けられており、
前記環流管の前記再供給口側の端部は、前記複数の再供給口の数に対応して分岐されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の土壌洗浄槽。
【請求項４】
前記複数の再供給口が、前記筒状体の高さ方向に所定間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項３に記載の土壌洗浄槽。
【請求項５】
前記筒状体の前記底部には、前記筒状体内方へ向けて突出し、斜面が前記底部の縁部近傍まで延在する略錐体の突出部が設けられ、
前記排出口は、前記筒状体の底部の最下部又は前記筒状体の側壁の最下部近傍に設けられたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の土壌洗浄槽。
【請求項６】
微細気泡を前記筒状体内に噴出可能な複数の噴出口が、前記筒状体の前記底部に設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の土壌洗浄槽。
【請求項１】
有底の筒状体内に汚染土壌を投入し、水と共に攪拌して洗浄する土壌洗浄槽であって、
前記汚染土壌を前記水と共に前記筒状体の底部又は底部近傍の排出口から排出させ、前記筒状体の上部側の再供給口から前記筒状体内に再供給して環流させる環流機構を有し、
該環流機構は、
一端が前記筒状体の前記排出口に取り付けられ、他端が前記筒状体の前記再供給口に取付けられた環流管と、該環流管の途中位置に設けられた流体移送ポンプと、を有することを特徴とする土壌洗浄槽。
【請求項２】
前記筒状体は略円筒状に形成されており、
前記再供給口が、前記汚染土壌を前記水と共に前記筒状体の周壁内面に沿って同一円周方向に噴出するように前記周壁に対し開口していることを特徴とする請求項１に記載の土壌洗浄槽。
【請求項３】
前記再供給口は複数設けられており、
前記環流管の前記再供給口側の端部は、前記複数の再供給口の数に対応して分岐されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の土壌洗浄槽。
【請求項４】
前記複数の再供給口が、前記筒状体の高さ方向に所定間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項３に記載の土壌洗浄槽。
【請求項５】
前記筒状体の前記底部には、前記筒状体内方へ向けて突出し、斜面が前記底部の縁部近傍まで延在する略錐体の突出部が設けられ、
前記排出口は、前記筒状体の底部の最下部又は前記筒状体の側壁の最下部近傍に設けられたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の土壌洗浄槽。
【請求項６】
微細気泡を前記筒状体内に噴出可能な複数の噴出口が、前記筒状体の前記底部に設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の土壌洗浄槽。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１０６１５８（Ｐ２０１２−１０６１５８Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５５５２３（Ｐ２０１０−２５５５２３）
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（３９００３４４３０）大和小田急建設株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（３９００３４４３０）大和小田急建設株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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