JP3841275B2 - Contaminated soil treatment system - Google Patents
Contaminated soil treatment system Download PDFInfo
- Publication number
- JP3841275B2 JP3841275B2 JP2001368239A JP2001368239A JP3841275B2 JP 3841275 B2 JP3841275 B2 JP 3841275B2 JP 2001368239 A JP2001368239 A JP 2001368239A JP 2001368239 A JP2001368239 A JP 2001368239A JP 3841275 B2 JP3841275 B2 JP 3841275B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- line
- contaminated soil
- gas
- contaminated
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Cyclones (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染土壌及び/又は汚染された地下水を浄化する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
土壌汚染は、重金属などを含んだ土壌と、洗浄材などで多く使用される揮発性有機化合物(VOC)による土壌汚染と地下水の汚染、とが主要な対策対象となっている。
これに対して従来の重金属処理は、セメント固化や化学的処理が多く、コスト高のほかニ次公害の懸念も指摘されている。
環境に対する影響を考慮すると、加熱等の物理的処理、理想的には、溶融処理が好ましい。しかし、重金属の溶融処理では、1400℃程度の高温が必要であり、従来技術では、高温空気を処理炉内に送り込むことが困難であった。また、物理的処理を行った場合に生じる粉塵の処理が不充分なので、汚染物質が大気中に拡散してしまう懸念があった。
一方、汚染地下水に対しては、酸性土壌の中和化や油分の除去を含めた浄化による公知の水質改善が知られている。
しかしながら、VOCや重金属を含む土壌の処理と、VOCを含む水処理とを同時に行える設備はなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、重金属を高温にて溶融処理することが出来て、高温で処理することにより生じる汚染土壌の粉塵を確実に捕獲することが出来て、しかも、重金属の処理から水処理まで単一のシステムで行うことが可能な汚染土壌処理システムと、そのシステムで好適に用いられる加熱処理炉及び集塵装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、地下の汚染土壌Dsとその地下にある汚染地下水Dwを処理対象とした汚染土壌処理システムにおいて、掘削された汚染土壌Dsを搬送する搬送ライン30は予備加熱スクリューコンベア1に連通され、その予備加熱スクリューコンベア1には汚染土壌Dsの予熱用の高温ガスを導入するラインL2aが設けられると共に排出口は加熱処理炉2のホッパー33aに汚染土壌Dsを供給するように構成され、その加熱処理炉2は前記ホッパー33aから供給された汚染土壌Dsを乾燥する蒸発溶融室2aと発生した水蒸気や揮発性有機化合物を分解処理する2次燃焼室2bとを備え、その加熱処理2には熱循環ブロワ3からの高熱ガスを第1コンプレッサ5aからの高圧エアで押し込むための熱回収エゼクタ4a、4bが接続され、前記蒸発溶融室2aはラインL21を介して重金属を溶融分解させる溶融熱分解装置が接続され、他方汚染地下水Dwを吸引するためのポンプを介装したラインL12が洗浄装置7に連通しており、前記加熱処理炉2からの2次燃焼ガスや粉塵を送るラインL2は熱交換集塵装置6に接続され、その熱交換集塵装置6で分離されたガスを供給する煙道部分71は洗浄装置7に接続され、この洗浄装置7で高温処理されて水と油とに分離された汚染地下水Dwを送るラインL13は中和装置8に接続され、この中和装置8で中和されたラインL13からの排水を送るラインL14は加圧油水分離装置9に連通しており、この加圧油水分離装置9で油分を気泡にして分離して排水中の沈殿物を回収するようになっている。
【0006】
上述した様な構成を具備する本発明の加熱処理炉(VOCドライヤー)(2)によれば、汚染土壌は、蒸発溶融室(2a)内で汚染土壌搬送用配管(33p、34p、35p)内を搬送される際に加熱され、重金属等の汚染物質は気化する。
気化した汚染物質は蒸発ガス流過用配管(2Aa、33pa、34pa、35pa)を経由して2次燃焼室(2b)に流入し、(2次燃焼室内の)加熱手段(52)により1400℃前後まで加熱され、その大部分が溶融処理される。
2次燃焼室(2b)で加熱されたガス(2次燃焼ガス)は、その1部が蒸発溶融室(2a)に戻され、2次燃焼ガスが保有する熱量により汚染土壌搬送用配管(33p、34p、35p)内を搬送される汚染土壌を加熱し、汚染物質を蒸発或いは気化せしめる。
ここで、2次燃焼ガスの1部が蒸発溶融室(2a)に戻される際には、押し込み手段(例えば、エゼクタ、コンプレッサ)(4)により押し込まれるので、高温の2次燃焼ガスを高温の蒸発溶融室(2a)に戻すことが可能となるのである。
【0008】
リボンスクリュー(36)に比較すると、スクリューコンベア(33B)のほうが、ピッチ当たりの搬送量が大きくなる傾向にある。その状態で、炉内のリボンスクリュー(36)に搬送物である汚染土壌が供給されれば、炉内のリボンスクリュー(36)の搬送限度を越えてしまい、汚染土壌搬送用配管(33p、34p、35p)の閉塞等の各種不都合が予想される。
その様な不都合を防止する為、炉外のスクリューコンベア(33B)のピッチを小さくして、ピッチ当たりの搬送量が急増しても、炉内のリボンスクリュー(36)の搬送限度を越えない様に設定してある。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1に本発明の汚染土壌処理システムの全体を配管ライン等で連結したブロック構成によって示めしている。
地下の汚染土壌Dsとその地下にある汚染地下水Dwを処理対象として、汚染地下水吸引装置15が地上に設置され、ポンプを介装したラインL12によって洗浄装置7に連通されている。また、汚染土壌Dsは、明示しない手段によって掘削され搬送ラインL30によって予備加熱スクリューコンベア1に連通されている。ラインL30に含水率センサMw1が設けられ、この検出結果にもとづいて予備加熱スクリューコンベア1への汚染土壌の供給重量を所定量にしコンベアの搬送量を一定値にするよう構成されている。
【0015】
予備加熱スクリューコンベア1は、スクリューのトラフが二重構造に形成され、その中空部分の端部に後記するラインL2aからの高温ガスが汚染土壌の予熱用に導入され、中空部分の他端部が吸気ラインL0によって熱循環ブロワ3に連通されている。また、スクリューコンベア1の端下部の排出口が、加熱処理炉2のホッパー33aに予熱された汚染土壌Dsを供給するよう配置されている。
【0016】
加熱処理炉2は、下部の乾燥室である蒸発熔融室2aと上部の2次燃焼室2bとで構成され、詳細構成を含めて後記するように、ホッパー33aから搬入された汚染土質Dsを、約700℃で、蒸発熔融室2aにて乾燥させる。そして、発生した水蒸気やVOC(揮発性有機化合物)を約1400℃で、2次燃焼室2bにて、分解処理するよう構成されている。
2次燃焼室2bは加熱ガス流過配管のラインL2によって集塵装置6に連通されている。加熱処理炉2への土壌供給量を適正制御するための温度センサSt1が2次燃焼室2bに、温度センサSt2が蒸発熔融室2aに設けられている。
【0017】
熱循環ブロワ3は、トラフ内の高熱ガスをラインL0を介して吸引し、押し込みラインL1を介して合流部G2からラインL2に合流させるよう設けられている。
押し込み手段の熱回収エゼクタ4aは、第1コンプレッサ5aからのラインL5a2を介した高圧エアによって、熱回収エゼクタ4bは、コンプレッサ5aからのラインL5a1を介した高圧エアによって、それぞれがラインL2から分岐するラインL3及びL4を介した高温の2次燃焼ガスを蒸発熔融室2aに押し込むよう設けられている。
【0018】
また、熱回収エゼクタ4cは、第2コンプレッサ5bからのラインL5b2を介した高圧エアによって、熱回収エゼクタ4dは、コンプレッサ5bからのラインL5b1を介した高圧エアによって、それぞれが後記するラインL22から分岐するラインL23及びL24を介した高温の燃焼ガスを蒸発熔融室2aに押し込むよう設けられている。
【0019】
熱交換集塵装置6は、ラインL2からの2次燃焼ガス中の粉塵を分離する分離手段61と煙道部分71とで構成され、粉塵の集塵と2次燃焼ガスの洗浄装置7への供給をするよう構成されている。煙道部分71は、ラインL26によって後記する耐熱ブロワ14に連通されている。
【0020】
洗浄装置7は、集塵装置6に連結して設けられ、集塵装置6で微粉を分離された2次燃焼ガス及びラインL26からの高温ガスによってラインL12から送られる汚染地下水を高温処理し水と油分を分離させると共に、高温ガス中の微粉を洗浄するよう構成されていて、ラインL13によって中和装置8に連通されている。
【0021】
ラインLTによってラインL12に連通されたタンクTwは、汚染地下水がない場合の洗浄用一般水貯蔵槽である。
【0022】
中和装置8は、ラインL13からの排水をPHセンサ88と連通して中和剤タンク8aからの中和剤によって酸性中和させるよう構成され、定期的に作動するポンプ86を設けたラインL14によって加圧油水分離装置9に連通されている。ラインL14に、ポンプ86と連動する弁V2を介した高圧エアラインL5a3が第1コンプレッサ5aに連通されている。また、必要時に使用する凝固剤を貯蔵したタンク85がラインL14に連通されている。
【0023】
加圧油水分離装置9は、中和装置8からの中和排水に高圧エアを混入させたバブル状の排水から、油分を気泡にして水平に回転する弾性板で槽上部からラインL16に掻き落して分離させ、また排水中の沈殿物を回収するよう構成されている。ラインL16は、予備加熱スクリューコンベア1に通じるラインL30に連通されている。
【0024】
また、油分と沈澱物を分離された排水は、ラインL15を介して混練装置12に送水されるほかは処理土の中に放水、散水して地下に戻すようになっている。また、沈澱物は、重金属の混入があればラインL17で連通する予備加熱スクリューコンベア1に送り、重金属がないものはラインL19を介して混練装置12に送られるよう構成されている。
【0025】
溶融熱分解装置10は、加熱処理炉2から搬送された処理土壌中の熱分解されなかった重金属などを上限約1400℃で溶融分解させるようにバーナー10aが付設されて構成されている。溶融熱分解装置10の装置内温度を検出するため熱管理用の温度センサSt3が処理排土排出部近傍に装着されている。
処理後の土壌は、混練装置12に搬送され、加熱後の高温排気ガスは、ラインL22を介して排気ガス冷却集塵装置11に送られ、高温排気ガスの1部はラインL22から分岐するラインラインL23及びラインL24を介して前記エゼクタ4c、4dにそれぞれ送られるよう構成されている。
【0026】
混練装置12は、溶融熱分解装置10で分解処理された土壌にラインL15からの処理水とラインL17からの処理土壌を加えて混練し、水分を含ませて排出するよう構成されている。
【0027】
排気ガス冷却集塵装置11は、溶融熱分解装置10から排出される高温ガス中の微粉を回収するサイクロン式の分離手段61Zと煙道部分71Zとで構成され、分離手段61Zに冷却用空気を送風する排気ガス冷却ブロワ13が連通され、煙道部分71Zに高温ガスを前記熱交換集塵装置6の煙道部分71に送気する耐熱ブロワ14が連通されている。分離手段61Zと煙道部分71Zとは、前記熱交換集塵装置6に構成、機能が類似していてその詳細は熱交換集塵装置6の詳細説明時に相違、類似点等を付言する。
【0028】
上記のようにシステム構成されて、VOCと重金属を含む汚染土壌と地下水を単一システムで同時に処理できるが、次ぎに、このシステムのさらなる特徴である加熱処理炉2と熱交換集塵装置6及び洗浄装置7について詳記する。
図2は正面、図3は側面、図4は上面、図5は図2のA−A断面即ち図3の側断面、をそれぞれによって加熱処理炉2を示している。
【0029】
地上に設置された4角盤状架台2に上下にフランジを有する2重壁の第1、第2、第3の円筒状体35と、34と、33とが積み重ねられ、第3の円筒状体33の上部に第3の円筒状体33と外径が同寸で2重壁の第4の円筒状体32が重ねられ、円筒状体32の上部に、頂部に角筒状の排気口31aを設けた2重壁の鏡板31が取り付けられて外形が形成されている。それぞれの2重壁には、断熱材が充填されている。
【0030】
第4の円筒状体32の内側下部に、上方に凸な鏡板2Aが第3の円筒状体33以下の下部空間と隔絶するように取り付けられている。
【0031】
第4の円筒状体32と鏡板2Aの内部容積によって形成される上部空間が、2次燃焼室2bを形成している。2次燃焼室2bに加熱手段である第2のバーナー52が配置されている。
【0032】
第1、第2、第3の円筒状体35,34、33の内部全容積によって形成される下部空間が、蒸発溶融室2aを形成している。蒸発溶融室2aに、図示の例では第1の円筒状体35に、加熱手段である第1のバーナー51が配置されている。
【0033】
蒸発溶融室2aを形成する第1、第2、第3の円筒状体35、34、33のそれぞれに、水平方向に円筒状の第1、第2、第3の汚染土壌搬送用配管35p、34p、33pが配置され、第1、第2、第3の汚染土壌搬送用配管35p、34p、33pのそれぞれの内部に土壌の搬送手段である螺旋リボン状のスクリュー36が回転自由に設けられている。
【0034】
スクリュー36は、搬送方向がそれぞれ逆方向になるよう、図5においては第3、第1の汚染土壌搬送用配管35p、33p内の各スクリュー36は右方向に搬送し、第2の汚染土壌搬送用配管34内のスクリュー36は左方向に搬送するように、設けられている。
【0035】
第1と第2の円筒状体35と34のそれぞれの端部に搬送土を供給し受給する落下口39aと受け口39bとで形成される第2の供受口39Aが、第1と第2の円筒状体35と34とを連通している。
また、第2と第3の円筒状体34と33のそれぞれの端部に搬送土を供給し受給する落下口39aと受け口39bとで形成される第1の供受口39Bが、第1と第2の円筒状体34と33とを連通している。
【0036】
第3の汚染土壌搬送用配管33pの外部に、上部にホッパー33aを設けた汚染土壌供給管33Aが装着され、汚染土壌供給管33A内にスクリュー36と同軸のスクリューコンベア33Bが設けられている。スクリューコンベア33Bのピッチは、スクリュー36より小さく形成されている。
【0037】
第1の汚染土壌搬送用配管35pの外部に、下部に吐出口35bを設けた汚染土壌排出管35Aが装着され、汚染土壌供給管35A内にスクリュー36と同軸のスクリューコンベア35Bが設けられている。スクリューコンベア35Bのピッチは、スクリュー36より小さく形成されている。
【0038】
第1、第2、第3の汚染土壌搬送用配管35p、34p、33pのそれぞれの上部に蒸発溶融室2aに通じる複数の、図示の例では2ヶの蒸発ガス流過用配管35pa、34pa、33paが設けられている。
【0039】
また鏡板2Aの上部に蒸発溶融室2aと2次燃焼室2bとを連通する蒸発ガス流過用配管2Aaが取り付けられている。
【0040】
第1、第2、第3の円筒状体35、34、33のそれぞれの対向する側部に、複数の、図示の例では2ヶのエゼクタ4がそれぞれ取り付けられている。なお、図2の例では第1、第2、第3の円筒状体35、34、33のそれぞれにエゼクタ4が設けられているが、図1のように、第2、第3の円筒状体34、33だけにエゼクタ4を設けてもよい。
【0041】
図6は、集塵装置の1つである熱交換集塵装置6を示している。
熱交換集塵装置6は、ラインL2からの2次燃焼ガス及びラインL1からの予備加熱ガス中の粉塵を分離する分離手段61と、粉塵を分離されたガスの流過する煙道部分71とで構成されている。
【0042】
分離手段61は、ガスを導入する筒状部64と、導入したガスを旋回させて遠心力と重力によりスパイラル状に粉塵を分離落下させる円錐筒状のサイクロン66とで構成され、筒状部64とサイクロン66はケーシングが2重構造に形成されている。その2重構造は、サイクロン66の例では、外側ケーシング61aと内側ケーシング61bとの間に筒状部64も含む所定の空間61sが設けられている。
【0043】
サイクロン66の下部に空間61sに通じる気体供給口63が設けられ常温気体を導入するよう構成されている。なお、気体供給口63には後記する洗浄装置7からのガスを常温気体として導入するようにしてもよい。
筒状部64の上部62に、水平方向に長い円筒状の煙道部分71が連結されている。
【0044】
煙道部分71も2重構造に形成されていて、外側ケーシング71aと内側ケーシング71bとの間に所定の空間71sが設けられている。
【0045】
サイクロン66及び筒状部64の空間61sの上部連結部61Sと、煙道部分71の空間71sの下部連結部71Sとは連通されて気体の流過路を形成している。そして、流過路の端部に、外気に通じる排出口81が設けられている。
【0046】
サイクロン66及び筒状部64の内側ケーシング61bの内部空間と、煙道部分71の内側ケーシング71bの内部空間72、とで粉塵の分離された高温ガスの流過路である煙道73が形成されている。
【0047】
なお、排気ガス冷却集塵装置11は、気体供給口63への冷却用常温空気の供給を除けば、実質的には同じである。
【0048】
図6における符号7は、洗浄装置を示している。
煙道73の図6における右端下部に連通路72Aが設けられ、連通路72Aは洗浄装置7に連通されている。洗浄装置7は、複数のバッファ板74と、ラインL12に連通する複数の給水口75、とが設けられた塔状の筒体7Aで構成されている。筒体7Aの下部に、ガス出口76が設けられて、図1に示すように、ブロワ78及びラインL5を介して集塵装置61の気体供給口63に連通されている。
【0049】
また、筒体7Aの下端部に、図示されない貯水部が形成され、ラインL13で中和装置8に連通されている。
【0050】
このようにして、煙道73からの高温ガスを筒体7A内でバッファ板74により乱流にし迂回させると共に汚染地下水を洗浄水として接触されることで、高温ガス中の微粉を洗浄すると共に、汚染地下水を高温処理して水と油分を分離させるよう構成されている。
【0051】
上記構成の汚染土壌処理システムの作用を、図を参照して以下で詳細に説明する。
最初に汚染地下水吸引装置15によって、汚染された土壌を掘削して搬送ラインL30を介して予備加熱スクリューコンベア1に投入する。
予備加熱スクリューコンベア1では、汚染された土壌を熱循環ブロワ3でラインL2aから吸引した高温燃焼ガスによって例えば80℃以上に加熱する。加熱によって土壌は水分の除去された重量となり、加熱処理炉2の負荷を軽減させると共に、炉2内の冷却による損傷の軽減をはかっている。
【0052】
ついでホッパー33aを介して、定量の土壌を加熱処理炉2に供給する。
供給された土壌はスクリュウコンベア33Bによって加熱処理炉2内に搬送され、第3の汚染土壌搬送用配管33p内のリボンスクリュー36によって移動しながら乾燥させられる。ここで、スクリューコンベア33Bのピッチが小さいことでピッチ当りの搬送量が大きくなるが、リボンスクリュー36の搬送量を越えないように設定がなされている。また、スクリューコンベア33Bのピッチが小さいことで、第3の汚染土壌搬送用配管33p内の蒸気及び熱量漏出を抑制している。
【0053】
第3の汚染土壌搬送用配管33p内で乾燥された土壌は、第1の供受口39Aを通じて第2の汚染土壌搬送用配管34p内で乾燥され、第2の供受口39Bを通じて第1の汚染土壌搬送用配管35p内で乾燥され、スクリューコンベア35Bによって加熱処理炉2外に搬送されて吐出口35bから排出され、ラインL21を介して溶融熱分解装置10に搬送される。前記と同様に、スクリューコンベア35Bのピッチが小さいことで、第1の汚染土壌搬送用配管35p内の蒸気及び熱量漏出を抑制している。
上記第3、第2、第1の汚染土壌搬送用配管33p、34p、35p内の各コンベア36、36、36の搬送重量は、自動制御によって一定となるよう構成されている。
【0054】
他方、第3、第2、第1の土壌を加熱する熱量は、第2のバーナー51から供給され、蒸発溶融室2a内の汚染土壌搬送用配管33p、34p、35p内で例えば約700℃で乾燥させる。そして乾燥時に第3、第2、第1汚染土壌搬送用配管33p、34p、35p内で蒸発したVOCガス、水蒸気等は蒸発ガス流過よう配管33pa、34pa、35paから蒸発溶融室2aに排出され、さらに鏡板2Aの蒸発ガス流過用配管2Aから2次燃焼室2bに流過供給される。
【0055】
2次燃焼室2bに入った気相汚染物質のVOCガス、水蒸気、その他の蒸発ガスは、第2のバーナー52によって例えば約1200〜1400℃で加熱されてCO2、HCl、H2Oに熱分解され、ラインL2b、L2を介して1部は予備加熱スクリューコンベア1に、1部は熱回収エゼクタ4a、4b(図2の例では3箇所)に、そして大部分は熱交換集塵装置6に供給される。
【0056】
予備加熱スクリューコンベア1に吸引された高温ガスは、ラインL1を介して合流部G2で再度ラインL2に戻って高温ガスの温度を低下させ熱交換集塵装置6への熱負担を軽減させるようにして熱交換集塵装置6に供給される。
【0057】
エゼクタ4a、4bによって蒸発溶融室2aに導入された高温ガスは、第2のバーナー52の加熱量と併せて土壌の乾燥に寄与する。
【0058】
溶融熱分解装置10に搬送された乾燥した土壌は、加熱処理炉2で熱分解されなかった重金属などをバーナー10aにより上限約1400℃で再度加熱して溶融分解させる。そして混練装置12に供給する。また、ここで使用した高温ガスの1部は、L23、L24を介してそれぞれ熱回収エゼクタ4c、4d(図2の例では3箇所)に、そして大部分は排気ガス冷却集塵装置11に供給される。
【0059】
前記、加熱処理炉2から排出された高温ガスは、熱集塵装置6の分離手段61に供給されて微粉を分離され、ラインL26を介した排気ガス冷却集塵装置11からの高温排気ガスと共に、煙道部分71を経由して洗浄装置7の上部から下部に向って流れる。分離手段61で分離された微粉は、随時取りだし廃棄される。
【0060】
高温ガスが、集塵装置6の分離手段61及び煙道部分71を流過する過程で、2重壁の空間61s、71sを流れる洗浄装置7からの循環ガスによって熱交換される。熱交換後の循環ガスは本実施例では約150℃になって、排気口81から外気に開放される。
【0061】
洗浄装置7の上部から流下した高温ガスは、ラインL12からの汚染地下水の散水によって洗浄され微粉を除去され温度低下(本実施例では80℃に低下)すると共に、汚染地下水は高熱ガスの熱によって蒸発点まで上昇することで水中のVOCが分離される。そして、洗浄によって微粉とVOCと油分を吸収した汚染地下水は中和装置8に送られる。地下水が汚染されていない場合は、一般水タンクTwの貯水を使用する。
【0062】
中和装置8では、その汚染地下水に必要であればPH調整のために中和剤を注入して攪拌し、ポンプ86によってラインL14を介して加圧油水分離装置9に定期的に供給する。このとき、ラインL14に供給される中和された汚染地下水にポンプ86に連動するバルブV2を介して圧力空気が混入され、バブル状になって加圧油水分離装置9に供給される。また、加圧油水分離装置9での沈澱効果をあげるために必要に応じて、凝固剤タンクから凝固剤をラインL14に注入する。
【0063】
加圧油水分離装置9では、加圧状態の汚染地下水を無害水分と、VOC及び油分と、その他の沈澱物に分離する。VOC及び油分は、分離装置9の上部に気泡となって浮上し、水面より上部に設けられた落し口と同レベルで水平に旋回する弾性板で掻き落しラインL16と搬送ラインL30を介して予備加熱スクリュー1に供給される。中間層の水分は、1部をラインL15、L19を介して混練装置12に供給し、その他の大半は散水によって地下土壌に戻される。
【0064】
溶融熱分解装置10に搬送された乾燥した土壌は、加熱処理炉2で熱分解されなかった重金属などをバーナー10aにより上限約1400℃で再度加熱して溶融分解させる。そして混練装置12に供給する。また、ここで使用した高温ガスの1部は、L23、L24を介してそれぞれ熱回収エゼクタ4c、4d(図2の例では3箇所)に、そして大部分は排気ガス冷却集塵装置11に供給される。
【0065】
排気ガス冷却集塵装置11では、溶融分解装置10から排出された高温ガスを、分離手段61Zに供給して微粉を分離し、煙道部分71Zを経由して耐熱ブロワ14及びラインL26を介して熱交換集塵装置6の煙道部分71に供給する。
排気ガス冷却集塵装置11内を流過する高温ガスは、排気ガス冷却ブロワ
13によって外気で冷却され、排出口81Zから大気に放出される。
排気ガス冷却集塵装置11の構成、機能は、実質的に前記熱交換集塵装置6と同じである。
【0066】
前記、溶融熱分解装置10から吐出された無害の土壌は、混練装置でL17からの無害沈澱物とL15からの処理水を含めて粉塵拡散のないよう混練され無害な土壌として施工現場の地中に戻される。このとき、余剰水分も同じに地中に戻される。
【0067】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【0068】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列記する。
(1) 本発明の構成によれば、重金属及びVOCを含む汚染土壌と、VOCを含む汚染地下水とを単一システムで同時に処理することができる。
(2) 重金属及びVOCを含む汚染土壌を加熱処理する加熱処理炉は、Pb系化合物を溶融する7〜800℃の蒸発溶融室で土壌を乾燥溶融し、2次燃焼室において蒸発ガスを1300〜1400℃の温度にて熱分解させるようにしたので、確実な土壌処理ができる。
(3) 蒸発溶融室に、エゼクタで2次燃焼室その他からの高温ガスを送りこんで当該ガスが保有する熱量を回収し、バーナーで補完するようにしたので蒸発溶融室と2次燃焼室を所定の高温度に安定保持が可能である。
(4) 2次燃焼室を含む本システムで排出するガスを、すべて集塵装置と水洗の洗浄装置で清浄化するので粉塵のないきれいな低温の排気ガスとして大気に放出できる。
(5) 汚染地下水を洗浄装置での洗浄液にするので、排気ガスの熱で汚染地下水のVOCが分解され、特別な熱量が不要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の汚染土壌処理システムの全体を示すブロック構成図。
【図2】加熱処理炉の正面図。
【図3】加熱処理炉の側面図。
【図4】加熱処理炉の上面図。
【図5】図2のA−A断面側面図。
【図6】熱交換集塵装置と洗浄装置の側面図。
【符号の説明】
1・・・予備加熱スクリューコンベア
2・・・加熱処理炉
2a・・蒸発溶融室
2b・・2次燃焼室
3・・・熱循環ブロワ
4・・・押し込み手段(エゼクタ9
5a・・第1コンプレッサ
5b・・第2コンプレッサ
6・・・熱交換集塵装置(集塵装置)
7・・・洗浄装置
8・・・水処理手段(中和装置)
9・・・水処理手段(加圧水分離装置)
10・・溶融熱分解装置
11・・排気ガス冷却集塵装置
12・・混練装置
13・・排気ガス冷却ブロワ
14・・耐熱ブロワ
15・・汚染地下水吸引装置
33a・・ホッパー
33B・・スクリューコンベア
33p、34p、35p・・汚染土壌搬送用配管
36・・搬送手段(スクリュー)
2Aa、33pa、34pa、35pa・・蒸発ガス流過用配管
51・・加熱手段(第1のバーナー)
52・・加熱手段(第2のバーナー)
61・・分離手段
63・・供給口
71・・煙道部分
73・・高温ガス流路(煙道)
81・・排出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for purifying contaminated soil and / or contaminated groundwater.
[0002]
[Prior art]
The main countermeasures against soil contamination include soil containing heavy metals and the like, and soil contamination and groundwater contamination by volatile organic compounds (VOC) often used in cleaning materials and the like.
On the other hand, conventional heavy metal treatments involve many cement solidification and chemical treatments, and there are concerns about secondary pollution due to high costs.
Considering the influence on the environment, physical treatment such as heating, ideally, melting treatment is preferable. However, in the heavy metal melting process, a high temperature of about 1400 ° C. is necessary, and it has been difficult for conventional techniques to feed high-temperature air into the processing furnace. In addition, there is a concern that pollutants may diffuse into the atmosphere because of the insufficient treatment of dust generated when physical treatment is performed.
On the other hand, for contaminated groundwater, known improvements in water quality are known by purification including neutralization of acidic soil and removal of oil.
However, there was no facility capable of simultaneously treating soil containing VOC and heavy metals and water treatment containing VOC.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it is possible to melt heavy metals at high temperatures and reliably capture the dust of contaminated soil caused by processing at high temperatures. It is possible to provide a contaminated soil treatment system that can be performed in a single system from heavy metal treatment to water treatment, and a heat treatment furnace and a dust collector that are suitably used in the system. Yes.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a contaminated soil treatment system for treating underground contaminated soil Ds and underground contaminated groundwater Dw, the conveyance line 30 for conveying the excavated contaminated soil Ds communicates with the preheating screw conveyor 1. The preheating screw conveyor 1 is provided with a line L2a for introducing a high temperature gas for preheating the contaminated soil Ds, and the discharge port is configured to supply the contaminated soil Ds to the
[0006]
According to the heat treatment furnace (VOC dryer) (2) of the present invention having the above-described configuration, the contaminated soil is contained in the contaminated soil transport pipe (33p, 34p, 35p) in the evaporation and melting chamber (2a). When heated, the contaminants such as heavy metals are vaporized.
The vaporized pollutant flows into the secondary combustion chamber (2b) via the evaporative gas flow piping (2Aa, 33pa, 34pa, 35pa) and is heated to 1400 ° C. by the heating means (52) (in the secondary combustion chamber). It is heated up and down and most of it is melted.
Part of the gas (secondary combustion gas) heated in the secondary combustion chamber (2b) is returned to the evaporation and melting chamber (2a), and the polluted soil transport pipe (33p) is converted into heat by the secondary combustion gas. , 34p, 35p), the contaminated soil conveyed is heated to evaporate or vaporize the pollutants.
Here, when a part of the secondary combustion gas is returned to the evaporating and melting chamber (2a), it is pushed by the pushing means (for example, ejector, compressor) (4). It is possible to return to the evaporating and melting chamber (2a).
[0008]
Compared to the ribbon screw (36), the screw conveyor (33B) tends to have a larger conveyance amount per pitch. In this state, if the contaminated soil as the conveyed product is supplied to the ribbon screw (36) in the furnace, the conveying limit of the ribbon screw (36) in the furnace is exceeded, and the contaminated soil conveying pipes (33p, 34p). , 35p) and other inconveniences are expected.
In order to prevent such inconvenience, even if the pitch of the screw conveyor (33B) outside the furnace is reduced and the transport amount per pitch increases rapidly, the transport limit of the ribbon screw (36) in the furnace will not be exceeded. It is set to.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows the entire contaminated soil treatment system of the present invention by a block configuration connected by a piping line or the like.
Contaminated
[0015]
In the preheating screw conveyor 1, the trough of the screw is formed in a double structure, high temperature gas from the line L2a described later is introduced to the end of the hollow portion for preheating the contaminated soil, and the other end of the hollow portion is The heat circulation blower 3 communicates with the intake line L0. Further, the discharge port at the lower end of the screw conveyor 1 is arranged to supply the preheated contaminated soil Ds to the
[0016]
The
The
[0017]
The thermal circulation blower 3 is provided so that the hot gas in the trough is sucked through the line L0 and merged from the junction G2 to the line L2 through the push-in line L1.
The
[0018]
Further, the heat recovery ejector 4c is branched from a line L22 to be described later by high pressure air from the second compressor 5b via a line L5b2, and the heat recovery ejector 4d is branched from high pressure air from the compressor 5b via a line L5b1. The high-temperature combustion gas through the lines L23 and L24 to be pushed is pushed into the evaporating and melting chamber 2a.
[0019]
The heat exchanging
[0020]
The
[0021]
The tank Tw communicated with the line L12 by the line LT is a general water storage tank for cleaning when there is no contaminated groundwater.
[0022]
The neutralization device 8 is configured to communicate with the
[0023]
The pressurized oil-water separator 9 is scraped off from the upper part of the tank to the line L16 by an elastic plate that rotates horizontally with oil as bubbles from high-pressure air mixed with neutralized wastewater from the neutralizer 8. And the sediment in the waste water is collected. The line L16 communicates with a line L30 that leads to the preheating screw conveyor 1.
[0024]
Moreover, the waste water from which the oil and precipitates are separated is sent to the kneading
[0025]
The melt pyrolysis apparatus 10 is provided with a burner 10a so as to melt and decompose heavy metals and the like in the treated soil conveyed from the
The treated soil is conveyed to the kneading
[0026]
The kneading
[0027]
The exhaust gas cooling dust collector 11 is composed of a cyclone type separating means 61Z for collecting fine powder in the high-temperature gas discharged from the melt pyrolysis apparatus 10, and a flue portion 71Z, and cooling air is supplied to the separating means 61Z. The exhaust
[0028]
With the system configuration as described above, contaminated soil and groundwater containing VOC and heavy metals can be treated simultaneously in a single system. Next, the
2 is a front view, FIG. 3 is a side view, FIG. 4 is a top view, and FIG. 5 is a sectional view taken on line AA of FIG.
[0029]
First, second, and third
[0030]
An upwardly projecting
[0031]
The upper space formed by the fourth
[0032]
A lower space formed by the entire internal volume of the first, second, and third
[0033]
In each of the first, second, and third
[0034]
In FIG. 5, the
[0035]
A second receiving port 39A formed by a
Further, a first receiving
[0036]
A contaminated
[0037]
A contaminated
[0038]
A plurality of evaporative gas flow pipes 35pa, 34pa, which are connected to the evaporating and melting chamber 2a in the upper portions of the first, second and third contaminated
[0039]
An evaporative gas flow pipe 2Aa that connects the evaporating and melting chamber 2a and the
[0040]
A plurality of two
[0041]
FIG. 6 shows a heat
The heat
[0042]
The separating means 61 includes a
[0043]
A gas supply port 63 that communicates with the
A
[0044]
The
[0045]
The upper connecting portion 61S of the
[0046]
A
[0047]
The exhaust gas cooling dust collector 11 is substantially the same except for supplying the cooling room temperature air to the gas supply port 63.
[0048]
The code |
A
[0049]
Further, a water storage portion (not shown) is formed at the lower end portion of the
[0050]
In this way, the hot gas from the
[0051]
The operation of the contaminated soil treatment system having the above configuration will be described in detail below with reference to the drawings.
First, the contaminated soil is excavated by the contaminated
In the preheating screw conveyor 1, the contaminated soil is heated to, for example, 80 ° C. or higher by the high-temperature combustion gas sucked from the line L2a by the thermal circulation blower 3. The soil becomes a weight from which moisture is removed by heating, thereby reducing the load on the
[0052]
Next, a fixed amount of soil is supplied to the
The supplied soil is transported into the
[0053]
The soil dried in the third contaminated
The transport weights of the
[0054]
On the other hand, the amount of heat for heating the third, second, and first soil is supplied from the
[0055]
VOC gas, water vapor, and other evaporating gases of vapor phase contaminants that have entered the
[0056]
The high-temperature gas sucked into the preheating screw conveyor 1 is returned to the line L2 again at the junction G2 via the line L1, and the temperature of the high-temperature gas is lowered to reduce the heat burden on the heat
[0057]
The high-temperature gas introduced into the evaporating and melting chamber 2a by the
[0058]
The dried soil transported to the melt pyrolysis apparatus 10 is melted and decomposed by heating again the heavy metal or the like that has not been pyrolyzed in the
[0059]
The high-temperature gas discharged from the
[0060]
In the process in which the hot gas flows through the separating means 61 and the
[0061]
The hot gas flowing down from the upper part of the
[0062]
In the neutralizer 8, if necessary, the neutralizing agent is injected into the contaminated groundwater to adjust the pH, and the mixture is stirred and supplied to the pressurized oil / water separator 9 by the pump 86 via the line L14. At this time, pressurized air is mixed into the neutralized contaminated groundwater supplied to the line L14 via the valve V2 interlocked with the pump 86, and is supplied to the pressurized oil / water separator 9 in the form of bubbles. Further, in order to increase the precipitation effect in the pressurized oil / water separator 9, a coagulant is injected into the line L14 from the coagulant tank as necessary.
[0063]
The pressurized oil / water separator 9 separates the pressurized contaminated groundwater into harmless moisture, VOC and oil, and other precipitates. The VOC and the oil component float as bubbles above the separation device 9 and are scraped off by an elastic plate that swirls horizontally at the same level as the dropping port provided above the water surface, and is reserved via the line L16 and the conveying line L30. It is supplied to the heating screw 1. One part of the moisture in the intermediate layer is supplied to the kneading
[0064]
The dried soil transported to the melt pyrolysis apparatus 10 is melted and decomposed by heating again the heavy metal or the like that has not been pyrolyzed in the
[0065]
In the exhaust gas cooling dust collecting device 11, the high temperature gas discharged from the melt decomposition device 10 is supplied to the separating means 61Z to separate fine powder, and then via the flue portion 71Z via the heat resistant blower 14 and the line L26. It supplies to the
The high temperature gas flowing through the exhaust gas cooling dust collector 11 is exhaust gas cooling blower.
13 is cooled by the outside air and discharged to the atmosphere from the discharge port 81Z.
The configuration and function of the exhaust gas cooled dust collector 11 are substantially the same as those of the heat
[0066]
The harmless soil discharged from the melt pyrolysis apparatus 10 is ground in the construction site as a harmless soil that is kneaded by the kneading apparatus so that there is no dust diffusion including harmless precipitates from L17 and treated water from L15. Returned to At this time, excess water is also returned to the ground.
[0067]
It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical scope of the present invention.
[0068]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are listed below.
(1) According to the structure of this invention, the contaminated soil containing a heavy metal and VOC and the contaminated groundwater containing VOC can be processed simultaneously by a single system.
(2) A heat treatment furnace for heat-treating contaminated soil containing heavy metal and VOC dry-melts the soil in an evaporating and melting chamber at 7 to 800 ° C. that melts the Pb-based compound, and 1300 to evaporate gas in the secondary combustion chamber. Since it was made to thermally decompose at the temperature of 1400 degreeC, a reliable soil process can be performed.
(3) Since the high temperature gas from the secondary combustion chamber and others is sent to the evaporative melting chamber by the ejector and the amount of heat held by the gas is recovered and supplemented by the burner, the evaporative melting chamber and the secondary combustion chamber are predetermined. Can be stably maintained at high temperatures.
(4) Since all the gas discharged by this system including the secondary combustion chamber is cleaned by the dust collector and the washing device for washing with water, it can be released to the atmosphere as clean low-temperature exhaust gas without dust.
(5) Since the contaminated groundwater is used as the cleaning liquid in the cleaning device, the VOC of the contaminated groundwater is decomposed by the heat of the exhaust gas, and no special amount of heat is required.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the entire contaminated soil treatment system of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a heat treatment furnace.
FIG. 3 is a side view of a heat treatment furnace.
FIG. 4 is a top view of a heat treatment furnace.
5 is a cross-sectional side view taken along the line AA in FIG. 2;
FIG. 6 is a side view of a heat exchange dust collecting device and a cleaning device.
[Explanation of symbols]
1 ... Preheating screw conveyor
2 ... Heat treatment furnace
2a ... Evaporation and melting chamber
2b ... Secondary combustion chamber
3 ... Thermal circulation blower
4 ... Pushing means (Ejector 9
5a ・ ・ First compressor
5b ・ ・ Second compressor
6 ... Heat exchange dust collector (dust collector)
7 ... Cleaning device
8 ... Water treatment means (neutralizing device)
9 ... Water treatment means (Pressurized water separator)
10. Melting pyrolysis equipment
11. Exhaust gas cooling dust collector
12. ・ Kneading equipment
13. Exhaust gas cooling blower
14. Heat resistant blower
15. Contaminated groundwater suction device
33a. Hopper
33B ・ ・ Screw conveyor
33p, 34p, 35p ... Piping for transporting contaminated soil
36. ・ Transport means (screw)
2Aa, 33pa, 34pa, 35pa ・ ・ Evaporative gas flow piping
51 .. Heating means (first burner)
52 .. Heating means (second burner)
61..Separation means
63..Supply port
71 .. Flue section
73 .. Hot gas flow path (flues)
81 .. outlet
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001368239A JP3841275B2 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Contaminated soil treatment system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001368239A JP3841275B2 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Contaminated soil treatment system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003164847A JP2003164847A (en) | 2003-06-10 |
JP3841275B2 true JP3841275B2 (en) | 2006-11-01 |
Family
ID=19177861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001368239A Expired - Fee Related JP3841275B2 (en) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | Contaminated soil treatment system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3841275B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI750668B (en) * | 2020-05-21 | 2021-12-21 | 中石化綠能科技股份有限公司 | Heat treatment system for soil pollution |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010268705A (en) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Hitachi Zosen Corp | Saccharification reaction vessel |
JP2011156501A (en) * | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Okawara Mfg Co Ltd | Method for thermally treating contaminated soil |
JP2013248596A (en) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Mis:Kk | Soil reforming apparatus |
CN113751485B (en) * | 2020-06-04 | 2023-03-21 | 中石化绿能科技股份有限公司 | Soil pollution's heat treatment system |
-
2001
- 2001-12-03 JP JP2001368239A patent/JP3841275B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI750668B (en) * | 2020-05-21 | 2021-12-21 | 中石化綠能科技股份有限公司 | Heat treatment system for soil pollution |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003164847A (en) | 2003-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105556230B (en) | The method and apparatus for handling sludge | |
EP0865330B1 (en) | Volatile materials treatment system | |
KR101823961B1 (en) | Drying system of sludge by reheating method using steam circulation | |
US20080257236A1 (en) | Smokeless furnace | |
EP0624410A1 (en) | Method and apparatus for removing volatile and semi-volatile contaminants from solids using thermal desorption | |
CN105363770A (en) | Sectional type heating and modular thermal desorption equipment for restoring organic contaminated soil and method | |
CN107309264A (en) | A kind of organic polluted soil dystopy thermal desorption repair system and method | |
CN201670797U (en) | Sludge drying and incinerating system | |
CN107500501A (en) | A kind of oil plant oily sludge disposal system and method | |
CN104815842A (en) | Skid-mounted thermal soil separation device | |
KR980001841A (en) | Wastewater Treatment System | |
CN207143067U (en) | A kind of oil plant oily sludge disposal system | |
HU218623B (en) | Method and apparatus for dehydrating particulate material | |
JP3841275B2 (en) | Contaminated soil treatment system | |
US5086717A (en) | Soil remediation method and apparatus | |
JP3626459B2 (en) | Organohalogen compound processing apparatus and processing method thereof | |
CN201670798U (en) | Sludge drying incineration system | |
CN110220202A (en) | A kind of thermal desorption system applied in soil remediation | |
CN110302654A (en) | A kind of flue gas purification system and method applied to thermal desorption in soil remediation | |
CN113772915A (en) | Equipment and process technology for integrally treating oily sludge through high-temperature oxidation pyrolysis thermal desorption | |
RU79885U1 (en) | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF SOLID AND / OR LIQUID OIL-CONTAINING WASTE | |
KR101453387B1 (en) | Exhaust emission scrubber dedustor of heat generation furnace | |
KR100793991B1 (en) | Sludge drying apparatus | |
JPH1147717A (en) | Continuous carbonization apparatus of organic raw material | |
KR200168323Y1 (en) | Apparatus for burning up trash |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041108 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060327 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060403 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060601 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060803 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060803 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3841275 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090818 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120818 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150818 Year of fee payment: 9 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |