CN109689236A - 污染土壤净化系统 - Google Patents

Abstract

污染土壤净化系统是用于将污染土壤E内的污染物质分解的污染土壤净化系统，其中，其具备：从注水井向污染土壤注入含有将污染物质分解的净化剂或者使上述净化剂的生物性分解活化的活性剂的注入液的工序；对在与注水井分隔开的位置设置的观测井内或抽水井内的地下水中的净化剂或活性剂的浓度进行测定的工序；和基于所测定的浓度，自动控制净化剂或活性剂向注入液的添加量或者从抽水井的抽水量的工序。

Description

污染土壤净化系统

技术领域

本公开涉及污染土壤净化系统。

背景技术

在日本特开2005-52733号公报中，公开了一种向油污染土壤注入添加有油分解促进剂的液体的净化装置。注入的液体渗透至污染土壤，从集水井汲取出。另外，汲取的回收液的浊度通过浊度计或作业人员的目测来确认，从而调整向污染土壤注入的油分解促进剂的添加量。

发明内容

发明所要解决的问题

对于上述日本特开2005-52733号公报所示的净化装置而言，需要每次通过手工作业进行回收液的确认以及向污染土壤注入的油分解促进剂的添加量的调整，费时费力。

考虑上述事实，本公开的目的在于提供一种能够使得用于净化污染土壤的作业节省人力的污染土壤净化系统。

用于解决问题的手段

本公开的第一方式的污染土壤净化系统是一种用于将污染土壤内的污染物质分解的污染土壤净化系统，其具备：从注水井向上述污染土壤注入含有将污染物质分解的净化剂或者使上述净化剂的生物性分解活化的活性剂的注入液的工序；对在与上述注水井分隔开的位置设置的观测井内或抽水井内的地下水中的上述净化剂或上述活性剂的浓度进行测定的工序；和基于所测定的上述浓度，自动控制上述净化剂或上述活性剂向上述注入液的添加量或者从上述抽水井的抽水量的工序。

本公开的第一方式的污染土壤净化系统是在原位置测定观测井内或抽水井内的地下水中的净化剂或活性剂的浓度，基于所测定的浓度，自动控制净化剂或活性剂的添加量或者从抽水井的抽水量。例如，所测定的浓度(即污染土壤内的活性剂的浓度)低于目标浓度时，自动地增加活性剂向注入液的添加量。或者自动地使抽水量增多从而提高地下水的吸引力，促进活性剂向污染土壤中的渗透。由此，能够及时地调整活性剂的浓度，高效地净化污染土壤。

本公开的第二方式的污染土壤净化系统通过管理函数预测上述观测井内或上述抽水井内的地下水中的上述净化剂或上述活性剂的浓度达到目标浓度的时间、或者预测上述观测井内或上述抽水井内的地下水中的上述地下水的温度达到目标温度的时间，所述管理函数是基于开始注入上述注入液前的上述观测井内或上述抽水井内的地下水中的上述净化剂或上述活性剂的初始浓度或者上述地下水的初始温度、从上述注水井向上述污染土壤注入的上述注入液中的上述净化剂或上述活性剂的注入浓度或者上述注入液的注入温度、开始注入上述注入液后的经过时间和上述污染土壤固有的土壤物性，计算出单位经过时间的上述地下水的上述净化剂或上述活性剂的预测浓度或者上述地下水的预测温度。

在本公开的第二方式的污染土壤净化系统中，使用管理函数计算出观测井或抽水井中的单位经过时间的地下水的净化剂或活性剂的预测浓度或者地下水的预测温度。

该管理函数是基于注入液开始注入前的观测井内或抽水井内的地下水中的净化剂或活性剂的初始浓度或者地下水的初始温度、注入液中的净化剂或活性剂的注入浓度或者注入液的注入温度、注入液开始注入后的经过时间和污染土壤固有的土壤物性能够计算出单位经过时间的上述地下水的上述净化剂或上述活性剂的预测浓度或者上述地下水的预测温度的函数。

即，通过计算出污染土壤内的地下水的净化剂或活性剂的浓度或者地下水的温度达到目标值所需的时间，能够有计划地实施污染土壤的净化。

本公开的第三方式的污染土壤净化系统中，将上述初始浓度或者上述初始温度置换为经过规定时间后的上述观测井内或抽水井内的地下水中的上述净化剂或上述活性剂的浓度或者上述地下水的温度，并且改变上述注入浓度或者上述注入温度，对上述管理函数进行校正，从而使得通过上述管理函数计算出的上述预测浓度或者上述预测温度与上述观测井内或上述抽水井内的上述地下水中的上述净化剂或上述活性剂的实测浓度或者上述地下水的实测温度近似。

在本公开的第三方式所述的污染土壤净化系统中，改变注入液的注入浓度或者注入温度，并且基于改变后的注入浓度或者注入温度对管理函数进行校正，从而缩小通过管理函数计算出的预测浓度或者预测温度与实测浓度或者实测温度的差。另外，可以将管理函数的初始浓度或者初始温度置换为经过规定时间后的地下水中的浓度或者温度。由此，能够缩小预测浓度与实测浓度的差或者预测温度与实测温度的差，能够提高基于管理函数的预测精度。

通过提高管理函数的预测精度，能够向污染土壤注入添加有适当量的净化剂或活性剂的注入液或者适当温度的注入液。由此，能够抑制污染土壤中的净化剂或活性剂的过量或不足。

发明效果

根据本公开的污染土壤净化系统，能够使得用于净化污染土壤的作业节省人力。

附图说明

图1A是示出本公开的第一实施方式的污染土壤净化系统的示意性构成的俯视图。

图1B是示出本公开的第一实施方式的污染土壤净化系统的示意性构成的纵向剖视图。

图2是示出本公开的第一实施方式的污染土壤净化系统中的土壤净化方法的流程图。

图3是示出本公开的第二实施方式的污染土壤净化系统中的管理函数的曲线图。

图4是示出本公开的第三实施方式的污染土壤净化系统中的土壤净化方法的流程图。

图5是示出本公开的第三实施方式的污染土壤净化系统中的校正前后的管理函数和实测浓度曲线的曲线图。

图6是示出本公开的第四实施方式的污染土壤净化系统中的土壤净化方法的流程图。

图7是示出本公开的第四实施方式的污染土壤净化系统中使注入液向地下土壤的注入停止以及重开的土壤净化方法的曲线图。

图8是示出本公开的第一实施方式的污染土壤净化系统中的土壤净化方法的变形例的流程图。

图9是示出本公开的第二实施方式的污染土壤净化系统中对污染物质的浓度不同的两种污染土壤进行净化的变形例的俯视图。

图10是示出本公开的第二实施方式的污染土壤净化系统中对污染物质的浓度不同的两种污染土壤进行净化时所使用的两个管理函数的曲线图。

具体实施方式

参考附图对本公开的实施方式进行说明。需要说明的是，关于在多个附图中以相同符号表示的共通的构成要素，有时省略说明。

[第一实施方式]

(整体构成)

第一实施方式中的污染土壤净化系统20是图1A、图1B所示的用于将地下土壤10中所含的污染物质分解的污染土壤净化系统。污染土壤净化系统20具备：在地下土壤10中构筑的抽水井22、注水井24、观测井26以及隔水壁28；和在地表面GL的上部构筑的使地下水在地下土壤10、抽水井22以及注水井24之间回流的净化装置30。

(污染土壤)

地下土壤10为处于地表面GL的下方的土壤，其具备地下水可流的含水层12以及地下水不可流的不透水层14。该地下土壤10中，将含有基准值(例如对每种污染物质所规定的值)以上的污染物质的部分设定为污染土壤E。“污染物质”的概念包括四氯乙烯、三氯乙烯、顺式-1,2-二氯乙烯、氯乙烯单体、苯等有机物、氰等无机化合物、以及汽油或轻油等矿物油类，下述中除了特别地进行区分的情况以外，设想为四氯乙烯、三氯乙烯、顺式-1,2-二氯乙烯、氯乙烯单体等有机物进行说明。

需要说明的是，在图1B中，以点划线图示出地下水位H，以虚线的箭头图示出地下土壤内的地下水的流向。需要说明的是，该地下水的流动是通过从注水井24向地下土壤10注入后述含有净化剂或活性剂的注入液并进一步将地下水从抽水井22抽水而产生的流动。

(抽水井)

抽水井22是将地下水从地下土壤10进行抽水的抽水单元，可以通过未图示的泵等抽出含水层12的地下水并输送至净化装置30。另外，抽水井22配置于污染土壤E与隔水壁28之间，按照下端到达至不透水层14的方式埋设于地下土壤10中。

在图1A中，为了便于图示，只记载了两口抽水井22a、22b，但本公开的实施方式并非限定于此，可以根据场地的大小等适当配置任意的数量。

需要说明的是，抽水井22可以配置于污染土壤E中。另外，关于利用抽水井22进行抽水的具体方法、抽水井22的形状、尺寸等是公知的，因此省略详细说明。

(注水井)

注水井24是将利用净化装置30生成的注入液注入至地下土壤10的注入单元，可以通过未图示的泵等将注入液输送至地下土壤10内。另外，注水井24为配置于污染土壤E与隔水壁28之间(即从污染土壤E观察处于抽水井22的相反侧)的井，按照下端到达至地不透水层14的方式埋设于地下土壤10中。

在图1A中，为了便于图示，只记载了两口注水井24a、24b，但本公开的实施方式并非限定于此，可以根据场地的大小等适当配置任意的数量。

需要说明的是，注水井24可以配置于污染土壤E中。另外，关于注入液利用注水井24注入的具体方法、注水井24的形状、尺寸等是公知的，因此省略详细说明。

(观测井)

观测井26是对地下的状态进行观测的观测单元。在此，“地下的状态”表示观测井26被埋设的位置的地下土壤10中的地下水的状态，例如包括地下水位、地下水温度、地下水中的净化剂以及活性剂的浓度、地下水中的污染物质浓度等。

在观测井26的内部设置有未图示的各种传感器。这些传感器对上述地下水位、地下水温度、地下水中的净化剂以及活性剂的浓度、地下水中的污染物质浓度等进行测定，将这些测定值以电信号的形式传递至净化装置30中的控制部38。

需要说明的是，抽水井22以及注水井24的内部也设置有这些传感器。即，抽水井22以及注水井24各自也作为观测单元发挥功能。另外，在图1A、图1B中，为了避免图变得复杂，省略了各种传感器与控制部38间连接的信号线的图示。

需要说明的是，观测井26埋设于被隔水壁28包围的地下土壤内的多个部位。在图1A中，为了便于图示，只记载了三个观测井26a、26b、26c，但本公开的实施方式并非限定于此，可以根据场地的大小等适当配置任意数量的观测井26。

(隔水壁)

隔水壁28是按照包围污染土壤E的周围的方式配置于地下土壤10中的混凝土制的隔水单元，将隔水壁28内外的地下水的流动隔断。即，使得隔水壁28的“外侧”的地下土壤10中的地下水的流动与隔水壁28的“内侧”的地下土壤10中的地下水的流动相互没有影响。

如图1B所示，隔水壁28的下端插根于不透水层14中。由此，污染土壤E被隔水壁28和不透水层14包围，抑制了污染物质向隔水壁28的外侧的地下土壤10流出。

(净化装置)

净化装置30是用于对从抽水井抽水出的地下水进行净化并添加后述的净化剂或活性剂后返回至地下土壤10的装置，包含水处理装置32、加热装置34、添加槽36以及控制部38而构成。

(水处理装置)

水处理装置32向从抽水井抽水出的地下水送入空气，使挥发性污染物质挥发而进行净化。

(加热装置)

加热装置34通过利用后述的控制部38进行温度调节的未图示的加热器对利用水处理装置32净化后的地下水进行加热。通过利用加热装置34对地下水进行加热，能够促进在地下土壤10内使污染物质生物分解的分解微生物的增殖、或者提高分解微生物的活性。

(添加槽)

添加槽36对地下水添加净化剂或活性剂而生成注入液。具体而言，从利用后述的控制部38控制的投入装置(图示省略)向添加槽36内部的地下水添加净化剂或活性剂。

在此，“净化剂”是指在地下土壤10内将污染物质分解的物质，为使污染物质生物分解的分解微生物(例如脱卤菌Dehalococcoides)。另外，“活性剂”是指使净化剂的生物分解活化的物质，使用酵母提取物作为一例。

该净化剂或活性剂通过利用后述的控制部38控制的投入装置(图示省略)而添加在添加槽36内部的地下水中，利用设置于添加槽36内部的搅拌装置进行搅拌，由此生成从注水井24向地下土壤10注入的注入液。

(控制部)

控制部38以电信号的形式接收利用设置于观测井26、注水井24以及抽水井22各自内部的传感器测定的地下水位、地下水温度、地下水中的净化剂或活性剂的浓度、地下水中的污染物质浓度等信息。然后，根据接收的信息，对水处理装置32、加热装置34、添加槽36、抽水泵P进行驱动控制。

(净化方法)

使用图2所示的流程图对利用第一实施方式的污染土壤净化系统20进行的污染土壤E的净化方法进行说明。

首先，在步骤90中，从注水井24向地下土壤10“注入”注入液。具体而言，图1A、图1B所示的控制部38控制添加槽36，从添加槽36向注水井24注入添加有净化剂或活性剂的注入液。净化剂或活性剂相对于注入液的添加量设定成添加后的注入液中的净化剂或活性剂的浓度为地下土壤10中作为目标的净化剂或活性剂的浓度。

向注水井24注入的注入液通过抽水泵P将地下水从抽水井22抽水而生成地下水的水梯度，由此以目标速度从注水井24向地下土壤10以及污染土壤E扩散。

接着，在步骤S100中，进行“浓度测定”。具体而言，设置于观测井26的内部的传感器对地下水中的净化剂或活性剂的浓度进行测定。

接着，在步骤S110中，进行“浓度判定”。在该浓度判定中，由控制部38判定在步骤100中测量的观测井26的地下水中的净化剂或活性剂的实测浓度是否达到目标浓度。

实测浓度达到目标浓度时，返回至步骤S100，再次测定浓度，由控制部38判定进入步骤S110后是否维持目标浓度。如此，反复进行浓度测定和浓度判定以便实测浓度维持目标浓度。实测浓度未达到目标浓度时，进入步骤S118。

在步骤S118中，进行“抽水量调整”。在该抽水量调整中，控制部38控制抽水泵P，提高抽水井22中的地下水的抽水力。由此调整净化剂或活性剂向污染土壤E的渗透力，从而使实测浓度接近目标浓度。

实测浓度是否达到目标浓度是通过返回至步骤S100再次测定浓度并进入步骤S110再次利用控制部38来判定。

通过反复进行上述步骤，使得污染土壤E的地下水中的净化剂或活性剂的浓度维持于目标浓度，逐渐除去污染土壤E的污染物质。

需要说明的是，在本说明书中，关于“抽水量”、“注入量”这样的术语，只要各自没有特别声明，表示在净化装置30与地下土壤10之间移动的每单位时间的地下水、注入液的“体积(或流量)”。另外，“添加量”以注入液的每单位容积所添加的净化剂或活性剂的“重量”表示。此外，“浓度”以“重量浓度”表示。需要说明的是，添加量以及浓度分别可以以体积以及体积浓度表示。

(作用·效果)

在第一实施方式的污染土壤净化系统20中，在步骤S100中进行浓度测定，在步骤S110中进行浓度判定。此外，在步骤S118中进行抽水量调整。由此，能够不经人手地及时地调整地下土壤10的地下水中的净化剂或活性剂的浓度而高效地净化污染土壤。

需要说明的是，在本实施方式中，在步骤S100中测定了“观测井26”的地下水中的净化剂或活性剂的浓度，但本公开的实施方式并非限定于此。例如在步骤S100中，可以测定“抽水井22”的地下水中的净化剂或活性剂的浓度。对于以下说明的各实施方式也是同样。

这种情况下，在步骤S110中，判定抽水井22的地下水中的净化剂或活性剂的实测浓度是否达到目标浓度，基于其判定结果在步骤S118中进行抽水量的调整。

另外，在本实施方式中，在步骤S118中进行“抽水量调整”，但本公开的实施方式并非限定于此。例如可以进行对注入液中的净化剂或活性剂的浓度进行调整的“浓度调整”来代替抽水量调整。在该浓度调整中，控制添加槽36中净化剂或活性剂向地下水的添加量，从而调整注入液中的净化剂或活性剂的浓度。由此，使得观测井26内的地下水中的实测浓度接近目标浓度。

[第二实施方式]

第二实施方式的污染土壤净化系统是在第一实施方式的污染土壤净化系统20的构成以及净化方法的基础上，使用以下说明的管理函数，预测地下土壤10的地下水中的净化剂或活性剂的浓度达到目标浓度的时间。

(管理函数)

图3中以实线示出管理函数f(t)，该管理函数f(t)表示开始向地下土壤10注入注入液后的经过时间t与观测井26的地下水中的预测浓度C的关系。例如时间t1时的预测浓度设定为预测浓度C1。

该管理函数f(t)使用公式如下表示。

f(t)＝(A-D)÷[1+(B/t)＾^G]+D·············(1式)

A：注入液中的净化剂或活性剂的浓度

B：由地下土壤的土壤物性X决定的常数

G：由地下土壤的土壤物性Y决定的常数

D：注入注入液前的地下水中的净化剂或活性剂的浓度

t：开始注入液的注入后的经过时间

该(1式)中的常数B、G是由地下土壤的土壤物性X、Y决定的常数，通过在污染土壤E的净化之前实施的土壤调査来确定。作为用于确定常数B、G而使用的土壤调査的内容，例如可以列举地下土壤的透水系数、土壤粒度等。

(作用·效果)

在第二实施方式的污染土壤净化系统中，通过使用由(1式)表示的管理函数f(t)，基于在图2的步骤S90中向注水井24注入的注入液中的净化剂或活性剂的浓度A、注入液的注入前的观测井26的地下水中的净化剂或活性剂的浓度D、由地下土壤的土壤物性决定的常数B、G和开始注入液向地下土壤10的注入后的经过时间t，计算出观测井26的地下水中的预测浓度。

由此，能够预测观测井26的地下水中的净化剂或活性剂的浓度达到图3所示的目标浓度CE的时间tE。

另外，能够计算出一直到经过时间tE为了使地下水中的净化剂或活性剂的浓度达到目标浓度CE而应该将注入液中的净化剂或活性剂的浓度A设定为何种程度(即在注入液中应该添加何种程度的净化剂或活性剂)。

因此，容易预先估算出用于净化污染土壤E所需的资源量、能量、时间等，容易创建项目规划。

需要说明的是，管理函数针对相对于开始注入液向地下土壤10的注入后的经过时间的观测井26的地下水的“温度”也可以同样地进行设定。

这种情况下，(1式)中的浓度A、D分别置换为注入液的温度、注入注入液前的地下水的温度。另外，作为用于确定常数B、G所使用的调査结果，可以列举地下土壤的比热、热传导性。此外，图3的纵轴置换为温度。

通过使用对“温度”进行管理的管理函数，基于在图2的步骤S90中向注水井24注入的注入液的温度A、注入注入液前的观测井26的地下水的温度D、由地下土壤的土壤物性决定的常数B、G和开始注入液向地下土壤10的注入后的经过时间t，计算出观测井26的地下水的预测温度。

由此，能够预测观测井26的地下水温度达到目标温度的时间。另外，能够计算出一直到经过规定时间为了使地下水的温度达到目标温度而应该对注入液进行何种程度加热。通过确定地下水的目标温度，调整注入液的加热量，能够使地下水的温度保持于分解微生物的活性高的温度。

需要说明的是，在本说明书中，有时将这些对“浓度”或“温度”进行管理的管理函数进行统称而简称为管理函数，管理函数可以对“浓度”、“温度”中的任一者或两者进行设定。在以下各实施方式中也是同样。

另外，在本实施方式中，管理函数设定为预测观测井26的地下水浓度达到目标浓度的时间，但本公开的实施方式并非限定于此，也可以预测抽水井22的地下水浓度达到目标浓度的时间。或者，也可以针对观测井26和抽水井22双方预测地下水浓度达到目标浓度的时间。在以下各实施方式中也是同样。

如此，管理函数表示地下土壤10中的特定部位(例如观测井26所在的位置、抽水井22所在的位置)的地下水的净化剂或活性剂的预测浓度，并不表示地下土壤10整体的状态。

因此，地下土壤10的污染状况不均匀的情况下或者地下水的流动不均匀的情况下等，可以针对污染状况、地下水的状况不同的各个位置，根据各自的状况使用不同的管理函数来预测地下水的净化剂或活性剂的浓度。

例如，在图9中示出在地下土壤10中形成两种污染土壤Ea、Eb的状态。这些污染土壤Ea、Eb由于污染物质的浓度不同，因此用于净化污染物质的最佳的注入液的温度、在注入液中添加的最佳的净化剂或活性剂的浓度也不同。

这种情况下，例如在图9所示的具备抽水井22a、注水井24a以及观测井26a的对污染土壤Ea进行净化的注抽水系统、和具备抽水井22b、注水井24b以及观测井26b的对污染土壤Eb进行净化的注抽水系统各自中，如图10所示，可以分别对污染土壤Ea、Eb设定各自最优化的管理函数fa(t)、fb(t)。

需要说明的是，各注抽水系统中所含的抽水井、注水井、观测井的数量在图9中方便起见示出各自一口，但它们也可以设置多个。如此，关于在地下土壤10中设定多个管理函数的实施方式，在以下所示的各实施方式中也能够应用。

[第三实施方式]

第三实施方式的污染土壤净化系统中，与第二实施方式的污染土壤净化系统同样地使用管理函数预测地下水中的净化剂或活性剂的浓度达到目标浓度的时间，进一步将通过管理函数计算出的预测浓度与实测浓度进行比较，从而对管理函数进行校正。

使用图4所示的流程图以及图5所示的曲线图对利用第三实施方式的污染土壤净化系统进行的污染土壤E的净化方法进行说明。需要说明的是，关于与第一实施方式、第二实施方式同样的内容，适当省略说明。

在第三实施方式的净化方法中，首先，在图4所示的步骤S90-2中，从添加槽36向注水井24注入添加有净化剂或活性剂的注入液。

在此，通过使用上述管理函数，基于该注入液中的净化剂或活性剂的浓度、注入注入液前的观测井26的地下水中的净化剂或活性剂的浓度、地下土壤的土壤物性和开始注入液向地下土壤10的注入后的经过时间t，计算出观测井26的地下水中的预测浓度。在图5中，例如经过时间t1时的预测浓度设为C1。

需要说明的是，在步骤90-2中在添加槽36中生成的注入液的浓度调整为后述的目标浓度范围CE的上限浓度C3。

关于下个步骤S100-2的“浓度测定”，与第一实施方式中的步骤S100同样，省略说明。

接着，在步骤S110-2中进行“浓度判定”。在该浓度判定中，控制部38将在步骤100-2中测量的观测井26的地下水中的净化剂或活性剂的实测浓度与利用管理函数预测出的观测井26的地下水中的净化剂或活性剂的预测浓度进行比较并判定由预测浓度减去实测浓度的差是否为预先设定的允许值以下。

由预测浓度减去实测浓度的差为允许值以下时，进入步骤S114。大于允许值时，进入步骤S118-2。

在步骤S118-2中进行“抽水量调整”。在该抽水量调整中，控制部38控制抽水泵P对抽水井22中的抽水量进行调整。由此，改变地下水的水梯度，调整净化剂或活性剂向污染土壤E的渗透力。

由预测浓度减去实测浓度的差是否为允许值以内可以如下所述来判断：返回至步骤S100-2，由传感器测定地下水中的净化剂或活性剂的浓度，进入步骤S110-2，控制部38对预测浓度与实测浓度进行比较，由此来判断。预测浓度与实测浓度的差为允许值以下时，进入步骤S114。

在步骤S114中，进行“收敛值判定”。在该收敛值判定中，由控制部38判定在步骤100-2中测量的实测浓度是否在达到规定的目标浓度范围前停止升高。“目标浓度范围”是指能够最高效地净化污染土壤E的净化剂或活性剂的浓度范围，通过在污染土壤E的净化之前实施的土壤调査来预先设定。

“实测浓度停止升高”是指如图5的时间t4所示每单位时间的实测浓度的升高幅度(即后述的实测浓度曲线F(t)的斜率)在达到目标浓度范围CE的下限浓度C2前接近零(即在小于预先设定的规定值时停止升高)、无法得到地下水中的净化剂或活性剂的浓度达到目标浓度范围CE的预测或者为了达到而需要设想以上的时间的状态。

实测浓度达到目标浓度范围前没有停止升高而持续升高时，返回至步骤S100-2，反复进行步骤S110-2、S114。实测浓度没有达到目标浓度范围而停止时，进入步骤S124。

在步骤S124中，进行“浓度调整”。在该浓度调整中，控制添加槽36中净化剂或活性剂向地下水的添加量，提高注入液中的净化剂或活性剂的浓度。由此，观测井26内的地下水中的实测浓度接近目标浓度范围CE，消除实测浓度的停止升高。

接着，在步骤S125中对管理函数进行校正(关于管理函数的校正方法，后面进行说明)，返回至步骤S100-2，进入步骤S114，确认每单位时间的实测浓度的升高幅度是否为规定值以上。由此来判断实测浓度的停止升高是否被消除。

(管理函数的校正)

在图5中，将利用设置于观测井26的内部的传感器测定的观测井26内的地下水中的净化剂或活性剂的实测浓度相对于开始注入液从注水井24的注入后的单位经过时间进行绘图，沿着该绘图的点近似地生成的曲线作为实测浓度曲线F(t)以虚线表示。

如上述步骤S114(图5的时间t4)所示，实测浓度没有达到目标浓度范围而停止升高时，管理函数f(t)与实测浓度曲线F(t)偏离，管理函数f(t)中的时间t4之后的预测浓度的可靠性低。这种情况下，对管理函数进行校正以便使预测浓度与实测浓度近似。

图5中所示的管理函数g(t)是对管理函数f(t)进行校正后的管理函数。管理函数f(t)的校正方法是将(1式)中的浓度A置换为在步骤S124中进行了调整的调整后的浓度、将(1式)中的浓度D置换为对浓度A进行校正后的时刻(时间t4)的地下水中的净化剂或活性剂的浓度C4。并且，如图3中以箭头N所示那样，时间t4之后，基于管理函数g(t)预测地下水中的净化剂或活性剂的浓度。

需要说明的是，如上所述，管理函数针对相对于开始注入液向地下土壤10的注入后的经过时间的地下水的“温度”也可以同样地进行设定。

这种情况下，在步骤S100-2中，进行“温度测定”代替“浓度测定”。具体而言，由设置于观测井26的内部的传感器测定地下水的温度。

另外，在步骤S110-2中，进行“温度判定”代替“浓度判定”。具体而言，控制部38对在步骤100-2中测量的观测井26的地下水的实测温度与利用管理函数预测出的观测井26的地下水的预测温度进行比较来判定实测温度是否在规定的范围内。更具体而言，判定由预测温度减去实测温度的差是否在预先设定的允许值以内。

另外，在步骤S118-2的“抽水量调整”中，对温度高于地下水的注入液向污染土壤E的渗透力进行调整。

另外，在步骤S114的“收敛值判定”中，由控制部38判定在步骤100-2中测量的实测温度是否在达到规定的目标温度范围前停止升高。目标温度范围为能够最高效地净化污染土壤E的地下水的温度范围(即分解微生物没有死亡、活性最高的温度范围)，通过在污染土壤E的净化之前实施的土壤调査来预先设定。

另外，在步骤S124中，进行“温度调整”代替“浓度调整”。在该温度调整中，控制部38控制加热装置34的输出功率，提高注入液的温度。由此，使得观测井26内的地下水中的实测温度接近目标温度范围CE。

需要说明的是，对地下水中的净化剂或活性剂的“浓度”进行预测的管理函数和对地下水的“温度”进行预测的管理函数并非仅为任意一者，也可以使用两者。

这种情况下，在步骤S100-2中进行“浓度测定”以及“温度测定”，在步骤S110-2中进行“浓度判定”以及“温度判定”，实测浓度以及实测温度中的至少一者被判定为预先设定的允许值之外时，在步骤S118-2中进行“抽水量调整”。另外，在步骤S114的“收敛值判定”中，对实测浓度以及实测温度的停止升高进行判定，判定为实测浓度以及实测温度以及实测温度中的至少一者停止升高时，在步骤S124中进行“浓度调整”以及“温度调整”中的至少一者(即在步骤S114中判断为停止升高的一者的调整)。进而，在步骤S125中，对“对地下水中的净化剂或活性剂的浓度进行预测的管理函数”和“对地下水的温度进行预测的管理函数”中的至少一者(即在步骤S124中与对浓度以及温度进行调整后的一者有关的管理函数)进行校正。

(作用·效果)

在第三实施方式的污染土壤净化系统中，根据管理函数的预测值与实测值的偏差，对管理函数进行校正。

由此，能够提高管理函数的预测精度。因此，能够抑制向地下土壤注入含有过量浓度的净化剂或活性剂的注入液或者对注入液进行过度加热。因此，能够减少资源、能量的浪费。另外，能够抑制注入液中所含的净化剂或活性剂的量不足或者注入液的温度不足。因此，能够维持土壤净化能力。

[第四实施方式]

在第四实施方式中，如图6所示，在步骤S114中，在实测浓度达到目标浓度范围之前没有停止升高而持续升高时，不返回至步骤S100-2而进入步骤S120。

在步骤S120之后的步骤中，使污染土壤净化系统的运转自动停止、自动重开，从而使地下水中的净化剂或活性剂的浓度保持在目标浓度范围。

具体地进行说明，首先在步骤S120中进行“上限值判定”。在该上限值判定中，判定实测浓度是否达到预先设定的上限值。预先设定的上限值例如如图7所示设定为目标浓度范围CE的上限浓度C3等。

实测浓度没有达到上限浓度C3时，返回至步骤S100-2。如图7的时间t3时的实测浓度曲线F(t)所示的那样，实测浓度达到上限浓度C3时，进入步骤S128。

在步骤S128中，控制添加槽36的泵以及抽水泵P，停止注入液从注水井24向地下土壤10的注入以及将地下水从抽水井22的抽水。

接着，在步骤S130中进行“浓度测定”。具体而言，设置于观测井26的内部的传感器对观测井26的地下水中的净化剂或活性剂的浓度进行测定。

接着，在步骤S132中进行“下限值判定”。在该下限值判定中，由控制部38判定因在步骤S128中停止注入液的注入而减少的地下水中的净化剂或活性剂的浓度是否达到预先设定的下限值。该下限值设为图7中的目标浓度范围CE的下限浓度C2。

地下水中的净化剂或活性剂的浓度没有达到下限浓度C2(即没有下降至C2)时，返回至步骤S130。即，反复进行测量和判定直到地下水的净化剂或活性剂的浓度达到下限浓度C2。如图7的时间t2所示的那样，地下水的净化剂或活性剂的浓度达到下限浓度C2时，进入步骤S136。

在步骤S136中，控制部38控制添加槽36以及抽水泵P，重开注入液从注水井24向地下土壤10的注入以及将地下水从抽水井22的抽水。

需要说明的是，从在步骤S128中停止注入液的注入到在步骤S136中重开期间，不进行基于管理函数的浓度预测。具体而言，如图7所示，从实测浓度达到目标浓度范围CE的上限浓度C3的时间t3(即停止注入液的注入)到实测浓度达到下限浓度C2的时间t2(即重开注入液的注入)的期间，不进行基于管理函数的浓度预测。

另外，在步骤S136中开始注入液的注入后，在步骤S137中对管理函数进行校正，使用新的管理函数h(t)预测浓度。管理函数h(t)中，将(1式)中的浓度A的值设定为大于下限浓度C2的任意的值，将(1式)中的浓度D的值设定为在步骤S136中注入液开始注入的时刻的浓度(即下限浓度)C2。

需要说明的是，步骤S120的“上限值判定”、步骤S130的“浓度测定”、步骤S132的“下限值判定”、步骤S137的“管理函数校正”也可以用温度代替浓度，分别针对温度进行。或者，可以针对浓度、温度两者进行。针对浓度、温度两者进行这些步骤的情况下，在步骤S120的“上限值判定”中判断为实测浓度、温度“两者”达到上限浓度、温度时，在步骤S128中停止注入液的注入。另外，在步骤S132中判断为实测浓度、温度中的“至少一者”达到下限浓度、温度时，在步骤S136中重开注入液的注入。

(作用·效果)

在第四实施方式的污染土壤净化系统中，基于设置于观测井26的内部的传感器测定的地下水中的净化剂或活性剂的浓度，控制部38停止以及重开注入液向地下土壤10的注入。

由此，能够将地下土壤10中的净化剂或活性剂的浓度维持于目标浓度范围CE。因此，能够抑制地下土壤10中的净化剂或活性剂的浓度不足或者过量。

[变形例]

对第一实施方式～第四实施方式的污染土壤净化系统的各种变形例进行说明。

在第一实施方式中，如图8所示，可以在步骤S100与S110之间夹设步骤S102以及S108。

在该步骤S102中，例如进行“水位判定”。在该水位判定中，对注入了注入液的注水井24的“水位”是否为上限值以下进行判定。需要说明的是，在持续注入液向注水井24的注入时，水位的上限值为地下水有可能从注水井24溢出的水位。

注水井24的水位大于上限值时，在步骤S108中进行“水位调整”。在该水位调整中，从注水井24抽出地下水对注水井24进行清洗而消除堵塞，使注入液容易从注水井24流向污染土壤E。

需要说明的是，在图8中，示出“水位判定”、“水位调整”作为步骤S102、S108，但本公开的实施方式并非限定于此。例如在步骤S102中可以进行“注入浓度判定”。在该注入浓度判定中，对在添加槽36中生成的注入液中的净化剂或活性剂的浓度是否为上限值以下进行判定。需要说明的是，浓度的上限值为水溶液中的分解微生物的饱和浓度。

注入液中的净化剂或活性剂的浓度大于上限值时，在步骤S108中进行“添加量调整”。在该添加量调整中，减少添加槽36中净化剂或活性剂向注入液的添加量。由此，抑制净化剂或活性剂的浪费。

另外，在步骤S102中，例如可以进行“注入温度判定”。在该注入温度判定中，对添加槽36的注入液的温度是否为上限值以下且下限值以上进行判定。

注入液的温度大于上限值时，在步骤S108中进行“加热调整”。在该加热调整中，减少加热装置34中的加热量，抑制分解微生物的死亡。注入液的温度小于下限值时，在步骤S108中增加加热装置34中的加热量，维持为了使分解微生物发挥净化功能所需的温度。

另外，在步骤S102中，例如可以进行“抽水量判定”。在该抽水量判定中，根据抽水井22的水位的测定值，对抽水量是否为上限值以下且下限值以上进行判定。

抽水量大于上限值时，在步骤S108中进行“泵调整”。在该泵调整中，降低将地下水从抽水井22抽水的抽水泵P的输出功率，防止抽水泵P的故障。抽水量小于下限值时，在步骤S108中提高抽水泵P的输出功率，以便不低于注水井24中的注入液的注入量。

另外，在步骤S102中，例如可以进行“流动判定”。在该流动判定中，根据抽水井22、注水井24、观测井26中的各个水位，对地下土壤10中的地下水的流动是否形成设想的流动进行判定。

需要说明的是，“地下水的流动是否形成设想的流动”通过注水井24、抽水井22以及观测井26相互的水位差是否为设想范围内来判断。水位差大时，地下土壤10中的水梯度大，与所设想的流动相比，地下水的流动过多。另外，水位差小时，地下土壤10中的水梯度小，与设想的流动相比，地下水的流动较少。

地下水的流动没有形成设想的流动时，在步骤S108中进行“流量调整”。在该流量调整中，对抽水井22中的抽水量、注水井24中的注入量中的至少一者进行调整从而使地下水的流动形成设想的流动。例如，相对于注水井24的水位，抽水井22的水位高于设想(即水位差小)时，增大抽水泵P的输出功率，使从抽水井22的抽水量增多。

需要说明的是，在本实施方式中，隔水壁28的下端插根于不透水层14中，隔断隔水壁28内外的地下水的流动。因此，通过增大例如抽水量能够调整地下水的流动，另一方面，不从隔水壁28的外侧供给地下水，因此，地下水位降低。这种情况下，通过除了抽水量以外还增大注水量，由此能够使地下水位维持于适当的高度。

以上说明的作为步骤S102的实施例的“水位判定”、“注入浓度判定”、“注入温度判定”、“抽水量判定”、“流动判定”可以组合使用。需要说明的是，应用这些步骤102时，在步骤100中，可以分别对“注水井24的水位”、“添加槽36的注入液中的净化剂或活性剂的浓度”、“添加槽36的注入液的温度”、“抽水井22的水位”、“抽水井22、注水井24、观测井26的水位”进行测定。

另外，步骤S102也可以在第二～第四实施方式中的污染土壤净化方法中在任意时机进行。

另外，在第一～第四实施方式中，将图1A、图1B中所示的隔水壁28的材质设定为混凝土，但本公开的实施方式并非限定于此。例如可以使用冻土、粘土、钢制板桩、水泥改良体等。另外，隔水壁28无需一定设置。不设置隔水壁28的情况下，优选在地下水的流动的上游侧配置注水井24、在下游侧设置抽水井22。由此，能够使从注水井24注入至地下土壤10的注入液顺利地渗透至地下土壤10。

另外，在第一～第四实施方式中，在图1A、图1B所示的水处理装置32中，通过向地下水送入空气来改善水质，但本公开的实施方式并非限定于此。例如，作为水质改善的方法，可以使用向地下水添加净化剂使其反应从而改善水质的方法、吸附地下水中所含的污染物质由此实现地下水与污染物质的分离的方法等。

使用将污染物质生物分解的分解微生物作为净化剂来净化地下水时，可以混入营养盐或氧、或者混入新的分解微生物。此外，为了利用注水井24顺利地实施注入液的注入，可以混入凝集剂。

另外，在第一～第四实施方式中，通过加热器对利用水处理装置32净化后的地下水进行加热，但本公开的实施方式并非限定于此。例如可以通过使空调设备(省略图示)的热介质与利用水处理装置32净化后的地下水进行热交换来加热地下水。

另外，在第一～第四实施方式中，使用分解微生物作为净化剂，但本公开的实施方式并非限定于此。例如可以为对污染物质进行化学分解的过氧化氢、铁系浆料、过硫酸盐、芬顿试剂、高锰酸、过碳酸盐等化学分解剂等。

另外，在第一～第四实施方式中，使用酵母提取物作为活性剂，但本公开的实施方式并非限定于此。例如可以为氢缓释剂(例如聚乳酸酯)、高脂肪酸酯、乳糖等。

需要说明的是，净化剂和活性剂可以各自单独添加在注入液中、也可以组合添加。另外，也可以在注入液中添加两种以上净化剂，也可以在注入液中添加两种以上活性剂。此外，除了净化剂、活性剂以外，为了容易地测定地下水中的净化剂或添加剂的浓度，可以添加任意的示踪物质。如此，在本公开的污染土壤净化系统中，可以组合各种实施方式。

2016年8月31日提出的日本专利申请2016-170144号的公开其整体通过参考引入本说明书中。本说明书中记载的所有文献、专利申请以及技术标准以各个文献、专利申请以及技术标准通过参考引入的情况与具体且每个都记载的情况相同程度地通过参考引入本说明书中。

Claims (3)

1.一种污染土壤净化系统，其是用于将污染土壤内的污染物质分解的污染土壤净化系统，其中，

所述污染土壤净化系统具备：

从注水井向所述污染土壤注入含有分解污染物质的净化剂或者使所述净化剂的生物性分解活化的活性剂的注入液的工序；

对在与所述注水井分隔开的位置设置的观测井内或抽水井内的地下水中的所述净化剂或所述活性剂的浓度进行测定的工序；和

基于所测定的所述浓度，自动控制所述净化剂或所述活性剂的向所述注入液的添加量或者从所述抽水井的抽水量的工序。

2.如权利要求1所述的污染土壤净化系统，其中，

通过管理函数预测所述观测井内或所述抽水井内的地下水中的所述净化剂或所述活性剂的浓度达到目标浓度的时间、或者预测所述观测井内或所述抽水井内的地下水中的所述地下水的温度达到目标温度的时间，

所述管理函数是基于开始注入所述注入液前的所述观测井内或所述抽水井内的地下水中的所述净化剂或所述活性剂的初始浓度或者所述地下水的初始温度、从所述注水井向所述污染土壤注入的所述注入液中的所述净化剂或所述活性剂的注入浓度或者所述注入液的注入温度、开始注入所述注入液后的经过时间和所述污染土壤固有的土壤物性，计算出单位经过时间的所述地下水的所述净化剂或所述活性剂的预测浓度或者所述地下水的预测温度。

3.如权利要求2所述的污染土壤净化系统，其中，将所述初始浓度或者所述初始温度置换为经过规定时间后的所述观测井内或抽水井内的地下水中的所述净化剂或所述活性剂的浓度或者所述地下水的温度，并且改变所述注入浓度或者所述注入温度，对所述管理函数进行校正，从而使得通过所述管理函数计算出的所述预测浓度或者所述预测温度与所述观测井内或所述抽水井内的所述地下水中的所述净化剂或所述活性剂的实测浓度或者所述地下水的实测温度近似。