JP2001146767A - 地下水浄化用井戸及びこれを用いた地下水浄化装置、並びに、地下水浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】揮発性有機化合物により汚染された地下水を、
低コストにて効果的に浄化する。 【解決手段】地下水浄化用井戸は、（Ａ）地下水を取水
するための第１のスクリーン１１を備えた井戸ケーシン
グ１０、（Ｂ）井戸ケーシング１０内に配設され、外筒
１３及び揚水管１４から構成された二重管１５、（Ｃ）
二重管１５内の地下水を曝気するための曝気管２０、
（Ｄ）揚水された地下水の一部を外筒１３内若しくは井
戸ケーシング１０内へ戻すために、揚水管１４の上端部
に接続された分岐管１９を有し、外筒１３には井戸ケー
シング１０内の地下水を外筒１３に導入するための第２
のスクリーン１６が備えられており、揚水管１４の下端
部は、外筒１３の底部よりも上方であって、第２のスク
リーン１６よりも下方に位置し、揚水管１４の上端部は
外筒１３の上端部から突出しており、曝気管２０の解放
端部は揚水管１４の下部に位置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下水浄化用井戸
及びこれを用いた地下水浄化装置、並びに、かかる地下
水浄化装置を用いた地下水浄化方法に関し、特に、揮発
性有機化合物で汚染された地下水の浄化のために用いら
れる地下水浄化用井戸及びこれを用いた地下水浄化装
置、並びに、かかる地下水浄化装置を用いた地下水浄化
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、揮発性有機化合物による地下水の
汚染が深刻化し、揮発性有機化合物の発ガン性が指摘さ
れるに及び、地下水の早急な浄化が求められている。こ
こで述べる揮発性有機化合物とは、「土壌・地下水汚染
に係る調査・対策指針運用基準」（平成１１年３月発
行、環境庁水質保全局編）に記載されているトリクロロ
エチレンやテトラクロロエチレン等、有機塩素系溶剤を
主体とする一連の化合物である。これらの揮発性有機化
合物は、揮発性が高く、不燃性であり、油の溶解力に優
れる等の性質を有する工業化学品として、例えば、プリ
ント配線基板やＩＣ基板、電子部品の洗浄用、金属部品
等の洗浄用、あるいはドライクリーニング用の溶剤とし
て用いられている他、化学合成原料としても大量に使用
されてきた。そして、揮発性有機化合物の廃棄、揮発性
有機化合物が浸み込んだ布や汚泥の不適切な埋め立て処
分等により、地下水汚染が進行しているのが現状であ
る。

【０００３】揮発性有機化合物の多くは、水よりも比重
が大きく、粘性が小さい特性を有する。従って、地表付
近の揮発性有機化合物は、揮発する他、一部はローム層
や砂層等より成る地層中を下降し、先ず、第１帯水層に
到達する。第１帯水層中において地下水に流れがある場
合、揮発性有機化合物はこの流れに沿って拡散しなが
ら、一部は第１帯水層の下位に存在する透水性の低い粘
性土等から成る第１難透水層の上を滞留する。更に、滞
留した揮発性有機化合物も、徐々にではあるが第１難透
水層を通過する。以下、第２帯水層、第２難透水層、第
３帯水層、第３難透水層・・・のように帯水層と難透水
層とが深さ方向に交互に積層している場合、揮発性有機
化合物の多くは、１つ下の帯水層に達する度に、帯水層
内に存在する地下水の流れによって広範囲に拡散する。
このようにして、地下水汚染が拡大してゆく。その他、
多数の透水層にストレーナが設けられている井戸等によ
っても、井戸を通じて汚染が拡大する場合もある。

【０００４】そこで、従来より、揮発性有機化合物に汚
染された地下水を浄化するための方法が種々提案されて
いる。例えば、「土壌・地下水汚染に係る調査・対策指
針運用基準」第１１７ページには、地下水揚水法が記載
されている。地下水揚水法では、井戸底に設置された水
中型の揚水ポンプを用いて汚染地下水を地上へ揚水し、
地上に設置された曝気塔を用いて汚染地下水の曝気処理
を行い、揮発性有機化合物を気相中へ移行させた後、気
相中の揮発性有機化合物を活性炭吸着塔を用いて除去す
る。但し、地下水揚水法では、汚染地下水を地上へ一旦
揚水する必要があり、処理効率が悪いこと、低濃度の汚
染地下水の浄化処理に長い年月（場合によっては数年）
を要すること、揚水ポンプが井戸底に設置されているた
めに、揚水ポンプのメンテナンスに時間と費用がかかる
こと、曝気を地上で行うために騒音が大きいこと、等の
問題がある。

【０００５】そこで、地下水揚水法に係る上述の問題点
を解決し得る技術として、井戸そのものを曝気塔として
機能させることで地上の曝気塔を不要とした、図１６に
示すような地下水浄化装置が提案されている。この地下
水浄化装置は、地下水を取水するためのスクリーン１１
１を備え、口元が閉鎖された井戸ケーシング１１０、井
戸ケーシング１１０内の地下水に下部が浸漬された揚水
管１１４、揚水管１１４内に挿入された第１の曝気管１
２０、揚水管１１４と井戸ケーシング１１０との間の地
下水に下部が浸漬された第２の曝気管１３０、地上に設
置され、第１の曝気管１２０及び第２の曝気管１３０へ
圧搾空気を送るためのコンプレッサー１２２、地上に設
置され、揚水管１１４の上端部に接続された気液分離装
置１２３、配管１２４を通じて気液分離装置１２３と接
続された活性炭吸着塔から成る気体浄化装置１２５から
構成されている。井戸ケーシング１１０の天井部には通
気管１２１が接続され、この通気管１２１によって、井
戸ケーシング１１０も気液分離装置１２３に接続されて
いる。地下水中に含まれる汚染物質は、曝気によって生
じた気泡中に移行し、且つ、井戸ケーシング１１０の上
部空間を占める気体中に移行する。気泡は気液分離装置
１２３を経て気体浄化装置１２５へ送られ、井戸ケーシ
ング１１０の上部空間を占める気体は通気管１２１を経
て気体浄化装置１２５に送られ、共に汚染物質が吸着除
去された後、系外に排気される。気液分離装置１２３に
て分離された地下水は、そのまま系外に排水される。か
かる地下水浄化装置には、地上の曝気塔や水中型の揚水
ポンプが不要であり、揮発性有機化合物の除去効率に優
れ、曝気が井戸内で行われるために曝気に伴う騒音が小
さい等の利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１６
に示した従来の地下水浄化装置においては、地下水浄化
用井戸に導入された地下水が井戸ケーシング１１０内か
ら直接揚水管１１４へと流れるので、井戸ケーシング１
１０内における地下水の滞留時間が短く、屡々、揮発性
有機化合物の除去率が十分ではなく、しかも、除去率に
限界がある。

【０００７】従って、本発明は、揮発性有機化合物の除
去率を一層向上させることが可能な地下水浄化用井戸及
びこれを用いた地下水浄化装置、並びに、かかる地下水
浄化装置を用いた地下水浄化方法を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第１の態様に係る地下水浄化用井戸は、
（Ａ）地下水を取水するための第１のスクリーンを備え
た井戸ケーシング、（Ｂ）井戸ケーシング内に配設さ
れ、外筒及び揚水管から構成された二重管、（Ｃ）二重
管内の地下水を曝気するための曝気管、並びに、（Ｄ）
曝気しながら揚水された地下水の一部を外筒内及び／又
は井戸ケーシング内へ戻すために、揚水管の上部に接続
された分岐管、を有し、外筒には、井戸ケーシング内の
地下水を外筒に導入するための第２のスクリーンが備え
られており、地下水を揚水するための揚水管の下端部
は、外筒の底部よりも上方であって、第２のスクリーン
よりも下方に位置し、揚水管の上部は外筒の上端部から
突出しており、曝気管の開放端部は揚水管の下部に位置
することを特徴とする。

【０００９】また、上記の目的を達成するための本発明
の第１の態様に係る地下水浄化装置は、（イ）地下水を
曝気しながら揚水するための地下水浄化用井戸、並び
に、（ロ）地下水中の汚染物質を除去するために、揚水
管の上端部に接続された気液分離装置と、気液分離装置
に接続され、気液分離装置によって分離された気体から
汚染物質を除去するための気体浄化装置とから構成され
た浄化処理部、を有する地下水浄化装置であって、地下
水浄化用井戸は、（Ａ）地下水を取水するための第１の
スクリーンを備えた井戸ケーシング、（Ｂ）井戸ケーシ
ング内に配設され、外筒及び揚水管から構成された二重
管、（Ｃ）二重管内の地下水を曝気するための曝気管、
並びに、（Ｄ）曝気しながら揚水された地下水の一部を
外筒内及び／又は井戸ケーシング内へ戻すために、揚水
管の上部に接続された分岐管、を有し、外筒には、井戸
ケーシング内の地下水を外筒に導入するための第２のス
クリーンが備えられており、地下水を揚水するための揚
水管の下端部は、外筒の底部よりも上方であって、第２
のスクリーンよりも下方に位置し、揚水管の上部は外筒
の上端部から突出しており、曝気管の開放端部は揚水管
の下部に位置することを特徴とする。

【００１０】更に、上述の目的を達成するための本発明
の第１の態様に係る地下水浄化方法においては、（イ）
地下水を曝気しながら揚水するための地下水浄化用井
戸、並びに、（ロ）地下水中の汚染物質を除去するため
に、揚水管の上端部に接続された気液分離装置と、気液
分離装置に接続され、気液分離装置によって分離された
気体から汚染物質を除去するための気体浄化装置とから
構成された浄化処理部、を有し、地下水浄化用井戸は、
（Ａ）地下水を取水するための第１のスクリーンを備え
た井戸ケーシング、（Ｂ）井戸ケーシング内に配設さ
れ、外筒及び揚水管から構成された二重管、（Ｃ）二重
管内の地下水を曝気するための曝気管、並びに、（Ｄ）
曝気しながら揚水された地下水の一部を外筒内及び／又
は井戸ケーシング内へ戻すために、揚水管の上部に接続
された分岐管、を有し、外筒には、井戸ケーシング内の
地下水を外筒に導入するための第２のスクリーンが備え
られており、地下水を揚水するための揚水管の下端部
は、外筒の底部よりも上方であって、第２のスクリーン
よりも下方に位置し、揚水管の上部は外筒の上端部から
突出しており、曝気管の開放端部は揚水管の下部に位置
する地下水浄化装置を用いる。そして、本発明の地下水
浄化方法は、地下水を、第１のスクリーンを介して井戸
ケーシング内へと導入し、更に、第２のスクリーンを介
して外筒から揚水管内へと導入し、曝気管によって二重
管内の地下水を曝気して揚水管を介して揚水し、揚水さ
れた地下水の一部を分岐管を介して外筒内及び／又は井
戸ケーシング内へと戻し、残りの地下水を気液分離装置
に導入して気体（空気）と液体（地下水）に分離し、気
液分離装置にて分離された気体（空気）から汚染物質を
気体浄化装置によって除去して系外に排気し、気液分離
装置にて分離された液体（浄化処理後の地下水）を系外
に排水することを特徴とする。

【００１１】本発明の第１の態様に係る地下水浄化用井
戸、地下水浄化装置、あるいは、地下水浄化方法（以
下、これらを総称して、単に本発明の第１の態様と呼ぶ
場合がある）においては、曝気しながら揚水された地下
水の一部を外筒内及び／又は井戸ケーシング内へ戻すた
めの分岐管が揚水管の上部に接続されている。揚水され
た地下水には曝気により生じた気泡が含まれており、云
わば、液相と気相とが混在した状態を呈している。この
とき、汚染物質は所定の分配係数に従って気泡中に移行
している。従って、本明細書中において「揚水された地
下水」の語を用いる場合、地下水とその中に含まれる気
泡とを総称する語として用いる。分岐管は、揚水された
地下水の部分的なフィードバックを可能とする。即ち、
揚水された地下水の汚染物質含有量は、原水中の汚染物
質の含有量に比べて低下しているが、揚水された地下水
の一部を外筒内及び／又は井戸ケーシング内にフィード
バックするので、曝気で気泡中に移行し切れなかった汚
染物質を再度の曝気により更に気泡中に移行させること
ができる。その結果、気相中に移行する汚染物質の割合
が増し、汚染物質の除去率及び除去効率を高めることが
できる。尚、除去率とは、汚染された地下水（原水）中
の汚染物質含有量Ｃ₁から浄化後の地下水（処理水）中
の汚染物質残留量Ｃ₂を差し引いた値（Ｃ₁−Ｃ₂）の、
含有量Ｃ₁に対する百分率［即ち、（Ｃ₁−Ｃ₂）×１０
０／Ｃ₁：単位％］である。また、除去効率とは、単位
時間当たりの除去率である。

【００１２】このように、揚水された地下水の部分的な
フィードバックを行うと、フィードバックを行わない場
合に比べて汚染物質の除去効率は低下するものの、最終
的な汚染物質の除去率を向上させることができる。そし
て、かかるフィードバックを行うとき、外筒内及び／又
は井戸ケーシング内へ戻す地下水と、外筒内及び／又は
井戸ケーシング内へ戻さずに気液分離装置へ送る地下水
との流量比を調節することにより、実用性や経済性を損
なわない範囲で汚染物質の除去率及び除去効率を最適化
する必要がある。揚水された地下水の一部を、分岐管を
介して外筒内に戻してもよいし、井戸ケーシング内に戻
してもよいし、外筒内及び井戸ケーシング内に戻しても
よい。

【００１３】本発明の第１の態様においては、外筒に備
えられた第２のスクリーンは、第１のスクリーンよりも
上方に位置していてもよいし、第１のスクリーンよりも
下方に位置していてもよいが、前者の構成とすること
が、汚染物質の効果的な除去といった観点から望まし
い。

【００１４】本発明の第１の態様においては、外筒の上
端部は閉鎖されており、分岐管は、曝気しながら揚水さ
れた地下水の一部を外筒内へ戻すために、揚水管の上部
に接続されている構成とすることもできる。かかる構成
を、便宜上、本発明の第１Ａの構成と呼ぶ。本発明の第
１Ａの構成には、第１Ａの構成に係る地下水浄化用井
戸、第１Ａの構成に係る地下水浄化装置、及び第１Ａの
構成に係る地下水浄化方法が包含される。井戸ケーシン
グの口元は開放されていてもよいし、閉鎖されていても
よい。本発明の第１Ａの構成によれば、二重管を井戸ケ
ーシングとは独立したユニットとして取り扱うことが可
能となるため、例えば、既存の井戸の井戸ケーシング内
に二重管の下部を浸漬することによって、本発明の地下
水浄化用井戸、ひいては本発明の地下水浄化装置を極め
て簡便に構成することができる。本発明の第１Ａの構成
に係る地下水浄化装置あるいは地下水浄化方法において
は、外筒の上部（外筒の上端部を含む）に気体浄化装置
へ接続された通気管が配設されていることが好ましい。
通気管を配設することによって、揚水された地下水中の
気泡に由来する気体のみならず、外筒内の上部空間を占
める気体も気体浄化装置へ送られ、浄化される。尚、第
１Ａの構成に係る地下水浄化方法にあっては、揚水され
た地下水の一部を分岐管を介して外筒内へと戻し、外筒
内へ戻す地下水と気液分離装置へ送る地下水との流量比
を調節することにより、汚染物質の除去率及び除去効率
を最適化することが好ましい。更には、本発明の第１Ａ
の態様においては、井戸ケーシングの口元は閉鎖されて
おり、井戸ケーシングと二重管との間の地下水を曝気す
るための第２の曝気管を更に備えている構成とすること
もでき、これによって、汚染物質の除去率を一層高める
ことができる。尚、この場合には、井戸ケーシングの口
元（井戸ケーシングの上部を含む）に気体浄化装置へ接
続された通気管が配設されていることが好ましい。これ
によって、井戸ケーシング内の上部空間を占める気体も
気体浄化装置へ送られ、浄化される。

【００１５】あるいは、本発明の第１の態様において
は、外筒の上端部は井戸ケーシングの口元よりも下方に
位置し、井戸ケーシングの口元は閉鎖されており、外筒
の上端部は開放されており、分岐管は、曝気しながら揚
水された地下水の一部を外筒内及び／又は井戸ケーシン
グ内へ戻すために、揚水管の上部に接続されている構成
とすることができる。かかる構成を、便宜上、本発明の
第１Ｂの構成と呼ぶ。本発明の第１Ｂの構成には、第１
Ｂの構成に係る地下水浄化用井戸、第１Ｂの構成に係る
地下水浄化装置、及び第１Ｂの構成に係る地下水浄化方
法が包含される。本発明の第１Ｂの構成に係る地下水浄
化装置あるいは地下水浄化方法においては、井戸ケーシ
ングの口元（井戸ケーシングの上部を含む）に気体浄化
装置へ接続された通気管が配設されていることが好まし
い。通気管を配設することによって、揚水された地下水
中の気泡に由来する気体のみならず、井戸ケーシング内
の上部空間を占める気体及び外筒内の上部空間を占める
気体も気体浄化装置へ送られ、浄化される。尚、第１Ｂ
の構成に係る地下水浄化方法にあっては、揚水された地
下水の一部を分岐管を介して外筒内及び／又は井戸ケー
シング内へと戻し、外筒内及び／又は井戸ケーシング内
へ戻す地下水と気液分離装置へ送る地下水との流量比を
調節することにより、汚染物質の除去率及び除去効率を
最適化することが好ましい。揚水された地下水の一部を
分岐管を介して外筒内に戻してもよいし、井戸ケーシン
グ内に戻してもよいし、外筒内及び井戸ケーシング内に
戻してもよいが、除去率の観点からは、揚水された地下
水の一部を外筒内に戻すことが最も好適である。更に
は、本発明の第１Ｂの態様においては、井戸ケーシング
と二重管との間の地下水を曝気するための第２の曝気管
を更に備えている構成とすることもでき、これによっ
て、汚染物質の除去率を一層高めることができる。

【００１６】第２の曝気管を備えた構成を含む本発明の
第１Ａの構成及び第１Ｂの構成において、二重管内の地
下水を曝気するための曝気管は、基本的には、揚水管内
に挿入されている。尚、これらの場合、開放端部が外筒
の下部に位置する第３の曝気管を更に備えていてもよ
く、これによって、汚染物質の除去率を更に一層高める
ことができる。

【００１７】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る地下水浄化用井戸は、（Ａ）地下水を取水
するための第１のスクリーンを備えた井戸ケーシング、
（Ｂ）井戸ケーシング内に配設され、外筒及び揚水管か
ら構成された二重管、（Ｃ）二重管内の地下水を曝気す
るための第１の曝気管、並びに、（Ｄ）井戸ケーシング
と二重管との間の地下水を曝気するための第２の曝気
管、を有し、外筒には、井戸ケーシング内の地下水を外
筒に導入するための第２のスクリーンが備えられてお
り、地下水を揚水するための揚水管の下端部は、外筒の
底部よりも上方であって、第２のスクリーンよりも下方
に位置し、揚水管の上部は外筒の上端部から突出してお
り、第１の曝気管の開放端部は揚水管の下部に位置する
ことを特徴とする。

【００１８】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る地下水浄化装置は、（イ）地下水を曝気し
ながら揚水するための地下水浄化用井戸、並びに、
（ロ）地下水中の汚染物質を除去するために、揚水管の
上端部に接続された気液分離装置と、気液分離装置に接
続され、気液分離装置によって分離された気体から汚染
物質を除去するための気体浄化装置とから構成された浄
化処理部、を有する地下水浄化装置であって、地下水浄
化用井戸は、（Ａ）地下水を取水するための第１のスク
リーンを備えた井戸ケーシング、（Ｂ）井戸ケーシング
内に配設され、外筒及び揚水管から構成された二重管、
（Ｃ）二重管内の地下水を曝気するための第１の曝気
管、並びに、（Ｄ）井戸ケーシングと二重管との間の地
下水を曝気するための第２の曝気管、を有し、外筒に
は、井戸ケーシング内の地下水を外筒に導入するための
第２のスクリーンが備えられており、地下水を揚水する
ための揚水管の下端部は、外筒の底部よりも上方であっ
て、第２のスクリーンよりも下方に位置し、揚水管の上
部は外筒の上端部から突出しており、第１の曝気管の開
放端部は揚水管の下部に位置することを特徴とする。

【００１９】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る地下水浄化方法は、（イ）地下水を曝気し
ながら揚水するための地下水浄化用井戸、並びに、
（ロ）地下水中の汚染物質を除去するために、揚水管の
上端部に接続された気液分離装置と、気液分離装置に接
続され、気液分離装置によって分離された気体から汚染
物質を除去するための気体浄化装置とから構成された浄
化処理部、を有し、地下水浄化用井戸は、（Ａ）地下水
を取水するための第１のスクリーンを備えた井戸ケーシ
ング、（Ｂ）井戸ケーシング内に配設され、外筒及び揚
水管から構成された二重管、（Ｃ）二重管内の地下水を
曝気するための第１の曝気管、並びに、（Ｄ）井戸ケー
シングと二重管との間の地下水を曝気するための第２の
曝気管、を有し、外筒には、井戸ケーシング内の地下水
を外筒に導入するための第２のスクリーンが備えられて
おり、地下水を揚水するための揚水管の下端部は、外筒
の底部よりも上方であって、第２のスクリーンよりも下
方に位置し、揚水管の上部は外筒の上端部から突出して
おり、第１の曝気管の開放端部は揚水管の下部に位置す
る地下水浄化装置を用いた地下水浄化方法であって、地
下水を、第１のスクリーンを介して井戸ケーシング内へ
と導入し、第２の曝気管によって井戸ケーシングと二重
管との間の地下水を曝気し、更に、第２のスクリーンを
介して外筒から揚水管内へと導入し、第１の曝気管によ
って二重管内の地下水を曝気して揚水管を介して揚水
し、揚水された地下水を気液分離装置に導入して気体と
液体に分離し、気液分離装置にて分離された気体から汚
染物質を気体浄化装置によって除去して系外に排気し、
気液分離装置にて分離された液体を系外に排水すること
を特徴とする。

【００２０】本発明の第２の態様に係る地下水浄化用井
戸、地下水浄化装置、あるいは、地下水浄化方法（以
下、これらを総称して、単に本発明の第２の態様と呼ぶ
場合がある）においては、井戸ケーシングの口元及び外
筒の上端部は閉鎖されている構成とすることができる。
そして、本発明の第２の態様に係る地下水浄化装置、あ
るいは、地下水浄化方法においては、井戸ケーシング及
び外筒の上部には、気体浄化装置へ接続された通気管が
配設されていることが望ましい。あるいは又、外筒の上
端部は井戸ケーシングの口元よりも下方に位置し、井戸
ケーシングの口元は閉鎖されており、外筒の上端部は開
放されている構成とすることができる。そして、井戸ケ
ーシングの上部には、気体浄化装置へ接続された通気管
が配設されていることが望ましい。

【００２１】本発明の第２の態様においては、外筒に備
えられた第２のスクリーンは、第１のスクリーンよりも
上方に位置していてもよいし、第１のスクリーンよりも
下方に位置していてもよいが、前者の構成とすること
が、汚染物質の効果的な除去といった観点から望まし
い。これらの場合、解放端部が外筒の下部に位置する第
３の曝気管を更に備えていることが、汚染物質の除去率
を高めるといった観点から望ましい。

【００２２】本発明の第１の態様あるいは第２の態様に
おいて、井戸ケーシングを地表に最も近い帯水層に達す
るように設置する場合、第１のスクリーンを帯水層内に
設けることになるが、井戸ケーシングが難透水層を少な
くとも１層貫通し、複数の帯水層に亘って設置される場
合には、第１のスクリーンを各帯水層毎に設けることが
好ましい。

【００２３】曝気管、第１の曝気管、第２の曝気管や第
３の曝気管の本数は、それぞれ１本以上であればよく、
本数は、揚水管、井戸ケーシング、あるいは外筒の容積
から適宜決定すればよい。

【００２４】本発明の第１の態様あるいは第２の態様に
おいて、二重管の構成要素である外筒は、下端部が閉鎖
された構成を有していてもよいし、開放された構成を有
していてもよい。但し、汚染物質の除去率を高めるとい
った観点から、外筒の内部空間と井戸ケーシングの内部
空間とは、第２のスクリーンを介して連通しつつも、実
質的に仕切られている必要がある。従って、外筒の下端
部が開放された構成を有する場合には、下端部を井戸ケ
ーシングの底部と接触させるか、又は、下端部を井戸ケ
ーシングの底部の至近に配置することが望ましく、この
場合には、井戸ケーシングの底部が外筒の底部に相当す
る。

【００２５】本発明の第１の態様において、曝気管の外
壁には、揚水時の地下水の上昇流を妨げる障害部材が外
壁に備えられていてもよく、第２の曝気管を更に備えて
いる場合には、これら２つの曝気管のいずれか一方ある
いは両方の外壁に障害部材が備えられていてもよい。本
発明の第２の態様において、第１の曝気管の外壁及び／
又は第２の曝気管の外壁に、揚水時の地下水の上昇流を
妨げる障害部材が備えられていてもよい。障害部材は、
曝気によって発生した気泡の地下水中における滞留時間
を延長させ、気液接触を促進する役割を果たす。障害部
材は、気泡を消滅させない限りにおいて、如何なる形
状、数、配置にて備えられていてもよい。尚、かかる障
害部材を、曝気管及び／又は第２の曝気管の外壁に備え
る代わりに、揚水管の内壁に備えてもよいし、曝気管及
び／又は第２の曝気管の外壁と揚水管の内壁とに備える
こともできる。更に、かかる障害部材を、第２の曝気管
の外壁に備える代わりに、揚水管の外壁及び／又は外筒
の内壁に備えてもよいし、かかる障害部材を第２の曝気
管の外壁に備えた上で、揚水管の外壁及び／又は外筒の
内壁に備えてもよい。障害部材は、曝気管等と別々に作
製してもよいし、一体に作製してもよい。

【００２６】気体浄化装置として、汚染物質を吸着可能
な装置（例えば、活性炭吸着塔）、あるいは又、汚染物
質を分解可能な装置（例えば、紫外線照射装置）、更に
は、これらの装置の組合せを挙げることができる。ま
た、除去される汚染物質は揮発性有機化合物である。揮
発性有機化合物は、地下水汚染の原因と成り得る物質で
あれば種類を問わないが、代表例として、「土壌・地下
水汚染に係る調査・対策指針運用基準」（平成１１年３
月発行、環境庁水質保全局編）に記載されている揮発性
有機化合物を挙げることができる。これらの揮発性有機
化合物とは、ジクロロメタン、四塩化炭素、１，２−ジ
クロロエタン、１，１−ジクロロエチレ、シス−１，２
−ジクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、
１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、
テトラクロロエチレン、１，３−ジクロロプロペン及び
ベンゼンである。これら１１種類の化合物中、ベンゼン
のみ有機塩素系化合物に分類されず、比重も水より軽い
が、油中に含まれることが多く、油と共に地下に浸透し
て地下水面の上部に存在して移動し易いことから、揮発
性有機化合物に含められている。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態（以下、実施の形態と略称する）に基づき本
発明を説明する。

【００２８】（実施の形態１）実施の形態１は、本発明
の第１Ａの構成に係る地下水浄化用井戸及びこれを用い
た地下水浄化装置、並びに、地下水浄化方法に関する。
実施の形態１を、図１を参照して説明する。尚、地下水
浄化用井戸は、構成上は地下水浄化装置に含まれるの
で、以下、地下水浄化装置について説明する。

【００２９】図１に示す地下水浄化装置は、地下水を曝
気しながら揚水するための地下水浄化用井戸と、地下水
中の汚染物質を除去するための浄化処理部とを有する。
地下水浄化用井戸は、井戸ケーシング１０、二重管１
５、二重管内の地下水を曝気するための曝気管２０、及
び、分岐管１９から構成されている。井戸ケーシング１
０には、地下水を取水するための第１のスクリーン１１
が備えられている。第１のスクリーン１１は、帯水層中
に配置されている。二重管１５は、井戸ケーシング１０
内に配設されており、外筒１３及び内筒に相当する揚水
管１４から構成されている。分岐管１９は、曝気しなが
ら揚水された地下水の一部を外筒１３内へ戻すために、
揚水管１４の上部に接続されている。外筒１３には、第
１のスクリーン１１よりも上方に位置し、井戸ケーシン
グ１０内の地下水を外筒１３に導入するための第２のス
クリーン１６が備えられている。地下水を揚水するため
の揚水管１４の下端部は、外筒１３の底部よりも上方で
あって、第２のスクリーン１６よりも下方に位置してい
る。揚水管１４の上部は外筒１３の上端部から突出して
おり、曝気管２０の開放端部は揚水管１４の下部に位置
する。具体的には、曝気管２０は揚水管１４内へ挿入さ
れている。また、井戸ケーシング１０の口元１２は開放
され、外筒１３の上端部は閉鎖されている。外筒１３の
上部には、気体浄化装置２５へ接続された通気管２１が
配設されている。井戸ケーシング１０、二重管１５、分
岐管１９は、例えば、塩化ビニルといったプラスチック
材料や、ステンレススチール、鋼、鉄といった金属材料
から作製すればよい。以下の実施の形態においても同様
である。

【００３０】浄化処理部は、地下水中の汚染物質を除去
するために、揚水管１４の上端部に接続された気液分離
装置２３と、気液分離装置２３に接続され、気液分離装
置２３によって分離された気体（空気）から汚染物質を
除去するための気体浄化装置２５（具体的には活性炭吸
着塔）とから構成されている。

【００３１】曝気管２０の上端部は、地上に設置された
コンプレッサー２２に接続されており、コンプレッサー
２２から送られる圧搾空気によって揚水管１４内の地下
水が曝気しながら揚水される。揚水管１４から気液分離
装置２３に至る流路の途中であって分岐管１９の接続位
置よりも下流側には第１バルブ１７が設けられ、分岐管
１９の中途部には第２バルブ１８が設けられている。気
液分離装置２３の上部には配管２４が接続され、この配
管２４によって気液分離装置２３と気体浄化装置２５と
が接続されている。

【００３２】次に、かかる地下水浄化装置を用いた地下
水浄化方法について説明する。

【００３３】汚染物質を含む地下水は、井戸ケーシング
１０の第１のスクリーン１１から取水され、更に、二重
管１５を構成する外筒１３の第２のスクリーン１６を通
って二重管１５の下部を満たす。即ち、外筒１３の下部
と揚水管１４の下部とは、地下水に浸漬された状態とな
る。この状態で、コンプレッサー２２から曝気管２０へ
圧搾空気を送り、曝気を行うと、揚水管１４内の地下水
の水位が上昇し、揚水管１４内は地下水で満たされる。
このとき発生する気泡中には、地下水中に含まれていた
汚染物質が所定の分配係数に従って移行する。汚染物質
が揮発性有機化合物である場合、汚染物質の大部分はこ
の段階で気泡中に移行する。揚水管１４の上部まで揚水
された地下水の一部は気液分離装置２３へ送られ、残部
は分岐管１９を通って外筒１３内へ戻される。このと
き、第１バルブ１７と第２バルブ１８との開閉度を調節
することにより、外筒１３内へ戻す地下水と気液分離装
置２３へ送る地下水との流量比を調節することができ
る。この流量比が大きい程、汚染物質の除去効率は低下
するが、最終的な汚染物質の除去率は上昇する。従っ
て、汚染物質の除去効率が実用性や経済性を損なわない
範囲で最適化されるように、この流量比を調節すること
が望ましい。

【００３４】気液分離装置２３に導入された地下水は、
気液分離を経た後、系外に排水される。排水された地下
水には、汚染物質は殆ど含まれていない。一方、気液分
離装置２３の上部には汚染物質を含む気体（空気）が溜
まり、この気体は、配管２４を通じて活性炭吸着塔から
成る気体浄化装置２５へ送られる、気体浄化装置２５へ
は、外筒１３内の上部空間を占める気体（空気）も通気
管２１を通じて送られる。これらの気体は、汚染物質の
吸着除去を経て、清浄な空気として系外に排気される。

【００３５】上述の地下水浄化方法によれば、揚水され
た地下水を部分的に外筒１３へとフィードバックするの
で、気液接触が十分に行われ、気相中に移行する汚染物
質の割合を高めることができ、汚染物質の除去率を高め
ることができる。「土壌・地下水汚染に係る調査・対策
指針運用基準」に記載されている揮発性有機化合物の除
去率は、９５％以上である。しかも、地上の曝気塔や水
中型の揚水ポンプを使用しないため、地上設備の設置面
積が少なくて済み、低騒音であり、メンテナンス性に優
れる。

【００３６】（実施の形態２）実施の形態２は実施の形
態１の変形である。実施の形態２が実施の形態１と異な
る点は、曝気管が２系統により構成されており、井戸ケ
ーシングと二重管との間の地下水を曝気するための第２
の曝気管を更に備えている点にある。以下、実施の形態
２を、図２を参照して説明する。尚、図２で用いる参照
符号は図１で用いた参照符号と一部共通であり、共通部
分については詳しい説明を省略する。以下の図面におい
ても同様である。

【００３７】図２に示す地下水浄化装置には、井戸ケー
シング１０と二重管１５との間の地下水を曝気するため
の、下部が地下水に浸漬された第２の曝気管３０が更に
備えられている。第２の曝気管３０の開放端部は、第１
のスクリーン１１よりも上方に配置され、且つ、第２の
スクリーン１６よりも下方に配置されている。曝気管２
０へ送られる圧搾空気の流量は第３バルブ２７により制
御され、第２の曝気管３０へ送られる圧搾空気の流量は
第４バルブ２８により制御される。尚、図２に示した例
では、曝気管２０と第２の曝気管３０とに圧搾空気を送
るコンプレッサー２２が共通であるために、第３バルブ
２７と第４バルブ２８とが設けられているが、曝気管２
０と第２の曝気管３０を各々独立のコンプレッサーに接
続した場合、あるいは、コンプレッサーが共通であって
も曝気管２０と第２の曝気管３０とへ送る圧搾空気の流
量を独立に制御する必要がない場合には、これらのバル
ブは不要である。

【００３８】井戸ケーシング１０と二重管１５との間の
地下水が曝気されると、上昇した気泡は井戸ケーシング
１０の上部空間を占める気体（空気）中に集められる。
その結果、井戸ケーシング１０の上部空間を占める気体
（空気）中の汚染物質濃度は、実施の形態１におけるよ
りも高くなる。この気体（空気）は、通気管２１Ａ，２
１を通って気体浄化装置２５へ送られ、浄化される。従
って、実施の形態２に係る地下水浄化装置を用いた地下
水浄化方法における汚染物質の除去率は、実施の形態１
で達成され得る汚染物質の除去率に比べて改善される。
尚、通気管２１Ａは通気管２１に接続されているが、図
２においては、図面の関係上、通気管２１Ａの通気管２
１への接続部の図示を省略した。

【００３９】（実施の形態３）実施の形態３も実施の形
態１の変形である。実施の形態３が実施の形態１と異な
る点は、曝気管が２系統により構成されており、開放端
部が外筒の下部に位置する第３の曝気管を更に備えてい
る点にある。以下、実施の形態３を、図３を参照して説
明する。

【００４０】図３に示す地下水浄化装置には、外筒１３
と内筒に相当する揚水管１４との間の地下水に下部が浸
漬された第３の曝気管３１が更に備えられている。第３
の曝気管３１の開放端部は外筒１３の下部に位置する。
曝気管２０へ送られる圧搾空気の流量は第３バルブ２７
により制御され、第３の曝気管３１へ送られる圧搾空気
の流量は第５バルブ２９により制御される。尚、図３に
示した例では、曝気管２０と第３の曝気管３１とに圧搾
空気を送るコンプレッサー２２が共通であるために、第
３バルブ２７と第５バルブ２９とが設けられているが、
曝気管２０と第３の曝気管３１を各々独立のコンプレッ
サーに接続した場合、あるいは、コンプレッサーが共通
であっても曝気管２０と第３の曝気管３１とへ送る圧搾
空気の流量を独立に制御する必要がない場合には、これ
らのバルブは不要である。

【００４１】外筒１３と揚水管１４との間の地下水が曝
気されると、上昇した気泡は外筒１３の上部空間を占め
る気体（空気）中に集められる。その結果、外筒１３の
上部空間を占める気体（空気）中の汚染物質濃度は、実
施の形態１におけるよりも高くなる。この気体（空気）
は、通気管２１を通って気体浄化装置２５へ送られ、浄
化される。従って、実施の形態３に係る地下水浄化装置
を用いた地下水浄化方法における汚染物質の除去率は、
実施の形態１で達成され得る汚染物質の除去率に比べて
改善される。

【００４２】（実施の形態４）実施の形態４は、実施の
形態２と実施の形態３の組合せである。実施の形態４が
実施の形態１と異なる点は、曝気管が３系統により構成
されており、井戸ケーシングと二重管との間の地下水を
曝気するための第２の曝気管、開放端部が外筒の下部に
位置する第３の曝気管を更に備えている点にある。以
下、実施の形態４を、図４を参照して説明する。

【００４３】図４に示す地下水浄化装置には、井戸ケー
シング１０と二重管１５との間の地下水を曝気するため
の、下部が地下水に浸漬された第２の曝気管３０が備え
られている。第２の曝気管３０の開放端部は、第１のス
クリーン１１よりも上方に配置され、且つ、第２のスク
リーン１６よりも下方に配置されている。更には、外筒
１３と内筒に相当する揚水管１４との間の地下水に下部
が浸漬された第３の曝気管３１が備えられている。第３
の曝気管３１の開放端部は外筒１３の下部に位置する。
曝気管２０へ送られる圧搾空気の流量は第３バルブ２７
により制御され、第２の曝気管３０へ送られる圧搾空気
の流量は第４バルブ２８により制御される。一方、第３
の曝気管３１へ送られる圧搾空気の流量は第５バルブ２
９により制御される。尚、図４に示した例では、曝気管
２０と第２の曝気管３０と第３の曝気管３１に圧搾空気
を送るコンプレッサー２２が共通であるために、第３バ
ルブ２７と第４バルブ２８と第５バルブ２９が設けられ
ているが、曝気管２０と第２の曝気管３０と第３の曝気
管３１を各々独立のコンプレッサーに接続した場合、あ
るいは、コンプレッサーが共通であっても曝気管２０と
第２の曝気管３０と第３の曝気管３１へ送る圧搾空気の
流量を独立に制御する必要がない場合には、これらのバ
ルブは不要である。

【００４４】井戸ケーシング１０と二重管１５との間の
地下水が曝気されると、上昇した気泡は井戸ケーシング
１０の上部空間を占める気体（空気）中に集められる。
その結果、井戸ケーシング１０の上部空間を占める気体
（空気）中の汚染物質濃度は、実施の形態１におけるよ
りも高くなる。この気体（空気）は、通気管２１Ａ，２
１を通って気体浄化装置２５へ送られ、浄化される。従
って、実施の形態２に係る地下水浄化装置を用いた地下
水浄化方法における汚染物質の除去率は、実施の形態１
で達成され得る汚染物質の除去率に比べて改善される。
尚、通気管２１Ａは通気管２１に接続されているが、図
４においては、図面の関係上、通気管２１Ａの通気管２
１への接続部の図示を省略した。

【００４５】また、外筒１３と揚水管１４との間の地下
水が曝気されると、上昇した気泡は外筒１３の上部空間
を占める気体（空気）中に集められる。その結果、外筒
１３の上部空間を占める気体（空気）中の汚染物質濃度
は、実施の形態１におけるよりも高くなる。この気体
（空気）は、通気管２１を通って気体浄化装置２５へ送
られ、浄化される。従って、実施の形態３に係る地下水
浄化装置を用いた地下水浄化方法における汚染物質の除
去率は、実施の形態１で達成され得る汚染物質の除去率
に比べて一層改善される。

【００４６】（実施の形態５）実施の形態５は、本発明
の第１Ｂの構成に係る地下水浄化用井戸及びこれを用い
た地下水浄化装置、並びに、地下水浄化方法に関する。
実施の形態５を、図５を参照して説明する。尚、地下水
浄化用井戸は、構成上は地下水浄化装置に含まれるの
で、以下、地下水浄化装置について説明する。

【００４７】図５に示した地下水浄化装置において、井
戸ケーシング１０の口元１２は閉鎖されている。また、
二重管１５は、外筒１３及び内筒に相当する揚水管１４
から構成され、外筒１３の上端部は開放されている。外
筒１３の上端部は井戸ケーシング１０の口元１２よりも
下方に位置する。揚水管１４の上部には、曝気しながら
揚水された地下水の一部を井戸ケーシング１０内へ戻す
ための分岐管１９が接続されている。揚水された地下水
の一部を、井戸ケーシング１０の上部空間に戻してもよ
いし、外筒１３の上部空間に戻してもよいし、あるい
は、これら両方の空間に戻してもよい。図５では分岐管
１９が外筒１３の真上に開口しているように図示してあ
る。但し、汚染物質の除去率の観点からは、揚水された
地下水の一部を外筒１３の上部空間に戻すことが好まし
い。井戸ケーシング１０の口元１２には、気体浄化装置
２５へ接続された通気管２１が配設されている。

【００４８】図５に示した地下水浄化装置も、実施の形
態１で上述したと同様に、本発明の地下水浄化方法に適
用することができる。

【００４９】尚、図５に示した地下水浄化装置におい
て、曝気管２０に加えて、図６に示すように、第２の曝
気管３０、第３バルブ２７、第４バルブ２８を設けても
よい。更には、図５に示した地下水浄化装置において、
曝気管２０に加えて、図７に示すように、第３の曝気管
３１、第３バルブ２７、第５バルブ２９を設けてもよ
い。また、図５に示した地下水浄化装置において、曝気
管２０に加えて、図８に示すように、第２の曝気管３
０、第３の曝気管３１、第３バルブ２７、第４バルブ２
８、第５バルブ２９を設けてもよい。

【００５０】（実施の形態６）実施の形態６は、本発明
の第２の構成に係る地下水浄化用井戸及びこれを用いた
地下水浄化装置、並びに、地下水浄化方法に関する。実
施の形態６を、図９を参照して説明する。尚、地下水浄
化用井戸は、構成上は地下水浄化装置に含まれるので、
以下、地下水浄化装置について説明する。

【００５１】図９に示す地下水浄化装置は、地下水を曝
気しながら揚水するための地下水浄化用井戸と、地下水
中の汚染物質を除去するための浄化処理部とを有する。
地下水浄化用井戸は、井戸ケーシング１０、二重管１
５、二重管１５内の地下水を曝気するための第１の曝気
管２０、及び、井戸ケーシング１０と二重管１５との間
の地下水を曝気するための第２の曝気管４０から構成さ
れている。井戸ケーシング１０には、地下水を取水する
ための第１のスクリーン１１が備えられている。第１の
スクリーン１１は、帯水層中に配置されている。二重管
１５は、井戸ケーシング１０内に配設されており、外筒
１３及び内筒に相当する揚水管１４から構成されてい
る。外筒１３には、第１のスクリーン１１よりも上方に
位置し、井戸ケーシング１０内の地下水を外筒１３に導
入するための第２のスクリーン１６が備えられている。
地下水を揚水するための揚水管１４の下端部は、外筒１
３の底部よりも上方であって、第２のスクリーン１６よ
りも下方に位置している。揚水管１４の上部は外筒１３
の上端部から突出しており、第１の曝気管２０の開放端
部は揚水管１４の下部に位置する。具体的には、第１の
曝気管２０は揚水管１４内へ挿入されており、第２の曝
気管４０は井戸ケーシング１０内へ挿入されている。第
２の曝気管４０の開放端部は、第１のスクリーン１１よ
りも上方に配置され、且つ、第２のスクリーン１６より
も下方に配置されている。また、井戸ケーシング１０の
口元１２及び外筒１３の上端部は閉鎖されている。井戸
ケーシング１０の上部及び外筒１３の上部のそれぞれに
は、気体浄化装置２５へ接続された通気管２１が配設さ
れている。

【００５２】浄化処理部は、実施の形態１と同様の構成
とすることができる。

【００５３】第１の曝気管２０の上端部及び第２の曝気
管４０は、地上に設置されたコンプレッサー２２に第１
バルブ２７及び第２バルブ２８を介して接続されてお
り、コンプレッサー２２から送られる圧搾空気によって
揚水管１４内の地下水が曝気しながら揚水され、井戸ケ
ーシング１０内の地下水が曝気される。尚、第１の曝気
管２０と第２の曝気管４０とに圧搾空気を送るコンプレ
ッサー２２が共通であるために、第３バルブ２７と第４
バルブ２８とが設けられているが、第１の曝気管２０と
第２の曝気管３１を各々独立のコンプレッサーに接続し
た場合には、これらのバルブは不要である。

【００５４】次に、かかる地下水浄化装置を用いた地下
水浄化方法について説明する。

【００５５】汚染物質を含む地下水は、井戸ケーシング
１０の第１のスクリーン１１から取水され、更に、二重
管１５を構成する外筒１３の第２のスクリーン１６を通
って二重管１５の下部を満たす。即ち、外筒１３の下部
と揚水管１４の下部とは、地下水に浸漬された状態とな
る。この状態で、コンプレッサー２２から第１バルブ２
７を介して第１の曝気管２０へ圧搾空気を送り、曝気を
行うと、揚水管１４内の地下水の水位が上昇し、揚水管
１４内は地下水で満たされる。このとき発生する気泡中
には、地下水中に含まれていた汚染物質が所定の分配係
数に従って移行する。汚染物質が揮発性有機化合物であ
る場合、汚染物質の大部分はこの段階で気泡中に移行す
る。揚水管１４の上部まで揚水された地下水は気液分離
装置２３へ送られる。揚水の状態が安定したならば、コ
ンプレッサー２２から第２バルブ２８を介して第２の曝
気管４０へ圧搾空気を送り、曝気を行う。井戸ケーシン
グ１０と二重管１５との間の地下水が曝気されると、上
昇した気泡は井戸ケーシング１０の上部空間を占める気
体（空気）中に集められる。その結果、井戸ケーシング
１０の上部空間を占める気体（空気）中の汚染物質濃度
が高くなる。この気体（空気）は、通気管２１を通って
気体浄化装置２５へ送られる。

【００５６】気液分離装置２３に導入された地下水は、
気液分離を経た後、系外に排水される。排水された地下
水には、汚染物質は殆ど含まれていない。一方、気液分
離装置２３の上部には汚染物質を含む気体（空気）が溜
まり、この気体は、配管２４を通じて活性炭吸着塔から
成る気体浄化装置２５へ送られる、気体浄化装置２５へ
は、外筒１３内の上部空間を占める気体（空気）、及
び、井戸ケーシング１０の上部空間を占める気体（空
気）も通気管２１を通じて送られる。これらの気体は、
汚染物質の吸着除去を経て、清浄な空気として系外に排
気される。

【００５７】上述の地下水浄化方法によれば、揚水管１
４内及び井戸ケーシング１０内での気液接触が十分に行
われるため、気相中に移行する汚染物質の割合を高める
ことができ、汚染物質の除去率を高めることができる。
しかも、地上の曝気塔や水中型の揚水ポンプを使用しな
いため、地上設備の設置面積が少なくて済み、低騒音で
あり、メンテナンス性に優れる。

【００５８】尚、図１０に示すように、開放端部が外筒
の下部に位置する第３の曝気管４１を更に備えている構
成とすることもできる。即ち、外筒１３と内筒に相当す
る揚水管１４との間の地下水に下部が浸漬された第３の
曝気管４１を更に備えている構成とすることもできる。
第３の曝気管４１へ送られる圧搾空気の流量は第５バル
ブ２９により制御される。尚、図１０に示した例では、
曝気管２０と第２の曝気管４０と第３の曝気管４１とに
圧搾空気を送るコンプレッサー２２が共通であるため
に、第３バルブ２７と第４バルブ２８と第５バルブ２９
とが設けられているが、これらの曝気管を各々独立のコ
ンプレッサーに接続した場合には、これらのバルブは不
要である。

【００５９】外筒１３と揚水管１４との間の地下水が曝
気されると、上昇した気泡は外筒１３の上部空間を占め
る気体（空気）中に集められる。その結果、外筒１３の
上部空間を占める気体（空気）中の汚染物質濃度が高く
なる。この気体（空気）は、通気管２１を通って気体浄
化装置２５へ送られ、浄化される。このような構成を有
する地下水浄化装置を用いた地下水浄化方法により、汚
染物質の除去率の一層の改善を図ることができる。

【００６０】あるいは又、図１１に示すように、外筒１
３の上端部が井戸ケーシング１０の口元１２よりも下方
に位置し、井戸ケーシング１０の口元１２は閉鎖されて
おり、外筒１３の上端部は開放されている構成とするこ
ともできる。この場合にも、図１２に示すように、開放
端部が外筒の下部に位置する第３の曝気管４１を更に備
えている構成とすることができる。

【００６１】以上、本発明の具体的な実施の形態を説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。例えば、実施の形態１にて説明した地下水浄
化用井戸及びこれを用いた地下水浄化装置における外筒
を、図１３に示すように変形してもよい。即ち、下端部
が開放された外筒を用い、外筒の下端部を井戸ケーシン
グの底部と接触させて配置してもよい。図１３に示す地
下水浄化装置において、二重管１５は、外筒１３及び内
筒に相当する揚水管１４から構成されている。外筒１３
は下端部が開放された構成を有するが、下端部が井戸ケ
ーシング１０の底部と接触され、外筒１３の内部空間と
井戸ケーシング１０の内部空間とが実質的に仕切られて
いる。かかる構成によれば、予め地下水で満たされた井
戸ケーシング１０内へ二重管１５を挿入する際に、二重
管１５に浮力が働かないため、挿入が容易となる。図１
３に示した地下水浄化装置も、実施の形態１で説明した
と同様に、地下水浄化方法に適用することができる。
尚、図１３に示した地下水浄化用井戸、地下水浄化装置
を、実施の形態２〜実施の形態６に説明した地下水浄化
用井戸、地下水浄化装置に適用することができる。

【００６２】また、各実施の形態における曝気管、第１
の曝気管、第２の曝気管あるいは第３の曝気管の外壁に
は、揚水時の地下水の上昇流を妨げる障害部材が備えら
れていてもよい。図１４に、例えば曝気管２０（長さ方
向の一部を図示）の外壁に備えられた障害部材を例示す
る。図１４の（Ａ）に示す障害部材２０Ａは、曝気管２
０の外壁に螺旋状に巻き付けるように設けられた帯状体
から成る。図１４の（Ｂ）に示す障害部材２０Ｂは、曝
気管２０の周囲を同心的に周回する円環体から成る。複
数の円環体は、曝気管２０の軸方向に沿って所定の間隔
で配列されている。図１４の（Ｃ）に示す障害部材２０
Ｃは、図１４の（Ｂ）に示した障害部材２０Ｂを４分割
した扇形の翼片から成る。曝気管２０の軸方向上の或る
地点においては２枚の翼片が例えばＸ方向に沿って対向
配置され、隣りの地点においては別の２枚の翼片がＸ方
向と直交するＹ方向に沿って対向配置されている。図１
４の（Ｄ）に示す障害部材２０Ｄは、曝気管２０を取り
囲むように配された棒状体から成る。曝気管２０の軸方
向の或る地点においては、４本の棒状体が或る直交方向
に沿って配置され、隣りの地点においては別の４本の棒
状体が上記の直交方向とは４５度ずれた直交方向に沿っ
て配置されている。更に、図１４の（Ｅ）に示す障害部
材２０Ｅは、曝気管２０の外周（円周）を４分割する位
置に各々配され、曝気管２０の軸方向に沿ってスクリュ
ー翼のように捻れながら延びる帯状体から成る。

【００６３】また、各実施の形態で説明した地下水浄化
装置において、場合によっては、第２のスクリーン１６
が第１のスクリーン１１よりも地中の深い位置にあって
もよい。一例として、実施の形態１における第１のスク
リーン１１と第２のスクリーン１６の位置関係を逆とし
た構成例を図１５に示す。かかる構成によれば、予め地
下水で満たされた井戸ケーシング１０内へ二重管１５を
挿入する際に、二重管１５に浮力が働く期間が短縮され
るため、挿入を容易に行うことが可能である。図１５に
示した地下水浄化装置も、実施の形態１で上述したと同
様に、地下水浄化方法に適用することができる。尚、第
２のスクリーン１６と第１のスクリーン１１との配置関
係を、実施の形態２〜実施の形態６に適用することがで
きる。更には、図１４の（Ａ）〜図１４の（Ｅ）に示し
たような障害部材２０Ａ〜２０Ｅのいずれかが曝気管の
外壁に備えられていてもよい。その他、地下水浄化用井
戸及び地下水浄化装置の構成の細部については、適宜選
択、変更、組合せが可能である。

【００６４】更には、各実施の形態で説明した地下水浄
化装置において、場合によっては、井戸ケーシングを多
重管構造とし、最も内側の管内に、外筒及び揚水管から
構成された二重管を配設してもよい。二重管を配設した
後の井戸ケーシング内部は、二重管構造、三重管構造・
・・となる。この場合、井戸ケーシングの最も内側の部
分（二重管の外側の空間）の地下水の流れが上向きとな
るように、井戸ケーシングの最外壁に第１のスクリーン
を設け、更には、井戸ケーシングを多重管構造を構成す
る各隔壁にも、地下水の流れが最適となるようにスクリ
ーンを設ければよい。

【００６５】

【発明の効果】本発明においては、曝気しながら揚水さ
れた地下水の一部を外筒内及び／又は井戸ケーシング内
へ戻し、あるいは又、井戸ケーシング内及び揚水管内で
の曝気を行うので、気液接触を十分に行うことが可能と
なる。その結果、気相中に移行する汚染物質の割合が増
し、汚染物質の除去率の向上を図ることができる。ま
た、地下水浄化用井戸に導入された地下水が井戸ケーシ
ング内から直接揚水管へと流れる従来の技術と異なり、
本発明の第２の態様においては、地下水浄化用井戸に導
入された地下水は井戸ケーシング内から外筒を経由して
揚水管へと流れるので、井戸ケーシング内において曝気
を確実に効率良く行うことが可能となる。しかも、地上
の曝気塔や水中型の揚水ポンプが不要なので、地上設備
の設置面積が少なくて済み、低騒音であり、メンテナン
ス性に優れる。かかる地下水浄化装置を用いた本発明の
地下水浄化方法によれば、低コストにて極めて効果的に
地下水浄化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る地下水浄化用井戸及び地下
水浄化装置の概念図である。

【図２】実施の形態２に係る地下水浄化用井戸及び地下
水浄化装置の概念図である。

【図３】実施の形態３に係る地下水浄化用井戸及び地下
水浄化装置の概念図である。

【図４】実施の形態４に係る地下水浄化用井戸及び地下
水浄化装置の概念図である。

【図５】実施の形態５に係る地下水浄化用井戸及び地下
水浄化装置の概念図である。

【図６】実施の形態５に係る地下水浄化用井戸及び地下
水浄化装置の変形例の概念図である。

【図７】実施の形態５に係る地下水浄化用井戸及び地下
水浄化装置の別の変形例の概念図である。

【図８】実施の形態５に係る地下水浄化用井戸及び地下
水浄化装置の更に別の変形例の概念図である。

【図９】実施の形態６に係る地下水浄化用井戸及び地下
水浄化装置の概念図である。

【図１０】実施の形態６に係る地下水浄化用井戸及び地
下水浄化装置の変形例の概念図である。

【図１１】実施の形態６に係る地下水浄化用井戸及び地
下水浄化装置の別の変形例の概念図である。

【図１２】実施の形態６に係る地下水浄化用井戸及び地
下水浄化装置の更に別の変形例の概念図である。

【図１３】実施の形態１に係る地下水浄化用井戸及び地
下水浄化装置の変形例の概念図である。

【図１４】曝気管の変形例を示す部分概略斜視図であ
る。

【図１５】実施の形態１に係る地下水浄化用井戸及び地
下水浄化装置の別の変形例の概念図である。

【図１６】従来の地下水浄化装置の概念図である。

【符号の説明】

１０・・・井戸ケーシング、１１・・・第１のスクリー
ン、１２・・・口元、１３・・・外筒、１４・・・揚水
管、１５・・・二重管、１６・・・第２のスクリーン、
１７，１８，２７，２８，２９・・・バルブ、１９・・
・分岐管、２０・・・曝気管又は第１の曝気管，３０，
４０・・・第２の曝気管、３１，４１・・・第３の曝気
管、２１，２１Ａ・・・通気管、２２・・・コンプレッ
サー、２３・・・気液分離装置、２４・・・配管、２５
・・・気体浄化装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 計 東京都中央区銀座４丁目９番13号 ドリコ 株式会社内 Ｆターム(参考） 4D037 AA01 AB14 AB16 BA23 BB05

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）地下水を取水するための第１のスク
   リーンを備えた井戸ケーシング、 （Ｂ）井戸ケーシング内に配設され、外筒及び揚水管か
   ら構成された二重管、 （Ｃ）二重管内の地下水を曝気するための曝気管、並び
   に、 （Ｄ）曝気しながら揚水された地下水の一部を外筒内及
   び／又は井戸ケーシング内へ戻すために、揚水管の上部
   に接続された分岐管、を有し、 外筒には、井戸ケーシング内の地下水を外筒に導入する
   ための第２のスクリーンが備えられており、 地下水を揚水するための揚水管の下端部は、外筒の底部
   よりも上方であって、第２のスクリーンよりも下方に位
   置し、揚水管の上部は外筒の上端部から突出しており、 曝気管の開放端部は揚水管の下部に位置することを特徴
   とする地下水浄化用井戸。
2. 【請求項２】外筒の上端部は閉鎖されており、 分岐管は、曝気しながら揚水された地下水の一部を外筒
   内へ戻すために、揚水管の上部に接続されていることを
   特徴とする請求項１に記載の地下水浄化用井戸。
3. 【請求項３】井戸ケーシングの口元は閉鎖されており、 井戸ケーシングと二重管との間の地下水を曝気するため
   の第２の曝気管を更に備えていることを特徴とする請求
   項２に記載の地下水浄化用井戸。
4. 【請求項４】外筒の上端部は井戸ケーシングの口元より
   も下方に位置し、 井戸ケーシングの口元は閉鎖されており、外筒の上端部
   は開放されており、 分岐管は、曝気しながら揚水された地下水の一部を外筒
   内及び／又は井戸ケーシング内へ戻すために、揚水管の
   上部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載
   の地下水浄化用井戸。
5. 【請求項５】井戸ケーシングと二重管との間の地下水を
   曝気するための第２の曝気管を更に備えていることを特
   徴とする請求項４に記載の地下水浄化用井戸。
6. 【請求項６】開放端部が外筒の下部に位置する第３の曝
   気管を更に備えていることを特徴とする請求項２乃至請
   求項５のいずれか１項に記載の地下水浄化用井戸。
7. 【請求項７】曝気管の外壁には、揚水時の地下水の上昇
   流を妨げる障害部材が備えられていることを特徴とする
   請求項１に記載の地下水浄化用井戸。
8. 【請求項８】（イ）地下水を曝気しながら揚水するため
   の地下水浄化用井戸、並びに、 （ロ）地下水中の汚染物質を除去するために、揚水管の
   上端部に接続された気液分離装置と、気液分離装置に接
   続され、気液分離装置によって分離された気体から汚染
   物質を除去するための気体浄化装置とから構成された浄
   化処理部、を有する地下水浄化装置であって、 地下水浄化用井戸は、 （Ａ）地下水を取水するための第１のスクリーンを備え
   た井戸ケーシング、 （Ｂ）井戸ケーシング内に配設され、外筒及び揚水管か
   ら構成された二重管、 （Ｃ）二重管内の地下水を曝気するための曝気管、並び
   に、 （Ｄ）曝気しながら揚水された地下水の一部を外筒内及
   び／又は井戸ケーシング内へ戻すために、揚水管の上部
   に接続された分岐管、を有し、 外筒には、井戸ケーシング内の地下水を外筒に導入する
   ための第２のスクリーンが備えられており、 地下水を揚水するための揚水管の下端部は、外筒の底部
   よりも上方であって、第２のスクリーンよりも下方に位
   置し、揚水管の上部は外筒の上端部から突出しており、 曝気管の開放端部は揚水管の下部に位置することを特徴
   とする地下水浄化装置。
9. 【請求項９】外筒の上端部は閉鎖されており、 分岐管は、曝気しながら揚水された地下水の一部を外筒
   内へ戻すために、揚水管の上部に接続されており、 外筒の上部には、気体浄化装置へ接続された通気管が配
   設されていることを特徴とする請求項８に記載の地下水
   浄化装置。
10. 【請求項１０】井戸ケーシングの口元は閉鎖されてお
    り、 井戸ケーシングと二重管との間の地下水を曝気するため
    の第２の曝気管を更に備えていることを特徴とする請求
    項９に記載の地下水浄化装置。
11. 【請求項１１】外筒の上端部は井戸ケーシングの口元よ
    りも下方に位置し、 井戸ケーシングの口元は閉鎖されており、外筒の上端部
    は開放されており、 分岐管は、曝気しながら揚水された地下水の一部を外筒
    内及び／又は井戸ケーシング内へ戻すために、揚水管の
    上部に接続されており、 井戸ケーシングの口元には、気体浄化装置へ接続された
    通気管が配設されていることを特徴とする請求項８に記
    載の地下水浄化装置。
12. 【請求項１２】井戸ケーシングと二重管との間の地下水
    を曝気するための第２の曝気管を更に備えていることを
    特徴とする請求項１１に記載の地下水浄化装置。
13. 【請求項１３】地下水浄化用井戸には、開放端部が外筒
    の下部に位置する第３の曝気管が更に備えられているこ
    とを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれか１項
    に記載の地下水浄化装置。
14. 【請求項１４】曝気管の外壁には、揚水時の地下水の上
    昇流を妨げる障害部材が備えられていることを特徴とす
    る請求項８に記載の地下水浄化装置。
15. 【請求項１５】（イ）地下水を曝気しながら揚水するた
    めの地下水浄化用井戸、並びに、 （ロ）地下水中の汚染物質を除去するために、揚水管の
    上端部に接続された気液分離装置と、気液分離装置に接
    続され、気液分離装置によって分離された気体から汚染
    物質を除去するための気体浄化装置とから構成された浄
    化処理部、を有し、 地下水浄化用井戸は、 （Ａ）地下水を取水するための第１のスクリーンを備え
    た井戸ケーシング、 （Ｂ）井戸ケーシング内に配設され、外筒及び揚水管か
    ら構成された二重管、 （Ｃ）二重管内の地下水を曝気するための曝気管、並び
    に、 （Ｄ）曝気しながら揚水された地下水の一部を外筒内及
    び／又は井戸ケーシング内へ戻すために、揚水管の上部
    に接続された分岐管、を有し、 外筒には、井戸ケーシング内の地下水を外筒に導入する
    ための第２のスクリーンが備えられており、 地下水を揚水するための揚水管の下端部は、外筒の底部
    よりも上方であって、第２のスクリーンよりも下方に位
    置し、揚水管の上部は外筒の上端部から突出しており、 曝気管の開放端部は揚水管の下部に位置する地下水浄化
    装置を用いた地下水浄化方法であって、 地下水を、第１のスクリーンを介して井戸ケーシング内
    へと導入し、更に、第２のスクリーンを介して外筒から
    揚水管内へと導入し、曝気管によって二重管内の地下水
    を曝気して揚水管を介して揚水し、揚水された地下水の
    一部を分岐管を介して外筒内及び／又は井戸ケーシング
    内へと戻し、残りの地下水を気液分離装置に導入して気
    体と液体に分離し、気液分離装置にて分離された気体か
    ら汚染物質を気体浄化装置によって除去して系外に排気
    し、気液分離装置にて分離された液体を系外に排水する
    ことを特徴とする地下水浄化方法。
16. 【請求項１６】除去される汚染物質は揮発性有機化合物
    であることを特徴とする請求項１５に記載の地下水浄化
    方法。
17. 【請求項１７】外筒の上端部は閉鎖されており、 揚水された地下水の一部を分岐管を介して外筒内へと戻
    し、 外筒内へ戻す地下水と気液分離装置へ送る地下水との流
    量比を調節することにより、汚染物質の除去効率を最適
    化することを特徴とする請求項１５に記載の地下水浄化
    方法。
18. 【請求項１８】外筒の上端部は井戸ケーシングの口元よ
    りも下方に位置し、 井戸ケーシングの口元は閉鎖されており、外筒の上端部
    は開放されており、 揚水された地下水の一部を分岐管を介して外筒内及び／
    又は井戸ケーシング内へと戻し、 外筒内及び／又は井戸ケーシング内へ戻す地下水と気液
    分離装置へ送る地下水との流量比を調節することによ
    り、汚染物質の除去効率を最適化することを特徴とする
    請求項１５に記載の地下水浄化方法。
19. 【請求項１９】（Ａ）地下水を取水するための第１のス
    クリーンを備えた井戸ケーシング、 （Ｂ）井戸ケーシング内に配設され、外筒及び揚水管か
    ら構成された二重管、 （Ｃ）二重管内の地下水を曝気するための第１の曝気
    管、並びに、 （Ｄ）井戸ケーシングと二重管との間の地下水を曝気す
    るための第２の曝気管、を有し、 外筒には、井戸ケーシング内の地下水を外筒に導入する
    ための第２のスクリーンが備えられており、 地下水を揚水するための揚水管の下端部は、外筒の底部
    よりも上方であって、第２のスクリーンよりも下方に位
    置し、揚水管の上部は外筒の上端部から突出しており、 第１の曝気管の開放端部は揚水管の下部に位置すること
    を特徴とする地下水浄化用井戸。
20. 【請求項２０】井戸ケーシングの口元及び外筒の上端部
    は閉鎖されていることを特徴とする請求項１９に記載の
    地下水浄化用井戸。
21. 【請求項２１】外筒の上端部は井戸ケーシングの口元よ
    りも下方に位置し、 井戸ケーシングの口元は閉鎖されており、外筒の上端部
    は開放されていることを特徴とする請求項１９に記載の
    地下水浄化用井戸。
22. 【請求項２２】開放端部が外筒の下部に位置する第３の
    曝気管を更に備えていることを特徴とする請求項２０又
    は請求項２１に記載の地下水浄化用井戸。
23. 【請求項２３】第１の曝気管の外壁には、揚水時の地下
    水の上昇流を妨げる障害部材が備えられていることを特
    徴とする請求項１９に記載の地下水浄化用井戸。
24. 【請求項２４】（イ）地下水を曝気しながら揚水するた
    めの地下水浄化用井戸、並びに、 （ロ）地下水中の汚染物質を除去するために、揚水管の
    上端部に接続された気液分離装置と、気液分離装置に接
    続され、気液分離装置によって分離された気体から汚染
    物質を除去するための気体浄化装置とから構成された浄
    化処理部、を有する地下水浄化装置であって、 地下水浄化用井戸は、 （Ａ）地下水を取水するための第１のスクリーンを備え
    た井戸ケーシング、 （Ｂ）井戸ケーシング内に配設され、外筒及び揚水管か
    ら構成された二重管、 （Ｃ）二重管内の地下水を曝気するための第１の曝気
    管、並びに、 （Ｄ）井戸ケーシングと二重管との間の地下水を曝気す
    るための第２の曝気管、を有し、 外筒には、井戸ケーシング内の地下水を外筒に導入する
    ための第２のスクリーンが備えられており、 地下水を揚水するための揚水管の下端部は、外筒の底部
    よりも上方であって、第２のスクリーンよりも下方に位
    置し、揚水管の上部は外筒の上端部から突出しており、 第１の曝気管の開放端部は揚水管の下部に位置すること
    を特徴とする地下水浄化装置。
25. 【請求項２５】井戸ケーシングの口元及び外筒の上端部
    は閉鎖されており、 井戸ケーシング及び外筒の上部には、気体浄化装置へ接
    続された通気管が配設されていることを特徴とする請求
    項２４に記載の地下水浄化装置。
26. 【請求項２６】外筒の上端部は井戸ケーシングの口元よ
    りも下方に位置し、 井戸ケーシングの口元は閉鎖されており、外筒の上端部
    は開放されており、 井戸ケーシングの上部には、気体浄化装置へ接続された
    通気管が配設されていることを特徴とする請求項２４に
    記載の地下水浄化装置。
27. 【請求項２７】地下水浄化用井戸には、開放端部が外筒
    の下部に位置する第３の曝気管が更に備えられているこ
    とを特徴とする請求項２５又は請求項２６に記載の地下
    水浄化装置。
28. 【請求項２８】第１の曝気管の外壁には、揚水時の地下
    水の上昇流を妨げる障害部材が備えられていることを特
    徴とする請求項２４に記載の地下水浄化装置。
29. 【請求項２９】（イ）地下水を曝気しながら揚水するた
    めの地下水浄化用井戸、並びに、 （ロ）地下水中の汚染物質を除去するために、揚水管の
    上端部に接続された気液分離装置と、気液分離装置に接
    続され、気液分離装置によって分離された気体から汚染
    物質を除去するための気体浄化装置とから構成された浄
    化処理部、を有し、 地下水浄化用井戸は、 （Ａ）地下水を取水するための第１のスクリーンを備え
    た井戸ケーシング、 （Ｂ）井戸ケーシング内に配設され、外筒及び揚水管か
    ら構成された二重管、 （Ｃ）二重管内の地下水を曝気するための第１の曝気
    管、並びに、 （Ｄ）井戸ケーシングと二重管との間の地下水を曝気す
    るための第２の曝気管、を有し、 外筒には、井戸ケーシング内の地下水を外筒に導入する
    ための第２のスクリーンが備えられており、 地下水を揚水するための揚水管の下端部は、外筒の底部
    よりも上方であって、第２のスクリーンよりも下方に位
    置し、揚水管の上部は外筒の上端部から突出しており、 第１の曝気管の開放端部は揚水管の下部に位置する地下
    水浄化装置を用いた地下水浄化方法であって、 地下水を、第１のスクリーンを介して井戸ケーシング内
    へと導入し、第２の曝気管によって井戸ケーシングと二
    重管との間の地下水を曝気し、更に、第２のスクリーン
    を介して外筒から揚水管内へと導入し、第１の曝気管に
    よって二重管内の地下水を曝気して揚水管を介して揚水
    し、揚水された地下水を気液分離装置に導入して気体と
    液体に分離し、気液分離装置にて分離された気体から汚
    染物質を気体浄化装置によって除去して系外に排気し、
    気液分離装置にて分離された液体を系外に排水すること
    を特徴とする地下水浄化方法。
30. 【請求項３０】除去される汚染物質は揮発性有機化合物
    であることを特徴とする請求項２９に記載の地下水浄化
    方法。