JP2004181453A - 汚染地盤の浄化方法および設備 - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な処理効率やコスト低減を実現する汚染地盤の浄化方法および設備を提供する。
【解決手段】 汚染地盤１０に液体を供給して汚染物質１２を溶解させ、汚染物質１２を含む液体を回収することで汚染地盤１０の浄化を行う方法であって、液体の供給と供給を停止して所定時間後の回収とを行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は、汚染地盤を原位置で浄化する方法に関する。

揮発性有機化合物（ＶＯＣ）や重金属などの有害物質で汚染された地盤の浄化方法が存在する。例えば、地盤を掘削して汚染物質を地上で処理する方法や、原位置で汚染物質を除去・分解する方法が提案されてきた。このうち、原位置で汚染物質を除去する方法として、空気の流れで汚染物質を気化させて除去する土壌ガス吸引法（揮発性物質を対象）や、地下水の流れで汚染物質を溶解させたり運搬する揚水法などが一般に広く用いられている。

前記原位置揚水法は、汚染地盤に揚水井戸および注水井戸を設ける。そしてこの注水井戸から汚染地盤に注入した水を前記揚水井戸から汲み上げる。これにより、各井戸の間で汚染地盤中に水流を発生させる。当該水流に含まれて回収された汚染物質は、地上の処理施設により浄化する（特許文献１参照）。
特願２００１−３６５１１８

しかしながら従来の原位置揚水法には改善すべき点が残されていた。すなわち、汚染物質が前記水流に溶け込む時間を考慮しない点に由来する問題点である。例えば汚染物質が水に溶解しにくい場合、連続通水下では汚染物質の溶解が十分に行われないまま水流が通過してしまう。そのため、汚染物質が少ししか溶解していない水を連続的に回収し続けることで、所定レベルまでの浄化を達成させる必要が生じる。

図１に連続通水した場合の、排水中汚染物質の濃度と積算水量との関係を示す。図に示すように、単位水量あたりの汚染物質除去量は、積算水量の増加とともに減少する。通常、浄化期間は限定されているため、時間当たりの通水量を増やせば浄化が可能となる（図中例：2mL→80mL）。だがこの場合、水処理設備を大規模化するか、水処理設備に大きな負担をかける結果となる。つまり設備導入や運営のコストが増加する問題が生じるのである。また、処理後の大量の水を下水道に放流する際にも、コストの増加につながっていた。

そこで本発明はこのような課題に着目してなされたもので、良好な処理効率やコスト低減を実現する汚染地盤の浄化方法および設備を提供することを目的とする。

前記目的を達成する本発明の汚染地盤の浄化方法は、汚染地盤に液体を供給して汚染物質を溶解させ、当該汚染物質を含む前記液体を回収することで汚染地盤の浄化を行う方法であって、前記液体の供給と当該供給を停止して所定時間後の前記回収とを行うことを特徴とする。これにより、汚染地盤中の汚染物質と液体との接触時間が長くなる。従って、汚染物質が高濃度に溶解した液体を回収可能となる。

第２の発明は、第１の発明において、前記液体の供給と当該供給を停止して所定時間後の前記回収とを繰り返し行うことを特徴とする。これにより、汚染物質が高濃度に溶解した液体を所定間隔で繰り返し汲み上げることになる。従って、積算水量に対する汚染物質の除去量が、連続通水した場合よりも改善される。つまり、単位水量当たりの除去効率が高まる。また、汚染地盤を目標浄化レベルにするための液体量を低減可能となる。

第３の発明は、汚染地盤に液体を供給して汚染物質を溶解させ、当該汚染物質を含む前記液体を回収することで汚染地盤の浄化を行う設備であって、前記液体の供給を行う液体供給装置と、当該供給を停止して所定時間後の前記回収を行う液体回収装置とを備えることを特徴とする汚染地盤の浄化設備にかかる。これにより、汚染地盤を目標浄化レベルにするための液体量を低減可能とする。よって、液体の処理設備の規模を縮小でき、コスト低減効果も奏する。また、下水道の利用コスト低下も可能となる。

第４の発明は、第３の発明において、前記液体供給装置が備える地盤への液体供給機能と、前記液体回収装置が備える液体回収機能とを一体に備える装置を有することを特徴とする。これによれば、浄化設備のコンパクト化とコスト低減とを更に促進する。

以上詳細に説明したように、本発明の汚染地盤の浄化方法および装置によれば、汚染地盤中の汚染物質と供給された液体との接触時間が長くなる。従って、汚染物質が高濃度に溶解した液体が地盤中で生成される。高濃度の液体を断続的に回収することで、例えば積算水量に対する除去量を、連続通水した場合よりも大きくできる。このため単位水量当たりの除去効率が改善される。従って、目標浄化レベルを達成するのに必要な液体量（水量）が減少し、当該液体の処理設備の規模が縮小される。これにより、設備導入や運営のコストが低減する効果も奏する。また、下水道に処理済みの液体等を放流する際のコスト低減も可能となる。
しかして、良好な処理効率やコスト低減を実現する汚染地盤の浄化方法および設備を提供可能となる。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図２は原位置揚水法の概要を示す模式図であり、図３は汚染地盤の浄化方法の実施形態１を示す図である。本実施形態では、汚染地盤１０における汚染領域１１中の汚染物質１２を拡散させないように、予め汚染領域１１の周囲を地中連続壁などの止水壁１８で囲んでいる。図３は、相対向する止水壁１８と直交する鉛直面で地盤を切断した状態を示しており、同図では三方のみが止水壁１８で囲われているように見えるが、実際には、地盤を切断する鉛直面の手前側にも止水壁１８が存在している（後述する図４も同様である）。

止水壁１８の内側で、汚染領域１１の周囲に液体供給装置としての注水井戸１３を設ける。また汚染領域１１を挟んで反対側に液体回収装置としての揚水井戸１４を設ける。より好ましくは、汚染領域１１の周囲に複数の注入井戸１３を設け、汚染領域１１を挟んでそれら注入井戸１３とは反対側に揚水井戸１４を設ける。これにより、汚染領域全体に対して、より広範囲の浄化を実行することができる。なお、本実施形態において用いる液体としては水を想定するが、原位置揚水法に採用可能な液体であればいずれのものでもよい。

地上では、注水井戸１３には供給系配管３１が、揚水井戸１４には回収系配管３２がそれぞれ接続される。これら配管３１、３２は、例えば活性炭などを備えた液体浄化装置３０に接続される。また、前記配管３１、３２および液体浄化装置３０から構成される配管系統にはポンプ（図示せず）が備わり、汚染地盤１０の汚染領域１１中への液体供給や回収を担っている。このような構成の下、汚染地盤１０へ供給される液体が、液体浄化装置３０−供給系配管３１−注水井戸１３−汚染領域１１という注入液体流２０を形成する。

また、注入液体流２０が停止し所定時間経過の間に汚染物質１２を適宜溶解した液体は、揚水井戸１４の稼動に伴って、揚水井戸１４−回収系配管３２−液体浄化装置３０という汚染液体流２１を形成する。このように液体供給を停止して所定時間が経過後に液体の回収を行うとすれば、汚染物質１２と液体との接触時間が長くなり、液体中への汚染物質１２の溶解もより進むこととなる。つまり、汚染物質１２を高濃度で含む液体を回収することで効率の良い浄化を可能とする。

また、図４に示すように、注水井戸１３及び揚水井戸１４の機能を一体化し（以下、これを共用井戸１５と称する）、またその配管３１、３２も一体化した（以下、これを共用配管３３と称する）実施形態も想定できる。この場合、前記注入液体流２０が停止して所定時間経過後に、共用井戸１５ならびに共用配管３３を回収位置４０に移動させる。回収位置４０は、例えば注入液体流２０の流れ方向に応じて設定する。回収位置４０に移動した共用井戸１５は汚染地盤１０中において稼動し、前記汚染液体流２１を形成する。これにより、汚染物質１２の回収が行われる。

なお、前記汚染地盤１０への液体の注入（供給）と、当該液体供給を停止して所定時間経過後の液体の回収とは、一度だけ行うとしてもよいし、汚染地盤１０が所定の浄化レベルに達するまで繰り返し行うとしてもよい。

図５は断続通水した場合の、排水中汚染物質の濃度と積算水量との関係を示す図である。ここでは比較のため従来通りに連続通水（注入液体流２０と汚染液体流２１とが連続し循環している）を行った場合の処理結果も併せて図示している。また、液体供給停止後、所定時間をおいて液体の回収を行う本発明の形態を“断続通水”と称している。

図に示すように、断続通水した場合の排水（汚染液体流２１）中の汚染物質濃度は、通水を停止した後に上昇する傾向が見られるが、最終的には連続通水時より低い濃度となる。これは、通水停止時に汚染地盤１０中の汚染物質１２が溶解・拡散したためである。従って、同積算水量で比較すると、断続通水を行った方が汚染物質１２の除去量が多く、汚染地盤１０の浄化が進行している。通水時間としては例えば４時間、通水停止後から回収処理までの所定時間としては２０時間、また通水の見かけ流速を0.1cm/minとすることが出来る。勿論、これら条件は汚染地盤１０の汚染程度や所望する浄化レベル、ならびに浄化期間等に応じて適宜設定出来る。

なお、汚染地盤１０において止水壁１８を設けた例を説明したが、例えば汚染地盤周囲が難透水性の性状を有する場合など、地質状況に応じて止水壁１８を省略することも出来る。

また、汚染地盤１０あるいは汚染領域１１を、上記の如き液体流の形成有無に関わらず液体で充たし、所定時間を経過させた後に、前記充満していた液体を回収するとしてもよい。

連続通水した場合の、排水中汚染物質の濃度と積算水量との関係を示す図である。 原位置揚水法の概要を示す模式図である。 汚染地盤の浄化方法の実施形態１を示す図である。 汚染地盤の浄化方法の実施形態２を示す図である。 断続通水した場合の、排水中汚染物質の濃度と積算水量との関係を示す図である。

符号の説明

１０ 汚染地盤
１１ 汚染領域
１２ 汚染物質
１３ 注入井戸、液体供給装置
１４ 揚水井戸、液体回収装置
１８ 止水壁
２０ 注入液体流
２１ 汚染液体流
３０ 液体浄化装置
３１ 供給系配管
３２ 回収系配管
４０ 回収位置

Claims (4)

1. 汚染地盤に液体を供給して汚染物質を溶解させ、当該汚染物質を含む前記液体を回収することで汚染地盤の浄化を行う方法であって、前記液体の供給と当該供給を停止して所定時間後の前記回収とを行うことを特徴とする汚染地盤の浄化方法。
2. 前記液体の供給と当該供給を停止して所定時間後の前記回収とを繰り返し行うことを特徴とする請求項１に記載の汚染地盤の浄化方法。
3. 汚染地盤に液体を供給して汚染物質を溶解させ、当該汚染物質を含む前記液体を回収することで汚染地盤の浄化を行う設備であって、前記液体の供給を行う液体供給装置と、当該供給を停止して所定時間後の前記回収を行う液体回収装置とを備えることを特徴とする汚染地盤の浄化設備。
4. 前記液体供給装置が備える地盤への液体供給機能と、前記液体回収装置が備える液体回収機能とを一体に備える装置を有することを特徴とする請求項４に記載の汚染地盤の浄化設備。
   

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