JP2005131533A - 汚染地下水の原位置浄化システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 土壌に空気Aと液体Wとを圧入するためのスパージング井戸10と、汚染地下水を揚水するための揚水井戸40と、を備える汚染地下水の原位置浄化システム1であって、前記スパージング井戸10から前記土壌に前記空気Aを圧入すると同時に前記液体Wを圧入し、かつ前記揚水井戸から汚染地下水を揚水する。
【選択図】 図1
Description
(1)透水性の低い地盤では適用することが難しい。
(2)揚水量に対して注入可能な水量は1/3〜1/4であり、土壌に地下水を返送するための井戸を多く設置する必要がある。
(1)土壌構造は不均一なため、空隙が大きいところを中心に空気が通過するため、空気が通りにくい部分では汚染物質の気化・拡散がおこりにくい。
(2)微生物による汚染物質の分解に必要な栄養源を効率的に供給する方法が確立されておらず、また、汚染物質の濃度が高い場合には微生物の分解活性が低下して、汚染物質が残存する。
(3)初期における汚染物質の浄化効果が大きいが、時間の経過とともに浄化効果が小さくなる。
また、空気とともに栄養源を含有した液体を効率的に供給することにより、長期間に渡り微生物が活性化して分解能力の促進が図られるため、高濃度の汚染についても浄化が可能となるとともに、微生物が増殖することで空気及び液体の流路は塞がれて、その後注入された空気及び液体の流れは土壌内において他の空隙へ移動することを繰り返すため、空気及び液体を地盤内へ均一に供給することが可能となる。
また、液体を所定の圧力で注入することにより、揚水循環量が増加し、透水性の低い地盤に対して適用可能となり、かつ、空気の圧入にも影響を与えない。
また、従来の揚水循環法と比較して、スパージング法と揚水循環法とを併用して汚染地下水の浄化を行うことにより、従来の揚水循環法において必要な揚水地下水量は地盤内に存在する地下水の10倍程度であったのに対し、本手法によれば0.5〜1倍程度で浄化が可能となるなど、揚水量・返送量の大幅な低減が可能となり、施設のコンパクト化及び低コスト化が可能となる。
本実施の形態では、汚染地下水の存在する流域の地盤(以下「対象領域」という)に、所定間隔で3箇所のスパージング井戸10が配設されており、汚染された地下水の浄化に必要な空気Aと液体Wの供給が可能な、所定の内径を有する井戸である。その下端は、汚染地下水の水深より深い位置に配置されるように、不透水層上面RLまで達している。なお、スパージング井戸10の深度は、確実に汚染地下水への空気Aと液体Wの供給ができる位置であれば限定されるものではない。
本実施の形態に係るスパージング井戸10にはその下端付近に開口部を有した鋼管が使用されており、当該開口部には土砂により塞がれることがないように、通気・通水が可能なスクリーン11が配設されている。
また、スパージング井戸10の上端部には、空気供給手段20の送気管21と液体供給手段30の送水管31が接続されている。
以下、本発明の原位置浄化システムの作用について説明する。
まず、コンプレッサ22と送水ポンプ32と真空装置62を作動させて、スパージング井戸10から遮水壁50により取り囲まれた浄化領域内の汚染地下水に空気Aと栄養塩水Wを圧入する。
また、地下水位より上方に上昇した空気Aは排気管61により吸引される。ここで、排気管61の周囲は、通気性に優れた砕石63が敷設されているため、排気管61の周囲に存在する間隙を通して効率的に空気Aを吸引することができる。これにより、線的に配置された排気管により、面的な空気Aの抽出が可能となる。
例えば、本実施の形態では、土壌に圧入する液体として、揚水した汚染地下水を浄化してなる浄化水を使用するものとしたが、これに限定されるものではなく、水道水や河川の水等を使用してもよく、また、これら浄化水、水道水、河川の水等のうち、2種以上の液体を混合してなる混合水を使用してもよい。
また、本実施の形態では、スパージング井戸の他に揚水井戸を設け、汚染地下水の揚水を行うものとしたが、これに限定されるものではなく、1本の井戸を利用して交互に揚水と液体及び空気の圧入を行うことにより、スパージング井戸と揚水井戸とを兼用する構成としてもよい。
また、本実施の形態では飽和層における汚染地下水の汚染物質の浄化を行うものとしたが、当該原位置浄化システムを、汚染源を有する不飽和層にも採用することにより、積極的に不飽和層に水を循環させるとともに、空気を供給することにより、汚染源の分解を促進させることも可能である。
また、土壌へ圧入する空気及び液体の量は限定されず、土壌に応じて適宜変更可能であることはいうまでもない。
また、本実施の形態では、真空抽出ユニットとして地盤内に有孔管により配管を行うものとしたが、浄化領域の地表面上をシート等により覆い、気化したガスの流出を防止し、真空ポンプで吸気する構成としてもよい。
また、原位置浄化システムの各装置の配置、数量等は、適宜変更可能であることはいうまでもない。
まず、ベンゼンにより汚染された地下水について、従来のスパージング法による微生物分解と、本発明のスパージング法と揚水循環法とを併用した方法(以下「注水スパージング法」という)による微生物分解との比較を行った。
ベンゼンにより汚染された地下水に、50日間スパージング法により浄化を実施した後、注水スパージング法による浄化を50日間実施し、その結果を浄化期間をX軸、微生物分解されたベンゼン濃度をY軸にとり、図4に示す。実証実験の結果、スパージング法による微生物分解のベンゼン濃度の半減期は27日であり、その後実施した注水スパージングによるベンゼン濃度の半減期は12日であった。これにより、注水スパージングによる微生物分解の促進効果が飛躍的に向上したことが実証された。ここで、半減期とは、汚染物質の全質量の半分が他の物質に変化するまでの期間のことを示し、通常、半減期の1倍、2倍、3倍の時間が経過するとその質量は、それぞれ最初の量の1/2、1/4、1/8と変化する。つまり、ベンゼン濃度の半減期は27日であるのに対し、本発明による注水スパージング法によれば、12日に短縮することができ、その浄化能力が大幅に向上されたことが実証された。
次に、透水性の低い地盤に対して注水スパージング法を採用した場合の地盤への液体の圧入量(返送水量)について実証実験を行った結果を示す。
井戸1本あたりの自然返送水量が0.8L/minの透水性の低い地盤に対して、注水スパージング(空気圧入量を150L/minに設定)を行った結果を表1に示す。その結果、液体の圧入量は、10L/minまで増加させることが可能であることが実証され、さらに、液体の圧入量を増加したときの空気圧入量の減少や、地盤内部圧力の増加は小さく、スパージング法に液体の圧入を組み合わせることによる空気圧入量への影響や、井戸への負担が小さいことが実証された。
さらに、ベンゼンの溶出量が0.55mg/Lの汚染土壌に対して、注水スパージング法による浄化を実施したところ、従来の揚水循環法による浄化では、経験上、地盤内に存在する地下水量の10倍程度の揚水循環が必要となるところ、注水スパージング法では地下水量の0.5倍の量の揚水循環を実施することで、ベンゼンの溶出量が0.03mg/Lにまで低減された。これにより揚水循環に要する水量の大幅な低減が可能であり、施設のコンパクト化及び低コスト化が可能であることが実証された。
10 スパージング井戸
20 空気供給手段
21 送気管
22 コンプレッサ
30 液体供給手段
31 送水管
32 送水ポンプ
33 液体貯留槽
34 栄養源添加槽
40 揚水井戸
41 送水管
42 水処理装置
A 空気
W 液体(栄養塩水)
Claims (4)
- 土壌に空気と液体とを圧入するために地盤内に設置された単数又は複数のスパージング井戸と、
汚染地下水を揚水するために地盤内に設置された単数又は複数の揚水井戸と、
前記揚水井戸から揚水された前記汚染地下水を浄化するための水処理装置と、
を備える汚染地下水の原位置浄化システムであって、
前記スパージング井戸には前記空気を供給する空気供給手段と、前記液体を供給する液体供給手段とが接続されており、
前記スパージング井戸から前記土壌に前記空気を圧入すると同時に前記液体を圧入し、かつ前記揚水井戸から前記汚染地下水を揚水することを特徴とする汚染地下水の原位置浄化システム。 - 土壌に空気と液体とを圧入、かつ汚染地下水を揚水するために地盤内に設置された単数又は複数のスパージング井戸と、
前記スパージング井戸から揚水された前記汚染地下水を浄化するための水処理装置と、
を備える汚染地下水の原位置浄化システムであって、
前記スパージング井戸には前記空気を供給する空気供給手段と、前記液体を供給する液体供給手段とが接続されており、
前記スパージング井戸において、前記土壌に前記空気を圧入すると同時に前記液体を圧入することと、前記汚染地下水を揚水することとを、切り替えて行うことを特徴とする汚染地下水の原位置浄化システム。 - 前記液体供給手段は、前記水処理装置に接続されており、
前記スパージング井戸から圧入される前記液体が、揚水された前記汚染地下水が前記水処理装置により浄化された浄化水であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の汚染地下水の原位置浄化システム。 - 前記スパージング井戸から注入される前記液体に、前記土壌に生息する微生物の栄養源が含まれていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の汚染地下水の原位置浄化システム。
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