JP2005279423A - Method for in situ purification of contaminated soil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機汚染物質、特に油類による地層内汚染を原位置で浄化する方法に関するものである。更に詳しく述べると本発明は、界面活性剤と溶剤との混合液及び水を注入して地層中に存在する有機汚染物質と接触させると共に、発泡剤を注入し地層内での微発泡作用により混合・乳化を促進し、生成する乳化液を低粘性化し流動性を高めて吸引回収する汚染土壌の原位置浄化方法に関するものである。 The present invention relates to a method for in situ purification of in-situ contamination with organic pollutants, particularly oils. More specifically, the present invention injects a mixture of a surfactant and a solvent and water to bring it into contact with organic pollutants present in the formation, and injects a foaming agent to mix by microfoaming in the formation. The present invention relates to an in-situ purification method for contaminated soil that promotes emulsification and lowers the viscosity of the resulting emulsified liquid to increase fluidity and suck and collect it.
近年、全国各地の工場やガソリンスタンド跡地などにおいて、油類の漏洩による土壌・地下水汚染が深刻化している。漏洩した油類は、地下水にはある程度溶解するものの、大部分は原液の状態で地層内に滞留したままとなっている。土地の再利用や、地下水汚染の拡大防止などの観点から、汚染油の回収による地層の浄化が求められている。 In recent years, soil and groundwater contamination due to oil leaks has become serious in factories and gas station sites all over the country. Although the leaked oil is dissolved to some extent in the groundwater, most of the oil remains in the formation in the state of a stock solution. From the viewpoint of reuse of land and prevention of expansion of groundwater pollution, purification of the strata by collecting contaminated oil is required.
従来、油類に汚染された土壌や地下水を原位置にて清浄化する方法として、揚水処理工法がある。これは揚水井戸を設置して周辺の地下水位を低下させ、油類を井戸内へと導いて汚染油をオイルスキマーポンプなどの揚水機器にて回収する方法である。しかし、油類のもつ粘性や土粒子への吸着作用などのために、揚水に伴う地下水位の低下では油類は井戸には集まらない。つまり、動水勾配の作用では油類は水の流れに乗らないために、井戸内に流れ込まない。そのため、このような従来方法では、殆ど水しか汲み上げられず、油類を回収できないのが実情である。 Conventionally, there is a pumping method as a method for cleaning soil and groundwater contaminated with oils in situ. This is a method of installing a pumping well to lower the surrounding groundwater level, guiding oil into the well, and collecting the contaminated oil with a pumping device such as an oil skimmer pump. However, due to the viscosity of oils and the action of adsorbing to soil particles, oils do not collect in wells when the groundwater level decreases due to pumping. In other words, the oil does not flow into the water under the action of the water gradient, and therefore does not flow into the well. Therefore, in such a conventional method, it is the actual situation that only water is pumped up and oils cannot be recovered.
そこで、油類の回収効率を向上させるために、油類の浸透範囲の外方の地下水中に油類を洗浄する薬剤(洗浄剤)を混入しながら井戸から揚水し回収する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、本発明者等が行った大型土槽実験において、中性洗剤水溶液を油汚染土に投与して汲み上げたところ、単に中性洗剤水溶液を加えただけでは、土粒子に付着している油はもとより、間隙に存在する油でさえ、殆ど動かすことができないことが判明した。つまり、井戸の極く近傍の油類は水と一緒に汲み上げることができるが、その後に汲み上げられるのは殆ど水だけであり、非常に回収効率が低い。油が汲み上げられなくなった時点で回収完了と判定し、その後、実際に地盤を掘り返して調査してみると、大部分の油類は地層内に残留したままとなっているのが認められる。
本発明が解決しようとする課題は、従来技術では地層内汚染区域中の有機汚染物質(特に油類)の回収効率が非常に悪い点である。 The problem to be solved by the present invention is that the conventional technology has very poor recovery efficiency of organic pollutants (especially oils) in the contaminated area in the formation.
本発明は、動水勾配の作用のみでは油類が流れない(水の流れに乗らない)原因が水と油が別々の相であることに着目し、乳化作用を利用して水と油を1つの相にすると共に、その際に得られる乳化液が低粘性化されるようにし、且つ地層内での微発泡作用を利用して微小間隙での混合・乳化を促進し、流動性を高めて地上に吸引・回収し易くする工夫を施したものである。 The present invention pays attention to the fact that oil and oil do not flow only by the action of the hydrodynamic gradient (does not ride on the flow of water) because water and oil are in separate phases. In addition to making it a single phase, the emulsion obtained at that time is made to have a low viscosity, and mixing and emulsification in micro gaps are promoted by utilizing the micro-foaming action in the formation to improve fluidity. It has been devised to make it easier to suck and collect on the ground.
即ち本発明は、有機汚染物質による地層内汚染区域に、界面活性剤と溶剤との混合液及び水を注入し地層中に存在する有機汚染物質と混合して、乳化・剥離作用により低粘性の乳化液を生成する工程と、発泡剤を注入して地層内での微発泡作用により混合・乳化を促進する工程を備え、低粘性化した乳化液を地上に吸引し回収することを特徴とする汚染土壌の原位置浄化方法である。本発明において浄化対象となる有機汚染物質は、主に原油、ガソリン、ケロシン、重油、機械油、切削油、クーラント油などの鉱物油であるが、その他、トリクロロエチレンやクレオソートなどの炭化水素化合物なども含まれる。 That is, the present invention injects a mixture of a surfactant and a solvent and water into an area contaminated with organic pollutants and mixes it with organic pollutants present in the formation, and has low viscosity due to emulsification and peeling action. It comprises a step of generating an emulsion and a step of injecting a foaming agent to promote mixing and emulsification by a fine foaming action in the formation, and the emulsion that has been reduced in viscosity is sucked to the ground and recovered. In-situ purification method for contaminated soil. Organic pollutants to be purified in the present invention are mainly mineral oils such as crude oil, gasoline, kerosene, heavy oil, machine oil, cutting oil, coolant oil, and other hydrocarbon compounds such as trichlorethylene and creosote Is also included.
ここで、界面活性剤と溶剤との混合液及び水の注入を、始めは混合液の割合が高く、後になると水の割合が高くなるように段階的に変化させて行うのがのが効果的である。また発泡剤を注入する工程を組み合わせて、複数サイクル行うのが有効である。溶剤は界面活性剤を希釈する機能を果たすものであり、例えばエタノールなどを用いる。また、地層内で発泡するように、地上から発泡剤と発泡助剤を別々に注入し、地中で混合した時点で発泡を開始させるのが好ましい。例えば、発泡剤として重曹水を、発泡助剤として酢酸を用いる組み合わせとする。重曹水を注入し、地層内に行き渡ったところで酢酸(本明細書において「酢酸」とは酢酸の水溶液のことである)を注入すると、地層全体で反応が進み微発泡現象が生じる。また連続通水により乳化液を希釈して地上に吸引し回収する工程を適宜組み込む。活性炭含有水を(特に発泡継続中に)注入し、地層内に残存している乳化液を活性炭粒子に吸着させて地上に吸引し回収する工程を組み込むのも有効である。 Here, it is effective to inject the mixed liquid of the surfactant and the solvent and water in a stepwise manner so that the ratio of the mixed liquid is high at the beginning and the ratio of water is increased later. It is. It is effective to perform a plurality of cycles by combining the steps of injecting the foaming agent. The solvent serves to dilute the surfactant, and for example, ethanol is used. Moreover, it is preferable to start foaming when the foaming agent and the foaming aid are separately injected from the ground so as to foam in the formation and mixed in the ground. For example, sodium bicarbonate water is used as a foaming agent, and acetic acid is used as a foaming aid. When sodium bicarbonate water is injected and acetic acid (in this specification, “acetic acid” is an aqueous solution of acetic acid) is injected after reaching the formation, the reaction proceeds throughout the formation and a micro-foaming phenomenon occurs. Moreover, the process of diluting an emulsion liquid by continuous water flow and sucking it on the ground and collecting it is appropriately incorporated. It is also effective to incorporate a step of injecting activated carbon-containing water (particularly during foaming), adsorbing the emulsion remaining in the formation to the activated carbon particles, and sucking and collecting the emulsion.
本発明で用いる界面活性剤は、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤から選ばれた1種または2種以上を混合したものであり、有害汚染物質に適合したものを選択する。1種または2種以上を混合した界面活性剤のHLBが5〜12であるのがよい。溶剤は、20℃における水への溶解度が1重量%以上の溶剤から選ばれた1種または2種以上を混合したものを用いる。界面活性剤と溶剤の混合比は、5〜95重量%:95〜5重量%とする。 The surfactant used in the present invention is a mixture of one or more selected from nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants and amphoteric surfactants, and is suitable for harmful pollutants. Select what you did. It is preferable that the HLB of the surfactant in which one kind or two or more kinds are mixed is 5 to 12. The solvent used is a mixture of one or more selected from solvents having a solubility in water at 20 ° C. of 1% by weight or more. The mixing ratio of the surfactant and the solvent is 5 to 95% by weight: 95 to 5% by weight.
地層中への液体注入には、例えば水平方向にほぼ全周にわたって均等にミスト状液体を噴射する水平噴射ノズルと、斜め上向きにほぼ全周にわたって均等にミスト状液体を噴射する逆噴射ノズルを使用するのが好ましい。それらをスリットスクリーンで孔壁保護された注入井に挿入して、水平噴射ノズルで地層内汚染区域と同レベルから、逆噴射ノズル地層内汚染区域よりも下方レベルから、任意の複数の深度で地層内にミスト状液体を加圧注入する。浄化作業に際しては、調査対象地層中に複数の井戸を分散配置し、それらによって地層内汚染区域を特定し、汚染区域内の井戸の一部を液体注入用、他の少なくとも一部を乳化液回収用とし、汚染区域外の井戸を汚染拡散監視用として使用することになる。 For liquid injection into the formation, for example, a horizontal spray nozzle that sprays a mist-like liquid uniformly over the entire circumference in the horizontal direction and a reverse spray nozzle that sprays a mist-like liquid evenly over the entire circumference in an obliquely upward direction are used. It is preferable to do this. Insert them into the injection well protected by the hole wall with slit screen, horizontal injection nozzle from the same level as the contaminated area in the formation, and from the lower level than the contaminated area in the reverse injection nozzle formation at any multiple depths A mist-like liquid is injected under pressure. During the purification work, a number of wells are distributed in the target stratum, and the contaminated areas in the strata are identified, and a part of the wells in the contaminated area are used for liquid injection, and at least a part of the other is recovered in the emulsion. The well outside the contaminated area will be used for monitoring the pollution diffusion.
地上に回収した乳化液は、自然放置あるいは物理的または化学的処理によって油水分離を促進し、水層部分については生物処理、油層部分については焼却等によって処理する。未分離の油分を含む水層部分の生物処理に関しては、処理後の固液分離は沈澱法、浮上法または膜分離法とし、分離した汚泥を曝気槽へ返送する際に、生物処理されない油分を余剰汚泥と共に引き抜くことによって連続運転または回分式運転することができる。 The emulsion recovered on the ground promotes oil-water separation by natural standing or physical or chemical treatment, and the water layer portion is treated by biological treatment, and the oil layer portion is treated by incineration or the like. Regarding biological treatment of water layer parts containing unseparated oil, solid-liquid separation after treatment is carried out by precipitation, flotation or membrane separation, and when the separated sludge is returned to the aeration tank, oil that is not biologically treated is removed. Continuous operation or batch operation can be performed by drawing out with excess sludge.
本発明の汚染土壌の原位置浄化方法は、界面活性剤と溶剤との混合液及び水を注入し地層中に存在する有機汚染物質と混合して、乳化・剥離作用により低粘性の乳化液を生成する工程と、発泡剤を注入して地層内での微発泡作用により混合・乳化を促進する工程を備えているので、乳化液を低粘性化でき流動性が向上し、満遍なく混合でき乳化が促進されるため、乳化液を地上に吸引することで、地層内汚染区域中の有機汚染物質(特に油類)を効率よく回収することができる。 The in-situ purification method for contaminated soil of the present invention is a method of injecting a mixture of a surfactant and a solvent and water and mixing it with an organic contaminant present in the formation, Since it has a step of generating and a step of injecting a foaming agent and promoting mixing and emulsification by the fine foaming action in the formation, the emulsion can be made to have a low viscosity, improve fluidity, and can be mixed evenly. Therefore, by sucking the emulsified liquid on the ground, organic pollutants (especially oils) in the contaminated area in the formation can be efficiently recovered.
連続通水による乳化液の希釈、あるいは活性炭含有水の注入による乳化液の活性炭粒子への吸着を適宜組み合わせて実施することによって、地層内に残存している乳化液を、より一層効果的に回収することが可能となる。 The emulsion remaining in the formation can be recovered more effectively by appropriately combining the dilution of the emulsion by continuous water flow or the adsorption of the emulsion to the activated carbon particles by the injection of activated carbon-containing water. It becomes possible to do.
水平方向にほぼ全周にわたって均等にミスト状液体を噴射する水平噴射ノズルと、斜め上向きにほぼ全周にわたって均等にミスト状液体を噴射する逆噴射ノズルを使用すると、1つの注入井でも、任意の複数の深度で異なる向きに液体を加圧注入することが可能となる。特に、水平噴射ノズルを汚染領域に対して水平レベルで、逆噴射ノズルを汚染領域の下方レベルで使用することで、油類の離脱及び乳化が容易になる。 If a horizontal injection nozzle that injects a mist-like liquid uniformly over the entire circumference in the horizontal direction and a reverse injection nozzle that injects a mist-like liquid uniformly over the entire circumference in an obliquely upward direction, even with one injection well, any It becomes possible to inject liquid under different directions at a plurality of depths. In particular, the use of the horizontal injection nozzle at a level level with respect to the contaminated area and the reverse injection nozzle at a level below the contaminated area facilitates oil detachment and emulsification.
本発明に係る汚染土壌の原位置浄化方法の作業手順を図1に示す。油類による汚染が見つかって除去・回収の必要が生じたならば、まず汚染区域を特定するための調査を行う。図2で平面的に示すように、地下タンク10の周辺に井戸(○印で示す)を多数分散して(例えば3〜10mピッチで格子状に)掘削する。汚染が確認できない範囲まで井戸を掘削して観測し汚染区域12を特定する。汚染区域12の内側に設けた井戸の少なくとも一部は、対策用注入井戸とする。残りの井戸は揚水油(乳化液)回収井戸としてもよいし、別途、揚水油回収井戸(△印で示す)を掘削してもよい。汚染区域の外側の井戸は、対策中の汚染拡散を監視するのに利用する。図2におけるx−x断面の例を図3に模式的に示す。汚染区域が特定されたならば、地上には、浄化のための薬液や水の注入設備、及び揚水油の回収設備を設置する。そして、注入作業/回収作業を実施する。
The work procedure of the in-situ purification method for contaminated soil according to the present invention is shown in FIG. If contamination by oil is found and needs to be removed and collected, a survey is first conducted to identify the contaminated area. As shown in a plan view in FIG. 2, a number of wells (indicated by circles) are dispersed around the underground tank 10 (for example, in a grid pattern with a pitch of 3 to 10 m). The
図4は、本発明の浄化方法を模式的に表している。油類による地層内汚染区域に、地上の注入設備から界面活性剤と溶剤との混合液及び水を注入管20を通して注入し、地層中に存在する油類(汚染物質)と混合して、乳化・剥離作用により低粘性の乳化液を生成させる。また、地上の注入設備から注入井戸14内の注入管20を通して発泡剤を注入し、地層内での微発泡作用により混合・乳化を促進する。このようにして低粘性化した乳化液を、回収井戸16内の吸引管22を通して地上の回収設備で吸引し回収する。必要に応じて、連続通水により乳化液を希釈したり、発泡継続中に活性炭含有水を注入して地層内に残存している乳化液を活性炭粒子に吸着させて、地上に吸引し回収する。
FIG. 4 schematically shows the purification method of the present invention. A mixture of a surfactant and a solvent and water are injected from an injection facility on the ground through the
界面活性剤と溶剤との混合液及び水を注入して油類と混合し、乳化・剥離作用により低粘性の乳化液を生成する工程と、発泡剤を注入して地層内での微発泡作用により混合・乳化を促進する工程は、必要に応じて繰り返し行ってよい。連続通水により乳化液を希釈して地上に吸引し回収する工程、及び発泡継続中に活性炭含有水を注入して地層内に残存している乳化液を活性炭粒子に吸着させて地上に吸引し回収する工程は、任意の順序でそれらに組み込んでよい。 A process of injecting a mixture of surfactant and solvent and water and mixing with oils to produce a low-viscosity emulsion by emulsification / peeling action, and a foaming agent to inject fine foam in the formation The step of promoting mixing and emulsification may be repeated as necessary. The process of diluting the emulsion by continuous water flow and sucking it to the ground and collecting it, and injecting the activated carbon-containing water while foaming continues to adsorb the emulsion remaining in the formation to the activated carbon particles and sucking them to the ground The recovering steps may be incorporated into them in any order.
界面活性剤は、汚染物質である油の種類に応じて、予備実験などにより乳化現象と分離性能を発揮できる最適なものを選定し、溶剤との配合割合を調整する。溶剤としては、例えばエタノールを使用する。溶剤は、界面活性剤を希釈するものであり、それによって乳化液を低粘性化し流動性を高める機能を果たす。発泡剤及び発泡助剤としては、前述のように、例えば重曹水と酢酸の組み合わせとし、時間をおいて地層内に注入する。重曹は、界面活性剤と溶剤との混合液と水を注入する際に、その水に混入させる方法でもよい。吸引回収した乳化液は、自然放置あるいは物理的または化学的処理によって油水分離を促進し、水層部分については生物処理、油層部分については焼却等によって処理する。 As the surfactant, an optimum one that can exhibit an emulsification phenomenon and separation performance is selected by preliminary experiments according to the type of oil that is a contaminant, and the blending ratio with the solvent is adjusted. As the solvent, for example, ethanol is used. The solvent serves to dilute the surfactant, thereby fulfilling the function of reducing the viscosity of the emulsion and increasing the fluidity. As described above, the foaming agent and the foaming aid are, for example, a combination of sodium bicarbonate water and acetic acid, and are injected into the formation after a certain time. Baking soda may be mixed with water when a mixture of a surfactant and a solvent and water are injected. The emulsified liquid collected by suction promotes oil / water separation by natural standing or physical or chemical treatment, and the water layer portion is treated by biological treatment, and the oil layer portion is treated by incineration or the like.
図5は本発明に係る油汚染土壌の原位置浄化方法の一実施例を示す工程説明図である。Aに示すように、地上に液体の注入設備24と乳化液(油と水の混合液)の回収設備26を設置する。そして、汚染区域内もしくはその近傍に設けられている井戸へ注入管20を用いて各種液体を注入可能にすると共に、汚染区域内の別の井戸から吸引管22を通して乳化液等を吸引回収可能とする。
FIG. 5 is a process explanatory view showing an embodiment of the in-situ purification method for oil-contaminated soil according to the present invention. As shown in A, a
まずBに示すように、汚染油の乳化に適した界面活性剤と溶剤(エタノール)との混合液を、所望の配合比率で調製し、水と共に注入設備から注入管20を通して地層内に注入する。これらの液体は、汚染区域の汚染油原液と接触し、それらを乳化させる。この時、吸引回収設備によって吸引管22から吸引し乳化液を回収する。しかし、この工程だけでは十分な乳化は困難であり、Cに示すように、汚染区域は全体的に油が残った混合部分となり、また局所的に油原液がそのまま残存する。
First, as shown in B, a mixed liquid of a surfactant and a solvent (ethanol) suitable for emulsification of contaminated oil is prepared at a desired blending ratio, and is injected into the formation through the
そこでDに示すように、発泡剤を注入する。図示のように、吸引管を注入管に切り替えて、汚染区域のほぼ全体にわたって注入するのが好ましい。ここでは、まず重曹水を注入し、その後に時間をおいて酢酸を注入する。重曹水は汚染区域のほぼ全体に行き渡り、その後に酢酸と接触することにより、両者が反応する。この(重曹+酢酸)反応によって、汚染区域全体に微発泡が生じ、それによって注入されていた混合液(界面活性剤+溶剤)と油の混合・乳化が促進される。 Therefore, as shown in D, a foaming agent is injected. As shown, the suction tube is preferably switched to the injection tube and injected over substantially the entire contaminated area. Here, sodium bicarbonate water is injected first, and then acetic acid is injected after a period of time. Baking soda water reaches almost the entire contaminated area, and then reacts with acetic acid when it comes into contact. By this (sodium bicarbonate + acetic acid) reaction, fine foaming occurs in the entire contaminated area, thereby promoting the mixing / emulsification of the mixed liquid (surfactant + solvent) and oil injected.
汚染が甚だしく、あるいは地層や井戸の設置状況などによって、乳化が不十分と考えられる場合には、上記の工程を1回以上繰り返せばよい。つまり、混合液(界面活性剤+溶剤)と水の注入の工程、及び発泡剤の注入の工程を、必要回数繰り返すのである。この場合、当初は混合液の水に対する濃度を高めに設定し、後の工程ほど水を多くするように、濃度を段階的に変化させるのがよい。 If the emulsification is considered insufficient due to severe contamination or due to the formation conditions of the strata and wells, the above steps may be repeated one or more times. That is, the step of injecting the mixed liquid (surfactant + solvent) and water and the step of injecting the foaming agent are repeated as many times as necessary. In this case, it is preferable that the concentration of the mixed solution with respect to water is initially set to be high, and the concentration is changed step by step so that the amount of water is increased in later steps.
そして、Eに示すように、注入管20から連続的に通水し、吸引管22から液(乳化液+水)を吸引回収する。これは謂わば「濯ぎ」の工程である。これによって、乳化液は希釈されて殆どが回収される。
Then, as indicated by E, water is continuously passed through the
しかし、地層状態や井戸の配置などによっては、Fに示すように、乳化液が土粒子に付着し、除去され難いために残ることも予想される。そこで、更に除去効果を高めるためには、Gに示すように、注入管20から活性炭粉末を含有する水を注入する。これによって地層内に残存している乳化剤を活性炭粒子に吸着させ、水と一緒に吸引回収する。このようにすると、Hに示すように、油及び乳化剤をほぼ完全に除去した状態を実現できる。
However, depending on the state of the formation and the arrangement of the wells, as shown in F, it is expected that the emulsified liquid will remain on the soil particles because it is difficult to remove. Therefore, in order to further enhance the removal effect, as shown in G, water containing activated carbon powder is injected from the
地層内への液体の注入には、水平噴射ノズルや逆噴射ノズルを用いるのがよい。図6のAに示すように、水平噴射ノズル30は、水平方向の全周にわたって6〜10個程度の微小開口32が形成されている構造であって、水平方向のほぼ全周にわたって均等にミスト状に液体を噴射する。図6のBに示すように、逆噴射ノズル34は、斜め後方の全周にわたって6〜10個程度の微小開口36が形成されている構造であって、斜め後方(従って斜め上方)のほぼ全周にわたって均等にミスト状に液体を噴射する。
A horizontal spray nozzle or a reverse spray nozzle is preferably used for injecting the liquid into the formation. As shown in FIG. 6A, the
これらのノズルを使用し、図7に示すように、スリットスクリーン38で孔壁保護された同じ注入井に、深度を変えて挿入して液体を注入する。その場合、水平噴射ノズル30は汚染区域の横方向に位置させ、逆噴射ノズル34は汚染区域の下方に位置させて、液体注入を行う。このようにノズルを選定し、設置位置を変えて行うことにより、汚染区域に対して様々な向きと位置から満遍なく液体を注入することが可能となる。
Using these nozzles, as shown in FIG. 7, the liquid is injected by inserting into the same injection well where the hole wall is protected by the
回収した乳化液は、自然放置あるいは物理的または化学的処理によって油水分離を促進し、水層部分については生物処理、油層部分については焼却等によって処理する。未分離の油分を含む水層部分の生物処理に関しては、処理後の固液分離は沈澱法、浮上法または膜分離法とし、分離した汚泥を曝気槽へ返送する際に、生物処理されない油分を余剰汚泥と共に引き抜くことによって連続運転または回分式運転する。含油排水は、通常、加圧浮上法等によって油分を浮上分離するが、上記の実施例では重曹が含まれる水を吸引回収するため、酢酸等でpHを低下させることによって化学反応による炭酸ガスの気泡を発生させ、この気泡を油分に付着させることで浮上分離させることが可能となる。また、分離しきれずに生物処理にまわった油分は、活性汚泥に付着させることで、余剰汚泥と共に系外に取り出すことができる。 The recovered emulsified liquid promotes oil / water separation by natural standing or physical or chemical treatment, and the water layer portion is treated by biological treatment, and the oil layer portion is treated by incineration or the like. Regarding biological treatment of water layer parts containing unseparated oil, solid-liquid separation after treatment is carried out by precipitation, flotation or membrane separation, and when the separated sludge is returned to the aeration tank, oil that is not biologically treated is removed. Continuous operation or batch operation is performed by drawing out with excess sludge. Oil-containing wastewater usually floats and separates oil by a pressure flotation method, etc., but in the above examples, water containing sodium bicarbonate is sucked and collected. It is possible to float and separate by generating bubbles and attaching these bubbles to the oil. In addition, the oil component that has not been completely separated and has been used for biological treatment can be taken out of the system together with the excess sludge by adhering to the activated sludge.
本発明で用いる界面活性剤は、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤から選ばれた1種または2種以上を混合したものである。 The surfactant used in the present invention is a mixture of one or more selected from nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants.
ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシアルキレン系ノニオン界面活性剤、多価アルコール脂肪酸エステル系ノニオン界面活性剤、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシアルキレン脂肪酸アルカノールアミド、アルキルグルコシド等を使用することができる。ポリオキシアルキレン系ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテル、ポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)フェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エステル、ポリオキシアルキレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)アミン、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体(ブロック又はランダム共重合体)、ポリオキシアルキレンひまし油エーテル、ポリオキシアルキレン硬化ひまし油エーテル、ポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エステルアルコキシレート等が挙げられる。上記ポリオキシアルキレン系ノニオン系界面活性剤として例示した化合物におけるアルキル基、アルケニル基としては、炭素数8〜22のもの、特に炭素数12〜18のものが好ましい。また、ポリオキシアルキレン基としては、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン基(ブロック又はランダム共重合体)等が挙げられる。 As the nonionic surfactant, polyoxyalkylene nonionic surfactants, polyhydric alcohol fatty acid ester nonionic surfactants, fatty acid alkanolamides, polyoxyalkylene fatty acid alkanolamides, alkyl glucosides, and the like can be used. Examples of the polyoxyalkylene nonionic surfactant include polyoxyalkylene alkyl (or alkenyl) ether, polyoxyalkylene alkyl (or alkenyl) phenyl ether, polyoxyalkylene alkyl (or alkenyl) ester, polyoxyalkylene glycerin fatty acid ester, polyoxyalkylene alkyl (or alkenyl) ether Oxyalkylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyalkylene alkyl (or alkenyl) amine, polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer (block or random copolymer), polyoxyalkylene castor oil ether, polyoxyalkylene hardened castor oil ether, polyoxy Examples include alkylene alkyl (or alkenyl) ester alkoxylates. As the alkyl group and alkenyl group in the compounds exemplified as the polyoxyalkylene nonionic surfactant, those having 8 to 22 carbon atoms, particularly those having 12 to 18 carbon atoms are preferable. Examples of the polyoxyalkylene group include a polyoxyethylene group, a polyoxypropylene group, a polyoxyethylene-polyoxypropylene group (block or random copolymer), and the like.
また多価アルコール脂肪酸エステル系ノニオン界面活性剤としては、多価アルコールと脂肪酸との部分エステル、完全エステルのいずれも使用可能である。多価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。多価アルコール脂肪酸エステルをより具体的に例示すると、エチレングリコールモノオレイン酸エステル、プロピレングリコールモノラウリン酸エステル、トリメチロールプロパンモノパルミチン酸エステル、ペンタエリスリトールモノミリスチン酸エステル、ソルビトールモノオレイン酸エステル、グリセリンモノオレイン酸エステル、グリセリンジオレイン酸エステル、グリセリントリオレイン酸エステル等が挙げられる。上記多価アルコール脂肪酸エステルのなかでも、ポリエチレングリコール、グリセリン、ソルビトールと、C12〜C18の飽和又は不飽和脂肪酸とのモノエステル、ジエステルが好ましい。また、脂肪酸アルカノールアミドの中でも、C12〜C18の飽和又は不飽和脂肪酸のジエタノールアミドが好ましい。また、ポリオキシアルキレン脂肪酸アルカノールアミドの中でもC12〜C18の飽和又は不飽和脂肪酸のモノエタノールアミド、ジエタノールアミドが好ましく、ポリオキシアルキレン基としては、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン基(ブロック又はランダム共重合体)等が挙げられる。また、アルキルグルコシドにおけるアルキル基としては炭素数10〜12のものが好ましい。本発明において、ノニオン界面活性剤は1種または2種以上を混合して用いることができる。 As the polyhydric alcohol fatty acid ester nonionic surfactant, either a partial ester or a complete ester of a polyhydric alcohol and a fatty acid can be used. Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, trimethylolpropane, glycerin, diglycerin, triglycerin, pentaerythritol, sorbitol and the like. Is mentioned. More specific examples of polyhydric alcohol fatty acid esters include ethylene glycol monooleate, propylene glycol monolaurate, trimethylolpropane monopalmitate, pentaerythritol monomyristate, sorbitol monooleate, glycerin monoolein Acid ester, glycerol dioleate, glycerol trioleate, etc. are mentioned. Among the polyhydric alcohol fatty acid esters, monoesters and diesters of polyethylene glycol, glycerin, sorbitol and C 12 to C 18 saturated or unsaturated fatty acids are preferable. Among fatty acid alkanolamides, diethanolamides of C 12 to C 18 saturated or unsaturated fatty acids are preferred. Of the polyoxyalkylene fatty acid alkanolamides, monoethanolamides and diethanolamides of C 12 to C 18 saturated or unsaturated fatty acids are preferred. Examples of the polyoxyalkylene groups include polyoxyethylene groups, polyoxypropylene groups, and polyoxyalkylenes. An ethylene-polyoxypropylene group (block or random copolymer) and the like can be mentioned. Moreover, as an alkyl group in alkyl glucoside, a C10-C12 thing is preferable. In this invention, a nonionic surfactant can be used 1 type or in mixture of 2 or more types.
アニオン界面活性剤としては、例えばカプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の脂肪酸の塩、アルキル(又はアルケニル)硫酸エステル塩、アルキル(又はアルケニル)硫酸塩、アルキル(又はアルケニル)ベンゼン硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテル燐酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)フェニルエーテル硫酸エステル塩、α−オレフィン硫酸塩、ひまし油硫酸エステル塩、ナトリウムジアルキル(又はジアルケニル)スルホサクシネート等が挙げられる。上記塩としてはナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、アルカノールアミン塩等が挙げられる。 Examples of the anionic surfactant include salts of fatty acids such as caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and oleic acid, alkyl (or alkenyl) sulfate esters, and alkyl (or alkenyl) sulfates. Alkyl (or alkenyl) benzene sulfate, polyoxyalkylene alkyl (or alkenyl) ether sulfate, polyoxyalkylene alkyl (or alkenyl) ether phosphate, polyoxyalkylene alkyl (or alkenyl) phenyl ether sulfate, Examples include α-olefin sulfate, castor oil sulfate ester, sodium dialkyl (or dialkenyl) sulfosuccinate and the like. Examples of the salt include sodium salt, potassium salt, ammonium salt, alkanolamine salt and the like.
上記、アルキル(又はアルケニル)硫酸エステル塩、アルキル(又はアルケニル)硫酸塩、アルキル(又はアルケニル)ベンゼン硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)エーテル燐酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキル(又はアルケニル)フェニルエーテル硫酸エステル塩、α−オレフィン硫酸塩、ナトリウムジアルキル(又はジアルケニル)スルホサクシネート等におけるアルキル基、アルケニル基としては、炭素数8〜22のもの、特に12〜18のものが好ましい。またポリオキシアルキレン基としては、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン基(ブロック又はランダム共重合)等が挙げられる。本発明において、アニオン界面活性剤は1種または2種以上を混合して用いることができる。 Alkyl (or alkenyl) sulfate, alkyl (or alkenyl) sulfate, alkyl (or alkenyl) benzene sulfate, polyoxyalkylene alkyl (or alkenyl) ether sulfate, polyoxyalkylene alkyl (or alkenyl) ether As alkyl groups and alkenyl groups in phosphoric acid ester salts, polyoxyalkylene alkyl (or alkenyl) phenyl ether sulfate salts, α-olefin sulfate salts, sodium dialkyl (or dialkenyl) sulfosuccinates, etc., those having 8 to 22 carbon atoms In particular, those of 12 to 18 are preferred. Examples of the polyoxyalkylene group include a polyoxyethylene group, a polyoxypropylene group, a polyoxyethylene-polyoxypropylene group (block or random copolymerization), and the like. In the present invention, the anionic surfactant can be used alone or in combination of two or more.
カチオン界面活性剤としては、例えばアルキル(又はアルケニル)ジメチルアミンオキシド、アルキル(又はアルケニル)トリメチルアンモニウムハライド、ジアルキル(又はアルケニル)ジメチルアンモニウムハライド、アルキル(又はアルケニル)ピリジニウムハライド等が挙げられる。上記ハライド化合物におけるハロゲンとしては、塩素、臭素等が挙げられる。上記カチオン界面活性剤として例示した化合物におけるアルキル基、アルケニル基としては、炭素数が8〜18のもの、特に12〜16のものが好ましい。本発明において、カチオン界面活性剤は1種または2種以上を混合して用いることができる。 Examples of the cationic surfactant include alkyl (or alkenyl) dimethylamine oxide, alkyl (or alkenyl) trimethyl ammonium halide, dialkyl (or alkenyl) dimethyl ammonium halide, alkyl (or alkenyl) pyridinium halide, and the like. Examples of the halogen in the halide compound include chlorine and bromine. As the alkyl group and alkenyl group in the compounds exemplified as the cationic surfactant, those having 8 to 18 carbon atoms, particularly those having 12 to 16 carbon atoms are preferable. In the present invention, the cationic surfactant can be used alone or in combination of two or more.
両性界面活性剤としては、アルキル(又はアルケニル)ベタイン、アルキル(又はアルケニル)ジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキル(又はアルケニル)アミドプロピルベタイン、2−アルキル(又はアルケニル)−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、アルカロイルメチル−β−アラニン等が挙げられる。上記両性界面活性剤として例示した化合物におけるアルキル基、アルケニル基としては、炭素数が8〜22のもの、特に炭素数が12〜18のものが好ましい。本発明において、両性界面活性剤は1種または2種以上を混合して用いることができる。 Amphoteric surfactants include alkyl (or alkenyl) betaines, alkyl (or alkenyl) dimethylaminoacetic acid betaines, alkyl (or alkenyl) amidopropyl betaines, 2-alkyl (or alkenyl) -N-carboxymethyl-N-hydroxyethyl. Examples include imidazolinium betaine and alkaloylmethyl-β-alanine. As the alkyl group and alkenyl group in the compounds exemplified as the amphoteric surfactant, those having 8 to 22 carbon atoms, particularly those having 12 to 18 carbon atoms are preferable. In the present invention, amphoteric surfactants can be used alone or in combination of two or more.
本発明においてノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤から選ばれた1種または2種以上を混合した界面活性剤を使用するが、界面活性剤のHLBは5〜12であることが好ましい。界面活性剤のHLBが5未満では、水に溶解し難くなると共に、汚染源である炭化水素化合物との親和性が高くなるため炭化水素化合物と共に土壌中に残留し易く、汚染された土壌を浄化し難くなる。また、界面活性剤のHLBが12を超えると、汚染源である炭化水素化合物との親和性が低下するため炭化水素化合物を十分に乳化することができなくなり、汚染された土壌を浄化し難くなる。 In the present invention, a surfactant obtained by mixing one or two or more selected from nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants is used, and the HLB of the surfactant is 5 It is preferably ~ 12. If the surfactant HLB is less than 5, it is difficult to dissolve in water, and the affinity with the hydrocarbon compound that is the source of contamination increases, so it tends to remain in the soil together with the hydrocarbon compound, thereby purifying the contaminated soil. It becomes difficult. When the HLB of the surfactant exceeds 12, the affinity with the hydrocarbon compound that is the source of contamination is reduced, so that the hydrocarbon compound cannot be sufficiently emulsified, and it becomes difficult to purify the contaminated soil.
本発明においてポリオキシアルキレン系ノニオン界面活性剤のHLBは、下記(1)式より求められる値をいい、多価アルコール脂肪酸エステル系ノニオン界面活性剤のHLBは、下記(2)式より求められる値をいう。また、脂肪酸アルカノールアミド及びポリオキシアルキレン脂肪酸アルカノールアミドのHLBは、下記(3)式より求められる値をいう。アルキルグルコシドのHLBは13とし、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤及び両性界面活性剤のHLBは20とする。また、2種以上の界面活性剤を混合した場合のHLBは、下記(4)式より求められる値をいう。
HLB=(AO÷NS)×20 …(1)
HLB=(PA÷NS)×20 …(2)
HLB={(AO+AL)÷NS}×20 …(3)
AO:アルキレンオキシドの分子量
PA:多価アルコールの分子量
AL:アルカノールの分子量×アルカノールの数×2
NS:ノニオン界面活性剤の分子量
HLB=(A×a+B×b+C×c+・・・・・)÷100 …(4)
A:界面活性剤AのHLB、a:界面活性剤Aの混合比(%)
B:界面活性剤BのHLB、b:界面活性剤Bの混合比(%)
C:界面活性剤CのHLB、c:界面活性剤Cの混合比(%)
a+b+c+・・・・=100
In the present invention, the HLB of the polyoxyalkylene nonionic surfactant refers to the value obtained from the following formula (1), and the HLB of the polyhydric alcohol fatty acid ester nonionic surfactant is a value obtained from the following formula (2). Say. Moreover, HLB of fatty acid alkanolamide and polyoxyalkylene fatty acid alkanolamide refers to a value obtained from the following formula (3). The HLB of the alkyl glucoside is 13 and the HLB of the anionic surfactant, cationic surfactant and amphoteric surfactant is 20. Moreover, HLB at the time of mixing 2 or more types of surfactant says the value calculated | required from following (4) Formula.
HLB = (AO ÷ NS) × 20 (1)
HLB = (PA ÷ NS) × 20 (2)
HLB = {(AO + AL) ÷ NS} × 20 (3)
AO: molecular weight of alkylene oxide PA: molecular weight of polyhydric alcohol AL: molecular weight of alkanol × number of alkanol × 2
NS: Molecular weight of nonionic surfactant HLB = (A × a + B × b + C × c +...) ÷ 100 (4)
A: HLB of surfactant A, a: Mixing ratio (%) of surfactant A
B: HLB of surfactant B, b: Mixing ratio of surfactant B (%)
C: HLB of surfactant C, c: Mixing ratio of surfactant C (%)
a + b + c +... = 100
本発明において使用する溶剤としては、20℃における水への溶解度が1重量%以上の溶剤が好ましい。そのような溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、2−ブタノール、3−ブタノール、1−ペンタノール、3−メチル−1−ブタノール、2−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、ベンジルアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等のアルコール系溶剤、アセトン、メチルアセトン、メチルエチルケトン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール等のケトン系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸メトキシブチル等のエステル系溶剤、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテル、メトキシエトキシエタノール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールアセテート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、1−ブトキシエトキシエタノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリメチレングリコール等のグリコール系溶剤、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、オクチレングリコール、グリセリン、グリセリルモノアセテート、グリセリルジアセテート、グリセリルトリアセテート、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール等の多価アルコール系溶剤、テトラヒドロフラン等が挙げられる。上記溶剤の中でも、特にアルコール系溶剤が好ましい。本発明において、20℃における水への溶解度が1重量%以上の溶剤は1種または2種以上を混合して用いることができる。 The solvent used in the present invention is preferably a solvent having a solubility in water at 20 ° C. of 1% by weight or more. Such solvents include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, 2-butanol, 3-butanol, 1-pentanol, 3-methyl-1-butanol, 2-pentanol, 4- Alcohol solvents such as methyl-2-pentanol, benzyl alcohol, furfuryl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, ketone solvents such as acetone, methyl acetone, methyl ethyl ketone, acetonyl acetone, diacetone alcohol, methyl acetate, ethyl acetate, Esters such as n-propyl acetate, isopropyl acetate, methoxybutyl acetate, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoe Ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether, methoxyethoxyethanol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, Diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl Ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol acetate, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether Glycol solvents such as 1-butoxyethoxyethanol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, trimethylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, , 5-pentanediol, hexylene diol Call, octylene glycol, glycerin, glyceryl monoacetate, glyceryl diacetate, glyceryl triacetate, trimethylolpropane, 1,2,6-hexane polyhydric alcohol solvents triol such as tetrahydrofuran and the like. Among the above solvents, alcohol solvents are particularly preferable. In the present invention, the solvent having a solubility in water at 20 ° C. of 1% by weight or more can be used alone or in combination of two or more.
本発明において使用する溶剤は20℃における水への溶解度が1重量%以上であることが好ましい。その中でも、特に水への溶解度が10重量%以上であることが好ましい。水への溶解度が1重量%未満であると水で希釈できないため、溶剤が土壌中に残留し土壌を汚染する恐れがある。 The solvent used in the present invention preferably has a solubility in water at 20 ° C. of 1% by weight or more. Among them, the solubility in water is particularly preferably 10% by weight or more. If the solubility in water is less than 1% by weight, it cannot be diluted with water, so that the solvent may remain in the soil and contaminate the soil.
本発明において使用する界面活性剤と溶剤の混合比は、5〜95重量%:95〜5重量%であることが好ましい。界面活性剤が5重量%未満では汚染源である炭化水素化合物を十分に乳化することができず汚染された土壌を浄化し難くなる。また、溶剤が5重量%未満では界面活性剤により生成した乳化液の粘度が低下しないため土壌中を移動することが困難となり、揚水回収し難くなる。 The mixing ratio of the surfactant and the solvent used in the present invention is preferably 5 to 95% by weight: 95 to 5% by weight. If the surfactant is less than 5% by weight, it is difficult to sufficiently emulsify the hydrocarbon compound which is a pollution source, and it becomes difficult to purify the contaminated soil. Further, if the solvent is less than 5% by weight, the viscosity of the emulsion produced by the surfactant does not decrease, so that it becomes difficult to move in the soil, and it becomes difficult to recover the pumped water.
以下、本発明の有効性を裏付けるために行った基礎実験について概略説明する。 In the following, basic experiments conducted to support the effectiveness of the present invention will be outlined.
(実験例1)
以前の研究によって、乳化作用によって洗浄効率が向上することは確認されていたが、乳化直後の液体の粘性が非常に高くなっているため、地盤内では流動性が著しく低下していることが問題となっていた。この問題を解決するために、(a)エタノール(溶剤)で界面活性剤を希釈すること、(b)重曹と酢酸による発泡作用を利用して混合を促進すること、を想到し、これらの手順について検討した。
(Experimental example 1)
Previous studies have confirmed that the washing efficiency is improved by emulsification, but the viscosity of the liquid immediately after emulsification is so high that the fluidity in the ground is significantly reduced. It was. In order to solve this problem, these steps were conceived by (a) diluting the surfactant with ethanol (solvent) and (b) promoting mixing using the foaming action of sodium bicarbonate and acetic acid. Was examined.
図8に示すようなカラム実験装置を組み、液体投与の手順の検討を行った。土試料として豊浦砂(山砂よりも間隙が小さく、油が移動し難い)を使用し、豊浦砂300gと油30gを均一に混合して油汚染土とし、それをアクリル樹脂製透明カラム40に充填した。そして、その上方から液体を投与し、真空ポンプ42で底部から乳化液を吸引した。着色剤(ズダンIV)によって予め油を赤色に着色しておき、油の移動を観察し易くした。数種類の液体投与プロセスに従い、5分毎に液体を投与した。その結果、
(1)界面活性剤(HLB 6.39のポリオキシエチレン(10)硬化ひまし油エーテル)+エタノール
(2)重曹水
(3)酢酸
(4)水
という液体投与プロセスが最良であった。この液体投与プロセスでは、
(1)界面活性剤とエタノールを投与すると、油と界面活性剤が馴染んだ状態へと変化した。
(2)重曹水を投与すると、水と反応し、乳化した。更に、
(3)酢酸水を投与することで、重曹と反応し発泡作用が起き混合・乳化が促進された。
(4)水による希釈(濯ぎ)を繰り返すことで、油を完全に除去できた。
実験前と実験後を比較すると、油が土試料に残留していないことが確認できた。
A column experimental apparatus as shown in FIG. As a soil sample, Toyoura sand (the gap is smaller than mountain sand and the oil does not easily move) is mixed uniformly with 300 g Toyoura sand and 30 g oil to make oil-contaminated soil, and this is placed in a
The liquid dosing process of (1) surfactant (HLB 6.39 polyoxyethylene (10) hydrogenated castor oil ether) + ethanol (2) aqueous sodium bicarbonate (3) acetic acid (4) water was the best. In this liquid dosing process,
(1) When the surfactant and ethanol were administered, the oil and the surfactant changed to a familiar state.
(2) When sodium bicarbonate water was administered, it reacted with water and emulsified. Furthermore,
(3) By administering acetic acid water, it reacted with baking soda to cause a foaming action and promote mixing and emulsification.
(4) The oil could be completely removed by repeating dilution (rinsing) with water.
A comparison between before and after the experiment confirmed that no oil remained in the soil sample.
上記のカラム実験で乳化液の流動性に関する問題は解決できたので、より実際の地盤に近づけるため、卓上水槽を用いて乳化液の流動確認実験を行った。卓上水槽を用いた実験装置を図9に示す。水槽44は、幅29cm、深さ17cm、奥行き17cmである。吸引による土粒子の目詰まりを防ぐために、ガラスビーズ(粒径1.0mm)を入れた布製の袋46で吸引管48の下端の吸引孔を覆った。乾燥した豊浦砂(層厚12cm)と油が均一に混じった油汚染土(層厚2cm)を充填し、前記の液体投与プロセスに従って液体を投与した。真空ポンプ42による吸引を豊浦砂の下部から行い、油が乳化液となった時の移動を確認した。なお、この実験では、上記の液体投与プロセスを2サイクル行った。
Since the above-mentioned column experiment solved the problem regarding the fluidity of the emulsion, an experiment for confirming the flow of the emulsion was conducted using a tabletop water tank in order to bring it closer to the actual ground. An experimental apparatus using a tabletop water tank is shown in FIG. The
1サイクル目:油汚染土に対して、前記液体投与プロセスに従って液体投与を行った。重曹と酢酸の反応による発泡作用により、全面から乳化液が浮上している様子が確認できた。なお、以前行った空気圧入実験では、これが2〜3箇所のみで浄化のムラが問題となっていたが、今回の発泡によりムラの問題が解決できた。しかし、まだ水槽の側面部分には残留油が認められた。そこで、更に浄化するために2サイクル目に移行した。 First cycle: Liquid was administered to the oil-contaminated soil according to the liquid administration process. It was confirmed that the emulsified liquid floated from the entire surface due to the foaming action of the reaction between sodium bicarbonate and acetic acid. In the previous air pressure insertion experiment, there was a problem of uneven cleaning only at 2 to 3 places, but this foaming solved the problem of unevenness. However, residual oil was still found on the side of the tank. Therefore, it shifted to the second cycle for further purification.
2サイクル目:1サイクル目の真空ポンプの吸引よる影響で、水槽中の土試料が締め固まったので、2サイクル目では、まず重曹水と酢酸を投与して一度土試料内を発泡させ残留した油を移動しやすい状態にした。再度、水を投与し希釈(濯ぎ)を数回繰り返すことで乳化液が回収されなくなったのを確認し、実験を終了した。実験終了後、土試料の表層部を掘削して油の残留状態を確認したところ、地表面上にも土中にも油の残留は全く無かった。 Second cycle: The soil sample in the water tank was compacted due to the suction of the vacuum pump in the first cycle. Therefore, in the second cycle, sodium bicarbonate water and acetic acid were first administered, and the soil sample was once foamed and remained. The oil was made easy to move. Again, water was administered and dilution (rinsing) was repeated several times to confirm that the emulsion was no longer recovered, and the experiment was terminated. After the experiment was completed, the surface layer of the soil sample was excavated to confirm the residual state of the oil. As a result, no oil remained on the ground surface or in the soil.
以前行った界面活性剤のみによる乳化実験では、何らかの状況の変化によって一旦地盤内に高粘性部分が出現してしまうと、その後、この部分の粘性を低下させることができなかった。しかし今回確立した液体投与プロセスを用いると、上記の実験のように浄化作業を数サイクル継続して行うことが可能となることが分かった。 In the previous emulsification experiment using only the surfactant, once a highly viscous part appears in the ground due to some change in the situation, the viscosity of this part could not be lowered thereafter. However, using the liquid administration process established this time, it was found that the purification operation can be continued for several cycles as in the above experiment.
この卓上水槽実験を基に、実験スケールをさらに大きくした場合においても、汚染油の浄化・回収がどの程度可能であるかについて確認するため次章の小型2次元土槽実験を行った。このようにして確立した投与プロセスを用いて、小型2次元土槽実験において、より実地盤に近い状態での浄化効果の確認を行った。図10に示すような実験装置を組み立てた。この実験では吸引孔50を油汚染区域から25cm離し、乳化液の移動を視覚的に観察した。土槽52は幅69cm×奥行き13cm×高さ80cmのものを使用した。土試料54は豊浦砂を用い、水で湿らせたのち油1500mlを混ぜて充填した。
Based on this tabletop water tank experiment, we conducted a small two-dimensional soil tank experiment in the next chapter in order to confirm the extent to which the contaminated oil can be purified and recovered even when the experimental scale is further increased. Using the administration process established in this way, the purification effect in a state closer to the actual ground was confirmed in a small two-dimensional soil tank experiment. An experimental apparatus as shown in FIG. 10 was assembled. In this experiment, the
投与プロセスは次の通りである。1サイクル目投与プロセスは、
(1−1)界面活性剤(HLB 6.39のポリオキシエチレン(10)硬化ひまし油エーテル)+エタノール(体積比5:95)
(1−2)重曹水(濃度8%)
(1−3)酢酸(濃度5%)
(1−4)水
であり、2サイクル目投与プロセスは、
(2−1)界面活性剤(HLB 6.39のポリオキシエチレン(10)硬化ひまし油エーテル)+エタノール(体積比10:90)
(2−2)重曹水(濃度8%)
(2−3)酢酸(濃度5%)
(2−4)水
である。
The administration process is as follows. The first cycle administration process is
(1-1) Surfactant (HLB 6.39 polyoxyethylene (10) hardened castor oil ether) + ethanol (volume ratio 5:95)
(1-2) Sodium bicarbonate water (concentration 8%)
(1-3) Acetic acid (concentration 5%)
(1-4) Water, and the second cycle administration process is
(2-1) Surfactant (HLB 6.39 polyoxyethylene (10) hydrogenated castor oil ether) + ethanol (volume ratio 10:90)
(2-2) Sodium bicarbonate water (concentration 8%)
(2-3) Acetic acid (concentration 5%)
(2-4) Water.
真空ポンプ42で吸引を行いながら、界面活性剤+エタノール→重曹水→酢酸→水の順に地表面全体に投与した。それぞれの投与プロセスの後には吸引を行い、乳化液の回収を行ってから次の液体を投与した。水での希釈は乳化液が回収されなくなるまで継続した。汚染部分の位置は全体的に下がり、色が薄くなったのが確認できた。しかし、元の汚染油部分には、まだ、ところどころに汚染油が残っていた。続いて、2サイクル目の溶液の投与を行った。元の汚染部分には、全く汚染油は残っておらず、下方へ移動し、色が薄くなったことが確認できた。その後は連続通水による濯ぎを行った。乳化液が回収されなくなるまで濯いだ結果、土槽内の油は完全には除去できなかったが、2サイクル目終了時よりもさらに色は薄まり、下方へ移動していることが確認できた。解体したところ、初期汚染油部分の断面には全く油が見当たらなかった。
While aspirating with the
実験終了後、油が総量的にあるいは時間的にどれだけ回収されたかを調べるために、回収サーバー内の液体中の油量を測定した。その際に、油と他の液体を分離する操作を行った。測定した結果を、図11に示す。回収した液体をエマルションブレーカーによって分離させ、測定した結果、試料充填の際に入れた油1500mlよりも多い油の総量が求められた。追加実験にて、界面活性剤(ポリオキシエチレン(10)硬化ひまし油エーテル)が油相に混入することが原因であると確認できた。このことよりエマルションブレーカーによって得た油量から、補正を加えたところ、回収油量は1025ml・残油量475mlとなった。よって今回の実験では約7割の油を除去することができたものと考えられる。回収サーバー内の液体の累積量と回収油の累積量をプロットすると、1サイクル目と2サイクル目ではグラフの傾きの差が大きく異なっており、2サイクル目に入ってからの浄化効率は格段に伸びているのが判明した。このことから、複数サイクルの液体投与プロセスが有効であることが確認できた。 At the end of the experiment, the amount of oil in the liquid in the collection server was measured to determine how much oil was collected in total or time. In that case, operation which isolate | separates oil and another liquid was performed. The measurement results are shown in FIG. The collected liquid was separated by an emulsion breaker and measured, and as a result, the total amount of oil greater than 1500 ml of oil added at the time of sample filling was determined. In an additional experiment, it was confirmed that the cause was that the surfactant (polyoxyethylene (10) hardened castor oil ether) was mixed in the oil phase. From this, when correction was made from the amount of oil obtained by the emulsion breaker, the recovered oil amount was 1025 ml and the residual oil amount was 475 ml. Therefore, it is considered that about 70% of the oil was removed in this experiment. When the cumulative amount of liquid in the collection server and the cumulative amount of collected oil are plotted, the difference in the slope of the graph is greatly different between the first cycle and the second cycle, and the purification efficiency after entering the second cycle is remarkably high. It turned out to be growing. From this, it was confirmed that a multiple cycle liquid administration process was effective.
以上の基礎的な実験の積み重ねによって、全体として約7割以上の汚染油の浄化が可能であることが分かった。 As a result of the accumulation of the above basic experiments, it was found that about 70% or more of the contaminated oil can be purified as a whole.
また、乳化処理後の土試料を用い、水だけで濯いだ場合と活性炭含有水で濯いだ場合についてビーカー実験を行った結果、活性炭含有水で濯いだ場合の方が透明度が高く、土試料もサラサラになっていた。この結果から、活性炭を含ませることで、濯ぎの効果を高めて水使用量を少なくできるといえる。 In addition, as a result of conducting a beaker experiment using a soil sample after emulsification treatment and rinsing with only water and rinsing with activated carbon-containing water, the transparency when rinsing with activated carbon-containing water is higher, The soil sample was also smooth. From this result, it can be said that the use of activated carbon can increase the rinsing effect and reduce the amount of water used.
投与プロセスにおける界面活性剤及び溶剤の組成及び混合比を変更した下記条件A〜Eにて同様の実験を行ったところ、何れも約7割以上の汚染油の浄化ができ、本発明の浄化方法が有効であることが確認された。 When the same experiment was conducted under the following conditions A to E in which the composition and mixing ratio of the surfactant and the solvent in the administration process were changed, it was possible to purify about 70% or more of the contaminated oil, and the purification method of the present invention Was confirmed to be effective.
条件A
(1−1)界面活性剤(HLB 5のポリオキシエチレン(7.11)硬化ひまし油エーテル)+エタノール(体積比40:60)
(2−1)界面活性剤(HLB 5のポリオキシエチレン(7.11)硬化ひまし油エーテル)+エタノール(体積比43:57)
Condition A
(1-1) Surfactant (polyoxyethylene of HLB 5 (7.11) hardened castor oil ether) + ethanol (volume ratio 40:60)
(2-1) Surfactant (polyoxyethylene of HLB 5 (7.11) hardened castor oil ether) + ethanol (volume ratio 43:57)
条件B
(1−1)界面活性剤(HLB 10のポリオキシエチレン(4.23)ラウリルエーテル)+エタノール(体積比70:30)
(2−1)界面活性剤(HLB 10のポリオキシエチレン(4.23)ラウリルエーテル)+エタノール(体積比72:28)
Condition B
(1-1) Surfactant (polyoxyethylene (4.23) lauryl ether of HLB 10) + ethanol (volume ratio 70:30)
(2-1) Surfactant (polyoxyethylene (4.23) lauryl ether of HLB 10) + ethanol (volume ratio 72:28)
条件C
(1−1)界面活性剤(HLB 8.30のポリオキシエチレン(3)ラウリルエーテル+HLB 12.54のヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド(HLBが11となるよう重量比36.3:63.7で混合したもの)+プロピレングリコールモノメチルエーテル(体積比70:30)
(2−1)界面活性剤(HLB 8.30のポリオキシエチレン(3)ラウリルエーテル+HLB 12.54のヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド(HLBが11となるよう重量比36.3:63.7で混合したもの)+プロピレングリコールモノメチルエーテル(体積比72:28)
Condition C
(1-1) Surfactant (HLB 8.30 polyoxyethylene (3) lauryl ether + HLB 12.54 coconut oil fatty acid diethanolamide (mixed at a weight ratio of 36.3: 63.7 so that HLB is 11) And propylene glycol monomethyl ether (volume ratio 70:30)
(2-1) Surfactant (HLB 8.30 polyoxyethylene (3) lauryl ether + HLB 12.54 coconut oil fatty acid diethanolamide (mixed at a weight ratio of 36.3: 63.7 so that HLB is 11) And propylene glycol monomethyl ether (volume ratio 72:28)
条件D
(1−1)界面活性剤(HLB 10.44のポリエチレングリコール400ジラウリン酸エステル+HLB 20のラウリル硫酸エステルナトリウム(HLBが12となるよう重量比83.7:16.3で混合したもの)+プロピレングリコールモノメチルエーテル(体積比50:50)
(2−1)界面活性剤(HLB 10.44のポリエチレングリコール400ジラウリン酸エステル +HLB 20のラウリル硫酸エステルナトリウム(HLBが12となるよう重量比83.7:16.3で混合したもの)+プロピレングリコールモノメチルエーテル(体積比53:47)
Condition D
(1-1) Surfactant (
(2-1) Surfactant (
条件E
(1−1)界面活性剤(HLB 12.54のヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド+HLB 5.19ののグリセリンモノオレイン酸エステル(HLBが6となるよう重量比11:89で混合したもの)+エタノール(体積比95:5)
(2−1)界面活性剤(HLB 12.54のヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド+HLB 5.19ののグリセリンモノオレイン酸エステル(HLBが6となるよう重量比11:89で混合したもの)+エタノール(体積比95:5)
Condition E
(1-1) Surfactant (HLB 12.54 coconut oil fatty acid diethanolamide + HLB 5.19 glycerin monooleate (mixed at a weight ratio of 11:89 so that HLB is 6) + ethanol ( Volume ratio 95: 5)
(2-1) Surfactant (HLB 12.54 coconut oil fatty acid diethanolamide + HLB 5.19 glycerin monooleate (mixed at a weight ratio of 11:89 so that HLB is 6) + ethanol ( Volume ratio 95: 5)
また、投与プロセスにおける界面活性剤及び溶剤の組成及び混合比を変更した下記条件F〜Gにて同様の実験を行ったところ、汚染油の浄化効果は上記条件A〜Eよりも低かった。 Moreover, when the same experiment was performed on the following conditions FG which changed the composition and mixing ratio of surfactant and a solvent in an administration process, the purification effect of contaminated oil was lower than the said conditions AE.
条件F
(1−1)界面活性剤(HLB 4のポリオキシエチレン(1.06)ラウリルエーテル)+エタノール(体積比5:95)
(2−1)界面活性剤(HLB 4のポリオキシエチレン(1.06)ラウリルエーテル)+エタノール(体積比10:90)
Condition F
(1-1) Surfactant (polyoxyethylene (1.06) lauryl ether of HLB 4) + ethanol (volume ratio 5:95)
(2-1) Surfactant (polyoxyethylene (1.06) lauryl ether of HLB 4) + ethanol (volume ratio 10:90)
条件G
(1−1)界面活性剤(HLB 6.39のポリオキシエチレン(10)硬化ひまし油エーテル+ラウリル硫酸エステルナトリウム(HLBが13となるよう重量比51.4:48.6で混合したもの)+エタノール(体積比50:50)
(2−1)界面活性剤(HLB 6.39のポリオキシエチレン(10)硬化ひまし油エーテル+ラウリル硫酸エステルナトリウム(HLBが13となるよう重量比51.4:48.6で混合したもの)+エタノール(体積比53:47)
Condition G
(1-1) Surfactant (HLB 6.39 polyoxyethylene (10) hydrogenated castor oil ether + sodium lauryl sulfate (mixed at a weight ratio of 51.4: 48.6 so that HLB is 13) + Ethanol (volume ratio 50:50)
(2-1) Surfactant (polyoxyethylene (10) hydrogenated castor oil ether of HLB 6.39 + sodium lauryl sulfate ester (mixed at a weight ratio of 51.4: 48.6 so that HLB is 13) + Ethanol (volume ratio 53:47)
他方、投与プロセスにおいて、界面活性剤のみ(下記条件H)及び溶剤のみ(下記条件I)を使用した場合についても同様の実験を行ったところ、何れも元の汚染部分に汚染油が残っており、汚染油の浄化はできなかった。 On the other hand, in the administration process, the same experiment was conducted when only the surfactant (the following condition H) and only the solvent (the following condition I) were used. As a result, the contaminated oil remained in the original contaminated part. The contaminated oil could not be purified.
条件H
(1−1)界面活性剤(HLB 7のポリオキシエチレン(11.48)硬化ひまし油エーテル)のみで溶剤なし
(2−1)界面活性剤(HLB 7のポリオキシエチレン(11.48)硬化ひまし油エーテル)のみで溶剤なし
Condition H
(1-1) Surfactant (HLB 7 polyoxyethylene (11.48) hydrogenated castor oil ether) without solvent (2-1) Surfactant (HLB 7 polyoxyethylene (11.48) hydrogenated castor oil Ether) only, no solvent
条件I
(1−1)エタノールのみで界面活性剤なし
(2−1)エタノールのみで界面活性剤なし
Condition I
(1-1) No ethanol and no surfactant (2-1) No ethanol and no surfactant
12 汚染区域
14 注入井戸
16 回収井戸
20 注入管
22 吸引管
12 Contaminated
Claims (13)
Regarding the biological treatment of the water layer containing unseparated oil, the solid-liquid separation after the treatment is the precipitation method, flotation method or membrane separation method, and when the separated sludge is returned to the aeration tank, excess oil that is not biologically treated is used. The in-situ purification method of contaminated soil according to claim 12, wherein continuous operation or batch operation is performed by extracting with sludge.
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