JP2006006996A - Purification method of pollution vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は有機塩素化合物等の汚染物質によって汚染された地盤等、汚染媒体を浄化する方法に関する。 The present invention relates to a method for purifying contaminated media such as ground contaminated with contaminants such as organochlorine compounds.
近年、溶剤等に使用されたトリクロロエチレン等による地盤の汚染が問題となっている。従来、このような物質により汚染された地盤の浄化方法としては、下記の特許文献1あるいは特許文献2に開示されたようなものがある。
図3は、上述の特許文献1に相当する従来の地下水汲み上げによる汚染浄化方法を示す説明図で、図3における参照符号100は地盤、101は地盤100内の汚染領域、102は汚染領域101の周囲を取り囲むように地盤100に削孔した複数の揚水井戸、103は揚水井戸102に設置した水中ポンプ、GWLは地下水位である。すなわち、この浄化方法は、揚水井戸102から水中ポンプ103で地下水GWを汲み上げ、この汲み上げた水GWを不図示の水処理プラントで問題ないように処理した後、放流あるいは必要に応じて削孔した注水井戸から原位置の地中に注入するものである。
FIG. 3 is an explanatory view showing a conventional pollution purification method by pumping up groundwater corresponding to the above-mentioned
このような地下水汲み上げによる汚染浄化方法を採用した場合、汚染領域101が高濃度で汚染されている施工初期段階では、浄化効率が高く、その効果は工事費を考慮しても、かなり有効な手段と考えられる。しかしながら、工事の進行により、汚染領域101中の汚染物質の濃度が低下して行くのに伴って、浄化効率も低下して行くので、ある程度汚染濃度が低くなった段階以後は、有効な手段とは言えない。
When such a pollution purification method by pumping up groundwater is adopted, purification efficiency is high at the initial stage of construction in which the contaminated
また、特許文献2のような電気浸透工法は、地盤に直流電流を流すことによって、電気浸透現象により強制的に地下水流を起こして地中の汚染物質を地下水と共に揚水井戸に排出させるものであるため、透水性の低い地盤における汚染修復には有効であると考えられる。しかし、この方法でも、透水性を飛躍的に向上させて浄化効率を高めることは困難であった。
Moreover, the electroosmosis method like
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、汚染された地盤等、汚染媒体に対する汚染浄化効率を高めることのできる浄化方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and a technical problem thereof is to provide a purification method capable of increasing the pollution purification efficiency for contaminated media such as contaminated ground. .
上記従来の技術的課題を有効に解決するため、請求項1の発明に係る汚染媒体の浄化方法は、媒体に、汚染領域を経由する浸透水流を発生させる注水部と揚水部を形成し、前記注水部に、前記汚染領域内の汚染物質と反応することにより環境基準に抵触しない物質を生成する添加剤を注入して前記浸透水流により前記汚染領域に浸透させ、前記汚染領域を、電圧の印加によって加熱して前記反応を促進させるものである。
In order to effectively solve the above-described conventional technical problem, a method for purifying a contaminated medium according to the invention of
上記方法において、媒体(例えば地盤)に電圧を印加する目的は、媒体に電流が流れるときのジュール熱の発生によって、媒体の温度が上昇するという現象を起こさせることによって、媒体の汚染領域中の汚染物質と添加剤との化学反応を促進させることにある。すなわち、この点で、電気浸透現象により強制的に媒体中に水流を起こして、汚染物質を水と共に排出させる従来の電圧印加による方法と相違する。 In the above method, the purpose of applying a voltage to the medium (for example, the ground) is to cause a phenomenon that the temperature of the medium rises due to the generation of Joule heat when a current flows through the medium, thereby causing a problem in the contaminated area of the medium. It is to promote chemical reaction between pollutants and additives. In other words, this is different from the conventional voltage application method in which a water flow is forcibly generated in the medium by the electroosmosis phenomenon and the pollutant is discharged together with water.
請求項2の発明に係る汚染媒体の浄化方法は、請求項1に記載の構成において、汚染物質がトリクロロエチレン等の有機塩素化合物であり、添加剤が過酸化水素水等の酸化剤であることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for purifying a contaminated medium, wherein the contaminant is an organic chlorine compound such as trichlorethylene and the additive is an oxidizing agent such as hydrogen peroxide. It is a feature.
トリクロロエチレンに過酸化水素水を加えた場合は、次の化学反応を起こす。反応後の物質はいずれ二酸化炭素や塩素に分解されていく。他の有機塩素化合物も同様に、酸化剤の添加によって酸化分解することができる。
請求項3の発明に係る汚染媒体の浄化方法は、請求項1又は2に記載の構成において、媒体に印加する電圧を、交流電圧とするものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for purifying a contaminated medium, wherein the voltage applied to the medium is an alternating voltage in the configuration of the first or second aspect.
媒体に電圧を印加するのは、電流によりジュール熱を発生させて、媒体の温度を上昇させるためであるので、基本的に直流であっても交流であっても良いが、直流は、長期間通電した場合に、電極付近で水の電気分解が活性化し過ぎ、電極で酸素や水素、あるいは塩素等の気体が極度に発生してその気泡が付着し、電流効率が低下するので、交流が望ましい。 The voltage is applied to the medium because Joule heat is generated by the current and the temperature of the medium is raised. Therefore, the medium may be basically direct current or alternating current. When energized, the electrolysis of water is activated too much near the electrode, and gas such as oxygen, hydrogen, or chlorine is excessively generated at the electrode and the bubbles adhere to it, so that the current efficiency is lowered, so AC is desirable. .
請求項1の発明に係る汚染媒体の浄化方法によれば、地盤等、媒体中の汚染物質は、この媒体に浸透される添加剤との反応によって、環境基準に抵触しない物質を生成し、しかもこの反応は、通電による媒体の温度の上昇によって促進されるので、浄化効率を向上させることができる。したがって、透水性の高い媒体において浄化が進んだ段階や、あるいは透水性の低い媒体の浄化に適用することによって、効率良く浄化を行うことができる。
According to the method for purifying a contaminated medium according to the invention of
請求項2の発明に係る汚染媒体の浄化方法によれば、化学的に安定で微生物に分解されにくいトリクロロエチレン等の有機塩素化合物で汚染された地盤を、効率良く浄化することができる。
According to the method for purifying a contaminated medium according to the invention of
請求項3の発明に係る汚染媒体の浄化方法によれば、媒体に交流電圧を印加することによって、分極による電流の阻害を生じることなく、ジュール熱の発生により媒体の温度を上昇させて、媒体中の汚染物質と添加剤との反応による、媒体の浄化を促進することができる。 According to the method for purifying a contaminated medium according to the invention of claim 3, by applying an AC voltage to the medium, the temperature of the medium is increased by generating Joule heat without causing an inhibition of current due to polarization, It is possible to promote the purification of the medium by the reaction between the pollutants therein and the additives.
図1は、本発明に係る汚染媒体の浄化方法の、好ましい第一の形態を示す説明図である。この形態による汚染媒体の浄化方法は、本発明を、地下水汲み上げによる汚染地盤の浄化工法に適用したものである。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing a preferred first embodiment of a method for purifying a contaminated medium according to the present invention. In the method for purifying a contaminated medium according to this embodiment, the present invention is applied to a method for purifying contaminated ground by pumping up groundwater.
すなわち図1において、参照符号1は地盤、2は地盤1内のトリクロロエチレン等の有機塩素化合物による汚染領域、3は汚染領域2の周囲を取り囲むように地盤1に削孔した複数の揚水井戸、4は汚染領域2へ向けて地盤1に削孔した注水井戸、GWLは地下水位である。地盤1は、請求項1に記載された媒体に相当し、揚水井戸3は、請求項1に記載された揚水部に相当し、注水井戸4は、請求項1に記載された注水部に相当する。
That is, in FIG. 1,
揚水井戸3及び注水井戸4は、地下水位GWLよりも深い位置まで掘削され、多孔の円筒状ケーシング3a,4aが挿入されたものである。また、揚水井戸3の外側を取り囲むように、矢板等による止水壁5が挿入されており、揚水井戸3には、地下水位GWLよりも深い位置に、水中ポンプ6が設置され、その吐出ポートには、地上へ延びる揚水管7が接続されている。
The pumping well 3 and the water injection well 4 are excavated to a position deeper than the groundwater level GWL, and porous
浄化工程においては、注水井戸4に水を注入しながら、各揚水井戸3の水中ポンプ6を駆動させて地下水GWを汲み上げる。注水井戸4に注入された水は、ケーシング4aに開設された多数の小孔から地中へ浸透する一方、揚水井戸3では、水中ポンプ6による汲み上げにより水位が低下するので、ケーシング3aに開設された多数の小孔から、地下水GWが流入する。
In the purification process, while injecting water into the water injection well 4, the submersible pump 6 of each pumping well 3 is driven to pump up the groundwater GW. The water injected into the water injection well 4 penetrates into the ground through a number of small holes established in the
ここで、各揚水井戸3と注水井戸4の間では、地下水位GWLに、揚水井戸3で低くなるような勾配を生じるので、注水井戸4から汚染領域2内を経由して揚水井戸3へ向かう地下水流GWFが生じる。地下水流GWFは、請求項1に記載された浸透水流に相当するものである。
Here, between each pumping well 3 and the pumping well 4, since the gradient which becomes low in the pumping well 3 arises in the groundwater level GWL, it goes to the pumping well 3 from the pumping well 4 via the inside of the contaminated area 2 A groundwater flow GWF is generated. The groundwater flow GWF corresponds to the seepage water flow described in
このため、汚染領域2内のトリクロロエチレン等の汚染物質も地下水流GWFに引きつけられて揚水井戸3へ徐々に移動し、地下水GWと共に汲み上げられて回収される。汲み上げられた汚染物質を含む地下水GWは、不図示の水処理プラントで問題ないように処理された後、放流されるか、又は注水井戸4から原位置の地下水として復水される。
For this reason, contaminants such as trichlorethylene in the contaminated
揚水井戸3の外側は、矢板等による止水壁5によって外部からの地下水の流入が抑制されているため、注水井戸4から汚染領域2を経由して揚水井戸3へ向かう地下水流GWFを効率良く生じさせることができる。
Since the outside of the pumping well 3 is restrained from flowing in groundwater from the outside by the
先に説明したように、このような地下水汲み上げによる浄化工法では、浄化の進行によって汚染領域2の汚染濃度が低下するにつれて、浄化効率が低下する。しかも、透水性の低い地盤においては地下水GWの汲み上げによる方法だけでは回収に対する効率はかなり低い。これは、透水性の低い地盤では、地下水流が極めて緩慢であるため、地下水の汲み上げによる方法では、汲み上げられる地下水の殆どは透水性の高い砂質土等の地盤からのものとなるからである。
As described above, in such a purification method by pumping up groundwater, the purification efficiency decreases as the contamination concentration in the contaminated
そこで、この形態では、地盤1内に、注水井戸4から復水用の水と共に添加剤8を投入する。この添加剤8は、トリクロロエチレン等との反応によって、環境基準に抵触しない物質を生成するものであることが望ましく、添加剤8自体も環境基準に抵触しない物質であることが望ましく、ここでは過酸化水素水H2O2を用いる。すなわち注水井戸4には過酸化水素水の水溶液を注入する。
Therefore, in this embodiment, the
汚染物質がトリクロロエチレンである場合、過酸化水素水の添加によって、次の化学反応を生じる。この反応による生成物は、やがて二酸化炭素や塩素に分解されることになる。
上述の反応は、エネルギの供給によって促進することができる。図1に示される実施の形態においては、各揚水井戸3及び注水井戸4のケーシング3a,4aを金属導体からなるものとし、これを電極として、交流電源9を介して接続し、ケーシング3a,4a間に交流電圧を印加することによって、地盤1内の汚染領域2に交流電流を発生させ、このときのジュール熱により、添加剤8による反応を促進させるものである。
The above reaction can be facilitated by the supply of energy. In the embodiment shown in FIG. 1, the
電極としてのケーシング3a,4a間に、交流電源9によって印加する電圧値は、地盤1が地下水で飽和していることを前提としても、汚染領域2の土の種類によって電気抵抗が異なるので一概には規定できないが、発明者らの実験によれば、電極間の距離が数mのオーダーでは、1cmあたり1Vの電圧を印加することによって、電気浸透あるいは電気泳動による土中水の移動(電子の流れ)を生じることが確認されており、また、このときのジュール熱の発生で、数時間でケーシング3a,4a及びその周辺部分の土骨格と水分の温度が100℃に達することが確認されている。
The voltage value applied by the
また、土は断熱的性質が強いため、揚水井戸3,3,…で囲まれた汚染領域2は殆どこの温度に達して定常的になるものと考えられる。この定常状態までに要する時間は、土の比熱により異なる。100℃は水の沸点に相当するが、有機塩素化合物の沸点はこれより低いため、揮発現象も生じるが、化学反応を促進させる温度としては十分である。
Moreover, since soil has a strong adiabatic property, it is considered that the contaminated
また、図1に示される実施の形態において、交流電圧を印加しているのは、電気浸透あるいは電気泳動による土中水の移動(電子の流れ)は、水の電気分解により起こる現象であるため、直流電圧では、長期間の印加によって分極が起こり、酸素や水素、場合によっては塩素等の気泡が電極としてのケーシング3a,4aに付着して、電流効率が低下するからである。したがって、分極が起こらない、もしくはその程度が小さい場合は、電極(ケーシング3a,4a)間を、直流電源を介して接続し、直流電圧を印加しても良い。
In the embodiment shown in FIG. 1, the AC voltage is applied because the movement of water in the soil (electron flow) by electroosmosis or electrophoresis is a phenomenon caused by electrolysis of water. This is because, when the DC voltage is applied, polarization occurs when applied for a long period of time, and bubbles such as oxygen, hydrogen, and chlorine in some cases adhere to the
なお、トリクロロエチレン等の汚染物質と、添加剤8との化学反応による生成物に有害物が含まれているような場合は、異なる添加剤を添加しても良いし、あるいは触媒などで反応経路を変えることも可能である。
In addition, in the case where harmful substances are contained in the product resulting from the chemical reaction between the contaminants such as trichlorethylene and the
また、ケーシング3a,4a内(揚水井戸3及び注水井戸4内)での反応が卓越する場合は、添加剤8の添加とケーシング3a,4a間への交流電圧の印加を同時に行なうのではなく、注水井戸4に添加剤8を投入し、揚水井戸3から地下水GWを汲み上げて、地下水流GWFにより汚染領域2に添加剤8を浸透させたうえで、添加剤8の投入を一旦停止し、その後で交流電源9を駆動させる、というように、添加剤8の添加と電圧印加のタイミングを適切に変更すれば良い。
Moreover, when the reaction in the
次に図2は、本発明に係る汚染地盤の浄化方法の、好ましい第二の形態を示す説明図である。この形態も、基本的には図1に示される第一の形態と同様であるが、ケーシング3a,4aを、交流電源9を介して接続するのではなく、各揚水井戸3及び注水井戸4の内部に金属フラットバーからなる電極10,11を挿入し、この電極10,11を、交流電源9を介して接続している点で図1と相違するものである。すなわち、図1の形態によれば、交流電圧を印加されたケーシング3a,4aが、電気化学的作用により経時的に腐食するが、図2のように構成することによって、このようなケーシング3a,4aの腐食を防止することができる。
Next, FIG. 2 is explanatory drawing which shows the preferable 2nd form of the purification method of the contaminated ground which concerns on this invention. This form is also basically the same as the first form shown in FIG. 1, but the
なお、上述した各実施の形態は、本発明に係る汚染媒体の浄化方法を、地下水汲み上げによる汚染地盤の浄化工法に適用したものであるが、トリクロロエチレン等の有機塩素化合物で汚染された土壌など、他の媒体の浄化工法や、掘削した汚染媒体を浄化処理する処理プラントや、中間処理施設にも適用することが可能である。 In each of the above-described embodiments, the method for purifying a contaminated medium according to the present invention is applied to a method for purifying contaminated ground by pumping up groundwater, but soil contaminated with an organic chlorine compound such as trichlorethylene, etc. The present invention can also be applied to other medium purification methods, treatment plants that purify excavated contaminated media, and intermediate treatment facilities.
1 地盤(媒体)
2 汚染領域
3 揚水井戸(揚水部)
3a,4a ケーシング(電極)
4 注水井戸(注水部)
5 止水壁
6 水中ポンプ
7 揚水管
8 添加剤
9 交流電源
10,11 電極
1 Ground (medium)
2 Contaminated area 3 Pumping well (pumping section)
3a, 4a Casing (electrode)
4. Water injection well (water injection part)
5 Water stop wall 6
Claims (3)
The method for purifying a contaminated medium according to claim 1, wherein the voltage applied to the medium is an AC voltage.
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JP2004183377A JP2006006996A (en) | 2004-06-22 | 2004-06-22 | Purification method of pollution vehicle |
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CN105312314A (en) * | 2015-11-05 | 2016-02-10 | 北京建工环境修复股份有限公司 | Repairing system and method for heavy metal-organic combined polluted soil and underground water |
CN114833184A (en) * | 2022-05-09 | 2022-08-02 | 常州大学 | Soil pit pickled Chinese cabbage soil repairing device and repairing method thereof |
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