JP2006198548A - 土壌及び地下水の油浄化方法及び浄化設備 - Google Patents

Abstract

【課題】
油で汚染された土壌や地下水の浄化の妨げとなる硝化を硝化抑制剤の供給により抑制し、無機塩類や酸素の有効活用と工期の短縮を図る土壌及び地下水の油浄化方法及び浄化設備を提供すること。
【解決手段】
油の分解を行う好気性従属栄養細菌の活動を活性化させる酸素源及び無機塩類を供給する酸素源供給装置１１及び無機塩供給装置１２と、硝化菌によって起きる硝化の進行を抑える硝化抑制物質とを混合装置１５で混合して注入井戸１６から土壌２及び地下水脈４内へ注入することと、硝化抑制物質の供給量を観測井戸１７内の硝酸イオン濃度を測定装置１８で測定した結果により制御する制御装置１４を備えることによって、油で汚染された土壌や地下水の浄化の妨げとなる硝化を抑制し、酸素源や無機塩類の有効活用と工期の短縮を図る事を可能にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、微生物を利用することにより土壌及び地下水の油汚染を原位置で浄化する土壌及び地下水の油浄化方法及び浄化設備に関するものである。

従来、汚染された土壌や地下水を浄化する方法には、汚染された土壌を一度掘削して別の場所に移動し浄化する方法や、土壌を掘削することなく、微生物の働きにより原位置で浄化を行う方法などが知られている。このとき、原位置で浄化を行う場合は、汚染物質の分解を行う土壌や地下水内に既に存在している微生物の活動を活性化させる為、酸素源や無機塩類などを土壌や地下水内に注入し、土壌や地下水内を好気性に保つことが行われている。更に、酸素源や無機塩類を注入するだけでなく、人為的に分解用微生物の注入を行うことも行われてきた(例えば、特許文献１参照。)。
特開平１０−１８０２３７号公報

しかしながら、土壌及び地下水が油で汚染されている場合、従来のように汚染部位に酸素源や無機塩類を注入しても、油を効率的に浄化することができないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、土壌及び地下水を汚染している油を効率的に浄化し、浄化工期の短縮を図ることができる土壌及び地下水の油浄化方法及び設備を提供することを目的とする。

本発明の請求項１は前記目的を達成するために、油で汚染された土壌及び地下水の汚染部位に、窒素源を少なくとも含む無機塩と酸素源とを注入して前記油を前記汚染部位に存在する細菌によって浄化処理する土壌及び地下水の油浄化方法であって、前記汚染部位に硝化抑制物質を注入することを特徴とする。

前述のように、原位置での浄化を行う際には、汚染された土壌や地下水へ細菌の活動を活性化させる酸素源や無機塩類を注入することで洗浄することができる。しかし、土壌や地下水に存在する細菌は多種多様な細菌が集まった複合細菌である。従って、汚染部位に酸素源や無機塩類を注入して汚染部位を好気性に保つことにより、油を分解する好気性従属栄養細菌の他に油の分解に関与しない好気性独立栄養細菌である硝化菌の活動も活性化してしまう。これにより、無機塩として窒素源やリン源を注入すると、硝化菌は窒素源に由来するアンモニウムイオンを硝酸イオンに変換し、それに伴って酸素源も消費してしまう。この結果、油を分解する好気性従属細菌が利用できるアンモニウムイオンと酸素源とが減少し、油を効率的に分解することができない。

本発明の請求項１によれば、汚染部位に硝化抑制物質を注入するようにしたので、硝化菌の活性化を防止することができる。これにより、汚染部位に注入した窒素源や酸素源が硝化菌によって無駄に消費されることを防止できるので、油を分解する好気性従属栄養細菌により土壌及び地下水を汚染している油を効率的に浄化することができる。

請求項２は請求項１において、前記地下水の水脈における前記無機塩と酸素源を注入した位置よりも下流側位置で、前記地下水の硝酸イオン濃度を測定し、該測定結果に基づいて前記硝化抑制物質の注入量を制御することを特徴とする。

硝化菌はアンモニウムイオンを硝酸イオンに変換するので、硝酸イオンがどの程度生成されているかを知ることで硝化菌の活性状態を知ることができる。請求項２では、地下水の硝酸イオン濃度を測定し、該測定結果に基づいて硝化抑制物質の注入量を制御するようにしたので、硝化抑制物質の注入量の過不足が生じることがない。また、硝酸イオン濃度の測定を、地下水の水脈における無機塩と酸素源を注入した注入位置よりも下流側位置で行うようにしたので、注入した窒素源に由来する硝酸イオン濃度の変化を精度良く測定することができる。

請求項３は、油で汚染された土壌及び地下水の汚染部位を、該汚染部位に存在する細菌によって浄化処理する土壌及び地下水の油浄化設備において、窒素源を少なくとも含む無機塩を供給する無機塩供給装置と、酸素源を供給する酸素源供給装置と、硝化抑制物質を供給する硝化抑制物質供給装置と、前記各装置から供給される無機塩、酸素源、及び硝化抑制物質を前記汚染部位に注入する注入井戸と、前記地下水の水脈における前記注入井戸よりも下流位置に設けられた観測井戸と、前記測定用井戸において前記地下水の硝酸イオン濃度を測定する測定装置と、前記測定装置の測定結果に基づいて前記硝化抑制物質供給装置から前記汚染部位に注入する硝化抑制物質の注入量を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項３によれば、硝化菌による硝化を硝化抑制物質により抑制し、硝酸イオン濃度の測定結果を元にして硝化抑制物質の注入量を制御する。これにより、硝化による無機塩類や酸素源の減少を抑え、油を分解する好気性従属栄養細菌の分解能力低下を防ぐので、無機塩類や酸素の有効活用と工期の短縮を図ることが可能になる。

以上説明したように、本発明の土壌及び地下水の油浄化方法及び浄化設備によれば、油で汚染された土壌や地下水の浄化の妨げとなる硝化を硝化抑制剤の供給により抑制し、無機塩類や酸素の有効活用と工期の短縮を図ることが可能となる。

以下添付図面に従って本発明に係る土壌及び地下水の油浄化方法及び浄化設備の好ましい実施の形態について詳説する。

最初に、本発明に係る土壌及び地下水浄化設備の構成について説明する。図１は本発明に係る土壌及び地下水浄化設備の構成図である。

図１に示すように、浄化設備１が設けられている土壌２には、地下水脈４が矢印Ａの方向に向かって流れており、土壌２と地下水脈４は汚染部位３が油で汚染されている。土壌２へは浄化設備１から注入井戸１６と観測井戸１７が地下水脈４よりも深く形成されており、注入井戸１６は観測井戸１７よりも地下水脈４の上流に配設されている。

浄化設備１には酸素源供給装置１１と、無機塩供給装置１２と、硝化抑制物質供給装置１３とが備わっている。酸素源供給装置１１からは酸素源を供給し、無機塩供給装置１２からは窒素やリンなどの無機塩類を供給し、酸素源や無機塩類は油を分解する好気性従属栄養細菌の活動活性物質として使用される。硝化抑制物質供給装置１３は硝化菌による硝化の進行を抑制する為の硝化抑制物質を供給する。

硝化抑制物質としては、チオ尿素、２−アミノ−４−クロル−６−メチルピリミジン、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジシアンジアミド、サルファーチアゾール、Ｎ−２，５−ジクロルフェニル、サクシナミド酸、１−アミジノ−２チオウレア（グアニルチオウレア）、４−アミノ−１，２，４−トリアゾール塩酸塩などを好適に使用することができる。

酸素源供給装置１１と、無機塩供給装置１２とにはそれぞれバルブ２０、２１が取り付けられ、これを調整することにより油を分解する好気性従属栄養細菌の活動活性物質としての酸素と無機塩類との供給量を調整する。

硝化抑制物質供給装置１３には制御バルブ１９が取り付けられ、制御バルブ１９へは信号ケーブル又は無線により制御装置１４が接続される。制御装置１４には、観測井戸１７に湧き出す水の硝酸イオン濃度を測定する測定装置１８が取り付けられている。

制御装置１４は測定装置１８が検知した硝酸イオン濃度に基づいて制御バルブ１９の開閉量を調整し、硝化抑制物質供給装置１３からの硝化抑制物質供給量を調整する。

酸素源供給装置１１と、無機塩供給装置１２と、硝化抑制物質供給装置１３とから供給された酸素源、無機塩類、及び硝化抑制物質は混合装置１５にて一度混合され注入井戸１６へ供給される。混合装置１５にはバルブ２２が取り付けられており、これを調整することで前記混合物質の供給量を調整する。

これらの構成により、本発明の土壌及び地下水浄化設備は、油で汚染された土壌や地下水の浄化の妨げとなる硝化を、硝化抑制剤の供給により抑制し、無機塩類や酸素の有効活用と工期の短縮を図ることが可能となる。

なお、注入井戸１６は、垂直に地下水脈４よりも深く掘り下げるだけでなく、図２に示す注入井戸２３ように、Ｌ字状に形成し、地下水脈４の観測井戸１７よりも上流に位置し、汚染部位３の上部に水平部分を形成したものでもよい。更に、注入井戸の代わりに、図３に示すように、地下水脈４の観測井戸１７より上流に位置し、地上面に形成した溝２４のような形状のものでもよい。

次に、本発明に係る土壌及び地下水浄化設備の作用について説明する。図１に示す注入井戸１６へは、浄化設備１の酸素源供給装置１１と、無機塩供給装置１２と、硝化抑制物質供給装置１３とよりそれぞれ酸素、無機塩類、及び硝化抑制物質が混合装置１５により混合されて供給されている。

供給された混合物質は注入井戸１６より、土壌２及び地下水脈４へ浸透していく。酸素と無機塩類は、土壌２又は地下水脈４内に既に存在している油を分解する好気性従属栄養細菌の活動に必要な物質であり、好気性従属栄養細菌の活動を活性化させるので、酸素と無機塩類の浸透が進むことにより油の分解が促進される。これにより油で汚染された汚染部位３の浄化が通常よりも早く進行することとなり、浄化作業の工期が短縮される。

しかし、土壌２又は地下水脈４内には油を分解する好気性従属栄養細菌だけではなく、酸素を使用して無機塩類から生じるアンモニウムイオンを硝酸イオンに変換する好気性独立栄養細菌の硝化菌も存在している。この硝化菌によりアンモニウムイオンが硝酸イオンに変換されると、好気性従属栄養細菌の使用できる酸素や無機塩類が減少するため、好気性従属栄養細菌の活動が鈍くなり油の分解速度を鈍化させることになる。そこで本発明では汚染部位に硝化抑制物質を注入するようにした。

即ち、浄化設備１から供給される硝化抑制物質は硝化菌の活性を抑える効果があるので、硝化による酸素源や無機塩類の減少も抑えられる。これにより、無機塩類や酸素を有効活用することが可能となる。

硝化抑制物質の供給量は、測定装置１８により測定される硝酸イオンの濃度に基づいて、制御装置１４により制御される。

測定装置１８は、地下水脈４の注入井戸１６より下流の汚染部位３に向けて形成された観測井戸１７内に設けられており、観測井戸１７内に湧き出した汚染された水の硝酸イオン濃度測定を行い、その結果を制御装置１４へ知らせる。

制御装置１４は、硝化抑制物質供給装置１３から注入井戸１６へ供給される硝化抑制物質の効果で硝化が抑制され、観測井戸１７内の測定装置１８で測定される硝酸イオン濃度が下がると、硝化抑制物質供給装置１３に接続された制御バルブ１９を閉めて硝化抑制物質の供給量を減少させる。硝酸イオン濃度が上がってきた場合は、制御バルブ１９を開けて硝化抑制剤の供給量を増やす。これにより、濃度の変化に合わせて硝化抑制剤の供給量を自動的に変えられるので、硝化抑制剤も有効活用することが可能になる。

以上説明したように、本発明によれば、油で汚染された土壌や地下水の浄化の妨げとなる硝化を硝化抑制剤の供給により抑制し、無機塩類や酸素の有効活用と工期の短縮を図ることが可能となる。

本発明に係る土壌及び地下水浄化設備の構成図 注入井戸の別の形態を表した構成図 注入井戸の代わりに地上面に溝を形成した構成図

符号の説明

１…浄化設備 、２…土壌 、３…汚染部位、４…地下水脈、１１…酸素源供給装置、１２…無機塩供給装置、１３…硝化抑制物質供給装置、１４…制御装置、１５…混合装置、１６、２３…注入井戸、１７…観測井戸、１８…測定装置、１９…制御バルブ、２０、２１、２２…バルブ、２３…溝

Claims (3)

1. 油で汚染された土壌及び地下水の汚染部位に、窒素源を少なくとも含む無機塩と酸素源とを注入して前記油を前記汚染部位に存在する細菌によって浄化処理する土壌及び地下水の油浄化方法であって、
   前記汚染部位に硝化抑制物質を注入することを特徴とする土壌及び地下水の油浄化方法。
2. 前記地下水の水脈における前記無機塩と酸素源を注入した位置よりも下流側位置で、前記地下水の硝酸イオン濃度を測定し、該測定結果に基づいて前記硝化抑制物質の注入量を制御することを特徴とする請求項１の土壌及び地下水の油浄化方法。
3. 油で汚染された土壌及び地下水の汚染部位を、該汚染部位に存在する細菌によって浄化処理する土壌及び地下水の油浄化設備において、
   窒素源を少なくとも含む無機塩を供給する無機塩供給装置と、
   酸素源を供給する酸素源供給装置と、
   硝化抑制物質を供給する硝化抑制物質供給装置と、
   前記各装置から供給される無機塩、酸素源、及び硝化抑制物質を前記汚染部位に注入する注入井戸と、
   前記地下水の水脈における前記注入井戸よりも下流位置に設けられた観測井戸と、
   前記測定用井戸において前記地下水の硝酸イオン濃度を測定する測定装置と、
   前記測定装置の測定結果に基づいて前記硝化抑制物質供給装置から前記汚染部位に注入する硝化抑制物質の注入量を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする土壌及び地下水の油浄化設備。

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