JP2006297344A - 土壌浄化方法およびそれに用いる装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取り扱いが簡単で、湿気対策の必要がなく、メンテナンスに殆ど手間がかからない土壌浄化方法を提供する。
【解決手段】電子供与体濃縮水溶液が収容される貯槽１を準備し、この貯槽１内の電子供与体濃縮水溶液を取出手段により貯槽１外に取り出し、希釈水と混合させて希釈させたのち、この希釈液を注入井戸１１に注入するようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、土壌や地下水等の汚染を浄化するための土壌浄化方法およびそれに用いる装置に関するものである。

従来から、有機塩素化合物，油類，重金属類等により汚染された土壌や地下水等を浄化する浄化方法として、各種の方法が行われている。例えば、土壌を掘り起こして汚染物質を取り除くための物理化学的な処理を行う方法や、土壌に井戸を設けて真空抽出する方法や、汚染物質を分解し無毒化する微生物を利用する方法等がある。ところが、土壌を掘り起こす方法では、掘り起こした汚染土壌を通気処理もしくは加熱処理して汚染物質を取り除いたり、紫外線照射もしくは酸化物添加により汚染物質を分解したりしているため、土壌からほぼ完全に汚染物質を取り除くことが可能であるが、浄化処理に先立って土壌掘削を行う必要であることから、現存建造物下の土壌の浄化処理には適用困難であるうえ、掘削および浄化処理に要する費用が莫大となるため広範囲な汚染土壌の浄化にも適していないという問題がある。

また、土壌に設けた井戸内を減圧して土壌内の汚染物質を抽出する方法は、揮発性汚染物質に対して効果的であるものの、数ｐｐｍ以下の揮発性汚染物質の除去効率は一般的に低く、また、その浄化処理に年単位の時間が必要であるため、もっぱら高濃度汚染の一次浄化処理に適用されている。

一方、微生物による浄化方法は、汚染土壌を掘削しない場合にも適用可能であるため、掘削をせずに建造物下の土壌を浄化することができる。また、汚染物質に対する分解活性が高い微生物を利用することにより、揮発性汚染物質はもとより、難揮発性汚染物質をも分解浄化可能であり、経済的に効率のよい土壌浄化方法として近年注目されている。この微生物による浄化方法として、土壌や地下水中に元来生息する土着の汚染物質分解微生物を利用する方法と、土壌や地下水中に元来生息しない外来の汚染物質分解微生物を利用する方法とが提案されているが、前者の場合には、土着の微生物を増殖させその分解活性を高めるための栄養素等の土壌浄化剤を土壌に注入することで浄化処理が行われている。

このような土壌浄化剤を土壌に注入する装置として、粉末状の土壌浄化剤，溶解タンク，ポンプ等（図示せず）を用意し、作業当日に、溶解タンクに収容した水（例えば２〜３ｍ³ ）に所定量の粉末状の土壌浄化剤を入れて溶解させ、この溶解液２０を、土壌２１に形成した複数の注入井戸２２（図２参照。図２では、１つの注入井戸２２しか図示せず）から土壌２１や地下水２３中に注入して汚染物質２４を無害化するようにしている。図において、２５は観測井戸である。

ところが、土壌浄化剤が有機物であるため、溶解タンクの水に土壌浄化剤を溶解させたまま、しばらく放置しておくと、土壌浄化剤が腐敗（発酵）して土壌浄化の効果が低下するうえ、異臭がする。しかも、夏場等では、あまり大量に土壌浄化剤を溶解させると、上記腐敗が進むため、小分けして溶解させる必要があり、溶解作業を一日に複数回行わなければならず、著しく作業効率が低下し、コストアップの要因ともなる。一方、冬場等、比較的気温が低いときには、１回の溶解作業で一日の注入分を作り貯めすることは可能であるが、溶解タンクが大きくなりすぎ、コストアップとなる。

そこで、図３に示すような装置を用いることが考えられる。この装置は、粉末状の土壌浄化剤（図示せず）を収容するホッパー２６と、粉液混合器２７と、リザーバー２８とを備えており、水道（図示せず）から所定量の水道水を粉液混合器２７に供給し、この粉液混合器２７で、上記ホッパー２６から供給される所定量の土壌浄化剤と混合させたのち、リザーバー２８に送給し注入管２９により注入井戸（図示せず）に注入するようにしたものである。図において、３０，３１はポンプである。この装置では、必要時に、ポンプ３０，３１等を作動させることにより、自動的に所定量・所定濃度の土壌浄化剤を土壌２１や地下水２３に注入することができる。しかも、必要時に土壌浄化剤を水道水に溶解させるため、溶解作業を省略できて作業効率が向上する。しかも、大きな溶解タンクを用いる必要がなく、注入設備が小形化する。しかも、上記装置の自動化により人件費が安価になる。

しかしながら、上記装置では、粉末状の土壌浄化剤をホッパー２６に収容する作業等、粉末状の土壌浄化剤の取り扱いが困難である。しかも、粉末状の土壌浄化剤を取り扱うため、湿気対策が必要になる。しかも、ホッパー２６の壁面やホッパー２６内の小部品や狭い隙間等に粉末状の土壌浄化剤が付着するため、使用後のホッパー２６の洗浄等、メンテナンスに非常に手間等がかかる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、取り扱いが簡単で、湿気対策の必要がなく、メンテナンスに殆ど手間がかからない土壌浄化方法およびそれに用いる装置の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、電子供与体濃縮水溶液が収容される貯槽を準備し、この貯槽内の電子供与体濃縮水溶液を取出手段により貯槽外に取り出し、希釈水と混合させて希釈させたのち、この希釈液を注入井戸に注入するようにした土壌浄化方法を第１の要旨とし、電子供与体濃縮水溶液が収容される貯槽と、この貯槽内の電子供与体濃縮水溶液を取り出す取出手段と、希釈水を供給する供給手段と、上記貯槽内から取出手段により取り出された電子供与体濃縮水溶液と上記供給手段により供給された希釈水とを混合させて希釈させる混合手段とを備え、この混合手段で混合，希釈させた希釈液を注入井戸に注入するようにした土壌浄化装置を第２の要旨とする。

すなわち、本発明の土壌浄化方法は、電子供与体濃縮水溶液が収容される貯槽を準備し、この貯槽内の電子供与体濃縮水溶液を取出手段により貯槽外に取り出し、希釈水と混合させて希釈させたのち、この希釈液を注入井戸に注入するようにしている。このように、本発明の土壌浄化方法では、電子供与体を水に濃縮，溶解させた（すなわち、電子供与体濃縮水溶液にした）状態で貯槽に収容しているため、電子供与体を貯槽に収容する作業等、電子供与体の取り扱いが容易である。しかも、電子供与体を液体の状態で取り扱うため、湿気対策の必要がない。しかも、電子供与体濃縮水溶液が貯槽の壁面や貯槽内の小部品等に付着しても、使用後の貯槽の洗浄の際に、水洗い等で簡単に電子供与体濃縮水溶液を貯槽の壁面等から洗い落とすことができ、メンテナンスに殆ど手間がかからない。一方、本発明の土壌浄化装置でも、これを用いることにより、本発明の土壌浄化方法を行うことができ、上記優れた効果を奏する。

なお、本発明において、「電子供与体濃縮水溶液」とは、水道水等の水に粉末状の電子供与体を濃縮状態で溶解させたものであり、その電子供与体の濃度は１重量％以上に設定され、好適には３〜３０重量％の範囲内に設定される。このような電子供与体は必ずしも水道水等の溶媒に溶解している必要はなく、溶媒中に均一に分散していればよい。また、電子供与体としては、アミノ酸，クエン酸，ショ糖，グルコース，メタノール，エタノール等があげられ、また、メタン，エタン，プロパン等の種々の炭化水素もあげられ、また、酵母エキス、フミン酸等もあげられるが、これらに限定するものではない。また、このような電子供与体を含むものとしては、酵母エキスもしくはフミン酸の抽出物、魚類もしくはその抽出物、肉類もしくはその抽出物、食品工場，酒もしくはビール工場，製糖工場からの有機廃棄物もしくはその抽出物等があげられ、これらは安価で入手しやすい。上記食品工場からの有機廃棄物としては、おから等が含まれ、上記酒もしくはビール工場からの有機廃棄物としては、酒粕等が含まれる。また、炭化水素とアミノ酸等を配合した粉末状の食品材料も、土壌や地下水中の還元的脱塩素反応を行う嫌気性微生物を活性化するため、用いられる。また、鉄および第一鉄の少なくとも一方と、酵母エキス，不活性酵母，活性酵母のうち少なくとも１つの微生物活性剤とからなるものも、上記少なくとも１つの微生物活性剤が、六価クロム還元微生物に対して炭素源およびエネルギーの供給源（電子供与体）として作用して六価クロム還元微生物を増殖，活性化する効果を有するため、六価クロムに対し、好適に用いられる。

本発明の土壌浄化方法において、上記希釈水が、水道から供給される水道水である場合には、既存の設備を利用して希釈水を供給することができる。上記水道としては、例えば、家庭用の上水道およびその関連設備（水道用配管，蛇口等を含む）や、工場，作業現場等の各種施設に設けられた水道およびその関連設備（水道用配管，蛇口等を含む）が用いられる。したがって、上記水道から供給される水道水としては、上記上水道から供給される上水や、工場，作業現場等の各種施設で使用される工業用水等が用いられる。なお、本発明において、「希釈水」としては、上記水道水に限定するものではなく、近くに河川等がある場合には、河川等の水をポンプ等で汲み上げて用いることもでき、また、浄化すべき土壌や地下水中に汚染物質分解微生物があまり生息していない場合等には、汚染物質分解微生物が多く生息している他の場所の地下水等をポンプ等で汲み上げて用いることもでき、また、これらを組み合わせて用いることもできる。

本発明の土壌浄化方法において、上記土壌もしくは地下水がｐＨ値５〜１０の範囲内となるようにした場合には、土壌や地下水中に生息する汚染物質分解微生物の活性が上がり、汚染物質が減少する。一方、上記の範囲を外れると、汚染物質分解微生物の活性が下がり、汚染物質が減少しない。特に、ｐＨ値が５を下回ると、汚染物質分解微生物による汚染物質の分解速度が著しく低下する。このようなｐＨ値は、好適には、５．５〜９．０に設定され、さらに好適には、６．０〜８．０に設定される。

本発明の土壌浄化方法において、上記土壌もしくは地下水にｐＨ調整剤を供給可能にした場合には、上記供給量を調整することにより、土壌もしくは地下水のｐＨ調整をすることができる。このようなｐＨ調整を土壌や地下水に供給する方法としては、希釈液にｐＨ調整剤を混入し、希釈液とともに注入井戸に注入する方法や、希釈液とは別にｐＨ調整剤だけを注入井戸もしくはこの注入井戸とは別の井戸から供給する方法等があげられる。

本発明の土壌浄化方法において、上記電子供与体濃縮水溶液、上記希釈水および上記希釈液の少なくとも１つを加温するようにした場合には、また、本発明の土壌浄化装置において、上記電子供与体濃縮水溶液を加温する加温手段、上記希釈水を加温する加温手段および上記希釈液を加温する加温手段の少なくとも１つを設けるようにした場合には、希釈液を温めた状態で注入することができる。これにより、特に冬場に水道水をそのまま（加温することなく）注入すると地下水温度が下がり、汚染物質分解微生物の活性が下がってしまうが、これを防止することができる。

上記ｐＨ調整剤としては、炭酸カルシウム，炭酸ソーダ，苛性ソーダ，塩酸，硫酸等が必要に応じて用いられる。

また、汚染物質としては、有機塩素化合物，六価クロム，硝酸性窒素，油類等があげられる。また、上記有機塩素化合物としては、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、トランス−１，２−ジクロロエチレン、１，１−ジクロロエチレン、塩化ビニル、塩化メチル、ジクロロメタン、クロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、１，３−ジクロロプロペン、１，２−ジクロロプロパン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ＰＣＢ、ダイオキシン等があげられるが、これに限定するものではない。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１は本発明の土壌浄化装置の一実施の形態を示している。図において、１は電子供与体濃縮水溶液（図示せず）を収容する貯槽（例えば、密閉構造のものが用いられる）であり、この貯槽１内の電子供与体濃縮水溶液が所定量に減少したときには、電子供与体濃縮水溶液を収容する増設タンク（図示せず）から供給管１ａを介して電子供与体濃縮水溶液が上記貯槽１に供給されるようにしている。上記電子供与体濃縮水溶液に溶解する電子供与体として、土壌浄化剤ＥＤＣ（エコサイクル社製）が用いられており、上記電子供与体濃縮水溶液には、上記ＥＤＣが例えば５重量％溶解している。２は水道の蛇口（図示せず）から延びる開閉弁２ａ付き水道水供給管であり、上記水道から供給される水道水（希釈水）を合流管３に導入する作用をする。４は上記貯槽１内の電子供与体濃縮水溶液を合流管３に導入する開閉弁４ａ付き導入管である。この実施の形態では、電子供与体濃縮水溶液と水とを合流管３で合流させ、電子供与体濃縮水溶液を水道水で例えば１０倍に薄め、ＥＤＣ濃度０．５重量％にする。

５は上記合流管３で合流させた水道水と電子供与体濃縮水溶液（すなわち、上記合流管３で希釈した希釈液）を導入して攪拌，混合させる混合器である。６は上記混合器５で攪拌，混合させた希釈液を連通路７を介して導入する一時貯槽（バッファータンク）であり、上記混合器５や後述する収容槽８から導入する導入量と、後述する注入管１０から導出する導出量との調整を行うようにしている。８はｐＨ調整剤（図示せず）を収容する収容槽であり、上記収容槽８内のｐＨ調整剤を上記開閉弁９ａ付き供給路９を介して上記一時貯槽６に供給するようにしている。１０は上記一時貯槽６内の希釈液を取り出して注入井戸１１に注入する開閉弁１０ａ付き注入管である。１２は観測井戸であり、この観測結果に基づいて合流管３への電子供与体濃縮水溶液の供給量や一時貯槽６へのｐＨ調整剤の供給量を制御するようにしている。このような本発明の土壌浄化装置は可搬式であり、台車等（図示せず）に載せて運搬等することが可能である。図において、２ｂは上記水道水供給管２に設けたポンプで、４ｂは上記導入管４に設けたポンプで、９ｂは上記供給路９に設けたポンプで、１０ｂは上記注入管１０に設けたポンプで、１３は土壌で、１４は地下水である。

上記の構成において、例えば、つぎのようにして注入井戸１１に電子供与体水溶液を注入することができる。すなわち、上記各ポンプ２ｂ，４ｂの流量を自動的に調整するとともに上記開閉弁２ａ，４ａを自動的に開閉操作し、貯槽１から所定量の電子供与体濃縮水溶液を導入管４を介して合流管３に供給し、水道から所定量の水道水を水道水供給管２を介して合流管３に供給し、この合流管３で合流して所定濃度に希釈された希釈液を混合器５に導入してここで攪拌，混合したのち、この希釈液を連通路７を介して一時貯槽６に送給してここに溜めながら、ポンプ１０ｂの流量を自動的に調整するとともに開閉弁１０ａを自動的に開閉操作し、所定濃度に調整された希釈液を所定量取り出して注入井戸１１に注入し、土壌１３や地下水１４内の汚染物質２４（図２参照）を無害化するようにしている。そして、注入後、観測井戸１２により地下水１４内のｐＨ値等の状況を観測し、この観測結果に基づいて、上記各ポンプ２ｂ，４ｂ，１０ｂの流量を調整して、注入井戸１１に注入する希釈液の量・濃度を制御する。また、ポンプ９ｂの流量を調整し開閉弁９ａを開閉操作し、収容槽８から一時貯槽６に供給するｐＨ調整剤の供給量を制御し、土壌１３や地下水１４のｐＨ値が適正な値となるようにする。このようにして汚染物質分解微生物の活性が低下しないｐＨ値に保ちながら土壌１３や地下水１４を浄化することができる。なお、あらかじめ土壌１３や地下水１４のｐＨ値が得られている場合には、始めからｐＨ調整剤を所定量添加しながら注入を開始してもよい。

上記のように、この実施の形態では、電子供与体を電子供与体濃縮水溶液にした状態で貯槽１に収容しているため、電子供与体を貯槽１に収容する作業等、電子供与体の取り扱いが容易である。しかも、電子供与体を水溶液にした状態で取り扱うため、湿気対策の必要がない。しかも、電子供与体濃縮水溶液が貯槽１の壁面や貯槽１内の小部品等に付着しても、使用後の貯槽１の洗浄の際に、水洗い等で簡単に電子供与体濃縮水溶液を貯槽１の壁面等から洗い落とすことができ、メンテナンスに殆ど手間がかからない。

なお、上記実施の形態では、水道水と電子供与体濃縮水溶液とを合流管３を介して混合器５に導入しているが、これに限定するものではなく、水道水と電子供与体濃縮水溶液とを直接に混合器５に導入してもよい。また、貯槽１，混合器５，一時貯槽６や上記各管２，３，４，７，１０の少なくとも１つに電気ヒーター等の加温手段を設けてもよい。

また、上記貯槽１内の電子供与体濃縮水溶液を取り出す取出手段としては、導入管４，開閉弁４ａ，ポンプ４ｂで構成したものに限定するものではなく、各種の手段（例えば、導入管４，開閉弁４ａを用い、電子供与体濃縮水溶液の自重のみを利用して取り出す）が用いられる。また、希釈水を供給する供給手段としては、水道水供給管２，開閉弁２ａ，ポンプ２ｂで構成したものに限定するものではなく、各種の手段（例えば、水道水供給管２，開閉弁２ａを用い、水道の圧力のみを利用して供給する）が用いられる。また、上記混合手段としては、各種の混合器５等が用いられる。この混合器５に攪拌装置を設けてもよいし、設けなくてもよい。また、上記電子供与体濃縮水溶液を加温する加温手段、上記希釈水を加温する加温手段および上記希釈液を加温する加温手段としては、電気ヒーター等の各種ヒーター等が用いられる。

また、上記各管２，３，４，７，１０等に流量計を取り付けてもよいし、上記流量の調整をポンプで行うのではなく、上記各管２，３，４，７，１０にオリフィスを設けたり、液体マスフローコントローラーを設けたり、流量調整弁を設けたりすることで、行ってもよい。

本発明の土壌浄化装置の一実施の形態を示す構成図である。 土壌浄化剤を土壌に注入する装置の説明図である。 従来例を示す構成図である。

符号の説明

１ 貯槽
１１ 注入井戸

Claims (7)

1. 電子供与体濃縮水溶液が収容される貯槽を準備し、この貯槽内の電子供与体濃縮水溶液を取出手段により貯槽外に取り出し、希釈水と混合させて希釈させたのち、この希釈液を注入井戸に注入するようにしたことを特徴とする土壌浄化方法。
2. 上記希釈水が、水道から供給される水道水である請求項１記載の土壌浄化方法。
3. 上記土壌もしくは地下水がｐＨ値５〜１０の範囲内となるようにした請求項１または２記載の土壌浄化方法。
4. 上記土壌もしくは地下水にｐＨ調整剤を供給可能にした請求項１〜３のいずれか一項に記載の土壌浄化方法。
5. 上記電子供与体濃縮水溶液、上記希釈水および上記希釈液の少なくとも１つを加温するようにした請求項１〜４のいずれか一項に記載の土壌浄化方法。
6. 電子供与体濃縮水溶液が収容される貯槽と、この貯槽内の電子供与体濃縮水溶液を取り出す取出手段と、希釈水を供給する供給手段と、上記貯槽内から取出手段により取り出された電子供与体濃縮水溶液と上記供給手段により供給された希釈水とを混合させて希釈させる混合手段とを備え、この混合手段で混合，希釈させた希釈液を注入井戸に注入するようにしたことを特徴とする土壌浄化装置。
7. 上記電子供与体濃縮水溶液を加温する加温手段、上記希釈水を加温する加温手段および上記希釈液を加温する加温手段の少なくとも１つを設けるようにした請求項６記載の土壌浄化装置。
   

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