JP2007061663A - 浄化用パイプの移動体ユニット及びこれを用いた土壌の浄化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型軽量化が可能で、取扱いも容易な浄化用パイプの移動体ユニット及びこれを用いた土壌の浄化方法を提供する。
【解決手段】 １本の流体流通管２と１本のエアー供給管３とを並列に配置し、流体流通管２とエアー供給管３との両者に収縮又は拡張可能な複数の風船室４，４を上下に離間させて設け、エアー供給管３には各風船室４，４に連通するエアー出入口５を形成し、流体流通管２には各風船室４，４間に開口する流体出入口６を形成した上下に細長い移動体ユニット１を設け、土壌中に埋設され周壁に該周壁を貫通する連通孔１３を有する上下に細長い浄化用パイプ１１を設け、移動体ユニット１を浄化用パイプ１１内に摺動可能に嵌合させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トリクロロエチレンなどの揮発性有機塩素系化合物により汚染された土壌に残留する汚染物質の浄化作業に用いる浄化用パイプの移動体ユニット及びこれを用いた土壌の浄化方法に関する。

本発明者は、地中に残留するトリクロロエチレンなどの揮発性有機塩素系化合物（ＶＯＣ）による汚染物質を除去するための地中浄化装置を開発している（特許文献１参照）。かかる地中浄化装置は、地中内に埋設される上下に細長いパイプを設け、該パイプ内に、上下に所定の間隔をおいて該パイプの周壁の一部をパイプの室内と分離する密閉状の区画室を設けるとともに、各区画室が位置するパイプの周壁に、該周壁を貫通する連通孔を設け、上部側に位置する区画室の中心部にパイプ室内を上下に貫通させる挿通孔を設け、前記パイプ内を通って各区画室を外部に設置した浄化用の設備機器に個別に接続する管体を設けたものである。

ここで用いるパイプは、上下に区画室を多数設けると、区画室の数だけの管体をパイプ内に通す必要があるため、どうしてもある程度の太さが必要となる。実際には、外径８３ｍｍ、内径７１ｍｍの鋼製のパイプを用いた。このような大径のパイプでは、重量も重く、取り扱いが容易でない。また、パイプ内に密閉状の区画室を設けているため、構造が複雑でコストも高くなる。
特開２００５−１６９２７９公報

そこで本発明の目的は、小型軽量化が可能で、取扱いも容易な浄化用パイプの移動体ユニット及びこれを用いた土壌の浄化方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明による浄化用パイプの移動体ユニットは、１本の流体流通管と１本のエアー供給管とを並列に配置し、前記流体流通管とエアー供給管との両者に収縮又は拡張可能な複数の風船室を上下に離間させて設け、前記エアー供給管には各風船室に連通するエアー出入口を形成し、前記流体流通管には各風船室間に開口する流体出入口を形成した上下に細長い移動体ユニットを設け、土壌中に埋設され周壁に該周壁を貫通する連通孔を有する上下に細長い浄化用パイプを設け、前記移動体ユニットを前記浄化用パイプ内に摺動可能に嵌合させたこと、を特徴としている。
ここで、上下に離間させて設ける風船室は２個とするとよい。
流体流通管又はエアー供給管には、浄化用パイプ内に嵌合させた移動体ユニットの深さを示す目印を付すとよい。
また、本発明による浄化用パイプの移動体ユニットを用いた地中浄化方法は、上記した浄化用パイプの移動体ユニットを設け、浄化用パイプの連通孔と浄化用パイプ内に嵌合させた移動体ユニットの流体出入口とを位置合わせし、この状態でエアー供給管を介して各風船室に圧縮空気を供給し各風船室を拡張させて移動体ユニットを浄化用パイプ内壁に固定し、次いで、流体流通管、流体出入口、浄化用パイプの連通孔を介してガス又は液体を土壌中に注入又は吸引すること、を特徴としている。

本発明による浄化用パイプの移動体ユニットによれば、１本の流体流通管と１本のエアー供給管とを並列に配置し、その両者に複数の風船室を上下に離間させて設けた移動体ユニットを浄化用パイプ内に摺動可能に嵌合させるようにしたので、浄化用パイプに多数の連通孔を設けた場合でも、所望の連通孔の位置に移動体ユニットを移動させて浄化作業を行うことができる。浄化用パイプは、連通孔を設けるだけの極めて簡単な構造で、パイプを太くする必要もない。従って、小型軽量化を図ることができ、取り扱いも容易で、コストも低く抑えることができる。
上下に離間させて設ける風船室を２個とすれば、浄化用パイプに設けた１つ１つの連通孔に、移動体ユニットをその都度位置合わせして浄化作業を行うのに都合がよい。
流体流通管又はエアー供給管に、浄化用パイプ内に嵌合させた移動体ユニットの深さを示す目印を付しておけば、土壌中に埋設した浄化用パイプ内で移動ユニットが位置する深さを容易に知ることができる。
また、本発明による浄化用パイプの移動体ユニットを用いた土壌の浄化方法によれば、浄化用パイプの連通孔と移動体ユニットの流体出入口とを位置合わせして移動体ユニットを浄化用パイプ内壁に固定し、次いで、流体流通管、流体出入口、浄化用パイプの連通孔を介してガス又は液体を土壌中に注入又は吸引するようにしたので、１個の移動体ユニットを浄化用パイプ内で移動させるだけで浄化用パイプに設けた全ての連通孔に対応でき、所望の連通孔を通して浄化作業を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しつつ具体的に説明する。図１は浄化用パイプに移動体ユニットを取り付ける様子を示す説明図、図２は第１実施例による移動体ユニット及びこれを浄化用パイプ内に固定した状態の一部断面説明図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ拡大断面図、図４は第２実施例による図２相当の一部断面説明図、図５は図４のＶ−Ｖ拡大断面図、図６は掘削穴に浄化用パイプを埋設した状態の説明図、図７は浄化用パイプを用いて掘削穴の泥状液充填層に横穴を開ける様子を示す断面説明図、図８は複数の浄化用パイプを用いた浄化作業の様子を示す説明図である。

移動体ユニット１は、ガス又は液体の流路となるステンレス製パイプからなる１本の流体流通管２とエアーの流路となるステンレス製パイプからなる１本のエアー供給管３とを並列に配置し、流体流通管２とエアー供給管３との両者を貫通して収縮又は拡張可能な２個の風船室４，４を上下に離間させて設けてある。そして、エアー供給管３には各風船室４，４に連通するエアー出入口５，５を形成し、流体流通管２には上下風船室４，４の間に開口する流体出入口６を形成してある。

より具体的には、上下の風船室４，４は、流体流通管２とエアー供給管３とをステンレス製の口金７で並列に固定し、ゴム製チューブ８で包囲し口金部を銅製締め具９で締め付けて上下２箇所に設けてある。

図１〜図３に示した第１実施例による移動体ユニット１においては、その外径は１８ｍｍ、１個の風船室４の上下の寸法は１００ｍｍ、上下風船室４，４間の寸法は１００ｍｍである。図４〜図５に示した第２実施例による移動体ユニット１においては、外径は第１実施例によるものと同じであるが、上下風船室４，４間の寸法を１０〜１５ｍｍ程度と短くしてある。これにより、浄化用パイプの連通孔のピッチを狭くした場合でも対応できるようにしてある。

流体流通管２の上端には、ポリテトラフルオロエチレン製の流体ホース１０を接続してあり、浄化用パイプ１１内を通って外部の浄化用機器（オゾン発生機、真空ポンプ、水供給装置など）に接続される。また、エアー供給管３の上端には、ポリテトラフルオロエチレン製のエアーホース１２を接続してあり、浄化用パイプ１１内を通って外部の圧縮空気供給機器に接続される。なお、流体ホース１０又はエアーホース１２には、浄化用パイプ１１内に嵌合した移動体ユニット１の深さを示す目印を付しておくとよい。

浄化用パイプ１１はステンレス製など金属製のパイプで、周壁には、該周壁を貫通する連通孔１３が所定のピッチで設けてあり、下端部には先端部材１４を取り付けてある。連通孔１３には、土砂は通さないが、ガスや液体は通すフィルター（図示せず）が設けてある。
浄化用パイプ１１の寸法は、例えば外径２７．２ｍｍ、内径２１．４ｍｍ、連通孔１３のピッチ２５０ｍｍで、上下の長さは浄化作業を行う地中の深さ（例えば３〜６ｍ）に応じて適宜の寸法とする。なお、第２実施例による移動体ユニット１を用いる場合には、連通孔１３のピッチを例えば２５ｍｍと非常に狭い間隔として、狭い範囲を重点的に浄化するのに適する。

なお、上記した移動体ユニット１や浄化用パイプ１１の説明で示した材質や寸法は、一例であって適宜変更可能である。

従来例による浄化パイプの外径８３ｍｍに対して、本実施例による浄化用パイプ１１の外径は２７．２ｍｍであるので、断面積にして約１割の浄化用パイプで済み、大幅な小型軽量化が実現できた。このように小型軽量化できるので、人の手での作業も容易である。

移動体ユニット１は、上下風船室４，４の収縮時には、その外径が浄化用パイプ１１の内径よりも小さく形成してあり、浄化用パイプ１１内には突起物等の障害物はないので、浄化用パイプ１１内を自由に摺動できる。一方、エアー供給管３を介してエアー出入口５，５から圧縮空気を上下風船室４，４内に送り込むと、上下風船室４，４はゴム製チューブ８が拡張して浄化用パイプ１１内壁に密着してシールし、移動体ユニット１は浄化用パイプ１１内に固定されることになる。このとき、上下風船室４，４間には、浄化用パイプ１１内壁との間に密閉された空間１５が形成され、流体流通管２の流体出入口６が開口している。
浄化用パイプ１１に設けた連通孔１３の位置と移動体ユニット１の流体出入口６の位置とを対応させて移動体ユニット１を浄化用パイプ１１内に固定すれば、浄化用パイプ１１の連通孔１３、密閉空間１５、流体出入口６、流体流通管２、流体ホース１０を介してガスや水等の液体を土壌中に注入又は吸引することができ、浄化作業を行うことができる。

なお、土壌中にガスや液体を注入する際の圧力は、上下風船室４，４の空気圧より小さい圧力として、上下風船室４，４間の密閉空間１５の気密性が失われないようにする。
上下風船室４，４の空気圧は、０．２〜０．６ＭＰａ程度とする。

図６は、掘削穴内に浄化用パイプ１１を埋設した状態を示すが、掘削穴が崩れるのを防ぐため、掘削穴内には、水とベントナイトと場合により砂の泥状液が充填（１６）されている。
土壌中の揮発性有機塩素系化合物を浄化するには、土壌中にオゾンガスを注入する必要がある。ところが、泥状液充填層１６はガスを通さないので、連通孔１３からオゾンガスを注入しても、そのままでは土壌中にオゾンガスを注入することができない。このため、連通孔１３の周囲の泥状液充填層１６にガスが通過可能な横穴を開ける必要がある。そのために、浄化用パイプ１１の連通孔１３から泥状液充填層１６に水を注入してベントナイトを溶かし、溶けたベントナイトを吸引除去する工程を繰り返す。

より具体的には、浄化用パイプ１１の連通孔１３の位置と浄化用パイプ１１内の移動体ユニット１の流体出入口６の位置とを対応させ、この状態で、エアー供給管３を介して圧縮空気を送って上下の風船室４，４を膨らませて浄化用パイプ１１内壁に密着させてシールし、移動体ユニット１を浄化用パイプ１１内に固定する。この状態で、流体流通管２を通して水を注入し、連通孔１３から該連通孔１３の周囲の泥状液充填層１６中に水を注入する。ベントナイトは水に溶けるので、これを連通孔１３から吸引して溶けたベントナイトを吸引除去する。この水の注入と、溶けたベントナイトの吸引除去を繰り返して、泥状液充填層１６にガスが通過可能な横方向の穴１７を形成する（図７）。

横穴１７が形成されたか否かを確認するには、流体流通管２を通して空気を土壌中に注入して、その圧力の変化の様子から判断できる。圧力が下がらなければ横穴はまだ十分に形成されていないので、水の注入と、水とベントナイトとの吸引除去を繰り返して、横穴１７が形成されるまで、上記の作業を繰り返す。
浄化作業に先立って、上記のようにして、所望の連通孔１３の周囲の泥状液充填層１６に横穴１７を形成しておく。

次に、図８に示すように、所定深さに埋設した３本の浄化用パイプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを用いて浄化作業を行う場合を例に説明する。
浄化作業を行おうとする深さにある浄化用パイプ１１の連通孔１３と浄化用パイプ１１内に嵌合させた移動体ユニット１の流体出入口６とを位置合わせし、この状態でエアー供給管３を介して各風船室４，４に圧縮空気を供給し各風船室４，４を拡張させて移動体ユニット１を浄化用パイプ１１内壁に固定する。次いで、流体流通管２、流体出入口６、浄化用パイプの連通孔１３を介してオゾンガスを土壌中に注入する（浄化用パイプ１１ａ，１１ｃ）。一方、浄化用パイプ１１ａ，１１ｃの中間に位置する浄化用パイプ１１ｂでは、浄化用パイプ１１ｂの連通孔１３を介して吸引する。これにより、浄化用パイプ１１ａ，１１ｃから浄化用パイプ１１ｂに向かうガスの流れが生じる。
このように、浄化用パイプ毎にオゾンガスの注入と吸引とを分担することにより、ガスの流通を円滑にすることができ、浄化の進捗状況を確認しながら、浄化作業を効率的に行うことができる。

なお、オゾンガスを土壌中に注入することにより、土壌中に残留する揮発性有機塩素系化合物が浄化されるメカニズムを簡単に説明しておく。オゾンガスにより、土壌中に残留するトリクロロエチレンなどの揮発性有機塩素系化合物は、塩素、塩化水素、ジクロロ酢酸などに酸化分解されて浄化されるが、その時の反応熱により、土壌中に残留するトリクロロエチレンが気化し、ガスの流れに乗って浄化用パイプ１１ｂに吸引される。この吸引されたガスの濃度をガス検知管などで測定することにより、浄化の進捗状況を確認しながら、浄化作業を進めることができる。オゾンガスを注入した初期段階では、吸引ガス中のトリクロロエチレン濃度は高い値を示すが、浄化が進んで残留するトリクロロエチレンが減ってくると、吸引ガス中のトリクロロエチレンの濃度は低くなってくる。これにより、浄化の進捗状況を確認することができる。

図に示した移動体ユニット１は、風船室４を上下に２カ所設けているが、上下に離間して３カ所以上設けることもできる。その場合、流体出入口を上下に２カ所以上設けることができるので、浄化用パイプ１１に設ける連通孔１３のピッチを上下流体出入口のピッチに合わせれば、上下２カ所以上で同時に浄化作業を行うことも可能となる。

浄化用パイプに移動体ユニットを取り付ける様子を示す説明図。 第１実施例による移動体ユニット及びこれを浄化用パイプ内に固定した状態の一部断面説明図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ拡大断面図。 第２実施例による図２相当の一部断面説明図。 図４のＶ−Ｖ拡大断面図。 掘削穴に浄化用パイプを埋設した状態の説明図。 浄化用パイプを用いて掘削穴の泥状液充填層に横穴を開ける様子を示す断面説明図。 複数の浄化用パイプを用いた浄化作業の様子を示す説明図。

符号の説明

１ 移動体ユニット
２ 流体流通管
３ エアー供給管
４ 風船室
５ エアー出入口
６ 流体出入口
７ 口金
８ ゴム製チューブ
９ 締め具
１０ 流体ホース
１１ 浄化用パイプ
１２ エアーホース
１３ 連通孔
１４ 先端部材
１５ 空間
１６ 泥状液充填層
１７ 横穴

Claims (4)

1. １本の流体流通管と１本のエアー供給管とを並列に配置し、前記流体流通管とエアー供給管との両者に収縮又は拡張可能な複数の風船室を上下に離間させて設け、前記エアー供給管には各風船室に連通するエアー出入口を形成し、前記流体流通管には各風船室間に開口する流体出入口を形成した上下に細長い移動体ユニットを設け、土壌中に埋設され周壁に該周壁を貫通する連通孔を有する上下に細長い浄化用パイプを設け、前記移動体ユニットを前記浄化用パイプ内に摺動可能に嵌合させたことを特徴とする浄化用パイプの移動体ユニット。
2. 上下に離間させて設ける風船室は２個とした請求項１に記載の浄化用パイプの移動体ユニット。
3. 流体流通管又はエアー供給管には、浄化用パイプ内に嵌合させた移動体ユニットの深さを示す目印を付してある請求項１又は２に記載の浄化用パイプの移動体ユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の浄化用パイプの移動体ユニットを設け、浄化用パイプの連通孔と浄化用パイプ内に嵌合させた移動体ユニットの流体出入口とを位置合わせし、この状態でエアー供給管を介して各風船室に圧縮空気を供給し各風船室を拡張させて移動体ユニットを浄化用パイプ内壁に固定し、次いで、流体流通管、流体出入口、浄化用パイプの連通孔を介してガス又は液体を土壌中に注入又は吸引することを特徴とする浄化用パイプの移動体ユニットを用いた土壌の浄化方法。

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