JP2007203236A - 汚染土壌の浄化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バイオ水溶液を汚染土壌に注入して汚染物質の浄化能力を向上させ、しかも、浄化対象土壌にバイオ水溶液を確実に浸透させることができて浄化対象土壌全体の浄化を確実かつ効率的に行うことができる汚染土壌の浄化方法を提供する。
【解決手段】浄化対象土壌に複数の掘削孔をほぼ均等な密度で散点状に配設し、パッカー部１１及びバイオ水溶液の吐出口を有する注入装置１を、各掘削孔に挿入してパッカー部１１により隔離される注入空間部を各掘削孔内に形成し、浄化対象場所を複数のブロックに分け、各ブロック毎に各注入装置１の吐出口から注入空間部にバイオ水溶液を注入して土壌内に浸透させ、同じブロックにおいて、他の注入空間部よりも注入圧力の大きい注入空間部が存在するときには、注入ステージ全域にわたってほぼ均等量のバイオ水溶液が土壌に浸透するように各注入空間部毎に注入時間を調整することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、バイオ水溶液でバイオ処理を行って汚染土壌を浄化する方法に関するものである。

従来、土壌及び地下水の汚染の浄化方法として、真空抽出法、揚水曝気法など種々の方法が用いられるが、近年、有機塩素化合物を含有する有機溶剤などによる土壌及び地下水の汚染が深刻な社会問題となっており、これら土壌や地下水中の汚染物質を有効且つ効率的に除去し無害化する処置として、土壌中に存在する分解微生物の生分解反応を活性化させて利用することにより、汚染土壌を浄化する工法（特許文献１等）が提案されている。

これらの方法は、浄化対象領域に多数の掘削孔を形成し、これらの掘削孔内に注入装置を挿入し、各注入装置から各掘削孔を通じて汚染土壌に既存の分解微生物を活性化させるための栄養源を浸透させるものであり、汚染物質含有土の掘削や汚染物質の抽出の必要がないという利点がある。
特開２００５−３０５３２１号公報

しかしながら、かかる方法は、汚染土壌に既存の微生物を増殖、活性化させるので、汚染物質の処理能力に限界があるという問題があった。

そこで、本発明は、バイオ水溶液を汚染土壌に注入して汚染物質の浄化能力を向上させ、しかも、浄化対象土壌にバイオ水溶液を確実に浸透させることができて浄化対象土壌全体の浄化を確実かつ効率的に行うことができる汚染土壌の浄化方法を提供することを課題とする。

本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねて完成されたものである。
１．浄化対象土壌の中の汚染物質を分解する能力を有する分解微生物を含むバイオ水溶液を、前記浄化対象土壌中に注入して土壌の浄化を行う汚染土壌の浄化方法において、浄化対象土壌に複数の掘削孔をほぼ均等な密度で散点状に配設し、パッカー部及びバイオ水溶液の吐出口を有する注入装置を、各掘削孔に挿入して前記パッカー部により隔離される注入空間部を前記各掘削孔内に形成し、浄化対象場所を複数のブロックに分け、各ブロック毎に前記各注入装置の前記吐出口から前記注入空間部に前記バイオ水溶液を注入して土壌内に浸透させ、同じブロックにおいて、他の前記注入空間部よりも注入圧力の大きい前記注入空間部が存在するときには、当該注入ステージ全域にわたってほぼ均等量の前記バイオ水溶液が土壌に浸透するように前記各注入空間部毎に注入時間を調整することを特徴とする汚染土壌の浄化方法を提供する。

２．前記注入装置は、パッカー部と吐出口を有する注入管部とが交互に設けられて成り、前記注入装置を各掘削孔に挿入して前記パッカー部により上下に隔離される複数の注入空間部を前記各掘削孔内に形成すると共に、前記各掘削孔内の同じ深さに形成された前記注入空間部群によって上下に複数の注入ステージを形成し、前記注入ステージ毎に時間をずらせ、且つ、先行の前記注入ステージでの注入完了後に、後行の注入ステージでの注入作業を行い、同じ注入ステージにおいて他の前記注入空間部よりも注入圧力の大きい前記注入空間部が存在するときには、当該注入ステージ全域にわたってほぼ均等量の前記バイオ水溶液が土壌に浸透するように前記各注入空間部毎に注入時間を調整することを特徴とする前記１に記載の汚染土壌の浄化方法を提供する。

３．上位、中位及び下位の前記注入ステージの順に前記バイオ水溶液を注入することを特徴とする前記２に記載の汚染土壌の浄化方法を提供する。

４．同じ注入ステージにおいて、該注入ステージを複数の注入ブロックに分け、各注入ブロックごとに時間をずらせ、且つ、先行の前記注入ブロックでの注入完了後に、後行の前記注入ブロックでの注入作業を行い、時間差を設けて当該注入空間にバイオ水溶液を注入することを特徴とする前記２又は３に記載の汚染土壌の浄化方法を提供する。

５．前記バイオ水溶液に代えてエアバブリング処理された水を、前記注入装置を用いて土壌に注入することを特徴とする前記１から４のいずれかに記載の汚染土壌の浄化方法を提供する。なお、エアバブリング処理は、注入前に酸素を含む気体でバブリング処理するものである。

６．観測井戸で浄化度をチェックし、浄化不十分の個所にはピンポイント方式でバイオ水溶液を注入することを特徴とする前記１から５のいずれかに記載の汚染土壌の浄化方法を提供する。

７．改良対象領域に多数の掘削孔をほぼ均等に形成し、流体が送り込まれて膨張するパッカー部と吐出口を有する注入管部とが交互に設けられて成る注入装置を各掘削孔に挿入し、前記注入装置の前記パッカー部を膨張させて該パッカー部により上下に隔離される複数の注入空間部を前記各掘削孔内に形成すると共に、前記各掘削孔内の同レベルに形成された前記注入空間部群によって上下に複数の注入ステージを設け、前記注入ステージ毎に時間差を設けて前記各注入装置の前記注入管部の前記吐出口から前記注入空間部に前記注入材を注入して土壌内に浸透させ、同じ注入ステージにおいて他の前記注入空間部よりも注入圧力の大きい前記注入空間部が存在するときには、当該注入ステージ全域にわたってほぼ均等量の前記注入材が土壌に浸透するように前記各注入空間部毎に注入時間を調整することを特徴とする土壌の改良方法を提供する。

前記１〜６に記載の汚染土壌の浄化方法によれば、浄化対象土壌に複数の掘削孔をほぼ均等な密度で散点状に配設し、パッカー部及びバイオ水溶液の吐出口を有する注入装置を、各掘削孔に挿入して前記パッカー部により隔離される注入空間部を前記各掘削孔内に形成し、浄化対象場所を複数のブロックに分け、各ブロック毎に前記各注入装置の前記吐出口から前記注入空間部に前記バイオ水溶液を注入して土壌内に浸透させ、同じブロックにおいて、他の前記注入空間部よりも注入圧力の大きい前記注入空間部が存在するときには、当該注入ステージ全域にわたってほぼ均等量の前記バイオ水溶液が土壌に浸透するように前記各注入空間部毎に注入時間を調整するので、各ブロック毎に、浄化対象土壌へのバイオ水溶液を浸透状況を確認することができ、各注入装置から汚染土壌にバイオ水溶液を一斉に注入するときのように、軟質土壌の個所にバイオ水溶液の浸透が集中し、硬質土壌には浸透せずに浄化対象土壌に浄化が不十分なものになるのを防止することができ、浄化対象土壌へのバイオ水溶液の浸透ムラをなくすることができる。すなわち、軟弱土壌に較べて大きな注入圧力を要する硬質土壌に対して十分な注入時間を確保できて該土壌にバイオ水溶液を十分に浸透させることができ、土壌の硬軟による浄化対象土壌の浸透ムラをなくすことができる。その結果、浄化対象土壌にバイオ水溶液を確実に浸透させることができて浄化対処土壌全体の浄化を確実かつ効率的に行うことができる。

かかる土壌の改良方法によれば、油汚染、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）等の分解除去に有効なものとなる。

また、パッカー部と吐出口を有する注入管部とが交互に設けられて成る前記注入装置を用い、前記注入装置を各掘削孔に挿入して前記パッカー部により上下に隔離される複数の注入空間部を前記各掘削孔内に形成すると共に、前記各掘削孔内の同じ深さに形成された前記注入空間部群によって上下に複数の注入ステージを形成し、前記注入ステージ毎に時間をずらせ、且つ、先行の前記注入ステージでの注入完了後に、後行の注入ステージでの注入作業を行い、同じ注入ステージにおいて他の前記注入空間部よりも注入圧力の大きい前記注入空間部が存在するときには、当該注入ステージ全域にわたってほぼ均等量の前記バイオ水溶液が土壌に浸透するように前記各注入空間部毎に注入時間を調整すれば、注入ステージ毎に土壌の硬軟による注入時間の調整を行うことができ、浄化対象場所の浄化必要土壌の深度を大きい場合であっても、浄化対処土壌全体の浄化を確実かつ効率的に行うことができる。

また、上位、中位及び下位の前記注入ステージの順に前記バイオ水溶液を注入すれば、注入作業が完了した上位の注入ステージでの余分なバイオ水溶液は下方に移動することによってバイオ水溶液を有効に利用することができ、浄化効率も向上させることができる。

また、同じ注入ステージにおいて、該注入ステージを複数の注入ブロックに分け、各注入ブロックごとに時間をずらせ、且つ、先行の前記注入ブロックでの注入完了後に、後行の前記注入ブロックでの注入作業を行い、時間差を設けて当該注入空間にバイオ水溶液を注入すれば、更に広い地域を効率的に浄化できる。

また、前記バイオ水溶液に代えてエアバブリング処理された水を、前記注入装置を用いて土壌に注入すれば、バイオ水溶液による汚染土壌の浄化能力を更に向上させることができる。

更に、観測井戸で浄化度をチェックし、浄化不十分の個所にはピンポイント方式でバイオ水溶液を注入すれば、更に浄化精度を向上させることができる。

前記７に記載の土壌の改良方法によれば、注入材の浸透ムラをなくすことができ、良質な土壌改良を行うことができる。

以下、本発明に係る汚染土壌の浄化方法の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

汚染土壌の浄化方法を実施するための浄化システムは、図１のようにプラント側に設けられる各部と、現場側に設けられるバイオ水溶液及び酸素水の注入装置１と、これらを総括的に制御する制御部２とを備えている。プラント側にはエアを水に混合するエア混合タンク４と、分解微生物を水に混合するバイオ混合タンク３とが備わっている。エア混合タンク４は気泡発生装置４ａが接続され、バイオ混合タンク３及びエア混合タンク４からは送液管３１，４１が導出されている。

注入装置１は、膨張自在な上位、中位及び下位のパッカー部１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、上位と中位のパッカー部１１ａ，１１ｂ間に設けられる上位の吐出口１２ａを有する注入管部１３ａと、中位と下位のパッカー部１１ｂ，１１ｃ間に設けられる中位の吐出口１２ｂを有する注入管部１３ｂと、下位のパッカー部１１ｃの下に配設される下位の吐出口１２ｃを有する注入管部１３ｃとを備えている。

パッカー部１１ａ，１１ｂ，１１ｃはセメントベントナイト液の図外の送液路を介してプラント側に配設される図外のセメントベントナイト液のタンクに接続され、前記送液路には図外の切替バルブ及びポンプが設けられている。そして、パッカー部１１ａ〜１１ｃはセメントベントナイト液が圧送されることにより膨張し、セメントベントナイト液が抜き取られることにより収縮する。

注入装置１は後述のように行列状に多数配設されるものであり、これらの注入装置１の上位、中位及び下位の注入管部１３ａ，１３ｂ，１３ｃには、バイオ混合タンク３から導出される送液管３１の分岐管３２，３３，３４及び末端分岐管３５によってバイオ水溶液が供給されるようになっている。末端分岐管３５には、上位、中位及び下位の注入管部１３ａ，１３ｂ，１３ｃにそれぞれ接続される上位用、中位用及び下位用の末端分岐管３５ａ，３５ｂ，３５ｃがある。

また、エア混合タンク４から導出される送液管４１も分岐管４２を介して分岐管３２に接続されて注入装置１の上位、中位及び下位の注入管部１３ａ，１３ｂ，１３ｃに酸素水が供給される。

送液管３１及び分岐管で構成される送液路には切替バルブ６、送液ポンプ７及び流量計８が設けられている。

次に上述の浄化システムを用いた汚染土壌の浄化作業について説明する。

（１）まず、浄化対象土壌１００において多数の掘削孔１００ａを行列状に形成し、各掘削孔１００ａ内に図外のケーシングを配設する。次に各掘削孔１００ａ内に注入装置１を建て込んだ後に、前記ケーシングを引き抜く（図２）。なお、注入装置１の位置は、列番号（１）〜（５）と行番号（Ａ）〜（Ｅ）で表す。

（２）パッカー部１１ａ，１１ｂ，１１ｃを膨出させるための注入口となるチーズを各注入装置１の口元に取り付け、該チーズに末端分岐管３５ａ，３５ｂ，３５ｃを取り付ける。

（３）注入装置１のパッカー部１１ａ，１１ｂ，１１ｃにセメントベントナイト液を注入して図１のようにパッカー部１ａを膨出させる。これによりパッカー部１１ａ，１１ｂ，１１ｃで隔離された上位、中位及び下位の注入空間部１０１，１０２，１０３が掘削孔１００ａ内に形成され、浄化対象土壌１００の全域に配設される注入装置１の上位の注入空間部１０１群による上位の注入ステージ１０１Ａ、中位の注入空間部１０２群による中位の注入ステージ１０２Ａ、及び下位の注入空間部１０３群による下位の注入ステージ１０３Ａが形成される（図１及び２）。本実施形態では、上位、中位及び下位にそれぞれひとつの注入ステージを設けたが、注入ステージの数は特に限定はされず、例えば上位、中位及び下位にそれぞれ複数の注入ステージを設けても良い。なお、注入ステージの数に合わせてパッカー部及び注入管部の数も調整される。

（４）次に、バイオ混合タンク４中のバイオ水溶液中の分解微生物を、上位、中位及び下位の注入ステージ１０１Ａ，１０２Ａ，１０３Ａの順に各注入装置１の注入管部１ｃの吐出口１ｂから注入空間部１０１，１０２，１０３に注入して土壌１００内に浸透させる。すなわち、図３のように上位の注入ステージ１０１Ａでのバイオ水溶液の注入作業を開始する。図４のように上位の注入ステージ１０１Ａでのバイオ水溶液の注入作業が完了した後に、中位の注入ステージ１０１Ａでのバイオ水溶液の注入作業を行い、その作業が完了した後に、図５のように下位の注入ステージ１０１Ａでのバイオ水溶液の注入作業を行う。

同一の注入ステージにおいては、まず、図２のように一列だけ注入する。すなわち、同図のように列番号（１）の列から番号順に時間差を設けて注入作業を開始する。なお、図２から図６において塗りつぶされた部分は注入が完了した個所を示す。そして、各注入装置１に設けられた圧力計によって注入圧を監視する。そして、すべてがほぼ同様の圧力の大きさを示していれば、汚染土壌の土質は均等であると判断してそのまま送液を継続する。また、例えば列番号（１）・行番号（C）で特定される掘削孔１００ａの注入装置１の注入圧力が他の注入装置１よりも高い値を示す場合には、ほぼ均等量の前記バイオ水溶液が土壌１００に浸透するように当該注入装置１による注入時間を他の注入装置１よりも長くする。また、土壌１００の硬軟によりバイオ水溶液が土壌１００を透過する際の圧力抵抗が変化し、これによりバイオ水溶液の送液量が変化するので、それを流量計６で検出して硬質土壌には長時間にわたって送液を行ってバイオ水溶液が浄化対象土壌１００全般にわたって均等量だけ浸透するようにしても良い。なお、バイオ水溶液は硬化しないので、硬化に伴う送圧力の上昇を考慮する必要はない。
分解微生物としては、浄化対象土壌１００の汚染物質に対して処理能力が高く、かつ、浄化対象土壌１００に生息する分解微生物との適応性が高いものを採用する。

なお、分解微生物は、好気性微生物であって、分解促進用組成物は、無機質のポーラス状パーライト、天然栄養助剤及び天然微生物を含有するものである。また、主たる菌名は、スペロテリウスナウタウ（speroterius nautau）という硝酸還元菌（硝化菌）であって、ニトロバクター（nitrobacter）の一種で生菌である。

また、注入順序は、下位の注入ステージから注入作業を開始して中位、上位へと注入ステージを移すようにしても良い。

また、必要に応じてエア混合タンク４からの酸素水を、各注入装置１の注入管部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの吐出口１２ａ，１２ｂ、１ｂから注入空間部に注入して土壌１００内に浸透させることにより、好気性の分解微生物を活性化させる。
（５）バイオ水溶液の注入作業が完了した後は、浄化対象地域１００に図外の観測井を設け、揚水により浄化の度合いを確認し、全浄化領域にわたって浄化基準をクリアしていれば作業は完了し、クリアしていない個所があれば、その個所についてバイオ水溶液を補足注入する。

浄化対象領域１００が広い場合には、図６のように複数のブロックに分けて各ブロック毎に注入作業を完了させるようにする。また、補足注入は酸素水であっても良い。

本発明に係る汚染土壌の浄化方法の実施形態に用いられる浄化システムを示す図である。 （ａ）は同浄化方法の作業工程を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図、（ｃ）は（ａ）のII−II断面図である。 同浄化方法の上位の注入ステージにおける注入工程を示す斜視図である。 同浄化方法の中位の注入ステージにおける注入工程を示す斜視図である。 同浄化方法の下位の注入ステージにおける注入工程を示す斜視図である。 広い浄化対象領域における注入工程を示す平面図である。

符号の説明

１ 注入装置
２ 制御部
３ バイオ混合タンク
４ エア混合タンク
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ パッカー部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 注入管部

Claims (7)

1. 浄化対象土壌の中の汚染物質を分解する能力を有する分解微生物を含むバイオ水溶液を、前記浄化対象土壌中に注入して土壌の浄化を行う汚染土壌の浄化方法において、
   浄化対象土壌に複数の掘削孔をほぼ均等な密度で散点状に配設し、
   パッカー部及びバイオ水溶液の吐出口を有する注入装置を、各掘削孔に挿入して前記パッカー部により隔離される注入空間部を前記各掘削孔内に形成し、
   浄化対象場所を複数のブロックに分け、各ブロック毎に前記各注入装置の前記吐出口から前記注入空間部に前記バイオ水溶液を注入して土壌内に浸透させ、
   同じブロックにおいて、他の前記注入空間部よりも注入圧力の大きい前記注入空間部が存在するときには、当該注入ステージ全域にわたってほぼ均等量の前記バイオ水溶液が土壌に浸透するように前記各注入空間部毎に注入時間を調整することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
2. 前記注入装置は、パッカー部と吐出口を有する注入管部とが交互に設けられて成り、
   前記注入装置を各掘削孔に挿入して前記パッカー部により上下に隔離される複数の注入空間部を前記各掘削孔内に形成すると共に、前記各掘削孔内の同じ深さに形成された前記注入空間部群によって上下に複数の注入ステージを形成し、
   前記注入ステージ毎に時間をずらせ、且つ、先行の前記注入ステージでの注入完了後に、後行の注入ステージでの注入作業を行い、
   同じ注入ステージにおいて他の前記注入空間部よりも注入圧力の大きい前記注入空間部が存在するときには、当該注入ステージ全域にわたってほぼ均等量の前記バイオ水溶液が土壌に浸透するように前記各注入空間部毎に注入時間を調整することを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌の浄化方法。
3. 上位、中位及び下位の前記注入ステージの順に前記バイオ水溶液を注入することを特徴とする請求項２に記載の汚染土壌の浄化方法。
4. 同じ注入ステージにおいて、該注入ステージを複数の注入ブロックに分け、各注入ブロックごとに時間をずらせ、且つ、先行の前記注入ブロックでの注入完了後に、後行の前記注入ブロックでの注入作業を行い、
   時間差を設けて当該注入空間にバイオ水溶液を注入することを特徴とする請求項２又は３に記載の汚染土壌の浄化方法。
5. 前記バイオ水溶液に代えてエアバブリング処理された水を、前記注入装置を用いて土壌に注入することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の汚染土壌の浄化方法。
6. 観測井戸で浄化度をチェックし、浄化不十分の個所にはピンポイント方式でバイオ水溶液を注入することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の汚染土壌の浄化方法。
7. 改良対象領域に多数の掘削孔をほぼ均等に形成し、流体が送り込まれて膨張するパッカー部と吐出口を有する注入管部とが交互に設けられて成る注入装置を各掘削孔に挿入し、
   前記注入装置の前記パッカー部を膨張させて該パッカー部により上下に隔離される複数の注入空間部を前記各掘削孔内に形成すると共に、前記各掘削孔内の同レベルに形成された前記注入空間部群によって上下に複数の注入ステージを設け、
   前記注入ステージ毎に時間差を設けて前記各注入装置の前記注入管部の前記吐出口から前記注入空間部に前記注入材を注入して土壌内に浸透させ、
   同じ注入ステージにおいて他の前記注入空間部よりも注入圧力の大きい前記注入空間部が存在するときには、当該注入ステージ全域にわたってほぼ均等量の前記注入材が土壌に浸透するように前記各注入空間部毎に注入時間を調整することを特徴とする土壌の改良方法。
   

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