JP2019217433A - 浄化システム及び浄化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】土壌や汚染範囲に分布する被処理水を洗浄するにあたり、汚染範囲の隅々に亘って洗浄効果を維持させたまま浄化水を供給するとともに、被処理水を回収することによってより確実な洗浄を可能とする。【解決手段】被処理水の浄化システムであって、被処理水の分布範囲にわたって延設され分布範囲中に浄化水を供給する浄化水供給手段６５と、浄化水が供給された浄化範囲に臨ませて設置され浄化範囲中の非処理水及び浄化水を吸引する吸引手段２１と、吸引手段２１により吸引された非処理水及び浄化水を浄化水供給手段６５へ浄化水として供給する循環処理手段６３とを備える。【選択図】 図３

Description

本発明は、汚染土壌・地下水等に含まれる被処理水を浄化するシステム及び方法に関する。

近年、環境破壊の要因又は生物体に対して悪影響を及ぼす要因となる汚染物質が土壌や地下水において検出されており、これらの物質による環境汚染が問題とされている。汚染土壌・地下水の浄化には様々な方法が用いられており、従来は汚染土壌（以下、地下水を含む）を掘削等により地上に取り出して外部で水や溶媒により洗浄、熱処理して無害化する方法が多く用いられている。例えば、重質油の分解にはフェントン酸化法など、この方法は２価鉄と過酸化水素等の化学薬品を土壌に添加して生成する水酸化ラジカルによって重質油を分解する技術がある（特許文献１参照）。

特開２００９−１４８７０８号公報

しかしながら、上述した土壌中の汚染範囲に薬剤等を注入する工法では、範囲の隅々に亘って、洗浄効果を維持させたまま薬剤を供給し、被処理水を回収するのは困難であり、十分に洗浄することができないという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、土壌や汚染範囲に分布する被処理水を洗浄するにあたり、汚染範囲の隅々に亘って洗浄効果を維持させたまま浄化水を供給するとともに、被処理水を回収することによってより確実な洗浄を可能とする装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、被処理水の浄化システムであって、被処理水の分布範囲にわたって延設され、分布範囲中に浄化水を供給する浄化水供給手段と、浄化水が供給された浄化範囲に臨ませて設置され、浄化範囲中の非処理水及び浄化水を吸引する吸引手段と、吸引手段により吸引された非処理水及び浄化水を、浄化水供給手段へ浄化水として供給する循環処理手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、被処理水の浄化方法であって、分布範囲中に浄化水を供給する浄化水供給手段を、被処理水の分布範囲にわたって延設する工程と、浄化範囲中の非処理水及び浄化水を吸引する吸引手段を、浄化水が供給された浄化範囲に臨ませて設置する工程と、吸引手段により吸引された非処理水及び浄化水を、循環処理手段を介して、浄化水供給手段へ浄化水として供給する工程とを含むことを特徴とする。

上記発明において、浄化水供給手段は、バクテリアを含む浄化水を分布範囲に供給し、循環処理手段は、吸引された非処理水及び浄化水に対して酸素を供給するエアレーション手段を有することが好ましい。

上記発明において、分布範囲には汚水が排出される排水路が含まれ、浄化水供給手段は、排水路の流路に沿って、汚水の上方に延設されたパイプ部材を含み、浄化水は、パイプ部材に設けられた噴出口から、汚水に向けて噴出されることにより供給されることが好ましい。上記発明において、パイプ部材は、排水路の流路に沿ってらせん状に延設され、噴出口は、排水路の内周面側から排水路内方へ向けて開口されていることが好ましい。

上記構成を有する本発明によれば、土壌や汚染範囲に分布する被処理水を洗浄するにあたり、汚染範囲の隅々に亘って、洗浄効果を維持させたまま浄化水を供給し、被処理水とともに回収することによってより確実な洗浄が可能となる。特に、浄化水供給手段をらせん状に排水路内に設置することにより、排水路内に渡って隈無く浄化水を噴霧することができ、より確実に排水路内の浄化を行うことができる。

第１実施形態に係る浄化システム及び浄化方法の全体構成を示す説明図である。 第２実施形態に係る浄化システム及び浄化方法の全体構成を示す説明図である。 第２実施形態の変更例に係る浄化システム及び浄化方法の全体構成を示す説明図である。 第２実施形態の変更例における浄化水供給手段を設置した状態を示す透視図である。 第２実施形態の変更例における浄化水供給手段を設置した状態を示す斜視図である。

[第１実施形態]
以下に添付図面を参照して、本発明に係る浄化システム及び浄化方法の第１実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、表土１０上に設置されたオイルタンク１６とボイラー１７との間に設置されたオイル配管１８が破損し、周囲のローム層１１中にオイル等の被処理水が漏出した場合を例に説明する。

なお、本発明は、上記した各実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

（浄化システム構成）
図１は、本実施形態に係る浄化システムの全体構成を示す説明図である。本実施形態に係る浄化システムは、図１に示すように、地中に分散した被処理水１４を浄化するためのシステムであり、浄化水供給手段６５と、吸引手段２１と、循環処理手段６３とを備えている。

この表土１０は、固い粘土層１３上のローム層１１の上部を覆う地層であり、堅い粘土層１３はこの表土１０〜５ｍの深さに位置している。また、粘土層１３上には５０ｃｍほどの厚みを有する地下水脈１２が分布している。オイル配管１８は、この表土１０からローム層１１内に及ぶように設置されており、このオイル配管１８の破損箇所から漏出したオイル（被処理水）１４は、ローム層１１内から地下水脈１２へ染み出して、地下水脈１２を通じて地盤内の広範囲にわたり拡散している。

浄化水供給手段６５は、被処理水１４の分布範囲（図中斜線で図示）にわたって延設され、分布範囲中に浄化水を供給する設備である。本実施形態において、浄化水供給手段６５は、バクテリアを含む浄化水を分布範囲に供給する。この浄化水供給手段６５は、パイプ６４の中途に接続されており、循環処理手段６３から提供される洗浄水を地下水脈１２内に圧入するように、洗浄水を下方へ向けて送出している。パイプ６４は、表土１０上から地下水脈１２へ到達する長さを有するパイプであり、例えば調査用として埋設された調査用パイプなどをそのまま利用することができる。

吸引手段２１は、浄化水が供給された浄化範囲に臨ませて設置され、浄化範囲中の非処理水及び浄化水を吸引する設備であり、吸引ポンプなどで実現される。本実施形態において吸引手段２１は、立坑１５の底部に設置されており、立坑１５底部周辺から流れ込んできた浄化水及び被処理水を集水して、揚水パイプ６１を通じて循環処理手段６３へと汲み上げている。

循環処理手段６３は、吸引手段２１により吸引された被処理水及び浄化水を、浄化水供給手段６５へ浄化水として供給する設備である。本実施形態において、循環処理手段６３は、吸引された非処理水及び浄化水に対して酸素を供給するエアレーション手段６２を有する。循環処理手段６３は、内部に反応槽６３ａを有しており、吸引手段２１から送られてきた、汚染された浄化水及び被処理水をこの中空部６３ａに一端貯めておき、バクテリアによる分解処理等の生物学的な浄化方法によって浄化し、浄化された浄化水及び被処理水を、新たな浄化水としてパイプ６４を通じて被処理水１４に送り込んでいる。

エアレーション手段６２は、中空部６３ａに貯められた汚染された浄化水及び被処理水に対して、バクテリア等の微生物と、リンや窒素、微量アミノ酸等の栄養塩を投入し、酸素を混ぜ合わせ、バクテリア等の活性化を促している。詳述すると、本実施形態で用いられる生物学的な浄化方法は、重金属類以外の汚染物質、例えば油や揮発性有機化合物等の汚染物質の浄化に好適に用いられ、微生物の分解能力を利用して汚染土壌を修復する浄化技術でありバイオレメディエーションとも呼ばれる方法である。この方法としては、汚染土壌、地下水中に微生物を供給して、土壌中の汚染物質を分解する方法であり、現地に存在する微生物を利用する場合（バイオスティミュレーション）と、微生物を注入する場合（バイオオーグメンテーション）とがある。何れの場合も、必要に応じて微生物の増殖及び生存に必要な栄養剤や酸素等を補給し、微生物の分解活性を高めて分解を促進させる。

（浄化方法の手順）
以上説明した浄化システムを動作させることによって、本発明の浄化方法を実施することができる。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、工程の省略、置換及び追加が可能である。

本実施形態に係る浄化方法では、被処理水の浄化方法であり、先ず、分布範囲中に浄化水を供給する浄化水供給手段６５を、被処理水の分布範囲にわたって延設するとともに、浄化範囲中の非処理水及び浄化水を吸引する吸引手段を、浄化水が供給された浄化範囲に臨ませて設置する。

次いで、吸引手段２１により吸引された非処理水及び浄化水を、循環処理手段６３を介して、浄化水供給手段６５へ浄化水として供給する。このとき、浄化水供給手段６５は、バクテリアを含む浄化水を分布範囲に供給し、循環処理手段６３は、吸引された非処理水及び浄化水に対して酸素を供給するエアレーションを行う。

（作用・効果）
以上説明した本実施形態に係る浄化システム及び浄化方法によれば、土壌や汚染範囲に分布する被処理水を洗浄するにあたり、汚染範囲の隅々に亘って洗浄効果を維持させたまま被処理水を回収することによってより確実な洗浄が可能となる。

[第２実施形態]
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、分布範囲に汚水が排出される排水路が含まれている場合を例に説明する。図２は、第２実施形態に係る浄化システム及び浄化方法の全体構成を示す説明図である。なお、本実施形態において、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その機能等は特に言及しない限り同一であり、その説明は省略する。

上述したように、本実施形態では、表土１０内には、水平方向に排水路５が設置されており、この排水路は、一端を立坑５ｂに接続され、他端を立坑であるトラップ４に接続されており、立坑１５から排出された汚水は、排水路５の傾斜に従ってトラップ４に向かって流出し、トラップ４に一端貯水された後、他方の排水口から排出される。本実施形態では、被処理水の分布範囲には排水路５が含まれており、排水路５の流路に沿って延設された浄化水供給手段６５から浄化水を噴出して、排水路５内を浄化する。

詳述すると、浄化水供給手段６５は多数の噴出口３１が形成されたパイプ部材であり、このパイプ部材は、排水路５の天井部分において流路に沿って汚水の上方に延設され、浄化水は、パイプ部材に設けられた噴出口３１から、下方を流れている汚水に向けて噴出される。なお、この噴霧用パイプ３は、例えば、図３〜図５に示すように、排水路５の流路に沿ってらせん状に延設してもよい。この場合、噴出口３１，３１は、排水路５の内周面側から排水路内方へ向けて開口されており、浄化水は、図３中矢印で示すように、排水路５の内周面から内方へ、多方向に拡散されるように噴霧される。

そして、本実施形態では、上述した第１実施形態と異なり、吸引手段、循環処理手段及び浄化水供給手段が同一の装置で実現されている。すなわち、本実施形態において、揚水ポンプ２は、トラップ４の底部に集水された汚染された浄化水及び被処理水を吸引するとともに、噴霧用パイプ３を通じて汚染範囲である排水路５内に供給する浄化水供給手段としての機能も果たしている。また、本実施形態において、揚水ポンプ２は、吸引手段としての機能により吸引された被処理水及び浄化水を、浄化水供給手段としての噴霧用パイプ３へ浄化水として供給する。

このとき、噴霧用パイプ３は、吸引された非処理水及び浄化水に対して酸素を供給するエアレーション手段としての役割を果たしている。すなわち、噴霧用パイプ３の噴出口３１から噴出された汚染された浄化水及び被処理水は、空気中を飛散しながら通過して排水路５底部を流れている被処理水に対して降り注いでいる。この空中を飛散しながら通過している間に、汚染された洗浄水及び被処理水は、空気に接触して活性化され浄化される。この浄化された浄化水及び被処理水は新たな浄化水として排水路５を流れて、トラップ４内の揚水ポンプ２まで排水路５を浄化しながら流れていくこととなる。

（浄化方法の手順）
以上説明した浄化システムを動作させることによって、本発明の浄化方法を実施することができる。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、工程の省略、置換及び追加が可能である。

本実施形態に係る浄化方法では、先ず、排水路５の天井部分や内周面に、浄化水（浄化水及び被処理水）を供給する噴霧用パイプ３を、排水路５の流路に沿って延設するとともに、非処理水及び浄化水を吸引する揚水ポンプ２をトラップ４の底部に設置する。

次いで、揚水ポンプ２により吸引された非処理水及び浄化水を、噴霧用パイプ３を介して、再び排水路５内へ新たな浄化水として供給する。このとき、揚水ポンプ２はバクテリアを含む浄化水を噴霧用パイプ３内に供給し、吸引された非処理水及び浄化水に対して酸素を供給するエアレーションを行う。このエアレーションは、本実施形態では、噴霧用パイプ３の噴出口３１から噴出された汚染された浄化水及び被処理水が空気中を飛散しながら通過する間に、空気に接触して活性化されることによって行われる。この浄化された浄化水及び被処理水は、新たな浄化水として排水路５を流れて、排水路５を浄化する。

（作用・効果）
以上説明した本実施形態に係る浄化システム及び浄化方法によれば、排水路内を流れる排水（被処理水）を浄化するにあたり、排水路内の隅々に亘って洗浄効果を維持させたまま浄化水を噴霧するとともに、被処理水を回収することによってより確実な洗浄が可能となる。特に、浄化水供給手段６５を、図３〜５に示すように、らせん状に排水路内に設置することにより、排水路５内に渡って隈無く浄化水を噴霧することができ、より確実に排水路５内の浄化を行うことができる。

２…揚水ポンプ
３…噴霧用パイプ
４…トラップ
５…排水路
５ｂ…立坑
１０…表土
１１…ローム層
１２…地下水脈
１３…粘土層
１４…被処理水
１５…立坑
１６…オイルタンク
１７…ボイラー
１８…オイル配管
２１…吸引手段
３１，３１…噴出口
６１…揚水パイプ
６２…エアレーション手段
６３…循環処理手段
６３ａ…反応槽
６４…パイプ
６５…浄化水供給手段

Claims (6)

1. 被処理水の浄化システムであって、
   前記被処理水の分布範囲にわたって延設され、前記分布範囲中に浄化水を供給する浄化水供給手段と、
   前記浄化水が供給された浄化範囲に臨ませて設置され、前記浄化範囲中の非処理水及び浄化水を吸引する吸引手段と、
   前記吸引手段により吸引された非処理水及び浄化水を、前記浄化水供給手段へ浄化水として供給する循環処理手段と
   を備えることを特徴とする浄化システム。
2. 前記浄化水供給手段は、バクテリアを含む浄化水を前記分布範囲に供給し、
   前記循環処理手段は、吸引された非処理水及び浄化水に対して酸素を供給するエアレーション手段を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の浄化システム。
3. 前記分布範囲には汚水が排出される排水路が含まれ、
   前記浄化水供給手段は、前記排水路の流路に沿って、前記汚水の上方に延設されたパイプ部材を含み、
   前記浄化水は、前記パイプ部材に設けられた噴出口から、前記汚水に向けて噴出されることにより供給される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の浄化システム。
4. 前記パイプ部材は、前記排水路の流路に沿ってらせん状に延設され、
   前記噴出口は、排水路の内周面側から排水路内方へ向けて開口されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の浄化システム。
5. 被処理水の浄化方法であって、
   分布範囲中に浄化水を供給する浄化水供給手段を、前記被処理水の分布範囲にわたって延設する工程と、
   浄化範囲中の非処理水及び浄化水を吸引する吸引手段を、前記浄化水が供給された浄化範囲に臨ませて設置する工程と、
   前記吸引手段により吸引された非処理水及び浄化水を、循環処理手段を介して、前記浄化水供給手段へ浄化水として供給する工程と
   を含むことを特徴とする浄化方法。
6. 前記浄化水供給手段は、バクテリアを含む浄化水を前記分布範囲に供給し、
   前記循環処理手段は、吸引された非処理水及び浄化水に対して酸素を供給するエアレーションを行う
   ことを特徴とする請求項５に記載の浄化方法。