JP2660307B2 - 地中土および地下水を原位置で除染するための方法 - Google Patents
地中土および地下水を原位置で除染するための方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
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- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、汚染された地中領域を原位置で除染するた
めの方法に関する。特に、本発明は、汚染領域に水平に
蒸気を注入し回収井戸から部分真空で流体を排出して地
中の汚染を除去するための方法に関する。なお、かかる
部分真空は、蒸気の注入停止の後、土の残留熱によって
地中土の間隙から蒸発した残留水および他の汚染物を除
去するのに十分な時間、回収井戸に引かれる。
めの方法に関する。特に、本発明は、汚染領域に水平に
蒸気を注入し回収井戸から部分真空で流体を排出して地
中の汚染を除去するための方法に関する。なお、かかる
部分真空は、蒸気の注入停止の後、土の残留熱によって
地中土の間隙から蒸発した残留水および他の汚染物を除
去するのに十分な時間、回収井戸に引かれる。
発明の背景 近年、有機溶剤および他の石油製品による地下水の汚
染の問題が、著しい比率に達してきた。汚染成分は、例
えば電子工業および化学工業で使用された有機溶剤や、
石油の炭化水素を含んでいる。これらの成分の多くは一
般的に、水に溶けにくい疎水性のものであり、別々の地
下水相に存在する。従前の汚染サイトを除染するための
方法は、（ａ）汚染土の除去と、（ｂ）帯水層に浮遊す
るプールとして或いは帯水層の底部に存在する流体の排
出と、（ｃ）しかる後、地下水を排出し及び土中の気体
を真空ポンピングして残留汚染物を除去すること、の組
み合わせからなる。或る場合には、地下水の排出および
土の気体の真空ポンピングがもっばら使用されている。
しかしながら、かかる方法は不充分である。何故なら
ば、土の間隙に捕捉される有機流体を移動させるのに必
要とされる条件を満たすことができなかったり、流れる
地下水又は土中の気体中の汚染流体の分離又は蒸発が、
流体が容易に接触しない領域での汚染物の分布によって
課される物質移動の拘束によって制限されるからであ
る。従って、水および気体の圧送による除染では、どれ
だけの水をどれだけの時間、圧送しなければならないの
か、或いは、圧送が効果的であるのかどうかが不明であ
る。
染の問題が、著しい比率に達してきた。汚染成分は、例
えば電子工業および化学工業で使用された有機溶剤や、
石油の炭化水素を含んでいる。これらの成分の多くは一
般的に、水に溶けにくい疎水性のものであり、別々の地
下水相に存在する。従前の汚染サイトを除染するための
方法は、（ａ）汚染土の除去と、（ｂ）帯水層に浮遊す
るプールとして或いは帯水層の底部に存在する流体の排
出と、（ｃ）しかる後、地下水を排出し及び土中の気体
を真空ポンピングして残留汚染物を除去すること、の組
み合わせからなる。或る場合には、地下水の排出および
土の気体の真空ポンピングがもっばら使用されている。
しかしながら、かかる方法は不充分である。何故なら
ば、土の間隙に捕捉される有機流体を移動させるのに必
要とされる条件を満たすことができなかったり、流れる
地下水又は土中の気体中の汚染流体の分離又は蒸発が、
流体が容易に接触しない領域での汚染物の分布によって
課される物質移動の拘束によって制限されるからであ
る。従って、水および気体の圧送による除染では、どれ
だけの水をどれだけの時間、圧送しなければならないの
か、或いは、圧送が効果的であるのかどうかが不明であ
る。
スピルを含む物質の大部分は水にほんの僅か（即ち、
100gにつき1g以下）溶解するが、多くは水よりも重い。
流体の粘度は一般に水よりも小さく、沸点は通常、水の
沸点と同等である。液体の汚染物が土中に十分な量放出
されると、密度に係わりなく、地下水面の方へ沈澱する
傾向がある。移動の過程では、この液体は、最も透水性
の高い帯域、又は、小塊又は土の間隙に捕捉された節部
に残された部分をたどる。間隙に残される有機液体の量
は、残留飽和になる。炭化水素の汚染物によって占めら
れる間隙部分として表した場合には、飽和孔媒体の残留
飽和は、軽質油では10％、重質油では20％、透水性の高
い媒体では0.75〜1.25％（石油汚染物）、透水性の低い
媒体では不飽和帯域内では7.5〜12.5％と報告されてい
る。
100gにつき1g以下）溶解するが、多くは水よりも重い。
流体の粘度は一般に水よりも小さく、沸点は通常、水の
沸点と同等である。液体の汚染物が土中に十分な量放出
されると、密度に係わりなく、地下水面の方へ沈澱する
傾向がある。移動の過程では、この液体は、最も透水性
の高い帯域、又は、小塊又は土の間隙に捕捉された節部
に残された部分をたどる。間隙に残される有機液体の量
は、残留飽和になる。炭化水素の汚染物によって占めら
れる間隙部分として表した場合には、飽和孔媒体の残留
飽和は、軽質油では10％、重質油では20％、透水性の高
い媒体では0.75〜1.25％（石油汚染物）、透水性の低い
媒体では不飽和帯域内では7.5〜12.5％と報告されてい
る。
水よりも重い液体は、地下水面の毛管のへりに下方に
移動し、水よりも軽い液体は、毛管のへりおよび地下水
面に遭遇すると、側方に拡がる傾向がある。除染方法と
しての地下水の排出は、地下水面を低下させて、（ガソ
リンのような）スピルを別の層として回収しようとする
ものである。しかしながら、この方法を使用して回収さ
れた自由製品の量は、スピルの推定量よりも著しく少な
い。このことは、原位置における汚染帯域の分布形状の
複雑さによって、部分的に説明することができる。自然
沈澱方法のため、極めて均一な沈澱から生じた沈澱物で
さえ、細かい層と粗い層とが混在している。かかる層化
により、下方移動の際、特に、地下水面又は透水性が極
めて小さな層のような障壁に遭遇するとき、第２の層
（非帯水層）の液体が側方に拡散する。さらに、地下水
面は、季節の変動や局所的なポンピングによる排水に応
答して昇降する動的な面である。その結果、水よりも軽
い液体によって汚染された帯域は、地下水面の変動高さ
の範囲全体にわたる。この結果、地下水面の上方ばかり
でなく、ときには地下水面下にさえも、汚染相のレンズ
が形成される。
移動し、水よりも軽い液体は、毛管のへりおよび地下水
面に遭遇すると、側方に拡がる傾向がある。除染方法と
しての地下水の排出は、地下水面を低下させて、（ガソ
リンのような）スピルを別の層として回収しようとする
ものである。しかしながら、この方法を使用して回収さ
れた自由製品の量は、スピルの推定量よりも著しく少な
い。このことは、原位置における汚染帯域の分布形状の
複雑さによって、部分的に説明することができる。自然
沈澱方法のため、極めて均一な沈澱から生じた沈澱物で
さえ、細かい層と粗い層とが混在している。かかる層化
により、下方移動の際、特に、地下水面又は透水性が極
めて小さな層のような障壁に遭遇するとき、第２の層
（非帯水層）の液体が側方に拡散する。さらに、地下水
面は、季節の変動や局所的なポンピングによる排水に応
答して昇降する動的な面である。その結果、水よりも軽
い液体によって汚染された帯域は、地下水面の変動高さ
の範囲全体にわたる。この結果、地下水面の上方ばかり
でなく、ときには地下水面下にさえも、汚染相のレンズ
が形成される。
動的な地下水面による汚染相の再分配の最終的な効果
として、汚染相の主要部分を間隙に効果的に捕捉し、特
に地下水面が下端にある際、土粒子に吸収される。地下
水面が高い場合には、大きな連続レンズの汚染相の幾つ
かは移動することができ、そして回収可能であるが、こ
れらの大部分は、代表的なポンピング操作で得られる流
体力学的な力によって移動させることができない。
として、汚染相の主要部分を間隙に効果的に捕捉し、特
に地下水面が下端にある際、土粒子に吸収される。地下
水面が高い場合には、大きな連続レンズの汚染相の幾つ
かは移動することができ、そして回収可能であるが、こ
れらの大部分は、代表的なポンピング操作で得られる流
体力学的な力によって移動させることができない。
水を圧送して地下水に溶解した成分を除去し、そし
て、地下水面より上で真空ポンピングして揮発性成分を
除去することによって、捕捉された（即ち、液体レンズ
に、或いは、土の間隙に捕捉された）残留液体を除去し
ようとするのに利用される幾つかの方法がある。両方の
例では、除去速度は遅い。何故ならば、これらが、拡散
および動的溶解によって制御されるからである。
て、地下水面より上で真空ポンピングして揮発性成分を
除去することによって、捕捉された（即ち、液体レンズ
に、或いは、土の間隙に捕捉された）残留液体を除去し
ようとするのに利用される幾つかの方法がある。両方の
例では、除去速度は遅い。何故ならば、これらが、拡散
および動的溶解によって制御されるからである。
或る場合には、微生物分解が効果的であるが、これ
は、特に別々の液体相の汚染を処理するときには、比較
的遅い処理方法である。
は、特に別々の液体相の汚染を処理するときには、比較
的遅い処理方法である。
微生物分解の有効性は、土質条件に極めて依存する
が、かかる土質条件は、酸素レベル、含水比、窒素及び
燐の利用可能性、およびPHのように、制御が困難であ
る。
が、かかる土質条件は、酸素レベル、含水比、窒素及び
燐の利用可能性、およびPHのように、制御が困難であ
る。
米国特許第4,761,225号は、有孔井戸ケーシング、一
組のポンプ室、および圧縮空気によって付勢される制御
装置を使用することによって、地下水から液体炭化水素
を除去することが開示されている。液体炭化水素および
地下水は、吸引によって回収ユニットを通してポンプキ
ャニスタに汲み上げられ、次いで、加圧気体が個々の井
戸に差し向けられ、液体炭化水素を井戸から地上の貯蔵
回収タンクに押し上げる。
組のポンプ室、および圧縮空気によって付勢される制御
装置を使用することによって、地下水から液体炭化水素
を除去することが開示されている。液体炭化水素および
地下水は、吸引によって回収ユニットを通してポンプキ
ャニスタに汲み上げられ、次いで、加圧気体が個々の井
戸に差し向けられ、液体炭化水素を井戸から地上の貯蔵
回収タンクに押し上げる。
米国特許第4,832,122号は、地下水面より下に位置す
るインジェクタを使用し流体又は気体を汚染領域を通し
て上方に注入することよって除染をするための方法を開
示している。しかしながら、流体又は気体を汚染帯域を
通して上方に注入することの欠点は、排出が重力の方に
抗して行われるので、排出装置（通常、汚染帯域より上
方に水平に置かれる）を通して水を排出することがあま
り効果的ではないことである。かくして、水および他の
凝縮液の排出は、最適ではない。
るインジェクタを使用し流体又は気体を汚染領域を通し
て上方に注入することよって除染をするための方法を開
示している。しかしながら、流体又は気体を汚染帯域を
通して上方に注入することの欠点は、排出が重力の方に
抗して行われるので、排出装置（通常、汚染帯域より上
方に水平に置かれる）を通して水を排出することがあま
り効果的ではないことである。かくして、水および他の
凝縮液の排出は、最適ではない。
汚染物を除去する別の方法として、蒸気の注入によっ
て汚染相を多孔質媒体から物理的に除去する方法があ
る。本発明は、汚染物を回収する手段として、汚染帯域
に蒸気を注入する方法を改良したものである。
て汚染相を多孔質媒体から物理的に除去する方法があ
る。本発明は、汚染物を回収する手段として、汚染帯域
に蒸気を注入する方法を改良したものである。
従って、本発明の目的は、廃棄物で汚染されたサイト
を、効果的に迅速に、かつ安全に除染する方法を提供す
ることである。
を、効果的に迅速に、かつ安全に除染する方法を提供す
ることである。
本発明の別の目的は、周囲温度および圧力で著しく揮
発しない成分を揮発させる土の除染方法を提供すること
である。
発しない成分を揮発させる土の除染方法を提供すること
である。
本発明の別の目的は、汚染領域の掘削を必要としない
土質改良の技術を提供することである。
土質改良の技術を提供することである。
本発明の別の目的は、汚染帯域から除去しなければな
らない汚染水の量を最小にする土質改良の技術を提供す
ることである。
らない汚染水の量を最小にする土質改良の技術を提供す
ることである。
本発明の別の利点は、本発明の以下の記載から明白で
あろう。
あろう。
発明の要約 本発明は、揮発性汚染物、非揮発性の水溶性汚染物お
よび非揮発性の非水溶性汚染物を含有する汚染された地
中領域を現場で除染するための方法であって、汚染領域
の周囲に近接して及び／又は汚染領域内に置かれた複数
の注入井戸からなる注入井戸設備を設ける段階と、汚染
領域内に配置され注入井戸から間隔を隔てて設けられた
少なくとも１つの排出井戸を設ける段階と、蒸気を注入
井戸設備に同時に注入し、排出井戸に準大気圧、すなわ
ち、負圧を適用し、これにより、蒸気を、汚染された地
中領域を通して実質的に水平方向に引いて前記領域を加
熱し、前記領域からかなりの量の揮発性汚染物を揮発さ
せ排出して、水、非揮発性汚染物および揮発性汚染物
を、排出井戸から排出する段階と、注入井戸設備への蒸
気の注入を停止し、排出井戸に負圧を引き続けて、残留
蒸気および気体、および残留液体を地中領域から排出す
る段階と、を含む方法を提供する。必要に応じて土中の
上昇温度を維持するために、蒸気の注入を断続的に再開
しても良い。
よび非揮発性の非水溶性汚染物を含有する汚染された地
中領域を現場で除染するための方法であって、汚染領域
の周囲に近接して及び／又は汚染領域内に置かれた複数
の注入井戸からなる注入井戸設備を設ける段階と、汚染
領域内に配置され注入井戸から間隔を隔てて設けられた
少なくとも１つの排出井戸を設ける段階と、蒸気を注入
井戸設備に同時に注入し、排出井戸に準大気圧、すなわ
ち、負圧を適用し、これにより、蒸気を、汚染された地
中領域を通して実質的に水平方向に引いて前記領域を加
熱し、前記領域からかなりの量の揮発性汚染物を揮発さ
せ排出して、水、非揮発性汚染物および揮発性汚染物
を、排出井戸から排出する段階と、注入井戸設備への蒸
気の注入を停止し、排出井戸に負圧を引き続けて、残留
蒸気および気体、および残留液体を地中領域から排出す
る段階と、を含む方法を提供する。必要に応じて土中の
上昇温度を維持するために、蒸気の注入を断続的に再開
しても良い。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明に関連して使用される蒸気発生装置
と、気体および液体回収装置の好適な形体の概略図であ
る。
と、気体および液体回収装置の好適な形体の概略図であ
る。
第2A図は、汚染領域を示す本発明による汚染領域にお
ける注入および排出井戸の概略立面図である。
ける注入および排出井戸の概略立面図である。
第2B図は、本発明の方法の使用の際、蒸気を利用して
除染された第2A図の領域の概略立面図である。
除染された第2A図の領域の概略立面図である。
第３図は、注入および回収井戸と、回収装置との代表
的なレイアウトを示した平面図である。
的なレイアウトを示した平面図である。
好適な実施例の説明 本発明に従って汚染領域から汚染物を除去するため
に、井戸システムが、疑わしい汚染帯域内部および周囲
に井戸を垂直に配置して構成されている。井戸は、汚染
帯域を通して水平方向に気体を注入することができる普
通の井戸である。１つ又は２つ以上の井戸が注入井戸の
間に間隔を隔てて配置されており、井戸は、例えば真空
ポンプを使用して負圧を井戸に引くことによって、気体
および流体を汚染帯域から水平方向に排出するために、
垂直に配置されている。排出井戸は、汚染物が最も深く
侵入していると疑われる箇所の下に延ばすべきである。
このシステムを使用して、蒸気を注入井戸に注入する
と、蒸気は、汚染帯域を通って水平方向に移動し、排出
井戸の方へ引かれ、これによって、蒸気、土中の気体、
水、揮発性の汚染物および非揮発性の汚染物が抽出され
る。蒸気注入の過程において、汚染帯域およびこれに近
接する周囲領域は加熱され、実質的に等温物質とみなす
ことができる。この物質は、蒸気の注入を停止した後で
さえも、かなりの時間の間、熱い、すなわち、蒸気の温
度に近いままである。或る領域では、蒸気の温度以上に
加熱される場合もある。
に、井戸システムが、疑わしい汚染帯域内部および周囲
に井戸を垂直に配置して構成されている。井戸は、汚染
帯域を通して水平方向に気体を注入することができる普
通の井戸である。１つ又は２つ以上の井戸が注入井戸の
間に間隔を隔てて配置されており、井戸は、例えば真空
ポンプを使用して負圧を井戸に引くことによって、気体
および流体を汚染帯域から水平方向に排出するために、
垂直に配置されている。排出井戸は、汚染物が最も深く
侵入していると疑われる箇所の下に延ばすべきである。
このシステムを使用して、蒸気を注入井戸に注入する
と、蒸気は、汚染帯域を通って水平方向に移動し、排出
井戸の方へ引かれ、これによって、蒸気、土中の気体、
水、揮発性の汚染物および非揮発性の汚染物が抽出され
る。蒸気注入の過程において、汚染帯域およびこれに近
接する周囲領域は加熱され、実質的に等温物質とみなす
ことができる。この物質は、蒸気の注入を停止した後で
さえも、かなりの時間の間、熱い、すなわち、蒸気の温
度に近いままである。或る領域では、蒸気の温度以上に
加熱される場合もある。
本発明は、蒸気の注入を停止した後でさえも、蒸気処
理の実質的に接近不能な土の間隔内に捕捉されたままで
ある残留水および汚染物があるという出願人の発見によ
って発明されたものである。間隙内に捕捉されたかかる
残留水は、蒸気が領域を通って移動するにつれて、汚染
濃度が希釈されるが、汚染は完全には除去されない。こ
れは、捕捉された水が完全には除去されないことが理由
の１つである。本発明によれば、蒸気は、汚染領域を通
って水平に移動し、負圧で排出井戸から除去されるよう
に、注入される。これは、排出された流体および気体内
に発見される汚染物が比較的一様な汚染の最小レベルで
あると思われるまで、長時間行われる。蒸気の一層の排
出は、除去すべき汚染物が少量であるので、時間および
エネルギーコストの点から最早効率的ではないであろ
う。この時点において蒸気の注入が停止されるが、注入
井戸に負圧が引かれ続ける。蒸気の注入の停止の際、負
圧で排出し続けることによって、汚染領域の残留熱は、
（ａ）間隙中に捕捉される残留水の大部分を蒸発させ
（さもなければ、蒸気の排出によって除去することがで
きないであろう）、（ｂ）残留揮発物、そして非揮発物
さえも（さもなければ、蒸気の排出の際に除去すること
ができない）除去するのに十分であることが分かった。
この後者の結果は、少なくとも部分的には、蒸気処理の
後に残る汚染物の相対濃度の増加により、液体成分の幾
つかの有効蒸気圧の増加のおかげである。地表下を負圧
に置くことができる。何故ならば、注入井戸からの圧力
の追加が最早ないからである。
理の実質的に接近不能な土の間隔内に捕捉されたままで
ある残留水および汚染物があるという出願人の発見によ
って発明されたものである。間隙内に捕捉されたかかる
残留水は、蒸気が領域を通って移動するにつれて、汚染
濃度が希釈されるが、汚染は完全には除去されない。こ
れは、捕捉された水が完全には除去されないことが理由
の１つである。本発明によれば、蒸気は、汚染領域を通
って水平に移動し、負圧で排出井戸から除去されるよう
に、注入される。これは、排出された流体および気体内
に発見される汚染物が比較的一様な汚染の最小レベルで
あると思われるまで、長時間行われる。蒸気の一層の排
出は、除去すべき汚染物が少量であるので、時間および
エネルギーコストの点から最早効率的ではないであろ
う。この時点において蒸気の注入が停止されるが、注入
井戸に負圧が引かれ続ける。蒸気の注入の停止の際、負
圧で排出し続けることによって、汚染領域の残留熱は、
（ａ）間隙中に捕捉される残留水の大部分を蒸発させ
（さもなければ、蒸気の排出によって除去することがで
きないであろう）、（ｂ）残留揮発物、そして非揮発物
さえも（さもなければ、蒸気の排出の際に除去すること
ができない）除去するのに十分であることが分かった。
この後者の結果は、少なくとも部分的には、蒸気処理の
後に残る汚染物の相対濃度の増加により、液体成分の幾
つかの有効蒸気圧の増加のおかげである。地表下を負圧
に置くことができる。何故ならば、注入井戸からの圧力
の追加が最早ないからである。
負圧を排出井戸に引き続けることによって、汚染帯域
を実質的に乾燥させて、間隙中に捕捉された残留水およ
び揮発性物質を除去し、その結果、得られるであろう除
染されたサイトでは、蒸気と真空を同時に停止する。上
昇温度を維持し間隙水を蒸気復水で補充するために、蒸
気の注入を断続的に再開する。
を実質的に乾燥させて、間隙中に捕捉された残留水およ
び揮発性物質を除去し、その結果、得られるであろう除
染されたサイトでは、蒸気と真空を同時に停止する。上
昇温度を維持し間隙水を蒸気復水で補充するために、蒸
気の注入を断続的に再開する。
まず第１図を参照すると、蒸気を発生させ排出された
気体および液体を汚染サイトから処理するための好適な
実施例が示されている。作動のため燃料、水および空気
を供給された蒸気発生器10が、液体トラップ12および圧
力レギュレータ13を各々備えた複数のライン11を介し
て、一定の流量および圧力で蒸気を各注入井戸に供給す
る。ライン11の各々は、マニホルド15を使用しライン14
を通して複数の注入井戸に供給する。トラップに収集さ
れた復水は、ライン16から蒸気発生器10に戻される。
気体および液体を汚染サイトから処理するための好適な
実施例が示されている。作動のため燃料、水および空気
を供給された蒸気発生器10が、液体トラップ12および圧
力レギュレータ13を各々備えた複数のライン11を介し
て、一定の流量および圧力で蒸気を各注入井戸に供給す
る。ライン11の各々は、マニホルド15を使用しライン14
を通して複数の注入井戸に供給する。トラップに収集さ
れた復水は、ライン16から蒸気発生器10に戻される。
さらに第１図を参照すると、土から気体を抽出する大
容量真空ポンプ17によって、各回収井戸に負圧が維持さ
れている。液体は、回収井戸の底部から圧送され、ライ
ン18を介して、ライン20から分離タンク19の方へ差し向
けられるが、ライン20では、流量計21によって流れが制
御されている。別の相の汚染物は、分離タンクから除去
され、ライン22を介して貯蔵タンク23に圧送される。汚
染水は、ライン24を介して、処理のため別の貯蔵タンク
（図示せず）に圧送される。
容量真空ポンプ17によって、各回収井戸に負圧が維持さ
れている。液体は、回収井戸の底部から圧送され、ライ
ン18を介して、ライン20から分離タンク19の方へ差し向
けられるが、ライン20では、流量計21によって流れが制
御されている。別の相の汚染物は、分離タンクから除去
され、ライン22を介して貯蔵タンク23に圧送される。汚
染水は、ライン24を介して、処理のため別の貯蔵タンク
（図示せず）に圧送される。
排出井戸から回収された気体は、井戸からライン25、
26を介して復水器27に通される。（水と汚染物を含む）
復水は分離タンク28に送られ、分離タンク28から、別の
相の汚染物が貯蔵タンク23に圧送され、そして、水がラ
イン29を介して貯蔵領域（図示せず）に圧送され更に処
理される。冷却塔30又は空気／水熱交換器が、復水の供
給を周囲温度に維持する。水がライン31を介して供給さ
れ、冷却塔が使用された場合に蒸発によって失われた水
を交換する。復水器27および分離タンク28に通される気
体は、ライン32を介して炭素吸収装置に通されるが、炭
素吸収装置は、別々に或いは組み合わせて作動すること
ができ空気流に存在する汚染物を吸収する一連の炭素キ
ャニスタからなり、これにより、空気を浄化し空気をラ
イン34を介して大気に通気させる。蒸気をライン35を介
してキャニスタ33に通すことによって、濾過装置を適所
で再生することができる。これは、サイトから或いはサ
イトに搬送しなければならない汚染された炭素の容量を
減少させる。蒸発した炭素のキャニスタから除去された
気体および液体は、ライン36を介して復水に導入するこ
とによって、回収井戸から回収されたキャニスタと同様
に処理される。
26を介して復水器27に通される。（水と汚染物を含む）
復水は分離タンク28に送られ、分離タンク28から、別の
相の汚染物が貯蔵タンク23に圧送され、そして、水がラ
イン29を介して貯蔵領域（図示せず）に圧送され更に処
理される。冷却塔30又は空気／水熱交換器が、復水の供
給を周囲温度に維持する。水がライン31を介して供給さ
れ、冷却塔が使用された場合に蒸発によって失われた水
を交換する。復水器27および分離タンク28に通される気
体は、ライン32を介して炭素吸収装置に通されるが、炭
素吸収装置は、別々に或いは組み合わせて作動すること
ができ空気流に存在する汚染物を吸収する一連の炭素キ
ャニスタからなり、これにより、空気を浄化し空気をラ
イン34を介して大気に通気させる。蒸気をライン35を介
してキャニスタ33に通すことによって、濾過装置を適所
で再生することができる。これは、サイトから或いはサ
イトに搬送しなければならない汚染された炭素の容量を
減少させる。蒸発した炭素のキャニスタから除去された
気体および液体は、ライン36を介して復水に導入するこ
とによって、回収井戸から回収されたキャニスタと同様
に処理される。
次に第2A図を参照すると、この図は、２つの注入井戸
40A、40Bと、地下水面より上に位置する汚染物42の捕捉
されたレンズによって特徴づけられる地中汚染帯域に設
けられた排出井戸とを示した図面である。また、レンズ
42、44、45の周囲の土の間隙内に捕捉された低濃度の残
留汚染物（図示せず）がある。
40A、40Bと、地下水面より上に位置する汚染物42の捕捉
されたレンズによって特徴づけられる地中汚染帯域に設
けられた排出井戸とを示した図面である。また、レンズ
42、44、45の周囲の土の間隙内に捕捉された低濃度の残
留汚染物（図示せず）がある。
汚染物の深さは、井戸40A、40Bからの蒸気の注入圧力
を決定する。何故ならば、注入圧力が、垂直方向の破砕
を引き起こす圧力を超過すべきではないからである。こ
の破砕圧力は、深さにつれて増大する土の圧力に比例す
る。回収井戸41に設定される負圧は、使用される真空ポ
ンプの寸法によって決定され、出来るだけ低圧であるべ
き圧力は実用的に可能である。注入井戸（40A、40B）と
回収井戸41との最大圧力差が一旦決定されると、水平に
流れる蒸気の粘性力が流体力よりも確実に大きくなるよ
うに、各井戸間の最適間隔を決定することができるの
で、蒸気が各井戸から汚染帯域への流入を回避するのに
十分な速さで土を通して水平方向に蒸気を圧送すること
ができる。蒸気の粘性力は、当業者であればダルシーの
法則によって容易に決定することができる。粘性力と流
体力を等しくすることによって、回収井戸の注入の最大
間隔を決定することができる。
を決定する。何故ならば、注入圧力が、垂直方向の破砕
を引き起こす圧力を超過すべきではないからである。こ
の破砕圧力は、深さにつれて増大する土の圧力に比例す
る。回収井戸41に設定される負圧は、使用される真空ポ
ンプの寸法によって決定され、出来るだけ低圧であるべ
き圧力は実用的に可能である。注入井戸（40A、40B）と
回収井戸41との最大圧力差が一旦決定されると、水平に
流れる蒸気の粘性力が流体力よりも確実に大きくなるよ
うに、各井戸間の最適間隔を決定することができるの
で、蒸気が各井戸から汚染帯域への流入を回避するのに
十分な速さで土を通して水平方向に蒸気を圧送すること
ができる。蒸気の粘性力は、当業者であればダルシーの
法則によって容易に決定することができる。粘性力と流
体力を等しくすることによって、回収井戸の注入の最大
間隔を決定することができる。
同様に、使用すべき井戸の数を決定することができ
る。汚染の垂直方向の範囲は、汚染領域全体に確実に蒸
気をいきわたらせるように蒸気が注入される間隔を決定
する。圧力、井戸の間隔、土の透水性および注入間隔が
既知であれば、当業者は、注入すべき蒸気の流量を決定
し、これを使用してボイラー又は蒸気発生器の寸法決め
をすることができる。
る。汚染の垂直方向の範囲は、汚染領域全体に確実に蒸
気をいきわたらせるように蒸気が注入される間隔を決定
する。圧力、井戸の間隔、土の透水性および注入間隔が
既知であれば、当業者は、注入すべき蒸気の流量を決定
し、これを使用してボイラー又は蒸気発生器の寸法決め
をすることができる。
作動の際、蒸気は、井戸40A、40Bの側面から汚染帯域
を通って排出井戸41の方へ側方に流れる。水および液体
は、第１図に関連して上述したように、井戸41の底部か
ら圧送される。気体および蒸気は、真空を受けて井戸41
から排出される。
を通って排出井戸41の方へ側方に流れる。水および液体
は、第１図に関連して上述したように、井戸41の底部か
ら圧送される。気体および蒸気は、真空を受けて井戸41
から排出される。
蒸気排出の十分な期間の後、汚染レンズ42、44、45の
実質的にすべての汚染物、並びに、レンズの周囲の土お
よび汚染領域の多くの揮発性物質は、除去される。この
時点において、汚染帯域全体およびこの周囲領域は、第
2B図に示す深さＨにおいて実質的に等温である。また、
排出井戸41の底部にある地下水面は、井戸の底部からの
水のポンピングにより、押し下げられる。水、液体およ
び蒸気注入の際に除去されるべき蒸気中に含有されてい
る汚染物を分析することによって、一定時間の後、汚染
レベルの減少が、蒸気の一層の注入が汚染物の著しい除
去とならないような箇所まで減少することに、留意すべ
きである。第2B図において示すように、この時点におい
て、蒸気は停止するが、負圧での排出は続き、これによ
り、蒸気（もしあれば、液体）は、排出井戸41から除去
される。この時点において、土の間隙内に捕捉された残
留水は、等温加熱された帯域内の残留熱と井戸41での負
圧の適用による圧力の減少の両方により蒸発する。この
結果、残留水ばかりでなく揮発性物質および非揮発性物
質が除去され、かくして、除染処理全体を向上させる。
蒸気は、第2B図の蒸気帯域によって表されるような間隙
内に水が捕捉されている領域に、部分的に発生する。
実質的にすべての汚染物、並びに、レンズの周囲の土お
よび汚染領域の多くの揮発性物質は、除去される。この
時点において、汚染帯域全体およびこの周囲領域は、第
2B図に示す深さＨにおいて実質的に等温である。また、
排出井戸41の底部にある地下水面は、井戸の底部からの
水のポンピングにより、押し下げられる。水、液体およ
び蒸気注入の際に除去されるべき蒸気中に含有されてい
る汚染物を分析することによって、一定時間の後、汚染
レベルの減少が、蒸気の一層の注入が汚染物の著しい除
去とならないような箇所まで減少することに、留意すべ
きである。第2B図において示すように、この時点におい
て、蒸気は停止するが、負圧での排出は続き、これによ
り、蒸気（もしあれば、液体）は、排出井戸41から除去
される。この時点において、土の間隙内に捕捉された残
留水は、等温加熱された帯域内の残留熱と井戸41での負
圧の適用による圧力の減少の両方により蒸発する。この
結果、残留水ばかりでなく揮発性物質および非揮発性物
質が除去され、かくして、除染処理全体を向上させる。
蒸気は、第2B図の蒸気帯域によって表されるような間隙
内に水が捕捉されている領域に、部分的に発生する。
回収された流体中に著しい汚染濃度が検出され、真空
ポンピングによって回収された非凝縮性の気体（即ち、
空気）の一部が多量である場合には、蒸気の注入が再開
され土の温度を蒸気の温度に戻し間隙水を補充する。
ポンピングによって回収された非凝縮性の気体（即ち、
空気）の一部が多量である場合には、蒸気の注入が再開
され土の温度を蒸気の温度に戻し間隙水を補充する。
本発明の移送の特徴として、蒸気の使用によって、蒸
気が接触し及び／又は蒸気によって生ずる熱にさらされ
る地中領域は、バクテリア、菌など（一般的に、生物相
といわれる）が実質的に殺菌される。汚染領域の冷却の
後、微生物分解のための特別な生物相を汚染領域に導入
し、汚染レベルを一層減少させる。これは、蒸気を使用
することなしに、自然の生物相を備え、導入した微生物
分解の生物相と対抗するので、改良となる。養分を加え
て微生物分解の生物相の活動を促進させると、多くの場
合には、導入した生物相の代わりに及び／又は導入した
生物相のために、自然の生物相は増殖し、これにより、
導入した生物相に打ち勝ち微生物分解の効果を打ち消
す。従って、汚染領域を実質的に殺菌することによっ
て、導入された生物相は一層効果的になるであろう。
気が接触し及び／又は蒸気によって生ずる熱にさらされ
る地中領域は、バクテリア、菌など（一般的に、生物相
といわれる）が実質的に殺菌される。汚染領域の冷却の
後、微生物分解のための特別な生物相を汚染領域に導入
し、汚染レベルを一層減少させる。これは、蒸気を使用
することなしに、自然の生物相を備え、導入した微生物
分解の生物相と対抗するので、改良となる。養分を加え
て微生物分解の生物相の活動を促進させると、多くの場
合には、導入した生物相の代わりに及び／又は導入した
生物相のために、自然の生物相は増殖し、これにより、
導入した生物相に打ち勝ち微生物分解の効果を打ち消
す。従って、汚染領域を実質的に殺菌することによっ
て、導入された生物相は一層効果的になるであろう。
第３図を参照すると、汚染領域における本発明の使用
例を示した平面図である。複数の注入井戸60が、除染サ
イト内およびその周囲に設けられている。回収井戸62
が、２つ以上の注入井戸60の間に間隔を隔てて置かれて
いる。注入井戸60は全て、蒸気発生器66から蒸気出口64
に適当に連結（図示せず）されている。回収井戸62は全
て、第１図に関連して上述した水および汚染物を処理す
るのに使用された回収ユニット70の回収入口68に適当に
連結（図示せず）されている。給水器72には、回収ユニ
ット70の一部をなす復水器に及び復水器からライン74
a、74bが、そして蒸気発生器66へのライン76が設けられ
ている。移動式タンク78を利用して、オフサイトから搬
送すべきライン80からの復水（水および／又は汚染物）
を受け入れる。
例を示した平面図である。複数の注入井戸60が、除染サ
イト内およびその周囲に設けられている。回収井戸62
が、２つ以上の注入井戸60の間に間隔を隔てて置かれて
いる。注入井戸60は全て、蒸気発生器66から蒸気出口64
に適当に連結（図示せず）されている。回収井戸62は全
て、第１図に関連して上述した水および汚染物を処理す
るのに使用された回収ユニット70の回収入口68に適当に
連結（図示せず）されている。給水器72には、回収ユニ
ット70の一部をなす復水器に及び復水器からライン74
a、74bが、そして蒸気発生器66へのライン76が設けられ
ている。移動式タンク78を利用して、オフサイトから搬
送すべきライン80からの復水（水および／又は汚染物）
を受け入れる。
本発明の好適な実施例の上述の説明は、図示および説
明の目的のために存在する。本発明を開示された形態の
通りに限定しようとするものではなく、上述の教示に照
らして多くの変形および修正をなし得ることは明らかで
ある。実施例は本発明の原理およびその実際上の利用を
最も良く説明するために選定したものであり、これによ
り、当業者は種々の変形および修正をなし得る。本発明
の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ画定される。
明の目的のために存在する。本発明を開示された形態の
通りに限定しようとするものではなく、上述の教示に照
らして多くの変形および修正をなし得ることは明らかで
ある。実施例は本発明の原理およびその実際上の利用を
最も良く説明するために選定したものであり、これによ
り、当業者は種々の変形および修正をなし得る。本発明
の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ画定される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ２１Ｂ 43/24 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｐ (72)発明者 シター ニコラス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94707 ケンジントン コヴェントリー ロード 540 (72)発明者 ハント ジェイムズ アール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94596 ウォルナット クリーク チェ リー レーン 2632 (72)発明者 スチュワート ロイド ディー ジュニ ア アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94705 バークレー ラッセル ストリ ート 2146 (56)参考文献 特開 昭63−280127（ＪＰ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】揮発性汚染物、非揮発性の水溶性汚染物お
よび非揮発性の非水溶性汚染物を含有する汚染された地
中領域を現場で除染するための方法であって、 （ａ）汚染領域の周囲に近接して及び／又は汚染領域内
に置かれた複数の注入井戸からなる注入井戸設備を設け
る段階と、 （ｂ）汚染領域内に配置され注入井戸から間隔を隔てて
設けられた少なくとも１つの排出井戸を設ける段階と、 （ｃ）蒸気を注入井戸設備に同時に注入するとともに、
排出井戸に負圧を適用し、これにより、蒸気を、汚染さ
れた地中領域を通して実施的に水平方向に引いて前記領
域を加熱し、前記領域からかなりの量の揮発性汚染物を
揮発させ排出して、水、非揮発性汚染物および揮発性汚
染物を、排出井戸から排出する段階と、 （ｄ）注入井戸設備への蒸気の注入を停止し、排出井戸
の負圧を引き続けて、残留蒸気および気体、および残留
液体を地中領域から排出する段階と、 を含む方法。 - 【請求項２】前記段階（ｃ）は、前記蒸気の応用におい
て、汚染領域からの前記汚染物がほとんど除去されなく
なるまで行われる、請求の範囲１に記載の方法。 - 【請求項３】残留汚染物の微生物分解のため、前記領域
に、残留熱が散逸した後に、生物相およびこれの養分を
導入する段階（ｅ）をさらに含む、請求の範囲１に記載
の方法。 - 【請求項４】前記段階（ｃ）および（ｄ）を繰り返すこ
とを含む、請求の範囲１に記載の方法。 - 【請求項５】揮発性汚染物、非揮発性の水溶性汚染物お
よび非揮発性の非水溶性汚染物を含有する汚染された地
中領域を現場で除染するための方法であって、 （ａ）蒸気を、前記汚染領域の周囲に近接して及び／又
は汚染領域の内部に置かれた複数の注入井戸からなる注
入井戸設備に同時に注入し、汚染領域内部に注入井戸と
間隔を隔てて置かれた少なくとも１つの排出井戸に負圧
を適用し、これにより、蒸気を、汚染された地中領域を
通して実施的に水平方向に引いて前記領域を加熱し、前
記領域からかなりの量の揮発性汚染物を揮発させて排出
して、水、非揮発性汚染物および揮発性汚染物を、排出
井戸から排出する段階と、 （ｂ）注入井戸設備への蒸気の注入を停止し、排出井戸
の負圧を引き続けて、残留蒸気および気体、および残留
液体を地中領域から排出し、地中領域の残留熱によって
気体および蒸気を揮発させる段階と、 を含む方法。 - 【請求項６】前記段階（ｂ）は、前記蒸気の応用におい
て、汚染領域からの前記汚染物がほとんど除去されなく
なるまで行われる、請求の範囲５に記載の方法。 - 【請求項７】残留汚染物の微生物分解のため、前記領域
に、残留熱が散逸した後に、生物相およびこれの養分を
導入する段階（ｃ）をさらに含む、請求の範囲５に記載
の方法。 - 【請求項８】前記段階（ａ）および（ｂ）を繰り返すこ
とを含む、請求の範囲５に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US394,739 | 1989-08-16 | ||
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