JP3095851B2

JP3095851B2 - 高真空を用いて地下水を抽出する方法および装置

Info

Publication number: JP3095851B2
Application number: JP04011574A
Authority: JP
Inventors: エイハジャリパリス; エフレイヴェリーザサードウィリアム
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1992-01-27
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2015-10-10
Also published as: CA2053446A1; BR9200046A; EP0498676A3; EP0498676A2; DE69219492D1; EP0498676B1; ATE152645T1; DK0498676T3; US5172764A; JPH04309626A; DE69219492T2; MX9102041A; ES2101804T3; CA2053446C

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、地下水から化学的汚染物を除去
する方法および装置に関する。一層詳しく言えば、本発
明は、飽水帯と通気帯の両方にある土壌汚染物を除去す
るのに真空抽出を使用する方法および装置に関するもの
である。汚染物は、個々の物質として液相あるいは蒸気
相で地中土壌および地下水内に存在し、地下水および土
壌気体と混合したりあるいはそれに溶解したりもしくは
この両方の形態で存在している可能性がある。種々の汚
染物、たとえば、揮発性有機化合物、不揮発性物質、金
属汚染物などが地下水および土壌内に見出される。これ
らの汚染物は、地表面と地下水面の間の通気帯（不飽和
帯）内、通気帯と地下水面の境界のところ、および、地
下水面下方の飽水帯内に見出され、分布している可能性
がある。

【０００２】多くの工業、化学施設および廃棄物処理場
では、土壌および地下水が浮遊化学物質あるいは水溶性
化学物質またはこれら両方で汚染される。土壌の汚染物
および残留物を除去するには種々の技術が使用されてき
た。別の技術としては、現場で汚染土壌を水で飽和さ
せ、汚染物を土壌からゆっくりと水でこし取る技術があ
る。次に、汚染した水を除去する。

【０００３】真空抽出で土壌から揮発性有機汚染物質を
除去する技術も提案されている。この技術は、たとえ
ば、米国特許第4,323,122 号に記載されている。他に、
地下水上方（すなわち、通気帯内）の土壌に通気して土
壌内の汚染物の蒸発を生じさせ、蒸気相の汚染物を吸い
出す可能性も示唆されている。このような方法では、処
理を必要とする地下水は、普通の井戸から個別にポンプ
吸い上げすることによって除去される。真空抽出井戸に
水が流入する状況では、第２の液相ぽんぷを井戸内ある
いは地表面に設置して第２導管を通して水を除去するこ
とが提案されている。このような技術は、たとえば、米
国特許第4,660,639 号、Air & Waste Management Assoc
iation、1989年、第３９巻、第８号、第１０５４〜１０
６２頁、Stinson 著「EPA Site Demonstration of the T
erra Vac in Situ Vacuum Extraction Process in Grov
eland, Massachusetts」、米国特許第4,593,760 号、Am
erican Petroleum Institute, Health and Environment
al SciencesDepartment, API Publication No. 4431 (1
984) 「Forced Venting to Remove Gasoline Vapor from
a Large-Scale Model Aquifer」、J. Environ. Sci. He
alth,A17(1),31-44 (1982)、 J. Thornton, W. Wootan共
著「Venting for the Removalof Hydrocarbon Vapors fr
om Gasoline Contaminated Soil」、米国特許第4,892,6
64 号、米国特許第3,743,355 号、米国特許第4,444,260
号、米国特許第4,730,672 号、米国特許第4,890,673
号(Payne)、米国特許第4,945,988 号、米国特許第4,88
6,119 号および米国特許第3,743,355 号に記載されてい
る。

【０００４】1989年 9月27日に出願された、「Process a
nd Apparatus for Two-Phase Vacuum Extraction of So
il Contaminants」なる名称の米国特許第5,050,676 号
（これの全開示内容を参考資料として本文に援用する）
は、地下水面の上下の土壌から汚染物を抽出する方法を
開示している。この方法は、汚染領域の選定部分に設け
た穿孔内に多孔性立ち上り管を設置し、立ち上り管の小
孔を地下水面の下方に位置させることからなる。おぷし
ょんとして、立ち上り管の小孔の若干のものを地下水面
より上方の通気帯に位置させることもできる。次に、立
ち上り管に真空を作用させて立ち上り管内に土壌から気
体、液体を吸い込み、これらの気体および液体を共通の
流れとして地表面へ移送する。地表面で、この共通流
は、主として液体の流れと主として気体の流れに分離さ
れ、これら分離された流れを個別に処理する。

【０００５】公知の装置および方法はそれらの意図した
目的には適しているが、地下水および土壌から汚染物を
除去する方法および装置であって、地下水面の上下から
汚染物を除去できる装置および方法の必要性は残ってい
る。また、地下水および土壌から汚染物を除去する方法
および装置であって、種々の空気透過性および種々の多
孔性を持つ土壌から汚染物を除去できる方法および装置
の必要性も残っている。さらに、地下水および土壌から
汚染物を除去する方法および装置であって、抽出井戸の
位置における融通性を高めることのできる方法および装
置の必要性もある。さらにまた、地下水および土壌から
汚染物を除去する方法および装置であって、現存の真空
抽出システムを改造することによって実施できる方法お
よび装置の必要性もある。加えて、地下水および土壌か
ら汚染物を除去する方法および装置であって、地下水面
の上下に小孔を持つ立ち上り管を有する抽出井戸を通し
て通気帯からおよび地下水面の下方から汚染物を抽出で
きる方法および装置の必要性もある。さらに、地下水お
よび土壌から汚染物を除去する方法および装置であっ
て、地下水面が井戸に接続した真空ぽんぷの等価揚水能
力よりも深いときに地下水面の下方から井戸を通して汚
染物を真空抽出することのできる方法および装置の必要
性が存在する。また、簡単な機器で地下水および土壌か
ら汚染物を除去する方法および装置であって、単一の真
空ポンプを使用して単一の井戸または管を通して蒸気
相、液体相の両方で汚染物を除去できる方法および装置
の必要性もある。加えて、地下水および土壌から汚染物
を除去する方法および装置であって、真空抽出管内での
空気と水の混合によって抽出地下水内の汚染物の濃度を
低減し、引き続く水処理条件を緩和することのできる方
法および装置の必要性がある。加えて、地下水および土
壌から汚染物を除去する方法および装置であって、或る
土壌条件において抽出井戸付近で飽水帯（地下水）を脱
水し、脱水した土壌を通して空気を流通させ、汚染物の
抽出速度を加速し、結果として、清掃時間を低減するこ
とのできる方法および装置の必要性がある。さらに、地
下水および土壌から、揮発性物質、不揮発性物質、金属
汚染物などを含む種々の汚染物を除去する方法および装
置の必要性がある。

【０００６】本発明の目的は、地下水および土壌から汚
染物を除去する方法および装置であって、地下水面の上
下から汚染物を除去できる方法および装置を提供するこ
とにある。本発明（またはその特別な実施例）のこれら
の目的および他の目的は、通気帯と地下水面とを有する
土地の汚染領域から汚染物を除去する方法であって、汚
染領域に穿孔を設ける段階と、この穿孔内に、内部に真
空抽出管を設置し、その開口を内部の水面付近、ちょう
ど水面のところあるいは水面下の任意の位置に設置した
多孔性立ち上り管を設置する段階と、この立ち上り管内
へ気体を導入しながら、真空抽出管に真空を作用させて
土壌から多孔性立ち上り管内へ、そして、立ち上り管か
ら真空抽出管へ気体および液体を吸い込み、これら気
体、液体の両方を共通の流れとして地表面へ移送する段
階と、共通の流れから、主として液体である流れと主と
して気体である流れとを形成する段階と、液体の流れと
気体の流れを個別に処理する段階とを包含することを特
徴とする方法を提供することによって達成され得る。本
発明の別の実施例は、地下水面とこの地下水面の上方に
ある通気帯とを有する土地の汚染領域から汚染物を除去
する装置であって、地表面から下向きに地下水面の下方
のレベルまで延びる多孔性立ち上り管と、この立ち上り
管内に設置してあり、この多孔性立ち上り管内の地下水
面付近、ちょうど地下水面のところ、あるいは、地下水
面より下方の任意の位置に設けた開口を有する真空抽出
管と、立ち上り管内へ気体を導入する手段と、真空抽出
管と流体連絡しており、立ち上り管まわりで地下内に減
圧帯域を生成するようになっている真空生成装置であ
り、気体および液体を地下から立ち上り管内へ、そし
て、立ち上り管から真空抽出管内へ吸い込み、共通の流
れとして地表面へ移送することができる真空生成装置
と、共通の流れを受け取り、この流れを気体の流れと液
体の流れに分離する手段とを包含することを特徴とする
装置に向けられている。

【０００７】本発明は、地下水および土壌から汚染物を
除去する方法および装置に関する。汚染物は、通気帯内
または地下水面の下方あるいはこれら両方に存在する可
能性がある。本方法は、汚染領域に穿孔を設ける段階
と、この穿孔内に多孔性立ち上り管を設置し、この多孔
性立ち上り管内に真空抽出管を設置し、その開口を多孔
性立ち上り管内の初期地下水面付近、ちょうど地下水面
のところあるいは地下水面下方の任意の位置に位置させ
る段階と、真空抽出管を通して立ち上り管に真空を作用
させると同時に立ち上り管内へ気体を導入し、土壌気体
をおよびそれに乗った液体を立ち上り管内へ吸い込むと
共に真空抽出管を通して気体および液体を地表面に移送
する段階と、液体と気体を分離する段階と、分離した液
体と気体に個別に適切な処理を施す段階とを包含する。
処理した水は土壌に戻されるか、あるいは、普通の方法
で廃棄される。本発明の一実施例においては、立ち上り
管は、天然の地下水面の下方へ、そして、不飽和帯（通
気帯）内へ上方へ延びる小孔群（網目状部）を備える。
本発明の別の実施例では、立ち上り管は、地下水面の下
方へのみ延びる小孔群（網目状部）を備える。不飽和帯
は、天然の地下水面の上方に位置する天然の通気帯であ
ってもよいし、あるいは、抽出井戸を通して地下水を除
去することによって地下水面の局部的な下降が生じてで
きた拡張「人口」通気帯であってもよい。地下水面の下
方へ、そして、通気帯内へ延びるように網目状部を設置
することによって、蒸気相の汚染物を含む土壌気体を、
真空抽出管に接続した真空発生器の作用の下に立ち上り
管内へ吸い込むことができる。気体は液体相を含んでお
り、これら両方の相を真空抽出管を通して共通流として
一緒に地表面へ移送することができる。地表面で、２つ
の相は、サイクロン分離器、ノックアウト・ポットその
他の適当な装置で分離され、分離後に、これらの相はさ
らなる処理段階によって汚染物を除去する装置へ個別に
送られる。汚染物を除去する適当な方法としては、瀘
過、吸着、エアストリッピング、沈降、凝集、沈殿、ス
クラビングなどがある。

【０００８】したがって、立ち上り管は、水の除去によ
って地下水面の局部的な下降が生じた状況でも、網目状
部が常時地下水面の下方にあるように構成してもよい。
この構成では、地表面に移送される流体は主として液相
であるが、地表面で蒸気・液体の分離および個別の相の
処理を行って、真空装置の吸い込み側での乱流および圧
力低下の結果として生じる可能性のある相変換に対処す
る必要はなおあるかも知れない。

【０００９】図１は、本発明に従って真空抽出・処理を
行うシステムを全体的に参照符号１０で概略的に示して
いる。図１でわかるように、揮発性汚染物の源１２があ
り、通気帯（不飽和帯）の土壌１６内に吸収、溶解ある
いは浮遊する自由相および気体相の汚染物のプルーム
(plume)１４を生じている。プルーム１４を構成する汚
染物は、天然の地下水面１８に向かって下方へこされる
かあるいは浸透する傾向がある。地下水は矢印１９の方
向に移動している。水より軽く、溶解していない汚染物
は、参照符号２０で示してあり、地下水面１８の頂面に
浮遊する傾向がある。溶解した汚染物は、地下水面１８
の下方のプルーム２２内で下方へ浸透する傾向があり、
水よりも重い自由相汚染物２４はアクイタード２６に移
動する傾向がある。

【００１０】全体的に参照符号２８で示し、後により詳
しく説明する抽出井戸がプルーム１４の領域に掘られて
おり、通気帯を貫き、天然の地下水面１８の下方まで延
びている。この抽出井戸２８と組み合わせて、全体的に
参照符号３２で示す真空抽出システムが設けてあり、こ
れは、代表的には約７インチ〜約２９インチ（１７．７
８センチメートル〜７３．６６センチメートル）の水銀
柱の高真空状態を発生するように設計してあると好まし
い。真空抽出システム３２によって除去された気体は、
許容環境汚染限度内であれば３４のところで大気中へ排
出するか、あるいは、灰化するか凝集器、粒状活性炭素
フィルタその他の装置３６に通してさらに処理する。装
置３６は、抽出気体から汚染物を除去するのに役立つ。
このプロセスで抽出された水は、普通の金属除去、揮発
性有機化合物除去あるいは他の浄化操作を行うシステム
をに通すことによって処理することができる。処理さ
れ、浄化された水は、この段階で充分に清浄であるなら
ば、下水道に戻すか、あるいは、３８のところに示すよ
うに地中に直接戻すことができる。汚染物は、最終的な
分解あるいはさらなる処理のためにドラム４０内に格納
し得る。

【００１１】図２は、抽出井戸２８をより詳しく示して
いる。この抽出井戸２８は、図示形態では、細長い穿孔
２１を有し、この中に、底を閉じた多孔性立ち上り管４
４が設置してある。この立ち上り管４４は、地下水面の
下方、あるいは、地下水面の上下のいずれかで多孔性と
なっている。図示実施例では、立ち上り管は無孔上部４
６と多孔性（網目状）下部４８とからなる。立ち上り管
４４は、任意適当な材料、たとえば、ポリ塩化ビニル、
ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼などのような金属、Teflon
（登録商標）などのようなプラスチックで作ることがで
きる。網目状あるいは多孔性部分は、任意所望あるいは
適当な形状、寸法の小孔を有する。たとえば、一実施例
では、多孔性部分には、0.010インチ(0.254ミリメート
ル）のスロットが設けてある。立ち上り管４４内には、
無孔の真空抽出管３０が設置してある。この真空抽出管
３０は、任意適当な材料、たとえば、ポリ塩化ビニル、
ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼などのような金属、Teflon
（登録商標）などのようなプラスチックで作ることがで
きる。立ち上り管４４の上端は、ここでは、コンクリー
ト床またはデッキと組み合わせて示してあり、適当な管
継手５２を備えている。この管継手５２は、立ち上り管
４４および真空抽出管３０を真空抽出システム３２（図
２には示さず）の残部に連結することができ、このと
き、真空抽出管３０が真空抽出システム３２と流体連絡
する。真空抽出管３０は、地下水面の下方、ちょうど地
下水面のところ、あるいは、地下水面に近いがそこのや
や上方に、立ち上り管４４内で開口を有する。また、抽
出井戸２８の、地表面のところあるいはそこに近い端に
は空気入口３１が設けてあり、これは、任意所望の圧力
（負圧、大気圧あるいは高圧を含む）で立ち上り管４４
内へ空気を導入できる空気流ゲージ（図示せず）を備え
ると好ましい。大気圧より高い圧力で空気を導入したい
場合には、真空抽出管３０に吐出側を接続した真空ポン
プ（図示せず）を空気入口３１に接続することによって
空気圧を得ることができる。空気入口３１を通る空気の
流量は、ほぼゼロの値から、真空抽出管３０に接続した
真空ポンプのＣＦＭ等級能力より低い任意の値まで変え
ることができる。加えて、空気入口３１を通して導入し
た空気は、所望に応じて、加熱して或る種の汚染物の抽
出を向上させることができる。さらに、空気入口３１
は、立ち上り管および抽出流内へ他の物質または化学物
質を導入する入口としても使用し得る。これは、このよ
うに導入された物質あるいは化学物質が流入空気と一緒
に立ち上り管を通ってその底まで流下し、水・空気混合
物と一緒に真空抽出管３０を通って上方に戻り、水・空
気混合物と化学的あるいは他の方法で反応するからであ
る。たとえば、酸化剤、界面活性剤その他の化学物質
を、真空抽出管によって除去した水運搬あるいは蒸気運
搬の汚染物を処理するために導入してもよい。真空抽出
管３０を通して吸い上げられた液体は、一般的には、以
下の形態のうちの１つあるいはそれ以上の形態である。
すなわち、スラグ、水滴、ミスト、蒸気である。システ
ムを通る空気流は以下のものの１つあるいはそれ以上で
ある。すなわち、不飽和帯（通気帯）からの空気、脱水
した飽水帯からの空気、空気入口機構３１からの空気で
あり、負圧、大気圧、高圧のいずれかである。したがっ
て、空気が抽出井戸の付近で地面から抽出される必要は
ない。一般的には、高い蒸気／空気速度がシステムを通
して維持される。真空抽出管における空気速度は、空気
内に捕らえられた蒸気相の水、種々の大きさの水滴ある
いはスラグなどを搬送または持ち上げるに充分なもので
なければならない。2,500 フィート(750メートル）／毎
分以上の空気速度が一般的には充分である。

【００１２】立ち上り管４４の上部４６は、ベントナイ
ト・セメントのような低透過性グラウト５４によって囲
まれており、グラウト５４の下部はベントナイト・シー
ル５６でシールされている。穿孔４２の、立ち上り管４
４のスロット付き下部４８とこの下部４８の上方の上部
４６の一部を囲んでいる領域には細かい瀘過用の砂４９
が詰めてあり、周囲の土壌から立ち上り管４４内へ気体
および液体が容易に流入できるようにしている。好まし
い形態では、抽出井戸２８は、瀘過用の下部４８が天然
の地下水面の下方で通気帯内へ上向きに延びるように構
成してある。瀘過用下部４８が突入している通気帯は、
天然の地下水面１８であってもよいし、図２に参照符号
１８′で示すように、抽出井戸を通しての地下水の取り
出しが長引いたときに地下水面の局部的な下降が生じた
ときに創り出される拡張人口通気帯であってもよい。通
気帯内で地下水面の下方に立ち上り管４４の瀘過用下部
４８を設けることにより、土壌気体（蒸気相）を、真空
抽出システム３２によって生じた真空作用の下に抽出井
戸内へ吸い込ませると共に、液体相を捕らえ、これら両
相を一緒に地表面まで移送することができる。後に説明
するように、地表面では、これら２つの相は分離され、
個別に処理され得る。

【００１３】代案（図示せず）として、抽出井戸２８
は、真空抽出システム３２の作用の下に水を引き抜いた
後でも、下部４８の瀘過作用部分が天然のあるいは実際
の地下水面内に完全に浸漬、すなわち、その下に位置す
るように構成してもよい。後者の場合、地表面に移送さ
れる流体は主として液相であるが、普通は、真空作用に
よって揮発した液体を含む気体相も存在する。

【００１４】図３は、真空抽出システム３２および抽出
物質を処理する段階ならびに装置をより詳しく示してい
る。電動機８０によって駆動される真空ポンプ７８が、
パイプ８２、ノックアウト・ポット８４およびパイプ８
６を通して抽出井戸２８の管継手５２と流体連絡してい
る。ノックアウト・ポット８４は、当業者には馴染みの
ある普通の設計のものであってよい。

【００１５】ノックアウト・ポット８４は、抽出井戸２
８から流出する２つの相を分離し、それらに適当な処理
を施すのに役立つ。これに関して、パイプ８８がノック
アウト・ポット８４と組み合わせて設けてあり、瀘過段
階およびストリッピング段階を通じて液相の汚染物を導
入するようになっている。図示実施例では、並列フィル
タ９０、９２によって瀘過を行うようになっており、こ
れらのフィルタは、普通の要領で交互にあるいは同時に
使用できる。図には示さないカットオフ弁が設けてあ
り、フィルタ９０、９２のいずれかを遮断し、各フィル
タで除去、浄化、交換を行うことができる。フィルタ９
０、９２の吸い込み側、吐き出し側に適当な圧力計（図
示せず）を設け、フィルタの負荷状態を示すようにして
もよい。適当なフィルタ９０、９２の例としては、Rose
dale Products, Incorporated の販売するＳＱミクロン
・ナイロン・フィルタがあり、これは150psiで222gpmの
通過を許す。他の分離技術および装置も使用できる。

【００１６】単段階漸進キャビティ（スクリュウ）タイ
プであると好ましい耐腐蝕性のポンプ９４がノックアウ
ト・ポット８４の液相汚染物を引き出すように作用す
る。適当なポンプの例としては、Exton, PA のNetzsch
IncorporatedのNemo Pump DivisionがModel Ne-30Aとし
て販売しているものがあるが、本発明では、他の適当な
装置も使用できる。

【００１７】図示実施例では、液相はポンプ９４からパ
イプ９６を通してオプションのエアストリッピング組立
体９８へ送られる。このエアストリッピング組立体９８
の機能は、汚染物から揮発性有機化合物を除去すること
にある。エアストリッピング組立体９８と組み合わせた
送風機１００がエアストリッピング組立体９８のハウジ
ングを通して温風を吸い込み、揮発性有機化合物を通気
口１０２を通して大気あるいはさらなる処理段階（図示
せず）へ運び去るようになっている。パイプ１０６に放
出する移送ポンプ１０４がエアストリッピング組立体９
８の溜めからさらなる処理段階へ液体を移送するように
作用する。この移送ポンプ１０４は、エアストリッピン
グ組立体９８と組み合わせた低レベル・スイッチ１０８
に応答してオフとすることができる。エアストリッピン
グ組立体９８と組み合わせた高レベル・スイッチ１１０
がエアストリッピング組立体９８内の高い水面に応答し
てポンプ９４を制御する。エアストリッピング組立体９
８は、当業者にとって馴染みのある普通の「off-the-she
lf」ユニットであってもよい。

【００１８】所望ならば、エアストリッピング組立体９
８を省略し、パイプ９６の汚染物をパイプ１２０の汚染
物と合流させてもよい。抽出中（地下水が真空の下に空
気流内に抽出されるとき）に空気と水をよく混合させる
ことで、揮発性化合物を溶出させ、後のエアストリッピ
ングの必要性を除くことができる。エアストリッピング
組立体９８の必要性を除くことによって、揮発性有機化
合物を担持する空気流の全体積を減らすこともできる。
空気の放出を制御しなければならない状況では、これは
独特の利点である。２相蒸気抽出ぷろせすの別の利点
は、付加的なエアストリッピングなしに実施された場合
に、蒸気／液体混合、分離を達成する低圧により、普通
のエアストリッピングに比して水の酸素添加が少ないと
いうことにある。溶解酸素量が少ないということは、装
置の下流側の構成要素の腐蝕、汚染を少なくするという
ことが予想される。

【００１９】上述したように、真空ポンプ７８の作用の
下では、抽出井戸２８からの２相汚染物から分離された
蒸気は真空ポンプ７８に吸い込まれる。図示実施例で
は、真空ポンプ７８は液体リング式であり、補給水管路
１１２を備え、家庭用電源で駆動され得る。補給水管路
１１２は、エアストリッピング組立体９８の高レベル・
スイッチ１１０に応答するソレノイド作動式弁１１４を
備える。

【００２０】真空ポンプ７８は、蒸気／液体分離器１１
６に排出し、蒸気汚染物は大気中へ排出されるか、ある
いは、必要に応じて、パイプ１１８を通してさらなる処
理段階へ送られる。蒸気／液体分離器１１６からの液体
汚染物はパイプ１２０を通って溜め１２２へ流れ、そこ
において、パイプ１０６の汚染物、すなわち、エアスト
リッピング組立体９８の液体出力と合流する。蒸気／液
体分離器１１６の液体汚染物の一部あるいは全部は、管
路１２４を通して吸い出し、液体リング式ポンプ７８に
供給する補給水管路１１２の流れと合流させてもよい。

【００２１】低レベル・カットオフ・スイッチ１２８に
よって制御されるポンプ１２６が溜め１２２から液体を
吸引し、パイプ１３０を通してさらなる処理段階へ送
る。図示実施例では、液体は粒状活性炭素を含むキャニ
スタ１３２、１３４を通して２段階で送られる。他の汚
染物除去段階あるいは技術を使用し得る。処理済みの水
は、パイプ１３６を通って流出し、さらなる処理なしに
土壌あるいは下水道へ戻すことができる程度に浄化され
ている。

【００２２】図４は、オプションとしての空気入口井戸
５７の一例を示している。この空気入口井戸５７は、穿
孔５８を包含し、この穿孔は、パイプ６０を受け入れて
いる。パイプ６０は、一実施例では、底を閉ざした４イ
ンチ直径のＰＶＣパイプを有し、このパイプは0.010 イ
ンチ(0.258みり) スロットのふるいを有する。パイプ６
０は、その上端を、地表面６４まで延びるセメント・カ
ラー６２によって囲まれている。カラー６２と組み合わ
せて適当なカバー６８が設けてあり、これは所望に応じ
て注入井戸を選択的にカバーする。カバー６８は、一般
的には、少なくとも部分的に空気透過性である。穿孔５
８内でパイプ６０の中間部７０を囲んでベントナイト・
スラリ７２があり、これはパイプ６０と穿孔５８の間を
気密にしいるする。パイプ６０のスロット付き下部７４
は、気体透過性の砂７６で囲まれている。後に明らかに
なるように、パイプ６０はプルーム１４（図１に示す）
を囲む帯域へ空気を注入するのを容易にする。

【００２３】本発明に従って真空抽出を行うことの一利
点は、地下水の吸い上げ率が普通の単相流量よりもかな
り高くすることができるということにある。真空抽出管
３０および真空抽出システム３２を上述したように用い
て地下に真空を作用させることによって、水は、井戸に
向かって帯水層上で空気および土壌気体を掃引する流体
の動的効果によって、そして、立ち上り管４４内の低水
頭（水圧）の人工的な発生によっても土壌から吸い出さ
れる。立ち上り管４４の低水頭は、この立ち上り管を液
圧系統の低い位置に置くことになり、周囲の土壌の水が
容易にそこに流れることになる。

【００２４】普通のポンプで達成することができる以上
に地下水の吸い上げ率を人工的に高めることは、自然の
再充填がゆっくりしている地下構造では特に有利であ
る。抽出井戸２８を囲む地下水捕獲帯域の寸法を増大さ
せることに加えて、上記の装置１０の作動により、天然
の地下水面が押し下げられ、装置１０で発生する蒸気抽
出メカニズムによって浄化する通気帯の体積を増大させ
る。明確な利点は、処理時間の短縮と、全汚染物除去作
業のコストの低減である。

【００２５】本発明の装置および方法は、真空抽出管お
よび空気入口手段を備えているため、種々の空気透過性
および種々の多孔性を持つ土壌から液体または気体ある
いはこれら両方の汚染物を除去することができる。これ
は、抽出システムがもはや土壌の空気透過性や多孔性に
依存せず、真空ポンプの特性に合わせるに充分な、立ち
上り管への空気および水の流量を確保できるからであ
る。空気入口は、弁を備える場合、特定の土壌条件に合
わせるべく導入空気流量を調節することができる。空気
入口および弁は、真空抽出管を通して井戸から抽出した
水を空気で入れ替えることができる。加えて、本発明で
は、抽出井戸の場所についての融通性を高めることがで
きる。これは、土壌を通る空気流に関する土壌状態が重
要ではなく、最大汚染領域にそこの不規則なあるいは難
しい土壌条件を考慮することなく井戸を設けることがで
きるからである。さらに、真空抽出管および空気入口機
構は、地下水面が井戸に接続した真空ポンプの等価揚水
能力よりも深いときでも、地下水面より下から井戸を通
して汚染物を真空抽出することを可能とする。したがっ
て、真空ポンプを備えた現存の井戸を、本発明によるよ
うな真空抽出管および空気入口機構を加えて改造し、現
存のポンプで地下水面より下から汚染物を除去すること
ができる。加えて、地下水面が約３５フィート（１０．
５メートル）より深いときに、液体汚染物を除去するの
に必要な揚水能力は、いかなる市販の真空ポンプよりも
大きいことが予想される。しかしながら、本発明の装置
および方法によれば、３５フィート以上の深さのところ
からも液体および気体の汚染物を除去することができ
る。ほぼいかなる等級の真空ポンプも本発明での抽出に
使用できる。低ＣＦＭ等級のポンプでも地下水面のかな
り深いところから水を抽出することができる。さらに、
本発明の装置および方法は、地下水面のすぐ下から抽出
を行うシステムでも、通気帯および地下水面の下方の両
方から抽出を行うシステムによって汚染物を抽出するの
にも適している。

【００２６】本発明の他の実施例および変形例は、ここ
に開示した情報を検討することによって当業者には明ら
かとなろう。これらの実施例、変形例ならびにその均等
例も本発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による、地下の汚染領域から汚染物を真
空抽出する装置を示す側断面図である。

【図２】本発明に適した抽出井戸の側断面図である。

【図３】本発明の真空抽出装置および方法によって地下
から除去した物質を処理する装置の一例を示す概略図で
ある。

【図４】本発明と一緒に使用するに適した空気入口井戸
の側断面図である。

【符号の説明】

１０真空抽出・処理システム１２汚染源１４プルーム１６土壌１８地下水面２０汚染物２２プルーム２４自由相成分２６アクイタード２８抽出井戸３２真空抽出システム４２穿孔４４多孔性立ち上り管５４グラウト５６ベントナイト・シール７８真空ポンプ８０電動機８２パイプ８４ノックアウト・ポット８６パイプ８８パイプ９０フィルタ９２フィルタ９４ポンプ９６パイプ９８エアストリッピング組立体１００送風機１０２通気口１０４移送ポンプ１０６パイプ１０８低レベル・スイッチ１１０高レベル・スイッチ１１２補給水管路１２０パイプ１２２溜め１２４管路１２６ポンプ１２８低レベル・カットオフ・スイッチ１３０パイプ１３２キャニスタ１３４キャニスタ１３６パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ウィリアムエフレイヴェリーザサードアメリカ合衆国カリフォルニア州 92387 モレノヴァリーリムヴィューロード 24397 (56)参考文献特開平３−202586（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21B 43/34 B09C 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】通気帯と地下水面とを有する土地の汚染
領域から汚染物を除去する方法であって、汚染領域に穿
孔を設ける段階と、この穿孔内に、内部に真空抽出管を
設置し、その開口を内部の水面付近、ちょうど水面のと
ころあるいは水面下の任意の位置に設置した多孔性立ち
上り管を設置する段階と、この立ち上り管内へ気体を導
入しながら、真空抽出管に真空を作用させて土壌から多
孔性立ち上り管内へ、そして、立ち上り管から真空抽出
管へ気体および液体を吸い込み、これら気体、液体の両
方を共通の流れとして地表面へ移送する段階と、共通の
流れから、主として液体である流れと主として気体であ
る流れとを形成する段階と、液体の流れと気体の流れを
個別に処理する段階とを包含することを特徴とする方
法。
【請求項２】地下水面とこの地下水面の上方にある通
気帯とを有する土地の汚染領域から汚染物を除去する装
置であって、地表面から下向きに地下水面の下方のレベ
ルまで延びる多孔性立ち上り管と、この立ち上り管内に
設置してあり、この多孔性立ち上り管内の地下水面付
近、ちょうど地下水面のところ、あるいは、地下水面よ
り下方の任意の位置に設けた開口を有する真空抽出管
と、立ち上り管内へ気体を導入する手段と、真空抽出管
と流体連絡しており、立ち上り管まわりで地下内に減圧
帯域を生成するようになっている真空生成装置であり、
気体および液体を地下から立ち上り管内へ、そして、立
ち上り管から真空抽出管内へ吸い込み、共通の流れとし
て地表面へ移送することができる真空生成装置と、共通
の流れを受け取り、この流れを気体の流れと液体の流れ
に分離する手段とを包含することを特徴とする装置。