JP3211248U

JP3211248U - 地下汚染水除去装置

Info

Publication number: JP3211248U
Application number: JP2017001755U
Authority: JP
Inventors: 耕士下田
Original assignee: 耕士下田
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2017-04-19
Publication date: 2017-06-29
Anticipated expiration: 2027-04-19

Abstract

【課題】比較的簡単に設置できるとともに、地下汚染水を広範囲から効率的に集めて除去処理できる、実用性が高い地下汚染水除去装置を提供する。【解決手段】汚染水を含む地下に埋設された貯水槽１２と、地下に横長状態で埋設され一端側が貯水槽１２に連通するとともに、地下汚染水を無動力で管内部に通す通水部１４が管周壁に設けられ、該通水部１４を介して管内部に集めた地下汚染水を自然流下で貯水槽１２に向けて流す１個又は複数の中空集水管１６と、貯水槽１２内の地下汚染水を地上に揚水する揚水手段１８と、揚水手段１８により揚水された地下汚染水を浄化する浄化装置２０と、を備えた。【選択図】図１

Description

本考案は、化学物質等の有害物質に汚染された地下水を地下から除去する地下汚染水除去装置に関する。

工場や化学プラント、廃棄物処理場あるいはその周辺地域又はそれらの跡地では、工場等から排出されたベンゼン、ヒ素等の化学物質やその他の有害物質により、土壌や地下水が汚染されている場所がある。そのような地下水等が汚染された場所は、全国各地に多く存在しているが、健康被害等の人体や自然環境へ悪影響を及ぼすことから、その対策が喫緊の課題となっており、社会的にも大きく注目されている。一方、従来より、例えば、汚染された地下水を浄化するための技術が種々提案されている。例えば、特許文献１等では、ベンゼン、トルエン等のＶＯＣ（揮発性有機化合物）による汚染地下水を浄化処理する技術が提案されており、地面から縦方向に掘削して設けた揚水井から汚染地下水を揚水ポンプにより汲み上げ、該汚染地下水を原水槽から曝気槽に供給して曝気処理を行うことによりＶＯＣを揮散させ、揮散させたＶＯＣを活性炭処理塔において吸着させるとともに、浄化した地下水を放流水槽から下水等に放流する汚染地下水の浄化処理システムが開示されている。

特開２０１４−６９１６２号公報

特許文献１のように揚水井で汚染水を集めて揚水ポンプで汲み上げて浄化処理する構造では、縦方向に掘削された揚水井の近辺からは地下水を集められるが、揚水井から離れた位置にある地下水を集めるのに効率が悪いとともに、地上に建物がある場所では、適切な場所に揚水井を掘削することが困難ないし不可能な場合があり、実用性に乏しいおそれがあった。上記のように地下水汚染問題は、多くの汚染地域で喫緊の課題であることから、より効率的に地下汚染水を除去することができる実用性が高い対策案が強く望まれている。

本考案は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、比較的簡単に設置できるとともに、地下汚染水を広範囲から効率的に集めて除去処理できる、実用性が高い地下汚染水除去装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本考案は、汚染水を含む地下に埋設された貯水槽１２と、地下に横長状態で埋設され一端側が貯水槽１２に連通するとともに、地下汚染水を無動力で管内部に通す通水部１４が管周壁に設けられ、該通水部１４を介して管内部に集めた地下汚染水を自然流下で貯水槽１２に向けて流す１個又は複数の中空集水管１６と、貯水槽１２内の地下汚染水を地上に揚水する揚水手段１８と、揚水手段１８により揚水された地下汚染水を浄化する浄化装置２０と、を備えた地下汚染水除去装置１０から構成される。

また、集水管１６の通水部１４は、集水管１６の管壁に設けた孔２２１、２２２と、該孔２２１、２２２を介して通水可能に周囲の土を保持する網状部２４と、を含むこととしてもよい。集水管１６の孔は、長孔、丸穴、楕円孔等、その他任意形状でもよい。

また、集水管１６の通水部１４は、管軸１６ｃの輪切り直交断面で底壁側（１６Ｂ）に汚染水の貯水槽１２への連続流下路を形成するように少なくとも管軸１６ｃを含む水平線に沿う平面より上側の管壁部分（１６Ｕ）に設けられていることとしてもよい。

また、集水管１６は、貯水槽１２に向けて下り勾配に設置されたこととしてもよい。

また、複数の集水管１６は、貯水槽１２の周囲に放射状に配置されたこととしてもよい。

また、貯水槽１２内に沈殿する汚泥ぶんを回収する汚泥ぶん回収手段４０が設けられていることとしてもよい。

本考案の地下汚染水除去装置によれば、汚染水を含む地下に埋設された貯水槽と、地下に横長状態で埋設され一端側が貯水槽に連通するとともに、地下汚染水を無動力で管内部に通す通水部が管周壁に設けられ、該通水部を介して管内部に集めた地下汚染水を自然流下で貯水槽に向けて流す１個又は複数の中空集水管と、貯水槽内の地下汚染水を地上に揚水する揚水手段と、揚水手段により揚水された地下汚染水を浄化する浄化装置と、を備えたことから、通水部付の集水管を介して、広範囲の地下汚染水を効率良く貯水槽に回収して、汚染水を除去、処理することができ、効率的に地下汚染水除去を実現できる。また、集水管の配置設計の自由度が高く、例えば、汚染地の地面状況がコンクリートやアスファルトで舗装等されている状態でも比較的簡単に設置することもできることから、地上や地下、汚染水の分布等の種々の状況に応じて装置を設置することができ、実用性が高い。

また、集水管の通水部は、集水管の管壁に設けた孔と、該孔を介して通水可能に周囲の土を保持する網状部と、を含む構成とすることにより、集水管の周囲の土が管内への入るのを防止しつつ、汚染水についてはスムーズに管内に取り入れることができる通水部付の集水管を、簡単な構造で具体的に実現できる。

また、集水管の通水部は、管軸の輪切り直交断面で底壁側に汚染水の貯水槽への連続流下路を形成するように少なくとも管軸を含む水平線に沿う平面より上側の管壁部分に設けられている構成とすることにより、集水管で集めた地下汚染水が再び地下に流出したりすることがなくスムーズに貯水槽に向けて流して、確実に地下汚染水を除去、処理することができる。

また、集水管は、貯水槽に向けて下り勾配に設置された構成とすることにより、集水管に集めた地下汚染水をスムーズかつ短時間で貯水槽に流して、地下汚染水を地中から除去、処理することができる。

また、複数の集水管は、貯水槽の周囲に放射状に配置された構成とすることにより、地下汚染水が広く複雑に分布する場所であっても、効率的に汚染水を除去、処理することができる。

また、貯水槽内に沈殿する汚泥ぶんを回収する汚泥ぶん回収手段が設けられている構成とすることにより、貯水槽に汚染水とともに流入して貯まる汚泥ぶんを定期的又は不定期的に簡単に回収することができる。その結果、大掛かりな工事や貯水槽の交換等を伴うことなく、メンテナンスを簡単かつ低コストで行える。

本考案の第１の実施形態に係る地下汚染水除去装置の説明図である。図１の地下汚染水除去装置のＡ−Ａ線矢視説明図である。図１の地下汚染水除去装置の集水管の一部を示す斜視概略図である。図１の地下汚染水除去装置の集水管のＢ−Ｂ線断面説明図である。図１の地下汚染水除去装置の集水管のＣ−Ｃ線断面説明図である。図５の集水管の分解説明図である。図１の地下汚染水除去装置の集水管の他の実施例の斜視説明図である。図１の地下汚染水除去装置の集水管の他の実施例の斜視説明図である。

以下、添付図面を参照しつつ本考案の地下汚染水除去装置の実施の形態について説明する。本考案の地下汚染水除去装置は、例えば、ベンゼン、シアン化合物、ヒ素等の化学物質、重金属、その他の有害物質に汚染された地下水（地下汚染水）を含む地下に設置され、地下から汚染水を除去して浄化処理する地下汚染水浄化手段である。図１ないし図６は、本考案に係る地下汚染水除去装置の第１の実施形態を示している。図１、図２、図３に示すように、地下汚染水除去装置１０は、地下に埋設された貯水槽１２と、通水部１４が設けられた集水管１６と、揚水手段１８と、浄化装置２０と、を備えている。

貯水槽１２は、汚染水を含む地下に埋設され、所定量の水を集めて溜めておくことができる貯水空間を有する貯水手段である。本実施形態では、図１、図２に示すように、貯水槽１２は、従来周知の貯水槽の構造でもよく、例えば、コンクリート、金属、樹脂等の硬質材料で、中空の略直方体状に形成され、内部に閉鎖された貯水空間を有する。貯水槽１２は、地下汚染水が存在している地中部分に対応して、例えば、地面から１０〜１５ｍ程度の深さ位置に埋設される。貯水槽１２を設置する場合には、例えば、地面から所定の深さの立坑を掘って、該立坑の中に貯水槽を入れて土を埋め戻しして埋設される。なお、貯水槽１２は、地下汚染水の分布等の状況に応じて、複数個設けることとしてもよく、全て同じ地下深さ位置に設置してもよいし、異なる地下深さ位置に設置することとしてもよい。また、貯水槽１２は、地下汚染水が存在している地下１０〜１５ｍよりもさらに深い位置に埋設することとしてもよい。また、貯水槽１２の形状は、例えば、角形又は円形、中空円筒形状、球形状、楕円球状等、その他任意の形状としてもよい。

集水管１６は、地下に埋設されて貯水槽１２に接続され、管周壁に周囲の土壌に存在する地下汚染水を無動力で管内部に通すための通水部１４が設けられた通水部付の中空集水管である。すなわち集水管１６は、管壁に設けられた通水部１４により周囲の土壌から汚染水を取り入れる無動力の集水手段と、該通水部１４を介して管内部に集めた地下汚染水を貯水槽１２へ自然流下させて案内する流路手段と、を兼用している。図１、図２、図３に示すように、本実施形態では、集水管１６は、例えば、鉄筋コンクリート製又は塩化ビニル等の硬質合成樹脂製の管からなり、一端が貯水槽１２の貯水空間に内部連通するように貯水槽１２と接続されて地下に横長状態で埋設されている。なお、集水管１６の他端側の開口は、例えば、土壌を通しにくいような細かいメッシュの金網部材２１で覆われており、通水可能に周囲の土を保持するようになっている。集水管１６は、例えば、直径が３０〜５０ｃｍ程度で数ｍ程度の長さの直管からなる。図１では、集水管１６は、埋設された貯水槽１２の上部側と略同じ地中深さ位置（例えば、１０〜１５ｍ程度の深さ）と、該貯水槽１２よりも浅い地中深さ位置（例えば、５〜７ｍ程度の深さ）に配置されている。さらに、図２に示すように、複数の集水管１６が、貯水槽１２の周囲に放射状に設置されている。各集水管１６は、例えば、貯水槽１２に向けて、０．１％勾配程度（１ｍｍ／ｍの傾斜）の下り勾配で設置されており、管内を逆流することなくスムーズに汚染水が流れるようになっている。集水管１６を設置する場合には、例えば、従来の公共下水道等の埋設管の敷設工法等が適用でき、上記の貯水槽１２を設置するための立坑を設けた後、立坑から横方向に掘削等して集水管を挿入して横長状態で敷設される。なお、集水管１６は、地下の土壌や地下水の条件等に応じて、１個のみでも２個以上の任意の複数個設置してもよく、管構造も直管状のものに限らず、中間で曲がった構造や枝分かれ状に設けられた構造でもよい。

図３、図４、図５、図６に示すように、集水管１６の通水部１４は、集水管の管軸の輪切り直交断面で上半部側となる管壁部分の所定位置に複数個設けられている。通水部１４は、管軸の輪切り直交断面で底壁側１６Ｂに汚染水の貯水槽１４への連続流下路を形成するように、該輪切り直交断面で少なくとも管軸１６ｃを含む水平線に沿う平面Ｌｖより上側の管壁部分１６Ｕに設けられている。これにより、周囲の土壌から通水部１４を介して集水管１６の管内に集められた汚染水が再び土壌に戻ってしまうようなことがなく、確実に管内の汚染水を自然流下で貯水槽に向けて流して集めることができる。通水部１４は、本実施形態では、例えば、集水管１６の管壁に設けられた孔２２１、２２２と、該孔２２１、２２２を介し通水可能に周囲の土を保持する網状部２４と、を含む。集水管１６の管壁に設けられる孔は、例えば、管軸方向に沿って所定間隔で複数個設けられており、管軸方向に沿って長く形成された横長孔２２１と、管の周壁の円弧曲面に沿って周方向に沿って形成された円弧長孔２２２と、からなる。それぞれの横長孔２２１、円弧長孔２２２に対応して網状部２４が取り付けられている。網状部２４は、例えば、ある程度強度が高く、地下の土を通しにくいような細かいメッシュの金網部材からなり、横長孔２２１、円弧長孔２２２が設けられた位置の管壁に対してビス２７等の固定手段により固定されている。さらに、集水管１６の孔２２１、２２２と、金網部材からなる網状部２４との間には、土壌中の汚染水に含まれる比較的細かい粒子を通さないように金網部材よりも目が小さいフィルタ状パッド部材２６が介設され、網状部２４とともにビス２７で固定されている。なお、本実施形態では、図３に示すように、集水管１６の通水部１４は、横長孔２２１と円弧状孔２２２とで形成される態様が、交互に配置された構成となっているが、これに限るものではない。例えば、図７に示すように、、集水管１６の複数の通水部１４が、横長孔２２１に網状部２４を構成した態様でもよいし、図８に示すように、円弧状孔２２２に網状部２４を構成した態様でもよく、または孔の形状を丸孔や楕円孔、角孔等で形成してそれらの孔形状に対応して網状部２４を設けた構成でもよく、その他任意の構成でもよい。

揚水手段１８は、貯水槽１２内の汚染水を地上に揚水する揚水手段である。本実施形態では、揚水手段１８は、例えば、地下に埋設されて一端が貯水槽１４内に内部連通された第１揚水管２８と、地下に埋設されるとともに第１揚水管２８の他端側に内部連通して接続された第２の貯水槽としてのバッファ槽３０と、第１揚水管２８に設置された第１揚水ポンプ３２と、一部を地下に埋設して第２バッファ槽３０に一端が内部連通して接続されるとともに他端が地上側に配置される第２揚水管３４と、第２揚水管３４に接続された第２揚水ポンプ３６と、を有する。図１では、第１揚水ポンプ３２を駆動させて第１揚水管２８を介して貯水槽１２から汚染水を中間のバッファ槽３０に揚水し、第２揚水ポンプ３６を駆動させて第２揚水管３４を介してバッファ槽３０から汚染水を地上に揚水して、浄化装置２０に流入させる。なお、揚水手段１８で揚水した汚染水の汚染度や水質をモニタリングすることとしてもよい。また、揚水手段１８は、本実施形態では、中間にバッファ槽３０を設ける態様としたが、それに限らず、貯水槽１２から直接地上側に揚水することとしてもよく、貯水槽や集水管、地下汚染水除去装置を設置する地下深さに応じて、適宜設計することとしてもよい。

揚水手段１８で揚水した汚染水は、第２揚水管３４の地上側端部に接続される浄化装置２０によって浄化処理される。浄化装置２０は、地上側に設置され、揚水手段により揚水された地下汚染水を浄化処理する浄化手段である。浄化装置２０は、例えば、従来周知の浄水装置等でよく、汚染物質や有害物質の種類に応じて、フィルタや活性炭によるろ過処理や吸着処理、曝気処理、電気的処理、化学的処理、微生物処理、熱処理等が適宜、設定される。浄化装置２０で処理されて無害化された水は、例えば、一般下水道３８に放流される。浄化装置２０で処理した後の処理水についても、水質をモニタリングすることとしてもよい。

さらに、図１に示すように、本実施形態では、貯水槽１２内に沈殿する汚泥ぶんを回収する汚泥ぶん回収手段４０が設けられている。汚泥ぶん回収手段４０は、例えば、一部が地中に埋設されるとともに他端部が地上に露出される汚泥用回収管４２と、汚泥用回収管４２に設けられた汚泥用ポンプ４４と、を含む。地下汚染水には、土中の微粒子等が含まれており、集水管１６の通水部１４の網状部２４を通り抜けて、汚泥が汚染水とともに集められ、時間とともに貯水槽１２内に沈殿してくる。このような汚泥ぶんを汚泥ぶん回収手段４０により、地下に埋設された貯水槽１２内から効果的に除去できるので、貯水槽１２の貯水機能ひいては地下汚染水除去装置１０の汚染水除去機能を好適に維持できる。汚泥用回収管４２の地上側の排出口から排出された汚泥は、回収タンク等に入れて一か所に集められたり、別場所の汚泥処理施設等に搬送されたりして、無害化処理される。

次に、本実施形態に係る地下汚染水除去装置１０の作用について説明する。図１、図２に示すように、汚染水を含む地下に地下汚染水除去装置１０を設置すると、横長状態で配置された集水管１６の周囲の土に含まれる汚染水は通水部１４を介して無動力で集水管１６の内部に入ってくる。集水管１６で集められた汚染水は、貯水槽１２に向けて自然流下して該貯水槽内に集められる。この際、集水管１６は貯水槽１２に向けて下り勾配に設置されているとともに、の下半部の底壁側が閉鎖され、管壁の上側に通水部１４が設けられているので、集水管１６内の汚染水が土に入ることがなく、スムーズに貯水槽に案内して流入させることができる。貯水槽１２内に溜まった水は、揚水手段１８により揚水される。本実施形態では、まず、第１揚水管２８、第１揚水ポンプ３２を介して一旦バッファ槽３０に貯水して、該バッファ槽３０から第２揚水管３４、第２揚水ポンプ３６を介して地上側まで揚水される。地上側に揚水された汚染水は、第２揚水管３２から浄化装置２０に流入され、フィルタ等の所定の浄水処理により処理されて無害化された後、一般下水道３８に放流される。このようにして地下汚染水を除去することにより、地下の比較的広い範囲に存在する地下汚染水を有効に集めて揚水して浄化処理できるので、効率的に地下汚染水の除去、処理を図ることができ、より実用的な地下汚染水除去装置を実現できる。

以上説明した本考案の地下汚染水除去装置は、上記した実施形態のみの構成に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲に記載した本考案の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。

本考案の地下汚染水除去装置は、例えば、重金属や有機化合物等の化学物質、細菌等の種々の有害物質で汚染された地下水を除去するのに好適に利用できる。

１０地下汚染水除去装置
１２貯水槽
１４通水部
１６集水管
１６Ｂ底壁側
１８揚水手段
２０浄化装置
２２１横長孔
２２２円弧状孔
２４網状部
４０汚泥ぶん回収手段

Claims

汚染水を含む地下に埋設された貯水槽と、
地下に横長状態で埋設され一端側が貯水槽に連通するとともに、地下汚染水を無動力で管内部に通す通水部が管周壁に設けられ、該通水部を介して管内部に集めた地下汚染水を自然流下で貯水槽に向けて流す１個又は複数の中空集水管と、
貯水槽内の地下汚染水を地上に揚水する揚水手段と、
揚水手段により揚水された地下汚染水を浄化する浄化装置と、を備えたことを特徴とする地下汚染水除去装置。
集水管の通水部は、集水管の管壁に設けた孔と、該孔を介して通水可能に周囲の土を保持する網状部と、を含むことを特徴とする請求項１記載の地下汚染水除去装置。
集水管の通水部は、管軸の輪切り直交断面で底壁側に汚染水の貯水槽への連続流下路を形成するように少なくとも管軸を含む水平線に沿う平面より上側の管壁部分に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の地下汚染水除去装置。
集水管は、貯水槽に向けて下り勾配に設置されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の地下汚染水除去装置。
複数の集水管は、貯水槽の周囲に放射状に配置されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の地下汚染水除去装置。
貯水槽内に沈殿する汚泥ぶんを回収する汚泥ぶん回収手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の地下汚染水除去装置。