JP3374229B2 - How to restore contaminated groundwater and soil - Google Patents

How to restore contaminated groundwater and soil

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JP3374229B2
JP3374229B2 JP04336596A JP4336596A JP3374229B2 JP 3374229 B2 JP3374229 B2 JP 3374229B2 JP 04336596 A JP04336596 A JP 04336596A JP 4336596 A JP4336596 A JP 4336596A JP 3374229 B2 JP3374229 B2 JP 3374229B2
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はトリクロロエチレ
ン、テトラクロロエチレンなどの有機塩素化合物や廃油
などの汚染物質によって汚染された土壌、地下水を修
復、浄化する技術に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for repairing and purifying soil and groundwater contaminated with organic chlorine compounds such as trichloroethylene and tetrachloroethylene and pollutants such as waste oil.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような汚染土壌、地下水から汚染物
質を取り除く浄化方法として、最近、バイオテクノロジ
ーを利用したバイオレメディエーション(原位置バイオ
レメディエーションとも呼ばれる。)が注目を集めてい
る。バイオレメディエーションは、土壌中に生息する微
生物の機能を利用して汚染物質を分解し無害化する技術
であり、土壌生態系が本来有している浄化機能を人為的
に強化し、利用するものである。
2. Description of the Related Art Recently, bioremediation utilizing biotechnology (also called in-situ bioremediation) has been attracting attention as a purification method for removing pollutants from such contaminated soil and groundwater. Bioremediation is a technology that decomposes and detoxifies pollutants by utilizing the function of microorganisms that live in the soil, and artificially strengthens and uses the purification function originally possessed by the soil ecosystem. is there.

【0003】図3は従来のバイオレメディエーション技
術による浄化方法の一例を模式的に示すものである。こ
の例では、有機塩素化合物や油分などの汚染物質で汚染
された地下汚染箇所1の近傍の飽和層2に2本以上の井
戸3、4を掘削する。地下水流5の下流側に掘削された
揚水井戸4から揚水した地下水の少なくとも一部を基質
添加手段6に導き、分解菌の生育基質であるメタンやフ
ェノール、酸素、栄養源等を加え、これを上流側に掘削
された注入井戸3へ注入し、循環する。これにより、飽
和層2等に存在する汚染物質分解菌の活性を高め、汚染
物質の分解、除去を効率よく行うことができ、コストパ
フォーマンスの高い修復方法とされている。
FIG. 3 schematically shows an example of a purification method by a conventional bioremediation technique. In this example, two or more wells 3 and 4 are excavated in a saturated layer 2 near an underground contamination point 1 contaminated with a contaminant such as an organic chlorine compound or oil. At least a part of the groundwater pumped from the pumping well 4 drilled on the downstream side of the groundwater flow 5 is guided to the substrate addition means 6, and methane, phenol, oxygen, nutrient sources, etc., which are growth substrates for the degrading bacteria are added, and this is added. It injects into the injection well 3 excavated on the upstream side and circulates. As a result, the activity of the pollutant-degrading bacteria present in the saturated layer 2 and the like can be enhanced, and the pollutant can be decomposed and removed efficiently, and the restoration method has high cost performance.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このバ
イオレメディエーションによる浄化方法にあっては、テ
トラクロロエチレンなどの有機塩素化合物や油分等の汚
染物質は、粘土質や土壌中の有機物に吸着され易く、こ
のため、徐々にこれらが地下水中に離脱してくるため、
除去に比較的長時間を要する欠点がある。また、土壌中
の地下水が飽和の状態で存在する飽和層での汚染物質の
分解、除去は可能であるが、地下水が不飽和で、空気等
の存在する間隙が存在する不飽和層での分解、除去は困
難であるなどの問題を有している。
However, in this purification method by bioremediation, organic chlorine compounds such as tetrachloroethylene and pollutants such as oil are easily adsorbed on clay and organic matter in soil, and , Gradually these will be released into the groundwater,
There is a drawback that the removal takes a relatively long time. In addition, although it is possible to decompose and remove pollutants in the saturated layer where groundwater in the soil is saturated, it is possible to decompose in an unsaturated layer where the groundwater is unsaturated and there are gaps such as air. However, it has a problem that it is difficult to remove.

【0005】本発明の課題は、バイオレメディエーショ
ンによる浄化、修復を行う際、短時間で分解、除去が可
能であり、かつ不飽和層の汚染物質の分解、除去も可能
とする方法の提供にある。
An object of the present invention is to provide a method capable of decomposing and removing in a short time when purifying and repairing by bioremediation and also capable of decomposing and removing contaminants in an unsaturated layer. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の汚染地下水、土
壌の修復方法は、汚染物質で汚染された地下汚染箇所の
近傍の、地下水が流れる飽和層に複数の井戸を掘削する
とともに、該地下汚染箇所の近傍に2つ以上の電極を離
間して埋設し、各電極間に電圧を加えつつ、前記地下汚
染箇所の地下水流下流側の前記井戸から汚染物質を含む
地下水を揚水し、該揚水を、前記電極で地下水の電気分
解により発生した水素を導入した嫌気的バイオリアクタ
ーに導いて該揚水中の汚染物質を分解処理し、該処理水
に、前記電極で地下水の電気分解により発生した酸素を
加え、前記地下汚染箇所の地下水流上流側に位置する前
記井戸から前記飽和層に注入することを特徴とする。ま
た、前記嫌気的バイオリアクターの処理水を好気的バイ
オリアクターに導いて該処理水中の汚染物質を分解処理
し、該好気的バイオリアクター処理水を、前記地下汚染
箇所の地下水流上流側に位置する注入井戸から飽和層に
注入するようにしてもよい。
The method for remediating contaminated groundwater and soil according to the present invention is a method of excavating a plurality of wells in a saturated layer in which groundwater flows in the vicinity of an underground contaminated site contaminated with pollutants. Two or more electrodes are spaced apart from each other and buried in the vicinity of the contaminated part, and groundwater containing pollutants is pumped from the well on the downstream side of the groundwater flow at the underground contaminated part while applying a voltage between the electrodes. Is introduced into an anaerobic bioreactor in which hydrogen generated by electrolysis of groundwater at the electrode is introduced to decompose pollutants in the pumped water, and the treated water contains oxygen generated by electrolysis of groundwater at the electrode. And injecting into the saturated layer from the well located on the upstream side of the groundwater flow at the underground pollution location. In addition, the treated water of the anaerobic bioreactor is guided to an aerobic bioreactor to decompose the pollutants in the treated water, and the treated water of the aerobic bioreactor is fed to the groundwater flow upstream side of the underground polluted location. The saturation layer may be injected from the injection well located.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1は、本発明による汚染地下
水、土壌の修復方法の第1の実施形態を示すものであ
る。この実施形態では、有機塩素化合物や廃油などの汚
染物質で汚染された地下汚染箇所1の近傍の飽和層17
に、地下汚染箇所1を挟んで地下水流5上流側と下流側
とに2本以上の井戸11、12を掘削するとともに、そ
れら井戸11、12の地下水流5の上流側と下流側とに
それぞれ電極14、15を埋設し、また地上に汚染物質
分解用の嫌気的バイオリアクター13を設置しており、
下流側の揚水井戸11から揚水した地下水を、嫌気的バ
イオリアクター13に導入して処理し、この処理水を地
下水流5上流側の注入井戸12を通して再び飽和層17
に注入するように構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a first embodiment of a method for remediating contaminated groundwater and soil according to the present invention. In this embodiment, the saturated layer 17 near the underground contamination point 1 contaminated with pollutants such as organic chlorine compounds and waste oil.
And excavating two or more wells 11 and 12 on the upstream side and the downstream side of the groundwater flow 5 with the underground pollution point 1 interposed therebetween, and on the upstream side and the downstream side of the groundwater flow 5 of these wells 11 and 12, respectively. Electrodes 14 and 15 are buried, and an anaerobic bioreactor 13 for decomposing pollutants is installed on the ground.
Groundwater pumped from the downstream pumping well 11 is introduced into the anaerobic bioreactor 13 to be treated, and the treated water is again passed through the injection well 12 on the upstream side of the groundwater flow 5 to the saturated layer 17 again.
Configured to inject into.

【0008】この地下汚染箇所1の地層は、地下水流5
に示すように、地下水が流れている飽和層17と、その
上層の不飽和層18と、飽和層17の下にある不透水層
19とからなっている。汚染物質は不飽和層18や飽和
層17に多く存在し、特に不飽和層18と飽和層17と
の境界部分や、不飽和層18と不透水層19との境界部
分に多くなっており、これらは土壌から離脱しにくい状
態で存在している。テトラクロロエチレンなどの有機塩
素化合物等の汚染物質は、原液として存在していたり、
粘土質や土壌中の有機物に吸着されて存在しており、こ
のため飽和層17では、汚染物質が徐々に地下水中に離
脱し、この地下水中には汚染物質が含有されている。
[0008] The stratum at this underground pollution point 1 is composed of a groundwater flow 5
As shown in FIG. 3, the saturated layer 17 in which groundwater flows, the unsaturated layer 18 above the saturated layer 17, and the impermeable layer 19 below the saturated layer 17. A large amount of pollutants is present in the unsaturated layer 18 and the saturated layer 17, and particularly in the boundary portion between the unsaturated layer 18 and the saturated layer 17 and the boundary portion between the unsaturated layer 18 and the impermeable layer 19, These exist in a state where they are difficult to separate from the soil. Contaminants such as organic chlorine compounds such as tetrachlorethylene exist as undiluted solution,
It exists by being adsorbed to clay and organic matter in soil, and therefore, in the saturated layer 17, the pollutants are gradually released into the groundwater, and the groundwater contains the pollutants.

【0009】前記井戸11、12は、地下汚染箇所1の
近傍の飽和層17に十分達する深さに、地下汚染箇所1
を挟んで地下水流5上流側と下流側とに掘削されてい
る。下流側の揚水井戸11には揚水パイプが底の近くま
で挿入されており、これら揚水パイプを通して地下水を
地上に揚水するようになっている。また、上流側の注入
井戸12は揚水を再び飽和層17に戻すためのものであ
る。
The wells 11 and 12 are deep enough to reach the saturated layer 17 in the vicinity of the underground pollution point 1 and the underground pollution point 1
It is excavated on the upstream side and the downstream side of the groundwater flow 5. A pumping pipe is inserted into the pumping well 11 on the downstream side up to near the bottom, and groundwater is pumped to the ground through these pumping pipes. The upstream injection well 12 is for returning pumped water to the saturated layer 17 again.

【0010】前記電極14、15は、飽和層17に十分
達する深さに挿入された導電体であればよく、材質や形
状は限定されない。例えば飽和層17に十分達する深さ
に打ち込まれたグラファイトなどで形成されている電極
板などが使用可能である。また、不導電体からなる本体
の外側に金属線や金属網を取り付けた電極体を用いても
よい。
The electrodes 14 and 15 may be conductors inserted to a depth enough to reach the saturated layer 17, and the material and shape are not limited. For example, it is possible to use an electrode plate formed of graphite or the like that is driven to a depth sufficient to reach the saturated layer 17. Moreover, you may use the electrode body which attached the metal wire or the metal net to the outer side of the main body which consists of non-conductive materials.

【0011】これらの電極14、15間には、地下水流
5の上流側の電極14を陽極(+)とし、下流側の電極
15を陰極(−)として直流電流が加えられるようにな
っており、これによって土壌中の汚染物質を粘土質や有
機物から離脱させるとともに、電気浸透させて、地下水
流5下流方向への移動を促進することができるようにな
っている。これら電極14、15に加える電圧は、汚染
物質の離脱、移動を促進させることができ、しかもロス
を生じない範囲とされ、地中の導電性に応じて数V〜数
百Vの範囲で適宜設定してよい。また、電極14、15
の本数や設置位置は、地下汚染箇所1の規模や地下水流
5に応じて、地下汚染箇所1の周囲に効率よく電圧を加
えることができるように適宜設定してよい。
A direct current can be applied between the electrodes 14 and 15 by using the electrode 14 on the upstream side of the groundwater flow 5 as an anode (+) and the electrode 15 on the downstream side as a cathode (-). As a result, the pollutants in the soil can be separated from the clay and organic matter, and can be electroosmotic to promote the movement of the groundwater flow 5 in the downstream direction. The voltage applied to these electrodes 14 and 15 is in a range that can promote the detachment and movement of pollutants and does not cause loss, and is appropriately in the range of several V to several hundred V depending on the conductivity of the ground. You can set it. In addition, the electrodes 14 and 15
The number and the installation position of the above may be appropriately set according to the scale of the underground pollution point 1 and the groundwater flow 5 so that a voltage can be efficiently applied to the surroundings of the underground pollution point 1.

【0012】前記嫌気的バイオリアクター13は、テト
ラクロロエチレンなどの汚染物質の少なくとも一部を分
解可能な微生物と、揚水井戸11から揚水された地下水
とを接触させ、該地下水に含まれる汚染物質を微生物に
よって生物学的に分解させるためのものである。この嫌
気的バイオリアクター13の装置構成や使用菌は汚染物
質の種類に応じて適切なタイプを選択使用することがで
きる。例えば、通常の下水処理や産業排水処理で実施さ
れる嫌気消化法(メタン発酵法)の処理装置や、汚染物
質の分解能を有する微生物を保持する多孔質支持体を充
填したものなどを用いることができる。
The anaerobic bioreactor 13 brings microorganisms capable of decomposing at least a part of pollutants such as tetrachloroethylene and groundwater pumped from the pumping well 11 into contact with the pollutants contained in the groundwater by the microorganisms. It is for biological decomposition. The anaerobic bioreactor 13 can be used by selecting an appropriate type for the device configuration and the bacteria to be used depending on the type of contaminant. For example, it is possible to use an anaerobic digestion (methane fermentation) treatment device that is usually used for sewage treatment or industrial wastewater treatment, or one that is filled with a porous support that retains microorganisms capable of decomposing pollutants. it can.

【0013】また、本発明で使用される微生物は、処理
すべき汚染物質の種類によって異なるが、汚染物質がテ
トラクロロエチレンなどの有機塩素化合物である場合に
は、土壌中あるいは嫌気性汚泥から分離される嫌気性
菌、例えばFathepureら(Fathepure,B.Z., Nengu,J.P. a
nd Boyd,S.A.: Appl. Environ. Microbiol.,53,2671-26
74(1987); Fathepure,B.Z., and Boyd,S.A.: Appl. Env
iron. Microbiol.,54,2976-2980(1988))により報告され
た嫌気性菌(Methanosarcina sp., Methanosarcina meta
i, Methanosarcina acetivorans, Methanothrix sp., D
echlorinating bacterium DCB-1, Methanosarcina sp.D
CM)、Belayら(Belay,N. and Daniels,L.:Appl. Enviro
n. Microbiol., 53, 1604-1609(1987))により報告され
たメタン生成細菌(Methanococcus thermolithotrophicu
s, M. thermodeltae, Methanobacterium thermoautroph
icum)、Egliら(Egli,C.E., Tschan,T., Scholtz,R.S.,
Cook,A.M. and Leisinger,T.:Appl. Environ. Microbio
l., 54, 2819-2824 (1988))により報告された硫酸還元
細菌など(Desulfobacterium autotrophicum、Acetobcte
rium woodii, Clostridium thermoaceticum)、Galliら
(Galli,R. and McCaryt,P.L:Appl. Environ. Microbio
l., 55, 837-844 (1989))により報告された嫌気性細菌
(Clostridium sp.TCA2B株)、矢口ら(矢口久美子、渡部
学、平田一郎、伊東武、浜田昭:水質汚濁研究, 14,479
-486(1991))により報告されたグラム陰性テトラクロロ
エチレン分解細菌T株などの細菌を用いることができ
る。
The microorganisms used in the present invention differ depending on the type of pollutant to be treated. When the pollutant is an organic chlorine compound such as tetrachloroethylene, it is separated from soil or anaerobic sludge. Anaerobes, such as Fathepure et al. (Fathepure, BZ, Nengu, JP a
nd Boyd, SA: Appl. Environ. Microbiol., 53,2671-26
74 (1987); Fathepure, BZ, and Boyd, SA: Appl. Env
Iron. Microbiol., 54, 2976-2980 (1988) reported anaerobic bacteria (Methanosarcina sp., Methanosarcina meta.
i, Methanosarcina acetivorans, Methanothrix sp., D
echlorinating bacterium DCB-1, Methanosarcina sp.D
CM), Belay et al. (Belay, N. and Daniels, L .: Appl. Enviro
n. Microbiol., 53, 1604-1609 (1987)), a methanogenic bacterium (Methanococcus thermolithotrophicu
s, M. thermodeltae, Methanobacterium thermoautroph
icum), Egli et al. (Egli, CE, Tschan, T., Scholtz, RS,
Cook, AM and Leisinger, T.: Appl. Environ. Microbio
l., 54, 2819-2824 (1988)), such as sulfate-reducing bacteria (Desulfobacterium autotrophicum, Acetobcte
rium woodii, Clostridium thermoaceticum), Galli et al. (Galli, R. and McCaryt, PL: Appl. Environ. Microbio
L., 55, 837-844 (1989)).
(Clostridium sp.TCA2B strain), Yaguchi et al. (Kumiko Yaguchi, Manabu Watanabe, Ichiro Hirata, Takeshi Ito, Akira Hamada: Water Pollution Research, 14,479
-486 (1991)), such as the Gram-negative tetrachloroethylene-degrading bacterium T strain, can be used.

【0014】また、前記陰極15には、この電極に電圧
をかけることにより地下水の電気分解で発生する水素ガ
スを、嫌気的バイオリアクター13に導く水素ガス導入
管22が設けられている。また、陽極14には、電気分
解で発生する酸素ガスを嫌気的バイオリアクター13処
理水に導入する酸素ガス導入管23が設けられている。
また、基質添加手段6が設けられ、これによって嫌気的
バイオリアクター13処理水に汚染物質分解菌の生育基
質となるメタンやフェノール、酸素、栄養源等を必要に
応じて添加することができるようになっている。この栄
養源としては、アンモニア塩、リン酸塩などの無機化合
物などが用いられ、必要に応じて汚染物質分解菌が添加
される。また酸素の添加方法としては、前記処理水を空
気または純酸素でバブリングしてこの処理水中の溶存酸
素濃度を高めたり、過酸化水素を添加するなどの方法を
適用できる。また、嫌気的バイオリアクター13処理水
の一部は放流水路21を通して放流可能となっている。
また、注入井戸12等での微生物の繁殖等によるストレ
ーナの目詰まりを防止するために、注入井戸12を複数
とし、嫌気的バイオリアクター13処理水と、溶存酸素
濃度を高めた水とを分離して土壌中に注入しても良い。
Further, the cathode 15 is provided with a hydrogen gas introducing pipe 22 for introducing hydrogen gas generated by electrolysis of ground water to the anaerobic bioreactor 13 by applying a voltage to the electrode. Further, the anode 14 is provided with an oxygen gas introduction pipe 23 for introducing oxygen gas generated by electrolysis into the anaerobic bioreactor 13 treated water.
Further, a substrate addition means 6 is provided so that methane, phenol, oxygen, nutrient sources, etc., which are growth substrates for pollutant-decomposing bacteria, can be added to the anaerobic bioreactor 13 treated water as required. Has become. As the nutrient source, an inorganic compound such as an ammonium salt or a phosphate is used, and a pollutant degrading bacterium is added if necessary. As a method of adding oxygen, a method of bubbling the treated water with air or pure oxygen to increase the concentration of dissolved oxygen in the treated water or adding hydrogen peroxide can be applied. Moreover, a part of the anaerobic bioreactor 13 treated water can be discharged through the discharge water channel 21.
Further, in order to prevent the strainer from being clogged by the propagation of microorganisms in the injection wells 12 and the like, the injection wells 12 are provided in plural, and the anaerobic bioreactor 13 treated water and the water having an increased dissolved oxygen concentration are separated. You may inject it into the soil.

【0015】上記井戸11、12、電極14、15およ
び嫌気的バイオリアクター13を用いた汚染地下水、土
壌の修復方法を、以下にその手順を追って説明する。ま
ず、電極14、15間に数V〜数百Vの電圧を加えた状
態で、テトラクロロエチレンなどの汚染物質を含む地下
水をポンプ(図示略)によって揚水井戸11から揚水す
る。上記のように電圧を加えることにより飽和層17お
よび不飽和層18中の粘土質や有機物に吸着された汚染
物質が地下水中に離脱し、この汚染物質を含む地下水が
揚水井戸11から揚水される。
A method for repairing contaminated groundwater and soil using the wells 11, 12, the electrodes 14, 15 and the anaerobic bioreactor 13 will be described below in order of their procedure. First, ground water containing pollutants such as tetrachloroethylene is pumped from the pumping well 11 by a pump (not shown) while a voltage of several V to several hundred V is applied between the electrodes 14 and 15. By applying the voltage as described above, the pollutants adsorbed to the clay and organic matter in the saturated layer 17 and the unsaturated layer 18 are released into the groundwater, and the groundwater containing the pollutants is pumped from the pumping well 11. .

【0016】続いて、上記揚水を地上の嫌気的バイオリ
アクター13に導く。この際、陰極15において地下水
の電気分解によって発生した水素ガスを、水素ガス導入
管22を通して嫌気的バイオリアクター13に導く。水
素ガスがリアクター13に導かれることによって、リア
クター13内が嫌気雰囲気となり、嫌気性菌の活性が高
く保たれる。この嫌気的バイオリアクター13では、リ
アクター内の嫌気性菌により、上記揚水中のテトラクロ
ロエチレンなどの有機塩素化合物等の汚染物質が分解さ
れる。この際、環境条件や汚染物質濃度によっては、こ
の汚染物質の一部は完全分解されず、分子中の塩素の一
部が脱クロル化されたトリクロロエチレンなどの有機塩
素化合物として残留する。
Subsequently, the pumped water is introduced into the anaerobic bioreactor 13 on the ground. At this time, hydrogen gas generated by electrolysis of ground water at the cathode 15 is guided to the anaerobic bioreactor 13 through the hydrogen gas introduction pipe 22. By introducing the hydrogen gas to the reactor 13, the inside of the reactor 13 becomes an anaerobic atmosphere, and the activity of anaerobic bacteria is kept high. In the anaerobic bioreactor 13, pollutants such as organic chlorine compounds such as tetrachloroethylene in the pumped water are decomposed by anaerobic bacteria in the reactor. At this time, depending on environmental conditions and the concentration of pollutants, some of these pollutants are not completely decomposed, and some of the chlorine in the molecule remains as dechlorinated organic chlorine compounds such as trichlorethylene.

【0017】次いで、嫌気的バイオリアクター13で処
理された処理水を、注入井戸12に導入する。この際、
陽極14において地下水の電気分解によって発生した酸
素ガスを、酸素ガス導入管23を通してこの処理水に加
える。この酸素ガスの導入によって、注入井戸12に導
入された処理水中の溶存酸素濃度が高められる。また、
上記処理水に、必要に応じて基質添加手段6によって、
メタンやフェノールなどの基質や窒素化合物、リン化合
物などの栄養源等を添加する。このように酸素等が添加
された処理水は、注入井戸12中から土壌中に移動し、
再び地下水流5下流方向へ移動し、その一部が注入井戸
12から揚水される。上記過程を繰り返して、地下水の
循環が行われ、この循環過程で、汚染物質は土壌微生物
により分解し、最終的には炭酸ガスとなり、無害化され
る。このとき、上記処理水には酸素等が添加されている
ので、土壌中に酸素等を供給し、土壌中の好気性菌の活
性を高める。これによって、上記処理水中に残留したト
リクロロエチレンなどの有機塩素化合物等の汚染物質の
分解が促進される。
Next, the treated water treated in the anaerobic bioreactor 13 is introduced into the injection well 12. On this occasion,
Oxygen gas generated by electrolysis of groundwater at the anode 14 is added to the treated water through the oxygen gas introduction pipe 23. By introducing this oxygen gas, the concentration of dissolved oxygen in the treated water introduced into the injection well 12 is increased. Also,
If necessary, the substrate adding means 6 may be added to the treated water.
Substrates such as methane and phenol, and nutrients such as nitrogen compounds and phosphorus compounds are added. The treated water to which oxygen or the like is added moves from the injection well 12 into the soil,
It moves to the downstream direction of the groundwater flow 5 again, and a part thereof is pumped from the injection well 12. By repeating the above process, groundwater is circulated, and in this circulation process, pollutants are decomposed by soil microorganisms and finally become carbon dioxide gas, which is rendered harmless. At this time, since oxygen or the like is added to the treated water, oxygen or the like is supplied to the soil to enhance the activity of aerobic bacteria in the soil. This accelerates the decomposition of contaminants such as organic chlorine compounds such as trichlorethylene remaining in the treated water.

【0018】上記例では、電極14、15で地下汚染箇
所1に電流を流すとともに、地下水を、酸素や栄養源な
どを添加して循環させるので、土壌中の粘土質や有機物
に吸着されている有機塩素化合物や油分などの汚染物質
を地下水中に離脱させるとともに、土壌中の汚染物質分
解微生物を活性化し、汚染物質の分解を促進できる。こ
のため、迅速な汚染物質処理が可能となる。また、飽和
層17、不飽和層と飽和層との境界、および飽和層と不
透水層との境界のみならず、不飽和層18に吸着あるい
は原液状で存在する汚染物質をも電気浸透によって地下
水中に離脱させて循環させ、その分解を促進することが
できる。
In the above-mentioned example, since the electric current is passed to the underground pollution site 1 by the electrodes 14 and 15 and the ground water is circulated by adding oxygen, nutrients, etc., it is adsorbed by the clay and organic matter in the soil. It can release pollutants such as organic chlorine compounds and oils into groundwater and activate pollutant-degrading microorganisms in the soil to accelerate the decomposition of pollutants. Therefore, it becomes possible to quickly treat the contaminants. Moreover, not only the saturated layer 17, the boundary between the unsaturated layer and the saturated layer, and the boundary between the saturated layer and the impermeable layer, but also the pollutants that are adsorbed to the unsaturated layer 18 or exist in the raw liquid state by electroosmosis. It can be released inside and circulated to promote its decomposition.

【0019】また、揚水井戸11から揚水した地下水
を、嫌気的バイオリアクター13に導いて処理するの
で、汚染物質を効率よく脱クロル化できる。またこの
際、陰極15において地下水の電気分解によって発生し
た水素ガスを、前記嫌気的バイオリアクター13に導く
ことによって、リアクター13内を嫌気雰囲気とし、嫌
気性菌の活性を高く保ち、リアクター13の処理性能を
高く維持することができる。また、電気分解によって得
た水素ガスを有効に利用することができる。また、陽極
14で発生した酸素ガスを、注入井戸12に導入する処
理水に添加することによって、土壌中の汚染物質分解微
生物をさらに活性化できるとともに、電気分解によって
得た酸素ガスを有効に利用することができる。
Further, since the groundwater pumped from the pumping well 11 is guided to the anaerobic bioreactor 13 for treatment, pollutants can be efficiently dechlorinated. At this time, hydrogen gas generated by electrolysis of groundwater at the cathode 15 is introduced into the anaerobic bioreactor 13 to create an anaerobic atmosphere inside the reactor 13 to keep the activity of anaerobic bacteria high and treat the reactor 13. High performance can be maintained. Further, hydrogen gas obtained by electrolysis can be effectively used. Further, by adding the oxygen gas generated at the anode 14 to the treated water introduced into the injection well 12, the pollutant-degrading microorganisms in the soil can be further activated, and the oxygen gas obtained by electrolysis can be effectively used. can do.

【0020】また、図2は本発明の汚染地下水、土壌の
修復方法の第2の実施形態を示すものである。この実施
形態では、地上に、嫌気的バイオリアクター13処理水
を導く汚染物質分解用の好気的バイオリアクター20が
設けられている。この好気的バイオリアクター20は、
トリクロロエチレンなどの処理すべき汚染物質の少なく
とも一部を分解可能な微生物と、嫌気的バイオリアクタ
ー13処理水とを接触させ、該処理水に含まれる汚染物
質を微生物によって生物学的に分解するためのものであ
る。この好気的バイオリアクター20の装置構成や使用
菌は汚染物質の種類に応じて適切なタイプを選択使用す
ることができる。装置構成としては、基本的には好気性
密閉型リアクターを使用し、トリクロロエチレン等の汚
染物質を大気に放出することなくリアクター内で分解で
きる構造とするのが好ましい。
FIG. 2 shows a second embodiment of the method for repairing contaminated groundwater and soil according to the present invention. In this embodiment, an aerobic bioreactor 20 for decomposing pollutants that leads the anaerobic bioreactor 13 treated water is provided on the ground. This aerobic bioreactor 20
A microorganism for decomposing at least a part of pollutants to be treated, such as trichlorethylene, and anaerobic bioreactor 13 treated water are brought into contact with each other to biologically decompose the pollutants contained in the treated water by the microorganisms. It is a thing. An appropriate type of the aerobic bioreactor 20 can be selected and used depending on the type of contaminants and the bacteria used. Basically, it is preferable to use an aerobic closed reactor as a device configuration so that the reactor can be decomposed in the reactor without releasing pollutants such as trichlorethylene into the atmosphere.

【0021】また、好気的バイオリアクター20には、
陽極14で発生した酸素ガスを好気的バイオリアクター
20に導くための酸素ガス導入管24が設けられてお
り、この酸素ガス導入管24を通してリアクター20内
に上記酸素ガスを導入できるようになっている。また、
好気的バイオリアクター20には、酸素ガス導入管24
とは別に、この好気的バイオリアクター20に純酸素ま
たは空気や、過酸化水素等を必要に応じて導入する酸素
供給手段(図示略)が設けられ、リアクター内の溶存酸
素濃度をコントロールできるようになっている。
Further, the aerobic bioreactor 20 includes
An oxygen gas introducing pipe 24 for introducing oxygen gas generated at the anode 14 to the aerobic bioreactor 20 is provided, and the oxygen gas can be introduced into the reactor 20 through the oxygen gas introducing pipe 24. There is. Also,
The aerobic bioreactor 20 includes an oxygen gas introduction pipe 24.
Separately from this, an aerobic bioreactor 20 is provided with an oxygen supply means (not shown) for introducing pure oxygen or air, hydrogen peroxide, etc. as necessary, so that the dissolved oxygen concentration in the reactor can be controlled. It has become.

【0022】この好気的バイオリアクター20に使用さ
れる微生物としては、土壌や好気的汚泥中などから分離
される好気性菌、例えば、Foxら(Fox,B.G. et al.:Bioc
hemistry, 26, 6419-6427(1990))によって報告された各
種微生物(Pseudomonas mendocina, P. putida F1, Nitr
osomonas europaea, Mycobacterium sp. など)を用いる
ことができる。
The microorganisms used in the aerobic bioreactor 20 include aerobic bacteria isolated from soil or aerobic sludge, such as Fox et al. (Fox, BG et al .: Bioc).
hemistry, 26, 6419-6427 (1990)) reported various microorganisms (Pseudomonas mendocina, P. putida F1, Nitr
osomonas europaea, Mycobacterium sp., etc.) can be used.

【0023】この実施形態の方法では、嫌気的バイオリ
アクター13の処理水をこの好気的バイオリアクター2
0に導入して処理し、この好気的バイオリアクター20
の処理水を注入井戸12に導入する。この際、陽極14
で地下水の電気分解によって発生した酸素ガスを、好気
的バイオリアクター20に導入し、高い溶存酸素条件下
で効率よく分解処理を行うことが望ましい。
In the method of this embodiment, the treated water in the anaerobic bioreactor 13 is supplied to the aerobic bioreactor 2.
0 aerobic bioreactor 20
The treated water is introduced into the injection well 12. At this time, the anode 14
It is desirable to introduce oxygen gas generated by electrolysis of groundwater into the aerobic bioreactor 20 and efficiently perform decomposition treatment under high dissolved oxygen conditions.

【0024】上記第2の実施形態では、嫌気的バイオリ
アクター13処理水を好気的バイオリアクター20で処
理するので、嫌気的バイオリアクター13処理水中にト
リクロロエチレンなどの有機塩素化合物が残留した場合
でも、これらを効率よく分解することができる。また陽
極14で発生した酸素ガスを、好気的バイオリアクター
20に導入するので、電気分解によって得た酸素ガスを
有効に利用することができ、好気的バイオリアクター2
0の運転コストを削減することができる。なお、この実
施形態の方法において、陽極14で発生した酸素ガスの
一部または全部を、好気的バイオリアクター20処理水
に加えて注入井戸12に導入してもよい。なお、上記各
実施形態では、汚染物質として有機塩素化合物を挙げた
が、これに限らず、有機ハロゲン化合物であれば同様の
効果を挙げることができる。
In the second embodiment, the treated water of the anaerobic bioreactor 13 is treated in the aerobic bioreactor 20, so that even when an organic chlorine compound such as trichlorethylene remains in the treated water of the anaerobic bioreactor 13, These can be decomposed efficiently. Further, since the oxygen gas generated at the anode 14 is introduced into the aerobic bioreactor 20, the oxygen gas obtained by electrolysis can be effectively used, and the aerobic bioreactor 2 can be used.
The operating cost of 0 can be reduced. In the method of this embodiment, part or all of the oxygen gas generated at the anode 14 may be introduced into the injection well 12 in addition to the treated water of the aerobic bioreactor 20. In each of the above embodiments, the organic chlorine compound is used as the pollutant, but the pollutant is not limited to this, and the same effect can be obtained as long as it is an organic halogen compound.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明の汚染地下水、土壌の修復方法で
は、電極で地下汚染箇所に電流を流すとともに、地下水
を、酸素や栄養源等を添加して循環させるので、土壌中
の粘土質や有機物に吸着されている有機塩素化合物や油
分などの汚染物質を地下水中に離脱させるとともに、土
壌中の汚染物質分解微生物を活性化し、汚染物質の分解
を促進することができる。このため迅速な汚染物質処理
が可能となる。特に、不飽和層に吸着されていた汚染物
質をも離脱させて循環させることができるので、不飽和
層の浄化も可能となる。
In the method for remediating contaminated groundwater and soil according to the present invention, an electric current is passed to the underground contaminated site by the electrode, and the groundwater is circulated by adding oxygen, a nutrient source, etc. It is possible to release pollutants such as organic chlorine compounds and oils adsorbed by organic matter into groundwater, activate the pollutant-degrading microorganisms in soil, and accelerate the decomposition of pollutants. Therefore, it is possible to quickly dispose of pollutants. In particular, since the contaminants adsorbed on the unsaturated layer can be released and circulated, the unsaturated layer can be purified.

【0026】また、揚水井戸から揚水した地下水を、嫌
気的バイオリアクターに導いて処理するので、汚染物質
を効率よく脱クロル化できる。またこの際、陰極におい
て地下水の電気分解によって発生した水素ガスを、前記
嫌気的バイオリアクターに導くことによってこのリアク
ター内を嫌気雰囲気とし、このリアクターの処理性能を
高く維持することができ、また陽極で発生した酸素ガス
を、注入井戸に導入するリアクター処理水に添加するこ
とにより、土壌中の汚染物質分解微生物をさらに活性化
できる。さらに、嫌気的バイオリアクター処理水を好気
的バイオリアクターで処理することによって、汚染物質
をより効率よく分解することができる。
Further, since the groundwater pumped from the pumping well is guided to the anaerobic bioreactor for treatment, pollutants can be efficiently dechlorinated. At this time, hydrogen gas generated by electrolysis of groundwater at the cathode is introduced into the anaerobic bioreactor to create an anaerobic atmosphere inside the reactor, and the processing performance of this reactor can be maintained at a high level. By adding the generated oxygen gas to the reactor treated water introduced into the injection well, the pollutant-degrading microorganisms in the soil can be further activated. Furthermore, by treating the anaerobic bioreactor treated water with the aerobic bioreactor, pollutants can be decomposed more efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の汚染地下水、土壌の
修復方法を説明する断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a method for repairing contaminated groundwater and soil according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態の汚染地下水、土壌の
修復方法を説明する断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method for repairing contaminated groundwater and soil according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の汚染地下水、土壌の修復方法を説明する
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a conventional method for repairing contaminated groundwater and soil.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・地下汚染箇所、11・・・揚水井戸、12・・・注入井
戸、13・・・嫌気的バイオリアクター、14・・・陽極、1
5・・・陰極、17・・・飽和層、20・・・好気的バイオリア
クター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Underground pollution place, 11 ... Pumping well, 12 ... Injection well, 13 ... Anaerobic bioreactor, 14 ... Anode, 1
5 ... Cathode, 17 ... Saturation layer, 20 ... Aerobic bioreactor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/00 - 3/34 B09C 1/00 - 1/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C02F 3/00-3/34 B09C 1/00-1/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 汚染物質で汚染された地下汚染箇所の近
傍の、地下水が流れる飽和層に複数の井戸を掘削すると
ともに、該地下汚染箇所の近傍に2つ以上の電極を離間
して埋設し、各電極間に電圧を加えつつ、前記地下汚染
箇所の地下水流下流側の前記井戸から汚染物質を含む地
下水を揚水し、該揚水を、前記電極で地下水の電気分解
により発生した水素を導入した嫌気的バイオリアクター
に導いて該揚水中の汚染物質を分解処理し、該処理水
に、前記電極で地下水の電気分解により発生した酸素を
加え、前記地下汚染箇所の地下水流上流側に位置する前
記井戸から前記飽和層に注入することを特徴とする汚染
地下水、土壌の修復方法。
1. A plurality of wells are drilled in a saturated layer in which groundwater flows near a contaminated underground contaminated site, and two or more electrodes are buried in the vicinity of the underground contaminated site in a spaced manner. While applying a voltage between the electrodes, groundwater containing pollutants was pumped from the well on the groundwater flow downstream side of the ground polluted site, and the pumped water was introduced with hydrogen generated by electrolysis of groundwater at the electrodes. The pollutants in the pumped water are decomposed by being guided to an anaerobic bioreactor, oxygen generated by electrolysis of groundwater at the electrodes is added to the treated water, and the groundwater flow upstream side of the underground polluted site is added. A method for repairing contaminated groundwater and soil, which comprises injecting into the saturated layer from a well.
【請求項2】 前記嫌気的バイオリアクターの処理水を
好気的バイオリアクターに導いて該処理水中の汚染物質
を分解処理し、該好気的バイオリアクター処理水を、前
記地下汚染箇所の地下水流上流側に位置する注入井戸か
ら前記飽和層に注入することを特徴とする請求項1記載
の汚染地下水、土壌の修復方法。
2. The treated water of the anaerobic bioreactor is introduced into an aerobic bioreactor to decompose pollutants in the treated water, and the treated water of the aerobic bioreactor is used as a groundwater flow at the underground polluted site. The method for restoring contaminated groundwater and soil according to claim 1, wherein the saturated layer is injected from an injection well located on the upstream side.
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