JP3617798B2

JP3617798B2 - Method and structure for treating organochlorine compounds

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Publication number: JP3617798B2
Application number: JP33259699A
Authority: JP
Inventors: 武川地; 博久保; 俊彦三浦
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 1999-11-24
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: JP2001145874A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トリクロロエチレンなどの有機塩素化合物を含む汚染土壌を処理する方法及び処理構造に関し、特に、汚染範囲が比較的深い領域に分布している場合に適した処理方法及び処理構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場跡地内の土壌には、発ガン性物質である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が含まれていることがあり、このような土壌をそのまま放置すると地下水等を介して有機塩素化合物が環境に拡散するおそれがある。そのため、このような汚染土壌に対しては所定の浄化処理を行なわねばならない。
【０００３】
一方、最近では、微生物の活性を利用して環境中の汚染物質を分解無害化する技術、すなわちバイオレメディエーションの研究が進んできており、上述したような汚染土壌への適用も研究されるようになってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような微生物を利用した汚染物質の処理方法は、少なくとも実験室レベルでは十分な成果が確認されており、現実的な対応についても今後大いに期待されるところである。
【０００５】
しかしながら、土質状況によっては、分解菌の活性を十分上げることができず、該汚染土内の汚染物質を分解するのに長時間を要したり、場合によっては微生物分解自体が実質的に不可能になるという問題が懸念される。
【０００６】
また、汚染土に生石灰を混合することで、汚染土内に含まれている水分と生石灰との化学反応に伴う水和熱を発生させ、かかる水和熱を利用して汚染物質である有機塩素化合物を気化処理する方法も検討開発されている（特開平７−２７５８３７号公報参照）が、かかる方法では、汚染土が生石灰により強アルカリ性となり、埋め戻した後でアルカリ成分が地下水等に拡散したり生態系に悪影響を及ぼすといった事態が懸念される。
【０００７】
さらには、汚染土壌から土壌内空気を吸引したり土壌内地下水を揚水する方法、汚染土壌を高温に加熱する方法、鉄粉の還元作用を利用した方法などがあるが、空気吸引若しくは地下水揚水は、長時間を要するとともにその間に設備の維持にコストがかかる、高温加熱方法は土壌の生態系に悪影響を残す、鉄粉による還元方法は適用できる状況に制約が大きいなどの問題をそれぞれ生じていた。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、処理済みの土壌に悪影響を残すことなく確実かつ短期間にしかもどんな汚染土壌に対しても有機塩素化合物を除去処理可能な有機塩素化合物の処理方法及び処理構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は請求項１に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌を掘削してトレンチ状掘削溝を形成するとともに該トレンチ状掘削溝の対向する一対の孔壁を覆うようにそれぞれ矢板を設置し、該矢板のうち、少なくとも一方の孔壁側の矢板を透水性矢板とし、次いで、前記トレンチ状掘削溝内に一対の電極を設置し、該一対の電極に電源を電気接続して該電極間に通電するとともに、前記透水性矢板を介して地下水を自然流入させて該地下水により前記トレンチ状掘削溝内の地下水を攪拌させるものである。
【００１０】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理構造は請求項２に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌に掘削形成されたトレンチ状掘削溝と、該トレンチ状掘削溝の対向する一対の孔壁を覆うようにそれぞれ設置された矢板と、該トレンチ状掘削溝内に設置された一対の電極と、該一対の電極に電気接続された電源とから構成するとともに、前記矢板のうち、少なくとも一方の孔壁側の矢板を、地下水が自然流入するようにかつ該地下水によって前記トレンチ状掘削溝内に貯留された地下水が攪拌されるように透水性矢板としたものである。
【００１１】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理構造は、前記透水性矢板を透水孔が形成された矢板で構成したものである。
【００１２】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は請求項４に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌を掘削してトレンチ状掘削溝を形成するとともに該トレンチ状掘削溝の対向する一対の孔壁を覆うようにかつ少なくとも一方の孔壁側においては所定の隙間が形成されるようにそれぞれ矢板を設置し、該トレンチ状掘削溝内に一対の電極を設置し、該一対の電極に電源を電気接続して該電極間に通電するとともに、前記隙間から地下水を自然流入させて該地下水により前記トレンチ状掘削溝内の地下水を攪拌させるものである。
【００１３】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理構造は請求項５に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌に掘削形成されたトレンチ状掘削溝と、該トレンチ状掘削溝の対向する一対の孔壁を覆うようにそれぞれ設置された矢板と、該トレンチ状掘削溝内に設置された一対の電極と、該一対の電極に電気接続された電源とから構成するとともに、前記矢板のうち、少なくとも一方の孔壁側の矢板を、地下水が自然流入するようにかつ該地下水によって前記トレンチ状掘削溝内に貯留された地下水が攪拌されるように所定の隙間を設けて設置したものである。
【００１４】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理構造は、前記トレンチ状掘削溝を前記汚染土壌内の汚染領域を取り囲むように閉鎖状に形成したものである。
【００１５】
請求項１、請求項２に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造においては、まず、有機塩素化合物を含む汚染土壌を掘削してトレンチ状掘削溝を形成するとともに該トレンチ状掘削溝の対向する一対の孔壁を覆うようにそれぞれ矢板を設置する。ここで、矢板を設置するにあたっては、少なくとも一方の孔壁側の矢板を透水性矢板とする。
【００１６】
トレンチ状掘削溝の形成と矢板の設置にあたっては、矢板の設置を先行させ、しかる後に該矢板を土留め壁として利用しながらバックホウ等で掘削してトレンチ状掘削溝を形成するようにしてもよいし、連続地中壁を構築する際に採用される公知の方法、すなわち、泥水による孔壁保護を図りつつ水平多軸式掘削機等を用いてトレンチ状掘削溝を先行形成し、しかる後に孔壁に矢板を設置するとともに、トレンチ状掘削溝内の泥水を引き抜きつつ該泥水を地下水の流入又は給水による清水で置換するようにしてもよい。
【００１７】
次に、トレンチ状掘削溝内に一対の電極を設置する。
【００１８】
次に、一対の電極に電源を電気接続して該電極間に通電する。
【００１９】
このようにすると、トレンチ状掘削溝内に貯留された地下水に含まれるトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、主として陰極表面の還元反応によって塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解される。そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【００２０】
一方、透水性矢板を介して地下水を自然流入させて該地下水により前記トレンチ状掘削溝内の地下水を攪拌させる。
【００２１】
このようにすると、トレンチ状掘削溝内に貯留された地下水に含まれる有機塩素化合物は電極と接触しやすくなり、電極面積や電圧を高くせずとも電気分解反応が促進されるとともに、電気分解反応で生じた反応生成物が攪拌によって常時又はすみやかに電極から離間されるため、該反応生成物が電極近傍での電気分解反応を阻害する懸念もなくなる。
【００２２】
透水性矢板については、通水性を有するものであればどのような構造のものでもよく、例えば、かかる透水性矢板を透水孔が形成された鋼矢板で構成することが考えられる。
【００２３】
かかる構成によれば、有機塩素化合物で汚染されている汚染領域の深さに合わせて透水孔の穿孔位置を調整することにより、より効率的な有機塩素化合物の処理が可能となる。
【００２４】
請求項４、請求項５に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造においては、まず、有機塩素化合物を含む汚染土壌を掘削してトレンチ状掘削溝を形成するとともに該トレンチ状掘削溝の対向する一対の孔壁を覆うようにそれぞれ矢板を設置する。ここで、矢板を設置するにあたっては、少なくとも一方の孔壁側の矢板を、地下水が自然流入するようにかつ該地下水によって前記トレンチ状掘削溝内に貯留された地下水が攪拌されるように所定の隙間を設けて設置する。
【００２５】
トレンチ状掘削溝を形成するにあたっては、矢板の設置を先行させ、しかる後に該矢板を土留め壁として利用しながらバックホウ等で掘削するようにしてもよいし、連続地中壁を構築する際に採用される公知の方法、すなわち、泥水による孔壁保護を図りつつ水平多軸式掘削機を用いてトレンチを掘削し、しかる後にトレンチの対向する孔壁に矢板を設置するとともに、トレンチ内の泥水を引き抜きつつ該泥水を地下水の流入又は給水による清水で置換するようにしてもよい。
【００２６】
次に、トレンチ状掘削溝内に一対の電極を設置する。
【００２７】
次に、一対の電極に電源を電気接続して該電極間に通電する。
【００２８】
このようにすると、トレンチ状掘削溝内に貯留された地下水に含まれるトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、主として陰極表面の還元反応によって塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解される。そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【００２９】
一方、矢板間の隙間から地下水を自然流入させて該地下水により前記トレンチ状掘削溝内の地下水を攪拌させる。
【００３０】
このようにすると、トレンチ状掘削溝内に貯留された地下水に含まれる有機塩素化合物は電極と接触しやすくなり、電極面積や電圧を高くせずとも電気分解反応が促進されるとともに、電気分解反応で生じた反応生成物が攪拌によって常時又はすみやかに電極から離間されるため、該反応生成物が電極近傍での電気分解反応を阻害する懸念もなくなる。
【００３１】
上述した各発明において、透水性矢板を介して又は矢板間の隙間を介してトレンチ状掘削溝内に自然流入させた地下水については、対向する他方の孔壁に自然流出させるように構成することが考えられるが、必ずしも他方の孔壁に自然流出させる必要はなく、例えばトレンチ状掘削溝の終端にて流出させることにより、トレンチ状掘削溝内での水位上昇を未然に防止することができる。
【００３２】
上述した各発明において、トレンチ状掘削溝を形成するにあたっては、その平面長さや幅をはじめ平面形をまっすぐにするのか湾曲させるのかといった形状は任意であるし、配置状況についても、地下水の流れ方向等を勘案して適宜設定すればよく、例えば、地下水の流れに直交するように形成するといったことが考えられる。
【００３３】
ここで、かかるトレンチ状掘削溝を前記汚染土壌内の汚染領域を取り囲むように閉鎖状に形成したならば、形成されたトレンチ状掘削溝の内側は閉鎖空間となり、雨水又は給水によって地下水の水位が上がり、放射方向への地下水流、つまりトレンチ状掘削溝の孔壁に流入する地下水の流れを人工的に作り出すことが可能となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
（第１実施形態）
【００３６】
図１は、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理構造を示した鉛直断面図である。同図でわかるように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理構造は、有機塩素化合物を含む汚染土壌１に掘削形成されたトレンチ状掘削溝２と、該トレンチ状掘削溝の対向する一対の孔壁６ａ、６ｂを覆うようにそれぞれ設置された矢板７ａ、７ｂと、該トレンチ状掘削溝内に設置された一対の電極としての陽極３ａ及び陰極３ｂと、該陽極及び陰極に電気接続された電源４とから構成してなる。
【００３７】
ここで、矢板７ａは、図２でよくわかるようにトレンチ状掘削溝２に沿って隙間なく連続的に建て込んであるとともに、鋼矢板８に透水孔９が形成されてなる透水性矢板として構成してあり、該透水孔を介して地下水が自然流入するようにかつ該地下水によってトレンチ状掘削溝２内に貯留された地下水が攪拌されるようになっている。
【００３８】
一方、矢板７ｂも矢板７ａと同様、トレンチ状掘削溝２に沿って隙間なく連続的に建て込んであるとともに、鋼矢板８に透水孔９が形成されてなる透水性矢板として構成してあり、該透水孔を介してトレンチ状掘削溝２内の地下水５が自然流出するようになっている。
【００３９】
トレンチ状掘削溝２をこのように構築するには、構築予定の地盤性状や地下水の流れを事前に調査し、その調査を踏まえて構築位置や構築方向等を適宜設定すればよい。
【００４０】
図３は、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法の手順を示したものである。同図でわかるように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法においては、まず、図１に示すように有機塩素化合物を含む汚染土壌１を掘削してトレンチ状掘削溝２を形成するとともに、該トレンチ状掘削溝の対向する一対の孔壁６ａ、６ｂを覆うように矢板７ａ、７ｂをそれぞれ設置する（ステップ１０１）。
【００４１】
トレンチ状掘削溝２の形成及び矢板７ａ、７ｂの設置にあたっては、有機塩素化合物による汚染範囲がそれほど深くない領域に分布している場合には、矢板７ａ、７ｂの設置を先行させ、しかる後に該矢板を土留め壁として利用しながらバックホウ等で掘削してトレンチ状掘削溝２を形成するのがよいし、汚染範囲が比較的深い領域に分布している場合には、連続地中壁を構築する際に採用される公知の方法、すなわち、泥水による孔壁６ａ、６ｂの保護を図りつつ水平多軸式掘削機等を用いて掘削してトレンチ状掘削溝２を先行形成し、しかる後に孔壁６ａ、６ｂに矢板７ａ、７ｂを設置するととともに、トレンチ状掘削溝２内の泥水を引き抜きつつ該泥水を地下水の流入又は給水による清水で置換するのがよい。
【００４２】
なお、矢板７ａ、７ｂの設置中又はその後において、必要であれば適当な高さ位置に支保工を設け、背面土圧による矢板７ａ、矢板７ｂの曲げモーメントを緩和するようにすることができる。
【００４３】
次に、トレンチ状掘削溝２内に陽極３ａ及び陰極３ｂを設置する（ステップ１０２）。陽極３ａ及び陰極３ｂは、例えば数ｃｍ〜数十ｃｍ離間して配置し、電源４は、例えば１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加できるように構成しておくのがよい。
【００４４】
次に、陽極３ａ及び陰極３ｂに電源４を電気接続して該電極間に通電する（ステップ１０３）。
【００４５】
このようにすると、トレンチ状掘削溝２内に貯留された地下水５に含まれるトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、主として陰極表面の還元反応によって塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解される。そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【００４６】
ここで、通電量が増加すると、電気分解による有機塩素化合物の処理速度が速くなる反面、ジュール熱が発生してエネルギー効率が低下するとともに、発生熱による水温上昇によって有機塩素化合物が電気分解されずに気化し、気化ガスを処理するための設備が別途必要となる。
【００４７】
そのため、上述した通電作業を行うにあたっては、有機塩素化合物の気化が抑制される範囲で電気分解による処理速度ができるだけ向上するよう、電圧や電流の大きさ、通電時間を適宜調整するのが望ましい。
【００４８】
ちなみに、地下水５は、一般的には０．１〜０．３ｍＳ／ｃｍ程度の電気伝導度であるので、電流値は小さく、したがって消費電力もわずかである。
【００４９】
一方、透水性矢板である矢板７ａを介して地下水を自然流入させて該地下水によりトレンチ状掘削溝２内の地下水５を攪拌させる（ステップ１０４）。このとき、通電処理を継続するかいったん中断するかは任意である。
【００５０】
このようにすると、トレンチ状掘削溝２内に貯留された地下水５に含まれる有機塩素化合物は電極と接触しやすくなり、電極面積や電圧を高くせずとも電気分解反応が促進されるとともに、電気分解反応で生じた反応生成物が攪拌によって常時又はすみやかに電極から離間されるため、該反応生成物が電極近傍での電気分解反応を阻害する懸念もなくなる。
【００５１】
次に、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造における通電に関する作用効果を実験で確認したので、その概略を以下に説明する。
【００５２】
まず、有機塩素化合物であるトリクロロエチレン（以下ＴＣＥという）が１００ｍｇ／Ｌ含まれた汚染水を容器に入れ、該容器内に電極を設置して直流電流を流し（電流値０．０５Ａ、電圧値３０Ｖ）、そのときに発生する塩素ガスの量とＴＣＥの残存量とを計測した。なお、ＴＣＥの揮発による損失をできるだけ減らすため、上述したように容器を冷却水の中に入れて冷却した。
【００５３】
計測にあたっては、通電時間が異なるケースを４回行い、それぞれ通電終了後に試料液を採取して液中のＴＣＥ濃度、塩化物イオン（Ｃｌ⁻）濃度及び塩素（Ｃｌ_２）濃度を測定した。
【００５４】
実験の結果をグラフにして図４に示す。同図でわかるように、通電を行った場合には、通電時間とともにＴＣＥ濃度（ＴＣＥ残存率として表示）が減少するとともに、塩化物イオン濃度（ＴＣＥ塩素化率として表示）が増大することがわかる。これは、主に陰極表面での還元反応によってＴＣＥの構成成分の一つである塩素がＴＣＥから脱離する、すなわち脱塩素反応が生じ、ＴＣＥが減少したものと考えられる。なお、塩素濃度は、いずれもほとんどゼロであった。
【００５５】
以上の実験結果から、汚染水中のＴＣＥを通電時間に比例して確実に分解・無害化できるとともにそれに要する電力もわずかであることがわかった。なお、通電を行わずに放置した場合、ＴＣＥ濃度はほとんど不変で、塩化物イオンも検出されなかった。また、トリクロロエチレン、ジクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった他の有機塩素化合物についても同様の処理効果を示すことを確認済みである。
【００５６】
次に、攪拌による作用効果を実験で確認したので、その概略を以下に説明する。
【００５７】
まず、ＴＣＥが１００ｍｇ／Ｌ含まれた汚染水を容器に入れ、該容器内に電極を設置して直流電流を流し（電流値０．１Ａ）、そのときのＴＣＥの残存量を計測した。
【００５８】
実験の結果をグラフにして図５に示す。同図でわかるように、通電を行いつつ攪拌をした場合には、攪拌をしない場合よりもＴＣＥ濃度（ＴＣＥ残存率として表示）の減少量が大きくなることがわかる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造によれば、トレンチ状掘削溝２内に貯留された有機塩素化合物を含む地下水５に陽極３ａ及び陰極３ｂを設けて通電するようにしたので、有機塩素化合物は、塩化物と炭化水素とに電気分解され、かくして、有機塩素化合物が比較的地表面近くの表層近傍に分布している場合であれば、わずかな電力でかつ通電時間に比例した形で無害化処理することが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造によれば、トレンチ状掘削溝２内の地下水５に通電を行いつつ、矢板７ａの透水孔９から地下水を自然流入させて該地下水によりトレンチ状掘削溝２内の地下水５を攪拌させるようにしたので、地下水５中の有機塩素化合物は、陽極３ａ及び陰極３ｂと接触しやすくなり、電極面積や電圧を高くせずとも電気分解反応を促進させることができるとともに、電気分解反応で生じた反応生成物が攪拌によって常時又はすみやかに陽極３ａや陰極３ｂから離間されるため、該反応生成物が電極近傍での電気分解反応を阻害するのを未然に防止することも可能となり、高濃度汚染や短時間処理に適したものとなる。
【００６１】
また、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造によれば、透水性矢板としての矢板７ａ、７ｂを透水孔９が形成された鋼矢板８で構成したので、有機塩素化合物で汚染されている汚染領域の深さに合わせて透水孔９の穿孔位置を調整することにより、より効率的な有機塩素化合物の処理が可能となる。
【００６２】
また、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造によれば、矢板７ａ、矢板７ｂが土留め壁としての本来の機能も果たすため、有機塩素化合物で汚染された汚染領域が地中深くに分布している場合や崩壊性地盤に対してきわめて有効な手段となる。
【００６３】
本実施形態では、トレンチ状掘削溝２を、一方の矢板７ａに形成された透水孔９から地下水が自然流入するとともに対向する他方の矢板７ｂに形成された透水孔９から自然流出するように構成したが、これに代えて他方の孔壁６ｂには通常の矢板を設置するように構成してもよい。なお、かかる場合においては、トレンチ状掘削溝２内の地下水の水位が上がって地上に溢れ出ることがないよう、図６の平面図に示すようにトレンチ状掘削溝２の終端２１、２１にて流出させるようにすればよい。
【００６４】
また、本実施形態では、トレンチ状掘削溝２を平面的に見れば矩形状（スリット状）になるものとしたが、図７に示すように、汚染土壌内の汚染領域３１を取り囲むようにトレンチ状掘削溝２を閉鎖状に形成するとともに矢板７ａ、７ｂを上述したと同様に設置し、かかるトレンチ状掘削溝２内に陽極３ａ及び陰極３ｂを設置して該電極間に通電するようにしてもよい。
【００６５】
かかる構成においても、通電に関しては上述したと同様の作用効果が得られるとともに、形成されたトレンチ状掘削溝２の内側が閉鎖空間となるため、雨水又は給水によって地下水の水位が上がり、放射方向への地下水流、つまりトレンチ状掘削溝２の矢板７ａに形成された透水孔９から流入する地下水の流れを人工的に作り出すことが可能となり、地下水の自然の流れがない場所であっても、地下水の流れを利用した攪拌を行うことが可能となる。なお、給水の場合には、閉鎖状に形成されたトレンチ状掘削溝２の外側の水（処理済の水）を揚水し、これを該トレンチ状掘削溝で囲まれた閉鎖空間内に戻して循環させるようにしてもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、地下水流による自然攪拌作用のみによってトレンチ状掘削溝２内の地下水５を攪拌するようにしたが、地下水流による自然攪拌だけでは攪拌作用が不足する場合には、トレンチ状掘削溝２内に攪拌用水中ポンプを設置する、トレンチ状掘削溝２内に空気を送り込む等の方法でトレンチ状掘削溝２内の攪拌水流を強制的に作り出し、地下水流による自然攪拌を補うようにしてもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、矢板７ａ、矢板７ｂを鋼矢板８に透水孔９が形成されてなる透水性矢板として構成したが、本発明の透水性矢板は、かかる構成に限定されるものではなく、例えば多孔質材料からなる透水係数の高い板材で構成することもできるし、例えば、孔壁保護を確保できる範囲で鋼矢板の所定位置に矩形状の透水開口を設けて構成することも可能である。
【００６８】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、有機塩素化合物で汚染された領域が分布する深さに応じて、矢板７ａ、矢板７ｂに形成する透水孔９の位置を調整することにより、より効率の高い自然攪拌を行うことが可能となる。
【００６９】
図８はその一例であり、矢板７ａについては、汚染領域が分布する深さに合わせて透水孔９を下方に集中配置してあり、矢板７ｂについては、透水孔９を上方に集中配置してある。
【００７０】
かかる構成においては、汚染領域を通過する地下水を効率よくトレンチ状掘削溝２内に集めることができるとともに、該溝内では下方から上方への攪拌流が生じるため、上述した攪拌による作用がさらに確実に行われる。
【００７１】
（第２実施形態）
【００７２】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
図９は、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理構造を示した鉛直断面図である。同図でわかるように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理構造は、有機塩素化合物を含む汚染土壌１に掘削形成されたトレンチ状掘削溝２と、該トレンチ状掘削溝の対向する一対の孔壁６ａ、６ｂを覆うようにそれぞれ設置された矢板４１、４１と、該トレンチ状掘削溝内に設置された一対の電極としての陽極３ａ及び陰極３ｂと、該陽極及び陰極に電気接続された電源４とから構成してなる。
【００７４】
ここで、孔壁６ａ側の矢板４１は、図１０（ａ）でよくわかるように隙間ｄを設けて設置してあり、該隙間を介してトレンチ状掘削溝２内に地下水が自然流入するようにかつ該地下水によってトレンチ状掘削溝２内に貯留された地下水５が攪拌されるようになっている。
【００７５】
一方、孔壁６ｂ側の矢板４１も図１０（ｂ）でよくわかるように隙間ｄを設けて設置してあり、該隙間を介してトレンチ状掘削溝２内から地下水５が自然流出するようになっている。
【００７６】
トレンチ状掘削溝２をこのように構築するには、構築予定の地盤性状や地下水の流れを事前に調査し、その調査を踏まえて構築位置や構築方向等を適宜設定すればよい。
【００７７】
図１１は、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法の手順を示したものである。同図でわかるように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法においては、まず、図９に示すように有機塩素化合物を含む汚染土壌１を掘削してトレンチ状掘削溝２を形成するとともに、該トレンチ状掘削溝の対向する一対の孔壁６ａ、６ｂを覆うようにかつ隣接するもの同士で隙間ｄが形成されるように矢板４１、４１をそれぞれ設置する（ステップ１１１）。
【００７８】
トレンチ状掘削溝２の形成及び矢板４１、４１の設置にあたっては、第１実施形態と同様、有機塩素化合物による汚染範囲がそれほど深くない領域に分布している場合には、矢板４１、４１の設置を先行させ、しかる後に該矢板を土留め壁として利用しながらバックホウ等で掘削してトレンチ状掘削溝２を形成するのがよいし、汚染範囲が比較的深い領域に分布している場合には、連続地中壁を構築する際に採用される公知の方法、すなわち、泥水による孔壁６ａ、６ｂの保護を図りつつ水平多軸式掘削機等を用いて掘削してトレンチ状掘削溝２を先行形成し、しかる後に孔壁６ａ、６ｂに矢板４１、４１を設置するとともに、トレンチ状掘削溝２内の泥水を引き抜きつつ該泥水を地下水の流入又は給水による清水で置換するのがよい。
【００７９】
なお、矢板４１、４１の設置中又はその後において、必要であれば適当な高さ位置に支保工を設け、背面土圧による矢板４１、４１の曲げモーメントを緩和するようにすることができる。
【００８０】
次に、トレンチ状掘削溝２内に陽極３ａ及び陰極３ｂを設置する（ステップ１１２）。陽極３ａ及び陰極３ｂは、例えば数ｃｍ〜数十ｃｍ離間して配置し、電源４は、例えば１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加できるように構成しておくのがよい。
【００８１】
次に、陽極３ａ及び陰極３ｂに電源４を電気接続して該電極間に通電する（ステップ１１３）。
【００８２】
このようにすると、トレンチ状掘削溝２内に貯留された地下水５に含まれるトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、主として陰極表面の還元反応によって塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解される。そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【００８３】
ここで、通電量が増加すると、電気分解による有機塩素化合物の処理速度が速くなる反面、ジュール熱が発生してエネルギー効率が低下するとともに、発生熱による水温上昇によって有機塩素化合物が電気分解されずに気化し、気化ガスを処理するための設備が別途必要となる。
【００８４】
そのため、上述した通電作業を行うにあたっては、有機塩素化合物の気化が抑制される範囲で電気分解による処理速度ができるだけ向上するよう、電圧や電流の大きさ、通電時間を適宜調整するのが望ましい。
【００８５】
ちなみに、地下水５は、一般的には０．１〜０．３ｍＳ／ｃｍ程度の電気伝導度であるので、電流値は小さく、したがって消費電力もわずかである。
【００８６】
一方、孔壁６ａ側に設置された矢板４１同士の隙間ｄを介して地下水を自然流入させて該地下水によりトレンチ状掘削溝２内の地下水５を攪拌させる（ステップ１１４）。このとき、通電処理を継続するかいったん中断するかは任意である。
【００８７】
このようにすると、トレンチ状掘削溝２内に貯留された地下水５に含まれる有機塩素化合物は電極と接触しやすくなり、電極面積や電圧を高くせずとも電気分解反応が促進されるとともに、電気分解反応で生じた反応生成物が攪拌によって常時又はすみやかに電極から離間されるため、該反応生成物が電極近傍での電気分解反応を阻害する懸念もなくなる。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造によれば、トレンチ状掘削溝２内に貯留された有機塩素化合物を含む地下水５に陽極３ａ及び陰極３ｂを設けて通電するようにしたので、有機塩素化合物は、塩化物と炭化水素とに電気分解され、かくして、有機塩素化合物が比較的地表面近くの表層近傍に分布している場合であれば、わずかな電力でかつ通電時間に比例した形で無害化処理することが可能となる。
【００８９】
また、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造によれば、トレンチ状掘削溝２内の地下水５に通電を行いつつ、隣接する矢板４１同士の隙間ｄから地下水を自然流入させて該地下水によりトレンチ状掘削溝２内の地下水５を攪拌させるようにしたので、地下水５中の有機塩素化合物は、陽極３ａ及び陰極３ｂと接触しやすくなり、電極面積や電圧を高くせずとも電気分解反応を促進させることができるとともに、電気分解反応で生じた反応生成物が攪拌によって常時又はすみやかに陽極３ａや陰極３ｂから離間されるため、該反応生成物が電極近傍での電気分解反応を阻害するのを未然に防止することも可能となり、高濃度汚染や短時間処理に適したものとなる。
【００９０】
また、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造によれば、矢板４１、４１が土留め壁としての本来の機能も果たすため、有機塩素化合物で汚染された汚染領域が地中深くに分布している場合や崩壊性地盤に対してきわめて有効な手段となる。
【００９１】
本実施形態では、トレンチ状掘削溝２を、一方の孔壁６ａ側に設置された矢板間の隙間ｄから地下水が自然流入するとともに対向する他方の孔壁６ｂ側の矢板４１間の隙間ｄから自然流出するように構成したが、これに代えて他方の孔壁６ｂには通常の矢板を隙間なく連続設置するように構成してもよい。なお、かかる場合においては、トレンチ状掘削溝２内の地下水の水位が上がって地上に溢れ出ることがないよう、第１実施形態と同様、トレンチ状掘削溝２の終端にて流出させるようにすればよい（図６の平面図参照）。
【００９２】
また、本実施形態では、トレンチ状掘削溝２を平面的に見れば矩形状（スリット状）になるものとしたが、第１実施形態と同様、汚染土壌内の汚染領域を取り囲むようにトレンチ状掘削溝２を閉鎖状に形成するとともに矢板４１、４１を上述したと同様に設置し、かかるトレンチ状掘削溝２内に陽極３ａ及び陰極３ｂを設置して該電極間に通電するようにしてもよい（図７参照）。
【００９３】
かかる構成においても、通電に関しては上述したと同様の作用効果が得られるとともに、形成されたトレンチ状掘削溝２の内側が閉鎖空間となるため、雨水又は給水によって地下水の水位が上がり、放射方向への地下水流、つまりトレンチ状掘削溝２に設置された隣接する矢板４１同士の隙間ｄから流入する地下水の流れを人工的に作り出すことが可能となり、地下水の自然の流れがない場所であっても、地下水の流れを利用した攪拌を行うことが可能となる。なお、給水の場合には、閉鎖状に形成されたトレンチ状掘削溝２の外側の水（処理済の水）を揚水し、これを該トレンチ状掘削溝で囲まれた閉鎖空間内に戻して循環させるようにしてもよい。
【００９４】
また、本実施形態では、地下水流による自然攪拌作用のみによってトレンチ状掘削溝２内の地下水５を攪拌するようにしたが、地下水流による自然攪拌だけでは攪拌作用が不足する場合には、トレンチ状掘削溝２内に攪拌用水中ポンプを設置する、トレンチ状掘削溝２内に空気を送り込む等の方法でトレンチ状掘削溝２内の攪拌水流を強制的に作り出し、地下水流による自然攪拌を補うようにしてもよい。
【００９５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造によれば、周辺への汚染拡散を防ぎつつ処理済みの土壌にも悪影響を残さず確実かつ短期間に、しかもどんな汚染土壌に対しても有機塩素化合物を除去処理することが可能となる。
【００９６】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る有機塩素化合物の処理構造を示した鉛直断面図。
【図２】図１のＡ―Ａ線方向から見た矢視図。
【図３】第１実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法の手順を示したフローチャート。
【図４】本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造における通電作用を示したグラフ。
【図５】本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理構造における攪拌作用を示したグラフ。
【図６】変形例に係る有機塩素化合物の処理構造を示した平面図。
【図７】別の変形例に係る有機塩素化合物の処理構造を示した平面図。
【図８】さらに別の変形例に係る有機塩素化合物の処理構造を示した鉛直断面図。
【図９】第２実施形態に係る有機塩素化合物の処理構造を示した鉛直断面図。
【図１０】同じく第２実施形態に係る有機塩素化合物の処理構造を示した図であり、（ａ）は図９のＢ―Ｂ線方向から見た矢視図、（ｂ）はＣ―Ｃ線方向に沿った水平詳細断面図。
【図１１】第２実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法の手順を示したフローチャート。
【符号の説明】
１汚染土壌
２トレンチ状掘削溝
３ａ、３ｂ電極
４電源
５地下水
６ａ、６ｂ孔壁
７ａ、７ｂ矢板（透水性矢板）
８鋼矢板
９透水孔
４１矢板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and a treatment structure for treating contaminated soil containing an organic chlorine compound such as trichlorethylene, and more particularly, to a treatment method and a treatment structure suitable for a case where the contamination range is distributed in a relatively deep region.
[0002]
[Prior art]
The soil in the site of the factory may contain organic chlorine compounds such as carcinogenic substances such as trichlorethylene and tetrachlorethylene. If such soil is left as it is, the organic chlorine compounds will enter the environment via groundwater. May spread. Therefore, a predetermined purification process must be performed on such contaminated soil.
[0003]
On the other hand, recently, research on technology for decomposing and detoxifying pollutants in the environment using the activity of microorganisms, that is, bioremediation, has been advanced, and application to contaminated soil as described above is also being studied. It has become.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Such a method for treating pollutants using microorganisms has been confirmed to have a satisfactory result at least at the laboratory level, and a realistic response is highly expected in the future.
[0005]
However, depending on the soil conditions, the activity of the degrading bacteria cannot be sufficiently increased, and it takes a long time to decompose the pollutants in the contaminated soil, or in some cases, the microbial decomposition itself is substantially impossible. The problem of becoming
[0006]
In addition, by mixing quicklime with the contaminated soil, heat of hydration accompanying the chemical reaction between the moisture contained in the contaminated soil and quicklime is generated, and organic chlorine, which is a pollutant, is generated using this heat of hydration. A method for vaporizing a compound has also been studied and developed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-275837). However, in this method, the contaminated soil becomes strongly alkaline due to quick lime, and the alkali component diffuses into the groundwater after being backfilled. There is a concern that it will adversely affect the ecosystem.
[0007]
Furthermore, there are methods such as sucking air in the soil from the contaminated soil and pumping the groundwater in the soil, heating the contaminated soil to a high temperature, and using a reduction action of iron powder. It takes a long time and costs to maintain the equipment during that time, the high temperature heating method has a negative effect on the soil ecosystem, and the iron powder reduction method has a lot of restrictions on the applicable situation, etc. .
[0008]
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and can reliably remove organic chlorine compounds from any contaminated soil in a short period of time without adversely affecting the treated soil. It is an object of the present invention to provide a processing method and a processing structure.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the method for treating an organochlorine compound according to the present invention, a trench-like excavation groove is formed by excavating contaminated soil containing an organochlorine compound, and the trench-like excavation is performed. Sheet piles are respectively installed so as to cover a pair of opposed hole walls of the groove, and at least one of the sheet piles is a water-permeable sheet pile, and then a pair of electrodes are provided in the trench-shaped excavation groove. Installed, electrically connected to the pair of electrodes and energized between the electrodes, and ground water naturally flows through the permeable sheet pile, and the ground water in the trench-shaped excavation groove is stirred by the ground water It is.
[0010]
Moreover, the treatment structure of the organochlorine compound according to the present invention includes a trench-like excavation groove formed in the contaminated soil containing the organochlorine compound and a pair of opposing trench-excavation grooves as described in claim 2. The sheet pile is installed so as to cover the hole wall, a pair of electrodes installed in the trench-shaped excavation groove, and a power source electrically connected to the pair of electrodes, and at least of the sheet piles, One sheet pile on the hole wall side is a permeable sheet pile so that the groundwater naturally flows in and the groundwater stored in the trench-shaped excavation groove is stirred by the groundwater.
[0011]
Moreover, the processing structure of the organochlorine compound according to the present invention comprises the water permeable sheet pile made of a sheet pile having water permeable holes formed therein.
[0012]
Further, according to the method for treating an organic chlorine compound according to the present invention, a pair of the trench-shaped excavation grooves facing each other is formed by excavating contaminated soil containing the organic chlorine compound to form a trench-shaped excavation groove. A sheet pile is installed so that a predetermined gap is formed on at least one hole wall side, a pair of electrodes are installed in the trench-shaped excavation groove, A power source is electrically connected to energize between the electrodes, and groundwater is allowed to flow naturally through the gap, and the groundwater in the trench-shaped excavation groove is stirred by the groundwater.
[0013]
Moreover, the treatment structure of the organochlorine compound according to the present invention includes a trench-shaped excavation groove formed in a contaminated soil containing an organic chlorine compound and a pair of opposing trench-shaped excavation grooves as described in claim 5. The sheet pile is installed so as to cover the hole wall, a pair of electrodes installed in the trench-shaped excavation groove, and a power source electrically connected to the pair of electrodes, and at least of the sheet piles, One sheet pile on the hole wall side is provided with a predetermined gap so that the groundwater naturally flows in and the groundwater stored in the trench-shaped excavation groove is stirred by the groundwater.
[0014]
Further, the organochlorine compound treatment structure according to the present invention is such that the trench-shaped excavation groove is formed in a closed shape so as to surround a contaminated region in the contaminated soil.
[0015]
In the processing method and the processing structure of the organochlorine compound according to claim 1 and claim 2, first, the contaminated soil containing the organochlorine compound is excavated to form a trench excavation groove, and the trench excavation groove is opposed to the trench. A sheet pile is installed so as to cover the pair of hole walls. Here, when installing the sheet pile, at least one hole wall side sheet pile is a water-permeable sheet pile.
[0016]
In the formation of the trench-shaped excavation groove and the installation of the sheet pile, the installation of the sheet pile may be preceded, and then the trench excavation groove may be formed by excavating with a backhoe while using the sheet pile as a retaining wall. In addition, a well-known method adopted when constructing a continuous underground wall, that is, a trench-like excavation groove is formed in advance using a horizontal multi-axis excavator or the like while protecting the hole wall with muddy water, and then the hole is drilled. While installing a sheet pile on the wall, the muddy water may be replaced with fresh water by inflow of groundwater or water supply while extracting muddy water in the trench-shaped excavation groove.
[0017]
Next, a pair of electrodes is installed in the trench-shaped excavation groove.
[0018]
Next, a power source is electrically connected to the pair of electrodes, and electricity is passed between the electrodes.
[0019]
In this way, harmful organochlorine compounds such as trichlorethylene and tetrachloroethylene contained in the groundwater stored in the trench-shaped excavation groove are mainly composed of chlorides such as chloride ions and carbonization such as ethylene and ethane by the reduction reaction on the cathode surface. Electrolyzed to hydrogen. And since all of these chlorides and hydrocarbons are harmless substances, harmful organochlorine compounds are eventually rendered harmless.
[0020]
On the other hand, groundwater is allowed to flow naturally through the permeable sheet pile, and the groundwater in the trench-shaped excavation groove is stirred by the groundwater.
[0021]
In this way, the organochlorine compound contained in the groundwater stored in the trench-shaped excavation groove is easily brought into contact with the electrode, and the electrolysis reaction is promoted without increasing the electrode area and voltage. Since the reaction product produced in step 1 is always or immediately separated from the electrode by stirring, there is no concern that the reaction product inhibits the electrolysis reaction in the vicinity of the electrode.
[0022]
The water-permeable sheet pile may have any structure as long as it has water permeability. For example, it is conceivable to configure the water-permeable sheet pile with a steel sheet pile in which water-permeable holes are formed.
[0023]
According to such a configuration, the organic chlorine compound can be processed more efficiently by adjusting the drilling position of the water permeable hole in accordance with the depth of the contaminated area contaminated with the organic chlorine compound.
[0024]
In the processing method and the processing structure of the organochlorine compound according to claim 4 and claim 5, first, the contaminated soil containing the organochlorine compound is excavated to form a trench excavation groove, and the trench excavation groove is opposed to the trench. A sheet pile is installed so as to cover the pair of hole walls. Here, when installing the sheet pile, at least one of the sheet piles on the side of the hole wall is set in a predetermined manner so that the groundwater naturally flows in and the groundwater stored in the trench-shaped excavation groove is stirred by the groundwater. Install with a gap.
[0025]
In forming the trench-shaped excavation groove, the sheet piles may be installed first, and then the sheet piles may be excavated with a backhoe while using the sheet piles as retaining walls, or when constructing a continuous underground wall A well-known method is adopted, that is, a trench is drilled by using a horizontal multi-axis excavator while protecting the hole wall by mud, and then a sheet pile is installed on the opposite hole wall of the trench, and the muddy water in the trench The mud may be replaced with fresh water by inflow of groundwater or water supply.
[0026]
Next, a pair of electrodes is installed in the trench-shaped excavation groove.
[0027]
Next, a power source is electrically connected to the pair of electrodes, and electricity is passed between the electrodes.
[0028]
In this way, harmful organochlorine compounds such as trichlorethylene and tetrachloroethylene contained in the groundwater stored in the trench-shaped excavation groove are mainly composed of chlorides such as chloride ions and carbonization such as ethylene and ethane by the reduction reaction on the cathode surface. Electrolyzed to hydrogen. And since all of these chlorides and hydrocarbons are harmless substances, harmful organochlorine compounds are eventually rendered harmless.
[0029]
On the other hand, groundwater is naturally introduced from the gap between the sheet piles, and the groundwater in the trench-shaped excavation groove is stirred by the groundwater.
[0030]
In this way, the organochlorine compound contained in the groundwater stored in the trench-shaped excavation groove is easily brought into contact with the electrode, and the electrolysis reaction is promoted without increasing the electrode area and voltage. Since the reaction product produced in step 1 is always or immediately separated from the electrode by stirring, there is no concern that the reaction product inhibits the electrolysis reaction in the vicinity of the electrode.
[0031]
In each of the above-described inventions, the groundwater that naturally flows into the trench-shaped excavation groove through the permeable sheet pile or through the gap between the sheet piles may be configured to naturally flow out to the other hole wall facing the ground. Although it is conceivable, it is not always necessary to naturally flow out to the other hole wall. For example, by flowing out at the end of the trench-shaped excavation groove, it is possible to prevent an increase in the water level in the trench-shaped excavation groove.
[0032]
In each of the above-described inventions, when forming the trench-shaped excavation groove, the shape such as whether the planar shape is straightened or curved, including the planar length and width, is arbitrary. For example, it may be formed so as to be orthogonal to the flow of groundwater.
[0033]
Here, if the trench-shaped excavation groove is formed in a closed shape so as to surround a contaminated area in the contaminated soil, the inside of the formed trench-shaped excavation groove becomes a closed space, and the level of groundwater is increased by rainwater or water supply. It is possible to artificially create a groundwater flow in the radial direction, that is, a flow of groundwater flowing into the hole wall of the trench-shaped excavation groove.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a method for treating an organic chlorine compound and a treatment structure according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that components that are substantially the same as those of the prior art are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0035]
(First embodiment)
[0036]
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a structure for treating an organochlorine compound according to this embodiment. As can be seen in the figure, the organochlorine compound treatment structure according to the present embodiment includes a trench-shaped excavation groove 2 excavated in a contaminated soil 1 containing an organic chlorine compound, and a pair of opposing trench-excavated grooves. The sheet piles 7a and 7b respectively installed so as to cover the hole walls 6a and 6b, the anode 3a and the cathode 3b as a pair of electrodes installed in the trench-shaped excavation groove, and the anode and the cathode were electrically connected It consists of a power supply 4.
[0037]
Here, the sheet pile 7a is constructed as a water permeable sheet pile in which the water permeable holes 9 are formed in the steel sheet pile 8 while being continuously built without gaps along the trench-shaped excavation groove 2 as can be seen in FIG. The groundwater stored in the trench-shaped excavation groove 2 is stirred by the groundwater so that the groundwater naturally flows in through the water-permeable holes.
[0038]
On the other hand, as well as the sheet pile 7a, the sheet pile 7b is constructed continuously as a permeable sheet pile in which the water permeable holes 9 are formed in the steel sheet pile 8 along the trench-shaped excavation groove 2 without gaps. The groundwater 5 in the trench-shaped excavation groove 2 naturally flows out through the water-permeable hole.
[0039]
In order to construct the trench-shaped excavation groove 2 in this way, the ground properties to be constructed and the flow of groundwater are investigated in advance, and the construction position, construction direction, and the like may be appropriately set based on the investigation.
[0040]
FIG. 3 shows the procedure of the method for treating an organochlorine compound according to this embodiment. As shown in the figure, in the organochlorine compound processing method according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 1, the contaminated soil 1 containing the organochlorine compound is excavated to form trench-shaped excavation grooves 2. The sheet piles 7a and 7b are respectively installed so as to cover the pair of opposed hole walls 6a and 6b of the trench-shaped excavation groove (step 101).
[0041]
In the formation of the trench-shaped excavation groove 2 and the installation of the sheet piles 7a and 7b, if the contamination range by the organochlorine compound is distributed in a region that is not so deep, the installation of the sheet piles 7a and 7b is preceded. It is better to excavate with a backhoe while using a sheet pile as a retaining wall to form the trench-shaped excavation groove 2, and if the contamination range is distributed in a relatively deep area, a continuous underground wall is constructed. A well-known method is adopted, that is, the trench walls 6a and 6b are protected by muddy water while excavating using a horizontal multi-axis excavator or the like to form the trench-shaped excavation groove 2 in advance, and then the holes are drilled. The sheet piles 7a and 7b are installed on the walls 6a and 6b, and the muddy water is preferably replaced with fresh water by inflow of groundwater or water supply while drawing the muddy water in the trench-shaped excavation groove 2.
[0042]
In addition, during installation of the sheet piles 7a and 7b or after that, if necessary, a support work can be provided at an appropriate height position so that the bending moment of the sheet piles 7a and 7b due to the earth pressure on the back surface can be reduced.
[0043]
Next, the anode 3a and the cathode 3b are installed in the trench-shaped excavation groove 2 (step 102). The anode 3a and the cathode 3b are preferably arranged, for example, spaced apart from several centimeters to several tens of centimeters, and the power source 4 is preferably configured to be able to apply a DC voltage of, for example, about 10 to 30 volts.
[0044]
Next, the power source 4 is electrically connected to the anode 3a and the cathode 3b, and electricity is passed between the electrodes (step 103).
[0045]
In this way, harmful organic chlorine compounds such as trichlorethylene and tetrachloroethylene contained in the groundwater 5 stored in the trench-shaped excavation groove 2 are mainly chlorides such as chloride ions, ethylene, ethane, etc. due to the reduction reaction on the cathode surface. Is electrolyzed to hydrocarbons. And since all of these chlorides and hydrocarbons are harmless substances, harmful organochlorine compounds are eventually rendered harmless.
[0046]
Here, when the energization amount is increased, the treatment rate of the organic chlorine compound by electrolysis is increased, but on the other hand, Joule heat is generated and energy efficiency is lowered, and the organic chlorine compound is not electrolyzed by the rise in water temperature due to the generated heat. Therefore, a separate facility for treating the vaporized gas is required.
[0047]
Therefore, when performing the above-described energization operation, it is desirable to appropriately adjust the magnitude of voltage and current and the energization time so that the treatment speed by electrolysis is improved as much as possible within a range where vaporization of the organic chlorine compound is suppressed.
[0048]
Incidentally, since the groundwater 5 generally has an electric conductivity of about 0.1 to 0.3 mS / cm, the current value is small and the power consumption is also small.
[0049]
On the other hand, the groundwater is naturally introduced through the sheet pile 7a which is a water permeable sheet pile, and the groundwater 5 in the trench-shaped excavation groove 2 is stirred by the groundwater (step 104). At this time, it is arbitrary whether the energization process is continued or once interrupted.
[0050]
In this way, the organic chlorine compound contained in the groundwater 5 stored in the trench-shaped excavation groove 2 is likely to come into contact with the electrode, and the electrolysis reaction is promoted without increasing the electrode area or voltage. Since the reaction product generated in the decomposition reaction is constantly or immediately separated from the electrode by stirring, there is no concern that the reaction product inhibits the electrolysis reaction in the vicinity of the electrode.
[0051]
Next, since the effect regarding the electricity supply in the treatment method and treatment structure of the organochlorine compound according to the present embodiment has been confirmed by experiments, the outline thereof will be described below.
[0052]
First, contaminated water containing 100 mg / L of an organic chlorine compound, trichlorethylene (hereinafter referred to as TCE), is put in a container, an electrode is installed in the container and a direct current is passed (current value 0.05 A, voltage value 30 V). ), The amount of chlorine gas generated at that time and the remaining amount of TCE were measured. In addition, in order to reduce the loss due to volatilization of TCE as much as possible, the container was cooled in cooling water as described above.
[0053]
In the measurement, the case where the energization time is different is performed four times, and after each energization, the sample solution is collected, and the TCE concentration, chloride ion (Cl ⁻ ) Concentration and chlorine (Cl ₂ ) The concentration was measured.
[0054]
The result of the experiment is shown as a graph in FIG. As can be seen from the figure, when energization is performed, the TCE concentration (displayed as the TCE residual rate) decreases with the energization time, and the chloride ion concentration (displayed as the TCE chlorination rate) increases. . This is presumably because chlorine, which is one of the constituent components of TCE, is desorbed from TCE mainly due to the reduction reaction on the cathode surface, that is, dechlorination occurs and TCE decreases. The chlorine concentration was almost zero in all cases.
[0055]
From the above experimental results, it was found that the TCE in the contaminated water can be reliably decomposed and made harmless in proportion to the energization time, and the power required for the TCE is small. In addition, when left without being energized, the TCE concentration was almost unchanged and no chloride ion was detected. In addition, it has been confirmed that other organic chlorine compounds such as trichlorethylene, dichloroethylene, and tetrachloroethylene exhibit similar treatment effects.
[0056]
Next, since the effect by stirring was confirmed by experiment, the outline is demonstrated below.
[0057]
First, contaminated water containing 100 mg / L of TCE was put in a container, an electrode was placed in the container, a direct current was passed (current value 0.1 A), and the remaining amount of TCE at that time was measured.
[0058]
The result of the experiment is shown as a graph in FIG. As can be seen from the figure, the amount of decrease in the TCE concentration (shown as the TCE remaining rate) is greater when stirring is performed while energization is performed than when stirring is not performed.
[0059]
As described above, according to the organochlorine compound treatment method and treatment structure according to this embodiment, the anode 3 a and the cathode 3 b are provided in the groundwater 5 containing the organochlorine compound stored in the trench-shaped excavation groove 2. Since energized, the organochlorine compound is electrolyzed into chloride and hydrocarbons, thus, if the organochlorine compound is relatively distributed near the surface near the ground surface, a small amount of power is required. In addition, it is possible to perform the detoxification process in a form proportional to the energization time.
[0060]
Moreover, according to the treatment method and treatment structure of the organochlorine compound according to the present embodiment, the groundwater is allowed to flow naturally from the water-permeable holes 9 of the sheet pile 7a while energizing the groundwater 5 in the trench-shaped excavation groove 2. Since the groundwater 5 in the trench-shaped excavation groove 2 is agitated, the organic chlorine compound in the groundwater 5 is likely to come into contact with the anode 3a and the cathode 3b, and the electrolysis reaction is performed without increasing the electrode area and voltage. And the reaction product generated in the electrolysis reaction is always or immediately separated from the anode 3a and the cathode 3b by stirring, so that the reaction product inhibits the electrolysis reaction in the vicinity of the electrode. It is also possible to prevent this, and it is suitable for high-concentration contamination and short-time treatment.
[0061]
Moreover, according to the processing method and processing structure of the organic chlorine compound according to the present embodiment, the sheet piles 7a and 7b as the water permeable sheet piles are constituted by the steel sheet piles 8 in which the water permeable holes 9 are formed. By adjusting the drilling position of the water permeable holes 9 in accordance with the depth of the contaminated area, a more efficient treatment of the organic chlorine compound can be performed.
[0062]
In addition, according to the organochlorine compound treatment method and treatment structure according to the present embodiment, the sheet pile 7a and the sheet pile 7b also perform the original function as a retaining wall, so that the contaminated area contaminated with the organochlorine compound is underground. It is an extremely effective means for deeply distributed and collapsible ground.
[0063]
In the present embodiment, the trench-shaped excavation groove 2 is configured such that groundwater naturally flows in from the water-permeable hole 9 formed in one sheet pile 7a and naturally flows out from the water-permeable hole 9 formed in the other sheet pile 7b facing each other. However, it may replace with this and you may comprise so that a normal sheet pile may be installed in the other hole wall 6b. In such a case, in order to prevent the groundwater level in the trench-shaped excavation groove 2 from rising and overflowing to the ground, as shown in the plan view of FIG. It should be made to flow out.
[0064]
In the present embodiment, the trench-shaped excavation groove 2 has a rectangular shape (slit shape) when viewed in plan, but as shown in FIG. 7, the trench is formed so as to surround the contaminated region 31 in the contaminated soil. And the sheet piles 7a and 7b are installed in the same manner as described above, and the anode 3a and the cathode 3b are installed in the trench-shaped excavation groove 2 so as to energize between the electrodes. Also good.
[0065]
Even in such a configuration, the same effects as described above can be obtained with respect to energization, and the inside of the formed trench-shaped excavation groove 2 becomes a closed space, so that the groundwater level rises due to rainwater or water supply, and in the radial direction. It is possible to artificially create a flow of underground water, that is, a flow of groundwater flowing from the permeation holes 9 formed in the sheet pile 7a of the trench-shaped excavation groove 2, and even if there is no natural flow of groundwater, It is possible to perform stirring using the flow of the water. In addition, in the case of water supply, the water outside the trench-shaped excavation groove 2 (treated water) formed in a closed shape is pumped and returned to the closed space surrounded by the trench-shaped excavation groove. You may make it circulate.
[0066]
In this embodiment, the groundwater 5 in the trench-shaped excavation groove 2 is stirred only by the natural stirring action by the groundwater flow. However, when the stirring action is insufficient only by the natural stirring by the groundwater flow, To create a stirring water flow in the trench-shaped excavation groove 2 by, for example, installing a submersible pump for agitation in the excavation groove 2 or sending air into the trench-shaped excavation groove 2 so as to supplement natural agitation by the groundwater flow It may be.
[0067]
Moreover, in this embodiment, although the sheet pile 7a and the sheet pile 7b were comprised as a water-permeable sheet pile by which the water-permeable hole 9 was formed in the steel sheet pile 8, the water-permeable sheet pile of this invention is not limited to this structure. For example, it can be configured by a plate material made of a porous material and having a high water permeability coefficient, for example, it can be configured by providing a rectangular water-permeable opening at a predetermined position of the steel sheet pile within a range in which the hole wall protection can be secured. is there.
[0068]
Although not particularly mentioned in the present embodiment, by adjusting the position of the water-permeable holes 9 formed in the sheet pile 7a and the sheet pile 7b according to the depth in which the region contaminated with the organic chlorine compound is distributed, It becomes possible to perform natural stirring with high efficiency.
[0069]
FIG. 8 shows an example of this. For the sheet pile 7a, the water-permeable holes 9 are concentrated and arranged downward according to the depth at which the contaminated area is distributed, and for the sheet pile 7b, the water-permeable holes 9 are concentrated and arranged upward. is there.
[0070]
In such a configuration, groundwater passing through the contaminated area can be efficiently collected in the trench-shaped excavation groove 2, and a stirring flow from the lower side to the upper side is generated in the groove. To be done.
[0071]
(Second Embodiment)
[0072]
Next, a second embodiment will be described. Note that components that are substantially the same as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0073]
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view showing the processing structure of the organochlorine compound according to the present embodiment. As can be seen in the figure, the organochlorine compound treatment structure according to the present embodiment includes a trench-shaped excavation groove 2 excavated in a contaminated soil 1 containing an organic chlorine compound, and a pair of opposing trench-excavated grooves. The sheet piles 41 and 41 respectively installed so as to cover the hole walls 6a and 6b, the anode 3a and the cathode 3b as a pair of electrodes installed in the trench-shaped excavation groove, and electrically connected to the anode and the cathode It consists of a power supply 4.
[0074]
Here, the sheet pile 41 on the hole wall 6a side is installed with a gap d as can be seen in FIG. 10 (a) so that the groundwater naturally flows into the trench-shaped excavation groove 2 through the gap. In addition, the groundwater 5 stored in the trench-shaped excavation groove 2 is stirred by the groundwater.
[0075]
On the other hand, the sheet pile 41 on the hole wall 6b side is also provided with a gap d as can be seen in FIG. 10 (b) so that the groundwater 5 naturally flows out of the trench-shaped excavation groove 2 through the gap. It has become.
[0076]
In order to construct the trench-shaped excavation groove 2 in this way, the ground properties to be constructed and the flow of groundwater are investigated in advance, and the construction position, construction direction, and the like may be appropriately set based on the investigation.
[0077]
FIG. 11 shows the procedure of the organic chlorine compound processing method according to this embodiment. As can be seen from the figure, in the method for treating an organic chlorine compound according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 9, the contaminated soil 1 containing the organic chlorine compound is excavated to form a trench-shaped excavation groove 2. The sheet piles 41 and 41 are respectively installed so as to cover the pair of opposed hole walls 6a and 6b of the trench-shaped excavation groove and to form a gap d between adjacent ones (step 111).
[0078]
In the formation of the trench-shaped excavation groove 2 and the installation of the sheet piles 41 and 41, as in the first embodiment, the installation of the sheet piles 41 and 41 is performed when the contamination range by the organochlorine compound is distributed in a region that is not so deep. , And then excavating with a backhoe or the like while using the sheet pile as a retaining wall to form the trench-shaped excavation groove 2, and when the contamination range is distributed in a relatively deep region The well-known method employed when constructing the continuous underground wall, that is, the trench-shaped excavation groove 2 is formed by excavating using a horizontal multi-axis excavator or the like while protecting the hole walls 6a and 6b with mud water. It is preferable that the sheet piles 41 and 41 are installed in the hole walls 6a and 6b, and the muddy water in the trench-shaped excavation groove 2 is pulled out and replaced with fresh water by inflow or supply of groundwater.
[0079]
In addition, during installation of the sheet piles 41 and 41, or after that, if necessary, a support work can be provided at an appropriate height position so as to relieve the bending moment of the sheet piles 41 and 41 due to the back earth pressure.
[0080]
Next, the anode 3a and the cathode 3b are installed in the trench-shaped excavation groove 2 (step 112). The anode 3a and the cathode 3b are preferably arranged, for example, spaced apart from several centimeters to several tens of centimeters, and the power source 4 is preferably configured to be able to apply a DC voltage of, for example, about 10 to 30 volts.
[0081]
Next, the power source 4 is electrically connected to the anode 3a and the cathode 3b, and electricity is passed between the electrodes (step 113).
[0082]
In this way, harmful organic chlorine compounds such as trichlorethylene and tetrachloroethylene contained in the groundwater 5 stored in the trench-shaped excavation groove 2 are mainly chlorides such as chloride ions, ethylene, ethane, etc. due to the reduction reaction on the cathode surface. Is electrolyzed to hydrocarbons. And since all of these chlorides and hydrocarbons are harmless substances, harmful organochlorine compounds are eventually rendered harmless.
[0083]
Here, when the energization amount is increased, the treatment rate of the organic chlorine compound by electrolysis is increased, but on the other hand, Joule heat is generated and energy efficiency is lowered, and the organic chlorine compound is not electrolyzed by the rise in water temperature due to the generated heat. Therefore, a separate facility for treating the vaporized gas is required.
[0084]
Therefore, when performing the above-described energization operation, it is desirable to appropriately adjust the magnitude of voltage and current and the energization time so that the treatment speed by electrolysis is improved as much as possible within a range where vaporization of the organic chlorine compound is suppressed.
[0085]
Incidentally, since the groundwater 5 generally has an electric conductivity of about 0.1 to 0.3 mS / cm, the current value is small and the power consumption is also small.
[0086]
On the other hand, the groundwater naturally flows through the gap d between the sheet piles 41 installed on the hole wall 6a side, and the groundwater 5 in the trench-shaped excavation groove 2 is stirred by the groundwater (step 114). At this time, it is arbitrary whether the energization process is continued or once interrupted.
[0087]
In this way, the organic chlorine compound contained in the groundwater 5 stored in the trench-shaped excavation groove 2 is likely to come into contact with the electrode, and the electrolysis reaction is promoted without increasing the electrode area or voltage. Since the reaction product generated in the decomposition reaction is constantly or immediately separated from the electrode by stirring, there is no concern that the reaction product inhibits the electrolysis reaction in the vicinity of the electrode.
[0088]
As described above, according to the organochlorine compound treatment method and treatment structure according to this embodiment, the anode 3 a and the cathode 3 b are provided in the groundwater 5 containing the organochlorine compound stored in the trench-shaped excavation groove 2. Since energized, the organochlorine compound is electrolyzed into chloride and hydrocarbons, thus, if the organochlorine compound is relatively distributed near the surface near the ground surface, a small amount of power is required. In addition, it is possible to perform the detoxification process in a form proportional to the energization time.
[0089]
Moreover, according to the processing method and processing structure of the organochlorine compound according to the present embodiment, the groundwater is naturally introduced from the gap d between the adjacent sheet piles 41 while energizing the groundwater 5 in the trench-shaped excavation groove 2. Since the groundwater 5 in the trench-shaped excavation groove 2 is agitated by the groundwater, the organic chlorine compound in the groundwater 5 is likely to come into contact with the anode 3a and the cathode 3b, and can be electrically connected without increasing the electrode area and voltage. The decomposition reaction can be promoted, and the reaction product generated by the electrolysis reaction is always or immediately separated from the anode 3a and the cathode 3b by stirring, so that the reaction product performs an electrolysis reaction in the vicinity of the electrode. It is also possible to prevent obstruction, and it is suitable for high-concentration contamination and short-time treatment.
[0090]
Further, according to the organochlorine compound treatment method and treatment structure according to the present embodiment, the sheet piles 41 and 41 also perform the original function as a retaining wall, so that the contaminated area contaminated with the organochlorine compound is deep in the ground. It is a very effective means for the case where it is distributed on the ground or for collapsible ground.
[0091]
In the present embodiment, the trench-shaped excavation groove 2 is introduced from the gap d between the sheet piles 41 on the other hole wall 6b side while groundwater naturally flows in from the gap d between the sheet piles installed on the one hole wall 6a side. Although it comprised so that it might flow out naturally, it may replace with this and you may comprise so that a normal sheet pile may be continuously installed in the other hole wall 6b without a gap. In such a case, in order to prevent the groundwater level in the trench-shaped excavation groove 2 from rising and overflowing to the ground, it is allowed to flow out at the end of the trench-shaped excavation groove 2 as in the first embodiment. (See the plan view of FIG. 6).
[0092]
In the present embodiment, the trench-shaped excavation groove 2 has a rectangular shape (slit shape) when seen in a plan view. However, as in the first embodiment, the trench shape so as to surround the contaminated area in the contaminated soil. The excavation groove 2 is formed in a closed shape, and the sheet piles 41 and 41 are installed in the same manner as described above, and the anode 3a and the cathode 3b are installed in the trench-like excavation groove 2 and electricity is passed between the electrodes. Good (see FIG. 7).
[0093]
Even in such a configuration, the same effects as described above can be obtained with respect to energization, and the inside of the formed trench-shaped excavation groove 2 becomes a closed space, so that the groundwater level rises due to rainwater or water supply, and in the radial direction. It is possible to artificially create a flow of underground water, that is, a flow of groundwater flowing from a gap d between adjacent sheet piles 41 installed in the trench-shaped excavation groove 2, even in a place where there is no natural flow of groundwater It becomes possible to perform stirring using the flow of groundwater. In addition, in the case of water supply, the water outside the trench-shaped excavation groove 2 (treated water) formed in a closed shape is pumped and returned to the closed space surrounded by the trench-shaped excavation groove. You may make it circulate.
[0094]
In this embodiment, the groundwater 5 in the trench-shaped excavation groove 2 is stirred only by the natural stirring action by the groundwater flow. However, when the stirring action is insufficient only by the natural stirring by the groundwater flow, To create a stirring water flow in the trench-shaped excavation groove 2 by, for example, installing a submersible pump for agitation in the excavation groove 2 or sending air into the trench-shaped excavation groove 2 so as to supplement natural agitation by the groundwater flow It may be.
[0095]
【The invention's effect】
As described above, according to the method and structure for treating an organochlorine compound according to the present invention, it is possible to reliably and in a short period of time without any adverse effects on the treated soil while preventing the spread of pollution to the surroundings. It becomes possible to remove organochlorine compounds from soil.
[0096]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a treatment structure of an organic chlorine compound according to a first embodiment.
2 is a view as seen from the direction of the line AA in FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the organic chlorine compound processing method according to the first embodiment.
FIG. 4 is a graph showing an energization effect in the method and structure for treating an organochlorine compound according to the present embodiment.
FIG. 5 is a graph showing the stirring action in the processing method and processing structure of the organic chlorine compound according to the present embodiment.
FIG. 6 is a plan view showing a treatment structure of an organic chlorine compound according to a modification.
FIG. 7 is a plan view showing a treatment structure of an organic chlorine compound according to another modification.
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing a treatment structure of an organic chlorine compound according to still another modification.
FIG. 9 is a vertical sectional view showing a treatment structure of an organic chlorine compound according to a second embodiment.
FIG. 10 is a view showing a treatment structure of an organochlorine compound according to the second embodiment, where (a) is an arrow view seen from the direction of line BB in FIG. 9, and (b) is CC The horizontal detailed sectional view along a line direction.
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of a method for treating an organic chlorine compound according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Contaminated soil
2 Trench-shaped excavation grooves
3a, 3b electrode
4 Power supply
5 Groundwater
6a, 6b hole wall
7a, 7b Sheet pile (permeable sheet pile)
8 Steel sheet pile
9 Water permeability hole
41 sheet pile

Claims

Excavating the contaminated soil containing an organic chlorine compound to form a trench-shaped excavation groove and to install a pair of sheet piles so as to cover a pair of opposed hole walls of the trench-shaped excavation groove, and at least one of the sheet piles The wall-side sheet pile is a water-permeable sheet pile, then a pair of electrodes are installed in the trench-shaped excavation groove, and a power source is electrically connected to the pair of electrodes to energize between the electrodes. An organic chlorine compound treatment method, wherein groundwater is allowed to flow naturally through the groundwater, and the groundwater in the trench-shaped trench is stirred by the groundwater.

A trench-shaped excavation groove formed in the contaminated soil containing an organic chlorine compound, a sheet pile installed so as to cover a pair of opposing hole walls of the trench-shaped excavation groove, and installed in the trench-shaped excavation groove A pair of electrodes and a power source electrically connected to the pair of electrodes, and at least one of the sheet piles, the sheet pile on the side of the hole wall is arranged so that the groundwater naturally flows in and the trenches by the groundwater. An organic chlorine compound treatment structure characterized in that a water-permeable sheet pile is used so that groundwater stored in a digging groove is agitated.

The processing structure of the organochlorine compound according to claim 2, wherein the water permeable sheet pile is formed by forming water permeable holes in a steel sheet pile.

A trench is formed by excavating contaminated soil containing an organic chlorine compound, and a predetermined gap is formed on at least one of the hole wall sides so as to cover a pair of opposed hole walls of the trench-shaped excavation groove. A sheet pile is installed, a pair of electrodes is installed in the trench-shaped excavation groove, a power source is electrically connected to the pair of electrodes and electricity is passed between the electrodes, and groundwater is allowed to flow naturally through the gap. And treating the groundwater in the trench-shaped excavation groove with the groundwater.

A trench-shaped excavation groove formed in the contaminated soil containing an organic chlorine compound, a sheet pile installed so as to cover a pair of opposing hole walls of the trench-shaped excavation groove, and installed in the trench-shaped excavation groove A pair of electrodes and a power source electrically connected to the pair of electrodes, and at least one of the sheet piles, the sheet pile on the side of the hole wall is arranged so that the groundwater naturally flows in and the trenches by the groundwater. An organic chlorine compound treatment structure, wherein a predetermined gap is provided so that the groundwater stored in the digging groove is agitated.

The organochlorine compound treatment structure according to claim 2 or 5, wherein the trench-shaped excavation groove is formed in a closed shape so as to surround a contaminated region in the contaminated soil.