JP3646589B2 - 汚染地盤の浄化方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染地盤の浄化方法に関し、特に、汚染地盤に挿入した注入井から超高圧の空気を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に汚染地盤中に吹き込むだけでなく、汚染地盤中からガス状物質を吸引回収するようにした汚染地盤の浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚染物質として有機塩素系化合物および油分、その他重金属類等様々の物質が挙げられ、更に、これら汚染物質以外に有機性の分解成分を含めた汚染物質等で汚染された地盤や廃棄物埋立地盤が大きな問題となっている。
【０００３】
このため、近年では上記汚染物質等の浄化方法および浄化装置が各種提案されており、特に設備やスペース上有利になる原位置浄化が多く見受けられる。この原位置浄化では土着の分解微生物を利用する方法（バイオレメディエーション）があり、この分解微生物の活性化を図るために空気（酸素）や栄養塩類などの栄養源を地盤中に注入したり、場合によっては新たに分解微生物を補充したりすることが提案されている。例えば、特開平１０−２１６６９６号公報には汚染土壌に酸素を供給する装置が開示される。これは汚染土壌下の地下水まで達する注入井を設け、この注入井から酸素を過分に含む過飽和水を地下水中に供給して地下水を酸素過飽和状態とし、この酸素過飽和の地下水から微細気泡を発生させて表層の汚染土壌に酸素を供給しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の地下水から汚染土壌に酸素を供給する場合は、土壌に酸素が自然に浸透することにより土着の分解微生物が活性化されていくものであるから、著しく長い浄化期間が必要になり、しかも土壌には割れ目や柔らかい箇所があって全体に均一ではないので、このような箇所に酸素が集中して浸透していってしまう結果、土壌全体を均一に浄化することはできない。
【０００５】
また、注入井を汚染土壌中に挿入して、酸素（空気）あるいはその他の分解促進性物質および分解微生物自体等の浄化促進成分を土壌中に直接注入することが考えられている。この場合、該浄化促進成分は水溶液やガス状にして土壌中に注入することになるが、この場合にあってもやはり土壌の不均一性により浄化ムラを生ずる。また、注入に際しては、その注入圧を一定に保って注入するが、連続的に注入するためにその注入圧も高圧に設定することが困難であり、よって浄化促進成分の到達距離は短く、これ故、注入井１基当たりの浄化可能領域を広く確保することができない。従って、広範な所望領域の汚染地盤を浄化するためには、注入井の本数を多くしなければならず、地盤浄化のコストが高くなってしまう。
【０００６】
特に、汚染地盤の土壌が不飽和帯であって、分解微生物その他の浄化促進成分を地盤中に拡散させて運ぶ地下水がない場合には、分解微生物等の浄化促進成分の移動は殆ど生じないので、上記浄化可能領域はより一層狭まってしまう。また、このような不飽和帯に分解微生物を注入井から注入するようにした場合には、その分解微生物の移動は期待できないので、地下水とともに回収することもできず、これ故、分解微生物の再利用が図れず、新たな分解微生物を注入し続けることが必要になってしまい、かつ当該分解微生物は高価であることから、地盤浄化コストは大幅に高騰してしまうという課題があった。
【０００７】
本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、浄化促進成分をより遠くかつより広範囲に到達させて汚染地盤の浄化能力を大幅に向上させることが可能であり、しかも不飽和帯であっても浄化促進成分、特に高価な分解微生物を可及的に回収して再利用を可能とする汚染地盤の浄化方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために本発明の汚染地盤の浄化方法は、汚染地盤に掘孔されて内周部に多孔質管が嵌入配置された複数の掘削井と、該掘削井の内部に挿入される注入井と、該注入井の上端部にカップリングを介して接続され、エアコンプレッサで発生される超高圧の圧搾空気を供給管を介して導入して貯留するタンクと、該タンク内の圧力が所定圧以上になると瞬時に開弁して圧搾空気を排出するとともに、この排出によってタンク内圧力が低下されると瞬時に閉弁してタンク内の圧搾空気を間欠的に排出する間欠バルブとを備え、浄化促進成分の１つである超高圧の圧搾空気を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に該注入井に供給する高圧間欠注入装置と、該圧搾空気の供給経路に接続され貯蔵タンク内の浄化促進成分を圧搾空気に添加する浄化促進成分供給設備と、上記掘削井の多孔質管の上端部にカップリングを介して回収浄化処理設備の吸引ポンプが接続されて形成される吸引井と、を用いて、汚染地盤に削孔した掘削井に超高圧をもって浄化促進成分を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に供給し、この掘削井からその周囲の汚染地盤中に浄化促進成分を吹き込む浄化促進成分注入工程と、該掘削井から地盤中のガス状物質を浄化処理により無害化して排出する回収浄化処理工程とを、交互に繰り返して行う汚染地盤の浄化方法であって、上記回収浄化設備は、土壌中の水分混じりのガス状物質を吸引する上記吸引ポンプと、該吸引ポンプで吸引される水分混じりのガス状物質を気液分離する気液分離装置と、分離されたガス状物質を浄化して無害化する排出ガス浄化装置と、無害化されたガスを放出する浄化ガス排気設備と、気液分離された水分を貯蔵タンクに戻す戻し配管とからなり、上記掘削井は、隣接するもの同士の上記工程が互いに異なった注入井および吸引井となして、平面視で相互に取り囲むようにして複数配置する、ことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
この浄化方法では、浄化促進成分注入工程にある掘削井には、浄化促進成分が高圧間欠注入装置によって超高圧（例えば２〜１０気圧）をもって短時間の間隔でパルス状にされて間欠的（例えば、1/30〜1/5HZの周期）に供給されるため、この注入の際、キャビテーション効果が発揮されて圧搾空気は爆発的に吹き出されて、このときの吹き出しエネルギーは著しく大きなものとなり、該浄化促進成分は該掘削井から汚染地盤中に所定の間欠タイミングをもって超高圧で爆発的に吹き込まれることになる。このため、掘削井から汚染地盤中に注入される浄化促進成分はより遠くかつより広い範囲に拡散して到達されることになり、汚染地盤中の汚染物質を広範囲に亘って浄化して、１基当たりの注入井での浄化領域を大幅に拡大することが可能になる。また、浄化促進成分の爆発的注入はパルス状にされて間欠的に継続して繰り返されるため、注入の度に地盤の堆積状況に変化を及ぼして浄化促進成分の通り道がランダムになり易く、地盤全体を可及的にほぼ均一に浄化可能となる。更に、混在する汚染物質等に適した浄化促進成分の注入を間欠注入で実施することにより、注入成分の濃度の管理を容易にして無駄が無くなる。
【００１０】
また、回収浄化処理工程にある掘削井からは、土壌の浄化時に発生する分解ガスや、上記注入井から浄化促進成分をガス（霧）状にして注入した際の余剰ガス、および土壌中の水分等が吸引される。このため、不飽和帯の土壌であっても、その前工程の浄化促進成分注入工程で注入した浄化促進成分をガス状物質とともに可及的に回収できるようになる。特に、気液分離装置で分離された水分は戻し配管によって貯蔵タンクに戻されるようになっているので、この気液分離された水分とともに分解微生物を貯蔵タンクに戻して回収するすることができ、高価である分解微生物を回収再利用することで、地盤浄化コストの可及的な低減化が図れるようになる。
【００１１】
加えて、浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程とを切り替える場合に、隣接する工程の異なる掘削井相互間で、注入井と吸引手段とを付け替えるだけで済み、工程移行が容易に行え、施工性に優れる。
【００１３】
さらに、浄化促進成分注入工程の掘削井から浄化促進成分を汚染地盤中に注入する一方で、その周囲に隣接する回収浄化処理工程の掘削井からガス状物質を吸引するので、浄化促進成分がより拡散し易くなるとともに、分解ガスや余剰ガス等の有害なガス状物質が地盤から自然に大気中に放出される前に、これらを吸引井で捕集して浄化処理した後に放出できるため、大気汚染を可及的に防止することができる。
【００１５】
さらに、前記浄化促進成分注入工程では、該多孔質管内部に、先端に噴出口を有するとともに該噴出口の上側に該多孔質管に密接してシールするパッカーが取り付けられた注入井を挿入して、該噴出口から前記浄化促進成分を間欠供給する一方、前記回収浄化処理工程では、該多孔質管の上端部に吸引手段を備えた回収浄化処理設備を接続してガス状物質を吸引回収することが望ましい（請求項２）。
【００１６】
この浄化方法では、１つの掘削井での浄化促進成分の注入位置を上下に変化させて調整することができるため、汚染地盤の汚染領域の深度が大きい場合にも浄化促進成分を上下方向に均等に吹き込んで、地盤の浄化を上下方向に均等化することができる。また、浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程との工程移行を行う際に、注入井と吸引手段を備えた回収浄化処理設備との付け替え作業が簡易に行え、工程移行の作業性に優れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の汚染地盤の浄化方法の第１実施形態を示し、同図は浄化装置の要部を概略的に示す断面図である。
【００１８】
本発明の汚染地盤の浄化方法の基本とするところは、汚染地盤１２に掘削形成した掘削井１３に超高圧をもって浄化促進成分を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に供給し、この掘削井１３からその周囲の汚染地盤１２中に浄化促進成分を高圧で所定の間欠タイミングをもって爆発的に吹き込む浄化促進成分注入工程と、当該掘削井１３から地盤中１２のガス状物質を吸引回収し、この回収したガス状物質を浄化処理により無害化して排出する回収浄化処理工程とを有して、これら浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程とを交互に繰り返すことにある。
【００１９】
即ち、本発明の汚染地盤の浄化方法は図１に示す浄化装置１０をもって達成できる。この浄化装置１０は本発明の浄化方法を達成するための一実施形態を示し、汚染地盤１２に略鉛直に掘孔されて内周部に土留め用としての多孔質管３０が嵌入配置された掘削井１３と、この掘削井１３内部に挿入される注入井１４と、この注入井１４の上端部に取り付けられて超高圧の圧搾空気を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に該注入井１４に供給する高圧間欠注入装置１６と、該圧搾空気の供給経路１８に接続され浄化促進成分を圧搾空気に添加する浄化促進成分供給設備２０、並びに上記注入井１４に付け替えられて掘削井１３の多孔質管３０の上端部にカップリングなどを介して接続される吸引ポンプ３４などからなる回収浄化処理設備４０とを備えて構成される。
【００２０】
上記多孔質管３０は、その下端部から上方部分が所定の長さに亘って周面にスリットや孔等でなる無数の開口が形成されたパイプでなり、当該開口形成部位が汚染地盤１２中の汚染物質の拡散層Ｓに挿入されて、汚染地盤１２の所定深度まで達し、上端部は地表より突出している。
【００２１】
また、掘削井１３内に挿入される注入井１４は上記多孔質管３０より短めの所定長さのパイプで形成され、これの下端部に設けられる噴出口１４ａは汚染地盤１２の所定深度に位置するとともに、該注入井１４の上端部は多孔質管３０の上端部より更に上方に突出した状態にある。
【００２２】
上記高圧間欠注入装置１６は上記注入井１４の上端にカップリングを介して接続され、該高圧間欠注入装置１６にはエアコンプレッサ２２で発生される超高圧（例えば、２〜１０気圧）の圧搾空気が供給管１８ａを介して導入される。該高圧間欠注入装置１６は、図示省略したが圧搾空気を貯留するタンクと、このタンク内の圧搾空気を間欠的に排出する間欠バルブとを備え、タンク内の圧力が所定圧以上になると間欠バルブが瞬時に開弁して高圧空気を排出するとともに、この排出によってタンク内圧力が低下されると間欠バルブは瞬時に閉弁される構造となっている。
【００２３】
従って、エアコンプレッサ２２から圧搾空気が供給される間は、高圧間欠注入装置１６はタンク内の高圧空気を短時間の間隔でパルス状にして間欠的（例えば、1/30〜1/5HZの周期）に排出し続け、この圧搾空気は上記注入井１４に供給される。すると、この超高圧の圧搾空気は注入井１４の下端部の噴出口１４ａから所定の間欠タイミングをもって瞬間的に掘削井１３の多孔質管３０を通じて周囲の汚染地盤１２中に注入される。この注入の際、キャビテーション効果が発揮されて圧搾空気は爆発的に多孔質管３０の無数の孔から吹き出され、このときの吹き出しエネルギーは著しく大きなものとなる。
【００２４】
上記浄化促進成分供給設備２０としては、浄化促進成分を溜める貯蔵タンク２４が設けられ、この貯蔵タンク２４は流量調整バルブ２６を介して管路２４ａで高圧間欠注入装置１６の吐出側の供給経路１８に連通される。ここで供給経路１８とは、圧搾空気をエアコンプレッサ２２から汚染地盤１２中に供給する経路であり、該エアコンプレッサ２２と高圧間欠注入装置１６とを結ぶ上記供給管１８ａ、および該高圧間欠注入装置１６自体、更に、注入井１４を含むものとする。そして、該流量調整バルブ２６を開弁することにより、貯蔵タンク２４内の浄化促進成分は圧搾空気中に添加され、かつ、この添加量は該流量調整バルブ２６の開度調節により制御される。
【００２５】
上記貯蔵タンク２４に溜められる浄化促進成分は、空気や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）やオゾン（Ｏ3）等の酸素含有物質、分解微生物Ｍ、この分解微生物Ｍを活性化させる栄養源、などの汚染物質の浄化を促進する成分である。汚染物質は特に代表的なものとして有機塩素系化合物、油、溶剤、揮発性物質等がある。
【００２６】
空気はこれに含まれる酸素により好気性微生物Ｍの活性化を促進し、Ｈ2Ｏ2は酸素を発生するときの気泡により油汚染土の土粒子より油を剥離する効果があり、水と酸素に分解した後は余分な物質が残留せず、かつ、霧状として容易に注入できる。また、Ｏ3は酸化効率が更に良い。栄養源は、分解微生物Ｍを増殖するに適した栄養塩類やこの分解微生物Ｍを活性化するに適した成分が用いられ、例えば、栄養塩類としては、燐，窒素，カリ，珪素など生物の生命を維持するうえで必要な主要元素と、マンガンなどの微量元素で炭素、水素、酸素以外の主に塩類として摂られるものがある。
【００２７】
また、分解微生物ＭとしてはＴＣＥ（トリクロロエチレン）を好気分解（酸化）するメタン資化性菌が知られるが、このメタン資化性菌では栄養源としてメタンが用いられる。また、ＴＣＥ分解に用いられるその他の分解微生物Ｍとしては、トルエン資化性菌、フェノール資化性菌、硝化細菌、プロパン酸化細菌、イソプロピレン酸化細菌などが知られ、それぞれに適した栄養源が用いられる。勿論、ＴＣＥに限ることなく汚染地盤１２中のその他の汚染物質に対しては、その汚染物質を浄化する分解微生物Ｍに適した栄養源が用いられることはいうまでもない。
【００２８】
従って、上記浄化装置１０のエアコンプレッサ２２を駆動して圧搾空気を高圧間欠注入装置１６に供給して、この超高圧の圧搾空気を注入井１４の噴出口１４ａから掘削井１３の多孔質管３０を通じて周囲の汚染地盤１２中に注入するときに、浄化促進成分供給設備２０の流量調整バルブ２６を開弁しておくことによって、貯蔵タンク２６内の浄化促進成分を上記圧搾空気とともに汚染地盤１２中に注入し得る。ここで、酸素を含む圧搾空気は浄化促進成分の１つであり、以下、該圧搾空気を含めて浄化促進成分として表現する。
【００２９】
そして、汚染地盤１２中に注入される浄化促進成分は、上記高圧間欠注入装置１６によって超高圧をもって短時間の間隔でパルス状にされて所定の間欠タイミングで供給されるため、多孔質管３０の無数の開口より汚染地盤１２中に爆発的に吹き込まれ、より遠くかつより広範囲に到達されることになる。また、上記浄化促進成分の爆発的注入は間欠的に繰り返されるため、注入の度に汚染地盤１２の堆積状況に変化を及ぼして浄化促進成分の通り道がランダムになり易く、汚染地盤１２全体がほぼ均一に浄化される。更に、上記流量調整バルブ２６の開度調整により浄化促進成分の流量制御が可能となるが、混在する汚染物質等に適した浄化促進成分の注入を間欠注入で実施することにより、間欠注入成分の濃度の管理を容易にして無駄が無くなる。
【００３０】
このように汚染地盤１２に注入された浄化促進成分はより広範囲に拡散されるため、１基当たりの注入井１４での浄化領域を拡大することができ、一定の領域の汚染地盤の浄化を行うには浄化装置１０全体の注入井１４の本数を減らすことができる。つまり、浄化促進成分は、空気に含まれる酸素や栄養源により汚染地盤１２中に含まれる分解微生物Ｍを広範囲で活性化して、汚染物質の分解を促進する。また、分解微生物Ｍを用いるにあたり、汚染対象がその浄化期間が長期化される油や溶剤や揮発性物質である場合には、それぞれの浄化に適した浄化促進成分を選択しておくことにより、これら汚染物質を短期間のうちに適正に浄化できる。更に、土着の分解微生物Ｍが少ない場合は、浄化促進成分として補充用の分解微生物Ｍを含めることが望ましい。
【００３１】
また、この実施形態の浄化方法を達成するための浄化装置１０は、地盤１２中のガス状物質を吸引するための吸引井３１が併設されて構成される。この吸引井３１は上記掘削井１３にて形成され、掘削井１３の多孔質管３０の上端部にカップリングを介して吸引ポンプ３４を備えた回収浄化処理設備４０が繋がれることで構成される。この回収浄化処理設備４０は気液分離装置３２、吸引ポンプ３４、排出ガス浄化装置３６、浄化ガス排気設備３８とからなり、当該回収浄化処理設備４０と前記高圧間欠注入装置１６とは掘削井１３の多孔質管３０に対して適宜に付け替え及び接続替えされるようになっていて、各掘削井１３は注入井１４および吸引井３１の双方として機能し得るようになっており、図２の（ａ）と（ｂ）とに示すように、各掘削井１３は浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程とが交互に繰り返されて行われるようになっている。また、この回収浄化処理設備４０に繋がれて回収浄化処理工程を行う吸引井１４と、高圧間欠注入装置１６が接続されて浄化促進処理工程が行われる注入井１４とは、図示していないが、平面視で相互に取り囲むようにして複数配置され、隣接するもの同士は互いに異なった工程の注入井１４および吸引井１４となっている。
【００３２】
そして、該吸引ポンプ３４を稼働することにより、上記吸引井３１の開口部からは、土壌の浄化時に発生する分解ガスや、上記注入井１４から浄化促進成分をガス（霧）状にして注入した際の余剰ガス、および土壌中の水分等が吸引される。このように吸引井３１で吸引された水分混じりのガス状物質は、気液分離装置３２で分離された後にガスのみが該吸引ポンプ３４に吸引される。そして、吸引ポンプ３４で吸引されたガスは排出ガス浄化装置３６に送り込まれ、ここでガスは浄化処理されて無害化された後に、浄化ガス排気設備３８から大気中に放出される。
【００３３】
即ち、注入井１４が挿入された浄化促進成分注入工程の掘削井１３からは浄化促進成分を汚染地盤１２中に注入する一方、その周囲に隣接して回収浄化処理設備４０に繋がれた回収浄化処理工程の掘削井１３からはガス状物質を吸引するので、浄化促進成分がより拡散し易くなるとともに、分解ガスや余剰ガス等の有害なガス状物質が地盤から自然に大気中に放出される前に、これらを吸引井３１で捕集して浄化処理した後に放出できるため、大気汚染を可及的に防止することができる。
【００３４】
ところで、本実施形態の浄化方法では、各掘削井１３に対し、その多孔質管３０に注入井１４を挿入して浄化促進成分を注入する浄化促進成分注入工程と、その多孔質管３０に回収浄化処理設備４０を繋いで吸引回収したガス状物質を浄化して排出する回収浄化処理工程とが所定時間を経過する毎に切り替えられて交互に繰り返される。そして、この工程の切り替えは、隣接して互いに工程の異なる掘削井１３，１３…同士で、注入井１４と回収浄化処理設備との付け替えを行うことによってなされる。従って、この工程の切り替えのための作業は上記付け替えを行うだけで簡易に行うことができる。
【００３５】
従って、この実施形態の浄化方法では注入井１４から浄化促進成分を汚染地盤１２中に注入する一方、吸収井３１から吸引するので、この吸引により注入井１４から供給される浄化促進成分がより拡散し易くなる。このため、上記注入井１４から高圧間欠注入装置１６を介して浄化促進成分が爆発的に吹き込まれることと相俟って、浄化可能領域を著しく拡大することができる。
【００３６】
また、汚染地盤１２中の分解ガスや余剰ガスが自然に大気中に放出される前に上記吸引井３０で捕集することができるため、大気汚染を防止することができる。従って、この実施形態では汚染地盤１２の浄化・安定化が短期間のうちに行われるため、特に早期の跡地利用や環境保全に有益であるとともに、周辺環境に配慮することができる。
【００３７】
更に、各掘削井１３は浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程とが所定時間を経過する毎に切り替えられて、これらの工程を順次交互に繰り返すことになるので、回収浄化処理工程にある掘削井からは、土壌の浄化時に発生する分解ガスや、上記注入井１４から浄化促進成分をガス（霧）状にして注入した際の余剰ガス、および土壌中の水分等を吸引回収するにあたって、その汚染地盤の土壌が不飽和帯であっても、その前工程の浄化促進成分注入工程で注入した浄化促進成分をガス状物質とともに可及的に回収できるようになり、特に、高価である分解微生物を回収再利用することで、地盤浄化コストの可及的な低減化が図れるようになる。なお、気液分離装置３２で分離された水分は戻し配管３２ａによって貯蔵タンク２４に戻されるようになっており、この気液分離された水分とともに回収した分解微生物は貯蔵タンクに戻される。
【００３８】
ここで、図２に示すように当該実施形態の浄化方法では、注入井１４を掘削井１３の多孔質管３０内で昇降自在となし、注入井１４の噴出口１４ａからの浄化促進成分の注入位置を上下方向に調整可能にしてある。即ち、注入井１４はその噴出口１４ａが多孔質管３０の最深部に位置した状態で、その上端部が当該多孔質管の上端部よりも上方に突出するようにし、この突出した上端部に高圧間欠注入装置１６を取り付けている。そして、注入井１４の外周には噴出口１４ａの上方に位置してパッカー４２を取り付け、該パッカー４２を多孔質管３０の内周に摺動自在に密接させることにより、噴出口１４ａから注入される浄化促進成分が上方に逃げるのを防止して、集中して汚染地盤１２中に吹き込めるようにしている。更に望ましくは、図示省略したが噴出口１４ａの下側に注入井１４と一体となって昇降し、多孔質管３０内を摺動自在に密閉するパッカーを設けることにより、注入される浄化促進成分の集中度を更に向上させ得る。なお、多孔質管３０は、周方向に複数のスリットを管長方向に沿わせて上下延設した構成としても良く、このようなスリット管も含むものである。
【００３９】
従って、この実施形態では注入井１４を昇降することにより噴出口１４ａを昇降できるため、１つの注入井１４で浄化促進成分の注入位置を上下変化することができる。このため、汚染地盤１２の汚染領域の深度が大きい場合にも浄化促進成分を上下方向に均等に吹き込んで、地盤１２の浄化を上下方向に均等化することができる。従って、１基の注入井１４での浄化領域が更に拡大されるため、浄化装置１０ｂ全体で注入井１４の数を更に削減することができる。また、この実施形態では、吸引井３０の位置を噴出口１４ａの位置によって変化させることが望ましい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に示す汚染地盤の浄化方法では、浄化促進成分注入工程にある掘削井には、浄化促進成分が高圧間欠注入装置によって超高圧（例えば２〜１０気圧）をもって短時間の間隔でパルス状にされて間欠的（例えば、1/30〜1/5HZの周期）に供給されるため、この注入の際、キャビテーション効果が発揮されて圧搾空気は爆発的に吹き出され、このときの吹き出しエネルギーは著しく大きなものとなり、該浄化促進成分は該掘削井から汚染地盤中に所定の間欠タイミングをもって超高圧で爆発的に吹き込まれることになる。このため、掘削井から汚染地盤中に注入される浄化促進成分はより遠くかつより広い範囲に拡散して到達されることになり、汚染地盤中の汚染物質を広範囲に亘って浄化して、１基当たりの注入井での浄化領域を大幅に拡大することが可能になる。また、浄化促進成分の爆発的注入はパルス状にされて間欠的に継続して繰り返されるため、注入の度に地盤の堆積状況に変化を及ぼして浄化促進成分の通り道がランダムになり易く、地盤全体を可及的にほぼ均一に浄化可能となる。更に、混在する汚染物質等に適した浄化促進成分の注入を間欠注入で実施することにより、注入成分の濃度の管理を容易にして無駄が無くなる。
【００４１】
また、回収浄化処理工程にある掘削井からは、土壌の浄化時に発生する分解ガスや、上記注入井から浄化促進成分をガス（霧）状にして注入した際の余剰ガス、および土壌中の水分等が吸引されるため、不飽和帯の土壌であっても、その前工程の浄化促進成分注入工程で注入した浄化促進成分をガス状物質とともに可及的に回収できるようになる。特に、気液分離装置で分離された水分は戻し配管によって貯蔵タンクに戻されるようになっているので、この気液分離された水分とともに分解微生物を貯蔵タンクに戻して回収するすることができ、高価である分解微生物を回収再利用することで、地盤浄化コストの可及的な低減化が図れるようになる。
【００４２】
加えて、浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程とを切り替える場合に、隣接する工程の異なる掘削井相互間で、注入井と吸引手段とを付け替えるだけで済み、工程移行が容易に行え、施工性に優れる。
【００４３】
さらに、浄化促進成分注入工程の掘削井から浄化促進成分を汚染地盤中に注入する一方で、その周囲に隣接する回収浄化処理工程の掘削井からガス状物質を吸引するので、浄化促進成分がより拡散し易くなるとともに、分解ガスや余剰ガス等の有害なガス状物質が地盤から自然に大気中に放出される前に、これらを吸引井で捕集して浄化処理した後に放出できるため、大気汚染を可及的に防止することができる。
【００４５】
請求項２に示す浄化方法にあっては、前記浄化促進成分注入工程では、該多孔質管内部に、先端に噴出口を有するとともに該噴出口の上側に該多孔質管に密接してシールするパッカーが取り付けられた注入井を挿入して、該噴出口から前記浄化促進成分を間欠供給する一方、前記回収浄化処理工程では、該多孔質管の上端部に吸引手段を接続してガス状物質を吸引回収するので、１つの掘削井での浄化促進成分の注入位置を上下に変化させて調整することができ、汚染地盤の汚染領域の深度が大きい場合にも浄化促進成分を上下方向に均等に吹き込んで、地盤の浄化を上下方向に均等化することができる。また、浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程との工程移行を行う際に、注入井と吸引手段を備えた回収浄化処理設備との付け替え作業が簡易に行え、工程移行の作業性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の要部を概略的に示す断面図であり、同図（ａ），(ｂ)は浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程との工程移行の前後の状態を示すものである。
【符号の説明】
１０ 浄化装置
１２ 汚染地盤
１３ 掘削井
１４ 注入井
１４ａ 噴出口
１６ 高圧間欠注入装置
１８ 供給経路
２０ 浄化促進成分供給設備
３０ 多孔質管
３１ 吸引井
３２ 気液分離器
３４ 吸引ポンプ
３６ 排出ガス浄化装置
３８ 浄化ガス排気設備
４０ 回収浄化処理設備
４２ パッカー
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染地盤の浄化方法に関し、特に、汚染地盤に挿入した注入井から超高圧の空気を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に汚染地盤中に吹き込むだけでなく、汚染地盤中からガス状物質を吸引回収するようにした汚染地盤の浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚染物質として有機塩素系化合物および油分、その他重金属類等様々の物質が挙げられ、更に、これら汚染物質以外に有機性の分解成分を含めた汚染物質等で汚染された地盤や廃棄物埋立地盤が大きな問題となっている。
【０００３】
このため、近年では上記汚染物質等の浄化方法および浄化装置が各種提案されており、特に設備やスペース上有利になる原位置浄化が多く見受けられる。この原位置浄化では土着の分解微生物を利用する方法（バイオレメディエーション）があり、この分解微生物の活性化を図るために空気（酸素）や栄養塩類などの栄養源を地盤中に注入したり、場合によっては新たに分解微生物を補充したりすることが提案されている。例えば、特開平１０−２１６６９６号公報には汚染土壌に酸素を供給する装置が開示される。これは汚染土壌下の地下水まで達する注入井を設け、この注入井から酸素を過分に含む過飽和水を地下水中に供給して地下水を酸素過飽和状態とし、この酸素過飽和の地下水から微細気泡を発生させて表層の汚染土壌に酸素を供給しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の地下水から汚染土壌に酸素を供給する場合は、土壌に酸素が自然に浸透することにより土着の分解微生物が活性化されていくものであるから、著しく長い浄化期間が必要になり、しかも土壌には割れ目や柔らかい箇所があって全体に均一ではないので、このような箇所に酸素が集中して浸透していってしまう結果、土壌全体を均一に浄化することはできない。
【０００５】
また、注入井を汚染土壌中に挿入して、酸素（空気）あるいはその他の分解促進性物質および分解微生物自体等の浄化促進成分を土壌中に直接注入することが考えられている。この場合、該浄化促進成分は水溶液やガス状にして土壌中に注入することになるが、この場合にあってもやはり土壌の不均一性により浄化ムラを生ずる。また、注入に際しては、その注入圧を一定に保って注入するが、連続的に注入するためにその注入圧も高圧に設定することが困難であり、よって浄化促進成分の到達距離は短く、これ故、注入井１基当たりの浄化可能領域を広く確保することができない。従って、広範な所望領域の汚染地盤を浄化するためには、注入井の本数を多くしなければならず、地盤浄化のコストが高くなってしまう。
【０００６】
特に、汚染地盤の土壌が不飽和帯であって、分解微生物その他の浄化促進成分を地盤中に拡散させて運ぶ地下水がない場合には、分解微生物等の浄化促進成分の移動は殆ど生じないので、上記浄化可能領域はより一層狭まってしまう。また、このような不飽和帯に分解微生物を注入井から注入するようにした場合には、その分解微生物の移動は期待できないので、地下水とともに回収することもできず、これ故、分解微生物の再利用が図れず、新たな分解微生物を注入し続けることが必要になってしまい、かつ当該分解微生物は高価であることから、地盤浄化コストは大幅に高騰してしまうという課題があった。
【０００７】
本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、浄化促進成分をより遠くかつより広範囲に到達させて汚染地盤の浄化能力を大幅に向上させることが可能であり、しかも不飽和帯であっても浄化促進成分、特に高価な分解微生物を可及的に回収して再利用を可能とする汚染地盤の浄化方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために本発明の汚染地盤の浄化方法は、汚染地盤に掘孔されて内周部に多孔質管が嵌入配置された複数の掘削井と、該掘削井の内部に挿入される注入井と、該注入井の上端部にカップリングを介して接続され、エアコンプレッサで発生される超高圧の圧搾空気を供給管を介して導入して貯留するタンクと、該タンク内の圧力が所定圧以上になると瞬時に開弁して圧搾空気を排出するとともに、この排出によってタンク内圧力が低下されると瞬時に閉弁してタンク内の圧搾空気を間欠的に排出する間欠バルブとを備え、浄化促進成分の１つである超高圧の圧搾空気を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に該注入井に供給する高圧間欠注入装置と、該圧搾空気の供給経路に接続され貯蔵タンク内の浄化促進成分を圧搾空気に添加する浄化促進成分供給設備と、上記掘削井の多孔質管の上端部にカップリングを介して回収浄化処理設備の吸引ポンプが接続されて形成される吸引井と、を用いて、汚染地盤に削孔した掘削井に超高圧をもって浄化促進成分を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に供給し、この掘削井からその周囲の汚染地盤中に浄化促進成分を吹き込む浄化促進成分注入工程と、該掘削井から地盤中のガス状物質を浄化処理により無害化して排出する回収浄化処理工程とを、交互に繰り返して行う汚染地盤の浄化方法であって、上記回収浄化設備は、土壌中の水分混じりのガス状物質を吸引する上記吸引ポンプと、該吸引ポンプで吸引される水分混じりのガス状物質を気液分離する気液分離装置と、分離されたガス状物質を浄化して無害化する排出ガス浄化装置と、無害化されたガスを放出する浄化ガス排気設備と、気液分離された水分を貯蔵タンクに戻す戻し配管とからなり、上記掘削井は、隣接するもの同士の上記工程が互いに異なった注入井および吸引井となして、平面視で相互に取り囲むようにして複数配置する、ことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
この浄化方法では、浄化促進成分注入工程にある掘削井には、浄化促進成分が高圧間欠注入装置によって超高圧（例えば２〜１０気圧）をもって短時間の間隔でパルス状にされて間欠的（例えば、1/30〜1/5HZの周期）に供給されるため、この注入の際、キャビテーション効果が発揮されて圧搾空気は爆発的に吹き出されて、このときの吹き出しエネルギーは著しく大きなものとなり、該浄化促進成分は該掘削井から汚染地盤中に所定の間欠タイミングをもって超高圧で爆発的に吹き込まれることになる。このため、掘削井から汚染地盤中に注入される浄化促進成分はより遠くかつより広い範囲に拡散して到達されることになり、汚染地盤中の汚染物質を広範囲に亘って浄化して、１基当たりの注入井での浄化領域を大幅に拡大することが可能になる。また、浄化促進成分の爆発的注入はパルス状にされて間欠的に継続して繰り返されるため、注入の度に地盤の堆積状況に変化を及ぼして浄化促進成分の通り道がランダムになり易く、地盤全体を可及的にほぼ均一に浄化可能となる。更に、混在する汚染物質等に適した浄化促進成分の注入を間欠注入で実施することにより、注入成分の濃度の管理を容易にして無駄が無くなる。
【００１０】
また、回収浄化処理工程にある掘削井からは、土壌の浄化時に発生する分解ガスや、上記注入井から浄化促進成分をガス（霧）状にして注入した際の余剰ガス、および土壌中の水分等が吸引される。このため、不飽和帯の土壌であっても、その前工程の浄化促進成分注入工程で注入した浄化促進成分をガス状物質とともに可及的に回収できるようになる。特に、気液分離装置で分離された水分は戻し配管によって貯蔵タンクに戻されるようになっているので、この気液分離された水分とともに分解微生物を貯蔵タンクに戻して回収するすることができ、高価である分解微生物を回収再利用することで、地盤浄化コストの可及的な低減化が図れるようになる。
【００１１】
加えて、浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程とを切り替える場合に、隣接する工程の異なる掘削井相互間で、注入井と吸引手段とを付け替えるだけで済み、工程移行が容易に行え、施工性に優れる。
【００１３】
さらに、浄化促進成分注入工程の掘削井から浄化促進成分を汚染地盤中に注入する一方で、その周囲に隣接する回収浄化処理工程の掘削井からガス状物質を吸引するので、浄化促進成分がより拡散し易くなるとともに、分解ガスや余剰ガス等の有害なガス状物質が地盤から自然に大気中に放出される前に、これらを吸引井で捕集して浄化処理した後に放出できるため、大気汚染を可及的に防止することができる。
【００１５】
さらに、前記浄化促進成分注入工程では、該多孔質管内部に、先端に噴出口を有するとともに該噴出口の上側に該多孔質管に密接してシールするパッカーが取り付けられた注入井を挿入して、該噴出口から前記浄化促進成分を間欠供給する一方、前記回収浄化処理工程では、該多孔質管の上端部に吸引手段を備えた回収浄化処理設備を接続してガス状物質を吸引回収することが望ましい（請求項２）。
【００１６】
この浄化方法では、１つの掘削井での浄化促進成分の注入位置を上下に変化させて調整することができるため、汚染地盤の汚染領域の深度が大きい場合にも浄化促進成分を上下方向に均等に吹き込んで、地盤の浄化を上下方向に均等化することができる。また、浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程との工程移行を行う際に、注入井と吸引手段を備えた回収浄化処理設備との付け替え作業が簡易に行え、工程移行の作業性に優れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の汚染地盤の浄化方法の第１実施形態を示し、同図は浄化装置の要部を概略的に示す断面図である。
【００１８】
本発明の汚染地盤の浄化方法の基本とするところは、汚染地盤１２に掘削形成した掘削井１３に超高圧をもって浄化促進成分を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に供給し、この掘削井１３からその周囲の汚染地盤１２中に浄化促進成分を高圧で所定の間欠タイミングをもって爆発的に吹き込む浄化促進成分注入工程と、当該掘削井１３から地盤中１２のガス状物質を吸引回収し、この回収したガス状物質を浄化処理により無害化して排出する回収浄化処理工程とを有して、これら浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程とを交互に繰り返すことにある。
【００１９】
即ち、本発明の汚染地盤の浄化方法は図１に示す浄化装置１０をもって達成できる。この浄化装置１０は本発明の浄化方法を達成するための一実施形態を示し、汚染地盤１２に略鉛直に掘孔されて内周部に土留め用としての多孔質管３０が嵌入配置された掘削井１３と、この掘削井１３内部に挿入される注入井１４と、この注入井１４の上端部に取り付けられて超高圧の圧搾空気を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に該注入井１４に供給する高圧間欠注入装置１６と、該圧搾空気の供給経路１８に接続され浄化促進成分を圧搾空気に添加する浄化促進成分供給設備２０、並びに上記注入井１４に付け替えられて掘削井１３の多孔質管３０の上端部にカップリングなどを介して接続される吸引ポンプ３４などからなる回収浄化処理設備４０とを備えて構成される。
【００２０】
上記多孔質管３０は、その下端部から上方部分が所定の長さに亘って周面にスリットや孔等でなる無数の開口が形成されたパイプでなり、当該開口形成部位が汚染地盤１２中の汚染物質の拡散層Ｓに挿入されて、汚染地盤１２の所定深度まで達し、上端部は地表より突出している。
【００２１】
また、掘削井１３内に挿入される注入井１４は上記多孔質管３０より短めの所定長さのパイプで形成され、これの下端部に設けられる噴出口１４ａは汚染地盤１２の所定深度に位置するとともに、該注入井１４の上端部は多孔質管３０の上端部より更に上方に突出した状態にある。
【００２２】
上記高圧間欠注入装置１６は上記注入井１４の上端にカップリングを介して接続され、該高圧間欠注入装置１６にはエアコンプレッサ２２で発生される超高圧（例えば、２〜１０気圧）の圧搾空気が供給管１８ａを介して導入される。該高圧間欠注入装置１６は、図示省略したが圧搾空気を貯留するタンクと、このタンク内の圧搾空気を間欠的に排出する間欠バルブとを備え、タンク内の圧力が所定圧以上になると間欠バルブが瞬時に開弁して高圧空気を排出するとともに、この排出によってタンク内圧力が低下されると間欠バルブは瞬時に閉弁される構造となっている。
【００２３】
従って、エアコンプレッサ２２から圧搾空気が供給される間は、高圧間欠注入装置１６はタンク内の高圧空気を短時間の間隔でパルス状にして間欠的（例えば、1/30〜1/5HZの周期）に排出し続け、この圧搾空気は上記注入井１４に供給される。すると、この超高圧の圧搾空気は注入井１４の下端部の噴出口１４ａから所定の間欠タイミングをもって瞬間的に掘削井１３の多孔質管３０を通じて周囲の汚染地盤１２中に注入される。この注入の際、キャビテーション効果が発揮されて圧搾空気は爆発的に多孔質管３０の無数の孔から吹き出され、このときの吹き出しエネルギーは著しく大きなものとなる。
【００２４】
上記浄化促進成分供給設備２０としては、浄化促進成分を溜める貯蔵タンク２４が設けられ、この貯蔵タンク２４は流量調整バルブ２６を介して管路２４ａで高圧間欠注入装置１６の吐出側の供給経路１８に連通される。ここで供給経路１８とは、圧搾空気をエアコンプレッサ２２から汚染地盤１２中に供給する経路であり、該エアコンプレッサ２２と高圧間欠注入装置１６とを結ぶ上記供給管１８ａ、および該高圧間欠注入装置１６自体、更に、注入井１４を含むものとする。そして、該流量調整バルブ２６を開弁することにより、貯蔵タンク２４内の浄化促進成分は圧搾空気中に添加され、かつ、この添加量は該流量調整バルブ２６の開度調節により制御される。
【００２５】
上記貯蔵タンク２４に溜められる浄化促進成分は、空気や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）やオゾン（Ｏ3）等の酸素含有物質、分解微生物Ｍ、この分解微生物Ｍを活性化させる栄養源、などの汚染物質の浄化を促進する成分である。汚染物質は特に代表的なものとして有機塩素系化合物、油、溶剤、揮発性物質等がある。
【００２６】
空気はこれに含まれる酸素により好気性微生物Ｍの活性化を促進し、Ｈ2Ｏ2は酸素を発生するときの気泡により油汚染土の土粒子より油を剥離する効果があり、水と酸素に分解した後は余分な物質が残留せず、かつ、霧状として容易に注入できる。また、Ｏ3は酸化効率が更に良い。栄養源は、分解微生物Ｍを増殖するに適した栄養塩類やこの分解微生物Ｍを活性化するに適した成分が用いられ、例えば、栄養塩類としては、燐，窒素，カリ，珪素など生物の生命を維持するうえで必要な主要元素と、マンガンなどの微量元素で炭素、水素、酸素以外の主に塩類として摂られるものがある。
【００２７】
また、分解微生物ＭとしてはＴＣＥ（トリクロロエチレン）を好気分解（酸化）するメタン資化性菌が知られるが、このメタン資化性菌では栄養源としてメタンが用いられる。また、ＴＣＥ分解に用いられるその他の分解微生物Ｍとしては、トルエン資化性菌、フェノール資化性菌、硝化細菌、プロパン酸化細菌、イソプロピレン酸化細菌などが知られ、それぞれに適した栄養源が用いられる。勿論、ＴＣＥに限ることなく汚染地盤１２中のその他の汚染物質に対しては、その汚染物質を浄化する分解微生物Ｍに適した栄養源が用いられることはいうまでもない。
【００２８】
従って、上記浄化装置１０のエアコンプレッサ２２を駆動して圧搾空気を高圧間欠注入装置１６に供給して、この超高圧の圧搾空気を注入井１４の噴出口１４ａから掘削井１３の多孔質管３０を通じて周囲の汚染地盤１２中に注入するときに、浄化促進成分供給設備２０の流量調整バルブ２６を開弁しておくことによって、貯蔵タンク２６内の浄化促進成分を上記圧搾空気とともに汚染地盤１２中に注入し得る。ここで、酸素を含む圧搾空気は浄化促進成分の１つであり、以下、該圧搾空気を含めて浄化促進成分として表現する。
【００２９】
そして、汚染地盤１２中に注入される浄化促進成分は、上記高圧間欠注入装置１６によって超高圧をもって短時間の間隔でパルス状にされて所定の間欠タイミングで供給されるため、多孔質管３０の無数の開口より汚染地盤１２中に爆発的に吹き込まれ、より遠くかつより広範囲に到達されることになる。また、上記浄化促進成分の爆発的注入は間欠的に繰り返されるため、注入の度に汚染地盤１２の堆積状況に変化を及ぼして浄化促進成分の通り道がランダムになり易く、汚染地盤１２全体がほぼ均一に浄化される。更に、上記流量調整バルブ２６の開度調整により浄化促進成分の流量制御が可能となるが、混在する汚染物質等に適した浄化促進成分の注入を間欠注入で実施することにより、間欠注入成分の濃度の管理を容易にして無駄が無くなる。
【００３０】
このように汚染地盤１２に注入された浄化促進成分はより広範囲に拡散されるため、１基当たりの注入井１４での浄化領域を拡大することができ、一定の領域の汚染地盤の浄化を行うには浄化装置１０全体の注入井１４の本数を減らすことができる。つまり、浄化促進成分は、空気に含まれる酸素や栄養源により汚染地盤１２中に含まれる分解微生物Ｍを広範囲で活性化して、汚染物質の分解を促進する。また、分解微生物Ｍを用いるにあたり、汚染対象がその浄化期間が長期化される油や溶剤や揮発性物質である場合には、それぞれの浄化に適した浄化促進成分を選択しておくことにより、これら汚染物質を短期間のうちに適正に浄化できる。更に、土着の分解微生物Ｍが少ない場合は、浄化促進成分として補充用の分解微生物Ｍを含めることが望ましい。
【００３１】
また、この実施形態の浄化方法を達成するための浄化装置１０は、地盤１２中のガス状物質を吸引するための吸引井３１が併設されて構成される。この吸引井３１は上記掘削井１３にて形成され、掘削井１３の多孔質管３０の上端部にカップリングを介して吸引ポンプ３４を備えた回収浄化処理設備４０が繋がれることで構成される。この回収浄化処理設備４０は気液分離装置３２、吸引ポンプ３４、排出ガス浄化装置３６、浄化ガス排気設備３８とからなり、当該回収浄化処理設備４０と前記高圧間欠注入装置１６とは掘削井１３の多孔質管３０に対して適宜に付け替え及び接続替えされるようになっていて、各掘削井１３は注入井１４および吸引井３１の双方として機能し得るようになっており、図２の（ａ）と（ｂ）とに示すように、各掘削井１３は浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程とが交互に繰り返されて行われるようになっている。また、この回収浄化処理設備４０に繋がれて回収浄化処理工程を行う吸引井１４と、高圧間欠注入装置１６が接続されて浄化促進処理工程が行われる注入井１４とは、図示していないが、平面視で相互に取り囲むようにして複数配置され、隣接するもの同士は互いに異なった工程の注入井１４および吸引井１４となっている。
【００３２】
そして、該吸引ポンプ３４を稼働することにより、上記吸引井３１の開口部からは、土壌の浄化時に発生する分解ガスや、上記注入井１４から浄化促進成分をガス（霧）状にして注入した際の余剰ガス、および土壌中の水分等が吸引される。このように吸引井３１で吸引された水分混じりのガス状物質は、気液分離装置３２で分離された後にガスのみが該吸引ポンプ３４に吸引される。そして、吸引ポンプ３４で吸引されたガスは排出ガス浄化装置３６に送り込まれ、ここでガスは浄化処理されて無害化された後に、浄化ガス排気設備３８から大気中に放出される。
【００３３】
即ち、注入井１４が挿入された浄化促進成分注入工程の掘削井１３からは浄化促進成分を汚染地盤１２中に注入する一方、その周囲に隣接して回収浄化処理設備４０に繋がれた回収浄化処理工程の掘削井１３からはガス状物質を吸引するので、浄化促進成分がより拡散し易くなるとともに、分解ガスや余剰ガス等の有害なガス状物質が地盤から自然に大気中に放出される前に、これらを吸引井３１で捕集して浄化処理した後に放出できるため、大気汚染を可及的に防止することができる。
【００３４】
ところで、本実施形態の浄化方法では、各掘削井１３に対し、その多孔質管３０に注入井１４を挿入して浄化促進成分を注入する浄化促進成分注入工程と、その多孔質管３０に回収浄化処理設備４０を繋いで吸引回収したガス状物質を浄化して排出する回収浄化処理工程とが所定時間を経過する毎に切り替えられて交互に繰り返される。そして、この工程の切り替えは、隣接して互いに工程の異なる掘削井１３，１３…同士で、注入井１４と回収浄化処理設備との付け替えを行うことによってなされる。従って、この工程の切り替えのための作業は上記付け替えを行うだけで簡易に行うことができる。
【００３５】
従って、この実施形態の浄化方法では注入井１４から浄化促進成分を汚染地盤１２中に注入する一方、吸収井３１から吸引するので、この吸引により注入井１４から供給される浄化促進成分がより拡散し易くなる。このため、上記注入井１４から高圧間欠注入装置１６を介して浄化促進成分が爆発的に吹き込まれることと相俟って、浄化可能領域を著しく拡大することができる。
【００３６】
また、汚染地盤１２中の分解ガスや余剰ガスが自然に大気中に放出される前に上記吸引井３０で捕集することができるため、大気汚染を防止することができる。従って、この実施形態では汚染地盤１２の浄化・安定化が短期間のうちに行われるため、特に早期の跡地利用や環境保全に有益であるとともに、周辺環境に配慮することができる。
【００３７】
更に、各掘削井１３は浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程とが所定時間を経過する毎に切り替えられて、これらの工程を順次交互に繰り返すことになるので、回収浄化処理工程にある掘削井からは、土壌の浄化時に発生する分解ガスや、上記注入井１４から浄化促進成分をガス（霧）状にして注入した際の余剰ガス、および土壌中の水分等を吸引回収するにあたって、その汚染地盤の土壌が不飽和帯であっても、その前工程の浄化促進成分注入工程で注入した浄化促進成分をガス状物質とともに可及的に回収できるようになり、特に、高価である分解微生物を回収再利用することで、地盤浄化コストの可及的な低減化が図れるようになる。なお、気液分離装置３２で分離された水分は戻し配管３２ａによって貯蔵タンク２４に戻されるようになっており、この気液分離された水分とともに回収した分解微生物は貯蔵タンクに戻される。
【００３８】
ここで、図２に示すように当該実施形態の浄化方法では、注入井１４を掘削井１３の多孔質管３０内で昇降自在となし、注入井１４の噴出口１４ａからの浄化促進成分の注入位置を上下方向に調整可能にしてある。即ち、注入井１４はその噴出口１４ａが多孔質管３０の最深部に位置した状態で、その上端部が当該多孔質管の上端部よりも上方に突出するようにし、この突出した上端部に高圧間欠注入装置１６を取り付けている。そして、注入井１４の外周には噴出口１４ａの上方に位置してパッカー４２を取り付け、該パッカー４２を多孔質管３０の内周に摺動自在に密接させることにより、噴出口１４ａから注入される浄化促進成分が上方に逃げるのを防止して、集中して汚染地盤１２中に吹き込めるようにしている。更に望ましくは、図示省略したが噴出口１４ａの下側に注入井１４と一体となって昇降し、多孔質管３０内を摺動自在に密閉するパッカーを設けることにより、注入される浄化促進成分の集中度を更に向上させ得る。なお、多孔質管３０は、周方向に複数のスリットを管長方向に沿わせて上下延設した構成としても良く、このようなスリット管も含むものである。
【００３９】
従って、この実施形態では注入井１４を昇降することにより噴出口１４ａを昇降できるため、１つの注入井１４で浄化促進成分の注入位置を上下変化することができる。このため、汚染地盤１２の汚染領域の深度が大きい場合にも浄化促進成分を上下方向に均等に吹き込んで、地盤１２の浄化を上下方向に均等化することができる。従って、１基の注入井１４での浄化領域が更に拡大されるため、浄化装置１０ｂ全体で注入井１４の数を更に削減することができる。また、この実施形態では、吸引井３０の位置を噴出口１４ａの位置によって変化させることが望ましい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に示す汚染地盤の浄化方法では、浄化促進成分注入工程にある掘削井には、浄化促進成分が高圧間欠注入装置によって超高圧（例えば２〜１０気圧）をもって短時間の間隔でパルス状にされて間欠的（例えば、1/30〜1/5HZの周期）に供給されるため、この注入の際、キャビテーション効果が発揮されて圧搾空気は爆発的に吹き出され、このときの吹き出しエネルギーは著しく大きなものとなり、該浄化促進成分は該掘削井から汚染地盤中に所定の間欠タイミングをもって超高圧で爆発的に吹き込まれることになる。このため、掘削井から汚染地盤中に注入される浄化促進成分はより遠くかつより広い範囲に拡散して到達されることになり、汚染地盤中の汚染物質を広範囲に亘って浄化して、１基当たりの注入井での浄化領域を大幅に拡大することが可能になる。また、浄化促進成分の爆発的注入はパルス状にされて間欠的に継続して繰り返されるため、注入の度に地盤の堆積状況に変化を及ぼして浄化促進成分の通り道がランダムになり易く、地盤全体を可及的にほぼ均一に浄化可能となる。更に、混在する汚染物質等に適した浄化促進成分の注入を間欠注入で実施することにより、注入成分の濃度の管理を容易にして無駄が無くなる。
【００４１】
また、回収浄化処理工程にある掘削井からは、土壌の浄化時に発生する分解ガスや、上記注入井から浄化促進成分をガス（霧）状にして注入した際の余剰ガス、および土壌中の水分等が吸引されるため、不飽和帯の土壌であっても、その前工程の浄化促進成分注入工程で注入した浄化促進成分をガス状物質とともに可及的に回収できるようになる。特に、気液分離装置で分離された水分は戻し配管によって貯蔵タンクに戻されるようになっているので、この気液分離された水分とともに分解微生物を貯蔵タンクに戻して回収するすることができ、高価である分解微生物を回収再利用することで、地盤浄化コストの可及的な低減化が図れるようになる。
【００４２】
加えて、浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程とを切り替える場合に、隣接する工程の異なる掘削井相互間で、注入井と吸引手段とを付け替えるだけで済み、工程移行が容易に行え、施工性に優れる。
【００４３】
さらに、浄化促進成分注入工程の掘削井から浄化促進成分を汚染地盤中に注入する一方で、その周囲に隣接する回収浄化処理工程の掘削井からガス状物質を吸引するので、浄化促進成分がより拡散し易くなるとともに、分解ガスや余剰ガス等の有害なガス状物質が地盤から自然に大気中に放出される前に、これらを吸引井で捕集して浄化処理した後に放出できるため、大気汚染を可及的に防止することができる。
【００４５】
請求項２に示す浄化方法にあっては、前記浄化促進成分注入工程では、該多孔質管内部に、先端に噴出口を有するとともに該噴出口の上側に該多孔質管に密接してシールするパッカーが取り付けられた注入井を挿入して、該噴出口から前記浄化促進成分を間欠供給する一方、前記回収浄化処理工程では、該多孔質管の上端部に吸引手段を接続してガス状物質を吸引回収するので、１つの掘削井での浄化促進成分の注入位置を上下に変化させて調整することができ、汚染地盤の汚染領域の深度が大きい場合にも浄化促進成分を上下方向に均等に吹き込んで、地盤の浄化を上下方向に均等化することができる。また、浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程との工程移行を行う際に、注入井と吸引手段を備えた回収浄化処理設備との付け替え作業が簡易に行え、工程移行の作業性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の要部を概略的に示す断面図であり、同図（ａ），(ｂ)は浄化促進成分注入工程と回収浄化処理工程との工程移行の前後の状態を示すものである。
【符号の説明】
１０ 浄化装置
１２ 汚染地盤
１３ 掘削井
１４ 注入井
１４ａ 噴出口
１６ 高圧間欠注入装置
１８ 供給経路
２０ 浄化促進成分供給設備
３０ 多孔質管
３１ 吸引井
３２ 気液分離器
３４ 吸引ポンプ
３６ 排出ガス浄化装置
３８ 浄化ガス排気設備
４０ 回収浄化処理設備
４２ パッカー
Claims (2)
- 汚染地盤に掘孔されて内周部に多孔質管が嵌入配置された複数の掘削井と、
該掘削井の内部に挿入される注入井と、
該注入井の上端部にカップリングを介して接続され、エアコンプレッサで発生される超高圧の圧搾空気を供給管を介して導入して貯留するタンクと、
該タンク内の圧力が所定圧以上になると瞬時に開弁して圧搾空気を排出するとともに、この排出によってタンク内圧力が低下されると瞬時に閉弁してタンク内の圧搾空気を間欠的に排出する間欠バルブとを備え、浄化促進成分の１つである超高圧の圧搾空気を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に該注入井に供給する高圧間欠注入装置と、
該圧搾空気の供給経路に接続され貯蔵タンク内の浄化促進成分を圧搾空気に添加する浄化促進成分供給設備と、
上記掘削井の多孔質管の上端部にカップリングを介して回収浄化処理設備の吸引ポンプが接続されて形成される吸引井と、を用いて、
汚染地盤に削孔した掘削井に超高圧をもって浄化促進成分を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に供給し、この掘削井からその周囲の汚染地盤中に浄化促進成分を吹き込む浄化促進成分注入工程と、
該掘削井から地盤中のガス状物質を浄化処理により無害化して排出する回収浄化処理工程とを、交互に繰り返して行う汚染地盤の浄化方法であって、
上記回収浄化設備は、土壌中の水分混じりのガス状物質を吸引する上記吸引ポンプと、該吸引ポンプで吸引される水分混じりのガス状物質を気液分離する気液分離装置と、分離されたガス状物質を浄化して無害化する排出ガス浄化装置と、無害化されたガスを放出する浄化ガス排気設備と、気液分離された水分を貯蔵タンクに戻す戻し配管とからなり、
上記掘削井は、隣接するもの同士の上記工程が互いに異なった注入井および吸引井となして、平面視で相互に取り囲むようにして複数配置する、
ことを特徴とする汚染地盤の浄化方法。 - 前記浄化促進成分注入工程では、該多孔質管内部に、先端に噴出口を有するとともに該噴出口の上側に該多孔質管に密接してシールするパッカーが取り付けられた注入井を挿入して、該噴出口から前記浄化促進成分を間欠供給する一方、前記回収浄化処理工程では、該多孔質管の上端部に吸引手段を備えた回収浄化処理設備を接続してガス状物質を吸引回収することを特徴とする請求項１に記載の汚染地盤の浄化方法。
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