JP3711819B2 - 汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法およびその浄化装置 - Google Patents
汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法およびその浄化装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染地盤や廃棄物埋立地盤（以下、総称して単に「汚染地盤」と記す。）の浄化方法およびその浄化装置に関し、特に、汚染地盤や廃棄物埋立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ようにした汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法およびその浄化装置に関する。
【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。ここで、本明細書にあっては廃棄物埋立地盤をも含めて汚染地盤と称するものとする。
【０００３】
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、該浄化促進成分を水溶液やガス状と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その注入圧もさほど高圧にはすることができず、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という課題があった。
【０００６】
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、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な汚染地盤の浄化方法およびその浄化装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入した注入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、この注入井の噴出口から超高圧の浄化促進成分を該汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に吹き込む汚染地盤の浄化方法であって、該注入井の上端には、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えた高圧間欠注入装置を接続するとともに、該高圧間欠注入装置の吐出側の供給経路には、これに連通させて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を設けて、該浄化促進成分を圧搾空気とともに汚染地盤中に噴射注入する、ことを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
また、この浄化方法を達成するための浄化装置は、汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される注入井と、この注入井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を備え、上記注入井の噴出口から圧搾空気とともに浄化促進成分を汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に吹き込む汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置であって、該高圧間欠注入装置は、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えていることを特徴とする（請求項５）。
【０００９】
この浄化方法およびその浄化装置では、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）をもって注入井に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注入井の噴出口から汚染地盤や廃棄物埋立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、注入井から汚染地盤や廃棄物埋立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、汚染地盤や廃棄物埋立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】
更に、上記浄化方法にあって、汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入した吸引井から地盤中のガス状物質を回収し、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ことが望ましい（請求項２）。
【００１１】
また、この浄化方法を達成するための浄化装置は、汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される注入井と、この注入井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、上記注入井に所定間隔をあけて汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される吸引井と、該吸引井で回収した地盤中のガス状物質を浄化処理して無害化する排出ガス浄化設備とを備えた汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置であって、該高圧間欠注入装置は、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えていることを特徴とする（請求項６）。
【００１２】
この浄化方法および浄化装置では、注入井から浄化促進成分を汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に注入する一方で吸収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、大気汚染を防止することができる。
【００１３】
ここで、上記浄化促進成分には、空気や過酸化水素やオゾン等の酸素含有物質、分解微生物、分解微生物を活性化する栄養源、などの汚染物質の浄化を促進する成分を用いることができ、各種汚染物質に即した浄化を適正に行うことができる（請求項３）。
【００１４】
また、浄化装置としては、汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される注入井と、この注入井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、地表部に噴出した地盤中のガス状物質が拡散するのを防止すべく該地表部を覆って設けられたシート部材と、該シート部材と地表部との間に設けられて噴出したガス状物質を吸引回収する吸引パイプと、該吸引パイプで回収したガス状物質を浄化処理して無害化する排出ガス浄化設備とを備えた汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置であって、該高圧間欠注入装置は、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えていることを特徴とする（請求項７）。
【００１５】
この、浄化装置では、汚染地盤や廃棄物埋立地盤の地表部を覆ってシート部材を設けることで、地盤中から地表部に噴出するガス状物質が大気中に拡散してしまうことを防止するとともに、該シート部材と地表部との間に設けた吸引パイプで地表部に噴出したガス状物質を吸引回収するので、前記同様に大気汚染を防止しつつ地盤の浄化が行え、しかも吸引井を地盤中に挿入する場合に比して、施工が容易でコストの低減が図れる。
【００１６】
更にまた、上記浄化方法にあって、上記注入井の噴出口を汚染地盤や廃棄物埋立地盤中で昇降自在とし、上記浄化促進成分の注入位置を上下方向に調整することが望ましい（請求項４）。
【００１７】
また、この浄化方法を達成するための浄化装置は、上記注入井は、汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に配置される部分の外周を内外方向に連通するガイド管で囲繞するとともに、該ガイド管内に上記注入井の噴出口を昇降可能に配置し、該噴出口の上下位置を調整自在に構成する（請求項８）。
【００１８】
この浄化方法および浄化装置では、１つの注入井で浄化促進成分の注入位置を上下に変化させることができるため、汚染地盤や廃棄物埋立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。
【００１９】
【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。
【００２０】
本発明の汚染地盤（廃棄物埋立地盤をも含むものとする）の浄化方法の基本とするところは、汚染地盤１２に挿入した注入井１４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、この注入井１４の噴出口１４ａから超高圧の浄化促進成分を所定の間欠タイミングをもって該汚染地盤１２中に爆発的に吹き込むことにある。
【００２１】
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とを備えて構成される。
【００２２】
上記汚染地盤１２は廃棄物埋立処分場の場合であり、この廃棄物埋立処分場には分解性の有機ゴミが埋め立てられており、長期間に亘って分解し、爆発性ガスや有害ガスおよび悪臭が発せられる。また、分解により汚濁物質の多い浸出水も発生することになる。そして、該汚染地盤１２にはこれに鉛直にボーリングして上記注入井１４が挿入される。該注入井１４は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の上端部は地表に突出した状態にある。
【００２３】
上記高圧間欠注入装置１６は上記注入井１４の上端に接続され、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。
【００２４】
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噴出口１４ａ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。
【００２５】
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。
【００２６】
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を活性化する栄養源、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、農薬、その他の分解性の有機性物質、およびシアンなどがある。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
従って、本実施形態の汚染地盤の浄化方法では、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に供給することにより、超高圧の圧搾空気は注入井１４の噴出口１４ａから汚染地盤１２中に注入される。このとき、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り、貯蔵タンク２６内の浄化促進成分が上記圧搾空気とともに汚染地盤１２中に注入される。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。
【００３０】
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、噴出口１４ａから汚染地盤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。
【００３１】
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、解微生物Ｍでは浄化期間が長期化される油や溶剤や揮発性物質が汚染物質の場合には、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。
【００３２】
因に、高圧間欠注入装置１６を介して浄化促進成分を汚染地盤１２中に注入するにあたって、一定期間毎に廃棄物埋立処分場の汚染地盤１２から発生ガス、埋立物、浸出水をサンプリングして分析し、その浄化度合いをモニタリングし、その結果が安定化したと判断された時点で浄化装置１０の運転を停止して浄化処理を完了させる。
【００３３】
ところで、本実施形態では汚染地盤１２が廃棄物埋立処分場である場合を開示したが、図２に示すように汚染物質が土壌中に拡散してしまっている自然地盤１２ａにあっても、上記浄化装置１０を用いて同様に浄化することができる。勿論、この場合は注入井１４の噴出口１４ａを汚染物質の拡散層Ｓに位置させてある。そして、この場合の汚染度合いのモニタリングは、地下水、発生ガスおよび土壌をサンプリングして分析することになる。
【００３４】
図３は本発明の第２実施形態を示し、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。同図は浄化装置の要部を概略的に示す断面図である。
【００３５】
この実施形態の汚染地盤の浄化方法では、汚染地盤１２に挿入した吸引井３０からガス状物質を回収し、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ものである。ガス状物質とは、汚染物質の浄化により発生する分解ガスや注入井１４から供給した余剰ガス等が挙げられる。
【００３６】
即ち、この実施形態の浄化方法を達成するための浄化装置１０ａは、前記実施形態の浄化装置１０に地盤１２中のガス状物質を吸引するための吸引井３０を設けて構成される。吸引井３０は上記注入井１４と同様にパイプで形成され、１つの注入井１４に対して、この注入井１４を囲むように所定距離を設けて複数本の吸引井３０が配置される。それぞれの吸引井３０の下端部は汚染地盤１２中の汚染物質の拡散層Ｓに挿入されるとともに、その下端部には適宜長さに亘ってガス状物質を吸引するためのスリットや多孔の開口部が形成される。
【００３７】
また、吸引井３０の地上に突出された上端部には、気液分離装置３２を介してガス吸引用の吸引ポンプ３４が接続される。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３０の開口部から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３０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。
【００３８】
従って、この実施形態では注入井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３０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。
【００３９】
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。勿論、この実施形態にあっても廃棄物埋立地盤および汚染物質が拡散された自然地盤のいずれにあっても有効であることはいうまでもない。
【００４０】
図４は本発明の第３実施形態を示し、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。同図は浄化装置の要部を示す断面図である。
【００４１】
即ち、この実施形態の浄化方法は、注入井１４の噴出口１４ａを汚染地盤１２中で昇降自在とし、浄化促進成分の注入位置を上下方向に調整するようにしたもので、上記注入井１４は、汚染地盤１２中に配置される部分の外周を内外方向に連通するガイド管４０で囲繞するとともに、該ガイド管４０内に上記注入井１４の噴出口１４ａを昇降可能に配置し、該噴出口１４ａの上下位置を調整自在に構成してある。
【００４２】
上記ガイド管４０の内外方向に連通する構造としては、該ガイド管４０の全長に亘って上下方向に形成されるスリットを周方向に複数形成して構成される。この場合、スリットで分割された管体は適宜位置で互いに連結される。また、多孔板でガイド管４０を形成することによっても達成される。
【００４３】
上記注入井１４は上記ガイド管４０より長く形成され、噴出口１４ａがガイド管４０の最深部に位置した状態で、注入井３０の上端部が地上に突出されるようにし、この突出された上端部に高圧間欠注入装置１６が取り付けられる。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が取り付けられ、該パッカー４２がガイド管４０の内周に摺動自在に密接されることにより、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中に吹き込まれるようになっている。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、ガイド管４０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することができる。
【００４４】
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。
【００４５】
図５は本発明の第４実施形態を示し、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。同図は浄化装置の要部を示す断面図である。図示するように、この第４実施形態では、前述の実施形態における吸入井３０に代えて、汚染地盤１２上方の地表部に吸引パイプ４２を縦横に敷設するとともに、当該地表部をシート部材４４で覆っており、上記吸引パイプ４２は地表部とシート部材４４との間に介在されている。また上記シート部材４４の周縁部４４ａは所定幅で地表面下に埋められている。
【００４６】
従って、このような構成でなる当該第４実施形態の浄化装置では、汚染地盤１２の上方の地表部を覆ってシート部材４４を設けることで、地盤１２中から地表部に噴出するガス状物質が大気中に拡散してしまうことを防止できるとともに、該シート部材４４と地表部との間に設けた吸引パイプ４２で地表部に噴出したガス状物質を吸引回収するので、前記同様に大気汚染を防止しつつ地盤１２の浄化が行え、しかも前述の実施形態のように吸引井を地盤中に挿入する場合に比して、施工が容易でコストの大幅な低減が図れる。
【００４７】
なお、図５においては図示していないが、この実施形態にあっても図４の場合と同様に、注入井１４は汚染地盤１２中に配置される部分の外周を内外方向に連通するガイド管で囲繞するとともに、該ガイド管内に上記注入井１４の噴出口１４ａを昇降可能に配置し、該噴出口１４ａの上下位置を調整自在に構成して、注入井１４の噴出口１４ａを汚染地盤１２中で昇降自在とし、浄化促進成分の注入位置を上下方向に調整可能に構成しても良いことはもちろんである。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法および浄化装置では、浄化促進成分が高圧間欠注入装置によって注入井の噴出口から汚染地盤中に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をもって超高圧で注入され、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、浄化促進成分をより遠くかつより広い範囲に分散して到達させることができる。従って、１基当たりの注入井の浄化領域を大幅に拡大できることにより、浄化装置全体の注入井の本数を削減して構成を簡単にできる。また、浄化促進成分の爆発的注入が間欠的に繰り返されることにより、注入の度に地盤の堆積状況に変化を及ぼして地盤全体をほぼ均一に浄化することができるとともに、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。
【００４９】
また、本発明の請求項２および請求項６に示す汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法および浄化装置では、注入井から浄化促進成分を汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に注入しつつ、吸収井から地盤中のガス状物質を吸引するので、浄化促進成分をより拡散し易くできるとともに、分解ガスや余剰ガス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、これを浄化処理した後に放出できるため、大気汚染を防止することができる。
【００５０】
更に、本発明の請求項３に示す汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法では、上記浄化促進成分が空気や過酸化水素やオゾン等の酸素含有物質、分解微生物、分解微生物を活性化する栄養源、などの汚染物質の浄化を促進する成分であるため、広い範囲の汚染物質の種類に対して有効となり、各種汚染物質に即した浄化を適正に行うことができる。
【００５１】
また、本発明の請求項７に示す浄化装置では、汚染地盤や廃棄物埋立地盤の地表部を覆ってシート部材を設けることで、地盤中から地表部に噴出するガス状物質が大気中に拡散してしまうことを防止するとともに、該シート部材と地表部との間に設けた吸引パイプで地表部に噴出したガス状物質を吸引回収するので、前記同様に大気汚染を防止しつつ地盤の浄化が行え、しかも吸引井を地盤中に挿入する場合に比して、施工が容易でコストの低減が図れる。
【００５２】
更にまた、本発明の請求項４および請求項８に示す汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法および浄化装置では、１つの注入井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ため、汚染地盤や廃棄物埋立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、地盤の浄化をその深度方向に均等化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の要部を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の他の実施形態の要部を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の要部を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態の要部を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態の要部を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ 浄化装置
１２，１２ａ 汚染地盤
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 吸引井
３６ 排出ガス浄化装置
４０ ガイド管
４２ 吸引パイプ
４４ シート部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染地盤や廃棄物埋立地盤（以下、総称して単に「汚染地盤」と記す。）の浄化方法およびその浄化装置に関し、特に、汚染地盤や廃棄物埋立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ようにした汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法およびその浄化装置に関する。
【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。ここで、本明細書にあっては廃棄物埋立地盤をも含めて汚染地盤と称するものとする。
【０００３】
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、該浄化促進成分を水溶液やガス状と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その注入圧もさほど高圧にはすることができず、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という課題があった。
【０００６】
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、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な汚染地盤の浄化方法およびその浄化装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入した注入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、この注入井の噴出口から超高圧の浄化促進成分を該汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に吹き込む汚染地盤の浄化方法であって、該注入井の上端には、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えた高圧間欠注入装置を接続するとともに、該高圧間欠注入装置の吐出側の供給経路には、これに連通させて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を設けて、該浄化促進成分を圧搾空気とともに汚染地盤中に噴射注入する、ことを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
また、この浄化方法を達成するための浄化装置は、汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される注入井と、この注入井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を備え、上記注入井の噴出口から圧搾空気とともに浄化促進成分を汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に吹き込む汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置であって、該高圧間欠注入装置は、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えていることを特徴とする（請求項５）。
【０００９】
この浄化方法およびその浄化装置では、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）をもって注入井に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注入井の噴出口から汚染地盤や廃棄物埋立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、注入井から汚染地盤や廃棄物埋立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、汚染地盤や廃棄物埋立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】
更に、上記浄化方法にあって、汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入した吸引井から地盤中のガス状物質を回収し、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ことが望ましい（請求項２）。
【００１１】
また、この浄化方法を達成するための浄化装置は、汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される注入井と、この注入井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、上記注入井に所定間隔をあけて汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される吸引井と、該吸引井で回収した地盤中のガス状物質を浄化処理して無害化する排出ガス浄化設備とを備えた汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置であって、該高圧間欠注入装置は、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えていることを特徴とする（請求項６）。
【００１２】
この浄化方法および浄化装置では、注入井から浄化促進成分を汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に注入する一方で吸収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、大気汚染を防止することができる。
【００１３】
ここで、上記浄化促進成分には、空気や過酸化水素やオゾン等の酸素含有物質、分解微生物、分解微生物を活性化する栄養源、などの汚染物質の浄化を促進する成分を用いることができ、各種汚染物質に即した浄化を適正に行うことができる（請求項３）。
【００１４】
また、浄化装置としては、汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される注入井と、この注入井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、地表部に噴出した地盤中のガス状物質が拡散するのを防止すべく該地表部を覆って設けられたシート部材と、該シート部材と地表部との間に設けられて噴出したガス状物質を吸引回収する吸引パイプと、該吸引パイプで回収したガス状物質を浄化処理して無害化する排出ガス浄化設備とを備えた汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置であって、該高圧間欠注入装置は、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えていることを特徴とする（請求項７）。
【００１５】
この、浄化装置では、汚染地盤や廃棄物埋立地盤の地表部を覆ってシート部材を設けることで、地盤中から地表部に噴出するガス状物質が大気中に拡散してしまうことを防止するとともに、該シート部材と地表部との間に設けた吸引パイプで地表部に噴出したガス状物質を吸引回収するので、前記同様に大気汚染を防止しつつ地盤の浄化が行え、しかも吸引井を地盤中に挿入する場合に比して、施工が容易でコストの低減が図れる。
【００１６】
更にまた、上記浄化方法にあって、上記注入井の噴出口を汚染地盤や廃棄物埋立地盤中で昇降自在とし、上記浄化促進成分の注入位置を上下方向に調整することが望ましい（請求項４）。
【００１７】
また、この浄化方法を達成するための浄化装置は、上記注入井は、汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に配置される部分の外周を内外方向に連通するガイド管で囲繞するとともに、該ガイド管内に上記注入井の噴出口を昇降可能に配置し、該噴出口の上下位置を調整自在に構成する（請求項８）。
【００１８】
この浄化方法および浄化装置では、１つの注入井で浄化促進成分の注入位置を上下に変化させることができるため、汚染地盤や廃棄物埋立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。
【００１９】
【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。
【００２０】
本発明の汚染地盤（廃棄物埋立地盤をも含むものとする）の浄化方法の基本とするところは、汚染地盤１２に挿入した注入井１４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、この注入井１４の噴出口１４ａから超高圧の浄化促進成分を所定の間欠タイミングをもって該汚染地盤１２中に爆発的に吹き込むことにある。
【００２１】
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とを備えて構成される。
【００２２】
上記汚染地盤１２は廃棄物埋立処分場の場合であり、この廃棄物埋立処分場には分解性の有機ゴミが埋め立てられており、長期間に亘って分解し、爆発性ガスや有害ガスおよび悪臭が発せられる。また、分解により汚濁物質の多い浸出水も発生することになる。そして、該汚染地盤１２にはこれに鉛直にボーリングして上記注入井１４が挿入される。該注入井１４は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の上端部は地表に突出した状態にある。
【００２３】
上記高圧間欠注入装置１６は上記注入井１４の上端に接続され、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。
【００２４】
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噴出口１４ａ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。
【００２５】
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。
【００２６】
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を活性化する栄養源、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、農薬、その他の分解性の有機性物質、およびシアンなどがある。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
従って、本実施形態の汚染地盤の浄化方法では、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に供給することにより、超高圧の圧搾空気は注入井１４の噴出口１４ａから汚染地盤１２中に注入される。このとき、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り、貯蔵タンク２６内の浄化促進成分が上記圧搾空気とともに汚染地盤１２中に注入される。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。
【００３０】
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、噴出口１４ａから汚染地盤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。
【００３１】
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、解微生物Ｍでは浄化期間が長期化される油や溶剤や揮発性物質が汚染物質の場合には、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。
【００３２】
因に、高圧間欠注入装置１６を介して浄化促進成分を汚染地盤１２中に注入するにあたって、一定期間毎に廃棄物埋立処分場の汚染地盤１２から発生ガス、埋立物、浸出水をサンプリングして分析し、その浄化度合いをモニタリングし、その結果が安定化したと判断された時点で浄化装置１０の運転を停止して浄化処理を完了させる。
【００３３】
ところで、本実施形態では汚染地盤１２が廃棄物埋立処分場である場合を開示したが、図２に示すように汚染物質が土壌中に拡散してしまっている自然地盤１２ａにあっても、上記浄化装置１０を用いて同様に浄化することができる。勿論、この場合は注入井１４の噴出口１４ａを汚染物質の拡散層Ｓに位置させてある。そして、この場合の汚染度合いのモニタリングは、地下水、発生ガスおよび土壌をサンプリングして分析することになる。
【００３４】
図３は本発明の第２実施形態を示し、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。同図は浄化装置の要部を概略的に示す断面図である。
【００３５】
この実施形態の汚染地盤の浄化方法では、汚染地盤１２に挿入した吸引井３０からガス状物質を回収し、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ものである。ガス状物質とは、汚染物質の浄化により発生する分解ガスや注入井１４から供給した余剰ガス等が挙げられる。
【００３６】
即ち、この実施形態の浄化方法を達成するための浄化装置１０ａは、前記実施形態の浄化装置１０に地盤１２中のガス状物質を吸引するための吸引井３０を設けて構成される。吸引井３０は上記注入井１４と同様にパイプで形成され、１つの注入井１４に対して、この注入井１４を囲むように所定距離を設けて複数本の吸引井３０が配置される。それぞれの吸引井３０の下端部は汚染地盤１２中の汚染物質の拡散層Ｓに挿入されるとともに、その下端部には適宜長さに亘ってガス状物質を吸引するためのスリットや多孔の開口部が形成される。
【００３７】
また、吸引井３０の地上に突出された上端部には、気液分離装置３２を介してガス吸引用の吸引ポンプ３４が接続される。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３０の開口部から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３０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。
【００３８】
従って、この実施形態では注入井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３０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。
【００３９】
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。勿論、この実施形態にあっても廃棄物埋立地盤および汚染物質が拡散された自然地盤のいずれにあっても有効であることはいうまでもない。
【００４０】
図４は本発明の第３実施形態を示し、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。同図は浄化装置の要部を示す断面図である。
【００４１】
即ち、この実施形態の浄化方法は、注入井１４の噴出口１４ａを汚染地盤１２中で昇降自在とし、浄化促進成分の注入位置を上下方向に調整するようにしたもので、上記注入井１４は、汚染地盤１２中に配置される部分の外周を内外方向に連通するガイド管４０で囲繞するとともに、該ガイド管４０内に上記注入井１４の噴出口１４ａを昇降可能に配置し、該噴出口１４ａの上下位置を調整自在に構成してある。
【００４２】
上記ガイド管４０の内外方向に連通する構造としては、該ガイド管４０の全長に亘って上下方向に形成されるスリットを周方向に複数形成して構成される。この場合、スリットで分割された管体は適宜位置で互いに連結される。また、多孔板でガイド管４０を形成することによっても達成される。
【００４３】
上記注入井１４は上記ガイド管４０より長く形成され、噴出口１４ａがガイド管４０の最深部に位置した状態で、注入井３０の上端部が地上に突出されるようにし、この突出された上端部に高圧間欠注入装置１６が取り付けられる。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が取り付けられ、該パッカー４２がガイド管４０の内周に摺動自在に密接されることにより、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中に吹き込まれるようになっている。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、ガイド管４０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することができる。
【００４４】
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。
【００４５】
図５は本発明の第４実施形態を示し、上記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。同図は浄化装置の要部を示す断面図である。図示するように、この第４実施形態では、前述の実施形態における吸入井３０に代えて、汚染地盤１２上方の地表部に吸引パイプ４２を縦横に敷設するとともに、当該地表部をシート部材４４で覆っており、上記吸引パイプ４２は地表部とシート部材４４との間に介在されている。また上記シート部材４４の周縁部４４ａは所定幅で地表面下に埋められている。
【００４６】
従って、このような構成でなる当該第４実施形態の浄化装置では、汚染地盤１２の上方の地表部を覆ってシート部材４４を設けることで、地盤１２中から地表部に噴出するガス状物質が大気中に拡散してしまうことを防止できるとともに、該シート部材４４と地表部との間に設けた吸引パイプ４２で地表部に噴出したガス状物質を吸引回収するので、前記同様に大気汚染を防止しつつ地盤１２の浄化が行え、しかも前述の実施形態のように吸引井を地盤中に挿入する場合に比して、施工が容易でコストの大幅な低減が図れる。
【００４７】
なお、図５においては図示していないが、この実施形態にあっても図４の場合と同様に、注入井１４は汚染地盤１２中に配置される部分の外周を内外方向に連通するガイド管で囲繞するとともに、該ガイド管内に上記注入井１４の噴出口１４ａを昇降可能に配置し、該噴出口１４ａの上下位置を調整自在に構成して、注入井１４の噴出口１４ａを汚染地盤１２中で昇降自在とし、浄化促進成分の注入位置を上下方向に調整可能に構成しても良いことはもちろんである。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法および浄化装置では、浄化促進成分が高圧間欠注入装置によって注入井の噴出口から汚染地盤中に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をもって超高圧で注入され、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、浄化促進成分をより遠くかつより広い範囲に分散して到達させることができる。従って、１基当たりの注入井の浄化領域を大幅に拡大できることにより、浄化装置全体の注入井の本数を削減して構成を簡単にできる。また、浄化促進成分の爆発的注入が間欠的に繰り返されることにより、注入の度に地盤の堆積状況に変化を及ぼして地盤全体をほぼ均一に浄化することができるとともに、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。
【００４９】
また、本発明の請求項２および請求項６に示す汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法および浄化装置では、注入井から浄化促進成分を汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に注入しつつ、吸収井から地盤中のガス状物質を吸引するので、浄化促進成分をより拡散し易くできるとともに、分解ガスや余剰ガス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、これを浄化処理した後に放出できるため、大気汚染を防止することができる。
【００５０】
更に、本発明の請求項３に示す汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法では、上記浄化促進成分が空気や過酸化水素やオゾン等の酸素含有物質、分解微生物、分解微生物を活性化する栄養源、などの汚染物質の浄化を促進する成分であるため、広い範囲の汚染物質の種類に対して有効となり、各種汚染物質に即した浄化を適正に行うことができる。
【００５１】
また、本発明の請求項７に示す浄化装置では、汚染地盤や廃棄物埋立地盤の地表部を覆ってシート部材を設けることで、地盤中から地表部に噴出するガス状物質が大気中に拡散してしまうことを防止するとともに、該シート部材と地表部との間に設けた吸引パイプで地表部に噴出したガス状物質を吸引回収するので、前記同様に大気汚染を防止しつつ地盤の浄化が行え、しかも吸引井を地盤中に挿入する場合に比して、施工が容易でコストの低減が図れる。
【００５２】
更にまた、本発明の請求項４および請求項８に示す汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法および浄化装置では、１つの注入井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ため、汚染地盤や廃棄物埋立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、地盤の浄化をその深度方向に均等化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の要部を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の他の実施形態の要部を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の要部を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態の要部を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態の要部を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ 浄化装置
１２，１２ａ 汚染地盤
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 吸引井
３６ 排出ガス浄化装置
４０ ガイド管
４２ 吸引パイプ
４４ シート部材
Claims (8)
- 汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入した注入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、この注入井の噴出口から超高圧の浄化促進成分を該汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に吹き込む汚染地盤の浄化方法であって、
該注入井の上端には、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えた高圧間欠注入装置を接続するとともに、
該高圧間欠注入装置の吐出側の供給経路には、これに連通させて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を設けて、該浄化促進成分を圧搾空気とともに汚染地盤中に噴射注入する、
ことを特徴とする汚染地盤の浄化方法。 - 汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入した注入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、この注入井の噴出口から超高圧の浄化促進成分を該汚染地盤中に吹き込むとともに、汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入した吸引井から地盤中のガス状物質を回収し、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汚染地盤の浄化方法であって、
該注入井の上端には、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えた高圧間欠注入装置を接続するとともに、
該高圧間欠注入装置の吐出側の供給経路には、これに連通させて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を設けて、該浄化促進成分を圧搾空気とともに汚染地盤中に噴射注入する、
ことを特徴とする汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法。 - 上記浄化促進成分は、空気や過酸化水素やオゾン等の酸素含有物質、分解微生物、分解微生物を活性化する栄養源、などの汚染物質の浄化を促進する成分であることを特徴とする請求項１または２に記載の汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化方法。
- 上記注入井の噴出口を汚染地盤や廃棄物埋立地盤中で昇降自在とし、上記浄化促進成分の注入位置を上下方向に調整することを特徴とする請求項１〜３に記載の汚染地や廃棄物埋立地盤盤の浄化方法。
- 汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される注入井と、この注入井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を備えて、上記注入井の噴出口から圧搾空気とともに浄化促進成分を汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に吹き込む汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置であって、
該高圧間欠注入装置は、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えていることを特徴とする汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置。 - 汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される注入井と、この注入井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、上記注入井に所定間隔をあけて汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される吸引井と、該吸引井で回収した地盤中のガス状物質を浄化処理して無害化する排出ガス浄化設備とを備えた汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置であって、
該高圧間欠注入装置は、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えていることを特徴とする汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置。 - 汚染地盤や廃棄物埋立地盤に挿入される注入井と、この注入井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、地表部に噴出した地盤中のガス状物質が拡散するのを防止すべく該地表部を覆って設けられたシート部材と、該シート部材と地表部との間に設けられて噴出したガス状物質を吸引回収する吸引パイプと、該吸引パイプで回収したガス状物質を浄化処理して無害化する排出ガス浄化設備とを備えた汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置であって、
該高圧間欠注入装置は、エアコンプレッサで発生される高圧の圧搾空気が供給管を介して導入されるタンクと、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すると瞬時に閉弁して、圧搾空気を短い間欠タイミングでパルス状に排出する間欠バルブとを備えている、
ことを特徴とする汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置。 - 上記注入井は、汚染地盤や廃棄物埋立地盤中に配置される部分の外周を内外方向に連通するガイド管で囲繞するとともに、該ガイド管内に上記注入井の噴出口を昇降可能に配置し、該噴出口の上下位置を調整自在としたことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の汚染地盤や廃棄物埋立地盤の浄化装置。
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