JP3809579B2 - 汚染土壌改良方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は汚染土壌改良方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、工場地帯やガソリンスタンド、クリーニング工場等の跡地にビルやマンションなどを建設する場合、跡地に精密部品の洗浄などに用いられたトリクロロエチレンやテトラクロロエチレン、ベンゼン等の発ガン性物質が、適正に廃棄されずに地下へ浸透して土壌や地下水が汚染されていることが表面化してきた。
【0003】
このようにトリクロロエチレン等の化学物質により土壌が汚染されている場所は全国で44万ケ所以上もあるといわれ、これらの跡地を再利用する場合に、汚染された土壌を浄化する必要がある。この土壌浄化方法としては、汚染土壌を掘り出して、これを焼却して、含有している汚染物質を除去してから埋戻す方法や、セメントスラリーを高圧噴射撹拌置換工法によって、汚染土壌を固化させたセメントに置き換える方法が採られている。
【0004】
しかしながら、汚染土壌を掘り出して焼却しから埋戻す方法は、建物に近接している場所では採用できず、また作業も大掛かりとなるので処理コストが高くなる問題がある。またセメントスラリーの高圧噴射撹拌置換工法では、地中に固化した大量のセメント層が埋設された状態となるので、地下水がセメント成分により汚染され、地下水脈を遮断したり地盤沈下などの問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を改善し、簡易な方法で、且つ安価に汚染土壌を改良することができ、スラリー状炭化吸着剤に置き換えることにより、有害物質を吸着させて土壌や水質の浄化を図ると共に、地中から排出した汚染土壌の浄化を行なう汚染土壌改良方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の汚染土壌改良方法は、地表から汚染土壌に達する孔を地中に開け、ここから水とエアーおよび置換埋設物質を噴射する噴射ノズルを先端側に取付けた多重管構造の噴射管を地中に挿入し、噴射管を回転させながら引き上げて、噴射ノズルから水とエアーを噴射して土壌を攪拌し、スラリー状になった土壌を前記孔と噴射管との間から地上に排出すると共に、前記水とエアーの噴射ノズルより下方に設けた噴射ノズルから置換埋設物質としてスラリー状炭化吸着剤を噴射して、排出した土壌の空間部にスラリー状炭化吸着剤を埋設することを特徴とするものである。
【0007】
本発明の請求項2記載の汚染土壌改良方法は、スラリー状炭化吸着剤として、竹炭または木炭もしくは活性炭などの炭化吸着剤の微粉を水に混和したものを用いることを特徴とするものである。請求項3記載の汚染土壌改良方法は、スラリー状炭化吸着剤と、更に置換埋設物質としてセメントミルクまたはスラリー状土壌を交互に噴射して、炭化物層を層状に形成することを特徴とするものである。
【0008】
更に請求項4記載の汚染土壌改良方法は、地上に排出されたスラリー状土壌を、更にタンク内に送って、ここでエアーを噴射してエアーバブリングを行ない、土壌に含まれる汚染ガスを大気中に放出して除去することを特徴とするものである。
【0009】
本発明の請求項5記載の汚染土壌改良方法は、請求項4においてエアーバブリングするタンクが、スラリー状土壌をタンク内に吸引する真空ポンプとエアー噴射装置を備えたバキューム車に取付けられていることを特徴とするものである。更に請求項6記載の汚染土壌改良方法は、請求項4においてエアーバブリングにより土壌に含まれる汚染ガスを放出して除去したスラリー状土壌を、更にマッドスクリーンに通して、固形物を除去することを特徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図1ないし図3を参照して詳細に説明する。先ず予め地質調査を行ない汚染されている土壌の範囲を調査する。この調査結果に基づいて、対象地点に図1に示すようにプラント1を設置し、ボーリングを行なって地表から孔2を開ける。次に、ラフタークレーンで噴射管3を吊り下げて孔2内に挿入し、噴射管3の上部を回転マシーン4に保持する。
【0011】
プラント1は、竹炭粉6を保管するサイロ7と、スラリープラント8と、これに隣接する水槽9と、この内部に設置された水中ポンプ10と、高圧ポンプ11、エアーコンプレッサー12、およびこれらを駆動させる発電機13とから構成されている。
【0012】
前記噴射管3は二重管構造に形成され、先端側に水15とエアー16を同時に噴射する噴射ノズル18aと、この下部に置換埋設物質となるスラリー状竹炭粉17を噴射する噴射ノズル18bが形成されている。また二重管構造の噴射管3は、上部にスイベル19を介してプラント1の高圧ポンプ11とエアーコンプレッサー12に接続されている。
【0013】
上記装置により汚染土壌を改良する方法を図2を参照して説明する。先ずプラント1のサイロ7に竹炭粉6を投入し、水槽9に水15を供給する。次に水15を水中ポンプ10でスラリープラント8に送ると共に、サイロ7から竹炭粉6を送って、ここで竹炭粉6と水15を撹拌混合してスラリー状竹炭粉17を製造する。
【0014】
ここで製造されたスラリー状竹炭粉17を高圧ポンプ11で二重管で構成された噴射管3の上部から供給すると共に、エアーコンプレッサー12からのエアー16と、高圧ポンプ11からの水15を噴射管3に供給する。噴射管3は図1に示すように、回転マシーン4で回転しながら引き上げられていく。この状態で、噴射管3は回転しながら上部の噴射ノズル18aから水15とエアー16が高圧で噴射されて汚染土壌20を撹拌し、これをスラリー状にする。スラリー状汚染土壌20Aは孔2と噴射管3の間を通って地表に排出される。この時、噴射ノズル18aから例えば圧力400Kgで毎分7トンの水15を噴射する。この水15とエアー16を噴射ノズル18aを回転させながら高圧噴射すると直径2m程度の範囲まで撹拌される。
【0015】
一方、噴射管3の先端の噴射ノズル18bからスラリー状竹炭粉17を噴射すると、スラリー状汚染土壌20Aに替わってスラリー状竹炭粉17が充填されていく。この場合、スラリー状竹炭粉17は例えば、圧力70〜200Kgで毎分180リットルの竹炭粉6を噴射する。
【0016】
このように水15とエアー16を高圧で噴射して汚染土壌20を撹拌しながら、この下方でスラリー状竹炭粉17を噴射して置換させながら図3に示すように噴射管3を引き上げていく。この場合、噴射管3の回転速度は1分間に6回程度で、引き上げ速度は1分間に2.5cm程度が好ましい。この結果、地中の汚染土壌20は、スラリー状汚染土壌20Aとなって外部に排出され、排出された部分はスラリー状竹炭粉17に置換されて土壌が改良される。
【0017】
竹炭粉6は、トリクロロエチレンなどの化学物質を吸着する能力に優れ、これが地中に存在すると、地中に残留する化学物質を吸着して土壌を浄化することができる。また地下水が竹炭粉6を通過すると、ここで各種の物質が吸着され、地下水を浄化する作用もあり、従来のセメントスラリーを固化させたもののように地下水の汚染がない。更に竹炭粉6は透水性が優れているので地下水脈を遮断する恐れがなく、またセメントに比べて安価であり施工費用を安くすることもできる。
【0018】
また孔2から排出されたスラリー状汚染土壌20Aはバキューム車22で処理施設に運搬し、ここで有害物質を除去して再利用する。なおスラリー状汚染土壌20Aは攪拌過程で、噴射したスラリー状竹炭粉17が一部混合するので、排出されたスラリー状汚染土壌20Aには竹炭粉6が含まれており、この吸着作用により、後処理も容易となる。
【0019】
図4は本発明の他の実施の形態を示すもので、噴射管3を引き上げながら汚染土壌20を攪拌する過程で、噴射ノズル18bからスラリー状竹炭粉17とセメントスラリー23を交互に噴射し、スラリー状竹炭粉17を層状に形成したものである。これはセメントスラリー23が固化して地盤強度が増すと共に、透水性のあるスラリー状竹炭粉17が層状に形成されているので、地下水脈を遮断することがない。なおこの場合、セメントスラリー23の代わりにスラリー状土壌を噴射しても良い。
【0020】
図5は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、バキューム車22のタンク24内にエアー噴出装置25を設け、このタンク24の底部に真空ポンプ26を接続し、更にこの排気側に活性炭28を設けたものである。この装置では、真空ポンプ26によりタンク24の底部から吸引すると、タンク24内が減圧状態となって、ここに接続したホース27から、地表に排出されたスラリー状汚染土壌20Aを吸引して、タンク24内に導く。
【0021】
ここでエアー噴出装置25からエアーを噴出して、吸引したスラリー状汚染土壌20Aをエアーバブリング(ばっ気)すると、スラリー状汚染土壌20Aに含まれている揮発性のトリクロロエチレンなどの化学物質が放出される。また放出されたガス状の化学物質は、更に活性炭28で吸着除去され、無害化されて大気中に放出される。
【0022】
従ってこのバキューム車22を現場に持ち込んで、排出されたスラリー状汚染土壌20Aをその場で浄化処理することができる。この場合、浄化したスラリー状土壤をスラリー状竹炭粉17に混ぜて噴射ノズル18bから噴射して地中に戻して再利用することもできる。なおトリクロロエチレンとテトラクロロエチレンを含むスラリー状汚染土壌を20m3 、ばっ気空気量5t/分でエアーバブリングを行ない、その減少状態を測定したところ図6に示すように30分で、トリクロロエチレンは230分の1、テトラクロロエチレンは125分の1に急激に減少していた。
【0023】
図7は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、設置形のエアーバブリングするタンク24とマッドスクリーン31を併設したものである。このタンク24の内部にはエアー噴出装置25と水中ミキサー29が設けられ、地上に排出されたスラリー状汚染土壌20Aをタンク24の上部から投入し、ここでエアーバブリングすると共に、水中ミキサー29で攪拌することにより、更に効率よく揮発性の化学物質が除去される。
【0024】
エアーバブリングされたスラリー状汚染土壌20Aは、サンドポンプ30により隣接するマッドスクリーン31に送られ、ここで固形物が除去されて滑らかなスラリー状となってタンク24内に流入し、ここで交互に設置した邪魔板32を通過することにより更に滑らかなスラリー状にすることができる。
【0025】
なお上記説明では炭化吸着剤として、竹炭を用いた場合について説明したが、木炭または活性炭などを用いても良い。
【0026】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る請求項1記載の汚染土壌改良方法によれば、噴射管を回転させながら引き上げて、噴射ノズルから水とエアーを噴射して土壌を攪拌し、スラリー状になった土壌を前記孔と噴射管との間から地上に排出すると共に、前記水とエアーの噴射ノズルより下方に設けた噴射ノズルから置換埋設物質としてスラリー状炭化吸着剤を噴射して、排出した土壌の空間部にスラリー状炭化吸着剤を埋設する簡易な方法で、且つ安価に汚染土壌を改良することができ、スラリー状炭化吸着剤に置き換えることにより、有害物質を吸着させて土壌と水質の浄化を図ると共に、透水性により地下水脈の遮断も防止することができる。
【0027】
また請求項2記載の汚染土壌改良方法によれば、スラリー状炭化吸着剤として、竹炭または木炭もしくは活性炭などの炭化吸着剤の微粉を水に混和したものを用いるので、安価で吸着性と透水性に優れている。また請求項3記載の汚染土壌改良方法によれば、スラリー状炭化吸着剤と、更に置換埋設物質としてセメントミルクまたはスラリー状土壌を交互に噴射して、炭化物層を層状に形成するので、地下水脈を遮断することなく、地盤強度を向上させることができる。
【0028】
また請求項4記載の汚染土壌改良方法によれば、地上に排出されたスラリー状土壌を、更にタンク内に送って、ここでエアーを噴射してエアーバブリングを行ない、土壌に含まれる揮発性の汚染ガスを効率よく大気中に放出して浄化し、土壤を再利用することができる。
【0029】
また請求項5記載の汚染土壌改良方法によれば、エアーバブリングするタンクが、スラリー状土壌をタンク内に吸引する真空ポンプとエアー噴射装置を備えたバキューム車に取付けられているので、バキューム車を現場に持ち込んで、揮発性の化学物質を現場で除去することができる。また請求項6記載の汚染土壌改良方法によれば、エアーバブリングにより土壌に含まれる汚染ガスを放出して除去したスラリー状土壌をマッドスクリーンに通して固形物を除去するので、土壌を更に滑らかなスラリー状にして、再利用し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による汚染土壌を改良している状態を示す断面図である。
【図2】図1の装置により汚染土壌を改良する方法を工程に従って示すブロック図である。
【図3】図1の状態から噴射管を引き上げながら土壌を置換している状態を示す断面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態によるスラリー状竹炭粉とセメントスラリーを層状に形成した状態を示す断面図である。
【図5】本発明の異なる他の実施の形態によるタンクにエアー噴出装置を設けたバキューム車を示す側面図である。
【図6】エアーバブリングによるトリクロロエチレンとテトラクロロエチレンの減少状態を示すグラフである。
【図7】本発明の異なる他の実施の形態によるエアー噴出装置を設けたタンクと、これに併設したマッドスクリーンを示す断面図である。
【符号の説明】
1 プラント
2 孔
3 噴射管
4 回転マシーン
6 竹炭粉
7 サイロ
8 スラリープラント
9 水槽
10 水中ポンプ
11 高圧ポンプ
12 エアーコンプレッサー
13 発電機
15 水
16 エアー
17 スラリー状竹炭粉
18a、18b 噴射ノズル
20 汚染土壌20
20Aスラリー状汚染土壌
22 バキューム車
23 セメントスラリー
24 タンク
26 真空ポンプ
27 ホース
28 活性炭
29 水中ミキサー
30 サンドポンプ
31 マッドスクリーン
32 邪魔板
Claims (6)
- 地表から汚染土壌に達する孔を地中に開け、ここから水とエアーおよび置換埋設物質を噴射する噴射ノズルを先端側に取付けた多重管構造の噴射管を地中に挿入し、噴射管を回転させながら引き上げて、噴射ノズルから水とエアーを噴射して土壌を攪拌し、スラリー状になった土壌を前記孔と噴射管との間から地上に排出すると共に、前記水とエアーの噴射ノズルより下方に設けた噴射ノズルから置換埋設物質としてスラリー状炭化吸着剤を噴射して、排出した土壌の空間部にスラリー状炭化吸着剤を埋設することを特徴とする汚染土壌改良方法。
- スラリー状炭化吸着剤として、竹炭または木炭もしくは活性炭などの炭化吸着剤の微粉を水に混和したものを用いることを特徴とする請求項1記載の汚染土壌改良方法。
- 請求項1においてスラリー状炭化吸着剤と、更に置換埋設物質としてセメントミルクまたはスラリー状土壌を交互に噴射して、炭化物層を層状に形成することを特徴とする汚染土壌改良方法。
- 請求項1において地上に排出されたスラリー状土壌を、更にタンク内に送って、ここでエアーを噴射してエアーバブリングを行ない、土壌に含まれる汚染ガスを大気中に放出して除去することを特徴とする汚染土壌改良方法。
- 請求項4においてエアーバブリングするタンクが、スラリー状土壌をタンク内に吸引する真空ポンプとエアー噴射装置を備えたバキューム車に取付けられていることを特徴とする汚染土壌改良方法。
- 請求項4においてエアーバブリングにより土壌に含まれる汚染ガスを放出して除去したスラリー状土壌を、更にマッドスクリーンに通して、固形物を除去することを特徴とする汚染土壌改良方法。
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