JP3843238B2

JP3843238B2 - 汚染浄化方法

Info

Publication number: JP3843238B2
Application number: JP2002046387A
Authority: JP
Inventors: 勇雄三浦; 脩千葉; 俊郎板谷; 岳夫金沢; 公石倉; 伸一山上
Original assignee: Mayekawa Manufacturing Co; Toda Corp
Current assignee: Mayekawa Manufacturing Co; Toda Corp
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: JP2003245649A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染浄化方法に関し、特に、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の汚染物質等により汚染された土壌や地下水等の環境を浄化するための汚染浄化方法に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、汚染物質、特にトリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の有機塩素化合物等（以下ＶＯＣ）による土壌や地下水等の環境の汚染が指摘されている。
【０００３】
そのため、環境汚染に対する種々の対策がなされている。
【０００４】
例えば、゜汚染された環境に対する対策として、汚染された環境から汚染物質を隔離し、あるいは、取り除くことで、環境を元の状態に修復する方法が行われている。
【０００５】
このような方法としては、大別すると、封じ込め槽を形成してそこに汚染土壌を封じ込める封じ込め法、対象地を掘削して対象地内あるいは対象地外で汚染物質の分離、分解等を行う外部処理法、対象地の原位置で汚染物質の分解、抽出を行う原位置浄化法などがある。
【０００６】
封じ込め法は、汚染源の隔離、拡散防止、低〜高濃度に対応可能であるが、汚染源の残存、薬剤の再不溶化、封じ込め槽破損、適切な維持管理、半永久的なモニタリング等が必要となるという問題がある。
【０００７】
外部処理法としては、汚染物質を分離処理する分級洗浄、加熱処理、乾燥処理、ホットソイル工法、汚染物質を分解処理する化学的分解、熱分解、バイオレメディエーションなどがある。
【０００８】
しかし、対象地内で処理する場合は、仮設設備を設けるだけの敷地が必要となり、また対象地外で処理する場合では作業手間や運搬費などがかかり、さらに、濃縮分離された汚染物質については分解、中和沈殿、吸着などの対策が必要となるという問題がある。
【０００９】
原位置浄化法としては、汚染物質を分解処理するバイオレメディエーション、土壌還元、鉄粉法、汚染物質を抽出処理する地下水揚水、土壌ガス吸引、電気処理等があり、汚染物質を無害化するため、汚染源の残存がなく有効な土地利用を図ることができる。
【００１０】
しかし、汚染物質の濃度に制限があったり、土壌特性の影響により浄化効率の低下及び工期の長期化によりランニングコストが高価になるという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、原位置で浄化を行い、しかも、汚染土壌等の汚染対象物の浄化効率の向上と、工期の短縮化及び低コスト化を図ることのできる汚染浄化方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の汚染浄化方法は、汚染対象物の存在する地盤を掘削して前記汚染対象物に達する削孔を形成する工程と、前記削孔内に凍結剤を注入して前記削孔周辺を凍結させ、この凍結によって前記削孔周辺の汚染物質を前記削孔の周囲に引き寄せる工程と、前記削孔の周囲に引き寄せた汚染物質を除去する工程とを含む汚染浄化方法であって、前記凍結剤に液化炭酸または固体炭酸を用い、前記削孔を形成した後、前記液化炭酸または固体炭酸を注入する前に、前記削孔内に前記液化炭酸または固体炭酸と前記削孔内壁との直接接触を防止する底部解放の管を挿入する工程と、凍結後に液化炭酸または固体炭酸を削孔内に残して前記削孔内から前記管を抜き取り、前記削孔周辺で凍結した汚染対象物を解凍し、解凍時に液化炭酸または固体炭酸から発生する炭酸ガスを削孔内壁に作用させて汚染物質の揮発及び溶出速度を促進する工程と、前記削孔内及び周囲の汚染物質を回収して除去する工程と、をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、汚染対象物に達する削孔を形成して、凍結剤を用いて削孔側面層を凍結させると、凍結土壌周辺の水や汚染物資が引き寄せられ、不凍水やＶＯＣ等の汚染物質層が形成されることとなり、この削孔の周辺に引き寄せた不凍水や汚染物質等を通常のガス吸引・揚水ばっ気処理等を用いることで、汚染対象物中の汚染物質を除去することができる。
【００１４】
従って、原位置で簡単に汚染対象物を浄化することができ、簡略な構成とすることができる。
【００１５】
また、通常のガス吸引・揚水ばっ気処理などに比べて、削孔の周囲に汚染物質を引き寄せることができるため、処理個所数が少なく、浄化効率が向上し、工期を大幅に短縮することができる。
【００１６】
さらに、他の分解、抽出等の浄化方法に比べて、ランニングコストが低く、迅速な処理を行うことができる。
【００１８】
また、凍結した汚染土壌を解凍させ、液化炭酸または固体炭酸と土壌中の水分とが反応し、その際発生する炭酸ガスを利用して不凍水や汚染物質の揮発及び溶出速度を促進することができる。
【００２０】
さらに、管によって凍結剤が削孔内壁と直接接触して削孔周囲を凍結することがなく、管を介して凍結させることとなるため、削孔周囲の凍結時間を管によって調整することができる。
【００２１】
また、凍結剤に液化炭酸または固体炭酸を用いる場合、液化炭酸または固体炭酸が注入される際に、削孔内壁の水と直接接触して反応し、炭酸ガスが発生してしまうのを防止することができる。
【００２３】
さらに、削孔内から管を抜き取って解凍することで、液化炭酸または固体炭酸と削孔内壁とを接触させた状態で効率よく解凍することができる。
【００２４】
特に、凍結した汚染土壌の解凍時に液化炭酸または固体炭酸より発生する炭酸ガスを直接削孔の内壁に作用させて汚染物質の揮発及び溶出速度を促進することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図１〜図５は、本発明の一実施の形態に係る汚染浄化方法を示す図である。
【００３３】
この汚染浄化方法は、本実施の形態では、汚染土壌の浄化方法について説明するが、汚染地下水等にも適用できるものである。
【００３４】
まず、図１に示すように、汚染対象物である汚染土壌１０の存在する地盤１２を掘削機１４により掘削して汚染土壌１０に達する削孔１６を形成する。
【００３５】
この場合、掘削に先立って、ボーリング等を行い汚染土壌１０の範囲や深さを調査しておき、それに従って削孔１６の掘削を行う。
【００３６】
次いで、図２に示すように、削孔１６内に、削孔１６とほぼ同径の管１８を挿入する。
【００３７】
この管１８は、金属製のものでも、合成樹脂製のものでも採用することができる。
【００３８】
また、金属製の管１８の場合には、熱伝導率の異なるものを種々選択して採用することができる。
【００３９】
これによって、削孔１６周辺の凍結時間を調整するとができる。
【００４０】
次に、図３に示すように、削孔１６、具体的には管１８内に凍結剤として液化炭酸２０を注入して、削孔１６の周囲（側面層）を凍結させる。
【００４１】
この凍結によって削孔１６周辺の汚染物質２２が削孔１６の周囲に引き寄せられることとなる。
【００４２】
この汚染物質２２が凍結によって削孔１６周辺に引き寄せられるという現象は、寒冷地において気温が０℃以下になると土壌の表面が凍結し、周辺の土壌水が凍結面へ移動し、氷の層を形成する現象として知られている。
【００４３】
この凍上現象は、凍結面へ土壌水が移動してくるのが原因であることが突き止められているが、なぜ凍結面へ土壌水が移動するのかはよくわかっていないのが現状である。
【００４４】
これは、おそらく凍土中に、凍りたくても凍れない不凍水が土壌粒子表面に残っており、それが凍結面に引き寄せられるらしいと考えられている。
【００４５】
そして、この現象を用い、汚染土壌１０を掘削し、その削孔１６内に液化炭酸２０を注入し、削孔１６の側面層を凍結させると、土壌周辺の水やＶＯＣ等の汚染物質２２が引き寄せられ、不凍水や汚染物質層２４が形成されることとなる。
【００４６】
次に、図４に示すように、液化炭酸２０を土壌中に残し、管１８を削孔１６内から抜き取る。
【００４７】
この場合、管１８の底部は開放された状態となっている。
【００４８】
この状態で、凍結した汚染土壌１０を解凍し、その際液化炭酸２０から発生する炭酸ガスを利用し、不凍水や汚染物質層２４の溶出速度を促進するとともに、図５に示すように、真空ポンプ２６により削孔１６内の汚染物質２２を気液分離層２８へと吸引し、さらに活性炭吸着装置３０へと送り、浄化した後、排気するようにしている。
【００４９】
また、地下水が汚染されている場合は、図示せぬ揚水ポンプを用い、ばっ気処理装置３２に取り出し、ばっ気処理して浄化された処理水を排出するとともに、汚染ガスをブロワー３４にて活性炭吸着装置３０へと送り浄化して排気するようにしている。
【００５０】
このように、汚染土壌１０を掘削し、液化炭酸２０を用いて削孔１６の側面層を凍結させて不凍水や汚染物質２２を引き寄せ、周辺の不凍水や汚染物質２２の溶出速度を促進させて、ガス吸引、揚水ばっ気処理することにより、通常のガス吸引、揚水ばっ気処理に比べて処理個所数と工期、コストを大幅に減少することができる。
【００５１】
図６には、本発明の他の実施の形態に係る汚染浄化方法を示す。
【００５２】
この汚染浄化方法は、前記実施の形態における図３の管１８に液化炭酸２０を注入して掘削１６の側面層を凍結させる工程までは共通した状態となっており、この液化炭酸２０による凍結後、管１８と液化炭酸２０及び管１８周囲の汚染土壌１０ごと取り出して汚染物質２２を回収、除去するようにしている。
【００５３】
このようにすることで、油や重金属、ＶＯＣ等を含む汚染物質２２の浄化に適したものとすることができる。
【００５４】
図７及び図８には、本発明のさらに他の実施の形態に係る汚染浄化方法を示す。
【００５５】
この汚染浄化方法では、図１〜図３に示すように削孔１６を掘削し、この削孔１６内に管１８を挿入し、さらに、削孔１６内に液化炭酸２０を注入して削孔１６の側面層を凍結させ、不凍液や汚染物質２２を削孔１６の周囲に引き寄せた後、図７に示すように、管１８及び管１８内の液化炭酸２０を抜き取る。
【００５６】
この場合、管１８の底部は閉じた状態となっている。
【００５７】
次いで、管１８及び液化炭酸２０を抜き取った削孔１６内に紫外線ランプ４２を挿入し、削孔１６の周囲に引き寄せられた汚染物質２２を紫外線により分解除去するようにしている。
【００５８】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【００５９】
例えば、前記実施の形態では、凍結剤として液化炭酸を用いているが、固体炭酸を用いてもよく、あるいは、炭酸ガスを用いる必要がない場合には、液体窒素などの凍結剤を用いることができる。
【００６０】
また、液化炭酸と削孔内の水との反応を考慮する必要がない場合には、削孔内に管を挿入するのを省略することもできる。
【００６１】
さらに、図８では削孔内に紫外線ランプを挿入して汚染物質を分解除去するようにしているが、他の分解除去手段、例えば、化学的分解除去、鉄粉分解除去、ナノカーボン、バイオレメディエーションによる分解除去、加熱分解除去等を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における削孔の形成状態を示す断面図である。
【図２】図１において形成された削孔に管を挿入した状態を示す断面図である。
【図３】図２の状態から管内に液化炭酸を注入して凍結させた状態を示す断面図である。
【図４】図３の状態から管を取り出した状態を示す断面図である。
【図５】図４の状態から凍結した液化炭酸を解凍させ、ガス吸引、揚水ばっ気処理を行っている状態を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る汚染浄化方法を示す断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態に係る汚染浄化方法の凍結後に管及び凍結した液化炭酸を取り出した状態を示す断面図である。
【図８】図７の状態から削孔内に紫外線ランプを挿入して浄化を行う状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０汚染土壌
１２地盤
１６削孔
１８管
２０液化炭酸
２２汚染物質
２８気液分離層
３０活性炭吸着装置
３２ばっ気処理装置
４２紫外線ランプ

Claims

汚染対象物の存在する地盤を掘削して前記汚染対象物に達する削孔を形成する工程と、
前記削孔内に凍結剤を注入して前記削孔周辺を凍結させ、この凍結によって前記削孔周辺の汚染物質を前記削孔の周囲に引き寄せる工程と、
前記削孔の周囲に引き寄せた汚染物質を除去する工程とを含む汚染浄化方法であって、
前記凍結剤に液化炭酸または固体炭酸を用い、
前記削孔を形成した後、前記液化炭酸または固体炭酸を注入する前に、前記削孔内に前記液化炭酸または固体炭酸と前記削孔内壁との直接接触を防止する底部解放の管を挿入する工程と、
凍結後に液化炭酸または固体炭酸を削孔内に残して前記削孔内から前記管を抜き取り、
前記削孔周辺で凍結した汚染対象物を解凍し、解凍時に液化炭酸または固体炭酸から発生する炭酸ガスを削孔内壁に作用させて汚染物質の揮発及び溶出速度を促進する工程と、
前記削孔内及び周囲の汚染物質を回収して除去する工程と、
をさらに含むことを特徴とする汚染浄化方法。