JP4374951B2 - Purification method and system for hardly air permeable and contaminated soil - Google Patents
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Description
本発明は、難透気透水性汚染土壌に存在する汚染物質を回収浄化する浄化方法及びシステムに関する。 The present invention relates to a purification method and system for recovering and purifying contaminants present in hardly permeable and air permeable contaminated soil.
工場跡地の土壌内には、トリクロロエチレンなどで代表される揮発性有機塩素化合物、燃料油や機械油、ダイオキシン類、あるいはカドミウム、鉛、銅、亜鉛、ニッケル、クロムなどの重金属といったさまざまな汚染物質が土壌に混入していることがある。 Various pollutants such as volatile organic chlorine compounds such as trichlorethylene, fuel oils and machine oils, dioxins, and heavy metals such as cadmium, lead, copper, zinc, nickel and chromium are found in the soil of the factory site. May be in the soil.
かかる汚染物質で汚染された汚染土をそのまま放置すると、該土に混入している汚染物質が周囲に拡散し、周辺住民の生活に支障を来すとともに、雨水によって土粒子から遊離した場合には、地下水等に混入して水質を汚濁させる原因ともなる。そのため、上述した汚染物質で汚染された土については、さまざまな方法を使って浄化しなければならない。 If the contaminated soil contaminated with such contaminants is left as it is, the contaminants mixed in the soil will diffuse to the surroundings, hindering the lives of the surrounding residents, and if they are released from the soil particles by rainwater In addition, it may cause contamination of groundwater by contaminating water quality. Therefore, the soil contaminated with the above-mentioned pollutants must be cleaned using various methods.
土壌内の汚染物質を原位置で浄化処理する方法としては、従来からさまざまな方法が開発されており、土壌ガス吸引法、汚染土壌に注水しこれを揚水して地上で処理するいわゆる通水洗浄法、空気を送り込んでその気泡に汚染物質を連行させる、いわゆる気泡連行浄化法、空気圧入とガス吸引を組み合わせたエアスパージング法、土中菌の微生物活性を利用したバイオレメディエーションによる方法など多種多様な方法が知られている。
しかしながら、汚染物質が粘土層やシルト層といった難透気透水層に存在する場合には上述した方法を採用することができない。すなわち、これらの難透気透水層は、透気性及び透水性が悪いため、汚染物質が入り込む懸念は比較的少ないものの、かかる難透気透水層にいったん汚染物質が混入すると、上述したように透気性及び透水性が悪いことがかえって浄化の支障となり、難透気透水層内から汚染物質を回収することがきわめて困難になるという問題を生じていた。 However, when the pollutant is present in a hardly air permeable water permeable layer such as a clay layer or a silt layer, the above-described method cannot be employed. That is, since these hardly permeable air permeable layers have poor air permeability and water permeability, there is relatively little concern about the entry of contaminants. However, once the contaminants are mixed into the hardly permeable air permeable layer, as described above. On the other hand, the poor tempering and water permeability impeded purification, which caused the problem that it was very difficult to recover the pollutants from the hardly permeable air permeable layer.
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、難透気透水層に存在する汚染物質を確実かつ効率的に回収可能な難透気透水性汚染土壌の浄化方法及びシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and provides a purification method and system for hardly permeable and air permeable contaminated soil capable of reliably and efficiently recovering contaminants present in the hardly permeable and air permeable layer. For the purpose.
上記目的を達成するため、本発明に係る難透気透水性汚染土壌の浄化方法は請求項1に記載したように、飽和難透気透水層のうち、汚染物質で汚染されている汚染領域に振動体を埋設し、該振動体の駆動操作によって前記汚染領域内の土粒子に振動を付与するとともに該汚染領域に空気を圧入し、次いで、圧入された空気に前記汚染物質を連行させながら該空気を気泡として、前記飽和難透気透水層の上方に拡がる不飽和透気層まで浮上させ、しかる後、前記汚染物質を前記空気とともに、前記不飽和透気層に水平方向に延びるように埋設した吸引管により吸引し浄化処理を行うものである。
また、本発明に係る難透気透水性汚染土壌の浄化方法は、前記振動体を、下端が前記汚染領域に埋設される杭又は矢板と、該杭又は矢板の上端に取り付けられるバイブロハンマーとで構成したものである。
In order to achieve the above object, the method for purifying hardly permeable and air permeable contaminated soil according to the present invention, as described in
Further, in the method for purifying hardly air-permeable and permeable contaminated soil according to the present invention, the vibrator is composed of a pile or a sheet pile whose lower end is embedded in the contaminated area and a vibro hammer attached to the upper end of the pile or sheet pile. It is composed.
また、本発明に係る難透気透水性汚染土壌の浄化方法は、前記振動体をバイブレータで構成したものである。 Moreover, the purification method of the hardly permeable and air permeable contaminated soil according to the present invention is such that the vibrator is configured by a vibrator.
また、本発明に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システムは請求項4に記載したように、飽和難透気透水層のうち、汚染物質で汚染されている汚染領域に埋設され駆動操作によって前記汚染領域内の土粒子に振動を付与する振動体と、前記汚染領域に空気を圧入する空気圧入機構と、圧入された空気に連行され、前記飽和難透気透水層の上方に拡がる不飽和透気層まで浮上した汚染物質を該空気とともに、前記不飽和透気層に水平方向に延びるように埋設した吸引管により吸引し浄化処理を行うガス処理設備とを備えたものである。 Further, purification system NanToruki permeability contaminated soils according to the present invention as described in claim 4, among the saturated flame permeability aquifer, the buried driven operation in contaminated areas which are contaminated with pollutants A vibrating body that imparts vibrations to the soil particles in the contaminated area, an air pressure injecting mechanism that injects air into the contaminated area, and an unsaturation that is entrained in the injected air and spreads above the saturated hardly permeable air permeable layer. A gas processing facility for performing a purification process by sucking contaminants floating up to the air permeable layer together with the air by a suction pipe embedded in the unsaturated air permeable layer so as to extend in the horizontal direction is provided.
また、本発明に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システムは、前記空気圧入機構を、空気吐出口が前記飽和難透気透水層の汚染領域に位置するように埋設される圧入管と、空気タンクを介して該圧入管に接続されたエアコンプレッサーとから構成するとともに、前記ガス処理設備を、前記飽和難透気透水層の上方に拡がる不飽和透気層に埋設された吸引管と、該吸引管に接続された気液分離槽と、該気液分離槽の気相空間に連通接続された吸引ブロアと、該吸引ブロアに接続された有害物質除去装置と、前記気液分離槽の液相空間に連通接続された水処理設備とから構成したものである。
本発明に係る難透気透水性汚染土壌の浄化方法及びシステムにおいては、飽和難透気透水層のうち、汚染物質で汚染されている汚染領域に振動体を埋設し、該振動体の駆動操作によって汚染領域内の土粒子に振動を付与するとともに、空気圧入機構を用いて該汚染領域に空気を圧入する。
Further, in the purification system for hardly permeable and air permeable contaminated soil according to the present invention, the air pressure insertion mechanism is a press-fit pipe embedded so that an air discharge port is located in a contaminated region of the saturated hardly permeable and air permeable layer, An air compressor connected to the press-fitting pipe through an air tank, and the gas treatment facility, a suction pipe embedded in an unsaturated gas permeable layer extending above the saturated gas permeable layer, A gas-liquid separation tank connected to the suction pipe, a suction blower connected to the gas phase space of the gas-liquid separation tank, a harmful substance removing device connected to the suction blower, and the gas-liquid separation tank It is composed of a water treatment facility connected to the liquid phase space .
In the purification method and system for hardly permeable and air permeable contaminated soil according to the present invention, a vibrating body is embedded in a contaminated area contaminated with a contaminant in the saturated permeable and air permeable layer, and the driving operation of the vibrating body is performed. Thus, vibration is applied to the soil particles in the contaminated area, and air is press-fitted into the contaminated area using an air pressure inserting mechanism.
このように土粒子に振動が付与されると、従来行われていたエアスパージング法や気泡連行浄化法とは異なり、飽和難透気透水層の汚染領域内における土粒子同士がぶつかり合って該土粒子間にあらたな間隙が生じたり、元の大きさよりも間隙が大きくなったり、土粒子の骨格が破壊されたりするとともに、土粒子同士が擦れ合うことで該土粒子の表面に付着していた汚染物質が該表面から剥がれる。 When the soil particles are thus vibrated, unlike the conventional air sparging method and bubble entrainment purification method, the soil particles collide with each other in the contaminated region of the saturated hardly permeable air permeable layer. Contamination that has adhered to the surface of the soil particles as a result of new gaps between the particles, the gap being larger than the original size, the skeleton of the soil particles being destroyed, and the soil particles rubbing against each other Material peels from the surface.
かかる状態においては、圧入された空気が土粒子間の間隙を流れる際、その流動抵抗は大幅に低下するとともに、土粒子に付着していた汚染物質が土粒子間の間隙に遊離してくるため、汚染物質も空気に連行されやすくなる。 In such a state, when the injected air flows through the gaps between the soil particles, the flow resistance is greatly reduced, and contaminants attached to the soil particles are released into the gaps between the soil particles. , Pollutants are also easily taken to the air.
そのため、圧入された空気に汚染物質を連行させながら該空気を気泡として不飽和透気層まで浮上させ、しかる後、汚染物質を空気とともにガス処理設備で吸引し浄化処理を行うようにすれば、従来のエアスパージング法等では不可能だった難透気透水性汚染土壌の浄化を確実かつ効率よく行うことが可能となる。 Therefore, while entraining the pollutant in the injected air, the air is lifted as an air bubble to the unsaturated air permeable layer, and after that, the contaminant is sucked together with the air in the gas processing facility to perform the purification process. This makes it possible to reliably and efficiently purify the hardly permeable and air permeable contaminated soil, which is impossible with the conventional air sparging method or the like.
汚染物質は、主として油や揮発性有機化合物(揮発性有機塩素化合物を含む)が対象となるが、ダイオキシン類など、空気連行可能な物質であればすべて本発明でいうところの汚染物質に含まれる。 Contaminants mainly include oil and volatile organic compounds (including volatile organic chlorine compounds), but any substance that can be air-entrained, such as dioxins, is included in the contaminants referred to in the present invention. .
飽和難透気透水層でいう難透気透水層とは、主としてシルト層や粘土層を意味するが、透気性及び透水性が悪いために通水洗浄、ガス吸引、エアスパージング法等の従来法では汚染物質を回収することができないのであれば、シルト又は粘土のほかに砂を含む土層も当然本発明でいう難透気透水層に含まれる。 The hardly permeable air permeable layer in the saturated permeable air permeable layer mainly means a silt layer or a clay layer, but because of its poor air permeability and water permeability, conventional methods such as water washing, gas suction, air sparging method, etc. Then, if the pollutant cannot be recovered, a soil layer containing sand in addition to silt or clay is naturally included in the hardly permeable air permeable layer referred to in the present invention.
空気圧入機構やガス処理設備の構成は任意であるが、例えば、前記空気圧入機構を、空気吐出口が前記飽和難透気透水層の汚染領域に位置するように埋設される圧入管と、空気タンクを介して該圧入管に接続されたエアコンプレッサーとから構成するとともに、前記ガス処理設備を、前記飽和難透気透水層の上方に拡がる不飽和透気層に埋設された吸引管と、該吸引管に接続された気液分離槽と、該気液分離槽の気相空間に連通接続された吸引ブロアと、該吸引ブロアに接続された有害物質除去装置と、前記気液分離槽の液相空間に連通接続された水処理設備とから構成することが考えられる。
なお、本出願人は、振動体によって土粒子を振動させ、それによって上述した作用を生ぜしめ、ひいては難透気透水層の透水性や透気性を改善することができることを新規に見いだしたものであり、産業上きわめて有用な知見であるとともに、従来技術に比して顕著な作用効果を有することを付言しておく。
The configuration of the pneumatic injection mechanism and the gas processing equipment is arbitrary. For example, the pneumatic injection mechanism includes a press-fitting pipe embedded with an air discharge port located in a contaminated region of the saturated hardly permeable air permeable layer, and an air An air compressor connected to the press-fitting pipe through a tank, and the gas treatment facility, a suction pipe embedded in an unsaturated air permeable layer extending above the saturated hardly air permeable water layer, A gas-liquid separation tank connected to the suction pipe; a suction blower connected to the gas-phase space of the gas-liquid separation tank; a hazardous substance removing device connected to the suction blower; and a liquid in the gas-liquid separation tank It is conceivable that the water treatment equipment is connected to the phase space .
The present applicant has newly found that the soil particles can be vibrated by a vibrating body, thereby causing the above-described action, and thus improving the water permeability and air permeability of the hardly permeable air permeable layer. In addition, it is an extremely useful knowledge in the industry, and it has a remarkably effective effect as compared with the prior art.
以下、本発明に係る難透気透水性汚染土壌の浄化方法及びシステム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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a purification method and system for hardly permeable and air permeable contaminated soil according to the present invention will be described 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.
(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システムを示した図である。本実施形態に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システム1は同図に示すように、振動体としての鋼製矢板20及び該鋼製矢板の上端に取り付けられたバイブロハンマー10と、地下水位以下に存在する飽和難透気透水層2のうち、油やダイオキシン類あるいは揮発性有機塩素化合物といった汚染物質3で汚染されている汚染領域4に空気を圧入する空気圧入機構5と、圧入された空気に連行され飽和透水層6を経て不飽和透気層7まで浮上した汚染物質3を該空気とともに吸引し浄化処理を行うガス処理設備13とを備え、鋼製矢板20は、その下端を飽和難透気透水層2の汚染領域4に埋設してあり、バイブロハンマー10を駆動操作することによって、汚染領域4内の土粒子に振動を付与することができるようになっている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a view showing a purification system for hardly air permeable and contaminated soil according to the present embodiment. As shown in the figure, the hardly permeable and air permeable contaminated
飽和難透気透水層2は、シルト、粘土又は粘性土を主成分とする土からなるため、透気性及び透水性に劣り、そのままの状態では通水洗浄やガス吸引が困難な土層であり、それに対し、飽和透水層6及び不飽和透気層7は、それぞれ透水性と透気性を有する例えば砂質土からなる土層となっている。
The saturated hardly air permeable water
空気圧入機構5は、エアコンプレッサー12と、該エアコンプレッサーから送気されてきた空気を中間貯留する空気タンク11と、該空気タンク11に接続され空気吐出口8が飽和難透気透水層2の汚染領域4に位置するように埋設される圧入管9とから構成してあり、エアコンプレッサー12からの空気を圧入管9を介して汚染領域4に圧入することができるようになっている。
The air
ガス処理設備13は、飽和難透気透水層2の上方に拡がる不飽和透気層7に埋設された吸引管14と、該吸引管に接続された気液分離槽15と、該気液分離槽の気相空間に連通接続された吸引ブロア16と、該吸引ブロアに接続された有害物質除去装置としての活性炭フィルター槽17と、気液分離槽の液相空間に連通接続された水処理設備18とから構成してある。
The
本実施形態に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システム1を設置するには、まず、飽和難透気透水層2のうち、汚染物質で汚染されている汚染領域4に空気圧入機構5の圧入管9を建て込む。
In order to install the
圧入管9を建て込むにあたっては、あらかじめ該当位置をボーリングし、次いで該ボーリング孔に圧入管9を挿入し、しかる後、空気吐出口8が閉塞されることがないよう、圧入管9とボーリング孔との間に所定量の砂を先行充填する一方、圧入管9を固定すべく、ボーリング孔との隙間には空気吐出口8よりも浅い箇所において、モルタル、ベントナイトなどを充填する。
When the press-
次に、圧入管9の上端に空気タンク11及びエアコンプレッサー12を順次接続する。
Next, an
かかる圧入管9の建込みと相前後して、不飽和透気層7及び飽和透水層6に貫入するように鋼製矢板20を打ち込み、その下端を飽和難透気透水層2のうち、汚染物質で汚染されている汚染領域4に埋設し、次いで、鋼製矢板20の上端にバイブロハンマー10を取り付ける。なお、鋼製矢板20の打込みをバイブロハンマー10で行うようにしてもよい。
The
一方、不飽和透気層7に吸引管14を埋設するとともに該吸引管に気液分離装置15を接続し、しかる後、上述したようにその気相空間に連通するように吸引ブロア16及び活性炭フィルター槽17を順次接続するとともに、その液相空間に連通するように水処理設備18を接続する。
On the other hand, a
このように設置された浄化システム1を用いて難透気透水性汚染土壌、本実施形態では飽和難透気透水層2の汚染領域4を浄化するには、まず、バイブロハンマー10を駆動操作することにより、鋼製矢板20を介して汚染領域4内の土粒子に振動を付与するとともに、エアコンプレッサー12、空気タンク11及び圧力容器10を適宜作動させることで飽和難透気透水層2の汚染領域4に空気を圧入する。
In order to purify the hardly permeable and water-permeable contaminated soil, that is, the contaminated region 4 of the saturated permeable and permeable water-
このようにすると、従来行われていたエアスパージング法や気泡連行浄化法とは異なり、飽和難透気透水層2の汚染領域4内における土粒子同士がぶつかり合って該土粒子間にあらたな間隙が生じたり、元の大きさよりも間隙が大きくなったり、粘性土の骨格が破壊されたりするとともに、土粒子同士が擦れ合うことで該土粒子の表面に付着していた汚染物質が該表面から剥がれる。
In this way, unlike the conventional air sparging method and bubble entrainment purification method, soil particles collide with each other in the contaminated region 4 of the saturated hardly permeable air
図2は、それらのうち、粘性土の骨格破壊が生じる場合を例に挙げたものであって、同図(a)はバイブロハンマー10の駆動操作を行う前の粘性土の骨格、同図(b)はかかる駆動操作を行った後の粘性土の骨格の様子を模式的に示したものである。
FIG. 2 shows an example of the case where the skeletal fracture of the viscous soil occurs, and FIG. 2A shows the skeleton of the viscous soil before the driving operation of the
これらの図でわかるように、粘性土の骨格は、バイブロハンマー10の駆動操作により破壊されて土粒子がばらばらになり、空隙21があらたに生じるとともに、土粒子表面に付着していた汚染物質3は該土粒子から剥離する。
As can be seen from these figures, the skeleton of the viscous soil is broken by the driving operation of the
骨格が破壊されない場合も、バイブロハンマー10の駆動操作によってあらたな間隙が生じたり、元の間隙が大きくなったりすることに変わりはなく、かくして、圧入管9を介して圧入された空気22は、土粒子間の間隙21を流れる際、その流動抵抗が大幅に低下して流れやすくなるとともに、土粒子に付着していた汚染物質3が土粒子間の間隙21に遊離しているため、汚染物質3も空気22に連行されやすくなる。
Even when the skeleton is not destroyed, a new gap is generated by the driving operation of the
次に、圧入された空気22が汚染物質3を連行しながら気泡として不飽和透気層7まで浮上した後、汚染物質3を空気22とともにガス処理設備13で吸引し浄化処理を行う。吸引は、吸引ブロア16を作動させることにより行う。
Next, after the injected
次に、吸引された汚染物質連行空気を気液分離槽15で液体と気体に分離し、気体については、活性炭フィルター槽17に通して汚染物質3を活性炭に吸着させ、その後、大気に放出するとともに、液体については、水処理設備18で汚染物質3を除去し、その後、河川等に放流する。
Next, the sucked pollutant entrained air is separated into liquid and gas in the gas-
なお、不飽和透気層7といえども、吸引される物質は完全にガスだけではなく、降雨等の気象条件によっては多少なりとも水分も吸引されるため、気液分離槽15を介在させるとともに水処理設備18を設置するのが望ましいことは言うまでもない。
Even in the case of the unsaturated air permeable layer 7, the substance to be sucked is not only gas but also moisture is sucked in some amounts depending on weather conditions such as rainfall, and therefore the gas-
以上説明したように、本実施形態に係る難透気透水性汚染土壌の浄化方法及びシステムによれば、従来行われていたエアスパージング法や気泡連行浄化法とは異なり、鋼製矢板20を介したバイブロハンマー10による汚染領域4への振動付与により、土粒子同士がぶつかり合って該土粒子間にあらたな間隙が生じたり、元の大きさよりも間隙が大きくなったり、土粒子の骨格が破壊されたりするとともに、土粒子同士が擦れ合うことで該土粒子の表面に付着していた汚染物質3が該表面から剥がれる。
As described above, according to the purification method and system for hardly permeable and air permeable contaminated soil according to the present embodiment, unlike the conventional air sparging method and bubble entrainment purification method, the
かかる状態においては、圧入された空気22が土粒子間の間隙を流れる際、その流動抵抗は大幅に低下するとともに、土粒子に付着していた汚染物質3が土粒子間の間隙に遊離してくるため、汚染物質3も空気22に連行されやすくなる。
In such a state, when the injected
そのため、圧入された空気22が汚染物質3を連行しながら気泡として不飽和透気層7まで浮上した後、汚染物質3を空気22とともに吸引し浄化処理を行うようにすれば、従来のエアスパージング法等では不可能だった飽和難透気透水層2の浄化を確実かつ効率よく行うことが可能となる。
For this reason, if the injected
本実施形態では、バイブロハンマー10の加振力を汚染領域4に伝達させる部材として鋼製矢板20を採用したが、汚染領域4内の土粒子に振動を付与することができるのであれば、どのような部材でもかまわない。例えば、鋼製矢板20に代えて杭を使用することが可能である。
In the present embodiment, the
(第1参考例)
図3は、第1参考例に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システムを示した図である。同図でわかるように、本参考例に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システム31は同図に示すように、第1実施形態と同様、振動体としての鋼製矢板20及び該鋼製矢板の上端に取り付けられたバイブロハンマー10を備え、鋼製矢板20の下端は、地下水位以下に存在する飽和難透気透水層2のうち、油やダイオキシン類あるいは揮発性有機塩素化合物といった汚染物質3で汚染されている汚染領域4に埋設してあり、バイブロハンマー10を駆動操作することによって、汚染領域4内の土粒子に振動を付与することができるようになっている。
(First Reference Example )
FIG. 3 is a view showing a purification system for hardly air permeable and contaminated soil according to the first reference example . As can be seen in the figure, as shown in the figure, the
また、本参考例に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システム31は、汚染領域4及び該汚染領域の上方に位置し汚染領域4から汚染物質が侵入する飽和透水層6内の侵入領域34を挟む対向位置に埋設された注水井戸32及び揚水井戸33と、揚水井戸33を介して揚水された水を浄化するとともに浄化された処理水を注水井戸32に循環圧送する水処理設備8とを備える。
Moreover, the
第1実施形態と同様に鋼製矢板20及びバイブロハンマー10が設置された浄化システム31を用いて難透気透水性汚染土壌、本実施形態では飽和難透気透水層2の汚染領域4を浄化するには、まず、バイブロハンマー10を駆動操作することにより、鋼製矢板20を介して汚染領域4内の土粒子に振動を付与するとともに、汚染物質3が除去された処理水を洗浄水として水処理設備18から注水井戸32に圧送し、該洗浄水を揚水井戸33の底部に設置した図示しない揚水ポンプを介して揚水する。
As in the first embodiment, the
このようにすると、従来行われていたエアスパージング法や気泡連行浄化法とは異なり、鋼製矢板20を介したバイブロハンマー10による汚染領域4への振動付与により、土粒子同士がぶつかり合って該土粒子間にあらたな間隙が生じたり、元の大きさよりも間隙が大きくなったり、粘性土の骨格が破壊されたりするとともに、土粒子同士が擦れ合うことで該土粒子の表面に付着していた汚染物質が該表面から剥がれる。
In this way, unlike the conventional air sparging method and bubble entrainment purification method, by applying vibration to the contaminated region 4 by the
その結果、注水井戸32から注水された水は、飽和難透気透水層2の汚染領域4内における土粒子間の間隙を流れる際、その流動抵抗が大幅に低下して流れやすくなるとともに、土粒子に付着していた汚染物質3が土粒子間の間隙に遊離しているため、汚染物質3も注水された水に連行されやすくなる。飽和透水層6については、該飽和透水層に飽和難透気透水層2からの汚染物質3、例えば揮発性有機塩素化合物が侵入したとしても、該汚染物質は、注水された水に何ら問題なく連行される。
As a result, when the water injected from the water injection well 32 flows through the gaps between the soil particles in the contaminated region 4 of the saturated hardly permeable air
すなわち、かかる注水及び揚水において、注水井戸32及び揚水井戸33は、上述したように汚染領域4及び侵入領域34を挟む対向位置に埋設してあり、汚染領域4及び侵入領域34の両方が通水洗浄される。そのため、揚水された水には、汚染領域4内の汚染物質3はもちろん、該汚染領域から飽和透水層6に入り込んだ汚染物質3も含まれる。
That is, in such water injection and pumping, the water injection well 32 and the water pumping well 33 are embedded in opposing positions sandwiching the contaminated area 4 and the
次に、飽和難透気透水層2及び飽和透水層6内に通水された水を揚水井戸33から揚水し、水処理設備18で浄化した後、その処理水を注水井戸32に戻すとともに、余剰分は適宜、放流する。
Next, the water passed through the saturated hardly permeable air
以上説明したように、本参考例に係る難透気透水性汚染土壌の浄化方法及びシステムによれば、従来行われていたエアスパージング法や気泡連行浄化法とは異なり、鋼製矢板20を介したバイブロハンマー10による汚染領域4への振動付与により、土粒子同士がぶつかり合って該土粒子間にあらたな間隙が生じたり、元の大きさよりも間隙が大きくなったり、土粒子の骨格が破壊されたりするとともに、土粒子同士が擦れ合うことで該土粒子の表面に付着していた汚染物質3が該表面から剥がれる。
As described above, according to the purification method and system for hardly permeable air permeable contaminated soil according to this reference example , unlike the conventional air sparging method and bubble entrainment purification method, the
かかる状態においては、注水された水が土粒子間の間隙を流れる際、その流動抵抗は大幅に低下するとともに、土粒子に付着していた汚染物質3が土粒子間の間隙に遊離してくるため、汚染物質3も注水された水に連行されやすくなる。 In such a state, when the injected water flows through the gaps between the soil particles, the flow resistance is greatly reduced, and the contaminant 3 attached to the soil particles is released into the gaps between the soil particles. For this reason, the pollutant 3 is also easily taken to the injected water.
そのため、注水井戸32から注水された水に汚染物質3を連行させながら揚水井戸33から揚水することで、従来のエアスパージング法等では不可能だった飽和難透気透水層2の浄化を確実かつ効率よく行うことが可能となる。この場合、例えばカドミウム、鉛、銅、亜鉛、ニッケル、クロムといった重金属をも回収することができることはいうまでもない。
Therefore, by pumping water from the pumping well 33 while entraining the pollutant 3 in the water poured from the water pouring well 32, it is possible to surely purify the saturated hardly permeable air
また、本参考例に係る難透気透水性汚染土壌の浄化方法及びシステムによれば、汚染領域4及び侵入領域34の両方を通水洗浄することにより、汚染物質3が飽和透水層6に侵入することがあっても、これを確実に回収することが可能となり、汚染領域4内の浄化をさらに確実かつ効率的に行うことができる。
Further, according to the purification method and system for hardly permeable and air permeable contaminated soil according to this reference example , the contaminant 3 enters the saturated
本参考例では、汚染領域4及び侵入領域34の両方を通水洗浄するようにしたが、侵入領域34を通水洗浄する必要がないのであれば、汚染領域4のみ、通水洗浄を行うようにしてもかまわない。
In this reference example , both the contaminated area 4 and the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。なお、上述の実施形態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。
( Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. Note that components that are substantially the same as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図4は、第2実施形態に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システムを示した図である。本実施形態に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システム41は同図に示すように、振動体としてのバイブレータ42と、地下水位以下に存在する飽和難透気透水層2のうち、油やダイオキシン類あるいは揮発性有機塩素化合物といった汚染物質3で汚染されている汚染領域4に空気を圧入する空気圧入機構5と、圧入された空気に連行され不飽和透気層7まで浮上した汚染物質3を該空気とともに吸引し浄化処理を行うガス処理設備13とを備え、バイブレータ42は、飽和難透気透水層2の汚染領域4に埋設してあり、該バイブレータを駆動操作することによって、汚染領域4内の土粒子に振動を付与することができるようになっている。
FIG. 4 is a diagram showing a purification system for hardly air permeable and contaminated soil according to the second embodiment. As shown in the figure, a hardly permeable and air permeable contaminated
飽和難透気透水層2は、シルト、粘土又は粘性土を主成分とする土からなるため、透気性及び透水性に劣り、そのままの状態では通水洗浄やガス吸引が困難な土層であり、それに対し、不飽和透気層7は、透気性を有する例えば砂質土からなる土層となっている。
The saturated hardly air permeable water
本実施形態に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システム41を設置するには、まず、飽和難透気透水層2のうち、汚染物質で汚染されている汚染領域4に空気圧入機構5の圧入管9を建て込む。
In order to install the
圧入管9を建て込むにあたっては、あらかじめ該当位置をボーリングし、次いで該ボーリング孔に圧入管9を挿入し、しかる後、空気吐出口8が閉塞されることがないよう、圧入管9とボーリング孔との間に所定量の砂を先行充填する一方、圧入管9を固定すべく、ボーリング孔との隙間には空気吐出口8よりも浅い箇所において、モルタル、ベントナイトなどを充填する。
When the press-
次に、圧入管9の上端に空気タンク11及びエアコンプレッサー12を順次接続する。
Next, an
かかる圧入管9の建込みと相前後して、飽和難透気透水層2のうち、汚染物質で汚染されている汚染領域4にバイブレータ42を適宜数埋設し、該各バイブレータを図示しない電源装置に接続する。
Before and after the installation of the press-
一方、不飽和透気層7に吸引管14を埋設するとともに該吸引管に気液分離装置15を接続し、しかる後、上述したようにその気相空間に連通するように吸引ブロア16及び活性炭フィルター槽17を順次接続するとともに、その液相空間に連通するように水処理設備18を接続する。
On the other hand, a
このように設置された浄化システム41を用いて難透気透水性汚染土壌、本実施形態では飽和難透気透水層2の汚染領域4を浄化するには、まず、バイブレータ42を駆動操作することにより、汚染領域4内の土粒子に振動を付与するとともに、エアコンプレッサー12、空気タンク11及び圧力容器10を適宜作動させることで飽和難透気透水層2の汚染領域4に空気を圧入する。
In order to purify the hardly air permeable and contaminated soil, in this embodiment, the contaminated region 4 of the saturated hardly permeable and air
このようにすると、従来行われていたエアスパージング法や気泡連行浄化法とは異なり、飽和難透気透水層2の汚染領域4内における土粒子同士がぶつかり合って該土粒子間にあらたな間隙が生じたり、元の大きさよりも間隙が大きくなったり、粘性土の骨格が破壊されたりするとともに、土粒子同士が擦れ合うことで該土粒子の表面に付着していた汚染物質が該表面から剥がれる。
In this way, unlike the conventional air sparging method and bubble entrainment purification method, soil particles collide with each other in the contaminated region 4 of the saturated hardly permeable air
例えば、粘性土の骨格は、バイブレータ42の駆動操作により破壊されて土粒子がばらばらになり、空隙があらたに生じるとともに、土粒子表面に付着していた汚染物質3は該土粒子から剥離する。
For example, the skeleton of the viscous soil is broken by the driving operation of the
骨格が破壊されない場合も、バイブレータ42の駆動操作によってあらたな間隙が生じたり、元の間隙が大きくなったりすることに変わりはなく、かくして、圧入管9を介して圧入された空気は、土粒子間の間隙を流れる際、その流動抵抗が大幅に低下して流れやすくなるとともに、土粒子に付着していた汚染物質3が土粒子間の間隙に遊離しているため、汚染物質3も空気に連行されやすくなる。
Even when the skeleton is not destroyed, a new gap is generated by the driving operation of the
次に、圧入された空気が汚染物質3を連行しながら気泡として不飽和透気層7まで浮上した後、汚染物質3を空気とともにガス処理設備13で吸引し浄化処理を行う。吸引は、吸引ブロア16を作動させることにより行う。
Next, after the injected air floats up to the unsaturated air permeable layer 7 as bubbles while entraining the pollutant 3, the pollutant 3 is sucked together with the air by the
次に、吸引された汚染物質連行空気を気液分離槽15で液体と気体に分離し、気体については、活性炭フィルター槽17に通して汚染物質3を活性炭に吸着させ、その後、大気に放出するとともに、液体については、水処理設備18で汚染物質3を除去し、その後、河川等に放流する。
Next, the sucked pollutant entrained air is separated into liquid and gas in the gas-
なお、不飽和透気層7といえども、吸引される物質は完全にガスだけではなく、降雨等の気象条件によっては多少なりとも水分も吸引されるため、気液分離槽15を介在させるとともに水処理設備18を設置するのが望ましいことは言うまでもない。
Even in the case of the unsaturated air permeable layer 7, the substance to be sucked is not only gas but also moisture is sucked in some amounts depending on weather conditions such as rainfall, and therefore the gas-
以上説明したように、本実施形態に係る難透気透水性汚染土壌の浄化方法及びシステムによれば、従来行われていたエアスパージング法や気泡連行浄化法とは異なり、バイブレータ42による汚染領域4への振動付与により、土粒子同士がぶつかり合って該土粒子間にあらたな間隙が生じたり、元の大きさよりも間隙が大きくなったり、土粒子の骨格が破壊されたりするとともに、土粒子同士が擦れ合うことで該土粒子の表面に付着していた汚染物質3が該表面から剥がれる。
As described above, according to the purification method and system for hardly permeable and air permeable contaminated soil according to the present embodiment, the contaminated region 4 due to the
かかる状態においては、圧入された空気が土粒子間の間隙を流れる際、その流動抵抗は大幅に低下するとともに、土粒子に付着していた汚染物質3が土粒子間の間隙に遊離してくるため、汚染物質3も空気に連行されやすくなる。 In such a state, when the injected air flows through the gaps between the soil particles, the flow resistance is greatly reduced, and the contaminant 3 attached to the soil particles is released into the gaps between the soil particles. Therefore, the contaminant 3 is also easily taken to the air.
そのため、圧入された空気が汚染物質3を連行しながら気泡として不飽和透気層7まで浮上した後、汚染物質3を空気とともに吸引し浄化処理を行うようにすれば、従来のエアスパージング法等では不可能だった飽和難透気透水層2の浄化を確実かつ効率よく行うことが可能となる。
Therefore, if the injected air floats up to the unsaturated air permeable layer 7 as a bubble while entraining the pollutant 3, and then the contaminant 3 is sucked together with the air to perform the purification process, the conventional air sparging method, etc. Thus, it becomes possible to reliably and efficiently purify the saturated hardly permeable air
(第2参考例)
次に、第2参考例について説明する。なお、本参考例は、第2実施形態の空気圧入及びガス吸引による洗浄に代えて、通水洗浄を行う構成を採用したものであり、第2実施形態と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。
( Second reference example )
Next, a second reference example will be described. Incidentally, this reference example, instead of the washing with air injection and gas suction of the second embodiment is obtained by adopting the configuration in which the water flow washing, the same reference numerals for the second embodiment and the same parts, etc. The description is omitted.
図5は、第2参考例に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システムを示した図である。同図でわかるように、本参考例に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システム51は同図に示すように、第2実施形態と同様、振動体としてのバイブレータ42を備え、該バイブレータは、地下水位以下に存在する飽和難透気透水層2のうち、油やダイオキシン類あるいは揮発性有機塩素化合物といった汚染物質3で汚染されている汚染領域4に埋設してあり、バイブレータ42を駆動操作することによって、汚染領域4内の土粒子に振動を付与することができるようになっている。
FIG. 5 is a view showing a purification system for hardly air permeable and contaminated soil according to a second reference example . As can be seen in the figure, as shown in the figure, the hardly permeable and permeable contaminated
また、本参考例に係る難透気透水性汚染土壌の浄化システム51は、汚染領域4を挟む対向位置に埋設された注水井戸32及び揚水井戸33と、揚水井戸33を介して揚水された水を浄化するとともに浄化された処理水を注水井戸32に循環圧送する水処理設備8とを備える。
Moreover, the
第2実施形態と同様にバイブレータ42が設置された浄化システム51を用いて難透気透水性汚染土壌、本参考例では飽和難透気透水層2の汚染領域4を浄化するには、まず、バイブレータ42を駆動操作することにより、汚染領域4内の土粒子に振動を付与するとともに、汚染物質3が除去された処理水を水処理設備18から注水井戸32に圧送し、該処理水を揚水井戸33の底部に設置した図示しない揚水ポンプを介して揚水する。
In order to purify the hardly permeable air permeable contaminated soil, in this reference example , the contaminated region 4 of the saturated permeable air
このようにすると、従来行われていたエアスパージング法や気泡連行浄化法とは異なり、バイブレータ42による汚染領域4への振動付与により、土粒子同士がぶつかり合って該土粒子間にあらたな間隙が生じたり、元の大きさよりも間隙が大きくなったり、粘性土の骨格が破壊されたりするとともに、土粒子同士が擦れ合うことで該土粒子の表面に付着していた汚染物質が該表面から剥がれる。
In this way, unlike the conventional air sparging method and bubble entrainment purification method, the vibration applied to the contaminated region 4 by the
その結果、注水井戸32から注水された水は、飽和難透気透水層2の汚染領域4内における土粒子間の間隙を流れる際、その流動抵抗が大幅に低下して流れやすくなるとともに、土粒子に付着していた汚染物質3が土粒子間の間隙に遊離しているため、汚染物質3も注水された水に連行されやすくなる。
As a result, when the water injected from the water injection well 32 flows through the gaps between the soil particles in the contaminated region 4 of the saturated hardly permeable air
すなわち、かかる注水及び揚水において、注水井戸32及び揚水井戸33は、上述したように汚染領域4を挟む対向位置に埋設してあり、汚染領域4が通水洗浄され、揚水された水には、汚染領域4内の汚染物質3が含まれる。 That is, in such water injection and pumping, the water injection well 32 and the water pumping well 33 are embedded in the opposite positions across the contaminated area 4 as described above, and the contaminated area 4 is washed with water. Contaminant 3 in the contaminated area 4 is included.
次に、揚水井戸33から揚水された水を水処理設備18で浄化した後、その処理水を注水井戸32に戻すとともに、余剰分は適宜、放流する。
Next, after the water pumped from the pumping well 33 is purified by the
以上説明したように、本参考例に係る難透気透水性汚染土壌の浄化方法及びシステムによれば、従来行われていたエアスパージング法や気泡連行浄化法とは異なり、バイブレータ42による汚染領域4への振動付与により、土粒子同士がぶつかり合って該土粒子間にあらたな間隙が生じたり、元の大きさよりも間隙が大きくなったり、土粒子の骨格が破壊されたりするとともに、土粒子同士が擦れ合うことで該土粒子の表面に付着していた汚染物質3が該表面から剥がれる。
As explained above, according to the purification method and system for hardly permeable and air permeable contaminated soil according to this reference example , unlike the conventional air sparging method and bubble entrainment purification method, the contaminated area 4 by the
かかる状態においては、注水された水が土粒子間の間隙を流れる際、その流動抵抗は大幅に低下するとともに、土粒子に付着していた汚染物質3が土粒子間の間隙に遊離してくるため、汚染物質3も注水された水に連行されやすくなる。 In such a state, when the injected water flows through the gaps between the soil particles, the flow resistance is greatly reduced, and the contaminant 3 attached to the soil particles is released into the gaps between the soil particles. For this reason, the pollutant 3 is also easily taken to the injected water.
そのため、注水井戸32から注水された水に汚染物質3を連行させながら揚水井戸33から揚水することで、従来のエアスパージング法等では不可能だった飽和難透気透水層2の浄化を確実かつ効率よく行うことが可能となる。この場合、例えばカドミウム、鉛、銅、亜鉛、ニッケル、クロムといった重金属をも回収することができることはいうまでもない。
Therefore, by pumping water from the pumping well 33 while entraining the pollutant 3 in the water poured from the water pouring well 32, it is possible to surely purify the saturated hardly permeable air
本参考例では、飽和難透気透水層2が比較的浅い位置に分布している場合を想定し、振動体としてバイブレータ42を選択するとともに、飽和難透気透水層2の上に不飽和透気層7があるものとしたが、飽和難透気透水層2と不飽和透気層7との間に飽和透水層6が存在する場合には、汚染領域4及び該汚染領域の上方に位置する飽和透水層6内の侵入領域34を挟む対向位置に注水井戸32及び揚水井戸33を埋設し、汚染領域4及び侵入領域34の両方を通水洗浄するようにすればよい。
In this reference example, it is assumed that the saturated hardly permeable air
かかる構成によれば、汚染物質3が揮発性有機塩素化合物であってこれが浮上して飽和透水層6に侵入することがあっても、これを確実に回収することが可能となり、汚染領域4内の浄化をさらに確実かつ効率的に行うことができる。
According to such a configuration, even if the pollutant 3 is a volatile organochlorine compound that floats up and enters the saturated water
1,31,41,51 難透気透水性汚染土壌の浄化システム
2 飽和難透気透水層
3 汚染物質
4 汚染領域
5 空気圧入機構
7 不飽和透気層
9 圧入管
10 バイブロハンマー(振動体)
11 空気タンク
12 エアコンプレッサー
13 ガス処理設備
14 吸引管
15 気液分離槽
16 吸引ブロア
17 活性炭フィルター槽(有害物質除去装置)
18 水処理設備
20 鋼製矢板(振動体)
32 注水井戸
33 揚水井戸
34 侵入領域
42 バイブレータ(振動体)
1,31,41,51 Purification system for hardly air permeable and permeable contaminated
11
18
32 Water injection well 33 Pumping well 34
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