JP4518503B2 - 汚染土壌浄化工法 - Google Patents

Description

本発明は、汚染された土壌を浄化するための技術に関する。より詳細には、本発明は、汚染されていない土壌を地上側へ移動すること無く、汚染された土壌のみを地上側へ移動し、汚染された土壌から汚染物質を除去することが出来る技術（本明細書では、「原位置浄化技術」と記載する）に関する。

従来の土壌浄化工法では、浄化しようとする領域の汚染土壌を、汚染されていない領域と共に、全て掘り返す場合が多い。その場合、掘り返した汚染土壌は処理施設に送られ、処理施設に送られた汚染土壌は、化学的処理、物理的処理が加えられ、汚染物質が除去される。

しかし、係る方法では、汚染領域よりも上方における汚染されていない領域の土壌も掘り返さなければならないので、汚染土壌を掘り返して地上側へ移動するのに多大な労力が必要となる。
しかも、処理施設に運び込まれた汚染土壌は、汚染物質を分離或いは無害化した後（処理後）に、埋め戻すことが出来ない。そのため、処理後の無害化された土壌の処理のために多大な必要が発生する。
そのため、汚染されていない土壌を地上側へ移動すること無く、汚染された土壌のみを地上側へ移動し、汚染された土壌から汚染物質を除去することが出来る原位置浄化技術が望まれている。

ここで、いわゆる交差噴流を用いて汚染土壌を切削し、施工領域を高精度で決定し、充填材料の数量を正確に把握することを可能ならしめる技術が提案されている（特許文献１）。
しかし、係る従来技術は、原位置浄化技術に関連する内容は、開示されていない。
また、交差噴流を用いて切削する際に発生するスライムの処理についても、何等開示するものではない。
特開２００３−１５９５８４号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、汚染されていない土壌を地上側へ移動すること無く、汚染された土壌のみを地上側へ移動し、汚染された土壌から汚染物質を除去することが出来る汚染土壌浄化工法の提供を目的としている。

本発明の汚染土壌浄化工法は、噴射及び注入装置（２）をボーリング孔（Ｈ）に挿入する工程（Ｓ１）と、噴射及び注入装置（２）を引き上げる際に、噴射及び注入装置（２）の上方に設けたノズル（２２１、２２２）から８０℃〜９０℃の高温の流体を噴射し（Ｊｃ）、噴射及び注入装置（２）の下方に設けた注入口（２１ｏ）から充填材料（Ｃ）を注入する工程と、充填材料（Ｃ）を注入する工程の際に地上側（Ｅ）へ流出したスライム（Ｓ）を地上側（Ｅ）に設けた浄化設備（４、５、６）により汚染物質を除去する工程と、汚染物質が除去されたスライムを噴射及び注入装置（２）へ供給する工程を有し、汚染物質を除去する工程は曝気タンク（５）で曝気する工程を含み、該曝気する工程では、スライム搬送管（Ｔ２）の端部（Ｔ２ｂ）から曝気タンク（５）のスライムが充填されていない空間に向かってスライムを噴射し、曝気タンク（５）内のスライムを曝気タンク（５）の底部近傍に接続されたスライム循環管路（１５２）内に吸い込み、スライム循環管路（１５２）が合流する高圧エア噴射管（１５１）に高圧エア（Ｆａ１）を供給して、スライム（Ｙｓ）と高圧エア（Ｆａ１）との混合流体（Ｊｓａ）を曝気タンク（５）の鉛直壁面（５２）に衝突させることを特徴としている（請求項１）。

本発明において、ノズル（２２１、２２２）から噴射される流体として、高温の水（例えば、８０℃〜９０℃）から成る交差噴流（Ｊｃ）を、高温のエア（例えば、８０℃〜１００℃）の噴流により包囲するのが好ましい。
また、前記交差噴流（Ｊｃ）を構成する切削流体は、化学品（例えば、還元剤や酸化剤等）を含有しているのが好ましい。
或いは、前記交差噴流（Ｊｃ）を構成する切削流体は、微生物及び／又は微生物の栄養素を包含し、生物を使用したＶＯＣ分解剤（例えば、商品名「ＨＲＣ」として市販されているＶＯＣ分解剤等）を包含しているのが好ましい。

本発明の実施に際して、前記ボーリング孔（Ｈ）の地上側の開口部には、スライムが周辺に飛散しない様なシール機構（口元管３等）が設置されているのが好ましい。

本発明において、スライム搬送管（Ｔ２）を介して曝気タンク（５）に供給されるスライムを、スライム搬送管（Ｔ２）に設けた加熱装置（１４）により加熱するのが好ましい（請求項２）。
或いは、汚染物質が除去された後に噴射及び注入装置（２）へ供給されたスライムが、噴射及び注入装置（２）の注入口（２１ｏ）から充填材料（Ｃ）として注入されるのが好ましい（請求項３）。
なお、汚染物質が除去されたスライムが噴射及び注入装置（２）へ供給される以前の段階においては、切削流体及び／又は充填材料は、別途、供給される。

本発明において、汚染物質を十分に除去出来るのであれば、ボーリング孔（Ｈ）へ挿入された噴射及び注入装置（２）を、交差噴流（Ｊｃ）を噴射し且つ充填材料（Ｃ）を注入しながら（ボーリング孔Ｈの最深部から地上側へ）回転しつつ引き上げる上述した各工程は、１回のみ実施されるのが好ましい。
これに対して、噴射及び注入装置（２）をボーリング孔（Ｈ）の最深部から地上側へ回転しつつ引き上げる回数が１回のみでは、汚染物質を十分に除去出来ない場合には、ボーリング孔（Ｈ）へ挿入された噴射及び注入装置（２）を、交差噴流（Ｊｃ）を噴射し且つ充填材料（Ｃ）を注入しながら（ボーリング孔Ｈの最深部から地上側へ）回転しつつ引き上げる上述した各工程を複数回繰り返すのが好ましい。

さらに本発明において、地上側へ流出したスライムにおける汚染物質濃度を計測する工程（Ｓ６）と、汚染物質濃度が閾値（例えば、環境基準値）以上であれば（Ｓ７のＮＯのループ）、ボーリング孔（Ｈ）へ挿入された噴射及び注入装置（２）から（噴流Ｊｃ：例えば、いわゆる「交差噴流」を）噴射し且つ充填材料（Ｃ）を注入しながら（ボーリング孔Ｈの最深部から地上側へ）引き上げる工程（Ｓ５）を繰り返し、汚染物質濃度が閾値（例えば、環境基準値）を下回れば（Ｓ７でＹＥＳ）、ボーリング孔（Ｈ）へ挿入された噴射及び注入装置（２）から（噴流Ｊｃ：例えば、いわゆる「交差噴流」を）噴射し且つ充填材料（Ｃ）を注入しながら（ボーリング孔Ｈの最深部から地上側へ）引き上げる工程（Ｓ５）をそれ以上繰り返さないのが好ましい（請求項４：図１６）。

上述した工程（請求項１〜請求項４の何れか１項において記載されている工程）を汚染物質により汚染された領域（Ｇｐ）の周辺部における複数箇所で実施し、汚染物質が除去された領域（例えば、円柱状の領域Ｄ）で地中連壁（Ｆ）を構成し、当該地中連壁（Ｆ）により汚染された領域（Ｇｐ）を包囲するのが好ましい（請求項５：図１７）。

上述する構成を具備する本発明によれば、噴射及び注入装置（２）の上方に設けたノズル（２２１、２２２）から噴流（Ｊｃ）を噴射しており、汚染土壌（Ｇｐ）は、高温（例えば、８０℃〜９０℃）の流体（例えば、水或いは水蒸気）から成り、高エネルギーの噴流（Ｊｃ）によって、細かく破砕される。その結果、土壌（Ｇｐ）に付着したＶＯＣ等の汚染物質は、噴流（Ｊｃ）の熱エネルギー及び運動エネルギーの相乗作用によって、土壌（Ｇｐ）が細かく破砕される際に土壌粒子から剥離或いは分離されて、スライム（Ｓ）中に溶出した状態となる。
或いは、土壌粒子から剥離或いは分離した汚染物質は、噴流（Ｊｃ）の熱エネルギーにより気化して、交差噴流と共に噴射された空気と混合する。
そして、スライムが地上側（Ｅ）へ流出するのに連行されて、或いは、空気との混合気体として、汚染物質は土壌中の原位置から地上側へ移動する。

例えば、土壌粒子が粘土である場合、粘土は電荷を持ち、その電荷により汚染物質を電気的に吸着する。勿論、その他の土壌粒子の表面においても、汚染物質が吸着される。また、土壌粒子自体が格子状の構造を具備しているので、ＶＯＣ等の汚染物質が当該格子内に取り込まれると、外部へ溶出し難い状態になる。
本発明によれば、高温で且つ高エネルギーの噴流（Ｊｃ）が粘土等の汚染土壌を細断することにより、土壌粒子へ吸着した汚染物質が当該土壌粒子表面から剥離、分離する。或いは、高温で且つ高エネルギーの噴流（Ｊｃ）によって、土壌粒子の格子状の構造も破壊され、格子内に取り込まれた汚染物質が土壌粒子から分離する。

その結果、本発明によれば、従来技術では除去が困難であった汚染物質、すなわち、粘土粒子に電気的に吸着された汚染物質や、土壌粒子の格子構造に取り込まれた汚染物質であっても、土壌粒子から剥離、分離して、スライム中に溶出した状態となる。或いは、土壌から剥離、分離した汚染物質は気化して、前記噴流と共に噴射された空気と混合する。
スライム中で溶出した状態であれば、曝気や電気泳動その他の各種手段（４、５、６、７）によって、汚染物質は容易に且つ確実にスライム（Ｓ）中から除去される。換言すれば、汚染土壌（Ｇｐ）に取り込まれ或いは吸着した状態の汚染物質よりも、スライム中に溶出している状態の汚染物質のほうが、除去が容易である。
また、気化して空気と混合した汚染物質も、ブロワその他の吸引手段により吸引して、容易に除去することが出来る。

すなわち、上述した構成を具備する本発明によれば、汚染されていない土壌を地上側へ移動すること無く、汚染領域の土壌（Ｇｐ）からＶＯＣ等の汚染物質を確実に分離、剥離することが出来る。そのため、汚染領域の土壌（Ｇｐ）の上方に存在する汚染されていない土壌を全て地上（Ｅ）側へ移動する場合に比較して、汚染土壌浄化に必要な労力、コストを、非常に低く抑える事が可能となる。

また、本発明によれば、地上（Ｅ）側へ流出したスライムを地上（Ｅ）側に設けた浄化設備（４、５、６、７）により汚染物質を除去する工程と、汚染物質が除去されたスライムを噴射及び注入装置（２）へ供給する工程とを有しているので、汚染物質が除去されたスライムは、噴射及び注入装置（２）から切削流体として噴射され、及び／又は、噴射及び注入装置（２）から充填材料（Ｃ）として注入される。
汚染物質が除去されたスライムは、汚染物質を包含しておらず、含水率が高い泥或いは泥水と同様であるので、原位置へ埋め戻しても、何等問題は発生しない。切削流体或いは充填材料（Ｃ）として用いられた分だけ、産業廃棄物として処理するべきスライムの量が減少する。
従って、産業廃棄物処理のコストが減少する分だけ、汚染土壌浄化に必要なコストを低く抑える事が出来る。

上述した様に、本発明によれば、高温で且つ高エネルギーの噴流で粘土粒子が細断されることにより、例えば粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質の様に、土壌粒子表面に吸着した汚染物質は、当該粘土粒子から分離する。或いは、土壌粒子の格子状の構造が、高温で且つ高エネルギーの噴流により破壊されて、格子内部に閉じ込められた汚染物質が溶出し易くなる。
従来の汚染物質濃度計測工法では、計測が為される汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ、或いは、土壌粒子の表面に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質は、土壌粒子から分離し難い。そのため、従来技術では、汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ或いは電気的に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質は、水に溶出し難くなり、その実際の含有量を計測機器で検出することが不可能であった。
それに対して、本発明によれば、高温で且つ高エネルギーの噴流により、土壌粒子の格子構造は破壊され、格子構造内に取り込まれた汚染物質は土壌粒子から分離される。それと共に、高温で且つ高エネルギーの噴流により、土壌粒子表面に吸着された汚染物質が剥離或いは分離される。そのため、従来技術では水に溶出せずに、検出不可能であった汚染物質が、計測可能な状態となる。従って、従来の計測方法に比較して、汚染土壌の実体が、より正確に計測される。

さらに本発明において、地上側（Ｅ）へ流出したスライムにおける汚染物質濃度を計測し、ボーリング孔（Ｈ）へ挿入された噴射及び注入装置（２）を噴流（Ｊｃ）を噴射し且つ充填材料（Ｃ）を注入しながら（ボーリング孔Ｈの最深部から地上Ｅ側へ）回転しつつ引き上げる工程を繰り返すか否かを、計測された汚染物質濃度により決定するように構成すれば（請求項４）、施工領域における汚染物質を確実に除去することが出来ると共に、十分な浄化が行われた後には不必要な作業を行わないようにすることが出来る。

これに加えて、本発明において、本発明による土壌浄化を汚染された領域（Ｇｐ）の周辺部における複数箇所で実施し、汚染物質が除去された領域（Ｄ）で地中連壁（Ｆ）を構成し、当該地中連壁（Ｆ）により汚染された領域（Ｇｐ）を包囲するように構成すれば（請求項５）、汚染物質が除去された領域（Ｄ）によって、いわゆる「汚染物質の封じ込め」を行うことが出来る。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図１５を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
図１において、汚染土壌浄化システム（土壌浄化システム）全体を符号１００で示す。
土壌浄化システム１００は、施工用マシン１０１と、掘削機１と、スライム貯留タンク４と、第１のスライム曝気タンク５と、第２のスライム曝気タンク６とを備えている。
土壌浄化システム１００は、さらに、重金属除去装置７と、コンクリートポンプ８とを備えている。

図１、図２では、既に削孔されたボーリング孔Ｈに、掘削機１の後述する三重管ロッド２が挿入され、土壌浄化工法を施工している状態が示されている。
図１、図２において、符号Ｇは土壌一般を示し、符号Ｇｐは汚染土壌或いは汚染領域を示す。

特に図２で詳細に示す通り、掘削機１は、三重管ロッド２を備えている。三重管ロッド２は、第１の管２１と、第２の管２２と、第３の管２３とが、同心となる様に構成されている。第１の管２１が半径方向最内方に配置されており、第３の管２３が半径方向最外方に配置されている。
図１及び図２において、ボーリング孔ＨにはケーシングパイプＣＰが挿入されている。

第１の管２１内を充填材料Ｃが供給される。第１の管２１の先端（図２では下端）近傍において、充填材料注入口２１ｏが形成されている。
充填材料Ｃとしては、通常の固化材のみならず、後述する第２実施形態で説明するように、浄化されたスライムを、再投入して用いることが可能である。また、浄化されたスライムは、切削流体として再投入することが可能である。

第２の管２２及び第３の管２３には、ノズル２２１、２２２が設けられている。ノズル２２１、２２２は上下方向に離隔しており、且つ、対となって設けられている。一対のノズル２２１、２２２から噴射されるジェット噴流Ｊ１、Ｊ２は、所定位置Ｐｊｃ（交差点）で衝突して、いわゆる「交差噴流」Ｊｃを構成している。
ここで、ケーシングパイプＣＰは、交差噴流Ｊｃと干渉しない様に配置されている。
なお、図２では交差噴流Ｊｃを噴射するノズル２２１、２２２は一対のみ示されているが、交差噴流Ｊｃを噴射するノズルを複数対設けることが出来る。

ジェット噴流Ｊ１、Ｊ２は、超高圧の高温水で構成されるのが好ましい。そして、高温水の温度は、切削流体である水が沸騰しない程度の温度、例えば、８０〜９０℃であるのが好ましい。
図２の三重管ロッド２において、ノズル２２１、２２２から充填材料注入口２１ｏに至る領域の機器が、充填用のモニタ２０（噴射及び注入装置）を構成している。

図２において、高温水噴流Ｊ１、Ｊ２の周囲を、高温の圧縮空気のジェットＪａで包囲している。詳細には図示されていないが、ノズル２２１、２２２は同心に配置されており、半径方向内側は第１の管２１と第２の管２２との環状空間と連通しており、半径方向内側から高温水噴流Ｊ１、Ｊ２が噴射される。そして、ノズル２２１、２２２の半径方向外側は、第２の管２２と第３の管２３との環状の空間と連通しており、半径方向外側から高温圧縮空気ジェットＪａが噴射される。
圧縮空気のジェットＪａの温度は、噴流Ｊ１、Ｊ２を構成する水を気化させない程度の温度である。ただし、圧縮空気ジェットＪａは、省略することも可能である。
また、上述の内容では、三重管ロッド２において、充填材料Ｃが第１の管２１内を流れ、高圧温水が第１の管２１と第２の管２２との間の環状空間を流れ、高温圧縮空気が第２の管２２と第３の管２３との間の環状空間を流れているが、それに限定される訳ではない。例えば、充填材料Ｃを第２の管２２と第３の管２３の環状空間を介して供給し、高圧温水が第１の管２１内を流れ、高温圧縮空気が第１の管２１と第２の管２２の環状空間を介して供給される様に構成しても良い。

図１において、三重管ロッド２の地上Ｅ側の端部には、三重管スイベル９が取付けられている。
図示はされていないが、三重管スイベル９には、充填材料供給口、超高圧水供給口、圧縮空気供給口が設けられている。第１の管２１は充填材料供給口（図示せず）に連通している。第１の管と第２の管２２との間の環状の空間は、図示しない超高圧水供給口に連通している。そして、第２の管２２と第３の管２３との間の環状の空間は、図示しない圧縮空気供給口に連通している。

図２において、地表Ｅｆ近傍では、三重管ロッド２は口元管３で覆われている。口元管３の外周には、接続口３ｏが形成されている。明確には図示されていないが、接続口３ｏは、第３の管２３とケーシングパイプＣＰとの間の環状空間Ｋと連通している。
第３の管２３とケーシングパイプＣＰとの間の環状空間Ｋは、スライム及び／又はガスが地上側へ浮上する排出流路となっている。図２において、環状の流路Ｋにおける矢印Ｓは、スライム及び／又はガスの流れの方向を示している。
接続口３ｏには、第１のスライム搬送管Ｔ１の一端Ｔ１ａが接続されている。

口元管３の地下側には、カバー３Ｃが設置されている。
万一、口元管３から有害物質を含むスライムが漏れ出した場合に、漏れ出したスライムが飛散して、地下に浸透することを防ぐために、カバー３Ｃが設けられている。
口元管３及びカバー３Ｃは、公知の手段、例えばフランジ等によって接続されている。

図１において、第１のスライム搬送管Ｔ１の口元管３から離隔した側の端部Ｔ１ｂは、スライム貯留タンク４内の上方から下方に向かって開口している。
第１のスライム搬送管Ｔ１において、口元管３近傍の領域には、スライムサンプル抽出装置１０が介装されている。

スライムサンプル抽出装置１０は、施工領域から地上側に排出されたスライムの一部をサンプル（試料）として抽出している。抽出されたスライムは、図示しない分析システムにおいて、分析のために必要な物理的処置、化学的処置が為された後、スライム中に含まれる各種汚染物質濃度や、含水率等が分析される。

スライムサンプル抽出装置１０に代えて、第１のスライム搬送管Ｔ１のスライム貯留タンク４側の端部Ｔ１ｂ近傍に、ガス採取装置を設けても良い。
汚染物質はスライムに溶出する場合もあるが、圧縮空気ジェットＪａの空気と混合して、地上側へ出てくる場合がある。そして、第１のスライム搬送管Ｔ１からは、圧縮空気ジェットＪａを構成したエアも排出されるが、気化した汚染物質、例えば気相のＶＯＣが間欠的に噴出する。
第１のスライム搬送管Ｔ１の端部Ｔ１ｂ近傍にガス採取装置（図示せず）を設置して、ブロワ等で吸引することにより、採取されたガス（気相の汚染物質と空気との混合ガス）を分析することにより、リアルタイムで汚染物質濃度を計測することが可能性である。

スライム貯留タンク４の天蓋４１の上には、第１のＶＯＣ回収装置１１が配置されている。第１のＶＯＣ回収装置１１は、例えば活性炭の様な吸着材を収容した吸着装置（図示せず）を有しており、ＶＯＣ等の汚染物質を吸着、回収するように構成されている。

第１のＶＯＣ回収装置１１は、第１の排気ダクトＤ１によってスライム貯留タンク４の内部と連通している。第１の排気ダクトＤ１には、第１のブロワ１２が介装されている。第１の排気ダクトＤ１におけるタンク４側の端部Ｄ１ａは、第１のスライム搬送管Ｔ１の他端Ｔ１ｂの近傍に配置されている。

図１のスライム貯留タンク４の底部４２側には、第１のスライム搬送管Ｔ１から排出されたスライムＳが既に溜まっている。
第１のスライム搬送管Ｔ１の端部Ｔ１ｂと、スライム貯留タンク４に貯留しているスライムＳの上面とは落差が存在する。端部Ｔ１ｂからスライムが落下すると、落下したスライムと貯留されているスライムＳとが衝突する。係る衝突によって、スライム中の土壌（粘土等）が細かく破砕される。粘土が細かく破砕され、微粒化すれば、粘土と結びついているＶＯＣ等の汚染物質は分離し易くなる。

スライム貯留タンク４と、第１のスライム曝気タンク５とは、第２のスライム搬送管Ｔ２で連通している。第２のスライム搬送管Ｔ２の、スライム貯留タンク４側の端部には、第１の搬送ポンプＰ１が介装されている。
第１の搬送ポンプＰ１の吸入口Ｐ１ａから、スライム貯留タンク４内のスライムＳが吸い込まれる。

第２のスライム搬送管Ｔ２には、高回転型（例えば、回転数３０００ｒｐｍ）のミキサー１３が介装されている。
第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライム中には、粘土塊が混入しているので、そこで、高回転型のミキサー１３を第２のスライム搬送管Ｔ２に介装することにより、高回転のミキサー１３によってスライム中の粘土塊を破砕して、微粒化している。
スライム中の粘土塊を微粒化すれば、第１のスライム曝気タンク５及び第２のスライム曝気タンク６内における曝気処理により、スライム中のＶＯＣが分離し易くなる。

第２のスライム搬送管Ｔ２において、高回転型のミキサー１３と、第１のスライム曝気タンク５との間の領域には、配管加熱装置１４が介装されている。
配管加熱装置１４の詳細については、図３〜図５で後述する。
配管加熱装置１４の加熱作用によって、搬送管Ｔ２を流過するスライムを昇温すれば、スライムに含まれるＶＯＣが分離し易くなる。
図示の例では、配管加熱装置１４による加熱温度は、１３０℃程度である。

第２のスライム搬送管Ｔ２における曝気タンク５側の端部Ｔ２ｂは、第１の曝気タンク５内部上方において、水平方向に向けて開口している。
第１の曝気タンク５において、鉛直壁面５１の上方には、スライム循環噴射装置１５が設置されている。スライム循環噴射装置１５は、水平方向へ噴射するように構成されている。
スライム循環噴射装置１５の構造については、図６、図７を参照して後述する。

スライム循環噴射装置１５から噴射される、スライムとエアとの混合流（図６、図７の符号Ｊｓａ）は、噴射後、直進して鉛直壁５２に衝突する。
第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムは、第１のスライムポンプＰ１で加圧されており、第２のスライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから、水平方向に噴射されたスライムも、直進して鉛直壁面５２と衝突する。

仮にスライム中に粘土の塊が含まれていても、鉛直壁５２に衝突することによって微粒化され、ＶＯＣガスが分離し易い状態となる。
分離したＶＯＣガスは、第２の排気ダクトＤ２を介して、第２のＶＯＣ回収装置１６に回収される。第１のスライム曝気タンク５の天蓋５３において、鉛直壁面５２近傍には、第２の排気ダクトＤ２の開口部Ｄ２ｂが位置している。

第２のスライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから、水平方向に噴射されたスライムは、鉛直壁面５２と衝突しなくても良い。空中に向ってスライムが噴射されることが肝要である。
曝気タンク５の底部に貯留しているスライムＳ中ではなく、空中にスライムを噴射することにより、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が良好となる。

第１のスライム曝気タンク５において、第２のスライム搬送管Ｔ２の端部Ｔ２ｂを、スライム循環噴射装置１５に合流せしめ、第２のスライム搬送管Ｔ２の端部Ｔ２ｂとスライム循環噴射装置１５とを同一の配管で構成することが出来る。
第１のスライム曝気タンク５と、第２のスライム曝気タンク６とは、第３のスライム搬送管Ｔ３で連通している。
第３のスライム搬送管Ｔ３において、第１のスライム曝気タンク５側の端部には、第２の搬送ポンプＰ２が介装されている。第１のスライム曝気タンク５内のスライムＳは、第２の搬送ポンプＰ２の吸入口Ｐ２ａから吸い込まれ、第２のスライム曝気タンク６へ送られる。

第２のスライム曝気タンク６の天蓋６１上には、第２のＶＯＣ回収装置１６が配置されている。
第２のＶＯＣ回収装置１６は、図示しない活性炭やゼオライト等の吸着材から成る吸着層を有し、吸着層により汚染物質を吸着・回収するように構成されている。
吸着層を有するＶＯＣ回収装置１６に代えて、図１４を参照して後述する様に、冷凍式ＶＯＣ濃縮回収装置１６Ａを用いることもできる。

第２のＶＯＣ回収装置１６は、第２の排気ダクトＤ２によって、第１のスライム曝気タンク５の上方と連通している。第２の排気ダクトＤ２には、第２のブロワ１７が介装されている。
第２の排気ダクトＤ２は、分岐点Ｐｄで第３の排気ダクトＤ３に分岐している。第３の排気ダクトＤ３は、第２のスライム曝気タンク６の上方と連通している。

第３のスライム搬送管Ｔ３の端部Ｔ３ｂと、第２のスライム曝気タンク６に貯留しているスライムＳの上面とは落差があり、端部Ｔ３ｂからスライムが落下すれば、落下したスライムは、タンク６内に貯留されているスライムＳと衝突する。
衝突することにより、スライムに含まれる固形分は微粒化して、スライムに含まれる汚染物質が分離され易い状態となる。
ここで、第３のスライム搬送管Ｔ３に介装された第２のスライムポンプＰ２は、スライム搬送の機能の他に、搬送されるスライムとタンク６内のスライムとが衝突する際の衝撃を大きくする機能をも有する。

第２の曝気タンク６の底部６２には、電気泳動式の重金属回収装置１８が装備されている。
重金属回収装置１８は、陰極１８ａと、陽極１８ｂと、両極とに接続される電極ラインＬｅによって構成されている。

電極ラインＬｅに通電することにより、スライムＳ中に溶け込んだ重金属、或いは、イオン化したその他の汚染物質は、陰極１８ａと陽極１８ｂの何れかに付着する。
重金属や、その他のイオン化した汚染物質が電極１８ａ、１８ｂに一定量付着したならば、電極１８ａ、１８ｂを交換する。そして、第２の曝気タンク６から取り外された電極１８ａ、１８ｂから、重金属或いはイオン化したその他の汚染物質を除去する。
なお、重金属回収装置１８で除去し切れなかった重金属やその他の汚染物質は、第４のスライム搬送管Ｔ４から排出される。

第１のスライム曝気タンク５では、図８を参照して後述するように、例えばミキサーＭ等の撹拌手段を装備しても良い。
第１のスライム曝気タンク５では、第２のスライム曝気タンク６に比較して、内部のスライムは、流動が活発である。それに対して、第２のスライム曝気タンク６では、タンク内部におけるスライムＳの流動はさほど為されていない。
ここで、電気泳動による重金属の分離は、流動していない状態の方が効率的に実施できる。そのため、第２のスライム曝気タンク６では、電気泳動がし易い状態となっている。そのため、下流側の第２のスライム曝気タンク６において、電気泳動による重金属の分離を行っている。

第２のスライム曝気タンク６には、第４のスライム搬送管Ｔ４が接続されている。第４のスライム搬送管Ｔ４において、第２のスライム曝気タンク６側の端部には、第３のポンプＰ３が介装されている。
第３の搬送ポンプＰ３の吸入口Ｐ３ａから、第２のスライム曝気タンク６内のスライムＳが吸い込まれる。
第４のスライム搬送管Ｔ４において、第２のスライム曝気タンク６から離隔した側の端部Ｔ４ｂは、ホッパー１９の上方に開口している。

第４のスライム搬送管Ｔ４の途中には、第１の三方弁Ｖ３１が介装されている。第１の三方弁Ｖ３１からは分岐管ＴＢが分岐しており、分岐管ＴＢの端部は、スライム排出口ＴＢｂとなっている。
第４のスライム搬送管Ｔ４において、三方弁Ｖ３１と端部Ｔ４ｂとの間の領域には、第２の三方弁Ｖ３２が介装されている。第２の三方弁Ｖ３２から、分岐管Ｔ４０が分岐している。
分岐管Ｔ４０は、重金属除去装置７に連通している。重金属除去装置７には、スライム排出管Ｔ４１が接続されており、スライム排出管Ｔ４１は、ホッパー１９の上方に開口している。

重金属除去装置７は図１５で示されている。
図１５において、重金属除去装置７は、円筒状の電気炉７１と、スタンド７２とを有している。スタンド７２には、ハンドル７３が設けられている。ハンドル７３を回すことによって、円筒状の電気炉７１全体が水平面に対して傾斜するように構成されている。重金属除去装置７は、スラリー中に残存したＶＯＣや重金属のみならず、ＰＣＢ等の汚染物質も除去することが出来る。

図１において、重金属除去装置７は、第４のスライム搬送管Ｔ４及び分岐管Ｔ４０を介して供給された加熱して、スライムからＶＯＣや重金属、ＰＣＢ等を加熱分解して、除去する。重金属及びＰＣＢが分解・除去され、汚染物質が完全に除去されたスライムは、スライム排出管Ｔ４１を介してホッパー１９に投入される。

施工領域の土壌が、重金属、ＰＣＢ等で汚染されていないことが判明している場合で、且つ、浄化したスライムを（切削流体或いは充填材料として）リサイクルする必要が無い場合や、或いは、リサイクルする量を減少したい場合には、第１の三方弁Ｖ３１を操作して、分岐管ＴＢの排出口ＴＢｂ側を開放する。第２のスライム曝気タンク６で処理されたスライムは、分岐管ＴＢの排出口ＴＢｂから、産業廃棄物運搬車両２０等の搬送手段によって、図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送される。

第１の三方弁Ｖ３１は、第４のスライム搬送管Ｔ４を流れる処理済みのスライムの全量を、切削流体或いは充填材としてリサイクルする場合には、分岐管ＴＢ側を閉鎖し、重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側を開放する。
処理済みのスライムの全量を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第１の三方弁Ｖ３１の重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側を閉鎖して、分岐管ＴＢ側を開放する。
第４のスライム搬送管Ｔ４を流れる処理済みのスライムの一部をリサイクルし、残りは図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第１の三方弁Ｖ３１の重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側をリサイクル量に対応する開度だけ開放し、且つ、分岐管ＴＢ側を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する量に対応した開度だけ開放する。

ホッパー１９は、第５のスライム搬送管Ｔ５を介して、コンクリートポンプ８に接続している。ホッパー１９に投入されたスライムは、第５のスライム搬送管Ｔ５を流れ、コンクリートポンプ８に吸入される。
コンクリートポンプ８は、第６のスライム搬送管Ｔ６を介して、浄化された三重管スイベル９と接続されている。

コンクリートポンプ８を稼動することにより、汚染物質が除去されたスライム（切削流体或いは充填材料としてリサイクルされるスライム）は、三重管スイベル９を介して、再度、三重管ロッド２に供給される。すなわち、リサイクル用のスライムは第１の管２１の充填材料注入口２１ｏから、充填材料Ｃとして、浄化工法が施工されている領域に注入される。或いは、（リサイクル用のスライムは）三重管ロッド２のノズル２２１、２２２から、切削用流体として噴射される。
なお、リサイクル用スライムの粘度が高い場合や、スライムの含水率が大きい場合には、リサイクル用スライムの性状に応じて、適宜、固化材その他の薬剤を添加すればよい。

汚染土壌の浄化工法の施工直後においては、リサイクル用のスライムは発生していない。その場合は、ホッパー１９に、別途準備した固化材、例えばセメントミルクを投入する。投入されたセメントミルクはコンクリートポンプ８によって三重管ロッド２に送られ、土壌浄化工法の施工領域において、充填材料或いは切削流体として注入される。より詳細には、汚染物質が除去されたスライムは、掘削機１の三重管ロッド２の１対のノズル２２１、２２２から切削流体として噴射され、及び／又は、三重管ロッド２の注入口２１ｏから充填材料Ｃとして注入される。

図３〜図５を参照して、配管加熱装置１４の構成について説明する。
図３、図４において、配管加熱装置１４は、電熱線１４１と、薬液添加管１４２とを備えている。
電熱線１４１は、第２のスライム搬送管Ｔ２を螺旋状に包囲するように巻き回されている。電熱線１４１に通電することにより、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムが、常温以上に昇温するように加熱される。
ここで、電熱線１４１による加熱温度は、例えば１３０℃程度が好ましい。電熱線１４１でスライムを加熱することにより、スライムに含まれるＶＯＣの分離が促進される。

薬液添加管１４２は、第２のスライム搬送管Ｔ２に直交するように、第２のスライム搬送管Ｔ２の内部に連通している。
スライムサンプル抽出装置１０により抽出されたサンプル（試料）を分析することにより、地上側に浮上したスライムの性状が把握出来る。そして、配管加熱装置１４においては、分析されたスライムの性状に対応して、必要な薬剤を、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムに、薬液添加管１４２から適宜添加している。
例えば、凝集剤、中和剤、スライム中の粘土粒子間の結合力を弱める作用を奏する薬剤等が添加される。

図４、図５で示す様に、第２のスライム搬送管Ｔ２に電熱線１４１を巻き回した領域の内部には、インラインミキサー１４３が設置されている。
インラインミキサー１４３により、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムＳは、その微粒化が促進される。また、薬液添加管１４２から添加された薬剤は、インラインミキサー１４３により、スライムと十分に混合されるので、薬剤の薬効が速やかに顕在化する。

図６、図７を参照して、スライム循環噴射装置１５の概略構成を説明する。図１を参照して説明したように、スライム循環噴射装置１５は、第１のスライム曝気タンク５に設けられている。
図６、図７において、スライム循環噴射装置１５は、高圧エア噴射管１５１と、２本のスライム循環管路１５２とを備えている。２本のスライム循環管路１５２の各々には、スライムポンプ１５４が介装されている。

２本のスライム循環管路１５２の一端は、それぞれ高圧エア噴射管１５１に合流している。２本のスライム循環管路１５２の他端は、それぞれ第１のスライム曝気タンク５の底部近傍に連通している。
スライム循環管路１５２が高圧エア噴射管１５１へ合流する部分（交差合流部）Ｐｘの近傍には、空気導入口１５２ｃが形成されている。空気導入口１５２ｃは吸込み管として構成されている。

スライム循環管路１５２の空気導入口１５２ｃを形成した領域における流路断面積を絞り、流速を増加することによって、スライム循環管路１５２内の流路に負圧が発生する。その負圧により、エア（外気）が空気導入口１５２ｃからスライム循環管路１５２内に吸い込まれる。
なお、空気導入口１５２ｃに、例えば、図示しないコンプレッサから高圧空気を送り込むことも可能である。或いは、浄化作用を有する鉄粉や薬剤等を、空気導入口１５２ｃを介して送り込むことも可能である。

スライム循環噴射装置１５を作動すると、高圧エア噴射管１５１には、図示しない高圧エア発生手段（コンプレッサ等）から、高圧エアＦａ１が供給される。それと同時に、スライムポンプ１５４も稼動する。スライムポンプ１５４により、第１のスライム曝気タンク５内のスライムが、２本のスライム循環管路１５２内を流れ（矢印Ｙｓ）、交差合流部Ｐｘで高圧エア噴射管１５１に合流する。

高圧エア噴射管１５１の曝気タンク５側の端部から、高圧エアＦａ１とスライムＹｓとの混合流体Ｊｓａが、高速で噴射される。高速で噴射された混合流体Ｊｓａは、正面の鉛直壁面５２と衝突する。衝突によって、スライム中の粘土は微粒化される。粘土の微粒化により、スライム中のＶＯＣのガス化が促進される。

ここで、第２のスライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから、水平方向に噴射されたスライムは、鉛直壁面５２と衝突しなくても構わない。換言すれば、スライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから噴射されるスライムは、曝気タンク５のスライムが充填されていない空間に向って噴射されることが重要である。
係る空間中にスライムを噴射することにより、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が向上するからである。

スライム循環管路１５２を流れるスライムＳに、空気導入口１５２ｃからのエアや、高圧エア噴射管１５１に流れる高圧エアＦａ１が混合することによっても、曝気効果が得られ、ＶＯＣのガス化が促進される。

図８を参照して、第１のスライム曝気タンク５の第１変形例を説明する。
図８において、第１変形例に係るスライム曝気タンク５Ａは、図８中左右方向について中央が下がるように傾斜した底部５４を有している。詳細には、スライム曝気タンク５Ａにおける底部５４の中央には、傾斜面よりも、更に深く下がった平面部５４ｈが形成されている。

傾斜した底部５４には、複数のミキサーＭが装備されている。底部中央の平面部５４ｈにも、１台のミキサーＭが装備されている。
スライム曝気タンク５Ａは、図６、図７で説明したスライム循環噴射装置１５と同様のスライム循環噴射装置１５Ａを備えている。
スライム曝気タンク５Ａにおいては、複数のミキサーＭにより、貯留されているスライムＳが滞留することなく、常に撹拌された状態となっており、スライムＳがタンク５Ａ内で確実に循環する。

次に、図９を参照して、第１のスライム曝気タンクの第２変形例について説明する。
図９において、第２変形例に係るスライム曝気タンク５Ｂは、その内部において、スライムのジェットＪｓと、高圧エアジェットＪａとを、隣接した状態で、鉛直方向上方に噴射するように構成されている。

スライムのジェットＪｓと、高圧エアジェットＪａは、上昇時と落下時の双方において交じり合うため、スライムが高圧エアに接触（衝突）して曝気される時間が長い。そのため、スライムに対する曝気作用が良好であり、スライムに含まれるＶＯＣのガス化が促進される。
第２変形例に係るスライム曝気タンク５Ｂは、スライムの汚染物質濃度が高い場合に有効である。
ここで、スライムのジェットＪｓ及び／又は高圧エアジェットＪａを、交差噴流で構成することも可能である。
第２変形例に係るスライム曝気タンク５Ｂではサイロ状のタンクを用いているので、密封性が高く、防音効果も高い。

図１０を参照して、第１のスライム曝気タンクの第３変形例について説明する。
図１０において、第３変形例に係るスライム曝気タンク５Ｃにおいて、スライム曝気タンク５Ｃの下方から上方に向かって、複数の高圧エアのジェットＪａを噴射している。そして、スライム曝気タンク５Ｃの上方から下方へ向って、複数のスライムのジェットＪｓを噴射している。

スライムのジェットＪｓと高圧エアのジェットＪａを対向させて噴射しているので、スライムのジェットＪｓが高圧エアのジェットＪａと衝突する確率は高く、スライムが高圧エアに曝される機会及び時間が増加して、曝気効果が良好に発揮される。従って、ＶＯＣガスの発生効率が向上する。

水平に配置されたスライム噴射管Ｔｓ及び高圧エア噴射管Ｔａを、相互に反対方向に回転する（矢印Ｒ１の向きの回転と、矢印Ｒ２の向きの回転とを行う）ように構成することも出来る。ジェットＪｓ、Ｊａが、互いに反対方向に回転するように構成すれば、スライムと高圧エアとの衝突の確率は更に高まり、スライムが高圧エアに曝される機会及び時間がさらに増加する。その結果、曝気効果がさらに良好となり、ＶＯＣガスの発生効率がさらに向上する。

図１１を参照して、第１のスライム曝気タンクの第４変形例を説明する。
第４変形例に係るスライム曝気タンク５Ｄは、図１０の第３変形例における水平のエア配管Ｔａを省略し、その代わりに、１個の高圧エアノズルＮａを設けている。
高圧エアノズルＮａは、タンク５０内にサイクロン状の空気流Ｆａを発生させる様に構成されている。空気流Ｆａの旋回方向は、図１１の矢印Ｒとは逆方向である。これに対して、スライム管Ｔｓは、空気流Ｆａの旋回方向の逆方向である矢印Ｒ方向へ回転する。
第４変形例によれば、スライムのジェットＪｓと、サイクロン状の空気流Ｆａが好適に衝突し、曝気効果が向上し、ＶＯＣの分離が促進される。

図１２、図１３を参照して、第１のスライム曝気タンクの第５変形例を説明する。
図１２、図１３において、第５変形例に係る第１のスライム曝気タンク５Ｅは、底部に設けた高圧エア噴射ノズルＮａによって、上方に向かうサイクロン状の空気流Ｆａを形成させている。タンクの上方には、混合ジェット噴射装置Ｎｘが配置されている。混合ジェット噴射装置Ｎｘは、複数のノズルを有し、水平方向へ延在している。混合ジェット噴射装置Ｎｘの複数のノズルからは、スライムと高圧エアの複合ジェットＦｘが噴射される。
複合ジェットＦｘとサイクロン状の空気流Ｆａは、好適に衝突し、スライムが良好に曝気され、スライムに含まれるＶＯＣの分離が促進される。

次に、図１４を参照して、図１で示した第２のＶＯＣ回収装置１６とは異なるＶＯＣ回収装置１６Ａについて説明する。
図１４において、ＶＯＣ回収装置１６Ａは、ブライン槽（冷媒槽）１６１を有している。ブライン槽１６１には、ブライン（冷媒）注入口１６２と、ブライン排出口１６３とが形成されている。ブライン槽１６１内には、ＶＯＣ配管Ｌｖが通されている。ブライン槽１６１内におけるＶＯＣ配管Ｌｖは、つづら折状に折り曲げられて、熱交換器を構成している。

気相のＶＯＣ（図１４の矢印Ｖ１）が、ブライン槽１６１内を通過する際に、ブライン槽内の冷媒（ブライン）Ｌｃと熱交換を行い、冷却される。冷却された「ＶＯＣガスおよび気相中の水分」は、「液相のＶＯＣと液相の水分」（矢印Ｖ２）となり、ブライン槽１６１外に排出される。一部ガス状のままのＶＯＣも除湿されていることから、活性炭等で容易に吸着回収される。また、「液相のＶＯＣと液相の水分」（Ｖ２）は、公知の手段によって処理される。

図１〜図１５を参照して説明した汚染土壌浄化システムを用いた浄化工法によれば、汚染土壌Ｇｐは高温（例えば、８０℃〜９０℃）の水を用いた、高圧、高エネルギーの交差噴流Ｊｃによって、細かく破砕される。
その結果、土壌Ｇｐに付着したＶＯＣ等の汚染物質は、交差噴流Ｊｃの熱及び運動エネルギーの相乗作用によって、土壌粒子から剥離、除去され、スライム中に溶出した状態となる。そして、スライムが地上側Ｅへ流出するのに連行されて、原位置から地上側へ移動させることが出来る。或いは、土壌粒子から除去された汚染物質は、交差噴流Ｊｃと共に噴射された高圧空気の噴流と混合して、地上側へ浮上する。

土壌粒子が粘土である場合に、粘土の電荷により汚染物質は電気的に吸着しているが、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで粘土粒子が細断されることにより、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質も、当該粘土粒子から剥離、除去される。また、土壌粒子の格子状の構造内に取り込まれた汚染物質も、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃにより、格子構造が破壊されるので、土壌粒子から分離する。
その結果、図１〜図１５の実施形態によれば、従来技術では除去が困難であった粘土に含有された汚染物質や、土壌の格子状の構造内に取り込まれた汚染物質であっても、粘土或いは土壌粒子から容易に剥離、除去することが出来るのである。

図１〜図１５の実施形態によれば、従来技術では除去が困難であった汚染物質も、粘土や土壌粒子から剥離、除去して、スライム中に溶出し、或いは、ボーリング孔Ｈから湧出する気体に混合した状態となる。
スライム中で溶出した状態であれば、スライム貯留タンク４及び第１のＶＯＣ回収装置、第１のスライム曝気タンク５と第２の曝気タンク６及び第２のＶＯＣ回収装置１７、曝気タンク６内の電気泳動式の重金属回収装置１８、重金属除去装置７によって、汚染物質は容易、且つ確実にスライム中から除去される。
また、汚染物質が気体に混合した状態であれば、当該気体が大気中に拡散する以前に吸引することにより、容易に捕集することが出来る。

図１〜図１５で説明した実施形態では、汚染物質が除去されたスライムは、掘削機１の三重管ロッド２の１対のノズル２２１、２２２から切削流体として噴射され、及び／又は、三重管ロッド２の注入口２１ｏから充填材料Ｃとして注入される。
汚染物質が除去されたスライムは、汚染物質を包含しておらず、原位置へ埋め戻しても、何等問題は発生しない。そして、切削流体及び／又は充填材料Ｃとして用いられた分だけ、産業廃棄物として処理するべきスライムの量が減少し、産業廃棄物処理のコストが減少する分だけ、汚染土壌浄化に必要なコストを低く抑える事が出来る。

ここで、図１、図２で上述した様に、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで粘土粒子が細断されることにより、粘土粒子へ電気的に吸着したＶＯＣの様に、土壌粒子表面へ吸着した汚染物質は、当該土壌粒子から分離する。或いは、土壌粒子の格子状の構造が、高温で且つ高エネルギーの交差噴流により破壊されて、格子内部に閉じ込められた汚染物質がスライム中へ溶出し易くなる。
従来の汚染物質濃度の計測では、計測が為される汚染土壌の土壌粒子における格子構造に取り込まれた汚染物質や、或いは、電気的に吸着されたＶＯＣの様に土壌粒子表面へ吸着された汚染物質は、水に溶出し難く、計測機器が困難であった。換言すれば、従来技術では、汚染土壌の土壌粒子の格子構造に取り込まれた汚染物質や、土壌粒子表面に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質は、計測が不可能であった。
それに対して、上述した実施形態によれば、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃにより、土壌粒子の格子構造は破壊されるので、土壌粒子の格子構造に取り込まれた汚染物質は当該土壌粒子から容易に分離する。また、粘土粒子と電気的に吸着されたＶＯＣの様に、土壌粒子表面に付着した汚染物質も、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃにより、土壌粒子表面から剥離或いは分離されるので、従来技術では検出困難な汚染物質が、計測可能な状態となる。従って、従来の計測方法に比較して、汚染土壌の実体が、より正確に計測される。

次に、図１６のフローチャートと、図１、図２を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
図１、図２において、汚染土壌Ｇｐの最下層までボーリング孔Ｈが削孔されている。そして、削孔されたボーリング孔Ｈに、掘削機１の三重管ロッド２が挿入される。施工時には、三重管２のノズル２２１、２２１及び充填材料注入口２１ｏを含む先端部分、所謂「同時充填モニタ」２０を、上方に引き上げつつ回転させる。

ここで、施工領域を交差噴流Ｊｃで切削、細断し、施工領域全体を充填材料Ｃを注入した後、三重管ロッド２を再び挿入し、交差噴流Ｊｃによる切削、細断と、充填材料Ｃの注入とを繰り返すことが可能である。
図１６のステップＳ１においては、その様に、交差噴流Ｊｃによる切削、細断と、充填材料Ｃの注入とを、複数回に亘って繰り返し処理（施工）することを前提として、掘削と充填材料Ｃの注入を概略同時に行う。

交差噴流Ｊｃによる切削、細断では、図１及び図２を参照して上述した通り、三重管ロッド２のノズル２２１、２２２から温水ジェットＪ１、Ｊ２を噴射して、交差噴流Ｊｃを構成する。そして、温水ジェットで構成された交差噴流Ｊｃによって、所定の半径方向寸法の領域（施工領域）を、切削、細断する。
ここで、温水ジェットＪ１、Ｊ２は、高圧エアジェットＪａで包囲して噴射することも出来る。

交差噴流Ｊｃにより切削、細断された施工領域では、一定の領域内に高圧の流体が噴射されることにより、その内圧が上昇する。スライムの生じた掘削済みの施工領域の内圧が上昇することにより、スライムは三重管ロッド２の流路Ｋから、第１のスライム搬送管Ｔ１を経由して、スライム貯留タンク４に自動的に排出される。汚染物質はスライム内に溶出している。
高圧エアジェットＪａを噴射する場合には、土壌粒子から分離した汚染物質であって気相の汚染物質は、高圧エアジェットＪａの空気と混合して、混合気の状態でスライム貯留タンク４へ排出される。

掘削され泥水状となった施工領域に、充填材料注入口２１ｏから、充填材料Ｃを注入する。
掘削開始当初は、リサイクル用のスライムが発生していないので、充填材料として、例えば、別途供給されたセメントミルクが、コンクリートポンプ８から注入される。

上述した様に、施工領域で発生したスライムは、第１のスライム搬送管Ｔ１を経由して、スライム貯留タンク４内に流入する。スライムサンプル抽出装置１０により、第１のスライム搬送管Ｔ１を流れるスライムの一部を試料（サンプル）として採取し（サンプリングし）、図示しない分析設備でスライム中の汚染物質濃度等を計測する（図１６：ステップＳ２）。

スライムのサンプルを分析して、スライム中の汚染物質濃度が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、閾値は、汚染領域の土壌の全量を置換する（いわゆる「全量置換」を行う）か否かの境界値として設定されている。
汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、２回目の施工では、比重の大きな充填材料を使用する（ステップＳ４）。
汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）において、汚染物質を除去したスライムを充填材料Ｃとして再利用した場合には、汚染物質濃度が環境基準値を下回るまで、多数回に亘って、交差噴流Ｊｃによる切削と充填材料Ｃの注入とを繰り返さなければならない恐れが存在する。

そのため、汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には、汚染物質を除去したスライムを充填材料Ｃとして再利用せずに、比重の大きい充填材料を新規に充填する（ステップＳ４）。そして、当該比重の大きい充填材料により、施工領域における汚染土壌を完全に置換する。
２回目の施工において、比重の大きい充填材料により施工領域における汚染土壌を完全に置換すれば、その施工領域については、交差噴流Ｊｃによる切削と充填材料Ｃの注入とを繰り返す必要は無い。

ステップＳ３において、汚染物質濃度が閾値未満であれば（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ５に進む。
図１〜図１５の第１実施形態と同様に、スライム貯留タンク４に流入したスライムは、高回転型のミキサー１３及び配管加熱装置１４が介装されている第２のスライム搬送管Ｔ２を介して、第１のスライム曝気タンク５に送られて曝気される。そして、第２のスライム曝気タンク６において、重金属回収装置１８により、重金属やイオン化した汚染物質が除去される。
さらに、スライムは必要に応じて重金属処理装置７を経由し、汚染物質が完全に除去される。汚染物質が除去されたスライム（処理済のスライム）は、コンクリートポンプ８を経由して、充填材料Ｃ、或いは切削用流体として、掘削機１に送られる。

図１６のステップＳ５では、交差噴流Ｊｃにより汚染土壌を切削し、或いは、充填材料Ｃを注入し、発生したスライムを図１で示す処理システムで浄化し、汚染物質を除去して、充填材料Ｃ或いは切削用流体として、再び掘削機１に送られるまでのサイクルを、実行する。
ステップＳ５のサイクルを実行したならば、スライムサンプル抽出装置１０により、スライムのサンプル（試料）を抽出する。そして、抽出したスライムサンプルを分析し、スライム中の汚染物質の濃度を計測する（ステップＳ６）。

計測したデータにより、スライム中の汚染物質濃度が、所定値、例えば環境基準値以下であるか否かを判断する（ステップＳ７）。
汚染物質濃度が、環境基準値以下であれば（ステップＳ７でＹＥＳ）、浄化処理を終了する。
汚染物質濃度が、環境基準値を超えていれば（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ５以下を繰り返す。

図１６の第２実施形態では、スライムサンプル抽出装置１０でサンプルスライムを抽出し、地上側へ流出したスライムにおける汚染物質濃度を計測している。このスライムにおける汚染物質濃度により、地中の浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握することが出来る。
そのため、浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握して、スライムを切削流体或いは充填材料として再利用するか否かを判定することが出来る。そのため、スライムを切削流体或いは充填材料として再利用すると、ステップＳ５で説明したサイクルの繰り返し回数が多くなり過ぎてしまう場合には、スライムを再利用せずに、ステップＳ４で示す様に、比重の大きい充填材料を使用して、施工コストの節約を図ることが出来る。

また、浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握して、ステップＳ５で説明したサイクルを繰り返す必要があるか否かを正確に判断することが出来るので、不必要な作業（切削、充填から、掘削機１における再利用）を行うことなく、施工コストを節約することが出来る。

図１７は、本発明の第３実施形態を示している。
図１７において、汚染物質により汚染された領域Ｇｐの周辺部には、汚染物質が除去された円柱状の領域Ｄが、複数箇所に亘って造成されている。領域Ｄは、図１〜図１６の浄化工法が実施され、汚染物質が除去された円柱状の領域である。すなわち、領域Ｄは、汚染土壌が交差噴流Ｊｃで切削され、充填材料Ｃが充填された円柱状地中固結体である。
図１７では、円柱状の領域Ｄで地中連壁Ｆを構成している。

汚染された領域Ｇｐは、地中連壁Ｆにより完全に包囲されているので、領域Ｇｐの汚染物質が、地中連壁Ｆを透過して、他の領域を汚染してしまうことが防止される。
すなわち、図１７の第３実施形態では、汚染物質が除去された円柱状の領域Ｄで地中連壁Ｆを構成し、地中連壁Ｆにより汚染領域Ｇｐを包囲するように構成しているので、いわゆる「汚染物質の封じ込め」を行うことが出来る。
図１７では、「汚染物質の封じ込め」を行う地中連壁Ｆを、円柱状の領域Ｄを連続させることにより構成しているが、汚染物質が除去されたパネル状の領域のように、非円形の領域により地中連壁Ｆを構成しても良い。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態では、切削流体の噴流は交差噴流を構成しているが、切削流体の噴流を交差させずに、そのまま、例えば水平方向へ噴射しても良い。
また、図示の実施形態では、モニタ１０を回転しつつ引き上げて、円柱状の汚染土壌領域を切削、充填しているが、モニタ１０を回転せずに、所定の角度だけ揺動しつつ引き上げることにより、所定幅のパネル状の汚染土壌領域を切削、充填する様に構成しても良い。

本発明の第１実施形態を施工するシステムの全体構成を示す図。 図１における掘削機周辺を詳細に示した図。 第１実施形態で用いられる配管加熱装置の斜視図。 図３で示す配管加熱装置の断面図。 図３で示す配管加熱装置の内部を模式的に示す図。 第１実施形態で用いられるスライム曝気タンクの平面図。 図６のスライム曝気タンクの測面図。 スライム曝気タンクの第１変形例を示す断面図。 スライム曝気タンクの第２変形例を模式的に示す図。 スライム曝気タンクの第３変形例を模式的に示す図。 スライム曝気タンクの第４変形例を模式的に示す図。 スライム曝気タンクの第５変形例を模式的に示す図。 図１２のスライム曝気タンクの横断面図。 第１実施形態で用いられるＶＯＣ回収装置の変形例を示す模式図。 第１実施形態で用いられる重金属除去装置の側面図。 本発明の第２実施形態を説明するフローチャート。 本発明の第３実施形態を説明する模式図。

符号の説明

１・・・掘削機
２・・・三重管ロッド
３・・・口元管
４・・・スライム貯留タンク
５・・・第１のスライム曝気タンク
６・・・第２のスライム曝気タンク
７・・・重金属除去装置
８・・・コンクリートポンプ
９・・・三重管スイベル
１０・・・スライムサンプル抽出装置
１１・・・第１のＶＯＣ回収装置
１２・・・第１のブロワ
１３・・・高回転型ミキサー
１４・・・配管加熱装置
１５・・・スライム循環噴射装置、
１６・・・第２のＶＯＣ回収装置
１７・・・第２のブロワ
１８・・・重金属回収装置
２０・・・同時充填用モニタ
Ｃ・・・充填材料
Ｓ・・・スライム

Claims (5)

1. 噴射及び注入装置（２）をボーリング孔（Ｈ）に挿入する工程（Ｓ１）と、噴射及び注入装置（２）を引き上げる際に、噴射及び注入装置（２）の上方に設けたノズル（２２１、２２２）から８０℃〜９０℃の高温の流体を噴射し（Ｊｃ）、噴射及び注入装置（２）の下方に設けた注入口（２１ｏ）から充填材料（Ｃ）を注入する工程と、充填材料（Ｃ）を注入する工程の際に地上側（Ｅ）へ流出したスライム（Ｓ）を地上側（Ｅ）に設けた浄化設備（４、５、６）により汚染物質を除去する工程と、汚染物質が除去されたスライムを噴射及び注入装置（２）へ供給する工程を有し、汚染物質を除去する工程は曝気タンク（５）で曝気する工程を含み、該曝気する工程では、スライム搬送管（Ｔ２）の端部（Ｔ２ｂ）から曝気タンク（５）のスライムが充填されていない空間に向かってスライムを噴射し、曝気タンク（５）内のスライムを曝気タンク（５）の底部近傍に接続されたスライム循環管路（１５２）内に吸い込み、スライム循環管路（１５２）が合流する高圧エア噴射管（１５１）に高圧エア（Ｆａ１）を供給して、スライム（Ｙｓ）と高圧エア（Ｆａ１）との混合流体（Ｊｓａ）を曝気タンク（５）の鉛直壁面（５２）に衝突させることを特徴とする汚染土壌浄化工法。
2. スライム搬送管（Ｔ２）を介して曝気タンク（５）に供給されるスライムを、スライム搬送管（Ｔ２）に設けた加熱装置（１４）により加熱する請求項１の汚染土壌浄化工法。
3. 汚染物質が除去された後に噴射及び注入装置（２）へ供給されたスライムが、噴射及び注入装置（２）の注入口（２１ｏ）から充填材料（Ｃ）として注入される請求項１の汚染土壌浄化工法。
4. 地上側へ流出したスライムにおける汚染物質濃度を計測する工程（Ｓ６）と、汚染物質濃度が閾値以上であれば、ボーリング孔（Ｈ）へ挿入された噴射及び注入装置（２）から噴射し且つ充填材料（Ｃ）を注入しながら引き上げる工程（Ｓ５）を繰り返し、汚染物質濃度が閾値を下回れば、ボーリング孔（Ｈ）へ挿入された噴射及び注入装置（２）から噴射し且つ充填材料（Ｃ）を注入しながら引き上げる工程（Ｓ５）をそれ以上繰り返さない請求項１〜３の何れか１項の汚染土壌浄化工法。
5. 上述した工程を汚染物質により汚染された領域（Ｇｐ）の周辺部における複数箇所で実施し、汚染物質が除去された領域（Ｄ）で地中連壁（Ｆ）を構成し、当該地中連壁（Ｆ）により汚染された領域（Ｇｐ）を包囲する請求項１〜４の何れか１項の汚染土壌浄化工法。

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