JP4671073B2 - In-situ repair method for soil contaminated with organic matter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物汚染土壌の原位置修復法に関し、特に難分解性の有機物をエアスパージングし易いように処置する有機物汚染土壌の原位置修復法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、市街地の再開発等に伴う工場跡地等における地盤調査において、有機物に汚染されている汚染土壌が露呈する事態が各地で起こっており、汚染土壌の処理が社会的な問題点になっている。
【0003】
汚染された土壌の場合は、通常、掘削、搬出した後に、洗浄・分離、熱処理等の物理化学的方法やランドファーミング等の生物学的方法で修復されている。
【0004】
又、汚染された地下水は、揚水後に、エアレーションで揮散分離したり、あるいは生物処理、活性炭等による吸着処理によって修復している。
【0005】
そして、汚染土壌の掘削、搬出は、環境問題を含んでいると同時にコストも嵩張ることから、土壌を掘削したり、地下水を揚水することを無くして、原位置で処理することも検討されている。
【0006】
有機物を原位置で修復する方法としては、不飽和帯を対象とした真空抽出、バイオべンティング等の方法があり、飽和帯を対象とする場合は、空気を飽和帯に吹き込むことで汚染物質を揮散させながら、不飽和帯で真空抽出するエアスパージング法も一般化している。
【0007】
エアスパージング法は、土壌を掘削することなく原位置で汚染物質を除去、分解できる修復法として期待されているが、分子量の大きな油分成分は揮散効果が低く、また生物分解も非常に遅い。
【0008】
そのために、重油等の分子量の大きな油分を含む有機物で汚染されている土壌を修復する場合には、完全に修復を完了させようとすると非常に多くの時間を要してしまうか、場合によっては全く分解できないこともある。
【0009】
しかして、この様な汚染土壌を早期に処理するためには、掘削、搬出後に、洗浄もしくは焼却処埋をするしかなく、非常にコストのかかる浄化となっている。
【0010】
従って、分子量の大きな難溶・難分解性の有機物によって汚染された土壌に対しては、原位置処理できる適切な修復法が提案されていないのが実情である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の問題点に鑑みてその解決を図るために提案するものであり、有機物汚染土壌を浄化するに際して、エアスパージング法を適用する時に重油等の分子量が大きな油分を含む有機物を低分子化して、エアスパージング法の適用を容易にすることで、汚染土壌を掘削搬出することなく原位置において廉価に浄化できる有機物汚染土壌の原位置浄化方法を提供している。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明である有機物汚染土壌の原位置修復法は、有機物を生物処理する有機物汚染土壌の原位置修復法において、液状の酸化剤を不飽和帯に注入した後に、空気を飽和帯に吹き込んでエアスパージングすることを特徴としており、分子量の大きな油分を含む重油等の有機物を低分子化することによって生物分解を容易にしている。
【0013】
請求項2に記載の発明である有機物汚染土壌の原位置修復法は、請求項1に記載の有機物汚染土壌の原位置修復法において、原位置の土着微生物が、エアスパージング時に混入されることを特徴としており、汚染土壌中における微生物の活性化を強化している。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明による有機物汚染土壌の原位置浄化方法は、基本的に、有機物を生物処理する有機物汚染土壌の原位置修復法において、液状の酸化剤を不飽和帯に注入した後に、空気を飽和帯に吹き込んでエアスパージングすることを特徴としており、重油等の分子量の大きな油分を含む有機物を低分子化することによって生物分解を容易にして原位置浄化を可能にしている。
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0018】
図1は、有機物汚染されている土壌に対して、本発明を実施するための修復装置を示す概要図である。
【0019】
本発明を実施するための修復装置1は、石油、石炭ガス製造に起因するベンゼン、トルエン、キシレン、多核芳香族、機械油等の油分のような有機汚染物質を浄化させるために、エアスパ−ジング法の適用を基盤にしている。
【0020】
本実施の形態では、空気を注入するためのコンプレッサー2と、このコンプレッサー2に接続させて飽和帯9に達しているスパージ井戸3及び不飽和帯に配置される抽出井戸4からの汚染水を浄化するための水処理装置5とガス処理装置6とから修復装置1を構成している。
【0021】
本実施の形態の修復装置における浄化処理は、基本的に空気を汚染土壌の飽和帯9に吹き込むと共に酸化剤を不飽和帯10に注入することで、有機汚染物質である油分を低分子化して汚染水と共に不飽和帯10の抽出井戸4から真空抽出しており、気液分離装置15及び吸気ブロア16を経由させることで、汚染水と汚染空気とに分離させながらそれぞれの浄化処理を施して清浄化を図っている。
【0022】
本発明による原位置浄化方法は、図2、3に示す形態によって実施されるものであり、以下の工程によって有機物汚染土壌の浄化を行なっている。
【0023】
図2は、エアスパージングを実施する前に有機物汚染土壌に対する処理工程を示している。
【0024】
有機物汚染土壌に対する処理工程を実施するに際しては、土壌の表面にカバー14を敷設して汚染空気が空中に発散することを防止しており、注入機7のバルブ11を開放しながら、コンプレッサー2のバルブ13を閉鎖している。
【0025】
しかして、注入機7には、オゾンガス、液状酸化剤等の酸化剤が貯蔵されているので、コンプレッサー2からの空気が汚染土壌に注入される前に、酸化剤がスパージ井戸3を通じて飽和帯9に注入されることになる。
【0026】
これによって、オゾンガス、液状酸化剤等の酸化剤を、図示のように油分が存在している飽和帯9及び不飽和帯10に拡散することによって、土壌や地下水中に在る分子量の大きな油分を抽出可能な低分子物質の状態に分解している。
【0027】
そして、酸化剤の注入は、汚染土壌の状況に応じて間欠的に複数回に亘って実施されることによって、空気の注入前に油分の低分子化が確実に行われるが、状況によっては、空気の注入と同時一体的に行なうことによって工期の短縮を図ることも意図されることになる。
【0028】
上記の工程においては、エアスパージングを実施する前の処理工程を示したが、図3は、油分が低分子化してエアスパージングの適用が効率的になるように処理された後の有機物汚染土壌に対する処理工程を示している。
【0029】
本処理工程では、注入機7のバルブ11閉鎖して、コンプレッサー2のバルブ13を開放しており、エアスパージングによる処理を実施している。
【0030】
コンプレッサー2からの空気は、スパージ井戸3から汚染土壌の飽和帯9に吹き込まれると共に酸化剤が不飽和帯10に注入されていることから、油分を低分子化しながら揮散させることで汚染水と共に不飽和帯10の抽出井戸4から真空抽出しており、気液分離装置15及び吸気ブロア16を経由させることで、汚染水と汚染空気とに分離させながらそれぞれの浄化処理を施して清浄化を図っている。
【0031】
従って、本実施の形態では、分子量の大きな難溶性の油分低分子化して生物分解が可能な状態に処理することでエアスパージング処理を効率的にしてから、有機物を土壌中から抽出して浄化処理しており、有機物汚染している土壌を現位置において確実に清浄化している。
【0032】
そして、注入機から注入している酸化剤の種類と濃度、注入する時期をエアスパージングによる処理の前にするか同時にするかの選択、さらには注入を一度にするか間欠的に複数回にするか否かについては、汚染土壌の汚染物質、濃度レベル及び汚染の範囲等に合わせて適宜に調整するものであり、状況に合わせて柔軟に対処できることから、有機物汚染された土壌の現位置処理について幅広く対応できる。
【0033】
又、本発明の他の実施例を図4に示している。
本実施の形態で示す修復装置20では、上述した実施の形態における修復装置1に追加して不飽和帯10に臨ませる注入機8を配置している。
【0034】
注入機7は、バルブ11を介してスパージ井戸3に接続され、注入機8は、バルブ12を介して不飽和帯10に臨ませており、コンプレッサー2とスパージ井戸3との間に設けられているバルブ13との開閉操作によって注入抽出作業を実施している。
【0035】
本実施の形態の修復装置における浄化処理は、空気を汚染土壌の飽和帯9に吹き込む前に酸化剤を飽和帯9と不飽和帯10に注入することで、分子量の大きな油分を低分子化してエアスパージングの実施を効率的にしており、油分を不飽和帯10の抽出井戸4から真空抽出し、気液分離装置15及び吸気ブロア16を経由させることで、汚染水と汚染空気とに分離させながらそれぞれの浄化処理を施して清浄化を図っている。
【0036】
本実施の形態の原位置浄化方法は、図5、6に示す形態によって実施されるものであり、以下の工程によって有機物汚染土壌の浄化を行なっている。
【0037】
図5は、エアスパージングを実施する前の有機物汚染土壌に対する処理工程を示している。
【0038】
有機物汚染土壌に対する処理工程を実施するに際しては、土壌の表面にカバー14を敷設して汚染空気が空中に発散することを防止しており、注入機7、8のバルブ11、12を開放しながら、コンプレッサー2のバルブ13を閉鎖している。
【0039】
しかして、注入機7には、オゾンガス等の気体状の酸化剤が貯蔵され、注入機8には、過酸化水素等の液体状の酸化剤が貯蔵されているので、コンプレッサー2からの空気が汚染土壌に注入される前に、気体状の酸化剤がスパージ井戸3を通じて飽和帯9に注入されており、液体状の酸化剤がバルブ12を通じて不飽和帯10に注入されることになる。
【0040】
これによって、気体状の酸化剤が飽和帯9から上昇拡散すると共に液体状の酸化剤が不飽和帯10から降下することによって、土壌や地下水中に在る分子量の大きな有機汚染物質を抽出可能な低分子化した状態に処理している。
【0041】
そして、酸化剤の注入は、上記実施の形態と同様に汚染土壌の状況に応じて間欠的に複数回に亘って実施されることによって、空気の注入前に有機汚染物質の低分子化が確実に行われるが、状況によっては、空気の注入と同時一体的に行なうことによって工期の短縮を図ることも意図されることになる。
【0042】
上記の工程においては、エアスパージングを実施する前の処理工程を示したが、図6は、エアスパージングの適用が効率的になるように処理された後の有機物汚染土壌に対する処理工程を示している。
【0043】
本処理工程では、注入機7、8のバルブ11、12を閉鎖して、コンプレッサー2のバルブ13を開放しており、エアスパージングによる浄化処理を実施している。
【0044】
コンプレッサー2からの空気は、スパージ井戸3から汚染土壌の飽和帯9に吹き込まれると共に、酸化剤が飽和帯9と不飽和帯10に注入されていることから、生物処理された有機物が汚染水と共に不飽和帯10の抽出井戸4から真空抽出されており、気液分離装置15及び吸気ブロア16を経由させることで、汚染水と汚染空気とに分離させながらそれぞれの浄化処理を施して清浄化を図っている。
【0045】
従って、本実施の形態では、酸化剤を気体状の酸化剤と液体状の酸化剤に区別して別途に貯蔵することで、その特性に合わせながら飽和帯9と不飽和帯10に注入しているので、有機物汚染している土壌を現位置において確実に清浄化している。
【0046】
図7に示す他の実施の形態では、使用した酸化剤の濃度等によって土壌中に土着している微生物の活性が著しく損なわれたと判断される場合の対処例を示している。
【0047】
本実施の形態で示す修復装置30では、図1に示した実施の形態の修復装置1に酸化の影響を受けない箇所に抽出井戸17を設置して、土壌から地下水を揚水している。
【0048】
揚水地下水は、活性微生物を含んでいるのでこれをスパージ井戸に注入する空気に混入させることによって、微生物の活性が著しく損なわれたと認識された土壌に分解微生物を供給している。
【0049】
これによって、汚染土壌の有機物を生物処理する効率が向上されて、工期の短縮を図ることができる。
【0050】
本発明による有機物汚染土壌の原位置浄化方法は、以上のように構成されているので、有機物、シアン化合物及び重金属で汚染されている有機物汚染土壌に対しても、シアン化合物及び重金属の不溶化による固定化やシアン化合物の分解によるエアスパージング処理の効率化によって、全ての汚染物質に対して原位置修復することを可能にしている。
【0051】
以上、本発明による有機物汚染土壌の原位置修復法を、その実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に何等限定されるものでなく、有機物や酸化剤の種類等について液状の酸化剤を不飽和帯に注入した後に、空気を飽和帯に吹き込んでエアスパ−ジングするという、発明の趣旨に反しない範囲において、各種の変更が可能であることは当然である。
【0052】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明である有機物汚染土壌の原位置修復法は、有機物を生物処理する有機物汚染土壌の原位置修復法において、液状の酸化剤を不飽和帯に注入した後に、空気を飽和帯に吹き込んでエアスパージングすることを特徴としているので、重油等の分子量の大きな油分を含む有機物を低分子化することによって生物分解を容易にして以下の効果を発揮している。
【0053】
(1) 揮散と生物分解が困難な有機物汚染土壌を原位置で修復できる。
(2) 掘削、洗浄、焼却等の作業・処理法と比較して、コストを節約できる。
(3) エアスパージング装置の改良で済むことから装置を小型に構成できる。
(4) 修復装置の維持管理が容易でトラブルの発生も少なくできる。
(5) 酸化剤を降下させて汚染土壌土壌への浸透を図れる。
【0054】
請求項2に記載の発明である有機物汚染土壌の原位置修復法は、請求項1に記載の有機物汚染土壌の原位置修復法において、原位置の土着微生物が、エアスパージング時に混入されることを特徴としているので、上記効果に加えて、汚染土壌中における微生物の活性化を強化できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【 図1】本発明による有機物汚染土壌の原位置浄化方法と修復装置の概要図
【 図2】本発明による有機物汚染土壌の原位置浄化方法と修復装置におけるエアスパージング前の工程図
【 図3】本発明による有機物汚染土壌の原位置浄化方法と修復装置におけるエアスパージング工程図
【 図4】本発明による有機物汚染土壌の原位置浄化方法と修復装置における他の実施形態の概要図
【 図5】原位置浄化方法と修復装置における他の実施形態におけるエアスパージング前の工程図
【 図6】原位置浄化方法と修復装置における他の実施形態におけるエアスパージング工程図
【 図7】原位置浄化方法と修復装置における土着微生物の活性化を示す実施形態図
【符号の説明】
1、20、30 修復装置、 2 コンプレッサー、 3 スパージ井戸、
4、17 抽出井戸、 5 水処理装置、 6 ガス処理装置、
7、8注入機、 9 飽和帯、 10 不飽和帯、
11、12、13 バルブ、 14 カバー、 15 気液分離装置、
16 吸気ブロア、[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the original position restoration method of the organic matter contaminated soil, particularly relates to the original position restoration method of the organic matter contaminated soil treating hardly decomposable organic matter so as to facilitate air sparging.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in ground surveys at factory sites, etc., due to redevelopment of urban areas, etc., there have been situations in which contaminated soil contaminated with organic matter is exposed in various places, and disposal of contaminated soil has become a social problem. .
[0003]
In the case of contaminated soil, after excavation and removal, the soil is usually restored by a physicochemical method such as cleaning / separation or heat treatment, or a biological method such as land farming.
[0004]
In addition, the contaminated groundwater is volatilized and separated by aeration after pumping, or is repaired by biological treatment, adsorption treatment with activated carbon, or the like.
[0005]
And, since excavation and removal of contaminated soil includes environmental problems and costs are also high, it is also considered that excavation of soil and pumping of groundwater are performed in situ, without processing the soil. .
[0006]
In-situ organic restoration methods include vacuum extraction and bioventing for the unsaturated zone. When the saturated zone is targeted, pollutants can be obtained by blowing air into the saturated zone. while volatilize, air sparging method for vacuum extraction with unsaturated zone is also common.
[0007]
The air sparging method is expected as a restoration method that can remove and decompose pollutants in situ without excavating the soil, but oil components with large molecular weight have low volatilization effect and biodegradation is very slow.
[0008]
Therefore, when repairing soil contaminated with organic matter containing heavy oil such as heavy oil, it takes a lot of time to complete the repair, or depending on the case Sometimes it cannot be disassembled at all.
[0009]
Therefore, in order to treat such contaminated soil at an early stage, after excavating and carrying out, there is no choice but to wash or incinerate, which is very costly purification.
[0010]
Therefore, the actual situation is that no suitable repairing method that can perform in-situ treatment has been proposed for soil contaminated with hardly soluble or hardly decomposable organic matter having a large molecular weight.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is proposed in order to solve the above problems in view of the above problems, and when purifying organic matter-contaminated soil, the organic matter containing a high molecular weight oil such as heavy oil is reduced when the air sparging method is applied. and molecular weight, to facilitate the application of air sparging method, providing situ cleanup how the organic contaminated soil which can be inexpensively purified in situ without digging out contaminated soil.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The in-situ restoration method for organic matter-contaminated soil according to
[0013]
The in-situ restoration method for organic matter-contaminated soil according to
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Situ remediation how the organic contaminated soil according to the present invention basically in organics biological treatment situ repair method for organic contamination soil, the liquid oxidant was injected into the unsaturated zone, saturated zone air It is characterized in that it is blown into air and air sparged, and organic substances containing a large molecular weight oil such as heavy oil are reduced in molecular weight to facilitate biodegradation and enable in-situ purification.
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a schematic view showing a repair device for carrying out the present invention on soil contaminated with organic matter.
[0019]
In order to purify organic pollutants such as oil such as benzene, toluene, xylene, polynuclear aromatics, machine oil, etc. resulting from oil and coal gas production, the
[0020]
In the present embodiment, the contaminated water from the
[0021]
The purification process in the repair device of the present embodiment basically reduces the oil content of organic pollutants by blowing air into the
[0022]
The in-situ purification method according to the present invention is carried out according to the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 and purifies organic-contaminated soil by the following steps.
[0023]
Figure 2 shows the process steps for organic contamination soil before performing the air sparging.
[0024]
When carrying out a treatment process for organic matter-contaminated soil, a
[0025]
Thus, since the oxidizer such as ozone gas and liquid oxidizer is stored in the
[0026]
By diffusing oxidizers such as ozone gas and liquid oxidizer into the
[0027]
And, the injection of the oxidant is carried out intermittently over a plurality of times according to the situation of the contaminated soil, so that the low molecular weight of the oil is surely performed before the injection of air, but depending on the situation, It is also intended to shorten the construction period by carrying out it simultaneously with the air injection.
[0028]
In the above step, the treatment step before air sparging was shown, but FIG. 3 shows the organic matter-contaminated soil after being treated so that the oil content is reduced and the application of air sparging becomes efficient. The processing steps are shown.
[0029]
In this processing step, the
[0030]
The air from the
[0031]
Therefore, in the present embodiment, the air sparging process is efficiently performed by reducing the low-solubility oil with a large molecular weight to a low molecular weight and processing it into a biodegradable state, and then the organic matter is extracted from the soil and purified. and it has been, a soil that is organic contaminants are reliably cleaned at the current position.
[0032]
Then, the type and concentration of the oxidant injected from the injector, the choice of whether to inject before or simultaneously with the process by air sparging, and further, the injection is performed once or intermittently multiple times As to whether or not the soil is contaminated with organic matter, it can be adjusted appropriately according to the pollutant, concentration level, and extent of contamination of the contaminated soil, and can be flexibly handled according to the situation. Can handle a wide range.
[0033]
Another embodiment of the present invention is shown in FIG.
In the repairing
[0034]
The
[0035]
The purification process in the repair device of the present embodiment reduces the molecular weight of oil having a large molecular weight by injecting oxidant into the saturated
[0036]
The in-situ purification method of the present embodiment is implemented by the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, and purifies organic matter-contaminated soil by the following steps.
[0037]
Figure 5 shows the processing steps for the organic matter contaminated soil before carrying out the air sparging.
[0038]
When carrying out the treatment process for organic matter contaminated soil, a
[0039]
The
[0040]
As a result, the gaseous oxidant ascends and diffuses from the
[0041]
Then, the injection of the oxidizing agent is intermittently carried out a plurality of times according to the state of the contaminated soil as in the above embodiment, so that the organic pollutants can be reduced in molecular weight before the air injection. However, depending on the situation, it is also intended to shorten the construction period by carrying out the integration simultaneously with the air injection.
[0042]
In the above steps, the processing steps before the air sparging are shown, but FIG. 6 shows the processing steps for the organic polluted soil after being processed so that the application of the air sparging becomes efficient. .
[0043]
In this processing step, the
[0044]
The air from the
[0045]
Therefore, in the present embodiment, the oxidant is separately classified into the gaseous oxidant and the liquid oxidant and stored separately, and injected into the saturated
[0046]
Another embodiment shown in FIG. 7 shows a countermeasure example in the case where it is determined that the activity of microorganisms indigenous in the soil is significantly impaired due to the concentration of the oxidant used.
[0047]
In the
[0048]
Since pumped groundwater contains active microorganisms, it is mixed with the air injected into the sparge well to supply decomposing microorganisms to the soil where the activity of the microorganisms is recognized to be significantly impaired.
[0049]
Thereby, the efficiency of biological treatment of organic matter in the contaminated soil is improved, and the construction period can be shortened.
[0050]
Situ remediation how the organic contaminated soil according to the present invention, which is configured as described above, organic, even for organic contaminated soil that is contaminated with cyanide and heavy metals, by insolubilization of cyanide and heavy metals By improving the efficiency of the air sparging process by immobilizing and decomposing cyanide compounds, it is possible to restore all contaminants in place.
[0051]
As mentioned above, the in-situ restoration method for organic matter-contaminated soil according to the present invention has been described in detail based on the embodiment thereof, but the present invention is not limited to the above embodiment, and the organic matter and the oxidizing agent are not limited. It is a matter of course that various modifications can be made within the range that does not contradict the spirit of the invention, that is, after injecting a liquid oxidant into the unsaturated zone for the type, etc. , air is sparged into the saturated zone. .
[0052]
【The invention's effect】
The in-situ restoration method for organic matter-contaminated soil according to
[0053]
(1) volatilization and biodegradation can be repaired in situ difficult organic matter contaminated soil.
(2) Cost can be saved compared to work / treatment methods such as excavation, cleaning, and incineration.
(3) it can be configured the device compact because it requires an improvement of the air sparging unit.
(4) Maintenance of the repair device is easy and trouble can be reduced.
(5) lowering the oxidant attained penetration into contaminated soil soil.
[0054]
The in-situ restoration method for organic matter-contaminated soil according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an in-situ purification method and a repair device for organic matter-contaminated soil according to the present invention. FIG. 2 is a process diagram before air sparging in an in-situ purification method and a repair device for organic matter-contaminated soil according to the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram of another embodiment of the organic matter-contaminated soil in-situ purification method and repair apparatus according to the present invention. FIG. 6 is a process diagram before air sparging in another embodiment of the position purifying method and the repairing apparatus. FIG. 6 is an air sparging process diagram in another embodiment of the in situ cleaning method and the repairing apparatus. Diagram showing activation of indigenous microorganisms in Japan 【Explanation of symbols】
1, 20, 30 Repair device, 2 Compressor, 3 Sparge well,
4, 17 Extraction well, 5 Water treatment device, 6 Gas treatment device,
7, 8 injector, 9 saturation zone, 10 unsaturated zone,
11, 12, 13 valve, 14 cover, 15 gas-liquid separator,
16 Intake blower,
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