JP5594805B2 - 汚染土壌の浄化工法 - Google Patents
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そのため、薬剤や固化材を注入し、混合するに際して、水道水よりも温度の高い温水により、浄化用の薬剤や固化材を混合したスラリーを調製して施工すれば、従来よりも汚染物質浄化に係る反応の速度や、固化材の固化反応速度が速くなることが期待される。
また、軟弱地盤に対して、浄化用の薬剤を含有するスラリーを注入して、撹拌しても、浄化された地盤は依然として軟弱なままであり、汚染浄化後の再利用が困難である。
しかし、係る従来技術(特許文献1)では、軟弱地盤中の土壌が汚染されていた場合に、当該地盤を改良する作業を別途行う必要があるため、軟弱地盤の汚染浄化には不適当であった。
そのため、浄化用薬剤や固化材を地盤に注入する場合に比較して、浄化反応或いは固化反応が促進するので、浄化或いは固化が確実に行われると共に、浄化或いは固化に必要な時間を短縮することが可能となる。
先ず、図1〜図7を参照して第1実施形態について説明する。
図1〜図3は、第1実施形態による施工工順を示している。
そして、図2で示す工程では、削孔されたボーリング孔Hに、三重管1を挿入する。
図2において、三重管1の地表F部分に符号2で表示されているのは、ボーリング孔Hから地上への流出するスラリーを回収して処理するための機構である。当該回収・処理機構は、実際には大きくて且つ複雑な形状をしているが、図示の簡略化のため、ボーリング孔Hの口許部分の四角形で表現している。
三重管1の地上側の先端には、スイベルジョイント3が取り付けられている。
A液とB液については、後述する。
さらにボーリング孔H近傍の地表Fには、エアコンプレッサ8が設置され、エアコンプレッサ8は高圧エアホース9によって、スイベルジョイント3と接続されている。
三重管1は、半径方向最外方の管壁1a(三重管1の外周を形成する管壁)と、半径方向最内方の管壁1cと、半径方向について管壁1aと管壁1cの中間に存在する管壁1bとを有している。
半径方向最外方の管壁1aと半径方向中間の管壁1bとにより、環状流路1dが形成されている。
半径方向中間の管壁1bと半径方向最内方の管壁1cとにより、環状流路1eが形成されている。
半径方向最内方の管壁1cの内側空間は、円形の流路1fを形成している。
環状流路1eは、A液タンク4側に連通しており、環状流路1e内部をA液が流れる。
円形の流路1fは、B液タンク5側に連通しており、円形流路1f内部をB液が流れる。
図3から明らかな様に、一対のノズルNaから、A液の交差噴流Jxaを噴射する。
一方、下方のノズルNbからは、B液が水平方向へ噴射される。
図3で示す工程においては、A液、B液を噴射している際に、三重管1は符号Rで示す様に回転している。
A液の噴流を包囲する様に、複数の圧縮エアを噴出するには、例えば図5で示すように、ノズルNaの周囲を6個の高圧エアノズルNcで包囲するように配置する。
さらに、ノズルNbから噴射するB液の噴流により、切削された汚染土壌Gp、A液、B液が混合、撹拌される。
図3において、ラインLの上方側が交差噴流Jxaによって切削された領域であり、ラインLの下方側が、切削された汚染土壌Gpと、A液と、B液とが混合、撹拌されている領域である。
なお、図示はされていないが、B液の噴流についても、圧縮エアの噴流により包囲することは可能である。
一方、B液は、例えば、固化材を含む液あるいは汚染物質を分解する薬剤(請求項1)、鉄粉を含む液、過酸化水素を含む液(請求項2)、過炭酸を含む液、固化反応を起こす液(例えば、固化材)、汚染物質を固定化する液の何れかである。
(1) A液が40℃〜70℃の高温水で、B液が鉄粉を含む液(請求項1)。
(2) A液が40℃〜70℃の高温水で、B液が固化材を含む液(請求項1)。
(3) A液が鉄イオンを含む40℃〜70℃の高温水で、B液が過酸化水素を含む液(請求項2)。
(4) A液がケイ酸ナトリウムを含む40℃〜70℃の高温水で、B液が過炭酸を含む(過炭酸ナトリウムが主体)液。
(5) A液が固化反応を促進させる物質を含む40℃〜70℃の高温水で、B液が固化反応を起こす液(例えば、固化材)。
(6) A液が固定化反応を促進させる物質を含む40〜70℃の高温水で、B液が汚染物質を分解又は固定化する液。
一方、汚染された土壌が軟弱地盤ではなければ、B液として固化材或いは固化材を包含する汚染浄化材を選択する必要はない。
その場合には、B液が切削用流体となり、A液の噴流により混合することになる。
すなわち、A液とB液の何れを地盤切削用流体として、他方を混合用流体としても構わない。
供給源中で、A液及びB液における濃度や組成が、均一に保たれることが好適だからである。
上述した(5)の組合せであれば、2種類の流体の内、A液は固化材が固化反応を促進する促進材を含む40℃〜70℃の高温水で、B液が固化材を含むため、軟弱地盤における汚染土壌が短期間で固化し、汚染物質を確実に封じ込めて、対象土壌を浄化することができる。
図6は縦軸にテトラクロロエチレン(PCE)の濃度(mg/L)を示し、横軸に施工後の経過時間(日)を示している。
図6の実験結果(データ)は、室内において土と鉄粉を混合して、所定の温度を保った実験によって得られたものである。
また、60℃の温水を加えた場合(白い三角形のプロット)には、20℃の場合における約1/5の期間で、テトラクロロエチレン(PCE)が減少している。
すなわち、40℃の温水を加えた場合(黒い丸で示すプロット)と、60℃の温水を加えた場合(白い三角形のプロット)には、20℃の場合(温水を用いない場合:白い丸で示すプロット)に比較して、明らかに、浄化期間の大幅短縮が可能である。
ここで、温水をつくる際の熱効率や、沸騰による危険性を考慮すると、熱水温度は100℃未満とすることが妥当である。
図7で示す様に、温度が20℃程度の地盤に対して、80℃の熱水を噴射すると、その直後の地盤温度は70℃程度まで上昇する。
粘性土地盤のように水の動きがない地盤であれば、80℃の熱水を噴射してから15日程度経過するまでは、地盤の温度が40℃以上に保たれることが、図7から理解される。
図8の第2実施形態では、B液についても、交差噴流Jxbを構成する様に噴射している。
図8において、三重管1の先端部には、一対のノズルNbが形成されている。そして、一対のノズルNbから、B液の交差噴流Jxbを噴射するように構成されている。
図8の実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図1〜図7で説明した第1実施形態と同様である。
図9の第3実施形態では、B液の噴流のみならず、A液についても、交差噴流ではなく、水平方向に噴射している。その場合、ノズルNaの向きは、水平方向を向くように配置されている。
図9の第3実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図1〜図7で説明したのと同様である。
図10の第4実施形態は、第1実施形態(図3参照)とは逆に、A液については水平方向へ噴射し、B液については交差噴流Jxbを構成する様に噴射している。換言すれば、A液噴射用のノズルNaは水平方向を向いて配置されているが、B液のノズルNbは対となって設けられており、交差噴流Jxbを構成する様に配置されている。
図10の第4実施形態のその他の構成及び作用効果については、図1〜図7で説明したのと同様である。
図11の第5実施形態は、図3の第1実施形態に対して、汚染土壌Gpを掘削するA液の噴流において、その周囲を圧縮エアで包囲せず、A液のみを水平方向へ噴射するように構成されている。もちろん、B液についても、その周囲は圧縮エアでは包囲しない。
図11の第5実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図1〜図7で説明したのと同様である。
2・・・口元管
3・・・スイベルジョイント
4・・・A液タンク
5・・・B液タンク
6・・・A液供給ホース
7・・・B液供給ホース
8・・・エアコンプレッサ
9・・・高圧エアホース
G・・・土壌
Gp・・・汚染領域
H・・・ボーリング孔
Na・・・噴流噴射手段/A液のノズル
Nb・・・噴流噴射手段/B液のノズル
Claims (2)
- 土壌(G)中の揮発性物質により汚染された汚染土壌を浄化するための汚染土壌の浄化工法において、汚染された汚染領域(Gp)を貫通するようにボーリング孔(H)を削孔し、そのボーリング孔(H)に第1および第2の噴射手段(Na、Nb)を有する多重管(1)を回転可能に挿入し、その多重管(1)の内部空間を介して汚染領域(Gp)に40〜70℃の高温水のA液を第1の噴射手段(Na)から噴射すると共に、固化材を含む液又は汚染物質を分解する薬剤のB液を第2の噴射手段(Nb)から噴射し、A液およびB液の一方で土壌中の汚染領域(Gp)を切削し、他方で切削された汚染土壌と一方の液とを混合し撹拌して、地盤温度を上昇する態様で噴射することを特徴とする汚染土壌の浄化工法。
- 土壌(G)中の揮発性物質により汚染された汚染土壌を浄化するための汚染土壌の浄化工法において、汚染された汚染領域(Gp)を貫通するようにボーリング孔(H)を削孔し、そのボーリング孔(H)に第1および第2の噴射手段(Na、Nb)を有する多重管(1)を回転可能に挿入し、その多重管(1)の内部空間を介して汚染領域(Gp)に鉄イオンを含む40〜70℃の高温水のA液を第1の噴射手段(Na)から噴射すると共に、過酸化水素を含む液のB液を第2の噴射手段(Nb)から噴射し、A液およびB液の一方で土壌中の汚染領域(Gp)を切削し、他方で切削された汚染土壌と一方の液とを混合し撹拌して、地盤温度を上昇する態様で噴射することを特徴とする汚染土壌の浄化工法。
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