JP5997401B1 - 汚染土壌を浄化する土壌浄化施設のための雨水処理方法 - Google Patents
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図1に示すように、汚染土壌処理場1(以下、略して「処理場1」という。)の土壌浄化施設敷地2(以下、略して「施設敷地2」という。)には、施設敷地2外に排出されることなく施設敷地2内の所定の循環経路を循環して流れる洗浄液により、土壌汚染物質を含む汚染土壌を洗浄して浄化するクローズドシステム型の土壌浄化施設3が露天で配置されている。そして、処理場1内において施設敷地2の近傍には、施設敷地2内に降下した雨水(雪解け水を含む)を処理する雨水処理装置Sが設けられている。
図2に示すように、施設敷地2の外周部には、敷地全周にわたってコンクリート製の外周溝15が配設されている。そして、施設敷地2内に降下した雨水は、種々の雨水排水路(図示せず)を経由して又は地表を流れて外周溝15に流入するようになっている。したがって、施設敷地2内に降下した雨水は、外周溝15を介することなく施設敷地2の外部に流出することはない。なお、外周溝15に流入した雨水はすべて、雨水排出通路4を介して雨水貯槽5(図1参照)に流入する。
図3〜図5に示すように、砂又は土を収容するための砂収容部6は、コンクリートで作成され、処理場1(図1参照)内においてその上端部近傍部が大気中に露出するようにして地面30に埋設されている。砂収容部6は、平面視では左右方向の長さが比較的短く(例えば15〜30m)、前後方向の長さが非常に長い(例えば200〜500m)長方形ないしは帯状の形状を有し、その深さが適量の砂又は土を収容することができるように設定された(例えば0.4〜0.8m)、前端壁31と後端壁32と左側壁33と右側壁34と底壁35とを有する箱状の容器である(図1参照)。なお、砂収容部6の前後方向の長さは、該砂収容部6で蒸発させる雨水の量及び処理場1の寸法(面積)等に応じて好ましく設定される。
施設敷地2に降下した雨水(雪解け水を含む)は、空気中に自然に蒸発(気化)する水を除いて、すべて雨水排出通路4を介して雨水貯槽5に流入し、貯留される。この雨水には、土壌浄化施設3から施設敷地2に散逸ないしは漏出した有害金属等あるいはその他の土壌汚染物質が若干含まれている可能性がある。また、砂収容部6に降下した雨水も、空気中に自然に蒸発(気化)する水を除いて、排水溝36と集合排水溝37とを介して雨水貯槽5に流入し、貯留される。なお、雨水貯槽5自体に降下した雨水も雨水貯槽5に貯留される。
・直方体状貯槽(左右寸法:25m、前後寸法:40m、深さ:4m)
・上面面積 1000m2
・最大貯水量 約4000m3
(2) 砂収容部6
・直方体状(左右寸法:25m、前後寸法:250m、深さ:0.8m)
・上面面積 6250m2
・砂収容量 約4000m3
(3) 雨水散布装置11
・散水量 5〜10m3/時
雨水貯槽5には、施設敷地2に降下する雨水と、雨水貯槽5自体に降下する雨水と、砂収容部6に降下する雨水(砂層40と排水溝36と集合排水溝37とを介して雨水貯槽5に流入する)とが一時的に受け入れられることになる。他方、2013年における日本の平均年間降水量が1847mmであることに鑑み、処理場1における平均年間降水量をやや余裕をもって2000mm(すなわち、2.0m3/m2・年)と想定すれば、施設敷地2と雨水貯槽5と砂収容部6とには、年間18500m3の雨水が降下するものと推定される。
2.0m3/m2・年×(2000m2+1000m2+6250m2)=18500m3/年
前記のとおり、雨水貯槽5の最大貯水容量は約4000m3であるが、これは施設敷地2と雨水貯槽5と砂収容部6とに降下する雨水の約2.6か月分に相当する。他方、雨水貯槽5内に貯留されている雨水は、日々砂収容部6で処理され減少してゆくので、雨水貯槽5は、施設敷地2と雨水貯槽5と砂収容部6とに降下する雨水を、溢流させることなく十分な余裕をもって貯留することができる。また、一般に、湖沼や溜池などにおける水面からの水の蒸発量は、一般に水面1m2あたり年間0.5〜1.0m3であることが知られている。したがって、雨水貯槽5(上面面積1000m2)からは、少なくとも年間500m3の雨水が蒸発するものと推定される。
0.5m3/m2・年×1000m2=500m3/年
砂収容部6内の砂層40における雨水の蒸発量は、以下で説明するように3.15m3/m2・年(すなわち、3.15トン/m2・年)であると推算される。すなわち、まず非特許文献1には、温度が14.2℃であり、相対湿度が59%であり、空気の流速が250cm/秒であるときにおける、含水比が32.1%(飽和水分状態)の土壌からの水の蒸発速度は11.3×10−6g/cm2・秒であると開示されている。また、温度が14.8℃であり、相対湿度が57%であり、空気の流速が170cm/秒であるときにおける、含水比が32.9%(飽和水分状態)の土壌からの水の蒸発速度は7.9×10−6g/cm2・秒であると開示されている。
10.0×10-6g/cm2・秒
=10.0×10-6×10-6×104トン/m2・秒=1.0×10-7トン/m2・秒
=1.0×10-7×3600×24×365トン/m2・年=3.15トン/m2・年
したがって、砂収容部6内の砂層40からは、年間19687トン(19687m3)の雨水が蒸発する。
3.15トン/m2・年×6250m2=19687トン/年
前記のとおり、施設敷地2と雨水貯槽5と砂収容部6とには、年間18500m3の雨水が降下するものと推定される。他方、雨水貯槽5では少なくとも年間500m3の雨水が蒸発し、砂収容部6では年間19687m3の雨水が蒸発し、雨水処理装置Sでは合計20187m3の水が蒸発するものと推定される。このように、雨水処理装置Sでは、1年間で全体的には、施設敷地2と雨水貯槽5と砂収容部6と降下する雨水より多くの量の雨水を蒸発させることができるので、基本的には、施設敷地2と雨水貯槽5と砂収容部6とに降下する雨水を、おおむね1700m3の余裕(余裕率10%)をもってすべて蒸発させて処理することができる。しかしながら、とくに降水量が多い年もあり、また冬季には雨水の蒸発量が少ないので、万全を期して、前記の具体例における砂収容部6の前後方向の寸法(250m)を、20〜30%程度長くしてもよい。
Claims (3)
- 施設外に排出されることなく施設内を循環して流れる洗浄液により、土壌汚染物質を含む汚染土壌を洗浄して浄化するクローズドシステム型の土壌浄化施設が配設された浄化施設敷地に降下し前記土壌浄化施設から前記浄化施設敷地に散逸又は漏出した土壌汚染物を含んでいる雨水を処理する雨水処理装置を用いた雨水処理方法であって、
前記土壌浄化施設は、前記汚染土壌を前記洗浄液で浄化しつつ分級して、清浄な粗骨材と砂と土とを生成するように構成され、
前記雨水処理装置は、
平面形状が長方形となるように形成され砂又は土を収容する砂収容部と、
前記浄化施設敷地及び前記砂収容部に降下した雨水を貯留する雨水貯槽と、
前記砂収容部の長手方向に伸びる1つの側縁部に沿って伸び、前記雨水貯槽から雨水が供給される雨水溝と、
前記雨水溝に供給された雨水を、前記砂収容部に収容されている砂又は土の上に散布する雨水散布装置と、
前記砂収容部に収容されている砂又は土の粒子の間隙を流下した余剰の雨水を前記雨水貯槽に還流させる排水溝とを備えていて、
前記雨水散布装置は、
前記砂収容部の長手方向に伸びる2つの側縁部に配置され、それぞれ前記砂収容部の長手方向に伸びる2本の走行路を有する軌道と、
前記2本の走行路の上で回転する車輪と前記車輪を回転駆動する駆動装置とを有し、前記軌道上を走行する走行装置と、
前記走行装置に搭載され、前記雨水溝内の雨水を吸い込み、加圧して吐出する雨水ポンプと、
前記走行装置に搭載され、前記雨水ポンプから吐出された雨水を受け入れて前記砂収容部に収容された砂又は土の上面に向かって放出する雨水放出具とを有し、
該雨水処理方法は、
前記軌道上で前記走行装置を走行させながら、前記砂収容部に収容された砂又は土の上に前記雨水散布装置から雨水を散布する一方、該砂又は土に付着している雨水を空気中に蒸発させて前記砂収容部から除去し、
前記土壌浄化施設で生成された清浄な砂又は土の一部を、前記砂収容部に収容する砂又は土として用い、
前記砂収容部で所定の期間用いられて土壌汚染物質が蓄積された砂又は土を前記土壌浄化施設に導入し、前記汚染土壌とともに浄化して前記蓄積された土壌汚染物質を除去し、
前記雨水放出具からの雨水の放出量を、前記砂収容部に収容された砂又は土の含水比が30〜35%に維持されるように設定することを特徴とする雨水処理方法。 - 前記雨水放出具は、前記軌道の伸びる方向と垂直な方向に伸びる送水パイプと、前記送水パイプの下面に付設された複数の放水ノズルとを有することを特徴とする、請求項1に記載の雨水処理方法。
- 前記土壌汚染物質は有害金属又はその化合物であり、前記洗浄液はキレート剤を含む水であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の雨水処理方法。
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