JPH07275837A - 地盤の浄化方法 - Google Patents

地盤の浄化方法

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JPH07275837A
JPH07275837A JP6069615A JP6961594A JPH07275837A JP H07275837 A JPH07275837 A JP H07275837A JP 6069615 A JP6069615 A JP 6069615A JP 6961594 A JP6961594 A JP 6961594A JP H07275837 A JPH07275837 A JP H07275837A
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JP
Japan
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soil
ground
calcium oxide
temperature
stirring rod
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Pending
Application number
JP6069615A
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English (en)
Inventor
Kanji Higaki
貫司 檜垣
Takao Iwasaki
孝夫 岩崎
Satoshi Imamura
聡 今村
Hidetoshi Yabuta
英俊 藪田
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Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】地盤の浄化方法において、低沸点の有機塩素化
合物を地盤から十分に除去することができる方法を提供
する。 【構成】外側に掘削ビットを備えた下段攪拌翼12で地
盤を掘削し、酸化カルシウムを含有する浄化剤を攪拌ロ
ッド11内から掘削穴に放出し、下段攪拌翼12により
浄化剤と掘削穴周辺の土壌とを混合する。これにより、
酸化カルシウムと土壌中の水とを反応させ、この反応で
発生する熱により土壌の温度を上昇させる。この温度上
昇により土壌中の有害物質を蒸発させて、ガス状となっ
て空隙Kから上昇した低沸点の有機塩素化合物を、地盤
上方でフード2により回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】地盤の浄化方法、特に、地盤中に
存在する低沸点の有機塩素化合物を蒸発させて、当該地
盤から除去する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】地盤中には、発癌性等を有する有害物質
である低沸点の有機塩素化合物が、地下水中に溶けた状
態でまたは土壌中に液体の状態で存在している。このよ
うな有害物質を地盤から除去するには、土壌の温度を上
昇させて当該有害物質の蒸気圧を上昇させることによ
り、蒸発しやすくすることが有効である。そのために従
来は、以下のような方法が採用されていた。
【0003】すなわち、地盤を掘削してパイプを立て、
このパイプの一端から熱水あるいは水蒸気を注入し、他
端からこの熱水あるいは水蒸気を吸引することでパイプ
の外部に放出される熱により、当該パイプ周辺の土壌の
温度を上昇させる方法。または、地盤中にパイプを水平
に配置し、その中に熱水あるいは水蒸気を通し、パイプ
の外部に放出される熱により当該パイプ周辺の土壌の温
度を上昇させる方法。または、ニクロム線を巻いた鋼棒
を地盤中に立て入れ、ニクロム線に電気を通すことによ
り周辺の土壌の温度を上昇させる方法。あるいは、電磁
波を用いて地下水を熱する方法。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の方法では、土壌の温度上昇度合いが十分ではなく、
地盤からの有害物質(低沸点の有機塩素化合物)の除去
が十分に行われていなかった。本発明は、このような従
来技術の問題点に着目してなされたものであり、地盤の
浄化方法において、低沸点の有機塩素化合物を地盤から
十分に除去することのできる方法を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、地盤を掘削し、掘削された部分に酸化カ
ルシウムを含有する浄化剤を入れ、これを当該掘削部分
の周辺の土壌と混合することにより、酸化カルシウムと
土壌中の水とを反応させ、当該反応で発生する熱により
土壌の温度を上昇させ、この温度上昇により当該土壌中
の有害物質を蒸発させ、ガス状となった有害物質を地盤
上方で回収することを特徴とする地盤の浄化方法を提供
する。
【0006】下記の(1)式に示すように、酸化カルシ
ウムと水との反応は発熱反応であり、本発明では当該反
応により発生する熱を利用して土壌の温度を上昇させ
る。 CaO+H2 O→Ca(OH)2 +15.6kcal……(1) なお、前記酸化カルシウムを含有する浄化剤としては、
酸化カルシウムを高い比率で含有する市販の生石灰など
が挙げられ、必要に応じて酸化カルシウムと水との反応
を遅延する遅延剤が含有しているものであってもよい。
【0007】
【作用】本発明の方法によれば、浄化剤の添加量を、土
壌の温度が、当該土壌中の有害物質として挙げられる低
沸点の有機塩素化合物を十分に蒸発できる温度(例え
ば、当該化合物の沸点)まで上昇可能な量とすることに
より、当該化合物を地盤から十分に除去することができ
る。そのための浄化剤の添加量EH は、混合させる土壌
の重量と土壌の温度上昇必要量とにより、以下のように
して算出される。
【0008】すなわち、上記(1)式から分かるよう
に、酸化カルシウム1モルと水1モルとの反応により1
5.6kcalの熱が発生するため、WD kgの土壌の
温度をΔT℃だけ上昇させたい場合に必要な熱量Cは、
土壌の定容熱容量CV を粘度の場合の0.5で計算する
と、下記の(2)式で算出される。
【0009】 C=ΔT×0.5×WD ×103 (cal) ……(2) そして、下記の(3)式に示すように、この熱量Cを1
5.6×103 で割れば、WD kgの土壌の温度をΔT
℃だけ上昇させるのに必要な酸化カルシウムのモル数M
が算出され、 M=C/(15.6×103 ) ……(3) このモル数Mに酸化カルシウムの分子量56を乗じるこ
とにより、WD kgの土壌の温度をΔT℃だけ上昇させ
るのに必要な酸化カルシウムの添加量EK が算出され、
この酸化カルシウムの添加量EK に浄化剤中の酸化カル
シウム含有率Rを乗じることにより、浄化剤の添加量E
H が算出される。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1は、本発明の一実施例の方法を示す概要図であ
る。ここでは、土壌改良方法として公知のDJM(Dr
y Jet Mixing)工法で使用されている掘削
・攪拌装置により、地盤の掘削、掘削された部分への浄
化剤粉体の導入、およびこの粉体と当該掘削部分の周辺
の土壌との混合を行う。なお、図2は、この掘削・攪拌
装置の先端部分を示す拡大図である。
【0011】図1および2から分かるように、この掘削
・攪拌装置は、細長い管材からなる攪拌ロッド11と、
この攪拌ロッド11の先端(下端)に短管12aを介し
て固定された下段攪拌翼12と、攪拌ロッド11の下段
攪拌翼12より上側に短管13aを介して取り付けられ
た上段攪拌翼13とで構成される。前記攪拌ロッド11
の基端(上端)は、攪拌ロッド11を回転および昇降可
能にする図示されない回転・昇降装置と、攪拌ロッド1
1内に粉体を供給する図示されない供給装置とに接続さ
れるとともに、掘削穴を覆う円筒状のカバー2に対し
て、取り付け部材3により回転および昇降可能に取り付
けられている。また、前記攪拌ロッド11の下端(短管
12aより先端)は、尖状に形成されている。
【0012】前記下段攪拌翼12は、掘削穴の半径に応
じた長さの二本の管材からなり、その一端が攪拌ロッド
11に対して垂直に、各管材が互いに反対側に向くよう
に取り付けてあり、管材の外側に複数の掘削用ビット1
2bが固定してある。そして、図1に示すように、下段
攪拌翼12の両端から、攪拌ロッド11内に導入された
粉体が放出されるようになっている。
【0013】前記上段攪拌翼13は、図1に示すよう
に、攪拌ロッド11の回転により攪拌ロッド11の周り
に気体上昇用の空隙Kを形成するものであり、図3に示
すように、攪拌ロッド11の回転方向(矢印)によって
生じる空隙K(Ka ,Kb )の形が異なる。図3(a)
は攪拌ロッド11の回転方向が攪拌ロッド11の上昇時
に相当する場合で、図3(b)は攪拌ロッド11の回転
方向が攪拌ロッド11の下降時に相当する場合である。
また、短管13aには、攪拌ロッド11内まで貫通する
貫通孔13bが開けてあり、攪拌ロッド11内に導入さ
れた粉体が、この貫通孔13bから掘削穴に放出される
ようになっている。
【0014】前記カバー2は、掘削穴から上昇してきた
気体を集めるために掘削穴を覆うものであり、カバー2
をなす円筒の周面と回収装置21とが排気管22で接続
されており、カバー2内の気体は排気管22から排出さ
れて、回収装置21で回収される。また、カバー2内に
は、カバー2内に集まった気体中の有害物質濃度を測定
する濃度センサが取り付けてある。
【0015】このような掘削・攪拌装置1により、攪拌
ロッド11を回転させて下段攪拌翼12を回転させ、掘
削用ビット12bで掘削穴を形成した後に、例えば段階
的に攪拌ロッド11を上昇させ、各段階毎に、攪拌ロッ
ド11内に供給された浄化剤粉体を貫通孔13bおよび
/または下段攪拌翼12の両端から掘削穴に放出し、下
段攪拌翼12と上段攪拌翼13とにより浄化剤粉体と掘
削穴の周辺土壌とを混合する。これにより、浄化剤粉体
中の酸化カルシウムと土壌中の水とが反応し、この反応
で発生した熱で周辺土壌の温度が上昇する。この温度上
昇により、当該土壌中に含まれる低沸点の有機塩素化合
物が蒸発し、ガス状となって掘削穴の空隙K内を上昇し
てカバー2内に集められる。そして、ガス状の有害物質
を回収装置で回収しながら、カバー2内の有害物質濃度
が所定値以下となるまで攪拌ロッド11を回転させ、所
定値以下となったら次段階まで攪拌ロッド11を回転し
ながら上昇させ、前記と同様にして有害物質を蒸発させ
る。
【0016】なお、酸化カルシウムは水に触れると即座
に反応が生じるが、掘削穴が深い場合や大量の土壌を浄
化する場合には、有害物質のガスがカバー2まで達する
前に液化されて回収されない恐れがあるため、酸化カル
シウムに反応遅延剤を加えたものを浄化剤粉体として用
い、掘削穴を形成しながら攪拌ロッド11を下降させる
時に浄化剤粉体を掘削穴に放出し、攪拌ロッド11を回
転させながら上昇させる時まで、酸化カルシウムと土壌
中の水との反応を生じさせないようにすることが好まし
い。
【0017】また、有害物質の除去率を上げるために、
前述の攪拌処理の後、以下のような処理を行うことが好
ましい。すなわち、図4に示すように、攪拌処理された
土壌から前記掘削・攪拌装置を取り外し、当該土壌内の
前記攪拌処理時に攪拌中心であった位置に、ストレーナ
ーを付けた鋼管4を挿入して、その下端を掘削時の底部
付近に至らせ上端を地上に露出させる。この鋼管4を回
収装置21に連結して、前記攪拌処理でカバー2内まで
上昇しきれなかったガス状の有害物質を、鋼管4を介し
て吸引し、回収装置21により回収する。このような鋼
管挿入によるガスの吸引・回収方法としては、従来より
公知のSVE工法が適用できる。
【0018】前記(1)式から分かるように、前述のよ
うな浄化剤粉体と土壌中の水との攪拌処理によって、土
壌中の水の一部が水酸化カルシウムに置換されるが、こ
れにより、前記攪拌処理前より土壌の塑性指数が変化し
て、透水性や透気性が向上する。そのため、上述の鋼管
挿入による土壌中のガスの吸引・回収処理により、土壌
中に残存しているガス状有害物質の除去が効果的に行わ
れる。
【0019】地盤中に含まれる有害物質としては、低沸
点の有機塩素化合物であるトリクロロエチレン、四塩化
炭素、テトラクロロエチレン、1,1,1−トリクロロ
エタン等が挙げられるが、これらの化合物の物性を下記
の表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】上記表1から分かるように、これらの化合
物の沸点は70℃から120℃程度であり、除去対象と
なる化合物の沸点まで土壌の温度を上昇させれば、完全
に蒸発させることができるが、沸点より低い温度であっ
ても、土壌の温度が高くなるほど、液体として存在する
化合物については蒸気圧が高くなって蒸発しやすくなる
し、水に溶けた状態で存在する化合物についても溶解度
が小さくなるため蒸発しやすくなるため、土壌中の有害
物質濃度を低下させることはできる。
【0022】ここで、採取してきた土壌に生石灰を各割
合で混合し、生石灰中の酸化カルシウムと土壌中の水と
を反応させ、トリクロロエチレン(TCE)の除去効果
を調べた室内実験の結果を下記の表2に示す。
【0023】
【表2】
【0024】上記表2に示すように、生石灰の添加によ
りトリクロロエチレンの残存率が0.20〜8.3%と
なり、土壌中に含まれていたトリクロロエチレンの90
%以上が除去されており、本発明によって十分な有害物
質除去効果が得られることが分かる。また、実際の汚染
土壌に対して、前記掘削・攪拌装置により前述のような
攪拌処理を行った。この時、生石灰の添加量は、0,3
0,50,100,150,200,250kg/m3
の七種類にし、処理前および攪拌直後と、放置時間1
分,5分,10分,30分,60分とにおいて、土壌中
の含水比およびTCE濃度を測定した。また、放置時間
60分での土壌の温度を測定した。その結果を、下記の
表3と図5および6に示す。図5は、前記放置時間に相
当する経過時間とTCEの残留濃度との関係を示すグラ
フであり、図6は、生石灰の添加量と残留濃度との関係
および生石灰の添加量と土壌の温度との関係を示すグラ
フである。
【0025】
【表3】
【0026】図5から分かるように、TCE濃度は、攪
拌直後に急激に低下し、放置時間が10分以上経過した
後に濃度低下が収束している。また、図6から分かるよ
うに、生石灰の添加量が50kg/m3 以上であれば、
TCEの残留濃度を1.0mg/kg以下にすることが
できる。さらに、図6から分かるように、生石灰の添加
量が150kg/m3 以上の場合には、TCEの沸点
(87.2℃)付近まで温度が上がっているが、TCE
の残存濃度は“0”にはならない。これは、ガス状とな
ってはいるがフード2まで上昇しきれていないTCEが
土壌中に存在するためであり、さらに攪拌を継続する
か、前述のような、鋼管挿入による土壌中のガスの吸引
・回収処理を行うことにより、TCEの残存濃度をさら
に低下させることができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の方法
によれば、十分な量の浄化剤を添加して土壌の温度を十
分に上昇させることにより、地盤中に存在する低沸点の
有機塩素化合物を十分に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の方法を示す概要図である。
【図2】図1に示す掘削・攪拌装置の先端部分を示す拡
大図である。
【図3】図1に示す掘削・攪拌装置の上段攪拌翼が形成
する空隙を示す説明図であり、(a)は攪拌ロッドの回
転方向が攪拌ロッドの上昇時に相当する場合に相当し、
図3(b)は攪拌ロッドの回転方向が攪拌ロッドの下降
時に相当する場合に相当する。
【図4】図1に示す方法の後に行うと好適な、鋼管挿入
による土壌中のガスの吸引・回収処理を示す概要図であ
る。
【図5】本発明の一実施例の方法を行った結果につい
て、経過時間とTCEの残留濃度との関係を示すグラフ
である。
【図6】本発明の一実施例の方法を行った結果につい
て、生石灰の添加量と残留濃度との関係および生石灰の
添加量と土壌の温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
2 フード 11 攪拌ロッド 12 下段攪拌翼 12b 掘削ビット 13 上段攪拌翼 21 回収装置 22 排気管 K 空隙
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B09C 1/06 B09B 3/00 303 P (72)発明者 藪田 英俊 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地盤を掘削し、掘削された部分に酸化カ
    ルシウムを含有する浄化剤を入れ、この浄化剤を当該掘
    削部分の周辺の土壌と混合することにより酸化カルシウ
    ムと土壌中の水とを反応させ、当該反応で発生する熱に
    より土壌の温度を上昇させ、この温度上昇により当該土
    壌中の有害物質を蒸発させ、ガス状となった有害物質を
    地盤上方で回収することを特徴とする地盤の浄化方法。
JP6069615A 1994-04-07 1994-04-07 地盤の浄化方法 Pending JPH07275837A (ja)

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JP6069615A JPH07275837A (ja) 1994-04-07 1994-04-07 地盤の浄化方法

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JP6069615A JPH07275837A (ja) 1994-04-07 1994-04-07 地盤の浄化方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH105737A (ja) * 1996-06-26 1998-01-13 Taisei Corp 土壌浄化施工方法及び装置
JP2003236522A (ja) * 2001-12-14 2003-08-26 Koken Boring Mach Co Ltd 非破壊式地質汚染浄化方法及びそれに使用する圧力隔壁
CN105290098A (zh) * 2015-11-18 2016-02-03 北京建工环境修复股份有限公司 一种可点火加热钻头和一种土壤修复系统

Cited By (4)

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CN105290098B (zh) * 2015-11-18 2018-01-05 北京建工环境修复股份有限公司 一种可点火加热钻头和一种土壤修复系统

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