JPH10277531A - 地下水循環による汚染土壌の清浄化方法 - Google Patents

地下水循環による汚染土壌の清浄化方法

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JPH10277531A
JPH10277531A JP9085055A JP8505597A JPH10277531A JP H10277531 A JPH10277531 A JP H10277531A JP 9085055 A JP9085055 A JP 9085055A JP 8505597 A JP8505597 A JP 8505597A JP H10277531 A JPH10277531 A JP H10277531A
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博宣 百田
Nobumasa Kumamoto
進誠 熊本
Satoru Tsuji
哲 辻
Tsukasa Kondo
司 近藤
Fumiaki Hirano
文昭 平野
Hisashi Takenaka
久 竹中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種の汚染状況に幅広く適用でき、特に深度
の大きい汚染域にも適用でき、しかもコストをかけずに
効率的に汚染土壌の清浄化を図ることのでき清浄化方法
を提供する。 【解決手段】 汚染域1を囲むように地盤中に注水井2
を設けると共に、注水井からの注入水が汚染域を経由す
るように揚水井3を設け、該揚水井から汲み上げた地下
水を、地上に設置した汚染処理装置5を通した上で注水
井から地盤中に戻す。その際、汚染処理装置5には、重
金属イオン処理装置と、水中の懸濁物や不純物を分離・
除去する手段と、有機物・微生物処理を行う手段等を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地下水循環による
汚染土壌の清浄化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】廃棄物の埋め立てや工場排水の漏出等に
より、地盤や地下水に有害物質が蓄積されることがあ
り、汚染された地盤の土地利用や地下水利用などを行う
場合は、汚染対策を講じる必要がある。
【0003】このような汚染対策が必要となる土壌・地
下水汚染には、汚染物質が土壌に保持された土壌汚染
と、汚染物質が土中水に含まれる地下水汚染とがある。
また、汚染物質が、土壌に吸着されにくいトリクロロエ
チレン等の揮発性有機塩素化合物である場合は、地下水
汚染ばかりでなく、土壌空隙中にガス状態で汚染物質が
存在することもある。
【0004】このような汚染土壌に対する対策として
は、汚染物質を除去する方法が代表的であり、その方法
としては、汚染土壌の置換がある。また、汚染域から汚
染物資を除去しないで処理する方法としては、コンクリ
ート固化法や薬剤を用いた汚染物質の不溶化・無害化、
および遮水工による封じ込めなどの技術がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、汚染土壌の置
換は、廃棄場所の土地確保が難しく、掘削・運搬コスト
もかかるという問題がある。特に汚染域が深い場合はコ
スト上昇の要因となる。また、コンクリート等を注入・
固化させる方法は汚染域の完全な封じ込めが困難であ
り、遮水工による封じ込めは汚染域の土地利用等が難し
い。また、薬剤を用いた汚染物質の不溶化・無害化の方
法は、地表からの薬剤散布や浅いトレンチ等からの浸透
方式であるため、汚染域の深度が大きい場合には効果的
でない。
【0006】本発明は、上記事情を考慮し、各種の汚染
状況に幅広く適用でき、特に深度の大きい汚染域にも適
用でき、しかもコストをかけずに効率的に汚染土壌の清
浄化を図ることのできる、地下水循環による汚染土壌の
清浄化方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明による清
浄化方法は、汚染域を囲むように地盤中に注水井を設け
ると共に、注水井からの注入水が汚染域を経由するよう
に揚水井を設け、該揚水井から汲み上げた地下水を、地
上に設置した汚染処理装置を通した上で注水井から地盤
中に戻すことを特徴とする。
【0008】請求項2の発明は、請求項1において、前
記汚染処理装置が、重金属イオンを強制的に酸化物や水
酸化物に化学変化させる手段と、水中の懸濁物や不純物
を分離・除去する手段と、有機物・微生物処理を行う手
段とを備えていることを特徴とする。
【0009】請求項3の発明は、請求項2において、前
記汚染処理装置が、更に、前記水中の懸濁物や不純物を
分離・除去する工程で発生する排水を処理する手段と、
排水により失われた水を補給する手段とを備えているこ
とを特徴とする。
【0010】請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれ
かにおいて、前記汚染処理装置が、更に、汚染物質の土
壌からの分離を促進する薬剤、または有害物質と化学反
応を起こさせる薬剤を注入水に添加する手段を備えてい
ることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は地下水循環による汚染土壌の
清浄化方法の基本概念を示している。この方法では、ま
ず、平面的に汚染域1を囲むように注水井2を複数本設
け、注水井2からの注入水が、汚染域1を経由するよう
に揚水井3を設ける。そして、揚水井3から汲み上げた
地下水を、地上に設置した汚染処理装置(以下、略して
「地上装置」という)を通した上で、注水井2から地盤
中に戻し、地下水を循環させる。図中矢印は地下水の流
れを示し、8は地下水位を示す。
【0012】この場合、注水井2と揚水井3の水頭差
(エネルギー差)により、水平方向が卓越した注入水の
循環が起こり、地下水中の有害物質や土壌から分離した
有害物質は、揚水と共に地上装置5に回収され処理され
る。このため、循環を継続することにより、次第に汚染
域1の清浄化が進行する。また、薬剤の注入で無害化を
図る場合にも、薬剤を含む注入水が注水井2から揚水井
3の間の汚染域1に容易に到達するため、地下水の循環
を継続的に行うだけで、汚染域1の無害化が完了する。
なお、図示例では、汚染地下水の周囲への漏洩を防止す
るため、注水井2を難透水層4中まで挿入しているが、
注水井2は必ずしも難透水層4まで挿入する必要はな
い。
【0013】次に地上装置5について説明する。地上装
置5は、地下水の目詰まり発生を抑えながら汲み上げた
地下水を地盤中に注水する装置であり、図2に示すよう
に、重金属イオン処理装置11、懸濁物前処理装置1
2、膜ろ過装置13、有機物・微生物処理装置14、排
水処理装置16、水補給装置17、薬剤水溶液調整槽1
5で構成されている。ポンプは省略してある。
【0014】重金属イオン処理装置11は、オゾン曝気
や酸化剤の添加により、重金属イオンを重金属酸化物や
水酸化物に化学変化させ、物質のサイズを大きくして、
後工程でのろ過除去等を容易にするための手段である。
但し、重金属イオン濃度が高く、オゾン曝気や酸化剤の
添加では処理が困難な場合は、更に強制酸化装置11
A、予備フィルタ11B、重金属吸着装置11Cを設け
る。強制酸化装置11Aはオゾン曝気や酸化剤の添加で
あり、予備フィルタ11Bは10μm程度のろ過装置で
あり、重金属吸着装置11Cはイオン交換樹脂法やキレ
ート樹脂法などを適用して強制酸化装置11Aで析出し
なかった重金属イオンに対処するものである。
【0015】懸濁物前処理装置12は、次の膜ろ過装置
13の負荷軽減を目的に100μm程度の懸濁物の分離
が可能な装置である。また、膜ろ過装置13は1〜0.
001μm程度の不純物や懸濁物の分離を行う超精密膜
や限外ろ過膜からなる装置であり、極めて小さい有機物
を除く物質を除去できる。
【0016】有機物・微生物処理装置14は、注入水に
塩素系の薬品を添加して微生物の増殖に対する要因除去
を行うものである。
【0017】これらの手段により、汚染物質の浄化を行
いながらの、目詰まりを防止した地下水循環が可能にな
る。また、重金属イオンや有機物等の地下水汚染では、
特に排水処理装置16の働きにより汚染物質の除去が行
われる。
【0018】次に、土壌に付着した有害物質についての
対策を述べる。その対策としては、有害物質を土壌から
分離させて、地下水の揚水で回収・除去する方法と、汚
染域に薬剤を浸透させて、有害物質に化学反応を起こさ
せ、無害化する方法が考えられる。前者の方法は、薬剤
水溶液調整槽15に低PHの酸性物質や粉末状のイオン
交換樹脂等を添加することにより実施できる。
【0019】後者の化学反応による無害化方法は、有害
物質の種類によって適宜選択した薬剤を、薬剤水溶液調
整槽15に添加することにより実施できる。ここでは、
鉛やカドミウムで汚染された例を用いて、選択する薬剤
の一例と、無害化する化学反応を例示する。下記の例よ
うに、薬剤に硫化ナトリウムを用いると、化学反応によ
り、不溶性の硫化鉛や硫化カドミウムが生成され、汚染
物質が無害化される。 Pb2++Na2S→PbS↓+2Na+ Cd2++Na2S→CdS↓+2Na+
【0020】これらの処理に際し、地上装置5において
揚水の一部が排出されることにより循環水が減少するこ
とになるが、水補給装置17により適宜補給することに
より不足を補う。
【0021】図2は他の実施形態を示す。この実施形態
では、汚染域1の周囲に止水壁6を設けて、清浄化をさ
らに確実にしている。即ち、止水壁6で汚染域1を囲む
ことにより、有害物質の周囲への漏洩を防いだ条件下
で、注入水を確実に注水井2と揚水井3の間で循環させ
ることができる。そのため、汚染地下水を確実に回収す
ることができ、地上装置5で清浄化することができる。
また、前記第1実施形態と同様に、土壌に付着した有害
物質も効果的に分離・回収することができるし、化学反
応による無害化も行える。また、この実施形態の場合
は、汚染域1が現状の地下水面よりも高い位置の不飽和
域にある場合にも対処可能である。例えば、地上の水補
給施設より注水を行なって止水壁6内の地下水面を上昇
させた後、揚水井3と注水井2を稼動させて地下水循環
を行うことにより、不飽和域にある有害物質の分離や、
化学反応による無害化も効果的に行うことができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
注水井と揚水井を用いることで、地下水を循環させなが
ら、地上に設置した汚染処理装置で汚染処理を行うの
で、汚染土壌ばかりでなく、汚染地下水も清浄化するこ
とができる。このため、各種の汚染状況に幅広く適用で
きると共に、汚染域の深度が大きい場合にも清浄化が可
能であり、汚染土壌の掘削回収等に比べて処理コストの
低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態の概略説明図で、
(a)は平面図、(b)は側断面図である。
【図2】 本発明の第1実施形態で用いる地上装置(汚
染処理装置)の構成を示すブロック図である。
【図3】 本発明の第1実施形態の概略説明図で、
(a)は平面図、(b)は側断面図である。
【符号の説明】
1 汚染域 2 注水井 3 揚水井 5 汚染処理装置 11 重金属イオン処理装置 12 懸濁物前処理装置 13 膜ろ過装置 14 有機物・微生物処理装置 15 薬剤水溶液調整槽 16 排水処理装置 17 水補給装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 司 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 平野 文昭 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 竹中 久 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚染域を囲むように地盤中に注水井を設
    けると共に、注水井からの注入水が汚染域を経由するよ
    うに揚水井を設け、該揚水井から汲み上げた地下水を、
    地上に設置した汚染処理装置を通した上で注水井から地
    盤中に戻すことを特徴とする地下水循環による汚染土壌
    の清浄化方法。
  2. 【請求項2】 前記汚染処理装置が、重金属イオンを強
    制的に酸化物や水酸化物に化学変化させる手段と、水中
    の懸濁物や不純物を分離・除去する手段と、有機物・微
    生物処理を行う手段とを備えていることを特徴とする請
    求項1記載の地下水循環による汚染土壌の清浄化方法。
  3. 【請求項3】 前記汚染処理装置が、更に、前記水中の
    懸濁物や不純物を分離・除去する工程で発生する排水を
    処理する手段と、排水により失われた水を補給する手段
    とを備えていることを特徴とする請求項2記載の地下水
    循環による汚染土壌の清浄化方法。
  4. 【請求項4】 前記汚染処理装置が、更に、汚染物質の
    土壌からの分離を促進する薬剤、または有害物質と化学
    反応を起こさせる薬剤を注入水に添加する手段を備えて
    いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
    地下水循環による汚染土壌の清浄化方法。
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