JP2001129541A - 汚染地下水の浄化方法およびその浄化装置 - Google Patents

汚染地下水の浄化方法およびその浄化装置

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JP2001129541A JP31004199A JP31004199A JP2001129541A JP 2001129541 A JP2001129541 A JP 2001129541A JP 31004199 A JP31004199 A JP 31004199A JP 31004199 A JP31004199 A JP 31004199A JP 2001129541 A JP2001129541 A JP 2001129541A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 浄化促進成分を超高圧で間欠的に地下水中に
注入して爆発的に吹き込むことにより、該浄化促進成分
をより遠くに到達させて浄化範囲の拡大を図り、もって
地下水の浄化能力を大幅に向上させる。 【解決手段】 地下水12中に挿入される注入井14
と、汚染物質の浄化促進成分を供給する浄化促進成分供
給設備16と、この浄化促進成分供給設備16から供給
される浄化促進成分を、上記注入井14に超高圧で短時
間の間隔でパルス状にして間欠的に供給する高圧間欠注
入装置18と、を備えて構成し、汚染地下水12中に汚
染物質の浄化促進成分を超高圧で爆発的に吹き込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、汚染地下水の浄化
方法およびその浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】汚染された地下水の浄化には様々な方法
があるが、それらは汚染している物質によって大きく異
なり、また、地下水を汲み上げて処理する場合と、地下
原位置で処理を行う場合とによっても異なる。例えば、
汚染物質が有機塩素系化合物であった場合には、汲み上
げて処理する方法が多く用いられるが、これには曝気処
理法や凝集沈殿法、生物処理法などがある。更には、近
年では原位置処理法が提案され、これには原位置曝気で
あるエアースパージング法、微生物による浄化方法であ
るバイオレメディエーション、鉄粉などを用いる透水浄
化壁法などがある。 これらのうちで、バイオレメディ
エーション法では、例えば特開平11−57776号公
報に開示されたものがある。これは微生物を用いた浄化
方法(バイオレメディエーション)を適用したもので、
地下水中や地盤中に棲息している土着の分解微生物を活
性化して地下水を浄化しようとするものである。このバ
イオレメディエーションでは分解微生物の活性化、つま
り地下水の浄化を促進するためにメタンなどの栄養源や
酸素を浄化促進成分として地下水に添加する方法が用い
られる。
【0003】ところで、浄化促進成分としては汚染物質
よってそれに応じた栄養源が様々発見されつつあるが、
この栄養源以外にも他の浄化促進成分が考えられる。例
えば、汚染物質が揮発性物質である場合は気化を促進す
るための空気や加熱水が浄化促進成分となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の汚染地下水の浄化方法では、原位置浄化する場合
に耐水層に差し込まれた注入井から空気や栄養源などの
浄化促進成分を地下水中に注入するが、この注入は地下
水圧よりも高い圧力で連続して行うものであるためその
到達距離は短く、注入井の1基当たりの浄化可能範囲は
決して広いとはいえない。このため、上記到達距離より
も広い所望の領域の汚染地下水を浄化するためには、浄
化促進成分の自然流動による拡散に頼らねばならず、時
間を要するとともに、その間のランニングコストが多く
かかってしまい、浄化能力を高めるためには多くの注入
井を設置する必要があって、浄化装置が大幅にコストア
ップしてしまう。
【0005】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て成されたもので、浄化促進成分を超高圧で短い間隔の
パルス状にして間欠的に地下水中に注入して爆発的に吹
き込むことにより、該浄化促進成分をより遠くに到達さ
せて浄化範囲の拡大を図り、もって地下水の浄化能力を
大幅に向上させ得る汚染地下水の浄化方法およびその浄
化装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の汚染地下水の浄化方法は、地下水中に汚染
物質の浄化促進成分を、超高圧で短時間の間隔でパルス
状にして間欠的に吹き込むことを特徴とする。
【0007】この浄化方法では、浄化促進成分が地下水
中に、超高圧(例えば2〜10気圧)で極短時間の間隔
でパルス状にされて間欠的(例えば、1/30〜1/5HZの周
期)に吹き込まれるので、吹き込まれた浄化促進成分は
爆発的に地下水中で拡散し、より遠くに到達して浄化範
囲を拡大することができる。従って、地下水の浄化能力
が大幅に向上されてより短い時間での浄化が可能とな
る。
【0008】また、本発明の汚染地下水の浄化装置は、
地下水中に挿入される注入井と、汚染物質の浄化促進成
分を供給する浄化促進成分供給設備と、この浄化促進成
分供給設備から供給される浄化促進成分を上記注入井に
超高圧で間欠的に供給する高圧間欠注入装置と、を備え
たことを特徴とする。
【0009】この浄化装置では、浄化促進成分供給設備
から供給される浄化促進成分は高圧間欠注入装置を介し
て超高圧で間欠的に注入井に供給されることにより、こ
の浄化促進成分は該注入井から地下水中に爆発的に吹き
込まれ、吹き込まれた浄化促進成分はより遠くかつより
広範囲に到達する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。図1および図2は本発明
の汚染地下水の浄化方法の一実施形態を示し、図1は浄
化方法に用いられる浄化装置の全体構成を概略的に示す
断面図、図2は要部の詳細図である。
【0011】本発明の汚染地下水の浄化方法の基本とす
るところは、地下水12中に汚染物質の浄化促進成分を
超高圧で短時間の間隔でパルス状にして間欠的に吹き込
むことにある。
【0012】即ち、本発明の汚染地下水の浄化方法は図
1に示す浄化装置10をもって達成できる。この浄化装
置10は本発明の浄化方法を達成するための一実施形態
を示し、地下水12中に挿入される注入井14と、汚染
物質の浄化促進成分を供給する浄化促進成分供給設備1
6と、この浄化促進成分供給設備16から供給される浄
化促進成分を上記注入井14に超高圧で間欠的に供給す
る高圧間欠注入装置18と、を備えて構成される。
【0013】上記地下水12は、地盤G中に形成される
不透水層(または難透水層)100の上側に溜まって所
定の深さをもった帯水層102を形成し、該帯水層10
2内で地下水12は一定方向(図中左方)の流れSが生
じている。
【0014】上記注入井14は適宜長さのパイプで形成
され、地面に鉛直に打ち込まれてその下端部を帯水層1
02中に到達させるとともに、上端部を地表に突出した
状態で残しておく。
【0015】上記浄化促進成分供給設備16は、地下水
12中の汚染物質の浄化を促進するための成分を供給す
る装置で、この浄化促進成分は浄化しようとする汚染物
質によって各種異なる。例えば、該浄化促進成分として
は分解微生物Mがあり、また、地下水12や土壌に土着
の分解微生物Mを利用する場合は、この微生物Mを増殖
するに適した栄養塩類などの栄養源や酸素(過酸化水
素、オゾンを含む)があり、更には揮発性の汚染物質で
は気化を促進するための空気などがある。
【0016】上記栄養源としては、燐,窒素,カリ,珪
素など生物の生命を維持するうえで必要な主要元素とな
る栄養塩類や、この分解微生物Mを活性化するに適した
成分がある。また、分解微生物Mとしては汚染物質がT
CE(トリクロロエチレン)である場合は、このTCE
を好気分解(酸化)するメタン資化性菌が知られるが、
このメタン資化性菌では栄養源としてメタンが用いられ
る。また、TCE分解に用いられるその他の分解微生物
Mとしては、トルエン資化性菌、フェノール資化性菌、
硝化細菌、プロパン酸化細菌、イソプロピレン酸化細菌
などが知られ、それぞれに適した栄養源が用いられる。
勿論、TCEに限ることなく地下水12中のその他の汚
染物質に対しては、その汚染物質を浄化する分解微生物
Mに適した栄養源が用いられることはいうまでもない。
【0017】上記高圧間欠注入装置18は、図2に示す
ように上記注入井14の上端に接続され、エアコンプレ
ッサ20で発生される超高圧(例えば、2〜10気圧)
の圧搾空気が供給管22を介して導入される。該高圧間
欠注入装置18は、図示省略したが圧搾空気を貯留する
タンクと、このタンク内の圧搾空気を間欠的に排出する
間欠バルブとを備え、タンク内の圧力が所定圧以上にな
ると間欠バルブが瞬時に開弁して高圧空気を注入井14
に吐出するとともに、この吐出によってタンク内圧力が
低下されると間欠バルブは瞬時に閉弁される構造となっ
ている。
【0018】従って、エアコンプレッサ26から圧搾空
気が供給される間は、高圧間欠注入装置18はタンク内
の高圧空気を極短い時間間隔のパルス状にして間欠的
(例えば、1/30〜1/5HZの周期)に吐出し続け、この高
圧間欠空気は上記注入井14に供給される。すると、こ
の超高圧の空気は注入井14の下端部から所定の間欠タ
イミングをもって瞬間的(爆発的)に地下水12中に吹
き込まれ、このときの吹出しエネルギーは著しく大きな
ものとなる。
【0019】ところで、本実施形態では上記浄化促進成
分供給設備16は、図2に示すように上記エアコンプレ
ッサ20と、上記高圧間欠注入装置18の吐出側に開閉
バルブ24を介して接続される収納タンク26とで構成
される。即ち、上述したようにエアコンプレッサ20の
圧搾空気が高圧間欠注入装置18を介して地下水12中
に爆発的に吹き込まれるが、この酸素を含む圧搾空気自
体が汚染物質の浄化促進成分となり得る。また、栄養源
(例えば、メタン)、分解微生物、過酸化水素(H
22)、オゾン(O3)などの空気以外の浄化促進成分
は上記収納タンク26に収納される。そして、空気以外
の浄化促進成分を必要とする場合は、開閉バルブ24を
開弁して該浄化促進成分を高圧供給管22に供給し、エ
アコンプレッサ20の圧搾空気とともに高圧間欠注入装
置18を介して注入井14から地下水12中に爆発的に
注入するようになっている。
【0020】従って、本実施形態の汚染地下水の浄化方
法では、上記浄化装置10のエアコンプレッサ20を駆
動して圧搾空気を高圧間欠注入装置18の吐出側に供給
することにより、圧搾空気は注入井14から地下水12
中に所定の間欠タイミングをもって爆発的に吹き込まれ
る。このとき、収納タンク26の開閉バルブ24を開弁
しておくことにより、収納タンク26内の浄化促進成分
は圧搾空気とともに地下水12中に注入される。する
と、該注入井14から地下水12中に注入された圧搾空
気またはこの圧搾空気と浄化促進成分は、注入井14か
ら爆発的に吹き込まれる圧搾空気とともに細かい泡の状
態で周囲に拡散し、より遠くかつより広範囲に到達され
ることになる。
【0021】従って、このように浄化促進成分が爆発的
に吹き込まれるため、各種の汚染物質に対して以下に示
すように優れた浄化機能を発揮する。地下水中の気相
部分が多くなって、地下水12中に溶けている揮発性物
質は気化し易くなって気化が促進され、これがガス状と
なって地下水12から分離される。間欠的かつ爆発的
に圧搾空気が吹き込まれることにより、周囲の土粒子を
掻き乱し、塊状のものは破砕して、土壌中に浸透してい
る汚染物質に浄化促進成分を行き渡らせることができ
る。酸素を含んだ多くの空気や栄養源、分解微生物を
広い範囲まで行き渡らせることができるので、注入井1
4の1基当たりの微生物による浄化領域を拡大すること
ができる。気泡が土粒子に強い衝撃を与えつつ接触す
るので、その際の土粒子同士、土粒子と気泡の衝撃で土
粒子に吸着している汚染物質(例えば油分)を剥離し
て、気泡とともに浮遊させることができる。このため、
注入井14の1基当たりの浄化領域を拡大することがで
きるため、地下水12の浄化能力が大幅に向上し、少な
い数の注入井14で効率良く、かつより短い期間で原位
置において浄化処理が可能となり、処理に要するコスト
が少なくて済む。
【0022】ところで、前記では気化によりガスが発
生し、また、では分離された油分等が浮遊されるが、
これらガスおよび油分の不純物は別に回収井を設けて回
収することにより、地下水12から不純物を除去するこ
とができる。また、この不純物の回収時に地下水12も
同時に回収する場合は、地上部で不純物を除去した後に
浄化した地下水12を帯水層102に還元することによ
り、回収したことによる地下水圧の低下を無くして地盤
沈下を防止することができる。
【0023】図3は上述した注入井14と回収井30の
効果的な配置例を示し、隣接される注入井14の下端部
を交互に帯水層102の上下2段位置に配置するととも
に、それぞれの注入井14に対応して配置される回収井
30の下端部をほぼ同レベルとなるように配置してあ
る。つまり、上流側の注入井14が下層位置である場合
は回収井30を同様に下層位置とし、注入井14が上層
位置である場合は回収井30を同様に上層位置としてあ
る。また、同図中には注入井14の下端部にそれぞれ同
心円部分が示されるが、これは超高圧の空気が間欠的に
吹き込まれた際に発生するショックウエーブを示してい
る。また、回収井30は回収管32を介して吸引ポンプ
34に接続され、この吸引ポンプ32で吸引することに
より回収井30から不純物、例えばガスや油分等が回収
され、この不純物は図外の処理設備で適正に処理され
る。
【0024】従って、この実施形態では帯水層102の
深さが深い場合に、上,下位置に交互に配置された注入
井14によって地下水12全体に亘って浄化促進成分を
供給することができ、浄化機能の更なる向上を図ること
ができるとともに、回収井30によって地下水12中の
不純物を回収することができる。勿論、注入井14およ
び回収井30は2段位置に限ることなく、3段以上にで
きることはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1お
よび請求項2に示す汚染地下水の浄化方法およびその浄
化装置では、浄化促進成分が地下水中に超高圧で間欠的
に吹き込まれることにより、吹き込まれた浄化促進成分
は爆発的に地下水中で拡散し、より遠くに到達して浄化
範囲を拡大することができる。従って、地下水の浄化能
力が大幅に向上されて短時間での浄化を可能とする。ま
た、浄化装置では注入井の1基当たりの浄化領域を広げ
ることができるため、全体的な注入井の本数を減らして
コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の浄化方法に用いられる浄化装置の一実
施形態を概略的に示す全体構成の断面図である。
【図2】本発明の浄化装置の一実施形態の浄化促進成分
供給設備を概略的に示す構成図である。
【図3】本発明の浄化方法の注入井と回収井の他の配置
例を示す模式図である。
【符号の説明】
10 浄化装置 12 地下水 14 注入井 16 浄化促進成分供給設備 18 高圧間欠注入装置 102 帯水層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4B065 AA01X AC20 BA22 BB04 BC05 BC16 CA56 4D037 AA01 AB06 AB18 BA03 BA23 BB01 BB07 CA07 CA12 4D040 DD01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地下水中に汚染物質の浄化促進成分を、
    超高圧で短時間の間隔でパルス状にして間欠的に吹き込
    むことを特徴とする汚染地下水の浄化方法。
  2. 【請求項2】 地下水中に挿入される注入井と、汚染物
    質の浄化促進成分を供給する浄化促進成分供給設備と、
    この浄化促進成分供給設備から供給される浄化促進成分
    を上記注入井に超高圧で間欠的に供給する高圧間欠注入
    装置と、を備えたことを特徴とする汚染地下水の浄化装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012187508A (ja) * 2011-03-10 2012-10-04 Kurita Water Ind Ltd 好気微生物による土壌・地下水の浄化方法
JP5140879B1 (ja) * 2012-06-22 2013-02-13 強化土株式会社 地盤改良工法

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