JP4405692B2

JP4405692B2 - Purification method for underground pollution area

Info

Publication number: JP4405692B2
Application number: JP2001116958A
Authority: JP
Inventors: 正浩江口; 春樹明賀
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2021-04-16
Also published as: JP2002307049A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学物質で汚染された地下汚染領域を物理化学的に浄化する方法に関する。本発明の浄化方法は、例えば、有機塩素化合物に汚染された土壌、底質、汚泥、地下水等の浄化に好適に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
トリクロロエチレン（ＴＣＥ）、テトラクロロエチレン（ＰＣＥ）等の有機塩素化合物は、洗浄剤として各種工場やクリーニング店で広く使用されているが、これら有機塩素化合物は発癌性物質である疑いがあるため、近年、上記有機塩素化合物による土壌、地下水等の汚染が大きな社会問題となっている。
【０００３】
従来、有機塩素化合物で汚染された土壌の処理法としては、汚染土壌の封じ込め処理、汚染土壌の掘削・封じ込め処理などが主に行われている。また、有機塩素化合物で汚染された地下水の処理法としては、揚水曝気と活性炭処理とを組み合わせたポンプ・アンド・トリート法などが主に行われている。ポンプ・アンド・トリート法は、揚水した地下水に空気を曝気することにより、水中の汚染化学物質を気相中に移行させて地下水を浄化した後、気相を活性炭処理する方法であり、浄化後の水は地表に流される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した汚染土壌の封じ込め処理法、汚染土壌の掘削・封じ込め処理法、汚染地下水のポンプ・アンド・トリート処理法は、汚染化学物質を積極的に分解して無害化する技術ではないこと、莫大なコスト、エネルギー、手間を要すること、浄化期間が１０〜２０年と長いことなどが問題となっていた。
【０００５】
また、ポンプ・アンド・トリート法は、揚水した汚染地下水の浄化処理を地上で行うものであって、地下に存在する汚染源に対して直接除去処理を行うものではないため、地下に存在する汚染源の除去期間が非常に長くなるという問題があった。
【０００６】
これに対し、近年、過酸化水素と鉄溶液（フェントン試薬）や、過マンガン酸カリウムを直接井戸に注入することにより、原位置において土壌、地下水等の酸化処理を行う方法が開発されている。しかし、過酸化水素と鉄溶液を用いる方法では、地中で過酸化水素が急激に分解するために過酸化水素の到達距離が短く、浄化エリアが小さいという問題があった。また、過マンガン酸カリウムを用いる方法では、過マンガン酸カリウム溶液は濃い紫色を呈しているため、過マンガン酸カリウム溶液を地下水に直接注入するのは好ましくないという問題があった。
【０００７】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、地下汚染領域、特に有機塩素化合物で汚染された土壌、底質、汚泥、地下水等を、短期間で、かつ低コスト、低エネルギーで効率的に浄化することができる方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記目的を達成するために、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの有機塩素化合物に汚染された土壌や地下水を浄化する酸化処理法について鋭意検討を行った。その結果、上記汚染土壌や汚染地下水に酸化剤として従来より高温（７０℃以上）での強い酸化力が知られていた過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩を添加した場合、有機塩素化合物が常温（１５〜３０℃）においては緩やかに分解処理されることを見出した。また、本発明者は、地下汚染領域またはその付近から揚水した地下水に過硫酸塩を添加した後、この過硫酸塩を添加した水を再び地下汚染領域またはその付近に注入した場合、あるいは地下汚染領域またはその付近に存在する地下水に原位置において過硫酸塩を添加した場合、過硫酸塩は分解が比較的緩やかであるため酸化剤の到達距離が長く、浄化エリアを大きくすることができること、過硫酸塩は無色透明であるため地下水に注入しても問題が生じないことを見出した。
【０００９】
本発明は、上述した知見に基づいてなされたもので、下記第１発明、第２発明の地下汚染領域の浄化方法を提供する。
（第１発明）
・有機塩素化合物で汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩のみを、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％になるように地下汚染領域またはその付近に存在する地下水に添加することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法（請求項１）。
・ベンゼン、トルエンまたはキシレンで汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩のみを、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近に存在する地下水に添加することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法（請求項２）。
・有機塩素化合物で汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩および過酸化水素水を、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％になるように地下汚染領域またはその付近に存在する地下水に添加することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法（請求項５）。
・ベンゼン、トルエンまたはキシレンで汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩および過酸化水素水を、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近に存在する地下水に添加することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法（請求項６）。
（第２発明）
・有機塩素化合物で汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩のみを、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近から揚水した地下水に添加した後、前記過硫酸塩を添加した水を再び地下汚染領域またはその付近に注入することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法（請求項３）。
・ベンゼン、トルエンまたはキシレンで汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩のみを、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近から揚水した地下水に添加した後、前記過硫酸塩を添加した水を再び地下汚染領域またはその付近に注入することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法（請求項４）。
・有機塩素化合物で汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩および過酸化水素水を、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近から揚水した地下水に添加した後、前記過硫酸塩および過酸化水素水を添加した水を再び地下汚染領域またはその付近に注入することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法（請求項７）。
・ベンゼン、トルエンまたはキシレンで汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩および過酸化水素水を、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近から揚水した地下水に添加した後、前記過硫酸塩および過酸化水素水を添加した水を再び地下汚染領域またはその付近に注入することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法（請求項８）。
【００１０】
以下、本発明につきさらに詳しく説明する。第１、第２発明において、過硫酸塩（ペルオキソ二硫酸塩）としては、例えば、過硫酸カリウム（ペルオキソ二硫酸カリウム）、過硫酸ナトリウム（ペルオキソ二硫酸ナトリウム）等を用いることができる。
【００１２】
第１、第２発明では、地下水にｐＨ７以下、特にｐＨ４〜７の条件で過硫酸塩を添加することが適当である。反応時のｐＨを中性あるいは酸性とすることにより、過硫酸塩による汚染化学物質の酸化分解を促進することができる。この場合、地下水にｐＨ７以下の条件で過硫酸塩を添加する手段としては、例えば地下水に過硫酸塩と共に硫酸等のｐＨ調整剤を添加する手段が挙げられる。
【００１３】
第１、第２発明では、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％、特に０．０１〜１重量％となるように地下水に過硫酸塩を添加することが適当である。過硫酸塩濃度を上記範囲とすることにより、汚染化学物質の酸化分解を効率的に促進することができる。
【００１４】
また、第１、第２発明では、地下水に過硫酸塩と共に過酸化水素水を添加することができ、これにより汚染化学物質の酸化分解をさらに促進することができる。この場合、地下水中の過酸化水素濃度が１〜５００ｍｇ／Ｌ、特に１０〜１００ｍｇ／Ｌとなるように地下水に過酸化水素水を添加することが適当である。
【００１５】
第１、第２発明は、有機塩素化合物に汚染された土壌、底質、汚泥、地下水等の浄化に好適に使用されるが、これに限定されるものではない。すなわち、第１、第２発明は、有機塩素化合物（ＴＣＥ、ＰＣＥ、ダイオキシン類、ＰＣＢ類など）による汚染物の浄化のみならず、ベンゼン、トルエン、キシレンによる汚染物の浄化にも適用可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は第１発明の一実施形態を示す図である。図１において５２は過硫酸塩添加手段、５４は揚水手段、５６は曝気処理手段を示す。
【００１７】
過硫酸塩添加手段５２は、地下汚染領域またはその付近に存在する地下水に原位置において過硫酸塩（図示の例では過硫酸カリウム：Ｋ₂Ｓ₂Ｏ₈）を添加するものである。過硫酸塩添加手段５２は、地中に埋設され、管のスクリーンを通して外部に薬剤を流出させる注入井戸５８と、過硫酸カリウム水溶液が貯留された薬剤貯槽６０と、薬剤貯槽６０に連結され、注入井戸５８内に過硫酸カリウム水溶液を放出する薬剤注入管６２と、薬剤注入管６２に介装された薬剤注入ポンプ６４とを備えている。過硫酸塩添加手段５２によって地下水に原位置において過硫酸塩を添加すると、過硫酸塩を添加した地下水が下流の地下汚染領域Ｘを流れる間に、地下汚染領域Ｘに存在する汚染化学物質が過硫酸塩によって酸化分解される。この場合、過硫酸塩は分解が比較的緩やかであるため酸化剤の到達距離が長く、浄化エリアを大きくすることができる。
【００１８】
揚水手段５４は、地下汚染領域Ｘの下流側から、地下汚染領域Ｘを通過した後の前記地下水Ｗを揚水するものである。本例の揚水手段５４は、地中に埋設され、管のスクリーンを通して内部に地下水を流入させる揚水井戸６６と、揚水井戸６６内に設置された揚水ポンプ６８と、揚水ポンプ６８に連結された揚水管７０と、揚水管７０に連結された地下水貯留タンク７２とを備えている。揚水手段５４は、過硫酸塩を添加した地下水の流速を揚水によって調整するもので、必要に応じて設置される。
【００１９】
曝気処理手段５６は、揚水手段５４により揚水した地下水の曝気処理を行うものである。本例の曝気処理手段５６は、曝気槽７４と、地下水貯留タンク７２内の地下水を曝気槽７４に導入する配管７６およびポンプ７８とを備えている。曝気槽７４は、内部を下向流で流れる地下水に空気８０を曝気して、水中の汚染化学物質を気相中に移行させるものである。曝気処理水は排出管８２から地表に流される。この曝気処理手段５６は必要に応じて設置される。
【００２０】
図２は第２発明の一実施形態を示す図である。図２において２は揚水手段、４は曝気処理手段、６は過硫酸塩添加手段、８は注入手段を示す。
【００２１】
揚水手段２は、地下汚染領域Ｘまたはその付近から地下水Ｗを揚水するものである。本例の揚水手段２は、地中に埋設され、管のスクリーンを通して内部に地下水を流入させる揚水井戸１０と、揚水井戸１０内に設置された揚水ポンプ１２と、揚水ポンプ１２に連結された揚水管１４と、揚水管１４に連結された地下水貯留タンク１６とを備えている。
【００２２】
曝気処理手段４は、揚水手段２により揚水した地下水の曝気処理を行うものである。本例の曝気処理手段４は、曝気槽１８と、地下水貯留タンク１６内の地下水を曝気槽１８に導入する配管２０およびポンプ２２とを備えている。曝気槽１８は、内部を下向流で流れる地下水に空気２４を曝気して、水中の汚染化学物質を気相中に移行させるものである。
【００２３】
過硫酸塩添加手段６は、曝気処理手段４により曝気処理した水に混合槽２６において過硫酸塩（図示の例では過硫酸カリウム：Ｋ₂Ｓ₂Ｏ₈）を添加するものである。混合槽２６には、曝気槽１８の流出水を導入する配管２８、過硫酸カリウム添加機構３０および硫酸添加機構３２が連結されている。そして、配管２８から導入された曝気処理水に、過硫酸カリウム添加機構３０および硫酸添加機構３２から過硫酸カリウムおよび硫酸（ｐＨ調整剤）が添加されるようになっている。過硫酸塩添加手段６における処理例としては、曝気処理水にその過硫酸カリウム濃度が０．００５〜５重量％、ｐＨが４〜７になるように過硫酸カリウムおよび硫酸を添加する例が挙げられる。また、過硫酸塩添加手段６では、曝気処理水に過硫酸カリウムおよび硫酸と共に過酸化水素水を添加するようにしてもよい。
【００２４】
注入手段８は、過硫酸塩添加手段６により過硫酸塩を添加した水を再び地下汚染領域Ｘまたはその付近に注入するものである。本例の注入手段８は、地中に埋設され、管のスクリーンを通して外部に水を流出させる注入井戸３４と、混合槽２６に連結され、注入井戸３４内に水を放出する注入管３６と、注入管３６に介装された注入ポンプ３８とを備えている。注入手段８によって過硫酸塩を添加した水を地下汚染領域Ｘまたはその付近に注入すると、過硫酸塩を添加した水が地下汚染領域Ｘを流れる間に、地下汚染領域Ｘに存在する汚染化学物質が過硫酸塩によって酸化分解される。この場合、過硫酸塩は分解が比較的緩やかであるため酸化剤の到達距離が長く、浄化エリアを大きくすることができる。
【００２５】
ところで、図２の例では、地下汚染領域Ｘの浄化処理を行うに当たり、揚水手段２による揚水位置Ａを地下水Ｗの流れＦの下流側、注入手段８による注入位置Ｂを地下水Ｗの流れＦの上流側に設定している。このようにすると、下流側で揚水した地下水に過硫酸塩を添加して上流側に注入するという、水の流れがほぼ閉鎖された系（閉鎖系）で浄化処理を行うことができるので、地下汚染領域の浄化を効率的に行うことが可能となる。
【００２６】
また、過酸化水素を注入する場合は、過硫酸カリウムとは別のタンクに過酸化水素を調製しておき、過硫酸カリウムとは別配管を使って注入するか、過硫酸カリウム注入配管へ添加、混合した後に注入井戸への供給を行う。
【００２７】
【実施例】
２００ｍＬのバイアルビンに、実汚染土２０ｇおよび純水１８０ｍＬを入れ、さらにバイアルビンに下記▲１▼〜▲６▼に示す条件で過硫酸カリウム、過酸化水素などを添加した後、バイアルビンを密閉して処理実験を開始した。そして、経時的に各バイアルビンのヘッドスペース中に含まれるトリクロロエチレン（ＴＣＥ）の濃度をガスクロマトグラフィーで測定することにより、処理効果について評価した。下記条件▲１▼〜▲６▼の内、▲２▼〜▲５▼は本発明例、他は比較例である。
【００２８】
（実験条件）
▲１▼ブランク試験
実汚染土２０ｇおよび純水１８０ｍＬに対して何も添加しなかった。
▲２▼過硫酸カリウム単独（ｐＨ７）
実汚染土２０ｇおよび純水１８０ｍＬの合計量に対して過硫酸カリウム１重量％を添加し、ｐＨ７で反応させた。
▲３▼過硫酸カリウム単独（ｐＨ９）
実汚染土２０ｇおよび純水１８０ｍＬの合計量に対して過硫酸カリウム１重量％を添加し、ｐＨ９で反応させた。
▲４▼過硫酸カリウム単独（ｐＨ５）
実汚染土２０ｇおよび純水１８０ｍＬの合計量に対して過硫酸カリウム１重量％を添加し、ｐＨ５で反応させた。
▲５▼過硫酸カリウムおよび過酸化水素（ｐＨ７）
実汚染土２０ｇおよび純水１８０ｍＬの合計量に対して過硫酸カリウム１重量％および過酸化水素１００ｍｇ／Ｌを添加し、ｐＨ７で反応させた。
▲６▼過酸化水素単独
実汚染土２０ｇおよび純水１８０ｍＬの合計量に対して過酸化水素１００ｍｇ／Ｌのみを添加し、反応させた。
【００２９】
（処理結果）
図３に処理結果を示す。過硫酸カリウムを添加した▲２▼〜▲５▼ではＴＣＥの分解が速やかに生じたのに対し、▲１▼のブランク試験および▲６▼の過酸化水素単独ではＴＣＥの分解がそれほど認められなかった。また、過硫酸カリウムを添加した場合でも、反応時のｐＨがアルカリ側である▲３▼に比較して、中性または酸性側である▲２▼、▲４▼、▲５▼の方がＴＣＥの分解が促進されることがわかった。さらに、過酸化水素を添加した▲５▼では分解がより促進されることがわかった。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、地下汚染領域、特に有機塩素化合物で汚染された土壌、底質、汚泥、地下水等を、短期間で、かつ低コスト、低エネルギーで効率的に浄化することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明の一実施形態を示す図である。
【図２】第２発明の一実施形態を示す図である。
【図３】実施例の浄化処理における処理経過時間と溶出ＴＣＥ濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｘ地下汚染領域
Ｗ地下水
２揚水手段
４曝気処理手段
６過硫酸塩添加手段
８注入手段
１０揚水井戸
１４揚水管
１６地下水貯留タンク
１８曝気槽
２６混合槽
３０過硫酸カリウム添加機構
３２硫酸添加機構
３４注入井戸
３６注入管
５２過硫酸塩添加手段
５４揚水手段
５６曝気処理手段
５８注入井戸
６０薬剤貯槽
６２薬剤注入管
６６揚水井戸
７０揚水管
７２地下水貯留タンク
７４曝気槽[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of purifying an underground contaminated area contaminated with chemical substances physicochemically. The purification method of the present invention is suitably used, for example, for purification of soil, sediment, sludge, groundwater and the like contaminated with organochlorine compounds.
[0002]
[Prior art]
Organochlorine compounds such as trichlorethylene (TCE) and tetrachlorethylene (PCE) are widely used as cleaning agents in various factories and cleaning shops. However, these organochlorine compounds are suspected of being carcinogenic, and in recent years, Contamination of soil and groundwater with organochlorine compounds has become a major social problem.
[0003]
Conventionally, as a method for treating soil contaminated with organochlorine compounds, mainly containment treatment of contaminated soil, excavation / containment treatment of contaminated soil, and the like. In addition, as a method for treating groundwater contaminated with organochlorine compounds, a pump-and-treat method in which pumping aeration and activated carbon treatment are combined is mainly performed. The pump-and-treat method is a method in which the groundwater is purified by transferring pollutant chemicals in the water by aeration of air into the pumped groundwater, and then the gas phase is treated with activated carbon. Water will be washed to the surface.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned contaminated soil containment treatment method, contaminated soil excavation and containment treatment method, and contaminated groundwater pump and treat treatment method are not technologies that actively decompose and detoxify polluted chemical substances, There are problems such as enormous cost, energy and labor, and a long purification period of 10 to 20 years.
[0005]
In addition, the pump-and-treat method purifies contaminated groundwater that has been pumped up, and does not directly remove the contaminated groundwater. There was a problem that the removal period became very long.
[0006]
On the other hand, in recent years, a method for oxidizing soil, groundwater and the like in situ by injecting hydrogen peroxide and an iron solution (Fenton reagent) or potassium permanganate directly into a well has been developed. However, the method using hydrogen peroxide and an iron solution has a problem that the hydrogen peroxide is rapidly decomposed in the ground, so that the reach of hydrogen peroxide is short and the purification area is small. Moreover, in the method using potassium permanganate, since the potassium permanganate solution has a deep purple color, it is not preferable to inject the potassium permanganate solution directly into the ground water.
[0007]
The present invention has been made in view of the above, underground contaminated areas, soil is particularly polluted with organic chlorinated compounds, sediment, sludge, ground water or the like, a short period of time, and low cost, low energy It aims at providing the method which can be purified efficiently.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventor has intensively studied an oxidation treatment method for purifying soil and groundwater contaminated with organic chlorine compounds such as trichlorethylene and tetrachlorethylene. As a result, when persulfates such as potassium persulfate and sodium persulfate, which have been known to have strong oxidizing power at high temperatures (70 ° C or higher) as oxidants, are added to the above contaminated soil and groundwater. It has been found that the compound is slowly decomposed at room temperature (15-30 ° C.). In addition, the present inventor added a persulfate to groundwater pumped from or near the underground pollution area, and then injected the water to which the persulfate was added again into or near the underground pollution area, or the underground pollution. When persulfate is added in-situ to groundwater in or near the area, the persulfate decomposes relatively slowly so that the reach of the oxidant is long and the purification area can be enlarged. It has been found that sulfates are colorless and transparent, so that no problems occur even when injected into groundwater.
[0009]
The present invention has been made on the basis of the above-described findings, and provides a method for purifying an underground contaminated area according to the following first and second inventions .
(First invention)
A method for purifying an underground contaminated area contaminated with an organic chlorine compound, and at room temperature, at a pH of 4 or more and 7 or less, only persulfate is used as an oxidizing agent, and the concentration of persulfate in groundwater is 0.005 to 0.005. A method for purifying an underground contaminated area, characterized in that it is added to the underground water present in or near the underground contaminated area so as to be 5% by weight (Claim 1).
A method for purifying an underground polluted area contaminated with benzene, toluene or xylene at room temperature and under conditions of pH 4 or more and pH 7 or less, only persulfate is used as an oxidizing agent, and the concentration of persulfate in groundwater is 0. A method for purifying an underground polluted area, characterized by adding to the underground polluted area or in the vicinity thereof in an amount of 005 to 5% by weight (claim 2).
A method for purifying an underground contaminated area contaminated with an organic chlorine compound, and at room temperature, under conditions of pH 4 or more and pH 7 or less, persulfate and hydrogen peroxide are used as oxidizing agents, and the concentration of persulfate in groundwater is A method for purifying an underground contaminated area, comprising adding to groundwater present in or near the underground contaminated area so as to be 0.005 to 5% by weight (Claim 5).
A method for purifying underground contaminated areas contaminated with benzene, toluene or xylene, and at room temperature, under conditions of pH 4 to pH 7, persulfate and hydrogen peroxide are used as oxidants, and persulfate in groundwater. A method for purifying an underground contaminated area, characterized by adding to the underground contaminated area or the groundwater existing in the vicinity thereof so that the concentration becomes 0.005 to 5% by weight (Claim 6).
(Second invention)
A method for purifying an underground contaminated area contaminated with an organic chlorine compound, and at room temperature, at a pH of 4 or more and 7 or less, only persulfate is used as an oxidizing agent, and the concentration of persulfate in groundwater is 0.005 to 0.005. After adding to the underground water pumped from or near the underground pollution area so as to be 5% by weight, the water added with the persulfate is injected again into or near the underground pollution area. Purification method (Claim 3).
A method for purifying an underground polluted area contaminated with benzene, toluene or xylene at room temperature and under conditions of pH 4 or more and pH 7 or less, only persulfate is used as an oxidizing agent, and the concentration of persulfate in groundwater is 0. After adding to the underground water pumped from or near the underground contaminated area to become 005 to 5% by weight, the underground pollution characterized by injecting the water added with the persulfate again into the underground contaminated area or the vicinity thereof A method for purifying a region (Claim 4).
A method for purifying an underground contaminated area contaminated with an organic chlorine compound, and at room temperature, under conditions of pH 4 or more and pH 7 or less, persulfate and hydrogen peroxide are used as oxidizing agents, and the concentration of persulfate in groundwater is After adding to the underground water pumped from or near the underground contaminated area so as to be 0.005 to 5% by weight, the water added with the persulfate and hydrogen peroxide solution is injected again into or near the underground contaminated area. A method for purifying an underground polluted area (claim 7).
A method for purifying underground contaminated areas contaminated with benzene, toluene or xylene, and at room temperature, under conditions of pH 4 to pH 7, persulfate and hydrogen peroxide are used as oxidants, and persulfate in groundwater. After adding to the underground water pumped from or near the underground contaminated area so that the concentration becomes 0.005 to 5% by weight, the water added with the persulfate and hydrogen peroxide solution is again put into or near the underground contaminated area. A method for purifying an underground polluted region, characterized by being injected (claim 8).
[0010]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In the first and second inventions, as persulfate (peroxodisulfate), for example, potassium persulfate (potassium peroxodisulfate), sodium persulfate (sodium peroxodisulfate) or the like can be used.
[0012]
In the first and second invention, pH 7 or less in groundwater, it is appropriate to add a persulfate particularly under conditions of pH 4-7. By making the pH during the reaction neutral or acidic, oxidative decomposition of the contaminating chemical substance by persulfate can be promoted. In this case, as a means for adding a persulfate in pH7 following conditions groundwater include means for adding a pH adjusting agent sulfate with persulfate into play groundwater example.
[0013]
In the first and second invention, the persulfate concentration is 0.005 to 5% by weight of the groundwater, it is appropriate to add a persulfate groundwater as particularly from 0.01 to 1 wt% is there. By setting the persulfate concentration within the above range, the oxidative decomposition of pollutant chemical substances can be efficiently promoted.
[0014]
In the first and second invention, it is possible to add a hydrogen peroxide solution with persulfate groundwater, thereby it is possible to further promote the oxidation decomposition of chemical pollutants. In this case, it is appropriate that the hydrogen peroxide concentration in the groundwater adding 1-500 mg / L, hydrogen peroxide in groundwater as particularly from 10-100 mg / L.
[0015]
Although 1st , 2nd invention is used suitably for purification | cleaning of the soil, bottom sediment, sludge, groundwater etc. which were polluted with the organic chlorine compound, it is not limited to this. That is, the first and second inventions can be applied not only to purification of contaminants by organochlorine compounds (TCE, PCE, dioxins, PCBs, etc.) but also to purification of contaminants by benzene, toluene, xylene. .
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the first invention. In FIG. 1, 52 is a persulfate addition means, 54 is a pumping means, and 56 is an aeration treatment means.
[0017]
The persulfate addition means 52 is for adding persulfate (potassium persulfate: K ₂ S ₂ O _{8 in the} illustrated example) to the groundwater existing in or near the underground contaminated area. The persulfate addition means 52 is connected to the injection well 58 which is buried in the ground and allows the drug to flow outside through the screen of the tube, the drug storage tank 60 storing the potassium persulfate aqueous solution, and the drug storage tank 60. The well 58 is provided with a drug injection pipe 62 for discharging a potassium persulfate aqueous solution and a drug injection pump 64 interposed in the drug injection pipe 62. When the persulfate is added in situ to the groundwater by the persulfate addition means 52, while the groundwater to which the persulfate has been added flows through the downstream underground pollution area X, the contaminated chemical substances present in the underground pollution area X are excessive. It is oxidatively decomposed by sulfate. In this case, since the decomposition of persulfate is relatively slow, the reach of the oxidant is long and the purification area can be enlarged.
[0018]
The pumping means 54 pumps the groundwater W after passing through the underground pollution area X from the downstream side of the underground pollution area X. The pumping means 54 of the present example is buried in the ground, a pumping well 66 that allows groundwater to flow into the inside through a pipe screen, a pumping pump 68 installed in the pumping well 66, and pumping connected to the pumping pump 68. A pipe 70 and a groundwater storage tank 72 connected to the pumping pipe 70 are provided. The pumping means 54 adjusts the flow rate of groundwater added with persulfate by pumping, and is installed as necessary.
[0019]
The aeration treatment means 56 performs aeration treatment of groundwater pumped by the pumping means 54. The aeration treatment means 56 of this example includes an aeration tank 74, a pipe 76 and a pump 78 for introducing groundwater in the groundwater storage tank 72 to the aeration tank 74. The aeration tank 74 is configured to aerate the air 80 into the groundwater flowing downward in the interior, thereby transferring the polluted chemical substances in the water to the gas phase. The aerated treated water flows from the discharge pipe 82 to the ground surface. The aeration processing means 56 is installed as necessary.
[0020]
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the second invention. In FIG. 2, 2 is a pumping means, 4 is an aeration treatment means, 6 is a persulfate addition means, and 8 is an injection means.
[0021]
The pumping means 2 pumps the groundwater W from the underground contamination area X or its vicinity. The pumping means 2 of this example is buried in the ground, a pumping well 10 that allows groundwater to flow into the inside through a pipe screen, a pumping pump 12 installed in the pumping well 10, and pumping connected to the pumping pump 12. A pipe 14 and a groundwater storage tank 16 connected to the pumping pipe 14 are provided.
[0022]
The aeration treatment means 4 performs aeration treatment of the groundwater pumped by the pumping means 2. The aeration treatment means 4 of this example includes an aeration tank 18, a pipe 20 that introduces groundwater in the groundwater storage tank 16 to the aeration tank 18, and a pump 22. The aeration tank 18 is configured to aerate the air 24 to the groundwater flowing in the downward flow in the interior and to transfer the chemical substances in the water into the gas phase.
[0023]
The persulfate addition means 6 adds persulfate (potassium persulfate: K ₂ S ₂ O _{8 in the} illustrated example) to the water aerated by the aeration treatment means 4 in the mixing tank 26. The mixing tank 26 is connected to a pipe 28 for introducing the outflow water of the aeration tank 18, a potassium persulfate addition mechanism 30, and a sulfuric acid addition mechanism 32. Then, potassium persulfate and sulfuric acid (pH adjuster) are added from the potassium persulfate addition mechanism 30 and the sulfuric acid addition mechanism 32 to the aerated treated water introduced from the pipe 28. An example of treatment in the persulfate addition means 6 is an example in which potassium persulfate and sulfuric acid are added to the aerated treated water so that the potassium persulfate concentration is 0.005 to 5% by weight and the pH is 4 to 7. It is done. Further, in the persulfate addition means 6, hydrogen peroxide water may be added to the aerated treated water together with potassium persulfate and sulfuric acid.
[0024]
The injection means 8 is for injecting the water to which the persulfate is added by the persulfate addition means 6 again into the underground contaminated region X or its vicinity. The injection means 8 of this example includes an injection well 34 that is buried in the ground and discharges water to the outside through a screen of the pipe, an injection pipe 36 that is connected to the mixing tank 26 and discharges water into the injection well 34, An infusion pump 38 interposed in the infusion tube 36 is provided. When water added with persulfate is injected into or near the underground contaminated area X by the injection means 8, the contaminated chemical substances present in the underground contaminated area X while the water added with persulfate flows through the underground contaminated area X. Is oxidatively decomposed by persulfate. In this case, since the decomposition of persulfate is relatively slow, the reach of the oxidant is long and the purification area can be enlarged.
[0025]
By the way, in the example of FIG. 2, in performing the purification process of the underground pollution region X, the pumping position A by the pumping means 2 is the downstream side of the flow F of the groundwater W, and the pouring position B by the injection means 8 is the flow F of the groundwater W. Set upstream. In this way, the purification process can be performed in a system in which the flow of water is almost closed (closed system), in which persulfate is added to the groundwater pumped downstream and injected upstream. It is possible to efficiently purify the contaminated area.
[0026]
Also, when injecting hydrogen peroxide, prepare hydrogen peroxide in a tank separate from potassium persulfate and inject it using a separate pipe from potassium persulfate, or add it to the potassium persulfate injection pipe After mixing, supply to the injection well is performed.
[0027]
【Example】
Put 20 g of actual contaminated soil and 180 mL of pure water in a 200 mL vial, and add potassium persulfate, hydrogen peroxide, etc. to the vial under the conditions shown in (1) to (6) below, and then seal the vial Then, the treatment experiment was started. Then, the treatment effect was evaluated by measuring the concentration of trichlorethylene (TCE) contained in the head space of each vial bottle over time by gas chromatography. Of the following conditions (1) to (6), (2) to (5) are examples of the present invention, and others are comparative examples.
[0028]
(Experimental conditions)
(1) Blank test Nothing was added to 20 g of actual contaminated soil and 180 mL of pure water.
(2) Potassium persulfate alone (pH 7)
1% by weight of potassium persulfate was added to 20 g of actual contaminated soil and 180 mL of pure water, and reacted at pH 7.
(3) Potassium persulfate alone (pH 9)
1% by weight of potassium persulfate was added to 20 g of actual contaminated soil and 180 mL of pure water and reacted at pH 9.
(4) Potassium persulfate alone (pH 5)
1% by weight of potassium persulfate was added to a total amount of 20 g of actual contaminated soil and 180 mL of pure water, and reacted at pH 5.
(5) Potassium persulfate and hydrogen peroxide (pH 7)
1% by weight of potassium persulfate and 100 mg / L of hydrogen peroxide were added to 20 g of actual contaminated soil and 180 mL of pure water, and reacted at pH 7.
(6) Only hydrogen peroxide 100 mg / L was added to the total amount of hydrogen peroxide alone actual contaminated soil 20 g and pure water 180 mL, and reacted.
[0029]
(Processing result)
FIG. 3 shows the processing result. In (2) to (5) where potassium persulfate was added, TCE decomposition occurred rapidly, whereas in (1) blank test and (6) hydrogen peroxide alone, TCE decomposition was not recognized so much. It was. In addition, even when potassium persulfate is added, TCE is more neutral (2), (4), (5) than neutral (3), compared to (3) where the pH during the reaction is alkaline. It was found that the decomposition of was promoted. Furthermore, it was found that decomposition was further promoted in (5) to which hydrogen peroxide was added.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, underground contaminated areas, soil is particularly polluted with organic chlorinated compounds, sediment, sludge, ground water or the like, a short period of time, and at low cost, efficient purification with low energy [Short description of drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a first invention.
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the second invention.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between processing elapsed time and elution TCE concentration in the purification processing of the example.
[Explanation of symbols]
X Subsurface contaminated area W Groundwater 2 Pumping means 4 Aeration treatment means 6 Persulfate addition means 8 Injection means 10 Pumping well 14 Pumping pipe 16 Groundwater storage tank 18 Aeration tank 26 Mixing tank 30 Potassium persulfate addition mechanism 32 Sulfuric acid addition mechanism 34 Injection Well 36 Injection pipe 52 Persulfate addition means 54 Pumping means 56 Aeration treatment means 58 Injection well 60 Drug storage tank 62 Drug injection pipe 66 Pumping well 70 Pumping pipe 72 Groundwater storage tank 74 Aeration tank

Claims

有機塩素化合物で汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩のみを、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％になるように地下汚染領域またはその付近に存在する地下水に添加することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法。A method for purifying an underground polluted area contaminated with an organic chlorine compound, and at room temperature, at a pH of 4 or more and 7 or less, only persulfate is used as an oxidizing agent, and the concentration of persulfate in groundwater is 0.005 to 5 method for purifying groundwater contaminated region, characterized in that the added pressure on ground water present in the subsurface contaminated area or near in a weight%.

ベンゼン、トルエンまたはキシレンで汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩のみを、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近に存在する地下水に添加することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法。A method for purifying an underground contaminated area contaminated with benzene, toluene or xylene, and at room temperature, under conditions of pH 4 or more and pH 7 or less, only persulfate is used as an oxidizing agent, and the concentration of persulfate in groundwater is 0.005. method for purifying groundwater contaminated region, characterized in that added pressure on ground water present in subsurface contaminated area or near to the 5 wt%.

有機塩素化合物で汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩のみを、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近から揚水した地下水に添加した後、前記過硫酸塩を添加した水を再び地下汚染領域またはその付近に注入することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法。A method for purifying an underground polluted area contaminated with an organic chlorine compound, and at room temperature, at a pH of 4 or more and 7 or less, only persulfate is used as an oxidizing agent, and the concentration of persulfate in groundwater is 0.005 to 5 after added pressure on ground water was pumped from underground contaminated area or near to a weight%, underground contaminated region, characterized by injecting the persulfate water again underground contaminated region or near the added Purification method.

ベンゼン、トルエンまたはキシレンで汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩のみを、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近から揚水した地下水に添加した後、前記過硫酸塩を添加した水を再び地下汚染領域またはその付近に注入することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法。A method for purifying an underground contaminated area contaminated with benzene, toluene or xylene, and at room temperature, under conditions of pH 4 or more and pH 7 or less, only persulfate is used as an oxidizing agent, and the concentration of persulfate in groundwater is 0.005. after added pressure on ground water was pumped from underground contaminated area or near to the 5 wt%, underground pollution, characterized in that injecting the near again subsurface contaminated area or the added water persulfate How to purify the area.

有機塩素化合物で汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩および過酸化水素水を、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％になるように地下汚染領域またはその付近に存在する地下水に添加することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法。A method for purifying an underground polluted area contaminated with an organic chlorinated compound, and at room temperature, under conditions of pH 4 or more and pH 7 or less, persulfate and hydrogen peroxide are used as oxidizing agents, and the concentration of persulfate in groundwater is 0. method for purifying groundwater contaminated region, characterized in that the added pressure on ground water present in the subsurface contaminated area or near to be .005～5 wt%.

ベンゼン、トルエンまたはキシレンで汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩および過酸化水素水を、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近に存在する地下水に添加することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法。A method for purifying an underground contaminated area contaminated with benzene, toluene or xylene, wherein persulfate and hydrogen peroxide are used as oxidizing agents under normal conditions at pH 4 to pH 7 and the concentration of persulfate in ground water method for purifying groundwater contaminated region but which is characterized in that added pressure on ground water present in the subsurface contaminated area or near so that 0.005 to 5 wt%.

有機塩素化合物で汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩および過酸化水素水を、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近から揚水した地下水に添加した後、前記過硫酸塩および過酸化水素水を添加した水を再び地下汚染領域またはその付近に注入することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法。A method for purifying an underground polluted area contaminated with an organic chlorinated compound, and at room temperature, under conditions of pH 4 or more and pH 7 or less, persulfate and hydrogen peroxide are used as oxidizing agents, and the concentration of persulfate in groundwater is 0. .005～5 after added pressure on ground water was pumped from underground contaminated area or near to a weight%, again injected underground contaminated region or near the added water the persulfate and hydrogen peroxide A method for purifying an underground contaminated area.

ベンゼン、トルエンまたはキシレンで汚染された地下汚染領域の浄化方法であって、常温において、ｐＨ４以上ｐＨ７以下の条件で、酸化剤として過硫酸塩および過酸化水素水を、地下水中の過硫酸塩濃度が０．００５〜５重量％となるように地下汚染領域またはその付近から揚水した地下水に添加した後、前記過硫酸塩および過酸化水素水を添加した水を再び地下汚染領域またはその付近に注入することを特徴とする地下汚染領域の浄化方法。A method for purifying an underground contaminated area contaminated with benzene, toluene or xylene, wherein persulfate and hydrogen peroxide are used as oxidizing agents under normal conditions at pH 4 to pH 7 and the concentration of persulfate in ground water after There was added pressure on ground water was pumped from underground contaminated areas or near so that 0.005 to 5 wt%, the persulfate and hydrogen peroxide water again underground contaminated region or near the added A method for purifying an underground contaminated area, characterized by injecting.

前記地下水中の過硫酸塩濃度が０．０１〜１重量％となるように地下水に過硫酸塩を添加することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の化学物質汚染物の浄化方法。 The chemical substance contaminant according to any one of claims 1 to 4, wherein persulfate is added to the groundwater so that the concentration of persulfate in the groundwater is 0.01 to 1% by weight. Purification method.

前記地下水中の過硫酸塩濃度が０．０１〜１重量％となるように地下水に過硫酸塩および過酸化水素水を添加することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の化学物質汚染物の浄化方法。 The persulfate and the hydrogen peroxide solution are added to the groundwater so that the persulfate concentration in the groundwater is 0.01 to 1% by weight. Purification method for chemical contaminants.

前記常温は１５℃以上３０℃以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の地下汚染領域の浄化方法。 The said normal temperature is 15 degreeC or more and 30 degrees C or less, The purification method of the underground pollution area | region of any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned.