JP5211427B2

JP5211427B2 - Groundwater purification method

Info

Publication number: JP5211427B2
Application number: JP2006027290A
Authority: JP
Inventors: 隆明篠原; 正憲橋本
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2026-02-03
Also published as: JP2007203248A

Description

本発明は、カルシウムやマグネシウムなどの硬度成分及び／又は、硬度成分と反応して不溶性塩を生成させるアニオン、例えば炭酸イオン、ケイ酸イオン、リン酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオン（硬度成分と、これらのアニオンとを「スケール成分」と総称す。）を含むフッ素汚染地下水を浄化する方法に関する。 The present invention comprises a hardness component such as calcium and magnesium and / or an anion that reacts with the hardness component to form an insoluble salt, such as carbonate ion, silicate ion, phosphate ion, sulfate ion, sulfite ion (hardness component, The present invention relates to a method for purifying fluorine-contaminated groundwater containing the anions and “scale components”.

半導体製造業、ガラス工業、メッキ工場等ではフッ素が使用されているため、これらの設備の周辺の土壌は、管理が適切でない場合や、事故等によりフッ素で汚染されることがある。フッ素は、通常の化学形態として陰イオンで存在するので、一旦漏洩すると比較的土壌に吸着され難いため、汚染が帯水層まで到達する場合が多く、この場合、地下水が汚染されることとなる。なお、フッ素については、平成１１年に地下水環境基準は０．８ｍｇ／Ｌ以下と定められている。 Since fluorine is used in the semiconductor manufacturing industry, glass industry, plating factory, etc., the soil around these facilities may be contaminated with fluorine when management is not appropriate or due to an accident or the like. Fluorine exists as an anion as a normal chemical form, so once leaked, it is relatively difficult to adsorb to the soil, so contamination often reaches the aquifer, and in this case, groundwater is contaminated. . For fluorine, the groundwater environmental standard was set at 0.8 mg / L or less in 1999.

従来、フッ素汚染地下水の浄化方法としては、汚染地下水の下流側領域に配置した透過性浄化材の層に地下水を通過させて汚染地下水を浄化し、浄化地下水を敷地外へ流出させる方法がある（特開２００５−８１５号公報）。 Conventionally, as a purification method of fluorine-contaminated groundwater, there is a method of purifying the contaminated groundwater by passing the groundwater through a layer of a permeable purification material disposed in the downstream region of the contaminated groundwater, and causing the purified groundwater to flow out of the site ( JP, 2005-815, A).

また、水中のフッ素を吸着除去する浄化材としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、酸化ランタン、酸化セリウムなどが知られている。
特開２００５−８１５号公報 Further, magnesium oxide, magnesium hydroxide, hydrotalcite, lanthanum oxide, cerium oxide, and the like are known as purification materials that adsorb and remove fluorine in water.
JP-A-2005-815

フッ素で汚染された地下水は、埋設されたフッ化カルシウムに由来する汚染である場合やフッ素汚染地下水に海水が混入する場合においては、カルシウムやマグネシウムなどの硬度成分を多く含む場合がある。このような硬度成分を多く含むフッ素汚染地下水を特開２００５−８１５号公報に記載の方法に従って酸化マグネシウムなどのフッ素を吸着除去する浄化材の層に通過させると、地下水中の硬度成分が浄化材の表面に析出して浄化材のフッ素の吸着除去能力を低下させるために、長期に亘り効率的な浄化を行うことができないという問題がある。 When groundwater contaminated with fluorine is contaminated by buried calcium fluoride or when seawater is mixed into fluorine-contaminated groundwater, it may contain a large amount of hardness components such as calcium and magnesium. When such fluorine-contaminated groundwater containing a large amount of hardness component is passed through a layer of purification material that adsorbs and removes fluorine such as magnesium oxide according to the method described in JP-A-2005-815, the hardness component in the groundwater is converted to the purification material. This causes a problem that it cannot be efficiently purified over a long period of time because it is deposited on the surface of the material and reduces the ability of the purification material to adsorb and remove fluorine.

本発明は、カルシウムやマグネシウムなどの硬度成分及び／又は、硬度成分と反応して不溶性塩を生成させるアニオンを含むフッ素汚染地下水を浄化する方法において、スケール成分による浄化材のフッ素の吸着除去性能の低下を防止して、フッ素浄化層のフッ素除去効率とその耐久性を高める地下水の浄化方法を提供することを目的とする。 The present invention relates to a method for purifying fluorine-contaminated groundwater containing a hardness component such as calcium and magnesium and / or an anion that reacts with the hardness component to form an insoluble salt. An object of the present invention is to provide a groundwater purification method that prevents the decrease and increases the fluorine removal efficiency and durability of the fluorine purification layer.

本発明（請求項１）の地下水の浄化方法は、硬度成分及び／又は、硬度成分と反応して不溶性塩を生成させるアニオン（以下、硬度成分と、このアニオンとを「スケール成分」と総称す。）を含むフッ素汚染地下水を浄化する方法において、該地下水を、スケール成分除去剤及びアルカリ成分を含む透水性の層（以下「スケール成分除去層」と称す。）に通過させて地下水をｐＨ９〜１１のアルカリ性とした後、フッ素の吸着除去剤を含む透水性の層（以下「フッ素浄化層」と称す。）に通過させる地下水の浄化方法であって、前記スケール成分除去剤が、炭酸カルシウム、炭酸カルシウムを含む鉱物、炭酸マグネシウム、及び炭酸マグネシウムを含む鉱物よりなる群から選ばれる１種又は２種以上であり、前記アルカリ成分が、生石灰及び／又は消石灰であることを特徴とする。 In the groundwater purification method of the present invention (Claim 1), the hardness component and / or an anion that reacts with the hardness component to form an insoluble salt (hereinafter, the hardness component and the anion are collectively referred to as “scale component”). In this method, the groundwater is passed through a water-permeable layer containing a scale component remover and an alkali component (hereinafter referred to as “scale component removal layer”), and the groundwater is pH 9 to 11 is a method for purifying groundwater that is passed through a water- permeable layer (hereinafter referred to as “fluorine purification layer”) containing a fluorine adsorption remover , wherein the scale component remover is calcium carbonate, It is 1 type, or 2 or more types chosen from the group which consists of a mineral containing calcium carbonate, magnesium carbonate, and a mineral containing magnesium carbonate. Or characterized in that it is a slaked lime.

請求項２の地下水の浄化方法は、請求項１において、該フッ素の吸着除去剤が、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、酸化ランタン、及び酸化セリウムよりなる群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする。 Method for purifying 請 Motomeko 2 groundwater, Oite to claim 1, the adsorption removal agent of the fluorine, magnesium oxide, magnesium hydroxide, hydrotalcite, and lanthanum oxide, and the group consisting of cerium oxide 1 It is a seed or two or more kinds.

請求項３の地下水の浄化方法は、請求項１又は２において、該スケール成分除去層及び／又はフッ素浄化層は、更に透水性材料を含むことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a groundwater purification method according to the first or second aspect , wherein the scale component removal layer and / or the fluorine purification layer further contains a water-permeable material.

請求項４の地下水の浄化方法は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記スケール成分除去層及びフッ素浄化層を、該地下水の流れに対して下流側の地中に設けることを特徴とする。 The groundwater purification method according to claim 4 is characterized in that, in any one of claims 1 to 3 , the scale component removal layer and the fluorine purification layer are provided in the ground downstream of the flow of the groundwater. And

請求項５の地下水の浄化方法は、請求項１ないし４のいずれか１項において、該地下水が、汚染土壌の原位置封じ込め工法において発生したフッ素汚染地下水であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a groundwater purification method according to any one of the first to fourth aspects, wherein the groundwater is fluorine-contaminated groundwater generated by an in situ containment method for contaminated soil.

請求項６の地下水の浄化方法は、請求項１ないし５のいずれか１項において、該地下水がホウフッ化物イオンを含むことを特徴とする。 The groundwater purification method according to claim 6 is characterized in that in any one of claims 1 to 5 , the groundwater contains borofluoride ions.

請求項７の地下水の浄化方法は、請求項１ないし６のいずれか１項において、該フッ素浄化層を通過した地下水を、更に酸性物質を含む透水性の層（以下「ｐＨ調整層」と称す。）に通過させることを特徴とする。 A groundwater purification method according to claim 7 is the groundwater purification method according to any one of claims 1 to 6 , wherein the groundwater that has passed through the fluorine purification layer is further referred to as a water-permeable layer (hereinafter referred to as “pH adjustment layer”) containing an acidic substance. )).

本発明によれば、スケール成分、即ち、カルシウムやマグネシウムなどの硬度成分及び／又は、硬度成分と反応して不溶性塩を生成させるアニオンを含むフッ素汚染地下水をフッ素浄化層に通水して浄化するに当たり、フッ素の浄化材であるフッ素の吸着除去剤の阻害要因となるスケール成分を予め除去することにより、フッ素浄化層の浄化性能の低下を防止し、耐久性を高めることができる。 According to the present invention, fluorine-contaminated groundwater containing a scale component, that is, a hardness component such as calcium and magnesium and / or an anion that reacts with the hardness component to generate an insoluble salt is passed through the fluorine purification layer for purification. In this case, by removing in advance the scale component that is an inhibiting factor of the fluorine adsorption / removal agent that is the fluorine purification material, it is possible to prevent the purification performance of the fluorine purification layer from being lowered and to improve the durability.

本発明において、スケール成分除去剤としては、炭酸カルシウム、炭酸カルシウムを含む鉱物、炭酸マグネシウム、及び炭酸マグネシウムを含む鉱物よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を用いる。即ち、このようなスケール成分除去剤を含むスケール成分除去層に地下水を通水させることにより、地下水中のスケール成分（カルシウムイオン、マグネシウムイオン、炭酸イオンなど）は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムとしてスケール成分除去剤の粒子表面に析出し、効率的に地下水中から除去される。 In the present invention, the scale components removed include calcium carbonated, minerals containing calcium carbonate, Ru using magnesium carbonate, and one or more selected from the group consisting of minerals containing magnesium carbonate. That is, by allowing groundwater to flow through the scale component removal layer containing such a scale component remover, the scale components (calcium ions, magnesium ions, carbonate ions, etc.) in the groundwater are scale components as calcium carbonate and magnesium carbonate. It is deposited on the particle surface of the remover and efficiently removed from the groundwater.

このスケール成分除去層は、生石灰及び／又は消石灰のアルカリ成分を含む。このようなアルカリ成分により、地下水をｐＨ９〜１１のアルカリ性とすることで、地下水中の炭酸水素イオン（ＨＣＯ_３ ⁻）を炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２−）に変換してスケール成分除去層での硬度成分の析出効率を高め、硬度成分を効率的に除去することができる。 The scale component removing layer comprises an alkaline component quicklime and / or anti-lime. By making the groundwater alkaline with such an alkali component, the pH in the ground component is converted to hydrogen carbonate ions (HCO ₃ ⁻ ) into carbonate ions (CO ₃ ²⁻ ) and hardness in the scale component removal layer enhance the deposition efficiency of the component, Ru can be efficiently removing hardness components.

フッ素の吸着除去剤としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、酸化ランタン、及び酸化セリウムよりなる群から選ばれる１種又は２種以上を用いることが好ましく、このようなフッ素の吸着除去剤により、地下水中のフッ素を効率的に吸着除去することができる（請求項２）。 As the fluorine adsorption / removal agent, it is preferable to use one or more selected from the group consisting of magnesium oxide, magnesium hydroxide, hydrotalcite, lanthanum oxide, and cerium oxide. By the agent, fluorine in the groundwater can be efficiently adsorbed and removed (claim 2 ).

本発明において、スケール成分除去層は、スケール成分除去剤、好ましくはアルカリ成分を含むスケール成分除去剤のみから構成されるものであっても良く、スケール成分除去剤、好ましくはアルカリ成分を含むスケール成分除去剤と透水性材料との混合層であっても良い。同様に、フッ素浄化層についても、フッ素の吸着除去剤のみから構成させるものであっても良く、フッ素の吸着除去剤と透水性材料との混合層であっても良い（請求項３）
これらスケール成分除去層及びフッ素浄化層は、地下水の流れに対して下流側の地中に設けることが好ましく（請求項４）、これにより現位置にて地下水流をスケール成分除去層及びフッ素浄化層に通過させて効率的に浄化することができる。 In the present invention, the scale component removal layer may be composed of only a scale component remover, preferably a scale component remover containing an alkali component, and a scale component remover, preferably a scale component containing an alkali component. It may be a mixed layer of a removing agent and a water-permeable material. Similarly, the fluorine purification layer may be composed of only a fluorine adsorption / removal agent, or may be a mixed layer of a fluorine adsorption / removal agent and a water-permeable material (Claim 3 ).
These scale component removal layer and fluorine purification layer are preferably provided in the ground downstream of the flow of groundwater (Claim 4 ), thereby allowing the groundwater flow to flow at the current position in the scale component removal layer and fluorine purification layer. It is possible to purify efficiently by passing it through.

このような本発明の地下水の浄化方法は、汚染土壌の原位置封じ込め工法において発生したフッ素汚染地下水の浄化に有効であり（請求項５）、特に、ホウフッ化物イオンで汚染された地下水の浄化に有効である（請求項６）。 Such a groundwater purification method of the present invention is effective for purification of fluorine-contaminated groundwater generated in the in situ containment method of contaminated soil (Claim 5 ), and particularly for purification of groundwater contaminated with borofluoride ions. It is effective (Claim 6 ).

この場合、例えば、遮水壁と、該遮水壁内側の地下水位が上昇したときに該遮水壁内側の地下水を該遮水壁の外部に流出させる下水道等の地下水流出部と、フッ素の吸着除去剤を含む地下水の浄化壁（フッ素浄化層）とを設け、該浄化壁の上流側に、スケール成分除去剤を含むスケール成分除去壁（スケール成分除去層）を設ければ良い。 In this case, for example, a water shielding wall, a groundwater outflow portion such as a sewer that causes the groundwater inside the water shielding wall to flow out of the water shielding wall when the groundwater level inside the water shielding wall rises, and fluorine A groundwater purification wall (fluorine purification layer) containing an adsorption removal agent may be provided, and a scale component removal wall (scale component removal layer) containing a scale component removal agent may be provided upstream of the purification wall.

また、フッ素浄化層を通過した地下水は、更に酸性物質を含む透水性のｐＨ調整層に通過させることが好ましく、これにより、地下水を中和して良好な水質の水として放流することができる（請求項７）。 Moreover, it is preferable that the groundwater that has passed through the fluorine purification layer is further passed through a water-permeable pH adjusting layer containing an acidic substance, whereby the groundwater can be neutralized and discharged as water with good water quality ( Claim 7 ).

以下に図面を参照して本発明の地下水の浄化方法の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a method for purifying groundwater according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の地下水の浄化方法の実施の形態を示す模式図であって、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the method for purifying groundwater of the present invention, in which FIG. 1 (a) is a plan view, and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along line BB in FIG. is there.

図１の通り、地表１から所定深さに不透水層３あるいは難透水層が存在し、その上側に帯水層２が存在する。４は地下水位である。 As shown in FIG. 1, an impermeable layer 3 or a hardly permeable layer is present at a predetermined depth from the ground surface 1, and an aquifer 2 is present on the upper side thereof. 4 is the groundwater level.

汚染領域１０はこの不透水層３上の帯水層２中に存在するため、この汚染領域１０の地下水流向Ｗの下流側に、スケール成分除去剤を含むスケール成分除去層（以下「スケール成分除去壁」と称す。）５とフッ素の吸着除去剤を含むフッ素浄化層（以下「フッ素浄化壁」と称す。）６とを設けると共に、このスケール成分除去壁５とフッ素浄化壁６の両端から羽根状に鋼板等よりなる矢板７，７を設け、上流側からの地下水が確実にこのスケール成分除去壁５とフッ素浄化壁６とを通過するようにする。 Since the contaminated area 10 exists in the aquifer 2 on the impermeable layer 3, a scale component removal layer (hereinafter referred to as “scale component removal layer”) containing a scale component remover on the downstream side of the groundwater flow direction W of the contaminated area 10. 5) and a fluorine purifying layer (hereinafter referred to as "fluorine purifying wall") 6 containing a fluorine adsorption / removal agent, and a blade from both ends of the scale component removing wall 5 and the fluorine purifying wall 6 The sheet piles 7 and 7 made of a steel plate or the like are provided in a shape so that the groundwater from the upstream side surely passes through the scale component removal wall 5 and the fluorine purification wall 6.

フッ素で汚染された土壌が存在する汚染領域１０を通過した地下水が、スケール成分除去壁５を通過する間に地下水中のスケール成分が除去され、その後フッ素浄化壁６を通過することによりフッ素が除去されて浄化される。 The groundwater that has passed through the contaminated area 10 where the soil contaminated with fluorine exists passes through the scale component removal wall 5 to remove scale components in the groundwater, and then passes through the fluorine purification wall 6 to remove fluorine. To be purified.

スケール成分除去壁５は、地中に多数のボーリング穿孔を連続列状に施して凹部を形成し、この凹部に、或いは地中に形成した穴（トレンチ）に、スケール成分除去剤又はスケール成分除去剤と透水性材料との混合物を投入することにより、透水性の層を設けて形成することができる。なお、スケール成分除去壁はスケール成分除去剤と透水性材料とをそれぞれ層状に設けた積層構造であっても良い。 The scale component removal wall 5 is formed with a continuous row of boreholes in the ground to form a recess, and a scale component remover or scale component removal is formed in the recess or in a hole (trench) formed in the ground. By introducing a mixture of an agent and a water-permeable material, a water-permeable layer can be provided and formed. The scale component removal wall may have a laminated structure in which a scale component remover and a water-permeable material are provided in layers.

スケール成分除去剤としては、炭酸カルシウム、炭酸カルシウムを含む鉱物、炭酸マグネシウム、及び炭酸マグネシウムを含む鉱物よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を用いる。このようなスケール成分除去剤を含むスケール成分除去壁に地下水を通水させることにより、地下水中のスケール成分（カルシウムイオン、マグネシウムイオン、炭酸イオン）は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムとしてスケール成分除去剤の粒子表面に析出し、効率的に地下水中から除去される。 The scale component removing agent, calcium carbonated, minerals containing calcium carbonate, Ru using magnesium carbonate, and one or more selected from the group consisting of minerals containing magnesium carbonate. By allowing groundwater to flow through the scale component removal wall containing such a scale component remover, the scale components (calcium ions, magnesium ions, carbonate ions) in the groundwater are converted into calcium carbonate and magnesium carbonate as scale component removers. It precipitates on the particle surface and is efficiently removed from the groundwater.

これらスケール成分除去剤は粒状であることが好ましい。粒度については、細かいと透水性に問題を生じ、粗いと比表面積が小さくなり性能上の問題を生じるので好ましくない。従って、粒状スケール成分除去剤の粒度は０．０１〜４ｍｍ、特に０．１〜２ｍｍ程度であることが好ましい。なお、細かい粉体状物質を適当な粒子径に造粒して使用することもできる。 These scale component removers are preferably granular. As for the particle size, if it is fine, there will be a problem in water permeability, and if it is coarse, the specific surface area will be small, causing problems in performance. Therefore, the particle size of the granular scale component removing agent is preferably 0.01 to 4 mm, particularly preferably about 0.1 to 2 mm. A fine powdery substance can be granulated to an appropriate particle size and used.

これらのスケール成分除去剤と併用し得る透水性材料としては、比較的粒径の大きな砂、砕石等を用いることができる。透水性材料を用いる場合、スケール成分除去剤と透水性材料との使用割合又は混合比は、地下水の流速等を考慮して、適宜決定される。 As a water-permeable material that can be used in combination with these scale component removing agents, sand having a relatively large particle size, crushed stone, and the like can be used. When using a water-permeable material, the use ratio or mixing ratio of the scale component removing agent and the water-permeable material is appropriately determined in consideration of the flow rate of groundwater and the like.

なお、スケール成分除去壁には、生石灰及び／又は消石灰のアルカリ成分を添加する。このようなアルカリ成分により、地下水をｐＨ９〜１１のアルカリ性とすることで、地下水中の炭酸水素イオン（ＨＣＯ_３ ⁻）を炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２−）に変換してスケール成分除去層での硬度成分の析出効率を高め、硬度成分を効率的に除去することが可能となる。従って、これらアルカリ成分は、地下水のｐＨが９〜１１となるようにスケール成分除去壁に添加する。 Note that the scale components removed wall, adding fresh lime and / or alkaline component anti lime. By making the groundwater alkaline with such an alkali component, the pH in the ground component is converted to hydrogen carbonate ions (HCO ₃ ⁻ ) into carbonate ions (CO ₃ ²⁻ ) and hardness in the scale component removal layer It is possible to increase the deposition efficiency of the components and efficiently remove the hardness components. Therefore, these alkali components is it added to the scale components is removed the wall so that the pH of the ground water is 9-11.

一方、フッ素浄化壁６は、地中に多数のボーリング穿孔を連続列状に施して、凹部を形成し、この凹部に、或いは地中に形成した穴（トレンチ）に、地下水浄化のためのフッ素の吸着除去剤、又はこのフッ素の吸着除去剤と透水性材料との混合物を投入することにより透水性の層を設けて形成することができる。このフッ素浄化壁もまた、フッ素の吸着除去剤と透水性材料とをそれぞれ層状に設けた積層構造であっても良い。 On the other hand, the fluorine purification wall 6 is formed with a continuous row of boring holes in the ground to form a recess, and fluorine for groundwater purification is formed in the recess or in a hole (trench) formed in the ground. The adsorption / removal agent or the mixture of the fluorine adsorption / removal agent and the water-permeable material is added to form a water-permeable layer. The fluorine purification wall may also have a laminated structure in which a fluorine adsorption / removal agent and a water-permeable material are provided in layers.

フッ素の吸着除去剤としては、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、酸化ランタン、及び酸化セリウムよりなる群から選ばれる１種又は２種以上を用いることができ、このようなフッ素の吸着除去剤により、地下水中のフッ素は効率的に吸着除去される。 As the fluorine adsorption removal agent, one or more selected from the group consisting of magnesium oxide, magnesium hydroxide, hydrotalcite, lanthanum oxide, and cerium oxide can be used. By the agent, fluorine in the groundwater is efficiently adsorbed and removed.

これらのフッ素の吸着除去剤もまた粒状であることが好ましい。粒度については、細かいと透水性に問題を生じ、粗いと比表面積が小さくなり性能上の問題を生じるので好ましくない。従って、粒状フッ素の吸着除去剤の粒度は０．０１〜４ｍｍ、特に０．１〜２ｍｍ程度であることが好ましい。なお、細かい粉体状物質を適当な粒子径に造粒して使用することもできる。 These fluorine adsorption / removal agents are also preferably granular. As for the particle size, if it is fine, there will be a problem in water permeability, and if it is coarse, the specific surface area will be small, causing problems in performance. Accordingly, the particle size of the particulate fluorine adsorption / removal agent is preferably about 0.01 to 4 mm, particularly about 0.1 to 2 mm. A fine powdery substance can be granulated to an appropriate particle size and used.

これらのフッ素の吸着除去剤と併用し得る透水性材料としては、比較的粒径の大きな砂、砕石等を用いることができる。透水性材料を用いる場合、フッ素の吸着除去剤と透水性材料との使用割合又は混合比は、地下水の流速等を考慮して、適宜決定される。 As a water-permeable material that can be used in combination with these fluorine adsorption / removal agents, sand, crushed stone, etc. having a relatively large particle diameter can be used. When using a water-permeable material, the use ratio or mixing ratio of the fluorine adsorption removal agent and the water-permeable material is appropriately determined in consideration of the flow rate of groundwater and the like.

なお、スケール成分除去壁５及びフッ素浄化壁６を通過した地下水、特にスケール成分除去壁５にアルカリ成分を添加して地下水のｐＨを９〜１１に調整した場合の地下水は、ｐＨアルカリ性であるが、地下水を下水道に流す場合、そのｐＨは５〜９の範囲である必要がある。従って、スケール成分除去壁５及びフッ素浄化壁６を通過した後の地下水は、更に、酸性物質、例えば酸性鉱物及び／又は酸性化合物含有粒子を含む透水性のｐＨ調整層（以下「ｐＨ調整壁」と称す。）に通過させてｐＨ５〜９にｐＨ調整することが好ましく、これにより、地下水を中和して良好な水質の水として放流することができる。 The groundwater that has passed through the scale component removal wall 5 and the fluorine purification wall 6, particularly the groundwater when the alkaline component is added to the scale component removal wall 5 to adjust the pH of the groundwater to 9 to 11 is pH alkaline. When flowing groundwater into the sewer, the pH needs to be in the range of 5-9. Therefore, the groundwater after passing through the scale component removal wall 5 and the fluorine purification wall 6 further includes a water-permeable pH adjusting layer (hereinafter referred to as “pH adjusting wall”) containing acidic substances, for example, acidic mineral and / or acidic compound-containing particles. It is preferable to adjust the pH to 5 to 9 by passing it through, and thereby the groundwater can be neutralized and discharged as water of good water quality.

このようにｐＨ調整壁に用いられる酸性物質としては、酸性白土、活性白土、珪藻土、腐植土、火山灰土壌、及び弱酸性イオン交換樹脂よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。これらの酸性物質（以下「ｐＨ調整剤」と称す場合がある。）であれば、アルカリ性の地下水をｐＨ調整剤に含まれる水素イオン交換部との反応により中和することができる。 Thus, as an acidic substance used for a pH adjustment wall, it is to use 1 type, or 2 or more types chosen from the group which consists of acid clay, activated clay, diatomaceous earth, humus soil, volcanic ash soil, and weak acid ion exchange resin. it can. With these acidic substances (hereinafter sometimes referred to as “pH adjusters”), alkaline groundwater can be neutralized by reaction with the hydrogen ion exchange part contained in the pH adjuster.

このようなｐＨ調整壁は、地中に多数のボーリング穿孔を連続列状に施して、凹部を形成し、この凹部に、或いは地中に形成した穴（トレンチ）に、上述のｐＨ調整剤、又はこのｐＨ調整剤と透水性材料との混合物を投入することにより透水性の層を設けて形成することができる。このｐＨ調整壁もまた、ｐＨ調整剤と透水性材料とをそれぞれ層状に設けた積層構造であっても良い。 Such a pH adjusting wall is provided with a number of boring perforations in the ground in a continuous row to form a recess, and in the recess or a hole (trench) formed in the ground, the pH adjusting agent described above, Alternatively, a water-permeable layer can be formed by introducing a mixture of the pH adjuster and the water-permeable material. The pH adjusting wall may also have a laminated structure in which a pH adjusting agent and a water-permeable material are provided in layers.

これらのｐＨ調整剤もまた粒状であることが好ましい。粒度については、細かいと透水性に問題を生じ、粗いと比表面積が小さくなり性能上の問題を生じるので好ましくない。従って、粒状ｐＨ調整剤の粒度は０．０１〜４ｍｍ、特に０．１〜２ｍｍ程度であることが好ましい。なお、細かい粉体状物質を適当な粒子径に造粒して使用することもできる。 These pH adjusters are also preferably granular. As for the particle size, if it is fine, there will be a problem in water permeability, and if it is coarse, the specific surface area will be small, causing problems in performance. Therefore, it is preferable that the granular pH adjuster has a particle size of about 0.01 to 4 mm, particularly about 0.1 to 2 mm. A fine powdery substance can be granulated to an appropriate particle size and used.

これらのｐＨ調整剤と併用し得る透水性材料としては、比較的粒径の大きな砂、砕石等を用いることができる。透水性材料を用いる場合、ｐＨ調整剤と透水性材料との使用割合又は混合比は、地下水の流速等を考慮して、適宜決定される。 As a water-permeable material that can be used in combination with these pH adjusters, sand, crushed stone, etc. having a relatively large particle diameter can be used. When using a water-permeable material, the use ratio or mixing ratio of the pH adjuster and the water-permeable material is appropriately determined in consideration of the flow rate of groundwater and the like.

このようなｐＨ調整壁を設ける場合、例えば、図１において、フッ素浄化壁６に隣接して地下水流の下流側にｐＨ調整壁を設ければ良い。 When such a pH adjusting wall is provided, for example, in FIG. 1, a pH adjusting wall may be provided on the downstream side of the groundwater flow adjacent to the fluorine purification wall 6.

図１では、スケール成分除去壁５の地下水流向下流側に、スケール成分除去壁５と隣接してフッ素浄化壁６が設けられているが、スケール成分除去壁５とフッ素浄化壁６とは離隔していても良い。また、ｐＨ調整壁を設ける場合にあっても、ｐＨ調整壁はフッ素浄化壁に隣接して設けても離隔して設けても良い。ただし、これらは、図示の如く、隣接して設けることにより、ボーリング穿孔作業を共通して行うことができ、好ましい。このように、スケール成分除去壁５とフッ素浄化壁６（更にはｐＨ調整壁）とを隣接して設ける場合、スケール成分除去壁５とフッ素浄化壁６（更にはｐＨ調整壁）との間には透水性の砂、砕石等を設けて、スケール成分除去剤とフッ素の吸着除去剤（更にはｐＨ調整剤）との相互の流動を防止しても良いが、このようなもの設けずとも各々の作用を発揮させることができる。 In FIG. 1, a fluorine purification wall 6 is provided adjacent to the scale component removal wall 5 on the downstream side of the scale component removal wall 5 in the groundwater flow direction. However, the scale component removal wall 5 and the fluorine purification wall 6 are separated from each other. May be. Even when the pH adjusting wall is provided, the pH adjusting wall may be provided adjacent to or separated from the fluorine purification wall. However, these are preferably provided adjacent to each other as shown in the figure, so that the boring work can be performed in common. Thus, when the scale component removal wall 5 and the fluorine purification wall 6 (further pH adjustment wall) are provided adjacent to each other, the scale component removal wall 5 and the fluorine purification wall 6 (further pH adjustment wall) are provided between them. May be provided with water-permeable sand, crushed stone, etc. to prevent mutual flow of the scale component remover and the fluorine adsorption remover (and also the pH adjuster). The effect of can be exhibited.

なお、スケール成分除去壁５、フッ素浄化壁６は、図１（ｂ）に示す如く、その下端が不透水層３又は難透水層内に達し、その上端が、地下水位４よりも上方に位置するように設けられている。ｐＨ調整壁を設ける場合も同様である。 As shown in FIG. 1B, the scale component removal wall 5 and the fluorine purification wall 6 reach their lower ends in the impermeable layer 3 or the hardly permeable layer, and their upper ends are located above the groundwater level 4. It is provided to do. The same applies when a pH adjusting wall is provided.

また、矢板７も、スケール成分除去壁５、フッ素浄化壁６と同様に、その下端が不透水層３又は難透水層内に達し、その上端が、地下水位４よりも上方に位置するように設けられるが、矢板７は、その上端が地表１より上方に位置していても良い。なお、矢板の代りに、地中に多数のボーリング穿孔を連続列状に施してコンクリートを流し込むことにより構築した遮水壁を設けても良い。 In addition, the sheet pile 7 also has the lower end reaching the impermeable layer 3 or the hardly permeable layer, and the upper end thereof is positioned above the groundwater level 4, similarly to the scale component removal wall 5 and the fluorine purification wall 6. Although provided, the upper end of the sheet pile 7 may be located above the ground surface 1. Instead of the sheet pile, a water-impervious wall constructed by pouring concrete into the ground by making a large number of drilling holes in a continuous line may be provided.

図１は本発明の実施の形態の一例であって、本発明は何ら図示の方法に限定されるものではない。例えば、図１では、矢板７により遮水壁を形成したファンネルアンドゲート法を採用しているが、このような遮水壁を省略してスケール成分除去壁５とフッ素浄化壁６（更にはｐＨ調整壁）のみを設けても良い。また、これらの処理壁はトレンチ以外によって構成されても良く、地中に柱状の孔を複数列掘削し、この孔内にスケール成分除去剤やフッ素の吸着除去剤、ｐＨ調整剤を充填して各層を形成しても良い。 FIG. 1 is an example of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the illustrated method. For example, in FIG. 1, a funnel and gate method in which a water shielding wall is formed by a sheet pile 7 is adopted. However, such a water shielding wall is omitted, and the scale component removal wall 5 and the fluorine purification wall 6 (and further pH). Only the adjustment wall) may be provided. Further, these treatment walls may be constituted by other than trenches, and a plurality of columnar holes are excavated in the ground, and a scale component remover, a fluorine adsorption remover, and a pH adjuster are filled in the holes. Each layer may be formed.

本発明において、処理対象となる地下水は、フッ素により汚染され、かつスケール成分を含む地下水であり、フッ素としてフッ化物イオン、ホウフッ化物イオンを含む地下水が挙げられる。 In the present invention, groundwater to be treated is groundwater contaminated with fluorine and containing scale components, and examples include groundwater containing fluoride ions and borofluoride ions as fluorine.

本発明は特に、汚染地区を囲むように遮水壁を設ける原位置封じ込め工法において、遮水壁と、該遮水壁内側の地下水位が上昇したときに該遮水壁内側の地下水を該遮水の外部に流出させる地下水流出部と、フッ素浄化壁とを設け、地下水流出部から外部へ流出する地下水をフッ素浄化壁で浄化してから外部へ流出させるようにした場合に好適であり、この場合において、フッ素浄化壁の上流側にスケール成分除去壁を設け、フッ素浄化壁での浄化に先立ち、地下水をスケール成分除去壁に通水させて地下水中の硬度成分を予め除去することにより、フッ素浄化壁のフッ素除去効率とその耐久性を高めることができ、好ましい。また、更にフッ素浄化壁の下流側にｐＨ調整壁を設け、スケール成分除去壁を通過してアルカリ性化した地下水をｐＨ５〜９の中性領域にｐＨ調整して、この地下水を下水道に流出させることも可能となる。 The present invention particularly relates to an in-situ containment method in which a water shielding wall is provided so as to surround a contaminated area, and the groundwater inside the water shielding wall is blocked when the water shielding wall and the groundwater level inside the water shielding wall rise. It is suitable for the case where a groundwater outflow part that flows out of the water and a fluorine purification wall are provided, and the groundwater flowing out from the groundwater outflow part is purified by the fluorine purification wall and then discharged to the outside. In this case, a scale component removal wall is provided on the upstream side of the fluorine purification wall, and prior to purification at the fluorine purification wall, groundwater is passed through the scale component removal wall to remove hardness components in the groundwater in advance. The fluorine removal efficiency and durability of the purification wall can be increased, which is preferable. Further, a pH adjusting wall is further provided on the downstream side of the fluorine purifying wall, and the groundwater that has been alkalized by passing through the scale component removing wall is adjusted to a neutral region of pH 5 to 9, and this groundwater is discharged into the sewer. Is also possible.

以下に、図２〜８を参照してこのような原位置封じ込め工法に本発明を適用する場合の実施の形態を説明する。 Below, with reference to FIGS. 2-8, embodiment in the case of applying this invention to such an in-situ containment construction method is described.

図２は実施の形態に係る原位置封じ込め工法が適用された地域を示す断面斜視図、図３はこの地域の地下構築物を土を透視した状態で示す平面図、図４（ａ）は図２のIVａ−IVａ線断面図、図４（ｂ）は図５のIVｂ−IVｂ線断面図、図５は、土中に設けられた遮水壁、浄化手段及び集水路を示す土中の透視斜視図である。 2 is a cross-sectional perspective view showing an area to which the in-situ containment method according to the embodiment is applied, FIG. 3 is a plan view showing the underground structure in this area seen through the soil, and FIG. IVa-IVa cross-sectional view of FIG. 4, FIG. 4 (b) is a cross-sectional view of IVb-IVb line of FIG. 5, and FIG. FIG.

図４（ａ）の通り、地表１から所定深さに不透水層３あるいは難透水層が存在し、その上側に帯水層２が存在する。 As shown in FIG. 4A, the impermeable layer 3 or the hardly permeable layer is present at a predetermined depth from the ground surface 1, and the aquifer 2 is present on the upper side thereof.

この地域の全部又は一部に汚染土壌８が存在しているので、遮水壁９によって該汚染土壌８を周囲８Ａから隔離して封じ込める。この遮水壁９は、下端が不透水層３あるいは難透水層内に達し、上端は地下水位４より上位の地表１近くに位置している。なお、遮水壁９の上端は地表１に達してもよい。 Since the contaminated soil 8 exists in all or a part of the area, the contaminated soil 8 is isolated from the surrounding 8A by the water shielding wall 9 and contained. The impermeable wall 9 has a lower end that reaches the impermeable layer 3 or the hardly permeable layer, and an upper end that is located near the ground surface 1 higher than the groundwater level 4. The upper end of the impermeable wall 9 may reach the ground surface 1.

この遮水壁９は、汚染土壌８の全周を取り囲んでいる。この実施の形態では、平面視形状が方形枠状であるが、これに限定されない。この遮水壁９は、地中に多数のボーリング穿孔を連続列状に施してコンクリートを流し込むことにより構築することができるが、遮水用鋼矢板を打ち込むことにより形成されてもよい。 The impermeable wall 9 surrounds the entire circumference of the contaminated soil 8. In this embodiment, the planar view shape is a rectangular frame shape, but is not limited thereto. The water-impervious wall 9 can be constructed by pouring concrete into the ground with a large number of drilling holes in a continuous row, but may also be formed by driving a water-impervious steel sheet pile.

図５に示される通り、この遮水壁９には、上端から下方に凹む低所よりなる方形の地下水流出部１１が１箇所又は複数箇所（この実施の形態では３箇所）に設けられている。この地下水流出部１１の下縁は地下水位４よりも所定高さ（例えば０〜１００ｃｍ程度）上位となっている。 As shown in FIG. 5, this water-impervious wall 9 is provided with one or a plurality of (three in this embodiment) square groundwater outflow portions 11 each having a low portion recessed downward from the upper end. . The lower edge of the groundwater outflow portion 11 is higher than the groundwater level 4 by a predetermined height (for example, about 0 to 100 cm).

この地下水流出部１１よりも内側（汚染土壌８側）に水処理部１２が設けられている。水処理部１２は、集水路１４側のスケール成分除去剤の層１２ａと、地下水流出部１１側のｐＨ調整剤の層１２ｃと、その中間のフッ素の吸着除去剤の層１２ｂとで構成され、地下水はスケール成分除去剤の層１２ａでスケール成分が除去された後、フッ素の吸着除去剤の層１２ｂでフッ素が除去され、その後、ｐＨ調整剤の層１２ｃでｐＨ調整された後遮水壁９の外側へ流出するように構成されている。 A water treatment unit 12 is provided on the inner side (contaminated soil 8 side) than the groundwater outflow unit 11. The water treatment unit 12 is composed of a scale component removing agent layer 12a on the catchment channel 14 side, a pH adjusting agent layer 12c on the groundwater outflow portion 11 side, and an intermediate fluorine adsorption removing agent layer 12b. After the scale component is removed in the scale component removing agent layer 12a, the fluorine is removed in the fluorine adsorption removing agent layer 12b, and then the pH is adjusted in the pH adjusting agent layer 12c. It is configured to flow out to the outside.

この水処理部１２の両側及び下部には鋼矢板などよりなる板材１３が配置されている。板材１３の代りに防水コンクリート壁を設けてもよい。 Plate members 13 made of steel sheet piles or the like are disposed on both sides and the lower portion of the water treatment unit 12. A waterproof concrete wall may be provided instead of the plate material 13.

この水処理部１２の上面は、地下水流出部１１の下縁よりも好ましくは０〜２００ｃｍ程度上位に位置している。また、水処理部１２の下面は、地下水流出部１１の下縁よりも好ましくは５０〜５００ｃｍ下位に位置している。水処理部１２の両側面は、地下水流出部１１の側縁と面一となっているが、水処理部１２はそれよりも幅大に設けられてもよい。 The upper surface of the water treatment unit 12 is preferably positioned higher than the lower edge of the groundwater outflow unit 11 by about 0 to 200 cm. Moreover, the lower surface of the water treatment unit 12 is preferably located 50 to 500 cm lower than the lower edge of the groundwater outflow unit 11. Although both side surfaces of the water treatment unit 12 are flush with the side edge of the groundwater outflow unit 11, the water treatment unit 12 may be provided wider than that.

水処理部１２は遮水壁９の内側面に当接するように設けられている。また、この実施の形態では、水処理部１２の一部は地下水流出部１１内に入り込んでいる。 The water treatment unit 12 is provided so as to contact the inner surface of the water shielding wall 9. Further, in this embodiment, a part of the water treatment unit 12 enters the groundwater outflow unit 11.

板材１３は、水処理部１２の上面よりも好ましくは０〜５００ｃｍ上方にまで延在し、また、水処理部１２の下面よりも好ましくは０〜５００ｃｍ下方にまで延在している。板材１３は遮水壁９の内側面に当接している。この当接部には必要に応じシールが施されてもよい。 The plate 13 preferably extends from 0 to 500 cm above the upper surface of the water treatment unit 12, and preferably extends from 0 to 500 cm below the lower surface of the water treatment unit 12. The plate material 13 is in contact with the inner side surface of the impermeable wall 9. This abutting portion may be sealed if necessary.

板材１３は、水処理部１２の両側面及び下部の全体を覆っており、側面から水が水処理部１２に流入して短絡的に地下水流出部１１へ流出することが防止されている。 The plate 13 covers the entire side surfaces and the lower part of the water treatment unit 12, and water is prevented from flowing into the water treatment unit 12 from the side surface and outflowing into the groundwater outflow unit 11 in a short circuit.

遮水壁９の内側には、遮水壁９と平行方向に且つ地下水位４を含むレベルに集水路１４が設けられている。この集水路１４は砂、砕石などの透水性材料よりなる。なお、集水路１４は孔あき管であってもよい。 Inside the impermeable wall 9, a water collecting channel 14 is provided at a level parallel to the impermeable wall 9 and including the groundwater level 4. The water collecting channel 14 is made of a water permeable material such as sand or crushed stone. The water collecting channel 14 may be a perforated pipe.

この集水路１４は、水処理部１２の地下水流出部１１と反対側の端面に接するように配置されている。この集水路１４は、遮水壁９の内側面に沿って連続して周回するように設けられているが、途中が部分的に途切れていてもよい。また、汚染地区全域にわたって櫛の歯状に集水路１４を設けてもよい。 The water collection channel 14 is disposed so as to contact the end surface of the water treatment unit 12 opposite to the groundwater outflow unit 11. The water collecting channel 14 is provided so as to continuously circulate along the inner side surface of the impermeable wall 9, but the middle may be partially interrupted. Further, the water collecting channel 14 may be provided in a comb-teeth shape over the entire contaminated area.

図示はしないが、地表１をアスファルト、コンクリート、遮水シート等によって覆い、雨水の地下浸透を防止するようにしてもよい。 Although not shown, the ground surface 1 may be covered with asphalt, concrete, a water shielding sheet, or the like to prevent underground penetration of rainwater.

このように構成された封じ込め構造において、通常は遮水壁９の内側の地下水位は地下水流出部１１の下縁と同位か又はそれよりも下位となっているため、汚染区域から周囲８Ａへ地下水が流出することはない。 In the containment structure configured in this way, the groundwater level inside the impermeable wall 9 is usually equal to or lower than the lower edge of the groundwater outflow portion 11, so that groundwater flows from the contaminated area to the surrounding 8A. Will not leak.

降雨など何らかの原因によって遮水壁９の内側の地下水位が上昇すると、この地下水が集水路１４を介して又は直接に水処理部１２に流れ込み、該水処理部１２で、スケール成分除去、浄化及びｐＨ調整された後、地下水流出部１１から周囲８Ａへ流出する。この流出水は、水処理部１２で、スケール成分が除去された後、フッ素の吸着除去処理を受け、その後ｐＨ調整されたものであり、周囲８Ａを汚染することはない。 When the groundwater level inside the impermeable wall 9 rises due to some reason such as rainfall, the groundwater flows into the water treatment unit 12 via the water collecting channel 14 or directly, and the water treatment unit 12 removes, purifies and removes the scale components. After pH adjustment, it flows out from the groundwater outflow part 11 to the surrounding 8A. This effluent is one that has been subjected to the adsorption removal process of fluorine after the scale component has been removed by the water treatment unit 12 and then pH adjusted, and does not contaminate the surrounding 8A.

図６は別の実施の形態に係る原位置封じ込め工法が適用された地域の平面図、図７はこの地域の地下水流出部付近の拡大平面図、図８は図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。 6 is a plan view of an area to which the in-situ containment method according to another embodiment is applied, FIG. 7 is an enlarged plan view of the vicinity of the groundwater outflow portion in this area, and FIG. 8 is along the line VIII-VIII in FIG. It is sectional drawing.

この実施の形態では、遮水壁９に囲まれた内側領域と外側領域とを連通するように、該内側領域に地下水流入口が配置された排水管２０が設けられている。 In this embodiment, a drain pipe 20 having a groundwater inflow port disposed in the inner region is provided so as to communicate the inner region surrounded by the impermeable wall 9 and the outer region.

図６に示すように、この実施の形態でも、汚染土壌（汚染地域）８の四方を取り囲むようにして方形枠状の遮水壁９が構築されている。前述の通り、この遮水壁９は、下端が不透水層３あるいは難透水層内に達し、上端は地下水位４よりも上位の地表１近くに位置しているが、この遮水壁９の上端は地表１に達してもよい。この実施の形態では、この遮水壁９の上端から下方に凹む低所よりなる流出部１１は設けられていない。 As shown in FIG. 6, also in this embodiment, a rectangular frame-shaped impermeable wall 9 is constructed so as to surround four sides of the contaminated soil (contaminated area) 8. As described above, the impermeable wall 9 has a lower end that reaches the impermeable layer 3 or the hardly impermeable layer and an upper end that is located near the ground surface 1 higher than the groundwater level 4. The upper end may reach the ground surface 1. In this embodiment, the outflow part 11 which consists of the low place recessed downward from the upper end of this water-impervious wall 9 is not provided.

この実施の形態では、該遮水壁９の内側領域の一コーナー部付近に集水容器２１が設置されている。この集水容器２１は、この実施の形態では有底筒状の容器であり、底部が地下水位４よりも下位に位置しており、上部は地表１に表出している。この集水容器２１の上端には蓋２１ａが装着されている。ただし、この集水容器２１の上部は地表１に表出していなくてもよい。 In this embodiment, a water collection container 21 is installed in the vicinity of one corner of the inner area of the water shielding wall 9. In this embodiment, the water collecting container 21 is a bottomed cylindrical container, the bottom is positioned below the groundwater level 4, and the upper part is exposed to the ground surface 1. A lid 21 a is attached to the upper end of the water collection container 21. However, the upper portion of the water collecting container 21 may not be exposed on the ground surface 1.

地下水位４よりも下位となる集水容器２１の底部付近に、前記排水管２０の一端（地下水流入口）が接続されている。この排水管２０は、遮水壁９の内側領域から遮水壁９を貫通して遮水壁９の外側領域に延出している。この排水管２０は、遮水壁９の内側領域から外側領域に向って下り勾配となるように配設されている。 One end (groundwater inlet) of the drain pipe 20 is connected to the vicinity of the bottom of the water collecting container 21 which is lower than the groundwater level 4. The drain pipe 20 extends from the inner area of the impermeable wall 9 to the outer area of the impermeable wall 9 through the impermeable wall 9. The drain pipe 20 is disposed so as to have a downward slope from the inner region to the outer region of the impermeable wall 9.

この実施の形態では、この排水管２０の他端側（流出口）は、遮水壁９の外側領域を流れる下水道（図示略）に接続されている。なお、下水道がこの排水管２０よりも上位となる高さに配設されている場合には、揚水設備（図示略）を介して排水管２０と下水道とを接続してもよい。 In this embodiment, the other end side (outflow port) of the drain pipe 20 is connected to a sewer (not shown) that flows in the outer region of the impermeable wall 9. In addition, when the sewer is arrange | positioned in the height which becomes higher than this drain pipe 20, you may connect the drain pipe 20 and a sewer via a pumping equipment (not shown).

遮水壁９の内側領域において、集水容器２１に隣接して水処理部１２Ａが設置されている。この水処理部１２Ａは、図７に示すように、砂や砕石などの透水性材料と、スケール成分除去剤、フッ素の吸着除去剤及びｐＨ調整剤と、これらの透水性材料、スケール成分除去剤、フッ素の吸着除去剤及びｐＨ調整剤を収容した収容体２４とを備えている。 A water treatment unit 12 </ b> A is installed adjacent to the water collection container 21 in the inner region of the water shielding wall 9. As shown in FIG. 7, the water treatment unit 12A includes a water-permeable material such as sand and crushed stone, a scale component remover, a fluorine adsorption remover, and a pH adjuster, and these water-permeable materials and scale component remover. And a container 24 containing a fluorine adsorption removing agent and a pH adjusting agent.

図示の通り、該収容体２４は、この実施の形態では、水処理部１２Ａの３方を取り囲むように略コ字形に配設された、鋼矢板等よりなる３枚の板材２４ａ，２４ｂ，２４ｃにより構築されている。各板材２４ａ〜２４ｃ同士の接合部には、必要に応じシールが施されている。この収容体２４のうち、これらの板材２４ａ〜２４ｃによって塞がれていない側が、該収容体２４内への地下水の流入部２４ｄとなっている。この流入部２４ｄと反体側を塞いでいる板材２４ｂには、処理された地下水の流出口２４ｅが設けられている。この流出口２４ｅは、配管２５を介して集水容器２１内に連通している。なお、上記板材２４ａ〜２４ｃの代りに、コンクリート壁により収容体２４を構築してもよい。 As shown in the figure, in this embodiment, the container 24 has three plate members 24a, 24b, 24c made of steel sheet piles, etc., arranged in a substantially U shape so as to surround three sides of the water treatment unit 12A. It is built by. Seals are applied to the joints between the plate members 24a to 24c as necessary. Of the container 24, the side that is not blocked by the plate members 24 a to 24 c is an inflow portion 24 d of groundwater into the container 24. A treated groundwater outlet 24e is provided in the plate 24b that closes the inflow portion 24d and the opposite side. The outflow port 24 e communicates with the inside of the water collection container 21 through a pipe 25. In addition, you may construct the container 24 with a concrete wall instead of the said board | plate materials 24a-24c.

この収容体２４の各板材２４ａ〜２４ｃは、地下水位４よりも好ましくは０〜５００ｃｍ上方まで延在すると共に、該地下水位４よりも好ましくは０〜５００ｃｍ下方まで延在している。前記流出口２４ｅ及び配管２５は、地下水位４を含むレベルに略水平に配設されている。 Each of the plate members 24a to 24c of the container 24 extends from 0 to 500 cm above the groundwater level 4, and preferably extends from 0 to 500 cm below the groundwater level 4. The outlet 24e and the pipe 25 are disposed substantially horizontally at a level including the groundwater level 4.

この実施の形態では、収容体２４内に、前記流入部２４ｄから流出口２４ｅに向う方向に、第１の透水性材料の層２２ａ、スケール成分除去剤の層２３ａ、第２の透水性材料の層２２ｂ、フッ素の吸着除去剤の層２３ｂ、第３の透水性材料の層２２ｃ、ｐＨ調整剤の層２３ｃ及び第４の透水性材料の層２２ｄがこの順に多層状に形成されている。 In this embodiment, the first water-permeable material layer 22a, the scale component removing agent layer 23a, and the second water-permeable material are disposed in the container 24 in the direction from the inflow portion 24d toward the outlet 24e. The layer 22b, the fluorine adsorption / removal agent layer 23b, the third water-permeable material layer 22c, the pH adjuster layer 23c, and the fourth water-permeable material layer 22d are formed in this order in a multilayer.

各層２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｃは、互いに対向する板材２４ａ，２４ｃ同士の一方の内側面から他方の内側面まで、並びに流入部２４ｄからこれと反対側の板材２４ｂの内側面まで、それぞれフルに充填されている。各層２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｃは、それぞれ、下面が地下水位４よりも好ましくは５０〜５００ｃｍ下方にまで達し、上面が該地下水位４よりも好ましくは０〜２００ｃｍ上方にまで達している。 Each of the layers 22a to 22d and 23a to 23c is full from one inner surface to the other inner surface of the plate members 24a and 24c facing each other, and from the inflow portion 24d to the inner surface of the plate member 24b on the opposite side. Filled. Each of the layers 22a to 22d and 23a to 23c has a lower surface that is preferably 50 to 500 cm below the groundwater level 4 and an upper surface that is preferably 0 to 200 cm above the groundwater level 4.

なお、この実施の形態では、各層２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｃの上面及び下面と各板材２４ａ〜２４ｃの上辺及び下辺とがそれぞれ略同一レベルに位置しているが、各板材２４ａ〜２４ｃは、各層２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｃの下面よりも下方にまで延在していてもよく、また各層２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｃの上面よりも上方にまで延在していてもよい。 In this embodiment, the upper and lower surfaces of the layers 22a to 22d and 23a to 23c and the upper and lower sides of the plate members 24a to 24c are positioned at substantially the same level, but the plate members 24a to 24c are The layers 22a to 22d and 23a to 23c may extend below the lower surface, and the layers 22a to 22d and 23a to 23c may extend above the upper surface.

スケール成分除去剤の層２３ａ、フッ素の吸着除去剤の層２３ｂ、ｐＨ調整剤の層２３ｃはそれぞれ前述したスケール成分除去剤、フッ素の吸着除去剤、ｐＨ調整剤により形成される。 The scale component removing agent layer 23a, the fluorine adsorption removing agent layer 23b, and the pH adjusting agent layer 23c are respectively formed of the scale component removing agent, the fluorine adsorption removing agent, and the pH adjusting agent.

第１〜第４の透水性材料の層２２ａ〜２２ｄは、いずれも同じ種類の透水性材料により構成されてもよく、それぞれ種類の異なる透水性材料により構成されてもよい。 The first to fourth water-permeable material layers 22a to 22d may be made of the same type of water-permeable material, or may be made of different types of water-permeable materials.

この実施の形態では、水処理部１２Ａの三方を板材２４ａ〜２４ｃで囲むことにより、水が水処理部１２Ａに流入して短絡的に集水容器２１へ流出することが防止されている。なお、必要に応じ、水処理部１２Ａの底面や上面にも板材を設け、水処理部１２Ａの底面や上面から水が水処理部１２Ａに流入することを防止してもよい。 In this embodiment, by surrounding the three sides of the water treatment unit 12A with the plate members 24a to 24c, it is possible to prevent water from flowing into the water treatment unit 12A and outflowing into the water collecting container 21 in a short circuit. If necessary, a plate material may also be provided on the bottom and top surfaces of the water treatment unit 12A to prevent water from flowing into the water treatment unit 12A from the bottom and top surfaces of the water treatment unit 12A.

この実施の形態では、地下水位４を含むレベルに、遮水壁９の内側の汚染地域全体にわたって櫛の歯状に集水路１４Ａが設けられている。なお、この実施の形態でも、集水路１４Ａは砂、砕石などの透水性材料よりなるが、孔あき管等により構成されてもよい。 In this embodiment, the water collecting channel 14 </ b> A is provided in a comb-like shape over the entire contaminated area inside the impermeable wall 9 at a level including the groundwater level 4. In this embodiment as well, the water collecting channel 14A is made of a water-permeable material such as sand or crushed stone, but may be constituted by a perforated pipe or the like.

詳しくは、この実施の形態では、図６の通り、遮水壁９によって囲まれた方形の汚染地域８を、集水容器２１が設置されたコーナー部付近から対角線状に横切るように、幹集水路１４ａが延設されている。この幹集水路１４ａの基端側は、水処理部１２Ａの流入部２４ｄに臨む第１の透水性材料の層２２ａの端面に接するように配置されている。 Specifically, in this embodiment, as shown in FIG. 6, as shown in FIG. 6, the main part of the square polluted area 8 surrounded by the impermeable wall 9 is diagonally crossed from the vicinity of the corner where the water collecting container 21 is installed. A water channel 14a is extended. The proximal end side of the main water collecting channel 14a is disposed so as to contact the end surface of the first water-permeable material layer 22a facing the inflow portion 24d of the water treatment unit 12A.

この幹集水路１４ａの延在方向の途中の複数箇所から、遮水壁９の直交２方向（図６の上下方向及び左右方向）の各辺と平行に、それぞれ枝集水路１４ｂが延出している。なお、この実施の形態では、幹集水路１４ａから、図６の左右方向及び上下方向にそれぞれ間隔をおいて６本ずつ枝集水路１４ｂが延出している。 Branch water collecting channels 14b extend from a plurality of locations along the extending direction of the main water collecting channel 14a in parallel with the respective sides in the two orthogonal directions (vertical direction and horizontal direction in FIG. 6) of the water shielding wall 9. Yes. In this embodiment, six branch water collecting channels 14b extend from the main water collecting channel 14a in the horizontal direction and the vertical direction in FIG.

図示はしないが、この実施の形態でも、地表１をアスファルト、コンクリート、遮水シート等によって覆い、雨水の地下浸透を防止するようにしてもよい。 Although not shown, in this embodiment as well, the ground surface 1 may be covered with asphalt, concrete, water shielding sheets or the like to prevent rainwater from penetrating underground.

このように構成された封じ込め構造においても、降雨など何らかの原因によって遮水壁９の内側の地下水位４が上昇すると、この地下水が集水路１４Ａを介して又は直接に水処理部１２Ａに流れ込む。この際、該集水路１４Ａから流入部２４ｄを介して地下水が収容体２４内に流入し、第１の透水性材料の層２２ａ、スケール成分除去剤の層２３ａ、第２の透水性材料の層２２ｂ、フッ素の吸着除去剤の層２３ｂ、第３の透水性材料の層２２ｃ、ｐＨ調整剤の層２３ｃ及び第４の透水性材料の層２２ｄを順次に通過することにより、地下水の汚染物質が除去ないし無害化され、更にその後ｐＨ調整される。 Even in the containment structure configured as described above, when the groundwater level 4 inside the impermeable wall 9 rises for some reason such as rainfall, the groundwater flows into the water treatment unit 12A via the water collecting channel 14A or directly. At this time, groundwater flows into the container 24 from the water collecting channel 14A via the inflow portion 24d, and the first water-permeable material layer 22a, the scale component removing agent layer 23a, and the second water-permeable material layer. 22b, the fluorine adsorbing / removing agent layer 23b, the third water-permeable material layer 22c, the pH adjusting agent layer 23c, and the fourth water-permeable material layer 22d in that order, thereby causing contamination of groundwater. It is removed or detoxified, and then the pH is adjusted.

この地下水は、該水処理部１２Ａで浄化された後、流出口２４ｅから配管２５、集水容器２１及び排水管２０を介して、遮水壁９の外側領域を流れる下水道へ流出する。この流出水は、水処理部１２Ａでスケール成分除去後フッ素の吸着除去処理を受け、更にｐＨ調整されたものであり、下水道を汚染したり、周囲環境に悪影響を及ぼすことはない。 This groundwater is purified by the water treatment unit 12A, and then flows out from the outlet 24e through the pipe 25, the water collection container 21 and the drain pipe 20 to the sewer flowing in the outer region of the impermeable wall 9. This effluent is subjected to a fluorine adsorption removal process after removing the scale component in the water treatment unit 12A, and further adjusted in pH, and does not contaminate the sewer or adversely affect the surrounding environment.

この実施の形態にあっては、汚染地域８の略全体にわたって集水路１４Ａが配設されているので、該汚染地域８の略全体にわたって満遍なく地下水を集水することができる。 In this embodiment, since the water collecting channel 14A is disposed over substantially the entire contaminated area 8, groundwater can be collected evenly over substantially the entire contaminated area 8.

上記の実施の形態では、集水容器２１（排水管２０の流入口）は遮水壁９の内側領域のコーナー部付近に配置されているが、集水容器２１（排水管２０の流入口）の配置はこれに限定されない。また、この遮水壁９の内側領域内における集水路の配置も、上記の各実施の形態に限定されない。 In the above embodiment, the water collection container 21 (the inlet of the drain pipe 20) is arranged near the corner of the inner region of the water shielding wall 9, but the water collection container 21 (the inlet of the drain pipe 20). The arrangement of is not limited to this. Further, the arrangement of the water collecting channel in the inner region of the water shielding wall 9 is not limited to the above embodiments.

また、水処理部１２，１２Ａは、スケール成分除去剤の層とフッ素の吸着除去剤の層、更にはｐＨ調整剤の層との積層構造であっても良く、スケール成分除去剤と透水性材料の混合物の層と、フッ素の吸着除去剤と透水性材料の混合物の層、更にはｐＨ調整剤と透水性材料の混合物の層との積層構造であっても良い。 Further, the water treatment units 12 and 12A may have a laminated structure of a scale component removing agent layer, a fluorine adsorption removing agent layer, and a pH adjusting agent layer, and the scale component removing agent and the water permeable material. A laminated structure of a mixture layer, a fluorine adsorption / removal agent / water-permeable material mixture layer, and a pH adjusting agent / water-permeable material mixture layer may be used.

［実験例］
海浜地区の汚染サイトより採取した高濃度の硬度成分を含むフッ素汚染地下水について、酸化マグネシウムをフッ素除去剤として用いて、フッ素の除去試験を行った。 [Experimental example]
Fluorine removal groundwater containing high-concentration hardness components collected from contaminated sites in the beach area was tested for removal of fluorine using magnesium oxide as a fluorine removal agent.

採取した地下水を寒水石（炭酸カルシウム）を充填したカラムに通水して前処理を施し、カラムを通過した地下水をフッ素除去剤と混合した。
比較として、採取した地下水を前処理無しでフッ素除去剤と混合した。 The collected groundwater was passed through a column filled with cryolite (calcium carbonate) for pretreatment, and the groundwater that passed through the column was mixed with a fluorine removing agent.
As a comparison, the collected groundwater was mixed with a fluorine removing agent without pretreatment.

試験は、地下水に所定濃度のフッ素除去剤を混合して、一晩振とうした後に０．４５ｍｍのフィルターで濾過し、濾液中のフッ素濃度を測定することにより行った。 The test was performed by mixing a fluorine removing agent having a predetermined concentration in groundwater, shaking overnight, filtering through a 0.45 mm filter, and measuring the fluorine concentration in the filtrate.

採取した地下水のカルシウム濃度は２００ｍｇ／Ｌ、マグネシウム濃度は３２０ｍｇ／Ｌ、Ｍ−アルカリ度は３５０ｍｇ／Ｌであった。 The collected groundwater had a calcium concentration of 200 mg / L, a magnesium concentration of 320 mg / L, and an M-alkalinity of 350 mg / L.

寒水石カラム通水後（前処理後）の地下水は、カルシウム濃度９０ｍｇ／Ｌ、マグネシウム濃度２５０ｍｇ／Ｌ、Ｍ−アルカリ度は７０ｍｇ／Ｌであった。 The groundwater after passing through the cryogenic water column (after pretreatment) had a calcium concentration of 90 mg / L, a magnesium concentration of 250 mg / L, and an M-alkalinity of 70 mg / L.

振とう処理時の地下水中のフッ素除去剤濃度と、処理水（フッ素除去剤で振とう後、濾過して得られた濾液）のフッ素濃度との関係を図９に示す。 FIG. 9 shows the relationship between the fluorine removing agent concentration in the groundwater during the shaking treatment and the fluorine concentration of the treated water (the filtrate obtained by filtering after shaking with the fluorine removing agent).

図９より、前処理の有無を比較すると、前処理を行った場合には、少ないフッ素除去剤量でフッ素を地下水基準に適合できるように効率的に吸着除去できることがわかる。即ち、同じフッ素除去剤量を用いる場合、前処理を行うことでより多くのフッ素を除去することができ、より長期にわたって浄化を行うことができる。 From the comparison of the presence or absence of pretreatment, it can be seen from FIG. 9 that when pretreatment is performed, fluorine can be efficiently adsorbed and removed with a small amount of fluorine removing agent so as to meet the groundwater standard. That is, when the same amount of the fluorine removing agent is used, more fluorine can be removed by pretreatment, and purification can be performed over a longer period.

本発明の地下水の浄化方法の実施の形態を示す模式図であって、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。It is a schematic diagram which shows embodiment of the purification method of the groundwater of this invention, Comprising: (a) A figure is a top view, (b) A figure is sectional drawing which follows the BB line of (a) figure. 実施の形態に係る原位置封じ込め工法における地下水のｐＨ調整方法が適用された地域を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the area | region where the pH adjustment method of the groundwater in the in-situ containment construction method which concerns on embodiment was applied. 図２の地域の地下構築物を示す平面図である。It is a top view which shows the underground structure of the area | region of FIG. （ａ）図は図２のIVａ−IVａ線断面図、（ｂ）図は図５のIVｂ−IVｂ線断面図である。(A) is a sectional view taken along line IVa-IVa in FIG. 2, and (b) is a sectional view taken along line IVb-IVb in FIG. 図２の遮水壁、浄化・ｐＨ調整部及び集水路を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the water-impervious wall, purification | cleaning / pH adjustment part, and water collection channel of FIG. 別の実施の形態に係る原位置封じ込め工法における地下水のｐＨ調整方法が適用された地域の平面図である。It is a top view of the area where the pH adjustment method of groundwater in the in-situ containment construction method concerning another embodiment was applied. 図６の地域の地下水流出部付近の拡大平面図である。FIG. 7 is an enlarged plan view in the vicinity of a groundwater outflow portion in the area of FIG. 6. 図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VIII-VIII line of FIG. 実験例の前処理の有無におけるフッ素除去剤濃度と処理水中のフッ素濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the fluorine removal agent density | concentration in the presence or absence of the pre-processing of an experiment example, and the fluorine density | concentration in a treated water.

１地表
２帯水層
３不透水層（又は難透水層）
４地下水位
５スケール成分除去壁
６フッ素浄化壁
７矢板
８汚染土壌
９遮水壁
１０汚染領域
１１地下水流出部
１２，１２Ａ水処理部
１２ａ，２３ａスケール成分除去剤の層
１２ｂ，２３ｂフッ素の吸着除去剤の層
１２ｃ，２３ｃｐＨ調整剤の層
１３板材
１４，１４Ａ，１４Ｂ集水路
２０排水管
２１集水容器
２２ａ〜２２ｄ透水性材料の層
２４収容体
２４ｄ流入部
２４ｅ流出口 1 surface 2 aquifer 3 impermeable layer (or hardly permeable layer)
4 Groundwater level 5 Scale component removal wall 6 Fluorine purification wall 7 Sheet pile 8 Contaminated soil 9 Impermeable wall 10 Contaminated area 11 Groundwater outflow part 12, 12A Water treatment part 12a, 23a Scale component remover layer 12b, 23b Adsorption removal of fluorine Layer of agent 12c, 23c Layer of pH adjuster 13 Plate material 14, 14A, 14B Water collection channel 20 Drain pipe 21 Water collection container 22a-22d Layer of water permeable material 24 Container 24d Inflow portion 24e Outlet

Claims

硬度成分及び／又は、硬度成分と反応して不溶性塩を生成させるアニオン（以下、硬度成分と、このアニオンとを「スケール成分」と総称す。）を含むフッ素汚染地下水を浄化する方法において、該地下水を、スケール成分除去剤及びアルカリ成分を含む透水性の層（以下「スケール成分除去層」と称す。）に通過させて地下水をｐＨ９〜１１のアルカリ性とした後、フッ素の吸着除去剤を含む透水性の層（以下「フッ素浄化層」と称す。）に通過させる地下水の浄化方法であって、
前記スケール成分除去剤が、炭酸カルシウム、炭酸カルシウムを含む鉱物、炭酸マグネシウム、及び炭酸マグネシウムを含む鉱物よりなる群から選ばれる１種又は２種以上であり、
前記アルカリ成分が、生石灰及び／又は消石灰であることを特徴とする地下水の浄化方法。 In a method for purifying fluorine-contaminated groundwater containing a hardness component and / or an anion that reacts with the hardness component to form an insoluble salt (hereinafter, the hardness component and the anion are collectively referred to as a “scale component”), The groundwater is passed through a water-permeable layer containing a scale component remover and an alkali component (hereinafter referred to as “scale component removal layer”) to make the groundwater alkaline with a pH of 9 to 11, and then contains a fluorine adsorption remover. A method for purifying groundwater that is passed through a water- permeable layer (hereinafter referred to as “fluorine purification layer”) ,
The scale component remover is one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, minerals containing calcium carbonate, magnesium carbonate, and minerals containing magnesium carbonate,
The method for purifying groundwater , wherein the alkali component is quick lime and / or slaked lime .

請求項１において、該フッ素の吸着除去剤が、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、酸化ランタン、及び酸化セリウムよりなる群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする地下水の浄化方法。 Oite to claim 1, the adsorption removal agent of the fluorine, magnesium oxide, and wherein the magnesium hydroxide, hydrotalcite, lanthanum oxide, and is one or more selected from the group consisting of cerium oxide How to purify groundwater.

請求項１又は２において、該スケール成分除去層及び／又はフッ素浄化層は、更に透水性材料を含むことを特徴とする地下水の浄化方法。 According to claim 1 or 2, wherein the scale component removing layer and / or fluorine cleaning layer, method of purifying ground water, characterized in that it further comprises a water permeable material.

請求項１ないし３のいずれか１項において、前記スケール成分除去層及びフッ素浄化層を、該地下水の流れに対して下流側の地中に設けることを特徴とする地下水の浄化方法。 The groundwater purification method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the scale component removal layer and the fluorine purification layer are provided in the ground downstream of the groundwater flow.

請求項１ないし４のいずれか１項において、該地下水が、汚染土壌の原位置封じ込め工法において発生したフッ素汚染地下水であることを特徴とする地下水の浄化方法。 The groundwater purification method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the groundwater is fluorine-contaminated groundwater generated by an in situ containment method for contaminated soil.

請求項１ないし５のいずれか１項において、該地下水がホウフッ化物イオンを含むことを特徴とする地下水の浄化方法。 The groundwater purification method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the groundwater contains borofluoride ions.

請求項１ないし６のいずれか１項において、該フッ素浄化層を通過した地下水を、更に酸性物質を含む透水性の層（以下「ｐＨ調整層」と称す。）に通過させることを特徴とする地下水の浄化方法。 In any one of claims 1 to 6, characterized in that the ground water which has passed through the fluorine gas purification layer, is passed through a further water-permeable layer containing an acidic substance (hereinafter called "pH-adjusting layer".) Groundwater purification method.