JP7023595B2 - Pollution control methods and pollution control programs - Google Patents
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Description
本発明は、汚染対処方法、及び汚染対処プログラムに関する。 The present invention relates to pollution control methods and pollution control programs.
従来、有機化合物、金属化合物、無機化合物、又は鉱油類等の汚染物質で汚染された地下土壌を浄化するための浄化方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような方法としては、例えば、汚染物質に対する分解活性を有する分解菌を用いて地下土壌の汚染物質を分解させる所謂バイオレメディエーション等の方法がある。そして、上記のように地下土壌を浄化する際には、地下土壌の汚染濃度分布を特定して、この特定した汚染濃度分布に基づいて、浄化の運用条件などを設定することがあった。 Conventionally, a purification method for purifying underground soil contaminated with pollutants such as organic compounds, metal compounds, inorganic compounds, or mineral oils has been proposed (see, for example, Patent Document 1). As such a method, for example, there is a method such as so-called bioremediation in which a pollutant in underground soil is decomposed by using a decomposing bacterium having a decomposing activity for the pollutant. Then, when purifying the underground soil as described above, the contamination concentration distribution of the underground soil may be specified, and the operation conditions for purification may be set based on the specified contamination concentration distribution.
ここで、上記のようなバイオレメディエーションでは、汚染物質の地下水への溶出度や汚染物質を分解する分解菌の活性等を向上させるために、地下土壌の汚染領域を温熱環境に保つ場合がある。このように、地下土壌の温度変化は、汚染物質の溶出及び分解の促進に影響を与え、ひいては汚染濃度分布に影響を与え得るが、従来では、汚染濃度分布を特定する際にこのような地下土壌の温度変化が考慮されていなかったため、汚染濃度分布を十分な精度で特定できない可能性があった。 Here, in the above-mentioned bioremediation, the contaminated area of the underground soil may be kept in a thermal environment in order to improve the degree of elution of the pollutant into the groundwater and the activity of the degrading bacteria that decompose the pollutant. Thus, changes in the temperature of the underground soil affect the promotion of elution and decomposition of pollutants, which in turn can affect the distribution of contamination concentrations. Since changes in soil temperature were not taken into consideration, it was possible that the pollution concentration distribution could not be identified with sufficient accuracy.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、汚染濃度分布の特定精度を向上させることができる汚染対処方法及び汚染対処プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a pollution control method and a pollution control program capable of improving the accuracy of specifying the pollution concentration distribution.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の汚染対処方法は、地下土壌に含まれる汚染物質に対処するための汚染対処方法であって、前記汚染物質が前記地下土壌に吸着する特性であって、前記地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性を示す定数である吸着平衡定数を特定する土壌吸着特性特定工程と、前記汚染物質が分解菌に分解される特性であって、前記地下土壌の温度に依存する分解特性を示す定数である分解速度定数を特定する分解特性特定工程と、前記土壌吸着特性特定工程において特定した吸着平衡定数に現地調査で測定した前記地下土壌の温度を代入して算出したパラメータと、前記分解特性特定工程において特定した分解速度定数と、当該汚染対処方法に用いられる各種装置の運用の詳細条件である仮の運用条件であって、前記地下土壌から地下水を揚水する揚水手段における揚水量を示す情報、前記揚水された地下水を前記地下土壌に注入する注水手段における注水量を示す情報、及び前記地下水の注水時の水温を示す情報を含む仮の運用条件と、に基づいて、前記地下土壌における複数箇所の汚染濃度の経時的変化を示す汚染濃度分布を特定する汚染濃度分布特定工程と、前記汚染濃度分布特定工程において特定した前記地下土壌の前記汚染濃度分布における前記複数箇所の各々の前記汚染濃度が目標期間内に基準値を下回るか否かを判定し、前記基準値を下回る場合には、前記仮の運用条件を前記地下土壌の浄化を行う際の運用条件として設定し、前記基準値を下回らない場合には、前記仮の運用条件の注水流量、揚水流量、又は注水時の水温を増減させることにより前記仮の運用条件を修正し、且つ、当該修正した前記仮の運用条件に基づいて前記汚染濃度分布を特定することを、前記汚染濃度が前記目標期間内に前記基準値を下回るまで繰り返す運用条件設定工程と、前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて、前記地下土壌の浄化を行う工程と、を含む。
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the pollution control method according to
請求項2に記載の汚染対処方法は、請求項1に記載の汚染対処方法において、前記地下土壌の地下水位分布を特定する水位分布特定工程と、前記地下土壌の地下温度分布を特定する温度分布特定工程と、を含み、前記汚染濃度分布特定工程において、前記吸着平衡定数、前記分解速度定数、前記仮の運用条件とに加えて、前記水位分布特定工程において特定した前記地下水位分布、及び前記温度分布特定工程において特定した前記地下温度分布に基づいて、前記汚染濃度分布を特定する。
The pollution control method according to
請求項3に記載の汚染対処方法は、請求項1又は2に記載の汚染対処方法において、前記汚染濃度分布特定工程において特定した前記地下土壌の前記汚染濃度分布、及び前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて、前記地下土壌の濃度変化に関する予測解析を行う解析工程と、前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の前記地下土壌の濃度変化を示す濃度実測結果と、前記解析工程における解析結果とを対比し、両結果の差異が基準を超えたか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において、両結果の差異が基準を超えたと判定した場合、前記土壌吸着特性特定工程において特定した吸着平衡定数と、前記分解特性特定工程において特定した分解速度定数とを、前記濃度実測結果に基づいて修正する濃度修正工程と、を含む。
The pollution control method according to
請求項4に記載の汚染対処方法は、請求項2に記載の汚染対処方法において、前記汚染濃度分布特定工程において特定した前記地下土壌の前記汚染濃度分布、及び前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて、前記地下土壌の濃度変化に関する予測解析を行う解析工程と、前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の前記地下土壌の濃度変化を示す濃度実測結果と、前記解析工程における解析結果とを対比し、両結果の差異が基準を超えたか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において、両結果の差異が基準を超えたと判定した場合、前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の前記地下土壌の水位変化を示す水位実測結果に基づいて、前記水位分布特定工程において特定した前記地下水位分布を修正する水位修正工程と、前記水位修正工程の後に、前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の前記地下土壌の温度変化を示す温度実測結果に基づいて、前記温度分布特定工程において特定した前記地下温度分布を修正する温度修正工程と、前記温度修正工程の後に、前記濃度実測結果に基づいて、前記土壌吸着特性特定工程において特定した吸着平衡定数と、前記分解特性特定工程において特定した分解速度定数とを、修正する濃度修正工程と、を含む。
The pollution countermeasure method according to
請求項5に記載の汚染対処プログラムは、地下土壌に含まれる汚染物質に対処するための汚染対処プログラムであって、コンピュータを、前記汚染物質が前記地下土壌に吸着する特性であって、前記地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性を示す定数である吸着平衡定数を特定する土壌吸着特性特定手段と、前記汚染物質が分解菌に分解される特性であって、前記地下土壌の温度に依存する分解特性を示す定数である分解速度定数を特定する分解特性特定手段と、前記土壌吸着特性特定手段によって特定した吸着平衡定数に現地調査で測定した前記地下土壌の温度を代入して算出したパラメータと、前記分解特性特定手段によって特定した分解速度定数と、当該汚染対処プログラムに用いられる各種装置の運用の詳細条件である仮の運用条件であって、前記地下土壌から地下水を揚水する揚水手段における揚水量を示す情報、前記揚水された地下水を前記地下土壌に注入する注水手段における注水量を示す情報、及び前記地下水の注水時の水温を示す情報を含む仮の運用条件と、に基づいて、前記地下土壌における複数箇所の汚染濃度の経時的変化を示す汚染濃度分布を特定する汚染濃度分布特定手段と、前記特定した前記地下土壌の前記汚染濃度分布における前記複数箇所の各々の前記汚染濃度が目標期間内に基準値を下回るか否かを判定し、前記基準値を下回る場合には、前記仮の運用条件を前記地下土壌の浄化を行う際の運用条件として設定し、前記基準値を下回らない場合には、前記仮の運用条件の注水流量、揚水流量、又は注水時の水温を増減させることにより前記仮の運用条件を修正し、且つ、当該修正した前記仮の運用条件に基づいて前記汚染濃度分布を特定することを、前記汚染濃度が前記目標期間内に前記基準値を下回るまで繰り返す手段と、前記設定した運用条件に基づいて、前記地下土壌の浄化を行う手段と、として機能させる。
The pollution control program according to
請求項1に記載の汚染対処方法、及び請求項5に記載の汚染対処プログラムによれば、地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性、及び地下土壌の温度に依存する分解特性に基づいて地下土壌の汚染濃度分布を特定するので、地下土壌の温度変化に基づく汚染濃度分布への影響を考慮することができ、汚染濃度分布の特定精度を向上させることができる。
また、地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性、及び地下土壌の温度に依存する分解特性に基づいて特定された汚染濃度分布に基づいて運用条件を設定するので、地下土壌に基づく汚染濃度分布への影響を考慮して運用条件を設定でき、浄化効率を向上させることができる。
According to the pollution control method according to
In addition, since the operating conditions are set based on the soil adsorption characteristics that depend on the temperature of the underground soil and the pollution concentration distribution that is specified based on the decomposition characteristics that depend on the temperature of the underground soil, the contamination concentration distribution based on the underground soil is set. The operating conditions can be set in consideration of the influence of the above, and the purification efficiency can be improved.
請求項2に記載の汚染対処方法によれば、地下水位分布、地下温度分布、及び汚染濃度分布に基づいて、運用条件を設定するので、地下水位分布や地下温度分布を考慮したより効率的な運用条件を設定することができる。
According to the pollution control method according to
請求項3に記載の汚染対処方法によれば、解析結果と実測結果との差異が基準を超えた場合、土壌吸着特性及び分解特性を実測結果に基づいて修正するので、土壌吸着特性及び分解特性を実際の地下土壌の状況に則するように修正でき、汚染濃度分布の特定精度をより一層向上させることができる。
According to the pollution control method according to
請求項4に記載の汚染対処方法によれば、予測解析結果への影響の大きい水位修正、温度修正、濃度修正の順にパラメータ修正を行うので、解析の効率を向上させることができ、迅速な解析を行うことが可能となる。
According to the pollution control method according to
以下に添付図面を参照して、この発明に係る汚染対処方法の実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕実施の形態の基本的概念を説明した後、〔II〕実施の形態の具体的内容について説明し、最後に、〔III〕実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the pollution control method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, [I] the basic concept of the embodiment will be described, then [II] the specific contents of the embodiment will be described, and finally, [III] a modification to the embodiment will be described. However, the present invention is not limited to the embodiments.
〔I〕実施の形態の基本的概念
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。実施の形態は、地下土壌に含まれる汚染物質に対処するための汚染対処方法、及び汚染対処プログラムに関する。ここで、「地下土壌」とは、地表面よりも下方の土壌であって、概略的に、地下水が流れる帯水層、及び地下水が流れない不透水層を備えている。なお、この地下土壌のうち、汚染物質が基準値(例えば汚染物質の種類毎に定められた値)以上含まれている部分を特に「汚染土壌」Eと区別して称して説明する。また、「汚染物質」とは、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、シス-1,2-ジクロロエチレン、塩化ビニルモノマー、ベンゼン等の有機物、シアン等の無機化合物、及びガソリンや軽油等の鉱油類を含む概念であるが、以下では特に区別する場合を除いて、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、シス-1,2-ジクロロエチレン、塩化ビニルモノマー等の有機物を想定して説明する。
[I] Basic concept of the embodiment First, the basic concept of the embodiment will be described. The embodiment relates to a pollution control method for dealing with pollutants contained in underground soil, and a pollution control program. Here, the "groundwater" is soil below the ground surface, and generally includes an aquifer through which groundwater flows and an impermeable layer through which groundwater does not flow. It should be noted that, of this underground soil, a portion containing a pollutant of a standard value (for example, a value determined for each type of pollutant) or more is particularly referred to as “contaminated soil” E and described. The term "contaminant" is a concept including tetrachlorethylene, trichlorethylene, cis-1,2-dichloroethylene, vinyl chloride monomer, organic substances such as benzene, inorganic compounds such as cyanide, and mineral oils such as gasoline and light oil. In the following, unless otherwise specified, organic substances such as tetrachlorethylene, trichlorethylene, cis-1,2-dichloroethylene, and vinyl chloride monomer will be described.
また、「汚染物質に対処する」とは、汚染物質に関する作業や処理を実行することであり、例えば、汚染物質を浄化することに限らず、地下土壌の汚染濃度分布を特定すること、特定した汚染濃度分布に基づいて浄化を行う際の運用条件を設定すること等を含む概念である。 In addition, "to deal with pollutants" means to carry out work and treatment related to pollutants, for example, not only to purify pollutants but also to specify the distribution of pollution concentration in underground soil. It is a concept that includes setting operational conditions for purification based on the pollution concentration distribution.
〔II〕実施の形態の具体的内容
次に、実施の形態の具体的内容について説明する。
[II] Specific contents of the embodiment Next, the specific contents of the embodiment will be described.
(構成)
まず、本実施の形態に係る地下土壌浄化システム1の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る地下土壌浄化システム1の概略図である。この図1に示すように、本実施の形態に係る地下土壌浄化システム1は、揚水井戸10、注水井戸20、遮水壁30、水処理装置40、加温装置50、栄養材添加槽60、集積培養槽70、残存VOC除去装置80、混合装置90、制御部100、及び観測井戸110を備えて構成されている。なお、図1においては、地下水位を一点鎖線で図示しており、地下土壌内での地下水の流れの向きを矢印で図示している。
(Constitution)
First, the configuration of the underground
(構成-揚水井戸)
揚水井戸10は、地下土壌から地下水を揚水する揚水手段である。この揚水井戸10は、汚染土壌Eの下流に配置された井戸であり、下端が不透水層3に到達するように埋設されている。そして、この揚水井戸10は、図示しないポンプ等の機能により、帯水層2の地下水を吸い上げて、水処理装置40や集積培養槽70に送ることができる。ここで、揚水井戸10が揚水した地下水は、「培養対象地下水」と、「培養非対象地下水」とに分離される。ここで、「培養対象地下水」とは、集積培養槽70に貯留される地下水であって、具体的には、図1における集積培養槽70、及び残存VOC除去装置80を介して、混合装置90に至る地下水である。また、「培養非対象地下水」とは、集積培養槽70に貯留されない地下水であって、具体的には、図1における水処理装置40、加温装置50、及び栄養材添加槽60を介して、混合装置90に至る地下水である。なお、培養対象地下水と培養非対象地下水の流量比は任意であるが、培養対象地下水の流量を少なくすることにより、集積培養槽70の容積を低減して集積培養槽70を小型化できる。例えば、本実施の形態の培養対象地下水と培養非対象地下水との流量比は1:100である。
(Composition-pumping well)
The pumping well 10 is a pumping means for pumping groundwater from underground soil. The pumping well 10 is a well arranged downstream of the contaminated soil E, and is buried so that the lower end reaches the
ここで、培養対象地下水が流れる全装置(本実施の形態では、集積培養槽70、及び残存VOC除去装置80)を、「培養対象系統」と総称し、培養非対象地下水が流れる全装置(本実施の形態では、水処理装置40、加温装置50、及び栄養材添加槽60)を、「培養非対象系統」と総称する。なお、培養対象系統は、地上で分解菌を培養するための系統であり、培養非対象系統は、地下土壌での分解菌の増殖を促進するために、培養非対象地下水を分解菌の増殖に好適な地下水にする系統である。なお、揚水井戸10による揚水の具体的な方法や、形状、サイズ等については公知であるため、詳細な説明を省略する。
Here, all the devices through which the groundwater to be cultured flows (in the present embodiment, the
(構成-注水井戸)
注水井戸20は、集積培養槽70にて培養された対象分解菌を地中に注入する注入手段である。この注水井戸20は、汚染土壌Eの上流に配置された井戸であり、下端が不透水層3に到達するように埋設されている。そして、この注水井戸20は、混合装置90で混合された地下水を帯水層2に戻すことができる。なお、注水井戸20による注水の具体的な方法や、形状、サイズ等については公知であるため、詳細な説明を省略する。
(Composition-Water injection well)
The water injection well 20 is an injection means for injecting the target decomposing bacteria cultivated in the
(構成-遮水壁)
遮水壁30は、汚染土壌Eの周囲を囲むように地下土壌に配置された遮水手段であって、地下水の流れを抑制する遮水手段である。ここで、図示のように遮水壁30の下端が、不透水層3に根入れされることにより、汚染土壌Eは、遮水壁30と不透水層3とで囲まれ閉鎖されている。この遮水壁30の材質は任意で例えば凍土、粘土、コンクリート、鋼製矢板、セメント改良体等を用いることができる。
(Composition-Impermeable wall)
The
(構成-水処理装置)
水処理装置40は、培養非対象地下水に対して水処理する水処理手段である。この水処理装置40による水処理の方法は、任意の周知技術を適用することができる。例えば、培養非対象地下水に空気を送り込んで揮発性汚染物質を揮発させて水質改善する方法、培養非対象地下水に浄化剤を添加し反応させて水質改善する方法、培養非対象地下水に含まれる汚染物質を吸着することで地下水と汚染物質との分離を図る方法などを適用することができる。また、生物浄化を行う場合には、栄養塩や酸素を混入したり、新たに微生物を混入したりしても良い。さらに、これらの汚染物質除去を目的とした水処理手段とともに、前述した注入井戸20による注水を円滑に実施するため、凝集剤を混入したり、砂ろ過を行ったりすることで濁度低減を図る手段を併せて適用しても良い。
(Configuration-Water treatment equipment)
The
(構成-加温装置)
加温装置50は、培養非対象地下水を加温する加温手段である。この加温装置50による加温の方法は、任意の周知技術を適用することができる。例えば、公知のヒーターにより培養非対象地下水を加温しても良いし、あるいは、空調機器(図示省略)の熱媒体と培養非対象地下水とを熱交換させることにより培養非対象地下水を加温しても良い。なお、加温の具体的な温度は、地下土壌に存在する分解菌(加温装置50によって地下土壌内で増殖を促進させる対象となる分解菌)の種類によって異なるが、例えば20℃~45℃(より望ましくは、25℃~35℃)程度が好ましい。
(Structure-warming device)
The
(構成-栄養材添加槽)
栄養材添加槽60は、培養非対象地下水に対して栄養材を添加する栄養材添加手段である。この栄養材添加槽60が添加する栄養材の具体的な種類としては、例えば窒素栄養源、炭素栄養源、有機酸、無機塩、ビタミンなどの栄養材が挙げられるが、これらに限らない。
(Composition-Nutrition material addition tank)
The nutrient
(構成-集積培養槽)
集積培養槽70は、揚水井戸10にて揚水された地下水を貯留し、貯留した地下水に含まれる分解菌のうち、培養対象となる対象分解菌を培養する培養手段である。ここで、「対象分解菌」とは、本実施の形態に係る地下土壌浄化システム1における培養の対象となる菌であり、本実施の形態では嫌気性菌であるデハロコッコイデス属細菌として説明するが、これに限らず様々な菌を含む。また、当該集積培養槽70にて分解菌の培養が行われた培養対象地下水を必要に応じて「培養液」と称して説明する。
(Construction-Enrichment culture tank)
The
ここで、集積培養槽70は、密閉性の容器を使用して外気との接触を遮断することで嫌気環境(ORP(酸化-還元電位)にて-100[mV]以下)を保持することにより、嫌気性菌を培養する。なお、嫌気環境の維持に還元剤(硫化ナトリウム等)を適宜使用してもよい。また、集積培養槽70内のpHは中性域(pH6.0~pH10.0、望ましくはpH6.5~pH9.0)に保持することが好ましい。
Here, the
なお、対象分解菌(デハロコッコイデス属細菌)の増殖の状況は、任意の方法で確認し、管理することができるが、例えば、添加した汚染物質濃度が集積培養槽70の出口において有意に減少しており、かつ培養液(培養対象地下水)中からのエチレンもしくはエタンの検出を確認する方法、Real-time PCR(Polymerase Chain Reaction)法、又は、LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法などを用いることができる。また、集積培養槽70の出口における培養液中の分解菌数(対象遺伝子数)は、103[copies/ml]以上、望ましくは104[copies/ml]以上であることが好ましい。
The growth status of the target degrading bacterium (Dehalococcoides genus bacterium) can be confirmed and controlled by any method, but for example, the concentration of the added contaminant is significantly at the outlet of the
ここで、集積培養槽70による培養の具体的な方法については任意であるが、本実施の形態では、「培養対象地下水を加温すること」により、「対象分解菌の選択圧を高めること」により、及び、「培養対象地下水に栄養材を添加すること」により、対象分解菌を培養する。以下では、これらの3点について具体的に説明する。
Here, the specific method of culturing in the
(構成-集積培養槽-加温について)
加温の具体的な方法は任意であるが、例えば、上述した加温装置50と同一の熱源を用いて加温を行っても構わない。このように、集積培養槽70に貯留された対象分解菌を加温することにより、対象分解菌が増殖し易い環境となり、増殖速度を上昇させることが可能となる。なお、対象分解菌が増殖し易い温度は、対象分解菌の種類によって異なるが、例えば20℃~45℃(より望ましくは、25℃~35℃)程度が好ましい。
(Composition-Enrichment culture tank-About heating)
The specific method of heating is arbitrary, but for example, heating may be performed using the same heat source as the
(構成-集積培養槽-選択圧について)
「選択圧を高める」とは、対象分解菌が増殖する上で有利な環境とすることを意味し、上述した培養対象地下水を加温すること、及び培養対象地下水に栄養材を添加することを除く概念である。対象分解菌の選択圧を高める具体的な方法は任意であるが、例えば、集積培養槽70に、浄化対象となる汚染物質(例えばトリクロロエチレン、シス-1,2-ジクロロエチレン、塩化ビニルモノマー、ベンゼン等)の溶液を加えることにより、対象分解菌に有利な環境としても良い。なお、添加する汚染物質の溶液の濃度は任意であるが、例えば、集積培養槽70内の初期濃度で0.01[mg/L]~100[mg/L]、望ましくは1[mg/L]~10[mg/L]が良い。また、より高濃度の溶液(例えば100~10,000[mg/L]程度の溶液)を投入しても構わない。
(Composition-Enrichment culture tank-Selective pressure)
"Increasing the selective pressure" means creating an advantageous environment for the growth of the target degrading bacteria, and heating the above-mentioned groundwater to be cultivated and adding a nutrient material to the groundwater to be cultivated. It is a concept to exclude. The specific method for increasing the selective pressure of the target degrading bacteria is arbitrary, but for example, the contaminants to be purified (for example, trichlorethylene, cis-1,2-dichloroethylene, vinyl chloride monomer, benzene, etc.) are placed in the enrichment culture tank 70. ) May be added to create an environment favorable to the target degrading bacteria. The concentration of the solution of the pollutant to be added is arbitrary, but for example, the initial concentration in the
また、選択圧を高める方法としては上記では汚染物質の溶液を加えたが、これに限らず、例えば培養対象地下水のpH調整などを行うことにより、対象分解菌が増殖し易い環境を形成してもよい。 In addition, as a method of increasing the selective pressure, a solution of a pollutant is added in the above, but the present invention is not limited to this, and for example, by adjusting the pH of the groundwater to be cultured, an environment in which the target degrading bacteria can easily grow is formed. May be good.
(構成-集積培養槽-栄養材について)
培養対象地下水に対して添加する栄養材の種類は任意であるが、例えば、有機物(クエン酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、ギ酸ナトリウム、フミン酸、植物油、酵母エキス、ペプトンなど)、pH調整剤(炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、トリポリリン酸ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウムなど)、微量栄養素(VB-12、VB-1、パントテン酸、ビオチン(葉酸)、微量元素(Co、Zn、Fe、Mg、Ni、Cu、Mo、Na、B)など)を含む栄養材を添加しても良い。なお、上記の有機物及び微量栄養素をそれぞれ少なくとも一つずつ以上含む配合を基本とするが、他の公知の浄化剤(例えば、EDC等)を添加しても良い。この際の浄化剤の培養液中TOC濃度としては、50[mg/L]~5000[mg/L]が良く、より望ましくは100[mg/L]~300[mg/L]が良いが、これに限らない。
(Composition-Enrichment culture tank-Nutrition materials)
The type of nutritional material added to the groundwater to be cultured is arbitrary, but for example, organic substances (sodium citrate, sodium propionate, sodium formate, fumic acid, vegetable oil, yeast extract, peptone, etc.), pH adjusters (carbonic acid) Sodium hydrogen, sodium carbonate, ammonium hydroxide, ammonium carbonate, sodium tripolyphosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, etc.), micronutrients (VB-12, VB-1, pantothenic acid, biotin (folic acid), trace amount A nutritional material containing an element (Co, Zn, Fe, Mg, Ni, Cu, Mo, Na, B, etc.) may be added. In addition, although it is basically a formulation containing at least one each of the above organic substances and micronutrients, other known purifying agents (for example, EDC) may be added. At this time, the TOC concentration in the culture solution of the purifying agent is preferably 50 [mg / L] to 5000 [mg / L], and more preferably 100 [mg / L] to 300 [mg / L]. Not limited to this.
(構成-残存VOC除去装置)
残存VOC除去装置80は、集積培養槽70にて培養された対象分解菌を含む地下水から、汚染物質を除去する汚染物質除去手段である。この残存VOC除去装置80は、選択圧として上記培養対象地下水に添加した汚染物質が培養対象地下水に残存してしまうことを防止することにより、地下土壌が再汚染されてしまうことを防止する装置である。この残存VOC除去装置80による除去の具体的な方法は任意であるが、例えば、鉄粉を任意の割合で混合した砂を充填したカラムに通水させる(還元分解)方法や、培養槽の後段に曝気槽を設け、窒素ガス吹き込み(N2曝気)を行いVOCを揮散させ、VOCを含むガスを活性炭(吸着)にて処理する方法を採用することができる。
(Structure-residual VOC removal device)
The residual
(構成-混合装置)
混合装置90は、培養非対象地下水と、集積培養槽70にて対象分解菌の培養が行われた培養対象地下水(培養液)と、を混合して注入井戸へ送る混合手段である。この混合装置90は、対象分解菌を、培養非対象地下水と混合できる限り任意の構成や装置を採用でき、本実施の形態では公知のラインミキサーを用いるが、これに限らない。
(Configuration-Mixing device)
The mixing
(構成-制御部)
制御部100は、地下土壌に含まれる汚染物質に対処するための汚染対処手段であり、具体的には、CPU、当該CPU上で解釈実行される各種のプログラム(OSなどの基本制御プログラムや、OS上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む)、及びプログラムや各種のデータを格納するためのRAMの如き内部メモリを備えて構成されるコンピュータである。特に、本実施の形態に係る汚染対処プログラムは、任意の記録媒体又はネットワークを介して制御部100にインストールされることで、制御部100の各部を実質的に構成する。なお、この制御部100は、地下土壌浄化システムを構成する各種装置を電気的に制御可能となっていても構わず、例えば本実施の形態では、揚水井戸10の揚水量、注水井戸20の注水量、加温装置50の加熱温度を調整可能に構成される。
(Configuration-Control unit)
The
(構成-観測井戸)
観測井戸110は、地下の状態を観測する観測手段である。ここで、「地下の状態」とは、観測井戸110が埋設された位置における地下土壌や地下水の状態を含み、例えば地下水位、地下温度、汚染物質濃度などを含む。この観測井戸110は、遮水壁30で囲われた地下土壌内の複数箇所に埋設されており、図1においては図示の便宜上、3つの観測井戸110a、110b、110cのみを記載しているが、これに限らず、任意の数の観測井戸110を敷地の広さ等に応じて適宜配置して構わない。ここで、観測井戸110により地下の状態を観測する具体的な手法については任意で、例えば観測井戸110で採水した地下水を検査する公知の方法を適用できるため、詳細な説明を省略する。
(Composition-Observation well)
The observation well 110 is an observation means for observing the underground state. Here, the "underground state" includes the state of underground soil and groundwater at the position where the observation well 110 is buried, and includes, for example, the groundwater level, the underground temperature, the concentration of pollutants, and the like. The
(処理)
続いて、制御部100にて実行される処理について説明する。この制御部100では、概略的に、運用開始前処理、及び運用開始後処理が実行される。
(process)
Subsequently, the processing executed by the
(処理-運用開始前処理)
まずは、運用開始前処理について説明する。この運用開始前処理は、実際に地下土壌の浄化をするための各種装置の運用(例えば、揚水井戸10での揚水や注水井戸20での注水)を開始する前に実行する処理であって、概略的には、運用開始前に得られた各種情報に基づいて、初期運用条件を設定するための処理である。図2は、運用開始前処理のフローチャートである。なお、この運用開始前処理の実行タイミングは任意であり、例えば制御部100が起動した際に実行される。なお、以下の処理の説明において、制御主体を特記しない処理については、制御部100にて実行されるものとし、情報の取得元や取得経路を特記しない場合については、公知のタイミング及び公知の方法にて、制御部100のデータ記録部(図示省略)に予め格納されており、あるいは、制御部100の入力部(図示省略)を介してユーザによって入力されるものとする。また、ステップを「S」と略記する。
(Processing-Processing before starting operation)
First, the pre-operation processing will be described. This operation start pretreatment is a process to be executed before starting the operation of various devices for actually purifying the underground soil (for example, pumping in the pumping well 10 and water injection in the water injection well 20). Generally, it is a process for setting initial operation conditions based on various information obtained before the start of operation. FIG. 2 is a flowchart of the operation start pre-processing. The execution timing of this operation start pre-processing is arbitrary, and is executed, for example, when the
SA1において、制御部100は、室内試験結果を取得する。なお、この取得の具体的な方法は任意で、例えば、試験者が室内試験により得た室内試験結果を手入力で打ち込んでも良いし、室内試験を実行する各種機器から制御部100へと自動的に入力されるように構成しても構わない。ここで、「室内試験」とは、地下土壌に含まれる汚染物質が地下土壌に吸着する特性であって、地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性を特定する土壌吸着特性特定工程であり、また、地下土壌に含まれる汚染物質が分解菌に分解される特性であって、地下土壌の温度に依存する分解特性を特定する分解特性特定工程である。
In SA1, the
ここで、「室内試験結果」とは、初期運用条件を求めるために行われる試験の結果を示す情報であって、具体的には本実施の形態では「吸着平衡定数」及び「分解速度定数」を示すが、これに限らない。なお、「吸着平衡定数」とは、地下土壌に含まれる汚染物質が地下土壌に吸着する特性であって、地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性を示す定数である。また、「分解速度定数」とは、地下土壌に含まれる汚染物質が分解菌に分解される特性であって、地下土壌の温度に依存する分解特性を示す定数である。また、本実施の形態では、室内試験は室内で行われるものとしたが、これに限らず室外で行われても当然構わない。以下では、吸着平衡定数を求める室内試験、及び分解速度定数を求める室内試験について、順次説明する。 Here, the "laboratory test result" is information indicating the result of the test performed to obtain the initial operating conditions, and specifically, in the present embodiment, the "adsorption equilibrium constant" and the "decomposition rate constant". However, it is not limited to this. The "adsorption equilibrium constant" is a characteristic that pollutants contained in the underground soil are adsorbed to the underground soil, and is a constant indicating a soil adsorption characteristic that depends on the temperature of the underground soil. The "decomposition rate constant" is a characteristic in which pollutants contained in underground soil are decomposed by decomposing bacteria, and is a constant showing decomposition characteristics depending on the temperature of the underground soil. Further, in the present embodiment, the laboratory test is performed indoors, but the laboratory test is not limited to this and may be performed outdoors. In the following, the laboratory test for determining the adsorption equilibrium constant and the laboratory test for determining the decomposition rate constant will be sequentially described.
初めに、吸着平衡定数を求める室内試験について説明する。図3は、吸着平衡定数を求める室内試験の試験結果の一例を示すグラフである。なお、図3における横軸は平衡時の液相濃度[mg/L]、縦軸は平衡時の吸着量[mg/kg-dry soil]を示している。この室内試験では、まず、非汚染土(湿潤土壌)10gを詰めた土壌カラムに、恒温槽によりそれぞれの温度を15、25、30、35、及び40℃に保ちながら、標準ガス発生装置を用いてシス-1,2-ジクロロエチレン(以下、DCE)を複数濃度(0.5、1、及び2mg/Lなど)で連続的に通気した。これを平衡状態となるまで継続した後、エタノールを用いて湿潤土壌中のDCEを溶出して、そのエタノール中のDCE濃度を分析することにより、平衡時における液相濃度と吸着量との関係性を求めた。図3には、この平衡時における液相濃度と吸着量との関係性を恒温槽の温度毎に示している。 First, a laboratory test for obtaining the adsorption equilibrium constant will be described. FIG. 3 is a graph showing an example of the test results of the laboratory test for obtaining the adsorption equilibrium constant. In FIG. 3, the horizontal axis shows the liquid phase concentration at equilibrium [mg / L], and the vertical axis shows the adsorption amount at equilibrium [mg / kg-dry soil]. In this laboratory test, first, a standard gas generator was used on a soil column filled with 10 g of uncontaminated soil (wet soil) while keeping the respective temperatures at 15, 25, 30, 35, and 40 ° C. in a constant temperature bath. Sis-1,2-dichloroethylene (DCE) was continuously aerated at multiple concentrations (0.5, 1, and 2 mg / L, etc.). After continuing this until the equilibrium state is reached, DCE in the moist soil is eluted with ethanol, and the DCE concentration in the ethanol is analyzed. Asked. FIG. 3 shows the relationship between the liquid phase concentration and the adsorption amount at the time of equilibrium for each temperature of the constant temperature bath.
次に、図3に示した結果に基づいて、各温度における吸着平衡定数を求めた。この吸着平衡定数は各温度に関して求めるが、以下では一例として30℃における吸着平衡定数を求める方法のみを挙げて説明する。図4は、30℃における吸着平衡定数の算出例を示すグラフである。なお、図4における横軸は平衡時の液相濃度[mg/L]、縦軸は平衡時の吸着量[mg/kg-dry soil]を示している。この図4に示すように、平衡時の液相濃度CWに対する平衡時の吸着量CSWを、1次反応式を用いて近似して、その傾きを吸着平衡定数HSW(T)として求めた。例えば、30℃における一次反応式は下記式(1)で表され、傾き(吸着平衡定数HSW(T))は、下記式(2)で表される。
(T=30℃のとき)
CSW=3.64CW+0.0643・・・・式(1)
HSW(T)=3.64・・・・・・・・・・式(2)
Next, based on the results shown in FIG. 3, the adsorption equilibrium constant at each temperature was determined. This adsorption equilibrium constant is obtained for each temperature, but only a method for obtaining the adsorption equilibrium constant at 30 ° C. will be described below as an example. FIG. 4 is a graph showing a calculation example of the adsorption equilibrium constant at 30 ° C. In FIG. 4, the horizontal axis shows the liquid phase concentration [mg / L] at the time of equilibrium, and the vertical axis shows the adsorption amount [mg / kg-dry soil] at the time of equilibrium. As shown in FIG. 4, the adsorption amount C SW at equilibrium with respect to the liquid phase concentration C W at equilibrium is approximated using a linear reaction equation, and the gradient is obtained as the adsorption equilibrium constant H SW (T). rice field. For example, the primary reaction formula at 30 ° C. is represented by the following formula (1), and the slope (adsorption equilibrium constant HSW (T)) is represented by the following formula (2).
(When T = 30 ° C)
C SW = 3.64 C W +0.0643 ... Equation (1)
H SW (T) = 3.64 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (2)
図5は、温度毎のDCEの吸着平衡定数を例示する表である。この図5に示すように、同様の手順で、30℃以外の他の温度における吸着平衡定数も求め、図5に一覧として示した。図6は、図5に示す温度と吸着平衡定数との関係性をグラフとして表示した図である。なお、図6における横軸は恒温槽の温度[℃]、縦軸は吸着平衡定数[L/kg-dry soil]を示している。この図6は、図5の結果に基づいて、各温度における吸着平衡定数をプロットしたものであり、温度Tに対するDCEの吸着平衡定数HSW(T)を、一次反応式を用いて近似して下記式(3)で表現した。
HSW(T)=-0.128T+7.60・・・・式(3)
(ただし、15℃≦T≦40℃)
FIG. 5 is a table illustrating the adsorption equilibrium constant of DCE for each temperature. As shown in FIG. 5, the adsorption equilibrium constants at temperatures other than 30 ° C. were also obtained by the same procedure and are shown as a list in FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the temperature shown in FIG. 5 and the adsorption equilibrium constant. In FIG. 6, the horizontal axis represents the temperature of the constant temperature bath [° C.], and the vertical axis represents the adsorption equilibrium constant [L / kg-dry soil]. FIG. 6 is a plot of the adsorption equilibrium constants at each temperature based on the results of FIG. 5, and the adsorption equilibrium constant HSW (T) of DCE with respect to the temperature T is approximated by using a linear reaction equation. It was expressed by the following equation (3).
H SW (T) =-0.128T + 7.60 ... Equation (3)
(However, 15 ° C ≤ T ≤ 40 ° C)
続いて、分解速度定数を求める室内試験について説明する。図7は、分解速度定数を求める室内試験による試験結果の一例を示すグラフである。なお、図7における横軸は時間[hour]、縦軸はシス-1,2-ジクロロエチレンの濃度(以下、「DCE濃度」)[μmol/L]を示している。この室内試験では、まず、DCEで汚染された処理対象の現場土壌10g及び地下水90mLを採取し、栄養材とともに100mLの密閉瓶に入れた後、窒素ガスで内部を置換して(密閉瓶内を嫌気性にして)、DCEを濃度1mg/L(約0.097μmol/L)となるよう添加した。そして、複数の密閉瓶を用意して、それぞれ15、25、30、35及び40℃において培養し、継時的に培養液中のDCE濃度を測定した。図7には、この際における時間とDCE濃度との関係性を密閉瓶の温度毎に示している。 Next, a laboratory test for obtaining the decomposition rate constant will be described. FIG. 7 is a graph showing an example of a test result obtained by a laboratory test for obtaining a decomposition rate constant. In FIG. 7, the horizontal axis represents time [hour], and the vertical axis represents the concentration of cis-1,2-dichloroethylene (hereinafter, “DCE concentration”) [μmol / L]. In this laboratory test, first, 10 g of in-situ soil contaminated with DCE and 90 mL of groundwater were collected, placed in a 100 mL airtight bottle together with nutrients, and then the inside was replaced with nitrogen gas (inside the airtight bottle). (To be anaerobic), DCE was added to a concentration of 1 mg / L (about 0.097 μmol / L). Then, a plurality of closed bottles were prepared and cultured at 15, 25, 30, 35 and 40 ° C., respectively, and the DCE concentration in the culture solution was measured over time. FIG. 7 shows the relationship between the time and the DCE concentration at this time for each temperature of the closed bottle.
次に、図7に示した結果に基づいて、各温度における分解速度定数を求めた。この分解速度定数は、各密閉瓶の温度に関して求めるが、以下では一例として30℃における分解速度定数を求める方法のみを挙げて説明する。図8は、30℃における分解速度定数の算出例を示すグラフである。なお、図8における横軸は時間[hour]、縦軸はDCE濃度[μmol/L]を示している。この図8に示すように、30℃におけるDCE濃度の経時変化のうち、分解が開始した後のDCE濃度Cを、1次反応式を用いて近似して、その傾きを分解速度定数λ(T)として求めた。例えば、30℃における一次反応式は下記式(4)で表され、傾き(分解速度定数λ(T))は、下記式(5)で表される。
(T=30℃のとき)
C=306e-0.021t・・・・・・・式(4)
λ(T)=0.021・・・・・・・式(5)
Next, based on the results shown in FIG. 7, the decomposition rate constants at each temperature were obtained. This decomposition rate constant is obtained with respect to the temperature of each closed bottle, but only a method for obtaining the decomposition rate constant at 30 ° C. will be described below as an example. FIG. 8 is a graph showing a calculation example of the decomposition rate constant at 30 ° C. In FIG. 8, the horizontal axis represents time [hour] and the vertical axis represents DCE concentration [μmol / L]. As shown in FIG. 8, of the changes over time of the DCE concentration at 30 ° C., the DCE concentration C after the start of decomposition is approximated using a linear reaction equation, and the slope is calculated by the decomposition rate constant λ (T). ). For example, the primary reaction equation at 30 ° C. is expressed by the following equation (4), and the slope (decomposition rate constant λ (T)) is expressed by the following equation (5).
(When T = 30 ° C)
C = 306e -0.021t ... Equation (4)
λ (T) = 0.021 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Equation (5)
図9は、温度毎のDCEの分解速度定数を例示する表である。この図9に示すように、同様の手順で、30℃以外の他の温度における分解速度定数も求め、図9に一覧として示した。図10は、図9に示す温度と分解速度定数との関係性をグラフとして表示した図である。なお、図10における横軸は密閉瓶の温度[℃]、縦軸は分解速度定数[1/hour]を示している。この図10は、図9の結果に基づいて、各温度における吸着平衡定数をプロットしたものであり、温度Tに対するDCEの分解速度定数λ(T)を、一次反応式を用いて近似して下記式(6)で表現した。
λ(T)=0.0011T-0.0114・・・・・・・式(6)
(ただし、15℃≦T≦35℃)
FIG. 9 is a table illustrating the decomposition rate constants of DCE for each temperature. As shown in FIG. 9, the decomposition rate constants at temperatures other than 30 ° C. were also obtained by the same procedure and are shown as a list in FIG. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the temperature shown in FIG. 9 and the decomposition rate constant. In FIG. 10, the horizontal axis represents the temperature of the closed bottle [° C.], and the vertical axis represents the decomposition rate constant [1 / hour]. FIG. 10 is a plot of the adsorption equilibrium constants at each temperature based on the results of FIG. 9, and the decomposition rate constant λ (T) of DCE with respect to the temperature T is approximated by using a first-order reaction equation as follows. Expressed by equation (6).
λ (T) = 0.0011T-0.0114 ... Equation (6)
(However, 15 ° C ≤ T ≤ 35 ° C)
これにて、吸着平衡定数HSW(T)、及び、分解速度定数λ(T)を含む室内試験結果を取得する具体的な方法の説明について終了する。 This concludes the description of the specific method for acquiring the laboratory test results including the adsorption equilibrium constant HSW (T) and the decomposition rate constant λ (T).
図2に戻り、SA2において、制御部100は、現地調査結果を取得する。ここで、「現地調査」とは、地下土壌の地下水位分布を特定する水位分布特定工程であって、また、地下土壌の地下温度分布を特定する温度分布特定工程である。なお、この取得の具体的な方法は任意で、例えば、試験者が現地調査により得た現地調査結果を手入力で打ち込んでも良いし、現地調査を実行する各種機器から制御部100へと自動的に入力されるように構成しても構わない。
Returning to FIG. 2, in SA2, the
また、「現地調査結果」とは、初期運用条件を求めるために行われる調査の結果を示す情報であって、具体的には本実施の形態では現地土壌で行った土壌調査により求めた地下土壌の地下水位分布(以下、単に「水位」)、地下土壌の地下温度分布(以下、単に「温度」)、及び、汚染土壌の汚染物質の汚染濃度分布(以下、単に「汚染物質濃度」)に関する各種パラメータ(より具体的には、「透水係数」、「熱伝導率」、「比熱」、「分散長(温度)」、及び「分散長(汚染物質濃度)」)であるが、これに限らない。 The "field survey result" is information showing the result of the survey conducted to obtain the initial operation conditions. Specifically, in the present embodiment, the underground soil obtained by the soil survey conducted on the local soil. Groundwater level distribution (hereinafter, simply "water level"), underground soil temperature distribution (hereinafter, simply "temperature"), and contamination concentration distribution of pollutants in contaminated soil (hereinafter, simply "contaminant concentration") Various parameters (more specifically, "water permeability coefficient", "heat conductivity", "specific heat", "dispersion length (temperature)", and "dispersion length (contaminant concentration)"), but are limited to these. do not have.
SA3において、制御部100は、初期パラメータを設定する。図11は、初期パラメータの一例を示す表である。なお、この図11における「吸着平衡定数」及び「分解速度定数」は、SA1の室内試験及びSA2の現地調査で求めたパラメータであり、具体的には、吸着平衡定数は、SA1の室内試験で求めた上記式(3)の温度Tに、SA2における現地調査で測定した地下土壌の温度を代入して求め、分解速度定数は、SA1の室内試験で求めた上記式(6)の温度Tに、上記SA2における現地調査で測定した地下土壌の温度を代入して求めた。また、これらの「吸着平衡定数」及び「分解速度定数」を除く「透水係数」、「熱伝導率」、「比熱」、「分散長(温度)」、及び「分散長(汚染物質濃度)」は、SA2の現地調査で求めたパラメータである。
In SA3, the
図2に戻り、SA4において、制御部100は、運用前の浄化予測解析を行う。「運用前の浄化予測解析」とは、SA1の室内試験において特定した土壌吸着特性と、SA1の室内試験において特定した分解特性とに基づいて地下土壌の汚染濃度分布を特定する汚染濃度分布特定工程である。また、地下土壌の濃度変化に関する予測解析を行う解析工程である。具体的には、制御部100は、初期パラメータ(図11に示す各パラメータ)、及び仮の運用条件において浄化を行った想定における、汚染土壌Eの汚染物質濃度の変化に関する予測解析である。ここで、図12は、仮の運用条件の一例を示す表である。なお、「運用条件」とは、地下土壌浄化システムを構成する各種装置の運用の詳細条件であって、例えば本実施の形態では、図示のように、注水井戸20における注水量(以下、「注水流量」)、揚水井戸10における揚水量(以下、「揚水流量」)、及び注水時の水温(以下、「流入温度」)を含む概念である。なお、このような仮の運用条件を求める具体的な方法は任意であるが、例えば同様の条件の前例等を考慮して適当な値を定めても構わない。この運用前の浄化予測解析は、具体的には、本実施の形態では、公知の構成方程式(下記式(7))の各変数に、適宜値を代入してグラフを求め、汚染物質濃度の変化を解析した。
C:汚染物質濃度、
φ:間隙率、
ρR:土粒子密度、
u:間隙水流速、
D:分散係数、
SW:水分飽和度、
ρW:水密度)
Returning to FIG. 2, in SA4, the
C: Pollutant concentration,
φ: Porosity,
ρ R : Soil particle density,
u: Pore water flow velocity,
D: Dispersion coefficient,
SW : Moisture saturation,
ρ W : Water density)
ここで、上記の間隙率φ、土粒子密度ρR、水分飽和度SW、及び水密度ρWは、SA2の現地調査等から取得できる。まず、間隙水流速uは、図11に示す透水係数や、地下水位、及び地下土壌の温度等から求めることができる。なお、当該地下土壌の温度は、図11に示す比熱や熱伝導率等から求めることができる。また、分散係数Dは、図11に示す分散長(温度)、及び分散長(汚染物質濃度)や、間隙水流速u等から求めることができる。なお、これらの値を求めるための具体的な関係式は一般的なものを用いて構わない。 Here, the above-mentioned porosity φ, soil particle density ρ R , water saturation SW, and water density ρ W can be obtained from a field survey of SA2 or the like. First, the pore water flow velocity u can be obtained from the permeability coefficient shown in FIG. 11, the groundwater level, the temperature of the underground soil, and the like. The temperature of the underground soil can be obtained from the specific heat, thermal conductivity, etc. shown in FIG. Further, the dispersion coefficient D can be obtained from the dispersion length (temperature) and the dispersion length (pollutant concentration) shown in FIG. 11, the pore water flow velocity u, and the like. In addition, a general relational expression may be used for obtaining these values.
図13は、運用前の浄化予測解析結果の一例を示すグラフである。すなわち、上記式(7)に示す構成方程式を解くことで、図13のグラフ(汚染濃度分布)が求められる。なお、図13における横軸は経過時間[年]、縦軸は汚染物質濃度[mg/L]を示しており、各観測井戸110において測定される汚染物質濃度の解析値をそれぞれ表示している。 FIG. 13 is a graph showing an example of the purification prediction analysis result before operation. That is, the graph (contamination concentration distribution) of FIG. 13 can be obtained by solving the constitutive equation shown in the above equation (7). The horizontal axis in FIG. 13 indicates the elapsed time [year], and the vertical axis indicates the pollutant concentration [mg / L], and the analysis values of the pollutant concentration measured in each observation well 110 are displayed. ..
図2に戻り、SA5において、制御部100は、目標期間内に、各観測井戸110での汚染物質濃度が基準値を下回るか否かを判断する。なお、「目標期間」とは、浄化を継続する目標の期間であって、任意に設定して構わないが、本実施の形態では「5年」と設定している。また、この「基準値」とは、十分に清浄されていると判断できる濃度の値であり、任意に設定できるが、本実施の形態では図示のように「1.00E-02」と設定している。
Returning to FIG. 2, in SA5, the
そして、目標期間内に各観測井戸110での汚染物質濃度が基準値を下回らない場合(SA5、No)、SA4にて設定した仮の運用条件が好ましくないものとし、仮の運用条件を修正して、再び運用前の浄化予測解析を行い、以降、目標期間内に基準値を下回るまで、上記の工程を繰り返し行う。この修正の具体的な方法は任意で、例えば、浄化達成期間を短縮するために、注水流量や揚水流量を増加させても良いし、また、上述した図2のSA1の室内試験により求めた温度と分解速度定数との関係性を参照して(図10参照)、浄化に要する期間を短縮可能な流入温度に近づけても良い。 If the pollutant concentration in each observation well 110 does not fall below the reference value within the target period (SA5, No), the provisional operating conditions set in SA4 are assumed to be unfavorable, and the provisional operating conditions are modified. Then, the purification prediction analysis before operation is performed again, and thereafter, the above steps are repeated until the reference value is exceeded within the target period. The specific method of this modification is arbitrary, for example, in order to shorten the purification achievement period, the water injection flow rate and the pumping water flow rate may be increased, and the temperature obtained by the laboratory test of SA1 in FIG. 2 described above may be increased. With reference to the relationship between and the decomposition rate constant (see FIG. 10), the period required for purification may be brought closer to the inflow temperature that can be shortened.
一方、目標期間内に各観測井戸110での汚染物質濃度が基準値を下回る場合(SA5、Yes)、上記のSA4で設定した仮の運用条件が好ましいものとして、SA6へ移行する。例えば、図13を参照すると、全ての観測井戸110で、5年以内に汚染土壌の濃度が1.00E-02を下回っており、好適な運用が可能と考えられる。
On the other hand, if the pollutant concentration in each observation well 110 falls below the reference value within the target period (SA5, Yes), the provisional operating conditions set in SA4 above are considered to be preferable, and the process shifts to SA6. For example, referring to FIG. 13, the concentration of contaminated soil is less than 1.00E-02 within 5 years in all the
SA6において、初期運用条件設定を行う。この初期運用条件設定とは、SA4において特定した地下土壌の汚染濃度分布(図13のグラフ)に基づいて、地下土壌の浄化を行う際の運用条件を設定する運用条件設定工程である。具体的には、制御部100は、SA4において設定した仮の運用条件を初期運用条件に設定する。例えば、制御部100のデータ記録部(図示省略)に初期運用条件を保存する。そして、制御部100はこのように保存した初期運用条件を各種装置(例えば揚水井戸10や注水井戸20)に送信し、この初期運用条件に基づいて各種装置を稼働させる。これにて運用開始前処理を終了する。
Initial operation conditions are set in SA6. This initial operation condition setting is an operation condition setting step for setting the operation conditions for purifying the underground soil based on the contamination concentration distribution of the underground soil specified in SA4 (graph in FIG. 13). Specifically, the
(処理-運用開始後処理)
続いて、運用開始後処理について説明する。図14は、運用開始後処理のフローチャートである。この運用開始後処理は、上記運用開始前処理において設定した初期運用条件に基づいて、実際に汚染土壌Eの浄化をするための各種装置の運用(例えば、揚水井戸10での揚水や注水井戸20での注水)を開始した後に実行する処理である。概略的には、上述した運用前の浄化予測解析による濃度変化の解析値と、運用後の濃度変化の実測値とに差異が生じるかを確認し、差異が生じた場合に汚染土壌Eのパラメータや運用条件を変更するための処理である。なお、この運用開始後処理の実行タイミングは任意であり、例えば運用を開始した直後に実行される。
(Processing-Processing after operation start)
Next, post-operation processing will be described. FIG. 14 is a flowchart of post-operation processing. In this post-operation treatment, the operation of various devices for actually purifying the contaminated soil E (for example, pumping in the pumping well 10 or water injection well 20) is performed based on the initial operation conditions set in the pre-operation treatment. This is the process to be executed after the water injection) is started. Roughly speaking, it is confirmed whether there is a difference between the analysis value of the concentration change by the above-mentioned purification prediction analysis before operation and the measured value of the concentration change after operation, and if there is a difference, the parameter of the contaminated soil E. It is a process for changing the operating conditions. The execution timing of this post-operation processing is arbitrary, and is executed immediately after the operation is started, for example.
SB1において、制御部100は、汚染土壌Eの濃度変化の確認タイミング(本実施の形態では、月に一回)が到来したか否かを判定する。この判定の具体的な方法は任意であるが、例えば、任意の計時手段を用いて、毎月の初日が到来したか否かを確認することにより判定しても良い。そして、制御部100は、確認タイミングが到来するまで上記判定を繰り返し実行し(SB1、No)、確認タイミングが到来した場合(SB1、Yes)、SB2へ移行する。
In SB1, the
SB2において、制御部100は、観測井戸110から観測データを取得する。この観測データは、観測井戸110にて取得されて、制御部100のデータ記録部(図示省略)に随時送信される実測値であり、例えば、水位、温度、及び汚染物質濃度等であるが、これに限らない。
In SB2, the
図14に戻り、SB3において、浄化が完了したか否かを判定する。この判定の具体的な方法は任意であるが、例えば、すべての観測井戸110での実測値が、上記のように設定した汚染物質濃度の基準値(1.00E-02)を下回っているか否かを確認しても良い。そして、下回っている場合(SB3、Yes)、浄化が完了したものとし、これにて運用開始後処理を終了する。一方、下回っていない場合(SB3、No)、未だ浄化が完了していないものとし、SB4へ移行する。
Returning to FIG. 14, it is determined in SB3 whether or not the purification is completed. The specific method of this determination is arbitrary, but for example, whether or not the measured values at all the
SB4において、制御部100は、図2のSA6において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の前記地下土壌の濃度変化を示す濃度実測結果と、図2のSA4における運用前の浄化予測解析における解析結果とを対比し、両結果の差異が基準を超えたか否かを判定する判定工程を行う。図15は、運用前の浄化予測解析結果(解析値)と、運用後の実測値とを比較したグラフである。なお、図15の横軸は経過時間(日)、縦軸は汚染物質濃度(mg/L)を示しており、地下土壌浄化システムを1か月間運用したものを図示している。この結果、一部の観測井戸110(特に、観測井戸110c)において、運用前の浄化予測解析による汚染物質濃度の解析値と実測値との間に乖離が確認された。このように解析値と実測値とで乖離が生じる原因は、地盤の不均一性や微生物挙動の不確実性等が考えられる。
In SB4, the
ここで、両結果の差異が基準を超えたか否かの基準は任意に設定できるが、例えば、解析値と実測値との間に10%の乖離が存在する場合に、差異が基準を超えたと判定しても良い。そして、乖離していない場合(SB4、No)、パラメータや運用条件を修正する必要はないものとし、図14のSB1に戻る。一方、乖離している場合(SB4、Yes)、パラメータや運用条件を修正する必要があるものとし、SB5へ移行する。 Here, the standard for whether or not the difference between the two results exceeds the standard can be set arbitrarily, but for example, when there is a difference of 10% between the analyzed value and the measured value, the difference exceeds the standard. You may judge. If there is no deviation (SB4, No), it is assumed that it is not necessary to modify the parameters and operating conditions, and the process returns to SB1 in FIG. On the other hand, if there is a divergence (SB4, Yes), it is assumed that the parameters and operating conditions need to be corrected, and the system shifts to SB5.
(処理-運用開始後処理-パラメータ再設定処理)
SB5において、制御部100は、パラメータ再設定処理を行う。図16は、パラメータ再設定処理のフローチャートである。このパラメータ再設定処理は、各観測井戸110での実測値を用いて、逆解析手法によりパラメータを再設定する処理である。
(Processing-Post-operation processing-Parameter resetting processing)
In SB5, the
SC1において、制御部100は、水位のパラメータを修正する。この工程は、図2のSA6において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の地下土壌の水位変化を示す水位実測結果に基づいて、図2のSA2において特定した地下水位分布を修正する水位修正工程である。図17は、修正前後のパラメータの比較を示す表である。この図17に示すように、水位のパラメータとしては、透水係数を修正する。ここで、この修正の具体的な手法は任意であるが、例えば、解析値と、観測井戸110にて取得した観測値とを比較して、それらの差が最小となるように非線形最小二乗法などの逆解析手法によりパラメータを修正しても良い。なお、このような修正の具体的な手法については公知であるため、詳細な説明を省略する。
In SC1, the
図16に戻り、SC2において、制御部100は、温度のパラメータを修正する。この工程は、図2のSA6において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の地下土壌の温度変化を示す温度実測結果に基づいて、図2のSA2において特定した地下温度分布を修正する温度修正工程である。図17に示すように、温度のパラメータとしては、熱伝導率、比熱、及び分散長(温度)を修正する。なお、修正の具体的な手法は、SC1と同様に逆解析手法を適用することができる。
Returning to FIG. 16, in SC2, the
SC3において、制御部100は、汚染物質濃度のパラメータを修正する。この工程は、図14のSB4において、両結果の差異が基準を超えたと判定した場合、図2のSA1の室内試験において特定した土壌吸着特性と、図2のSA1の室内試験において特定した分解特性とを、濃度実測結果に基づいて修正する濃度修正工程である。具体的には、図17に示すように、汚染物質濃度のパラメータとして、吸着平衡定数、分解速度定数及び分散長(汚染物質濃度)を修正する。なお、修正の具体的な手法は、SC1やSC2と同様に逆解析手法を適用することができる。
In SC3, the
図18は、パラメータ再設定後の再現解析の結果の一例を示すグラフ、図19は、図18のA部の拡大図である。ここで、図18の横軸は経過時間[年]、縦軸は汚染物質濃度[mg/L]を示し、図19の経過時間[日]、縦軸は汚染物質濃度[mg/L]を示す。なお、このように再現解析を行う具体的な方法は任意で、例えば図2に示す運用開始前処理におけるSA4と同様に、構成方程式に各パラメータ及び運用条件を代入することにより求めることができる。そして、これらの図18及び図19に示すように、再設定したパラメータにより再現解析を行うことで、濃度変化の解析値が実測値に近づいたことが分かる。 FIG. 18 is a graph showing an example of the result of reproduction analysis after parameter resetting, and FIG. 19 is an enlarged view of part A of FIG. Here, the horizontal axis of FIG. 18 indicates the elapsed time [year], the vertical axis indicates the pollutant concentration [mg / L], and the elapsed time [day] of FIG. 19 and the vertical axis indicate the pollutant concentration [mg / L]. show. The specific method for performing the reproduction analysis in this way is arbitrary, and can be obtained by substituting each parameter and the operation condition into the constituent equation, for example, as in the SA4 in the operation start preprocessing shown in FIG. Then, as shown in FIGS. 18 and 19, it can be seen that the analysis value of the concentration change approaches the actually measured value by performing the reproduction analysis with the reset parameters.
なお、本実施の形態では、上記SC1からSC3に示すように、水位、温度、汚染物質濃度の順番でパラメータの修正を行ったが、修正の順番はこの順番に限らない。ただし、この順番で行うことにより、全体の流れ場に大きく影響する因子から確定し、徐々にミクロスケールでの挙動に影響する因子を確定していくことができ、効率のよい修正が可能である。例えば、汚染物質濃度のパラメータは透水係数、熱伝導率、比熱、分散長、吸着平衡定数、及び分解速度定数の影響を全部受けるが、前段階で透水係数、熱伝導率、比熱、及び分散長(温度)のパラメータが確定しているので、吸着平衡定数、分解速度定数及び分散長(汚染物質濃度)だけを対象にした逆解析ができる。これにてパラメータ再設定処理の説明を終了し、図14の運用開始後処理に戻る。 In this embodiment, as shown in SC1 to SC3, the parameters are corrected in the order of water level, temperature, and pollutant concentration, but the order of correction is not limited to this order. However, by performing in this order, it is possible to determine the factors that greatly affect the overall flow field and gradually determine the factors that affect the behavior on the microscale, and efficient correction is possible. .. For example, the pollutant concentration parameters are all affected by the water permeability coefficient, thermal conductivity, specific heat, dispersion length, adsorption equilibrium constant, and decomposition rate constant, but in the previous stage, the water permeability coefficient, thermal conductivity, specific heat, and dispersion length. Since the (temperature) parameter is fixed, the inverse analysis can be performed only for the adsorption equilibrium constant, decomposition rate constant, and dispersion length (contaminant concentration). This completes the description of the parameter resetting process, and returns to the post-operation processing of FIG.
SB6において、制御部100は、SB5のパラメータ再設定処理でのパラメータ再設定に基づく予測解析の結果、目標期間内に浄化が完了するかを判定する。例えば、図18を参照すると、観測井戸110cにおいては、浄化が完了するまで(汚染物質濃度が基準値以下に減少するまで)5年以上の年月を要してしまっているため、目標期間内に完了しないと判定する。このように目標期間内に浄化が完了しない場合(SB6、No)、目標を達成できるように運用条件を再設定する必要があるものとし、SB7へ移行する。一方、目標期間内に浄化が完了する場合(SB6、Yes)、運用条件の再設定は不要であるものとし、SB1へ戻る。
In SB6, the
(処理-運用開始後処理-運用条件再設定処理)
SB7において、制御部100は、運用条件再設定処理を実行する。図20は、運用条件再設定処理のフローチャートである。この運用条件再設定処理は、概略的に、目標期間内に浄化が完了するように、運用条件を再設定するための処理である。なお、再設定する運用条件の種類は任意であるが、本実施の形態においては、運用条件として、注水流量、揚水流量、及び流入温度を再設定するものとして説明する。
(Processing-Processing after starting operation-Processing for resetting operating conditions)
In SB7, the
SD1において、制御部100は、運用条件の再設定値を取得する。この取得の手順は任意で、例えば初期運用条件、初期運用条件での解析値、及び実測値等を考慮して適当な値を取得して構わない。例えば、浄化達成期間を短縮するために、注水流量や揚水流量を増加させても良いし、また、また、上述した図2のSA1の室内試験により求めた温度と分解速度定数との関係性を参照して(図10参照)、浄化に要する期間を短縮可能な流入温度に近づけても良い。図21は、運用条件の再設定値を示す表である。この図21に示すように、本実施の形態では、注水流量=「15」、揚水流量=「20」、流入温度=「35」と修正したものとする。
In SD1, the
図20に戻り、SD2において、制御部100は、SD1において再設定した運用条件の下に、浄化予測解析を再度実行する。図22は、運用条件再設定後の浄化予測解析結果の一例を示すグラフである。なお、このように浄化予測解析を行う方法は任意で、例えば図2に示す運用開始前処理におけるSA4と同様に、構成方程式に各パラメータ及び運用条件を代入することにより求めることができる。
Returning to FIG. 20, in SD2, the
図20に戻り、SD3において、制御部100は、目標期間内に浄化が完了するか否かを判定する。そして、目標期間内に浄化が完了しない場合(SD3、No)、目標期間内に浄化が完了する解析結果が得られるまで、SD1からSD3の処理を繰り返し実行する。そして、目標期間内に浄化が完了する場合(SD3、Yes)、SD1において好適な運用条件が設定されているものとし、SD4へ移行する。例えば、図22では、目標期間内(5年以内)に浄化が完了している(全ての観測井戸110における解析値が、基準値を下回っている)ため、好適な運用条件が設定されていると判断できる。
Returning to FIG. 20, in SD3, the
SD4において、制御部100は、SD1において設定した運用条件へと再設定する。具体的には、制御部100はこのように設定した運用条件を各種装置(例えば揚水井戸10や注水井戸20)に送信し、この運用条件に基づいて各種装置を稼働させる。このようにして、目標期間内に浄化が完了する運用条件を設定することができ、浄化に要する期間を短縮することができる。これに運用条件再設定処理を終了し、図14の運用開始後処理に戻る。そして、制御部100は、このようにして再設定された運用条件に基づいて、揚水井戸10や注水井戸20を運用する。
In SD4, the
以降は、浄化が完了するまでSB1からSB7の処理を繰り返し実行し(SB3、No)、解析値と実測値とに乖離が生じる度にパラメータや運用条件を適切な値に修正できる。そして、浄化が完了した場合(SB3、Yes)、運用開始後処理を終了する。 After that, the processes of SB1 to SB7 are repeatedly executed until purification is completed (SB3, No), and the parameters and operating conditions can be corrected to appropriate values each time there is a discrepancy between the analyzed value and the measured value. Then, when the purification is completed (SB3, Yes), the post-operation processing is terminated.
(実施の形態の効果)
このように、本実施の形態の汚染対処方法及び汚染対処プログラムによれば、地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性、及び地下土壌の温度に依存する分解特性に基づいて地下土壌の汚染濃度分布を特定するので、地下土壌の温度変化に基づく汚染濃度分布への影響を考慮することができ、汚染濃度分布の特定精度を向上させることができる。
(Effect of embodiment)
As described above, according to the pollution control method and the pollution control program of the present embodiment, the contamination concentration distribution of the underground soil is based on the soil adsorption characteristics depending on the temperature of the underground soil and the decomposition characteristics depending on the temperature of the underground soil. Therefore, it is possible to consider the influence on the contamination concentration distribution based on the temperature change of the underground soil, and it is possible to improve the identification accuracy of the contamination concentration distribution.
また、地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性、及び地下土壌の温度に依存する分解特性に基づいて特定された汚染濃度分布に基づいて運用条件を設定するので、地下土壌に基づく汚染濃度分布への影響を考慮して運用条件を設定でき、浄化効率を向上させることができる。 In addition, since the operating conditions are set based on the soil adsorption characteristics that depend on the temperature of the underground soil and the pollution concentration distribution that is specified based on the decomposition characteristics that depend on the temperature of the underground soil, the contamination concentration distribution based on the underground soil is set. The operating conditions can be set in consideration of the influence of the above, and the purification efficiency can be improved.
また、地下水位分布、地下温度分布、及び汚染濃度分布に基づいて、運用条件を設定するので、地下水位分布や地下温度分布を考慮したより効率的な運用条件を設定することができる。 Further, since the operating conditions are set based on the groundwater level distribution, the underground temperature distribution, and the pollution concentration distribution, more efficient operating conditions can be set in consideration of the groundwater level distribution and the underground temperature distribution.
また、解析結果と実測結果との差異が基準を超えた場合、土壌吸着特性及び分解特性を実測結果に基づいて修正するので、土壌吸着特性及び分解特性を実際の地下土壌の状況に則するように修正でき、汚染濃度分布の特定精度をより一層向上させることができる。 In addition, if the difference between the analysis result and the actual measurement result exceeds the standard, the soil adsorption characteristics and decomposition characteristics will be corrected based on the actual measurement results, so the soil adsorption characteristics and decomposition characteristics should be in accordance with the actual underground soil conditions. It can be corrected to, and the accuracy of specifying the pollution concentration distribution can be further improved.
また、予測解析結果への影響の大きい水位修正、温度修正、濃度修正の順にパラメータ修正を行うので、解析の効率を向上させることができ、迅速な解析を行うことが可能となる。 In addition, since the parameters are corrected in the order of water level correction, temperature correction, and concentration correction, which have a large effect on the prediction analysis result, the efficiency of analysis can be improved and rapid analysis can be performed.
〔III〕実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
[III] Modifications to the Embodiment The embodiment of the present invention has been described above, but the specific configuration and means of the present invention are within the scope of the technical idea of each invention described in the claims. Can be arbitrarily modified and improved. Hereinafter, such a modification will be described.
(解決しようとする課題や発明の効果について)
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。
(About the problem to be solved and the effect of the invention)
First, the problem to be solved by the invention and the effect of the invention are not limited to the above-mentioned contents, and may differ depending on the implementation environment and the details of the configuration of the invention, and only a part of the above-mentioned problems. May be resolved or only some of the above effects may be achieved.
(分散や統合について)
また、上述した電気的構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散又は統合して構成できる。例えば、本実施の形態において制御部100は単一の装置として構成されているが、これに限らず、相互に通信可能な複数の装置によって構成されていても構わない。
(About distribution and integration)
Further, the above-mentioned electrical components are functional conceptual ones, and do not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. That is, the specific form of dispersion or integration of each part is not limited to the one shown in the figure, and all or part of them may be functionally or physically dispersed or integrated in any unit according to various loads and usage conditions. Can be configured. For example, in the present embodiment, the
(寸法や材料について)
発明の詳細な説明や図面で説明した地下土壌浄化システムの各部の寸法、形状、材料、比率等は、あくまで例示であり、その他の任意の寸法、形状、材料、比率等とすることができる。
(About dimensions and materials)
The dimensions, shapes, materials, ratios, etc. of each part of the underground soil purification system described in detail of the invention and the drawings are merely examples, and can be any other dimensions, shapes, materials, ratios, etc.
(地下土壌浄化システムについて)
本実施の形態において、地下土壌浄化システム1は、揚水井戸10で揚水した地下水を、培養対象系統と培養非対象系統に分岐させ、培養対象系統では集積培養し、培養非対象系統では水処理、加温、栄養材添加等した後に、注水井戸20から注水するものとして説明したが、これらの各処理は適宜省略しても構わない。例えば、揚水した地下水を集積培養しなくても構わない。具体的には、本実施の形態では、地上で培養した分解菌を汚染領域に注入する方法(バイオオーグメンテーション)を利用するシステムを適用したが、これに限らず、地下土壌の汚染領域の下流で地下水を揚水し、揚水した地下水を加熱してから汚染領域の上流に注水して、汚染領域を加温環境に保つことにより、分解菌の活性等を向上させる方法(バイオスティミュレーション)を利用するシステムを適用しても良い。あるいは、水処理、加温、栄養材添加等しなくても構わない。
(About the underground soil purification system)
In the present embodiment, the
(制御部について)
本実施の形態において制御部100が自動的に実行するものとして説明した工程の一部又は全部を、人が手動で実行しても構わない。また、人が手動で実行するものとして説明した工程の一部又は全部を、制御部100等のコンピュータが自動的に実行しても構わない。
(About the control unit)
A person may manually perform a part or all of the steps described as those automatically executed by the
(目標期間について)
本実施の形態では、図2の運用開始前処理におけるSA5や、図14の運用開始後処理におけるSB6や、図20の運用条件再設定処理におけるSD3等において、目標期間内に浄化が完了しないと判定した場合、浄化達成期間を短縮するために各種処理を行ったが、逆に、目標期間よりも早く浄化が完了すると判定した場合、浄化達成期間を延長するために各種処理を行っても良い。このような緩和処理を行うことで、過度な注水や揚水が行われることを防止でき、地下土壌浄化システムにかかるコストやエネルギー等の負担を低減できる。
(About the target period)
In the present embodiment, purification is not completed within the target period in SA5 in the pre-operation start processing of FIG. 2, SB6 in the post-operation start processing of FIG. 14, SD3 in the operation condition resetting process of FIG. 20 and the like. If it is determined, various treatments are performed to shorten the purification achievement period, but conversely, if it is determined that the purification is completed earlier than the target period, various treatments may be performed to extend the purification achievement period. .. By performing such mitigation treatment, it is possible to prevent excessive water injection and pumping, and it is possible to reduce the cost and energy burden of the underground soil purification system.
(分解速度定数について)
本実施の形態では、汚染物質の分解特性(分解速度定数)は、「地下土壌の温度」に依存するものとして説明したが、これに加えて、その他の要素にも依存するものとしても構わず、例えば、「地下土壌中の栄養材濃度」や、「地下土壌中の分解菌濃度」にも依存するものとしても構わない。このような要素を加えることにより、上述した図20の運用条件再設定処理において、運用条件として注入流量や注入温度を最適化するだけでなく、例えば、栄養材の注入量や分解菌(培養液)の注入量などの最適化も可能となり、より一層効率的な運用条件を設定可能となる。
(About decomposition rate constant)
In the present embodiment, the decomposition characteristics (decomposition rate constant) of pollutants have been described as being dependent on the "temperature of underground soil", but in addition to this, they may also be dependent on other factors. For example, it may also depend on "concentration of nutrients in underground soil" or "concentration of degrading bacteria in underground soil". By adding such an element, in the above-mentioned operation condition resetting process of FIG. 20, not only the injection flow rate and the injection temperature are optimized as the operation conditions, but also, for example, the injection amount of the nutrient material and the degrading bacteria (culture solution). ) Can be optimized, and even more efficient operating conditions can be set.
(付記)
付記1の汚染対処方法は、地下土壌に含まれる汚染物質が前記地下土壌に吸着する特性であって、前記地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性を特定する土壌吸着特性特定工程と、前記地下土壌に含まれる汚染物質が分解菌に分解される特性であって、前記地下土壌の温度に依存する分解特性を特定する分解特性特定工程と、前記土壌吸着特性特定工程において特定した土壌吸着特性と、前記分解特性特定工程において特定した分解特性とに基づいて前記地下土壌の汚染濃度分布を特定する汚染濃度分布特定工程と、を含む。
(Additional note)
The pollution countermeasure method of
付記2の汚染対処方法は、付記1に記載の汚染対処方法において、前記汚染濃度分布特定工程において特定した前記地下土壌の前記汚染濃度分布に基づいて、前記地下土壌の浄化を行う際の運用条件を設定する運用条件設定工程を含む。
The pollution control method described in
付記3の汚染対処方法は、付記2に記載の汚染対処方法において、前記地下土壌の地下水位分布を特定する水位分布特定工程と、前記地下土壌の地下温度分布を特定する温度分布特定工程と、を含み、前記運用条件設定工程において、前記汚染濃度分布に加えて、前記水位分布特定工程において特定した前記地下水位分布、及び前記温度分布特定工程において特定した前記地下温度分布に基づいて、前記地下土壌の浄化を行う際の運用条件を設定する。
In the pollution control method described in
付記4の汚染対処方法は、付記2又は3に記載の汚染対処方法において、前記汚染濃度分布特定工程において特定した前記地下土壌の前記汚染濃度分布、及び前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて、前記地下土壌の濃度変化に関する予測解析を行う解析工程と、前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の前記地下土壌の濃度変化を示す濃度実測結果と、前記解析工程における解析結果とを対比し、両結果の差異が基準を超えたか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において、両結果の差異が基準を超えたと判定した場合、前記土壌吸着特性特定工程において特定した土壌吸着特性と、前記分解特性特定工程において特定した分解特性とを、前記濃度実測結果に基づいて修正する濃度修正工程と、を含む。
The pollution countermeasure method of
付記5の汚染対処方法は、付記3に記載の汚染対処方法において、前記汚染濃度分布特定工程において特定した前記地下土壌の前記汚染濃度分布、及び前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて、前記地下土壌の濃度変化に関する予測解析を行う解析工程と、前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の前記地下土壌の濃度変化を示す濃度実測結果と、前記解析工程における解析結果とを対比し、両結果の差異が基準を超えたか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において、両結果の差異が基準を超えたと判定した場合、前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の前記地下土壌の水位変化を示す水位実測結果に基づいて、前記水位分布特定工程において特定した前記地下水位分布を修正する水位修正工程と、前記水位修正工程の後に、前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の前記地下土壌の温度変化を示す温度実測結果に基づいて、前記温度分布特定工程において特定した前記地下温度分布を修正する温度修正工程と、前記温度修正工程の後に、前記濃度実測結果に基づいて、前記土壌吸着特性特定工程において特定した土壌吸着特性と、前記分解特性特定工程において特定した分解特性とを、修正する濃度修正工程と、を含む。
The pollution countermeasure method of
付記6の汚染対処プログラムは、コンピュータを、地下土壌に含まれる汚染物質が前記地下土壌に吸着する特性であって、前記地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性を特定する土壌吸着特性特定手段と、前記地下土壌に含まれる汚染物質が分解菌に分解される特性であって、前記地下土壌の温度に依存する分解特性を特定する分解特性特定手段と、前記土壌吸着特性特定工程において特定した土壌吸着特性と、前記分解特性特定工程において特定した分解特性とに基づいて前記地下土壌の汚染濃度分布を特定する汚染濃度分布特定手段と、として機能させる。
The pollution control program of
(付記の効果)
付記1に記載の汚染対処方法、及び付記6に記載の汚染対処プログラムによれば、地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性、及び地下土壌の温度に依存する分解特性に基づいて地下土壌の汚染濃度分布を特定するので、地下土壌の温度変化に基づく汚染濃度分布への影響を考慮することができ、汚染濃度分布の特定精度を向上させることができる。
(Effect of appendix)
According to the pollution control method described in
付記2に記載の汚染対処方法によれば、地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性、及び地下土壌の温度に依存する分解特性に基づいて特定された汚染濃度分布に基づいて運用条件を設定するので、地下土壌に基づく汚染濃度分布への影響を考慮して運用条件を設定でき、浄化効率を向上させることができる。
According to the pollution control method described in
付記3に記載の汚染対処方法によれば、地下水位分布、地下温度分布、及び汚染濃度分布に基づいて、運用条件を設定するので、地下水位分布や地下温度分布を考慮したより効率的な運用条件を設定することができる。
According to the pollution control method described in
付記4に記載の汚染対処方法によれば、解析結果と実測結果との差異が基準を超えた場合、土壌吸着特性及び分解特性を実測結果に基づいて修正するので、土壌吸着特性及び分解特性を実際の地下土壌の状況に則するように修正でき、汚染濃度分布の特定精度をより一層向上させることができる。
According to the pollution control method described in
付記5に記載の汚染対処方法によれば、予測解析結果への影響の大きい水位修正、温度修正、濃度修正の順にパラメータ修正を行うので、解析の効率を向上させることができ、迅速な解析を行うことが可能となる。
According to the pollution control method described in
1 地下土壌浄化システム
2 帯水層
3 不透水層
10 揚水井戸
20 注水井戸
30 遮水壁
40 水処理装置
50 加温装置
60 栄養材添加槽
70 集積培養槽
71 第一集積培養槽
72 第二集積培養槽
80 残存VOC除去装置
90 混合装置
100 制御部
110、110a、110b、110c 観測井戸
E 汚染土壌
1 Underground
Claims (5)
前記汚染物質が前記地下土壌に吸着する特性であって、前記地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性を示す定数である吸着平衡定数を特定する土壌吸着特性特定工程と、
前記汚染物質が分解菌に分解される特性であって、前記地下土壌の温度に依存する分解特性を示す定数である分解速度定数を特定する分解特性特定工程と、
前記土壌吸着特性特定工程において特定した吸着平衡定数に現地調査で測定した前記地下土壌の温度を代入して算出したパラメータと、前記分解特性特定工程において特定した分解速度定数と、当該汚染対処方法に用いられる各種装置の運用の詳細条件である仮の運用条件であって、前記地下土壌から地下水を揚水する揚水手段における揚水量を示す情報、前記揚水された地下水を前記地下土壌に注入する注水手段における注水量を示す情報、及び前記地下水の注水時の水温を示す情報を含む仮の運用条件と、に基づいて、前記地下土壌における複数箇所の汚染濃度の経時的変化を示す汚染濃度分布を特定する汚染濃度分布特定工程と、
前記汚染濃度分布特定工程において特定した前記地下土壌の前記汚染濃度分布における前記複数箇所の各々の前記汚染濃度が目標期間内に基準値を下回るか否かを判定し、
前記基準値を下回る場合には、前記仮の運用条件を前記地下土壌の浄化を行う際の運用条件として設定し、
前記基準値を下回らない場合には、前記仮の運用条件の注水流量、揚水流量、又は注水時の水温を増減させることにより前記仮の運用条件を修正し、且つ、当該修正した前記仮の運用条件に基づいて前記汚染濃度分布を特定することを、前記汚染濃度が前記目標期間内に前記基準値を下回るまで繰り返す運用条件設定工程と、
前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて、前記地下土壌の浄化を行う工程と、を含む、
汚染対処方法。 It is a pollution control method for dealing with pollutants contained in underground soil.
A soil adsorption characteristic specifying step for specifying an adsorption equilibrium constant, which is a characteristic that the pollutant is adsorbed on the underground soil and is a constant indicating the soil adsorption characteristic depending on the temperature of the underground soil.
A decomposition characteristic specifying step for specifying a decomposition rate constant, which is a characteristic that the pollutant is decomposed by decomposing bacteria and is a constant indicating the decomposition characteristic depending on the temperature of the underground soil.
The parameters calculated by substituting the temperature of the groundwater measured in the field survey into the adsorption equilibrium constant specified in the soil adsorption characteristic specifying step, the decomposition rate constant specified in the decomposition characteristic specifying step, and the pollution countermeasure method. Temporary operating conditions that are detailed conditions for the operation of the various devices used, such as information indicating the amount of pumped water in the pumping means for pumping groundwater from the groundwater, and water injection means for injecting the pumped groundwater into the groundwater. Based on the provisional operating conditions including the information indicating the amount of water injected in and the information indicating the water temperature at the time of injecting the groundwater, the contamination concentration distribution indicating the change over time in the contamination concentration at multiple locations in the groundwater is specified. Soil concentration distribution identification process and
It is determined whether or not the contamination concentration of each of the plurality of locations in the contamination concentration distribution of the underground soil specified in the contamination concentration distribution specifying step falls below the reference value within the target period.
If it is below the reference value, the provisional operating condition is set as the operating condition for purifying the underground soil.
If it does not fall below the reference value, the provisional operation condition is modified by increasing or decreasing the water injection flow rate, pumping flow rate, or water temperature at the time of water injection, and the modified provisional operation is performed. The operation condition setting step of repeating the specification of the contamination concentration distribution based on the conditions until the contamination concentration falls below the reference value within the target period, and the operation condition setting step.
Including a step of purifying the underground soil based on the operating conditions set in the operating condition setting step.
How to deal with pollution.
前記地下土壌の地下温度分布を特定する温度分布特定工程と、を含み、
前記汚染濃度分布特定工程において、前記算出したパラメータ、前記分解速度定数、前記仮の運用条件とに加えて、前記水位分布特定工程において特定した前記地下水位分布、及び前記温度分布特定工程において特定した前記地下温度分布に基づいて、前記汚染濃度分布を特定する、
請求項1に記載の汚染対処方法。 The water level distribution specifying step for specifying the groundwater level distribution of the underground soil, and
Including a temperature distribution specifying step for specifying the underground temperature distribution of the underground soil,
In the pollution concentration distribution specifying step, in addition to the calculated parameters, the decomposition rate constant, and the provisional operating conditions, the groundwater level distribution specified in the water level distribution specifying step and the temperature distribution specifying step were specified. Identifying the pollution concentration distribution based on the groundwater temperature distribution,
The pollution control method according to claim 1.
前記判定工程において、両結果の差異が基準を超えたと判定した場合、前記土壌吸着特性特定工程において特定した吸着平衡定数と、前記分解特性特定工程において特定した分解速度定数とを、前記濃度実測結果に基づいて修正する濃度修正工程と、を含む、
請求項1又は2に記載の汚染対処方法。 Concentration measurement results showing changes in the concentration of the underground soil when purification is performed based on the operation conditions set in the operation condition setting step, and the contamination concentration distribution of the underground soil specified in the contamination concentration distribution specifying step. A judgment process that compares the results and determines whether the difference between the two results exceeds the standard.
When it is determined in the determination step that the difference between the two results exceeds the standard, the adsorption equilibrium constant specified in the soil adsorption characteristic specifying step and the decomposition rate constant specified in the decomposition characteristic specifying step are the concentration actual measurement results. Concentration correction steps to correct based on, including,
The pollution control method according to claim 1 or 2.
前記判定工程において、両結果の差異が基準を超えたと判定した場合、
前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の前記地下土壌の水位変化を示す水位実測結果に基づいて、前記水位分布特定工程において特定した前記地下水位分布を修正する水位修正工程と、
前記水位修正工程の後に、前記運用条件設定工程において設定した運用条件に基づいて浄化を行った際の前記地下土壌の温度変化を示す温度実測結果に基づいて、前記温度分布特定工程において特定した前記地下温度分布を修正する温度修正工程と、
前記温度修正工程の後に、前記濃度実測結果に基づいて、前記土壌吸着特性特定工程において特定した吸着平衡定数と、前記分解特性特定工程において特定した分解速度定数とを、修正する濃度修正工程と、を含む、
請求項2に記載の汚染対処方法。 Concentration measurement results showing changes in the concentration of the underground soil when purification is performed based on the operation conditions set in the operation condition setting step, and the contamination concentration distribution of the underground soil specified in the contamination concentration distribution specifying step. A judgment process that compares the results and determines whether the difference between the two results exceeds the standard.
When it is determined in the determination step that the difference between the two results exceeds the standard,
The water level that corrects the groundwater level distribution specified in the water level distribution specifying step based on the water level measurement result showing the water level change of the underground soil when purification is performed based on the operation conditions set in the operation condition setting step. Correction process and
After the water level correction step, the said specified in the temperature distribution specifying step based on the temperature measurement result showing the temperature change of the underground soil when purification is performed based on the operating conditions set in the operating condition setting step. The temperature correction process to correct the underground temperature distribution and
After the temperature correction step, a concentration correction step for correcting the adsorption equilibrium constant specified in the soil adsorption characteristic specifying step and the decomposition rate constant specified in the decomposition characteristic specifying step based on the concentration measurement result, including,
The pollution countermeasure method according to claim 2.
コンピュータを、
前記汚染物質が前記地下土壌に吸着する特性であって、前記地下土壌の温度に依存する土壌吸着特性を示す定数である吸着平衡定数を特定する土壌吸着特性特定手段と、
前記汚染物質が分解菌に分解される特性であって、前記地下土壌の温度に依存する分解特性を示す定数である分解速度定数を特定する分解特性特定手段と、
前記土壌吸着特性特定手段によって特定した吸着平衡定数に現地調査で測定した前記地下土壌の温度を代入して算出したパラメータと、前記分解特性特定手段によって特定した分解速度定数と、当該汚染対処プログラムに用いられる各種装置の運用の詳細条件である仮の運用条件であって、前記地下土壌から地下水を揚水する揚水手段における揚水量を示す情報、前記揚水された地下水を前記地下土壌に注入する注水手段における注水量を示す情報、及び前記地下水の注水時の水温を示す情報を含む仮の運用条件と、に基づいて、前記地下土壌における複数箇所の汚染濃度の経時的変化を示す汚染濃度分布を特定する汚染濃度分布特定手段と、
前記特定した前記地下土壌の前記汚染濃度分布における前記複数箇所の各々の前記汚染濃度が目標期間内に基準値を下回るか否かを判定し、
前記基準値を下回る場合には、前記仮の運用条件を前記地下土壌の浄化を行う際の運用条件として設定し、
前記基準値を下回らない場合には、前記仮の運用条件の注水流量、揚水流量、又は注水時の水温を増減させることにより前記仮の運用条件を修正し、且つ、当該修正した前記仮の運用条件に基づいて前記汚染濃度分布を特定することを、前記汚染濃度が前記目標期間内に前記基準値を下回るまで繰り返す手段と、
前記設定した運用条件に基づいて、前記地下土壌の浄化を行う手段と、として機能させる、
汚染対処プログラム。 A pollution control program to deal with pollutants contained in underground soil.
Computer,
A soil adsorption characteristic specifying means for specifying an adsorption equilibrium constant, which is a characteristic that the pollutant is adsorbed on the underground soil and is a constant indicating the soil adsorption characteristic depending on the temperature of the underground soil.
Decomposition characteristic specifying means for specifying the decomposition rate constant, which is a characteristic that the pollutant is decomposed by decomposing bacteria and is a constant indicating the decomposition characteristic depending on the temperature of the underground soil.
The parameters calculated by substituting the temperature of the groundwater measured in the field survey into the adsorption equilibrium constant specified by the soil adsorption characteristic identification means, the decomposition rate constant specified by the decomposition characteristic identification means, and the pollution countermeasure program. Temporary operating conditions that are detailed conditions for the operation of the various devices used, such as information indicating the amount of pumped water in the pumping means for pumping groundwater from the groundwater, and the water injection means for injecting the pumped groundwater into the groundwater. Based on the provisional operating conditions including the information indicating the amount of water injected in and the information indicating the water temperature at the time of injecting the groundwater, the contamination concentration distribution indicating the change over time in the contamination concentration at multiple locations in the groundwater is specified. Means to identify the distribution of soil concentration and
It is determined whether or not the contamination concentration at each of the plurality of locations in the contamination concentration distribution of the identified underground soil falls below the reference value within the target period.
If it is below the reference value, the provisional operating condition is set as the operating condition for purifying the underground soil.
If it does not fall below the reference value, the provisional operation condition is modified by increasing or decreasing the water injection flow rate, pumping flow rate, or water temperature at the time of water injection, and the modified provisional operation is performed. A means of repeating the specification of the contamination concentration distribution based on the conditions until the contamination concentration falls below the reference value within the target period .
It functions as a means for purifying the underground soil based on the set operating conditions.
Pollution control program.
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