地下水の浄化装置および浄化方法
【課題】地下水の浄化装置では、掘削した井戸中に浄化材を投入する際に、浄化材下部にポンプを配置し、浄化材に地下水を接触させていたが、メンテナンスが容易でなく、また地下水中にポンプが常時浸漬されているので耐久性にも問題があった。
【解決手段】化学物質で汚染された土壌を浄化する浄化装置であって、浄化材を収容した筒状容器と、前記筒状容器を懸垂するワイヤと、前記ワイヤを上下運動させる振動手段を有する浄化装置およびこれを用いた浄化方法を提供する。
【解決手段】化学物質で汚染された土壌を浄化する浄化装置であって、浄化材を収容した筒状容器と、前記筒状容器を懸垂するワイヤと、前記ワイヤを上下運動させる振動手段を有する浄化装置およびこれを用いた浄化方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学物質に汚染された地下水を浄化し、地下水の浄化を通じて汚染された土壌も浄化するための浄化装置および浄化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ハロゲン化合物等の溶解性の高い溶媒は、半導体を初めとする電子デバイスの製造工程で、多用される物質である。しかし、そのような物質を使用したために工場の敷地内や元工場のあった場所がこれらの物質で汚染されることがある。このような汚染はその土地の土壌を汚染するだけでなく、地下水をも汚染することになり、環境汚染の問題となる。したがって、汚染された土壌や地下水は浄化を行う必要がある。
【０００３】
汚染された土壌や地下水を浄化する方法としては、いくつかの方法が提案されている。例示すると、バイオレメディエーション法、揚水曝気法、石灰法、鉄粉法、土壌掘削置換法などが挙げられる。バイオレメディエーション法は、土壌中の微生物によって汚染物質を分解する方法である。費用的には安いが、浄化の時間は長い時間が必要となる。
【０００４】
土壌掘削置換法は、汚染された土壌をそっくり入れ替えるものなので、時間的には短期間で可能であるが、汚染が広がった地域の土壌をそっくり掘り返して、浄化されていない土壌と入れ替えるので、コストは高い。
【０００５】
石灰法や鉄粉法は、汚染土壌を掘り返して入れ替えるものではないが、化学物質を利用して、微生物に頼るより、より積極的に浄化を進める方法である。これらの方法は、鉄粉が、トリクロロメタンといった塩化物を塩素ガスと炭酸ガスに分解する触媒的な作用を発揮することを利用する。より具体的には、汚染された土壌に井戸を掘り、そこに流れる地下水に、細かく粉砕した鉄粉等を接触させ、地下水中の汚染物質を分解することで、地下水自体と付近の土壌も浄化するものである。
【０００６】
特許文献１には、この発明の一例が開示されている。図７を参照して、概略を説明すると、汚染土壌のある土地９０に井戸９１を遮水層９２まで掘る。井戸９１の内壁面９３は、砂岩などの水を通過させる物質で構成しておく。そして、井戸中の滞水層９４の地下水９５にステンレス鋼粉と鉄粉の混合した浄化材を充填した筒状容器１００をワイヤ１０２を介して沈める。
【０００７】
筒状容器１００の下部にはポンプ１０１が配設されていて、ポンプ１０１が地下水を筒状容器１００内に送水することで、浄化材と地下水９５を接触させる。浄化された地下水は、井戸の内壁面９３を通過して周囲の土壌に広がり、井戸内にはまた汚染された地下水が入ってくる。汚染された土地の複数個所にこのような井戸を設置することで、土壌も地下水も浄化するものである。なお、ポンプ１０１の電源等（図示せず）は井戸の外の地上に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−５０８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記発明は、地下水を効果的に浄化材に接触させるという点で効果がある。しかし、井戸９１の内径が１０ｃｍ程度であるため、筒状容器１００の下部に配設するポンプ１０１も、小型の物しか取り付けられない。したがって、井戸９１の遮水層９２から上の滞水層９４の深さが深い場合は、一部の深さの地点でだけしか、浄化を実施できないという課題があった。
【００１０】
また、狭い井戸９１内にポンプ１０１まで沈降させるので、ポンプ１０１のメンテナンスが容易でなく、また常時地下水中に沈降しているので、ポンプ１０１の耐久性に課題があった。
【００１１】
また、小型のポンプ１０１しか沈められないため、上部の筒状容器１００内の全ての浄化材に地下水を接触させにくいという課題もあった。小型のポンプ１０１では流速がそれほど上がらないからである。同時に、ポンプ１０１の作る水流が確実に筒状容器１００内に向いているか否かを確認しにくいという課題もある。例えば、ポンプ１０１の作る水流が筒状容器１００の一方の側面だけに向いている場合もあるからである。
【００１２】
また、ポンプ１０１の水流が遅いと、筒状容器１００の上方に配置された浄化材まで地下水が届かないおそれもある。浄化材は、大きさが数百ミクロンから数ミリ程度の小粉末であるので、水流にとっては、大きな抵抗となりえるからである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みて想到されたものであり、浄化材をより効率的に地下水に接触させ、また、メンテナンスの容易性、装置の耐久性を向上させた浄化装置とそれを用いた浄化方法を提供するものである。
【００１４】
具体的に本発明の浄化装置は、
化学物質で汚染された土壌を浄化する浄化装置であって、
浄化材を収容した筒状容器と、
前記筒状容器を懸垂するワイヤと、
前記ワイヤを上下運動させる振動手段を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の浄化方法は、
井戸を掘る工程と、地上に設けた振動手段により、浄化材を収納した筒状容器を前記井戸中の設定位置までワイヤで降下させる工程と、前記振動手段により前記井戸中の地下水中で前記ワイヤを介して前記筒状容器と前記浄化材を上下に振動させる工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の浄化装置若しくは浄化方法は、浄化材を地下水中で上下に振幅運動させることで地下水と浄化材を接触させ、浄化を行う。したがって、浄化材以外の駆動部分は、全て地上の井戸の外に配置することができ、メンテナンスが容易になる。
【００１７】
また、電気的な駆動部分が地下水中に浸漬していないので、故障が起こりにくく、耐久性に優れる。また、地下水中で浄化材を自由落下させることで、浄化作業中に浄化材を攪拌することができ、効果的に地下水と浄化材を接触させることができる。
【００１８】
また、浄化材を地下水中で上下に振動させるため、筒状容器を通過する流路に偏りが生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の浄化装置の構成を示す図。
【図２】本発明の振動手段の一例を示す図。
【図３】本発明の筒状容器の構成を示す図。
【図４】筒状容器の変形例を例示する図。
【図５】本発明の制御装置の処理フローを例示するフロー図。
【図６】本発明の処理フローの変形を例示するフロー図。
【図７】従来の地下水の浄化装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の浄化装置を図を参照して説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するのであり、下記説明に限定されるものではない。したがって、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、変更されてもよい。
【００２１】
図１は本発明の浄化装置が利用される場合の全体構成を示す図である。本発明の浄化装置１は、浄化材を充填される筒状容器２と、筒状容器２に充填される浄化材と、筒状容器２を上下に振動させる振動手段３を有する。
【００２２】
本発明の浄化方法は、浄化する土地９０にまず井戸９１を掘る。井戸９１の大きさは特に限定されないが、井戸９１の底は遮水層９２に到達するのが好ましく、数十ｍ程度の井戸を掘ることを考慮すると、直径数十ｍｍ以上の穴でないと、掘削パイプの強度が持たない。また、井戸９１の内壁面９３は透水性の補強材で形成するのがよい。井戸９１の崩落を防止し、なおかつ、地下水の流動を妨げないようにするためである。
【００２３】
次に、井戸９１の入口に振動手段３を設置する。本発明では、浄化材を充填した筒状容器２以外の駆動部分や制御部分は全て地上にある。それらの装置は数日から数週間に渡って、設置されるので、風雨にさらされないように、振動手段３を囲うように小屋を設置してもよい。
【００２４】
浄化材を充填された筒状容器２は、ワイヤ４を介して振動手段３に連結され、井戸９１中に懸垂される。筒状容器２は井戸９１中の地下水９５に浸漬された状態で、上下に振動される。上下に振動する筒状容器２中の浄化材が地下水に接触することで汚染された地下水の浄化が行われる。
【００２５】
次に図２を参照して、振動手段３について詳説する。本発明の振動手段３は、筒状容器２を吊り下げるワイヤ４と、ワイヤ４が巻きつけられた巻きつけ軸１０と、巻きつけ軸１０が回転軸として固定された大径ギア１１と、大径ギア１１に係合した小径ギア１２と小径ギア１２の回転中心に駆動軸を固定された可変速モータ１３（以後単に「モータ」ともいう）と、モータ１３に電力を与える電源１４と、モータ１３の回転速度を制御する制御装置２０とを含む。
【００２６】
筒状容器２を吊り下げるワイヤ４は、張力に強く、耐腐食性を有するものが好ましい。筒状容器２は数日から数週間、汚染された地下水中に浸漬されながら上下運動を繰り返すからである。
【００２７】
ワイヤ４を巻き上げる巻きつけ軸１０は、両端を回転可能に支持された状態で、軸の中央部付近でワイヤ４を巻き上げ若しくは繰り出しの回動運動を繰り返す。したがって、十分な曲げ応力を有することと、耐摩耗性を有することが必要である。ワイヤ４が同じ位置で巻きついたり、解かれたりするため、巻きつけ軸１０は磨耗しやすくなるからである。なお、巻きつけ軸１０は、ワイヤ４を固定するために、中央部付近に直径方向に貫通孔若しくは、巻きつけ軸１０側面から垂直方向に突設された突起が形成されていてもよい。
【００２８】
なお、ワイヤ４の繰り出し部分には、繰り出した（若しくは巻き上げた）ワイヤ長を知るためにモニタローラ１５とカウンタ１６が設置されていれば望ましい。ワイヤ４は巻きつけ軸１０に巻き取られていくと巻き付き半径が変わるため、巻きつけ軸１０の回転数だけでは繰り出したワイヤ４の長さが正確に計測できないからである。
【００２９】
巻きつけ軸１０が回転軸として固定された大径ギア１１および大径ギア１１に係合する小径ギア１２は、巻き上げトルクの確保と減速のためのギアである。したがって、それぞれのギア数の比（ギア比）は、使用されるモータ１３等の条件で適宜決められて良い。
【００３０】
小径ギア１２の回転中心に駆動軸１３ａを固定されたモータ１３は、十分なトルクと回転方向および回転速度を制御できるステッピングモータが好適に利用できる。本発明の浄化装置１では、浄化材が充填された筒状容器２を上下に振幅運動させるが、その振幅、振幅中心深さ、振幅速度を変更させることが出来るようにするのが、特徴の１つであるからである。
【００３１】
可変速モータ１３への電源１４と可変速モータ１３を制御する制御装置２０も特に限定されるものではない。電源１４は、自発電電源であってもよい。制御装置２０は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ Ｕｎｉｔ）とメモリを利用したものが好適に用いられる。本発明の浄化装置１では、筒状容器２の上下運動をさせるのに、いくつかのパラメータの組み合わせができるようにするからである。また、制御装置２０は、モータ１３からのトルク情報Ｓｔと、ワイヤの繰り出し部に設定されたモニタローラの回転数情報Ｓｃを得る事ができる。
【００３２】
モニタローラ１５は、ワイヤ４を挟むように挟持した３つのローラからなり、ワイヤ４の繰り出し方向と直角方向に移動可能に支持されている。ワイヤ４は巻きつけ軸１０の中央付近に所定の幅で巻きつけられるので、繰り出し（若しくは巻き上げ）でワイヤ４の繰り出し位置は移動するからである。カウンタ１６は、モニタローラ１５のうちの少なくとも１つのローラの回転をカウントし、制御装置２０に通知する。モニタローラ１５からの回転数情報Ｓｃは、繰り出した（若しくは巻き上げた）ワイヤ４の長さを知ることができ、また、制御装置２０自身が内部に有するタイマによって繰り出し（若しくは巻き上げ）速度を知ることが出来る。
【００３３】
なお、図２に示すように、ワイヤ４の位置ずれやワイヤ４とモニタロータ１５との接触劣化などの不都合に対応するために、接触式のモニタロータ１５、カウンタ１６に代えて、赤外線受発光または磁力検知を用いた公知の非接触式の検出ユニット１５ａ、１６ａを使用してもよい。例えば、符号１６ａを赤外線受発光装置とした場合は、符号１５ａを反射鏡等とする。また、符号１６ａを磁力検知装置とした場合は、符号１５ａは磁石とする。
【００３４】
検出ユニットにおいて符号１５ａは巻きつけ軸１０に延設されたフランジ１０ｂに固定され、巻きつけ軸１０が回転する毎に検出ユニット１６ａが回転を検知し、回転情報Ｓｃとして制御装置２０に通知する。したがって、モニタロータ１５とカウンタ１６か、検出ユニット１５ａ、１６ａのいずれかを装備していることが望ましい。
【００３５】
次にこれらを用いた振動手段３の構成を説明する。掘削した井戸９１の穴を囲むようにフレーム３０を設置し、ボルト等３５で固定する。フレーム３０には、井戸９１の穴を跨ぐ位置に支持支柱３１ａ、３１ｂが形成され、支持支柱３１ａ、３１ｂには、ベアリング３２ａ、３２ｂが固定されている。ベアリング３２ａ、３２ｂには、巻きつけ軸１０のシャフト１０ａが貫挿され、回転可能に支持されている。巻きつけ軸１０の一端は支持支柱３１ａ、３１ｂから井戸９１の外側に延設されており、端部に大径ギア１１が固定されている。大径ギア１１には小径ギア１２が係合されている。小径ギア１２の回転軸は、可変速モータ１３の駆動軸１３ａに固定されており、可変速モータ１３はフレーム３０に固定されている。可変速モータ１３には電源１４からの電源ライン１４ａ、１４ｂおよび、制御装置２０からの制御線２１が結接されている。振動手段３の動作については、後述する。
【００３６】
なお、振動手段３は、浄化材を充填した筒状容器２を掘削した井戸９１内で上下に振動させることができれば、上記の構成に制限されるものではないのは言うまでもない。
【００３７】
次に図３を参照して、筒状容器２の詳細を説明する。筒状容器２は、高さ方向の軸４９に沿って断面形状がほぼ同じとなる形状を有する。したがって、軸４９に垂直な断面は完全な円に限定されることなく、多角形や楕円であってもよい。外面４０は、ステンレスなどの耐腐食性の高い材質で形成されており、断面中央付近に上部から下部に至る貫通路４１が形成されている。上方から下方に向かって、若しくは下方から上方に向かって地下水を流す流路を確保するためである。
【００３８】
そして、外面４０の内壁面４０ａから筒状容器２の軸４９方向に空間が確保され、軸４９に近い側の境界には仕切り４２が形成されている。すなわち、筒状容器２の外面４０の内壁面４０ａ側には外郭容器部４３が形成されている。仕切り４２は、通水性を有するのが望ましい。筒状容器２の中央付近を流れる地下水が外郭容器部４３によく流れるためである。また、外郭容器部４３内に、筒状容器２の軸４９に垂直方向にも仕切り４３ａが設けられていても良い。外郭容器部４３内を複数の区画に分けるためである。
【００３９】
特に、筒状容器２の上下の端面４０ｂ、４０ｃは、全面が通水性の仕切り４３ｂ、４３ｃで形成されているのが好ましい。外郭容器部４３から浄化材がこぼれ落ち、筒状容器２から脱落するのを防止するためである。なお、図３で仕切り４３ｃは網目状になっていないが、網目状の仕切りであってもよい。
【００４０】
筒状容器２の上部の外面４０には、ワイヤ４を連結するための連結環４４が形成されている。連結環４４は、外面４０の周囲に複数個設けられていてもよく、それぞれの連結環４４にワイヤを連結させ、それをまとめてワイヤ４として筒状容器２を懸垂する。
【００４１】
また、筒状容器２の上端部の直径をまたぐように牽引環４５が形成されていてもよい。万一、ワイヤ４が切断し、筒状容器２が井戸９１の底に落下した場合に、上から牽引鉤で引き上げることができるためである。
【００４２】
図４には、筒状容器２の変形例の平面図を示す。図４（ａ）では、円形でない貫通路４１ａを有する筒状容器２ａを示す。貫通路４１ａは、地下水の流路であるので、筒状容器２ａの上下方向にほぼ平行に形成されていればよく、断面形状は円形でなくてもよい。図では、断面が正方形の場合を示したが、他の多角形や楕円形状であってもよい。
【００４３】
図４（ｂ）には、貫通路４１中にノーズコーン４６を配した例を示す。ノーズコーン４６は貫通路４１中を流れる地下水を外郭容器部４３に流す役割をする。例えば、下方から上方に向かって地下水が流れる場合（６０）、筒状容器２の下部に充填された浄化材５８には地下水６０は勢いよく当たるが、流れ抵抗によって地下水６０は中央の貫通路４１に戻される（６１）。そこで、筒状容器２の貫通路４１のほぼ中央部にノーズコーン４６を配置して再度外郭容器部４３に流そう（６２）というものである。なお、符号５８は、浄化材を充填した不織布の袋である。
【００４４】
また、図４（ｃ）を参照して、浄化材を充填する容器部は筒状容器２の中央付近に形成されていてもよく、この場合は外郭容器部４３に加えて中心容器部４７が形成される。そして貫通路４１ｃは、外郭容器部４３と中心容器部４７の間に形成される。
【００４５】
また、図４（ｄ）を参照して、筒状容器２の下端部には、先細形状の蓋部５０を、上端部には、フラップ５１が配置されていてもよい。この場合は、蓋部５０を開けて、蓋部５０方向から浄化材を充填する。先細形状の蓋部５０は、筒状容器２を降下させる際の水抵抗を低減し、貫通路４１を流れる地下水の流速を高める役目を行う。一方、上端部のフラップ５１は、筒状容器２の外面４０と蝶番（図示せず）によって連結されている。そのため、筒状容器２が降下する際には、外面４０に沿うように位置し、流れ抵抗にならない。また、筒状容器２が引きあげられる際には、所定角度まで開いて、筒状容器２内に多くの地下水が流れ込むように働く。
【００４６】
浄化材は、大きさが数百ミクロンから数ミリの大きさに形成されたもので、鉄、ステンレス、シリコンスラッジが好適に用いられる。これらの浄化材は、そのまま筒状容器２に充填してよい。また、布若しくは不織布の小袋単位に詰められていてもよい。取扱や交換が便利であるからである。なお、浄化材が小袋単位に詰められている場合は、外面４０に地下水が漏れ出る孔が形成されていてもよい。粒状の浄化材が筒状容器２から脱離するおそれが少ないからである。
【００４７】
次に本発明の地下水浄化装置１の運転について説明する。すでに説明したように、浄化しようとする土壌には、遮水層９２に至るまでの井戸９１が掘削してある。そして井戸９１の穴上にフレーム３０を配置し、ギア（１１、１２）およびモータ１３が配置されている。筒状容器２には、小袋単位で浄化材が詰められて、筒状容器２内に区画に分けられた外郭容器部４３に配置されている。また、予め井戸９１の底までの深さと井戸の穴口から地下水面までの深さは測定されているものとする。
【００４８】
図２の振動手段の構成図および図５のフローを参照して、本発明の浄化装置１の運転について説明する。筒状容器２が井戸の中に入れられ、制御装置２０がスタートすると、運転が開始される（Ｓ１００）。運転が開始されると、筒状容器２は、設定された深さ（Ｄ０）まで降下される（Ｓ１０２）。次に、設定された振幅Ａ０および振幅速度Ｖ０で振幅運動が行われる（Ｓ１０４）。
【００４９】
この時、制御装置２０は、筒状容器２の実際の運動（振幅Ａ０および振幅速度Ｖ０）を、カウンタ１６からのワイヤ４の繰り出し長さ等の情報Ｓｃおよび制御装置２０が内部に有するタイマによって知る。また、実際の運動を設定値通りに行わせるために、モータ１３に駆動軸の回転量、回転方向、回転速度といったコマンドＣｍで指示する。
【００５０】
この運動は設定された運転時間が経過するまで継続される。ステップＳ１０６では経過時間（ｔ）と予め設定された時間（Ｔｓｅｔ）の大小が比較され、設定時間内であれば（Ｓ１０６のＮ分岐）、再び振動させる（Ｓ１０４に戻る）。そして設定された運転時間が終了すると（Ｓ１０６のＹ分岐）、筒状容器２を巻き上げて（Ｓ１０８）停止する（Ｓ１１０）。もちろん、運転停止スイッチが押されるなどの割り込み処理が行われたときには、運転を中止するようにしてもよい。
【００５１】
また、制御装置２０は、モータ１３からトルクに関する情報Ｓｔを受け取るので、このトルクを見る事でワイヤ４の切断が把握できる。モータ１３にかかる負荷が突然なくなるからである。その際は、制御装置２０のモニタ画面や、スピーカーでワイヤ４の切断を通知してもよい。
【００５２】
またこの時、落下速度Ｖｄと引き上げ速度Ｖｕを変化させてもよい。特に筒状容器２を降下させる時は、水中での落下速度以上の速度でワイヤ４を繰り出すのが好ましい。水中での自由落下速度以上の速度でワイヤ４を繰り出すと、筒状容器２は水中で自由落下する。なお、ここで水中での自由落下とは、筒状容器２が水の抵抗を受けて井戸の中を落下する速度をいう。すると、筒状容器２内の浄化材は無重力状態となり、浄化材同士の間に隙間ができやすくなり、地下水とより接触しやすくなるからである。また、振動運動の度毎に、浄化材を攪拌し、位置を変える事ができる。これによって、よりフレッシュな面を地下水に接触させやすくする。
【００５３】
以上のように本発明では、浄化材を充填した筒状容器２を井戸９１中で上下に振動運動させるので、水流の通路が偏ることがないので、浄化材は必ず地下水と接触し、確実な浄化活動が保証される。
【００５４】
基本的に本発明の浄化装置１は、上記のような運転を基本とするが、さらに振幅の中心点と、振動幅、および振動速度を運転時間毎に変化させてもよい。図６にはこのような運転のフローを例示する。運転がスタートすると（Ｓ２００）、筒状容器２は所定深さ（Ｄ０）まで井戸中を下ろされる（Ｓ２０２）。所定深さＤ０まで到達したら、最初の振幅Ａ０および振動速度Ｖ０で振動を開始する（Ｓ２０４）。次に所定時間経過したら（Ｓ２０６のＹ分岐）、次の深度（Ｄ１）まで筒状容器を下ろし（Ｓ２０８）、次に設定された振幅Ａ１および振動速度Ｖ１で振動を開始させる（Ｓ２１０）。この時、最初の振幅Ａ０および振動速度Ｖ０と２度目の振幅Ａ１および振動速度Ｖ１は同じでなくてよい。
【００５５】
図６に示すように、上記の処理フローは所定深さに設置し、所定の振幅と所定の振動速度で振動させるという工程を２つ示している。最初の工程（Ｐ１）と次の工程（Ｐ２）は、この２つに限定されることなく、自由な回数だけ選択してもよく、またそれぞれの深度、振幅、振動速度といったパラメータも、工程毎に選択して構わない。すなわち、振幅、振動速度といったパラメータは、振動中心となる設定深さ毎に変化させてもよい。
【００５６】
本発明は、筒状容器の井戸中での深度を井戸外から変化させることができるので、このような運転のバリエーションが可能になる。したがって、水圧の少ない地下水面から浅い領域では、細かくまた素早く振動させ、井戸の底に近く水圧の高い領域では比較的ゆっくりと大きな振幅で振動させるといった運転が可能となる。
【００５７】
本発明の浄化装置では、筒状容器の上げ下げを制御する振動手段が全て井戸の外の地上にあるため、振動手段に故障が生じた場合でも、筒状容器を引き上げる必要なく、修理や対応が可能である。また、万一、ワイヤが切れた場合でも、可変速モータのトルクをモニタすることで、その旨を作業者に通知することができる。また、筒状容器の上部に牽引環が設けられている場合は、牽引鉤を井戸中に下げることで、容易に筒状容器を回収することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の浄化装置及び方法は土壌及び地下水の浄化に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 浄化装置
２ 筒状容器
３ 振動手段
４ ワイヤ
１０ 巻きつけ軸
１０ａ シャフト
１０ｂ フランジ
１１ 大径ギア
１２ 小径ギア
１３ 可変速モータ
１４ 電源
１５ モニタローラ
１６ カウンタ
１５ａ、１６ａ 検出ユニット
２０ 制御装置
３０ フレーム
３１ａ、３１ｂ 支持支柱
３２ａ、３２ｂ ベアリング
４０ 外面
４０ａ 内壁面
４１ 貫通路
４２ 仕切り
４３ 外郭容器部
４３ａ 外郭容器部内仕切り
４３ｂ 上端部仕切り
４３ｃ 下端部仕切り
４４ 連結環
４５ 牽引環
４６ ノーズコーン
４９ 軸
５８ 浄化材の袋
６０ 地下水
９０ 浄化する土地
９１ 井戸
９２ 遮水層
９３ 井戸内壁面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学物質に汚染された地下水を浄化し、地下水の浄化を通じて汚染された土壌も浄化するための浄化装置および浄化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ハロゲン化合物等の溶解性の高い溶媒は、半導体を初めとする電子デバイスの製造工程で、多用される物質である。しかし、そのような物質を使用したために工場の敷地内や元工場のあった場所がこれらの物質で汚染されることがある。このような汚染はその土地の土壌を汚染するだけでなく、地下水をも汚染することになり、環境汚染の問題となる。したがって、汚染された土壌や地下水は浄化を行う必要がある。
【０００３】
汚染された土壌や地下水を浄化する方法としては、いくつかの方法が提案されている。例示すると、バイオレメディエーション法、揚水曝気法、石灰法、鉄粉法、土壌掘削置換法などが挙げられる。バイオレメディエーション法は、土壌中の微生物によって汚染物質を分解する方法である。費用的には安いが、浄化の時間は長い時間が必要となる。
【０００４】
土壌掘削置換法は、汚染された土壌をそっくり入れ替えるものなので、時間的には短期間で可能であるが、汚染が広がった地域の土壌をそっくり掘り返して、浄化されていない土壌と入れ替えるので、コストは高い。
【０００５】
石灰法や鉄粉法は、汚染土壌を掘り返して入れ替えるものではないが、化学物質を利用して、微生物に頼るより、より積極的に浄化を進める方法である。これらの方法は、鉄粉が、トリクロロメタンといった塩化物を塩素ガスと炭酸ガスに分解する触媒的な作用を発揮することを利用する。より具体的には、汚染された土壌に井戸を掘り、そこに流れる地下水に、細かく粉砕した鉄粉等を接触させ、地下水中の汚染物質を分解することで、地下水自体と付近の土壌も浄化するものである。
【０００６】
特許文献１には、この発明の一例が開示されている。図７を参照して、概略を説明すると、汚染土壌のある土地９０に井戸９１を遮水層９２まで掘る。井戸９１の内壁面９３は、砂岩などの水を通過させる物質で構成しておく。そして、井戸中の滞水層９４の地下水９５にステンレス鋼粉と鉄粉の混合した浄化材を充填した筒状容器１００をワイヤ１０２を介して沈める。
【０００７】
筒状容器１００の下部にはポンプ１０１が配設されていて、ポンプ１０１が地下水を筒状容器１００内に送水することで、浄化材と地下水９５を接触させる。浄化された地下水は、井戸の内壁面９３を通過して周囲の土壌に広がり、井戸内にはまた汚染された地下水が入ってくる。汚染された土地の複数個所にこのような井戸を設置することで、土壌も地下水も浄化するものである。なお、ポンプ１０１の電源等（図示せず）は井戸の外の地上に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−５０８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記発明は、地下水を効果的に浄化材に接触させるという点で効果がある。しかし、井戸９１の内径が１０ｃｍ程度であるため、筒状容器１００の下部に配設するポンプ１０１も、小型の物しか取り付けられない。したがって、井戸９１の遮水層９２から上の滞水層９４の深さが深い場合は、一部の深さの地点でだけしか、浄化を実施できないという課題があった。
【００１０】
また、狭い井戸９１内にポンプ１０１まで沈降させるので、ポンプ１０１のメンテナンスが容易でなく、また常時地下水中に沈降しているので、ポンプ１０１の耐久性に課題があった。
【００１１】
また、小型のポンプ１０１しか沈められないため、上部の筒状容器１００内の全ての浄化材に地下水を接触させにくいという課題もあった。小型のポンプ１０１では流速がそれほど上がらないからである。同時に、ポンプ１０１の作る水流が確実に筒状容器１００内に向いているか否かを確認しにくいという課題もある。例えば、ポンプ１０１の作る水流が筒状容器１００の一方の側面だけに向いている場合もあるからである。
【００１２】
また、ポンプ１０１の水流が遅いと、筒状容器１００の上方に配置された浄化材まで地下水が届かないおそれもある。浄化材は、大きさが数百ミクロンから数ミリ程度の小粉末であるので、水流にとっては、大きな抵抗となりえるからである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みて想到されたものであり、浄化材をより効率的に地下水に接触させ、また、メンテナンスの容易性、装置の耐久性を向上させた浄化装置とそれを用いた浄化方法を提供するものである。
【００１４】
具体的に本発明の浄化装置は、
化学物質で汚染された土壌を浄化する浄化装置であって、
浄化材を収容した筒状容器と、
前記筒状容器を懸垂するワイヤと、
前記ワイヤを上下運動させる振動手段を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の浄化方法は、
井戸を掘る工程と、地上に設けた振動手段により、浄化材を収納した筒状容器を前記井戸中の設定位置までワイヤで降下させる工程と、前記振動手段により前記井戸中の地下水中で前記ワイヤを介して前記筒状容器と前記浄化材を上下に振動させる工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の浄化装置若しくは浄化方法は、浄化材を地下水中で上下に振幅運動させることで地下水と浄化材を接触させ、浄化を行う。したがって、浄化材以外の駆動部分は、全て地上の井戸の外に配置することができ、メンテナンスが容易になる。
【００１７】
また、電気的な駆動部分が地下水中に浸漬していないので、故障が起こりにくく、耐久性に優れる。また、地下水中で浄化材を自由落下させることで、浄化作業中に浄化材を攪拌することができ、効果的に地下水と浄化材を接触させることができる。
【００１８】
また、浄化材を地下水中で上下に振動させるため、筒状容器を通過する流路に偏りが生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の浄化装置の構成を示す図。
【図２】本発明の振動手段の一例を示す図。
【図３】本発明の筒状容器の構成を示す図。
【図４】筒状容器の変形例を例示する図。
【図５】本発明の制御装置の処理フローを例示するフロー図。
【図６】本発明の処理フローの変形を例示するフロー図。
【図７】従来の地下水の浄化装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の浄化装置を図を参照して説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するのであり、下記説明に限定されるものではない。したがって、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、変更されてもよい。
【００２１】
図１は本発明の浄化装置が利用される場合の全体構成を示す図である。本発明の浄化装置１は、浄化材を充填される筒状容器２と、筒状容器２に充填される浄化材と、筒状容器２を上下に振動させる振動手段３を有する。
【００２２】
本発明の浄化方法は、浄化する土地９０にまず井戸９１を掘る。井戸９１の大きさは特に限定されないが、井戸９１の底は遮水層９２に到達するのが好ましく、数十ｍ程度の井戸を掘ることを考慮すると、直径数十ｍｍ以上の穴でないと、掘削パイプの強度が持たない。また、井戸９１の内壁面９３は透水性の補強材で形成するのがよい。井戸９１の崩落を防止し、なおかつ、地下水の流動を妨げないようにするためである。
【００２３】
次に、井戸９１の入口に振動手段３を設置する。本発明では、浄化材を充填した筒状容器２以外の駆動部分や制御部分は全て地上にある。それらの装置は数日から数週間に渡って、設置されるので、風雨にさらされないように、振動手段３を囲うように小屋を設置してもよい。
【００２４】
浄化材を充填された筒状容器２は、ワイヤ４を介して振動手段３に連結され、井戸９１中に懸垂される。筒状容器２は井戸９１中の地下水９５に浸漬された状態で、上下に振動される。上下に振動する筒状容器２中の浄化材が地下水に接触することで汚染された地下水の浄化が行われる。
【００２５】
次に図２を参照して、振動手段３について詳説する。本発明の振動手段３は、筒状容器２を吊り下げるワイヤ４と、ワイヤ４が巻きつけられた巻きつけ軸１０と、巻きつけ軸１０が回転軸として固定された大径ギア１１と、大径ギア１１に係合した小径ギア１２と小径ギア１２の回転中心に駆動軸を固定された可変速モータ１３（以後単に「モータ」ともいう）と、モータ１３に電力を与える電源１４と、モータ１３の回転速度を制御する制御装置２０とを含む。
【００２６】
筒状容器２を吊り下げるワイヤ４は、張力に強く、耐腐食性を有するものが好ましい。筒状容器２は数日から数週間、汚染された地下水中に浸漬されながら上下運動を繰り返すからである。
【００２７】
ワイヤ４を巻き上げる巻きつけ軸１０は、両端を回転可能に支持された状態で、軸の中央部付近でワイヤ４を巻き上げ若しくは繰り出しの回動運動を繰り返す。したがって、十分な曲げ応力を有することと、耐摩耗性を有することが必要である。ワイヤ４が同じ位置で巻きついたり、解かれたりするため、巻きつけ軸１０は磨耗しやすくなるからである。なお、巻きつけ軸１０は、ワイヤ４を固定するために、中央部付近に直径方向に貫通孔若しくは、巻きつけ軸１０側面から垂直方向に突設された突起が形成されていてもよい。
【００２８】
なお、ワイヤ４の繰り出し部分には、繰り出した（若しくは巻き上げた）ワイヤ長を知るためにモニタローラ１５とカウンタ１６が設置されていれば望ましい。ワイヤ４は巻きつけ軸１０に巻き取られていくと巻き付き半径が変わるため、巻きつけ軸１０の回転数だけでは繰り出したワイヤ４の長さが正確に計測できないからである。
【００２９】
巻きつけ軸１０が回転軸として固定された大径ギア１１および大径ギア１１に係合する小径ギア１２は、巻き上げトルクの確保と減速のためのギアである。したがって、それぞれのギア数の比（ギア比）は、使用されるモータ１３等の条件で適宜決められて良い。
【００３０】
小径ギア１２の回転中心に駆動軸１３ａを固定されたモータ１３は、十分なトルクと回転方向および回転速度を制御できるステッピングモータが好適に利用できる。本発明の浄化装置１では、浄化材が充填された筒状容器２を上下に振幅運動させるが、その振幅、振幅中心深さ、振幅速度を変更させることが出来るようにするのが、特徴の１つであるからである。
【００３１】
可変速モータ１３への電源１４と可変速モータ１３を制御する制御装置２０も特に限定されるものではない。電源１４は、自発電電源であってもよい。制御装置２０は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ Ｕｎｉｔ）とメモリを利用したものが好適に用いられる。本発明の浄化装置１では、筒状容器２の上下運動をさせるのに、いくつかのパラメータの組み合わせができるようにするからである。また、制御装置２０は、モータ１３からのトルク情報Ｓｔと、ワイヤの繰り出し部に設定されたモニタローラの回転数情報Ｓｃを得る事ができる。
【００３２】
モニタローラ１５は、ワイヤ４を挟むように挟持した３つのローラからなり、ワイヤ４の繰り出し方向と直角方向に移動可能に支持されている。ワイヤ４は巻きつけ軸１０の中央付近に所定の幅で巻きつけられるので、繰り出し（若しくは巻き上げ）でワイヤ４の繰り出し位置は移動するからである。カウンタ１６は、モニタローラ１５のうちの少なくとも１つのローラの回転をカウントし、制御装置２０に通知する。モニタローラ１５からの回転数情報Ｓｃは、繰り出した（若しくは巻き上げた）ワイヤ４の長さを知ることができ、また、制御装置２０自身が内部に有するタイマによって繰り出し（若しくは巻き上げ）速度を知ることが出来る。
【００３３】
なお、図２に示すように、ワイヤ４の位置ずれやワイヤ４とモニタロータ１５との接触劣化などの不都合に対応するために、接触式のモニタロータ１５、カウンタ１６に代えて、赤外線受発光または磁力検知を用いた公知の非接触式の検出ユニット１５ａ、１６ａを使用してもよい。例えば、符号１６ａを赤外線受発光装置とした場合は、符号１５ａを反射鏡等とする。また、符号１６ａを磁力検知装置とした場合は、符号１５ａは磁石とする。
【００３４】
検出ユニットにおいて符号１５ａは巻きつけ軸１０に延設されたフランジ１０ｂに固定され、巻きつけ軸１０が回転する毎に検出ユニット１６ａが回転を検知し、回転情報Ｓｃとして制御装置２０に通知する。したがって、モニタロータ１５とカウンタ１６か、検出ユニット１５ａ、１６ａのいずれかを装備していることが望ましい。
【００３５】
次にこれらを用いた振動手段３の構成を説明する。掘削した井戸９１の穴を囲むようにフレーム３０を設置し、ボルト等３５で固定する。フレーム３０には、井戸９１の穴を跨ぐ位置に支持支柱３１ａ、３１ｂが形成され、支持支柱３１ａ、３１ｂには、ベアリング３２ａ、３２ｂが固定されている。ベアリング３２ａ、３２ｂには、巻きつけ軸１０のシャフト１０ａが貫挿され、回転可能に支持されている。巻きつけ軸１０の一端は支持支柱３１ａ、３１ｂから井戸９１の外側に延設されており、端部に大径ギア１１が固定されている。大径ギア１１には小径ギア１２が係合されている。小径ギア１２の回転軸は、可変速モータ１３の駆動軸１３ａに固定されており、可変速モータ１３はフレーム３０に固定されている。可変速モータ１３には電源１４からの電源ライン１４ａ、１４ｂおよび、制御装置２０からの制御線２１が結接されている。振動手段３の動作については、後述する。
【００３６】
なお、振動手段３は、浄化材を充填した筒状容器２を掘削した井戸９１内で上下に振動させることができれば、上記の構成に制限されるものではないのは言うまでもない。
【００３７】
次に図３を参照して、筒状容器２の詳細を説明する。筒状容器２は、高さ方向の軸４９に沿って断面形状がほぼ同じとなる形状を有する。したがって、軸４９に垂直な断面は完全な円に限定されることなく、多角形や楕円であってもよい。外面４０は、ステンレスなどの耐腐食性の高い材質で形成されており、断面中央付近に上部から下部に至る貫通路４１が形成されている。上方から下方に向かって、若しくは下方から上方に向かって地下水を流す流路を確保するためである。
【００３８】
そして、外面４０の内壁面４０ａから筒状容器２の軸４９方向に空間が確保され、軸４９に近い側の境界には仕切り４２が形成されている。すなわち、筒状容器２の外面４０の内壁面４０ａ側には外郭容器部４３が形成されている。仕切り４２は、通水性を有するのが望ましい。筒状容器２の中央付近を流れる地下水が外郭容器部４３によく流れるためである。また、外郭容器部４３内に、筒状容器２の軸４９に垂直方向にも仕切り４３ａが設けられていても良い。外郭容器部４３内を複数の区画に分けるためである。
【００３９】
特に、筒状容器２の上下の端面４０ｂ、４０ｃは、全面が通水性の仕切り４３ｂ、４３ｃで形成されているのが好ましい。外郭容器部４３から浄化材がこぼれ落ち、筒状容器２から脱落するのを防止するためである。なお、図３で仕切り４３ｃは網目状になっていないが、網目状の仕切りであってもよい。
【００４０】
筒状容器２の上部の外面４０には、ワイヤ４を連結するための連結環４４が形成されている。連結環４４は、外面４０の周囲に複数個設けられていてもよく、それぞれの連結環４４にワイヤを連結させ、それをまとめてワイヤ４として筒状容器２を懸垂する。
【００４１】
また、筒状容器２の上端部の直径をまたぐように牽引環４５が形成されていてもよい。万一、ワイヤ４が切断し、筒状容器２が井戸９１の底に落下した場合に、上から牽引鉤で引き上げることができるためである。
【００４２】
図４には、筒状容器２の変形例の平面図を示す。図４（ａ）では、円形でない貫通路４１ａを有する筒状容器２ａを示す。貫通路４１ａは、地下水の流路であるので、筒状容器２ａの上下方向にほぼ平行に形成されていればよく、断面形状は円形でなくてもよい。図では、断面が正方形の場合を示したが、他の多角形や楕円形状であってもよい。
【００４３】
図４（ｂ）には、貫通路４１中にノーズコーン４６を配した例を示す。ノーズコーン４６は貫通路４１中を流れる地下水を外郭容器部４３に流す役割をする。例えば、下方から上方に向かって地下水が流れる場合（６０）、筒状容器２の下部に充填された浄化材５８には地下水６０は勢いよく当たるが、流れ抵抗によって地下水６０は中央の貫通路４１に戻される（６１）。そこで、筒状容器２の貫通路４１のほぼ中央部にノーズコーン４６を配置して再度外郭容器部４３に流そう（６２）というものである。なお、符号５８は、浄化材を充填した不織布の袋である。
【００４４】
また、図４（ｃ）を参照して、浄化材を充填する容器部は筒状容器２の中央付近に形成されていてもよく、この場合は外郭容器部４３に加えて中心容器部４７が形成される。そして貫通路４１ｃは、外郭容器部４３と中心容器部４７の間に形成される。
【００４５】
また、図４（ｄ）を参照して、筒状容器２の下端部には、先細形状の蓋部５０を、上端部には、フラップ５１が配置されていてもよい。この場合は、蓋部５０を開けて、蓋部５０方向から浄化材を充填する。先細形状の蓋部５０は、筒状容器２を降下させる際の水抵抗を低減し、貫通路４１を流れる地下水の流速を高める役目を行う。一方、上端部のフラップ５１は、筒状容器２の外面４０と蝶番（図示せず）によって連結されている。そのため、筒状容器２が降下する際には、外面４０に沿うように位置し、流れ抵抗にならない。また、筒状容器２が引きあげられる際には、所定角度まで開いて、筒状容器２内に多くの地下水が流れ込むように働く。
【００４６】
浄化材は、大きさが数百ミクロンから数ミリの大きさに形成されたもので、鉄、ステンレス、シリコンスラッジが好適に用いられる。これらの浄化材は、そのまま筒状容器２に充填してよい。また、布若しくは不織布の小袋単位に詰められていてもよい。取扱や交換が便利であるからである。なお、浄化材が小袋単位に詰められている場合は、外面４０に地下水が漏れ出る孔が形成されていてもよい。粒状の浄化材が筒状容器２から脱離するおそれが少ないからである。
【００４７】
次に本発明の地下水浄化装置１の運転について説明する。すでに説明したように、浄化しようとする土壌には、遮水層９２に至るまでの井戸９１が掘削してある。そして井戸９１の穴上にフレーム３０を配置し、ギア（１１、１２）およびモータ１３が配置されている。筒状容器２には、小袋単位で浄化材が詰められて、筒状容器２内に区画に分けられた外郭容器部４３に配置されている。また、予め井戸９１の底までの深さと井戸の穴口から地下水面までの深さは測定されているものとする。
【００４８】
図２の振動手段の構成図および図５のフローを参照して、本発明の浄化装置１の運転について説明する。筒状容器２が井戸の中に入れられ、制御装置２０がスタートすると、運転が開始される（Ｓ１００）。運転が開始されると、筒状容器２は、設定された深さ（Ｄ０）まで降下される（Ｓ１０２）。次に、設定された振幅Ａ０および振幅速度Ｖ０で振幅運動が行われる（Ｓ１０４）。
【００４９】
この時、制御装置２０は、筒状容器２の実際の運動（振幅Ａ０および振幅速度Ｖ０）を、カウンタ１６からのワイヤ４の繰り出し長さ等の情報Ｓｃおよび制御装置２０が内部に有するタイマによって知る。また、実際の運動を設定値通りに行わせるために、モータ１３に駆動軸の回転量、回転方向、回転速度といったコマンドＣｍで指示する。
【００５０】
この運動は設定された運転時間が経過するまで継続される。ステップＳ１０６では経過時間（ｔ）と予め設定された時間（Ｔｓｅｔ）の大小が比較され、設定時間内であれば（Ｓ１０６のＮ分岐）、再び振動させる（Ｓ１０４に戻る）。そして設定された運転時間が終了すると（Ｓ１０６のＹ分岐）、筒状容器２を巻き上げて（Ｓ１０８）停止する（Ｓ１１０）。もちろん、運転停止スイッチが押されるなどの割り込み処理が行われたときには、運転を中止するようにしてもよい。
【００５１】
また、制御装置２０は、モータ１３からトルクに関する情報Ｓｔを受け取るので、このトルクを見る事でワイヤ４の切断が把握できる。モータ１３にかかる負荷が突然なくなるからである。その際は、制御装置２０のモニタ画面や、スピーカーでワイヤ４の切断を通知してもよい。
【００５２】
またこの時、落下速度Ｖｄと引き上げ速度Ｖｕを変化させてもよい。特に筒状容器２を降下させる時は、水中での落下速度以上の速度でワイヤ４を繰り出すのが好ましい。水中での自由落下速度以上の速度でワイヤ４を繰り出すと、筒状容器２は水中で自由落下する。なお、ここで水中での自由落下とは、筒状容器２が水の抵抗を受けて井戸の中を落下する速度をいう。すると、筒状容器２内の浄化材は無重力状態となり、浄化材同士の間に隙間ができやすくなり、地下水とより接触しやすくなるからである。また、振動運動の度毎に、浄化材を攪拌し、位置を変える事ができる。これによって、よりフレッシュな面を地下水に接触させやすくする。
【００５３】
以上のように本発明では、浄化材を充填した筒状容器２を井戸９１中で上下に振動運動させるので、水流の通路が偏ることがないので、浄化材は必ず地下水と接触し、確実な浄化活動が保証される。
【００５４】
基本的に本発明の浄化装置１は、上記のような運転を基本とするが、さらに振幅の中心点と、振動幅、および振動速度を運転時間毎に変化させてもよい。図６にはこのような運転のフローを例示する。運転がスタートすると（Ｓ２００）、筒状容器２は所定深さ（Ｄ０）まで井戸中を下ろされる（Ｓ２０２）。所定深さＤ０まで到達したら、最初の振幅Ａ０および振動速度Ｖ０で振動を開始する（Ｓ２０４）。次に所定時間経過したら（Ｓ２０６のＹ分岐）、次の深度（Ｄ１）まで筒状容器を下ろし（Ｓ２０８）、次に設定された振幅Ａ１および振動速度Ｖ１で振動を開始させる（Ｓ２１０）。この時、最初の振幅Ａ０および振動速度Ｖ０と２度目の振幅Ａ１および振動速度Ｖ１は同じでなくてよい。
【００５５】
図６に示すように、上記の処理フローは所定深さに設置し、所定の振幅と所定の振動速度で振動させるという工程を２つ示している。最初の工程（Ｐ１）と次の工程（Ｐ２）は、この２つに限定されることなく、自由な回数だけ選択してもよく、またそれぞれの深度、振幅、振動速度といったパラメータも、工程毎に選択して構わない。すなわち、振幅、振動速度といったパラメータは、振動中心となる設定深さ毎に変化させてもよい。
【００５６】
本発明は、筒状容器の井戸中での深度を井戸外から変化させることができるので、このような運転のバリエーションが可能になる。したがって、水圧の少ない地下水面から浅い領域では、細かくまた素早く振動させ、井戸の底に近く水圧の高い領域では比較的ゆっくりと大きな振幅で振動させるといった運転が可能となる。
【００５７】
本発明の浄化装置では、筒状容器の上げ下げを制御する振動手段が全て井戸の外の地上にあるため、振動手段に故障が生じた場合でも、筒状容器を引き上げる必要なく、修理や対応が可能である。また、万一、ワイヤが切れた場合でも、可変速モータのトルクをモニタすることで、その旨を作業者に通知することができる。また、筒状容器の上部に牽引環が設けられている場合は、牽引鉤を井戸中に下げることで、容易に筒状容器を回収することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の浄化装置及び方法は土壌及び地下水の浄化に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 浄化装置
２ 筒状容器
３ 振動手段
４ ワイヤ
１０ 巻きつけ軸
１０ａ シャフト
１０ｂ フランジ
１１ 大径ギア
１２ 小径ギア
１３ 可変速モータ
１４ 電源
１５ モニタローラ
１６ カウンタ
１５ａ、１６ａ 検出ユニット
２０ 制御装置
３０ フレーム
３１ａ、３１ｂ 支持支柱
３２ａ、３２ｂ ベアリング
４０ 外面
４０ａ 内壁面
４１ 貫通路
４２ 仕切り
４３ 外郭容器部
４３ａ 外郭容器部内仕切り
４３ｂ 上端部仕切り
４３ｃ 下端部仕切り
４４ 連結環
４５ 牽引環
４６ ノーズコーン
４９ 軸
５８ 浄化材の袋
６０ 地下水
９０ 浄化する土地
９１ 井戸
９２ 遮水層
９３ 井戸内壁面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学物質で汚染された土壌を浄化する浄化装置であって、
浄化材を収容した筒状容器と、
前記筒状容器を懸垂するワイヤと、
前記ワイヤを上下運動させる振動手段を有する浄化装置。
【請求項２】
前記筒状容器は、前記浄化材の収容されない上下に貫通する貫通路を有する請求項１に記載された地下水の浄化装置。
【請求項３】
前記筒状容器は、平面視中心位置に浄化材を収容した中心容器部と、中心容器部を包囲する浄化材を収容した環状の外郭容器部と、前記中心容器部と前記外郭容器部の間に形成される貫通路からなる請求項２記載の浄化装置。
【請求項４】
前記筒状容器は、浄化材を収容した環状の外郭容器部と、前記外郭容器部の中心に位置する貫通路からなる請求項２記載の浄化装置。
【請求項５】
前記振動手段は水平軸中心に回転可能に設けた巻きつけ軸と、前記巻きつけ軸を往復回動させる可変速モータを有する請求項１記載の地下水の浄化装置。
【請求項６】
浄化材としてＳｉを主成分とするシリコンスラッジを収容してなる請求項１乃至６のいずれかの請求項に記載された地下水の浄化装置。
【請求項７】
前記筒状容器に浄化材を収脱可能な開口部を設け、この開口部に着脱可能な蓋部を有してなる請求項１乃至６のいずれかに記載された地下水の浄化装置。
【請求項８】
蓋部の形状を先細形状とした請求項７に記載の地下水の浄化装置。
【請求項９】
前記筒状容器の上部には、牽引環が形成されている請求項１乃至８のいずれか１の請求項に記載された浄化装置。
【請求項１０】
前記振動手段は、前記可変速モータと、前記ワイヤに接触して回転するモニタローラの回転情報を読み取るカウンタと接続されている請求項５乃至９のいずれかの請求項に記載された浄化装置。
【請求項１１】
前記振動手段は、前記筒状容器を降下させる際には、前記地下水中での自由落下速度より早い速度で前記ワイヤを繰り出すことを特徴とする請求項１０に記載された浄化装置。
【請求項１２】
井戸を掘る工程と、
地上に設けた振動手段により浄化材を収納した筒状容器を前記井戸中の設定位置までワイヤで降下させる工程と、
前記振動手段により前記井戸中の地下水中で前記ワイヤを介して前記筒状容器と前記浄化材を上下に振動させる工程を有する地下水の浄化方法。
【請求項１３】
前記振動の中心点が固定されていることを特徴とする請求項１２に記載された浄化方法。
【請求項１４】
前記振動させる工程では、前記浄化材を降下させる際には、前記地下水中での自由落下速度で降下させる請求項１２または１３に記載された浄化方法。
【請求項１５】
前記振動の中心を変化させる工程を有することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１の請求項に記載された浄化方法。
【請求項１６】
前記振動の中心を変化させる工程毎に前記上下の振動の振幅および振動速度を変化させる請求項１５に記載された浄化方法。
【請求項１】
化学物質で汚染された土壌を浄化する浄化装置であって、
浄化材を収容した筒状容器と、
前記筒状容器を懸垂するワイヤと、
前記ワイヤを上下運動させる振動手段を有する浄化装置。
【請求項２】
前記筒状容器は、前記浄化材の収容されない上下に貫通する貫通路を有する請求項１に記載された地下水の浄化装置。
【請求項３】
前記筒状容器は、平面視中心位置に浄化材を収容した中心容器部と、中心容器部を包囲する浄化材を収容した環状の外郭容器部と、前記中心容器部と前記外郭容器部の間に形成される貫通路からなる請求項２記載の浄化装置。
【請求項４】
前記筒状容器は、浄化材を収容した環状の外郭容器部と、前記外郭容器部の中心に位置する貫通路からなる請求項２記載の浄化装置。
【請求項５】
前記振動手段は水平軸中心に回転可能に設けた巻きつけ軸と、前記巻きつけ軸を往復回動させる可変速モータを有する請求項１記載の地下水の浄化装置。
【請求項６】
浄化材としてＳｉを主成分とするシリコンスラッジを収容してなる請求項１乃至６のいずれかの請求項に記載された地下水の浄化装置。
【請求項７】
前記筒状容器に浄化材を収脱可能な開口部を設け、この開口部に着脱可能な蓋部を有してなる請求項１乃至６のいずれかに記載された地下水の浄化装置。
【請求項８】
蓋部の形状を先細形状とした請求項７に記載の地下水の浄化装置。
【請求項９】
前記筒状容器の上部には、牽引環が形成されている請求項１乃至８のいずれか１の請求項に記載された浄化装置。
【請求項１０】
前記振動手段は、前記可変速モータと、前記ワイヤに接触して回転するモニタローラの回転情報を読み取るカウンタと接続されている請求項５乃至９のいずれかの請求項に記載された浄化装置。
【請求項１１】
前記振動手段は、前記筒状容器を降下させる際には、前記地下水中での自由落下速度より早い速度で前記ワイヤを繰り出すことを特徴とする請求項１０に記載された浄化装置。
【請求項１２】
井戸を掘る工程と、
地上に設けた振動手段により浄化材を収納した筒状容器を前記井戸中の設定位置までワイヤで降下させる工程と、
前記振動手段により前記井戸中の地下水中で前記ワイヤを介して前記筒状容器と前記浄化材を上下に振動させる工程を有する地下水の浄化方法。
【請求項１３】
前記振動の中心点が固定されていることを特徴とする請求項１２に記載された浄化方法。
【請求項１４】
前記振動させる工程では、前記浄化材を降下させる際には、前記地下水中での自由落下速度で降下させる請求項１２または１３に記載された浄化方法。
【請求項１５】
前記振動の中心を変化させる工程を有することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１の請求項に記載された浄化方法。
【請求項１６】
前記振動の中心を変化させる工程毎に前記上下の振動の振幅および振動速度を変化させる請求項１５に記載された浄化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−６１４３１（Ｐ２０１２−６１４３１Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８３７３（Ｐ２０１０−２０８３７３）
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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