曝気装置
【課題】汚染物質が空気と接触する機会が多く、且つ、汚染物質と空気とが接触している時間を長くすることが出来て、しかも、処理能力が高い曝気装置の提供。
【解決手段】複数本のスライム搬送用配管（１５２）と、同一個所（Ｐｘ）で複数本のスライム搬送用配管（１５２）と合流している高圧エア配管（１５１）とを有しており、スライム搬送用配管（１５２）の各々は曝気槽（５）底部近傍に連通しスライム搬送装置（１５４）が介装されており、高圧エア配管（１５１）はエア供給装置（１５３）に連通しており、高圧エア配管（１５１）の曝気槽（５）側の端部は、曝気槽（５）内のスライムが貯留している領域上方の空間内にスライムと空気との混合流を噴射する。
【解決手段】複数本のスライム搬送用配管（１５２）と、同一個所（Ｐｘ）で複数本のスライム搬送用配管（１５２）と合流している高圧エア配管（１５１）とを有しており、スライム搬送用配管（１５２）の各々は曝気槽（５）底部近傍に連通しスライム搬送装置（１５４）が介装されており、高圧エア配管（１５１）はエア供給装置（１５３）に連通しており、高圧エア配管（１５１）の曝気槽（５）側の端部は、曝気槽（５）内のスライムが貯留している領域上方の空間内にスライムと空気との混合流を噴射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曝気装置に関する。より詳細には、本発明は、汚染された土壌から汚染物質を除去することに適合した曝気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の土壌浄化工法では、浄化しようとする領域の汚染土壌を、全て掘り起す場合が多い。掘り起された汚染土壌は、処理施設に送られる。処理施設に送られた汚染土壌は、化学的処理、物理的処理が加えられ、汚染物質が除去される。
【０００３】
しかし、係る方法では、浄化しようとする領域の汚染土壌を掘り起こす段階で、汚染土壌中の汚染物質が、周囲の環境に拡散してしまう可能性が存在する。
また、掘り返した汚染土壌を掘り起こす必要が無く、しかも、汚染土壌が存在する領域の近傍で汚染物質を除去、処理することが可能な汚染土壌浄化技術が望まれていた。
【０００４】
従来技術において、いわゆる交差噴流を用いて汚染土壌を切削し、施工領域を高精度で決定し、充填材料の数量を正確に把握することを可能ならしめる技術が提案されている（特許文献１）。
しかし、係る従来技術は、汚染土壌を原位置に留めたまま、汚染物質を土壌から除去する旨は、開示されていない。
また、交差噴流を用いて切削する際に発生するスライムや気体中に包含される汚染物質の処理についても、何等開示するものではない。
【０００５】
本発明者は、土壌に包含される汚染物質が、揮発性物質（ＶＯＣ）である場合には、噴流を用いて切削する際に発生するスライムを曝気装置へ供給することにより、スライムからＶＯＣが良好に分離されることに着目した。
しかし、従来の曝気装置は下水道に貯留する汚泥等の処理を目的としたものであり、好気性微生物を活性化して有機性の汚物を分解するための構成となっている。換言すれば、従来の曝気装置は、汚染された土壌の浄化を対象としておらず、そのため、汚染された土壌のスライムの曝気処理には適していない。
具体的には、従来の曝気装置では、汚染物質が空気と接触する機会が少なく、また、汚染物質と空気とが接触している時間も短い。それに関連して、曝気処理能力が、極めて低い。
【０００６】
例えば、油分により汚染された土壌の浄化に曝気装置を用いる従来技術も存在する（例えば、特許文献２参照）。
しかし、係る従来技術で使用される曝気装置自体は、従来の汚泥処理用の装置であり、上述した様な問題を解決するものではない。
【特許文献１】特開２００３−１５９５８４号公報
【特許文献２】特開２００５−２７９４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、汚染物質が空気と接触する機会が多く、且つ、汚染物質と空気とが接触している時間を長くすることが出来て、しかも、処理能力が高い曝気装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の曝気装置は、曝気槽（第１のスライム曝気タンク５）及びスライム噴射装置（スライム循環噴射装置１５）を備えており、スライム噴射装置（１５）は、複数本のスライム搬送用配管（スライム循環管路１５２）と、同一個所（交差合流部Ｐｘ）で複数本のスライム搬送用配管（スライム循環管路１５２）と合流している流体（例えば、高圧エア、薬液）用配管（例えば、高圧エア噴射管１５１）とを有しており、複数本のスライム搬送用配管（１５２）の各々は曝気槽（５）底部近傍（のスライムが貯留している領域）に連通しており且つスライム搬送装置（スライムポンプ１５４）が介装されており、流体用配管（１５１）は流体供給装置（例えば、コンプレッサ１５３、薬液供給装置）に連通しており、流体用配管（１５１）の曝気槽（５）側の端部は、曝気槽（５）内のスライムが貯留している領域上方の空間内にスライムを含む混合流（例えば、スライムと空気との混合流）を噴射する様に構成されていることを特徴としている（請求項１：図３、図４）。
【０００９】
ここで、前記複数本のスライム搬送用配管（１５２）の各々には、空気吸引装置（空気導入口１５２ｃ）が設けられているのが好ましい（図３、図４）。
そして、空気吸引装置としては、スライム搬送用配管（１５２）の流路断面積を縮小した部分（絞り部分）を設け、流路断面積を縮小した部分に空気導入用の開口部（空気導入口１５２ｃ）を設けるのが好ましい。
【００１０】
また、本発明の曝気装置において、曝気槽（５）内のスライムが貯留する領域にスライムの混合手段（ミキサーＭ）を設けるのが好ましい（請求項２：図５）。
【００１１】
本発明の曝気装置において、密閉容器状の曝気槽（タンク５０）と、曝気槽（５０）の底部（５８）近傍に配置されたスライム噴射装置（スライム噴射管Ｔｓのスライム噴射孔Ｔｓｎ）と、スライム噴射装置（Ｔｓｎ）近傍に配置された高圧エア噴射装置（高圧エアの噴射孔）とを有し、スライム噴射装置（Ｔｓｎ）はスライムを鉛直方向上方へ噴射（Ｊｓ）する様に構成され、高圧エア装置は高圧エアを鉛直方向上方へ噴射（Ｊａ）する様に構成しても良い（請求項３：図６）。
【００１２】
また本発明の曝気装置において、密閉容器状の曝気槽（タンク５０）と、曝気槽（５０）の底部（５８）近傍に配置され且つ高圧エア噴射装置（エア噴射孔Ｔａｎ）が形成された高圧エア供給装置（高圧エア噴射管Ｔａ）と、曝気槽（５０）の天井部（天蓋５３）近傍に配置され且つスライム噴射装置（スライム噴射孔Ｔｓｎ）が形成されたスライム供給装置（スライム噴射管Ｔｓ）とを備え、高圧エア噴射装置（Ｔａｎ）は高圧エアを鉛直方向上方へ噴射（Ｊａ）する様に構成されており、スライム噴射装置（Ｔｓｎ）はスライムを鉛直方向下方へ噴射（Ｊｓ）する様に構成されており、高圧エア供給装置（高圧エア噴射管Ｔａ）とスライム供給装置（スライム噴射管Ｔｓ）とが相互に反対の方向（Ｒ２、Ｒ１）へ回転する様に構成しても良い（請求項４：図７）。
【００１３】
ここで（請求項４の曝気装置において）、高圧エア噴射装置（Ｔａｎ）及び／又はスライム噴射装置（Ｔｓｎ）は、単一の直管状に構成しても良いし（図７）、或いは、螺旋状に構成する（図８）ことが可能である。
【００１４】
さらに本発明の曝気装置において、密閉容器状の曝気槽（タンク５０）と、曝気槽（５０）の底部（５８）近傍に配置された高圧エア噴射装置（高圧エアノズルＮａ）と、曝気槽（５０）の天井部（天蓋５３）近傍に配置され且つスライム噴射装置（スライム噴射孔Ｔｓｎ）が形成されたスライム供給装置（スライム噴射管Ｔｓ）とを備え、高圧エア噴射装置（Ｎａ）はタンク（５０）の内壁に沿って螺旋状に旋回して流れる高圧エア噴流（Ｆａ）を噴射する様に構成されており、スライム噴射装置（Ｔｓｎ）は回転（Ｒ）しつつスライムを鉛直方向下方へ噴射（Ｊｓ）する様に構成するのが好ましい（請求項５：図９）。
【００１５】
これに加えて、本発明の曝気装置において、密閉容器状の曝気槽（タンク５０）と、曝気槽（５０）の底部（５８）近傍に配置された高圧エア噴射装置（高圧エアノズルＮａ）と、曝気槽（５０）の天井部（天蓋５３）近傍に配置され且つスライムと高圧エアの混合物を噴射する噴射装置（ノズルＮｎｘ）が形成された管状の噴射装置（混合ジェット噴射装置Ｎｘ）とを備え、高圧エア噴射装置（Ｎａ）はタンク（５０）の内壁に沿って螺旋状に旋回して流れる高圧エア噴流（Ｆａ）を噴射する様に構成されており、管状の噴射装置（Ｎｘ）は曝気槽（５０）の横断面中心から偏寄した位置に配置されているのが好ましい（請求項６：図９、図１０）。
【００１６】
汚染土壌の浄化工法の施工現場において、ボーリング孔（Ｈ）を掘削して噴射及び注入装置（２）を挿入し（Ｓ１）、噴射及び注入装置（２）を回転しつつ引き上げる際に、噴射及び注入装置（２）の上方に設けた少なくとも一対のノズル（２２１、２２２）から高温（例えば、８０℃〜９０℃）の水から成る交差噴流（Ｊｃ）を噴射し、噴射及び注入装置（２）の下方に設けた注入口（２１ｏ）から充填材料（Ｃ）を注入し、交差噴流（Ｊｃ）を噴射し充填材料（Ｃ）を注入する際に地上側（Ｅ）へ流出したスライム（Ｓ）を地上側（Ｅ）に設けた浄化設備（４、５、６、７）により汚染物質を除去し、汚染物質が除去されたスライムを噴射及び注入装置（２）へ供給する汚染土壌浄化工法を実施し、そこで用いられる浄化設備（４、５、６、７）に本発明の曝気装置を備えることが好ましい。
【００１７】
係る汚染土壌浄化工法において、高温の水から成る交差噴流（Ｊｃ）は、高温のエア（例えば、８０℃〜１００℃）の噴流により、包囲されるのが好ましい。
また、前記交差噴流（Ｊｃ）を構成する切削流体は、化学品（例えば、還元剤や酸化剤等）を含有しているのが好ましい。
或いは、前記交差噴流（Ｊｃ）を構成する切削流体は、微生物及び／又は微生物の栄養素を包含し、生物を使用したＶＯＣ分解剤（例えば、商品名「ＨＲＣ」として市販されているＶＯＣ分解剤等）を包含しているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
上述した構成を具備する本発明の曝気装置によれば、同一個所（交差合流部Ｐｘ）で複数本のスライム搬送用配管（スライム循環管路１５２）が高圧エア配管（高圧エア噴射管１５１）と合流しているので、合流個所（交差合流部Ｐｘ）において、スライム搬送用配管（１５２）を流れるスライムが高圧エア配管（１５１）を流れる高圧エアと衝突し、均一に混合するので、スライム中の粘土粒子或いは土壌粒子が空気と良好に接触して、曝気される。
そして本発明によれば、高圧エアとスライムとの混合物は、（第２のスライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから）曝気槽（第１のスライム曝気タンク５）内の空間、すなわち空気中に噴射されるので、噴射された空間中、すなわち空気中で、粘土粒子或いは土壌粒子が空気とさらに接触する。
【００１９】
その結果、本発明の曝気装置によれば、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、且つ空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が向上し、ＶＯＣの分離が促進される。
係る作用効果は、前記複数本のスライム搬送用配管（１５２）の各々に空気吸引装置（空気導入口１５２ｃ）が設け、そこから空気を吸引して、スライム搬送用配管（１５２）を流れるスライムと空気とが混合する様に構成すれば、さらに良好に発揮される。
【００２０】
さらに、本発明において、スライム搬送用配管（１５２）に介装されたスライム搬送装置（スライムポンプ１５４）及び高圧エア配管（１５１）と連通しているエア供給装置（コンプレッサ１５３）を適宜選択し、或いは、スライム搬送装置（１５４）の吐出量とエア供給装置（１５３）の吐出量を適宜設定することにより、曝気処理するスライムの量を適宜増加することが出来る。
或いは、スライム搬送装置（１５４）とエア供給装置（１５３）を大型化して、配管系の内径を増加することによって、曝気処理するスライムの量を増加することができる。
そのため、本発明の曝気装置によれば、大流量のスライムを曝気処理することが可能となる。ここで、当該「大流量」は、好気性微生物の活性化を目的とする従来の曝気装置では、到底処理し得ない流量である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
図１及び図２は、本発明の曝気装置を設けた汚染土壌浄化システム（土壌浄化システム）を示している。
図１において、全体を符号１００で示す土壌浄化システムは、施工用マシン１０１と、掘削機１と、スライム貯留タンク４と、第１のスライム曝気タンク５及び第２のスライム曝気タンク６（曝気装置）とを備えている。
土壌浄化システム１００は、さらに、重金属除去装置７と、コンクリートポンプ８とを備えている。
【００２２】
図１、図２では、既に削孔されたボーリング孔Ｈに、掘削機１の後述する三重管ロッド２が挿入され、汚染土壌の浄化工法を施工している状態が示されている。
図１、図２において、符号Ｇは土壌一般を示し、符号Ｇｐは汚染土壌或いは汚染領域を示す。
【００２３】
特に図２で詳細に示す通り、掘削機１は、三重管ロッド２を備えている。三重管ロッド２は、第１の管２１と、第２の管２２と、第３の管２３とが、同心となる様に構成されている。第１の管２１が半径方向最内方に配置されており、第３の管２３が半径方向最外方に配置されている。
図１及び図２において、ボーリング孔ＨにはケーシングパイプＣＰが挿入されている。
【００２４】
第１の管２１内を充填材料Ｃが供給される。第１の管２１の先端（図２では下端）近傍において、充填材料注入口２１ｏが形成されている。
充填材料Ｃとしては、通常の固化材のみならず、後述する第２実施形態で説明するように、浄化されたスライムを、再投入して用いることが可能である。また、浄化されたスライムは、切削流体として再投入することが可能である。
【００２５】
第２の管２２及び第３の管２３には、ノズル２２１、２２２が設けられている。ノズル２２１、２２２は上下方向に離隔しており、且つ、対となって設けられている。一対のノズル２２１、２２２から噴射されるジェット噴流Ｊ１、Ｊ２は、所定位置Ｐｊｃ（交差点）で衝突して、いわゆる「交差噴流」Ｊｃを構成している。
ここで、ケーシングパイプＣＰは、交差噴流Ｊｃと干渉しない様に配置されている。
なお、図２では交差噴流Ｊｃを噴射するノズル２２１、２２２は一対のみ示されているが、交差噴流Ｊｃを噴射するノズルを複数対設けることが出来る。
【００２６】
ジェット噴流Ｊ１、Ｊ２は、超高圧の高温水で構成されるのが好ましい。そして、高温水の温度は、切削流体である水が沸騰しない程度の温度、例えば、８０〜９０℃であるのが好ましい。
図２の三重管ロッド２において、ノズル２２１、２２２から充填材料注入口２１ｏに至る領域の機器が、充填用のモニタ２０（噴射及び注入装置）を構成している。
【００２７】
図２において、高温水噴流Ｊ１、Ｊ２の周囲を、高温の圧縮空気のジェットＪａで包囲している。詳細には図示されていないが、ノズル２２１、２２２は同心に配置されており、半径方向内側は第１の管２１と第２の管２２との環状空間と連通しており、半径方向内側から高温水噴流Ｊ１、Ｊ２が噴射される。そして、ノズル２２１、２２２の半径方向外側は、第２の管２２と第３の管２３との環状の空間と連通しており、半径方向外側から高温圧縮空気ジェットＪａが噴射される。
圧縮空気のジェットＪａの温度は、噴流Ｊ１、Ｊ２を構成する水を気化させない程度の温度である。ただし、圧縮空気ジェットＪａは、省略することも可能である。
また、上述の内容では、三重管ロッド２において、充填材料Ｃが第１の管２１内を流れ、高圧温水が第１の管２１と第２の管２２との間の環状空間を流れ、高温圧縮空気が第２の管２２と第３の管２３との間の環状空間を流れているが、それに限定される訳ではない。例えば、充填材料Ｃを第２の管２２と第３の管２３の環状空間を介して供給し、高圧温水が第１の管２１内を流れ、高温圧縮空気が第１の管２１と第２の管２２の環状空間を介して供給される様に構成しても良い。
【００２８】
図１において、三重管ロッド２の地上Ｅ側の端部には、三重管スイベル９が取付けられている。
図示はされていないが、三重管スイベル９には、充填材料供給口、超高圧水供給口、圧縮空気供給口が設けられている。第１の管２１は充填材料供給口（図示せず）に連通している。第１の管と第２の管２２との間の環状の空間は、図示しない超高圧水供給口に連通している。そして、第２の管２２と第３の管２３との間の環状の空間は、図示しない圧縮空気供給口に連通している。
【００２９】
図２において、地表Ｅｆ近傍では、三重管ロッド２は口元管３で覆われている。口元管３の外周には、接続口３ｏが形成されている。明確には図示されていないが、接続口３ｏは、第３の管２３とケーシングパイプＣＰとの間の環状空間Ｋと連通している。
第３の管２３とケーシングパイプＣＰとの間の環状空間Ｋは、スライム及び／又はガスが地上側へ浮上する排出流路となっている。図２において、環状の流路Ｋにおける矢印Ｓは、スライム及び／又はガスの流れの方向を示している。
接続口３ｏには、第１のスライム搬送管Ｔ１の一端Ｔ１ａが接続されている。
【００３０】
口元間３の地下側には、カバー３Ｃが設置されている。
万一、口元管３から有害物質を含むスライムが漏れ出した場合に、漏れ出したスライムが飛散して、地下に浸透することを防ぐために、カバー３Ｃが設けられている。
口元管３及びカバー３Ｃは、公知の手段、例えばフランジ等によって接続されている。
【００３１】
図１において、第１のスライム搬送管Ｔ１の口元管３から離隔した側の端部Ｔ１ｂは、スライム貯留タンク４内の上方から下方に向かって開口している。
第１のスライム搬送管Ｔ１において、口元管３近傍の領域には、スライムサンプル抽出装置１０が介装されている。
【００３２】
スライムサンプル抽出装置１０は、施工領域から地上側に排出されたスライムの一部をサンプル（試料）として抽出している。抽出されたスライムは、図示しない分析システムにおいて、分析のために必要な物理的処置、化学的処置が為された後、スライム中に含まれる各種汚染物質濃度や、含水率等が分析される。
【００３３】
スライムサンプル抽出装置１０に代えて、第１のスライム搬送管Ｔ１のスライム貯留タンク４側の端部Ｔ１ｂ近傍にガス採取装置を設け、採取されたガスを「ガス中のＶＯＣ濃度分析装置」（例えば、「ガスクロマトグラフ−光イオン化検出法」を用いた分析装置）で分析して、汚染物質濃度を測定しても良い。
汚染物質はスライムに溶出する場合もあるが、圧縮空気ジェットＪａの空気と混合して、地上側へ出てくる場合がある。そして、第１のスライム搬送管Ｔ１からは、圧縮空気ジェットＪａを構成したエアも排出されるが、気化した汚染物質、例えば気相のＶＯＣが間欠的に噴出する。
第１のスライム搬送管Ｔ１の端部Ｔ１ｂ近傍にガス採取装置（図示せず）を設置して、ブロワ等で吸引することにより、採取されたガス（気相の汚染物質と空気との混合ガス）を分析して、リアルタイムで汚染物質濃度を計測することが可能である。
【００３４】
スライム貯留タンク４の天蓋４１の上には、第１のＶＯＣ回収装置１１が配置されている。第１のＶＯＣ回収装置１１は、例えば活性炭の様な吸着材を収容した吸着装置（図示せず）を有しており、ＶＯＣ等の汚染物質を吸着、回収するように構成されている。
【００３５】
第１のＶＯＣ回収装置１１は、第１の排気ダクトＤ１によってスライム貯留タンク４の内部と連通している。第１の排気ダクトＤ１には、第１のブロワ１２が介装されている。第１の排気ダクトＤ１におけるタンク４側の端部Ｄ１ａは、第１のスライム搬送管Ｔ１の他端Ｔ１ｂの近傍に配置されている。
【００３６】
図１のスライム貯留タンク４の底部４２側には、第１のスライム搬送管Ｔ１から排出されたスライムＳが既に溜まっている。
第１のスライム搬送管Ｔ１の端部Ｔ１ｂと、スライム貯留タンク４に貯留しているスライムＳの上面とは落差が存在する。端部Ｔ１ｂからスライムが落下すると、落下したスライムと貯留されているスライムＳとが衝突する。係る衝突によって、スライム中の土壌（粘土等）が細かく破砕される。粘土が細かく破砕され、微粒化すれば、粘土と結びついているＶＯＣ等の汚染物質は分離し易くなる。
【００３７】
スライム貯留タンク４と、第１のスライム曝気タンク５とは、第２のスライム搬送管Ｔ２で連通している。第２のスライム搬送管Ｔ２の、スライム貯留タンク４側の端部には、第１の搬送ポンプＰ１が介装されている。
第１の搬送ポンプＰ１の吸入口Ｐ１ａから、スライム貯留タンク４内のスライムＳが吸い込まれる。
【００３８】
第２のスライム搬送管Ｔ２には、高回転型（例えば、回転数３０００ｒｐｍ）のミキサー１３が介装されている。
第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライム中には、粘土塊が混入しているので、そこで、高回転型のミキサー１３を第２のスライム搬送管Ｔ２に介装することにより、高回転のミキサー１３によってスライム中の粘土塊を破砕して、微粒化している。
スライム中の粘土塊を微粒化すれば、第１のスライム曝気タンク５及び第２のスライム曝気タンク６内における曝気処理により、スライム中のＶＯＣが分離し易くなる。
【００３９】
第２のスライム搬送管Ｔ２において、高回転型のミキサー１３と、第１のスライム曝気タンク５との間の領域には、配管加熱装置１４が介装されている。
配管加熱装置１４の加熱作用によって、搬送管Ｔ２を流過するスライムを昇温し、スライムに含まれるＶＯＣが分離し易くなる。図示の実施形態では、配管加熱装置１４による加熱温度は、１３０℃程度である。
配管加熱装置１４の詳細については、図１２〜図１４で後述する。
【００４０】
第２のスライム搬送管Ｔ２における曝気タンク５側の端部Ｔ２ｂは、第１のスライム曝気タンク５内部上方において、水平方向に向けて開口している。
第１の曝気タンク５において、鉛直壁面５１の上方には、スライム循環噴射装置１５が設置されている。スライム循環噴射装置１５は、水平方向へ噴射するように構成されている。
第１のスライム曝気タンク５及びスライム循環噴射装置１５の構造については、図６、図７を参照して後述する。
【００４１】
第１のスライム曝気タンク５において、第２のスライム搬送管Ｔ２の端部Ｔ２ｂを、スライム循環噴射装置１５に合流せしめ、第２のスライム搬送管Ｔ２の端部Ｔ２ｂとスライム循環噴射装置１５とを同一の配管で構成することが出来る。
第１のスライム曝気タンク５と、第２のスライム曝気タンク６とは、第３のスライム搬送管Ｔ３で連通している。
第３のスライム搬送管Ｔ３において、第１のスライム曝気タンク５側の端部には、第２の搬送ポンプＰ２が介装されている。第１のスライム曝気タンク５内のスライムＳは、第２の搬送ポンプＰ２の吸入口Ｐ２ａから吸い込まれ、第２のスライム曝気タンク６へ送られる。
【００４２】
第２のスライム曝気タンク６の天蓋６１上には、第２のＶＯＣ回収装置１６が配置されている。
第２のＶＯＣ回収装置１６は、図示しない活性炭やゼオライト等の吸着材から成る吸着層を有し、吸着層により汚染物質を吸着・回収するように構成されている。
吸着層を有するＶＯＣ回収装置１６に代えて、図１５を参照して後述する様に、冷凍式ＶＯＣ濃縮回収装置１６Ａを用いることもできる。
【００４３】
第２のＶＯＣ回収装置１６は、第２の排気ダクトＤ２によって、第１のスライム曝気タンク５の上方と連通している。第２の排気ダクトＤ２には、第２のブロワ１７が介装されている。
第２の排気ダクトＤ２は、分岐点Ｐｄで第３の排気ダクトＤ３に分岐している。第３の排気ダクトＤ３は、第２のスライム曝気タンク６の上方と連通している。
【００４４】
第３のスライム搬送管Ｔ３の端部Ｔ３ｂと、第２のスライム曝気タンク６に貯留しているスライムＳの上面とは落差があり、端部Ｔ３ｂからスライムが落下すれば、落下したスライムは、タンク６内に貯留されているスライムＳと衝突する。
衝突することにより、スライムに含まれる固形分は微粒化して、スライムに含まれる汚染物質が分離され易い状態となる。
ここで、第３のスライム搬送管Ｔ３に介装された第２のスライムポンプＰ２は、スライム搬送の機能の他に、搬送されるスライムとタンク６内のスライムとが衝突する際の衝撃を大きくする機能をも有する。
【００４５】
第２のスライム曝気タンク６の底部６２には、電気泳動式の重金属回収装置１８が装備されている。
重金属回収装置１８は、陰極１８ａと、陽極１８ｂと、両極とに接続される電極ラインＬｅによって構成されている。
【００４６】
電極ラインＬｅに通電することにより、スライムＳ中に溶け込んだ重金属、或いは、イオン化したその他の汚染物質は、陰極１８ａと陽極１８ｂの何れかに付着する。
重金属や、その他のイオン化した汚染物質が電極１８ａ、１８ｂに一定量付着したならば、電極１８ａ、１８ｂを交換する。そして、第２の曝気タンク６から取り外された電極１８ａ、１８ｂから、重金属或いはイオン化したその他の汚染物質を除去する。
なお、重金属回収装置１８で除去し切れなかった重金属やその他の汚染物質は、第４のスライム搬送管Ｔ４から排出される。
【００４７】
第１のスライム曝気タンク５では、第２のスライム曝気タンク６に比較して、内部のスライムは、流動が活発である。それに対して、第２のスライム曝気タンク６では、タンク内部におけるスライムＳの流動はさほど為されていない。
ここで、電気泳動による重金属の分離は、流動していない状態の方が効率的に実施できる。そのため、第２のスライム曝気タンク６では、電気泳動がし易い状態となっている。そのため、下流側の第２のスライム曝気タンク６において、電気泳動による重金属の分離を行っている。
【００４８】
第２のスライム曝気タンク６には、第４のスライム搬送管Ｔ４が接続されている。第４のスライム搬送管Ｔ４において、第２のスライム曝気タンク６側の端部には、第３のポンプＰ３が介装されている。
第３の搬送ポンプＰ３の吸入口Ｐ３ａから、第２のスライム曝気タンク６内のスライムＳが吸い込まれる。
第４のスライム搬送管Ｔ４において、第２のスライム曝気タンク６から離隔した側の端部Ｔ４ｂは、ホッパー１９の上方に開口している。
【００４９】
第４のスライム搬送管Ｔ４の途中には、第１の三方弁Ｖ３１が介装されている。第１の三方弁Ｖ３１からは分岐管ＴＢが分岐しており、分岐管ＴＢの端部は、スライム排出口ＴＢｂとなっている。
第４のスライム搬送管Ｔ４において、三方弁Ｖ３１と端部Ｔ４ｂとの間の領域には、第２の三方弁Ｖ３２が介装されている。第２の三方弁Ｖ３２から、分岐管Ｔ４０が分岐している。
分岐管Ｔ４０は、重金属除去装置７に連通している。重金属除去装置７には、スライム排出管Ｔ４１が接続されており、スライム排出管Ｔ４１は、ホッパー１９の上方に開口している。
【００５０】
重金属除去装置７は、第４のスライム搬送管Ｔ４及び分岐管Ｔ４０を介して供給された加熱して、スライムからＶＯＣや重金属、ＰＣＢ等を加熱分解して、除去する。重金属及びＰＣＢが分解・除去され、汚染物質が完全に除去されたスライムは、スライム排出管Ｔ４１を介してホッパー１９に投入される。
【００５１】
第１の三方弁Ｖ３１は、第４のスライム搬送管Ｔ４を流れる処理済みのスライムの全量を、切削流体或いは充填材としてリサイクルする場合には、分岐管ＴＢ側を閉鎖し、重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側を開放する。
処理済みのスライムの全量を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第１の三方弁Ｖ３１の重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側を閉鎖して、分岐管ＴＢ側を開放する。
第４のスライム搬送管Ｔ４を流れる処理済みのスライムの一部をリサイクルし、残りは図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第１の三方弁Ｖ３１の重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側をリサイクル量に対応する開度だけ開放し、且つ、分岐管ＴＢ側を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する量に対応した開度だけ開放する。
【００５２】
施工領域の土壌が、重金属、ＰＣＢ等で汚染されていないことが判明している場合で、且つ、スライムの全量を（切削流体或いは充填材料として）リサイクルする必要がある場合には、第１の三方弁Ｖ３１における分岐管ＴＢへ通じる側を閉鎖して、第２の三方弁Ｖ３２における分岐管Ｔ４０へ通じる側を閉鎖する。そして、第２のスライム曝気タンク６で処理されたスライムの全量を、ホッパー１９に投入する。
【００５３】
ホッパー１９は、第５のスライム搬送管Ｔ５を介して、コンクリートポンプ８に接続している。ホッパー１９に投入されたスライムは、第５のスライム搬送管Ｔ５を流れ、コンクリートポンプ８に吸入される。
コンクリートポンプ８は、第６のスライム搬送管Ｔ６を介して、浄化された三重管スイベル９と接続されている。
【００５４】
コンクリートポンプ８を稼動することにより、汚染物質が除去されたスライム（切削流体或いは充填材料としてリサイクルされるスライム）は、三重管スイベル９を介して、再度、三重管ロッド２に供給される。すなわち、リサイクル用のスライムは第１の管２１の充填材料注入口２１ｏから、充填材料Ｃとして、浄化工法が施工されている領域に注入される。或いは、（リサイクル用のスライムは）三重管ロッド２のノズル２２１、２２２から、切削用流体として噴射される。
なお、リサイクル用スライムの粘度が高い場合や、スライムの含水率が大きい場合には、リサイクル用スライムの性状に応じて、適宜、固化材その他の薬剤を添加すればよい。
【００５５】
汚染土壌の浄化工法の施工直後においては、リサイクル用のスライムは発生していない。その場合は、ホッパー１９に、別途準備した固化材、例えばセメントミルクを投入する。投入されたセメントミルクはコンクリートポンプ８によって三重管ロッド２に送られ、土壌浄化工法の施工領域において、充填材料Ｃとして注入される。
【００５６】
次に、図３、図４を参照して、図１で示す第１のスライム曝気タンク５の詳細について説明する。
図３、図４において、第１のスライム曝気タンク５にはスライム循環噴射装置１５が設けられている。そしてスライム循環噴射装置１５は、高圧エア噴射管１５１と、２本のスライム循環管路１５２とを備えている。
高圧エア噴射管１５１の一端１５１ａは、スライム曝気タンク５内に延在しており、曝気タンク５内の空間に向って開口している。高圧エア噴射管１５１の他端１５１ｂは、エアコンプレッサ１５３に接続されている。
【００５７】
スライム循環管路１５２の一端１５２ａは、図３において符号Ｐｘで示す交差合流部において、高圧エア噴射管１５１と合流している。交差合流部Ｐｘにおいて、スライム循環管路１５２の一端１５２ａは、高圧エア噴射管１５１の長手方向に対して、鋭角を形成して交差するように合流している。
スライム循環管路１５２の他端１５２ｂは、鉛直壁面５１における底部５９近傍において、スライム曝気タンク５内へ連通している。
スライム循環管路１５２の他端１５２ｂ近傍には、スライムポンプ１５４が介装されている。
【００５８】
スライム循環管路１５２における交差合流部Ｐｘ近傍の位置には、空気導入口１５２ｃが設けられている。例えば、空気導入口１５２ｃを穿孔した位置において、スライム循環管路１５２の流路を絞ることにより、スライム循環管路１５２の流路に負圧を生じせしめ、以って、空気導入口１５２ｃからエア（外気）を吸引するのである。
ここで、例えば、図示しないコンプレッサを別途配置して、そのコンプレッサの吐出口を空気導入口１５２ｃに連通して、高圧空気を送り込むことが可能である。或いは、前記高圧エア噴射管１５１用のコンプレッサ１５３から、図示しない管路を介して、空気導入口１５２ｃに高圧空気を送り込むことが可能である。
なお、空気導入口１５２ｃに、例えば、図示しないコンプレッサから高圧空気を送り込むことも可能である。或いは、浄化作用を有する鉄粉や薬剤等を、空気導入口１５２ｃを介して送り込むことも可能である。
【００５９】
スライム循環噴射装置１５を起動すると、コンプレッサ１５３が作動して、高圧エア噴射管１５１内に高圧エアＦａ１が流れる。同時に、スライムポンプ１５４も作動して、スライム循環管路１５２内に矢印Ｙｓ（図４参照）で示す様にスライムが流れ、空気導入口１５２ｃから吸引されたエアと混合すると共に、交差合流部Ｐｘにおいて、高圧エア噴射管１５１内を流れる高圧エアＦａ１と合流する。
なお、スライム循環管路１５２内のスライムの流れＹｓは、スライム曝気タンク５内のスライムＳの流れである。
【００６０】
高圧エア噴射管１５１の端部１５１ａから、スライム曝気タンク５内の空間に向けて、高圧エアとスライムとの混合流体Ｊｓａが高速で噴射される。高速で噴射された混合流体Ｊｓａは、正面の鉛直壁面５２と衝突し、スライム中の粘土は微粒化される。粘土の微粒化により、スライム中のＶＯＣは、曝気による分離が促進される。
ここで、第２のスライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから噴射された混合流体Ｊｓａ（高圧エアとスライムとの混合流体）は、鉛直壁面５２と衝突しなくても構わない。換言すれば、スライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから噴射されるスライムは、曝気タンク５内の空間（スライムが充填されていない空間）に噴射されることが重要である。
スライムが充填されていない空間中に混合流体Ｊｓａを噴射することにより、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、且つ空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が向上し、ＶＯＣの分離がより促進されるからである。
【００６１】
スライム循環管路１５２を流れるスライムの流れＹｓに、空気導入口１５２ｃから導入したエアが混合する際にも、上述と同様に、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、且つ空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が向上し、スライム中のＶＯＣの分離が促進される。
交差合流部Ｐｘにおいて、スライム循環管路１５２と高圧エア噴射管１５１とが合流することにより、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会がさらに増加し、空気と接触する時間もさらに長くなり、曝気により、ＶＯＣの分離がより促進される。
【００６２】
さらに、図３、図４で示すスライム曝気タンク５によれば、コンプレッサ１５３及びスライムポンプ１５４を適宜選択し、或いは、コンプレッサ１５３の吐出量と、スライムポンプ１５４の吐出量を適宜設定することにより、曝気処理するスライムの量を適宜増加することが出来る。
発明者による実験では、例えば毎分２立方メートルのスライムのＶＯＣ濃度を１オーダー低下処理することが出来た。勿論、コンプレッサ１５３及びスライムポンプ１５４を大型化して、配管系の内径を増加すれば、さらに処理量を増加することができる。
【００６３】
次に、図５を参照して、スライム曝気タンクの第２実施形態を説明する。
第２実施形態に係るスライム曝気タンク５Ａは、その内部にミキサーＭを有している点が、図３、図４のスライム曝気タンク５とは異なっている。
図５において、スライム曝気タンク５Ａは、中央に向って下がるように傾斜した底部５４を有しており、底部５４の中央には、傾斜面より更に一段深く下がった平面部５４ｈが形成されている。
傾斜した底部５４には、複数のミキサーＭが装備されている。そして、底部中央の平面部５４ｈにも、１台のミキサーＭが装備されている。
【００６４】
スライム曝気タンク５Ａの左側壁５１の上方には、壁面貫通孔５５が形成されている。スライム曝気タンク５Ａの右側壁５２の上方領域５６には、スライム循環噴射装置１５Ａが設けられている。
スライム曝気タンク５Ａの天蓋５３には、左側壁５１寄りに、天蓋貫通孔５７が形成されている。
【００６５】
天蓋５３の中央近傍には、ＶＯＣ回収装置１６が載置されている。
ＶＯＣ回収装置１６は、図示しない吸着材（例えば、活性炭及び／又はゼオライト）で構成される吸着層を有し、当該吸着層によって、ＶＯＣを吸着・回収するように構成されている。
天蓋貫通孔５７とＶＯＣ回収装置１６とは、ダクトＤ２により接続されており、ダクトＤ２にはブロワ１７が介装されている。
明確には図示されてはいないが、天蓋貫通孔５７と、ダクトＤ２との隙間は、公知のシール材によってシールされており、ＶＯＣの拡散を防止している。
【００６６】
図５において、左壁面５１に形成された壁面貫通孔５５には、スライム貯留タンク４（図１）に連通するスライム搬送管Ｔ２が挿入されており、スライム搬送管Ｔ２の端部Ｔ２ｂが下向きに配置されている。ここで、壁面貫通孔５５と、スライム搬送管Ｔ２との間の隙間は、公知のシール材によって密閉とされている。
右壁面５２の上方領域５６に設けられたスライム循環噴射装置１５Ａは、図３、図４で説明したスライム循環噴射装置１５と同様な構成を具備している。
【００６７】
図５において、スライム循環噴射装置１５Ａは、噴射ヘッド１５０と、高圧エア管１５１と、２本のスライム循環管路１５２、１５２と、Ｔ字管１５６とを有している。噴射ヘッド１５０は、噴射ノズル１５１Ｎと、２つのスライム吸入部１５２Ｎとから構成されている。
スライム吸入部１５２Ｎは、噴射ノズル１５１Ｎに鋭角で交差する様に合流している。噴射ノズル１５１Ｎは、高圧エア管１５１を介してコンプレッサ１５３と連通している。
図５では明示されていないが、スライム吸入部１５２Ｎは、噴射ノズル１５１Ｎとの合流部近傍で流路が絞られており、その部分に空気吸入口が設けられている。
第２の壁面貫通孔５６と、スライム循環噴射装置１５Ａとの間の隙間は、公知のシール材によって密閉とされている。
【００６８】
スライム曝気タンク５Ａの下方には、Ｔ字管１５６が設けられている。Ｔ字管１５６の中央から分岐している管端１５６ａは、タンク底部の平面部５４ｈに連通しており、Ｔ字管１５６の両端部１５６ｂは、２台のスライムポンプ１５４の吸込み側１５４ａに接続されている。スライムポンプ１５４の吐出側１５４ｂは、スライム循環管路１５２の何れかの端部１５２ａと接続されている。
スライム循環管路１５２の何れか一方には、三方弁Ｖ３が介装されている。三方弁Ｖ３は、噴射ノズル１５１Ｎとの合流部と接続されており、或いは、第３のスライム搬送管Ｔ３と接続されている。
【００６９】
図５の第２実施形態に係るスライム曝気タンク５Ａによれば、複数のミキサーＭを備えているので、スライム曝気タンク５Ａ内に貯留されているスライムＳが滞留することなく、常に撹拌されて、循環する。
図５で示すスライム循環噴射装置１５Ａのその他の構成及び作用効果については、図３、図４で説明したスライム循環噴射装置１５と概略同様である。
【００７０】
次に、図６を参照して、第３実施形態について説明する。
図６において、第３実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｂは、サイロ状に形成されており、密閉式のタンク５０を有している。タンク５０の底部５８近傍には、スライム噴射管Ｔｓが水平に配置されている。スライム噴射管Ｔｓの中央には、スライム噴射孔Ｔｓｎが形成されている。明確には図示されていないが、スライム噴射孔Ｔｓｎの近傍には、高圧エアの噴射孔が形成されてある。
スライム噴射孔Ｔｓｎは、そこから噴射されるスライムのジェットＪｓが、鉛直方向上方へ噴射される様に構成されている。同様に、図示しない高圧エアの噴射孔も、そこから噴射される高圧エアのジェットＪａが鉛直方向上方へ噴射されるように構成されている。
【００７１】
タンク５０の天蓋５３の外縁近傍には、ＶＯＣガスの排出管Ｄｖが設けられている。ＶＯＣガスの排出管Ｄｖには図示しないダクトが接続され、図示しないダクトは、第２のＶＯＣ回収装置１６（図１参照）と連通している。
【００７２】
スライムの上昇時と落下時において、スライムのジェットＪｓと高圧エアのジェットＪａは衝突する。そして、衝突の際にスライムとエアとが接触して、交じり合う。そのため、スライムがエアに接触（衝突）する時間が長く、曝気が十分に行われて、スライム中のＶＯＣの分離が促進される。
第３実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｂは、曝気性能が良好であるため、土壌のＶＯＣ濃度が高い場合に有効である。
【００７３】
図示はされていないが、スライムのジェットＪｓを交差噴流で形成して、鉛直方向上方へ噴射してもよい。交差噴流の衝突個所（交差点）で、スライムのジェットは分散し、微粒化するので、スライム中の土壌粒子或いは粘土粒子が空気に接触する面積が大きくなり、且つ、空気と接触する時間も長くなる。
この場合、高圧エアのジェットＪａを交差噴流で構成しても良い。
或いは、スライムのジェットＪｓを高圧エアのジェットＪａで包囲し、それにより交差噴流を構成しても良い（図示せず）。
さらに、図示はされていないが、スライム噴射孔Ｔｓｎは、そこから噴射されるスライムのジェットＪｓが霧状に噴霧される様に構成するのが好ましい。
【００７４】
また、第３実施形態のスライム曝気タンク５Ｂは、密閉式のサイロ状のタンクを用いているので、密封性が高く、防音効果も高い。
従って、曝気を行っている際に、周囲環境に騒音を撒き散らしてしまう恐れが少ない。
図６で示す第３実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｂにおけるその他の構成及び作用効果は、図３〜図５を参照して説明した実施形態と同様である。
【００７５】
次に、図７を参照して、第４実施形態について説明する。
図７において、第４実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｃは、サイロ状で密閉式のタンク５０を有している。
タンク５０の底部５８近傍には、高圧エア噴射管Ｔａが水平に配置されている。高圧エア噴射管Ｔａには、複数のエア噴射孔Ｔａｎが長手方向に等間隔に穿孔されている。
【００７６】
タンク５０の天蓋５３の外縁近傍には、ＶＯＣガスの排出管Ｄｖが設けられている。
ＶＯＣガスの排出管Ｄｖには図示しないダクトが接続され、図示しないダクトは、第２のＶＯＣ回収装置１６（図１参照）と連通している。
【００７７】
タンク５０内で天蓋５３の近傍には、水平に延在するスライム噴射管Ｔｓが配置されている。スライム噴射管Ｔｓには、下向きに複数のスライム噴射孔Ｔｓｎが形成されている。
【００７８】
高圧エア噴射管Ｔａ及びスライム噴射管Ｔｓは、水平状態で、相互に反対方向へ回転する。図７の例では、スライム噴射管Ｔｓが矢印Ｒ１方向へ回転し、高圧エア噴射管Ｔａが矢印Ｒ２方向へ回転する。
矢印Ｒ１方向へ回転するスライム噴射管Ｔｓから噴射される複数のスライムの噴射ジェットＪｓは、下方に向かって螺旋状に降り注ぐ。一方、矢印Ｒ２方向へ回転する高圧エア噴射管Ｔａから噴射される複数の高圧エアジェットＪａは、上方に向かって螺旋状に上昇する。
【００７９】
スライムジェットＪｓと、エアジェットＪａとが、上下方向について対向して噴射され、且つ、逆方向に回転する螺旋状に噴射されるため、ジェットＪｓ、Ｊａが衝突する機会が増加する。ジェットＪｓ、Ｊａが衝突することにより、スライムとエアとが混合され、スライム中の土粒子或いは粘土粒子が空気に接触する面積が増大し、且つ、空気と接触する時間が増加する。その結果、曝気が良好に行われ、スライム中のＶＯＣの分離が促進される。
なお、高圧エア噴射管Ｔａ及びスライム噴射管Ｔｓを回転させない様に構成することも可能である。また、高圧エア噴射管Ｔａ及びスライム噴射管Ｔｓを同方向に回転させても良い。
図７の第４実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図３〜図６の各実施形態と同様である。
【００８０】
図８は、図７の第４実施形態の変形例に係る曝気タンク５Ｅ´を示している。
図７において、高圧エア噴射管Ｔａ及びスライム噴射管Ｔｓは直管状に構成されているが、図８の高圧エア噴射管Ｔａ及びスライム噴射管Ｔｓは螺旋状に形成されている。
その他の構成及び作用効果については、図８の変形例は図７の第４実施形態と同様である。
【００８１】
次に、図９を参照して、第５実施形態について説明する。
図９において、第５実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｄは、図７の第４実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｃから、水平の高圧エア噴射管Ｔａを省略した構成となっている。そして、第５実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｄにおいては、タンク５０の底部５８近傍に、１個の高圧エアノズルＮａを設けている。この高圧エアノズルＮａによって、タンク５０の内壁面に沿って高圧エア噴流Ｆａが噴射される。高圧エア噴流Ｆａは、螺旋状に旋回しながら流れ、タンク５０の底部からタンク５０の天蓋５３まで上昇する。
【００８２】
タンク上方のスライム噴射管Ｔｓは、矢印Ｒ方向に回転する。ここで、スライム噴射管Ｔｓの回転方向Ｒは、螺旋状の高圧エア噴流Ｆａの旋回方向とは反対方向となっている。
スライム噴射管Ｔｓの回転方向Ｒと、螺旋状の高圧エア噴流Ｆａの旋回方向とが逆方向となっている結果、スライムのジェットＪｓと高圧エア噴流エアＦａとが衝突する機会は多く、スライム中の土粒子或いは粘土粒子が空気と接触する面積が増加し、空気と接触する時間が増大する。その結果、曝気が良好に行われ、ＶＯＣの分離が促進される。
図９の第５実施形態におけるその他の構成及び作用効果に関しては、図７の実施形態と同様である。
【００８３】
次に、図１０、図１１を参照して、第６実施形態について説明する。
図１０、図１１の第６実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｅは、タンク底部５８近傍に高圧エア噴射ノズルＮａを設けている。図１０、図１１では明確に示されていないが、高圧噴射ノズルＮａは、噴射された高圧エア噴流が、タンク５０の内周面５０ｉに沿って旋回流を形成する様に、構成されている。すなわち、高圧エア噴射ノズルＮａから噴射された高圧エアは、タンク上方に向かって螺旋状に旋回する旋回流Ｆａを形成する。
【００８４】
タンク５０内部の天蓋５３近傍の領域には、複数のノズルＮｎｘを有する管状の混合ジェット噴射装置Ｎｘが、水平に配置されている。混合ジェット噴射装置Ｎｘにおける複数のノズルＮｎｘからは、スライムと高圧エアの複合ジェットＦｘが噴射される。
ここで、管状の混合ジェット噴射装置Ｎｘは、タンク５０の横断面の中心よりも偏寄した位置に配置されている換言すれば、管状の混合ジェット噴射装置Ｎｘは、タンク５０の横断面の中心を通らない様に延在されている。
【００８５】
図９、図１０のスライム曝気タンク５Ｅによれば、スライムと高圧エアの複合ジェットＦｘにおいて、複合ジェットＦｘに包含される土粒子或いは粘土粒子は、エアと接触し、曝気される。それに加えて、複合ジェットＦｘと高圧エアの旋回流Ｆａとが衝突することにより、複合ジェットＦｘに包含される土粒子或いは粘土粒子は、微粒化された状態で空気と強制的に接触されることになり、空気との接触面積が増大し、空気との接触時間も長くなる。
その結果、スライムは良好に曝気され、スライムに含まれるＶＯＣの分離が促進される。
図１０、図１１の第６実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図３〜図９の各実施形態と同様である。
【００８６】
次に、図１２〜図１４を参照して、図１で示す配管加熱装置１４の構成について説明する。
図１２、図１３において、配管加熱装置１４は、電熱線１４１と、薬液添加管１４２とを備えている。
電熱線１４１は、第２のスライム搬送管Ｔ２を螺旋状に包囲するように巻き回されている。電熱線１４１に通電することにより、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムが、常温以上に昇温するように加熱される。
ここで、電熱線１４１による加熱温度は、例えば１３０℃程度が好ましい。電熱線１４１でスライムを加熱することにより、スライムに含まれるＶＯＣの分離が促進される。
【００８７】
薬液添加管１４２は、第２のスライム搬送管Ｔ２に直交するように、第２のスライム搬送管Ｔ２の内部に連通している。
スライムサンプル抽出装置１０により抽出されたサンプル（試料）を分析することにより、地上側に浮上したスライムの性状が把握出来る。そして、配管加熱装置１４においては、分析されたスライムの性状に対応して、必要な薬剤を、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムに、薬液添加管１４２から適宜添加している。
例えば、凝集剤、中和剤、スライム中の粘土粒子間の結合力を弱める作用を奏する薬剤等が添加される。
【００８８】
図１３、図１４で示す様に、第２のスライム搬送管Ｔ２に電熱線１４１を巻き回した領域の内部には、インラインミキサー１４３が設置されている。
インラインミキサー１４３により、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムＳは、その微粒化が促進される。また、薬液添加管１４２から添加された薬剤は、インラインミキサー１４３により、スライムと十分に混合されるので、薬剤の薬効が速やかに顕在化する。
【００８９】
次に、図１５を参照して、図１で示した第２のＶＯＣ回収装置１６とは異なるＶＯＣ回収装置１６Ａについて説明する。
図１５において、ＶＯＣ回収装置１６Ａは、ブライン槽（冷媒槽）１６１を有している。ブライン槽１６１には、ブライン（冷媒）注入口１６２と、ブライン排出口１６３とが形成されている。ブライン槽１６１内には、ＶＯＣ配管Ｌｖが通されている。ブライン槽１６１内におけるＶＯＣ配管Ｌｖは、つづら折状に折り曲げられて、熱交換器を構成している。
【００９０】
気相のＶＯＣ（図１５の矢印Ｖ１）が、ブライン槽１６１内を通過する際に、ブライン槽内の冷媒（ブライン）Ｌｃと熱交換を行い、冷却される。冷却された「ＶＯＣガスおよび気相中の水分」は、「液相のＶＯＣと液相の水分」（矢印Ｖ２）となり、ブライン槽１６１外に排出される。一部ガス状のままのＶＯＣも除湿されていることから、活性炭等で容易に吸着回収される。また、「液相のＶＯＣと液相の水分」（Ｖ２）は、公知の手段によって処理される。
【００９１】
図１、図２で示す汚染土壌浄化システム１００を用いた浄化工法によれば、汚染土壌Ｇｐは高温（例えば、８０℃〜９０℃）の水を用いた、高圧、高エネルギーの交差噴流Ｊｃによって、細かく破砕される。
その結果、土壌Ｇｐに付着したＶＯＣ等の汚染物質は、交差噴流Ｊｃの熱及び運動エネルギーの相乗作用によって、土壌粒子から剥離、除去され、スライム中に溶出した状態となる。そして、スライムが地上側Ｅへ流出するのに連行されて、原位置から地上側へ移動させることが出来る。或いは、土壌粒子から除去された汚染物質は、交差噴流Ｊｃと共に噴射された高圧空気の噴流と混合して、地上側へ浮上する。
【００９２】
土壌粒子が粘土である場合に、粘土の電荷によりＶＯＣが電気的に吸着する様に、土壌粒子表面に各種汚染物質が吸着する。土壌粒子表面に吸着した汚染物質は、水には溶出し難い。しかし、図示の実施形態において、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで粘土粒子が細断されることにより、土壌粒子表面へ吸着したＶＯＣ等の汚染物質も、当該粘土粒子から剥離、除去される。
また、土壌粒子の格子状の構造内に取り込まれた汚染物質も、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃにより格子構造が破壊されるので、土壌粒子から分離する。
その結果、図１、図２で説明した土壌浄化システム１００を用いた汚染土壌浄化工法によれば、従来技術では除去が困難であった粘土に含有された汚染物質や、土壌の格子状の構造内に取り込まれた汚染物質であっても、粘土或いは土壌粒子から容易に剥離、除去するのである。
【００９３】
図１、図２で説明した土壌浄化システム１００を用いた汚染土壌浄化工法において、従来技術では除去が困難であった汚染物質が土壌粒子から分離されて、スライム中に溶出し、或いは、ボーリング孔Ｈから湧出する気体に混合した状態となる。
スライム中で溶出した状態であれば、スライム貯留タンク４及び第１のＶＯＣ回収装置、第１のスライム曝気タンク５と第２の曝気タンク６及び第２のＶＯＣ回収装置１７、曝気タンク６内の電気泳動式の重金属回収装置１８、重金属除去装置７によって、汚染物質は容易、且つ確実にスライム中から除去される。
また、汚染物質が気体に混合した状態であれば、当該気体が大気中に拡散する以前に吸引することにより、容易に捕集することが出来る。
【００９４】
図１、図２で説明した土壌浄化システム１００を用いた汚染土壌浄化工法では、汚染物質が除去されたスライムは、掘削機１の三重管ロッド２の１対のノズル２２１、２２２から切削流体として噴射され、及び／又は、三重管ロッド２の注入口２１ｏから充填材料Ｃとして注入される。
汚染物質が除去されたスライムは、汚染物質を包含しておらず、原位置へ埋め戻しても、何等問題は発生しない。そして、切削流体及び／又は充填材料Ｃとして用いられた分だけ、産業廃棄物として処理するべきスライムの量が減少し、産業廃棄物処理のコストが減少する分だけ、汚染土壌浄化に必要なコストを低く抑える事が出来る。
【００９５】
ここで、図１、図２で上述した様に、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで粘土粒子が細断されることにより、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質は、当該粘土粒子から剥離する。或いは、土壌粒子の格子状の構造が、高温で且つ高エネルギーの交差噴流により破壊されて、格子内部に閉じ込められた汚染物質が溶出し易くなる。
従来の汚染物質濃度の計測では、計測が為される汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ、或いは、電気的に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質は、水に溶出しないので、計測が困難であった。
それに対して、図１、図２で示す土壌浄化システム１００を用いた汚染土壌浄化工法によれば、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃにより、土壌粒子の格子構造は破壊され、土壌粒子表面に吸着された汚染物質が剥離或いは分離されるので、従来技術では検出不可能であった汚染物質が、計測可能な状態となる。従って、従来の計測方法に比較して、汚染土壌の実体が、より正確に計測されるのである。
【００９６】
次に、図１６のフローチャートを参照して、図１、図２を参照して説明した土壌浄化システム及び汚染土壌浄化工法の変形例について説明する。
図１、図２で説明したように、土壌浄化システム１００によれば、汚染土壌Ｇｐの最下層までボーリング孔Ｈが削孔されている。そして、削孔されたボーリング孔Ｈに、掘削機１の三重管ロッド２が挿入される。施工時には、三重管２のノズル２２１、２２１及び充填材料注入口２１ｏを含む先端部分である同時充填モニタ２０を、上方に引き上げつつ回転させる。
【００９７】
ここで、施工領域を交差噴流Ｊｃで切削、細断し、施工領域全体を充填材料Ｃを注入した後、三重管ロッド２を再び挿入し、交差噴流Ｊｃによる切削、細断と、充填材料Ｃの注入とを繰り返すことが可能である。
図１６の土壌浄化システムの変形例では、その様に、交差噴流Ｊｃによる切削、細断と、充填材料Ｃの注入とを、複数回に亘って繰り返し処理（施工）することを前提として、掘削と充填材料Ｃの注入を、概略同時に行う（図１６のステップＳ１）。
【００９８】
交差噴流Ｊｃによる切削、細断では、図１及び図２を参照して上述した通り、三重管ロッド２のノズル２２１、２２２から温水ジェットＪ１、Ｊ２を噴射して、交差噴流Ｊｃを構成する。そして、温水ジェットで構成された交差噴流Ｊｃによって、所定の半径方向寸法の領域（施工領域）を、切削、細断する。
ここで、温水ジェットＪ１、Ｊ２は、高圧エアジェットＪａで包囲して噴射することも出来る。
【００９９】
交差噴流Ｊｃにより切削、細断された施工領域では、一定の領域内に高圧の流体が噴射されることにより、その内圧が上昇する。スライムの生じた掘削済みの施工領域の内圧が上昇することにより、スライムは三重管ロッド２の流路Ｋから、第１のスライム搬送管Ｔ１を経由して、スライム貯留タンク４に自動的に排出される。汚染物質はスライム内に溶出している。
高圧エアジェットＪａを噴射する場合には、土壌粒子から分離した汚染物質であって、気相の汚染物質は、高圧エアジェットＪａの空気と混合して、混合気の状態でスライム貯留タンク４へ排出される。
【０１００】
掘削され泥水状となった施工領域に、充填材料注入口２１ｏから、充填材料Ｃを注入する。
掘削開始当初は、リサイクル用のスライムが発生していないので、充填材料として、例えば、別途供給されたセメントミルクが、コンクリートポンプ８から注入される。
【０１０１】
上述した様に、施工領域で発生したスライムは、第１のスライム搬送管Ｔ１を経由して、スライム貯留タンク４内に流入する。スライムサンプル抽出装置１０により、第１のスライム搬送管Ｔ１を流れるスライムの一部を試料（サンプル）として採取し（サンプリングし）、図示しない分析設備でスライム中の汚染物質濃度等を計測する（図１６：ステップＳ２）。
【０１０２】
スライムのサンプルを分析して、スライム中の汚染物質濃度が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、閾値は、汚染領域の土壌の全量を置換する（いわゆる「全量置換」を行う）か否かの境界値として設定されている。
汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、２回目の施工では、比重の大きな充填材料を使用する（ステップＳ４）。
汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）において、汚染物質を除去したスライムを充填材料Ｃとして再利用した場合には、汚染物質濃度が環境基準値を下回るまで、多数回に亘って、交差噴流Ｊｃによる切削と充填材料Ｃの注入とを繰り返さなければならない恐れが存在する。
【０１０３】
そのため、汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には、汚染物質を除去したスライムを充填材料Ｃとして再利用せずに、比重の大きい充填材料を新規に充填する（ステップＳ４）。そして、当該比重の大きい充填材料により、施工領域における汚染土壌を完全に置換する。
２回目の施工において、比重の大きい充填材料により施工領域における汚染土壌を完全に置換すれば、その施工領域については、交差噴流Ｊｃによる切削と充填材料Ｃの注入とを繰り返す必要は無い。
【０１０４】
ステップＳ３において、汚染物質濃度が閾値未満であれば（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ５に進む。
図１、図２で示す土壌浄化システム１００と同様に、スライム貯留タンク４に流入したスライムは、高回転型のミキサー１３及び配管加熱装置１４が介装されている第２のスライム搬送管Ｔ２を介して、第１のスライム曝気タンク５に送られて曝気される。そして、第２のスライム曝気タンク６において、重金属回収装置１８により、重金属やイオン化した汚染物質が除去される。
さらに、スライムは必要に応じて重金属処理装置７を経由し、汚染物質が完全に除去される。汚染物質が除去されたスライム（処理済のスライム）は、コンクリートポンプ８を経由して、充填材料Ｃ、或いは切削用流体として、掘削機１に送られる。
【０１０５】
図１６のステップＳ５では、交差噴流Ｊｃにより汚染土壌を切削し、或いは、充填材料Ｃを注入し、発生したスライムを、図１で示す処理システム１００で浄化し、汚染物質を除去して、充填材料Ｃ或いは切削用流体として、再び掘削機１に送られるまでのサイクルを、実行する。
ステップＳ５のサイクルを実行したならば、スライムサンプル抽出装置１０により、スライムのサンプル（試料）を抽出する。そして、抽出したスライムサンプルを分析し、スライム中の汚染物質の濃度を計測する（ステップＳ６）。
【０１０６】
計測したデータにより、スライム中の汚染物質濃度が、所定値、例えば環境基準値以下であるか否かを判断する（ステップＳ７）。
汚染物質濃度が、環境基準値以下であれば（ステップＳ７でＹＥＳ）、浄化処理を終了する。
汚染物質濃度が、環境基準値を超えていれば（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ５以下を繰り返す。
【０１０７】
図１６を参照して説明した変形例では、スライムサンプル抽出装置１０でサンプルスライムを抽出し、地上側へ流出したスライムにおける汚染物質濃度を計測している。このスライムにおける汚染物質濃度により、地中の浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握することが出来る。
そのため、浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握して、スライムを切削流体或いは充填材料として再利用するか否かを判定することが出来る。そのため、スライムを切削流体或いは充填材料として再利用すると、ステップＳ５で説明したサイクルの繰り返し回数が多くなり過ぎてしまう場合には、スライムを再利用せずに、ステップＳ４で示す様に、比重の大きい充填材料を使用して、施工コストの節約を図ることが出来る。
【０１０８】
また、浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握して、ステップＳ５で説明したサイクルを繰り返す必要があるか否かを正確に判断することが出来るので、不必要な作業（切削、充填から、掘削機１における再利用）を行うことなく、施工コストを節約することが出来る。
【０１０９】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態では、切削流体の噴流は交差噴流を構成しているが、切削流体の噴流を交差させずに、そのまま、例えば水平方向へ噴射しても良い。
また、図示の実施形態では、モニタ１０を回転しつつ引き上げて、円柱状の汚染土壌領域を切削、充填しているが、モニタ１０を回転せずに、所定の角度だけ揺動しつつ引き上げることにより、所定幅のパネル状の汚染土壌領域を切削、充填する様に構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１実施形態を施工するシステムの全体構成を示す図。
【図２】図１における掘削機周辺を詳細に示した図。
【図３】第１実施形態に係るスライム曝気タンクの詳細を示す平面図。
【図４】図３と同様な側面図。
【図５】第２実施形態のスライム曝気タンクの断面図。
【図６】第３実施形態のスライム曝気タンクの内部構造を示す斜視図。
【図７】第４実施形態のスライム曝気タンクの内部構造を示す斜視図。
【図８】第４実施形態の変形例に係るスライム曝気タンクの内部構造を示す斜視図。
【図９】第５実施形態のスライム曝気タンクの内部構造を示す斜視図。
【図１０】第５実施形態に関するスライム曝気タンクの内部構造を示す斜視図。
【図１１】図１０と同様な横断面図。
【図１２】第１実施形態で用いられる配管加熱装置の斜視図。
【図１３】図１２で示す配管加熱装置の断面図。
【図１４】図１２で示す配管加熱装置の内部を模式的に示す図。
【図１５】第１実施形態で用いられるＶＯＣ回収装置の変形例を示す模式図。
【図１６】土壌浄化システムの変形例を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【０１１１】
１・・・掘削機
２・・・三重管ロッド
３・・・口元管
４・・・スライム貯留タンク
５、５Ａ〜５Ｅ・・・第１のスライム曝気タンク
６・・・第２のスライム曝気タンク
７・・・重金属除去装置
８・・・コンクリートポンプ
９・・・三重管スイベル
１０・・・スライムサンプル抽出装置
１１・・・第１のＶＯＣ回収装置
１２・・・第１のブロワ
１３・・・高回転型ミキサー
１４・・・配管加熱装置
１５・・・スライム循環噴射装置、
１６・・・第２のＶＯＣ回収装置
１７・・・第２のブロワ
１８・・・重金属回収装置
２０・・・同時充填用モニタ
Ｃ・・・充填材料
Ｓ・・・スライム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曝気装置に関する。より詳細には、本発明は、汚染された土壌から汚染物質を除去することに適合した曝気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の土壌浄化工法では、浄化しようとする領域の汚染土壌を、全て掘り起す場合が多い。掘り起された汚染土壌は、処理施設に送られる。処理施設に送られた汚染土壌は、化学的処理、物理的処理が加えられ、汚染物質が除去される。
【０００３】
しかし、係る方法では、浄化しようとする領域の汚染土壌を掘り起こす段階で、汚染土壌中の汚染物質が、周囲の環境に拡散してしまう可能性が存在する。
また、掘り返した汚染土壌を掘り起こす必要が無く、しかも、汚染土壌が存在する領域の近傍で汚染物質を除去、処理することが可能な汚染土壌浄化技術が望まれていた。
【０００４】
従来技術において、いわゆる交差噴流を用いて汚染土壌を切削し、施工領域を高精度で決定し、充填材料の数量を正確に把握することを可能ならしめる技術が提案されている（特許文献１）。
しかし、係る従来技術は、汚染土壌を原位置に留めたまま、汚染物質を土壌から除去する旨は、開示されていない。
また、交差噴流を用いて切削する際に発生するスライムや気体中に包含される汚染物質の処理についても、何等開示するものではない。
【０００５】
本発明者は、土壌に包含される汚染物質が、揮発性物質（ＶＯＣ）である場合には、噴流を用いて切削する際に発生するスライムを曝気装置へ供給することにより、スライムからＶＯＣが良好に分離されることに着目した。
しかし、従来の曝気装置は下水道に貯留する汚泥等の処理を目的としたものであり、好気性微生物を活性化して有機性の汚物を分解するための構成となっている。換言すれば、従来の曝気装置は、汚染された土壌の浄化を対象としておらず、そのため、汚染された土壌のスライムの曝気処理には適していない。
具体的には、従来の曝気装置では、汚染物質が空気と接触する機会が少なく、また、汚染物質と空気とが接触している時間も短い。それに関連して、曝気処理能力が、極めて低い。
【０００６】
例えば、油分により汚染された土壌の浄化に曝気装置を用いる従来技術も存在する（例えば、特許文献２参照）。
しかし、係る従来技術で使用される曝気装置自体は、従来の汚泥処理用の装置であり、上述した様な問題を解決するものではない。
【特許文献１】特開２００３−１５９５８４号公報
【特許文献２】特開２００５−２７９４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、汚染物質が空気と接触する機会が多く、且つ、汚染物質と空気とが接触している時間を長くすることが出来て、しかも、処理能力が高い曝気装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の曝気装置は、曝気槽（第１のスライム曝気タンク５）及びスライム噴射装置（スライム循環噴射装置１５）を備えており、スライム噴射装置（１５）は、複数本のスライム搬送用配管（スライム循環管路１５２）と、同一個所（交差合流部Ｐｘ）で複数本のスライム搬送用配管（スライム循環管路１５２）と合流している流体（例えば、高圧エア、薬液）用配管（例えば、高圧エア噴射管１５１）とを有しており、複数本のスライム搬送用配管（１５２）の各々は曝気槽（５）底部近傍（のスライムが貯留している領域）に連通しており且つスライム搬送装置（スライムポンプ１５４）が介装されており、流体用配管（１５１）は流体供給装置（例えば、コンプレッサ１５３、薬液供給装置）に連通しており、流体用配管（１５１）の曝気槽（５）側の端部は、曝気槽（５）内のスライムが貯留している領域上方の空間内にスライムを含む混合流（例えば、スライムと空気との混合流）を噴射する様に構成されていることを特徴としている（請求項１：図３、図４）。
【０００９】
ここで、前記複数本のスライム搬送用配管（１５２）の各々には、空気吸引装置（空気導入口１５２ｃ）が設けられているのが好ましい（図３、図４）。
そして、空気吸引装置としては、スライム搬送用配管（１５２）の流路断面積を縮小した部分（絞り部分）を設け、流路断面積を縮小した部分に空気導入用の開口部（空気導入口１５２ｃ）を設けるのが好ましい。
【００１０】
また、本発明の曝気装置において、曝気槽（５）内のスライムが貯留する領域にスライムの混合手段（ミキサーＭ）を設けるのが好ましい（請求項２：図５）。
【００１１】
本発明の曝気装置において、密閉容器状の曝気槽（タンク５０）と、曝気槽（５０）の底部（５８）近傍に配置されたスライム噴射装置（スライム噴射管Ｔｓのスライム噴射孔Ｔｓｎ）と、スライム噴射装置（Ｔｓｎ）近傍に配置された高圧エア噴射装置（高圧エアの噴射孔）とを有し、スライム噴射装置（Ｔｓｎ）はスライムを鉛直方向上方へ噴射（Ｊｓ）する様に構成され、高圧エア装置は高圧エアを鉛直方向上方へ噴射（Ｊａ）する様に構成しても良い（請求項３：図６）。
【００１２】
また本発明の曝気装置において、密閉容器状の曝気槽（タンク５０）と、曝気槽（５０）の底部（５８）近傍に配置され且つ高圧エア噴射装置（エア噴射孔Ｔａｎ）が形成された高圧エア供給装置（高圧エア噴射管Ｔａ）と、曝気槽（５０）の天井部（天蓋５３）近傍に配置され且つスライム噴射装置（スライム噴射孔Ｔｓｎ）が形成されたスライム供給装置（スライム噴射管Ｔｓ）とを備え、高圧エア噴射装置（Ｔａｎ）は高圧エアを鉛直方向上方へ噴射（Ｊａ）する様に構成されており、スライム噴射装置（Ｔｓｎ）はスライムを鉛直方向下方へ噴射（Ｊｓ）する様に構成されており、高圧エア供給装置（高圧エア噴射管Ｔａ）とスライム供給装置（スライム噴射管Ｔｓ）とが相互に反対の方向（Ｒ２、Ｒ１）へ回転する様に構成しても良い（請求項４：図７）。
【００１３】
ここで（請求項４の曝気装置において）、高圧エア噴射装置（Ｔａｎ）及び／又はスライム噴射装置（Ｔｓｎ）は、単一の直管状に構成しても良いし（図７）、或いは、螺旋状に構成する（図８）ことが可能である。
【００１４】
さらに本発明の曝気装置において、密閉容器状の曝気槽（タンク５０）と、曝気槽（５０）の底部（５８）近傍に配置された高圧エア噴射装置（高圧エアノズルＮａ）と、曝気槽（５０）の天井部（天蓋５３）近傍に配置され且つスライム噴射装置（スライム噴射孔Ｔｓｎ）が形成されたスライム供給装置（スライム噴射管Ｔｓ）とを備え、高圧エア噴射装置（Ｎａ）はタンク（５０）の内壁に沿って螺旋状に旋回して流れる高圧エア噴流（Ｆａ）を噴射する様に構成されており、スライム噴射装置（Ｔｓｎ）は回転（Ｒ）しつつスライムを鉛直方向下方へ噴射（Ｊｓ）する様に構成するのが好ましい（請求項５：図９）。
【００１５】
これに加えて、本発明の曝気装置において、密閉容器状の曝気槽（タンク５０）と、曝気槽（５０）の底部（５８）近傍に配置された高圧エア噴射装置（高圧エアノズルＮａ）と、曝気槽（５０）の天井部（天蓋５３）近傍に配置され且つスライムと高圧エアの混合物を噴射する噴射装置（ノズルＮｎｘ）が形成された管状の噴射装置（混合ジェット噴射装置Ｎｘ）とを備え、高圧エア噴射装置（Ｎａ）はタンク（５０）の内壁に沿って螺旋状に旋回して流れる高圧エア噴流（Ｆａ）を噴射する様に構成されており、管状の噴射装置（Ｎｘ）は曝気槽（５０）の横断面中心から偏寄した位置に配置されているのが好ましい（請求項６：図９、図１０）。
【００１６】
汚染土壌の浄化工法の施工現場において、ボーリング孔（Ｈ）を掘削して噴射及び注入装置（２）を挿入し（Ｓ１）、噴射及び注入装置（２）を回転しつつ引き上げる際に、噴射及び注入装置（２）の上方に設けた少なくとも一対のノズル（２２１、２２２）から高温（例えば、８０℃〜９０℃）の水から成る交差噴流（Ｊｃ）を噴射し、噴射及び注入装置（２）の下方に設けた注入口（２１ｏ）から充填材料（Ｃ）を注入し、交差噴流（Ｊｃ）を噴射し充填材料（Ｃ）を注入する際に地上側（Ｅ）へ流出したスライム（Ｓ）を地上側（Ｅ）に設けた浄化設備（４、５、６、７）により汚染物質を除去し、汚染物質が除去されたスライムを噴射及び注入装置（２）へ供給する汚染土壌浄化工法を実施し、そこで用いられる浄化設備（４、５、６、７）に本発明の曝気装置を備えることが好ましい。
【００１７】
係る汚染土壌浄化工法において、高温の水から成る交差噴流（Ｊｃ）は、高温のエア（例えば、８０℃〜１００℃）の噴流により、包囲されるのが好ましい。
また、前記交差噴流（Ｊｃ）を構成する切削流体は、化学品（例えば、還元剤や酸化剤等）を含有しているのが好ましい。
或いは、前記交差噴流（Ｊｃ）を構成する切削流体は、微生物及び／又は微生物の栄養素を包含し、生物を使用したＶＯＣ分解剤（例えば、商品名「ＨＲＣ」として市販されているＶＯＣ分解剤等）を包含しているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
上述した構成を具備する本発明の曝気装置によれば、同一個所（交差合流部Ｐｘ）で複数本のスライム搬送用配管（スライム循環管路１５２）が高圧エア配管（高圧エア噴射管１５１）と合流しているので、合流個所（交差合流部Ｐｘ）において、スライム搬送用配管（１５２）を流れるスライムが高圧エア配管（１５１）を流れる高圧エアと衝突し、均一に混合するので、スライム中の粘土粒子或いは土壌粒子が空気と良好に接触して、曝気される。
そして本発明によれば、高圧エアとスライムとの混合物は、（第２のスライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから）曝気槽（第１のスライム曝気タンク５）内の空間、すなわち空気中に噴射されるので、噴射された空間中、すなわち空気中で、粘土粒子或いは土壌粒子が空気とさらに接触する。
【００１９】
その結果、本発明の曝気装置によれば、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、且つ空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が向上し、ＶＯＣの分離が促進される。
係る作用効果は、前記複数本のスライム搬送用配管（１５２）の各々に空気吸引装置（空気導入口１５２ｃ）が設け、そこから空気を吸引して、スライム搬送用配管（１５２）を流れるスライムと空気とが混合する様に構成すれば、さらに良好に発揮される。
【００２０】
さらに、本発明において、スライム搬送用配管（１５２）に介装されたスライム搬送装置（スライムポンプ１５４）及び高圧エア配管（１５１）と連通しているエア供給装置（コンプレッサ１５３）を適宜選択し、或いは、スライム搬送装置（１５４）の吐出量とエア供給装置（１５３）の吐出量を適宜設定することにより、曝気処理するスライムの量を適宜増加することが出来る。
或いは、スライム搬送装置（１５４）とエア供給装置（１５３）を大型化して、配管系の内径を増加することによって、曝気処理するスライムの量を増加することができる。
そのため、本発明の曝気装置によれば、大流量のスライムを曝気処理することが可能となる。ここで、当該「大流量」は、好気性微生物の活性化を目的とする従来の曝気装置では、到底処理し得ない流量である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
図１及び図２は、本発明の曝気装置を設けた汚染土壌浄化システム（土壌浄化システム）を示している。
図１において、全体を符号１００で示す土壌浄化システムは、施工用マシン１０１と、掘削機１と、スライム貯留タンク４と、第１のスライム曝気タンク５及び第２のスライム曝気タンク６（曝気装置）とを備えている。
土壌浄化システム１００は、さらに、重金属除去装置７と、コンクリートポンプ８とを備えている。
【００２２】
図１、図２では、既に削孔されたボーリング孔Ｈに、掘削機１の後述する三重管ロッド２が挿入され、汚染土壌の浄化工法を施工している状態が示されている。
図１、図２において、符号Ｇは土壌一般を示し、符号Ｇｐは汚染土壌或いは汚染領域を示す。
【００２３】
特に図２で詳細に示す通り、掘削機１は、三重管ロッド２を備えている。三重管ロッド２は、第１の管２１と、第２の管２２と、第３の管２３とが、同心となる様に構成されている。第１の管２１が半径方向最内方に配置されており、第３の管２３が半径方向最外方に配置されている。
図１及び図２において、ボーリング孔ＨにはケーシングパイプＣＰが挿入されている。
【００２４】
第１の管２１内を充填材料Ｃが供給される。第１の管２１の先端（図２では下端）近傍において、充填材料注入口２１ｏが形成されている。
充填材料Ｃとしては、通常の固化材のみならず、後述する第２実施形態で説明するように、浄化されたスライムを、再投入して用いることが可能である。また、浄化されたスライムは、切削流体として再投入することが可能である。
【００２５】
第２の管２２及び第３の管２３には、ノズル２２１、２２２が設けられている。ノズル２２１、２２２は上下方向に離隔しており、且つ、対となって設けられている。一対のノズル２２１、２２２から噴射されるジェット噴流Ｊ１、Ｊ２は、所定位置Ｐｊｃ（交差点）で衝突して、いわゆる「交差噴流」Ｊｃを構成している。
ここで、ケーシングパイプＣＰは、交差噴流Ｊｃと干渉しない様に配置されている。
なお、図２では交差噴流Ｊｃを噴射するノズル２２１、２２２は一対のみ示されているが、交差噴流Ｊｃを噴射するノズルを複数対設けることが出来る。
【００２６】
ジェット噴流Ｊ１、Ｊ２は、超高圧の高温水で構成されるのが好ましい。そして、高温水の温度は、切削流体である水が沸騰しない程度の温度、例えば、８０〜９０℃であるのが好ましい。
図２の三重管ロッド２において、ノズル２２１、２２２から充填材料注入口２１ｏに至る領域の機器が、充填用のモニタ２０（噴射及び注入装置）を構成している。
【００２７】
図２において、高温水噴流Ｊ１、Ｊ２の周囲を、高温の圧縮空気のジェットＪａで包囲している。詳細には図示されていないが、ノズル２２１、２２２は同心に配置されており、半径方向内側は第１の管２１と第２の管２２との環状空間と連通しており、半径方向内側から高温水噴流Ｊ１、Ｊ２が噴射される。そして、ノズル２２１、２２２の半径方向外側は、第２の管２２と第３の管２３との環状の空間と連通しており、半径方向外側から高温圧縮空気ジェットＪａが噴射される。
圧縮空気のジェットＪａの温度は、噴流Ｊ１、Ｊ２を構成する水を気化させない程度の温度である。ただし、圧縮空気ジェットＪａは、省略することも可能である。
また、上述の内容では、三重管ロッド２において、充填材料Ｃが第１の管２１内を流れ、高圧温水が第１の管２１と第２の管２２との間の環状空間を流れ、高温圧縮空気が第２の管２２と第３の管２３との間の環状空間を流れているが、それに限定される訳ではない。例えば、充填材料Ｃを第２の管２２と第３の管２３の環状空間を介して供給し、高圧温水が第１の管２１内を流れ、高温圧縮空気が第１の管２１と第２の管２２の環状空間を介して供給される様に構成しても良い。
【００２８】
図１において、三重管ロッド２の地上Ｅ側の端部には、三重管スイベル９が取付けられている。
図示はされていないが、三重管スイベル９には、充填材料供給口、超高圧水供給口、圧縮空気供給口が設けられている。第１の管２１は充填材料供給口（図示せず）に連通している。第１の管と第２の管２２との間の環状の空間は、図示しない超高圧水供給口に連通している。そして、第２の管２２と第３の管２３との間の環状の空間は、図示しない圧縮空気供給口に連通している。
【００２９】
図２において、地表Ｅｆ近傍では、三重管ロッド２は口元管３で覆われている。口元管３の外周には、接続口３ｏが形成されている。明確には図示されていないが、接続口３ｏは、第３の管２３とケーシングパイプＣＰとの間の環状空間Ｋと連通している。
第３の管２３とケーシングパイプＣＰとの間の環状空間Ｋは、スライム及び／又はガスが地上側へ浮上する排出流路となっている。図２において、環状の流路Ｋにおける矢印Ｓは、スライム及び／又はガスの流れの方向を示している。
接続口３ｏには、第１のスライム搬送管Ｔ１の一端Ｔ１ａが接続されている。
【００３０】
口元間３の地下側には、カバー３Ｃが設置されている。
万一、口元管３から有害物質を含むスライムが漏れ出した場合に、漏れ出したスライムが飛散して、地下に浸透することを防ぐために、カバー３Ｃが設けられている。
口元管３及びカバー３Ｃは、公知の手段、例えばフランジ等によって接続されている。
【００３１】
図１において、第１のスライム搬送管Ｔ１の口元管３から離隔した側の端部Ｔ１ｂは、スライム貯留タンク４内の上方から下方に向かって開口している。
第１のスライム搬送管Ｔ１において、口元管３近傍の領域には、スライムサンプル抽出装置１０が介装されている。
【００３２】
スライムサンプル抽出装置１０は、施工領域から地上側に排出されたスライムの一部をサンプル（試料）として抽出している。抽出されたスライムは、図示しない分析システムにおいて、分析のために必要な物理的処置、化学的処置が為された後、スライム中に含まれる各種汚染物質濃度や、含水率等が分析される。
【００３３】
スライムサンプル抽出装置１０に代えて、第１のスライム搬送管Ｔ１のスライム貯留タンク４側の端部Ｔ１ｂ近傍にガス採取装置を設け、採取されたガスを「ガス中のＶＯＣ濃度分析装置」（例えば、「ガスクロマトグラフ−光イオン化検出法」を用いた分析装置）で分析して、汚染物質濃度を測定しても良い。
汚染物質はスライムに溶出する場合もあるが、圧縮空気ジェットＪａの空気と混合して、地上側へ出てくる場合がある。そして、第１のスライム搬送管Ｔ１からは、圧縮空気ジェットＪａを構成したエアも排出されるが、気化した汚染物質、例えば気相のＶＯＣが間欠的に噴出する。
第１のスライム搬送管Ｔ１の端部Ｔ１ｂ近傍にガス採取装置（図示せず）を設置して、ブロワ等で吸引することにより、採取されたガス（気相の汚染物質と空気との混合ガス）を分析して、リアルタイムで汚染物質濃度を計測することが可能である。
【００３４】
スライム貯留タンク４の天蓋４１の上には、第１のＶＯＣ回収装置１１が配置されている。第１のＶＯＣ回収装置１１は、例えば活性炭の様な吸着材を収容した吸着装置（図示せず）を有しており、ＶＯＣ等の汚染物質を吸着、回収するように構成されている。
【００３５】
第１のＶＯＣ回収装置１１は、第１の排気ダクトＤ１によってスライム貯留タンク４の内部と連通している。第１の排気ダクトＤ１には、第１のブロワ１２が介装されている。第１の排気ダクトＤ１におけるタンク４側の端部Ｄ１ａは、第１のスライム搬送管Ｔ１の他端Ｔ１ｂの近傍に配置されている。
【００３６】
図１のスライム貯留タンク４の底部４２側には、第１のスライム搬送管Ｔ１から排出されたスライムＳが既に溜まっている。
第１のスライム搬送管Ｔ１の端部Ｔ１ｂと、スライム貯留タンク４に貯留しているスライムＳの上面とは落差が存在する。端部Ｔ１ｂからスライムが落下すると、落下したスライムと貯留されているスライムＳとが衝突する。係る衝突によって、スライム中の土壌（粘土等）が細かく破砕される。粘土が細かく破砕され、微粒化すれば、粘土と結びついているＶＯＣ等の汚染物質は分離し易くなる。
【００３７】
スライム貯留タンク４と、第１のスライム曝気タンク５とは、第２のスライム搬送管Ｔ２で連通している。第２のスライム搬送管Ｔ２の、スライム貯留タンク４側の端部には、第１の搬送ポンプＰ１が介装されている。
第１の搬送ポンプＰ１の吸入口Ｐ１ａから、スライム貯留タンク４内のスライムＳが吸い込まれる。
【００３８】
第２のスライム搬送管Ｔ２には、高回転型（例えば、回転数３０００ｒｐｍ）のミキサー１３が介装されている。
第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライム中には、粘土塊が混入しているので、そこで、高回転型のミキサー１３を第２のスライム搬送管Ｔ２に介装することにより、高回転のミキサー１３によってスライム中の粘土塊を破砕して、微粒化している。
スライム中の粘土塊を微粒化すれば、第１のスライム曝気タンク５及び第２のスライム曝気タンク６内における曝気処理により、スライム中のＶＯＣが分離し易くなる。
【００３９】
第２のスライム搬送管Ｔ２において、高回転型のミキサー１３と、第１のスライム曝気タンク５との間の領域には、配管加熱装置１４が介装されている。
配管加熱装置１４の加熱作用によって、搬送管Ｔ２を流過するスライムを昇温し、スライムに含まれるＶＯＣが分離し易くなる。図示の実施形態では、配管加熱装置１４による加熱温度は、１３０℃程度である。
配管加熱装置１４の詳細については、図１２〜図１４で後述する。
【００４０】
第２のスライム搬送管Ｔ２における曝気タンク５側の端部Ｔ２ｂは、第１のスライム曝気タンク５内部上方において、水平方向に向けて開口している。
第１の曝気タンク５において、鉛直壁面５１の上方には、スライム循環噴射装置１５が設置されている。スライム循環噴射装置１５は、水平方向へ噴射するように構成されている。
第１のスライム曝気タンク５及びスライム循環噴射装置１５の構造については、図６、図７を参照して後述する。
【００４１】
第１のスライム曝気タンク５において、第２のスライム搬送管Ｔ２の端部Ｔ２ｂを、スライム循環噴射装置１５に合流せしめ、第２のスライム搬送管Ｔ２の端部Ｔ２ｂとスライム循環噴射装置１５とを同一の配管で構成することが出来る。
第１のスライム曝気タンク５と、第２のスライム曝気タンク６とは、第３のスライム搬送管Ｔ３で連通している。
第３のスライム搬送管Ｔ３において、第１のスライム曝気タンク５側の端部には、第２の搬送ポンプＰ２が介装されている。第１のスライム曝気タンク５内のスライムＳは、第２の搬送ポンプＰ２の吸入口Ｐ２ａから吸い込まれ、第２のスライム曝気タンク６へ送られる。
【００４２】
第２のスライム曝気タンク６の天蓋６１上には、第２のＶＯＣ回収装置１６が配置されている。
第２のＶＯＣ回収装置１６は、図示しない活性炭やゼオライト等の吸着材から成る吸着層を有し、吸着層により汚染物質を吸着・回収するように構成されている。
吸着層を有するＶＯＣ回収装置１６に代えて、図１５を参照して後述する様に、冷凍式ＶＯＣ濃縮回収装置１６Ａを用いることもできる。
【００４３】
第２のＶＯＣ回収装置１６は、第２の排気ダクトＤ２によって、第１のスライム曝気タンク５の上方と連通している。第２の排気ダクトＤ２には、第２のブロワ１７が介装されている。
第２の排気ダクトＤ２は、分岐点Ｐｄで第３の排気ダクトＤ３に分岐している。第３の排気ダクトＤ３は、第２のスライム曝気タンク６の上方と連通している。
【００４４】
第３のスライム搬送管Ｔ３の端部Ｔ３ｂと、第２のスライム曝気タンク６に貯留しているスライムＳの上面とは落差があり、端部Ｔ３ｂからスライムが落下すれば、落下したスライムは、タンク６内に貯留されているスライムＳと衝突する。
衝突することにより、スライムに含まれる固形分は微粒化して、スライムに含まれる汚染物質が分離され易い状態となる。
ここで、第３のスライム搬送管Ｔ３に介装された第２のスライムポンプＰ２は、スライム搬送の機能の他に、搬送されるスライムとタンク６内のスライムとが衝突する際の衝撃を大きくする機能をも有する。
【００４５】
第２のスライム曝気タンク６の底部６２には、電気泳動式の重金属回収装置１８が装備されている。
重金属回収装置１８は、陰極１８ａと、陽極１８ｂと、両極とに接続される電極ラインＬｅによって構成されている。
【００４６】
電極ラインＬｅに通電することにより、スライムＳ中に溶け込んだ重金属、或いは、イオン化したその他の汚染物質は、陰極１８ａと陽極１８ｂの何れかに付着する。
重金属や、その他のイオン化した汚染物質が電極１８ａ、１８ｂに一定量付着したならば、電極１８ａ、１８ｂを交換する。そして、第２の曝気タンク６から取り外された電極１８ａ、１８ｂから、重金属或いはイオン化したその他の汚染物質を除去する。
なお、重金属回収装置１８で除去し切れなかった重金属やその他の汚染物質は、第４のスライム搬送管Ｔ４から排出される。
【００４７】
第１のスライム曝気タンク５では、第２のスライム曝気タンク６に比較して、内部のスライムは、流動が活発である。それに対して、第２のスライム曝気タンク６では、タンク内部におけるスライムＳの流動はさほど為されていない。
ここで、電気泳動による重金属の分離は、流動していない状態の方が効率的に実施できる。そのため、第２のスライム曝気タンク６では、電気泳動がし易い状態となっている。そのため、下流側の第２のスライム曝気タンク６において、電気泳動による重金属の分離を行っている。
【００４８】
第２のスライム曝気タンク６には、第４のスライム搬送管Ｔ４が接続されている。第４のスライム搬送管Ｔ４において、第２のスライム曝気タンク６側の端部には、第３のポンプＰ３が介装されている。
第３の搬送ポンプＰ３の吸入口Ｐ３ａから、第２のスライム曝気タンク６内のスライムＳが吸い込まれる。
第４のスライム搬送管Ｔ４において、第２のスライム曝気タンク６から離隔した側の端部Ｔ４ｂは、ホッパー１９の上方に開口している。
【００４９】
第４のスライム搬送管Ｔ４の途中には、第１の三方弁Ｖ３１が介装されている。第１の三方弁Ｖ３１からは分岐管ＴＢが分岐しており、分岐管ＴＢの端部は、スライム排出口ＴＢｂとなっている。
第４のスライム搬送管Ｔ４において、三方弁Ｖ３１と端部Ｔ４ｂとの間の領域には、第２の三方弁Ｖ３２が介装されている。第２の三方弁Ｖ３２から、分岐管Ｔ４０が分岐している。
分岐管Ｔ４０は、重金属除去装置７に連通している。重金属除去装置７には、スライム排出管Ｔ４１が接続されており、スライム排出管Ｔ４１は、ホッパー１９の上方に開口している。
【００５０】
重金属除去装置７は、第４のスライム搬送管Ｔ４及び分岐管Ｔ４０を介して供給された加熱して、スライムからＶＯＣや重金属、ＰＣＢ等を加熱分解して、除去する。重金属及びＰＣＢが分解・除去され、汚染物質が完全に除去されたスライムは、スライム排出管Ｔ４１を介してホッパー１９に投入される。
【００５１】
第１の三方弁Ｖ３１は、第４のスライム搬送管Ｔ４を流れる処理済みのスライムの全量を、切削流体或いは充填材としてリサイクルする場合には、分岐管ＴＢ側を閉鎖し、重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側を開放する。
処理済みのスライムの全量を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第１の三方弁Ｖ３１の重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側を閉鎖して、分岐管ＴＢ側を開放する。
第４のスライム搬送管Ｔ４を流れる処理済みのスライムの一部をリサイクルし、残りは図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第１の三方弁Ｖ３１の重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側をリサイクル量に対応する開度だけ開放し、且つ、分岐管ＴＢ側を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する量に対応した開度だけ開放する。
【００５２】
施工領域の土壌が、重金属、ＰＣＢ等で汚染されていないことが判明している場合で、且つ、スライムの全量を（切削流体或いは充填材料として）リサイクルする必要がある場合には、第１の三方弁Ｖ３１における分岐管ＴＢへ通じる側を閉鎖して、第２の三方弁Ｖ３２における分岐管Ｔ４０へ通じる側を閉鎖する。そして、第２のスライム曝気タンク６で処理されたスライムの全量を、ホッパー１９に投入する。
【００５３】
ホッパー１９は、第５のスライム搬送管Ｔ５を介して、コンクリートポンプ８に接続している。ホッパー１９に投入されたスライムは、第５のスライム搬送管Ｔ５を流れ、コンクリートポンプ８に吸入される。
コンクリートポンプ８は、第６のスライム搬送管Ｔ６を介して、浄化された三重管スイベル９と接続されている。
【００５４】
コンクリートポンプ８を稼動することにより、汚染物質が除去されたスライム（切削流体或いは充填材料としてリサイクルされるスライム）は、三重管スイベル９を介して、再度、三重管ロッド２に供給される。すなわち、リサイクル用のスライムは第１の管２１の充填材料注入口２１ｏから、充填材料Ｃとして、浄化工法が施工されている領域に注入される。或いは、（リサイクル用のスライムは）三重管ロッド２のノズル２２１、２２２から、切削用流体として噴射される。
なお、リサイクル用スライムの粘度が高い場合や、スライムの含水率が大きい場合には、リサイクル用スライムの性状に応じて、適宜、固化材その他の薬剤を添加すればよい。
【００５５】
汚染土壌の浄化工法の施工直後においては、リサイクル用のスライムは発生していない。その場合は、ホッパー１９に、別途準備した固化材、例えばセメントミルクを投入する。投入されたセメントミルクはコンクリートポンプ８によって三重管ロッド２に送られ、土壌浄化工法の施工領域において、充填材料Ｃとして注入される。
【００５６】
次に、図３、図４を参照して、図１で示す第１のスライム曝気タンク５の詳細について説明する。
図３、図４において、第１のスライム曝気タンク５にはスライム循環噴射装置１５が設けられている。そしてスライム循環噴射装置１５は、高圧エア噴射管１５１と、２本のスライム循環管路１５２とを備えている。
高圧エア噴射管１５１の一端１５１ａは、スライム曝気タンク５内に延在しており、曝気タンク５内の空間に向って開口している。高圧エア噴射管１５１の他端１５１ｂは、エアコンプレッサ１５３に接続されている。
【００５７】
スライム循環管路１５２の一端１５２ａは、図３において符号Ｐｘで示す交差合流部において、高圧エア噴射管１５１と合流している。交差合流部Ｐｘにおいて、スライム循環管路１５２の一端１５２ａは、高圧エア噴射管１５１の長手方向に対して、鋭角を形成して交差するように合流している。
スライム循環管路１５２の他端１５２ｂは、鉛直壁面５１における底部５９近傍において、スライム曝気タンク５内へ連通している。
スライム循環管路１５２の他端１５２ｂ近傍には、スライムポンプ１５４が介装されている。
【００５８】
スライム循環管路１５２における交差合流部Ｐｘ近傍の位置には、空気導入口１５２ｃが設けられている。例えば、空気導入口１５２ｃを穿孔した位置において、スライム循環管路１５２の流路を絞ることにより、スライム循環管路１５２の流路に負圧を生じせしめ、以って、空気導入口１５２ｃからエア（外気）を吸引するのである。
ここで、例えば、図示しないコンプレッサを別途配置して、そのコンプレッサの吐出口を空気導入口１５２ｃに連通して、高圧空気を送り込むことが可能である。或いは、前記高圧エア噴射管１５１用のコンプレッサ１５３から、図示しない管路を介して、空気導入口１５２ｃに高圧空気を送り込むことが可能である。
なお、空気導入口１５２ｃに、例えば、図示しないコンプレッサから高圧空気を送り込むことも可能である。或いは、浄化作用を有する鉄粉や薬剤等を、空気導入口１５２ｃを介して送り込むことも可能である。
【００５９】
スライム循環噴射装置１５を起動すると、コンプレッサ１５３が作動して、高圧エア噴射管１５１内に高圧エアＦａ１が流れる。同時に、スライムポンプ１５４も作動して、スライム循環管路１５２内に矢印Ｙｓ（図４参照）で示す様にスライムが流れ、空気導入口１５２ｃから吸引されたエアと混合すると共に、交差合流部Ｐｘにおいて、高圧エア噴射管１５１内を流れる高圧エアＦａ１と合流する。
なお、スライム循環管路１５２内のスライムの流れＹｓは、スライム曝気タンク５内のスライムＳの流れである。
【００６０】
高圧エア噴射管１５１の端部１５１ａから、スライム曝気タンク５内の空間に向けて、高圧エアとスライムとの混合流体Ｊｓａが高速で噴射される。高速で噴射された混合流体Ｊｓａは、正面の鉛直壁面５２と衝突し、スライム中の粘土は微粒化される。粘土の微粒化により、スライム中のＶＯＣは、曝気による分離が促進される。
ここで、第２のスライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから噴射された混合流体Ｊｓａ（高圧エアとスライムとの混合流体）は、鉛直壁面５２と衝突しなくても構わない。換言すれば、スライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから噴射されるスライムは、曝気タンク５内の空間（スライムが充填されていない空間）に噴射されることが重要である。
スライムが充填されていない空間中に混合流体Ｊｓａを噴射することにより、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、且つ空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が向上し、ＶＯＣの分離がより促進されるからである。
【００６１】
スライム循環管路１５２を流れるスライムの流れＹｓに、空気導入口１５２ｃから導入したエアが混合する際にも、上述と同様に、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、且つ空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が向上し、スライム中のＶＯＣの分離が促進される。
交差合流部Ｐｘにおいて、スライム循環管路１５２と高圧エア噴射管１５１とが合流することにより、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会がさらに増加し、空気と接触する時間もさらに長くなり、曝気により、ＶＯＣの分離がより促進される。
【００６２】
さらに、図３、図４で示すスライム曝気タンク５によれば、コンプレッサ１５３及びスライムポンプ１５４を適宜選択し、或いは、コンプレッサ１５３の吐出量と、スライムポンプ１５４の吐出量を適宜設定することにより、曝気処理するスライムの量を適宜増加することが出来る。
発明者による実験では、例えば毎分２立方メートルのスライムのＶＯＣ濃度を１オーダー低下処理することが出来た。勿論、コンプレッサ１５３及びスライムポンプ１５４を大型化して、配管系の内径を増加すれば、さらに処理量を増加することができる。
【００６３】
次に、図５を参照して、スライム曝気タンクの第２実施形態を説明する。
第２実施形態に係るスライム曝気タンク５Ａは、その内部にミキサーＭを有している点が、図３、図４のスライム曝気タンク５とは異なっている。
図５において、スライム曝気タンク５Ａは、中央に向って下がるように傾斜した底部５４を有しており、底部５４の中央には、傾斜面より更に一段深く下がった平面部５４ｈが形成されている。
傾斜した底部５４には、複数のミキサーＭが装備されている。そして、底部中央の平面部５４ｈにも、１台のミキサーＭが装備されている。
【００６４】
スライム曝気タンク５Ａの左側壁５１の上方には、壁面貫通孔５５が形成されている。スライム曝気タンク５Ａの右側壁５２の上方領域５６には、スライム循環噴射装置１５Ａが設けられている。
スライム曝気タンク５Ａの天蓋５３には、左側壁５１寄りに、天蓋貫通孔５７が形成されている。
【００６５】
天蓋５３の中央近傍には、ＶＯＣ回収装置１６が載置されている。
ＶＯＣ回収装置１６は、図示しない吸着材（例えば、活性炭及び／又はゼオライト）で構成される吸着層を有し、当該吸着層によって、ＶＯＣを吸着・回収するように構成されている。
天蓋貫通孔５７とＶＯＣ回収装置１６とは、ダクトＤ２により接続されており、ダクトＤ２にはブロワ１７が介装されている。
明確には図示されてはいないが、天蓋貫通孔５７と、ダクトＤ２との隙間は、公知のシール材によってシールされており、ＶＯＣの拡散を防止している。
【００６６】
図５において、左壁面５１に形成された壁面貫通孔５５には、スライム貯留タンク４（図１）に連通するスライム搬送管Ｔ２が挿入されており、スライム搬送管Ｔ２の端部Ｔ２ｂが下向きに配置されている。ここで、壁面貫通孔５５と、スライム搬送管Ｔ２との間の隙間は、公知のシール材によって密閉とされている。
右壁面５２の上方領域５６に設けられたスライム循環噴射装置１５Ａは、図３、図４で説明したスライム循環噴射装置１５と同様な構成を具備している。
【００６７】
図５において、スライム循環噴射装置１５Ａは、噴射ヘッド１５０と、高圧エア管１５１と、２本のスライム循環管路１５２、１５２と、Ｔ字管１５６とを有している。噴射ヘッド１５０は、噴射ノズル１５１Ｎと、２つのスライム吸入部１５２Ｎとから構成されている。
スライム吸入部１５２Ｎは、噴射ノズル１５１Ｎに鋭角で交差する様に合流している。噴射ノズル１５１Ｎは、高圧エア管１５１を介してコンプレッサ１５３と連通している。
図５では明示されていないが、スライム吸入部１５２Ｎは、噴射ノズル１５１Ｎとの合流部近傍で流路が絞られており、その部分に空気吸入口が設けられている。
第２の壁面貫通孔５６と、スライム循環噴射装置１５Ａとの間の隙間は、公知のシール材によって密閉とされている。
【００６８】
スライム曝気タンク５Ａの下方には、Ｔ字管１５６が設けられている。Ｔ字管１５６の中央から分岐している管端１５６ａは、タンク底部の平面部５４ｈに連通しており、Ｔ字管１５６の両端部１５６ｂは、２台のスライムポンプ１５４の吸込み側１５４ａに接続されている。スライムポンプ１５４の吐出側１５４ｂは、スライム循環管路１５２の何れかの端部１５２ａと接続されている。
スライム循環管路１５２の何れか一方には、三方弁Ｖ３が介装されている。三方弁Ｖ３は、噴射ノズル１５１Ｎとの合流部と接続されており、或いは、第３のスライム搬送管Ｔ３と接続されている。
【００６９】
図５の第２実施形態に係るスライム曝気タンク５Ａによれば、複数のミキサーＭを備えているので、スライム曝気タンク５Ａ内に貯留されているスライムＳが滞留することなく、常に撹拌されて、循環する。
図５で示すスライム循環噴射装置１５Ａのその他の構成及び作用効果については、図３、図４で説明したスライム循環噴射装置１５と概略同様である。
【００７０】
次に、図６を参照して、第３実施形態について説明する。
図６において、第３実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｂは、サイロ状に形成されており、密閉式のタンク５０を有している。タンク５０の底部５８近傍には、スライム噴射管Ｔｓが水平に配置されている。スライム噴射管Ｔｓの中央には、スライム噴射孔Ｔｓｎが形成されている。明確には図示されていないが、スライム噴射孔Ｔｓｎの近傍には、高圧エアの噴射孔が形成されてある。
スライム噴射孔Ｔｓｎは、そこから噴射されるスライムのジェットＪｓが、鉛直方向上方へ噴射される様に構成されている。同様に、図示しない高圧エアの噴射孔も、そこから噴射される高圧エアのジェットＪａが鉛直方向上方へ噴射されるように構成されている。
【００７１】
タンク５０の天蓋５３の外縁近傍には、ＶＯＣガスの排出管Ｄｖが設けられている。ＶＯＣガスの排出管Ｄｖには図示しないダクトが接続され、図示しないダクトは、第２のＶＯＣ回収装置１６（図１参照）と連通している。
【００７２】
スライムの上昇時と落下時において、スライムのジェットＪｓと高圧エアのジェットＪａは衝突する。そして、衝突の際にスライムとエアとが接触して、交じり合う。そのため、スライムがエアに接触（衝突）する時間が長く、曝気が十分に行われて、スライム中のＶＯＣの分離が促進される。
第３実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｂは、曝気性能が良好であるため、土壌のＶＯＣ濃度が高い場合に有効である。
【００７３】
図示はされていないが、スライムのジェットＪｓを交差噴流で形成して、鉛直方向上方へ噴射してもよい。交差噴流の衝突個所（交差点）で、スライムのジェットは分散し、微粒化するので、スライム中の土壌粒子或いは粘土粒子が空気に接触する面積が大きくなり、且つ、空気と接触する時間も長くなる。
この場合、高圧エアのジェットＪａを交差噴流で構成しても良い。
或いは、スライムのジェットＪｓを高圧エアのジェットＪａで包囲し、それにより交差噴流を構成しても良い（図示せず）。
さらに、図示はされていないが、スライム噴射孔Ｔｓｎは、そこから噴射されるスライムのジェットＪｓが霧状に噴霧される様に構成するのが好ましい。
【００７４】
また、第３実施形態のスライム曝気タンク５Ｂは、密閉式のサイロ状のタンクを用いているので、密封性が高く、防音効果も高い。
従って、曝気を行っている際に、周囲環境に騒音を撒き散らしてしまう恐れが少ない。
図６で示す第３実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｂにおけるその他の構成及び作用効果は、図３〜図５を参照して説明した実施形態と同様である。
【００７５】
次に、図７を参照して、第４実施形態について説明する。
図７において、第４実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｃは、サイロ状で密閉式のタンク５０を有している。
タンク５０の底部５８近傍には、高圧エア噴射管Ｔａが水平に配置されている。高圧エア噴射管Ｔａには、複数のエア噴射孔Ｔａｎが長手方向に等間隔に穿孔されている。
【００７６】
タンク５０の天蓋５３の外縁近傍には、ＶＯＣガスの排出管Ｄｖが設けられている。
ＶＯＣガスの排出管Ｄｖには図示しないダクトが接続され、図示しないダクトは、第２のＶＯＣ回収装置１６（図１参照）と連通している。
【００７７】
タンク５０内で天蓋５３の近傍には、水平に延在するスライム噴射管Ｔｓが配置されている。スライム噴射管Ｔｓには、下向きに複数のスライム噴射孔Ｔｓｎが形成されている。
【００７８】
高圧エア噴射管Ｔａ及びスライム噴射管Ｔｓは、水平状態で、相互に反対方向へ回転する。図７の例では、スライム噴射管Ｔｓが矢印Ｒ１方向へ回転し、高圧エア噴射管Ｔａが矢印Ｒ２方向へ回転する。
矢印Ｒ１方向へ回転するスライム噴射管Ｔｓから噴射される複数のスライムの噴射ジェットＪｓは、下方に向かって螺旋状に降り注ぐ。一方、矢印Ｒ２方向へ回転する高圧エア噴射管Ｔａから噴射される複数の高圧エアジェットＪａは、上方に向かって螺旋状に上昇する。
【００７９】
スライムジェットＪｓと、エアジェットＪａとが、上下方向について対向して噴射され、且つ、逆方向に回転する螺旋状に噴射されるため、ジェットＪｓ、Ｊａが衝突する機会が増加する。ジェットＪｓ、Ｊａが衝突することにより、スライムとエアとが混合され、スライム中の土粒子或いは粘土粒子が空気に接触する面積が増大し、且つ、空気と接触する時間が増加する。その結果、曝気が良好に行われ、スライム中のＶＯＣの分離が促進される。
なお、高圧エア噴射管Ｔａ及びスライム噴射管Ｔｓを回転させない様に構成することも可能である。また、高圧エア噴射管Ｔａ及びスライム噴射管Ｔｓを同方向に回転させても良い。
図７の第４実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図３〜図６の各実施形態と同様である。
【００８０】
図８は、図７の第４実施形態の変形例に係る曝気タンク５Ｅ´を示している。
図７において、高圧エア噴射管Ｔａ及びスライム噴射管Ｔｓは直管状に構成されているが、図８の高圧エア噴射管Ｔａ及びスライム噴射管Ｔｓは螺旋状に形成されている。
その他の構成及び作用効果については、図８の変形例は図７の第４実施形態と同様である。
【００８１】
次に、図９を参照して、第５実施形態について説明する。
図９において、第５実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｄは、図７の第４実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｃから、水平の高圧エア噴射管Ｔａを省略した構成となっている。そして、第５実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｄにおいては、タンク５０の底部５８近傍に、１個の高圧エアノズルＮａを設けている。この高圧エアノズルＮａによって、タンク５０の内壁面に沿って高圧エア噴流Ｆａが噴射される。高圧エア噴流Ｆａは、螺旋状に旋回しながら流れ、タンク５０の底部からタンク５０の天蓋５３まで上昇する。
【００８２】
タンク上方のスライム噴射管Ｔｓは、矢印Ｒ方向に回転する。ここで、スライム噴射管Ｔｓの回転方向Ｒは、螺旋状の高圧エア噴流Ｆａの旋回方向とは反対方向となっている。
スライム噴射管Ｔｓの回転方向Ｒと、螺旋状の高圧エア噴流Ｆａの旋回方向とが逆方向となっている結果、スライムのジェットＪｓと高圧エア噴流エアＦａとが衝突する機会は多く、スライム中の土粒子或いは粘土粒子が空気と接触する面積が増加し、空気と接触する時間が増大する。その結果、曝気が良好に行われ、ＶＯＣの分離が促進される。
図９の第５実施形態におけるその他の構成及び作用効果に関しては、図７の実施形態と同様である。
【００８３】
次に、図１０、図１１を参照して、第６実施形態について説明する。
図１０、図１１の第６実施形態に係るスライム曝気タンク５Ｅは、タンク底部５８近傍に高圧エア噴射ノズルＮａを設けている。図１０、図１１では明確に示されていないが、高圧噴射ノズルＮａは、噴射された高圧エア噴流が、タンク５０の内周面５０ｉに沿って旋回流を形成する様に、構成されている。すなわち、高圧エア噴射ノズルＮａから噴射された高圧エアは、タンク上方に向かって螺旋状に旋回する旋回流Ｆａを形成する。
【００８４】
タンク５０内部の天蓋５３近傍の領域には、複数のノズルＮｎｘを有する管状の混合ジェット噴射装置Ｎｘが、水平に配置されている。混合ジェット噴射装置Ｎｘにおける複数のノズルＮｎｘからは、スライムと高圧エアの複合ジェットＦｘが噴射される。
ここで、管状の混合ジェット噴射装置Ｎｘは、タンク５０の横断面の中心よりも偏寄した位置に配置されている換言すれば、管状の混合ジェット噴射装置Ｎｘは、タンク５０の横断面の中心を通らない様に延在されている。
【００８５】
図９、図１０のスライム曝気タンク５Ｅによれば、スライムと高圧エアの複合ジェットＦｘにおいて、複合ジェットＦｘに包含される土粒子或いは粘土粒子は、エアと接触し、曝気される。それに加えて、複合ジェットＦｘと高圧エアの旋回流Ｆａとが衝突することにより、複合ジェットＦｘに包含される土粒子或いは粘土粒子は、微粒化された状態で空気と強制的に接触されることになり、空気との接触面積が増大し、空気との接触時間も長くなる。
その結果、スライムは良好に曝気され、スライムに含まれるＶＯＣの分離が促進される。
図１０、図１１の第６実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図３〜図９の各実施形態と同様である。
【００８６】
次に、図１２〜図１４を参照して、図１で示す配管加熱装置１４の構成について説明する。
図１２、図１３において、配管加熱装置１４は、電熱線１４１と、薬液添加管１４２とを備えている。
電熱線１４１は、第２のスライム搬送管Ｔ２を螺旋状に包囲するように巻き回されている。電熱線１４１に通電することにより、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムが、常温以上に昇温するように加熱される。
ここで、電熱線１４１による加熱温度は、例えば１３０℃程度が好ましい。電熱線１４１でスライムを加熱することにより、スライムに含まれるＶＯＣの分離が促進される。
【００８７】
薬液添加管１４２は、第２のスライム搬送管Ｔ２に直交するように、第２のスライム搬送管Ｔ２の内部に連通している。
スライムサンプル抽出装置１０により抽出されたサンプル（試料）を分析することにより、地上側に浮上したスライムの性状が把握出来る。そして、配管加熱装置１４においては、分析されたスライムの性状に対応して、必要な薬剤を、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムに、薬液添加管１４２から適宜添加している。
例えば、凝集剤、中和剤、スライム中の粘土粒子間の結合力を弱める作用を奏する薬剤等が添加される。
【００８８】
図１３、図１４で示す様に、第２のスライム搬送管Ｔ２に電熱線１４１を巻き回した領域の内部には、インラインミキサー１４３が設置されている。
インラインミキサー１４３により、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムＳは、その微粒化が促進される。また、薬液添加管１４２から添加された薬剤は、インラインミキサー１４３により、スライムと十分に混合されるので、薬剤の薬効が速やかに顕在化する。
【００８９】
次に、図１５を参照して、図１で示した第２のＶＯＣ回収装置１６とは異なるＶＯＣ回収装置１６Ａについて説明する。
図１５において、ＶＯＣ回収装置１６Ａは、ブライン槽（冷媒槽）１６１を有している。ブライン槽１６１には、ブライン（冷媒）注入口１６２と、ブライン排出口１６３とが形成されている。ブライン槽１６１内には、ＶＯＣ配管Ｌｖが通されている。ブライン槽１６１内におけるＶＯＣ配管Ｌｖは、つづら折状に折り曲げられて、熱交換器を構成している。
【００９０】
気相のＶＯＣ（図１５の矢印Ｖ１）が、ブライン槽１６１内を通過する際に、ブライン槽内の冷媒（ブライン）Ｌｃと熱交換を行い、冷却される。冷却された「ＶＯＣガスおよび気相中の水分」は、「液相のＶＯＣと液相の水分」（矢印Ｖ２）となり、ブライン槽１６１外に排出される。一部ガス状のままのＶＯＣも除湿されていることから、活性炭等で容易に吸着回収される。また、「液相のＶＯＣと液相の水分」（Ｖ２）は、公知の手段によって処理される。
【００９１】
図１、図２で示す汚染土壌浄化システム１００を用いた浄化工法によれば、汚染土壌Ｇｐは高温（例えば、８０℃〜９０℃）の水を用いた、高圧、高エネルギーの交差噴流Ｊｃによって、細かく破砕される。
その結果、土壌Ｇｐに付着したＶＯＣ等の汚染物質は、交差噴流Ｊｃの熱及び運動エネルギーの相乗作用によって、土壌粒子から剥離、除去され、スライム中に溶出した状態となる。そして、スライムが地上側Ｅへ流出するのに連行されて、原位置から地上側へ移動させることが出来る。或いは、土壌粒子から除去された汚染物質は、交差噴流Ｊｃと共に噴射された高圧空気の噴流と混合して、地上側へ浮上する。
【００９２】
土壌粒子が粘土である場合に、粘土の電荷によりＶＯＣが電気的に吸着する様に、土壌粒子表面に各種汚染物質が吸着する。土壌粒子表面に吸着した汚染物質は、水には溶出し難い。しかし、図示の実施形態において、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで粘土粒子が細断されることにより、土壌粒子表面へ吸着したＶＯＣ等の汚染物質も、当該粘土粒子から剥離、除去される。
また、土壌粒子の格子状の構造内に取り込まれた汚染物質も、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃにより格子構造が破壊されるので、土壌粒子から分離する。
その結果、図１、図２で説明した土壌浄化システム１００を用いた汚染土壌浄化工法によれば、従来技術では除去が困難であった粘土に含有された汚染物質や、土壌の格子状の構造内に取り込まれた汚染物質であっても、粘土或いは土壌粒子から容易に剥離、除去するのである。
【００９３】
図１、図２で説明した土壌浄化システム１００を用いた汚染土壌浄化工法において、従来技術では除去が困難であった汚染物質が土壌粒子から分離されて、スライム中に溶出し、或いは、ボーリング孔Ｈから湧出する気体に混合した状態となる。
スライム中で溶出した状態であれば、スライム貯留タンク４及び第１のＶＯＣ回収装置、第１のスライム曝気タンク５と第２の曝気タンク６及び第２のＶＯＣ回収装置１７、曝気タンク６内の電気泳動式の重金属回収装置１８、重金属除去装置７によって、汚染物質は容易、且つ確実にスライム中から除去される。
また、汚染物質が気体に混合した状態であれば、当該気体が大気中に拡散する以前に吸引することにより、容易に捕集することが出来る。
【００９４】
図１、図２で説明した土壌浄化システム１００を用いた汚染土壌浄化工法では、汚染物質が除去されたスライムは、掘削機１の三重管ロッド２の１対のノズル２２１、２２２から切削流体として噴射され、及び／又は、三重管ロッド２の注入口２１ｏから充填材料Ｃとして注入される。
汚染物質が除去されたスライムは、汚染物質を包含しておらず、原位置へ埋め戻しても、何等問題は発生しない。そして、切削流体及び／又は充填材料Ｃとして用いられた分だけ、産業廃棄物として処理するべきスライムの量が減少し、産業廃棄物処理のコストが減少する分だけ、汚染土壌浄化に必要なコストを低く抑える事が出来る。
【００９５】
ここで、図１、図２で上述した様に、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで粘土粒子が細断されることにより、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質は、当該粘土粒子から剥離する。或いは、土壌粒子の格子状の構造が、高温で且つ高エネルギーの交差噴流により破壊されて、格子内部に閉じ込められた汚染物質が溶出し易くなる。
従来の汚染物質濃度の計測では、計測が為される汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ、或いは、電気的に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質は、水に溶出しないので、計測が困難であった。
それに対して、図１、図２で示す土壌浄化システム１００を用いた汚染土壌浄化工法によれば、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃにより、土壌粒子の格子構造は破壊され、土壌粒子表面に吸着された汚染物質が剥離或いは分離されるので、従来技術では検出不可能であった汚染物質が、計測可能な状態となる。従って、従来の計測方法に比較して、汚染土壌の実体が、より正確に計測されるのである。
【００９６】
次に、図１６のフローチャートを参照して、図１、図２を参照して説明した土壌浄化システム及び汚染土壌浄化工法の変形例について説明する。
図１、図２で説明したように、土壌浄化システム１００によれば、汚染土壌Ｇｐの最下層までボーリング孔Ｈが削孔されている。そして、削孔されたボーリング孔Ｈに、掘削機１の三重管ロッド２が挿入される。施工時には、三重管２のノズル２２１、２２１及び充填材料注入口２１ｏを含む先端部分である同時充填モニタ２０を、上方に引き上げつつ回転させる。
【００９７】
ここで、施工領域を交差噴流Ｊｃで切削、細断し、施工領域全体を充填材料Ｃを注入した後、三重管ロッド２を再び挿入し、交差噴流Ｊｃによる切削、細断と、充填材料Ｃの注入とを繰り返すことが可能である。
図１６の土壌浄化システムの変形例では、その様に、交差噴流Ｊｃによる切削、細断と、充填材料Ｃの注入とを、複数回に亘って繰り返し処理（施工）することを前提として、掘削と充填材料Ｃの注入を、概略同時に行う（図１６のステップＳ１）。
【００９８】
交差噴流Ｊｃによる切削、細断では、図１及び図２を参照して上述した通り、三重管ロッド２のノズル２２１、２２２から温水ジェットＪ１、Ｊ２を噴射して、交差噴流Ｊｃを構成する。そして、温水ジェットで構成された交差噴流Ｊｃによって、所定の半径方向寸法の領域（施工領域）を、切削、細断する。
ここで、温水ジェットＪ１、Ｊ２は、高圧エアジェットＪａで包囲して噴射することも出来る。
【００９９】
交差噴流Ｊｃにより切削、細断された施工領域では、一定の領域内に高圧の流体が噴射されることにより、その内圧が上昇する。スライムの生じた掘削済みの施工領域の内圧が上昇することにより、スライムは三重管ロッド２の流路Ｋから、第１のスライム搬送管Ｔ１を経由して、スライム貯留タンク４に自動的に排出される。汚染物質はスライム内に溶出している。
高圧エアジェットＪａを噴射する場合には、土壌粒子から分離した汚染物質であって、気相の汚染物質は、高圧エアジェットＪａの空気と混合して、混合気の状態でスライム貯留タンク４へ排出される。
【０１００】
掘削され泥水状となった施工領域に、充填材料注入口２１ｏから、充填材料Ｃを注入する。
掘削開始当初は、リサイクル用のスライムが発生していないので、充填材料として、例えば、別途供給されたセメントミルクが、コンクリートポンプ８から注入される。
【０１０１】
上述した様に、施工領域で発生したスライムは、第１のスライム搬送管Ｔ１を経由して、スライム貯留タンク４内に流入する。スライムサンプル抽出装置１０により、第１のスライム搬送管Ｔ１を流れるスライムの一部を試料（サンプル）として採取し（サンプリングし）、図示しない分析設備でスライム中の汚染物質濃度等を計測する（図１６：ステップＳ２）。
【０１０２】
スライムのサンプルを分析して、スライム中の汚染物質濃度が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、閾値は、汚染領域の土壌の全量を置換する（いわゆる「全量置換」を行う）か否かの境界値として設定されている。
汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、２回目の施工では、比重の大きな充填材料を使用する（ステップＳ４）。
汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）において、汚染物質を除去したスライムを充填材料Ｃとして再利用した場合には、汚染物質濃度が環境基準値を下回るまで、多数回に亘って、交差噴流Ｊｃによる切削と充填材料Ｃの注入とを繰り返さなければならない恐れが存在する。
【０１０３】
そのため、汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には、汚染物質を除去したスライムを充填材料Ｃとして再利用せずに、比重の大きい充填材料を新規に充填する（ステップＳ４）。そして、当該比重の大きい充填材料により、施工領域における汚染土壌を完全に置換する。
２回目の施工において、比重の大きい充填材料により施工領域における汚染土壌を完全に置換すれば、その施工領域については、交差噴流Ｊｃによる切削と充填材料Ｃの注入とを繰り返す必要は無い。
【０１０４】
ステップＳ３において、汚染物質濃度が閾値未満であれば（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ５に進む。
図１、図２で示す土壌浄化システム１００と同様に、スライム貯留タンク４に流入したスライムは、高回転型のミキサー１３及び配管加熱装置１４が介装されている第２のスライム搬送管Ｔ２を介して、第１のスライム曝気タンク５に送られて曝気される。そして、第２のスライム曝気タンク６において、重金属回収装置１８により、重金属やイオン化した汚染物質が除去される。
さらに、スライムは必要に応じて重金属処理装置７を経由し、汚染物質が完全に除去される。汚染物質が除去されたスライム（処理済のスライム）は、コンクリートポンプ８を経由して、充填材料Ｃ、或いは切削用流体として、掘削機１に送られる。
【０１０５】
図１６のステップＳ５では、交差噴流Ｊｃにより汚染土壌を切削し、或いは、充填材料Ｃを注入し、発生したスライムを、図１で示す処理システム１００で浄化し、汚染物質を除去して、充填材料Ｃ或いは切削用流体として、再び掘削機１に送られるまでのサイクルを、実行する。
ステップＳ５のサイクルを実行したならば、スライムサンプル抽出装置１０により、スライムのサンプル（試料）を抽出する。そして、抽出したスライムサンプルを分析し、スライム中の汚染物質の濃度を計測する（ステップＳ６）。
【０１０６】
計測したデータにより、スライム中の汚染物質濃度が、所定値、例えば環境基準値以下であるか否かを判断する（ステップＳ７）。
汚染物質濃度が、環境基準値以下であれば（ステップＳ７でＹＥＳ）、浄化処理を終了する。
汚染物質濃度が、環境基準値を超えていれば（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ５以下を繰り返す。
【０１０７】
図１６を参照して説明した変形例では、スライムサンプル抽出装置１０でサンプルスライムを抽出し、地上側へ流出したスライムにおける汚染物質濃度を計測している。このスライムにおける汚染物質濃度により、地中の浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握することが出来る。
そのため、浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握して、スライムを切削流体或いは充填材料として再利用するか否かを判定することが出来る。そのため、スライムを切削流体或いは充填材料として再利用すると、ステップＳ５で説明したサイクルの繰り返し回数が多くなり過ぎてしまう場合には、スライムを再利用せずに、ステップＳ４で示す様に、比重の大きい充填材料を使用して、施工コストの節約を図ることが出来る。
【０１０８】
また、浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握して、ステップＳ５で説明したサイクルを繰り返す必要があるか否かを正確に判断することが出来るので、不必要な作業（切削、充填から、掘削機１における再利用）を行うことなく、施工コストを節約することが出来る。
【０１０９】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態では、切削流体の噴流は交差噴流を構成しているが、切削流体の噴流を交差させずに、そのまま、例えば水平方向へ噴射しても良い。
また、図示の実施形態では、モニタ１０を回転しつつ引き上げて、円柱状の汚染土壌領域を切削、充填しているが、モニタ１０を回転せずに、所定の角度だけ揺動しつつ引き上げることにより、所定幅のパネル状の汚染土壌領域を切削、充填する様に構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１実施形態を施工するシステムの全体構成を示す図。
【図２】図１における掘削機周辺を詳細に示した図。
【図３】第１実施形態に係るスライム曝気タンクの詳細を示す平面図。
【図４】図３と同様な側面図。
【図５】第２実施形態のスライム曝気タンクの断面図。
【図６】第３実施形態のスライム曝気タンクの内部構造を示す斜視図。
【図７】第４実施形態のスライム曝気タンクの内部構造を示す斜視図。
【図８】第４実施形態の変形例に係るスライム曝気タンクの内部構造を示す斜視図。
【図９】第５実施形態のスライム曝気タンクの内部構造を示す斜視図。
【図１０】第５実施形態に関するスライム曝気タンクの内部構造を示す斜視図。
【図１１】図１０と同様な横断面図。
【図１２】第１実施形態で用いられる配管加熱装置の斜視図。
【図１３】図１２で示す配管加熱装置の断面図。
【図１４】図１２で示す配管加熱装置の内部を模式的に示す図。
【図１５】第１実施形態で用いられるＶＯＣ回収装置の変形例を示す模式図。
【図１６】土壌浄化システムの変形例を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【０１１１】
１・・・掘削機
２・・・三重管ロッド
３・・・口元管
４・・・スライム貯留タンク
５、５Ａ〜５Ｅ・・・第１のスライム曝気タンク
６・・・第２のスライム曝気タンク
７・・・重金属除去装置
８・・・コンクリートポンプ
９・・・三重管スイベル
１０・・・スライムサンプル抽出装置
１１・・・第１のＶＯＣ回収装置
１２・・・第１のブロワ
１３・・・高回転型ミキサー
１４・・・配管加熱装置
１５・・・スライム循環噴射装置、
１６・・・第２のＶＯＣ回収装置
１７・・・第２のブロワ
１８・・・重金属回収装置
２０・・・同時充填用モニタ
Ｃ・・・充填材料
Ｓ・・・スライム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気槽及びスライム噴射装置を備えており、スライム噴射装置は、複数本のスライム搬送用配管と、同一個所で複数本のスライム搬送用配管と合流している流体用配管とを有しており、複数本のスライム搬送用配管の各々は曝気槽底部近傍に連通しており且つスライム搬送装置が介装されており、流体用配管は流体供給装置に連通しており、流体用配管の曝気槽側の端部は、曝気槽内のスライムが貯留している領域上方の空間内にスライムを含む混合流を噴射する様に構成されていることを特徴する曝気装置。
【請求項２】
曝気槽内のスライムが貯留する領域にスライムの混合手段を設けた請求項１の曝気装置。
【請求項３】
密閉容器状の曝気槽と、曝気槽の底部近傍に配置されたスライム噴射装置と、スライム噴射装置近傍に配置された高圧エア噴射装置とを有し、スライム噴射装置はスライムを鉛直方向上方へ噴射する様に構成され、高圧エア装置は高圧エアを鉛直方向上方へ噴射する様に構成されていることを特徴とする曝気装置。
【請求項４】
密閉容器状の曝気槽と、曝気槽の底部近傍に配置され且つ高圧エア噴射装置が形成された高圧エア供給装置と、曝気槽の天井部近傍に配置され且つスライム噴射装置が形成されたスライム供給装置とを備え、高圧エア噴射装置は高圧エアを鉛直方向上方へ噴射する様に構成されており、スライム噴射装置はスライムを鉛直方向下方へ噴射する様に構成されており、高圧エア供給装置とスライム供給装置とが相互に反対の方向へ回転する様に構成されていることを特徴とする曝気装置。
【請求項５】
密閉容器状の曝気槽と、曝気槽の底部近傍に配置された高圧エア噴射装置と、曝気槽の天井部近傍に配置され且つスライム噴射装置が形成されたスライム供給装置とを備え、高圧エア噴射装置はタンクの内壁に沿って螺旋状に旋回して流れる高圧エア噴流を噴射する様に構成されており、スライム噴射装置は回転しつつスライムを鉛直方向下方へ噴射する様に構成されていることを特徴とする曝気装置。
【請求項６】
密閉容器状の曝気槽と、曝気槽の底部近傍に配置された高圧エア噴射装置と、曝気槽の天井部近傍に配置され且つスライムと高圧エアの混合物を噴射する噴射装置が形成された管状の噴射装置とを備え、高圧エア噴射装置はタンクの内壁に沿って螺旋状に旋回して流れる高圧エア噴流を噴射する様に構成されており、管状の噴射装置は曝気槽の横断面中心から偏寄した位置に配置されていることを特徴とする曝気装置。
【請求項１】
曝気槽及びスライム噴射装置を備えており、スライム噴射装置は、複数本のスライム搬送用配管と、同一個所で複数本のスライム搬送用配管と合流している流体用配管とを有しており、複数本のスライム搬送用配管の各々は曝気槽底部近傍に連通しており且つスライム搬送装置が介装されており、流体用配管は流体供給装置に連通しており、流体用配管の曝気槽側の端部は、曝気槽内のスライムが貯留している領域上方の空間内にスライムを含む混合流を噴射する様に構成されていることを特徴する曝気装置。
【請求項２】
曝気槽内のスライムが貯留する領域にスライムの混合手段を設けた請求項１の曝気装置。
【請求項３】
密閉容器状の曝気槽と、曝気槽の底部近傍に配置されたスライム噴射装置と、スライム噴射装置近傍に配置された高圧エア噴射装置とを有し、スライム噴射装置はスライムを鉛直方向上方へ噴射する様に構成され、高圧エア装置は高圧エアを鉛直方向上方へ噴射する様に構成されていることを特徴とする曝気装置。
【請求項４】
密閉容器状の曝気槽と、曝気槽の底部近傍に配置され且つ高圧エア噴射装置が形成された高圧エア供給装置と、曝気槽の天井部近傍に配置され且つスライム噴射装置が形成されたスライム供給装置とを備え、高圧エア噴射装置は高圧エアを鉛直方向上方へ噴射する様に構成されており、スライム噴射装置はスライムを鉛直方向下方へ噴射する様に構成されており、高圧エア供給装置とスライム供給装置とが相互に反対の方向へ回転する様に構成されていることを特徴とする曝気装置。
【請求項５】
密閉容器状の曝気槽と、曝気槽の底部近傍に配置された高圧エア噴射装置と、曝気槽の天井部近傍に配置され且つスライム噴射装置が形成されたスライム供給装置とを備え、高圧エア噴射装置はタンクの内壁に沿って螺旋状に旋回して流れる高圧エア噴流を噴射する様に構成されており、スライム噴射装置は回転しつつスライムを鉛直方向下方へ噴射する様に構成されていることを特徴とする曝気装置。
【請求項６】
密閉容器状の曝気槽と、曝気槽の底部近傍に配置された高圧エア噴射装置と、曝気槽の天井部近傍に配置され且つスライムと高圧エアの混合物を噴射する噴射装置が形成された管状の噴射装置とを備え、高圧エア噴射装置はタンクの内壁に沿って螺旋状に旋回して流れる高圧エア噴流を噴射する様に構成されており、管状の噴射装置は曝気槽の横断面中心から偏寄した位置に配置されていることを特徴とする曝気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−５５２７６（Ｐ２００８−５５２７６Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３３２１２（Ｐ２００６−２３３２１２）
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（３９０００２２３３）ケミカルグラウト株式会社 (79)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（３９０００２２３３）ケミカルグラウト株式会社 (79)
【Ｆターム（参考）】
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