透過性浄化壁の再生方法

【課題】汚染地下水を浄化して透過し、汚染物質の敷地外への拡散を防止する透過性浄化壁において、低コストで透過性浄化壁の透過性を再生することができる透過性浄化壁の再生方法を提供する。
【解決手段】汚染された地下水を浄化するために土壌中に構築された透過性浄化壁の透過性を再生する方法であって、透過性浄化壁の汚染地下水側の壁面が揚水の影響範囲となるように設置された井戸から揚水を行うことを特徴とする透過性浄化壁の再生方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染地下水の敷地外への拡散を防止するために構築する透過性浄化壁に関し、特に、浄化壁の透過性を再生する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚染された敷地から汚染地下水が非汚染敷地側へ拡散することを防止するための措置として、汚染された敷地を囲むように透過性浄化壁を設置する方法が適用されている。
【０００３】
透過性浄化壁の構築工法としては、例えば、特許文献１または特許文献２などが挙げられる。透過性浄化壁に適用する浄化材は汚染物質によって異なっており、例えば、揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）では鉄粉が、重金属では吸着材が主に用いられている。浄化材の効果によって汚染物質を分解・除去できるため、汚染水の浄化および汚染物質の拡散防止を図ることができる。
【０００４】
これらの透過性浄化壁は継続的に使用されることから、経年とともにその浄化効果が低減することになる。しかしながら、透過性浄化壁に期待できる効果の期間については、数年から１０年単位といわれているが、明確なデータが無いのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００３／１０３８６６号公報
【特許文献２】特開２００４−１１３８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
透過性浄化壁は浄化材の寿命の期間内において浄化を有効に行うことができる。しかし、経年により寿命内であっても浄化壁の透過性が低下していくという問題がある。特に、汚染物質と浄化壁が接触する浄化壁の汚染側面では、地下水中の微細粒子や微生物が堆積しやすく、結果として、浄化壁全体の透過性の低下を引き起こしている。
この問題を解決するための方法の１つとして、攪拌装置を用いて堆積物を機械的に攪拌し、透過性の性能を再生させるという方法がある。しかしながら、この方法では攪拌装置自体が高価でありコストが高いという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低コストで透過性を再生することができる透過性浄化壁の再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、汚染された地下水を浄化するために土壌中に構築された透過性浄化壁の透過性を再生する方法であって、透過性浄化壁の汚染地下水側の壁面が揚水の影響範囲となるように設置された井戸から揚水を行う透過性浄化壁の再生方法であることを特徴とする。
【０００９】
また、汚染された地下水を浄化するために土壌中に構築された透過性浄化壁の透過性を再生する方法であって、透過性浄化壁の汚染地下水側の壁面が注入の影響範囲となるように設置された井戸から液体または気体の注入を行うことを特徴とする透過性浄化壁の再生方法である。
【００１０】
また、汚染された地下水を浄化するために土壌中に構築された透過性浄化壁の透過性を再生する方法であって、透過性浄化壁の汚染地下水側の壁面が揚水の影響範囲となるように設置された井戸から揚水を行う一方、透過性浄化壁の汚染地下水側の壁面が注入の影響範囲となるように設置された井戸から液体または気体の注入を行うことを特徴とした透過性浄化壁の再生方法である。
【００１１】
また、前記井戸から弱酸性の液体を注入することを特徴とする透過性浄化壁の再生方法である。
【００１２】
また、前記井戸から空気を注入することを特徴とする透過性浄化壁の再生方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる透過性浄化壁の再生方法は、高価な攪拌装置を用いることなく、浄化壁の汚染側前面または内部に揚水または注入を行うことができる井戸を構築するだけで、浄化壁の透過性を向上させることができ、低コストで透過性を再生することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、透過性浄化壁による汚染地下水の浄化構造を示す概念図である。
【図２】図２は、本発明の透過性浄化壁の再生方法における井戸の構造を示す概略断面図である。
【図３】図３は、円筒管の断面図である。
【図４】図４は、別の円筒管の断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態を示す概略断面図である。
【図６】図６は、井戸による揚水を示す概念図である。
【図７】図７は、本発明透過性浄化壁の再生方法における井戸の配置の例を示す平面図である。
【図８】図８は、本発明の別の実施の形態を示す概略断面図である。
【図９】図９は、本発明の更に別の実施の形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施の形態１）
本実施の形態による透過性浄化壁１０の再生方法は、汚染地下水４０を浄化する透過性浄化壁１０の汚染地下水側の壁面１１の前方に設置した井戸２０から揚水を行う。
【００１６】
透過性浄化壁１０は、図１に示すように、汚染地下水４０中の汚染物質４２を浄化する浄化材１２と、硅砂および砕石１４の混合物からなる。透過性浄化壁１０は少なくとも汚染地下水４０の流出がある土壌中の飽和層６０の上端から不透水層６４に達するように構築される。
土壌に含まれる汚染物質４２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、ベンゼン等の揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ：volatile organic compounds）、また、カドミウム、鉛、六価クロム、水銀、シアン、砒素、セレン、フッ素、ホウ素等の重金属や、農薬等がある。不飽和層６２中に含まれた汚染物質４２は、降雨等によって飽和層６０の地下水まで達し、汚染を汚染土壌４５の範囲外まで拡散する。その為、浄化や封じ込めを行う必要がある。汚染地下水４０は透過性浄化壁１０を浸透、通過することにより、汚染地下水４０が浄化され、浄化地下水５０となる。
【００１７】
透過性浄化壁１０を構成する浄化材１２は、汚染物質に適合した様々な材料を採用することが可能である。例えば、ＶＯＣｓに対しては浄化材１２として一般に鉄粉が用いられる。金属系還元剤である鉄粉を混合して浄化壁１０を形成することにより、有機塩素系化合物を分解処理することができる。また、重金属に対しては、吸着しやすく分離しにくいという特性から浄化材料として吸着材１３が用いられる。吸着材１３としては希土類化合物等が挙げられる。汚染地下水４０が吸着材１３に接触すると、汚染物質４２が吸着材１３に吸着されるため、透過性浄化壁１０の下流側には汚染物質が除去された地下水が流出することになる。
浄化材１２は上記の材料に限られるものではない。例えば、汚染土壌４５に適合させて微生物を利用した透過性浄化壁１０とすることも可能である。また、透過性浄化壁１０を構成する硅砂および砕石１４についてもこれに限られるものではない。浄化材１２に合わせて透過性浄化壁１０の構築に適した混合材料を用いることが可能である。
【００１８】
井戸２０は、不飽和層６２から飽和層６０へ延設される中空の管２１からなる。本実施の形態では図２に示すように、管２１の側壁に孔２２を設けた構造である。更に、井戸２０は底部２３が閉鎖された円筒管２１ａとしている。底部２３は通水可能な構造であってもよい。図３に示すように、孔２２は透過性浄化壁１０の壁面１１に対向する円筒側面２４に設けられている。また、図４に示すように、円筒側面２４の周面全体に亘って設けることもできる。透過性浄化壁１０の壁面１１に対向する位置に孔２２を設けることで、後述する壁面１１に堆積した微細粒子８２および微生物８４を効果的に吸引する。井戸２０の形状はこれに限られるものではない。断面が多角形からなる管２１であってもよい。また、管２１に設けた孔２２の形状も限定されるものではなく、例えば円形、多角形、スリット形状、あるいは螺旋状に孔を形成したものであってもよい。
本実施の形態では、井戸２０と、揚水ポンプ２５とからなる揚水装置２７によって地下水を汲み上げる。図２に示すように、揚水装置２７は井戸２０の円筒管２１ａの内部に揚水ポンプ２５を有する。
【００１９】
井戸２０は、図５に示すように、透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の壁面１１の前方、即ち、透過性浄化壁１０に対して地下水の上流側に設置する。また、井戸２０は透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の壁面１１が揚水装置２７における揚水の影響範囲内となるように設置する。井戸２０は、不飽和層６２から不透水層６４の近傍または不透水層６４に達するように設置することが好ましい。不透水層６４へと延設された井戸２０において、飽和層６０に位置する井戸２０の円筒側面２４に孔２２を設けることで、透過性浄化壁１０の壁面１１全体の堆積物８０を吸引することができる。
【００２０】
汚染地下水４０は揚水装置２７によって汲み上げられる。透過性が経年劣化した透過性浄化壁１０には、透過性浄化壁１０の壁面１１に微細粒子８２および微生物８４からなる堆積物８０が堆積している。図６に示すように、汚染地下水４０を汲み上げあることによって堆積した微細粒子８２および微生物８４が井戸２０の方向へ吸引される。吸引によって堆積物８０が透過性浄化壁１０から除去されて透過性が再生される。
揚水装置２７によって汲み上げられた汚染地下水４０は地上の水処理装置７０へと移送される。
【００２１】
井戸２０は、一つの透過性浄化壁１０に対して複数設置することが可能である。図７に複数の井戸２０の配置の一例を示す。透過性浄化壁１０は汚染土壌４５の下流側に構築される。井戸２０は透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の前面に透過性浄化壁１０に並行して設置されている。
揚水装置２７による揚水の影響範囲によって、隣接する井戸２０の設置位置を適宜設定することができる。例として、隣接する井戸２０を夫々の影響範囲内若しくは影響範囲が接する状態で設置して、透過性浄化壁１０全体の透過性を再生する構造とすることができる。井戸２０の径の大きさ、深さ等は透過性浄化壁１０の厚さ、深さ等に適合させて適宜設定することが可能である。
【００２２】
揚水装置２７を用いた再生方法として、設置した複数の井戸２０のうち選択した井戸２０について揚水を行い、次に、他の選択した井戸２０について揚水を行うことによって、順に堆積物８０の吸引を行い透過性浄化壁１０全体の透過性を再生することが可能である。また、複数の井戸２０を同時に揚水して透過性の再生を行うことも可能である。
【００２３】
なお、同様の吸引効果を生ずる揚水装置２７であれば、揚水装置２７を構成する井戸２０の設置位置は、図５に示す透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の壁面に近接した位置に限られない。透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の壁面１１に接した位置であってもよい。また、透過性浄化壁１０の内部に設置することも可能である。透過性浄化壁１０の内部に設置する場合、透過性浄化壁１０と汚染地下水４０との接触面側または接触面に近接させて設置することが好ましい。
【００２４】
（実施の形態２）
次に、図８に示す本発明にかかる透過性浄化壁１０の再生方法の更に別の実施の形態を詳説する。
本実施の形態による透過性浄化壁１０の再生方法は、汚染地下水４０を浄化する透過性浄化壁１０の内部に設置した井戸２０から空気３１の注入を行う。井戸２０は透過性浄化壁１０内の汚染地下水４０側に設置することが好ましい。実施の形態２において、実施の形態１と同一の符号は同一の構成要素を示しており、ここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、井戸２０と、圧力ポンプ２６とからなる注入装置２８によって注入を行う。圧力ポンプ２６によって空気３１を井戸２０内に送出する。
【００２５】
注入装置２８は透過性浄化壁１０内に空気３１を注入する。井戸２０は透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の壁面１１が注入装置２８から空気３１の供給が可能となる空気３１の影響範囲内に設置する。図８に示す実施の形態では井戸２０の透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の壁面１１方向に位置する円筒側面２４に複数の孔２２を設けて孔２２から空気３１を注入する構造としているが、井戸２０の円筒側面２４の全面（全方向）に複数の孔２２を設けて全方向から空気３１を注入する構造とすることも可能である。
【００２６】
透過性浄化壁１０へ注入された空気３１は透過性浄化壁１０に堆積された微細粒子８２および微生物８４を分離、拡散する。拡散して透過性浄化壁１０を通過可能な大きさになった微細粒子８２および微生物８４は、透過性浄化壁１０を通過して浄化地下水５０側へ移動する。これにより堆積物８０が除去され、透過性浄化壁１０の透過性が再生する。
【００２７】
再生用の井戸２０から空気３１以外の気体を注入することも可能である。また、加圧ポンプ２６によって液体を強制注入することも可能である。井戸２０から注入された気体または液体は、空気３１と同様に透過性浄化壁１０内の堆積物８０を分離、拡散する。拡散によって堆積物８０が除去され、透過性浄化壁１０の透過性を再生する。
【００２８】
なお、井戸２０の設置位置はこれに限られない。注入によって、透過性浄化壁１０の堆積物８０を拡散できる範囲に設置することができる。例として、透過性浄化壁１０の内部に壁面１１と接した状態で設置することが可能である。また、透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の壁面１１の前方に設置することも可能である。また、井戸２０は一つの透過性浄化壁１０に対して複数設置することが可能である。
【００２９】
（実施の形態３）
図９に示す別の実施の形態による透過性浄化壁１０の再生方法は、汚染地下水４０を浄化する透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の壁面１１の前方に設置した井戸２０から薬液３２の注入を行う。
図５に示す実施の形態１と同様に井戸２０を透過性浄化壁１０の汚染土壌側の壁面１１近くの上流側に設置している。また、実施の形態１と同様に、井戸２０は底面が閉じた中空円筒形の管２１の円筒側面２４に複数の孔２２を設けている。実施の形態３において、実施の形態１と同一の符号は同一の構成要素を示しており、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３０】
井戸２０には薬剤を含有した液体（薬液３２）が注入される。井戸２０は透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の壁面１１が井戸２０から薬液３２の供給が可能となる注入の影響範囲内となるように設置する。井戸２０は透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の前方に複数設置することが可能である。
【００３１】
薬剤には殺菌性のある次亜塩素酸やクエン酸等が含まれる。ここでは、薬液３２として、次亜塩素酸またはクエン酸を含有した弱酸性溶液を用いている。また、微細粒子８２や微生物８４等の堆積物８０に対して溶解または殺菌作用のある他の薬剤を含有した薬液３２を用いることも可能である。また、図示していないが、井戸２０を透過性浄化壁１０の内部または透過性浄化壁１０に接触するように設置することにより、薬液３２を透過性浄化壁１０内に直に注入することも可能である。透過性浄化壁１０の構成材料や井戸２０の設置位置によって薬液３２の種類を選択し、濃度を調整することができる。また、井戸２０と加圧ポンプ２６とからなる注入装置２８によって強制注入を行うこともできる。
【００３２】
井戸２０から注入された薬液３２は透過性浄化壁１０に浸透する。薬液３２中の薬剤が透過性浄化壁１０の堆積物８０である微細粒子８２および微生物８４と接触および反応することにより、堆積している微細粒子８２および微生物８４を溶解または殺菌して分解し、透過性浄化壁１０の透過性を再生する。
【００３３】
井戸２０は、揚水ポンプ２５および／または加圧ポンプ２６と組み合わせて、地下水の揚水、薬液３２の注入、および、気体若しくは液体の注入、の内、二つ又は全てを実施可能な揚水兼注入井戸２０とすることも可能である。また、汚染土壌４５に対応させて、一つの透過性浄化壁１０に対して複数の井戸２０を設置し、地下水の揚水、薬液３２の注入、または、気体若しくは液体の注入、の夫々を組み合わせて用いる再生方法とすることも可能である。これらを組み合わせて用いることにより、透過性浄化壁１０に堆積された微細粒子８２および微生物８４の分解や分離、拡散を行い、拡散等された微細粒子８２および微生物８４を揚水によって吸引し、除去することができる。これにより、微細粒子８２および微生物８４が透過性浄化壁１０に再度堆積して透過性を低下させることを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明にかかる透過性浄化壁１０の再生方法によれば、透過性浄化壁１０の汚染地下水４０側の前方または透過性浄化壁１０の内部に設置した透過性の再生用井戸２０から揚水または注入を行うことにより、低コストで透過性の低下した浄化壁を再生させることができ、透過性浄化壁１０の浄化材１２の寿命の間、透過性を低下させることなく汚染物質４２の浄化を行うことができる。また、ＶＯＣｓ、重金属、農薬、油等の夫々に対応した多様な透過性浄化壁１０に対して透過性の再生を行うことができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０透過性浄化壁
１２浄化材
２０井戸
２１管
２１ａ円筒管
２２孔
２３底部
２４円筒側面
２５揚水ポンプ
２６加圧ポンプ
２７揚水装置
２８注入装置
４０汚染地下水
４２汚染物質
５０浄化地下水
８０堆積物

【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染された地下水を浄化するために土壌中に構築された透過性浄化壁の透過性を再生する方法であって、透過性浄化壁の汚染地下水側の壁面が揚水の影響範囲となるように設置された井戸から揚水を行うことを特徴とした透過性浄化壁の再生方法。
【請求項２】
汚染された地下水を浄化するために土壌中に構築された透過性浄化壁の透過性を再生する方法であって、透過性浄化壁の汚染地下水側の壁面が注入の影響範囲となるように設置された井戸から液体または気体の注入を行うことを特徴とした透過性浄化壁の再生方法。
【請求項３】
汚染された地下水を浄化するために土壌中に構築された透過性浄化壁の透過性を再生する方法であって、透過性浄化壁の汚染地下水側の壁面が揚水の影響範囲となるように設置された井戸から揚水を行う一方、透過性浄化壁の汚染地下水側の壁面が注入の影響範囲となるように設置された井戸から液体または気体の注入を行うことを特徴とした透過性浄化壁の再生方法。
【請求項４】
前記井戸から弱酸性の液体を注入することを特徴とする請求項２または３に記載の透過性浄化壁の再生方法。
【請求項５】
前記井戸から空気を注入することを特徴とする請求項２または３に記載の透過性浄化壁の再生方法。

【図１】