(57)【要約】【課題】人体に悪影響を及ぼすことなく取扱性に優れ、しかも環境に害を及ぼさずに低コストにて溜水を処理することができる人孔溜水の処理方法を提供する。【解決手段】人孔１内に溜水４が存在し、この溜水４がアルカリ性である場合に、中和剤としてのクエン酸５を注入することにより、溜水４とクエン酸５とを反応させて、ｐＨを低下させるものである。これにより、溜水４は排水基準を満たすことになって、排水処理が可能なものとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人孔内のアルカリ性の溜水に、中和剤としてのクエン酸を注入して、溜水とクエン酸とを反応させて溜水のｐＨを排水可能な範囲とすることを特徴とする人孔溜水の処理方法。
【請求項２】
溜水の排水可能な範囲はｐＨが５．８〜８．６の範囲内であることを特徴とする請求項１の人孔溜水の処理方法。
【請求項３】
溜水に粉末状のクエン酸を注入することを特徴とする請求項１又は請求項２の人孔溜水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人孔内に存在するアルカリ性の溜水を処理する人孔溜水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人孔（マンホール）内には雨や地下水等の溜水が存在する。人孔周囲の地盤には、地盤改良材が使用され、軟弱度を固化処理して地盤が改良されている。この地盤改良材は、一般的にはセメント系、石灰材料が用いられる。地盤改良材が人孔内に入り込んで、地盤改良材に含まれるカルシウムが溜水に浸入すると、溜水が高アルカリとなる。
【０００３】
ところで、溜水を排水する場合、排水可能な水素イオン濃度（ｐＨ）は所定範囲内（例えば、ｐＨ５．８〜８．６）に定められており、溜水の水素イオン濃度がこの範囲外である場合には、溜水を排水することができない。このため、高アルカリである溜水のｐＨ濃度は、通常排水可能なｐＨ範囲よりも高く、溜水のｐＨを下げる処理を行わなければ排水処理することができない。
【０００４】
そこで、溜水を処理する方法として、溜水をバキュームで吸引し、バキューム車等の搬送手段により産業廃棄物処理場にまで運搬して産業廃棄物として処理する方法がある。また、人孔の近傍に中和装置を設置して、この中和装置へ溜水を吸い上げて炭酸ガスにより中和した後、下水道へ排水する方法がある。さらには、人孔内の溜水に、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）等の薬剤を注入して中和した後、下水道へ排水する方法がある（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２１１４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
産業廃棄物として処理する方法は、溜水を人孔から産業廃棄物処理場にまで運搬することが必要となり、手間や時間を要する。しかも、バキューム車等の搬送手段を使用するため、コスト高になるという問題がある。人孔近傍に中和装置を設置して処理する方法も、溜水を中和装置にまで吸い上げることが必要となり、手間や時間を要する。しかも、中和装置を使用するため、コスト高になるという問題がある。溜水に薬剤を注入して中和する方法では、特に特許文献１で用いられる硫酸バンド等の強酸を用いると、薬剤が人体に触れると危険であり、取扱に難しい。しかも、有害液体であるため、溜水に注入することは環境面で好ましくないという問題や、カルシウムと反応して硫酸カルシウム（石膏）が沈殿するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、人体に悪影響を及ぼすことなく取扱性に優れ、しかも環境に害を及ぼさずに低コストにて溜水を処理することができる人孔溜水の処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の人孔溜水の処理方法は、人孔内のアルカリ性の溜水に、中和剤としてのクエン酸を注入して、溜水とクエン酸とを反応させて溜水のｐＨを排水可能な範囲とするものである。
【０００８】
本発明の人孔溜水の処理方法では、人孔内の溜水にクエン酸を注入すると、クエン酸から放出される水素イオンが、溜水内の水酸化物イオンと反応してｐＨを低下させることができる。そして、ｐＨが排水可能な範囲となるように、クエン酸の注入量を調節する。クエン酸（化学式Ｃ6Ｈ8Ｏ7）は柑橘類などに含まれる有機化合物で、ヒドロキシ酸の一つである。カルボキシ基を３個有する弱酸で、酸味を持つことから食品添加物として多用されている。
【０００９】
溜水の排水可能な範囲はｐＨ５．８〜８．６の範囲内とすることができる。これにより、溜水を中性又はその近傍とすることができる。また、クエン酸は３段階で電離するものであり、１段階目の電離は、ｐＨが６．５前後で行われ、２段階目の電離は、ｐＨが５．０前後で行われ、３段階目の電離は、ｐＨが４．０前後で行われる。そして、３段階目まで電離が終わると、溜水の無機イオン（例えば、カルシウムイオン）と反応する。これにより、ｐＨが５．８〜８．６の範囲では、クエン酸は１段階目の電離しか行われず、溜水の無機イオンとは反応しない。このため、クエン酸は溜水の無機イオンとは未反応の状態を維持することができ、クエン酸はイオンの状態で存在することになる。
【００１０】
溜水に粉末状のクエン酸を注入することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の人孔溜水の処理方法によれば、クエン酸は溜水と反応して溜水のｐＨを低下させて排水可能な範囲とできるため、溜水を排水処理することができる。クエン酸は安全性に富むため、人体に悪影響を及ぼすことなく取扱性に優れ、しかも環境に害を及ぼさずに低コストにて溜水を処理することができる。
【００１２】
溜水を中性又はその近傍とすると、排水基準を満たした水素イオン濃度とすることができ、確実に溜水を排水することができる。また、溜水の無機イオンとは未反応の状態を維持することができるため、クエン酸はイオンの状態で存在することになり、沈殿物が発生しない。
【００１３】
溜水に粉末状のクエン酸を注入すると、一層取扱性・作業性に優れ、効率よく溜水を処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１５】
本発明の人孔溜水の処理方法は、人孔内に存在するアルカリ性の溜水を処理するものである。図１に示す人孔１にクエン酸５を注入する場合について説明する。
【００１６】
人孔１は、地面３の下部に設けられ、２箇所の開口部２を介して地面３に連通するものである。人孔１には溜水４が存在し、この溜水４は、地盤改良材に含まれるカルシウムを多く含んでいる。これにより、溜水４は高アルカリ性となっている。
【００１７】
開口部２を介して、この溜水４に粉末状のクエン酸５を注入する。クエン酸５（化学式Ｃ6Ｈ8Ｏ7）は柑橘類などに含まれる有機化合物で、ヒドロキシ酸の一つである。カルボキシ基を３個有する弱酸で、酸味を持つことから食品添加物として多用されているものである。これにより、溜水４にクエン酸５を注入すると、図２に示すようにクエン酸５が中和剤となって、クエン酸５から放出される水素イオンは、溜水内の水酸化物イオンと反応してｐＨを低下させることができる。
【００１８】
溜水４にクエン酸５を注入すると、クエン酸５は図３の範囲Ａ〜Ｃに示すように、３段階で電離が行われる（水素イオンを３回放出する）。すなわち、範囲Ａに示す１段階目の電離は、ｐＨが６．５前後で行われ、範囲Ｂに示す２段階目の電離は、ｐＨが５．０前後で行われ、範囲Ｃに示す３段階目の電離は、ｐＨが４．０前後で行われることになる。クエン酸５は、３段階目の電離が終わった段階で、化１に示すように、溜水４の無機イオン（カルシウムイオン）と反応する。
【００１９】
【化１】
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【００２０】
本発明では、クエン酸注入後の溜水４のｐＨが５．８〜８．６の範囲内となるようにクエン酸５の注入量を調節する。これにより、溜水４を中性とすることができて、排水基準を満たした水素イオン濃度となる。また、中性の段階では、クエン酸５は図３の範囲Ａで示す１段階目の電離しか行われていない。クエン酸は、３段階目の電離が行われた後、溜水のカルシウムイオンと反応するため、中性では、化１のＣａ3（Ｃ6Ｈ5Ｏ7）2（クエン酸カルシウム）は生成されていない。従って、溜水４のカルシウムイオンとは未反応の状態を維持することができ、図２に示すように、注入されたクエン酸５はイオン６の状態で存在することになる。
【００２１】
このように、本発明の人孔溜水の処理方法は、クエン酸５が溜水４と反応して溜水のｐＨを低下させて排水可能な範囲とできるため、溜水４を排水処理することができる。クエン酸５は安全性に富むため、人体に悪影響を及ぼすことなく取扱性に優れ、しかも環境に害を及ぼさずに低コストにて溜水を処理することができる。
【００２２】
溜水４を中性又はその近傍とすると、排水基準を満たした水素イオン濃度とすることができ、確実に溜水４を排水することができる。また、溜水４の無機イオンとは未反応の状態を維持することができるため、クエン酸５はイオンの状態で存在することになり、沈殿物が発生しない。
【００２３】
溜水４に粉末状のクエン酸５を注入すると、一層取扱性・作業性に優れ、効率よく溜水を処理することができる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、クエン酸５を溜水４に注入する場合、複数の段階に分けて注入しても、１回で注入してもよい。クエン酸５の注入量はｐＨが５．８〜８．６の範囲内であれば、溜水の量によって変更することができる。
【実施例】
【００２５】
まず、高アルカリ性溜水のサンプル（ｐＨ１１．６、水溶液量１．１リットル）に、クエン酸を注入した。クエン酸量とｐＨの関係を図４に示す。これにより、クエン酸量が０．９２ｇのときｐＨが約７．０となって、クエン酸により高アルカリ性溜水の中和が可能であることが分かった。
【００２６】
また、模擬人孔（幅０．５４ｍ、奥行き０．２１ｍ、深さ０．３ｍ）に６３．２リットルの水道水を循環させ、この水道水にクエン酸を注入してｐＨ測定地点Ａ、及びｐＨ測定地点Ｂの２箇所でｐＨを測定した。時間と、ｐＨ測定地点Ａ、及びｐＨ測定地点ＢにおけるｐＨとの関係を図５に示す。これにより、ｐＨ測定地点Ａ及びｐＨ測定地点Ｂの両方で、２７０秒後にｐＨが約３．２となっている。従って、水道水を循環させることで、クエン酸が拡散し、ｐＨが均一になることが分かった。
【００２７】
次に、高アルカリ性溜水のサンプルを用い、溜水にクエン酸を注入した後、沈殿物（クエン酸塩）が発生するか否かを確認した。その結果を表１に示す。使用容器Ｎｏ．３及びＮｏ．４について実験前に存在する沈殿物は、溜水のカルシウムと大気中の二酸化炭素が反応してできた炭酸カルシウムである。表１より、いずれのサンプルにおいても、クエン酸注入後で沈殿物が存在しないことがわかった。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
実際の人孔内の溜水にクエン酸を注入してｐＨの測定を行った。溜水はｐＨが１０．７、溜水量（床面積２６．９５ｍ2×水位０．７６ｍ、溜水量２０．４ｍ3）であり、注入クエン酸量は２．１５ｋｇである。人孔の溜水を循環させ、ｐＨ測定地点Ａ、及びｐＨ測定地点Ｂの２箇所で溜水のｐＨを測定した。時間と、ｐＨ測定地点Ａ、及びｐＨ測定地点ＢにおけるｐＨとの関係を図６に示す。これにより、ｐＨ測定地点Ａ及びｐＨ測定地点Ｂの両方で、１９分後にｐＨが約７．０となっている。従って、実際の人孔においても、クエン酸による中和の有効性と、循環により溜水のｐＨが均一になることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】人孔にクエン酸を注入する前の説明図である。
【図２】人孔にクエン酸を注入した後の説明図である。
【図３】高アルカリ性溜水にクエン酸を注入した場合のクエン酸量とｐＨの関係を示すグラフ図である。
【図４】高アルカリ性溜水のサンプル（ｐＨ１１．６、水溶液量１．１リットル）にクエン酸を注入した実験のクエン酸量とｐＨの関係を示すグラフ図である。
【図５】模擬人孔において、時間と、ｐＨ測定地点Ａ、及びｐＨ測定地点ＢにおけるｐＨとの関係を示すグラフ図である。
【図６】実際の人孔において、時間と、ｐＨ測定地点Ａ、及びｐＨ測定地点ＢにおけるｐＨとの関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    人孔
２    開口部
４    溜水
５    クエン酸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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