(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水流への注入水に、汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガス（以下、増殖ガスと言う）を溶解し、増殖ガスを溶解した注入水を地下水流に注入して、微生物により汚染地下水及び／又は汚染地層を浄化する方法において、注入水の注入位置での地下水流の水圧より所定圧力だけ高いガス圧力下で増殖ガスを注入水に溶解し、増殖ガスを溶解した注入水を地下水流に注入することを特徴とする汚染地下水及び汚染地層の浄化方法。
【請求項２】
地下水流への注入水に、汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガス（以下、増殖ガスと言う）を溶解し、増殖ガスを溶解した注入水を注入井を介して地下水流に注入して、微生物により汚染地下水及び／又は汚染地層を浄化する際に、増殖ガスを注入水に溶解して汚染地下水及び／又は汚染地層に供給する装置であって、注入水の注入位置での地下水流の水圧より高い圧力に注入水を昇圧する注入水ポンプと、注入水ポンプから注入井内の注入水注入位置まで延在し、注入水を地下水流中に流出させる注入水管と、注入水管に設けられ、注入水の圧力よりも高い圧力に昇圧された増殖ガスを注入水に送入、溶解させる送入・溶解手段と、送入・溶解手段の下流の注入水管に設けられ、注入水管の流路を絞って注入水管内の注入水の圧力を保持し、かつ注入水を地下水流に流出させる流出手段とを備えることを特徴とする汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置。
【請求項３】
注入水ポンプが注入井内に設置されて地下水を注入水として汲み取り、注入水管が注入水ポンプから前記注入井内の注入水注入位置まで延在していることを特徴とする請求項２に記載の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置。
【請求項４】
送入・溶解手段が、滞留させた注入水上に前記昇圧された増殖ガスを導入し、加圧下で注入水に溶解させるように、注入水管に設けられた溶解タンク、又は注入水管に設けられたガス送入ノズル及びガス送入ノズルの下流に設けられたインラインミキサからなることを特徴とする請求項２又は３に記載の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置。
【請求項５】
増殖ガスが送入された注入水を滞留させ、増殖ガスの注入水への溶解を促進する溶解促進タンク、又は加圧接触パイプが、送入・溶解手段と流出手段との間の注入水管に設けられていることを特徴とする請求項２から４のうちのいずれか１項に記載の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置。
【請求項６】
流出手段が、弁及びオリフィスのいずれか一方を備えた流出口、又は注入水を駆動水流とし、駆動水流により地下水流から地下水を導入して注入水と地下水とを混合し、流出させるエダクタであることを特徴とする請求項２から５のうちのいずれか１項に記載の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染地下水及び汚染地層の浄化方法及びその方法の実施の際に使用する汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置に関し、更に詳細には、汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給量を増やして浄化効率を高めた、汚染地下水及び汚染地層の浄化方法及びその方法の実施の際に使用する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トリクロロエチレン（Ｃ２ＨＣｌ３、以下、ＴＣＥと略記する）  や、テトラクロロエチレン（Ｃｌ２Ｃ＝ＣＣｌ２）などの有機塩素化合物は、油脂等に対する溶解性が高いので、一般溶剤、脱脂用洗浄剤等として各種の工場及びクリーニング店等で広く使用されている。そのため、長年の間に、これらの有機塩素化合物のかなりの量が、使用中に誤って外部に流出したり、或いは廃棄されたりして、地層及び地下水を汚染している。
【０００３】
これらの有機塩素化合物は発ガン性物質である恐れがあるため、汚染された地層及び地下水の浄化が、近年、大きな社会的要望となっていて、そこで、汚染サイトで微生物を利用して有機塩素化合物を分解する原位置バイオレメディエーション（ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ）技術が注目されている。
原位置バイオレメディエーション技術による地層および地下水の浄化方法は、有機塩素化合物等の汚染物質に対する分解能を有する微生物を汚染サイトの地層中で増殖、活性化して、汚染物質を原位置、即ち地層中で分解して無害な物質に転化することにより、地層および地下水を浄化する方法を言う。
【０００４】
有機塩素化合物による汚染地層及び汚染地下水を微生物学的に浄化する場合、有機塩素化合物を直接資化できる菌は、地層中に存在していないので、メタン、トルエン、フェノール、アンモニア等をそれぞれ資化する菌（以下、それぞれメタン資化菌、トルエン資化菌、フェノール資化菌、アンモニア資化菌と言う）の共酸化を利用した処理方法が提案されている。
この方法は、メタン資化菌等の資化菌の増殖に必要な栄養塩及び酸素に加えて、メタン資化菌等の資化菌のそれぞれの基質として、環境的に比較的害の少ないメタン、トルエン、フェノール、アンモニアなどを汚染サイトに注入して資化菌を増殖し、有機塩素化合物を分解する分解酵素を資化菌により誘導する。そして、誘導された分解酵素により有機塩素化合物を分解し、無害な物質に転化する方法である。
【０００５】
ところで、バイオレメディエーション技術で利用できる資化菌には、上述のように種々のものがあるが、実用的には、通常、メタン資化菌又はプロパン資化菌を利用した例が多い。
例えば、メタン資化菌は、ＴＣＥを分解して増殖することはできないものの、基質とするメタンを酸化して増殖し、その際、ＴＣＥなどの有機塩素化合物を共酸化により分解するメタンモノオキシゲナーゼという分解酵素を誘導する。
分解酵素により分解されるＴＣＥ量は、メタン資化菌の菌体増殖量により決定されるので、原位置バイオレメディエーション技術では、メタン資化菌の増殖を図るために、メタン、プロパン等の常温、常圧ではガス状の炭化水素をメタン資化菌等の資化菌の基質として汚染地下水及び汚染地層に供給している。
【０００６】
ここで、図６を参照して、汚染地層に存在するメタン資化菌を利用した原位置バイオレメディエーション法を適用した場合の従来の設備を説明する。図６は、従来の原位置バイオレメディエーション法による地層浄化設備（以下、簡単に地層浄化設備と言う）の構成の一例を示す概念図である。
従来の地層浄化設備１０は、主要設備が汚染サイト上の地上に設置されていて、メタン資化菌の繁殖に必要な酸素とメタン、更には栄養塩を地上で注入水に溶解し、その注入水を注入井を介して地下水流に注入し、有機塩素化合物により汚染された地層を浄化する。
地層浄化設備１０は、汚染地層中の地下水を汲み上げる揚水井１２と、揚水井１２で揚水した地下水を曝気する曝気塔１４と、曝気した地下水を昇圧して注入水とするポンプ１６と、ポンプ１６から注入井１８の底部まで延在し、先端に流出口を有する注入水管２０と、注入水管２０に設けられ、酸素ボンベ２１Ａ及びメタンボンベ２１Ｂ（図６では２１として１個のボンベのみ図示）から供給された酸素及びメタンを水に送入、溶解させるガス送入ノズル２２Ａ、Ｂ（図６では２２として１個のノズルのみ図示）と、ガス送入ノズル２２の下流に設けられ、送入した酸素及びメタンと水とを混合して溶解を促進するインラインミキサ２４とを備えている。
また、地層浄化設備１０は、地下水中の酸素濃度、メタン濃度、栄養塩濃度、メタン資化菌の菌数、汚染物質濃度等を測定するための観測井２６を備えている。尚、図示しないが、栄養塩は、別途、注入水に供給されている。図６中、２８は、曝気塔１４に空気を送入するブロアである。
曝気塔１４で曝気された地下水は、注入水としてポンプ１６により昇圧され、酸素、メタン及び必要な栄養塩が送入された後、注入水管２０を介し、注入井１８から地下水流に注入される。
【０００７】
また、簡単な設備として、図７に示すように、ボンベ２１から注入井１８の底部まで酸素及びメタンの供給管２９を敷設し、注入井１８の底部から地下水流に直接酸素及びメタンを供給する方法も実施されている。この場合には、曝気塔１４からの水は、河川等に放流されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、酸素ガス及びメタン、プロパン等の基質ガスの水への溶解度は非常に低い。そのため、上述した従来の地層浄化設備により、メタン資化菌又はプロパン資化菌を利用した原位置バイオレメディエーション方法を実施する際、浄化を促進するのに充分な量の酸素ガス及び基質ガスを供給することができないので、従って有機塩素化合物を分解できる菌の増殖が抑制され、浄化効率の向上が難しいという問題があった。逆に、充分な量の酸素ガス及び基質ガスを供給しようとすると、大量の注入水が必要となり、注入設備が大型になって、設備費及び運転費が嵩むことになる。
しかも、酸素及び基質を溶解した注入水を汚染サイトの上流に注入しているので、注入水の注入により有機塩素化合物濃度が希釈されたり、また有機塩素化合物が拡散して汚染区域が拡大したりして、浄化効率の向上を制約する一因になっていた。
以上の説明から判るように、メタン資化菌又はプロパン資化菌を利用した原位置バイオレメディエーション方法を実用化するには、必要な量の酸素ガス及び基質ガスを供給して効率良く汚染地下水及び汚染地層を浄化できる方法及び装置が求められている。
以上の説明では、主としてメタン資化菌による原位置バイオレメディエーション方法を例にして説明したが、汚染物質を分解する分解微生物の増殖により汚染地下水及び／又は汚染地層を浄化する方法では、同じ問題が付随している。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスを供給し、分解微生物により効率良く汚染地下水及び汚染地層を浄化できる方法及び装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために、先ず、以下のようなカラム実験を多数回行った結果、酸素及びメタンの供給量が増加するにつれて、バイオレメディエーション技術によるＴＣＥ除去率が向上することを確認した。
実験例
次のようにして、加圧下でメタンガス及び酸素ガスを地下水に溶解した実験試料溶液、大気圧下でメタンガス及び酸素ガスを地下水に溶解したコントロールテスト溶液及び地下水をそのまま使用したブランクテスト溶液を調製し、それぞれについてＴＣＥ除去率を測定するカラムテストを実施した。
先ず、ＴＣＥで汚染された汚染サイトから採取した土を充填高さ約４０ｃｍに充填したカラムを用意した。
ＴＣＥで汚染された汚染サイトから地下水を採取し、その地下水に栄養塩として無機塩培地（ＮＭＳ培地）を地下水の１０％濃度になるように添加し、更に１ｋｇ／ｃｍ２ｇの加圧下でメタンガスと酸素ガスとを地下水に溶解し、メタン濃度が１０ｍｇ／ｌ、及び酸素濃度が４０ｍｇ／ｌの実験試料溶液を調製した。
次いで、試料溶液と充填層との接触時間が約２４時間になるような通水速度で、試料溶液をカラムに連続的に通水した。そして、カラムの入口及び出口で経時的にヘッドスペース法によるガスクロマトグラフ分析（ＰＩＤ）によって試料溶液中のＴＣＥ濃度を定量してＴＣＥ除去率を算出し、ＴＣＥの分解活性を調べた。その結果は、図１のグラフに示す通りである。
【００１１】
次に、汚染サイトから採取した地下水に栄養塩として無機塩培地（ＮＭＳ培地）を地下水の１０％濃度になるように添加し、更に大気圧下でメタンガスと酸素ガスとを地下水に溶解し、メタン濃度が５ｍｇ／ｌ、及び酸素濃度が２０ｍｇ／ｌのコントロールテスト溶液を調製した。
次いで、試料溶液と同じ通水条件でコントロールテスト溶液のカラムテストを行い、同様にＴＣＥ濃度を測定してＴＣＥ除去率を求め、その結果を図１のグラフに示した。
更に、汚染サイトから採取したそのままの地下水をブランクテスト溶液として使用し、試料溶液と同じ通水条件でカラムテストし、同様にＴＣＥ濃度を測定してＴＣＥ除去率を求め、その結果を図１のグラフに示した。
【００１２】
図１から判る通り、カラム通水経過日数が１０日以降では、メタンガス及び酸素ガスを加圧状態で地下水に溶解した実験試料溶液によるＴＣＥ除去率は、約４０％に達している。一方、コントロールテスト溶液及びブランクテスト溶液によるＴＣＥ除去率は、それぞれ約２０％及び約５％であった。
これは、メタンガス及び酸素ガスを加圧下で溶解した、ガス濃度の高い注入水を地下水に注入することにより、バイオレメディエーション技術による浄化効率を向上させることができることを示している。
【００１３】
得た知見に基づき、上記目的を達成するために、本発明に係る汚染地下水及び汚染地層の浄化方法は、地下水流への注入水に、汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガス（以下、増殖ガスと言う）を溶解し、増殖ガスを溶解した注入水を地下水流に注入して、微生物により汚染地下水及び／又は汚染地層を浄化する方法において、
注入水の注入位置での地下水流の水圧より所定圧力だけ高いガス圧力下で増殖ガスを注入水に溶解し、増殖ガスを溶解した注入水を地下水流に注入することを特徴としている。
【００１４】
本発明で、汚染地下水及び／又は汚染地層を浄化するとは、汚染地下水及び汚染地層の双方を浄化すること、又は汚染地下水又は汚染地層のいずれかを浄化することを意味する。また、汚染物質とは、有機塩素化合物に限らず、地下水及び地層を汚染するあらゆる物質、例えば石油等の炭化水素化合物をも意味する広い概念である。分解微生物とは、汚染物質を分解する分解微生物であって、例えば汚染物質が有機塩素化合物である場合には、メタン資化菌、トルエン資化菌、フェノール資化菌、アンモニア資化菌等の資化菌を意味し、汚染物質が石油のような場合には、石油を分解、資化する石油分解菌を意味する。
汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガス（以下、増殖ガスと言う）とは、ガスの種類に制約はなく、広く、汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスを意味し、また１種類のみのガスとは限らず複数種類のガスがある場合も多い。増殖ガスは、例えば分解微生物がメタン資化菌の場合には、メタンガス、酸素ガス、空気等を意味し、分解微生物が石油分解菌の場合には、酸素ガス、空気等を意味する。更には、本明細書では、資化菌が基質として資化するガスを基質ガスと言い、例えばメタン資化菌が基質として資化するメタンガスを基質ガスと言う。本発明方法では、増殖ガスのうち、例えば酸素ガスだけを地下水に溶解しても良く、基質ガスだけを溶解しても良く、また酸素ガス及び基質ガスの双方を溶解しても良い。
【００１５】
本発明では、溶解した注入水の注入位置での地下水流の水圧より所定圧力だけ高いガス圧力下と言う際の所定圧力とは、０．５ｋｇ／ｃｍ２以上を言い、所定圧力を大きくする方が好ましいが、好適には地下水流の水圧より１ｋｇ／ｃｍ２以上高い圧力下で増殖ガスを溶解するのが好ましい。
また、本発明では、複数種類の増殖ガスの混合ガス、例えば酸素ガスと基質ガスとの混合ガスを注入水に送入しても良く、酸素ガスと基質ガスとを別々に同じ注入水に送入しても良く、またガスの種類を切り換えて酸素ガスと基質ガスとを交互に同じ注入水に送入しても良く、各注入井に注入する注入水毎にガスの種類を代えても良い。
本発明方法では、地上で増殖ガスを注入水に溶解して注入井を介して地下水に注入する場合が多い。また、本発明方法は、地上に設置したバイオリアクタにより汚染地下水を浄化する方法にも適用できる。
【００１６】
本発明では、注入井内で地下水流から地下水を汲み取り、前記注入井内で増殖ガスを地下水に溶解して注入水とし、その注入水を前記注入井内で地下水流に注入することができる。
この方法を実施する際、水中ポンプを使って注入井内の地下水流中で地下水を汲み取っても、また水中ポンプではない通常のポンプを使って注入井内の地下水流から地下水をその水面上に汲み上げても良い。
この方法では、注入水を汲み取った注入井と同じ注入井に注入水を返しているので、従来生じていたような、汚染地下水及び汚染地層中の有機塩素化合物濃度の注入水の注入による希釈及び有機塩素化合物の拡散を防止し、浄化効率を一層向上させることができる。
【００１７】
本発明に係る汚染地下水及び汚染地層の浄化方法を実施する際には、望ましくは、本発明に係る汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置を使用する。
本発明に係る汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置は、地下水流への注入水に、汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガス（以下、増殖ガスと言う）を溶解し、増殖ガスを溶解した注入水を注入井を介して地下水流に注入して、微生物により汚染地下水及び／又は汚染地層を浄化する際に、増殖ガスを注入水に溶解して汚染地下水及び／又は汚染地層に供給する装置であって、
注入水の注入位置での地下水流の水圧より高い圧力に注入水を昇圧する注入水ポンプと、
注入水ポンプから注入井内の注入水注入位置まで延在し、注入水を地下水流中に流出させる注入水管と、
注入水管に設けられ、注入水の圧力よりも高い圧力に昇圧された増殖ガスを注入水に送入、溶解させる送入・溶解手段と、
送入・溶解手段の下流の注入水管に設けられ、注入水管の流路を絞って注入水管内の注入水の圧力を保持し、かつ注入水を地下水流に流出させる流出手段と
を備えることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の好適な実施態様では、汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置を注入井の内部に設置する。即ち、注入水ポンプが注入井内に設置されて地下水を注入水として汲み取り、注入水管が注入水ポンプから前記注入井内の注入水注入位置まで延在している。本実施態様で使用する注入水ポンプは、既知の水中ポンプであって、地下水を汲み出し昇圧できる限り、型式は自由である。
【００１９】
本発明で使用する送入・溶解手段は、ガス状の酸素及び基質を注入水に送入、溶解できる限り制約はなく、例えば滞留させた注入水上に前記昇圧された増殖ガスを導入し、加圧下で注入水に溶解させるように、注入水管に設けられた溶解タンク、又は注入水管に設けられたガス送入ノズル及びガス送入ノズルの下流に設けられたインラインミキサからなる。
溶解タンクは、加圧状態下で増殖ガスをタンク内に滞留する注入水に溶解させるタンクで、注入水の滞留時間は溶解させるガスの種類及びガス圧力により異なるので、実ガスの溶解実験により決定する。
ガス送入ノズルは、既知の構成のノズルで、例えば注入水管内にノズルを挿入した形式のノズルを言う。
インラインミキサは、パイプ内で注入水とガスとの混合、溶解を促進するものであれば良く、例えばコイル状に巻いた帯状体をパイプ内に挿入し、注入水を帯状体に沿って流動させ、それにより注入水とガスとの混合、溶解を促進させる形式のインラインミキサでも良く、また、ドーナツ状に孔を開けたドーナツ板とディスクとをパイプ内に交互に設け、そこに注入水を流してガスと注入水との混合、溶解を促進するタイプのものでも良い。
【００２０】
好適には、増殖ガスが送入された注入水を滞留させ、増殖ガスの注入水への溶解を促進する溶解促進タンク、又は加圧接触パイプを、送入・溶解手段と流出手段との間の注入水管に設ける。
溶解促進タンクは、増殖ガスの送入された注入水を滞留させ、増殖ガスと注入水との接触時間を確保して増殖ガスを注入水に完全に溶解させる機能を有する。また、加圧接触パイプは、パイプを大きく蛇行させたり、コイル状に巻回して注入水の滞留時間を長くするようにしたパイプ体であって、増殖ガスと注入水との接触時間を確保して増殖ガスを注入水に完全に溶解させる機能を有する。
【００２１】
流出手段が、注入水管の流路を絞って注入水管内の注入水の圧力を保持し、かつ注入水を地下水流に流出させることができる限り、種類及び形式に制約はなく、例えば、流出手段として、弁及びオリフィスのいずれか一方を備えた流出口、又は注入水を駆動水流とし、駆動水流により地下水流から地下水を導入して注入水と地下水とを混合し、流出させるエダクタを使用する。
流路を絞る弁又はオリフィスは、できるだけ注入水管の長い距離にわたって、増殖ガスと注入水との溶解状態を維持するために、注入水管の流出口近傍に設けるのが好ましい。エダクタは、注入水を地下水に混合する機能に加えて、注入水管の流路を絞って注入水管内の圧力を高い圧力に維持する機能を有する。
【００２２】
本発明方法及び本発明装置は、微生物により汚染地下水及び／又は汚染地層を浄化する全ての浄化方法及びその実施の際の装置として適用でき、例えば有機塩素化合物による汚染に限らず、石油等の汚染物質により汚染された地下水及び又は地層を微生物により浄化する場合に適用できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例１
本実施形態例は、本発明に係る汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置のタンク溶解式実施形態例であって、図２はその構成を示すフローシートである。図２から図５中、図６と同じ機器には同じ符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態例の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置（以下、簡単に供給装置と言う）３０は、酸素ガス又は基質ガスを供給して、本発明方法を実施する装置であって、注入水の注入位置での地下水流の水圧より高い圧力に注入水を昇圧する注入水ポンプ３１と、注入水ポンプ３１から注入井１８の底部にまで延在し、先端に流出口を有する注入水管３２と、注入水管３２の途中に溶解タンク３３とを備えている。
注入水管３２の流出口近傍には、注入水管３２の流路を絞って注入水の圧力を保持する流路絞り手段として、遠隔操作式の圧力調整バルブ３４が設けられている。
溶解タンク３３は、回転攪拌羽根を水面近傍に有し、水面を叩くようにして、溶解タンク３３内に収容した注入水を攪拌する攪拌機３５を備え、ガスボンベ３６から酸素ガス又は基質ガスを圧入するガス流入管３７が接続されている。溶解タンク３３は、タンク内に注入水を滞留させ、攪拌機３５で水面を叩くようにして、注入水を攪拌しつつ、タンク上部に導入した酸素ガス又は基質ガスを高いガス圧下で注入水に溶解させる。
【００２４】
注入水ポンプ３１により昇圧された注入水は、溶解タンク３３内で加圧状態で酸素ガス又は基質ガスを溶解した後、注入水管３２及び圧力調整バルブ３４を経て、言わば過飽和溶解状態で酸素ガス又は基質ガスを溶存させつつ注入井１８の底部から地下水流中に注入される。
【００２５】
実施形態例２
本実施形態例は、本発明に係る汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置のライン溶解式実施形態例であって、図３はその構成を示すフローシートである。
本実施形態例の供給装置４０は、酸素ガス又は基質ガスを供給して、本発明方法を実施する装置であって、注入水の注入位置での地下水流の水圧より高い圧力に注入水を昇圧する注入水ポンプ４２と、注入水ポンプ４２から注入井１８の底部にまで延在し、先端に流出口を有する注入水管４４と、注入水管４４の途中に順次に設けられた、酸素ガス又は基質ガスを注入水管４４に送入するガス送入ノズル４６と、送入されたガスと注入水とを混合して溶解するインラインミキサ４８と、及び注入水を滞留させ、更にガスと注入水との溶解を完全にする溶解促進タンク５０とを備えている。
注入水管４４の流出口近傍には、注入水管４４の流路を絞って注入水の圧力を保持する流路絞り手段として、遠隔操作式の圧力調整バルブ５２が設けられている。ガス送入ノズル４６には、ガスボンベ５４から加圧状態の酸素又は基質を圧入するガス流入管５６が逆止弁５８を介して接続されている。インラインミキサ４８は、ドーナツ状に孔を開けたドーナツ板とディスクとをパイプ内に交互に設けた形式のインラインミキサであって、ガスと注入水との混合、溶解を完全にする機能を有する。
【００２６】
注入水ポンプ４２により昇圧された注入水は、ガス送入ノズル４６により加圧状態の酸素ガス又は基質ガスを送入された後、インラインミキサ４８及び溶解促進タンク５０でガスを溶解し、続いて注入水管４４及び圧力調整バルブ５２を経て、言わば過飽和溶解状態で酸素ガス又は基質ガスを溶存させつつ注入井１８の底部から地下水流中に注入される。
【００２７】
実施形態例３
本実施形態例は、本発明に係る汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置のライン溶解式実施形態例の別の例であって、図４はその構成を示すフローシートである。
本実施形態例の供給装置６０は、酸素ガス又は基質ガスを供給して、本発明方法を実施する装置であって、溶解促進タンク５０に代えて加圧接触パイプ６２を備え、かつ圧力調整バルブ５２に代えて注入水管２０の先端にエダクタ６４を備えていることを除いて、実施形態例２の構成と同じである。
エダクタ６４は、例えば図８に示すような構造を備え、注入水を駆動水流とし、駆動水流により地下水流から地下水を導入して注入水と地下水とを混合して流出させる共に、注入水管４４の流路を絞って注入水管４４内の圧力を高い圧力に維持する。
注入水ポンプ４２により昇圧された注入水は、ガス送入ノズル４６により加圧状態の酸素ガス又は基質ガスを送入された後、インラインミキサ４８及び加圧接触パイプ６２によりガスを溶解し、続いて注入水管４４及びエダクタ６４を経て、言わば過飽和溶解状態で酸素ガス又は基質ガスを溶存させつつ注入井１８の底部で地下水流と混合する。
【００２８】
実施形態例４
本実施形態例は、本発明に係る汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置の注入井内ポンプ設置式実施形態例であって、図５はその構成を示すフローシートである。
本実施形態例の供給装置７０は、酸素ガス又は基質ガスを供給して、本発明方法を実施する装置であって、注入井１８の底部に設置され、地下水を注入水として汲み出し、注入水の注入位置での地下水流の水圧より高い圧力に昇圧する注入水ポンプ７２と、注入水ポンプ７２から注入井１８の底部の所定注入位置にまで延在し、先端にエダクタ７４を有する注入水管７６と、注入水管７６に順次に設けられた、酸素ガス又は基質ガスを注入水管７６に送入するガス送入ノズル７８と、注入されたガスと注入水とを混合して溶解するインラインミキサ８０と、及び注入水を滞留させ、更にガスと注入水との溶解を完全にする加圧接触パイプ８２とを備えている。
エダクタ７４は、実施形態例３のエダクタ６４と同じ形式のエダクタであって、注入水を駆動水流として地下水流から地下水を導入して注入水と地下水とを混合し、流出させると共に、注入水管７６の流路を絞って注入水管７６内の圧力を高い圧力に維持する。
ガス送入ノズル７８には、ガスボンベ８４から加圧状態の酸素又は基質を圧入するガス流入管８６が逆止弁８８を介して接続されている。
【００２９】
注入水ポンプ７２により昇圧された注入水は、ガス送入ノズル７８により加圧状態の酸素ガス又は基質ガスを送入された後、インラインミキサ８０及び加圧接触パイプ８２によりガスを溶解し、続いて注入水管７６及びエダクタ７４を経て、言わば過飽和溶解状態で酸素ガス又は基質ガスを溶存させつつ注入井１８の底部で地下水流と混合する。
【００３０】
実施形態例１から５では、簡単にするために、酸素ガス及び基質ガスのいずれか一方を注入水に送入する場合を例にして説明しているが、実施形態例１から５で説明したガス送入・溶解機構と同じものを２個以上備えて、酸素ガス及び基質ガスをそれぞれ注入水に送入、溶解するようにしても良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の構成によれば、注入水の注入位置での地下水流の水圧より所定圧力だけ高いガス圧力下で増殖ガスを注入水に溶解することにより、従来に比べて高い浄化効率で、微生物により汚染地下水及び／又は汚染地層を浄化することができる。
また、注入井の底部で地下水流から地下水を汲み出し、注入井の底部で増殖ガスを地下水に注入して注入水とし、その注入水を同じ注入井の底部で地下水流に注入することにより、注入水を汲み出した注入井と同じ注入井に注入水を返し、従来生じていたような、汚染地下水及び汚染地層中の注入水の注入による有機塩素化合物濃度の希釈及び有機塩素化合物の拡散を防止し、浄化効率を一層向上させることができる。
本発明に係る汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置は、本発明方法の実施を容易にして、従来に比べて高い浄化効率で、微生物により、例えば原位置バイオレメディエーション技術により汚染地下水及び／又は汚染地層を浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実験例の結果を示すグラフである。
【図２】実施形態例１の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置の構成を示す概念図である。
【図３】実施形態例２の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置の構成を示す概念図である。
【図４】実施形態例３の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置の構成を示す概念図である。
【図５】実施形態例４の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置の構成を示す概念図である。
【図６】従来の原位置バイオレメディエーション設備の一例の構成を示す概念図である。
【図７】従来の原位置バイオレメディエーション設備の別の例の構成を示す概念図である。
【図８】エダクタの構造を示す模式図である。
【符号の説明】
１０  従来の原位置バイオレメディエーション設備
１２  揚水井
１４  曝気塔
１６  ポンプ
１８  注入井
２０  注入水管
２１  ガスボンベ
２２  送入ノズル
２４  インラインミキサ
２６  観測井
２８  ブロア
２９  供給管
３０  実施形態例１の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置
３１  注入水ポンプ
３２  注入水管
３３  溶解タンク
３４  圧力調整バルブ
３５  攪拌機
３６  ガスボンベ
３７  ガス流入管
４０  実施形態例２の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置
４２  注入水ポンプ
４４  注入水管
４６  ガス送入ノズル
４８  インラインミキサ
５０  溶解促進タンク
５２  圧力調整バルブ
５４  ガスボンベ
５６  ガス流入管
５８  逆止弁
６０  実施形態例３の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置
６２  加圧接触パイプ
６４  エダクタ
７０  実施形態例４の汚染物質の分解微生物の増殖に必要なガスの供給装置
７２  注入水ポンプ
７４  エダクタ
７６  注入水管
７８  ガス送入ノズル
８０  インラインミキサ
８２  加圧接触パイプ
８４  ガスボンベ
８６  ガス流入管
８８  逆止弁
【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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【図７】
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【図８】
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