(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物による汚染土が分布する、ホットスポットをカバーするように、地中に複数の縦穴を形成し、前記縦穴毎に、土壌を改良する方法であって、
前記縦穴は、
内部空間を外気から遮断する覆い体と、
前記覆い体の前記内部空間内に収納され、かつ前記内部空間内において地中を掘削し地中へ進退する、チェーンソーを有する掘削装置と
を用いて、形成され、
前記縦穴内に吐出液を吐出すると共に、前記縦穴内に空気を圧入し、しかも、前記掘削装置の前記チェーンソーを回転させることにより、
前記チェーンソーの周囲において、流動化した汚染土と、圧入した空気とを混合・攪拌して汚染土に含まれる揮発性有機化合物を曝気させ、
汚染土を前記内部空間に導いて、前記内部空間内において、揮発性有機化合物を揮散させて前記内部空間内で揮発性有機化合物を、汚染土から分離する、
揮発性有機化合物による汚染土の処理方法。
【請求項２】
前記内部空間から揮発性有機化合物を、ガス回収装置へ吸引し、揮発性有機化合物を回収する、請求項１記載の揮発性有機化合物による汚染土の処理方法。
【請求項３】
前記ガス回収装置へ吸引される揮発性有機化合物の濃度を計測し、濃度が一定範囲内になるまで、前記チェーンソーを連続回転させる、請求項１から２記載の揮発性有機化合物による汚染土の処理方法。
【請求項４】
土壌改良後に、前記縦穴に固化液を注入して地盤改良体を形成する、請求項１から３記載の揮発性有機化合物による汚染土の処理方法。
【請求項５】
土壌改良に先立ち、少なくともホットスポットを包囲する地中連続壁を形成する、請求項１から４記載の揮発性有機化合物による汚染土の処理方法。
【請求項６】
地中を掘削し地中へ進退する、チェーンソーを有する掘削装置と、
前記掘削装置を包囲し、その内部空間を外気から遮断する覆い体と、
前記掘削装置が掘削して形成する縦穴内に吐出液を吐出する吐出液供給器と、
前記縦穴内に空気を圧入する空気供給器とを備え、
前記覆い体は、前記掘削装置の進退に合わせて、伸縮自在に形成されている、改良装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、揮発性有機化合物による汚染土の処理方法及びそれに用いる改良装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
揮発性有機化合物、例えば、ジクロロメタン、四塩化炭素、１，２−ジクロロメタン、１，１−ジクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ベンゼン、１，２−ジクロロエチレン等は、ＩＣ基板や電子部品の洗浄、金属部品の前処理洗浄、ドライクリーニング用の溶剤等、様々な用途に、大量に使用されてきた。
【０００３】
揮発性有機化合物は、ベンゼンを除き、水よりも比重が大であり、水に溶けにくく、蒸気圧が高いため、大気などに揮散しやすい、という性質を持つ。
【０００４】
このため、揮発性有機化合物が使用された現場あるいは揮発性有機化合物が地下水面等を経て移動した先に、揮発性有機化合物による汚染土のホットスポット（汚染中心）が形成され、その対策を採ることが急務となっている。
【０００５】
揮発性有機化合物に関する恒久対策であって、原位置浄化を行うこと、地下水の揚水が不要なこと、生石灰等を使用しないこと、という条件を満たすものとして、エアースパージング法がある。
【０００６】
エアースパージング法は、主として欧米で普及しているものであり、エアースパジング井戸を用いて、土壌ガス吸引のアナロジーとして、揮発性有機化合物に汚染された土壌や地下水中に、空気を圧入し、土壌粒子間の空気流れを攪乱して、揮発性有機化合物の気化を促進する。
【特許文献１】
「エアースパージングによる汚染地下水の浄化」  環境省環境管理局水環境部土壌環境課  発行  ２００２年７月
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この手法では、次のような問題点がある。
（１）地上に大規模な曝気装置を設ける必要がある。
（２）地下水面（飽和／不飽和）によって使用できないなど制約が多い。
（３）井戸工法特有の問題（地層の異方性（例えば、不均質性、層理や亀裂等の不連続面）及び井戸の周面に沿う空気みちの形成・偏在により、短絡が発生し効果が不十分になる）がある。
（４）工期が長く、コストが高い。
【０００８】
そこで本発明は、設備規模を簡素化でき、制約が少なく、経済的な、揮発性有機化合物による汚染土の処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の揮発性有機化合物による汚染土の処理方法は、
揮発性有機化合物による汚染土が分布する、ホットスポットをカバーするように、地中に複数の縦穴を形成し、縦穴毎に、土壌を改良する方法であって、
縦穴は、
内部空間を外気から遮断する覆い体と、
覆い体の内部空間内に収納され、かつ内部空間内において地中を掘削し地中へ進退する、チェーンソーを有する掘削装置と
を用いて、形成され、
縦穴内に吐出液を吐出すると共に、縦穴内に空気を圧入し、しかも、掘削装置のチェーンソーを回転させることにより、
チェーンソーの周囲において、流動化した汚染土と、圧入した空気とを混合・攪拌して汚染土に含まれる揮発性有機化合物を曝気させ、
汚染土を内部空間に導いて、内部空間内において、揮発性有機化合物を揮散させて内部空間内で揮発性有機化合物を、汚染土から分離する。
【００１０】
この構成において、チェーンソーにより、流動化した汚染土と、圧入した空気とを、機械的に混合・攪拌して、汚染土に含まれる揮発性有機化合物を曝気している。このため、チェーンソー及びその周囲が、曝気装置としての機能を果たし、地表に大規模な曝気装置を設ける必要がなく、設備を簡素化できる。
【００１１】
また、この機械的な混合・攪拌を利用しているため、チェーンソーによる掘削が可能な限り、飽和帯／不飽和帯、透水層／不透水層あるいは地盤の硬軟にかかわらず、一貫して適用でき、制約が少ない。
【００１２】
さらに、この機械的（強制的）な混合・攪拌を利用しているため、吸引方式あるいは井戸方式に比べ、揮発性有機化合物の気化あるいは分解の効率が高く、工期を短縮でき、コストを低減できる。
【００１３】
しかも、縦穴は、平面視で、地表面上で自由な位置に容易に移動して形成できるから、複数の縦穴を形成して、ホットスポット全域あるいはその周囲領域を含めて、土壌改良しやすく、実効大である。
【００１４】
請求項２記載の揮発性有機化合物による汚染土の処理方法では、内部空間から揮発性有機化合物を、ガス回収装置へ吸引し、揮発性有機化合物を回収する。
【００１５】
この構成において、ガス回収装置により、揮発性有機化合物を回収し、縦穴内及び内部空間内を浄化できる。
【００１６】
請求項３記載の揮発性有機化合物による汚染土の処理方法では、ガス回収装置へ吸引される揮発性有機化合物の濃度を計測し、濃度が一定範囲内になるまで、チェーンソーを連続回転させる。
【００１７】
この構成により、全ての縦穴内において、一定基準を満たすレベルまで、土壌浄化でき、浄化結果を品位保証しやすい。
【００１８】
請求項４記載の揮発性有機化合物による汚染土の処理方法では、土壌改良後に、縦穴に固化液を注入して地盤改良体を形成する。
【００１９】
この構成において、地盤改良体を形成することにより、縦穴内に揮発性有機化合物がわずかに残存していても、それを封止し、外部への拡散を防止できる。また、浄化土の強度を高めて、その利用価値を向上できる。
【００２０】
請求項５記載の揮発性有機化合物による汚染土の処理方法では、土壌改良に先立ち、少なくともホットスポットを包囲する地中連続壁を形成する。
【００２１】
この構成において、地中連続壁を形成することにより、揮発性有機化合物を封止し、外部への拡散を防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態における現場例の平面図、図２は同断面図である。
【００２３】
まず、図１に示すように、縦穴３の形成に先立って、ホットスポット１を包囲する地中連続壁４を形成する。本形態では、地中連続壁４についても、縦穴３の形成に使用する改良装置１０を用いる。但し、地中連続壁４の形成時には、土壌改良を行わず、セメントミルクなどの固化剤を供給し、これを固化させる。
【００２４】
次に、揮発性有機化合物による汚染土のホットスポット１について、複数の縦穴（四角柱状）３を形成し、縦穴３により、ホットスポット１をカバーする。より望ましくは、ホットスポット１の周囲領域２についても、縦穴３を形成する。なお、各縦穴３の形成法については、後に詳述する。
【００２５】
さて、図１及び図２に示す状態では、改良済み領域Ｓ１の縦穴３について、土壌改良が所定深さＨまで完了し、改良中領域Ｓ２の縦穴３について、現在土壌改良を行っている。なお、未改良領域Ｓ３の縦穴３は、改良中領域Ｓ２の縦穴３についての土壌改良が完了した後に、土壌改良される。
【００２６】
ここで、改良装置１０は、その頂部に、吊金具１２が設けられ、吊金具１２には、図示しないクレーン車から吊下されるワイヤ１３の下端部が接続される。したがって、このクレーン車を地面５上で移動させることにより、改良装置１０は、ＸＹ方向に容易に移動させることができ、所望の位置に縦穴３を形成できる。
【００２７】
したがって、本発明の処理法は、固定的な位置に井戸を掘る従来技術に比べ、位置に関する機動力が優れ、しかも、その移動は、短時間で終了する。
【００２８】
次に、図３を用いて、改良装置１０の詳細及びそのＺ方向の移動等について説明する。図３は、同掘削装置の立面図であり、地中の掘削を開始する前の状態を示している。
【００２９】
図３に示すように、改良装置１０は、上下方向伸縮自在な覆い体１１を有する。覆い体１１の内部空間Ｓは、外部と遮断されており、内部空間Ｓ内に揮発性有機化合物が揮散しても、揮発性有機化合物が外部に漏れないようになっている。
【００３０】
より詳しくは、覆い体１１は、地面５上に設置される下カバー１１ａと、吊金具１２が上面中央に固着される上カバー１１ｂと、上カバー１１ｂの下端部と下カバー１１ａの上端部とを伸縮自在に連結するベローズ１１ｃとを有する。
【００３１】
そして、覆い体１１の内部空間Ｓに、縦長の掘削装置１４が収納される。掘削装置１４は、上端部に図示しないモータ及び減速機等により、駆動されて矢印Ｎ１方向に回転する駆動ローラ１５と、下端部に回転自在に軸支されるリターンローラ１６とを有する。
【００３２】
駆動ローラ１５と、リターンローラ１６とには、無端状のチェーンソー１７が張架される。ここで、本明細書における「チェーンソー」とは、四角柱状の縦穴３を形成可能なものであれば足り、一般のチェーンソーの概念よりも広い。例えば、チェーンソー１７のビットの形状などは、用途に応じて種々変更できる。
【００３３】
即ち、駆動ローラ１５が駆動されて、矢印Ｎ１方向に回転すると、それにつれて、チェーンソー１７は、駆動ローラ１５に周接してから一旦下降し、リターンローラ１６に周接して下降方向から上昇方向へ折り返し、上昇して駆動ローラ１５へ至るルートを、巡回する。
【００３４】
ここで、掘削装置１４による地中の掘削（つまり、改良装置１０のＺ方向下降）は、専らリターンローラ１６付近でチェーンソー１７が地中を掘ることにより、進行する。通常この際、掘削装置１４に対して、下向きの荷重を作用させる必要はなく、クレーン車からワイヤ１３を繰り出すだけでよい。
【００３５】
また、図３において、駆動ローラ１５は、上カバー１１ｂに対して回転自在に軸支されているため、ワイヤ１３を繰り出し／巻き取りすることにより、上カバー１１ｂを昇降させると、掘削装置１４全体が、それと一体的に昇降する。なお、下カバー１１ａに対し、掘削装置１４はＺ方向について、勝手に昇降できるようになっている。
【００３６】
吐出液により流動化した汚染土と、圧入された空気との、混合・攪拌は、チェーンソー１７のうち地中に位置する領域全体で実施され、汚染土に含まれる、揮発性有機化合物は、この混合・攪拌による、機械的かつ強制的な作用により、効率よく曝気される。
【００３７】
つまり、チェーンソー１７のうち地中に位置する領域全体及びその周囲が、曝気ゾーンと呼ぶべき存在となる。即ち、地中に曝気ゾーンを形成することにより、地面５上において、曝気装置の設置を省略できるものである。
【００３８】
図３に示すように、地面５上に空気供給器１８が設置され、空気供給器１８から掘削装置１４へ空気が圧入される。ここで、空気供給器１８としては、例えば、アフタークーラを外したコンプレッサや、蒸気発生器等が好適である。空気は、大気以外の成分を含めても良いが、高温のものを使用することが望ましい。揮発性有機化合物の気化促進を図れるからである。
【００３９】
また、地面５上には、吐出液供給器１９が設置され、吐出液供給器１９から掘削装置１４へ吐出液が供給される。ここで本形態では、吐出液供給器１９は、土壌改良中と、地盤改良体形成中とにおいて、異なる種類の吐出液を供給する。
【００４０】
土壌改良中の吐出液としては、水あるいは重液等が望ましい。揮発性有機化合物の大部分を占めるＤＮＡＰＬ（Ｄｅｎｓｅ  Ｎｏｎ  Ａｑｕｅｏｕｓ  Ｐｈａｓｅ  Ｌｉｑｕｉｄ）の浮上を促進できるためである。
【００４１】
また、揮発性有機化合物を無毒化できる薬液を使用できるときには、それを添加することが望ましい。
【００４２】
地盤改良体形成中の吐出液は、固化剤としてのセメントミルク等である。
【００４３】
なお、これらの吐出液を、個々に吐出する吐出液供給器１９を設置しても良いし、勿論、地盤改良体の形成を省略するときには、固化剤の吐出をやめても良い。
【００４４】
さらに、下カバー１１ａには、内部空間Ｓに連通する吸込管２０の一端部が接続され、吸込管２０の他端部は、内部空間Ｓ内のガス（揮発性有機化合物を含む）を吸引してガス回収装置２２へ圧送する吸引ファン２１が接続される。
【００４５】
ガス回収装置２２は、内部に活性炭吸着装置等を有し、揮発性有機化合物を回収し、浄化されたガスを大気に放出する。
【００４６】
また、濃度計２３は、吸引ファン２１が圧送するガスにおける揮発性有機化合物の濃度を計測する。そして、濃度計２３が計測した揮発性有機化合物の濃度が、一定基準値以下になるまで、チェーンソー１７の回転（つまり混合・攪拌）と、ガス回収装置２２による揮発性有機化合物の回収が連続して実施される。
【００４７】
なお、吐出液の供給及び空気の圧入は、掘削装置１４による掘削と同時並行して実施しても良いし、掘削装置１４による掘削完了後（所定深さＨに達した後）に実施しても良い。しかし、地中が既に十分流動化している場合には、吐出液の吐出を省略する場合もある。
【００４８】
次に、図４及び図５を用いて、さらに詳しく説明する。図４には、掘削装置１４による掘削が完了し、掘削装置１４の下端部が所定深さＨに達した状態が示されている。
【００４９】
このとき、上カバー１１ｂは、掘削装置１４と一体的に下降するため、ベローズ１１ｃは、図３と比較すれば明らかなように、収縮している。このときにも、覆い体１１の内部空間Ｓは、外気と遮断されているため、揮発性有機化合物が内部空間Ｓから外部に漏れることはない。
【００５０】
さて、図３には示していなかったが、縦穴３の地面５付近に、縦穴３よりも面積が大きい（図５参照）、ピット２４が形成されている。ピット２４の形成については、掘削装置１４を使用しても良いし、他の装置あるいは工具を用いても良い。なお、ピット２４は、あまり深くする必要はない。
【００５１】
上述したように、図４の状態では、チェーンソー１７のうち地中に位置する領域全体が曝気ゾーンとなっている。即ち、矢印Ｎ２で示す下降ゾーン、矢印Ｎ３で示す上昇ゾーン及び矢印Ｎ４で示す折り返しゾーンにおいて、流動化した汚染土と、圧入された空気とが、強制的かつ機械的に混合・攪拌され、揮発性有機化合物が曝気される。
【００５２】
そして、矢印Ｎ４で示す折り返しゾーンにおいて、曝気された揮発性有機化合物を含む汚染土が、図５に示すように、ピット２４に一旦滞留し、ピット２４内で流動する。
【００５３】
このとき、吸引ファン２１により吸引することにより、内部空間Ｓ内は、大気圧よりもやや気圧が低くなっており、ピット２４内で、この汚染土（揮発性有機化合物を含む）は、内部空間Ｓに接触する。もとより、揮発性有機化合物は、従来の技術の項で述べたように、水に溶けにくく、大気へ揮散しやすいし、しかも、既に曝気されているため、ピット２４において簡単に内部空間Ｓへ揮散し汚染土から分離され、吸引ファン２１を経てガス回収装置２２に回収される。
【００５４】
本形態では、ピット２４のように、縦穴３の、内部空間Ｓに接する表面積を拡大する要素を使用しているから、一層効率よく、揮発性有機化合物を回収できる。
【００５５】
以上の土壌改良後、吐出液を固化剤に変更し、掘削装置１４を地表へ上昇させ、固化剤を固化させると、縦穴３に地盤改良体を形成できる。このように、改良装置１０のみによって、土壌改良と地盤改良体の形成の両方を、実施できる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果がある。
（１）地上に大規模な曝気装置を設ける必要がなく、設備を簡素化できる。
（２）制約が少なく、広い範囲に一貫して適用できる。
（３）工期が短く、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における現場例の平面図
【図２】同断面図
【図３】同掘削装置の立面図
【図４】同掘削装置の立面図
【図５】同ピットの平面図
【符号の説明】
１  ホットスポット
２  周囲領域
３  縦穴
４  地中連続壁
５  地面
１０  改良装置
１１  覆い体
１１ａ  下カバー
１１ｂ  上カバー
１１ｃ  ベローズ
１２  吊金具
１３  ワイヤ
１４  掘削装置
１５  駆動ローラ
１６  リターンローラ
１７  チェーンソー
１８  空気供給器
１９  吐出液供給器
２０  吸込管
２１  吸引ファン
２２  ガス回収装置
２３  濃度計
２４  ピット
Ｓ  内部空間
Ｓ１  改良済み領域
Ｓ２  改良中領域
Ｓ３  未改良領域
Ｈ  一定深さ
【図１】
0003634849.tif 000002
【図２】
0003634849.tif 000003
【図３】
0003634849.tif 000004
【図４】
0003634849.tif 000005
【図５】
0003634849.tif 000006