(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水を揮散処理する方法において、地下水に鉄イオンと反応して鉄の沈殿を防止する化合物を添加して揮散処理する方法であって、該鉄イオンと反応して鉄の沈殿を防止する化合物として、オキシカルボン酸又はその塩を、該地下水の全鉄濃度に対してモル比で０．０５〜０．５添加することを特徴とする地下水の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、該オキシカルボン酸又はその塩がクエン酸又はその塩であることを特徴とする地下水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下水を揚水して揮散処理することにより、地下水中の揮発性の汚染物質を除去するに当り、揮散処理装置の閉塞を防止して、長期に亘り安定かつ効率的な処理を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下水は各種の有害難分解物質により汚染されることがある。中でもテトラクロロエチレン（ＰＣＥ）等の有機塩素化合物や石油系有機化合物による汚染は深刻な問題となっている。
【０００３】
従来、これらの汚染物質は揮発性を有するものが多いことから、地下水を揚水して揮散処理することにより地下水中から取り出し、活性炭吸着処理を行うなどして処理されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように地下水を揚水して揮散処理する際、揚水した地下水中に２価の鉄イオンが含有されていると、揮散処理装置における曝気過程で２価の鉄イオンが３価に酸化され、析出した水酸化鉄の沈殿により、揮散処理系統の揮散塔や配管、ポンプなどが閉塞を引き起こすという問題があった。
【０００５】
通常の揮散処理装置は充填式、棚段式、気泡式等の揮散塔（曝気塔）よりなり、塔内の閉塞時には危険防止のために、閉塞による塔内の差圧上昇を検知して圧力スイッチにより自動的に装置の運転が停止するような構成とされている。このため、水酸化鉄の沈殿で揮散処理系統が頻繁に閉塞を起こすと、装置の稼動効率が低下すると共に、沈殿を取り除くためのメンテナンスを頻繁に行うことが必要となり、運転管理の上で多大な労力を要することになる。
【０００６】
一般に、金属イオンの沈殿を防止する化合物としてはＥＤＴＡ（エチレンジアミンテトラ酢酸）やＤＣＴＡ（ジアミノシクロヘキサンテトラ酢酸）などの錯体形成化合物が知られている。これらの錯体形成化合物は金属イオンと反応して可溶性錯体を形成して沈殿を防止するので、沈殿防止のためには金属イオンと当モル程度もしくはそれ以上の添加が必要となる。
【０００７】
一方、地下水の揮散処理では、処理された地下水は自然界に放出されることになるので、鉄の沈殿防止のための添加薬剤としては、必要とされる添加濃度が低くかつ環境を汚染しない化合物であることが強く要求されており、通常の錯体形成化合物の使用は適当ではない。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、地下水を揚水して揮散処理するに当り、水酸化鉄沈殿の析出による閉塞を有効に防止して、揮散処理装置を長期に亘り安定に連続運転することができる地下水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】
本発明の地下水の処理方法は、地下水を揮散処理する方法において、地下水に鉄イオンと反応して鉄の沈殿を防止する化合物（以下「鉄封鎖剤」と称す。）を添加して揮散処理する方法であって、該鉄イオンと反応して鉄の沈殿を防止する化合物として、オキシカルボン酸又はその塩を、該地下水の全鉄濃度に対してモル比で０．０５〜０．５添加することを特徴とする。
【００１０】
本発明者らは、ＥＤＴＡなどとは異なり、鉄の沈殿を防止するために必要とされる添加濃度が低くかつ環境を汚染しない鉄封鎖剤について鋭意研究した結果、クエン酸や酒石酸、リンゴ酸などのオキシカルボン酸は極めて少量の添加で優れた鉄封鎖作用があることを見出した。即ち、オキシカルボン酸は地下水中の全鉄に対し、モル濃度比として１／２〜１／２０の濃度で鉄の沈殿を防止することができる。また、オキシカルボン酸は生態系に存在するクエン酸サイクルにより容易に生物分解し、環境を汚染しないという特徴をも有する。
【００１１】
従って、本発明において、鉄封鎖剤としてはオキシカルボン酸、或いはその塩を用いて、環境を汚染することなく、少ない添加量で鉄の沈殿を有効に防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
本発明においては、地下水を揮散処理するに当り、その処理に先立ち鉄封鎖剤を添加すること以外は常法に従って、揚水した地下水を通常の揮散処理装置で処理することができる。
【００１４】
添加する鉄封鎖剤としては、オキシカルボン酸又はその塩、具体的には、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸等のオキシカルボン酸、又はこれらの酸のナトリウム塩、カリウム塩等のオキシカルボン酸塩を用いる。
【００１５】
これらの鉄封鎖剤の添加量は、地下水中の全鉄濃度に対してモル比で０．０５〜０．５とする。
【００１６】
この鉄封鎖剤の添加箇所や添加形態には特に制限はないが、一般的には、地下水の揚水配管に連続注入で添加される。その他、地下水の貯槽や、地下水の貯槽から揮散処理装置への移送配管に添加しても良く、また、間欠注入で添加しても良い。
【００１７】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００１８】
実施例１
脱塩素した水道水５００ｍＬに鉄封鎖剤として、クエン酸ナトリウム又は酒石酸ナトリウムを表１に示す添加量で添加後、硫酸第一鉄をＦｅとして１０ｍｇ／Ｌ又は３０ｍｇ／Ｌになるように添加した（ただし、Ｎｏ．１では鉄封鎖剤添加せず）。１時間放置後に試験水の外観を観察し、鉄沈殿物の有無から鉄封鎖効果を評価し、結果を表１に示した。なお、表１中、鉄封鎖剤の添加量は全鉄量に対するモル比で表している。
【００１９】
表１より、クエン酸ナトリウムは全鉄量に対してモル比で０．０５以上添加すれば鉄沈殿を防止できることがわかる。同様な効果が酒石酸ナトリウムにも認められる。
【００２０】
【表１】
0003649026.tif 000002
【００２１】
実施例２
図１に示す試験装置を用いて鉄沈殿物による閉塞の防止効果を確認する実験を行った。
【００２２】
この試験装置は、井戸１の水を揚水ポンプＰ1及び揚水配管２で揚水して回収水槽３に受け、この回収水槽３内の回収水を移送ポンプＰ2により移送配管４を経て揮散処理装置５に送給して揮散処理し、処理水を移送ポンプＰ3により系外へ排出すると共に、揮発成分を回収するものである。
【００２３】
試験対象とした井戸水の水質は表２に示す通りである。
【００２４】
【表２】
0003649026.tif 000003
【００２５】
また、鉄封鎖剤としてはクエン酸ナトリウムを用い、揚水配管２（揚水ポンプＰ1と回収水槽３との間）に、地下水中の全鉄に対してモル比で０．０５の添加量で連続添加した。
【００２６】
揮散処理装置５の運転開始時の揮散塔内差圧は４７０ｍｍＨ2Ｏであり、この塔内差圧が１０００ｍｍＨ2Ｏに達した時点で運転を停止することとした。
【００２７】
このときの通水（揚水）量に対する差圧の変化を調べ、結果を図２に示した。
【００２８】
図２からも明らかなように、クエン酸ナトリウムの薬注を行った本実施例では、塔内差圧の上昇速度が小さい。この実施例２では、塔内差圧が１０００ｍｍＨ2Ｏに達し運転停止に到る運転期間は８６日であり、クエン酸ナトリウムの薬注により８６日間の連続運転が可能となったことが確認された。
【００２９】
この実験の終了後、揮散塔内の状態を調べたところ、塔内の棚板には水酸化鉄の沈殿が認められたが、図２に示す如く、差圧上昇には長期間を要したことから、沈殿の付着速度は大幅に低減されており、顕著な効果が得られていることが判明した。
【００３０】
比較例
実施例２において、クエン酸ナトリウムを添加しなかったこと以外は同様にして実験を行い、通水（揚水）量に対する差圧の変化を調べ、結果を図２に示した。
【００３１】
図２より明らかなように、無薬注の比較例では、塔内差圧の上昇速度が大きい。この比較例では、２０〜２２日の運転で塔内差圧が１０００ｍｍＨ2Ｏに達し運転不能となった。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の地下水の処理方法によれば、地下水を揚水して揮散処理するに当り、水酸化鉄沈殿の析出による閉塞を有効に防止して、揮散処理装置を長期に亘り安定に連続運転することができる。
【００３３】
このため、装置の稼動効率の向上により処理効率を向上させることができると共に、メンテナンスを軽減して運転管理作業の大幅な省力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例２で用いた試験装置を示す系統図である。
【図２】実施例２及び比較例における通水量に対する塔内差圧の上昇量を示すグラフである。
【符号の説明】
２  揚水配管
３  回収水槽
５  揮散処理装置
【図１】
0003649026.tif 000004
【図２】
0003649026.tif 000005