(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面が不透水層により画され汚染物質によって汚染された汚染土壌を含む汚染土壌領域の範囲内で適宜間隔に該不透水層又は該不透水層の近傍まで打設された複数のバーチカルドレーンと、
前記各バーチカルドレーンの内部から外部に亘って配設され、該内部に配設される部分に透過性がある部分を含むフィルター管と、
前記バーチカルドレーンの上端部の内側及び前記フィルター管の透過性がない部分の外側の間に形成される隙間を気密化する気密化手段と、
一部の前記フィルター管に接続されて前記汚染土壌領域内の汚染物質を含む気体及び液体を吸引する吸引力付与手段と、
その他の前記フィルター管に接続されて前記汚染土壌領域内に汚染物質を含まない気体及び液体を押出す押出力付与手段と、
前記吸引力付与手段により吸引された前記汚染物質を含む気体及び液体を無害化処理する無害化処理手段と、を含む土壌改良装置であって、
前記汚染土壌領域のうち周辺部分を前記押出力付与手段に係る前記フィルター管が優勢に配設される押出力優勢部とし、前記押出力優勢部の内側部分を前記吸引力付与手段に係る前記フィルター管が優勢に配設される吸引力優勢部とすることにより、該汚染土壌領域外の前記汚染物質を含む気体及び液体が該汚染土壌領域内に入らないようにしたことを特徴とする、
土壌改良装置。
【請求項２】
前記フィルター管は、前記バーチカルドレーンの内部における前記透過性がある部分の位置の適宜切り替えが可能であるとともに、
前記吸引力付与手段及び前記押出力付与手段は、前記フィルター管のうち所望のものへの適宜切り替えが可能であることを特徴とする、
請求項１に記載の土壌改良装置。
【請求項３】
前記各バーチカルドレーンのうち帯水層に対応する部分を前記フィルター管の透過性がある部分が優勢に位置する透過性優勢部とし、前記透過性優勢部以外の部分を前記フィルター管の透過性がない部分が優勢に位置する非透過性優勢部としたことを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の土壌改良装置。
【請求項４】
前記吸引力付与手段により吸引された前記汚染物質を含む気体及び液体を該気体と該液体とに分離する気液分離手段を含む場合において、
前記無害化処理手段は、前記気液分離手段により分離された前記汚染物質を含む気体を光触媒を用いて無害化処理する気体光触媒処理手段と、前記汚染物質を含む液体を光触媒を用いて無害化処理する液体光触媒処理手段とからなることを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の土壌改良装置。
【請求項５】
前記汚染土壌領域は、周囲が遮水壁により画されたものであることを特徴とする、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の土壌改良装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、揮発性有機化合物や油分などの汚染物質によって汚染された汚染土壌を改良する目的に用いられる土壌改良装置に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、揮発性有機化合物や油分などの汚染物質を含む気体（以下「汚染ガス」という）及び汚染物質を含む液体（以下「汚染地下水」という）によって汚染された汚染土壌が問題となっている。特に、揮発性有機化合物の移動性が比較的高いことから、汚染物質を封じ込めることが困難であり、汚染土壌に含まれる汚染物質を微生物により分解するバイオレメディエーション法や、汚染土壌から汚染ガス及び汚染地下水を除去する土壌ガス吸引法などが用いられている。
【０００３】
バイオレメディエーション法は、汚染土壌に含まれる汚染物質たる揮発性有機化合物を原位置で分解する技術であり、微生物が持つ化学物質の分解能力を利用して、環境中に放出された有害化学物質を分解して無害化する汚染修復技術である。原位置での生物分解は、汚染された汚染土壌を掘削することなく、井戸や散水溝を用いて地中へ窒素やリンなどの栄養源や酸素、必要に応じて微生物自体を注入して、揮発性有機化合物などの分解を行う。
【０００４】
一方、土壌ガス吸引法は、揮発性有機化合物などを含む汚染ガス及び汚染地下水を汚染土壌の中から抽出して地上にて取除く技術であり、主として帯水層に存在する汚染物質を強制的に吸引除去し、汚染土壌の改良を図るものである。具体的には、ボーリングにより土壌中に吸引井戸を設置し、真空ポンプ・ブロワーによりその吸引井戸を減圧して、汚染ガス及び汚染地下水を吸引井戸内部に集め、地上に導いて汚染物質を活性炭に吸着除去させる等、適正に処理する。また、吸引井戸とは別の場所に注入井戸を設けて帯水層に空気を注入して汚染ガスの揮発を促進したり、井戸で帯水層から汚染ガス及び汚染地下水を揚水し、該汚染地下水のばっ気処理や汚染ガスの活性炭吸着処理を複合することとして土壌改良効率の向上を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるバイオレメディエーション法では、土壌改良効率が悪く処理スピードが遅いために、高濃度で汚染された汚染土壌には十分に対応できないという不具合があり、無理矢理に適用しようとした場合には、処理が長期に亘る結果となる。
【０００６】
また、かかるバイオレメディエーション法では、例えばトリクロロエチレンによる汚染土壌を改良する場合には、トルエンを好んで摂取して増殖するトルエン分解菌を用いて、分解酵素によって塩化水素ガス、炭酸ガス、水に分解することとなるが、発生する塩化水素ガスの環境への影響に対する調査や、微生物利用に伴う環境への影響に対する調査など、処理作業に入る前に膨大な量の事前調査が必要となる不具合がある。
【０００７】
一方、かかる土壌ガス吸引法では、井戸の設置にコストがかかり、そのため、井戸間隔を広く取る必要がある。このような設置間隔の広い各井戸で汚染ガス及び汚染地下水を広範亘って漏れなく完全に吸い込むには、各井戸で非常に大きい吸引力を発生させる必要があるが、吸引力が過大となった場合には、吸引力によって土中を移動する汚染ガス及び汚染地下水が乱流状態となり、むしろ漏れができる結果となり、却って土壌改良効率の低下を招いてしまう。
【０００８】
また、かかる土壌ガス吸引法では、土壌改良を行うべき領域内で汚染地下水等を汲み上げることとなるが、このような汚染地下水等の汲み上げは、該領域外の地下水等を該領域内に引き込む事態を招くので、該領域外の地下水等が汚染物質を含むものであれば処理が半永久化するなど、土壌改良効率の著しい低下を招いてしまう。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、膨大な量の事前調査が必要となる不具合を回避しながら、高濃度の汚染土壌に十分に対応し得るような効率的な土壌改良が確実に得られるように、土壌改良を行うべき領域外の汚染ガス及び汚染地下水を該領域内に引き込まないで該領域内の汚染ガス及び汚染地下水を漏れなく完全に吸い込むことができる土壌改良装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る土壌改良装置は、底面が不透水層により画され汚染物質によって汚染された汚染土壌を含む汚染土壌領域の範囲内で適宜間隔に該不透水層又は該不透水層の近傍まで打設された複数のバーチカルドレーンと、前記各バーチカルドレーンの内部から外部に亘って配設され、該内部に配設される部分に透過性がある部分を含むフィルター管と、前記バーチカルドレーンの上端部の内側及び前記フィルター管の透過性がない部分の外側の間に形成される隙間を気密化する気密化手段と、一部の前記フィルター管に接続されて前記汚染土壌領域内の汚染物質を含む気体及び液体を吸引する吸引力付与手段と、その他の前記フィルター管に接続されて前記汚染土壌領域内に汚染物質を含まない気体及び液体を押出す押出力付与手段と、前記吸引力付与手段により吸引された前記汚染物質を含む気体及び液体を無害化処理する無害化処理手段と、を含む土壌改良装置であって、前記汚染土壌領域のうち周辺部分を前記押出力付与手段に係る前記フィルター管が優勢に配設される押出力優勢部とし、前記押出力優勢部の内側部分を前記吸引力付与手段に係る前記フィルター管が優勢に配設される吸引力優勢部とすることにより、該汚染土壌領域外の前記汚染物質を含む気体及び液体が該汚染土壌領域内に入らないようにしたことを特徴ととしている。
【００１１】
本発明に係る土壌改良装置によれば、設置間隔が比較的狭い各バーチカルドレーンに配設されるフィルター管からの吸引力が過大とならないので、該吸引力によって土中を移動する汚染ガス及び汚染地下水が層流状態に維持されるので、汚染ガス及び汚染地下水を漏れなく完全に吸い込むことが可能となる。
また、汚染土壌領域のうち周辺部分に押出力付与手段に係るフィルター管を優勢に配設し、押出力優勢部の内側部分に吸引力付与手段に係るフィルター管を優勢に配設したので、該押出力付与手段に係るフィルター管から吐き出された汚染物質を含まない気体（以下「非汚染空気」という）及び汚染物質を含まない液体（以下「非汚染水」という）が土壌改良を行うべき領域外方向に押出力として作用することとなり、該領域外の汚染ガス及び汚染地下水を領域内に引き込まない。
したがって、高濃度の汚染土壌に十分に対応できるような効率的な土壌改良が確実に得られることとなる。
しかも、土壌改良を行うべき領域内の汚染ガス及び汚染地下水が該領域外に拡散することもないので、周辺環境への影響に対する配慮が不要となり、膨大な量の事前調査が必要となる不具合を回避することが可能となる。
【００１２】
このような技術的手段において、改良時間の経過に伴う土中状況の変化に柔軟かつ的確に対応した効果的な土壌改良が可能となるようにして、効率的な土壌改良がさらに確実に得られるようにする観点からすれば、前記フィルター管は、前記バーチカルドレーンの内部における前記透過性がある部分の位置の適宜切り替えが可能であるとともに、前記吸引力付与手段及び前記押出力付与手段は、前記フィルター管のうち所望のものへの適宜切り替えが可能であることが好ましい。
【００１３】
汚染土壌領域の汚染度を支配する帯水層から汚染ガス及び汚染地下水を重点的に吸い込み又は該帯水層に非汚染空気及び非汚染水を重点的に吐き出すこととして、効率的な土壌改良がさらに確実に得られるようにする観点からすれば、前記各バーチカルドレーンのうち帯水層に対応する部分を前記フィルター管の透過性がある部分が優勢に位置する透過性優勢部とし、前記透過性優勢部以外の部分を前記フィルター管の透過性がない部分が優勢に位置する非透過性優勢部としたことが好ましい。
【００１４】
また、汚染物質を無害化処理することによって汚染された活性炭等の廃棄処分が新たに必要となる不合理を回避しようとする観点からすれば、前記吸引力付与手段により吸引された前記汚染物質を含む気体及び液体を該気体と該液体とに分離する気液分離手段を含む場合において、前記無害化処理手段は、前記気液分離手段により分離された前記汚染物質を含む気体を光触媒を用いて無害化処理する気体光触媒処理手段と、前記汚染物質を含む液体を光触媒を用いて無害化処理する液体光触媒処理手段とからなることが好ましい。
【００１５】
さらに、土壌改良を行うべき領域外の汚染ガス及び汚染地下水を該領域内に引き込まない効果を確実に得ようとする観点からすれば、前記汚染土壌領域は、周囲が遮水壁により画されたものであることが好ましい。
【００１６】
さらにまた、前記バーチカルドレーンの内部における前記透過性がある部分の位置の切り替え及び前記フィルター管のうち所望のものへの切り替えを円滑かつ迅速に行うという観点からすれば、前記フィルター管は、前記バーチカルドレーンの内部に対して抜き差し自在に配設されることが好ましい。
なお、前記吸引力付与手段としては、フィルター管のうち透過性がある部分で吸引力が得られれば十分であり、それゆえ、例えば帯水層でフィルター管に連結され、連結部分では押出力を付与するが、透過性がある部分では吸引力を付与することとなっているような水中ポンプなどの手段も含まれる。
また、前記押出力付与手段としては、フィルター管のうち透過性がある部分で押出力が得られれば十分であり、それゆえ、例えば帯水層でフィルター管に連結され、連結部分では吸引力を付与するが、透過性がある部分では押出力を付与することとなっているようなバキュームなどの手段も含まれる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態に係る土壌改良装置の概略構成を示す平面図、図２は該土壌改良装置の概略構成を示す縦断図、図３は該土壌改良装置におけるバーチカルドレーンの概略構成を示す斜視図、図４は該土壌改良装置における気体光触媒処理手段の概略構成を示す斜視図、図５は該土壌改良装置における液体光触媒処理手段の概略構成を示す斜視図である。
【００１９】
なお、以下の説明では、バーチカルドレーンとして、プラスティックドレーンを適用するが、吸引力が過大とならない程度に設置間隔を狭くできる限り、これ以外のサンドドレーンや穴あきパイプ等を適用する場合についても妥当性を有するものである。
【００２０】
本実施の形態において、土壌改良装置は、図１及び図２に示すように、複数のバーチカルドレーンたるプラスティックドレーン１と、フィルター管２と、気密化手段３と、吸引力付与手段４と、押出力付与手段５と、気液分離手段６と、無害化処理手段７とから構成されている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００２１】
（１）複数のプラスティックドレーン１
複数のプラスティックドレーン１は、これらの図に示すように、汚染土壌領域Ａの範囲内で適宜間隔に不透水層Ｂ又は不透水層Ｂの近傍まで打設されたものである。
【００２２】
ここで、汚染土壌領域Ａは、図２に示すように、底面が不透水層Ｂにより画されている領域であって汚染物質たる揮発性有機化合物や油分などによって汚染された汚染土壌ａを含む領域である。本実施の形態における汚染土壌領域Ａは、図１に示すように、周囲が遮水壁Ｗにより画されている。これにより、汚染土壌領域Ａ外の汚染ガス及び汚染地下水を汚染土壌領域Ａ内に引き込まない効果を確実に得ることが可能となっている。
【００２３】
このような遮水壁Ｗは、同時に、汚染土壌領域Ａ外への影響を遮断する機能を果たすものでもあり、汚染土壌領域Ａ外への送気（送水）や漏気（漏水）を防ぐことが可能となるとともに、周辺の地盤沈下などの影響をさらに効果的に回避することも可能となっている。
【００２４】
このような複数のプラスティックドレーン１は、一般的には、軟弱地盤対策として吸水性のよい紙や砂杭などによって土中の水を抜くことにより地盤の圧密を促進するバーチカルドレーンのうち一つとして位置付けらるものであり、各プラスティックドレーン１が気体や液体を透過させる透過性を有している。
【００２５】
そして、このような複数のプラスティックドレーン１の設置は、図示しないが、軟弱地盤であれば、マシンに装備されたマンドレルの中に引き込まれたドレーン材を地中に圧入し、所定深さに到達後マンドレルのみを引き上げてドレーン材を地盤中に残置することを繰り返して所望のドレーン群を構築するというものである。
【００２６】
地盤にマンドレルで圧入が困難な場合には、ケーシング削孔した孔にドレーン材を挿入する方法やウォータージェットを併用する方法を用いてもよい。
【００２７】
なお、本実施の形態のように、既存のプラスティックドレーン１を用いることとすれば、汎用材料、汎用機械にて施工できるので、経済的である。
【００２８】
このような複数のプラスティックドレーン１は、軟弱地盤対策という本来の目的から、設置間隔が極めて狭いものとして構成されている。それゆえ、各プラスティックドレーン１に配設されるフィルター管２からの吸引力が過大とならないので、該吸引力によって土中を移動する汚染ガス及び汚染地下水が層流状態に維持される結果、汚染ガス及び汚染地下水を漏れなく完全に吸い込むことが可能となる。
【００２９】
（２）フィルター管２
フィルター管２は、図１〜図３に示すように、各プラスティックドレーン１の内部から外部に亘って配設されるものである。
【００３０】
具体的には、このフィルター管２は、図１及び図２に示すように、吸引力付与手段４に接続され、これよって汚染ガス及び汚染地下水についての吸引力が付与される吸込用フィルター管２２ａと、押出力付与手段５に接続され、これよって非汚染空気及び非汚染水についての押出力が付与される吐出用フィルター管２２ｂとからなっている。
【００３１】
この吸込用フィルター管２２ａは、これらの図に示すように、吸引力付与手段４による吸引力を用いて、汚染土壌領域Ａ内の汚染ガス及び汚染地下水を吸い込むとともに、吸い込んだ汚染ガス及び汚染地下水を気液分離手段６まで輸送する役割を果たすものである。
【００３２】
一方、この吐出用フィルター管２２ｂは、これらの図に示すように、押出力付与手段５による押出力を用いて、非汚染空気及び非汚染水を各プラスティックドレーン１の内部まで輸送するとともに、輸送した非汚染空気及び非汚染水を汚染土壌領域Ａ内に吐き出す役割を果たすものである。
【００３３】
ただし、吸込用フィルター管２２ａであるか吐出用フィルター管２２ｂであるかは、本来的に決まるものではなく、適宜必要に応じてなされる切り替えによって、吸込用フィルター管２２ａであったものが吐出用フィルター管２２ｂとなる場合があり、吐出用フィルター管２２ｂであったものが吸込用フィルター管２２ａとなる場合があり得る。
【００３４】
すなわち、このフィルター管２は、着脱自在に連結されており、後記する吸引力付与手段４や押出力付与手段５との間における適宜切り替えが可能になっている（図１参照）。
【００３５】
一方、このフィルター管２は、図示しないが、各プラスティックドレーン１の内部に配設される部分に透過性がある部分２１を含むものとして構成されている。
【００３６】
すなわち、このフィルター管２は、各プラスティックドレーン１の内部に配設される部分の全体が透過性がある部分２１となる場合があり、該内部に配設される部分の一部が透過性がある部分２１となる場合もある。
【００３７】
そして、このフィルター管２は、各プラスティックドレーン１の内部に配設される部分の略全部が透過性がある部分２１となっているが、本実施の形態においては、接着テープ２３を適宜巻き付けることにより、接着テープ２３部分を透過性がない部分２２とすることが可能となっている。
つまり、このフィルター管２は、プラスティックドレーン１の内部における透過性がある部分２１の位置の適宜切り替えが可能になっている。
【００３８】
これらのように、プラスティックドレーン１の内部における透過性がある部分２１の位置の適宜切り替えが可能なフィルター管２並びにフィルター管２のうち所望のものへの適宜切り替えが可能な吸引力付与手段４及び押出力付与手段５を備えているので、改良時間の経過に伴う土中状況の変化に柔軟かつ的確に対応した効果的な土壌改良が可能となっている。
【００３９】
さらに、このフィルター管２は、プラスティックドレーン１の内部に対して抜き差し自在に配設されるものとして構成されている（図３参照）。
【００４０】
これにより、プラスティックドレーン１の内部における透過性がある部分２１の位置の切り替え及びフィルター管２のうち所望のものへの切り替えを円滑かつ迅速に行うことが可能となっている。
【００４１】
（３）気密化手段３
この気密化手段３は、プラスティックドレーン１の上端部の内側及びフィルター管２の透過性がない部分２２の外側の間に形成される隙間を気密化する役割を果たすものである（図３参照）。
【００４２】
本実施の形態では、この気密化手段３としては、無収縮モルタルを用いているが、これに限られるものではなく、空気が漏れず吸引力付与手段４や押出力付与手段５の機能を阻害しないものであれば、材料や構造などの別は問わず、例えばゴムやアスファルト、樹脂などを挙げることができる。
【００４３】
（４）吸引力付与手段４
吸引力付与手段４は、図１及び図２に示すように、フィルター管２のうち吸込用フィルター管２２ａに対して汚染ガス及び汚染地下水についての吸引力を付与する役割を果たすものである。
【００４４】
具体的には、この吸引力付与手段４としては、真空ポンプ４ａを用いている。この真空ポンプ４ａは、汚染土壌領域Ａ内の汚染ガス及び汚染地下水を吸込用フィルター管２２ａ内に吸い込むとともに、吸い込んだ汚染ガス及び汚染地下水を吸込用フィルター管２２ａを通じて気液分離手段６まで移動させる役割を果たすものである。
【００４５】
このような吸引力付与手段４は、吸込用連結具２４を介して着脱自在に連結されており、フィルター管２のうち所望のものへの適宜切り替えが可能になっている（図１参照）。
【００４６】
（５）押出力付与手段５
押出力付与手段５は、図１及び図２に示すように、フィルター管２のうち吐出用フィルター管２２ｂに対して非汚染空気及び非汚染水についての押出力を付与する役割を果たすものである。
【００４７】
具体的には、この押出力付与手段５は、非汚染空気についての押出力を付与する気体押出力付与手段５たるコンプレッサー５ａと、非汚染水についての押出力を付与する液体押出力付与手段５たる送水ポンプ５ｂとからなっている。
【００４８】
このコンプレッサー５ａは、非汚染空気を吐出用フィルター管２２ｂを通じて各プラスティックドレーン１の内部まで移動させるとともに、移動した非汚染空気を汚染土壌領域Ａ内に吐き出す役割を果たすものである。なお、非汚染空気としては、気化反応を十分に促進する観点からすれば、加熱したものを用いることが好ましい。
【００４９】
一方、この送水ポンプ５ｂは、非汚染水を吐出用フィルター管２２ｂを通じて各プラスティックドレーン１の内部まで移動させるとともに、移動した非汚染水を汚染土壌領域Ａ内に吐き出す役割を果たすものである。なお、非汚染水としては、気化反応を十分に促進する観点からすれば、加熱したものを用いることが好ましい。
【００５０】
このような押出力付与手段５は、吐出用連結具２５を介して着脱自在に連結されており、フィルター管２のうち所望のものへの適宜切り替えが可能になっている（図１参照）。
【００５１】
（６）気液分離手段６
気液分離手段６は、吸引力付与手段４により吸引された汚染ガス及び汚染地下水を汚染ガスと汚染地下水とに分離する役割を果たすものである。
【００５２】
（７）無害化処理手段７
無害化処理手段７は、吸引力付与手段４により吸引された汚染ガス及び汚染地下水を無害化処理する役割を果たすものである。
【００５３】
具体的には、本実施の形態において、この無害化処理手段７としては、光触媒分解の機能を利用して、酸化チタンを塗布したセラミックからなる光触媒フィルターなどにより、揮発性有機化合物や油分などの汚染物質の無害化処理を行うものを用いている。
【００５４】
ここで、本実施の形態に対する理解を容易にする観点から、光触媒について簡単に説明する。
【００５５】
光触媒は、抗菌タイルや空気清浄器といったさまざまな商品に利用されており、トンネル照明カバーや化粧版などの汚染防止などにもつかわれている既往の技術である。
光触媒には、酸化チタンが主に使われており、酸化チタンは白色顔料や白ペンキなどに多く使われているが、光触媒応用製品では、光反応をできるだけ高めた酸化チタンが使われる。
酸化チタン光触媒が紫外線を吸収すると、光触媒分解と、光親水化との２つの現象が発生する。
光触媒分解とは、物質を分解してしまう作用で、例えば、有機物は二酸化炭素と水に分解される。
酸化チタンが波長３８０ナノメートル以下の紫外線を吸収したときに光触媒反応が起こり、この反応は、３万度以上での燃焼反応に相当するので、酸化チタン触媒に接触した揮発性有機化合物は二酸化炭素と水に分解されるが、通常の燃焼反応と異なり、光触媒反応では温度が上昇せずに、室温の状態で反応が進む。
また、燃焼反応では、いったん火がつくと物質がなくなるまでは反応が続くが、光触媒反応では、光があたるとき、光の量の分だけ反応が起こる。
このため、紫外線ランプの入った空気清浄機のフィルターに酸化チタンを入れておくと、汚れや、菌、ウィルスなどが分解される特性がある。
また、酸化チタンをコーティングした材料表面では、紫外線があたると、汚れが分解されて表面がきれいに保たれる特性がある。
光触媒のもう一つの反応は、光親水化であり、親水化とは、ガラスなどの材料表面に水がよくなじむ現象である。酸化チタンをコーティングした材料に紫外線をあてた後では、水は水滴にならずに、ほぼ完全に拡がってしまうため、水がかかると汚れが簡単に洗い流されてしまったり、水滴が全くつかなくなる。
【００５６】
ところで、この無害化処理手段７は、図１に示すように、気液分離手段６により分離された汚染ガスを光触媒を用いて無害化処理する気体光触媒処理手段７ａと、汚染地下水を光触媒を用いて無害化処理する液体光触媒処理手段７ｂとからなっている。
【００５７】
具体的には、この気体光触媒処理手段７ａは、図４に示すように、吸込口３１ａ及び吐出口３１ｂを備えた処理槽たるボックス３１と、ボックス３１内に所定の間隔で列状に配置された酸化チタンをコーティングした複数の光触媒フィルター３２と、各光触媒フィルター３２の間に配置された紫外線ランプ３３とからなっている。
【００５８】
紫外線ランプ３３は、同図に示すように、光触媒フィルター３２の表面に紫外線を有効に照射できるように、光触媒フィルター３２の上下に配置することが好ましい。
【００５９】
同図において、真空ポンプ４ａにより、気液分離手段６からの汚染ガスは、吸込口３１ａを通じてボックス３１の内部に吸い込まれ、吐出口３１ｂから吐き出されるが、吸込口３１ａから吐出口３１ｂまでの間における光触媒反応によって、汚染ガス中の揮発性有機化合物が無害の二酸化炭素と塩酸とに分解される。一方では、分解された無害化された二酸化炭素は吐出口３１ｂから大気中に放出され、他方では、分解された塩酸はボックス３１の下部に設けた中和装置で中和され、中和装置の下部に設けた集水孔（図示外）に集められて、送水管３４、吐出用フィルター管２２ｂ及びプラスティックドレーン１を通じて汚染土壌領域Ａ内にリチャージされることとなる（図１参照）。
【００６０】
なお、ボックス３１の大きさは、光触媒フィルター３２の気体分解能力及び気体量によって、光触媒フィルター３２の表面積総数との関係で、最適な容量に設定されているので、ボックス３１の大きさや光触媒フィルター３２の総数などにより、処理槽を複数基並列で並べてガスを処理することや、ボックス３１を複数基直列に並べて、ガスを順次処理していくなど、複合的な利用が可能となっている。
【００６１】
一方、汚染地下水それ自体は、汚染物質たる揮発性有機化合物を含んでいるが、気液分離手段６により、汚染地下水中の揮発性有機化合物を気化させて気液分離した後における汚染地下水は、揮発性有機化合物を含まないものとなることから、必要に応じてそのまま放流したりリチャージに利用したりすることも考えられる。
【００６２】
しかし、本実施の形態における汚染物質としては、揮発性有機化合物だけではなく、油分などをも含むものとなっているので、以下に説明する液体光触媒処理手段７ｂによって、気液分離手段６からの汚染地下水を無害化処理することが必要となる。
【００６３】
具体的には、この液体光触媒処理手段７ｂは、図５に示すように、紫外線を吸収してもなお光触媒効果が持続する程度の浅めの水深が得られるように吸込口４１ａ及び吐出口４１ｂが設けられた処理槽たる蓋のない扁平なボックス３１と、ボックス３１内に所定の間隔で列状に敷き並べられた酸化チタンをコーティングした複数の光触媒フィルター４２と、上からの照射が可能に配設された紫外線ランプ４３とからなっている。なお、光触媒フィルター４２としては、板状体に限られず、粒状体などの他の形態であっても勿論差し支えない。
【００６４】
なお、図示しないが、可能ならば、紫外線ランプ４３を設けないで、太陽光を直接照射することとしてもよい。
【００６５】
同図において、真空ポンプ４ａにより、気液分離手段６からの汚染地下水は、吸込口４１ａを通じてボックス３１の内部に吸い込まれ、吐出口４１ｂから吐き出されるが、吸込口４１ａから吐出口４１ｂまでの間において、ボックス３１の中をゆっくり流れながら、汚染地下水中に溶存している揮発性有機化合物や油分などが分解されて無害化される。
本実施の形態においては、無害化された非汚染水は、放水されることなく、送水管３４、吐出用フィルター管２２ｂ及びプラスティックドレーン１を通じて汚染土壌領域Ａ内にリチャージされることとなる（図１参照）。
【００６６】
なお、このボックス３１に太陽光を照射する場合などには、水温の上昇により、分解前に、汚染地下水中から溶存していた汚染物質が大気中に放出されることがあるので、図示しないが、透明な蓋により密閉することが好ましい。
【００６７】
このような光触媒による無害化処理手段７を用いた汚染ガス及び汚染地下水の無害化処理によれば、従来技術で問題となっていた、汚染物質を無害化処理することによって汚染された活性炭等の廃棄処分が新たに必要となる不合理を回避することが可能となっている。
【００６８】
また、光触媒自身は、反応の前後で変化しないが、反応を促進するものなので、酸化チタンのコーティングをした光触媒フィルター４２のコーティングが剥離しないかぎり、長期間、メンテナンスフリーにて使用できる。
【００６９】
なお、酸化チタンをコーティングして光触媒機能を具備する材料には、プラスチック吸着剤など各種の材料を使用することが可能であるが、耐久性などからフィルターの使用が好ましい。
【００７０】
ところで、このような土壌改良装置においては、図１に示すように、汚染土壌領域Ａのうち周辺部分を押出力付与手段５に係るフィルター管２が優勢に配設される押出力優勢部とし、押出力優勢部の内側部分を吸引力付与手段４に係るフィルター管２が優勢に配設される吸引力優勢部とすることにより、該汚染土壌領域Ａ外の汚染ガス及び汚染地下水が該汚染土壌領域Ａ内に入らないようにしている。
【００７１】
すなわち、同図に示すように、汚染土壌領域Ａのうち周辺部分に押出力付与手段５に係るフィルター管２を優勢に配設し、押出力優勢部の内側部分に吸引力付与手段４に係るフィルター管２を優勢に配設したので、該押出力付与手段５に係るフィルター管２から吐き出された非汚染空気及び非汚染水が汚染土壌領域Ａから外方向に押出力として作用することとなり、汚染土壌領域Ａ外の汚染ガス及び汚染地下水を汚染土壌領域Ａ内に引き込んだり、逆に、汚染土壌領域Ａ内の汚染ガス及び汚染地下水が汚染土壌領域Ａ外に拡散したりすることとはならない。
【００７２】
加えて、図示しないが、各プラスティックドレーン１のうち帯水層Ｃに対応する部分をフィルター管２の透過性がある部分２１が優勢に位置する透過性優勢部とし、透過性優勢部以外の部分をフィルター管２の透過性がない部分２２が優勢に位置する非透過性優勢部としている。
【００７３】
これにより、汚染土壌領域Ａの汚染度を支配する帯水層Ｃから汚染ガス及び汚染地下水を重点的に吸い込み又は該帯水層Ｃに非汚染空気及び非汚染水を重点的に吐き出すこととして、効率的な土壌改良がさらに確実に得られるようになっている。
【００７４】
したがって、本実施の形態に係る土壌改良装置によれば、設置間隔が比較的狭い各バーチカルドレーンに配設されるフィルター管２からの吸引力が過大とならないので、該吸引力によって土中を移動する汚染ガス及び汚染地下水が層流状態に維持されるとともに、バーチカルドレーンの内部における透過性がある部分２１の位置の適宜切り替えが可能なフィルター管２並びに該フィルター管２のうち所望のものへの適宜切り替えが可能な吸引力付与手段４及び押出力付与手段５を備えるので、改良時間の経過に伴う土中状況の変化に柔軟かつ的確に対応した効果的な土壌改良が可能となる結果、汚染ガス及び汚染地下水を漏れなく完全に吸い込むことが可能となった。
【００７５】
また、汚染土壌領域Ａのうち周辺部分に押出力付与手段５に係るフィルター管２を優勢に配設し、押出力優勢部の内側部分に吸引力付与手段４に係るフィルター管２を優勢に配設したので、該押出力付与手段５に係るフィルター管２から吐き出された非汚染空気及び非汚染水が汚染土壌領域Ａから外方向に押出力として作用することとなり、汚染土壌領域Ａ外の汚染ガス及び汚染地下水を汚染土壌領域Ａ内に引き込むこととはならなくなった。
【００７６】
したがって、高濃度の汚染土壌ａに十分に対応できるような効率的な土壌改良が確実に得られることとなった。
【００７７】
しかも、汚染土壌領域Ａ内の汚染ガス及び汚染地下水が汚染土壌領域Ａ外に拡散することもないので、周辺環境への影響に対する配慮が不要となり、膨大な量の事前調査が必要となる不具合を回避することが可能となった。
【００７８】
【発明の効果】
本発明に係る土壌改良装置によれば、膨大な量の事前調査が必要となる不具合を回避しながら、高濃度の汚染土壌に十分に対応し得るような効率的な土壌改良が確実に得られるように、土壌改良を行うべき領域外の汚染ガス及び汚染地下水を該領域内に引き込まないで該領域内の汚染ガス及び汚染地下水を漏れなく完全に吸い込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る土壌改良装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る土壌改良装置の概略構成を示す縦断図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る土壌改良装置におけるバーチカルドレーンの概略構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る土壌改良装置における気体光触媒処理手段の概略構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る土壌改良装置における液体光触媒処理手段の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…プラスティックドレーン（バーチカルドレーン）
２…フィルター管
２ａ…吸込用フィルター管
２ｂ…吐出用フィルター管
３…気密化手段
４…吸引力付与手段
４ａ…真空ポンプ
５…押出力付与手段
５ａ…コンプレッサー
５ｂ…送水ポンプ
６…気液分離手段
７…無害化処理手段
７ａ…気体光触媒処理手段
７ｂ…液体光触媒処理手段
２１…透過性がある部分
２２…透過性がない部分
２３…接着テープ
２４…吸込用連結具
２５…吐出用連結具
３１…ボックス
３１ａ…吸込口
３１ｂ…吐出口
３２…光触媒フィルター
３３…紫外線ランプ
３４…送水管
４１…ボックス
４１ａ…吸込口
４１ｂ…吐出口
４２…光触媒フィルター
４３…紫外線ランプ
Ａ…汚染土壌領域
ａ…汚染土壌
Ｂ…不透水層
Ｃ…帯水層
Ｗ…遮水壁
【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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