(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油、有機塩素化合物等の汚染物質が含まれた汚染物に対してバイオレメディエーションを行うことにより前記汚染物質を分解除去する汚染物質の分解システムにおいて、
所定の作業面に敷き均された前記汚染物内に空気吸引管を連通配置するとともに、該空気吸引管の先端に吸引ポンプ及び脱臭装置を互いに直列となるように接続し、前記所定の作業面に溝を形成し、該溝内に砂利等の目詰まり防止材に取り囲まれた状態で前記空気吸引管を敷設したことを特徴とする汚染物質の分解システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染土壌、産業廃棄物、汚泥等に含まれている油や有機塩素化合物といったさまざまな有害物質をバイオレメディエーションで無害化する汚染物質の分解システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場跡地等で基礎工事を行う場合、燃料油や機械油が掘削土に混じって搬出されることがある。また、何らかの事故によって油が流出し、該油で周辺地盤が汚染されるといった事態も想定される。
【０００３】
かかる汚染土をそのまま放置すると、該土に混入している油分が揮発して周囲に拡散し、周辺住民の生活に支障を来すとともに、雨水によって土粒子から遊離した場合には、地下水等に混入して水質を汚濁させる原因ともなる。そのため、油で汚染された土については、例えば焼却によって油分を除去し環境への拡散を防止する必要がある。
【０００４】
また、工場跡地内の土壌には、発ガン性物質であるトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの有機塩素化合物が含まれていることがあり、このような土壌をそのまま放置するとやはり地下水等を介して有機塩素化合物が環境に拡散するおそれがあり、油汚染土と同様、所定の浄化処理を行なわねばならない。
【０００５】
一方、最近では、微生物の活性を利用して環境中の汚染物質を分解無害化する技術、すなわちバイオレメディエーションの研究が進んできており、油、有機塩素化合物等で汚染された土壌への適用も研究されるようになってきた。
【０００６】
バイオレメディエーションとは、細菌やかびなどの微生物の分解能力を利用して汚染物質を分解し、無害化する方法であり、汚染物質が含まれた土壌などを微生物の活動に最適な水分・栄養・通気などの環境に調整して微生物の活性を向上させることにより、自然状態よりも効率よく汚染物質の分解を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような微生物を利用した汚染物質の処理方法は、実験室レベルでは一定の成果が確認されており、現実的な対応についても今後大いに期待されるところである。
【０００８】
しかしながら、汚染土壌に分解菌とその増殖を促進するための栄養分や水分を添加して攪拌する作業を行っているときや、その後のバイオレメディエーションによる処理を行っているとき、油や有機塩素化合物といった有害物質が大気中に飛散し、悪臭の原因となることがあるという問題を生じていた。
【０００９】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、悪臭を発生させることなくバイオレメディエーションを行うことができる汚染物質の分解システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る汚染物質の分解方法は請求項１に記載したように、油、有機塩素化合物等の汚染物質が含まれた汚染物に対してバイオレメディエーションを行うことにより前記汚染物質を分解除去する汚染物質の分解システムにおいて、
所定の作業面に敷き均された前記汚染物内に空気吸引管を連通配置するとともに、該空気吸引管の先端に吸引ポンプ及び脱臭装置を互いに直列となるように接続し、前記所定の作業面に溝を形成し、該溝内に砂利等の目詰まり防止材に取り囲まれた状態で前記空気吸引管を敷設したものである。
【００１３】
本発明に係る汚染物質の分解システムにおいては、まず、汚染物質が含まれた汚染物を所定の作業面に敷き均すとともに該汚染物内に連通されるように空気吸引管を配置する。しかる後、空気吸引管の先端に接続された吸引ポンプを作動させて汚染物内の空気を引き抜き、該吸引ポンプの出口側に接続された脱臭装置で該空気を脱臭してから大気に放出する。または、下流側に配置された吸引ポンプを作動させて汚染物内の空気を引き抜き、該空気を空気吸引管と吸引ポンプとの間に設置された脱臭装置に通して脱臭し、大気に放出する。
【００１４】
このようにすると、油、有機塩素化合物等の汚染物質自体、バイオレメディエーションを行う過程で生じた中間生成物、その他悪臭の原因となる物質は、空気吸引管を介して空気とともに吸引ポンプで吸引されるとともに、脱臭装置で脱臭除去されてから大気に放出されることとなり、悪臭の原因となる物質が汚染物の周辺に飛散したり拡散したりするおそれがなくなる。
【００１５】
また、空気吸引によって周囲の新鮮な空気が汚染物内に取り込まれるため、汚染物内が好気性環境に維持される。したがって、好気性細菌である分解菌については、その活性が高まり、汚染物質の分解が促進される。
【００１６】
バイオレメディエーションを行うのに用いる微生物としては、主として細菌類や放線菌類などの土着菌を使用することができる。
【００１７】
汚染物質としては、油類や、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、ＰＣＢなどの有機塩素化合物、あるいはベンゼン、トルエン、ナフタレン、フェノールなどの芳香族炭化水素のほか、微生物が分解することのできるすべての物質が包摂される。
【００１８】
汚染物質が含まれている汚染物は、主として汚染土であるが、これ以外にもスラグ、焼却灰、汚泥、コンクリート廃材、プラスチック廃材、廃棄木材といった産業廃棄物も含まれる。
【００１９】
所定の作業面は、バイオレメディエーションを行うために汚染物を敷き均すことができるのであればどのような場所でもよく、例えば、地表をそのまま利用して作業面とすることができるが、不透水性材料としてのコンクリートで地表を被覆したコンクリート被覆面を作業面としてもよい。かかる場合には、汚染物質が地下水系に流入するのを防止することができる。なお、汚染物を敷き均すとは、同一厚みでの敷き均しのみを意味するものではなく、例えば畝状に敷き均したり、盛土状に敷き均したりする場合も含まれる。
【００２０】
吸引ポンプは、空気吸引管を介して汚染物の悪臭の原因となる物質を空気とともに引き抜くことができるものであればどのように構成してもよく、例えばコンプレッサを用いて構成することができる。
【００２１】
脱臭装置は、空気吸引管から引き抜かれた空気から悪臭の原因となる物質を除去できるのであればどのように構成するかは任意であり、例えば、所定の吸着剤で悪臭の原因となる物質を吸着させることが考えられる。脱臭装置内に充填する吸着剤としては、活性炭をはじめ、シリカ・アルミナ系吸着剤、モレキュラーシービングカーボン等の合成吸着剤、ゼオライト、活性白土とも呼ばれる酸性白土などがあり、これらから、悪臭の原因となる物質の吸着特性に応じて適宜選択すればよい。
【００２２】
なお、吸引ポンプ及び脱臭装置は直列に接続する必要があるが、いずれを上流側とするかは任意であり、空気吸引管の先端に吸引ポンプを接続して該吸引ポンプの出口側に脱臭装置を接続してもよいし、逆に、空気吸引管の先端に脱臭装置を接続して該脱臭装置の出口側に吸引ポンプを接続しもよい。
【００２３】
空気吸引管については、汚染物内の空気が該空気吸引管の中空内部にスムーズに流入されるのであればどのような構成でもよいが、例えば多数の孔を設けた硬質塩化ビニルからなる中空管で構成することが可能である。
【００２４】
空気吸引管の連通配置の仕方は任意であり、空気吸引管の内部空間が汚染物内に形成されている例えば土粒子間隙空間に連通している限り、どのような配置方法でもかまわない。具体的には、有孔中空管で形成した空気吸引管を汚染物内に単に埋設する形態でもかまわないし、目詰まり防止のため、空気吸引管の周りにネットを巻き付けた状態で埋設する形態でもかまわない。
【００２５】
ここで、所定の作業面に溝を形成し、該溝内に砂利等の目詰まり防止材に取り囲まれた状態で空気吸引管を敷設した場合においては、空気吸引管は作業面よりも下方位置に設置されることとなる。
【００２６】
したがって、汚染物に分解菌及びその栄養分や水分を添加して攪拌又は耕耘する作業を行う場合、上述のように構成しておけば、空気吸引管が邪魔になって攪拌又は耕耘作業ができないといった事態を未然に回避することができる。
【００２７】
目詰まり防止材は、空気吸引管に形成された孔が汚染物で塞がれるのを防止できるとともに、相互の間隙を介して空気が流れるのを確保できるのであればどのようなものでもよく、例えば、砂、砂利等で構成することが考えられる。
【００２８】
溝は、目詰まり防止材に取り囲まれた状態で空気吸引管を内部に敷設できるのであれば、どのように形成してもかまわない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る汚染物質の分解システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図１は本実施形態に係る汚染物質の分解システム１を示した図で、(b)は(a)のＡ−Ａ線に沿う断面図である。同図に示すように、本実施形態に係る汚染物質の分解システム１は、作業面であるコンクリート被覆面２に敷き均された汚染物である汚染土３内に連通配置された空気吸引管４と、該空気吸引管の先端に接続された吸引ポンプ５と、該吸引ポンプの出口側に接続された脱臭装置６とから構成してある。
【００３１】
ここで、汚染土３内にはバイオレメディエーションの分解対象となる汚染物質が含まれており、バイオレメディエーションを行っている際にさまざまな悪臭が汚染土３内から発生するが、上述した脱臭装置６は、吸引ポンプ５によって汚染土３内から空気吸引管４を介して引き抜かれた空気から悪臭の原因となる物質を除去するようになっている。
【００３２】
悪臭の原因となる物質としては、汚染物質自体やこれらを分解する微生物の分解活性を高めるための栄養分をはじめ、バイオレメディエーションを行う過程で生じた中間生成物、微生物の有機分解過程で生じたものなどが含まれる。
【００３３】
汚染土３は、攪拌走行機１０がまたぐようにして走行しつつ攪拌作業を行うことができるように、畝状に敷き均してあり、畝の幅を攪拌走行機１０の両輪の間隔に合わせてある。
【００３４】
バイオレメディエーションを行うのに用いる微生物としては、主として細菌類や放線菌類などの土着菌を使用することができる。
【００３５】
汚染物質としては、油類や、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、ＰＣＢなどの有機塩素化合物、あるいはベンゼン、トルエン、ナフタレン、フェノールなどの芳香族炭化水素のほか、微生物が分解することのできるすべての物質が包摂される。
【００３６】
空気吸引管４は、多数の孔７を設けた中空管で構成してあるとともに、図２に示した平面図でよく分かるように、汚染土３の畝の長手方向に沿ってそれぞれ配置してあり、各空気吸引管４はヘッダー９を介して吸引ポンプ５に連通接続してある。かかる空気吸引管４は、例えば硬質塩化ビニルやプラスチック系材料で構成することができる。
【００３７】
吸引ポンプ５は、コンプレッサで構成され、空気吸引管４を介して汚染土３の悪臭の原因となる物質を空気とともに引き抜くことができるようになっている。
【００３８】
脱臭装置６は、吸着剤として活性炭を充填した活性炭吸着塔で構成してあり、吸引ポンプ５から排出された空気から悪臭の原因となる物質を吸着するとともに、該物質が除去された空気を排気口８から大気へ放出するようになっている。
【００３９】
コンクリート被覆面２は、不透水性材料としてのコンクリートで地表を被覆してなる作業面であり、汚染土３を敷き均してバイオレメディエーションを行う為の場所であるとともに、遮水層としての役目も兼ねており、汚染土３内の汚染物質を含んだ水が周辺環境の地下水系に流入するのを防止することができるようになっている。
【００４０】
ここで、コンクリート被覆面２には、図３に示した断面詳細図でよくわかるように、溝１１を形成してあり、該溝内に目詰まり防止材である砂利１２に取り囲まれた状態で上述した空気吸引管４を敷設してある。
【００４１】
すなわち、空気吸引管４は、その内部空間１３が、砂利１２同士の間隙を介して汚染土３内に形成されている土粒子間隙空間に連通するように配置してある。なお、溝１１の凹部内面もコンクリートで被覆してあり、不透水性の溝となっている。
【００４２】
なお、溝１１は、畝状の汚染土３をまたぐように攪拌走行機１０が走行する際、脱輪等の支障が生じないように、図１(a)に示したように各畝の頂部下方に設けるのが望ましい。
【００４３】
本実施形態に係る汚染物質の分解方法においては、まず、地表に溝を形成するとともに該溝の内面及び地表面にコンクリートを打設してコンクリート被覆面２及び溝１１を形成する。
【００４４】
次に、溝１１内に空気吸引管４を敷設する。空気吸引管４を敷設するにあたっては、その周囲が砂利１２で取り囲まれるようにする。
【００４５】
次に、汚染物質が含まれた汚染土３をコンクリート被覆面２に畝状に敷き均す。汚染土３を敷き均すにあたっては、攪拌走行機１０の走行に支障なきよう、畝の頂部が溝１１の上方にくるようにする。
【００４６】
次に、畝状に敷き均された汚染土３を攪拌走行機１０で攪拌する。なお、汚染物質を分解する微生物やその栄養分あるいは水分を攪拌作業の前に添加する必要があるが、その時期は、攪拌作業と並行して行ってもよいし、敷き均しの際に行ってもよいし、敷き均しの前に予め行うようにしてもよい。
【００４７】
次に、かかる状態で汚染土３を一定期間放置してバイオレメディエーションを行うとともに、空気吸引管４の先端に接続された吸引ポンプ５を作動させて汚染土３内の空気を引き抜き、該吸引ポンプの出口側に接続された脱臭装置６で該空気を脱臭してから大気に放出する。なお、吸引ポンプ５を連続運転するか間欠運転するかは状況に応じて適宜定めればよく、悪臭が強いときのみ作動させるようにしてもかまわない。
【００４８】
なお、汚染土３に含まれる汚染物質の分解状況に応じて、分解菌やその分解活性を高めるための栄養分あるいは水分を適宜補給するとともに、必要に応じて攪拌走行機１０による汚染土３の攪拌を行う。
【００４９】
このようにすると、油、有機塩素化合物等の汚染物質自体、バイオレメディエーションを行う過程で生じた中間生成物、その他悪臭の原因となる物質は、空気吸引管４を介して空気とともに吸引ポンプ５で吸引され、次いで、脱臭装置６で脱臭除去されてから大気に放出される。
【００５０】
また、図４に示すように、空気吸引によって周囲の新鮮な空気が汚染土３内に取り込まれるため、汚染土３内が好気性環境に維持される。したがって、好気性細菌である分解菌については、その活性が高まり、汚染物質の分解が促進される。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態に係る汚染物質の分解方法及びシステムによれば、汚染土３内の空気を吸引するとともに脱臭してから大気へ放出するようにしたので、悪臭の原因となる物質が汚染土３の周辺に飛散したり拡散したりするおそれがなくなり、悪臭を発生させることなく、バイオレメディエーションを行うことができる。
【００５２】
したがって、悪臭によって、汚染土３の耕耘等を行う作業員の作業に支障を来したり、周辺環境へ悪影響を与えるといった事態を未然に防止することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係る汚染物質の分解システム１によれば、コンクリート被覆面２に溝１１を形成し、該溝内に砂利１２に取り囲まれた状態で空気吸引管４を敷設したので、空気吸引管４はコンクリート被覆面２よりも下方位置に設置されることとなる。
【００５４】
そのため、汚染土３を攪拌又は耕耘する作業を行う場合、空気吸引管４が邪魔になって耕耘作業ができないといった事態を未然に回避することができる。
【００５５】
本実施形態では、汚染物質が含まれている汚染物を汚染土３としたが、これに代えて、スラグ、焼却灰、汚泥、コンクリート廃材、プラスチック廃材、廃棄木材といった産業廃棄物に本発明を適用してもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、作業面をコンクリート被覆面２としたが、作業面に遮水性が要求されないような場合、例えば、地盤に難透水層が存在する場合などは、地表面を直接作業面としてもかまわない。
【００５７】
また、本実施形態では、コンクリート被覆面２に溝１１を設けて該溝内に空気吸引管４を敷設するようにしたが、例えば、汚染土３の攪拌を行う必要がないような場合には、溝１１を設けなくてもかまわない。かかる場合には、空気吸引管は、作業面上に敷き均される汚染物内に埋設される形で作業面上に敷設すればよい。
【００５８】
また、本実施形態では、攪拌走行機１０で畝状の汚染土３を攪拌するようにしたが、攪拌走行機を必ずしも使用する必要はなく、例えば、汚染物質を分解する微生物やその分解活性を高めるための栄養分あるいは水分を汚染土に添加した上、混合ミキサー等で予め攪拌して均等に混ぜ合わせ、これをコンクリート被覆面２にほぼ均一の厚みとなるように敷き均すようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る汚染物質の分解システムによれば、汚染物内の空気を吸引するとともに脱臭してから大気へ放出するようにしたので、悪臭の原因となる物質が汚染物の周辺に飛散したり拡散したりするおそれがなくなり、悪臭を発生させることなく、バイオレメディエーションを行うことができる。
【００６０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る汚染物質の分解システムを示した断面図で、(b)は(a)のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図２】本実施形態に係る汚染物質の分解システムで用いる空気吸引管を示した平面図。
【図３】本実施形態に係る汚染物質の分解システムを示した断面詳細図。
【図４】本実施形態に係る汚染物質の分解方法及びシステムの作用を示した断面図。
【符号の説明】
１                          汚染物質の分解システム
２                          コンクリート被覆面（作業面）
３                          汚染土（汚染物）
４                          空気吸引管
５                          吸引ポンプ
６                          脱臭装置
１１                        溝
１２                        砂利（目詰まり防止材）
【図１】
0003709780.tif 000002
【図２】
0003709780.tif 000003
【図３】
0003709780.tif 000004
【図４】
0003709780.tif 000005