(57)【要約】【課題】浄化剤としての活性炭を効率良く使用することができる地下汚染水の浄化装置等を提供する。【解決手段】汚染された地盤内に空気を注入して浄化する汚染地盤の浄化方法であって、前記地盤に設けられ、単位時間当たりに互いに異なる複数種類の注入量にて前記空気を注入可能な空気注入井戸から、前記空気を、時間の経過に伴って前記注入量を切り替えながら途切れることなく、前記地盤に注入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染された地盤内に空気を注入して浄化する汚染地盤の浄化方法であって、
前記地盤に設けられ、単位時間当たりに互いに異なる複数種類の注入量にて前記空気を注入可能な空気注入井戸から、
前記空気を、時間の経過に伴って前記注入量を切り替えながら途切れることなく、前記地盤に注入することを特徴とする汚染地盤の浄化方法。
【請求項２】
前記複数種類の注入量のうち前記注入量が最も少ない最少注入量は、前記地盤における地下水圧より高い圧力が維持される前記注入量であることを特徴とする請求項１に記載の汚染地盤の浄化方法。
【請求項３】
前記地盤に複数の前記空気注入井戸が設けられ、
前記複数の前記空気注入井戸には、互いに異なる前記注入量の前記空気を注入する前記空気注入井戸が含まれることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の汚染地盤の浄化方法。
【請求項４】
前記複数の空気注入井戸から注入される前記空気の前記注入量を、互いに同期させて切り替えることを特徴とする請求項３に記載の汚染地盤の浄化方法。
【請求項５】
互いに同期させて切り替えられる前記空気注入井戸からそれぞれ注入される、互いに異なる注入量の組み合わせが複数設定されており、
前記注入量の前記組み合わせを、前記時間の経過に伴って変更することを特徴とする請求項４に記載の汚染地盤の浄化方法。
【請求項６】
前記複数の空気注入井戸から同時に注入される前記空気の総注入量は、浄化すべき前記地盤の全域に前記空気を至らせるために必要な、予め設定された前記注入量であることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の汚染地盤の浄化方法。
【請求項７】
前記空気の前記総注入量は、前記空気注入井戸に接続されているポンプによる最大注入量であることを特徴とする請求項６に記載の汚染地盤の浄化方法。
【請求項８】
汚染された地盤内に空気を注入して浄化する汚染地盤の浄化装置であって、
前記地盤に設けられ、単位時間当たりに互いに異なる複数種類の注入量にて前記空気を注入可能な空気注入井戸と、
前記空気注入井戸に前記空気を送出するポンプと、
前記ポンプから送出された前記空気を、途切れることなく、かつ、時間の経過に伴って前記注入量を切り替えて前記空気注入井戸に送出する注入量切換装置と、
を有することを特徴とする汚染地盤の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染された地盤内に空気を注入して浄化する汚染地盤の浄化方法及びこの汚染地盤の浄化方法に用いられる汚染地盤の浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばベンゼンなど有害物質や油などの揮発性有機物質、シアン化合物などの汚染物質が含まれている地盤を浄化する方法の一つとして、地盤に設置した井戸から空気を送り込む方法（エアスパージング工法）がある。この方法では、送り込んだ空気に汚染物質を揮発させて汚染物質を空気とともに地上に取り出し、地上に設けられた浄化設備により浄化し、あるいは、井戸から地盤内に送り込んだ空気により微生物を活性化し微生物により無害な物質に分解することにより浄化している。このような汚染地盤の浄化方法においては、空気などのガスを連続的に注入するよりも間欠的にガスを注入する方が、ガスの注入開始時及び注入停止時における一時的な地下水面の変動が繰り返し起こされることにより地下水が揺動しガスとの接触率が高まることにより浄化能力が向上することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１―２０７３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような地下汚染水の浄化方法では、間欠的にガスを注入するので、ガスの注入開始時及び注入停止時に、一時的な地下水面の変動が繰り返し起こされるが、注入されたガスが地上に抜ける際に形成される地盤内の隙間、すなわちガスの抜け道は、ガスの注入が停止される際には、塞がってしまうおそれがある。このため、ガスの注入と停止が繰り返されたとしてもガスの抜け道は広がり難く、地盤の広い領域にガスを供給できないため浄化効率が低いという課題がある。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高い浄化効率が得られる汚染地盤の浄化方法及びこの浄化方法に用いられる汚染地盤の浄化装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために本発明の地下汚染水の浄化方法は、汚染された地盤内に空気を注入して浄化する汚染地盤の浄化方法であって、前記地盤に設けられ、単位時間当たりに互いに異なる複数種類の注入量にて前記空気を注入可能な空気注入井戸から、前記空気を、時間の経過に伴って前記注入量を切り替えながら途切れることなく、前記地盤に注入することを特徴とする汚染地盤の浄化方法である。
【０００７】
このような汚染地盤の浄化方法によれば、空気注入井戸からは、空気が途切れることなく注入されるので、たとえ時間の経過に伴って複数種類の注入量の空気が切り替えられて注入されたとしても、空気は常に注入されている状態が維持される。このため、空気の注入量が少なくなるように切り替えられた場合であっても、空気の注入量が多いときに形成された、空気が抜けるための空気道は塞がってしまうおそれがない。したがって、空気の注入が停止されて空気道が塞がってしまうケースに比べて、塞がった空気道を広げる必要がなく、途切れることなく注入される空気によって空気道を徐々に広げていけばよいので、地盤を効率良く浄化することが可能である。
【０００８】
かかる汚染地盤の浄化方法であって、前記複数種類の注入量のうち前記注入量が最も少ない最少注入量は、前記地盤における地下水圧より高い圧力が維持される前記注入量であることを特徴とする。
このような汚染地盤の浄化方法によれば、空気注入井戸内が負圧にならないので、空気注入井戸内と地盤と連通する、空気が地盤に注入される部位から空気注入井戸内に砂などが入り込まない。このため、空気注入井戸が砂などの進入によって塞がれることを防止することが可能である。
【０００９】
かかる汚染地盤の浄化方法であって、前記地盤に複数の前記空気注入井戸が設けられ、前記複数の前記空気注入井戸には、互いに異なる前記注入量の前記空気を注入する前記空気注入井戸が含まれることを特徴とする。
このような汚染地盤の浄化方法によれば、地盤に設けられた複数の空気注入井戸のうちの少なくとも１本は、他の空気注入井戸と異なる注入量の空気を注入するので、地盤内において空気の注入量が異なる場所を発生させることが可能である。このため、各空気注入井戸から注入される空気の注入量を、時間の経過に伴って切り替えることにより、地盤内において空気が多く注入される部位と少なく注入される部位とが切り替わるので、地盤がより揺動され易い。したがって、地下水もより揺動され、地盤全体で空気と地下水の接触効率が向上されるので効果的な浄化が可能となる。
【００１０】
かかる汚染地盤の浄化方法であって、前記複数の空気注入井戸から注入される前記空気の前記注入量を、互いに同期させて切り替えることを特徴とする。
このような汚染地盤の浄化方法によれば、空気の注入量が増大する部位と、低減する部位とが同時に切り替わるので、地盤全体を規則正しく揺動させ、ある種の共振作用を得ることができる。したがって、地下水もより揺動され、地盤全体で空気と地下水の接触効率が向上されるので、より効果的な浄化が可能となる。
【００１１】
かかる汚染地盤の浄化方法であって、互いに同期させて切り替えられる前記空気注入井戸からそれぞれ注入される、互いに異なる注入量の組み合わせが複数設定されており、前記注入量の前記組み合わせを、前記時間の経過に伴って変更することを特徴とする。
このような汚染地盤の浄化方法によれば、互いに同期させて切り替えられる空気注入井戸から注入される空気の注入量の組み合わせが時間に伴って変化するので、注入量の組み合わせが一定の場合と異なり、地盤に与える衝撃の大きさが変化するので、地盤がより大きく揺動されやすい。したがって、地下水もより揺動され、地盤全体で空気と地下水の接触効率が向上されるので、さらに効果的な浄化が可能となる。
【００１２】
かかる汚染地盤の浄化方法であって、前記複数の空気注入井戸から同時に注入される前記空気の総注入量は、浄化すべき前記地盤の全域に前記空気を至らせるために必要な、予め設定された前記注入量であることを特徴とする。
このような汚染地盤の浄化方法によれば、複数の空気注入井戸から同時に注入される空気量は、地盤の全域に空気を至らせるために必要な、予め設定された注入量なので、地盤内に注入する空気の注入量を、場所により異ならせて増減させつつも、浄化に必要な量の空気を地盤に注入することが可能である。
【００１３】
かかる汚染地盤の浄化方法であって、前記空気の前記総注入量は、前記空気注入井戸に接続されているポンプによる最大注入量であることを特徴とする。
このような汚染地盤の浄化方法によれば、空気注入井戸から同時に注入される空気の総注入量がポンプによる最大注入量なので、ポンプをより効率良く使用して地盤を浄化することが可能である。
【００１４】
また、汚染された地盤内に空気を注入して浄化する汚染地盤の浄化装置であって、前記地盤に設けられ、単位時間当たりに互いに異なる複数種類の注入量にて前記空気を注入可能な空気注入井戸と、前記空気注入井戸に前記空気を送出するポンプと、前記ポンプから送出された前記空気を、途切れることなく、かつ、時間の経過に伴って前記注入量を切り替えて前記空気注入井戸に送出する注入量切換装置と、を有することを特徴とする汚染地盤の浄化装置である。
【００１５】
このような汚染地盤の浄化装置によれば、空気注入井戸からは、空気が途切れることなく注入されるので、たとえ時間の経過に伴って、注入量切換装置により複数種類の注入量の空気が切り替えられて注入されたとしても、空気は常に注入されている状態が維持される。このため、空気の注入量が少なくなるように切り替えられた場合であっても、空気の注入量が多いときに形成された、空気が抜けるための空気道は塞がってしまうおそれがない。したがって、空気の注入が停止されて空気道が塞がってしまうケースに比べて、塞がった空気道を広げる必要がなく、途切れることなく注入される空気によって空気道を徐々に広げていけばよいので、地盤を効率良く浄化することが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高い浄化効率が得られる汚染地盤の浄化方法及びこの浄化方法に用いられる汚染地盤の浄化装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る汚染地盤の浄化装置を示す地盤の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る汚染地盤の浄化装置を示す平面図である。
【図３】注入量の切替制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】空気注入井戸により空気が注入される範囲を示すモデル図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の一実施形態に係る汚染地盤の浄化装置を示す平面図であり、図５（ｂ）は、汚染地盤の浄化装置における第１系統の空気注入井戸と第２系統の空気注入井戸の配置の第１変形例を示す平面図であり、図５（ｃ）は、汚染地盤の浄化装置における第１系統の空気注入井戸と第２系統の空気注入井戸の配置の第２変形例を示す平面図である。
【図６】空気を間欠的に注入したときと異なる空気量を切り替えて注入したときの浄化効果の違いを示すグラフである。
【図７】注入量の切替制御の変形例を示すタイミングチャートである。
【図８】汚染地盤の浄化装置の変形例を示す地盤の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る汚染地盤の浄化装置を示す地盤の縦断面図である。
本実施形態の汚染地盤の浄化装置１は、図１に示すように、地盤２の、汚染されて浄化の対象となる領域を、汚染拡散防止壁をなす鋼矢板３にて取り囲まれた状態で設置されている。
【００１９】
汚染地盤の浄化装置１は、鋼矢板３にて囲まれた領域内に設けられ地盤２に空気を注入する複数の空気注入井戸１０と、空気注入井戸１０に空気を送り込むポンプとしてのコンプレッサー１１と、空気注入井戸１０とコンプレッサー１１との間に設けられた注入量切換装置２０と、地盤２内を通過した空気を吸引するための吸引管１２と、吸引管１２と繋がれた空気吸引装置１３と、空気吸引装置１３により吸引管１２から吸引された空気を浄化する浄化装置１４と、を有している。
【００２０】
空気注入井戸１０は、鋼矢板３にて囲まれた領域、すなわち浄化の対象となる領域（以下、浄化領域Ｓという）内の地表面２ａを覆うように施されたアスファルト舗装７を貫通し、鉛直に設けられた塩化ビニル製の管である。空気注入井戸１０の下端部側には管の内外を連通する開口（不図示）と、開口を覆い通気性を有するスクリーン（不図示）とが設けられている。この空気注入井戸１０の開口からは、コンプレッサー１１により空気注入井戸１０に送り込まれた空気がスクリーンを介して地盤２に注入される。
【００２１】
吸引管１２は、地下水層５より上の地層(以下、表層という)６内に埋設された塩化ビニル製の管である。吸引管１２の表面には多数の開口（不図示）またはスリットが設けられており、開口またはスリットには、空気注入井戸１０と同様にスクリーン（不図示）が設けられている。吸引管１２は、浄化領域Ｓ内における表層６内に、梯子状または格子状に繋がれており、所定箇所に連結管１５が接続されている。連結管１５は、アスファルト舗装７より上の空間に引き出されて空気吸引装置１３に接続されている。
【００２２】
空気吸引装置１３は、浄化装置１４に繋がれており、空気吸引装置１３により吸引管１２から吸引された、アスファルト舗装７より下側の空気が浄化装置１４に送り込まれる。吸引管１２から吸引されて浄化装置１４にて浄化された空気は、浄化装置１４から外部に排出される。
【００２３】
本実施形態の汚染地盤の浄化装置１では、浄化領域Ｓに設けられた複数の空気注入井戸１０が、単位時間当たりに注入される空気の注入量（以下、単に注入量という）を互いに異ならせた２つの系統に分けられている。これら２つの系統の空気注入井戸１０は、コンプレッサー１１との間に設けられた注入量切換装置２０により、予め設定された空気の注入量に、２系統の空気注入井戸１０間にて切り替えられるように構成されている。
【００２４】
図２は、注入量切換装置を示す概念図である。
注入量切換装置２０には、図２に示すように、コンプレッサー１１から送出される空気が送り込まれる１本の注入管１６と、２つの系統（第１系統、第２系統）の空気注入井戸１０にそれぞれ空気を送出する２本の送出管１７ａ、１７ｂとが接続されている。注入管１６には、コンプレッサー１１から送出される空気の総注入量を変えることなく、２つの経路（Ａ経路２１ａとＢ経路２１ｂ）に送出することが可能な第１分岐管２１が接続されている。また、第１分岐管２１には、Ａ経路２１ａとＢ経路２１ｂとのいずれか一方のみに空気を送るために、時間の経過に伴って経路を切り替える制御部を備えた切替弁２２が設けられている。
【００２５】
第１分岐管２１にて分岐されたＡ経路２１ａとＢ経路２１ｂの先には、第２分岐管２３がそれぞれ接続されている。２つの第２分岐管２３は、いずれも第１系統の送出管１７ａと第２系統の送出管１７ｂとにそれぞれ接続され、第１系統の送出管１７ａと第２系統の送出管１７ｂとに供給される空気の量が互いに異なるように設定されている。また、第１分岐管２１のＡ経路２１ａから第１系統の送出管１７ａに供給される空気の量とＢ経路２１ｂから第１系統の送出管１７ａに供給される空気の量とが互いに異なるように、また、Ａ経路２１ａから第２系統の送出管１７ｂに供給される空気の量とＢ経路２１ｂから第２系統の送出管１７ｂに供給される空気の量及とが互いに異なるように形成されている。このため、第１分岐管２１の切替弁２２にてＡ経路２１ａとＢ経路２１ｂとが切り替えられると、第１系統の送出管１７ａに供給される空気の量、及び、第２系統の送出管１７ｂに供給される空気の量がいずれも異なる空気の量に切り替えられる。このとき、注入管１６から第１分岐管２１に供給される空気は、切替弁２２により経路が切り替えられるだけなので、第１系統の送出管１７ａ及び第２系統の送出管１７ｂのいずれかを通って空気注入井戸１０から地盤２に注入される空気が途切れることはない。
【００２６】
図３は、注入量の切替制御の一例を示すタイミングチャートである。
本実施形態の場合には、コンプレッサー１１から送出された空気を、注入量切換装置２０により２：８の割合に振り分けるとともに所定時間、例えば図３に示すように１０分毎に切り替えて２つの系統の空気注入井戸１０に空気を送出するように構成されている。すなわち、第２分岐管２３は、コンプレッサー１１から送出される空気を８０％と２０％とに分配して第１系統の送出管１７ａ、及び、第２系統の送出管１７ｂに供給する。
【００２７】
より具体的には、Ａ経路２１ａから第１系統の送出管１７ａに向かう管（Ａ側８割注入管）２３ａとＢ経路２１ｂから第２系統の送出管１７ｂに向かう管（Ｂ側８割注入管）２３ｄの内径が、Ａ経路２１ａから第２系統の送出管１７ｂに向かう管（Ａ側２割注入管）２３ｂとＢ経路２１ｂから第１系統の送出管１７ａに向かう管（Ｂ側２割注入管）２３ｃの内径より大きく形成され、各第２分岐管２３にて２：８の割合に振り分けられるように形成されている。そして、Ａ側８割注入管２３ａとＢ側２割注入管２３ｃとは、共に第１系統の送出管１７ａに接続され、Ａ側２割注入管２３ｂとＢ側８割注入管２３ｄとが第２系統の送出管１７ｂに接続されている。
【００２８】
このため、第１分岐管２１の切替弁２２にてＡ経路２１ａ側に空気が流れるように切り替えられると、第１系統の空気注入井戸１０からは、コンプレッサー１１から送出された空気の注入量の８０％が注入され、第２系統の空気注入井戸１０からは、コンプレッサー１１から送出された空気の注入量の２０％が注入される。すなわち、切替弁２２によりＡ経路２１ａとＢ経路２１ｂとを切り替えることにより、各々の系統の空気注入井戸１０から注入される空気の注入量が、互いに同期して切り替えられる。ここで、コンプレッサー１１から送出された空気の２０％の注入量は、地盤２における地下水圧より高い圧力が維持される注入量となるように設定されており、本実施形態においては、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の２０％が、復種類の注入量のうち注入量が最も少ない最少注入量に相当する。
【００２９】
図４は、空気注入井戸により空気が注入される範囲を示すモデル図である。図５（ａ）は、本発明の一実施形態に係る汚染地盤の浄化装置を示す平面図であり、図５（ｂ）は、汚染地盤の浄化装置における第１系統の空気注入井戸と第２系統の空気注入井戸の配置の第１変形例を示す平面図であり、図５（ｃ）は、汚染地盤の浄化装置における第１系統の空気注入井戸と第２系統の空気注入井戸の配置の第２変形例を示す平面図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）においては、内部の構成を示すため、地表面を覆うアスファルト舗装７及び吸引管１２を省略して示している。また、図４、図５（ａ）〜図５（ｃ）においては、○にて第１系統の空気注入井戸１０を示し、●にて第２系統の空気注入井戸１０を示している。
【００３０】
本実施形態においては、空気注入井戸１０の配置に際し、予め試験を行うことにより、１本の空気注入井戸１０にて空気が注入される範囲Ｓ１を特定し、たとえば、図４に示すように各々の空気注入井戸１０にて空気が注入される範囲Ｓ１が重なり合うような、空気注入井戸１０同士の間隔を確認している。この確認された間隔に基づいて、図５（ａ）のように、空気注入井戸１０を、鋼矢板３にて囲まれた浄化領域Ｓ内に縦横に整列させて配置している。すなわち、第１系統の空気注入井戸１０と第２系統の空気注入井戸１０とが交互に位置し、同一系統の空気注入井戸１０同士が千鳥状に位置するように配置している。このとき、各空気注入井戸１０は、各鋼矢板３に対しても、空気が注入される範囲Ｓ１が各鋼矢板３まで達するように配置されている。
【００３１】
汚染地盤の浄化装置１における第１系統の空気注入井戸１０と第２系統の空気注入井戸１０の配置については、適宜変更可能であり図５（ａ）に示す形態の他に、例えば、図５（ｂ）に示すように、第１系統の空気注入井戸１０と第２系統の空気注入井戸１０とをそれぞれ１列に配置し、第１系統の空気注入井戸１０の列と第２系統の空気注入井戸１０の列とを交互に配置する形態、あるいは、図５（ｃ）に示すように鋼矢板３にて囲まれた浄化領域Ｓ内を２つの領域に分け、一方の領域に第１系統の空気注入井戸１０を配置し、他方の領域に第２系統の空気注入井戸１０を配置する形態であっても構わない。
【００３２】
汚染地盤の浄化装置１は、まず、第１分岐管２１の切替弁２２が、Ａ経路２１ａまたはＢ経路２１ｂのいずれかに空気が送られるように設定された状態にてコンプレッサー１１から空気が送出される。たとえば、まず、切替弁２２がＡ経路２１ａ側に空気を送出するように設定された状態でコンプレッサー１１が起動されたとする。この場合には、第１系統の空気注入井戸１０には、８割注入管２３ａから空気が送出され、第２系統の空気注入井戸１０には２割注入管２３ｂから空気が送出される。すなわち、第１系統の空気注入井戸１０からは、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の８０％が注入され、第２系統の空気注入井戸１０からはコンプレッサー１１から送出される空気の注入量の２０％が注入される。このとき、各空気注入井戸１０から注入された空気により、地盤２には空気の注入量に応じた空気が抜ける空気道が形成される。
【００３３】
その後、予め設定された所定の時間、すなわち１０分が経過すると、Ｂ経路２１ｂ側に空気を送出するように切替弁２２が切り替わる。
【００３４】
Ｂ経路２１ｂ側に空気を送出するように切り替わると、第１系統の空気注入井戸１０からは、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の２０％が注入され、第２系統の空気注入井戸１０からはコンプレッサー１１から送出される空気の注入量の８０％が注入されるように、注入量が急激に切り替わる。そして、第１系統の空気注入井戸１０から注入される空気量は、切り替える前の、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の８０％から２０％に急激に低減され、第２系統の空気注入井戸１０から注入される空気量は、切り替える前の、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の２０％から８０％に急激に増大される。
【００３５】
この空気量の変化により、第１系統の空気注入井戸１０の周りでは、多量の空気により形成されていた多数の空気道が大幅に減少し、第２系統の空気注入井戸１０の周りでは、少量の空気により形成されていたわずかな空気道が大幅に増加する。このとき、切替弁２２が切り替えられても、第１系統の空気注入井戸１０から排出される空気は途切れることなく、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の２０％が注入されているので、その空気が抜けるための空気道は、切替弁２２が切り替えられた後も塞がってしまうおそれがない。このとき、コンプレッサー１１から送出された空気の２０％の注入量は、地盤２における地下水圧より高い圧力が維持される注入量以上となるように設定されているので、地盤２の砂などが空気注入井戸１０内に入り込むことはない。
【００３６】
また、第２系統の空気注入井戸１０の周りでは、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の２０％の空気により形成されていた空気道を広げるように、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の８０％の空気が注入されている。このため、空気の注入が停止されて空気道が塞がってしまうケースに比べて、塞がった空気道を再び広げる必要がなく、途切れることなく注入される空気によって空気道が徐々に浄化領域内に広がっていけばよい。このため、より多くの空気道を形成して、より広い領域に空気が注入される。
【００３７】
その後、再び１０分が経過すると、Ａ経路２１ａ側に空気を送出するように切替弁２２が切り替わる。
【００３８】
Ａ経路２１ａ側に空気を送出するように再び切り替わると、第１系統の空気注入井戸１０からは、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の８０％が注入され、第２系統の空気注入井戸１０からはコンプレッサー１１から送出される空気の注入量の２０％が注入されるように、注入量が急激に切り替わる。
【００３９】
この空気量の変化により、第１系統の空気注入井戸１０の周りでは、空気道が大幅に増加し、より多くの空気道が形成されて、より広い領域に空気が注入され、第２系統の空気注入井戸１０の周りでは、コンプレッサー１１から送出される空気が抜けるための空気道が確保される。このように、切替弁２２を切り替えるごとに、第１系統の空気注入井戸１０と第２系統の空気注入井戸１０から注入される空気の量が急激に変化して地盤２がより揺動される。これにより、地下水もより揺動されて地盤全体で空気と地下水との接触効率が向上する。
【００４０】
本願の発明者は、上記の作用効果を確認するために、従来技術のように、２系統の空気注入井戸１０の一方の系統から空気を注入するときには、他方の系統からの空気の注入を停止し、他方の系統から空気を注入するときには、一方の系統からの空気の注入を停止する、所謂間欠的に空気を注入する場合と、本願のように、２系統の空気注入井戸１０から、互いに異なる空気量を注入するように切り替えて空気を注入する場合とで、浄化効果の違い、及び、空気注入井戸１０の砂詰まりの違いを確認する実験を実施した。以下の実験においては、１：９、２：８、３：７の三種類の空気の割合を一定間隔毎に切替ながら空地の注入を実施した。
【００４１】
この実験では、空気の注入方法の違いによる浄化効果の違いを確認するために、空気を間欠的に注入したときと、異なる空気量を切り替えて注入したときとにおいて、それぞれエアースパージング中に地上で回収したガス中のベンゼン濃度を検知管で測定した。
【００４２】
図６は、空気を間欠的に注入したときと異なる空気量を切り替えて注入したときの浄化効果の違いを示すグラフである。
図６に示すように、異なる空気量に切り替えて注入した本願の発明（切替注入）の方が、間欠的に空気を注入する従来の技術（間欠注入）より、ベンゼン濃度の低下速度が大きく、従って、切替注入の方が、ベンゼンの揮発を促進して浄化効果が優れていることが確認された。このため、切替注入の方が、空気の注入が停止されて空気道が塞がってしまう間欠注入に比べて、塞がった空気道を再び広げる必要がなく、途切れることなく注入される空気によって空気道が徐々に浄化領域内に広げられていると考えられる。
【００４３】
また、空気の注入方法の違いによる砂詰まり防止効果を確認するために、同じ敷地内の別の浄化工事を、間欠注入と切替注入にて実施し、空気注入井戸１０の砂詰まりによる閉塞本数を比較した。
【００４４】
表１は、空気を間欠注入したときと切替注入したときの砂詰まり防止効果を示している。
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【００４５】
表１に示すように、間欠注入では、砂詰まりにより閉塞した空気注入井戸１０の発生割合が１２．１％であり、異なる空気量に切り替えて注入した本願の発明の切替注入では、砂詰まりにより閉塞した空気注入井戸１０の発生割合は０である。すなわち、異なる空気量を切り替えて注入すると砂詰まり防止効果が高いことが確認された。
【００４６】
本実施形態の汚染地盤の浄化方法によれば、空気注入井戸１０からは、時間の経過に伴って空気の注入量が、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の８０％または２０％に切り替えられて注入される。すなわち、空気の注入量が少なくなるように切り替えられた場合であっても、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の２０％以上の空気は常に注入されている状態が維持される。このため、空気の注入量が２０％になるように切り替えられた場合であっても、空気の注入量が８０％ときに形成された空気道が、少なくとも２０％の空気が抜けるための空気道は塞がるおそれがない。したがって、空気の注入が停止されて空気道が塞がってしまうケースに比べて、塞がった空気道を広げる必要がなく、途切れることなく注入される２０％の空気によって維持された空気道を、注入量を８０％と２０％とで切り替えつつ徐々に広げていけばよいので、地盤２を効率良く浄化することが可能である。
【００４７】
また、最少注入量である、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の２０％を、地盤２における地下水圧より高い圧力が維持される注入量としたので、空気注入井戸１０内は負圧にならない。このため、空気注入井戸１０内と地盤２と連通する、空気が地盤に注入される開口から砂などが入り込まないので、空気注入井戸１０が砂などの進入によって塞がれることを防止することが可能である。
【００４８】
また、地盤２に埋設された空気注入井戸１０を２系統に分け、２系統の空気注入井戸１０から、コンプレッサー１１から送出される空気を８０％と２０％とに分配して地盤２に注入するので、地盤２内において空気の注入量が異なる場所を発生させることが可能である。このため、各空気注入井戸１０から注入される空気の注入量を、時間の経過に伴って切り替えることにより、地盤２内においてコンプレッサー１１から送出される空気の注入量の８０％が注入される場所と２０％が注入される場所とが切り替わるので、地盤２がより揺動され易い。よって、空気道をより広い範囲に至らせることが可能である。
【００４９】
また、２系統の空気注入井戸１０から注入される空気の注入量を、互いに同期して切り替えるので、空気の注入量が、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の８０％の場所と２０％の場所とが同時に変化する。このため、地盤２をより揺動させて空気道をより広げて形成することが可能である。
【００５０】
そして、互いに同期して注入量が切り替えられる空気注入井戸１０から同時に注入される空気の総注入量を、予め設定され地盤２の浄化に必要な空気の注入量としたので、地盤２内に注入する空気の注入量を、場所により異ならせて増減させつつも、浄化に必要な量の空気を地盤２に注入することが可能である。
【００５１】
また、空気注入井戸１０から同時に注入される空気の総注入量をコンプレッサー１１による最大注入量としたので、コンプレッサー１１をより効率良く使用して地盤２を浄化することが可能である。
【００５２】
本実施形態の汚染地盤の浄化装置１によれば、コンプレッサー１１と空気注入井戸１０との間に注入量切換装置２０を備え、コンプレッサー１１から送出される空気を、注入量切換装置２０が備える第１分岐管２１の切替弁２２を切り替えることにより２系統の空気注入井戸１０から注入される空気の注入量を切り替えることとしたので、簡単な構造にて空気の供給量を急激に切り替えることが可能である。このため、地盤２に衝撃を与えて空気道がより形成されやすい汚染地盤の浄化装置１を安価にて実現することが可能である。
【００５３】
上記実施形態においては、互いに同期させて切り替えられる２系統の空気注入井戸１０から注入する空気の注入量を、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の８０％と２０％として切り替える例について説明したが、空気の注入量の割合は、これに限るものではなく、互いに異なる注入量であれば構わない。ただし、異なる注入量の差が大きい方が、注入量を切り替えた際の地盤２に与える衝撃が大きくなるため、地盤２をより揺動させて空気道をより広げて形成することが可能である。
【００５４】
また、２つの系統の空気注入井戸１０から注入する空気の注入量は、常に一定の割合を保って切り替えられている必要はなく、２つの系統の空気注入井戸１０から注入する、異なる注入量の組み合わせを時間の経過に伴って変更されればよい。
【００５５】
図７は、注入量の切替制御の変形例を示すタイミングチャートである。
例えば、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の８０％と２０％とする第１の組み合わせの他に、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の９０％と１０％とする第２組み合わせが設定されており、図７に示すように、第１の組み合わせにて１０分毎に５回切り替えて５０分間注入した後に、第２の組み合わせにて１０分毎に５回切り替えて空気を注入してもよい。
【００５６】
また、空気注入量の組み合わせは、上記８０％と２０％、９０％と１０％のとは異なる複数の組み合わせが設定されており、それら複数の組み合わせを一回毎または複数回毎に周期的またはランダムに、時間の経過に伴って適宜切り替えて空気を注入してもよい。例えば、第３の組み合わせとして、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の７０％と３０％とする組み合わせが設定されており、第１の組み合わせ、第２の組み合わせ、第３の組み合わせの順にて、または、３種類の組み合わせの順序を入れ替えた順にて繰り返し、あるいは、第１の組み合わせにて複数回切り替え、第２の組み合わせにて複数回切り替え、第３の組み合わせにて複数回切り替える動作を１ユニットとして、このユニットを繰り返し、あるいはユニット内の順序を入れ替えた別のユニットを繰り返してもよい。
【００５７】
この場合には、注入量の組み合わせが一定の場合と異なり、地盤２に与える衝撃の大きさが変化するので、地盤２がより大きく揺動されやすくなる。したがって、地下水もより揺動され、地盤全体で空気と地下水の接触効率が向上されるので、さらに効果的な浄化が可能である。このとき、互いに同期させて切り替えて空気注入井戸１０から注入する空気の注入量は、コンプレッサー１１から送出される空気の総注入量全てを分けるだけでなく、例えば、コンプレッサー１１から送出される空気の総注入量一部を、例えば８０％と１０％とに分けて注入してもよい。
【００５８】
また、空気注入井戸１０を、互いに異なる２種類の注入量をなる２系統に分ける例について説明したが、これに限るものではない。たとえば、空気注入井戸１０から注入する空気の注入量を、コンプレッサー１１から送出される空気の注入量の５０％、３０％、２０％等の３種類以上に分け、各注入量に対応するように３系統以上の空気注入井戸１０を備えていてもよく、また、その他の割合や互いに異なる注入量で複数種類に分け、注入量の種類の数に応じて上記２つの系統の場合と同様に、注入量の組み合わせを時間の経過に伴って適宜切り替えて複数系統に空気注入井戸を分けても良い。
【００５９】
図８は、汚染地盤の浄化装置の変形例を示す地盤の縦断面図である。
図８に示すように、１系統の送出管１７と接続された空気注入井戸１０のみを有する構成として、各空気注入井戸１０から、時間の経過に伴って切り替えて、注入される空気の注入量を切り替えても構わない。
【００６０】
上記実施形態においては、空気注入井戸１０に空気を送出するコンプレッサー１１を１台としたが、各系統に各々設けて、コンプレッサーにより注入量を適宜切り替えても構わない。
【００６１】
上記実施形態においては、互いに異なる２種類の注入量を切り替える時間間隔を１０分としたが、これに限るものではない。
【００６２】
上記実施形態においては、Ａ側８割注入管２３ａ及びＢ側８割注入管２３ｄと、Ａ側２割注入管２３ｂ及びＢ側２割注入管２３ｃとの内径を異ならせることにより、各第２分岐管２３にて空気を所定の割合で振り分けられるようにしたが、これに限るものではない。例えば、内径の同一の管を用い、一方に絞り加工を施すなどして、各第２分岐管にて空気を所定の割合で振り分けられるようにしてもよい。
【００６３】
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６４】
１  汚染地盤の浄化装置、２  地盤、２ａ  地表面、３  鋼矢板、４  不透水層、
５  地下水層、６  表層、７  アスファルト舗装、１０  空気注入井戸、
１１  コンプレッサー、１２  吸引管、１３  空気吸引装置、１４  浄化装置、
１５  連結管、１６  注入管、１７  送出管、１７ａ  第１系統の送出管、
１７ｂ  第２系統の送出管、２０  注入量切換装置、２１  第１分岐管、
２１ａ  Ａ経路、２１ｂ  Ｂ経路、２２  切替弁、２３  第２分岐管、
２３ａ  Ａ側８割注入管、２３ｂ  Ｂ側２割注入管、２３ｃ  Ａ側２割注入管、
２３ｄ  Ｂ側８割注入管、Ｓ  浄化領域、Ｓ１  空気が注入される範囲
【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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