(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔した汚染土壌へ超高圧水を噴射させる噴射孔（２）と、
外周に多数の穴を穿孔したパイプを前記噴射孔（２）の周辺に打設し前記汚染土壌を洗浄した汚泥水を吸い上げるウエルポイント（９），（９）と、
前記噴射孔（２）に挿入される超高圧水噴射用のロッド（１２）と、
前記ロッド１２の先端の近傍で前記超高圧水を噴射する超高圧水噴射ノズル（１２ｈ），（１２ｉ）と、
１００ＭＰａから４００ＭＰａまでの範囲の超高圧水を前記ロッド（１２）に圧入可能な超高圧水噴射ポンプ（３）と、を備えた汚染土壌洗浄システムにおいて、
前記ウエルポイント（９），（９）は前記噴射孔（２）の周囲に前記汚染土壌の面積に比例した打設本数を配置し前記汚染土壌より深く打設されていることを特徴とする汚染土壌洗浄システム。
【請求項２】
前記超高圧水噴射ノズル（１２ｉ）から噴射された超高圧水の周囲に圧縮空気を噴射する圧縮空気噴射ノズル（１２ｊ）と、
前記超高圧水噴射ノズル（１２ｉ）及び前記圧縮空気噴射ノズル（１２ｊ）でなる二重のノズル（１３），（１４）を含んで前記ロッド（１２）の先端部に設けられたモニター（１５）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌洗浄システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の汚染土壌洗浄システムを用いた汚染土壌の洗浄工法であって、
前記汚染土壌に削孔して、噴射孔（２）を形成する第１工程、
前記噴射孔（２）の周囲に複数のウエルポイント（９），（９）を打設する第２工程、
前記噴射孔（２）が形成された汚染土壌に１００〜４００ＭＰａの超高圧水を噴射して汚染土壌を切削し、汚染土壌に含まれる汚染物質を汚泥水としてウエルポイント（９），（９）から揚水される第３工程、
汚泥水を曝気装置（７）に供給して、曝気処理により揮発させる第４工程、
揮発した汚染物質を、分解及び／又は吸着処理する第５工程、
の各工程を含むことを特徴とする。
【請求項４】
前記超高圧水に高分子ポリマーを含む粘性体及び／又は界面活性剤を含む添加剤を混入することを特徴とする請求項３に記載の汚染土壌の洗浄工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原位置における汚染土壌洗浄システム及びそれを用いた洗浄工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、六価クロム、水銀、カドミウムなどの重金属類による土壌汚染については、以前から問題視されていたが、近年に至っては、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの発癌性のある揮発性有機塩素化合物による汚染土壌がクローズアップされている。このような土壌汚染を原位置で処理するにあたり、汚染された土壌を修復する方法として、揚水曝気工法、真空抽出工法、湿式洗浄法などが実施されている。以下、これらの従来工法について簡単に説明する。
【０００３】
揚水曝気工法は、揚水した汚染地下水を曝気処理し、排ガスとして処理することにより、汚染地下水の処理を行う方法である。また、揚水した汚染地下水は、活性炭吸着等の方法で処理することもできる。この方法は、透水性の悪い粘土質における汚染に対して有効性が極めて低く、対象物質を確実に回収し、除去できないという欠点がある。
【０００４】
真空抽出工法は、不飽和層に存在する揮発性のある対象物質を強制的に吸引除去し、汚染処理を行う工法である。具体的には、ボーリングにより吸引用パイプを設置し、真空ポンプで減圧して気化させた対象物質を吸引内部に集め、地上に導いて、土壌ガス中の対象物質を活性炭に吸着除去させて処理する。この工法は、透気性と透水性のよい砂質の地層に有効である。
【０００５】
また、湿式洗浄法（土壌洗浄法）は、汚染土壌を採掘し、洗浄液と混合・攪拌して溶出、または磨砕して土壌粒子から汚染物質を分離して処理する方法である。高圧水を使用した従来工法には、高性能土壌洗浄法、ジェットグラウト工法、高圧噴射攪拌置換工法等が知られている。なお、ここでいう高圧水とは、従来工法で使用されている最高圧７０ＭＰａを含めて１００ＭＰａ以下をいい、超高圧水とは、１００〜４００ＭＰａをいう。
【０００６】
高性能土壌洗浄法は、具体的には、７０ＭＰａの高圧水を汚染土壌にぶつけて、汚染土壌を細かく砕いて化学処理しやすくし、１９０〜２４０ｋｍ/ｈの高速でプレートに衝突させて汚染物質を分離し、再び化学反応で有機物を無害化する方法である。この高性能土壌洗浄法の処理過程を図３に示す。なお、図３では、可搬式プラントとしてトラックの荷台に積載が可能であり、その土壌洗浄システム３０により土壌洗浄を行う処理フロー図を示している。
【０００７】
図３に示すように、回収された汚染土３１は、攪拌タンク３２に投入され、ケミカル３３と水処理装置４６から供給された水とが添加されて攪拌された後、筒状の形状を有するプリプロセッサ３４に投入される。プリプロセッサ３４では、汚染土３１が高圧ポンプ３５による高圧水（７０ＭＰａ）により上下の乱流を発生させて粘土と有機質と砂に分離され、さらに、汚染土３１の細粒はケミカル３３と反応する。つぎに、汚染土３１は、コリジョンチャンバー３６に投入され、内部に設けられた反射板３６ａに１９０〜２４０ｋｍ／ｈの高速で衝突し、７０μ以下の汚染土３１は、下方にする。落下した汚染土３１には、安定化のため、安定化ケミカル３８が添加される。
【０００８】
ここで、汚染物質が、揮発性有機化合物やＰＣＢ、油、ダイオキシンの場合は、キャビテーションユニット３９に搬送され、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が供給される。キャビテーションユニット３９では、キャビテーション現象とＯＨ基との反応効果により、汚染物質を無害化する。キャビテーションユニット３９で無害化された汚染物質は、遠心分離機４１にて脱水され、再生土４２として搬出される。一方、汚染物質が重金属の場合は、遠心分離機４３にて脱水され、再生土４４として搬出される。遠心分離機４１，４３で分離された水分は、水処理装置４６に回収され、再利用される。この高性能土壌洗浄法は、可搬式プラントとすることも可能であるため、素早い現地処理を行うことができる。
【０００９】
ジェットグラウト工法は、主に地震による液状化現象に備えて軟弱地層を強化する目的に用いられる工法であり、多重管ロッドの先端に装着したモニターから、高圧水あるいはセメント系硬化剤を圧縮空気と同時に横方向に噴射しながら回転し、モニターを引き上げることにより、地層中に平均φ２ｍの円柱状結体を造成する。ジェットグラウト工法には、１２ＪＳＧ工法やコラムジェットグラウト工法などがある。
【００１０】
図４は、１２ＪＳＧ工法に用いられる土壌洗浄システム５０を示す断面図である。図４に示すように、土壌洗浄システム５０は、地上から汚染土壌５４まで延びている二重管（ロッド）５１の先端部に設けられた羽根ビット５２を回転し、地層を切削する。また、二重管５１の内管には２０ＭＰａの高圧水が供給されおり、前記羽根ビット５２で地層を切削する際に、高圧水を噴出する。そのため、汚染土壌５４は流動性をもった半固体の流体となり、二重管５１の回りにスライム５５が形成される。スライム５５は、例えば、地上のバキューム車（図示せず）により汲み上げられる。
【００１１】
図５は、コラムジェットグラウト工法に用いられる土壌洗浄システム６０を示す断面図である。図５に示すように、土壌洗浄システム６０は、地上からロッド６１である三重管が汚染土壌６７まで延びている。三重管の内管には４０ＭＰａの高圧水が供給されており、ロッド６１が回転して地層を切削する際に、ノズル６３，６４から前記高圧水を地層中に噴射する。そのため、汚染土壌６７は流動性をもった半固体の流体（スライム６６）となる。スライム６６は、例えば、地上のバキューム車（図示せず）により汲み上げられる。
【００１２】
高圧噴射攪拌置換工法は、高圧水の強力なエネルギーによって、汚染地層を破壊粉砕し、流動化した汚染土壌を地上に回収すると共に、回収した相当量の硬化材液を高圧ポンプにより充填して汚染土壌と置換する工法である。この工法は、グラウト工法を土壌浄化に応用したもので、前記１２ＪＳＧ法とほぼ同様であるので、その相異点を中心に説明する。
【００１３】
図６は、高圧噴射攪拌置換工法に用いられる土壌洗浄システム７０を示す断面図である。図６に示すように、汚染土壌７６は、地中に挿入された回転式注入ノズル７２，７４から噴射される高圧の硬化剤液（セメントミルク）によって切削、粉砕、攪拌され、流動化する。流動化した汚染土壌は、地上から汚染土壌７６まで延びている二重管７１に沿って順次地上に排出される。一方、注入された硬化剤液（セメントミルク）は、比重が高いため、攪拌された汚染土壌、汚染地下水とは分離して、順次底部に沈殿、固化し、パイル状の代替土壌（直径１．２〜２．０ｍ）を形成して汚染土壌と置換される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来工法においては、遮蔽板による遮蔽壁の設置が必要であった。特に、広大な面積に展開して莫大な体積の汚染土壌にあっては、遮蔽壁の設置に要するコストの低減、工期の短縮、そして効率よく汚泥水を回収することが課題となっていた。
さらに、従来の工法では、透水性や透気性が低いため、粘着力の強い粘土やシルト質の地層では処理効率が低いという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、これら従来からある汚染土壌洗浄システム及びそれを用いた洗浄工法が抱える問題点を解決すべく発明されたものであり、遮蔽板による遮蔽壁の設置を不要とし、地質条件に左右されずに処理能力を拡大することができる汚染土壌洗浄システム及びそれを用いた洗浄工法を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、削孔した汚染土壌へ超高圧水を噴射させる噴射孔２と、外周に多数の穴を穿孔したパイプを前記噴射孔２の周辺に打設し前記汚染土壌を洗浄した汚泥水を吸い上げるウエルポイント９，９と、前記噴射孔２に挿入される超高圧水噴射用のロッド１２と、前記ロッド１２の先端の近傍で前記超高圧水を噴射する超高圧水噴射ノズル１２ｈ，１２ｉと、１００ＭＰａから４００ＭＰａまでの範囲の超高圧水を前記ロッド１２に圧入可能な超高圧水噴射ポンプ３と、を備えた汚染土壌洗浄システムにおいて、前記ウエルポイント９，９は前記噴射孔２の周囲に前記汚染土壌の面積に比例した打設本数を配置し前記汚染土壌より深く打設されていることを特徴とする汚染土壌洗浄システムである。
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、噴射孔２を中心にして張り巡らされ汚染土壌より深く打設されたウエルポイント９，９が、汚染土壌を洗浄した汚泥水を噴射孔２の周辺からもれなく吸い上げるため、従来工法に見られる遮蔽板による遮蔽壁の設置が不要である。特に、広大な面積に展開して莫大な体積の汚染土壌にあっては、コストの低減及び工期の短縮の効果が顕著であり、効率よく汚泥水の回収ができる。
【００１８】
請求項２に係る発明は、前記超高圧水噴射ノズル１２ｉから噴射された超高圧水の周囲に圧縮空気を噴射する圧縮空気噴射ノズル１２ｊと、前記超高圧水噴射ノズル１２ｉ及び前記圧縮空気噴射ノズル１２ｊでなる二重のノズル１３、１４を含んで前記ロッド１２の先端部に設けられたモニター１５と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌洗浄システムである。
【００１９】
請求項２に係る発明によれば、超高圧水噴射ノズル１２ｉから噴射された超高圧水の周囲に圧縮空気を噴射する圧縮空気噴射ノズル１２ｊと、超高圧水噴射ノズル１２ｉでなる二重のノズル１３，１４から、圧縮空気を混入して噴射する混気ジェットが噴射される。
この混気ジェットは、空気がジェット噴流を被覆するようになり、周囲水との摩擦力が減少して、その射程距離は数倍に伸びる。
したがって、超高圧水の周囲に圧縮空気を噴射するようにした汚染土壌洗浄システムでは、従来の２〜３倍以上の処理能力が得られる。
【００２０】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の汚染土壌洗浄システムを用いた汚染土壌の洗浄工法であって、
（１）前記汚染された土壌に削孔して、噴射孔２を形成する第１工程、
（２）前記噴射孔２の周囲に複数のウエルポイント９，９を打設する第２工程、
（３）前記噴射孔２が形成された汚染土壌に１００〜４００ＭＰａの超高圧水を噴射して衝撃エネルギーにより温度上昇させると共に、汚染土壌を切削し、汚染土壌の粒子に含まれる汚染物質を汚泥水としてウエルポイント９，９から揚水される第３工程、
（４）汚泥水を曝気装置７に供給して、曝気処理により揮発させる第４工程、
（５）揮発した汚染物質を、分解及び／又は吸着処理する第５工程、
の各工程を含むことを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載した汚染土壌の洗浄工法によれば、請求項１または請求項２とほぼ同等の作用効果がある。
【００２２】
請求項４に記載した汚染土壌の洗浄工法は、前記超高圧水に高分子ポリマーを含む粘性体及び／又は界面活性剤を含む添加剤を混入することを特徴とする請求項３に記載の汚染土壌の洗浄工法である。
【００２３】
請求項４に記載した汚染土壌の洗浄工法によれば、高分子ポリマーなどの粘性体を混入ことにより、ジェット噴流の収束性が向上し、切削距離が延長されるため、さらに処理能力を高めることができる。
また、界面活性剤などの添加剤を混ぜることにより表面張力の低下に伴い浸透性が向上するので、浄化が促進される。
【００２４】
なお、本発明での超高圧水を４００ＭＰａ以上としないのは、効果に対して装置の大型化やメンテナンスに係る費用がかかるため、コストパフォーマンスが悪くなるためである。
【００２５】
本発明に開示する、超高圧水（１００〜４００ＭＰａ）を利用した汚染土壌洗浄システム及びそれを用いた洗浄工法により、従来の高圧水を利用した土壌洗浄方法では得られない次のような作用を奏する。
１．従来工法に見られる遮蔽板による遮蔽壁の設置が不要である。特に、広大な面積に展開して莫大な体積の汚染土壌にあっては、コストの低減及び工期の短縮の効果が顕著であり、効率よく汚泥水の回収ができる。
２．汚染土壌の搬出を最小限に少なくしたことにより原位置での処理ができ、超高圧水を利用した超高圧水によるジェット噴射により、透水性と透気性が向上し、処理能力を拡大することができる。
３．従来の工法では不得意とされた粘着力の強い粘土やシルト質の地層にも対応可能であり、地質条件に左右されずに処理をすることができる。
４．超高圧水が発する噴射の際の衝撃力によって、その衝撃エネルギーが熱エネルギーに変換され、汚泥水の温度が上昇するため、従来工法に見られる高圧水より格段に汚染物質の分離効率が高くなり、土壌粒子に吸着したＶＯＣや油、重金属などを効率的に分離、回収しやすくなる。
５．また、土壌粒子の分散化や汚染物質の剥離、分離が進行して、従来工法の高圧水では剥離、分離しにくかった揮発性有機塩素化合物や油などの土壌粒子に強力に吸着した物質が効果的に剥離、分離、溶解してその後処理を容易にすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１実施の形態）
以下、本発明の第１実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態においては、環境の保全において最優先課題の１つであるトリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなどの揮発性有機塩素化合物（ＶＯＣ）による汚染土壌を修復する場合について説明する。なお、本発明に係る汚染土壌洗浄システム及びそれを用いた洗浄工法は、前記揮発性有機塩素化合物による汚染土壌を修復する場合にだけ適用されるものではなく、その他の汚染物質による汚染土壌を修復する場合にも適宜、適用することができる。
【００２７】
まず、本発明に係る汚染土壌洗浄システム（以下「土壌洗浄システム」ともいう）及びそれを用いた洗浄工法を行うための土壌洗浄システムの構成について説明する。図１は、土壌洗浄システムを示す模式図であり、図１（ａ）は、（ｂ）に示すＡ−Ａ線で断面した噴射孔とウエルポイントの配置を示す断面図、図１（ｂ）は、使用した土壌洗浄システムを示し、図１（ａ）に示すＢ−Ｂ線の縦断面図である。また、図２（ａ）は、土壌洗浄システムのロッド上端部の断面図であり、図２（ｂ）は、土壌洗浄システムのロッド下端部の断面図である。
【００２８】
図１（ｂ）に示すように、土壌洗浄システム１は、地上には、超高圧水噴射ポンプ３と、この超高圧水噴射ポンプ３に接続される超高圧ホース４と、後記するロッド１２に圧縮空気を圧送する空気圧縮機５と、ロッド１２を駆動する駆動装置６と、地中から吸い上げられた汚泥水を送水する送水装置１１と、送水装置１１により送水され、汚泥水に含まれた揮発性汚染物質を曝気処理して揮発させる曝気装置７と、曝気装置７で揮発した汚染物質を吸着処理する処理装置８とを備えている。また、地中には、図１（ｂ）に示すように、掘削機により削孔された噴射孔２にロッド１２が挿入され、挿入口には、逆流を防止する栓であるエアパッカー２ａが配置されている。鉛直に配置される超高圧水噴射用ロッド１２の回りには、図１（ａ）に示すように、等間隔に、しかも碁盤の目状に配置されて打設された複数のウエルポイント（ＷＰ）９，９...とを備えている。以下、各部の詳細について説明する。
【００２９】
超高圧水噴射ポンプ３は、従来の高圧水の５〜１０倍の超高圧水を発生させる。最大吐出圧力は４００ＭＰａであり、エンジン駆動による三連式プランジャポンプやサーボモータ駆動式などが用いられる。
【００３０】
超高圧ホース４は、超高圧に耐えるように作られた柔軟性のあるホースであり、例えば、ナイロン製のものを用いることができる。なお、超高圧ホース４は、ナイロン製に限らず、耐久性と柔軟性とを兼ね備えた材料であればよい。駆動装置６は、掘削するロッド１２の上端部（図２（ａ）参照）に位置するスイーベル１２ｓに回転運動と上下運動を与える。
【００３１】
ウエルポイント９は、筒状を形成し、汚泥水を吸い上げるためのパイプであり、外周には多数の穴が穿孔されている。図１（ａ）に示すように、ウエルポイント９，９...の配置は、噴射孔２を中心に、碁盤の目状に張り巡らされている。ウエルポイント９は、汚染土壌を洗浄した汚泥水を吸い上げるストローの役割をもつ。なお、噴射孔は、調査孔を流用してもよい。ウエルポイント９の打設本数は、対象とする汚染土壌の面積に比例するが、多いケースでは、３００〜４００本にもなる。ウエルポイント９の打設深さは、汚染土壌より深く打設される。したがって、従来工法に見られる遮蔽板による遮蔽壁の設置が不要である。広大な面積に展開して莫大な体積の汚染土壌にあっては、遮蔽壁の設置が不要であることから、コストの低減、工期の短縮もでき、効率よく汚泥水の回収ができる。
【００３２】
ロッド１２の軸端（地上部）に位置するスイーベル１２ｓは、図２（ａ）に示すように、駆動装置６により回転と上下運動が伝えられる。また、ロッド１２は三重構造になっており、中央から第１管１２ａ、第２管１２ｂ、第３管１２ｃから構成されている。第１管１２ａには、スイーベル１２ｓの最上端に設けられた超高圧水取入口１２ｄより、超高圧水が供給される。また、第２管１２ｂには、スイーベル１２ｓの中段に設けられた圧縮空気取入口１２ｅより、圧縮空気が供給される。さらに、第３管１２ｃには、スイーベル１２ｓの下端に設けられた超高圧水取入口１２ｆより、超高圧水が供給される。
【００３３】
ロッド１２の先端（地中部）は、図２（ｂ）に示すように、先端部に超硬製のビット１２ｇが螺着されている。ビット１２ｇの近傍は、モニター１５と呼ばれている。モニター１５には、複数の超高圧水噴射ノズル１２ｈ,１２ｉが形成されており、超高圧水取入口１２ｆより供給された超高圧水がジェット噴射する。さらに、上部近傍には、超高圧水噴射ノズル１２ｉとそれを囲む形で圧縮空気噴射ノズル１２ｊとが形成されている。
【００３４】
曝気装置７は、ウエルポイント９，９...により揚水されて吸い上げられた汚泥水が供給され、空気を供給して曝気処理し、揮発性の汚染物質を液相から気相へ移動させる。
【００３５】
汚染物質処理装置８は、汚染物質分解処理装置８ａと汚染物質吸着処理装置８ｂとから構成する。汚染物質分解処理装置８ａは、熱処理にて汚染物質を分解処理させる装置であり、六価クロム、水銀、カドミウムなどの有害物質を取り除くために有効である。これらの汚染物質を分解させる方法は、加熱に限られるものではなく、薬品処理や電気処理、オゾン処理、ＵＶ（紫外線）処理であってもよく、汚染物質が特定されている場合であれば、これらの方法の中から最適な処理を選択することができる。また、汚染物質が複数種の場合には、これらの方法を併用しても構わない。
【００３６】
汚染物質吸着処理装置８ｂは、汚染土壌に含まれるトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの揮発性有機塩素化合物を吸着処理する装置である。ここでは吸着剤として活性炭を使用しているが、吸着させる方法は、活性炭に限られるものではなく、ゼオライトや薬液等であってもよい。また、その他の汚染物質が特定されている場合であれば、最適な吸着処理を選択することができる。
【００３７】
以上説明したように、土壌洗浄システム１によれば、原位置において、汚染土壌中に１００〜４００ＭＰａの超高圧水を噴射して、その衝撃力や切断力により土壌塊を切断、粉砕すると共に、土壌粒子を分散化して汚染物質を分離することができる。
【００３８】
次に、前記した土壌洗浄システム１を用いて行う、汚染土壌洗浄システム及びそれを用いた洗浄工法について説明する。汚染土壌の洗浄工法は、第１工程〜第５工程からなる。第１工程では、掘削機にて汚染土壌に削孔して、噴射孔２を形成する。図１（ａ）に示すように、広大な敷地では、碁盤の目の間隔を例えば３ｍとすれば、縦１．５ｍ、横１．５ｍの中心部に削孔するとよい。
【００３９】
第２工程では、噴射孔の周囲に複数のウエルポイント９，９...を打設する。図１（ａ）に示すように、広大な敷地では、碁盤の目状に配置し、その間隔は１ｍ間隔でよく、等間隔が望ましい。なお、ここでは、噴射孔を形成した後に、ウエルポイント９，９...を打設するとしているが、ウエルポイント９，９...の打設をした後に噴射孔を形成してもよく、また、平行作業であっても構わない。
【００４０】
第３工程では、汚染土壌に形成された噴射孔２に、ロッド１２が挿入され、ロッド１２の先端部に設けられたモニター１５のノズル１３，１４に圧縮空気が圧送され、超高圧水が供給される。超高圧水は、地層の形態により１００ＭＰａから４００ＭＰａまでの範囲で適宜選択が可能である。ノズル１３，１４から超高圧水のジェット噴流を噴射旋回させ、地層を切断、粉砕して地層の土壌粒子に含まれる汚染物質の分離を行うと共に、汚泥水を垂直方向打設した複数のウエルポイント９，９...に吸い込ませる。また、超高圧水の周囲に圧縮空気を噴射することで、周囲との摩擦力が軽減され、広範囲な洗浄が可能である。このように、超高圧水のジェット噴流を旋回させながら垂直方向に移動させる方法により、土壌粒子が小さく比較的均一な地層（例えば粘土やシルト質）に含まれる汚染物質の地層をスライス状に切断して層間より分離、回収することができる。
【００４１】
また、ビット１２ｇの切刃による切削力により土壌塊を切削、粉砕すると共に、ビット１２ｇの上部近傍に設けられたノズル１３，１４からの超高圧水の噴射圧力で、粘土やシルトなどの洗浄が難しい土壌をも効率的に切断・粉砕する。また、超高圧水が発する衝撃力によって、その衝撃エネルギーが熱エネルギーに変換されるため、汚泥水の温度が上昇する。理論的には最高で、１００ＭＰａでは２４℃、２００ＰＭａでは５０℃、３５０ＰＭａでは８０℃の温度上昇があるため、土壌粒子に吸着したＶＯＣや油、重金属などを効率的に分離、回収しやすくすることが可能である。したがって、超高圧水を用いた方が、従来工法に見られる高圧水より格段に汚染物質の分離効率が高くなる。
【００４２】
圧縮空気を混入して噴射する混気ジェットは、空気がジェット噴流を被覆するようになり、周囲水との摩擦力が減少して、その射程距離は数倍に伸びる。また、超高圧水に高分子ポリマーなどの粘性体を混入することにより、ジェット噴流の収束性が向上し、切削距離が延長されるため、処理能力を高めることができる。また、界面活性剤などの添加剤を混ぜることにより表面張力の低下に伴い浸透性が向上するので、浄化が促進される。さらに、分解促進物質を添加すれば、化学的作用が付加され、より有効な処理が可能である。
【００４３】
ここで、ノズル１３，１４の回転移動にさまざまなパターンを設けることにより、硬さや密度の不均一な地層を効率よく切断することができる。ノズル１３，１４の回転速度があまり遅いと、ジェットの逆流水により噴射力が阻害されるので、十分な洗浄効果が発揮されないため、事前に最適な移動速度を求めておくとよい。
【００４４】
地中でジェット噴流の周囲が水に満たされた条件下では、水中洗浄と同じとなり、流速の異なるところでは、負圧に伴い気泡（キャビテーション）が発生する。このキャビテーションは、崩壊時に壊食作用を有するため、土壌粒子の粉砕に有効である。
【００４５】
第４工程では、ウエルポイント９，９...にて吸い上げられた汚泥水を、曝気装置７に流し込み、空気を供給して曝気処理し、汚染物質を液相から気相へ移動させて揮発性有機塩素化合物（ＶＯＣ）を分離する。
【００４６】
第５工程では、さらに、汚泥水を汚染物質処理装置８の汚染物質分解処理装置８ａに通して熱処理によって積極的に加熱し、汚染物質を分解させて六価クロム、水銀、カドミウムなどの重金属類を除去する。熱処理方法は、汚泥水を８００〜１０００℃の高温で加熱、または水蒸気加熱や、ＢＣＤ（アルカリ触媒分解）法としてもよい。
【００４７】
また、揮発した汚染物質を汚染物質吸着処理装置８ｂに通し、吸着処理を行い、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなどの揮発性有機塩素化合物を捕捉回収する。ここでの吸着材は活性炭であるが、その他、触媒により揮発した汚染物質を分解または吸着しても構わない。これらの処理により、発生したガスを規制値以下の汚染濃度まで浄化し、その後、気体は大気へ放出し、水は水槽１０に回収されて再利用する。
【００４８】
（第２実施の形態）
以下、本発明の第２実施の形態について、説明する。請求項２に係る噴射孔２は、調査用の調査孔としても利用できる。具体的には、噴射孔２にロッド１２を挿入する前に、汚染土壌や汚泥水を回収することにより、汚染土壌に含まれる水質などを調査することができる。また、事前調査時の調査用の調査孔と兼用することにより、噴射孔が不要であり、コストの低減と工期の短縮が可能である。
【００４９】
本発明による超高圧水を利用した汚染土壌洗浄システム及びそれを用いた洗浄工法では、従来の工法の２〜３倍以上の処理能力がある。なお、本発明の汚染土壌洗浄システム及びそれを用いた洗浄工法は、これらの実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて適宜に変更することが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、従来工法に見られる遮蔽板による遮蔽壁の設置が不要である。特に、広大な面積に展開して莫大な体積の汚染土壌にあっては、コストの低減及び工期の短縮の効果が顕著であり、効率よく汚泥水の回収ができる。
【００５１】
請求項２に係る発明によれば、従来の２〜３倍以上の処理能力が得られる。
【００５２】
請求項３に記載した汚染土壌の洗浄工法によれば、請求項１または請求項２とほぼ同等の作用効果がある。
【００５３】
請求項４に記載した汚染土壌の洗浄工法によれば、さらに処理能力を高めることができる。
【００５４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る土壌洗浄システムを示す模式図であり、（ａ）は、（ｂ）に示すＡ−Ａ線で断面した平面断面図である。（ｂ）は、（ａ）に示すＢ−Ｂ線の縦断面図である。
【図２】土壌洗浄システムのロッドを示し、（ａ）は、土壌洗浄システムのロッド上端部の断面図である。（ｂ）は、土壌洗浄システムのロッド下端部の断面図である。
【図３】従来の高性能土壌洗浄法の土壌洗浄システムの処理過程を示す処理フロー図である。
【図４】従来の１２ＪＳＧ工法の構成を示す断面図である。
【図５】従来のコラムジェットグラウト工法の構成を示す断面図である。
【図６】従来の高圧噴射攪拌置換工法の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１    土壌洗浄システム
２    噴射孔
２ａ  エアパッカー
３    超高圧水噴射ポンプ
４    超高圧ホース
５    空気圧縮機
６    駆動装置
７    曝気装置
８ａ  汚染物質分解処理装置
８ｂ  汚染物質吸着処理装置
９    ウエルポイント
１０  水槽（タンク）
１１  送水装置
１２  ロッド
１２ａ  第１管
１２ｂ  第２管
１２ｃ  第３管
１２ｄ、１２ｆ  超高圧水取入口
１２ｅ  圧縮空気取入口
１２ｇ  ビット
１２ｈ、１２ｉ  超高圧水噴射ノズル
１２ｊ  圧縮空気噴射ノズル
１３、１４  二重ノズル
１５  モニター
１６  地層
１９  汚染土壌
【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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