(57)【要約】汚染土壌（１０２）から汚染物を除去する方法が提供される。この方法は、蒸気を蒸気抽出ウェル（２０２）から抜き取り、蒸気抽出ウェルから抜き取られつつある 蒸気にて汚染土壌（１０２）から除去された水蒸気の量を推定し、複数のヒータウェル（２０３）から汚染土壌に熱を水蒸気の推定量を示唆させる速度以下の速度にて加えることを含む。各蒸気抽出ウェルには６個もしくはそれ以上の熱注入ウェルを設け、熱注入ウェルを蒸気抽出ウェル（２０２）の周囲に設置すると共にレギュラーパターンで付勢することができ、土壌透過性は、熱を加えることにより増大することができる。前記蒸気抽出ウェルは各蒸気抽出ウェルの周囲にヒータの複数のリングを備えることができる。
2005506902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つもしくはそれ以上の熱源から処理領域の少なくとも１部へ熱を加え、ここで処理領域は汚染土壌を含み；
熱を１つもしくはそれ以上の熱源から処理領域の少なくとも１部まで移動させ、ここで熱は処理領域にて少なくとも幾分かの化合物を気化させ；
処理領域から蒸気を除去し；
１つもしくはそれ以上の熱源から供給された熱を制御することにより処理領域の少なくとも１部にて蒸気の圧力を制御する
ことを特徴とする汚染土壌の矯正方法。
【請求項２】
処理領域から除去される蒸気を制御することにより、処理領域の少なくとも１部における圧力を制御することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
処理領域の少なくとも１部に移動される熱の量を、除去される蒸気の量の関数として変化させることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
蒸気を除去するための減圧を処理領域の少なくとも１部に加えることを更に含み、かつ処理領域にて気化される化合物の量を処理領域に加えられる減圧の関数として変化させることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
処理領域における化合物が水および汚染物を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
処理領域における水の量を推定することを更に含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
処理領域の少なくとも１部に移動される熱の量を、処理領域における水の量の推定値の関数として変化させることを更に含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
移動される熱が処理領域における推定量の水の実質上全部を気化させるのに要する熱より少なくなるよう、移動させる熱を制御することを更に含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
１つもしくはそれ以上の熱源を、減圧が処理領域の少なくとも１部に加えられた後に付勢することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
１つもしくはそれ以上の熱源を所定時間の後に付勢することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
処理領域の少なくとも１部における蒸気の圧力を制御することにより、処理領域からの蒸気の移動を阻止することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
１つもしくはそれ以上の熱源がヒータウェルからなり、処理領域の少なくとも１部から蒸気を少なくとも１個の蒸気抽出ウェルを介して除去することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも６個のヒータウェルを各蒸気抽出ウェルにつき設ける請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１個の蒸気抽出ウェルに最も近いヒータウェルを最初に付勢することにより、処理領域を加熱することを更に含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも１個の蒸気抽出ウェルを他の蒸気抽出ウェルから少なくとも約３フィートだけ横方向離間させる請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
ヒータウェルを約３フィート〜約２５フィートだけ横方向離間させる請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１個の蒸気抽出ウェルが少なくとも１個のヒータ部材からなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
蒸気抽出ウェルにおけるヒータ部材を最初に付勢することにより、処理領域を加熱することを更に含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
蒸気抽出ウェルにおけるヒータ部材を付勢することに続き、蒸気抽出ウェルに最も近いヒータウェルを付勢することにより、処理領域を加熱することを更に含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
蒸気抽出ウェルの列がヒータウェルの列を覆う請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
蒸気抽出ウェルの実質等辺三角形列がヒータウェルの実質上等辺三角形列を覆う請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
ヒータウェルの列の少なくとも１つのリングパターンが蒸気抽出ウェルを包囲する請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
蒸気抽出ウェルに最も近いヒータウェルのリングを最初に付勢することにより、処理領域を加熱することを更に含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
蒸気抽出ウェルに一層近いヒータウェルのリングを付勢した後にヒータウェルのリングを付勢することにより、処理領域を加熱することを更に含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
処理領域における少なくとも１個の流体注入ウェルを設けることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも１個の流体注入ウェルが少なくとも１個のヒータ部材を備える請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
減圧を処理領域の少なくとも１部に加えた後に、少なくとも１個の流体注入ウェルを付勢することを更に含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
流体注入ウェルの列がヒータウェルおよび蒸気抽出ウェルの列を覆う請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
少なくとも約１００倍だけ処理領域の透過性を増大させることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
汚染土壌内に複数の熱源を設け；
汚染土壌内に少なくとも１つの蒸気除去箇所を設け；
少なくとも１つの除去個所から蒸気を抜き取り；
汚染土壌における水の量を推定し；
汚染土壌における推定量未満の水を気化させるべく、汚染土壌の少なくとも１部に複数の熱源から熱を加える
ことを特徴とする汚染土壌の矯正方法。
【請求項３１】
複数の熱源から加えられる熱を制御することにより、汚染土壌の少なくとも１部における蒸気の圧力を制御することを更に含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
汚染土壌から抜き取られる蒸気を制御することにより、処理領域の少なくとも１部における圧力を制御することを更に含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
汚染土壌の少なくとも１部に移動される熱の量を、除去される蒸気の量の関数として変化させることを更に含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
汚染土壌の少なくとも１部に移動される熱の量を汚染土壌における水の推定量の関数として変化させることを更に含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
蒸気を除去するため処理領域の少なくとも１部に減圧を加えることを更に含み、かつ汚染土壌にて気化される化合物の量を汚染土壌に加える減圧の関数として変化させることを更に含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
減圧を汚染土壌の少なくとも１部に加えた後に、複数の熱源の１つもしくはそれ以上を付勢することを更に含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３７】
複数の熱源の１つもしくはそれ以上を所定時間の後に付勢することを更に含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３８】
汚染土壌の少なくとも１部における蒸気の圧力を制御することにより、汚染土壌からの蒸気の移動を阻止することを更に含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３９】
複数の熱源の１つもしくはそれ以上がヒータウェルからなり、更に汚染土壌の少なくとも１部から蒸気を、少なくとも１個の蒸気抽出ウェルからなる少なくとも１つの除去個所を介し抜き取ることを更に含む請求項３０に記載の方法。
【請求項４０】
少なくとも６個のヒータウェルを各蒸気抽出ウェルにつき設ける請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
少なくとも１個の蒸気抽出ウェルに最も近いヒータウェルを最初に付勢することにより、汚染土壌を加熱することを更に含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
少なくとも１個の蒸気抽出ウェルを、他の蒸気抽出ウェルから少なくとも約３フィートだけ横方向離間させる請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
ヒータウェルを約３フィート〜約２５フィートだけ横方向離間させる請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
少なくとも１個の蒸気抽出ウェルが少なくとも１個のヒータ部材からなる請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】
蒸気抽出ウェルにおけるヒータ部材を最初に付勢することにより、汚染土壌を加熱することを更に含む請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
蒸気抽出ウェルにおけるヒータ部材を付勢するのに続き、蒸気抽出ウェルに最も近いヒータウェルを付勢することにより汚染土壌を加熱することを更に含む請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
蒸気抽出ウェルの列がヒータウェルの列を覆う請求項３９に記載の方法。
【請求項４８】
蒸気抽出ウェルの実質上二等辺三角形列がヒータウェルの実質上二等辺三角形列を覆う請求項３９に記載の方法。
【請求項４９】
ヒータウェルの列の少なくとも１つのリングパターンが蒸気抽出ウェルを包囲する請求項３９に記載の方法。
【請求項５０】
蒸気抽出ウェルに最も近いヒータウェルのリングを最初に付勢することにより、汚染土壌を加熱することを更に含む請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
蒸気抽出ウェルに一層近いヒータウェルのリングを付勢した後に、ヒータウェルのリングを付勢することにより汚染土壌を加熱することを更に含む請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
汚染土壌に少なくとも１つの流体注入ウェルを設けることを更に含む請求項３９に記載の方法。
【請求項５３】
少なくとも１つの流体注入ウェルが少なくとも１つのヒータ部材からなる請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
汚染土壌の少なくとも１部に減圧を加えた後に、少なくとも１つの流体注入ウェルを付勢することを更に含む請求項５２に記載の方法。
【請求項５５】
流体注入ウェルの列がヒータウェルおよび蒸気抽出ウェルの列を覆う請求項５２に記載の方法。
【請求項５６】
汚染土壌の透過性を少なくとも約１００倍だけ増大させることを更に含む請求項３０に記載の方法。
【請求項５７】
汚染土壌を含む処理領域を矯正するのに適する土壌矯正システムにおいて：
少なくとも１つの蒸気除去システムと；
少なくとも１つの熱源と；
制御システムと
からなり、制御システムは汚染土壌における圧力を制御するよう構成され、これには（１）少なくとも１つの熱源により土壌に供給される熱の量および（２）少なくとも１つの蒸気除去システムを介し土壌から除去される蒸気の量を制御することをと特徴とする土壌矯正システム。
【請求項５８】
制御システムが、汚染土壌における圧力を監視するよう更に構成される請求項５７に記載のシステム。
【請求項５９】
少なくとも１つの蒸気除去システムが少なくとも１つの蒸気抽出ウェルからなる請求項５７に記載のシステム。
【請求項６０】
少なくとも１つの蒸気抽出ウェルが少なくとも１つのヒータ部材からなる請求項５９に記載のシステム。
【請求項６１】
制御システムが、蒸気抽出ウェルにおけるヒータ部材を最初に付勢して汚染土壌の少なくとも１部を加熱するよう更に構成される請求項６０に記載のシステム。
【請求項６２】
制御システムが、蒸気抽出ウェルにおけるヒータ部材を付勢するのに続き、蒸気抽出ウェルに最も近い少なくとも１つの熱源を付勢するよう更に構成される請求項６０に記載のシステム。
【請求項６３】
少なくとも１つの熱源が少なくとも１つのヒータウェルからなる請求項５７に記載のシステム。
【請求項６４】
制御システムが、蒸気除去システムに最も近い少なくとも１つのヒータウェルを最初に付勢して汚染土壌の少なくとも１部を加熱するよう更に構成される請求項６３に記載のシステム。
【請求項６５】
ヒータウェルの列の少なくとも１つのリングパターンが少なくとも１つの蒸気除去個所を包囲する請求項６３に記載のシステム。
【請求項６６】
制御システムが、少なくとも１つの蒸気除去システムに最も近いヒータウェルのリングを最初に付勢して汚染土壌の少なくとも１部を加熱するよう更に構成される請求項６５に記載のシステム。
【請求項６７】
制御システムが、蒸気除去システムに一層近いヒータウェルのリングを付勢して汚染土壌の少なくとも１部を加熱した後に、ヒータウェルのリングを付勢するよう更に構成される請求項６５に記載のシステム。
【請求項６８】
制御システムが汚染土壌の少なくとも１部に減圧を加えた後に、少なくとも１つの熱源を付勢するよう更に構成される請求項５７に記載のシステム。
【請求項６９】
制御システムが、少なくとも１つの熱源を所定時間に後に付勢するよう更に構成される請求項５７に記載のシステム。
【請求項７０】
制御システムが、汚染土壌の少なくとも１部に供給される熱の量を、除去される蒸気の量の関数として変化させるよう更に構成される請求項５７に記載のシステム。
【請求項７１】
制御システムが、汚染土壌における圧力を少なくとも１つの蒸気除去システムに加えられる減圧の関数として制御するよう更に構成される請求項５７に記載のシステム。
【請求項７２】
汚染土壌の少なくとも１部における水の推定量を更に含む請求項５７に記載のシステム。
【請求項７３】
制御システムが、汚染土壌の少なくとも１部に供給される熱の量を、汚染土壌の少なくとも１部における水の推定量の関数として変化させるよう更に構成される請求項７２に記載のシステム。
【請求項７４】
制御システムが、汚染土壌の少なくとも１部に供給される熱の量を、汚染土壌の少なくとも１部における推定量未満の水を気化させるべく制御するよう更に構成される請求項７２に記載のシステム。
【請求項７５】
汚染土壌の少なくとも１部における蒸気圧の制御が、汚染土壌からの蒸気の移動を阻止する請求項５７に記載のシステム。
【請求項７６】
少なくとも１つの流体注入源を更に含む請求項５７に記載のシステム。
【請求項７７】
少なくとも１つの流体注入源が少なくとも１つのヒータ部材からなる請求項７６に記載のシステム。
【請求項７８】
制御システムが、汚染土壌の少なくとも１部に減圧を加えた後に、少なくとも１つの流体注入源を付勢するよう更に構成される請求項７７に記載のシステム。
【請求項７９】
少なくとも１つの熱源がヒータウェルからなり、更に少なくとも１つの蒸気除去システムが蒸気抽出ウェルからなる請求項５７に記載のシステム。
【請求項８０】
少なくとも６個のヒータウェルを各蒸気抽出ウェルにつきもうける請求項７９に記載のシステム。
【請求項８１】
少なくとも１つの蒸気抽出ウェルを他の蒸気抽出ウェルから少なくとも約３フーとだけ横方向離間させる請求項７９に記載のシステム。
【請求項８２】
ヒータウェルを約３フィート〜約２５フィートだけ横方向離間させる請求項７９に記載のシステム。
【請求項８３】
蒸気抽出ウェルの列がヒータウェルの列を覆う請求項７９に記載のシステム。
【請求項８４】
蒸気抽出ウェルの実質上二等辺三角形列がヒータウェルの実質上二等辺三角形列を覆う請求項７９に記載のシステム。
【請求項８５】
流体注入ウェルの列を更に含む請求項７９に記載のシステム。
【請求項８６】
流体注入ウェルの列がヒータウェルおよび蒸気抽出ウェルの列を覆う請求項８５に記載のシステム。
【請求項８７】
汚染土壌の透過性を少なくとも約１００倍だけ増大させる請求項５７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に土壌矯正システムに関するものである。本発明の具体例は、処理領域内の土壌汚染を安全、効率的かつ経済的に除去もしくは減少させるべく、処理領域内への土壌矯正ウェルの設置および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土壌の汚染は多くの箇所にて問題になっている。「土壌」とは、土地における未固化および固化材料を意味する。土壌は、たとえば汚土、砂および岩石のような天然構成材料、並びにたとえば充填材のような他の材料を包含する。土壌は化学的、生物学的および／または放射性の各汚染物で汚染されることがある。土壌の汚染は、たとえば材料飛散、貯蔵容器からからの漏れ、および埋立て地の漏水のような各種の方法で生じうる。汚染物が滞水層または空気中へ移動すれば、更に大衆健康問題が生ずる。更に土壌汚染は、食物連鎖にて各種類に生物蓄積することにより食品供給物に移行することもある。
【０００３】
汚染土壌を矯正するには多くの方法がある。「土壌矯正」とは、土壌を処理して土壌汚染物を除去し或いは土壌内の汚染物を（たとえば許容しうるレベルまで）減少させることを意味する。汚染部位の矯正方法は、土壌を掘ると共に別の処理施設で土壌を処理して土壌内の汚染レベルを排除もしくは減少させることである。この方法に伴う多くの問題がその使用および効果を制限する。たとえば、掘り出しに伴う粉塵発生は、周囲環境および作業員を土壌汚染に露呈させる。更に小汚染部位でさえ効果的に処理するには、何トンもの土壌を掘り出す必要がある。装置、労働力、輸送および処理の各コストは、他の土壌矯正法に比べこの方法を著しく高価にする。
【０００４】
生物学的処理および現場での化学処理も土壌を矯正すべく使用することができる。生物学的および／または化学的処理は材料を、この材料が反応しおよび／または土壌内に汚染を移動させるよう、土壌中に物質を注入することを含みうる。生物学的もしくは化学的処理に際し注入される材料は、土壌汚染物と反応して汚染されない反応生成物をもたらすよう形成された反応体でない反応生成物を生成することができる。反応生成物の幾分かは揮発性でありうる。これら反応生成物を土壌から除去することができる。
【０００５】
化学処理に際し注入される材料は、汚染物を土壌から除去する抽出ウェルの方向に汚染を進行させるような形成されたドライブ流体とすることができる。ドライブ流体は水蒸気、二酸化炭素もしくは他の流体とすることができる。しかしながら土壌の不均質性および他の因子は、生物学的処理および／または化学処理を用いる土壌にて汚染物レベルの均一な低下を阻止することがある。更に流体注入は隣接土壌への汚染物の移動をもたらしうる。
【０００６】
土壌蒸気抽出（ＳＶＥ）は、表面下土壌から汚染物を除去すべく使用しうるプロセスである。ＳＶＥに際し、或る程度の減圧を加えて空気を表面下土壌を介して抜き取る。減圧は土壌／空気界面にて或いは土壌内に設置された減圧ウェルを介して加えることができ、空気は揮発性汚染物を減圧源の方向へ同伴かつ搬送することができる。減圧により土壌から除去されたオフガスは、土壌内に存在した汚染物を含みうる。オフガスは処理施設まで輸送することができる。土壌から除去されたオフガスを処理施設で処理して、オフガス内の汚染物を排除または減少させることができる。ＳＶＥは、土壌を移動させ或いは土壌を顕著に混乱させる必要なしに土壌から汚染物を除去することを可能にする。たとえばＳＶＥは道路、基礎および他の固定構造の下で行うことができる。
【０００７】
表面下土壌の浸透性はＳＶＥの効果を制限する。空気および蒸気は、主として土壌の高浸透性領域を介し表面下土壌を流過することができる。空気および蒸気は土壌の低浸透性領域を迂回して、比較的多量の汚染物を土壌中に残留させることができる。高いおよび低い浸透性の領域はたとえば水分、相乗化土壌層、並びに土壌内の亀裂および材料不均質性を特徴とする。
【０００８】
水が土壌内に存在することもある。或る種の土壌における所定レベルにて、土壌内の気孔空間は水で飽和されるようになる。このレベルを飽和帯域と称する。飽和帯域より上方の通気帯域にて、土壌内の気孔空間は水およびガスで満たされる。通気帯域と飽和帯域との間の界面はウォーターテーブルと称される。ウォーターテーブルの深さは飽和帯域の深さを意味する。飽和帯域は、アクイタード（ａｑｕｉｔａｒｄ）により制限される。アクイタードは水の移動を阻止する土壌の低浸透性である。
【０００９】
水停滞に基づく減少した空気浸透性は、ＳＶＥ土壌矯正に際し土壌における流動空気と汚染物との接触を阻止する。土壌の脱水は水停滞の問題を部分的に解決しうる。土壌は、ウォーターテーブルを低下させおよび／または減圧脱水技術を用いて脱水することができる。これら方法は、土壌の気孔を開口させて空気流入を可能にする効果的方法でない。毛細管力は、ウォーターテーブルが低下した際に土壌からの水の除去を妨げうる。ウォーターテーブルの下降は湿った土壌をもたらし、これは空気伝導率を制限しうる。
【００１０】
減圧脱水技術は実際的な制限を有しうる。減圧脱水技術に際し発生する減圧は、脱水ウェルからの距離と共に急速に減少する。減圧脱水の使用は、土壌における水保持を顕著には減少させない。更に、この方法は脱水ウェルに隣接位置する空気伝導率のための優先的通路の形成をもたらす。
【００１１】
多くの土壌の種類は、高いおよび低い浸透性の交互の層を有する水平層を特徴とする。層化した種類の土壌の一般例は湖底沈降物であって、交互のシルト質粘土および砂質層の薄い各床を特徴とする。この種の層にてＳＶＥを行う試みは、実質的に砂質層で生ずると共にシルト質層を迂回する空気流をもたらす。
【００１２】
不均質性が土壌に存在する。空気および蒸気は所定領域またはたとえば砂利床のような不均質土壌の層を優先的に流過する。空気および蒸気は、たとえば粘土床のような不均質土壌の他の領域または層を流過しないよう阻止されうる。更に、たとえば空気および蒸気は弱く圧縮された充填材におけるボイドを優先的に流過する傾向がある。空気および蒸気は過度に圧縮された充填材を流過しないよう阻止することができる。充填材における埋設された残骸は更に土壌を介する空気の流動を阻止しうる。
【００１３】
土壌汚染の或る種の成分は毒性である。この種の土壌汚染物は水銀、水銀含有化合物（たとえばジメチル水銀）、放射性材料（たとえばプルトニウム）、揮発性有害化合物およびその組合わせ物を包含する。ウェルの設置または土壌汚染の位置および程度を確認する浸食性試験手順の使用は、包囲環境および作業員が汚染蒸気、粉塵または装備およびウェルもしくは試験手順の使用に際し他の汚染の形態物に露呈されないよう確保する特殊な手段を必要とする。この種の手段は限定はしないが、エンクロージャ内に粉塵もしくは蒸気生成操作を設けて環境への汚染物の放出を防止すること、この種のエンクロージャ内で空気を処理して空気を環境に放出する前に汚染を除去もしくは減少させること、適する保護着衣を作業員に着せること、および／または作業員に適する呼吸フィルタ或いは別途の空気供給源を装備させることを包含する。
【００１４】
或る種の場合、汚染土壌からの汚染物の除去は非実際的であるが、他の汚染物の除去が望ましいこともある。たとえば放射性物質で汚染された土壌は、たとえば水銀、水銀含有化合物、炭化水素および／または塩素化炭化水素のような他の汚染物で汚染されることもある。放射性物質の除去は不可能または非実際的であるが、土壌内の他の汚染物を除去もしくは減少させてこの種の汚染物が土壌を介し他の領域に移動するのを阻止することが望ましい。
【特許文献１】
米国特許第５，２２１，８５７号
【特許文献２】
米国特許第４，９８４，５９４号
【特許文献３】
米国特許第５，３１８，１１６号
【特許文献４】
米国特許出願第０９／５４９，９０２号
【特許文献５】
米国特許出願第０９／８３６，４４７号
【特許文献６】
米国特許出願第０９／８４１，４３２号
【特許文献７】
米国特許出願第１０／１３１，１２３号
【特許文献８】
米国特許出願第０９／７１６，３６６号
【特許文献９】
米国特許第３，６８４，０３７号
【特許文献１０】
米国特許第６，０３９，５０８号
【特許文献１１】
米国特許第５，４０３，１１９号
【特許文献１２】
米国特許出願第０９／１６８，７６９号
【発明の開示】
【００１５】
現場熱脱着（「ＩＳＴＤ」）土壌矯正システムを使用して、処理領域内の汚染土壌を矯正することができる。ＩＳＴＤ土壌矯正システムにおいてはヒータウェルを用いて土壌を加熱することにより土壌に同伴された汚染物を脱着および／または破壊することができる。土壌矯正システムは多数の蒸気抽出ウェル（しばしば「抽出ウェル」と称する）および／またはヒータ−蒸気抽出ウェル（しばしば「ヒ−タ−抽出ウェル」と称する）を備えて土壌からオフガスを除去する。土壌はヒータ−蒸気抽出ウェルにより、並びにヒータウェルにより加熱することができる。ヒータウェルは蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルの周囲のリングに設置することができる。処理領域内への蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルの設置および操作は処理領域内の土壌汚染を減少させうると共に他の利用しうる土壌処理システムに比べ顕著な経済的利点を与える。ヒータウェル、蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルを順次に操作して土壌内での陽圧の発生を回避することができる。土壌内の陽圧は処理領域内でのまたは処理領域からの汚染の移動をもたらしうる。
【００１６】
土壌矯正システムの具体例は複数のヒータウェルおよび少なくとも１つの蒸気抽出ウェルを備えることができる。１具体例は処理領域を規定するバリヤを備え、従って矯正すべき土壌の容積を制限することができる。バリヤは部分的に或いは完全に処理領域の周辺を規定する。バリヤは処理領域内の土壌に水が再充填するのを阻止することができる。更にバリヤは流体が処理領域から隣接土壌領域に移動するのを阻止する。バリヤは限定はしないが土壌中に挿入されるシート、グラウト壁部および／またはフリーズ壁部とすることができる。他の土壌矯正システムの具体例において、処理領域はバリヤにより包囲されなくてもよい。
【００１７】
処理領域における水の量は処理領域から採取されるコアを試験することによりもしくはロギング技術によりおよび／または土壌から除去されたオフガスにおける水の量を測定することにより推定することができる。熱を汚染土壌にヒータウェルから処理領域における水を気化させるのに充分な速度で加えることができる。加熱速度を制御して土壌中に水の蒸気を蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルにより除去されうる量にて発生させるよう制御し、陽圧を土壌内に発生させないようにすることができる。このことは土壌における陽圧が土壌内の汚染を処理領域から移動させうるので有利である。気化した水、気化した汚染、同伴された汚染および／または他の物質を土壌からオフガスとして蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルを介し除去することができる。
【００１８】
土壌に熱を加えると共にオフガスを土壌から除去すれば、土壌矯正に際し土壌透過性の増大が生じうる。蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルは比較的透過性である土壌にて一層効果的に作動する。従って比較的透過性である土壌は土壌の単位容積当たり減少した個数の蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルしか必要としない。減少した個数の蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルは土壌矯正システムの経済性を向上させる。蒸気抽出ウェルおよび組み合わせヒータ−蒸気抽出ウェルは典型的にはヒータウェルよりも高価である。蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルの個数を制限すれば土壌矯正システムのコストが減少する。
【００１９】
蒸気抽出もしくはヒータ−蒸気抽出ウェルの個数の制限は他のコスト上の利点をも与えうる。所定の土壌表面積につきより少数の蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェル（実質的に正規かつ効率的パターンにて）は非効率に離間した蒸気抽出ウェルの間の不均一な蒸気流動から生ずる高いオフガス流動と比較し、土壌からのオフガスの低い流動をもたらしうる。より簡単およびより小さい蒸気収集配管および処理施設でさえ土壌からのオフガス除去の一層低い流れを処理しうるのに対しより大きい蒸気収集配管および処理施設が土壌からのオフガス除去の高い流動を吸収するのに必要とされる。すなわち土壌矯正システムの処理施設に伴う運転士および投資コストは効率的に離間したウェルにつき一層低くすることができる。
【００２０】
ヒータウェルは蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルの周囲にリングとして設置することができる。蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェル、並びにヒータウェルの第１リングを付勢して土壌の矯正を開始しすることができる。ヒータウェルの次のリングを選択的時間間隔が低下した後に付勢することができる。代案具体例にてヒータウェルの次のリングは減圧がヒータウェルの次のリングに影響を与えた後に付勢することができる。得られる減圧は付勢されたウェルが付勢ウェルからのヒータウェルの次のリングの選択間隔にて土壌の透過性を増大させたことを示す。汚染土壌の透過性増大は蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルを介し抽出された蒸気の量により示すことができる。ヒータウェルの次のリングは付勢ウェルの内側リングが所定量の投入列に達した後に付勢することができる。温度および／または圧力の測定を次のヒータウェルリングのヒータウェルにて或いは付勢ウェルと次のヒータウェルリングとの間の試験ウェルにて行うことができる。
【００２１】
或る種の土壌矯正システムの具体例においては流体を土壌中に導入するのが有利である。流体は限定はしないがドライブ流体、反応体、溶剤、表面活性剤および／または熱移動流体とすることができる。ドライブ流体は汚染物を蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルの方向へ移動させる。反応体は汚染物と反応して汚染物を分解しおよび／または揮発性反応生成物を生成して、これをオフガスの１部として土壌から除去することができる。溶剤もしくは表面活性剤はウェルに隣接する流体流動を増大させる。熱移動流体は熱を土壌に滞留移動させるべく使用することができる。或る種の具体例において流体は加圧注入ウェルを介し土壌中へ注入することができる。他の具体例においては流体を抽出ウェルに導入すると共に土壌に蒸気抽出ウェルによって減圧を加えおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルが流体を土壌中へ導入することもできる。蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルが流体を土壌中へ導入しうれば有利には土壌内での陽圧の発生を阻止することができる。
【００２２】
或る種の具体例においては注入ウェルを変換蒸気−抽出ウェルおよび／またはヒータ蒸気抽出ウェルとすることができる。蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルを減圧システムから切り離してこれらウェルを流体供給システムに接続し、流体をウェル中へ導入することができる。抽出ウェル（抽出器）と注入ウェル（注入器）とヒータウェルとの土壌にパターンで整列された組み合わせ物は流体および熱の分布を与えて土壌矯正の向上を可能にする。
【００２３】
或る種の土壌矯正プロセスの具体例は土壌中への熱吸入により生ずる汚染物の広がりを阻止もしくは防止することができる。蒸気抽出ウェルのリングは所望の処理領域を包囲することができる。外側リングにおける蒸気抽出ウェルは選択時間にて或いは各ウェルが土壌を矯正すべく使用されるヒータウェル、蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルにより影響を受け或いは間もなく影響を受けうることを測定値が示した際に付勢することができる。測定値は限定はしないが温度および／または圧力の測定値を包含する。
【００２４】
添付図面を参照した以下の説明から本発明の目的および利点は明らかとなるであろう。
図１は地中へ挿入されるウェルの実施例の断面図を示し、
図２は現場土壌矯正システムの実施例の略図を示し、
図３Ａ〜図３Ｄは４つのヒータ−抽出ウェルの比につきヒータウェルおよび蒸気抽出ウェルの垂直離間パターンの頂点集中列の平面図を示し、
図４Ａ〜図４Ｄは４つのヒータ／抽出ウェルの比につきヒータウェルおよび蒸気抽出ウェルのワイン離間パターンの頂点集中列の平面図を示し、
図５Ａ〜図５Ｄは４つのヒータ／抽出ウェルの比につき蒸気抽出ウェルの頂点集中ヒータウェルおよび三角形抽出パターンの平面図を示し、
図６Ａ〜図６Ｄは蒸気抽出ウェル、ヒータウェルおよび流体注入ウェルの各種の列の平面図を示す。
【００２５】
本発明は各種の改変および代案形態を受けうるが、その特定実施例を例として図面に示すと共にここに詳細に説明する。図面は正確な尺度でない。しかしながら、図面およびその詳細な説明は本発明を特定形態に制限することを意図せず、逆に本発明は本発明の思想および範囲内にある全ゆる改変、均等物および代案物を網羅することが了解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
現場での熱脱着（ＩＳＴＤ）法システムを用いて汚染土壌を矯正することができる。ＩＳＴＤ土壌矯正法は、土壌の温度を上昇させると同時に減圧によりオフガスを除去するための土壌の現場加熱を含む。土壌の加熱は、多数のメカニズムによる汚染物の除去をもたらす。この種のメカニズムは限定はしないが、土壌からの汚染物の気化および汚染物の蒸気輸送；空気もしくは水蒸気流における汚染物の蒸発もしくは同伴および除去；および／または土壌内での熱分解、酸化もしくは他の化学反応による非汚染化合物への汚染物の熱分解もしくは変換を包含する。
【００２７】
ＩＳＴＤ土壌矯正法は、土壌蒸気抽出（ＳＶＥ）プロセス並びにドライブ流体、化学反応体および／または生物学的反応体を土壌中へ抽出する抽出に基づくプロセスと比較して顕著な利点を与える。平均的土壌の流体流動伝達性は、土壌種類（砂利、砂、粘土）における相違点に基づき或いは土壌の不均一性および土壌内の水に基づき、土壌にわたり１０8のファクターで変化する。ここで使用する「流体」とは液体もしくは気体状態にある物質を意味する。土壌を介する流体の大量輸送は、ＳＶＥプロセスまたは土壌の化学的および／または生物学的処理を用いる処理部位の矯正における制限因子となりうる。土壌の流体流動浸透性における極めて大きい変動に対比し、平均土壌の熱伝導性は土壌全体で僅か約２の因子だけ変化しうる。土壌中への熱注入は、顕著に同じ土壌中への流体の注入よりも一層効果的である。更に、土壌中への熱の注入は緻密（低浸透性）土壌の浸透性における優先的増大をもたらしうる。熱注入は土壌を乾燥させる。土壌が乾燥するにつれ、土壌の顕微鏡的および巨視的浸透性も増大しうる。加熱土壌の浸透性における増大はＩＳＴＤ土壌矯正法が汚染物を処理領域全体にわたり許容レベルまで除去または一層均一に減少させることを可能にする。土壌浸透性における増大は、標準的土壌蒸気抽出プロセスには推奨しえない低浸透性粘土およびシルト質土壌の現場矯正を可能にする。
【００２８】
ビネガー等に係る２００２年１０月２４日付出願の「土壌の誘導熱処理に先立つ凍結バリヤでの土壌の分離」と題する米国特許第 号；ステグマイヤー等に係る２００２年１０月２４日付出願の「湾曲障害物に関し位置する土壌矯正ウェル」と題する米国特許第 号；およびビネガーに係る２００２年１０月２４日付出願の「水銀汚染の土壌矯正」と題する米国特許第     号はＩＳＴＤ土壌矯正法を記載している。これら引例のそれぞれを参考のためここに充分引用する。
【００２９】
土壌矯正の具体例において、汚染除去の方法は、汚染物が気化および／または熱分解により除去される温度まで汚染土壌を加熱することを含む。現場の水は気化すると共に汚染物を蒸発させ或いは水蒸気蒸留して、抽出ウェルを介する土壌からの除去を可能にする。
【００３０】
土壌は各種の方法により加熱することができる。土壌の加熱方法は限定はしないが熱源からの熱放射もしくは誘導による加熱、高周波加熱による加熱または電気土壌抵抗加熱による加熱を包含する。「放射加熱」とは、熱源から低温表面への放射性熱移動を意味する。「誘導加熱」とは、媒体の物理接触による熱移動を意味する。熱はウェルにおける高温ヒータから土壌表面まで実質的に放射により移動する。熱は主として加熱土壌表面から隣接土壌への誘導により移行し、これにより土壌温度を熱源から或る距離にて上昇させる。放射性および／または誘導加熱は、この種の加熱により得られる温度が土壌中に存在する水の量により制限されないので有利である。実質的に水の沸点より高い土壌温度は、熱放射および／または誘導加熱により得ることができる。約２１２°Ｆ（１００℃）、２５０°Ｆ（１２１℃）、３００°Ｆ（１４９℃）、４００°Ｆ（２０４℃）、７５０°Ｆ（３９９℃）、１０００°Ｆ（５３８℃）もしくはそれ以上の土壌温度は、熱放射および／または誘導加熱を用いて得ることができる。放射および／または誘導加熱の熱源は限定はしないが、ウェルボアに設置された電気抵抗ヒータ、ウェルボアを介し循環される熱移動流体またはウェルボア内の燃焼とすることができる。
【００３１】
ヒータを土壌中または土壌中に設置して、土壌を加熱することができる。土壌表面の約３フィート以内にある土壌汚染については、土壌の頂部に設置される熱ブランケットおよび／またはグランドヒータを用いて、誘導熱を土壌に加えることができる。減圧システムは、熱ブランケットを通過する減圧ポートを介し土壌に減圧を及ぼす。ヒータは約１６００°Ｆ（８７１℃）にて操作することができる。ここに充分示す引例により引用されるマルスデン等に係る米国特許第５，２２１，８５７号は、熱ブランケット土壌矯正システムを記載している。ここに充分示すような引例に引用されるビネガー等に係る米国特許第４，９８４，５９４号は、減圧を不浸透性可撓性シートより下から土壌に減圧を加えて表面および近表面土壌から汚染物を除去し、次いでシートより下の土壌表面に位置する電気表面ヒータで土壌を加熱することにより表面および近表面土壌から汚染物を除去する現場方法を記載している。
【００３２】
より深い汚染については、ヒータウェルを用いて熱を土壌に供給することができる。ビネガー等に係る米国特許第５，３１８，１１６号および米国特許出願第０９／５４９，９０２号、並びにビネガー等に係る米国特許出願第０９／８３６，４４７号（これらのそれぞれをここに参考のため充分引用する）は、汚染された裏面土壌を熱放射性もしくは誘導加熱で処理するＩＳＴＤ土壌矯正法を記載している。ウェリントン等に係る米国特許出願第０９／８４１，４３２号、ウェリントン等に係る米国特許出願第１０／１３１，１２３号、並びに「バリヤを用いる炭化水素含有構成からの現場回収」と題するウェリントンに係る２００２年１０月２４日付け出願の米国特許出願第 号はヒータおよび各種の装置を記載している。これら出願のそれぞれを参考のためここに充分引用する。
【００３３】
或る種のヒータウェルは有孔ケーシングを備え、これは流体を土壌から除去することを可能にする。有孔ケーシングを有するヒータウェルは更に流体を土壌から抜き取り或いは注入することを可能にする。減圧を土壌に加えて土壌から流体を抜き取ることができる。表面または土壌内に設置された抽出ウェルを介し減圧を加えることができる。
【００３４】
「ウェル」と言う用語はヒータウェル、抽出ウェル、注入ウェルおよび試験ウェルを意味する。土壌温度はヒータウェルを用いて上昇させることができる。土壌からの流体は抽出ウェルを介し土壌から抜き取ることができる。或る種の抽出ウェルはヒータ部材を含むことができる。「ヒータ−抽出ウェル」とも称するこの種の抽出ウェルは、土壌温度を上昇させると共に土壌から流体を除去することができる。ヒータ−抽出ウェルに隣接した領域にて、熱流動は流体流動に対し向流とすることができる。ヒータ−抽出ウェルから抜き取られた流体はヒータ−抽出ウェル内の充分高い温度に露出されて、流体内の汚染物の幾分かの破壊をもたらしうる。注入ウェルは流体を土壌中へ導入することを可能にする。土壌からの土壌もしくは流体の試料採取もしくは検層は、土壌矯正システムのウェルパターンにおける所望箇所に位置せしめる試験ウェルを用いて行うことができる。
【００３５】
現場での土壌矯正システムは複数のヒータウェルと少なくとも１個の蒸気抽出ウェルとを備える。蒸気抽出ウェルは更に１個もしくはそれ以上のヒータ部材を含みうる。ヒータ−蒸気抽出ウェルヒータ部材は、蒸気抽出ウェルの近傍にて初期浸透性を確立するための熱を加えることができる。追加の熱は水蒸気および汚染物のウェルにおける凝縮を防止することができる。或る種の抽出ウェルの具体例において、抽出ウェルはヒータ部材を備えない。蒸気抽出ウェルにおけるヒータ部材の不存在は蒸気抽出ウェルボアの設計を単純化させることができ、或る種の用途に好適である。
【００３６】
各ウェルは土壌内に列およびカラムのパターンで配置することができる。ウェルの列をスタッガーさせて、各ウェルを三角形パターンにすることもできる。代案として、各ウェルを矩形模様、五角形模様、六角形模様またはそれ以上の多角形パターンで整列させることもできる。隣接ウェル間の間隔は実質的に一定間隔とすることができ、多角形ウェルパターンを三角形もしくは四角形の正規列で構成することができる。パターンの隣接ウェル間における間隔距離は約３ｍ〜約４０フィートもしくはそれ以上の範囲とすることができる。典型的な間隔距離は約６〜１２フィートである。高い熱移動容量を有する固化もしくは実質的に固化した土壌は隣接ウェル間に比較的大きい間隔を可能にする。未固化もしくは実質的に未固化の土壌はヒータウェル間の比較的小さい間隔を必要とする。或る種のウェルを正規パターンから外して、パターン内の障害を回避することができる。
【００３７】
ＩＳＴＤ土壌矯正法はＳＶＥシステムに比べ幾つかの利点を有する。汚染土壌に加えられる熱は土壌の温度を土壌内の汚染物の気化温度よりも高く上昇させる。土壌温度が土壌汚染物の気化温度を越えれば、汚染物は気化することができる。土壌に加えられる減圧は気化汚染物を土壌から抜き取ることができる。汚染物の気化温度より低い温度への土壌の加熱でさえ有利な作用を有する。土壌温度の上昇は、土壌における汚染物の蒸気圧力を増大させることができ、更に空気もしくは水蒸気の流れが低土壌温度にて可能であるよりも多量の汚染物を土壌から除去することを可能にする。加熱に基づく土壌の浸透性増大は、土壌処理領域にわたる汚染物の除去を可能にする。
【００３８】
多くの土壌構成は、汚染物と比較して多量の水を含む。水の気化温度まで土壌の温度を上昇させれば、水を気化させることができる。水蒸気は気化を助け（水蒸気蒸留による）および／または土壌内に汚染物を同伴する。土壌に加えられる減圧は気化および／または同伴された汚染物を土壌から除去することができる。汚染物の気化および同伴は土壌からの媒体および高沸点汚染物の除去をもたらしうる。
【００３９】
土壌からの一層多量の汚染物の除去を可能にする他、土壌の熱増大は現場での汚染物の破壊をもたらしうる（たとえば炭化水素および／または塩素化炭化水素汚染物のような水銀以外の汚染物）。たとえば空気または水蒸気のようなオキシダイザの存在は、高温土壌を通過する汚染物の酸化をもたらしうる。オキシダイザの不存在下に、土壌内の汚染物は熱分解により変化することができ、土壌に加える減圧は反応生成物を土壌から除去することができる。
【００４０】
加熱および蒸気抽出システムはヒータウェル、抽出ウェル、ヒータ−抽出ウェル、注入ウェルおよび／または試験ウェルを含みうる。ヒータウェルは熱エネルギーを土壌に加えて、土壌温度を上昇させる。加熱および蒸気抽出システムの抽出ウェルは有孔ケーシングを備え、これはオフガスを土壌から除去することを可能にする。ケーシングまたはその１部は化学分解および／または熱分解に対し耐性である金属で作成することができる。ウェルケーシングにおける孔は、ケーシングを地中へ挿入する前に、除去可能な材料で埋められる。地中へのケーシングの挿入後、孔におけるプラグを除去することができる。ここに充分示す引例により引用される米国特許出願第０９／７１６，３６６号は、ウェルケーシングの孔に入った除去可能なプラグを有するウェルを記載している。ウェルケーシングにおける孔は限定はしないが穴および／またはスロットとすることもできる。孔はスクリーンとすることができる。ケーシングは、このケーシングの長さに沿って種々異なる位置に幾つかの有孔帯域を有することができる。ケーシングを土壌中へ挿入すれば、有孔帯域に土壌の汚染層に隣接位置することができる。ケーシングの有孔セクションに隣接した領域は砂利もしくは砂で埋められる。ケーシングを非生成土壌層に隣接した土壌に封止して、非汚染土壌への汚染物の移動を阻止することができる。
【００４１】
図１は、ケーシング１０１の略図を示す。ケーシング１０１は土壌または土地１０２内に設置することができる。ケーシング１０１は、流体をケーシングに対し流入または流出させうるパーフォレーションまたは開口部１０３を備えることができる。ケーシング１０１の各部分は汚染土壌１０４近くに位置せしめることができ、更にケーシングの各部分は非汚染土壌１０５の近傍とすることもできる。界面１０６は近接土壌層を分離する。ウェルケーシング１０１は蒸気抽出ウェル、熱もしくは流体注入ウェル、組み合わせヒータ−蒸気抽出ウェルまたは試験ウェルの部分を形成することができる。蒸気抽出ウェルを使用してオフガスを汚染土壌１０４から除去することができる。オフガスは限定はしないが空気、水および土壌１０２内に存在した汚染物を包含する。
【００４２】
流体は土壌中へ注入ウェルを介し導入することができる。流体は限定はしないが、たとえば水蒸気、溶剤、表面活性剤のような熱源、たとえば酸化剤、生物学的処理キャリヤのような化学反応体および／または土壌１０２内の流体を蒸気抽出ウェルの方向へ移動させるドライブ流体とすることができる。流体を土壌１０２中へ注入するドライブ流体はケーシングを１０１を介し或いは近隣ウェルから供給することができる。注入ウェルは有孔ケーシングを包含する。注入ウェルは抽出ウェルと同様としうるが、ただし流体はウェルケーシングにおけるバアフォレーションを介し土壌から除去されるのでなくウェルケーシングにおけるバアフォレーションを介し土壌中へ挿入される。流体は土壌中へ引き込み或いは注入することができる。
【００４３】
試験ウェルを使用して、土壌１０２の構造および層を決定し；ガス試料を採取して汚染個所および汚染物の濃度を測定し；或いはγ線検層用具、中性子検層具または他の種類の検層用具と共に使用して限定はしないが圧力および温度のような土壌内の性質を測定するため検層ウェルとして作用させるため使用することができる。
【００４４】
ＩＳＴＤ土壌矯正システムは、多数の成分システムをも備えることができる。これらシステムは加熱および蒸気抽出システム、オフガス収集配管システム、オフガス処理システム、並びに装備および動力制御システムを包含する。加熱および蒸気抽出システムは表面に近い汚染土壌を処理するための熱ブランケットまたはより大きい深さにて汚染土壌を処理するためのヒータウェルを包含する。土壌矯正システムは熱ブランケットおよびヒータウェルの両者を包含する。
【００４５】
抽出ウェル、注入ウェルまたは試験ウェルは穿設またはオーガード穴部に設置することができる。穴部の形成に際し作成された切削物は、これら切削物内の汚染物を除去すべく別の処理を必要とする。代案として抽出ウェル、注入ウェルまたは試験ウェルは土壌中へ振動させおよび／または圧入することもできる。ボジンに係る米国特許第３，６８４，０３７号およびホワイトに係る米国特許第６，０３９，５０８号は、ウェルを音波穿設するためのシステムを記載している。これら米国特許の両者を参考のためここに引用する。地中へのウェルの振動挿入または圧入は、ウェルを地中へ挿入する際の切削物および／または蒸気の発生を制限する。
【００４６】
オフガス収集配管システムは、加熱用および蒸気抽出システムの抽出ウェルに接続することができる。更にオフガス収集配管システムをオフガス処理システムに接続して、土壌から除去されたオフガスを処理施設まで輸送することもできる。オフガス収集配管は、オフガスを処理施設まで案内すると共に凝縮させる未加熱配管とすることもできる。米国特許第０９／５４９，９０２号（参考のためここに引用する）は、ＩＳＴＤ矯正システムのための蒸気収集システムを記載している。代案として、オフガス収集配管は加熱配管とすることもでき、これは収集配管内のオフガスの凝縮を阻止する。
【００４７】
装備および動力制御システムは、ヒータシステムの加熱速度を監視および制御すべく使用することができる。装備および動力制御システムは更に、土壌に加えられた減圧を監視すると共にオフガス処理システムの操作を制御すべく使用することもできる。
【００４８】
図２は、土壌矯正システム２０１の実施例の略図を示す。土壌矯正システム２０１は、土壌１０２内の汚染物を除去またはその量を実質的に減少させることにより、汚染土壌を処理すべく使用することができる。土壌矯正システム２０１は限定はしないが土壌蒸気抽出（「ＳＶＥ」）システムまたは現場熱脱着（「ＩＳＴＤ」）矯正システムとすることができる。土壌矯正システム２０１は１個もしくはそれ以上の蒸気抽出ウェルもしくは組み合わせヒータ−蒸気抽出ウェル２０２を備えることができる。土壌矯正システム２０１は必要に応じ１個もしくはそれ以上のヒータウェルもしくは流体注入ウェル２０３および１個もしくはそれ以上の試験ウェル２０４をも備えることができる。注入ウェル２０３および／または試験ウェル２０４は、蒸気抽出ウェル２０２のパターンの内側もしくは外側に位置せしめることができる。パーフォレーションもしくは開口部を備えるウェルケーシングは土壌矯正システム２０１の蒸気抽出ウェル２０２、注入ウェル２０３または試験ウェル２０４の部分とすることができる。或る種の具体例において、蒸気抽出ウェルおよび／または注入ウェルの各部分は開口ウェルボア部分を備えることができる。
【００４９】
土壌矯正システム２０１はグランドカバー２０５、処理施設２０６、蒸気収集システム２０８、制御システム２０９および複数の抽出ウェル２０２を備えることができる。土壌矯正システム２０１は更に抽出ウェル２０３および／または試験ウェル２０４をも備えることができる。グランドカバー２０５をウェル２０２の上方に設置して大気への熱ロス並びに望ましくない汚染物蒸気ロスを阻止することができる。グランドカバー２０５は更に、過剰の空気が土壌１０２中へ引き込まれるのを阻止することもできる。グランドカバー２０５は絶縁層を備えることができる。更にグランドカバー２０５は汚染物蒸気および／または空気に対し不浸透性の層をも備えることができる。グランドカバー２０５は、土壌を加熱すると共に土壌からオフガスを除去することが土壌の地表１０６にて無視しうる作用しか持たないような土壌１０２内の深さに存在すれば必要とされない。
【００５０】
処理施設２０６は、オフガス流を土壌１０２から引き抜く減圧システム２１０を備えることができる。処理施設２０６は更にオフガス中の汚染物を処理する汚染物処理システム２４１をも備えることができる。汚染物処理システム２１１は汚染物をオフガス流から排除し或いは汚染物を許容レベルまで減少させることができる。汚染物処理システム２１１は限定はしないが、たとえば熱酸化反応器のような反応器システム、たとえば活性炭床のような物質移動システム、または反応器システムと物質移動システムとの組み合わせ物を包含する。
【００５１】
蒸気収集システム２０８は、土壌１０２から除去されたオフガスを処理施設２０６まで輸送する配管システムを備えることができる。配管システムは減圧システム２１０および蒸気抽出ウェル２０２に連結することができる。１実施例において、配管は熱絶縁すると共に加熱することができる。絶縁されかつ加熱された配管は、この配管内でのオフガスの凝縮を阻止することができる。或る種の具体例において、配管は未加熱配管および／または非断熱配管とすることができる。
【００５２】
制御システム２０９はコンピュータ制御システムとすることができる。制御システム２０９は処理施設２０６、加熱蒸気収集システム２０８および／または複数のウェル２０２の操作を監視すると共に制御することができる。制御システム２０９は、複数のウェル２０２のヒータ部材へのパワー入力を監視すると共に制御することができる。
【００５３】
土壌矯正システム２０１のウェル２０２は蒸気抽出ウェルとすることができ、これらを収集システム２０８に連結する。ウェル２０２は矯正部位にパターンとして配置することができる。ウェル２０２のパターンは限定はしないが三角形もしくは四角形ウェルパターンとすることができる。このパターンは、土壌１０２の全体にわたる蒸気の除去を促進することができる。
【００５４】
或る種の土壌矯正システム２０１は熱を土壌１０２に加えることができる。熱エネルギーは、たとえば高周波加熱システム、電気土壌抵抗加熱システムまたは熱伝達システムにより土壌１０２に供給することができる。ＩＳＴＤシステム２０１の具体例においては、ヒータ部材を蒸気抽出ウェル２０２から横方向離間された別のウェルに設置することができる。
【００５５】
電気土壌抵抗加熱システムの具体例においては、電流を有孔ケーシング１０１から土壌１０２に供給することができる（図１に示す）。他の具体例において、ヒータ部材１０７は無孔ヒータケーシング１０８内に内蔵された照射ヒータとすることもできる。砂利パック１０９および／またはスペーサをヒータケーシング１０８と有孔ケーシング１０１との間に設置して、熱伝導を与えると共に有孔ケーシング１０１との電気接触を阻止することができる。代案として、砂利パックをヒータケーシング１０８に隣接して位置せしめなくてもよく、ヒータケーシング１０８は有孔ケーシング１０１を照射加熱することもできる。電気絶縁スペーサをケーシング１０１内に含ませて、ヒータ部材１０７とヒータケーシング１０８との電気接触を阻止することができる。ヒータ部材１０７は電力源に連結することができる。電力をヒータ部材１０７に供給する場合、ヒータ部材の温度が上昇すると共に熱が砂利パック１０９、有孔ケーシング１０１および土壌１０２まで移動しうる。
【００５６】
熱注入速度は、熱注入ウェルの直線１フィート当たり毎時約２００ワット〜熱注入ウェルの直線１フィート当たり毎時約６００ワットの範囲とすることができ、これはステンレス鋼ケーシングを用いた約４インチ直径を有するウェルである。温度は約１７００°Ｆ（または約９２５℃）に制限することができる。最初は、ヒータの周囲の低温土壌への比較的急速な熱移動に基づき、一層高い熱注入速度に耐えることができる。土壌が加熱し続けるので、ケーシングからの熱の移動が一層ゆっくり生ずる。
【００５７】
加熱部材に沿った熱注入プロフィルは、所望の加熱パターンを達成すべく設計することができる。１具体例において、部材の各部分に沿った直径は標的熱注入プロフィルに応じて変化することができる。たとえば部材の下部の直径は、隣接土壌の下部を一層迅速に加熱すべく、より小さくすることができる。汚染のレベルより下の土壌の急速加熱は、より下の土壌に汚染物が下方向移動するのを防止するのに望ましい。
【００５８】
図２に示したように、土壌矯正施設２０１は注入ウェル２０３を備えることができる。注入ウェル２０３は、物質を土壌１０２中へ圧入するポンプ２１２を使用する。代案として、流体を土壌１０２中へ注入ウェル２０３を介し、別の個所で加えられた減圧により引き込むことができる。更に注入ウェル２０３を制御システム２０９により制御することもできる。土壌１０２中へ導入される物質は熱源（たとえば水蒸気）、反応体、溶剤、表面活性剤、または形成流体を蒸気抽出ウェルの方向へ押し込むドライブ流体とすることができる。酸化剤は限定はしないが空気、水、酸素および／または過酸化水素とすることができる。
【００５９】
ウェルケーシング１０１は、図１に示したように、パイプの壁部１１０に形成された開口部を有するパイプの円筒セクションとすることができる。或る種の具体例において、熱注入ウェルのためのケーシングの直径は約２インチ〜約６インチとすることができる。より大きい直径は、熱を伝達すると共により多量の熱線をウェルボアから流出させうる表面積を増大させる。たとえば約４インチのケーシング直径を用いて、ヒータウェルの直線１フィート当たり約４５７ワットの熱線を約９００℃のケーシング表面温度で達成することができる。これは、ケーシングのための高価な金属処理なしに合理的な熱注入速度を与える。より大きい直径は、ウェルボアを予備穿設することなくケーシングを地中へ圧入するための過度に大きい力を必要とする。更に、より大きいケーシングはケーシングのコストをも増大させる。他の具体例において、有孔ケーシング１０１は円筒状以外の幾何学的形状を有することができる。参考のためここに引用するホイルに係る米国特許第５，４０３，１１９号は、土壌矯正につき使用しうる非円状ケーシングを記載している。
【００６０】
図１に示したように、ウェルケーシング１０１を各種の技術により土地１０２中へ挿入することができる。有孔ケーシング１０１は、たとえばケーシングをウェルボアもしくは溝内に設置することにより、またはケーシングをパイルドライバもしくは同様な装置で土壌１０２中へ圧入することにより、或いはケーシングを土壌中へ振動挿入することにより挿入することができる。砂利パッキング１０９をケーシング１０１の有孔セクションの内部に設置することもできる。ケーシング１０１の無孔セクションを土壌１０２にセメント付け或いは封止して、ケーシングを介する汚染物移動および過度のオフガス発生を阻止することができる。ウェルボアは、土壌１０２に穴部を掘って作成することができる。ケーシングをウェルボアもしくは溝中へ挿入することにより土地１０２内にケーシング１０１を挿入することは問題である。何故なら、ウェルケーシング１０１につきウェルボアもしくは溝部を形成する際に切削物が生じうるからである。
【００６１】
土壌１０４内の汚染物が有害物質を含めば、ウェルボアの形成に際し除去された切削物も有害物質を含みうる。切削物は、承認された施設にて処分または現場外の処置を必要とする。粉塵および／または蒸気もオーガード（ａｕｇｅｒｅｄ）穴部もしくは溝部の形成に際し発生することがある。特殊な粉塵および蒸気封じ込め手順が、粉塵および／または蒸気に対する作業員の露出を最小化すべく必要とされる。この種の手順はオーガード穴部もしくは溝部中へのウェルケーシング１０１の設置を高価にする。粉塵の阻止および／または土地１０２中への挿入に際しウェルケーシング１０１を介する粉塵もしくは蒸気の輸送は特殊な粉塵および／または蒸気封じ込め手順のニーズを排除することができ、ウェルケーシングを一層経済的に装着することを可能にする。
【００６２】
土地１０２中へのケーシング１０１の圧入もしくは振動挿入は、ケーシングの装着に際し粉塵および蒸気の発生を減少させる。土壌１０２中へのケーシング１０１の圧入もしくは振動挿入は土壌とケーシングとの間に砂利パック１０９を設置する必要性をも排除する。土地１０２中へのケーシング１０１の圧入もしくは振動挿入は、毒性の高い物質で汚染された土壌にウェルを装着する実用的方法である。毒性の高い物質は限定はしないが放射能汚染物、たとえばプルトニウム；金属汚染物、たとえば水銀；または有害炭化水素、塩素化炭化水素もしくは炭化水素含有汚染物、たとえばジオキシンもしくはジメチル水銀を包含する。
【００６３】
ケーシング１０１は、土地１０２中へのケーシングの設置を容易化させる端部１１１を有することができる。端部１１１はテーパード先端を有することができる。ケーシング１０１の具体例において、端部１１１は図１に示したように点までテーパー処理することができる。或る種の具体例において、地中へ圧入もしくは振動挿入されるウェルケーシングの先端部は鈍端または丸み付きの先端部を有することができる。ウェルケーシングの端部は更に、ケーシングを回転させる際に土壌１０２中へ一層深くケーシング１０１を挿入するのを助ける切断刃を備えることもできる。更に、ケーシング１０１の端部１１１の１部を拡開させて、端部の最大直径もしくは厚さをケーシングの直径もしくは厚さより大となるようにすることもできる。
【００６４】
ケーシング１０１を包囲する汚染土壌１０４を、加熱部材１０７を付勢させる際、ケーシングからの熱伝導にかけることができる。土壌矯正プロセスにおける熱の均一な付加は、ウェル中へのパワーの垂直および平面的分布の両者を制御することにより達成しうる。
【００６５】
バリヤを、処理すべき土壌の領域に沿って設置することができる。参考のためここに引用するビネガー等の米国特許出願第０９／１６８，７６９号はＩＳＴＤ土壌矯正システムのためのバリヤを記載している。バリヤは金属プレートを含み、これらプレートを汚染土壌領域の周辺に沿って土壌中へ圧入する。或る種の具体例において、バリヤは土壌に形成されたグラウト壁部とすることができる。或る種の具体例において、バリヤは処理領域の周囲に離間させたフリーズウェルにより形成される凍結バリヤとすることもできる。土壌矯正システムのグランドカバーをバリヤに封止することができる。バリヤおよびグランドカバーは、周囲から処理領域中へ引き込まれる空気および水の量を制限することができる。土壌を介し引き込まれる空気の量を制限すれば、土壌内に確立される減圧を増大させうると共に、処理する必要があるオフガスの量を減少させることもできる。バリヤは更に、汚染領域から隣接領域への汚染の拡大を阻止することもできる。挿入プレートにより形成されるバリヤは制限深さを有する。グラウト壁部は、相互連結された一連の穴部を土壌に穿設すると共に、これら穴部にグラウトを充填することにより顕著に大きい深さまで形成することができる。穴部形成に必要とされる精度、処理領域を包囲するのに必要な穴部の個数および他の因子は、グラウト壁部を形成して土壌矯正のためのバリヤを与える有能性を制限する。浅い深さのグラウト壁部は、溝部にグラウトを充填することにより形成することができる。
【００６６】
熱の面積分布は、正規列でウェルを離間させてウェル内領域における実質上均質な加熱を与えることにより達成することができる。三角ウェル列もしくは四角列を表面幾何学の制約に応じて使用することもできる。たとえばビルディングまたは他の障害物に沿って四角列で設置されたウェルは一層便利な配置を与えることができる。三角熱注入列はヒータ間の間隔を実質的に最小化させると共に、内部ウェル領域の一層迅速かつ一層均一な加熱をも与えることができる。更に、三角列にて離間された蒸気抽出ウェルのパターンはヒータオンリーウェルの三角列を覆うこともできる。
【００６７】
ここで「パターン」とは、単一の蒸気抽出ウェルの排水境界の形状であると規定される。パターン境界を、実線により図３〜６に示す。ヒータオンリーウェル（小さい黒点により示す）を、破線により示されるように蒸気抽出ウェル（大きい黒点により示す）の周囲にリングとして配置することができる。ここに記載した具体例において、各抽出ウェルの排水パターンは、複数のヒータウェルを内蔵する六角形とすることができる。
【００６８】
ヒータ部材を備える抽出ウェルおよびヒータウェルは、三角形グリッドにおける三角形のほぼ頂点（「頂点集中」）に位置せしめることができ或いは三角形グリッドの三角形内に集中させることもできる（「三角形集中」）。４種の異なる種類におけるパターンの性質を下表１〜４に挙げ、かつ図３〜６に示す。或る種の具体例においては、図３Ａ〜図３Ｄおよび表１に示したように、抽出ウェルを三角形グリッドにおける三角形の複数のアルチチュード（ａｌｔｉｔｕｄｅ）により離間させ、すなわち「アルチチュード離間」させる。たとえば図３Ａにおける抽出ウェル離間は三角形グリッドにおける三角形の垂線の約２倍である。他の具体例において、図４Ａ〜図４Ｄおよび表２に示したように、抽出ウェルは三角形グリッドにおける三角形の側部長さの複数倍離間させ、すなわち「ライン離間」させることもできる。たとえば図４Ａにおける抽出ウェル間隔は三角形グリッドにおける三角形の側部長さの約２倍である。図５Ａ〜図５Ｄおよび表３は、抽出ウェルが三角形集中であってライン離間されると共に、ヒータウェルが頂点集中であるパターンを示す。図６Ａ〜図６Ｄおよび表４は、蒸気抽出ウェルおよび流体注入ウェルを含むヒータウェルのパターンを示す。これらパターンのそれぞれを追加ヒータを含むよう拡大することもできる。表１〜３は、抽出ウェル間隔、１パターン当たりの面積、ヒータウェルリングの個数、ヒータ／抽出ウェルの比、およびヒータウェル１個当たりの面積を示す。表４は、抽出ウェル間隔、注入ウェル間隔、ヒータウェルリングの個数、ヒータ／抽出／注入ウェルの比およびヒータウェル１個当たりの面積を示す。
【００６９】
【表１】
2005506902.tif 000003
【００７０】
【表２】
2005506902.tif 000004
【００７１】
【表３】
2005506902.tif 000005
【００７２】
【表４】
2005506902.tif 000006
【００７３】
ここに記載したパターンは、土壌矯正における熱の順次の注入につき各種のオプションを与えることができる。各オプションの具体例を図３Ａ〜図３Ｄおよび表１に記載したパターンにより示す。図３Ａは、間隔ｓを有する全て頂点集中ウェルの三角パターンを示す。蒸気抽出ウェル３０１は、各蒸気抽出ウェルを包囲する６個のヒータウェルの１リング３０３の六角形パターンを有する三角形アルチチュードの２倍にてアルチチュード離間する（約√３ｓもしくは１．７３２ｓ）。各六角形パターンの面積は６個の三角形の面積であり、すなわち約１／２×アルチチュード×ベース×６または１／２×（１／２√３ｓ）×（ｓ）×６＝３√３ｓ2／２＝２．５９８ｓ2である。この構成における各ヒータウェル３０２は３個の蒸気抽出ウェル３０１に隣接することができる。このように、６個のヒータウェル３０２の各リング３０３は、２：１のヒータ／抽出ウェルの比に-つき１つのパターン当たり２個の同等なヒータウェルに寄与することができる。すなわち、各ヒータウェルは約２．５９８ｓ2／２または各六角形パターンの１．２９９ｓ2の面積を伴う。
【００７４】
図３Ｂは、ヒータウェルの２個の六角形リングにより包囲された蒸気抽出ウェルのパターンを示す。このパターンにおいて、蒸気抽出ウェル３１１は約２√３ｓの間隔て離間することができ、更にヒータウェル３１２は全て他のグリッド位置に位置することができる。このようにして、このパターンは１１：１に達する蒸気抽出ウェルに対するヒータウェルの比をもたらす。すなわち約１０．３９２ｓ2のパターン面積にて各ヒータウェルは約０．９４５ｓ2の面積を伴う。
【００７５】
図３Ｃは、各蒸気抽出ウェルを包囲するヒータウェルの３個のリングを示す。蒸気抽出ウェル３２１は６個のヒータウェル３２２のリング３２３により包囲することができ、１２個のヒータウェル３２２の第２の六角形状のリング３２４はヒータウェル３２３の内側リングを包囲することができる。これら１８個のヒータウェルは、これらが取り囲む蒸気抽出ウェルに対するその熱の全てに寄与すると思われる。１８個のヒータウェル３２２の第３リング３２５は第２リングを包囲することができる。リング３２５における１８個のウェルのうち六角形頂点における６個のウェルは中心蒸気抽出ウェルに対しその熱の１／３に寄与する。残余の１２個のウェルは中心蒸気抽出ウェルに対しその熱の１／２に寄与する。これら寄与の合計は約２６．１の蒸気抽出ウェルに対するヒータウェルの比をもたらす。すなわち約２３．３８２ｓ2のパターン面積にて、各ヒータウェルは約０．８９９ｓ2の面積を伴う。
【００７６】
図３Ｄおよび表１は、蒸気抽出ウェルの間に一層大きいスペースを有する大型パターンの可能性を示す。図３Ｄは、中心蒸気抽出ウェルに対しその熱の１／２に貢献する１８個のウェル（１８×１／２−ウェル）および中心蒸気抽出ウェルに対しその熱の１／３に貢献する６個のウェル（６×１／３ウェル）を含め、２４個のヒータウェルの第４六角形状リングを付加する。このパターンは、約４７：１のヒータウェルと蒸気抽出ウェルとの比をもたらす。すなわち約４１．５６９ｓ2のパターン面積にて、各ヒータウェルは約０．８８４ｓ2の面積を伴う。
【００７７】
蒸気抽出ウェルを分離すべき間隔は、たとえば土壌を介する圧力低下および矯正に要する時間のような因子により決定することができる。土壌を介し蒸気抽出ウェルまで移動する蒸気に関する最も重要な圧力低下は抽出ウェルの近傍にて生ずる。このように、注入しうる熱の量および従って各蒸気抽出ウェルにつき発生しうる蒸気の量を制限することができる。不充分な個数の蒸気抽出ウェルは矯正につき長時間をもたらす。
【００７８】
熱注入ウェルは約３フィート〜約２５フィートだけ分離することができる。更に分離は矯正の時間を延長させる。逆に、より狭い間隔はヒータウェルのコストを実質的に増大させる。
【００７９】
間隔ｓを有する全て頂点集中ウェルの三角パターンの具体例を図４Ａ〜図４Ｄおよび表２に示す。間隔ｓを有する図４Ａの三角列は約２ｓの間隔にてライン離間した蒸気抽出ウェル４０１を有し、６個のヒータウェルの単一リング４０３を有する六角形パターンを有することができる。各ヒータウェル４０２は約２個の蒸気抽出ウェル４０１とすることができる。このように、６個のヒータウェル４０２の各リング４０３は、ヒータ／抽出ウェルの比３：１につきパターン１個当たり３個の均等ヒータウェルに寄与する。すなわち約３．４６４ｓ2のパターン面積にて、各ヒータウェルは約１．１５５ｓ2の面積を伴う。
【００８０】
他の具体例において、図４Ｂは内側六角形リング４１３およびヒータウェルの外側六角形リング４１４を有する蒸気抽出ウェルのパターンを示す。このパターンにて、蒸気抽出ウェルは約３ｓの距離にて離間することができ、ヒータウェルは全て他のグリッド位置に位置することができる。六角形リングの両者は６個のヒータウェルを備えることができる。このパターンは８：１のヒータ／抽出ウェルの比をもたらす。すなわち約７．７９４ｓ2のパターン面積にて、各ヒータウェルは約０．９７４ｓ2の面積を伴う。
【００８１】
図４Ｃは、各蒸気抽出ウェルを包囲するヒータウェルの２個の六角形リングを有する蒸気抽出ウェルのパターンの他の構成を示す。蒸気抽出ウェル４２１は６個のヒータウェル４２２のリング４２３により包囲することができる。蒸気抽出ウェルは約４ｓの間隔で離間させることができる。１２個のヒータウェルの第２六角形状リング４２４は内側リング４２３を包囲することができる。このパターンは、パターンの個数が一層大きくなるにつれて、１５：１に達するヒータウェルと蒸気抽出ウェルとの比をもたらす。すなわち約１３．８５ｓ2のパターン面積にて、各ヒータウェルは約０．９２４ｓ2の面積を伴う。
【００８２】
図４Ｄはヒータウェルの三角形パターンを示し、ここではヒータウェルの３個の六角形状リングが各蒸気抽出ウェルを包囲する。蒸気抽出ウェル４３１は６個のヒータウェル４３２のリングにより包囲することができる。１２固のヒータウェルの第２六角形パターン４３３はヒータウェルの内側リング４３２を包囲すると共に、ヒータウェル４３４の第３セットは第２リング４３３を包囲することができる。このパターンは約２４：１のヒータウェルと蒸気抽出ウェルとの比をもたらす。すなわち約２１．６５ｓ2のパターン面積にて、各ヒータウェルは約０．９０２ｓ2の面積を伴う。
【００８３】
図５は、抽出ウェルを三角形グリッドにて中心位置せしめうる（すなわち間隔Ｓにて頂点集中ヒータウェルからほぼ等間隔で位置する）ことができる。図５における各パターンの性質を表３に示す。図５Ａは、間隔Ｓにて約ｓの距離でライン離間した蒸気抽出ウェル５０１を有する三角形グリッドを示す。各蒸気抽出ウェルは３個のヒータウェル５０２により包囲することができる。各ヒータウェル５０２は３個の蒸気抽出ウェル５０１に隣接することができる。このように３個のヒータウェル５０２の各リング５０３はパターン１個につき１個の均等ヒータウェルに貢献する。このパターンは約１：１のヒータウェルと蒸気抽出ウェルとの比をもたらす。すなわち約０．８６６ｓ2のパターン面積にて、各ヒータウェルは約０．８６６ｓ2の面積を伴う。
【００８４】
図５Ｂは、ヒータウェル５１３の内側三角形リング５１２および外側三角形リング５１４を有する蒸気抽出ウェル５１１のパターンを示す。このパターンにて、蒸気抽出ウェルは約２ｓの間隔で離間することができ、ヒータウェルは全て他のグリッド位置に位置することができる。このようにして、内側リング２１２は抽出ウェル１個につき３個の均等ヒータウェルに寄与すると共に、外側リング５１４は抽出ウェル１個につき１個の均等ヒータウェルに寄与する。このパターンは約４：１のヒータウェルと蒸気抽出ウェルとの比をもたらす。すなわち約３．４６４ｓ2のパターン面積にて、各ヒータウェルは約０．８６６ｓ2の面積を伴う。
【００８５】
図５Ｃは、各蒸気抽出ウェルを包囲するヒータウェルの１個の内側三角形リングおよびヒータウェルの内側三角形リングを包囲する１個の不規則六角形リングを有する蒸気抽出ウェルのパターンを示す。蒸気抽出ウェル５２１は３個のヒータウェル５２２のリング５２３により包囲することができる。蒸気抽出ウェルは約３ｓの距離で離間することができる。９個のヒータウェルの不規則な六角形状リング５２４はヒータウェルの内側リング５２３を包囲することができる。このパターンは９：１のヒータ／抽出ウェルの比をもたらす。すなわち約７．７９４ｓ2のパターン面積にて、各ヒータウェルは約０．８６６ｓ2の面積を伴う。
【００８６】
図５Ｄは、ヒータウェルの３個のリングが各蒸気抽出ウェルを包囲するヒータウェルの三角形パターンの他の構成を示す。蒸気抽出ウェル５３１は３個のヒータウェルの内側リング５３２により包囲することができる。９個のヒータウェルの不規則な六角形状リング５３３はヒータウェルの内側三角形リング５３２を包囲することができ、ヒータウェルの不規則な六角形状リング５３４は第２リング５３３を包囲することができる。このパターンは約１６：１のヒータウェルと蒸気抽出ウェルとの比をもたらす。すなわち約１３．８５６ｓ2のパターン面積にて、各ヒータウェルは約０．８６６ｓ2の面積を伴う。
【００８７】
１実施例において、ヒータウェルの複数リングを有するウェルのパターンを使用した矯正方法（ここに説明）は、熱注入速度が蒸気抽出ウェルに対し現存土壌透過性を介して圧入しうる蒸気の量のみを発生するようにヒータの内側リングを付勢することを含む。加熱と共に透過性増大の領域が成長するにつれ、かつ内部六角形における土壌が乾燥するにつれ、汚染物が蒸気抽出ウェルまで移動しうる距離が初期汚染帯域の外側における拡張なしに実質的に増大する。このように熱を次いで蒸気抽出ウェルから更に加えることができる。
【００８８】
図３〜５に説明したパターンは、蒸気抽出ウェルまたは必要に応じヒータ−蒸気抽出ウェルを最初に付勢して蒸気抽出ウェルの近傍における土壌の透過性を増大させるよう操作することができる。代案として、１〜３個のヒータウェルを蒸気抽出ウェルの周囲に設置して、個々のウェルの設計および装着を単純化することができる。熱注入は最初に、蒸気抽出ウェルにて抽出される蒸気の量にほぼ等しい水蒸気を発生するのに要する量より若干少ない速度に制限することができる。空気を蒸気抽出ウェル中へ引き込むことができ、ただし引き抜き速度は水蒸気および汚染物をヒータウェルのパターン内で大気圧以下に維持するのに充分となるよう高くする。
【００８９】
蒸気抽出ウェル近くの領域が所望の透過性まで加熱された後、ヒータウェルを更に蒸気抽出ウェルから付勢することができる。加熱プロセスにより生ずる透過性の極めて顕著な増加のため、蒸気は熱が投入される点から大きい距離にて抽出することができる。
【００９０】
ここに説明した実施例は極めて緻密もしくは濃密な粘土質土壌により形成される透過性にて相当な増大をもたらすという利点を有する。汚染土壌の透過性は土壌の亀裂により必要に応じ増大させることができる。土壌は、１ヶ月もしくは数ヶ月の空気圧、水圧および爆発を含む幾つかの方法により亀裂させることができる。更に透過性は、液体の水を除去すると共に粘土層および土壌を水蒸気が排除される際に微粒化させかつ有機物質を酸化させる組み合わせによって形成させることもできる。透過性は、たとえば土壌の初期透過性に応じ、約１００〜約１０，０００倍だけ増大することができる。透過性の増大は汚染物を含有する蒸気を相当な距離にわたり輸送させうると共に、このようにして矯正に要する蒸気抽出ウェルの個数を減少させうる。蒸気抽出ウェル間の距離は熱注入が比較的低い初期速度から透過性が増大する際の顕著に大きい速度まで増大するので重要となる。
【００９１】
液体注入、並びに熱注入から利益を得る土壌矯正部位のパターンを図６Ａ〜図６Ｄに示す。図６Ａ〜６Ｄに示したウェルパターンは全て頂点集中ヒータウェルおよび抽出ウェルの三角形パターンである。三角形側部の間隔はｓに等しい。これらパターンにて抽出ウェル６０１、ヒータウェル６０２および流体注入ウェル６０３は、熱および流体を土壌の処理領域の全体に均一分布させるよう配置することができる。図６Ａは約２ｓの距離でライン離間された蒸気抽出ウェルパターンを示し、１パターン当たり６個の流体注入ウェル６０３（６×１／３−ウェルもしくは２個の均等ウェル）を有する。注入ウェルは、中心蒸気抽出ウェルの六角形パターンの周辺にほぼ位置する。更に、６個のヒータウェル（１／２−ウェル）６０２もパターンのほぼ周辺に位置して、３個の均等ヒータを１パターン当たりに与えることができる。
【００９２】
蒸気抽出ウェル間隔を拡大することにより、追加ヒータウェルをパターンとして位置せしめることができる。図６Ｂ〜Ｄは、追加ヒータを収容するこれらパターンの順次の拡大を示す。これらウェルパターンの性質を表４に示すと共に、たとえば表２におけるパターンと同様に決定される。１実施例において、蒸気抽出ウェル６０１は最大三角形列で配置することができ；その三角形列における流体注入器６０３は約１√３の線状ファクターだけ一層小さく；更にヒータウェル６０２の列は１／３、１／４などのファクターだけ一層小さくすることができる。
【００９３】
図６Ｄにおけるパターンの操作順序は次の通りである：
（１）減圧を加えると共に蒸気抽出ウェル６０１におけるヒータを付勢する；
（２）減圧が得られた際、内側リングヒータ６０４を付勢する；
（３）減圧が得られた際、中間リングヒータ６０５を付勢する；
（４）減圧が得られた際、外側リングヒータ６０６を付勢する；
（５）充分な減圧がウェル６０３で得られた際、注入流体を土壌中へ引き込むと共に蒸気抽出ウェル６０１で収集することを可能にする。
【００９４】
１実施例において、熱は流体の注入を開始する前に注入ウェルに加えることができる。代案として、ヒータにおける順次の各リングの付勢は所定の時間、注入される熱の量または蒸気抽出ウェルに一層近く位置するヒータウェルリングのフラップスに基づくことができる。
【実施例】
【００９５】
現場熱脱着法における土壌の加熱によりもたらされる透過性の増大を、熱脱着試験デモンストレーションの前後に土壌使用をコアリング（ｃｏｒｉｎｇ）して示した。有孔ヒータ−蒸気抽出ウェルからの４２日間の加熱の前後にコアリングを行った。１２個のヒータ−蒸気抽出ウェル（それぞれ１２フィートの深さ）を５フィート三角形間隔にて設けた。各ウェルのヒータを制御して約１６００°Ｆ（８７１℃）の最大ヒータ操作温度を維持した。初期熱投入はヒータ注入ウェルの１直線フィート当たり約５００ワットとした。その後、熱注入速度を、ウェルボアを包囲する土壌が加熱されてウェルのオーバーヒートを回避する際に、１フィート当たり約３５０ワットまで低下させた。水柱２５インチの減圧をヒータ抽出ウェルに最初に加えた。最初の４８時間の加熱に際し、減圧は水柱約５インチまで下降し、このレベルを維持すると共に、１２個のウェルの全体につき約５０〜７０ｓｃｆｍの蒸気発生を伴った。ヒータウェル間の中点に設置されたウェルの監視は水柱約１インチの減圧の初期圧力を示し、これは４２日間の加熱期間の終了時に水柱約４．５インチの減圧まで増大した。土壌における平均圧力勾配は、水柱約２４インチから約０．５インチまで４８倍だけ低下した。
【００９６】
ウェルを包囲する土壌を先ず最初に２０，０００ｐｐｍまでのポリ塩化ビフェニル（「ＰＣＢｓ」）で汚染させた。ＰＣＢを加熱プロセスにより３３ｐｐｂ未満の複合平均まで除去すると共に、全試料は１ｐｐｍ未満のＰＣＢの複合平均を有した。
【００９７】
加熱後に採取したコア試料は、土壌の多孔度および透過性の大きい増加を示した。多孔度は初期コア容積の約３０％から約４０％まで増大した。水平空気透過性（現場に水分を保持して測定）は約３×１０-3ミリダルシー（ｍｄ）から５０ｍｄまで増大した。垂直空気透過性は約１×１０-3ｍｄから３０ｍｄまで増大した。
【００９８】
この試料は、どのように加熱が土壌透過性を増大させるか、および従って遠方汚染物を土壌を介し輸送しうるかを示す。蒸気抽出ウェルの近くで開始した加熱を制御して、発生蒸気を蒸気抽出ウェルにより捕獲すると共に非汚染包囲土壌まで輸送しなかった。
【００９９】
ヒータウェルのリングにより包囲される蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ／蒸気抽出ウェルを使用する土壌矯正システムの利点は、これらウェルを順次に付勢して、土壌における汚染の大気中への移動を生ぜしめるような土壌における陽圧の発生を阻止する点である。ヒータウェルリングをタイムスケジュールに応じ或いはヒータウェルに影響を及ぼし或いはほぼ影響を与える際に、予め付勢されたウェルにより順次に付勢することができる。ヒータウェルにはエネルギーを、隣接蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルにより除去される蒸気の量よりも大である量の蒸気の発生を阻止するような速度にて供給することができる。
【０１００】
ヒータウェルのリングにより包囲される蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルを使用する土壌矯正システムの他の利点は、土壌矯正システムにおける蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルの個数を最適化させうる点である。現定数の蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルの使用は、多くの土壌矯正ウェルをヒータウェルにしうることにより土壌矯正システムの投資コストを減少させ、これは抽出ウェルよりも安価である。限定数の蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルの使用は、土壌から除去されたオフガスにおける汚染物を処理する処理施設の寸法、投資コストおよび運転費を減少させることができる。
【０１０１】
ヒータウェルのリングにより包囲される蒸気抽出ウェルおよび／またはヒータ−蒸気抽出ウェルを使用する土壌矯正システムの更なる利点は、システムが簡単、効率的、信頼性大および比較的安価となることを包含する。更に、このシステムは製造、装着および使用が容易である。
【０１０２】
本発明の各特徴を有する更なる改変および代案実施例は、この説明に鑑み当業者には明らかであろう。従って、この説明は単に例示として示したものであり、かつ本発明を実施する一般的方法を当業者に教示する目的である。ここに示しかつ説明した形態は実施例であると了解すべきである。ここに例示および記載したものにつき各部材および材料を代替することができ、部材およびプロセスを逆転させることもでき、更に本発明の或る種の特徴を独立的に利用することもでき、これらは全て本発明の利点に鑑み当業者には明らかであろう。従って本発明の思想および範囲を逸脱することなく、ここに説明した各部材につき多くの改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】地中に挿入されるウェルの実施例の断面図、
【図２】現場土壌矯正システムの実施例の略図、
【図３】４つのヒータ−抽出ウェルの比につき、ヒータウェルおよび蒸気抽出ウェルの垂直離間パターンの頂点集中列の平面図、
【図４】４つのヒータ／抽出ウェルの比につき、ヒータウェルおよび蒸気抽出ウェルのライン離間パターンの頂点集中列の平面図、
【図５】４つのヒータ／抽出ウェルの比につき、蒸気抽出ウェルの頂点集中ヒータウェルおよび三角形集中パターンの平面図、
【図６】蒸気抽出ウェル、ヒータウェルおよび流体注入ウェルの各種の列の平面図。
【符号の説明】
【０１０４】
１０１    ケーシング
１０３    開口
１０４    汚染土壌
１０５    非汚染土壌
１０６    界面
【図１】
2005506902.tif 000007
【図２】
2005506902.tif 000008
【図３】
2005506902.tif 000009
【図４】
2005506902.tif 000010
【図５】
2005506902.tif 000011
【図６】
2005506902.tif 000012
【国際公開パンフレット】
2005506902.tif 000013
2005506902.tif 000014
2005506902.tif 000015
2005506902.tif 000016
2005506902.tif 000017
2005506902.tif 000018
2005506902.tif 000019
2005506902.tif 000020
2005506902.tif 000021
2005506902.tif 000022
2005506902.tif 000023
2005506902.tif 000024
2005506902.tif 000025
2005506902.tif 000026
2005506902.tif 000027
2005506902.tif 000028
2005506902.tif 000029
2005506902.tif 000030
2005506902.tif 000031
2005506902.tif 000032
2005506902.tif 000033
2005506902.tif 000034
2005506902.tif 000035
2005506902.tif 000036
2005506902.tif 000037
2005506902.tif 000038
2005506902.tif 000039
2005506902.tif 000040
2005506902.tif 000041
2005506902.tif 000042
2005506902.tif 000043
2005506902.tif 000044
2005506902.tif 000045
2005506902.tif 000046
2005506902.tif 000047
2005506902.tif 000048
2005506902.tif 000049
2005506902.tif 000050
【手続補正書】
【提出日】平成15年11月6日(2003.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
１つもしくはそれ以上の熱源（２０３）から処理領域（１０２）の少なくとも１部へ熱を加え、ここで処理領域は汚染土壌（１０４）を含み；
熱を１つもしくはそれ以上の熱源から処理領域の少なくとも１部まで移動させ、ここで熱は処理領域にて少なくとも幾分かの化合物を気化させ；
処理領域から蒸気を除去し；
１つもしくはそれ以上の熱源から供給された熱を制御することにより陽圧が発生しないよう、処理領域の少なくとも１部にて蒸気の圧力を制御する
ことを特徴とする汚染土壌の矯正方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３０】
汚染土壌（１０４）内に複数の熱源（２０３）を設け；
汚染土壌内に少なくとも１つの蒸気除去箇所を設け；
少なくとも１つの除去個所（２０２）から蒸気を抜き取り；
汚染土壌における水の量を推定し；
汚染土壌にて陽圧が発生しないよう、汚染土壌の少なくとも１部に複数の熱源から熱を加える
ことを特徴とする汚染土壌の矯正方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５７】
汚染土壌を含む処理領域を矯正するのに適する土壌矯正システムにおいて：
少なくとも１つの蒸気除去システム（２０８）と；
少なくとも１つの熱源（２０３）と；
制御システム（２０９）と
からなり、制御システムは汚染土壌にて陽圧が発生しないよう圧力を制御するよう構成され、これには（１）少なくとも１つの熱源により土壌に供給される熱の量および（２）少なくとも１つの蒸気除去システムを介し土壌から除去される蒸気の量を制御することを特徴とする土壌矯正システム。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５９】
少なくとも１つの蒸気除去システムが少なくとも１つの蒸気抽出ウェル（２０２）からなる請求項５７に記載のシステム。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６０】
少なくとも１つの蒸気抽出ウェルが少なくとも１つのヒータ部材（１０７）からなる請求項５９に記載のシステム。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
ヘロン・Ｇ等：「塩素化溶剤の促進矯正のための土壌加熱：トリクロロエチレンで汚染されたシルト質低浸透性土壌における抵抗加熱および蒸気抽出に関する実験室研究」、エンバイロンメンタル・サイエンス・アンド・テクノロジー、アメリカン・ケミカル・ソサエティ、イーストン、ＰＡ、ＵＳ、第３２巻、ｎｏ．１０、１９９８年５月１５日、第１４７４−１４８１頁、ＳＰ０００７５１６７２  ＩＳＳＮ：００１３−９３６Ｘは、土壌の抵抗加熱を伴う蒸気抽出により土壌から塩素化炭化水素を除去するための実験室装置および試験を開示している。
米国特許第５，３６０，０６７号は、汚染土壌中への燃焼ガスの注入および必要に応じ土壌から汚染物を除去するための誘電加熱を開示している。
ＷＯ９８／５２７０４号は、燃焼ガスを水平埋設パイプに通過させると共に気化生成物を他の水平導管から除去して汚染物を土壌から除去することによる加熱を示唆している。
ＤＥ  １９６４８９２９号は、トラフ中心の方向および土地表面の方向にマイナス温度勾配を有する温度トラフを形成させる方法を示唆している。温度トラフは、汚染物の除去を行うため土地の表面の方向に前進させる。
ＤＥ  １９８２９３０号は、表面電極を使用して揮発性成分を移動させると共に、次いで揮発性成分を吸引により除去する高周波電気エネルギーによる土壌の加熱を示唆している。
土壌の汚染は多くの箇所にて問題になっている。「土壌」とは、土地における未固化および固化材料を意味する。土壌は、たとえば汚土、砂および岩石のような天然構成材料、並びにたとえば充填材のような他の材料を包含する。土壌は化学的、生物学的および／または放射性の各汚染物で汚染されることがある。土壌の汚染は、たとえば材料飛散、貯蔵容器からからの漏れ、および埋立て地の漏水のような各種の方法で生じうる。汚染物が滞水層または空気中へ移動すれば、更に大衆健康問題が生ずる。更に土壌汚染は、食物連鎖にて各種類に生物蓄積することにより食品供給物に移行することもある。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
化学処理に際し注入される材料は、汚染物を土壌から除去する抽出ウェルの方向に汚染を進行させるような形成されたドライブ流体とすることができる。ドライブ流体は水蒸気、二酸化炭素もしくは他の流体とすることができる。しかしながら土壌の不均質性および他の因子は、生物学的処理および／または化学処理を用いる土壌にて汚染物レベルの均一な低下を阻止することがある。更に流体注入は隣接土壌への汚染物の移動をもたらしうる。
不均質性が土壌に存在する。空気および蒸気は所定領域またはたとえば砂利床のような不均質土壌の層を優先的に流過する。空気および蒸気は、たとえば粘土床のような不均質土壌の他の領域または層を流過しないよう阻止されうる。更に、たとえば空気および蒸気は弱く圧縮された充填材におけるボイドを優先的に流過する傾向がある。空気および蒸気は過度に圧縮された充填材を流過しないよう阻止することができる。充填材における埋設された残骸は更に土壌を介する空気の流動を阻止しうる。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
或る種の場合、汚染土壌からの汚染物の除去は非実際的であるが、他の汚染物の除去が望ましいこともある。たとえば放射性物質で汚染された土壌は、たとえば水銀、水銀含有化合物、炭化水素および／または塩素化炭化水素のような他の汚染物で汚染されることもある。放射性物質の除去は不可能または非実際的であるが、土壌内の他の汚染物を除去もしくは減少させてこの種の汚染物が土壌を介し他の領域に移動するのを阻止することが望ましい。
従って本発明の具体例の目的は、現場加熱および蒸気抽出（ここで汚染物は初期位置から拡大されない）により揮発性成分を土壌から除去するための効果的方法およびシステムを提供することにある。
【特許文献１】
米国特許第５，３６０，０６７号
【特許文献２】
ＷＯ９８／５２７０４号
【特許文献３】
ＤＥ  １９６４８９２９号
【特許文献４】
ＤＥ  １９８２９３０号
【特許文献５】
米国特許第５，２２１，８５７号
【特許文献６】
米国特許第４，９８４，５９４号
【特許文献７】
米国特許第５，３１８，１１６号
【特許文献８】
米国特許出願第０９／５４９，９０２号
【特許文献９】
米国特許出願第０９／８３６，４４７号
【特許文献１０】
米国特許出願第０９／８４１，４３２号
【特許文献１１】
米国特許出願第１０／１３１，１２３号
【特許文献１２】
米国特許出願第０９／７１６，３６６号
【特許文献１３】
米国特許第３，６８４，０３７号
【特許文献１４】
米国特許第６，０３９，５０８号
【特許文献１５】
米国特許第５，４０３，１１９号
【特許文献１６】
米国特許出願第０９／１６８，７６９号
【非特許文献１】
ヘロン・Ｇ等：「塩素化溶剤の促進矯正のための土壌加熱：トリクロロエチレンで汚染されたシルト質低浸透性土壌における抵抗加熱および蒸気抽出に関する実験室研究」、エンバイロンメンタル・サイエンス・アンド・テクノロジー、アメリカン・ケミカル・ソサエティ、イーストン、ＰＡ、ＵＳ、第３２巻、ｎｏ．１０、１９９８年５月１５日、第１４７４−１４８１頁、ＳＰ０００７５１６７２  ＩＳＳＮ：００１３−９３６Ｘ


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
より深い汚染については、ヒータウェルを用いて熱を土壌に供給することができる。ビネガー等に係る米国特許第５，３１８，１１６号および米国特許出願第０９／５４９，９０２号、並びにビネガー等に係る米国特許出願第０９／８３６，４４７号（これらのそれぞれをここに参考のため充分引用する）は、汚染された裏面土壌を熱放射性もしくは誘導加熱で処理するＩＳＴＤ土壌矯正法を記載している。ウェリントン等に係る米国特許出願第０９／８４１，４３２号、ウェリントン等に係る米国特許出願第１０／１３１，１２３号、並びに「バリヤを用いる炭化水素含有構成からの現場回収」と題するウェリントンに係る２００２年１０月２４日付け出願の米国特許出願第１０／２７９２９１号はヒータおよび各種の装置を記載している。これら出願のそれぞれを参考のためここに充分引用する。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
各ウェルは土壌内に列およびカラムのパターンで配置することができる。ウェルの列をスタッガーさせて、各ウェルを三角形パターンにすることもできる。代案として、各ウェルを矩形模様、五角形模様、六角形模様またはそれ以上の多角形パターンで整列させることもできる。隣接ウェル間の間隔は実質的に一定間隔とすることができ、多角形ウェルパターンを三角形もしくは四角形の正規列で構成することができる。パターンの隣接ウェル間における間隔距離は約１ｍ（３フィート）〜約１３ｍ（４０フィート）もしくはそれ以上の範囲とすることができる。典型的な間隔距離は約２〜４ｍ（６〜１２フィート）である。高い熱移動容量を有する固化もしくは実質的に固化した土壌は隣接ウェル間に比較的大きい間隔を可能にする。未固化もしくは実質的に未固化の土壌はヒータウェル間の比較的小さい間隔を必要とする。或る種のウェルを正規パターンから外して、パターン内の障害を回避することができる。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ＩＳＴＤ土壌矯正法はＳＶＥシステムに比べ幾つかの利点を有する。汚染土壌に加えられる熱は土壌の温度を土壌内の汚染物の気化温度よりも高く上昇させる。土壌温度が土壌汚染物の気化温度を越えれば、汚染物は気化することができる。土壌に加えられる減圧は気化汚染物を土壌から抜き取ることができる。汚染物の余の１２個のウェルは中心蒸気抽出ウェルに対しその熱の１／２に寄与する。これら寄与の合計は約２６．１の蒸気抽出ウェルに対するヒータウェルの比をもたらす。すなわち約２３．３８２ｓ2のパターン面積にて、各ヒータウェルは約０．８９９ｓ2の面積を伴う。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
熱注入ウェルは約１ｍ（３フィート）〜約８ｍ（２５フィート）だけ分離することができる。更に分離は矯正の時間を延長させる。逆に、より狭い間隔はヒータウェルのコストを実質的に増大させる。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
図４Ｃは、各蒸気抽出ウェルを包囲するヒータウェルの２個の六角形リングを有する蒸気抽出ウェルのパターンの他の構成を示す。蒸気抽出ウェル４２１は６個のヒータウェル４２２のリング４２３により包囲することができる。蒸気抽出ウェルは約４ｓの間隔で離間させることができる。１２個のヒータウェルの第２六角形状リング４２４は内側リング４２３を包囲することができる。このパターンは、パターンの個数が一層大きくなるにつれて、１５：１に達するヒータウェルと蒸気抽出ウェルとの比をもたらす。すなわち約１３．８５ｓ2のパターン面
もしくは２個の均等ウェル）を有する。注入ウェルは、中心蒸気抽出ウェルの六角形パターンの周辺にほぼ位置する。更に、６個のヒータウェル（１／２−ウェル）６０２もパターンのほぼ周辺に位置して、３個の均等ヒータを１パターン当たりに与えることができる。
蒸気抽出ウェル間隔を拡大することにより、追加ヒータウェルをパターンとして位置せしめることができる。図６Ｂ〜Ｄは、追加ヒータを収容するこれらパターンの順次の拡大を示す。これらウェルパターンの性質を表４に示すと共に、たとえば表２におけるパターンと同様に決定される。１実施例において、蒸気抽出ウェル６０１は最大三角形列で配置することができ；その三角形列における流体注入器６０３は約１√３の線状ファクターだけ一層小さく；更にヒータウェル６０２の列は１／３、１／４などのファクターだけ一層小さくすることができる。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
現場熱脱着法における土壌の加熱によりもたらされる透過性の増大を、熱脱着試験デモンストレーションの前後に土壌使用をコアリング（ｃｏｒｉｎｇ）して示した。有孔ヒータ−蒸気抽出ウェルからの４２日間の加熱の前後にコアリングを行った。１２個のヒータ−蒸気抽出ウェル（それぞれ１２フィートの深さ）を１．４７ｍ（５フィート）三角形間隔にて設けた。各ウェルのヒータを制御して約８７１℃（１６００°Ｆ）の最大ヒータ操作温度を維持した。初期熱投入はヒータ注入ウェルの１直線メータ当たり毎秒約１６４０ジュール（１直線フィート当たり約５００ワット）とした。その後、熱注入速度を、ウェルボアを包囲する土壌が加熱されてウェルのオーバーヒートを回避する際に、１直線メータ当たり毎秒約１１４８ジュール（１フィート当たり約３５０ワット）まで低下させた。水柱０．６３５メータ（２５インチ）の減圧をヒータ抽出ウェルに最初に加えた。最初の４８時間の加熱に際し、減圧は水柱約０．１２５メータ（５インチ）まで下降し、このレベルを維持すると共に、１２個のウェルの全体につき毎分約１．４１６標準立方メータ（５０ｓｃｆｍ）〜毎分１．９８２標準立方メータ（７０ｓｃｆｍ）の蒸気発生を伴った。ヒータウェル間の中点に設置されたウェルの監視は水柱約２．５４ｃｍ（１インチ）の減圧の初期圧力を示し、これは４２日間の加熱期間の終了時に水柱約１１．４ｃｍ（４．５インチ）の減圧まで増大した。土壌における平均圧力勾配は、水柱約６１ｃｍ（２４インチ）から約１．２７ｃｍ（０．５インチ）まで４８倍だけ低下した。




【国際調査報告】
2005506902.tif 000051
2005506902.tif 000052
2005506902.tif 000053