(57)【要約】フリーズウェル（Ｆｒｅｅｚｅ  ｗｅｌｌ）を使用して、土壌矯正のための領域を分離することができる。フリーズウェルは処理領域の周囲に凍結バリヤを形成することができる。凍結バリヤは、流体が処理領域中へ流入するのを阻止することができる。更に凍結バリヤは、処理領域からの汚染の移動を阻止することもできる。凍結バリヤを使用して、処理領域の全周辺を包囲することができる。更に凍結バリヤを処理領域の上または下に形成させることもできる。フリーズウェルを土壌矯正に先立ち付勢して、凍結バリヤを土壌矯正が開始される際に形成させる。土壌矯正は任意の種類の土壌矯正システム（熱土壌矯正システムを含む）により達成することができる。熱土壌矯正システムのヒータは、矯正に際しバリヤを突破することなく凍結バリヤに近接位置せしめることができる。
2005516751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフリーズウェルを、処理すべき土壌の周辺に沿ったパターンで設置し；
フリーズウェルに隣接した土壌を冷却して凍結バリヤを形成させ；
土壌を矯正して土壌内の汚染物レベルを減少させる
ことを特徴とする土壌汚染矯正方法。
【請求項２】
矯正をバリヤの形成後に開始する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
水をフリーズウェルに隣接した土壌に添加することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
複数のフリーズウェルの設置が、フリーズウェルを予備穿設ウェルボアに形成することからなる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
複数のフリーズウェルの設置が、フリーズウェルのためのケーシングを土壌中へ圧入することからなる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
複数のフリーズウェルの設置が、フリーズウェルのためのケーシングを土壌中へ振動挿入することからなる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数のフリーズウェルの設置が、フリーズウェルケーシングを土壌に設置すべくコイルチューブの装備を使用することからなる請求項１に記載の方法。
【請求項８】
複数のフリーズウェルの設置が、凍結剤導管をウェルボアに設置することからなる請求項１に記載の方法。
【請求項９】
複数のフリーズウェルの設置が、第１列のフリーズウェルを土壌中に設置すると共に、第２列のフリーズウェルを第１列のフリーズウェルからオフセットして側部に設置することからなる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
第１列におけるフリーズウェルと第２列におけるフリーズウェルとの間の間隔が、第１列における隣接フリーズウェル間の間隔の約半分である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第１列のおけるフリーズウェルおよび第２列におけるフリーズウェルをオフセットしてフリーズウェルの二等辺三角形パターンを形成させる請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
複数のフリーズウェルの設置がフリーズウェルの１部を指向穿設して、フリーズウェルが付勢された際に側部凍結バリヤと底部凍結バリヤとを形成するようしてなる請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
複数のフリーズウェルの設置がフリーズウェルの１部を指向穿設して、フリーズウェルが側部凍結バリヤと頂部凍結バリヤとを形成するようにしてなる請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
複数の凍結ウェルの設置がフリーズウェルの１部のウェルボアを傾斜させて、フリーズウェルの「Ｖ」形状パターンを形成させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
フリーズウェルに隣接した土壌の冷却が、フリーズウェルに隣接した流体流動を阻止すると共に土壌からの熱をフリーズウェルに移動させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
土壌を矯正するに先立ち土壌から水をポンピングすることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
フリーズウェルの内方向および外方向に圧電水ヘッド圧を測定して、凍結バリヤが形成される時点を決定することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
土壌を矯正する前に、凍結バリヤの完結を試験すべくトレーサ試験を使用することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
土壌の冷却が、極低温流体をフリーズウェルに設置すると共に土壌からの熱を極低温流体に移動させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
土壌の冷却が、凍結液をフリーズウェルに循環させると共に土壌からの熱を凍結液に移動させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
凍結液が塩化カルシウムブラインからなる請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
凍結液が塩化リチウムブラインからなる請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
土壌の冷却が、凍結剤を気化−圧縮サイクルに際しフリーズウェルを介し循環させて、熱を土壌から凍結剤まで移動させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
土壌の矯正が、土壌を加熱すると共にオフガスを土壌から除去することからなる請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
土壌の矯正が、土壌を土壌に設置されたヒータにより加熱すると共にオフガスを土壌から除去することからなり、更に凍結バリヤをヒータ始動に先立ちヒータの少なくとも１つを包囲するよう配置する請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
土壌の矯正が、電流を土壌に加えて土壌を抵抗加熱すると共に、凍結バリヤが電流を処理領域から出ないよう阻止する請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
土壌の矯正が、ドライブ流体を土壌中へ導入して汚染を抽出ウェルの方向に移動させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
土壌の矯正が、化学反応体を土壌中へ導入して汚染物と反応させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
土壌の矯正が、生物学的反応体を土壌中へ導入して汚染物と反応させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
土壌中へ土壌汚染を介し土壌汚染の下の土壌層にウェルボアを設置し、第２の複数のフリーズウェルを土壌汚染の下の土壌層に隣接したウェルボアに設置し、更に第２複数のフリーズウェルにより土壌層を冷却して底部凍結バリヤを形成させることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
グランドカバーを汚染土壌の上に形成させると共に、グランドカバーを凍結バリヤに封止することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
処理領域の周辺の１部にわたり設置されたフリーズウェル、すなわち流体が処理領域に対し流入もしくは流出するのを阻止する凍結バリヤを土壌に形成させたフリーズウェルと；
処理領域に設置された土壌矯正システム、すなわち処理領域にて土壌内の汚染を減少させるよう配置された土壌矯正システムと
を備えることを特徴とする土壌矯正システム。
【請求項３３】
フリーズウェルが２列のフリーズウェルを備え、第１列のフリーズウェルを第２列のフリーズウェルからオフセットして、各フリーズウェルが実質的に２等辺三角形パターンとなるようにした請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
フリーズウェルの１部を土壌に指向位置せしめて、フリーズウェルが凍結側部バリヤと凍結底部バリヤとを形成するよう配置されてなる請求項３２に記載のシステム。
【請求項３５】
フリーズウェルの１部が土壌中に角度をもったウェルボアからなり、角度付きウェルボアを有するフリーズウェルにより形成される凍結バリヤの１部が「Ｖ」形状を有するようにしてなる請求項３２に記載のシステム。
【請求項３６】
フリーズウェルがケーシングからなると共に、極低温流体をケーシングに設置してフリーズウェルに隣接した土壌を冷却する請求項３２に記載のシステム。
【請求項３７】
フリーズウェルが開口ウェルボアからなり、極低温流体を開口ウェルボアに入れてフリーズウェルに隣接した土壌を冷却する請求項３２に記載のシステム。
【請求項３８】
複数のフリーズウェルを互いに連結させると共に、凍結システムが凍結剤を複数のフリーズウェルを介し循環させる請求項３２に記載のシステム。
【請求項３９】
凍結システムが気化−圧縮サイクルの凍結システムを備える請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
複数のフリーズウェルにおける１個のフリーズウェルがケーシングおよび入口チューブからなり、凍結剤が入口チューブおよび入口チューブとケーシングとの間の環状空間を介しケーシング中へ流入する請求項３８に記載のシステム。
【請求項４１】
複数のフリーズウェルのうち１個のフリーズウェルがケーシングおよびコイルチューブからなる請求項３８に記載のシステム。
【請求項４２】
複数のフリーズウェルのうち１個のフリーズウェルが、開口ウェルボア内に設置されたコイルチューブからなる請求項３８に記載のシステム。
【請求項４３】
土壌矯正システムが現場熱脱着土壌矯正システムからなる請求項３２に記載のシステム。
【請求項４４】
土壌矯正システムが土壌蒸気抽出の土壌矯正システムからなる請求項３２に記載のシステム。
【請求項４５】
土壌矯正システムが流体注入土壌矯正システムからなり、注入される流体が汚染を抽出ウェルの方向に移動させるよう配置されたドライブ流体である請求項３２に記載のシステム。
【請求項４６】
土壌矯正システムが流体注入システムからなり、注入される流体が土壌内の汚染を減少させるよう配置された反応体である請求項３２に記載のシステム。
【請求項４７】
土壌矯正システムが現場熱脱着土壌矯正システムからなり、土壌を土壌抵抗加熱により加熱する請求項３２に記載のシステム。
【請求項４８】
土壌矯正システムのための凍結バリヤの形成方法において：
処理領域の周辺の１部に沿って各フリーズウェルのための土壌における複数のウェルボアを形成させ；
第１極低温流体をウェルボアに設置して、このウェルボアに隣接した凍結バリヤを形成させることにより流体が土壌からウェルボア中に流入するのを阻止し；
凍結バリヤを外方向に拡張させ；
土壌矯正システムを処理領域に装着する
ことを特徴とする凍結バリヤの形成方法。
【請求項４９】
第１極低温流体が液体窒素からなる請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
水を選択ウェルボアに設置して、これらウェルボアに隣接した土壌を飽和させると共に、過剰の水をウェルボアから除去することを更に含む請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
外方向への凍結バリヤの拡張が第１極低温流体を第２極低温流体で代替させることからなり、第２極低温流体が第１極低温流体よりも高い温度かつより安価な流体からなる請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
第１極低温流体が液体窒素からなり、第２極低温流体がドライアイスおよび低凍結点流体の浴からなる請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
処理領域の周辺の１部に沿って土壌に設置されたフリーズウェル、すなわち側部凍結バリヤを形成するよう配置されたフリーズウェルと；
処理領域に設置されて、土壌矯正ウェルの第１部分が土壌汚染の下から透過性土壌層中に延びる土壌矯正ウェルと；
導管の１部内の凍結剤導管、すなわち汚染土壌の下の透過性土壌層に底部凍結バリヤを形成させうる凍結剤導管と
からなることを特徴とする土壌矯正システム。
【請求項５４】
フリーズウェルが２列のフリーズウェルからなり、第１列のフリーズウェルが第２列のフリーズウェルからオフセットされてフリーズウェルが実質的に二等辺三角形パターンとなるようにしてなる請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
処理領域の上方にグランドカバーを備えると共に側部凍結バリヤに封止することを更に含む請求項５３に記載のシステム。
【請求項５６】
処理領域の周辺の１部に沿って凍結バリヤを形成させることにより、流体が処理領域中へ流入するのを阻止し；
処理領域内の土壌を加熱し；
汚染を土壌から除去する
ことを特徴とする土壌の矯正方法。
【請求項５７】
凍結バリヤの形成が、フリーズウェルに隣接した土壌に水を添加すると共にフリーズウェルに隣接した土壌を冷却して水を固化させることからなる請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
凍結バリヤの形成が、フリーズウェルに隣接した土壌を冷却して土壌内の水を固化させることからなる請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】
凍結バリヤの形成が、千鳥状パターンで配置された２列のフリーズウェルを用いて土壌を冷却することからなる請求項５６に記載の方法。
【請求項６０】
処理領域の内部および処理領域の外部に設置された圧電計を使用して凍結バリヤの形成の完結を決定することを更に含む請求項５６に記載の方法。
【請求項６１】
トレーサ試験を用いて凍結バリヤの完全形成を試験することを更に含む請求項５６に記載の方法。
【請求項６２】
グランドカバーを処理領域の上方に設置すると共に、グランドカバーを凍結バリヤに封止することを更に含む請求項５６に記載の方法。
【請求項６３】
土壌の加熱が、熱を土壌におけるヒータウェルから土壌に加えることを更に含む請求項５６に記載の方法。
【請求項６４】
凍結バリヤが、ヒータウェルを始動させて土壌を加熱する前に、各ヒータウェルの少なくとも１個のヒータウェルを包囲する請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
土壌からの汚染の除去が、オフガスを抽出ウェルを介し土壌から除去することからなる請求項５６に記載の方法。
【請求項６６】
抽出ウェルの１部を注入ウェルに変換させると共に、流体を注入ウェルを介し処理領域中へ導入することを更に含む請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
注入ウェルを抽出ウェルに戻すことを更に含む請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
流体を注入ウェルを介し土壌中へ挿入して、土壌からの汚染の除去を促進させることを更に含む請求項５６に記載の方法。
【請求項６９】
土壌の加熱が、電流を土壌に加えて土壌を抵抗加熱することからなる請求項５６に記載の方法。
【請求項７０】
複数の土壌矯正ウェルを処理領域中へ導入することを更に含み、土壌矯正ウェルの１部を土壌を加熱するよう配置すると共に、汚染土壌の下の土壌を冷却して選択土壌矯正ウェルの底部を用い底部バリヤを形成させる請求項５６に記載の方法。
【請求項７１】
フリーズウェルが凍結バリヤを形成し、選択フリーズウェルを指向穿設させて、選択フリーズウェルが周辺凍結バリヤと底部凍結バリヤとを形成するようにしてなる請求項５６に記載の方法。
【請求項７２】
フリーズウェルを処理領域の周辺の１部に沿って装着し；
水ウェルをフリーズウェルの第１側部に装着し；
水ウェルを使用してフリーズウェルに隣接した水流を阻止し；
フリーズウェルを用いて凍結バリヤを形成させ；
土壌矯正システムを処理領域に装着する
ことを特徴とする土壌の矯正方法。
【請求項７３】
処理領域における土壌を土壌矯正システムにより矯正することを更に含む請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
土壌矯正システムが現場熱脱着土壌矯正システムからなる請求項７２に記載の方法。
【請求項７５】
凍結バリヤの形成後に水ウェルを試験ウェルに変換させることを更に含む請求項７２に記載の方法。
【請求項７６】
水ウェルをフリーズウェルの第２側部に装着することを更に含む請求項７２に記載の方法。
【請求項７７】
フリーズウェルが、千鳥状パターンで設置された２列のフリーズウェルからなる請求項７２に記載の方法。
【請求項７８】
水ウェルをフリーズウェルの第２側部に装着すると共に、フリーズウェルの第１側部における水ウェルとフリーズウェルの第２側部における水ウェルとを操作して、フリーズウェルに隣接した土壌に対する水流過を阻止することを更に含む請求項７２に記載の方法。
【請求項７９】
吸引ウェルの使用を更に含んで凍結バリヤの形成後に水を処理領域から除去する請求項７２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に土壌矯正に関するものである。本発明の具体例は、たとえば現場熱脱着土壌矯正法におけるような熱プロセスを施すための処理領域の分離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。
【００１５】
土地中における水の存在はしばしば構築プロジェクトにつき問題となる。この水存在および／または水リチャージの問題は、或る種の構築プロジェクトにつき克服せねばならない。選択領域への水移行に対するバリヤを、選択領域を包囲するフリーズ壁部の形成により確立することができる。作業部位に隣接した土壌を安定化させると共に作業部位への水移行を阻止するためのフリーズ壁部の使用は、トンネルおよびシャフトの構築に際しおよび穴掘り作業に際し実施されている。作業部位におけるフリーズウェルの典型的用途にて、フリーズウェルは土壌および凍結水の壁部に挿入されて土壌が選択領域の周囲に形成される。選択領域内の土壌は、かくして穴を形成すべく掘られる。支持体が壁部を保護して、フリーズ穴を落ち込ませないようにすることができる。フリーズ壁部は、充分な支持体が装備されて壁部の崩壊を防止する際、解凍させることができる。代案として、土壌の除去により形成された穴の内部の作業は水および土壌の凍結壁部に依存して完了され、穴が崩壊しなうよう防止される。水および土壌の凍結壁部はウェル内の作業が完了した後に解凍させることができる。
【００１６】
参考のためここに充分示すような引例として引用するリャングストロームに係る米国特許第２，７７７，６７９号は、炭化水素生産にかけるべき帯域の周辺を規定する凍結バリヤの形成を記載している。帯域内の材料は、加熱前線を材料を介し対流的に前進させて熱分解生成物を生成ウェルの方向へ進めることにより、熱分解される。ここに充分示されるような引例として引用するクリーグ等に係る米国特許第４，８６０，５４４号は、土地の表面領域（すなわち拘束部位）から下方向に延びる所定容積の周囲に閉鎖極低温バリヤ密閉システムを確立することを記載している。
【特許文献１】米国特許第２，７７７，６７９号
【特許文献２】米国特許第４，８６０，５４４号
【特許文献３】米国特許第５，２２１，８５７号
【特許文献４】米国特許第４，９８４，５９４号
【特許文献５】米国特許第５，３１８，１１６号
【特許文献６】米国特許出願第０９／５４９，９０２号
【特許文献７】米国特許第０９／８３６，４４７号
【特許文献８】米国特許出願第０９／８４１，４３２号
【特許文献９】米国特許出願第１０／１３１，１２３号
【特許文献１０】米国特許出願第０９／７１６，３６６号
【非特許文献１】Ｃ．Ｓ．マシュース・アンド・Ｄ．Ｇ．ラッセル著、「ＳＰＥモノグラフ、１９６７」
【発明の開示】
【００１７】
フリーズウェルを使用して、汚染土壌の処理領域の周辺にバリヤを形成することができる。「フリーズウェル」とは、地層の１部を土地内の水を凍結させるのに充分な温度まで冷却すべく使用される、土地におけるウェルもしくは開口部を意味する。「処理領域」とは、現場土壌矯正法により処理すべき土壌の容積を意味する。フリーズウェルは周辺に沿って凍結バリヤを形成することができる。バリヤは不透過性（非浸透性）とすることができる。バリヤは、流体が処理領域に対し流入もしくは流出するのを阻止することができる。処理領域からの流体流出の阻止は、汚染土壌から非汚染土壌への汚染の拡大を防止することができる。処理領域中への流体流入の阻止は、処理領域から除去される流体の量を減少させる。処理領域から除去される流体の減少量は、土地から除去される流体を処理する装置の寸法、価格および操作経費を減少させる。処理領域への流体流入の阻止は処理領域への水流入を制限することができる。現場熱脱着（ＩＳＴＤ）矯正システムの場合、処理領域への水流入の阻止は土壌の矯正を経済上可能にする。
【００１８】
フリーズウェルを利用するシステムの具体例において、フリーズウェルはこれらフリーズウェルに隣接した土壌における水を固化させて、隣接フリーズウェル間にアイスバリヤを形成する。フリーズウェルは、矯正すべき処理領域を包囲する水飽和帯域に装着することができる。フリーズウェルは処理領域中への水再充填を阻止するバリヤを形成することができる。フリーズウェルの付勢は、凍結バリヤを形成してバリヤを横切る流体流動を防止する。フリーズウェルを位置せしめる土壌が著量の水を幾つかの箇所で含まなければ、水をウェルから注入し或いはフリーズウェルに隣接した表面から土壌中へ水を移動させて、フリーズウェルが水を凍結バリヤまで凍結させるようにすることができる。フリーズウェルを利用するシステムの具体例において、凍結バリヤにより規定される処理領域内の地下水面レベルの上昇は凍結バリヤの形成を確認する。処理領域の周囲におけるバリヤの形成後、バリヤの厚さはバリヤが拡大するにつれて増大する。拡大するバリヤは処理領域内の圧電水ヘッド圧の変化をもたらしうる。フリーズウェルの内側に位置する圧電計、並びにフリーズウェルの外側に位置する圧電計を使用して、土壌内の水ヘッド圧を測定することにより凍結バリヤが形成された時点を決定することができる。
【００１９】
他の具体例において、バリヤの完全性は「ドローダウン試験」を用いて決定することができる。処理領域の周囲に相互接続された凍結バリヤを形成するため充分な時間が経過した後、突然の圧力減少パルスが処理領域に発生する。圧力減少パルスは、処理領域内のウェルに減圧をかけて発生することができる。処理領域の外部および／または処理領域の内部におけるウェルを監視する際の圧力応答を使用して、フリーズウェルにより形成されたバリヤの特性を決定することができる。凍結バリヤが処理領域の周囲に形成された場合は、処理領域の外部におけるモニターウェルは処理領域内のドローダウンにより影響を受けない。処理領域内のドローダウンに対する時間応答の測定を使用して、凍結バリヤの厚さおよび深さを測定することができる。更に時間応答を使用して、地層におけるブリーチの位置を確認することもできる。ブリーチの位置が見出されれば、追加冷却能力を隣接ウェル中に指向させることができ、これには隣接フリーズウェルへの凍結剤の流速を増大させる。代案として、他のフリーズウェルを、周辺バリヤを完了する追加凍結土壌を発生するブリーチを含んだ各フリーズウェル間の土壌に挿入することもできる。
【００２０】
吸入ポンプおよび／またはインゼクタを凍結バリヤの形成中および／または形成後に使用することができる。水が流過する処理領域にて、吸入ポンプおよび／またはインゼクタを凍結バリヤが形成するよう水の流動を減少させるべく操作することができる。１具体例において、吸引ウェルは、凍結バリヤを形成させるべき箇所の内側および外側に装着される。吸引ウェルは内側吸引ウェルと外側吸引ウェルとの間の圧力差を最小化すべく操作され、内側吸引ウェルと外側吸引ウェルとの間の流体流動が最小化するようにする。フリーズウェルを付勢させて、相互接続された低温帯域（すなわち凍結バリヤを形成するのに必要な温度以下である）を形成させる。低温帯域の形成後、吸引ウェルに供給される出力を減少させて、水または他の流体が吸引ウェル間の低温領域に流入しうるようにする。水または他の流体は低温帯域にて凍結することができる。
【００２１】
或る種の土壌矯正システムの具体例においては吸入ポンプを使用して、処理領域内のヒータウェルの付勢の前または付勢と同時に、土壌から水を除去することができる。吸引ポンプは水を除去して、土壌矯正に際しヒータウェルが気化させるのに要する水の量を減少させる。土壌から除去された水を処理施設で処理して、水における汚染を除去または減少させることができる。
【００２２】
フリーズウェルにおける凍結剤は各フリーズウェル間に凍結バリヤを形成させるよう充分低くフリーズウェル間の土壌温度を低下させることができる。低温帯域における水の存在は凍結バリヤの形成を可能にする。凍結バリヤはモノリスの不透過性構造とすることができる。凍結バリヤが確立された後、凍結バリヤを維持するのに要するエネルギ要求は、凍結バリヤを確立するのに要するエネルギーコストと比較して顕著に減少することができる。或る種の具体例において、コストの減少は１０倍もしくはそれ以上である。他の具体例において、コストの減少は大して劇的でなく、たとえば約３倍もしくは４倍のファクタだけ減少する。
【００２３】
フリーズウェルは、処理領域の周辺または周辺の１部にわたり１列にて土地に挿入することができる。より厚い凍結バリヤを確立するには、２列もしくはそれ以上の列のフリーズウェルを処理領域の周囲に装着することができる。フリーズウェルの列を千鳥状にして、個々のフリーズウェル間に短い分離間隔を与え、厚い凍結バリヤがフリーズウェルにより形成されるようにする。現場熱脱着（ＩＳＴＤ）矯正システムにつきヒータウェルおよび／または抽出ウェルを、フリーズウェルの挿入前、挿入と同時または挿入後に地中に挿入することができる。フリーズウェルをヒータウェルに先立ち付勢させて、凍結バリヤを熱が処理領域に加えられる前に確立させることができる。加熱を開始する前に、凍結バリヤを形成させることにより、熱前線は決して凍結バリヤを越えず、突破もしない。
【００２４】
凍結剤をフリーズウェル内に循環させて凍結バリヤを形成することができる。代案として、凍結剤をその循環なしにウェル内に設置することもできる。土壌は熱を凍結剤に移動させる。凍結剤は任意の種類の凍結剤（限定はしないが凍結ブライン、たとえば塩化カルシウムブラインもしくは塩化リチウムブライン）；極低温流体（たとえば液体窒素）；炭化水素凍結剤；冷却ガス（たとえば二酸化炭素、窒素もしくは空気）；および／またはドライアイスまたはドライアイスと液体（エタノール、グリコールまたは他の低凍結点液体）浴を包含する）とすることができる。気化サイクルをフリーズウェルにて使用することができる。凍結剤をフリーズウェルに循環させれば、凍結剤を凍結ユニットに通過させる前にこの凍結剤を幾つかのウェルに循環させることができる。凍結ユニットを使用して凍結剤を所望温度まで冷却することができ、或いは凍結ユニット比は気化サイクルを利用すれば流体を液化させることもできる。
【００２５】
土壌矯正システムの凍結バリヤを形成させるべく選択される凍結システムおよび凍結剤の種類は多くの因子に基づいている。この種の因子は限定はしないが、凍結バリヤを形成するのに要する時間；経済性；凍結剤が受ける最低の温度および最も暖かい温度；潜在的凍結剤放出、漏れもしくは飛散に関する環境問題；並びに土地内に凍結バリヤを形成するのに要する温度を包含する。水の凍結温度（標準温度および圧力にて０℃）よりも顕著に冷たい凍結剤温度は塩形成流体の凍結点降下を補償するのに必要とされる。
【００２６】
フリーズウェルを現場熱脱着（ＩＳＴＤ）土壌矯正システムと一緒に使用して、処理領域内の土壌の温度を上昇させ、土壌内の汚染物を気化および／または破壊することができる。フリーズウェルは処理領域の周囲または処理領域の１部の周囲に凍結バリヤを形成することができる。フリーズウェルは凍結バリヤを形成して、凍結バリヤの外側における土壌の温度上昇を阻止することができる。凍結バリヤは処理領域に対する流体の流入もしくは流出を阻止することができる。
【００２７】
土壌および水の物理的性質は、熱を土壌に加える際に溶融しない凍結バリヤの形成を可能にする。土壌ヒータは、フリーズウェルにより確立された凍結バリヤを突破することなしに、フリーズウェルに近接設置することができる。凍結飽和土壌は典型的には、熱乾燥土壌よりも顕著に高い熱分散性を有する。熱い乾燥土壌および冷たい飽和土壌の熱分散性における相違は、低温帯域が高温帯域よりも急速に波及することを予測させる。フリーズウェルにより確率および維持される定温帯域の迅速波及は、土壌ヒータにより形成された高温帯域が土壌矯正に際し低温帯域中へ溶融しないよう阻止する。バリヤを形成するための低温および土壌を矯正するための熱の併用を可能にする他の因子は、低温ウェルを始動させて土壌ヒータの始動に先立ち凍結バリヤを形成させることである。たとえば凍結土壌の形成速度、フリーズウェルと土壌ヒータとを分離する距離、および／または土壌特性のような各因子は、フリーズウェルの始動と土壌ヒータの始動との間の時間差を決定して、フリーズウェルが土壌の矯正に際し突破されない凍結バリヤを形成するようにする。土壌矯正システムの具体例にてヒータウェルは、これらヒータウェルをフリーズウェルにより確立された凍結バリヤを突破溶融することなくフリーズウェルに対し約０．３ｍのように近接配置することができる。他の具体例においては、ヒータウェルをフリーズウェルから０．３ｍより近くまたは０．３ｍより大きく離間配置することができる。或る種の具体例において、ヒータウェルはフリーズウェルから０．６ｍもしくはそれ以上に位置せしめることができる。
【００２８】
処理領域における各ウェルの装着に際し、ヒータウェルの最外リングはフリーズウェルが凍結バリヤを確立する領域に位置せしめることができる。ヒータウェルの始動に先立つ凍結バリヤの確立は、ヒータウェルが矯正につき付勢される時点でバリヤをヒータウェルが突破しないよう阻止することができる。土壌矯正システムの実施例においては、フリーズウェルを処理領域の周囲の２つのリングに位置せしめ、各ヒータウェルをフリーズ壁部の内側リングが凍結バリヤを形成する領域に位置せしめる。土壌矯正システムの具体例において、ヒータウェルは隣接フリーズウェル間に設置することができる。たとえばヒータウェルを２個の隣接フリーズウェルの中間に設置することができる。
【００２９】
ＩＳＴＤ土壌矯正システムの処理領域に流入する水量の制御は極めて重要である。土壌矯正システムを水再充填領域にて操作すべき場合、流入する水は流入水の気化を伴って極めて増大したエネルギ消費をもたらす。更に流入水は処理領域内の土壌温度を水の気化温度よりも高い温度まで上昇させることを不可能にする。処理領域中への水の移動を阻止するには、横方向の水移動もしくは流動を停止させることのみをフリーズウェルは必要とする。土壌の水平方向透過性は土壌の垂直方向透過性よりも大であり、或いはアクイタード（ａｑｕｉｔａｒｄ）が存在して土壌内での水の上方向垂直移動を阻止することができる。
【００３０】
フリーズウェルを利用する土壌矯正システムの具体例において、フリーズウェルは処理領域の周辺を包囲することができる。土壌矯正システムの代案具体例において、フリーズウェルは処理領域の周辺の部分に沿ってのみ設置することもできる。たとえばフリーズウェルを処理領域の北縁部に沿って水移動に対しバリヤを形成すべく設置することもできるが、この種のバリヤは処理領域の南縁部に沿っては必要とされない。
【００３１】
凍結バリヤを形成するフリーズウェルを非汚染土壌または実質上非汚染土壌に設置することができ、フリーズウェルにより形成された凍結バリヤが著量の汚染物を含有しなうようにする。或る種の土壌矯正システムの具体例において、フリーズウェルはヒータ部材と共に形成することができ、或いは凍結部材をウェルボアから除去すると共にヒータ部材をフリーズウェルのウェルボアに装着することもできる。フリーズウェルの内側における土壌の矯正の完了、並びにフリーズウェルおよびバリヤの熱エネルギの利用の後、ヒータ部材を付勢して予め凍結した土壌を加熱することができる。土壌内の蒸気は、優先的に土壌矯正システムの抽出ウェルの方向へ流動する。更にヒータウェルに変換されたフリーズウェルの幾つかまたは全部を抽出ウェルとすることができる。大土壌汚染領域はセクション毎に処理することができる。
【００３２】
土壌矯正システムの或る種の具体例においては、処理領域の下方からの流体流入を阻止することが望ましい。処理領域内にウェルパターンを確立すると共に、フリーズウェルを処理領域の周辺に沿って設置し、かつ土壌矯正ウェルを処理領域の内部に設置する。土壌矯正ウェルはヒータウェル、抽出ウェルおよび／またはヒータ／抽出ウェルとすることができる。土壌矯正ウェルは、凍結ウェルを確立することが望ましい深さまで土壌内に装着することができる。凍結バリヤの深さは汚染された土壌の帯域よりも１ｍまたはそれ以上とすることができる。凍結ラインを土壌矯正ウェルに装着することができる。凍結ラインは、各ウェルの下側部分を除き、土壌による熱移動を阻止する絶縁部を含む。凍結システムを土壌矯正システムの付勢前に長時間（たとえば数ヶ月）にわたり付勢させて、処理領域内に底部凍結バリヤを形成することができる。土壌矯正システムの具体例において、凍結ラインはバリヤの形成後にウェル内に残留することができる。凍結ラインは、底部凍結バリヤを維持するため土壌矯正過程の加熱期間に際し使用してもしなくてもよい。代案具体例において、凍結ラインはバリヤの形成後かつ土壌矯正過程の加熱期間の開始前に土壌矯正ウェルから除去することもできる。
【００３３】
下方からの流体移動を阻止する土壌矯正システムの或る種の具体例において、フリーズウェルは傾斜配向にて装着することができる。フリーズウェルは、「Ｖ」もしくは「Ｕ」形状パターンを形成するよう配向させることができる。或る種の具体例において、ウェルは千鳥状配置で位置せしめることができ、或いはウェルを第１側における処理領域に入ると共に処理領域の第２側にて処理領域から出るよう指向穿設することができる。ヒータウェルおよび／または熱ブランケットをフリーズウェルの「Ｖ」もしくは「Ｕ」パターンの脚部の間に設置することができる。垂直位置せしめたフリーズウェルを「Ｖ」もしくは「Ｕ」形状パターンの端部に沿って設置することもできる。
【００３４】
フリーズウェルおよび土壌矯正ウェルは、矯正すべき処理領域内に装着することができる。処理領域の程度は、既知スピルの程度に基づき、或いは土壌試料採取もしくはウェル監視から測定される汚染の程度に基づいている。土壌矯正システムは、処理領域内の装着することができる。土壌矯正システムは処理領域の頂部に設置されたヒータブランケットおよび／または処理領域中に装着されたヒータウェルを備えることができる。フリーズウェルは、処理領域の周辺に或いはその選択部分に沿って装着することができる。
【００３５】
ドライブ流体をフリーズウェルを用いる土壌矯正システムと一緒に使用することができる。ドライブ流体を使用して土壌内の汚染物を抽出ウェルの方向に移動させることができる。或る種の具体例においては、幾つかの抽出ウェルを注入ウェルに変換させてドライブ流体を土壌中へ注入することを可能にし、これには各ウェルを減圧システムから取り外すと共に各ウェルを注入システムに取り付ける。抽出ウェルのリングを注入ウェルに変換することもできる。ドライブ流体をウェルを介し土壌中へ注入した後、注入ウェルを抽出ウェルに戻すこともでき、これには各ウェルを減圧システムに再び取り付ける。ドライブ流体を土壌矯正過程の終了近くで用いて残留汚染を抽出ウェルの方向へ押し流し、汚染が土壌から除去されうるようにする。土壌の加熱に基づく土壌内の透過性増大は、ドライブ流体を用いる残留汚染の除去を容易化させる。或る種の具体例において、土壌矯正ウェルを注入システムに連結された注入ウェルとして、矯正に際しもはや抽出ウェルを注入ウェルまで変換する必要がないようにする。
【００３６】
処理領域内の汚染が除去または許容レベルまで減少した後、土壌矯正システムおよび初期フリーズウェルを滅勢することができる。新たなバリヤを第２処理領域の周囲に形成させる場合は、新たなバリヤを形成させる土壌と初期フリーズウェルとの間に循環熱移動流体を用いて熱移動させることができる。滅勢したフリーズウェルを使用して凍結バリヤを形成させる土壌を冷却すれば、初期バリヤを形成すると共に維持するのに消費されたエネルギの幾分かの回収を可能にする。初期バリヤを用いて新たな凍結バリヤを形成させるべき土壌を冷却すれば、新たなバリヤを形成させる経費が顕著に減少する。解凍させるべき凍結バリヤ、維持された凍結バリヤおよび／または凍結ユニットからの出口流の１部を利用して、凝縮トラップおよび／または流体分離システムの冷却を行うことができる。或る種の土壌矯正の具体例において、凍結バリヤは包囲土壌との熱平衡に自然に到達することを可能にする。フリーズウェルを土壌矯正後に土地から除去することができる。フリーズウェルまたはフリーズウェルの各部分を他の箇所にて再使用することもできる。
【００３７】
本発明の利点は、以下の詳細な実施例の説明および添付図面を参照すれば、当業者には明らかとなるであろう。
図１はバッチ式操作のフリーズウェルにより形成されたフリーズ壁部を伴う土壌矯正システムの実施例の略図を示し、
図２は土壌矯正システムのグランドカバーの断面図を示し、
図３は処理領域を包囲する二重リングのフリーズウェルを持った土壌矯正システムの実施例におけるウェルパターンの平面図を示し、
図４はバッチ式操作のフリーズウェルの実施例の断面図を示し、
図５は導管を使用して流体をフリーズウェルに対し流入および流出させる循環凍結剤システムのためのフリーズウェルの実施例の１部の断面図を示し、
図６は開口ウェルボアに設置された導管を備えるフリーズウェルの実施例の１部の断面図を示し、
図７は循環凍結剤システムのフリーズウェルの実施例の略図（ここで凍結剤は入口ラインを介しフリーズウェルに流入すると共に、入口ラインとウェルケーシングとの間の環状空間にてフリーズウェルを通過し、更にフリーズウェルが土地表面の下に断面図で示される）を示し、
図８はフリーズウェルの１部が開口ウェルボアを備える循環凍結システムにおけるフリーズウェルの実施例の断面図を示し、
図９はフリーズウェル設置の平面図（ここでフリーズウェルの幾つかはフリーズウェルが付勢された際に底部バリヤが形成されうるよう指向穿設される）であり、
図１０は土壌中に角度をもって「Ｖ」形状の処理領域を形成するフリーズウェルの実施例の略図を示し、
図１１は処理領域の第１側にて土壌中に入ると共に処理領域の第２側にて土壌から出る「Ｕ」形状フリーズウェルの実施例の略図を示し、
図１２は熱矯正すべき土壌の下に凍結バリヤを形成すべく使用されるフリーズウェルの実施例の略図を示し、
図１３は長ストリップの汚染土壌を処理すべく使用しうる矯正システムの実施例の略図を示し、
図１４はフリーズウェルおよび各フリーズウェル間の流体流動によってさえフリーズウェル間に凍結バリヤを形成させうるウェルの実施例の略図を示し、
図１５はフリーズウェル、抽出ウェル、および土壌抵抗加熱により土壌を加熱する現場熱脱着法を用いて汚染土壌を矯正すべく使用しうる電極の実施例の略図を示し、
図１６はフリーズウェルのリングにより包囲された熱源の熱シミュレーション結果の略図を示し、
図１７は矩形処理領域の平面図を示し、
図１８は円弧状部分（ここで円弧状部分に中心は等辺三角形パターンである）を有する周辺バリヤにより形成された処理領域の実施例の平面図を示し、
図１９は円弧状部分（ここで円弧状部分の中心は四角形パターンである）を有する周辺バリヤにより形成された処理領域の実施例の平面図を示し、
図２０は中心点の周囲に放射方向に位置せしめた周辺バリヤにより形成される処理領域の実施例の平面図を示す。
【００３８】
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図面に例として示し、かつここに詳細に説明する。各図面は同尺度でなくてもよい。図面およびその詳細な説明は本発明を開示された特定形態に限定することを意図せず、逆に本発明はここに規定した本発明の思想および範囲に入る全改変、均等物および代案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】
【００３９】
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（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）を包含する。
【００４０】
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。
【００４１】
土壌矯正の具体例において、脱汚染の方法は、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。
【００４２】
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１００℃、１２５℃、１５０℃、２００℃、４００℃、５００℃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。
【００４３】
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１ｍｍ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８７０℃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氣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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
「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。
【００４７】
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。
【００４８】
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〜約１２ｍ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２ｍ〜４ｍである。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。
【００４９】
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。
【００５０】
「熱促進土壌脱汚染法」と題するステグマイヤー等に係る２００２年１０月２４日付け出願の米国特許出願第 号；「水銀汚染の土壌矯正」と題するビネガー等に係る２００２年１０月２４日付け出願の米国特許出願第 号；並びに「湾曲障害物に関し位置せしめる土壌矯正ウェル」と題するステグマイヤー等に係る２００２年１０月２４日付け出願の米国特許出願第 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ここに充分引例により引用する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
図１は、土壌矯正システム２０の略図である。土壌矯正システムは、この矯正システム２０の周辺に沿ってフリーズウェル２４により形成されたバリヤ２２を備える。矯正システム２０を用いて処理領域２８内の土壌２６を処理することができる。土壌２６は汚染土壌および非汚染土壌を含む。土壌矯正システム２０は汚染を除去したり或いは処理領域２８内の汚染物を許容レベルまで減少させることができる。フリーズウェル２４は、土壌２６における水を凍結させることにより処理領域２８に沿ってバリヤ２２を形成することができる。或る種の矯正システムの具体例においては、天然バリヤ（たとえば過負荷、低負荷および実質上不透過性の土壌）および／または人工的バリヤ（たとえば不透過性壁部および挿入金属シート）はフリーズウェルを処理領域の全周辺未満に沿って位置せしめることを可能にする。バリヤ２２は処理領域２８に対する流体の流入もしくは流出を阻止することができる。バリヤ２２は有利には、矯正に際し処理領域２８からの汚染の移動を阻止することができる。バリヤ２２は、たとえば水および／または空気のような流体が処理領域２８中へ流入するのを阻止することができる。処理領域２８中への流体流入の阻止は、土地から除去される物質の容積を制限することにより土壌から除去された汚染を処理するのに要する処理施設の寸法を制限することができる。
【００５５】
限定はしないが土壌矯正システム２０は生物学的もしくは反応体の流体注入システム、土壌蒸気抽出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。ＩＳＴＤ土壌矯正システムは限定はしないが熱ブランケット、ヒータウェル、高周波加熱および／または土壌電氣抵抗加熱を使用して土壌温度を上昇させることができる。電気抵抗加熱は土壌の６−相もしくは３−相加熱を利用する。図１はＩＳＴＤ土壌矯正システムの実施例を示し、これは熱ブランケットおよびヒータウェルを使用する。ＩＳＴＤ土壌矯正システムにつき、処理領域２８に存在する或いは処理領域に流入しうる水の量を制限すればエネルギ消費を顕著に減少させうると共に、システムが処理領域全体の土壌温度を水の気化温度よりも顕著に高い温度まで上昇させることを可能にする。
【００５６】
矯正システム２０は１個もしくはそれ以上の土壌矯正ウェルを備えることができる。土壌矯正ウェルは抽出ウェル３０、ヒータウェル３２または組み合わせヒータ−抽出ウェル３３とすることができる。抽出ウェル３０はオフガスを土壌２６から除去することを可能にする。抽出ウェル３０は土壌２６と連通する開口部を備えて、オフガスを抽出ウェル中へ引き抜くことを可能にする。ヒータウェル３０は熱を土壌２６中へ移送する。熱は土壌に加えることもできるが、土壌に加えることのみに限定されず、電氣加熱部材から、ウェルボアにおける燃焼から、および循環熱移動流体での熱移動から加えることもできる。土壌に加えられた熱は実質的に伝導により隣接土壌まで移動することができる。ヒータ−抽出ウェルは土壌への熱移動、並びに土壌からのオフガスの除去を可能にする。
【００５７】
更に土壌矯正ウェルは注入ウェルとすることもできる。注入ウェルを用いて流体を土壌２６に添加することができる。注入ウェルは土壌２６に連通する１個もしくはそれ以上の開口部を備えて、流体が注入ウェルから土壌中へ移動するのを可能にする。流体は生物剤、化学反応体および／または流体を抽出ウェル３０の方向へ移動させるフラッド剤とすることができる。１実施例においては、流体を注入ウェルを介し土壌中へポンプ輸送する。代案実施例においては流体を注入ウェルに入れると共に、抽出ウェル３０にて土壌２６に加えられた減圧にてより流体を土壌中へ引き込むこともできる。土壌矯正に際し、幾つかの抽出ウェル３０は注入ウェルに変換させることができる。抽出ウェルを注入ウェルに変換させるには、抽出ウェルを減圧システムから取り外して流体供給システムに接続し、流体を変換ウェルに導入することができる。
【００５８】
矯正システム２０は１個もしくはそれ以上の試験ウェル３４を備えることができる。試験ウェル３４を使用して矯正の過程を監視することができる。試験ウェル３４は温度データ、圧力データ、各試料および／または土壌中の化学成分の濃度データの収集を可能にするロギング（ｌｏｇｇｉｎｇ）ポートとすることができる。試験ウェル３４は、抽出ウェル３０のパターンの内側および／または外側に位置せしめることができる。
【００５９】
或る種の試験ウェル３４は圧電計とすることができる。凍結バリヤ２２を形成させるべくフリーズウェルを利用する土壌矯正システムの実施例において、凍結バリヤにより規定される処理領域２８内の地下水面レベルの上昇は凍結バリヤの形成を確認することができる。処理領域２８の周囲におけるバリヤ２２の形成の後、バリヤの厚さはバリヤが拡大するにつれて増大する。拡大するバリヤは、処理領域２８内の圧電水ヘッド圧の変化をもたらしうる。フリーズウェル２４のリングの内側に位置する圧電計、並びにフリーズウェルのリングの外側に位置する圧電計を使用して、土壌２６内の水ヘッド圧を測定することにより凍結バリヤが形成された時点を決定することもできる。処理領域２８における水ヘッド圧の上昇はバリヤ２２の形成を示す。
【００６０】
試験ウェル３４は温度センサを備えることができる。温度センサは限定しないが熱電対または抵抗温度検出器（ＲＴＤ）とすることができる。ＲＴＤは、水飽和土壌の凍結点近くの温度を含め広い温度範囲にわたり精度および安定性を与えることができる。試験ウェル３４は２個以上の温度センサを備えることができる。試験ウェルにおける温度センサの位置は、深さの関数として土壌内の温度を測定するよう調節することができる。土壌矯正ウェルおよび凍結バリヤ２２の近くに位置する試験ウェル３４は、凍結バリヤにより影響を受ける土壌の温度および土壌矯正ウェルにより影響を受ける土壌の温度を測定する温度センサを備えることができる。たとえば試験ウェルは、土壌中に設置された７．６ｃｍのウェルボアとすることができる。第１センサを、凍結バリヤに最も近いウェルボアの側に対しウェルボアに位置せしめることができる。第２センサは、土壌矯正ウェルに最も近いウェルボアの側に対しウェルボアに位置せしめることができる。
【００６１】
測定可能な性質および／または試験手順は凍結バリヤの形成を示す。たとえば除水をフリーズウェルの内側にて行う場合、除水ウェルにより地層から除去される水の量は、凍結バリヤが形成すると共に処理領域への水の再充填を阻止するにつれて顕著に減少することができる。処理領域内の水除去は、凍結バリヤが形成されると共に流体レベルが下降した後に急速に停止することができる。
【００６２】
処理領域における一時的圧力試験（たとえばドローダウン試験もしくは注入試験）は凍結バリヤの形成を示すことができる。この種の一時的圧力試験は更にバリヤにおける透過性をも示すことができる。圧力試験についてはＣ．Ｓ．マシュース・アンド・Ｄ．Ｇ．ラッセルにおけるプレッシャー・ビルドアップ・アンドフロー・テスツ・イン・ウェル（ＳＰＥモノグラフ、１９６７）に記載されている。
【００６３】
一時的流体パルス試験を使用して、周辺バリヤの形成を決定または確認することができる。処理領域は、周辺バリヤの形成後に水で飽和させることができる。パルスを、周辺バリヤにより包囲された処理領域の内側で調査することができる。パルスは流体（たとえば水）をウェルボアに対しポンプ流入もしくは流出させることにより発生する圧力パルスとすることができる。土壌から流体をポンプ流出させることが、処理領域からの物質の移動を阻止するのに望ましい。幾つかの具体例において、圧力パルスは暫増工程で加えることができ、その応答を各工程後に監視することができる。圧力パルスを加えた後、パルスに対する一次的応答を、たとえばモニターウェルにおける圧力の測定および／または圧力パルスが加えられたウェルにおける圧力の測定により測定することができる。圧力パルスを検出すべく使用される監視用ウェルを処理領域の外側および／または内側に位置せしめることができる。
【００６４】
幾つかの具体例において、圧力パルスはウェルボアを介し土壌に減圧を及ぼして加えることができる。凍結バリヤが形成されれば、パルスの１部は凍結バリヤによりパルスの供給源の方向に反射される。センサを使用してパルスに対する応答を測定することができる。或る種の具体例においては、パルスをフリーズウェルを始動させる前に調査する。パルスに対する応答を測定して、更なる応答のための基線を与える。周辺バリヤの形成後、周辺バリヤの内側にて開始された圧力パルスは、周辺バリヤの外側のモニターウェルにより検出してはならない。処理領域内で測定された圧力パルスの反射を分析して、凍結バリヤの確立、厚さ、深さおよび他の特性に関する情報を与えることができる。
【００６５】
凍結周辺バリヤがフリーズウェルにより形成されなかったことを試験が示せば、周辺バリヤの不完全セクションの位置を決定することができる。パルス試験は周辺バリヤの未形成部分の位置を示すことができる。トレーサ試験は、周辺バリヤの不完全セクションが存在する一般的方向を示すことができる。
【００６６】
フリーズウェルの温度を監視して、処理領域の周囲における周辺バリヤの不完全部分の位置を決定することができる。或る種のフリーズウェルの実施例（たとえば図７に示した実施例）において、各フリーズウェル２４はポート３５を備えることができる。たとえば抵抗温度デバイスのような温度プローブをポート３５に挿入することができる。フリーズウェルへの凍結剤流動を停止させることができる。減圧を処理領域内に加えて、流体を周辺パリヤから抜き取ることができる。温度プローブをポート３５内で移動させて、フリーズウェルの長さに沿った温度変化を監視することができる。温度は、凍結バリヤが形成されてない領域に隣接して急速に上昇する。未形成である周辺バリヤの部分の位置を決定した後、領域に隣接したフリーズウェルに対する凍結剤流過を増大させることができ、或いは付加的フリーズウェルをこの領域近くに装着して、処理領域の周囲の凍結バリヤの完結を可能にする。
【００６７】
図１に示したように、矯正システム２０はグランドカバー３６、処理施設３８、蒸気収集システム４０、制御システムおよび複数の矯正ウェルを備えることができる。矯正ウェルは抽出ウェル、ヒータウェル、注入ウェル、ヒータ／抽出ウェルまたは土壌矯正につき使用される他の種類のウェルとすることができる。矯正システム２０は更にフリーズウェル２４および／または試験ウェル３４をも備えることができる。グランドカバー３６を処理領域の上方に設置して、処理領域２８から大気への熱ロスおよび蒸気ロスを阻止することができる。グランドカバー３６は表面から処理領域２８内の土壌への水流入を阻止することができる。
【００６８】
図２は、グランドカバー３６の実施例の各成分を示す。グランドカバー３６は金属シート層４２と絶縁４４と不透過層４６とフレームワーク４８とを備える。充填材５０（たとえば砂利もしくは砂）を設置すると共に地表で慣らして処理領域をレベリングすることができる。金属シート層４２は充填材５０の頂部に設置することができる。土壌矯正ウェル、土壌表面に減圧をかけうるライザおよび試験ウェルは、金属シート層４２に形成された開口部を介し設置することができる。
【００６９】
金属シート層４２は多数の別々のセクションから形成することができ、これらセクションを溶接し、高温封止材で封止し、或いは互いに連結して流体が処理領域２８から流出したり流体が処理領域に流入するのを阻止する層を形成させることができる。金属シート層４２は溶着部、高温封止材または他の封止方法により土壌矯正ウェルに封止することができ、減圧を表面にかけうるライザまたは金属シート層を貫通する他の装置に封止することもできる。金属シート層４２は、処理領域２８を包囲する凍結バリヤ２２に封止することができる。金属シート層４２の周辺に沿ったリップ５２を湿潤土壌中へ圧入することができる。フリーズウェル２４を付勢させると、リップ５２に隣接した湿潤土壌は凍結して、フリーズウェル２４により形成された凍結バリヤ２２を金属シート層４２に封止することができる。金属シート層４２へのバリヤ２２の封止は、流体が処理領域に隣接した領域から処理領域２８中へ引き入れられるのを阻止することができる。流体流入の阻止は、減圧システムが処理領域２８内の土壌に対し矯正に際し高減圧を及ぼすことを可能にする。高減圧は、土壌矯正に際し処理領域２８内の汚染物の除去を促進することができる。
【００７０】
ＩＳＴＤ土壌矯正システムの金属シート層４２および他の成分を土壌矯正に際し高温度まで上昇させることができる。ＩＳＴＤ土壌矯正システムの各成分を形成させるべく使用する材料は、アマルガム形成に対し耐性であり（水銀が土壌中に存在する場合）、かつ薬品および／または熱分解に対し耐性である材料で作成することができる。ＩＳＴＤ土壌矯正システムの具体例において、金属シート層は炭素鋼である。或る種の土壌矯正の具体例において、塩素化された化合物が分解して塩化水素を形成することがある。金属シート層および高温まで上昇される配管は炭素鋼よりも化学的に耐性である鋼材または他の金属で構成することができる。１具体例において、使用される金属は３１６ステンレス鋼とすることができる。オフガスの温度がプラスチック配管の作業温度限界よりも低く低下すれば、蒸気収集システムはプラスチック配管を使用することができる。たとえばポリ塩化ビニル配管のようなポリマー配管は金属配管よりも化学的に耐性であると共により安価である。加熱されない土壌矯正システムにおいては、土壌矯正システムの各部品を形成すべく使用される材料は、土壌矯正に際し操作条件および化学的露出に耐えるのに充分な材料で作成することができる。たとえば化学耐性ポリマー層をＩＳＴＤ土壌矯正システムの金属シート層の代わりに使用することもでき、ただし土壌矯正システムは生物学的および／または化学的反応体の土壌矯正システムとする。
【００７１】
図２に示したように、グランドカバー３６は金属シート層４２の頂部または下に設置される絶縁部４４を備えることができる。金属シート層４２の上方の絶縁部４４の設置は有利には絶縁部の汚染を阻止する。絶縁部４４は土壌矯正に際し大気への熱ロスを阻止することができる。絶縁部は任意の種類の高温絶縁部とすることができる。限定はしないが絶縁部は鉱物絶縁部、ガラス繊維絶縁体またはバーミキュライト絶縁体とすることができる。１具体例において、絶縁体はフレームワーク４８の周囲に吹き付けられるバーミキュライト絶縁体である。絶縁をフリーズウェル２４により形成された凍結バリヤの上方に延在させて、大気から凍結バリヤへの熱移動を阻止することもできる。
【００７２】
図２に示した実施例において、グランドカバー３６は土壌矯正システムの上方に延びる不透過層４６を備える。不透過性４６は金属シート層４２のためのバックアップ層であって、大気への蒸気放出を阻止することができる。不透過層は土壌矯正システムの配管、ライザ、ワイヤリング、導管および他の装置の上に設置し或いはこれらに封止することができる。不透過層４６の１部を湿潤土壌に挿入して、フリーズウェル２４がバリヤを形成する際に不透過層を凍結バリヤに封止することができる。不透過層４６は雨水または他の流体が絶縁体、金属シート層４２および／または土壌矯正ウェルの部分、試験ウェルおよび処理領域に設置されたヒータなどと接触しないよう阻止することができる。不透過層４６は限定はしないが金属、キャンバス、ポリマーまたはその組み合わせとすることができる。不透過層４６を傾斜させて、不透過層の頂部における水の蓄積を阻止することもできる。不透過層の内側表面に形成する凝縮物を凝縮物トラップに指向させることができる。凝縮物トラップが著量の凝縮物を収集すれば、凝縮物を汚染につき試験することができる。凝縮物が汚染物を含有すれば、凝縮物を土壌矯正システムの処理施設に導入し或いはオフサイトの処理施設に輸送することもできる。
【００７３】
減圧を金属シート層４５と不透過層４６との間に土壌矯正に際し及ぼすことができる。減圧システムからの出口流を汚染につき監視することができる。汚染が見出されれば、流れを処理施設に指向させることができる。減圧は金属シート層からの熱移動を減少させる。
【００７４】
フレームワーク４８はグランドカバー３６の部分とすることができる。フレームワーク４８は、金属シート層４２に戴置された絶縁体４４の圧縮および／または破壊を阻止することができる。フレームワーク４８は、処理領域内に設置されたウェルおよび他の構造体を支持することができる。フレームワーク４８は、土壌矯正ウェルおよび／または試験ウェルへのアクセスを与える歩行路を支持することもできる。不透過層４６はフレームワーク４８の各部分に支持することができる。
【００７５】
グランドカバーは或る種の土壌矯正システムの具体例では必要としない。グラミドカバーは、汚染土壌が極めて深くおよび／または表面と汚染との間に介在不透過層が存在すれば必要とされず、従って土壌の加熱および土壌からのオフガスの除去は土壌表面にて無視しうる作用しか持たない。
【００７６】
図１に示した処理施設３８は、土壌２６からオフガス流を抜き取る減圧システム５４を備える。更に処理施設３８は、オフガス内の汚染物を処理するための汚染物処理システム５６をも備える。汚染物処理システム５６は汚染物をオフガス流から排除することができ、或いは汚染物処理システムは汚染物を所要レベルまで減少させる。汚染物処理システム５６は限定はしないが凝縮器、液体−液体分離器、反応器システム、たとえば熱酸化反応器、大量移動システム、たとえば活性炭床または反応器システムと大量輸送システムとの組み合わせを包含する。
【００７７】
蒸気収集システム４０は、土壌２６から除去されたオフガスを処理施設３８まで輸送する配管システムを備えることができる。更に蒸気収集システムはライザ５８をも備えて、減圧を土壌表面にて及ぼすことを可能にする。蒸気収集システム４０を減圧システム５４および抽出ウェル３０に連結することができる。１実施例において、配管は熱絶縁されると共に加熱される。絶縁および加熱された配管は、この配管内でのオフガスの凝縮を阻止する。代案実施例において、ライザの後の配管部分は非加熱配管および／または非絶縁配管とすることができ、従ってオフガスは配管内で凝縮して処理施設まで流動する。或る種の具体例において、蒸気収集システムの配管は種々異なる幾つかの材料で作成することができる。たとえば抽出ウェルに隣接した領域のような熱領域における配管は金属で形成することができる。大して熱くない領域における配管は金属もしくはプラスチックで形成することができる。配管系の各部分は可撓性チューブで形成することができる。可撓性チューブは、この可撓性チューブに加えられた減圧に基づく崩壊を阻止するような内部構造を備えることができる。可撓性チューブはコストを軽減させると共に、蒸気収集システムの装着を剛性配管を用いるシステムの装着よりも顕著に容易にする。
【００７８】
土壌矯正システムのための制御システムはコンピュータ制御システムとすることができる。コンピュータ制御システムは処理施設３８、加熱蒸気収集システム４０および複数の土壌矯正ウェルの操作を監視および制御することができる。制御システムはヒータウェル３２への入力を監視かつ制御することもできる。更に制御システムは注入ウェルおよび／または試験ウェル３４をも制御することもできる。
【００７９】
矯正システム２０は、土壌２６を熱エネルギを供給するヒータを備えることができる。熱エネルギは、土壌内に設置された幾つかの或いは全ての土壌矯正ウェルから土壌２６に供給することができる。代案として熱エネルギは、グランドカバー３６またはその近くに設置されたグランドヒータ６０から土壌２６に供給することもできる。或る種の土壌矯正システムにおいて、熱エネルギはヒータウェル３０およびグランドヒータ６０から土壌２６に供給することもできる。ヒータウェルと組み合わせて使用されるグランドヒータは、グランドカバーおよび／または土壌表面におけるオフガスの凝縮を阻止する。熱エネルギは限定はしないが高周波加熱、土壌を抵抗加熱する土壌に対する電流の供給、熱源からの土壌の放射加熱、熱源からの土壌への熱伝導加熱、および／またはその組み合わせにより土壌２６に供給することができる。土壌矯正システム２０の具体例においては電気を使用して、ヒータウェル３２のウェルボアに設置されたヒータ部材を抵抗加熱する。ヒータ部材は配線６２により電源６４に連結することができる。ＩＳＴＤシステムの具体例において電源６４はトランスフォーマもしくは一連のトランスフォーマであって、電氣を電氣グリッドから抜き取る。ヒータウェル３２で発生した熱を、ウェル近くの土壌２６に放射および／または誘導伝達することができる。ヒータウェル３２から土壌２６に伝達された熱は、主として伝導によりウェルからかなり離間した土壌まで移動することができる。１実施例において、１個もしくはそれ以上のバーナーは燃料を燃焼すると共に、燃焼により発生した熱を使用して土壌２６を加熱する。燃焼は地表面またはその上方にて或いは土地におけるウェル内で行うことができる。
【００８０】
土壌矯正ウェルは、土壌矯正システム２０の処理領域に２８内に所望パターンで設置することができる。土壌矯正ウェルのパターンは限定はしないが三角ウェルパターンまたは四角ウェルパターンとすることができる。土壌矯正ウェルからの熱の重なりは効率的かつ不均一な加熱または実質上不均一な加熱を処理領域２８全体にわたり加速することができる。土壌矯正システムの各実施例は、土壌温度を約１００℃、約３００℃、約５００℃またはそれ以上の温度まで上昇させるよう設計することができる。土壌の温度は、土壌内の汚染物の除去および／または破壊をもたらす温度まで上昇させることができる。土壌矯正ウェルの中心間の間隔は約０．６ｍ〜６ｍもしくはそれ以上の範囲とすることができる。この間隔は限定はしないが矯正の所望時間、土壌の組成、土壌の物理的性質、土壌内の汚染物の種類、汚染の物理的および化学的性質、並びに矯正すべき領域の寸法など多くの因子に依存する。土壌矯正ウェル間の典型的間隔は約２ｍ〜約４ｍとすることができる。土壌矯正ウェルはヒータ／抽出ウェル３３とすることもできる。他の実施例において、土壌矯正ウェルは別々のヒータウェル３２、別々の抽出ウェル３０および／または別々のヒータ−抽出ウェル３３の組み合わせとすることもできる。
【００８１】
ヒータウェル３２のリングは抽出ウェル３０またはヒータ−抽出ウェル３３を包囲することができる。図１に示したように、ヒータウェル３２を六角形パターンで土壌に設置することができ、またヒータ−抽出ウェル３３を二等辺三角形パターンで設置すると共に、ヒータ−抽出ウェルをヒータウェルの六角形パターンにおける六角形の中心に位置せしめることができる。ヒータウェル３２間の間隔は約２．４ｍとすることができる。代案実施例において、全土壌矯正ウェルはヒータ−抽出ウェルである。
【００８２】
ヒータウェルは製造および装着が抽出ウェルよりも安価であり、これはヒータ−抽出ウェルよりも製作および装着を安価にする。抽出ウェルおよび／またはヒータ−抽出ウェルの個数の制限は土壌矯正システムにて望ましい。矯正システムの１実施例において、抽出ウェルは包囲ヒータウェルのパターンの中心（ｃｅｎｔｒｏｉｄ）に或いはその近くに位置せしめることができる。たとえば図３に示したように、抽出ウェル３０を実質的に、二等辺三角形パターンに設置された３個のヒータウェル３２の中心に位置せしめることができる。ヒータ−抽出ウェル３３はフリーズウェル２４に隣接配置することができる。
【００８３】
フリーズウェル２４は、土壌矯正システム２０の周辺を規定することができる。フリーズウェル２４は、処理領域への或いは処理領域からの流体流入および流出のためのバリヤ２２を形成することができる。或る種の土壌矯正システムにおいて、フリーズウェルは処理領域２８の周囲にリングを形成することができる。他の土壌矯正システムにおいてはフリーズウェルを、処理領域中へ或いは処理領域からの流体流入もしくは流出を阻止することが望ましい処理領域の選択側部に沿ってのみ設置することもできる。たとえば不透過性岩石層のような天然バリヤおよび非天然バリヤを処理領域の周辺の他の部分に沿って位置せしめることができる。非天然バリヤは限定はしないが処理領域周辺の部分に沿って土壌に設置されたシートおよび処理領域周辺の１部に沿って形成されたグラウト壁部を包含する。
【００８４】
土壌および水の物理的性質は、土壌に熱を加える際に溶融しない凍結バリヤを形成することができる。土壌ヒータは、フリーズウェルにより確立された凍結バリヤの突破を生ぜしめることなく、フリーズウェルに近接配置することができる。凍結されかつ飽和された土壌は典型的には、熱乾燥土壌よりも顕著に高い熱分散性を有する。熱乾燥土壌および冷飽和土壌の熱分散性における差は、低温帯域が熱帯域よりも急速に波及することを示唆する。フリーズウェルにより確立および維持された低温帯域の迅速波及は、土壌矯正に際し低温帯域を介し溶融することから熱帯域が形成されるのを阻止することができる。凍結バリヤを形成する低温および土壌を矯正する熱の併用を可能にする他のニーズは、フリーズウェルを始動させて土壌ヒータの始動に先立ち凍結バリヤを形成させうる点である。たとえば凍結土壌の形成速度、フリーズウェルおよび土壌ヒータの分離間隔および土壌の諸性質などの因子は土壌ヒータに比べフリーズウェル始動のタイミングを決定することができ、従ってフリーズウェルは土壌の矯正に際し突破されないような凍結バリヤを形成する。土壌矯正システムの具体例においてヒータウェルは、矯正時間に際しフリーズウェルにより確立された凍結バリヤを介し溶融しうるヒータウェルなしに、フリーズウェルまで約０．３ｍ程度に近く設置することができる。他の具体例においてヒータウェルは、フリーズウェルから０．３ｍより近く或いはフリーズウェルから０．３ｍより大きく離間して設置することができる。或る種の具体例において、ヒータウェルはフリーズウェルから０．６ｍもしくはそれ以上離して設置することができる。
【００８５】
フリーズウェルにより形成された凍結バリヤは、土壌矯正ウェルの始動に先立ち幾つかの土壌矯正ウェルを含む。土壌矯正ウェルの始動は、凍結土壌内に位置する土壌矯正ウェルが土壌を解凍させると共に土壌を土壌矯正ウェルが解凍しえない凍結バリヤの程度まで矯正することを可能にする。
【００８６】
フリーズウェルおよび／または土壌矯正ウェルは任意の方法で地中へ挿入することができる。土壌矯正ウェルを挿入すべく使用されるユニットを、フリーズウェルの挿入にも使用することができる。ウェルを形成させ、またはオーガードもしくは穿設穴部に挿入し、地中へ振動挿入し、土地における溝内に埋設し或いは地中に圧入することができる。地中へのウェルの振動挿入もしくは圧入は有利には、フリーズウェルおよび土壌矯正ウェルの挿入に際し土地から除去される粉塵、切削物および他の物質の量を排除または減少させることができる。ウェルの挿入に際し除去される粉塵、切削物および他の物質の排除もしくは減少は、汚染への作業員の露呈を最小化させると共に、ウェルの挿入に際し土壌から除去された汚染物を含有および処理するための特殊な手段および手順の必要性を減少させる。
【００８７】
或る種のフリーズウェルの実施例および土壌矯正ウェルの実施例は、ウェルケーシングを備えることができる。ウェルケーシングは標準パイプから形成して、これを互いに螺着および／または溶接すると共に穿設リグを用いてウェルボアに位置せしめることができる。ウェルケーシングは典型的には約５ｃｍ〜約１５ｃｍの直径の範囲である。それより大もしくは小のウェルケーシングを使用して、特定の部位要件に合致させることもできる。
【００８８】
実施例において、ウェルケーイングはコイル配管装備により装着することができる。コイル配管装備は、ケーシングの長さにおける溶接および／または螺着接続部の個数を減少させることができる。コイル配管における溶接および／または螺着接続部は一体性につき予備試験することができる。コイル配管はクオリティ・チュービング・インコーポレーション（ヒューストン、テキサス州）および他の製造業者から入手することができる。コイル配管は多くの寸法および異なる材料にて入手することができる。コイル配管の寸法は約２．５ｃｍ〜約１５ｃｍの範囲とすることができる。コイル配管は各種の異なる金属（炭素鋼を含む）にて入手することができる。コイル配管は大直径リールにスプールすることができる。リールはコイル配管ユニットに保持することができる。適するコイル配管ユニットはフリート・セメンタース・インコーポレーション（シスコ、テキサス州）およびハリバートン・カンパニー（ダンカン・オクラホマ州）から入手することができる。ケーシングを封止ケーシングとすべき場合は、コイル配管に末端キャップをネジ付けおよび／または溶着することができる。コイル配管をリールから巻き戻してストレートに通過させると共にウェルボアに挿入する。挿入の後、コイル配管をリール上のコイル配管から切断することができる。
【００８９】
或る種のウェルの具体例は、ケーシング内に位置する部材（たとえば入口導管）を備える。各部材は、ケーシングをリール上に巻き付ける前にケーシング内に位置せしめることができる。コイル配管がケーシング内に位置する部材を含めば、単一の装着手順を用いてウェルを土壌中へ設置することができる。代案として、ケーシングはコイル配管装備を用いて装着することができ、更に各部材はその後にコイル配管装着または異なる挿入手順を用いてケーシング内に装着することができる。或る種の具体例において、ケーシングはコイル配管装着以外の方法により挿入することができ、更にケーシングに位置する部材はコイル配管装着を用いて装備することもできる。
【００９０】
土地に装着される或る種のウェルケーシングの直径は、低温帯域の形成を可能にすべく必要とされる最小直径と比較して、過大寸法とすることができる。たとえば土壌とフリーズウェルとの間に充分な熱移動領域を与えるべく１０．２ｃｍのパイプが必要とされることを設計計算が示せば、１５．２ｃｍのパイプを土壌に設置することができる。過大寸法のケーシングは、フリーズウェルケーシングに漏れが発生すればケーシング中にスリーブまたは他の種類のシールを設置することを可能にする。
【００９１】
低温帯域を形成させるべく必要とされる時間は多数の因子および変数に依存する。この種の因子および変数は限定はしないが低温低域の長さ；フリーズウェルの間隔、処理領域中への流体流速；処理領域中へ流入する流体の塩分濃度；並びに凍結システムのタイプ、凍結温度およびバリヤを形成させるべく使用する凍結剤を包含する。低温帯域を形成させるべく必要とされる時間は約２日間〜１年以上の範囲とすることができ、これはフリーズウェルの程度および間隔に依存する。
或る種の具体例において、低温帯域を形成させるのに要する時間は約６〜８ヶ月とすることができる。
【００９２】
隣接フリーズウェル間の間隔は多数の異なる因子の関数とすることができる。これら因子は限定はしないが土壌物質の物理的性質、凍結システムのタイプ、凍結剤の種類、フリーズウェルにより規定された処理領域に対する物質の流入もしくは流出の流速、低温帯域を形成する時間および経済的配慮を包含する。固化した或いは部分固化した土壌材料は各フリーズウェル間の大きい分離間隔を可能にする。固化もしくは部分固化した土壌材料におけるフリーズウェル間の分離間隔は約３ｍ〜１０ｍもしくはそれ以上とすることができる。１実施例において、隣接フリーズウェル間の間隔は約５ｍである。未固化もしくは実施上未固化の土壌におけるフリーズウェル間の間隔は、固化した土壌物質における間隔よりも小とする必要がある。未固化物質におけるフリーズウェル間の分離間隔は１ｍもしくはそれ以上とすることができる。
【００９３】
多くのシミュレーションを使用して、土壌の既知物理性質に基づきフリーズウェルの間隔を決定することができる。多くのシミュレーションを用いて、フリーズウェル間の最適間隔およびフリーズウェルとヒータウェルとの間の最適間隔を決定することができる。たとえばスチーム、ターマル・アンド・アドバンスト・プロセシス・リザボア・シミュレータ（ＳＴＡＲＳ）［コンピュータ・モデリング・グループ・リミテッド（アルバータ、カナダ）から入手しうる］のような一般目的のシミュレータを多くのシミュレーション作業につき使用することができる。更に、たとえばジオスロープ社（カルガリ、アルバータ州）から入手しうるＴＥＭＰ  Ｗのようなフリーズウェルのためのシミュレータを多くのシミュレーションに使用することもできる。多くのシミュレーションは、フリーズウェルにより規定された処理領域の内部で操作する熱源の作用を含む。
【００９４】
図１は、処理領域の周囲に単一列として設置されたフリーズウェル２２を示す。実質的に定常の間隔は隣接フリーズウェル２４を分離することができる。隣接フリーズウェル間の間隔は約０．６〜６．１ｍもしくはそれ以上の範囲とすることができる。隣接フリーズウェル間の間隔は約０．６〜６．１ｍもしくはそれ以上の範囲とすることができる。隣接フリーズウェル間の間隔は多数の因子に依存する。この種の因子は限定はしないが、フリーズウェルの温度、フリーズウェルを形成する可使時間、経済性、土壌の組成、土壌の物理的性質およびフリーズウェルにより形成されるバリヤの厚さを包含する。未固化土壌は隣接フリーズウェル間の近接間隔を必要とする。固化土壌は、より大きい間隔を可能にする。１実施例において、隣接フリーズウェル間の間隔は約１ｍ〜約２ｍである。それより大もしくは小の間隔も使用することができる。典型的にはフリーズウェルの間隔は土壌矯正ウェルの間隔よりも小さい。土壌矯正システムの実施例においては、フリーズウェル間隔を土壌矯正ウェル間隔の便利な倍数として、フリーズウェルの幾つかが所望ならば土壌矯正ウェルに変換されうるようにする。１実施例において、フリーズウェル間隔は土壌矯正ウェル間隔の約１／２である。
【００９５】
図３は、処理領域２８の周囲に２列で設置されたフリーズウェル２４を示す。３列もしくはそれ以上の列のフリーズウェルも使用することができる。処理領域の周囲に複数列で設置されたフリーズウェル２４は、単一列のフリーズウェルよりも厚いバリヤを形成することができる。フリーズウェル２４の列を千鳥状配置して、隣接フリーズウェル間の分離間隔を最小化させることができる。１実施例において、第１列におけるウェルと第２列におけるウェルとの間の通常の分離間隔は、第１列における隣接ウェル間の分離間隔の１／２とすることができる。たとえば第１列におけるウェルが２．２ｍ離間すれば、第２列におけるウェルを第１列と第１列から約１．１ｍ離間したウェルとの間に設置することができる。他の分離間隔およびパターンも使用することができる。フリーズウェルの列を千鳥状配置して、フリーズウェルが実質的に二等辺三角形パターンとなるようにすることもできる。
【００９６】
バリヤを形成するための凍結システムはバッチシステムまたは循環流体システムとすることができる。或る種の土壌矯正システムの実施例においては、水を幾つかのフリーズウェルに隣接した土壌に添加して、土壌を飽和させると共に流体が処理領域に対し流入もしくは流出するのを阻止するバリヤの形成を確保することができる。フリーズウェルをウェルボアに配置すれば、水をフリーズウェルがウェルボアに設置される前にウェルボア中へ導入することができる。過剰の水を吸引ポンプによりウェルボアから除去することができる。或る種の具体例において、濡らす必要がある土壌に隣接したフリーズウェルケーシングの１部は、水を土壌中へ導入させうるパーフォレーションを備えることができる。或る種の具体例においては、パーフォレーションをライナもしくは封止材で閉鎖して、土壌が濡れた後にフリーズウェルケーシングに流体が流入するのを阻止することができる。他の具体例において、パーフォレーションは開口し続けることができる。
【００９７】
土壌矯正システムはバッチ操作のフリーズウェルを使用することができる。図１は、バリヤ２２を形成すべく使用されるバッチ操作の凍結剤システムの具体例を示す。図４はバッチ操作の凍結剤システムのためのフリーズウェル２４の具体例を示す。バッチ操作の凍結剤システムのフリーズウェル２４はケーシング６６とケーシングフランジ６８とを備える。ケーシングフランジ６８は絶縁することができる。ケーシングフランジ６８は再充填ライン７０および／または排出ライン７２を備える。フリーズウェル２４を利用するには、フリーズウェルに凍結剤７３を満たすことができる。凍結剤は液体窒素、ドライアイスおよび低沸点流体浴または他の極低温流体とすることができる。凍結剤は土壌２６から熱を吸収して、凍結バリヤ２２の形成をもたらす。フリーズウェル２４にて生じた圧力は排出ライン７２を介し排出することができる。凍結剤をフリーズウェル２４にて再充填ライン７０を介し再充填することができる。代案として、ケーシングフランジ６８を定期的に取り外すと共に、ケーシング６６に凍結剤を再充填することができる。凍結剤を現場で所望温度にすることができ、或いは凍結剤を現場まで車、輸送機もしくは他の車両により輸送することもできる。凍結剤はタンクまたは他の施設に現場で貯蔵することもできる。
【００９８】
土壌矯正システムの具体例において、加圧された二酸化炭素もしくはドライアイススラリーを凍結剤として使用することにより、凍結バリヤを形成させることができる。液体窒素を極低温凍結剤として使用し、他の具体例で凍結バリヤを形成させることもできる。液体窒素の使用は、ウェルボア間の１．２ｍもしくはそれ以下の近接ウェル間隔に好適である。液体窒素を使用して０．９ｍ中心におけるウェルのバリヤを完了する時間は約８０〜１００時間とすることができる。バリヤを形成するのに要する液体窒素の量は飽和土壌1ｍ3当たり約１．９メトリックトンの液体窒素とすることができる。フリーズウェルの単位長さ当たりの液体窒素使用割合はウェル１ｍ当たり１分間に約０．２２ｋｇとすることができる。液体窒素の値段は、小さい矯正部位にのみ液体窒素の使用を適用可能にする。大きい矯正部位については、循環ブラインもしくは蒸発サイクル／凍結サイクルが一層経済上魅力的である。
【００９９】
バッチ操作のフリーズウェルにより形成される凍結バリヤは、開口ウェルボアまたは有孔ケーシングに形成することができる。開口ウェルボアシステムの実施例においては水をフリーズウェルに導入して、ウェルボアに隣接した土壌における亀裂および／または気孔空間を満たすことができる。吸引ポンプを使用して過剰の水を開口部から除去することができる。他の実施例においては、開口部への水の添加は必要でない。たとえば液体窒素のような極く低温の流体を開口部に導入して、開口部に隣接した土壌を凍結させると共に土壌の任意の亀裂または透過性を封止することもできる。極めて低温の流体を定期的に補充して、凍結バリヤを形成させると共に維持することができる。代案として、大して低温でなくかつ大して高価でない流体（たとえばドライアイスおよび低凍結点液体浴）を極く低温の流体の代わりに使用することができ、これはウェルボアから極く低温の流体を蒸発もしくは除去した後に行われる。大して低温でない流体を使用して、凍結バリヤを形成および維持することもできる。
【０１００】
土壌矯正システムは循環凍結剤型の凍結システムを使用してバリヤ２２を形成することもできる。図３は、循環凍結剤を利用する土壌矯正システムのウェルパターンを示す。凍結システムは凍結ユニット７４と低温側部凍結導管７６と温側部凍結導管７８とを備える。凍結導管７６、７８は絶縁パイプとすることができる。低温側および高温側の凍結導管７６、７８をフリーズウェル２４に直列もしくは並列またはその組み合わせで配置して連結することができる。導管７６、７８につき使用される配管システムの種類は凍結システムの種類、冷凍ユニットの個数および冷凍システムにより除去するのに必要とされる熱負荷に依存する。
【０１０１】
循環流体凍結システムは、フリーズウェルを介し循環される液体凍結剤を用いる。液体循環システムは循環液と土壌との間の熱移動を利用するが、相変化を受ける凍結剤の顕著な部分を要しない。液体は、低温にて機能しうる任意の種類の熱移動流体とすることができる。液体凍結剤の所望の性質の幾つかは次の通りである：低作業温度、低粘度、高比熱容量、高伝熱率、低腐食性、低毒性および低コスト。凍結剤の低作業温度は、フリーズウェルの周囲に大きい低温度帯域の形成を可能にする。液体の低作業温度は約−２０℃もしくはそれ以下とすべきである。−２０℃もしくはそれ以下の低作業温度を有する流体は或る種の塩溶液（たとえば塩化カルシウムもしくは塩化リチウムを含有する溶液）を包含する。他の塩溶液は或る種の有機酸の塩類（たとえば蟻酸カリウム、酢酸カリウム、クエン酸カリウム、蟻酸アンモニウム，酢酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、クエン酸ナトリウム、蟻酸ナトリウム、酢酸ナトリウム）を包含する。凍結剤として使用しうる１種の液体はケミラ・ケミカルス社（ヘルシンキ、フィンランド）から入手しうるフリージウム（登録商標）である。
【０１０２】
凍結ユニットを使用して、凍結液の温度を低作業温度まで低下させることができる。幾つかの具体例において、凍結ユニットはアンモニア気化サイクルを利用する。図３に示した凍結ユニット７４は高容積ユニットとすることができる。凍結ユニット７４の入口側における流体と出口側における流体との間の温度差は約５℃〜約３０℃の範囲とすることができる（ユニットを付勢してバリヤ２２の形成を開始させる場合）。温度差は形成バリヤ２２の維持に際し約１℃もしくはそれ以下まで低下させることができる。凍結ユニットはクール・マン・インコーポレーション（ミルウォーキー、ウィスコンシン州）、ガートナー・レフリゼレーション社（プリマス、ミシガン州）および他の供給業者から入手することができる。
【０１０３】
幾つかの具体例において、凍結剤を冷却する凍結ユニットは吸収−脱着サイクルを利用する。吸収凍結ユニットは、熱エネルギを使用して約−６０℃まで温度を低下させることができる。吸収凍結ユニットの脱着ユニットに使用される熱エネルギ源は限定はしないが熱水、水蒸気、流体および／または排気ガスを包含する。或る種の具体例においてはアンモニアを凍結剤として使用すると共に、水を吸収凍結ユニットにおける吸収材として使用する。吸収凍結ユニットはストーク・テルメックＢ．Ｖ．（ヘンゲロ、オランダ国）から入手しうる。
【０１０４】
液体循環システムは循環液と土壌との間の熱移動を利用すると共に、凍結剤における相変化を実質的に伴わない。気化サイクルにて、土壌からの熱は液体を気化させる。液体は凍結ユニットにて凝縮し、土壌まで循環される。凍結剤は限定はしないがプロパンもしくはアンモニアとすることができる。
【０１０５】
図５、図６および図７は、循環凍結システムに使用しうるフリーズウェルの実施例を示す。図５は、導管８０とスペーサ８２とケーシング６６とを有するフリーズウェル２４の１部を示す。スペーサ８２は導管８０をケーシング６６に接触しないよう保つ。導管８０はケーシング６６に懸垂もしくは充填することができる。懸垂導管８０は有利には導管の収縮および拡大空間を与える。ケーシング６６には水、低凍結点流体または他の熱移動流体を満たして熱接触を増大させると共に、土壌２６とケーシングと導管８０との間の熱移動を促進する。或る種のフリーズウェルの具体例において、導管８０は開口ウェルボアに或いは開口部８４を備える有孔ケーシングに懸垂もしくは充填することができる。有孔ケーシングおよび／または開口ウェルボアは、水をフリーズウェルから土壌中へ導入する場合に使用することができる。
【０１０６】
フリーズウェル２４における導管８０は入口脚部８６および出口脚部８８を備える。凍結剤は入口脚部８６中へ低温側導管７６から流入する。凍結剤は出口脚部８８中へ移動すると共に、導管から流出して側部導管７８を加温する。入口脚部８６は絶縁材料で作成することができ、或いは入口脚部を絶縁して入口脚部と出口脚部と８８との間の熱移動を阻止することもできる。導管の具体例において、入口脚部８６は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）チューブで作成される。入口脚部８６は約２．５ｃｍ〜約５ｃｍの直径を有する。それより大もしくは小の直径の入口脚部も使用することができる。導管の具体例において、出口脚部８８は入口脚部８６の周囲に巻き付けられて、出口脚部が大きい熱移動表面積を有するようにする。出口脚部８８は高熱移動係数を有する材料で作成して、出口脚部が周囲との熱移動を促進するようにする。１実施例において、出口脚部８８は銅チューブ、銅合金、ステンレス鋼または凍結剤に適合する他の金属で作成される。
【０１０７】
図６は、開口ウェルボアに設置される「Ｕ」形状の導管８０を有するフリーズウェル２４の実施例を示す。フリーズウェル２４はウェルの頂部に導管８０を支持するためのケーシング６６の小セクションを備える。スペーサ８２は導管がウェルボアの側部と接触するのを阻止する。更に、スペーサ８２は入口脚部８６を出口脚部８８と接触しないよう阻止する。
【０１０８】
図７は、循環流体凍結システムに使用しうるフリーズウェル２４の実施例を示す。フリーズウェル２４はケーシング６６および入口９０を備える。或る種の具体例において、スペーサを入口とケーシングとの間に位置せしめる。入口９０は絶縁された導管もしくは絶縁用の導管とすることができ、環状空間における流体との熱移動を阻止する。１実施例において、入口９０はＨＤＰＥチューブである。入口９０の直径は典型的には約２．５ｃｍ〜約５ｃｍとしうるが、それより大もしくは小の直径のチューブも使用することができる。低温側導管７５からの流体を入口９０にポンプ輸送することができる。流体は入口９０とケーシング６６との間の環状空間を通過して、側部導管７８を加温することができる。熱は土壌から環状空間における流体まで移動することができる。或る種の具体例において、ケーシングを設置するウェルボアに水を充填した後に、ケーシングを挿入する。フリーズウェルを付勢すると、水が凍結すると共に氷が土壌とケーシングとの間の熱移動を促進する。
【０１０９】
図７に示した実施例は、過負荷層９１と低負荷層９３との間に位置する汚染土壌層９２を示す・汚染は過負荷層と低負荷層との間の層に移動することができる。過負荷層は、土壌に加えられた熱が地表に無視しうる影響しか持たないよう充分厚くすることができる。グランドカバーは必要とされない。
【０１１０】
循環流体をフリーズウェル中へ導入するための入口を使用するフリーズウェルの具体例において、フリーズウェルは開口ウェルボアにて形成することができる。ウェルボアの形成後、水をウェルボアに導入して、ウェルボアに隣接した気孔空間および亀裂を満たすことができる。過剰の水を吸引ポンプによりウェルボアから除去することができる。或る種の具体例において、ウェルボアへの水の添加は必要でない。たとえば液体窒素のような極低温流体をウェルボア中へ導入して、初期凍結バリヤをウェルボアに形成することができる。低温流体の蒸発もしくは除去の後、低凍結点流体をウェルボアに導入して熱を土壌まで移動させることにより、土壌の温度を循環凍結剤の凍結点より高い温度まで上昇させることができる。土壌の温度が凍結剤の凍結温度よりも高く上昇した後、凍結剤を入口を介しウェルボアに導入することができる。流体は、ウェルボアの壁部と入口との間の環状空間にて上方向に流動することができる。たとえばスクリーンもしくはフィルタシステムのような分離器を使用して、循環流体内の同伴物質を除去することができる。図８は、フリーズウェルのウェルボアの１部が開口ウェルボアであって、これを介し凍結剤を循環させるフリーズウェル２４の実施例を示す。流体は入口９０を介しフリーズウェル２４に流入すると共に、高温側導管７８を介しフリーズウェルから流出する。
【０１１１】
フリーズウェルは土壌中へ、土壌のアクイタード（ａｑｕｉｔａｒｄ）層にフリーズウェルの１部を存在させうる深さまで挿入することができる。アクイタード層は下方からの処理領域への水の流入を阻止することができる。或る種の土壌矯正システムの具体例において、フリーズウェルの部分をアクイタード層に設置することは非実用的または望ましくない。底部凍結バリヤの形成は、著量の上方向水移動が矯正に際し存在する場合または著量の汚染移動が一層深い土壌まで存在する場合は必要である。底部凍結バリヤは、フリーズウェルを処理領域の下に設置して形成させることができる。１具体例において、フリーズウェルのウェルボアを指向穿設により形成させ、更にフリーズウェルを指向穿設されたウェルボアに形成される。
【０１１２】
図９は、処理領域を規定するフリーズウェルの平面図である。処理領域の側部に沿ったフリーズウェル２４は、処理領域２８の実質的部分を横切って延在するよう指向穿設されて、付勢された際にフリーズウェルが底部バリヤを形成するようにする。他のパターンのフリーズウェル２４′を地中へほぼ垂直に挿入する。全てのフリーズウェル２４、２４′が付勢されると、これらフリーズウェルは土壌の容積を分離して土壌が矯正されうるようにする。底部凍結バリヤを形成するフリーズウェルは、処理領域を横切って延在する溝に設置することができる。或る種の場合、フリーズバリヤは汚染帯域の上方に形成するのが有利である。
【０１１３】
図１０は、各フリーズウェル間の処理領域２８が「Ｖ」形状の領域となるよう土壌２６中に角度をもった２つのフリーズウェル２４の図面である。処理領域２８の対向側部における列としてのフリーズウェルを土壌中に角度をもって「Ｖ」形状の処理領域を形成させる。垂直装着されたフリーズウェルを処理領域２８の他の側部に設置して、矯正すべき土壌の容積を規定する。図１１は、「Ｕ」形状のフリーズウェル２４の図面である。フリーズウェルを指向穿設して処理領域２８の第１側部における土壌２６に突入させ、処理領域を横切って延在させ、かつ処理領域の反対側部にて土壌から出るようにする。垂直装着されたフリーズウェルは処理領域２８の他の側部に設置して、矯正すべき土壌に容積を規定することができる。
【０１１４】
図１２は、フリーズウェル−土壌矯正ウェルの組み合わせを示し、これを用いて汚染土壌の下にフリーズウェルを形成することができる。周辺フリーズウェルおよび土壌矯正ウェルのためのウェルボアを処理領域に形成することができる。土壌矯正ウェルのウェルボアを、汚染土壌層９２を介し非汚染土壌層９４中へ穿設することができる。界面９６は２つの土壌層９２、９４を分離することができる。土壌層９４が底部凍結バリヤの形成を可能にするほど充分な水を含まなければ、水を層中へ導入することができる。凍結バリヤは非汚染土壌層９４に形成される。１実施例において、フリーズウェル導管を土壌矯正ウェルボアのそれぞれにて土壌に懸垂させることができる。導管の入口脚部８６は絶縁体９８を備えると共に、汚染土壌層９２に隣接位置する出口脚部８８の１部も絶縁体を備えることができる。出口脚部８８は、フリーズバリヤを形成させるべき土壌層に隣接して絶縁を持たなくてもよい。
【０１１５】
低部層フリーズ壁部および周辺フリーズ壁部を形成するフリーズウェルは、土壌矯正が開始する前に初期設定することができる。底部バリヤは土壌矯正の初期設定に先立つ数ヶ月にて形成させることができる。１実施例において、土壌矯正ウェルボアにおけるフリーズウェル導管は底部バリヤの形成後に土壌矯正ウェルボアから引っ張って、これらウェルボアをヒータウェル、抽出ウェルおよび／またはヒータ／抽出ウェルに変換させる。１実施例において、フリーズウェル導管およびヒータ部材を土壌矯正ウェルボアに設置する。たとえばヒータ部材は鉱物絶縁ケーブルとすることができ、これらを凍結導管の絶縁脚部に結びつけると共に支持する。フリーズウェル導管は凍結バリヤの形成および土壌矯正の初期設定の後にウェルボアに残留する。凍結剤を土壌矯正に際しフリーズウェルに供給し、或いはフリーズウェル部分への凍結剤の供給を土壌矯正に際し停止させることもできる。１実施例において、底部凍結バリヤはこの底部凍結バリヤを形成させるためのバッチシステムを用いて形成させることができる。たとえば液体窒素を、底部凍結バリヤを形成させるべく土壌の透過層に隣接した土壌矯正ウェルのケーシングの底部セクションに設置することができる。液体窒素を必要に応じ補充することができる。
【０１１６】
凍結バリヤを形成するフリーズウェルを非汚染土壌または実質的に非汚染土壌に設置して、フリーズウェルにより形成された凍結バリヤが著量の汚染を含まないようにすることができる。或る種の土壌矯正システムの実施例においては、フリーズウェルをたとえば鉱物絶縁ケーブルのようなヒータ部材と共に形成することができる。他の土壌矯正システムの具体例においては、凍結部材をウェルボアから除去すると共に、フリーズウェルのウェルボアにヒータ部材を装着することができる。フリーズウェルの内側における土壌の矯正およびフリーズウェルとバリヤとの熱エネルギの利用が完了した後、ヒータ部材を付勢して予め凍結した土壌を加熱することができる。土壌内の蒸気は優先的に土壌矯正システムの抽出ウェルの方向へ、処理土壌の透過性増大に基づき流動することができる。更にヒータウェルまで変換された幾つかまたは全部のフリーズウェルにはパーフォレーションを設け、変換フリーズウェルがヒータ−抽出ウェルとなるよう減圧システムに連結することができる。幾つかのフリーズウェルは、これらウェルを減圧システムに連結することにより抽出ウェルに変換することもできる。この種のウェルはヒータ部材を備えなくてもよい。
【０１１７】
大領域の土壌汚染は、各セクションで処理することができる。図１３は、長ストリップの汚染土壌を処理すべく使用しうるフリーズウェル２４および土壌矯正ウェル１００の平面図である。フリーズウェル２４は、第１帯域１０２を規定する汚染土壌ストリップの長さの１部の第１端部および側部に沿って形成することができる。フリーズウェル２４は、汚染土壌に隣接した非汚染または実質上非汚染土壌に設置することができ、土壌矯正ウェル１００を第１帯域１０２に挿入することができる。フリーズウェル２４および土壌矯正ウェル１００のパターンを、第１帯域１０２に接触する第２帯域１０４まで拡張することができる。土壌矯正ウェル１００は処理施設に連結することができる。グランドカバー３６を第１帯域１０２にわたり装着することができる。更にグランドカバーも第２帯域１０４にわたり装着することもできる。
【０１１８】
１具体例において、フリーズウェル２４′を第１帯域１０２と第２帯域１０４との間に設置して、フリーズウェルが第１帯域と第２帯域との間に凍結分離バリヤを形成するようにする。土壌矯正ウェル１００の間の間隔および分離バリヤを形成するフリーズウェル２４′の間隔は、分離バリヤを形成するフリーズウェルの全部または幾つかが土壌矯正ウェルのパターンに合致する土壌矯正ウェルまで変換されうるよう、便利な倍数にすることができ、或いは調節することができる。分離バリヤを形成するフリーズウェル２４′のウェルボアは、処理帯域を規定する汚染土壌の長さに沿って選択間隔にて土壌に形成することができ、汚染土壌の全長の矯正を可能にする。
【０１１９】
代案実施例において、金属シートバリヤを挿入することができ、或いはグラウト壁部を第１帯域と第２帯域との間の土壌に形成させることもできる。分離バリヤは有利には第１帯域と第２帯域との間の流体輸送を阻止または実質的に阻止することができると共に、バリヤまでの土壌の全部を矯正することを可能にする。分離バリヤに近い第１帯域に加えられた熱の１部はバリヤを越えて第２帯域まで移動することができる。分離バリヤを形成させて、バリヤがフリーズウェルおよび／または土壌矯正ウェルのパターンを阻害しないようにする。金属バリヤを挿入し、或いはグラウト壁部を処理領域を規定する汚染土壌の長さに沿って選択間隔で形成させ、汚染土壌の全長の矯正を可能にする。
【０１２０】
第１帯域１０２におけフリーズウェル２４を付勢して、第１帯域の周囲に凍結バリヤを形成させることができる。第１帯域１０２内の土壌は、凍結バリヤの形成後に土壌矯正ウェル１００を用いて矯正することができる。第１帯域１０２の矯正が完結に近づけば、第２帯域１０４のフリーズウェルを付勢して、凍結バリヤを汚染土壌の長さに沿って延在させることができる。第１帯域の矯正が完了した後、分離バリヤを形成するフリーズウェル２４′を含めフリーズウェルの幾つかを滅勢させることができる。第１帯域１０２のセクション１０６における幾つかのフリーズウェル２４および幾つかの土壌矯正ウェル１００は付勢させ続けることができる。延在した凍結バリヤが形成された後、第２処理帯域１０４における土壌矯正ウェル１００を付勢することができる。第１帯域１０２と第２帯域１０４との間の分離バリヤが凍結バリヤであれば、第１帯域の付勢土壌矯正ウェルおよび第２帯域の土壌矯正ウェルは分離用凍結バリヤを破壊することができる。分離バリヤを形成したフリーズウェル２４′の幾つかまたは全部をフリーズウェルの滅勢後に土壌矯正ウェルまで変換することができる。セクション１０６における土壌矯正ウェル１００およびフリーズウェル２４の付勢は、フリーズウェルを越える流体の移動を阻止する。追加帯域は、ウェルのパターンを汚染土壌の長さに沿って汚染土壌の全部が処理されるまで延ばすことにより処理することができる。
【０１２１】
土壌矯正のための処理領域は、監視用ウェルまたは他の技術を用いて測定することができる。土壌の試料を採取すると共に分析する。土壌のヒドロロジー（ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ）を決定することができる。処理領域内の汚染を除去または減少させる土壌矯正システムのシミュレーションを行って、フリーズウェル間隔および土壌矯正ウェル間隔を決定し、所望時間範囲内で土壌を矯正する。
【０１２２】
フリーズウェル、土壌矯正ウェルおよび／または試験ウェルを土地に装着することができる。凍結バリヤを循環凍結剤により形成させるべき場合は、フリーズウェルを凍結ユニットに連結することができる。土壌矯正ウェル、試験ウェルおよび凍結ユニットを電気システムおよび制御システムに連結することができる。蒸気収集システムを装着してオフガスを処理施設まで輸送することができる。蒸気収集システムの部分をヒートトレースすると共に電力供給システムに連結することができる。グランドカバーを処理領域の上方に形成することができる。必要ならば、水をフリーズウェルに隣接した土壌に導入して、土壌を飽和させることもできる。フリーズウェルを始動させて処理領域の周囲に凍結バリヤを形成させる。バリヤの形成はグランドカバーを土地に対し封止することができる。
【０１２３】
幾つかの具体例においては、吸引ウェルおよび／または注入ウェルを用いて凍結バリヤを形成させることができる。図１４に示したように、ウェル１０８をフリーズウェル２４の側部に形成させることができる。ウェル１０８を用いてフリーズウェル間の水流動を阻止し、フリーズウェルが凍結バリヤを形成しうるようにする（たとえば除水用ウェル）。ウェル１０８の操作は、水の流動に抗する充分な厚さの凍結バリヤが形成された後に中断することができる。
【０１２４】
１実施例において、ウェル１０８をフリーズウェルに充分近接して設置し、フリーズウェルにより形成された凍結バリヤがウェルを含むようにする。幾つかの具体例においては、ウェル１０８を凍結バリヤの形成後に試験ウェルもしくは土壌矯正ウェルとして使用することができる。ウェル１０８が土壌から水を除去すれば、この水を処理施設で処理して水内の汚染を除去もしくは減少させることができる。１実施例において、ウェル１０８が凍結バリヤを形成させるべき箇所および水が流過する箇所の内方向側および外方向側に設置することができる。ウェル１０８に連結された吸引ポンプを操作して内方向吸引ウェルと外方行吸引ウェルとの間の圧力差を最小化させることにより、内方向吸引ウェルと外方行吸引ウェルとの間の流体流動を減少または停止させることができる。ウェル１０８はフリーズウェル２４に隣接した領域を除水することができる。フリーズウェル２４は、土壌がウェル１０８により除水されれば水を凍結させるのに充分な低い温度帯域を形成することができる。低温帯域が形成された後、ウェル１０８に供給された動力を減少させて、水を低温帯域まで流入させると共に凍結させることができる。凍結バリヤの形成後、ウェル１０８を滅勢することができる。
【０１２５】
フリーズウェルは、処理領域内のヒータウェルの始動前に始動させることができる。凍結バリヤを形成するのに要する時間は多くの因子および変数に依存する。この種の因子および変数は限定はしないが凍結バリヤの長さ、フリーズウェル間隔、処理領域中への流体の流速、表示領域内の流体の塩濃度、凍結システムの種類およびバリヤを形成すべく使用される凍結剤を包含する。凍結バリヤを形成するのに要する時間は約２日間〜４ヶ月もしくはそれ以上の範囲とすることができる。
【０１２６】
幾つかの具体例において、トレーサ試験を使用して凍結バリヤの形成を決定もしくは確認することができる。トレーサ流体を周辺バリヤの第１側部に注入することができる。周辺バリヤの第２側部でにおけるモニターウェルを操作して、トレーサ流体を検出することができる。モニターウェルによりトレーサ流体を検出できないことは、周辺バリヤが形成されたことを示唆する。トレーサ流体は限定はしないが二酸化炭素、アルゴン、窒素、同位元素標識された水またはその組み合わせとすることができる。気体トレーサ試験は飽和土壌における使用を制限する。何故なら、トレーサ流体は注入ウェルからモニターウェルまで飽和土壌を介し容易に移動しえないからである。水飽和土壌において、同位元素標識水（たとえばＤ2Ｏもしくはトリチエート水）または選択イオン（たとえばチオシアネートイオン）の水溶液を使用することができる。
【０１２７】
１具体例において、処理領域における水をバリヤの形成後かつヒータの始動前もしくは始動と同時に処理領域からポンプ排除することができる。ポンピングされた水は処理施設で処理することができる。代案実施例において、ヒータウェルを始動させると共に土壌内の水を土壌温度が上昇する際に気化するようにする。土壌は土壌矯正ウェルの操作により矯正することができる。システムは矯正後に遮断することができる。凍結バリヤを用いて他の凍結バリヤを形成させることもできる。熱移動流体をフリーズウェルの循環させて熱移動流体を冷却することにより、流体を使用して次の凍結バリヤを形成させるべき土壌から熱を除去することもできる。或る種の土壌矯正の具体例において、隣接土壌からの熱は凍結土壌の温度を平衡温度まで上昇させることができる。
【０１２８】
ドライブ流体を、フリーズウェルを用いる土壌矯正システムと一緒に使用することができる。ドライブ流体を使用して、土壌内の汚染物を抽出ウェルの方向へ移動させることができる。幾つかの抽出ウェルを注入ウェルに変換させて、ドライブ流体を土壌中へ注入することができる。注入ウェルまで変換すべき抽出ウェルを減圧システムから取り外して、注入システムに取り付けることができる。抽出ウェルのリングを注入ウェルまで変換させることができる。ドライブ流体をウェルを介し土壌中へ注入した後、注入ウェルを抽出ウェルまでウェルを減圧システムに再取り付けして戻すことができる。ドライブ流体は土壌矯正過程の終了近くで用いて残留汚染を抽出ウェルの方向へ移動させ、汚染を土壌から除去することができる。土壌の加熱に基づく土壌内の透過性増大は、ドライブ流体を用いる残留汚染の除去を容易化させる。
【０１２９】
土壌矯正システムの１実施例において、抽出ウェルの最外リングにおける抽出ウェルを注入ウェルまで変換させ、ドライブ流体を土壌中へ導入する。充分なドライブ流体が抽出ウェルの内側リングから発生した後、ドライブ流体の注入を停止させることができる。注入ウェルを抽出ウェルに戻し、次の抽出ウェルの内側リングを注入ウェルまで変換させることができる。ドライブ流体は、このドライブ流体が隣接抽出ウェルから発生するまで土壌中へ注入することができる。各ウェルのリングを変換させると共にドライブ流体を注入するパターンを、ドライブ流体が注入ウェルの最内リングを包囲する抽出ウェルまたは最内注入ウェルに注入されるまで継続することができる。代案実施例において、このパターンは最内抽出ウェルまたは抽出ウェルのリングにて開始すると共に、処理領域を包囲する凍結バリヤの方向へ外方向に移動することができる。
【０１３０】
ＩＳＴＤ土壌矯正システムの実施例において、土壌は電気抵抗加熱を用いて加熱することもできる。フリーズウェルにより形成された凍結バリヤは汚染土壌を包囲することができる。典型的な電気抵抗加熱システムは６−相の６０ヘルツ（Ｈｚ）加熱または３−相の６０ヘルツ加熱を用いる。高周波加熱も利用することができる。土壌における電極設置は土壌内の汚染の輪郭に実質的に従う。凍結バリヤは土壌加熱を処理領域に限定する。凍結土壌は、非凍結土壌の抵抗よりも数倍大きい電気抵抗を有する。凍結土壌の一層大きい抵抗は、凍結バリヤ内の電極から土壌に加えられる電流を実質的に制限する。凍結バリヤは、処理領域の外側に熱を電流が蓄積するのを防止する。図１５は、フリーズウェル２４、電極１１０および抽出ウェル３０のパターンを示し、これらを土壌矯正システムと共に使用して土壌抵抗加熱により土壌を加熱することができる。フリーズウェル２４は汚染土壌９２の周辺に沿って設置される。汚染土壌は、境界線１１２により規定される領域に制限される。フリーズウェル２４を冷却剤ライン７６、７８および凍結ユニット７４に連結することができる。電極１１０は土壌中に挿入される。電流を電極に加えれば、土壌が加熱される。土壌に発生したオフガスは、抽出ウェルを介し土壌から除去することができる。
【０１３１】
飽和された凍結土壌材料および乾燥熱土壌材料の両者の熱分散性および他の諸性質は、フリーズウェルに近接した熱源の操作を可能にする。これら性質は、フリーズウェルにより確立された凍結バリヤを突破する熱源により与えられる熱を防止することができる。凍結した飽和土壌材料は、熱乾燥土壌材料よりも顕著に高い熱分散性を有する。熱乾燥土壌材料および低温飽和土壌材料の熱分散性における相違は低温帯域が高温帯域よりも迅速に波及することを示唆する。フリーズウェルにより確立および維持される低温帯域の急速波及は、熱源により形成された高温帯域を処理領域の熱処理に際し低温帯域を介し溶融しないよう阻止する。
【０１３２】
幾つかの具体例においては、矯正ウェルをフリーズウェルに比較的近接して配置することができる。土壌矯正に際し、熱源により確立された高温帯域およびフリーズウェルにより確立された低温帯域は平衡状態に達して、熱帯域および低温帯域が相対的に接近しないようにする。図１６は、１０００日間にわたり加熱された確率凍結バリヤのための熱シミュレーション結果を示す。フリーズウェルを−２５℃にて操作すると共に熱源を６５０℃にて操作する。ヒータウェル３２をフリーズウェル２４のリングの中心に位置せしめる。フリーズウェル２４はヒータウェルから約９．１ｍ離間すると共に、約２．４ｍの間隔で離間する。円弧状等温線は、パターンにおけるヒータウェル３２とフリーズウェル２４と最外アークを越える外部領域５５（初期土壌温度）の間の熱の分布を示す。等温線によりに、示されるようフリーズウェル２４は、ヒータウェル３２の方向へ内方向に１ｍにわたり延在する凍結バリヤ２２を維持することができる。フリーズウェル２４の外側にてバリヤ２２はずっと厚く、フリーズウェルは土壌をフリーズウェルから約１５ｍ離間して影響を及ぼす。１０００日間の後、凍結ウェルの環状帯は８ｍ〜１２ｍにて存在する。白色領域は、加熱期間にわたる最小フリーズ壁分厚さを示す。ヒータウェル３２を、図１６に示された９．１ｍの間隔よりもフリーズウェル２４に接近して配置することができる。ヒータウェル３２はフリーズウェル２４により形成された凍結バリヤ２２から約０．３ｍにて操作することができ、しかもヒータウェルは凍結バリヤ内で土壌を矯正するのに要する時間にて凍結バリヤを突破しえなくてもよい。
【０１３３】
土壌矯正過程を用いて処理すべき土壌は幾つかの処理領域に周辺バリヤで分離することができる。図１７は、領域を処理領域に分割する矩形周辺バリヤ２２の実施例を示す平面図である。処理領域２８のための周辺バリヤを必要に応じ形成させることができる。現場変換にかけるべき土壌の全てにつき周辺バリヤの完成パターンは、個々の処理領域を処理する前に形成させる必要がない。
【０１３４】
円形部分もしくは円弧状部分を有する周辺バリヤ２２は定常パターンで地中に設置することができる。円形もしくは円弧状部分の中心は想定五角形パターンの頂点に位置することができる。たとえば図１８は、パターンの単位が等辺三角形に基づく周辺バリヤのパターンを示す。図１９は、パターンの単位が四角形に基づく周辺バリヤのパターンを示す。周辺バリヤのパターンはより高次元の多角形に基づくこともできる。
【０１３５】
図１８は、土地に処理領域２８を形成する周辺バリヤの実施例の平面図である。周辺バリヤ２２の円弧状部分の中心を想定等辺三角形の頂点に位置せしめる。想定二等辺三角形を破線で示す。第１円形バリヤ２２′を土地に形成して、第１処理領域２８′を規定することができる。
【０１３６】
第２バリヤ２２″を形成させることができる。第２バリヤ２２″および第１バリヤ２２′の部分は第２処理領域２８″を規定することができる。第２バリヤ２２″は、実質的に第１円形バリヤ２２′の半径に等しい半径を持った円弧状部分を有することができる。第２バリヤ２２″の中心は、第２バリヤが完全円として形成されれば第２バリヤが接線方向の点にて第１バリヤに接触するよう位置せしめることができる。第２バリヤ２２″は線状セクション１１４を備え、これは第２バリヤを円として完結するのに要するよりも大きい領域を周辺バリヤの同一もしくはそれ以下の長さにつき包封することを可能にする。幾つかの具体例において、第２バリヤ２２″は線状セクションを備えなくともよく、第２バリヤは接線方向の点または接線領域にて第１バリヤと接触することができる。第２処理領域２８″は第１円形バリヤ２２′および第２バリヤ２２″の部分により規定することができる。第２処理領域２８″の領域は第１処理領域２８′の面積よりも大である。
【０１３７】
第３バリヤ２２″′を第１バリヤ２２′および第２バリヤ２２″に隣接して形成させることができる。第３バリヤ２２″′を第１バリヤ２２′および第２バリヤ２２″に接続して、第３処理領域２８″′を形成させることができる。追加バリヤを形成し、追加処理領域を形成することもできる。
【０１３８】
図１９は、土地に処理領域２８を形成する周辺バリヤの実施例の平面図を示す。周辺バリヤ２２のアーク状部分の中心を想定四角形の頂点に位置せしめる。想定四角形を破線で示す。第１円形バリヤ２２′を土壌に形成させて、第１処理領域２８′を規定する。第２バリヤ２２″を第２処理領域２８″の１部の周囲に形成させる。第２バリヤ２２″は、第１円形バリヤ２２′の半径に実質的に等しい半径を持ったアーク状部分を有する。第２バリヤ２２″の中心は、第２バリヤが完成円として形成されれば第２バリヤが接線ポイントにて第１バリヤに接触するよう位置せしめることができる。第２バリヤ２２″は線状セクション１１４を備えることができ、これは第２バリヤを円として完結するのに要するよりも大きい領域を周辺バリヤの同じもしくはそれ以下の長さにわたり包封することを可能にする。２つの追加周辺バリヤを形成させて、４つの処理領域のユニットを完結させる。
【０１３９】
図２０は、周辺バリヤ２２が中心点の周囲に半径方向に形成されるバリヤ配置の具体例を示す。土壌矯正ウェルは、中心領域に装着することができる。第２バリヤ２２″と第１バリヤ２２′との間の土壌のリングは処理領域２８′とすることができる。第３バリヤ２２″′を第２バリヤ２２″の周囲に形成させることができる。これらバリヤのパターンを必要に応じ延在させることができる。内側バリヤと外側バリヤとの間の土壌のリングを処理領域とすることができる。リングの面積が全体として処理するには大き過ぎれば、内側バリヤから外側バリヤまで延びる線状セクション１１４を形成させてリングを多数の処理領域に分割することができる。幾つかの具体例において、バリヤリング間の間隔は実質的に同じとすることができる。他の具体例において、バリヤリング間の間隔は、これらバリヤにより包封される領域を調節するよう変化させることができる。
【０１４０】
土壌矯正システムと共にフリーズウェルを用いる利点は、フリーズウェルが処理領域に対する流体の流入もしくは流出を阻止するバリヤを形成しうる点である。処理領域に流入しないよう過剰の流体を阻止すればＩＳＴＤ土壌矯正法における土壌の加熱に伴う加熱コストを顕著に減少させ、更にオフガス処理施設の寸法およびコストを減少させる。流体流入の阻止は、土壌を水の沸点よりも顕著に高い温度まで加熱するのを可能にする。加熱時間は顕著に減少する。ヒータウェルをフリーズウェルに近接配置することができる。ヒータウェルの幾つかを凍結バリヤに或いはそれに近接して配置することができる。この種のヒータウェルはバリヤの１部を解凍しうるが、土壌矯正に際しバリヤを突破しない。
【０１４１】
土壌矯正システムと共にフリーズウェルを使用する利点は、汚染土壌の種類および処理しうる汚染の種類が拡大される点である。フリーズウェルの使用は、単一の土壌矯正プロセスにて不飽和および飽和の両土壌帯域における汚染土壌の処理を可能にする。水の大きい本体に隣接した土壌を矯正することができる。大きい水の本体は大海、湖および／または河川とすることができる。水再充填帯域における土壌を処理することができる。処理領域の周囲にバリヤを形成するフリーズウェルの使用は、ＩＳＴＤ土壌矯正システムが矯正しうる土壌の種類を拡大することができる。たとえばＩＳＴＤ土壌矯正システムを用いて、地下水面の下に位置する亀裂床岩石における汚染を矯正することができる。
【０１４２】
ＩＳＴＤ土壌矯正システムと共にフリーズウェルを使用する利点は、除去困難な汚染（たとえば濃密非水性相液体（ＤＮＡＰＬ）を矯正しうる点である。ＤＮＡＰＬ流体は限定はしないが塩素化溶剤、ポリ塩素化ビフェニルおよび水銀を包含する。凍結バリヤは不透過性バリヤを与えて、高減圧を処理領域に加えることにより、気化汚染物を土壌から除去することを可能にする。
【０１４３】
土壌矯正システムと共にフリーズウェルを使用する利点は、フリーズウェルが処理領域を分離しうる点にある。フリーズウェルにより形成されたバリヤは汚染物が処理領域から隣接領域へ矯正過程に際し移行するのを阻止する。たとえば処理領域を包囲するフリーズウェルは、亀裂岩石床内のＤＮＡＰＬ汚染物がＩＳＴＤ土壌矯正プロセスに際し隣接領域中へ亀裂を流過するのを阻止する。フリーズウェルにより形成された凍結バリヤを所望深さに位置せしめることができる。凍結バリヤの深さは、金属シートを土壌中へ圧入することにより得られるバリヤよりも顕著に深くすることができる。フリーズウェルにより形成される凍結バリヤはグラウト壁部バリヤにより必要されるほど処理領域を完全に包囲する開口部を形成する必要がない。何故なら、フリーズウェルはフリーズウェル間の土壌を凍結させるからである。フリーズウェルを使用して処理領域のための底部バリヤを形成させることができ、これには傾斜もしくは指向穿設されたウェルを使用し、或いは土壌矯正ウェルボアの部分を使用する。
【０１４４】
バリヤを形成するためのフリーズウェルの使用は、矯正後の土壌に小さい作用しか与えない。フリーズウェルは熱矯正プロセスに際し処理領域の外部での望ましくない加熱の程度を制限することができる。凍結バリヤは、フリーズウェルの保守が終了した際に消滅することができる。フリーズウェルを凍結バリヤが消滅した後に土壌から除去することができる。フリーズウェルを土壌から除去すると共に、フリーズウェルのウェルボアには充填材料を充填することができる。フリーズウェルを使用する更なる利点は、フリーズウェルが簡単、効率的、信頼性かつ安価である点を含み、しかもフリーズウェルは更に製造、装着および使用が容易である。
【０１４５】
本発明の種々な面に関する更なる改変および代案実施例も本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の目的に過ぎず、当業者に一般的な本発明の実施方法を教示する目的である。本発明の図示および説明した形態は単なる実施例であることを了解すべきである。部材および材料はここに説明および例示したもの以外にも使用することができ、部品およびプロセスを逆転させることもでき、本発明の或る種の特徴を独立して使用することもでき、これらは本発明の説明を読めば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多くの改変をなしうることが当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】バッチ式操作のフリーズウェルにより形成されたフリーズ壁部を伴う土壌矯正システムの実施例の略図。
【図２】土壌矯正システムのグランドカバーの断面図。
【図３】処理領域を包囲する二重リングのフリーズウェルを持った土壌矯正システムの実施例におけるウェルパターンの平面図。
【図４】バッチ式操作のフリーズウェルの実施例の断面図。
【図５】導管を使用して流体をフリーズウェルに対し流入および流出させる循環凍結剤システムのためのフリーズウェルの実施例の１部の断面図。
【図６】開口ウェルボアに設置された導管を備えるフリーズウェルの実施例の１部の断面図。
【図７】循環凍結剤システムのフリーズウェルの実施例の略図（ここで凍結剤は入口ラインを介しフリーズウェルに流入すると共にフリーズウェルを入口ラインとウェルケーシングとの間の環状空間にてフリーズウェルを通過し、更にフリーズウェルが土地表面の下に断面図で示される）。
【図８】フリーズウェルの１部が開口ウェルボアを備える循環凍結システムにおけるフリーズウェルの実施例の断面図。
【図９】フリーズウェル設置の平面図（ここでフリーズウェルの幾つかはフリーズウェルが付勢された際に底部バリヤが形成されうるよう指向穿設される）。
【図１０】土壌中に角度をもって「Ｖ」形状の処理領域を形成するフリーズウェルの実施例の略図。
【図１１】処理領域の第１側にて土壌中に突入すると共に処理領域の第２側にて土壌から出る「Ｕ」形状フリーズの実施例の略図。
【図１２】熱矯正させるべき土壌の下に凍結バリヤを形成させるべく使用されるフリーズウェルの実施例の略図。
【図１３】長ストリップの汚染土壌を処理すべく使用しうる強制システムの実施例の略図。
【図１４】フリーズウェルおよび各フリーズウェル間の流体流動によってさえフリーズウェル間に凍結バリヤを形成させうるウェルの実施例の略図。
【図１５】フリーズウェル、抽出ウェルおよび土壌抵抗加熱により土壌を加熱する現場熱脱着法を用いて汚染土壌を矯正すべく使用しうる電極の実施例の略図。
【図１６】フリーズウェルのリングにより包囲された熱源の熱シュミレーション結果の略図。
【図１７】矩形処理領域の平面図。
【図１８】円弧状部分（ここで円弧状部分に中心は等三角形パターンである）を有する周辺バリヤにより形成された処理領域の実施例の平面図。
【図１９】円弧状部分（ここで円弧状部分の中心は四角形パターンである）を有する周辺バリヤにより形成された処理領域の実施例の平面図。
【図２０】中心点の周囲に放射方向に位置せしめた周辺バリヤにより形成される処理領域の実施例の平面図。
【符号の説明】
【０１４７】
２０    土壌矯正システム
２２    バリヤ
２４    フリーズウェル
２６    土壌
２８    処理領域
【図１】
2005516751.tif 000003
【図２】
2005516751.tif 000004
【図３】
2005516751.tif 000005
【図４】
2005516751.tif 000006
【図５】
2005516751.tif 000007
【図６】
2005516751.tif 000008
【図７】
2005516751.tif 000009
【図８】
2005516751.tif 000010
【図９】
2005516751.tif 000011
【図１０】
2005516751.tif 000012
【図１１】
2005516751.tif 000013
【図１２】
2005516751.tif 000014
【図１３】
2005516751.tif 000015
【図１４】
2005516751.tif 000016
【図１５】
2005516751.tif 000017
【図１６】
2005516751.tif 000018
【図１７】
2005516751.tif 000019
【図１８】
2005516751.tif 000020
【図１９】
2005516751.tif 000021
【図２０】
2005516751.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月24日(2004.1.24)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフリーズウェルを、処理すべき土壌の周辺に沿ったパターンにて設置し；
フリーズウェルに隣接した土壌を冷却して凍結バリヤを形成させ；
土壌を矯正して土壌内の汚染物レベルを減少させる
ことからなり、土壌の矯正が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を特
徴とする土壌汚染矯正方法。
【請求項２】
矯正をバリヤの形成後に開始する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
水をフリーズウェルに隣接した土壌に添加することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
複数のフリーズウェルの設置が、フリーズウェルを予備穿設ウェルボアに形成すること
からなる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
複数のフリーズウェルの設置が、フリーズウェルのためのケーシングを土壌中へ圧入す
ることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
複数のフリーズウェルの設置が、フリーズウェルのためのケーシングを土壌中へ振動挿
入することからなる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数のフリーズウェルの設置が、フリーズウェルケーシングを土壌に設置すべくコイル
チューブの装備を使用することからなる請求項１に記載の方法。
【請求項８】
複数のフリーズウェルの設置が、凍結剤導管をウェルボアに設置することからなる請求
項１に記載の方法。
【請求項９】
複数のフリーズウェルの設置が、第１列のフリーズウェルを土壌中に設置すると共に、
第２列のフリーズウェルを第１列のフリーズウェルからオフセットして側部に設置するこ
とからなる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
第１列におけるフリーズウェルと第２列におけるフリーズウェルとの間の間隔が、第１
列における隣接フリーズウェル間の間隔の約半分である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第１列のおけるフリーズウェルおよび第２列におけるフリーズウェルをオフセットして
、フリーズウェルの二等辺三角形パターンを形成させる請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
複数のフリーズウェルの設置が、フリーズウェルの１部を指向穿設してフリーズウェル
が付勢された際に側部凍結バリヤと底部凍結バリヤとを形成するようしてなる請求項１に
記載の方法。
【請求項１３】
複数のフリーズウェルの設置が、フリーズウェルの１部を指向穿設してフリーズウェル
が側部凍結バリヤと頂部凍結バリヤとを形成するようにしてなる請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
複数の凍結ウェルの設置が、フリーズウェルの１部のウェルボアを傾斜させて、フリーズ
ウェルの「Ｖ」形状パターンを形成させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
フリーズウェルに隣接した土壌の冷却が、フリーズウェルに隣接した流体流動を阻止す
ると共に土壌からの熱をフリーズウェルに移動させることからなる請求項１に記載の方法
。
【請求項１６】
土壌を矯正するに先立ち、土壌から水をポンピングすることを更に含む請求項１に記載
の方法。
【請求項１７】
フリーズウェルの内方向および外方向に圧電水ヘッド圧を測定して、凍結バリヤが形成
される時点を決定することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
土壌を矯正する前に、凍結バリヤの完結を試験すべくトレーサ試験を使用することを更
に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
土壌の冷却が、極低温流体をフリーズウェルに設置すると共に土壌からの熱を極低温流
体に移動させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
土壌の冷却が、凍結液をフリーズウェルに循環させると共に土壌からの熱を凍結液に移
動させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
凍結液が塩化カルシウムブラインからなる請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
凍結液が塩化リチウムブラインからなる請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
土壌の冷却が、凍結剤を気化−圧縮サイクルに際しフリーズウェルを介し循環させて、
熱を土壌から凍結剤まで移動させることからなる請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
土壌の矯正が、土壌を土壌に設置されたヒータにより加熱すると共にオフガスを土壌か
ら除去することからなり、凍結バリヤがヒータ始動に先立ちヒータの少なくとも１個を包
囲するよう配置される請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
土壌の矯正が、土壌を土壌に設置されたヒータにより加熱すると共にオフガスを土壌か
ら除去することからなり、更に凍結バリヤをヒータ始動に先立ちヒータの少なくとも１つ
を包囲するよう配置する請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
土壌の矯正が、電流を土壌に加えて土壌を抵抗加熱すると共に、凍結バリヤが電流を処
理領域から出ないよう阻止する請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
土壌の矯正が、ドライブ流体を土壌中へ導入して汚染を抽出ウェルの方向に移動させる
ことからなる請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
土壌の矯正が、化学反応体を土壌中へ導入して汚染物と反応させることからなる請求項
１に記載の方法。
【請求項２９】
土壌の矯正が、生物学的反応体を土壌中へ導入して汚染物と反応させることからなる請
求項１に記載の方法。
【請求項３０】
土壌中へ土壌汚染を介し土壌汚染の下の土壌層にウェルボアを設置し、第２の複数のフ
リーズウェルを土壌汚染の下の土壌層に隣接したウェルボアに設置し、更に第２の複数の
フリーズウェルにより土壌層を冷却して底部凍結バリヤを形成させることを更に含む請求
項１に記載の方法。
【請求項３１】
グランドカバーを汚染土壌の上に形成させると共に、グランドカバーを凍結バリヤに封
止することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
処理領域の周辺の１部にわたり設置されたフリーズウェルであって、流体が処理領域に
対し流入もしくは流出するのを阻止する凍結バリヤを土壌に形成させたフリーズウェルと
；
処理領域に設置された土壌矯正システムであって、処理領域にて土壌内の汚染を減少させ
るよう配置され、現場熱脱着土壌矯正システムからなる土壌矯正システムと
を備えることを特徴とする土壌矯正システム。
【請求項３３】
フリーズウェルが２列のフリーズウェルを備え、第１列のフリーズウェルを第２列のフ
リーズウェルからオフセットして、各フリーズウェルが実質的に二等辺三角形パターンと
なるようにした請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
フリーズウェルの１部を土壌に指向位置せしめて、フリーズウェルが凍結側部バリヤと
凍結底部バリヤとを形成するよう配置されてなる請求項３２に記載のシステム。
【請求項３５】
フリーズウェルの１部が土壌中に角度をもったウェルボアからなり、角度付きウェルボ
アを有するフリーズウェルにより形成される凍結バリヤの１部が「Ｖ」形状を有するよう
にしてなる請求項３２に記載のシステム。
【請求項３６】
フリーズウェルの１つがケーシングからなると共に、極低温流体をケーシングに設置し
てフリーズウェルに隣接した土壌を冷却する請求項３２に記載のシステム。
【請求項３７】
フリーズウェルの１つが開口ウェルボアからなり、極低温流体を開口ウェルボアに入れ
てフリーズウェルに隣接した土壌を冷却する請求項３２に記載のシステム。
【請求項３８】
複数のフリーズウェルを互いに連結させると共に、凍結システムが凍結剤を複数のフリ
ーズウェルを介し循環させる請求項３２に記載のシステム。
【請求項３９】
凍結システムが気化−圧縮サイクルの凍結システムを備える請求項３８に記載のシステ
ム。
【請求項４０】
複数のフリーズウェルにおける１個のフリーズウェルがケーシングおよび入口チューブ
からなり、凍結剤が入口チューブおよび入口チューブとケーシングとの間の環状空間を介
しケーシング中へ流入する請求項３８に記載のシステム。
【請求項４１】
複数のフリーズウェルのうち１個のフリーズウェルがケーシングおよびコイルチューブ
からなる請求項３８に記載のシステム。
【請求項４２】
複数のフリーズウェルのうち１個のフリーズウェルが、開口ウェルボア内に設置された
コイルチューブからなる請求項３８に記載のシステム。
【請求項４３】
土壌矯正システムが土壌蒸気抽出の土壌矯正システムからなる請求項３８に記載のシス
テム。
【請求項４４】
土壌矯正システムが土壌蒸気抽出の土壌矯正システムからなる請求項３２に記載のシス
テム。
【請求項４５】
土壌矯正システムが流体注入土壌矯正システムからなり、注入される流体が汚染を抽出
ウェルの方向に移動させるよう配置されたドライブ流体である請求項３２に記載のシステ
ム。
【請求項４６】
土壌矯正システムが流体注入システムからなり、注入される流体が土壌内の汚染を減少
させるよう配置された反応体である請求項３２に記載のシステム。
【請求項４７】
土壌矯正システムが現場熱脱着土壌矯正システムからなり、土壌を土壌抵抗加熱により
加熱する請求項３２に記載のシステム。
【請求項４８】
土壌矯正システムのための凍結バリヤの形成方法において：
処理領域の周辺の１部に沿って各フリーズウェルのための土壌における複数のウェルボア
を形成させ；
第１極低温流体をウェルボアに設置して、このウェルボアに隣接した凍結バリヤを形成さ
せることにより流体が土壌からウェルボア中に流入するのを阻止し；
凍結バリヤを外方向に拡張させ；
現場熱脱着土壌矯正システムからなる土壌矯正システムを処理領域に装着する
ことを特徴とする凍結バリヤの形成方法。
【請求項４９】
第１極低温流体が液体窒素からなる請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
水を選択ウェルボアに設置して、これらウェルボアに隣接した土壌を飽和させると共に
、過剰の水をウェルボアから除去することを更に含む請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
外方向への凍結バリヤの拡張が第１極低温流体を第２極低温流体で代替させることから
なり、第２極低温流体が第１極低温流体よりも高い温度かつより安価な流体からなる請求
項４８に記載の方法。
【請求項５２】
第１極低温流体が液体窒素からなり、第２極低温流体がドライアイスおよび低凍結点流
体の浴からなる請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
処理領域の周辺の１部に沿って土壌に設置されたフリーズウェルであって、側部凍結バ
リヤを形成するよう配置されたフリーズウェルと；
土壌矯正システムであって、処理領域における土壌内の汚染を減少させるよう配置され、
かつ処理領域に配置された現場熱脱着土壌矯正システムおよび土壌矯正ウェルからなり、
土壌矯正ウェルの第１部分が土壌汚染の下にて透過性土壌層中に延びる土壌矯正システム
と；
導管の部分内の凍結導管であって、汚染土壌の下の透過性土壌層に底部凍結バリヤを形成
させうる凍結剤導管と
からなることを特徴とする土壌矯正用システム。
【請求項５４】
フリーズウェルが２列のフリーズウェルからなり、第１列のフリーズウェルが第２列の
フリーズウェルからオフセットされてフリーズウェルが実質的に二等辺三角形パターンと
なるようにしてなる請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
処理領域の上方にグランドカバーを備えると共に側部凍結バリヤに封止することを更に
含む請求項５３に記載のシステム。
【請求項５６】
処理領域の周辺の１部に沿って凍結バリヤを形成させることにより、流体が処理領域中
へ流入するのを阻止し；
土壌におけるヒータウェルから熱を土壌に加えることで処理領域内の土壌を加熱し；
オフガスを土壌から抽出ウェルを介し除去することで汚染を土壌から除去する
ことを特徴とする土壌の矯正方法。
【請求項５７】
凍結バリヤの形成が、フリーズウェルに隣接した土壌に水を添加すると共にフリーズウ
ェルに隣接した土壌を冷却して水を固化させることからなる請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
凍結バリヤの形成が、フリーズウェルに隣接した土壌を冷却して土壌内の水を固化させ
ることからなる請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】
凍結バリヤの形成が、千鳥状パターンで配置された２列のフリーズウェルを用いて土壌
を冷却することからなる請求項５６に記載の方法。
【請求項６０】
処理領域の内部および処理領域の外部に設置された圧電計を使用して凍結バリヤの形成
の完結を決定することを更に含む請求項５６に記載の方法。
【請求項６１】
トレーサ試験を用いて凍結バリヤの完全形成を試験することを更に含む請求項５６に記
載の方法。
【請求項６２】
グランドカバーを処理領域の上方に設置すると共に、グランドカバーを凍結バリヤに封
止することを更に含む請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
処理領域の上方にグランドカバーを設置すると共にグランドカバーを凍結バリヤに封止
することを更に含む請求項５６に記載の方法。
【請求項６４】
凍結バリヤが、ヒータウェルを始動させて土壌を加熱する前に、ヒータウェルの少なく
とも１個のヒータウェルを包囲する請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
トレーサ試験を用いて、凍結バリヤの完全形成を試験することを更に含む請求項６４に記
載の方法。
【請求項６６】
抽出ウェルの１部を注入ウェルに変換させると共に、流体を注入ウェルを介し処理領域
中へ導入することを更に含む請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
注入ウェルを抽出ウェルに戻すことを更に含む請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
流体を注入ウェルを介し土壌中へ挿入して、土壌からの汚染の除去を促進させることを
更に含む請求項５６に記載の方法。
【請求項６９】
土壌の加熱が、電流を土壌に加えて土壌を抵抗加熱することからなる請求項５６に記載
の方法。
【請求項７０】
複数の土壌矯正ウェルを処理領域中へ導入することを更に含み、土壌矯正ウェルの１部
を土壌を加熱するよう配置すると共に、汚染土壌の下の土壌を冷却して選択土壌矯正ウェ
ルの底部を用い底部バリヤを形成させる請求項５６に記載の方法。
【請求項７１】
フリーズウェルが凍結バリヤを形成し、選択フリーズウェルを指向穿設させて、選択フ
リーズウェルが周辺凍結バリヤと底部凍結バリヤとを形成するようにしてなる請求項５６
に記載の方法。
【請求項７２】
フリーズウェルを処理領域の周辺の１部に沿って装着し；
水ウェルをフリーズウェルの第１側部に装着し；
水ウェルを使用してフリーズウェルに隣接した水流を阻止し；
フリーズウェルを用いて凍結バリヤを形成させ；
現場熱脱着土壌矯正システムからなる土壌矯正システムを処理領域に装着する
ことを特徴とする土壌の矯正方法。
【請求項７３】
処理領域における土壌を土壌矯正システムにより矯正することを更に含む請求項７２に
記載の方法。
【請求項７４】
土壌矯正システムが現場熱脱着土壌矯正システムからなる請求項７２に記載の方法。
【請求項７５】
凍結バリヤの形成後に水ウェルを試験ウェルに変換させることを更に含む請求項７２に
記載の方法。
【請求項７６】
水ウェルをフリーズウェルの第２側部に装着することを更に含む請求項７２に記載の方
法。
【請求項７７】
フリーズウェルが、千鳥状パターンで設置された２列のフリーズウェルからなる請求項
７２に記載の方法。
【請求項７８】
水ウェルをフリーズウェルの第２側部に装着すると共に、フリーズウェルの第１側部に
おける水ウェルとフリーズウェルの第２側部における水ウェルとを操作して、フリーズウ
ェルに隣接した土壌に対する水流過を阻止することを更に含む請求項７２に記載の方法。
【請求項７９】
吸引ウェルの使用を更に含んで凍結バリヤの形成後に水を処理領域から除去する請求項７
２に記載の方法。
【国際調査報告】
2005516751.tif 000023
2005516751.tif 000024
2005516751.tif 000025