(57)【要約】【課題】ＢＯＤや有機塩素化合物などの汚染状況如何によらず、浄化すべき対象の土壌の状態に応じて適した処理を行うことによって、迅速確実にその土壌を高度に浄化することができる技術を提供する。【解決手段】第一井戸Ｗ１から、地下水をくみ上げる揚水工程と、前記地下水を第二井戸Ｗ２に返送する返送工程と、返送工程で地下部の環境制御を行うことにより地下部帯水層で第一生物処理工程を行い、揚水工程と返送工程の間に、くみ上げられた地下水を浄化処理する第二生物処理工程を行うとともに、地下水の特性に応じて、第一生物処理工程と第二生物処理工程における処理条件を、それぞれ嫌気的条件または好気的条件に設定する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下土壌における汚染プリュームが移動する地下部帯水層の下流側に設けられた第一井戸から、地下水をくみ上げる揚水工程と、前記地下水を前記第一井戸より上流側に設けられた第二井戸に返送する返送工程と、前記返送工程で地下部の環境制御を行うことにより地下部帯水層で第一生物処理工程を行う地下水循環型の土壌浄化方法であって、前記揚水工程と前記返送工程の間に、くみ上げられた地下水を浄化処理する第二生物処理工程を行うとともに、前記地下水の特性に応じて、前記第一生物処理工程と前記第二生物処理工程における処理条件を、それぞれ嫌気的条件または好気的条件に設定することを特徴とする土壌浄化方法。
【請求項２】
前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以上である場合に、前記第一生物処理工程が嫌気的条件で行われ、前記第二生物処理工程が好気的条件で行われることを特徴とする請求項１記載の土壌浄化方法。
【請求項３】
前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以下であり、前記地下水が前記高塩素有機化合物を含有する場合に、前記第一生物処理工程が好気的条件で行われ、前記第二生物処理工程が嫌気的条件で行われることを特徴とする請求項１記載の土壌浄化方法。
【請求項４】
前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以下であり、前記地下水が前記高塩素有機化合物を含有しない場合に、前記第一生物処理工程が好気的条件で行われ、前記第二生物処理工程が好気的条件で行われることを特徴とする請求項１記載の土壌浄化方法。
【請求項５】
前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以上である場合に、
前記第一生物処理工程が嫌気的条件で行われ、前記第二生物処理工程が好気的条件で行われ、
前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以下であり、前記地下水が、前記高塩素有機化合物を含有する場合に、
前記第一生物処理工程が好気的条件かつ前記第二生物処理工程が嫌気的条件で行われ、
前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以下であり、かつ前記高塩素有機化合物を含有しない場合に、前記第一生物処理工程が好気的条件かつ前記第二生物処理工程が好気的条件で行われ、処理の過程でこれらの切替制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の土壌浄化方法。
【請求項６】
好気的条件により地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こすＢＯＤ濃度が２５０ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の土壌浄化方法。
【請求項７】
地下土壌における汚染プリュームが移動する地下部帯水層の下流側に第一井戸を設け、地下水をくみ上げる揚水部を設け、前記第一井戸より上流側に第二井戸を設け、前記揚水された地下水を前記第二井戸に返送する返送部を設け、前記返送部で地下に返送される地下水を改質して、地下部の環境制御を行う改質部を設け、地下部に第一生物処理部を形成する地下水循環型の土壌浄化装置であって、前記揚水部と前記返送部の間に、くみ上げられた地下水を浄化処理する第二生物処理部を形成する反応槽を設け、前記第一生物処理部と、第二生物処理部とにおける生物処理条件を好気的条件と嫌気的条件とのいずれかに切り替える切替部を設けた土壌浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染土壌を原位置で浄化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土壌汚染の原因としては、製造施設の破損等に伴う汚染原因物質の漏出、廃棄物処理法施行前の工場敷地内での廃棄物の不適正な埋め立て、汚染原因物質の不適切な取り扱いや不法な投棄等が挙げられる。また、汚染の原因となる物質として、鉛、六価クロム、水銀等の重金属とともに、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン等の有機塩素系化合物が著しい。また、近年では石油系汚染物質、タール系汚染物質、その他の比較的単純有機物によるＢＯＤ汚染等も問題となっている。
【０００３】
現在、有機物による汚染土壌の浄化方法として、コスト的に有利なバイオレメディエーション法と呼ばれる手法が採用されることが多い。バイオレメディエーション法とは、有機物に汚染された土壌中の環境を整えることにより、土壌中に生息する土着微生物や新たに導入した任意の微生物の活性を高め、これら微生物に汚染物質を分解させて土壌を浄化するもので、物理・化学的な処理では対応できない広範囲、低濃度での土壌改質処理が可能な技術として注目されている。
【０００４】
従来のバイオレメディエーション法では、一般に、地下汚染土壌周辺において汚染プリュームの移動する地下部帯水層の下流側に設けられる第一井戸から地下水をくみ上げる揚水工程を行い、くみ上げられた地下水に地下部帯水層での環境を好気的条件または嫌気的条件のいずれかに調整するための環境制御を行い、第一井戸より上流側に設けられる第二井戸に返送する返送工程を行う。地下部帯水層の環境を好気的条件に調整する場合は、返送工程において地下水に空気等の酸素含有ガスとともに、好気性微生物の増殖に必要な栄養素を補充し、地下部帯水層の環境を嫌気的条件に調整する環境制御を行う場合は、返送工程において地下水に嫌気性微生物の増殖に必要な栄養素を補充する方法が一般的である。
【０００５】
地下部帯水層に地下水を返送する際に、地上部に設けた反応槽で酸素を高濃度に溶解させる等の改質工程を行い、地下部における好気性微生物をより活性化させることにより、浄化効率を向上させる等の方策がなされている。（特許文献１、２等参照）
【０００６】
また、有機物による地下水汚染の浄化方法として、揚水ばっ気法と呼ばれる方法が採用される。揚水ばっ気法では、汚染プリュームが存在する地下部帯水層に設けられる井戸から地下水をくみ上げる揚水工程と、くみ上げられた地下水を好気的条件で浄化する生物処理工程よりなる。処理された地下水は通常、河川等へ放流されるが、現地事情によっては地下部帯水層へ返送されることもある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２１６６９６号公報
【特許文献２】
特開平０９−２３４４８６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のバイオレメディエーション法では、土壌の汚染状態によっては、地下部を十分浄化することができないケースがある。
【０００９】
地下部帯水層の有機物による汚染が顕著な場合は、これを好気的条件で処理することによって、地下部で好気性微生物が大量に増殖し、増殖にともない微生物体外へのポリマー様物質の生産が活発となり、結果的に土壌中の隙間を埋めてしまう現象（以下、これをプラギングと称する）が発生して地下水の循環が十分に行えなくなる場合があって、十分な浄化が見込めない場合があるという問題点があった。
【００１０】
一方、地下部帯水層を嫌気的条件で処理することによって、緩やかな嫌気性微生物の増殖によりプラギングの問題は回避できても、嫌気的条件では、微生物の代謝が有機酸などの中間分解物で止まってしまい完全分解までいたらないケースが多く、十分な浄化が見込めない場合があるという問題点があった。
【００１１】
また、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、ジクロロエチレンなどの有機塩素化合物による汚染が顕著な場合は、これを好気的条件で処理するとテトラクロロエチレンは全く分解されず、一方、嫌気的条件で処理するとテトラクロロエチレンは分解されるが、分解反応がトリクロロエチレン、ジクロロエチレンで止まってしまい、十分な浄化が見こめない場合があるという問題点があった。
【００１２】
一方、揚水ばっ気法は、あくまで汚染地下水の浄化方法であり、地下部帯水層の微生物活性を高める手段はなく、よって本発明の主旨である比較的広範囲に広がった汚染地の土壌を浄化する方法ではない。
【００１３】
本発明の目的は、上記従来のバイオレメディエーション法の欠点に鑑み、ＢＯＤや有機塩素化合物などの土壌の汚染状況によらず、浄化すべき対象の土壌の状態に応じて適した処理を行うことによって、迅速確実にその土壌を高度に浄化することができる技術を提供する点にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明の土壌浄化方法の特徴手段は以下の通りである。
【００１５】
地下土壌における汚染プリュームが移動する地下部帯水層の下流側に設けられた第一井戸から、地下水をくみ上げる揚水工程と、前記地下水を前記第一井戸より上流側に設けられた第二井戸に返送する返送工程と、前記返送工程で地下部の環境制御を行うことにより地下部帯水層で第一生物処理工程を行う地下水循環型の土壌浄化方法であって、前記揚水工程と前記返送工程の間に、くみ上げられた地下水を浄化処理する第二生物処理工程を行う。
【００１６】
また、上述の場合に、前記地下水の特性に応じて、前記第一生物処理工程と前記第二生物処理工程における処理条件を、それぞれ嫌気的条件または好気的条件に設定することが望ましい。
【００１７】
具体的には、好ましくは、
Ａ：　前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以上である場合（高ＢＯＤ条件）に、前記第一生物処理工程が嫌気的条件で行われ、前記第二生物処理工程が好気的条件で行われる。
もしくは、
Ｂ：　前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以下であり、前記地下水が前記高塩素有機化合物を含有する場合（低ＢＯＤ条件かつ高塩素条件）に、前記第一生物処理工程が好気的条件で行われ、前記第二生物処理工程が嫌気的条件で行われる。
もしくは、
Ｃ：　前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以下であり、前記地下水が前記高塩素有機化合物を含有しない場合（低ＢＯＤ条件かつ低塩素条件）に、前記第一生物処理工程が好気的条件で行われ、前記第二生物処理工程が好気的条件で行われる。
【００１８】
さらに好ましくは、
Ａ：　前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以上である場合に、（高ＢＯＤ条件）
前記第一生物処理工程が嫌気的条件で行われ、前記第二生物処理工程が好気的条件で行われ、
Ｂ：　前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以下であり、前記地下水が、前記高塩素有機化合物を含有する場合に、（低ＢＯＤ条件かつ高塩素条件）
前記第一生物処理工程が好気的条件かつ前記第二生物処理工程が嫌気的条件で行われ、
Ｃ：　前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以下であり、かつ前記高塩素有機化合物を含有しない場合に、（低ＢＯＤ条件かつ低塩素条件）
前記第一生物処理工程が好気的条件かつ前記第二生物処理工程が好気的条件で行われ、処理の過程でこれらの切替制御を行う。
【００１９】
尚、好気的条件により地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こすＢＯＤとしては、２５０ｍｇ／Ｌとすることが望ましい。
【００２０】
〔作用・効果〕
汚染土壌を好気的に処理することにより、好気性微生物が急激に増殖し、それにともない微生物体外へのポリマー様物質の生産が活発となり、プラギングが発生しやすいことがわかった。そのため、プラギングの起きやすい条件を実験的に調べたところ、ＢＯＤが高い汚染土壌の場合、土壌を好気的に処理するとプラギングが起こりやすく、ＢＯＤが低い汚染土壌の場合、土壌を好気的に処理してもプラギングは起こりにくく、また高いＢＯＤであっても、嫌気的に処理することによってプラギングは起こりにくくなることを見いだした。
【００２１】
プラギングが起こりやすくなるＢＯＤ濃度をモデル的に調べたところ２５０ｍｇ／Ｌ以上のＢＯＤ濃度でプラギングが顕著であったが、実際の汚染土壌修復場面においてプラギングの起こりやすさは土壌構造、土壌環境、土着の微生物相等により影響されるため、現地土壌および実際に使用する栄養素を使ったシミュレーションを行い決定することが好ましい。
【００２２】
テトラクロロエチレン、四塩化炭素、１，１，１−トリクロロエチレン等の塩素化度の高い高塩素有機化合物は、一般に好気性微生物では分解することができないが、嫌気性微生物によりトリクロロエチレン、ジクロロエチレン等に低塩素化することができる。低塩素化された有機塩素化合物は比較的容易に、好気性微生物により完全分解することができる。このように汚染土壌中の有機塩素化合物の状況に応じて、嫌気的条件または好気的条件を切り替えるのは、浄化を高度に安定化させる上において重要である。
【００２３】
土壌浄化において問題となる塩素化度の高い高塩素有機化合物は、汚染土壌修復現場の自然的、社会的状況によって異なるが、一般的には、土壌環境基準項目に含まれるテトラクロロエチレン、四塩化炭素、１，１，１−トリクロロエチレンが問題になるケースが多く、また濃度も土壌環境基準値が適用されるケースが多いが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００２４】
ＢＯＤが高い汚染土壌の場合、前記地下部を嫌気的に処理することによって、プラギングの発生を防止することができるとともに、好気的処理では分解できないテトラクロロエチレン、四塩化炭素、１，１，１−トリクロロエタンなどの塩素化度の高い高塩素有機化合物を、好気性微生物が分解できる形態まで脱塩素することができる。更に、くみ上げられた地下水を地上部において好気的に処理することによって、嫌気的処理では分解しきれず蓄積された有機酸、およびトリクロロエチレン、ジクロロエチレン等の有機塩素化合物についても良好に浄化できることを実験的に見いだした。
つまり、汚染土壌が前記高ＢＯＤ条件である場合、前記第一生物処理工程を嫌気的条件で、前記第二生物処理工程を好気的条件で行うことにより、汚染土壌が効率的に浄化されることがわかった。
【００２５】
さらに、ＢＯＤが低い汚染土壌の場合には、好気的処理によっても地下部にプラギングがおきにくいため、より効率的に地下部におけるＢＯＤを処理することを優先させることができる。そこで、前記地下部を好気的に処理すると、ＢＯＤや塩素化度の低い有機塩素化合物は好適に処理が進むものの、テトラクロロエチレン、四塩化炭素、１，１，１−トリクロロエタンのような高塩素化された高塩素有機化合物はほとんど分解されなくなる。そのため、揚水された地下水には、塩素化度の高い有機塩素化合物が含まれる場合があり、このような場合には、地上部に設けた反応槽で嫌気的に処理することによって、これらの塩素化度を下げることができ、塩素化度の下がった有機塩素化合物を含む地下水を再び地下部に返送し好気的に処理することにより、有機塩素化合物を完全に分解することができるようになることを実験的に見出した。
つまり、汚染土壌が前記低ＢＯＤ条件で、かつ前記高塩素条件である場合は、前記第一生物処理工程を好気的条件で、前記第二生物処理工程を嫌気的条件で行うことにより、汚染土壌が効率的に浄化されることがわかった。
【００２６】
またさらに、汚染土壌が低いＢＯＤ条件で、かつ塩素化度の高い有機塩素化合物濃度も低い場合（低塩素条件）、言い換えれば汚染の程度が少ない場合には、従来のように地下部を好気的に処理することによって浄化が十分行える。さらに、地上部に設けた反応槽で好気的に処理することにより、浄化の効率および安定性を向上させ、処理期間を短縮させることができる。
つまり、汚染土壌が前記低ＢＯＤ条件で、かつ前記低塩素条件である場合は、前記第一生物処理工程を好気的条件で、前記第二生物処理工程を好気的条件で行うことにより、汚染土壌が効率的に浄化されることがわかった。
【００２７】
さらに本発明の土壌浄化方法の特徴構成は、土壌を浄化する場合に前記Ａ，Ｂ，Ｃの条件に基づいて地上部、地下部の処理条件を切替えて、それぞれ最適条件下で土壌の浄化を行えるようにすることにあり、このように土壌の状態に従って最適条件での浄化が行えることになると、土壌の浄化が迅速かつ高度に行われることになる。
【００２８】
また、本発明の土壌浄化装置の特徴構成は、
地下土壌における汚染プリュームが移動する地下部帯水層の下流側に第一井戸を設け、地下水をくみ上げる揚水部を設け、前記第一井戸より上流側に第二井戸を設け、前記揚水された地下水を前記第二井戸に返送する返送部を設け、前記返送部で地下に返送される地下水を改質して、地下部の環境制御を行う改質部を設け、地下部に第一生物処理部を形成する地下水循環型の土壌浄化装置であって、前記揚水部と前記返送部の間に、くみ上げられた地下水を浄化処理する第二生物処理部を形成する反応槽を設けた点にある。
【００２９】
また、上記構成に加えて、前記第一生物処理部と、第二生物処理部とにおける生物処理条件を好気的条件と嫌気的条件とのいずれかに切り替える切替部を設けてあることが好ましい。
前記高ＢＯＤ条件での運転条件と、
前記低ＢＯＤ条件かつ高塩素条件での運転条件と、
前記低ＢＯＤ条件かつ低塩素条件での運転条件と
を切替える切替部を備えてある点にある。
【００３０】
このように構成することにより、土壌汚染の要因であるＢＯＤ、有機塩素化合物がどのような汚染状態であったとしても、ほぼ最適条件での土壌浄化が行えるとともに、次第に浄化が進み浄化するための好適条件が変化した場合にも、その変化に追従してより的確な浄化処理が行えるために、迅速かつ高度な浄化処理が可能になる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の土壌浄化装置は、
地下汚染土壌周辺において汚染プリュームの移動する地下部帯水層の下流側に設けられる第一井戸Ｗ１から地下水をくみ上げる揚水装置Ｐ１を設けて揚水工程を行える構成とし、
くみ上げられた地下水を地上部で浄化処理する反応槽としての好気処理槽１および嫌気処理槽２を設けて、くみ上げられた地下水を浄化処理する第二生物処理工程を行えるようにしてある。
また、地下汚染土壌周辺において汚染プリュームの移動する上流側に設けられる第二井戸Ｗ２に地下水を返送する返送部Ｐ２を設けて返送工程を行えるようにしてある。さらに、浄化された地下水を改質する改質部として、前記地下水を好気的に改質する好気改質部３と嫌気的に改質する嫌気改質部４とを設けてあり、地下部の環境制御を行って、地下部帯水層で第一生物処理工程を行う地下水循環型の土壌改質が行えるように構成する。
また、前記揚水装置Ｐ１で揚水された地下水は、三方弁等からなる第一分配装置Ｖ１によって、前記好気処理槽１と、前記嫌気処理槽２とに分配切り替え自在に構成してあり、同様に、好気処理槽１および嫌気処理槽２からの地下水は、第二分配装置Ｖ２により、好気改質部３と嫌気改質部４とに分配切り替え自在に構成するとともに、好気改質部３および嫌気改質部４からの地下水は第三分配装置Ｖ３により、第二井戸Ｗ２に移送可能に構成してある。
さらに、前記第一〜第三分配装置Ｖ１〜Ｖ３は、前記揚水装置Ｐ１近傍において検知される地下水の性状に従い、制御装置Ｃによって切替制御される。尚、前記制御装置Ｃにより前記第一〜第三分配装置Ｖ１〜Ｖ３を切替可能にする構成を切替部と称する。
【００３２】
また、前記第一井戸Ｗ１から揚水される地下水の水質を調べる水質点検部Ｓが設けてあり、その水質点検部Ｓにおいて、前記地下水のＢＯＤ、有機塩素化合物濃度等の水質情報を得る。これら以外の水質情報としては、ＴＯＣ、ＴＮ、ＣＯＤ、溶存酸素濃度等があり、浄化対象の土壌によっては、ＢＯＤとＴＯＣ、ＴＮ、ＣＯＤとに高い相関性があったり、有機塩素化合物濃度と、ＴＯＣ、ＣＯＤとに高い相関性があったりするので、以下の水質情報としては、ＢＯＤ、有機塩素化合物濃度とあるものを、その濃度情報と相関の高い情報を代用することも可能である。
【００３３】
前記好気処理槽１は、主にメチロシナス属、メチロモナス属、シュードモナス属、マイコバクテリウム属等から選ばれる好気性微生物を樹脂製の担体１１に担持させた状態で処理槽本体１２に浸漬するとともに、その処理槽本体１２に被処理水としての地下水を一時貯留して生分解させられる構成としてある。また、処理槽本体１２には、汚泥等の固形成分を沈殿させた後、上澄液を排出可能にする沈殿槽１３を連接してあり、その処理槽本体１２を経た被処理水は、汚泥を含まない清澄な液として下流側に移送させられる。尚、上述の好気性微生物に代えて一般的な水処理設備で用いられる活性汚泥等を用いることもできる。
また、前記好気処理槽１には、地下水の性状に応じて、空気等の酸素含有ガスを送りバブリングする送気管１４や、メタン等の好気性微生物の栄養源や、過酸化水素、酸素除放剤等の電子受容体を投入する添加剤投入部１５を設けてあるとともに、散気等により槽内の地下水を撹拌混合する混合機構１６を設けてある。以下、これらの好気性微生物、空気、添加剤等を総称して好気的媒体と称する。尚、上述の好気処理槽１では、樹脂製の担体１１に好気性微生物を担持させて浸漬処理してあるものの例を示したが、これに限らず、高濃度の好気性菌をフロック状に浮遊させてある活性汚泥を用いた活性汚泥処理槽など、被処理水を好気的に処理することができる公知の水処理技術を適用することができる。尚、活性汚泥処理槽を適用する場合には、前記沈殿槽１３に代え、活性汚泥を限外濾過膜等で濾過する膜濾過装置を設けることが好ましい。
【００３４】
尚、好気処理槽１によって地下水を好気処理する際には、空気やメタン等のバブリングにより、地下水中に含まれる揮発性物質を気相に追い出すことができるので、より効果的に汚染物質の除去が行える。この際、気相に汚染物質が放散され大気汚染の原因となるのを防止するために、前記好気処理槽１からの排気は、活性炭等の吸着材１７を通して大気放出させることが好ましい。
【００３５】
前記嫌気処理槽２は、主にメタノサルシナ属、メタノコッカス属、デスルフォバクテリウム属、クロストリジウム属等から選ばれる嫌気性微生物を還元鉄製担体２１に担持させた状態で処理槽本体２２に浸漬するとともに、その処理槽本体２２に被処理水としての地下水を一時貯留して生分解する構成としてある。また、前記嫌気性微生物は前記担体２１に膜状に担持させてあり、前記処理槽本体２２から容易には流出しないように配置固定され、前記地下水は、前記担体２１に接触して嫌気処理された後、下流側に移送される。尚、上述の嫌気性微生物に代えて一般的な水処理設備で用いられる嫌気性消化性泥等を用いることもできる。また、前記嫌気処理槽２には、地下水の性状に応じて、ポリ乳酸、酪酸等の有機酸や水素除放剤、ＢＯＤ源等の添加剤を投入する添加剤投入部２５を設けてある。以下、これらの嫌気性微生物、添加剤等を総称して嫌気的媒体と称する。
尚、前記嫌気処理槽２は、前記好気処理槽１と同様に、樹脂製の担体２１に微生物を担持させてある形態のものであってもよく、この場合、地下水の生物処理に伴い発生する汚泥等を沈殿分離させる沈殿槽２３や、濾過する膜濾過装置を設けて構成してあることが望ましい。
また、嫌気性消化汚泥等を用いる場合には、前記担体を用いることなく嫌気処理を行うことができるが、このような場合、前記嫌気処理槽２には撹拌装置２６を設けて相内を均質にし、処理速度を高められるようにしてあることが望ましい。
【００３６】
前記好気改質部３は、前記好気処理槽１もしくは、嫌気処理槽２からの地下水の供給を受け地下水を一時貯留する改質槽３１を設け、その改質槽３１の地下水にメタンガスや空気をバブリングしたり酸素除放剤、過酸化水素等の添加剤を供給したりする供給部３２を設け、溶存メタン濃度、ＤＯを高めた後、返送部Ｐ２を介して第二井戸Ｗ２に返送可能な構成としてある。このとき返送される地下水は、メタン濃度が飽和濃度の５０％程度、溶存酸素濃度が１ｍｇ／Ｌ程度以上に維持される。
【００３７】
前記嫌気改質部４は、前記好気処理槽１もしくは、嫌気処理槽２からの地下水の供給を受け地下水を一時貯留する改質槽４１を設け、その改質槽４１の地下水に有機酸や水素除放剤、ＢＯＤ源等の添加剤を供給する供給部４２を設け、酸化還元電位を低めた後、返送部Ｐ２を介して第二井戸Ｗ２に返送可能な構成としてある。このとき返送される地下水は、酸化還元電位が−１００ｍＶ程度以下に維持される。
【００３８】
前記制御装置Ｃは、得られた水質情報に基づき、前記第一井戸Ｗ１からくみ上げられる汚染地下水のＢＯＤが２５０ｍｇ／Ｌ以下であり、かつ、含塩素化合物濃度が、テトラクロロエチレン濃度換算で０．０１ｍｇ／Ｌ以上である場合に、くみ上げられた前記汚染地下水を嫌気処理槽２に導いて嫌気性菌により浄化処理することができるように、また、それ以外の場合に、くみ上げられた前記汚染地下水を好気処理槽１に導いて好気性微生物により浄化処理可能に、前記第一分配装置Ｖ１を切替制御する。また、前記好気処理槽１から排出される地下水は、前記水質情報に基づきＢＯＤが２５０ｍｇ／Ｌ以上である場合に、嫌気改質部４に移送し、それ以外の場合には、好気改質部３に移送するように前記第二分配装置Ｖ２を切替制御する。また、前記第二分配装置Ｖ２の切り替えに伴い、前記第三分配装置Ｖ３も前記制御装置Ｃにより切替制御し、好気改質部３もしくは嫌気改質部４からの地下水を受けて第二井戸Ｗ２に返送可能に制御される。
【００３９】
これにより、
１．地下土壌における汚染プリュームが移動する地下部帯水層の下流側に設けられた第一井戸から、地下水をくみ上げる揚水工程
２．前記地下水を前記第一井戸より上流側に設けられた第二井戸に返送する返送工程
３．前記返送工程で地下部の環境制御を行うことにより地下部帯水層で第一生物処理工程
を順に行う場合に、以下の各運転態様を切替制御することができる。
【００４０】
Ａ．前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以上である場合（高ＢＯＤ条件）には、図２に示すように、
浄化された地下水を前記嫌気改質部４において嫌気条件に調整する嫌気調整工程を行うことにより、前記第一生物処理工程が嫌気的条件で行われ、
くみ上げられた前記汚染地下水を前記好気処理槽１において好気的に浄化する好気処理工程を行い、前記第二生物処理工程が好気的条件で行われる。
【００４１】
Ｂ．前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以下であり、前記地下水が前記高塩素有機化合物を含有する場合（低ＢＯＤ条件かつ高塩素条件）には、図３に示すように、
浄化された地下水を前記好気改質部３において好気条件に調整する好気調整工程を行うことにより、前記第一生物処理工程が好気的条件で行われ、
くみ上げられた前記汚染地下水を前記嫌気処理槽２において嫌気的に浄化する嫌気処理工程を行い、前記第二生物処理工程が嫌気的条件で行われる。
【００４２】
Ｃ．前記地下水のＢＯＤが、好気的条件によりその地下水を浄化処理したときに、地下部帯水層における微生物増殖により土壌閉塞を引き起こす濃度以下であり、前記地下水が前記高塩素有機化合物を含有しない場合（低ＢＯＤ条件かつ低塩素条件）には、図４に示すように、
浄化された地下水を前記好気改質部３において好気条件に調整する好気調整工程を行うことにより、前記第一生物処理工程が好気的条件で行われ、
くみ上げられた前記汚染地下水を前記好気処理槽１において好気的に浄化する好気処理工程を行い、前記第二生物処理工程が好気的条件で行われる。
【００４３】
尚、好気改質部、嫌気改質部３，４ともに特別に改質槽３１，４１を設けることなく、返送部等における配管系内で同様の処理を可能とするものであってもよいし、好気処理槽、嫌気処理槽１，２に一体に設けられ第二井戸に返送される地下水の性状を調製可能に構成してあってもよく、返送工程で、地下水の性状を、地下部の環境制御が行える形態に改質できれば良いものとし、これらを改質部と総称する。
また、地下水の性状は、通常長期的にゆっくりとした変動を示すので、別途設けられる観測井戸から定期的に地下水の性状を点検することによっても、同様の効果を果たすことができる。
さらに、初期の地下水の性状や、浄化後の水質の最終目標値から、好気処理槽１，嫌気処理槽２、好気改質部３，嫌気改質部４のいずれかが不要であることが明らかな場合、あらかじめ不要な槽を省略しておくことができる。
従って、たとえば、以下の形態で実施することができる。
【００４４】
（別実施形態１）
図５は、上述の実施の形態における反応槽を一つの微生物処理槽から構成するとともに、改質部として返送部における配管系内を利用可能に構成した例である。図５に示すように、土壌浄化装置は地下汚染土壌周辺において汚染プリュームの移動する下流側に設けられる第一井戸Ｗ１から地下水をくみ上げる揚水装置Ｐ１と、くみ上げられた地下水を前記第一井戸Ｗ１より上流側に設けられた第二井戸Ｗ２を介して再び地下部に返送するための返送部Ｐ２を設けることにより、地下水を循環させながら浄化する。
【００４５】
くみ上げられた地下水を地下部に返送する際、地下部帯水層を嫌気的条件または好気的条件のいずれかに環境に制御するための改質部Ｐ２１を設け、改質部Ｐ２１を介して嫌気性媒体または好気性媒体のいずれかを導入することにより、地下部帯水層を嫌気的条件または好気的条件に制御可能にする。地下部帯水層の環境は観測井戸Ｗ３からくみ上げられた地下水の特性に応じて制御される。
【００４６】
地下部帯水層を嫌気的条件に制御する場合の嫌気性媒体は、あらかじめタンク４２に調製され、ポンプＰ４により改質部Ｐ２１に供給されるポリ乳酸などの嫌気的微生物の栄養剤がこれに相当し、これらを改質部Ｐ２１で地下水と混合し地下部へ返送することにより、地下部に生息する土着微生物の呼吸活動を利用して嫌気的条件をつくり出すとともに嫌気性微生物の活性を高める。
【００４７】
一方、地下部帯水層を好気的条件に制御する場合の好気性媒体は、ブロワーＰ５により改質部に供給される空気、およびあらかじめタンク３２に調製され、ポンプＰ３により改質部Ｐ２１に供給されるメタン等の好気的微生物の栄養を溶解させた栄養剤がこれに相当し、これらを改質部Ｐ２１で地下水と混合し地下部へ返送されることにより、地下部の好気性微生物の活性を高める。メタンはガス状で空気に混合して供給してもよい。
【００４８】
嫌気性微生物および好気性微生物の栄養剤は、無機塩類等の補助栄養剤を添加して、汚染地下水の栄養バランスが、炭素：窒素：リンが１００：５〜２０：０．１〜５になるように調整されるのが好ましい。改質部Ｐ２１は返送ポンプＰ２から送液される地下水にこれら嫌気性媒体、好気性媒体を混合させるインラインミキサーが好適に用いられる。
【００４９】
前記嫌気的条件では、地下部帯水層における地下水の酸化還元電位がマイナス１００ｍＶ以下に維持され、前記好気的条件では、地下部帯水層における地下水の溶存酸素濃度が１ｐｐｍ以上に維持されることが好ましい。
【００５０】
更に、揚水ポンプＰ１と返送ポンプＰ２の間に密閉型の反応槽Ａを設け、反応槽Ａの下部領域には散気管５が設けられており、散気管５はブロワーＰ５により空気を反応槽Ａ内に導入し、バブリングできる構造となっている。また、反応槽Ａ内を均質に攪拌するための攪拌装置２６が設けられており、これは攪拌翼、ポンプ攪拌、ガス攪拌等の公知の手段を利用できる。
【００５１】
更に、反応槽Ａ内に浸漬型の限外濾過膜Ｆを設け、返送ポンプＰ２により清澄なろ過水を吸引することにより、反応槽Ａに嫌気性微生物または好気性微生物を保持させることができる。また、反応槽Ａに担体を設け、嫌気性微生物または好気性微生物を担体に付着させることにより清澄な処理水を得る方法もこれに代わることができる。担体材料は、プラスチック樹脂、セラミックス等が好適に利用されるが、更に嫌気性微生物を付着させる担体材料として、還元鉄が好ましく利用される。還元鉄の共存により反応槽Ａ内の酸化還元電位を低く維持することができ、嫌気性微生物の活性を高めることができる。
【００５２】
反応槽Ａは、嫌気性媒体または好気性媒体のいずれかを導入することにより、嫌気的条件または好気的条件のいずれかに環境を制御することができる。
【００５３】
反応槽Ａを嫌気的条件に制御する場合の嫌気性媒体は、あらかじめタンク２５に調製されたポリ乳酸などの嫌気性微生物の栄養剤がこれに相当し、これらをポンプＰ６により反応槽Ａに供給することにより、嫌気性微生物の活性を高める。嫌気性微生物の種菌としては、水処理プラントの嫌気性消化汚泥等が好適に利用され、またメタノサルシナ属、メタノコッカス属、デスルフォバクテリウム属、クロストリジウム属等の既知の嫌気性分解微生物を利用することもできる。反応槽１を嫌気的条件に制御する場合は、攪拌装置２６により槽内を均質に混合することにより分解速度を高めることが好ましい。
【００５４】
反応槽Ａを好気的条件に制御する場合の好気的媒体は、散気管５を介して供給される空気、およびあらかじめタンク１５に調製され、ポンプＰ７により供給される好気微生物の栄養剤がこれに相当し、これらを反応槽Ａに供給することにより、好気微生物の活性を高める。反応槽Ａ内の好気微生物の種菌としては、水処理プラントの活性汚泥等が好適に利用され、またメチロシナス属、メチロモナス属、シュードモナス属、マイコバクテリウム属等の既知の好気性分解微生物を利用することもできる。
【００５５】
更に、反応槽Ａは密閉型の構造をしており、槽内の排ガスをブロワーＰ８で吸引することにより活性炭吸着塔１７に導く。地下水を好気的に生物処理する際のバブリングは、地下水中に含まれるテトラクロロエチレン、トリクロロエチレン等の揮発性有機化合物を気相に追い出すことができるので、より効果的に汚染物質の除去が行える。この際、気相に汚染物質が放散され大気汚染の原因となるのを防止するために、前記反応槽Ａからの排ガスは、活性炭吸着塔１７を通して大気放出させることが好ましい。
【００５６】
前記嫌気的条件では、反応槽Ａにおける地下水の酸化還元電位がマイナス１００ｍＶ以下に維持され、前記好気的条件では、反応槽Ａにおける地下水の溶存酸素濃度が１ｐｐｍ以上に維持されることが好ましい。
【００５７】
尚、前記タンク１５，２５や、３２，４２は、あらかじめ切替容易に構成してあるものに限らず、Ａ，Ｂ，Ｃの浄化方法を切り替える際に、単にタンクを交換取付可能に構成してあるものであっても良い。
【００５８】
次に、地下水の汚染状況に応じた浄化方法を説明する。
観測井戸Ｗ３からくみ上げられる汚染地下水のＢＯＤが高ＢＯＤ条件である場合は、返送ポンプＰ２により第二井戸Ｗ２へ地下水を返送する際に、あらかじめタンク２５に調製された嫌気性微生物の栄養剤をポンプＰ３により改質部２へ導き、更に改質部２により地下水と混合し第二井戸Ｗ２へ導くことにより、地下部帯水層を嫌気的条件に制御する。一方、揚水ポンプＰ１によりくみ上げられた地下水を反応槽Ａに導き、散気管５により空気を導入するとともに、あらかじめタンク１５に調製された好気性微生物の栄養剤をポンプＰ７により反応槽Ａへ導くことにより、反応槽Ａを好気的条件に制御する。
【００５９】
観測井戸Ｗ３からくみ上げられる汚染地下水のＢＯＤが低ＢＯＤ条件で、かつ高塩素条件である場合は、返送ポンプＰ２により第二井戸Ｗ２へ地下水を返送する際に、あらかじめタンク３２に調製された好気性微生物の栄養剤をポンプＰ３により改質部Ｐ２１へ導き、更に空気をブロワーＰ５により改質部Ｐ２１へ導き、地下水と混合し第二井戸Ｗ２へ導くことにより、地下部帯水層を好気的条件に制御する。一方、あらかじめタンク４２に調製された嫌気性微生物の栄養剤をポンプＰ４により改質部Ｐ２１へ導き、地下水と混合し第二井戸Ｗ２へ導くことにより、地下部帯水層を嫌気的条件に制御する。
【００６０】
観測井戸Ｗ３からくみ上げられる汚染地下水のＢＯＤが低ＢＯＤ条件でかつ低塩素条件である場合は、上述と同様の方法で、地下部帯水層を好気的条件に、反応槽１を好気的条件に制御する。
【００６１】
これにより、前記反応槽Ａとして一つの水処理槽を備えるだけで、本発明の土壌浄化方法を行うことができる。
【００６２】
（第二の別実施形態）
図６は、上述の実施の形態において、好気性条件に制御された反応槽１と嫌気的条件に制御された反応槽２を設け、好気改質部３および嫌気改質部を、インラインミキサ等の一つの改質部Ｐ２１に集約した例である。尚、図６中で図１および図５と同様の構成であるものは同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図６の構成によれば、揚水ポンプＰ１により第一井戸Ｗ１からくみ上げられた地下水を、バルブＶ１を切り替えることにより、地下水の汚染状況に応じて、反応槽１または反応槽２のいずれかに導く。反応槽１または反応槽２で処理された地下水を、バルブＶ２を介して改質部Ｐ２１へ導き、バルブＶ３を切り替え改質部Ｐ２１に嫌気的媒体または好気的媒体のいずれかを導入し、改質部Ｐ２１において地下水と混合し、地下部に返送することにより、地下水の特性に応じて、地下部帯水層を嫌気的条件または好気的条件のいずれかの環境に制御することができる。
【００６３】
そのため、観測井戸Ｗ３からくみ上げられた地下水の汚染状況に応じて、または処理の過程で次第に浄化が進み、処理するための好適条件が変化したとしても、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３の切り替えにより、地下水の変化に追従して上述の土壌浄化方法Ａ，Ｂ，Ｃのいずれか好適な地下汚染土壌の浄化を行うことができる。
【００６４】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（ＢＯＤとプラギングとの関係）
バイオレメディエーションにおいて、ＢＯＤが高い汚染土壌を生物処理した場合、地下部帯水層において微生物の急速な増殖に伴い、プラギングが発生することが予想される。そこで、地下部帯水層の環境を想定したモデル実験を行い、プラギングの発生しやすい環境条件を調べた。
【００６５】
（１　プラギング発生モデル実験）
（１−１　汚染地下水モデル）
無機塩培地をベースに、必要に応じて酪酸を添加することによりＢＯＤを調整することにより、汚染地下水モデルを作製した。無機塩培地１Ｌ中の組成は以下のとおりである。
（ＮＨ４）２ＳＯ４　　　　　１ｇ
ＫＨ２ＰＯ４　　　　　　０．２ｇ
Ｋ２ＨＰＯ４　　　　　　１．６ｇ
ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ　　　　０．２ｇ
ＮａＣｌ　　　　　　　　　０．１ｇ
ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ　　　　０．０１ｇ
ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ　　　　０．０２ｇ
【００６６】
（１−２　嫌気性微生物）
酪酸を主栄養炭素源とする無機塩培地１８ｍＬを２５ｍＬバイヤル瓶に入れ、あらかじめ窒素ガスでパージしておく。
嫌気ボックス内で一般畑土０．１３５ｇ（湿重）を接種し、密栓後ＰＣＥ（テトラクロロエチレン）を１ｐｐｍ濃度（液中濃度）になるように添加する。この容器を３０℃、１５０ｒｐｍで振とう培養する。５週間後同条件で植え継ぎ、さらに２週間培養する。
上述の集積培養法により、ＰＣＥ嫌気分解微生物（群）を得ることができた。なお、ＰＣＥの分解はＥＣＤ検出器を用いたガスクロマトグラフ法（以下、ＧＣ−ＥＣＤと称する）により確認した。
【００６７】
（１−３　好気性微生物）
無機塩培地５ｍＬを２５ｍＬバイヤル瓶に入れ、排水処理施設から得た汚泥２．８ｇ（湿重）を接種する。密栓後バイヤル瓶の気相４ｍＬをメタンで置換し、さらにＴＣＥ（トリクロロエチレン）を１ｐｐｍ（液中濃度）になるように添加する。この容器を３０℃、１５０ｒｐｍで振とう培養する。１０日後同条件で植え継ぎ、さらに５日間培養する。
上述の集積培養法により、ＴＣＥ好気分解微生物（群）を得ることができた。なお、ＴＣＥの分解はＧＣ−ＥＣＤにより確認した。
【００６８】
（１−４　地下土壌モデル）
川砂を内径５０ｍｍ、有効高さ３００ｍｍのカラムに充填し、そのカラムの入口、出口にマノメーターを設ける。菌濃度（吸光度ＯＤ６００を菌数情報とする）をあらかじめ測定してある前記好気性微生物および嫌気性微生物の懸濁液を調整しておく。
【００６９】
（１−５　プラギングとＯＤ６００）
前記カラムに前記懸濁液を、定流量ポンプで循環させた際の入口圧力、出口圧力を測定した結果、図５のようになった。通常の揚水ポンプを用いた場合、帯水層土壌中でプラギングが許容できる差圧は、３００ｍｍカラムにおける差圧に換算すると約５０ｍｍ程度と予想されることから、好気性微生物の場合、ＯＤ６００が０．１を超える菌濃度においてプラギングが問題になる。一方、嫌気性微生物の場合、ＯＤ６００が０．１を超える菌濃度においてもプラギングは問題とならなかった。これは好気性微生物が増殖時より多く体外にポリマー様物質を分泌するためと予想され、嫌気性微生物は代謝機構の違いからこのようなポリマー様物質の分泌が少ないものと考察される。
【００７０】
（１−６　ＯＤ６００とＢＯＤ）
次に、ＯＤ６００を０．０２に調製した前記好気性微生物を、酪酸を主体とした各ＢＯＤ濃度条件で培養（３０℃、１５０ｒｐｍ）し最終的に到達するＯＤ６００を求めた結果、図６のようになった。２５０ｍｇ／Ｌ程度のＢＯＤの培地で３日間前記好気性微生物を培養した場合に、ＯＤ６００が０．１を上回ることがわかった。この結果から、地下部帯水層における地下水のＢＯＤ濃度が２５０ｍｇ／Ｌ以上の場合には、好気性微生物ではプラギングが問題となり、一方嫌気性微生物では比較的この問題を回避できることがわかる。
【００７１】
（２　高ＢＯＤ条件における処理）
（２−１　嫌気的処理）
容積２５ｍＬバイヤル瓶に、目標ＢＯＤ濃度５００ｍｇ／Ｌとなるように、１−１と同様に調整された、酪酸を主成分とする汚染地下水モデルの溶液１９ｍＬを０．２２μｍフィルタ滅菌して入れ、あらかじめ窒素ガスによりパージする。１−２の嫌気性微生物の培養液を０．５ｍＬ加え、セプタムで密閉後４０ｍｇ／ＬのＰＣＥを０．５ｍＬ加え、内部溶液がＢＯＤ５００ｍｇ／Ｌ、ＰＣＥ０．０１ｍｇ／Ｌ（液中濃度）になるように調整した。このバイヤル瓶を３０℃．１５０ｒｐｍで１０日間振とう培養することにより、地下部における高ＢＯＤ条件での嫌気的処理のモデル実験を行った。一方、前記高ＢＯＤ条件モデルにおいて１−２の嫌気性微生物に代え、前記嫌気性微生物をオートクレーブ滅菌した溶液を用いたものをコントロールとして用いた。
培養後、バイヤル瓶のヘッドスペースのガスを採取し、ＧＣ−ＥＣＤにより分析、その後、内部溶液のＢＯＤおよびＯＤ６００を測定した。その結果、表１のようになった。
【００７２】
【表１】
2004130184.tif 000003
【００７３】
この結果、表１より嫌気的処理によって、ＰＣＥは効率よくＴＣＥに変換され、かつ、ＯＤ６００より、地下部でプラギングが発生しない条件での処理工程が行えることがわかる。
【００７４】
（２−２　好気的処理）
容積１２５ｍＬのバイヤル瓶に２−１で嫌気的に処理された汚染地下水のモデル溶液１９ｍＬをあらかじめフィルタ濾過滅菌して入れる。１−３で得られた好気性微生物の培養液０．５ｍＬを加え、セプタムで密栓し、ヘッドスペースのガス２０ｍＬをメタンガスで置換した。このバイヤル瓶を３０℃、１５０ｒｐｍで２日間振とう培養することにより、地上部反応槽における高ＢＯＤ条件での好気的処理のモデル実験を行った。一方、前記高ＢＯＤ条件モデルにおいて１−３の好気性微生物に代え、前記好気性微生物をオートクレーブ滅菌した溶液を用いたものをコントロールとして用いた。
培養後、バイヤル瓶のヘッドスペースのガスを採取し、ＧＣ−ＥＣＤにより分析、その後、内部溶液のＢＯＤおよびＯＤ６００を測定した。その結果、表２のようになった。
【００７５】
【表２】
2004130184.tif 000004
【００７６】
尚、ＧＣ−ＥＣＤによる分析では、ＤＣＥ（ジクロロエチレン），ＶＣ（ビニルクロライド）等のピークは検出されなかった。この表１、表２の結果より、地下部で嫌気的処理された地下水を、地上部で好気的処理することによって、ＰＣＥをほぼ完全に除去することができることがわかった。尚、表２ではＯＤ６００が０．１を超えているが、土壌中ではなく、地上部反応槽における処理であるので、処理工程に悪影響を及ぼすものではない。処理された地下水は、再び改質部２で地下部を嫌気的環境に制御することにより、さらに地下部における嫌気的処理に供することができるものとなる。
【００７７】
従って、第一生物処理工程を嫌気的条件に、第二生物処理工程を好気的条件で行う処理工程を繰り返せば、地下部でプラギングを起こすことなく、高ＢＯＤ条件の汚染土壌の浄化が行えることがわかった。
【００７８】
（３　低ＢＯＤかつ高塩素条件における処理）
（３−１　好気的処理）
容積１２５ｍＬバイヤル瓶に、目標ＢＯＤ濃度１００ｍｇ／Ｌとなるように、１−１と同様に調整された、酪酸を主成分とする汚染地下水モデルの溶液１９ｍＬを０．２２μｍフィルタ滅菌して入れる。１−３で得られた好気性微生物の培養液０．５ｍＬを加えて、セプタムで密栓し、ＰＣＥ、ＴＣＥの混合調整液（各４０ｍｇ／Ｌ）を０．５ｍＬ加え、内部溶液がＢＯＤ１００ｍｇ／Ｌ、ＰＣＥ１ｍｇ／Ｌ（液中濃度）、ＴＣＥ１ｍｇ／Ｌ（液中濃度）になるように調製し、さらにヘッドスペースのガス２０ｍＬをメタンガスで置換した。このバイヤル瓶を３０℃、１５０ｒｐｍで５日間振とう培養することにより、地下部における低ＢＯＤかつ高塩素条件での好気的処理のモデル実験を行った。一方、前記低ＢＯＤかつ高塩素条件モデルにおいて１−３の好気性微生物に代え、前記好気性微生物をオートクレーブ滅菌した溶液を用いたものをコントロールとして用いた。
培養後、バイヤル瓶のヘッドスペースのガスを採取し、ＧＣ−ＥＣＤにより分析、その後、内部溶液のＢＯＤおよびＯＤ６００を測定した。その結果、表３のようになった。
【００７９】
【表３】
2004130184.tif 000005
【００８０】
この結果、表３より好気的処理によって、ＴＣＥは効率よく分解除去され、かつ、ＯＤ６００より、低ＢＯＤ条件の場合に、地下部でプラギングが発生しない条件での処理工程が行えることがわかる。
【００８１】
（３−２　嫌気的処理）
容積２５ｍＬのバイヤル瓶に３−１で好気処理された汚染地下水のモデル溶液１９ｍＬをあらかじめフィルタ濾過滅菌して入れ、窒素ガスによりパージしておく。１−２で得られた嫌気性微生物の培養液０．５ｍＬおよび鉄粉０．２ｇを加え、セプタムで密栓し、ヘッドスペースのガス５ｍＬを水素−二酸化炭素１：１混合ガスで置換した。このバイヤル瓶を３０℃、１５０ｒｐｍで２日間振とう培養することにより、地上部反応槽における低ＢＯＤかつ高塩素条件での嫌気的処理のモデル実験を行った。一方、前記低ＢＯＤかつ高塩素条件モデルにおいて１−２の嫌気性微生物に代え、前記嫌気性微生物をオートクレーブ滅菌した溶液を用いたものをコントロールとして用いた。
培養後、バイヤル瓶のヘッドスペースのガスを採取し、ＧＣ−ＥＣＤにより分析、その後、内部溶液のＢＯＤおよびＯＤ６００を測定した。その結果、表４のようになった。
【００８２】
【表４】
2004130184.tif 000006
【００８３】
尚、ＧＣ−ＥＣＤによる分析では、ＤＣＥ，ＶＣのピークは検出されなかった。表３、表４の結果より、地下部で好気的処理された地下水を、地上部反応槽で嫌気的処理することによって、ＰＣＥをほぼ完全にＴＣＥに変換することができることがわかった。変換されたＴＣＥが再び地下部で好気的処理されることにより完全に分解除去されることは、表３の結果から明白である。尚、ＯＤ６００は低く推移しており、地下部に返送することによっても、地下部における処理においてプラギングの発生は起こらないものと考えられる。
【００８４】
従って、第一生物処理工程を好気的条件に、第二生物処理工程を嫌気的条件に制御する処理工程を繰り返せば、地下部でプラギングを起こすことなく、低ＢＯＤかつ高塩素条件の汚染土壌の浄化が行えることがわかった。
【００８５】
（４　低ＢＯＤかつ低塩素条件における処理）
容積１２５ｍＬバイヤル瓶に、目標ＢＯＤ濃度１００ｍｇ／Ｌとなるように、１−１と同様に調整された、酪酸を主成分とする汚染地下水モデルの溶液１９ｍＬを０．２２μｍフィルタ滅菌して入れる。１−３で得られた好気性微生物の培養液０．５ｍＬを加えて、セプタムで密栓し、ＴＣＥ溶液（４０ｍｇ／Ｌ）を０．５ｍＬ加え、内部溶液がＢＯＤ１００ｍｇ／Ｌ、ＴＣＥ１ｍｇ／Ｌ（液中濃度）になるように調整し、さらにヘッドスペースのガス２０ｍＬをメタンガスで置換した。このバイヤル瓶を３０℃、１５０ｒｐｍで５日間振とう培養することにより、地下部および地上部反応槽における低ＢＯＤかつ低塩素条件での好気的処理のモデル実験を行った。一方、前記低ＢＯＤかつ低塩素条件モデルにおいて１−３の好気性微生物に代え、前記好気性微生物をオートクレーブ滅菌した溶液を用いたものをコントロールとして用いた。
培養後、バイヤル瓶のヘッドスペースのガスを採取し、ＧＣ−ＥＣＤにより分析、その後、内部溶液のＢＯＤおよびＯＤ６００を測定した。その結果、表５のようになった。
【００８６】
【表５】
2004130184.tif 000007
【００８７】
表５の結果より、好気的処理によって、土壌汚染の浄化が進み、ＰＣＥの分解処理に伴って発生したＴＣＥが土壌中に残存していたとしても、効率よく分解除去され、かつ、ＯＤ６００より、地下部でプラギングが発生しない条件での処理工程が行えることがわかる。さらに、地下部および地上部反応槽の両者を好気的に処理することにより、さらに浄化のスピードが加速化されることは容易に想像ができる。
【００８８】
従って、第一生物処理工程を好気的条件に、第二生物処理工程を好気的条件に制御することにより、地下部でプラギングを起こすことなく、低ＢＯＤかつ低塩素条件の汚染土壌の浄化が行えることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の土壌浄化装置の概略図
【図２】高ＢＯＤ条件での土壌浄化方法を示すフロー図
【図３】低ＢＯＤ条件かつ高塩素条件での土壌浄化方法を示すフロー図
【図４】低ＢＯＤ条件かつ低汚染条件での土壌浄化方法を示すフロー図
【図５】別実施形態における土壌浄化装置の概略図
【図６】別実施形態における土壌浄化装置の概略図
【図７】カラム差圧の微生物濃度依存性を示すグラフ
【図８】微生物濃度のＢＯＤ依存性を示すグラフ
【符号の説明】
Ｗ１　第一井戸
Ｗ２　第二井戸
【図１】
2004130184.tif 000008
【図２】
2004130184.tif 000009
【図３】
2004130184.tif 000010
【図４】
2004130184.tif 000011
【図５】
2004130184.tif 000012
【図６】
2004130184.tif 000013
【図７】
2004130184.tif 000014
【図８】
2004130184.tif 000015