(57)【要約】【課題】酸素および栄養分を地下水全体に行きわたらせることにより、地下水中の分解微生物を活性化させて地下水の浄化を行うことを可能とする地下水の浄化方法を提供する。【解決手段】先端部に切削部材を備える撹拌部材１を回転させて土壌を掘削し、土壌中に存在する地下水１８に撹拌部材１を浸漬させるステップと、撹拌部材１から撹拌部材１の周囲に向けて酸素と微生物の栄養分とを供給するステップと、撹拌部材１を回転させることにより酸素と栄養分とが供給された地下水１８を撹拌し、酸素と栄養分とを地下水１８中に分散させるステップとを含む地下水の浄化方法を用いる。【選択図】　図５
2004025089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に切削部材を備える撹拌部材を回転させて土壌を掘削し、前記土壌中に存在する地下水に前記撹拌部材を浸漬させるステップと、
前記撹拌部材から該撹拌部材の周囲に向けて酸素と微生物の栄養分とを供給するステップと、
前記撹拌部材を回転させることにより前記酸素と前記栄養分とが供給された前記地下水を撹拌し、前記酸素と前記栄養分とを前記地下水中に分散させるステップとを含む、地下水の浄化方法。
【請求項２】
前記撹拌部材は、先端部に前記切削部材を備える先導管と、前記先導管が連結される中空の軸体と、前記軸体に周設される螺旋状羽根と、前記螺旋状羽根の上面および下面に配設される複数の突出部材と、前記軸体の内部を通り、前記軸体を貫通して前記螺旋状羽根の縁部に向けて配設される、前記酸素と前記栄養分とを供給するための注入管とを備え、
前記軸体は、長さ方向に沿った中央部において径が大きく、かつ両端部において径が小さくなるように形成される、請求項１に記載の地下水の浄化方法。
【請求項３】
前記酸素と栄養分とを地下水中に供給するステップは、前記酸素と前記栄養分とを２００ｋＰａ〜１０００ｋＰａの圧力で供給することを特徴とする、請求項１または２に記載の地下水の浄化方法。
【請求項４】
前記栄養分は、隣、窒素、カリウム、珪素から選択され、圧縮空気とともに、またはスラリーとして供給される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の地下水の浄化方法。
【請求項５】
前記酸素と栄養分とを地下水中に供給するステップでは、さらに、前記注入管から微生物を供給する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の地下水の浄化方法。
【請求項６】
さらに、前記地下水の一部を吸引し、前記地下水中に存在する微生物を増殖させるステップと、増殖した前記微生物を前記地下水に戻すステップとを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の地下水の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下水の浄化方法に関し、より詳細には、撹拌部材を用いて酸素と栄養分と地下水とを撹拌しながら混合し、地下水全体に酸素と栄養分とを行きわたらせ、地下水中の微生物を活性化および増殖させて汚染物質の分解反応を促進することを可能とする地下水の浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、汚染地下水を浄化する方法および浄化する装置において、微生物を使用したものが数多く提案されている。微生物を使用した汚染地下水の浄化は、微生物の栄養分となるメタンガスなどを空気とともに注入し、地下水中に存在する微生物を活性化および増殖させて、汚染物質の分解を促進するものである。従来においては、例えば、地表面から地下水の存在する位置まで注入井を形成し、注入井の圧力を地下水の圧力より高くして微生物の栄養分や空気を注入する方法や装置が提案されている。
【０００３】
しかしながら、上述した方法や装置では、注入井１本につき、空気および栄養分を地下水中に供給可能な範囲が狭く、このため、注入井の数を増加しなければならないといった問題があった。また、注入井の数を増加する場合、注入井を形成するための労力と、増加した注入井すべてに酸素および栄養分を供給するために大きな供給能力を有する装置を用いる必要があった。
【０００４】
上述した問題に鑑み、酸素および栄養分、さらには分解微生物を、１地点からより遠くに到達させて、汚染地下水の浄化能力を大幅に向上させることを可能にする汚染地下水の浄化方法および浄化装置が提案されている。例えば、特開２００１−１２９５７７号公報によれば、酸素と分解微生物の栄養分とを超高圧をもって短時間の間隔でパルス状にして間欠的に注入井に供給し、この注入井からこれら酸素および栄養分を同時に瞬時に汚染地下水中に吹き込むことを特徴とする汚染地下水の浄化方法および浄化装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特開２００１−１２９５７７号公報に開示の方法および装置においては、掘削機を使用して予め注入井を形成する必要があり、また地下水の存在する範囲と１地点から栄養分が供給される範囲に応じて複数個の注入井を形成する必要があった。また、超高圧にした酸素や栄養分を間欠的に供給し、より遠くへ供給することが可能とされているものの、撹拌が行われないために地下水に分散させることが困難であり、地下水全体において微生物を活性化させて地下水全体を効率的に浄化することが困難であるといった問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、地下水が存在する位置まで土壌を掘削することを可能にし、地下水中に浸漬させて酸素や栄養分を地下水中に供給するとともに撹拌することを可能とする撹拌部材を用い、地下水中に供給した酸素および栄養分が均一になるように分散させることで、予め注入井を設けることなく、適量の酸素および栄養分を与えて浄化することを可能とし、さらには間欠的に高圧で酸素および地下水中に供給することでより遠くの範囲まで地下水の浄化を行うことを可能とする汚染地下水の浄化方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、本発明の汚染地下水の浄化方法を提供することにより達成される。
【０００８】
すなわち、本発明の請求項１の発明によれば、先端部に切削部材を備える撹拌部材を回転させて土壌を掘削し、前記土壌中に存在する地下水に前記撹拌部材を浸漬させるステップと、
前記撹拌部材から該撹拌部材の周囲に向けて酸素と微生物の栄養分とを供給するステップと、
前記撹拌部材を回転させることにより前記酸素と前記栄養分とが供給された前記地下水を撹拌し、前記酸素と前記栄養分とを前記地下水中に分散させるステップとを含む地下水の浄化方法が提供される。
【０００９】
本発明の請求項２の発明によれば、前記撹拌部材は、前記撹拌部材は、先端部に前記切削部材を備える先導管と、前記先導管が連結される中空の軸体と、前記軸体に周設される螺旋状羽根と、前記螺旋状羽根の上面および下面に配設される複数の突出部材と、前記軸体の内部を通り、前記軸体を貫通して前記螺旋状羽根の縁部に向けて配設される、前記酸素と前記栄養分とを供給するための注入管とを備え、
前記軸体は、長さ方向に沿った中央部において径が大きく、かつ両端部において径が小さくなるように形成される地下水の浄化方法が提供される。
【００１０】
本発明の請求項３の発明によれば、前記酸素と栄養分とを地下水中に供給するステップは、前記酸素と前記栄養分とを２００ｋＰａ〜１０００ｋＰａの圧力で供給することを特徴とする地下水の浄化方法が提供される。
【００１１】
本発明の請求項４の発明によれば、前記栄養分は、隣、窒素、カリウム、珪素から選択され、圧縮空気とともに、またはスラリーとして供給される地下水の浄化方法が提供される。
【００１２】
本発明の請求項５の発明によれば、前記酸素と栄養分とを地下水中に供給するステップでは、さらに、前記注入管から微生物を供給する地下水の浄化方法が提供される。
【００１３】
本発明の請求項６の発明によれば、さらに、前記地下水の一部を吸引し、前記地下水中に存在する微生物を増殖させるステップと、増殖した前記微生物を前記地下水に戻すステップとを含む地下水の浄化方法が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。本発明は、撹拌部材を用いて酸素および微生物の栄養分を供給することで、地下水中に存在する分解微生物を活性化および増殖させ、地下水中に含まれる汚染物質を分解・除去する方法である。本発明の地下水の浄化方法では、酸素および栄養分を供給するほか、圧縮空気を供給して爆気し、地下水中に溶存する揮発性物質を除去することも可能である。本発明においては、酸素源として空気を使用することができる。また、栄養分は、地下水の浄化に適した分解微生物を増殖させる成分として、リン、窒素、カリウム、珪素といった微生物の生命を維持する上で必要とされる主要元素と、マンガンなどの微量元素を挙げることができる。地下水中に存在する微生物としては、トリクロロエチレンを好適に分解するメタン資化性菌、トルエン資化性菌、フェノール資化性菌、硝化細菌、プロパン酸化細菌、イソプロピレン酸化細菌などを挙げることができる。これらの微生物には、上述した栄養分、またはその他の元素を栄養分として適切な元素を与えることができる。また、本発明においては、地下水に存在する微生物の数や汚染度合、地下水に含有する汚染物質の種類によって微生物を供給することもできる。
【００１５】
図１は、本発明の地下水の浄化方法に用いることができる撹拌部材の一例を示した斜視図である。図１に示す撹拌部材１は、土壌の掘削部材としても使用することができる。図１に示す撹拌部材１は、先端部に切削部材２を備えた先導管３と、長さ方向に沿って中央部の径が大きくされ、長さ方向の両端部の径が小さくされた軸体４と、軸体４の外側面に周設された螺旋状羽根５と、螺旋状羽根５の上面および下面に設けられた複数の突出部材６とから構成されている。図１に示す先導管３は、軸体４とフランジ７といった連結部材によって連結され、フランジ７には、先導管３と同様に、切削部材２が設けられている。図１に示す切削部材２は、鋭く尖った先端部を備え、地下水が存在する地盤を掘削する際、硬い土壌や石などを切削することができるようになっている。図１に示す軸体４は、円筒の両側に円錐を連結した形状とされ、外側面に螺旋状羽根５が周設されている。また、螺旋状羽根５の径も、軸体４と同様に、軸体４の中央部に配設される部分において最も大きく、軸体４の両端部に向けて径が小さくなるように形成されている。また、軸体４は、内部が中空とされ、軸体４の中空部分には、管を挿設したり、先導管３から圧縮空気を噴射することに使用される。図１に示す螺旋状羽根５は、上面および下面の所定位置に突出部材６が設けられていて、注入管８、９は、軸体４の内部を通り、軸体４の所定位置を貫通し、螺旋状羽根５の面に沿って螺旋状羽根５の縁部に向けて配設されている。
【００１６】
図１に示す撹拌部材１には、先導管３が連結されていない軸体４の端部を連結するとともに、撹拌部材１を回転するための図示しない回転手段が設けられており、撹拌部材１を回転させながら先導管３を土壌に接触させることにより掘削されるようになっている。図１に示す撹拌部材１は、先端部の切削部材２、先端部から中央部に向けて径が大きくされた軸体４、軸体４の径とともに中央部に向けて径が大きくされた螺旋状羽根５により、地中に向けてスムーズに掘削することができる。また、図１に示す撹拌部材１は、図示しない空気圧縮機や空気ボンベなどを使用し、撹拌部材１の先端に設けられた先導管３から圧縮空気を噴射するとともに、撹拌部材１の回転により土壌を掘削することができる。掘削する際に使用する圧縮空気は、掘削中の地盤への衝撃を低減させ、撹拌部材１に揺動撹拌効果を与えて掘削を容易にするために用いることができる。また、螺旋状羽根５に設けられた突出部材６は、矩形の板状のものとされ、螺旋状羽根５の上面および下面に複数配設されている。図１に示す突出部材６は、矩形とされた面が径方向に向くように設けられ、土壌の掘削または地下水に浸漬されて撹拌する際に、撹拌部材１の回転をスムーズに行うことができ、土壌を掘削する際の排土の発生を起こりにくくしている。また、上述した圧縮空気は、地下水中においても撹拌部材１の揺動効果を与えて地下水中への酸素および栄養分がより均一になるように分散させることができる。
【００１７】
図１に示す撹拌部材１は、軸体４の中空とされた内部に設けられる注入管８、９を通して酸素と微生物を活性化させるための栄養分とが供給され、軸体４の内部に挿設された注入管８、９の隙間を通して圧縮空気を供給することができるようになっている。圧縮空気は、土壌を掘削する際、図１に示す撹拌部材１の先端部に設けられた先導管３から噴射され、切削部材２による切削をスムーズに行うことができる。図１に示す注入管８、９は、酸素と、微生物を活性化および増殖させるための栄養分とを別々に供給するために少なくとも２本設けられている。
本発明においては、酸素と栄養分とを１本の注入管から供給することもできるし、酸素と微生物を活性化させるための栄養分とに分け、それぞれについて２箇所以上の注入管から供給することもできる。また、酸素および栄養分を供給する注入管８、９をそれぞれ複数に分岐し、複数の箇所から地下水中に供給することもできる。さらに、本発明においては、外側の管から軸体４、第１の注入管、第２の注入管といったように配設した三重管構造とすることもできる。この場合、第２の注入管内には酸素、第１の注入管と第２の注入管との間には栄養分、軸体４と第１の注入管との間には圧縮空気といったように別々に供給することができる。第１の注入管および第２の注入管は、それぞれ分岐させて２以上の箇所から供給可能なようにされていても良い。本発明においては、地下水中に酸素および栄養分をより均一に分散させるため、酸素および栄養分についてより多くの注入管から供給されることが好ましい。本発明において栄養分は、窒素などのガス状の元素であれば地下水に供給できる圧力でそのまま、リン、カリウムまたは珪素などの固体状の元素の場合には圧縮空気とともに供給することができ、その他水に分散させてスラリーとして供給することもできる。また、本発明においては、さらに別に注入管を設け、分解微生物を供給し、地下水の浄化を促進することもできる。この場合、地下水に存在する汚染物質に応じた微生物を供給することができる。
【００１８】
図１に示す撹拌部材１は、地下水中に酸素および栄養分を充分に供給し、撹拌して広範囲に分散させた後、地表面に引き上げる場合には、土壌を掘削する場合に回転する方向とは反対方向に回転しながら土壌中から引き上げることができる。また、地下水中に浸漬させ、酸素および栄養分を供給する場合、撹拌部材１を上下に数回移動させて撹拌しながら、注入管８、９から酸素および栄養分を供給することにより、原位置において地下水の上層部および下層部にも酸素および栄養分を供給することができ、広範囲かつ充分に行きわたらせるように撹拌することができる。こうすることにより、地下水全体の分解微生物を活性化および増殖させて地下水全体において汚染物質を分解・除去することができる。
【００１９】
本発明においては、所定方向に対しては撹拌部材１の回転により、実質上、間欠的に供給されることとなる。この場合、上述した注入管８、９の本数および撹拌部材１の回転数にもよるが、地下水中に広く行きわたらせるために所定方向に対して酸素および栄養分を供給する周期を０．５ｓ−１〜３ｓ−１とすることができる。また、本発明においては、撹拌部材１を回転させて撹拌を行っている間、連続して酸素および栄養分を供給しなくてもよく、微生物に対して充分な量の酸素および栄養分を供給できるのであれば、所定期間供給した後に停止して撹拌のみを続けることもできるし、間欠的に供給することもできる。さらに、本発明においては、酸素および栄養分を高圧で噴射させてより広い範囲にまで行きわたらせることも可能である。また、高圧で噴射させるとともに間欠的に供給し、適切な量の酸素および栄養分を、適切な範囲に供給することにより、酸素および栄養分の無駄を無くすことができる。また、酸素および栄養分を供給する圧力は、地下水中に供給することができる圧力であればいかなる圧力であっても良いが、上述したように高圧のほうがより広範囲に供給することができるために好ましく、例えば、２００ｋＰａ〜１０００ｋＰａとすることができる。このように、間欠的に、かつ高圧で供給することにより、適切な量の酸素および栄養分を効果的に、かつ広範囲に行きわたらせることができる。
【００２０】
図１に示す撹拌部材１に用いられる先導管３としては、いかなる径、長さの管であっても良い。また、切削部材２の形状および構造および材質は、適切に土壌を掘削することができるものであればいかなるものであっても良い。図１に示すような切削部材２の場合、いかなる数設けられていても良い。また、軸体４は、長さ方向に向いた中央部の径が大きくされ、両端部の径が小さくされ、中空で、かつ螺旋状羽根５を備えるものであればいかなる大きさのものであっても良い。また、螺旋状羽根５は、図１に示すように軸体４の長さ方向に向けていかなる巻数とされていても良い。また、突出部材６は、いかなる数設けられていても良く、形状も上述した矩形の板状のものでなくても螺旋状羽根５の螺旋形状に沿って矩形の板が曲げられた形状とされていても良い。本発明においては、土壌を掘削する深さに応じて延長軸部材を軸体４に連結し、所定深さまで掘削し、地下水に浸漬させて浄化を行うことができる。
【００２１】
図２および図３を用いて上述した撹拌部材１について詳細に説明する。図２は、図１に示す撹拌部材１の側面図および断面図を示した図である。図２に示す撹拌部材１は、土壌を掘削するために先導管３が設けられ、先導管３の先端には、切削部材２が複数設けられている。切削部材２は、先端部が鋭く尖った形状とされ、先導管３の先端部周方向に複数設けられている。また、先導管３は、フランジ７によって軸体４と連結され、先導管３に設けられた切削部材２ａと同様の切削部材２ｂが切削部材２ａの向きと同じ方向に向くようにフランジ７に設けられている。図２に示す切削部材２は、先導管３およびフランジ７に溶接などにより接合することができる。
【００２２】
図２に示す軸体４は、中央部の径が大きくされ、中央部では所定の長さにおいて一定の径とされていて、両端部に向けて一定の割合で径が小さくなるように形成されている。また、軸体４は、内部が中空とされ、かつ軸体４の外側面に螺旋状に形成された螺旋状羽根５が周設されている。螺旋状羽根５は、軸体４の中央部に向けて螺旋状羽根５の径が大きくなるように形成され、螺旋状羽根５の上面および下面には、複数の突出部材６が設けられている。螺旋状羽根５は、軸体４と同様に、軸体４の長さ方向に向いた両端部から中央部に向けて羽根の径が拡大するように形成され、土壌中または地下水中を上下にスムーズに撹拌することができる構造とされている。本発明においては、例えば、軸体４は、長さを０．８ｍ、中央部の長さを０．１６ｍの一定の径とし、長さ方向の両端部０．３２ｍの範囲において０．１４ｍから０．４ｍの径に一定の割合で拡大した構造とすることができる。上述した軸体４の場合、一定の割合で拡大するテーパ角を２２°とすることが好ましい。軸体４の一定の径とされた中央部に配設された螺旋状羽根５は、一定の径の羽根となるように形成されている。
【００２３】
図２に示す突出部材６は、矩形の板状のものとされ、矩形とされた面が軸体４に向くように配設されている。また、突出部材６は、螺旋状羽根５の縁部および軸体４に近隣した内縁部に設けられ、矩形の角部が面取りされた構造とされている。矩形とされた板状の突出部材６の回転方向に向いた側の角部が面取りされた構造とすることにより、螺旋状羽根５の回転をスムーズにし、効果的に撹拌することができる。図２に示す撹拌部材１において、土壌を掘削する場合、螺旋状羽根５の下面に設けられた突出部材６が鋭く土壌にくい込みながら土壌を効果的に撹拌し、上面に設けられた突出部材６は、切削および撹拌された土砂をスムーズに後方に送ることができ、土壌中に石などを含んでいても、噛みにくくなっている。また、撹拌装置１を地中から地表面に向けて引き上げる場合には、螺旋状羽根５の上面に設けられた突出部材６が効果的に切削および撹拌し、下面に設けられた突出部材６がスムーズに土砂を後方に送ることができる。したがって、図２に示す撹拌部材１を使用して土壌を掘削する場合には、掘削した土砂が地上に排出されなくなる。上述した突出部材６は、土壌の撹拌に限らず、地下水といった水中においても撹拌部材１をスムーズに回転させることができる。また、撹拌部材１は、軸体４の中央部において螺旋状羽根５の径が大きく、軸体４の両端部に向けて径が小さくなる構造とされているため、地下水中において撹拌部材１を回転させながら上下に昇降させる場合においても、水による抵抗を低減することができ、スムーズに昇降させることができる。
【００２４】
図２に示す撹拌部材１は、軸体４の中空とされた内部に酸素を通すための注入管８と、微生物を活性化および増殖させるための栄養分を通すための注入管９とが挿設され、各注入管８、９を除く空間を圧縮空気が通過することができるようになっている。上述したように、栄養分は、圧縮空気とともに、またはスラリーとして供給され、酸素源として空気が供給され、各注入管８、９を通して撹拌部材１の周囲に向けて供給することができる。図２に示す撹拌部材１においては、螺旋状羽根５の上面および下面に注入管８、９が軸体４の内部に挿設され、軸体４の中央部付近を貫通するように螺旋状羽根５の縁部に向けて螺旋状羽根５の面に沿って配設されている。空気および栄養分は、回転する撹拌部材１において注入管８、９を通り、撹拌部材１の周囲方向に向けて供給される。供給された空気および栄養分は、撹拌部材１を取り巻く周囲の地下水に向けて供給され、撹拌されることにより広範囲に分散する。先導管３から噴射される圧縮空気は、土壌を掘削する際の硬い土壌の場合に切削部材２の発熱を抑制し、軸体４の内部に入る土や地下水を排除することができる。また、先導管３から噴射される圧縮空気は、地下水の底にある土壌に堆積または付着した油分や固形分などを浮遊させたり、地下水の下層に向けて空気を送ることで下層に存在する微生物を活性化させて下層および底に存在する汚染物質を分解・除去することができる。
【００２５】
図３は、図１に示す先導管３の方向から見た撹拌部材１の平面図である。図３に示す撹拌部材１は、図１および図２に示す軸体４の先端部にフランジ７を介して先導管３が連結されていて、先導管３の先端部に切削部材２ａが配設されている。切削部材２ａは、先導管３の周方向に所定間隔で複数設けられ、土壌を掘削する場合の先端部が鋭く尖った形状とされている。また、切削部材２ａと同様の切削部材２ｂがフランジ７の周方向に所定間隔で複数設けられている。切削部材２ａ、２ｂにより撹拌部材１を回転させて土壌を掘削することができる。図１および図２に示す軸体４の外側面に螺旋状羽根５が周設されていて、図３に示すように軸体４の長さ方向の端部から中央部に向けて羽根の径が大きくなっている。
螺旋状羽根５は、径が大きくなるほど土砂や水を押さえる力が強くなるが、土壌中または水中においては抵抗が大きくなる。特に、軸体４の中央部に周設される螺旋状羽根５において顕著な抵抗となり、これによって螺旋状羽根５の破損が著しくなる。図３に示すように、軸体４の中央部において径を大きくすることにより、図１および図２に示す軸体４を強固にし、破損しにくくすることができ、さらに比較的硬い地盤や粘土質の土壌においても撹拌することが可能となる。
【００２６】
図３に示す螺旋状羽根５には、複数の矩形とされた板状の突出部材６が設けられ、撹拌部材１の回転による撹拌を促進することができるように、矩形の面が図１および図２に示す軸体４に向くように配設されている。また、図３に示す螺旋状羽根５の下面に設けられた突出部材６は、土壌を掘削する場合に、鋭く土壌にくい込みながら土壌を効果的に撹拌することができる。また、突出部材６は、地下水中において撹拌部材１をスムーズに回転させて撹拌を行うことができる。図３に示す撹拌部材１を用いることにより、土砂が地上に排出されることなく、掘削することができ、地下水を撹拌することで供給した酸素および栄養分を広範囲に分散させることができる。
【００２７】
図４〜図６を用いて本発明の地下水の浄化方法について詳細に説明する。本発明の地下水の浄化方法は、図１〜図３に示すような撹拌部材を用いて行うことができる。図４は、撹拌部材１を連結した走行手段を土壌の所定位置に設置し、土壌を掘削しているところを示した図である。図４に示す撹拌部材１は、接続手段を介して走行手段１０に連結されている。図４に示す走行手段１０は、車輪１１を備え、地表面１２上を自在に移動可能とされている。また、走行手段１０は、アーム１３を介して昇降手段１４が設けられていて、挟持手段１５を上下に昇降可能にしている。図４に示す実施の形態では、所定位置に車輪１１を使用して移動し、アーム１３の角度を調整し、昇降手段１４を地表面１２に対して垂直になるように立てる。また、昇降手段１４に昇降可能に配設されている挟持手段１５によって中間ロッド１６を回転可能に挟持し、中間ロッド１６の下部に撹拌部材１を配設し、挟持手段１５は、油圧駆動などにより中間ロッド１６を正逆両方向に回転させる。中間ロッド１６は、挟持手段１５の回転を先端の撹拌部材１に伝達する駆動軸の働きをする。中間ロッド１６の上部に接続される注入管接続部材１７に酸素または空気、および栄養分を通す注入管８、９が接続され、注入管８、９は、図示しない圧縮機、酸素ボンベ、空気ボンベ、栄養分供給ポンプなどに連結される。本発明においては、栄養分は、図示しない圧縮機、酸素ボンベ、空気ボンベの後流側に所定量となるように栄養分を供給することにより酸素と栄養分とを１本の注入管から供給することもできる。
【００２８】
図４に示す実施の形態では、図示しない空気圧縮機などから中間ロッド１６の内部および撹拌部材１の内部を通して圧縮空気を噴射するとともに、中間ロッド１６を回転させることにより、撹拌部材１を回転させている。撹拌部材１は、昇降手段１４によって挟持手段１５を降下させることにより、矢線Ａに示す方向に向けて降下させて土壌を掘削することができる。原位置において所定深さの地下水１８を浄化する際に中間ロッド１６の長さが足りない場合には、中間ロッド１６の回転を停止し、別の中間ロッド１６を継ぎ足して長さを延長することができる。本発明においては、中間ロッド１６を正逆両方向に回転させることができれば、挟持手段１５および注入管接続部材１７は、いかなる構造であっても良く、またいかなる手段でも用いることができる。
【００２９】
図５は、撹拌部材１を地下水中に浸漬させて所定深さに配置し、酸素および栄養分を供給しながら地下水１８を撹拌しているところ示した図である。図５に示す実施の形態では、撹拌装置１の軸体４の内部から螺旋状羽根５に沿って設けられる図１〜図３に示す注入管８、９を通して矢線Ｂに示す方向に向けて酸素および栄養分が供給される。撹拌部材１の周囲に向けて供給された酸素および栄養分は、螺旋状羽根５の回転と、図示しない空気圧縮機などから中間ロッド１６を通し、撹拌部材１の内部を通して供給される圧縮空気とにより揺動撹拌され、撹拌部材１の周囲を取り巻く地下水１８とともに撹拌される。酸素および栄養分は、地下水１８中に存在する汚染物質の分解微生物に吸収され、分解微生物を活性化させ、増殖させる。これによって、地下水１８中に滞留する有機塩素化合物といった汚染物質が分解微生物により分解・除去される。本発明においては、１地点で撹拌と酸素などの供給とを行うことにより、地下水１８中に酸素などを徐々に分散させて地下水１８全体に行きわたらせることも可能であるが、所定時間撹拌した後、別の位置において撹拌させることにより、より効果的に酸素および栄養分を分散させることができる。この場合、一度撹拌部材１を引き上げ、別の位置の土壌を掘削し、再び地下水１８中に浸漬させて撹拌および酸素などの供給を行うことができる。さらには、複数の撹拌部材１を用いて複数の位置において撹拌と酸素などの供給を行うこともできる。
【００３０】
図５に示す実施の形態では、さらに、矢線Ｃに示すように、昇降手段１４を使用して撹拌部材１を上下させて原位置において地下水１８と酸素および栄養分とを充分に撹拌させることができる。このようにすることで、地下水１８中に酸素および栄養分を地下水１８の上層部や下層部にも充分に行きわたらせ、地下水１８全体に存在する汚染物質を効率的に分解・除去することができる。また、こうすることにより、地下水１８全体により均一になるように分散させて分解微生物に行きわたらせ、地下水１８の浄化速度を早めるとともに作業効率を向上させることができる。本発明においては、酸素および栄養分のほか、さらに別の注入管を設け、分解微生物を圧縮空気などとともに供給して不足する分解微生物を補充し、地下水１８の浄化を促進させることができる。
【００３１】
図６は、所定位置に地下水１８に達する吸引孔１９を設け、地下水１８の一部をくみ上げ、微生物の増殖装置２０を通して撹拌部材１から地下水１８へ戻しているところを示した図である。図６に示す実施の形態では、図４および図５に示す撹拌部材１を備える走行手段１０が所定位置に配置され、所定位置に、地下水１８の一部をくみ上げるための吸引孔１９と、吸引孔１９に接続される吸引ポンプ２１と、吸引ポンプ２１に接続される増殖装置２０と、増殖した微生物を含む水を地下水１８に戻すための供給ポンプ２２とが設けられている。図６に示す吸引孔１９には、吸引管が埋設されていて、先端部が地下水１８の所定深さに浸漬されている。また、図６に示す吸引ポンプ２１は、所定量の地下水１８をくみ上げることができる能力を有し、吸入側が吸引管に接続され、吐出側が増殖装置２０に接続されている。図６に示す増殖装置２０は、くみ上げた地下水１８中に生存する微生物を増殖させることができ、増殖した微生物は、供給ポンプ２２によって増殖装置２０から撹拌部材１に供給することができる。このようにすることで、地下水１８中の分解微生物の数を増加させ、地下水１８の汚染物質の分解・除去を促進することができる。本発明においては、地下水１８上部に滞留する分解微生物による分解ガス、爆気による地下水１８中に溶存していたガス、供給する酸素や空気の一部を放出するために通気孔を設けることもできる。また、本発明においては、通気孔に吸引ファンなどを使用して滞留ガスを吸引することもできる。さらには、吸引したガス中に含まれる未分解汚染物質などを処理する汚染物質処理装置を設けて処理することもできる。
【００３２】
図６に示す実施の形態では、まず、図４および図５に示すように撹拌部材１を使用して土壌を掘削し、撹拌部材１を回転させたまま地下水１８中に浸漬させる。次に、注入管から酸素および栄養分を供給して地下水１８と酸素と栄養分とを撹拌して広範囲に分散させ、地下水１８中に存在する分解微生物を活性化および増殖させて汚染物質を分解・除去する。さらに、地下水１８の浄化を促進するために、地下水１８の一部を、吸引孔１９を通して吸引ポンプ２１によって吸引し、増殖装置２０へ送り、増殖装置２０によって増殖された微生物は、撹拌部材１の注入管から地下水１８中へ供給される。これを繰り返すことにより、地下水１８中に微生物を増殖させてより早く汚染地下水１８の浄化を行うことができる。本発明において吸引孔１９は、いかなる数および径のものを設けても良い。上述した吸引管としては、汚染地下水１８の吸引によって腐食しない材質のものを用いることができる。本発明においては、上述したように酸素および栄養分を間欠的に高圧で供給することにより、地下水１８に隣接する周囲の土粒子に衝撃を与えて地盤を緩め、その緩まった地盤に栄養分や増殖装置２０によって培養された分解微生物を供給して効果的に浄化することができる。さらに、酸素および栄養分を間欠的に高圧で供給するようにすることで、酸素および栄養分の供給量を減少させて、効率良く地下水１８の浄化を行うこともできる。また、地下水１８の一部をくみ上げる際には、くみ上げた量と同じ量の水を増殖装置２０から戻すことにより、地下水圧が低下することを防止することができる。さらに、くみ上げる地下水１８は、連続してくみ上げなくても良く、所定期間ごとにくみ上げて増殖装置２０に供給することができる。
【００３３】
本発明を上述した実施の形態をもって詳細に説明してきたが、本発明の地下水の浄化方法は上述した実施の形態に限定されるものではなく、同様の効果を得ることができるものであれば、撹拌部材は上述した形状に限らず、いかなる大きさ、いかなる螺旋状羽根の巻数、いかなる注入管の配設位置および注入管の数であっても良く、汚染地下水に浸漬させても腐食しない材質であれば、いかなる材質のもので製作することができる。
【００３４】
【発明の効果】
上述したように、本発明は、土壌を掘削し、土壌中に存在する地下水に浸漬され、地下水を撹拌しながら酸素および栄養分を供給することを可能とする撹拌部材を用い、地下水中に供給した酸素および栄養分が分散するように撹拌することで、地下水中に存在する汚染物質の分解微生物を地下水全体に活性化させて地下水全体の浄化を促進することが可能となる。また、本発明の地下水の浄化方法を提供することにより、撹拌部材を回転させながら地下水中を上下に移動させることにより、さらに浄化効率が向上する。さらに、酸素および栄養分だけではなく、分解微生物の供給や地下水中に存在する分解微生物の培養も可能である。また、本発明の地下水の浄化方法は、土壌の掘削と、酸素および栄養分の供給と、撹拌とを行うことが可能であるため、別途掘削手段を必要とすることなく、酸素および栄養分を地下水中に供給することができる圧力のポンプや圧縮機などの装置が不要である。さらに、酸素、栄養分および分解微生物などを間欠的に高圧で
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地下水の浄化方法に用いることができる撹拌部材の一例を示した斜視図。
【図２】図１に示す撹拌部材の側面図および断面図。
【図３】図１に示す撹拌部材の平面図。
【図４】本発明の地下水の浄化方法に用いることができる撹拌部材を用いて、土壌中に存在する地下水に向けて土壌を掘削しているところを示した図。
【図５】本発明の地下水の浄化方法に用いることができる撹拌部材を用いて、地下水中に酸素および栄養分を供給し、地下水を撹拌しているところを示した図。
【図６】所定位置に地下水に達する吸引孔を設け、地下水の一部をくみ上げ、微生物の増殖装置を通して撹拌部材から地下水へ戻しているところを示した図。
【符号の説明】
１…撹拌部材
２、２ａ、２ｂ…切削部材
３…先導管
４…軸体
５…螺旋状羽根
６…突出部材
７…フランジ
８、９…注入管
１０…走行手段
１１…車輪
１２…地表面
１３…アーム
１４…昇降手段
１５…挟持手段
１６…中間ロッド
１７…注入管接続部材
１８…地下水
１９…吸引孔
２０…増殖装置
２１…吸引ポンプ
２２…供給ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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