(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌が汚染された領域に鉛直方向へ延在する加熱用流体循環用の掘削孔及び土壌汚染物質回収用の掘削孔を掘削する工程と、所定深度で当該加熱用流体循環用の掘削孔及び土壌汚染物質回収用の掘削孔を中心に半径方向外方に高圧流体ジェットを噴射する工程とを含み、当該高圧流体ジェットを噴射する工程では、隣接する掘削孔から噴射された高圧流体ジェットで切削された領域が重複させ、以って、隣接する掘削孔同士を高圧流体ジェットで切削された領域を介して連通せしめ、加熱用流体循環用の掘削孔から加熱用流体を供給し土壌汚染物質回収用の掘削孔から吸引し以って土壌を加熱する加熱用流体循環工程を含み、該加熱用流体循環工程では、土壌から遊離した汚染物質を土壌汚染物質回収用の掘削孔から地上側へ吸引しており、前記高圧流体ジェット及び加熱用流体は、流体を加圧手段により加圧して加熱手段により加熱してから噴射され供給されることを特徴とする土壌浄化工法。
【請求項２】
高圧流体ジェットで切削された領域を介して隣接する掘削孔同士を連通せしめる流体流路は複数の異なる鉛直方向位置に形成されており、流体流路の鉛直方向における間隔は、
Ｈ＝２（πａｔ）１／２（１−（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔｓ−Ｔ０））
なる式で表され、ここで、ａは施工土壌の熱拡散率、ｔは加熱用流体による加熱時間、Ｔｓは加熱用流体の表面温度、Ｔ０は流体流路から最も離隔した領域の初期の温度、Ｔは流体流路から最も離隔した領域の目標温度である請求項１の土壌浄化工法。
【請求項３】
土壌汚染物質を回収して除去するべき施工現場に平面形状が正六角形状の領域を設定し、前記加熱用流体循環用の掘削孔を正六角形状の中心に相当する箇所に削孔し、土壌汚染物質回収用の掘削孔を正六角形状の頂点に相当する箇所に削孔し、土壌汚染物質は平面形状が正六角形状の領域毎に回収される請求項１、２の何れかの土壌浄化工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば揮発性化合物（ＶＯＣ）等の汚染物質により汚染された土壌を浄化する土壌浄化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
係る汚染土壌の浄化技術については、従来から種々提案されている。
例えば、吸引井戸と加熱井戸とを掘削して、真空ポンプを用いて土壌中の揮発性化合物（ＶＯＣ）を吸引井戸から吸引することにより、土壌中から有害なＶＯＣを除去する技術が存在する（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、この技術においては、粘性土地盤ではＶＯＣを十分に吸引することが困難である。
また、加熱井戸から離隔した領域には熱が十分に伝達されず、ＶＯＣが土壌から遊離しないので、加熱井戸から離隔した領域に存在するＶＯＣの除去が十分に行われないという問題を有している。
【特許文献１】特許第３６５８９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、粘性土地盤（透気性の低い土壌）においてもＶＯＣを十分に除去することが出来て、しかも、ＶＯＣを除去すべき領域の全域におけるＶＯＣの除去が可能な土壌染浄化工法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の土壌浄化工法は、土壌が汚染された領域に鉛直方向へ延在する加熱用流体（高温の高圧水、気液混合流、固液混合流、粉流体との混合液を含む）循環用の掘削孔（供給井２Ａ）及び土壌汚染物質（ＶＯＣ）回収用の掘削孔（吸引井２Ｂ）を（複数）掘削する工程（図２）と、所定深度で当該加熱用流体循環用の掘削孔（２Ａ）及び土壌汚染物質回収用の掘削孔（２Ｂ）を中心に半径方向外方に高圧流体ジェット（高温の高圧水ジェット３）を噴射する工程（図３、図４）とを含み、当該高圧流体ジェット（３）を噴射する工程（図３、図４）では、隣接する掘削孔（２Ａ、２Ｂ）から噴射された高圧流体ジェット（３）で切削された領域が（一部）重複させ、以って、隣接する掘削孔（２Ａ、２Ｂ）同士を高圧流体ジェット（３）で切削された領域を介して連通せしめ、加熱用流体循環用の掘削孔（２Ａ）から加熱用流体（高温の高圧水）を供給し土壌汚染物質回収用の掘削孔（２Ｂ）から吸引し以って土壌を加熱する加熱用流体循環工程（図７）を含み、該加熱用流体循環工程（図７）では、（高温の高圧水により加熱されて）土壌から遊離した汚染物質（ＶＯＣ）を土壌汚染物質回収用の掘削孔（２Ｂ）から地上側へ吸引しており、前記高圧流体ジェット（３）及び加熱用流体は、流体（水）を加圧手段（加圧ポンプＰＰ）により加圧して加熱手段（ＨＥ）により加熱してから噴射され供給されることを特徴としている（請求項１：図１〜図１１、図１５、図１６）。
【０００６】
本発明において、前記加熱用流体循環工程（図５、図１０、図７）において、加熱用流体を循環させて土壌（Ｇｐ）を加熱した後に、加熱用流体の循環を停止してから、土壌（Ｇｐ）から遊離した汚染物質（ＶＯＣ）を土壌汚染物質回収用の掘削孔（２、２１、２３及び／又は、空間E）を介して回収することが出来る。
或いは、加熱用流体を循環させつつ、加熱用流体と共に（土壌Ｇｐから遊離した）汚染物質（ＶＯＣ）を土壌汚染物質（ＶＯＣ）回収用の掘削孔（２、２１、２３及び／又は、空間E）を介して回収することも出来る。
【０００７】
また、本発明において、高圧流体ジェット（３）で切削された領域を介して隣接する掘削孔同士を連通する流体流路（２３）は、複数の異なる鉛直方向位置（深度）に形成されても良いし（図５、図１０、図１１）、所定の鉛直方向位置（深度）にのみ形成されていても良い（図１５、図１６）。
【０００８】
これに加えて、高圧流体ジェット（３）で土壌を切削する際に、流体透過性が良好な粒体（多孔質の粒子やビーズ等）を高圧流体ジェット（３）と共に噴射し、係る流体透過性が良好な粒体（多孔質の粒子やビーズ等）を高圧流体ジェット（３）で切削した流域に残存せしめて、流体の経路を確保することが好ましい。
【０００９】
本発明において、高圧流体ジェット（３）で切削された領域を介して隣接する掘削孔同士を連通せしめる流体流路（２３）は複数の異なる鉛直方向位置（深度）に形成されており、流体流路（２３）の鉛直方向における間隔（図５の符号Ｈ）は、
Ｈ＝２（πａｔ）１／２（１−（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔｓ−Ｔ０））
なる式で表され、ここで、ａは施工土壌（Ｇｐ）の熱拡散率（＝１．４４７８×１０−３）、ｔは加熱用流体（高温の高圧水）による加熱時間（ｈｏｕｒ）、Ｔｓは加熱用流体（高温の高圧水）の表面温度、Ｔ０は流体流路（２３）から最も離隔した領域（中央領域ＧｐＣ）の初期の温度（＝２０℃）、Ｔは流体流路（２３）から最も離隔した領域（中央領域ＧｐＣ）の目標温度（＝ＶＯＣの沸点８０℃）であることが好ましい（請求項２：図５、図６）。
【００１０】
また本発明において、土壌汚染物質（ＶＯＣ）を回収して除去するべき施工現場に平面形状が正六角形状の領域（エリアＡ２〜Ａ５・・・）を設定し、前記加熱用流体（高温の高圧水）循環用の掘削孔（供給井２Ａ）を正六角形状の中心に相当する箇所に削孔し、土壌汚染物質（ＶＯＣ）回収用の掘削孔（吸引井２Ｂ）を正六角形状の頂点に相当する箇所に（６箇所）削孔し、土壌汚染物質（ＶＯＣ）は平面形状が正六角形状の領域（エリアＡ２〜Ａ５・・・）毎に回収されるのが好ましい（請求項３：図１３、図１４）。
【発明の効果】
【００１１】
上述する構成を具備する本発明によれば、土壌が汚染された領域に鉛直方向へ延在する加熱用流体循環用の掘削孔（供給井２Ａ）及び土壌汚染物質回収用の掘削孔（吸引井２Ｂ）を（複数）掘削する工程（図２）と、所定深度で当該加熱用流体循環用の掘削孔及び土壌汚染物質回収用の掘削孔を中心に半径方向外側に高圧流体ジェット（３）を噴射する工程（図３、図４）とを含み、当該高圧流体ジェット（３）を噴射する工程（図３、図４）では、隣接する掘削孔（２Ａ、２Ｂ）から噴射された高圧流体ジェット（３）で切削された領域が（一部）重複させている（請求項１）ので、高圧流体ジェット（３）で切削された領域により、その（一部）重複した領域を介して、隣接する掘削孔同士を連通せしめることが出来る。換言すれば、高圧流体ジェット（３）で切削された領域によって、流体流路（２３）を形成することが出来る。
【００１２】
係る流体流路（２３）を形成することができるため、施工地盤が粘性土層であっても、加熱用流体循環用の掘削孔（供給井２Ａ）から供給された加熱流体（高温の高圧水）は流体流路（２３）を経由して土壌汚染物質回収用の掘削孔（吸引井２Ｂ）から吸引される。その間に、加熱用流体循環用の掘削孔（供給井２Ａ）近傍の領域のみならず、流体流路（２３）近傍の領域をも加熱するので、揮発性物質（ＶＯＣ）は気化されて土壌から浸出し、加熱流体（高温の高圧水）と共に、土壌汚染物質回収用の掘削孔（吸引井２Ｂ）から吸引され、回収される。そのため、ＶＯＣの除去が確実に行われる。
【００１３】
すなわち本発明では、流体流路（２３）を介して隣接する掘削孔（２Ａ、２Ｂ）同士を高圧流体ジェット（３）で切削された領域を介して連通せしめることが出来るので、加熱用流体循環用の掘削孔（２Ａ）から加熱用流体（例えば、高温の高圧水）を供給し、土壌汚染物質回収用の掘削孔（２Ｂ）から吸引し、以って土壌を加熱すること（加熱用流体循環工程：図７）が可能となる。
そして、加熱用流体を循環させることにより、高圧流体ジェット（３）で切削された領域、或いはその近傍の領域に存在する汚染物質（例えばＶＯＣ）が加熱されて、土壌から分離し移動し易くなる。
【００１４】
これに加えて、高圧流体ジェット（３）で切削することにより、汚染されている領域、例えば粘性土層が切削されてＶＯＣの様な汚染物質が粘性土層から浸出し易くなる。
【００１５】
土壌から分離し移動した汚染物質（ＶＯＣ等）は、加熱用流体と共に、或いは、加熱用流体を循環させた後に、（加熱用流体により加熱されて）土壌（例えば粘性土層）から遊離した汚染物質（ＶＯＣ）を土壌汚染物質回収用の掘削孔（２Ｂ）から地上側へ吸引される。
ここで、上述した（切削された領域によって形成された）流体流路（２３）を、複数の異なる深度に形成すれば、汚染領域が鉛直方向に広い範囲に亘っている場合であっても、汚染物質を確実に除去することが出来る。
【００１６】
ここで、本発明では、前記高圧流体ジェット（３）及び加熱用流体は、流体（水）を加圧手段（加圧ポンプＰＰ）により加圧して加熱手段（ＨＥ）により加熱してから噴射され供給されるので（請求項１）、高圧流体あるいは加熱流体が水（沸点が１００℃）である場合も、加圧手段（加圧ポンプＰＰ）により加圧することにより、液相の状態を維持したまま、１５０℃以上まで加熱する事が出来る。
従って、ジェットとしての掘削力を維持した状態で、１５０℃まで加熱された高圧水を噴射しあるいは供給井（２Ａ）に供給することが可能となる。
【００１７】
本発明において、流体流路（２３）は複数の異なる鉛直方向位置（深度）に形成されており、流体流路（２３）の鉛直方向における間隔（図５の符号Ｈ）を、
Ｈ＝２（πａｔ）１／２（１−（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔｓ−Ｔ０））
なる式で表現される間隔に設定すれば（請求項２）、加熱用流体（高温の高圧水）による加熱時間（ｈｏｕｒ）に対応して、流体流路（２３）から最も離隔した領域（中央領域ＧｐＣ）の目標温度をＶＯＣが汚染土壌から遊離する温度（ＶＯＣの沸点８０℃）にする事ができる。
その結果、本発明が施工される現場のＶＯＣは汚染土壌から遊離して、確実に回収されるのである。
【００１８】
さらに本発明において、土壌汚染物質（ＶＯＣ）を回収して除去するべき施工現場に平面形状が正六角形状の領域（エリアＡ２〜Ａ５・・・）を設定し、正六角形状の領域（エリアＡ２〜Ａ５・・・）毎にＶＯＣを回収すれば（請求項３）、当該平面形状が正六角形状の領域（エリアＡ２〜Ａ５・・・）においてはＶＯＣの除去が為されない様な領域が生じない。そして、正六角形状の領域は、ハニカム構造の様に隙間なく配置することが出来るので、施工現場全体に亘って、未施工領域が生じることがことが防止される。
そして、ＶＯＣの濃度に対応して、適正な除去作業を行うのに必要且つ十分な領域のみを設定してＶＯＣ除去作業を行い、以って、不必要なコストを抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１で示す様な第１工程（仕切り工程）を実施する。
図１の第１工程「仕切り工程」においては、図１に示すように、土壌Ｇにおける汚染領域（汚染土壌）Ｇｐを、隔壁部材であるシートパイル１によって、（例えば直方体形状に）仕切る。
なお、地下水脈が存在しない場合や、地下水レベルが汚染領域（汚染土壌）Ｇｐよりも遥かに下方である場合等においては、第１工程「仕切り工程」を省略することが可能である。
【００２０】
図２に示す第２工程では、汚染土壌Ｇｐに到達する様な複数（図２では３本のみ図示）の鉛直方向のボーリング孔（あるいは井戸）２Ａ、２Ｂ、２Ｂを削孔する。
図１０を参照して後述するが、中央の井戸は加熱用流体が供給される井戸（供給井）２Ａである。左右の２本は加熱用流体及びＶＯＣを回収（吸引）する井戸（吸引井）２Ｂである。
【００２１】
図３（縦断面図）及び図４（図３に対応する平面図）は何れも第３工程「流体流路形成工程」を示している。
第３工程「流体流路形成工程」では、先ず、図３において、井戸２Ａ、２Ｂ、２Ｂに噴射装置１１を挿入する。
噴射装置１１が所定の深度に到達したならば、噴射装置１１を回転しつつ高圧流体（例えば高圧水）３を噴射する。そして、噴射装置１１を鉛直方向については極めて狭い範囲のみ移動させる。噴射装置１１は高圧水を噴射して回転することにより、高圧水ジェットにより汚染土壌Ｇｐを切削する。そして、汚染土壌Ｇｐを切削しつつ、鉛直方向に短い距離だけ移動する。
【００２２】
図４は高圧水３により切削された領域（図４において符号ＪＡＡ、ＪＡＢ１、ＪＡＢ２で示す）を平面で示している。
図４で示す様に、高圧水ジェット３により切削された領域ＪＡＡ、ＪＡＢ１、ＪＡＢ２は、その一部が重複している。換言すれば、領域ＪＡＡ、ＪＡＢ１、ＪＡＢ２の一部が必ず重複する様に、噴射装置１１から高圧水ジェット３を噴射しつつ回転するのである。
【００２３】
ここで、高圧水で切削された領域は、流体が移動し易い状態となるので、図４で示す様に汚染土壌Ｇｐを切削することによって、図４中、太い破線で示す部分は流体が流れ易い状態となる。換言すれば、図４において、太い破線で示す部分には、流体流路２３が形成されるのである。
そして、形成された流体流路２３を経由することによって、鉛直の井戸２Ａと２Ｂ、２Ｂとの間で流体（例えば高温の水）が流過することが可能となる。
【００２４】
ここで、時間の経過とともに、切削した部分（図４の円形部分及び隣接する円形部分の重なり合った部分）が上下の粘性土により潰れてしまう恐れが存在する。切削した部分が潰れてしまうと、流体が流過出来なくなってしまうため、流体の経路を確保する必要性が生じる。
図３、図４で示す第３工程「流体流路形成工程」、すなわち高圧水ジェット３で土壌を切削して流体流路を形成する工程を実行するに際して、図示しない多孔質の粒子や、図示しないビーズの様に、流体透過性が良好な粒体を高圧水ジェット３と共に噴射することが好ましい。係る流体透過性が良好な粒体が高圧水ジェット３で切削した流域に残存すれば、流体の経路が確保できるからである。
但し、後述する様に、本発明では流体流路を流れる流体が高温の高圧水であり、前記切削した部分（図４の円形部分及び隣接する円形部分の重なり合った部分）が潰れてしまっても、潰れた部分を切削しつつ進行して、流体流路を再度形成する事ができる。
【００２５】
図３、図４で示す第３工程「流体流路形成工程」、すなわち高圧水ジェット３で土壌を切削して流体流路２３を形成する工程において、高圧水ジェット３として、加熱されて高温（例えば、１５０℃程度）となった高圧水を噴射することが可能である。
汚染土壌Ｇｐが粘性土層で或る場合に、揮発性化合物ＶＯＣ（汚染物質）を土粒子から分離して除去することが困難な状態となっている。これに対して、粘性土層を高圧水ジェット３で切削すれば、汚染物質（例えば揮発性化合物ＶＯＣ）が粘性土から浸出するので、施工対象領域からの除去が促進される。高圧水ジェット３を使って粘性土層を切削することにより、粘性土層Ｇｐｂに染み込んだ汚染物質（すなわち、従来技術では除去し難かった汚染物質）が粘性土層から浸出して、除去し易い状態となるからである。
【００２６】
ここで、粘性土層から浸出した汚染物質は、当該土壌を加熱することにより、容易に土壌から分離、移動する。
従って、高圧水ジェット３が高温（例えば、１５０℃程度）であれば、高圧水ジェット３により切削された領域ＪＡＡ、ＪＡＢ１、ＪＡＢ２から、ＶＯＣを容易に分離、移動することが可能となる。
但し、ＶＯＣが井戸２Ａ、２Ｂから大気中に拡散しないように、拡散防止機構を設けておく必要がある。
【００２７】
大気圧下では水の沸点は１００℃であり、大気圧と同一の圧力の水を１００℃以上に昇温することは出来ない。しかし、圧力が上昇すれば沸点は上昇する。従って、高圧水ジェット３用の水（図３では符号ＨＷで示す）は、その沸点が例えば１５０℃程度まで上昇する程度まで加圧装置ＰＰにより加圧され、加圧後、加熱装置ＨＥにより、例えば１５０℃程度まで昇温される。
ここで、加圧装置ＰＰとしては、例えば公知のポンプを適用することが出来る。そして、高圧水ジェット３を加熱する加熱装置ＨＥとしては、公知の各種ヒータを適用することが出来る。なお加熱装置ＨＥは、通過する際における圧力損失が低いタイプのものが好適である。圧力損失が大きいタイプであれば、加熱装置ＨＥを通過した際に減圧するため、高圧水ＨＷが気液混合流となってしまう可能性があり、土壌切削の点からは好ましくないからである。
【００２８】
図３、図４で示す第３工程「流体流路形成工程」により、井戸２Ａ、２Ｂ間で流体流路２３（１段目の流体流路２３）が形成されたならば、次に、深度（あるいは鉛直方向位置）を変えて、当該第３工程「流体流路形成工程」（図３、図４を参照して説明した工程：流体流路２３を形成する工程）を繰り返す。
第３工程「流体流路形成工程」を繰り返した結果が、図５で模式的に示されている。
図５の状態では、隣接する井戸２Ａ、２Ｂ同士が、深度の異なる複数の流体流路２３で連通し、その内の井戸２Ａには後述する加熱流体供給管２４を挿入し、他の井戸２Ｂには後述する流体吸引管２５を挿入した状態が示されている。
【００２９】
図１０を参照して後述するが、「加熱及び吸収工程」では、流体流路２３に１５０℃の高圧水を流過させ、その熱量により土壌中のＶＯＣを蒸発させて、吸引井２Ｂより吸引する。ここで、土壌中のＶＯＣの沸点は８０℃である。
図５において、流体流路２３の鉛直方向における間隔Ｈは、上下の流体流路２３に１５０℃の高圧水を流した場合に、流体流路２３から鉛直方向距離Ｈ／２だけ隔たった鉛直方向中央の領域ＧｐＣ（図５において、点線で示す領域）の温度が８０℃以上となる様に設定されなければならない。
以下において、図６を参照して、流体流路２３の鉛直方向における間隔Ｈについて、説明する。
【００３０】
図６は、図５における鉛直方向に隔たった２本の流体流路２３と、その中央の領域ＧｐＣ（図６では点線で示す）とを模式的に示している。
高温（１５０℃）の高圧水が流体流路２３を流れている状態を、表面温度Ｔｓ＝１５０℃の平板に近似して考える。
中央領域ＧｐＣの初期の温度Ｔ０＝２０℃、土壌Ｇｐの熱拡散率ａ＝１．４４７８×１０−３（日本建設機械化協会「地盤凍結工法」参照）とする。
誤差関数をΦ（ξ）とすれば、図６において、次式（１）が成立する
（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔｓ−Ｔ０）＝１−Φ（ξ）・・・（１）
但し、Ｔは中央領域ＧｐＣの目標温度（＝ＶＯＣの沸点８０℃）である。
【００３１】
誤差関数Φ（ξ）は、次の近似式（２）で表現される。
式（２）
0004413197.tif 000002
ここで、  ξ＝ｘ／（２（ａｔ）１／２）・・・（３）
但し、ｘは表面温度Ｔｓの平板から中央領域ＧｐＣまでの距離、ｔは表面温度Ｔｓの平板による加熱時間（ｈ：高温の高圧水による加熱時間）である。
【００３２】
実際の施工を考慮すると、式（２）のξ２以上の高次項は無視することができるので、式（２）は次の式（４）のように変形することができる。
Φ（ξ）＝２ξ／π１／２・・・（４）
式（４）を式（１）に代入すれば、
（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔｓ−Ｔ０）＝１−（２ξ／π１／２）・・・（５）
∴  ξ＝（π１／２／２）（１−（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔｓ−Ｔ０））・・・（６）
【００３３】
式（６）に式（３）を代入して、
ｘ／（２（ａｔ）１／２）＝（π１／２／２）（１−（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔｓ−Ｔ０））
ｘ＝（πａｔ）１／２（１−（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔｓ−Ｔ０））・・・（７）
この式（７）により求められたｘは、図５におけるＨ／２に相当する。従って、図５における流体流路２３の間隔Ｈは、
Ｈ＝２（πａｔ）１／２（１−（Ｔ−Ｔ０）／（Ｔｓ−Ｔ０））・・・（８）
ここで、上述した様に、ｘは表面温度Ｔｓの平板から中央領域ＧｐＣまでの距離、Ｔｓは高温高圧水の表面温度（＝１５０℃）、Ｔ０は中央領域ＧｐＣの初期の温度（＝２０℃）、Ｔは中央領域ＧｐＣの目標温度（＝ＶＯＣの沸点８０℃）、ａは土壌Ｇｐの熱拡散率（＝１．４４７８×１０−３）、ｔは表面温度Ｔｓの平板による加熱時間（ｈ：高温の高圧水による加熱時間）である。
【００３４】
図５で示す状態は、換言すれば、図７で説明する第４工程「鉛直管挿入工程」が施工可能な状態である。
図７の第４工程「鉛直管挿入工程」では、井戸２Ａ内に、加熱流体供給管２４を挿入し、加熱流体供給管２４を地上側の加熱流体供給源１６に接続している。
ここで、加熱流体としては高温（１５０℃）の高圧水（図７では符号ＨＷで示す）が用いられ、加熱流体供給源１６は、沸点が例えば１５０℃程度となるまで水を昇圧させる加圧装置ＰＰと、昇圧された水（高圧水）を加熱する加熱装置ＨＥとを有している。
【００３５】
加熱装置ＰＰとしては、例えば公知のポンプを適用することが出来る。加熱装置ＨＥも、公知の各種ヒータを適用することが出来る。
なお加熱装置ＨＥは、通過する際における圧力損失が低いタイプのものが好適である。但し、高圧水は加熱流体として投入され、土壌切削の作用はさほど奏しないので、図３、図４で示す第３工程「流体流路形成工程」の様に、加熱装置ＨＥを通過した後に気液混合流となったとしても、悪影響は少ない。
【００３６】
加熱流体供給源１６から加熱流体供給管２４に供給された高温の高圧水は、加熱流体供給管２４、水平の流体流路２３を流れる際に、加熱流体供給管２４の周囲及び流体流路２３の周囲の汚染土壌Ｇｐを昇温し、汚染土壌Ｇｐに含まれる汚染物質ＶＯＣを遊離させる。汚染土壌Ｇｐから遊離したＶＯＣは、流体流路２３から取り込まれる。
図６を参照して上述した通り、鉛直方向位置が異なる流体流路２３の間の領域においても、ＶＯＣの沸点以上の温度となる様に加熱されるので、図５における中央領域ＧｐＣにおけるＶＯＣも気化する。
【００３７】
図７で示す第４工程「鉛直管挿入工程」では、井戸２Ｂ内に、流体流路２３で吸収したＶＯＣを地上側に吸引するための吸引管２５を挿入する。吸引管２５は地上側で、例えば図示しない吸引ポンプに接続される。
後述する様に、図示しない吸引ポンプで吸引管２５に負圧を作用させることにより、汚染土壌Ｇｐから遊離したＶＯＣは、流体流路２３から吸引されるのである。
【００３８】
図７の１本の井戸２Ｂの断面を更に詳細に示したのが図８である。
図８の井戸２Ｂにおいて、井戸２Ｂの内壁と吸引管２５との間には隙間が生じる。井戸２Ｂの開口部において係る隙間を放置しておけば、回収しようとする汚染物質である揮発性化合物ＶＯＣが、当該隙間及び開口部を介して、大気中に拡散してしまう恐れがある。
これに対して、井戸２Ｂの開口部から所定の深さに至る鉛直方向領域では、当該隙間に、例えばベントナイトやグラウト材を充填して、井戸２Ｂの内壁と吸引管２５との間の隙間にシール１４を構成している。
【００３９】
尚、当該シール１４の下方には、通気性の良い砂１５を充填して、施工途中の吸引管２４の「ガタツキ」を抑制すると共に、施工終了時に吸引管２４を撤去する際に吸引管２４の引抜きを容易にしている。
【００４０】
ここで、土壌における通気性が良好な場合には、後述する様に吸引管２４で負圧を作用させた際に、土壌中に存在するＶＯＣを吸引せずに、通気性が良好な土壌を解して大気が吸引管２４に吸引されてしまう恐れがある。その様な現象における大気の流れを、図９では矢印Ｓで示している。
図９で示す第５工程「地表被覆工程」では、地表面Ｇｆから大気が土壌Ｇを浸透して、吸引管２５の下端から吸引管２５内に混入してしまう現象（矢印Ｓで示す）を防止するために、地表面Ｇｆに非透過性のシート４を敷くのである。
【００４１】
また、汚染土壌Ｇｐの通気性が良いと、加熱されて土壌から遊離したＶＯＣが地表面ＧＦから大気中に拡散してしまう恐れがある。その様な大気中へのＶＯＣ拡散防止のためにも、シート４を敷いて、地表を被覆するのである。
なお、汚染土壌Ｇｐの大半が粘性土層Ｇｐｂで形成されている場合には、矢印Ｓで示す空気の流れが生じる可能性が低く、大気が汚染土壌Ｇｐに浸透する可能性も低いので、シート４を省くことが出来る。
【００４２】
図１０は第６工程である「加熱及び吸収工程」における加熱状態を示している。
図１０において、加熱流体供給管２４の上流側に設けた加熱流体供給源１６から、加熱用の高温高圧水ＨＷを井戸２Ａに挿入した加熱流体供給管２４内に供給する。
加熱流体供給管２４に供給された高温の高圧水ＨＷは、加熱流体供給管２４、流体流路２３を経由して、吸引管２５で吸引される。吸引管２５で吸引されるまでの間に、高温の高圧水ＨＷが保有する熱量Ｈは、加熱流体供給管２４や流体流路２３周辺の汚染土壌Ｇｐに伝達され、また、吸引管２５の管壁を介して汚染土壌Ｇｐに伝達される。
【００４３】
前述したように、吸引管２５は図示しない吸引手段（例えば吸引ポンプ）に接続されており、その吸引手段によって、高温の高圧水を地中から地上側へ吸引している。
高温の高圧水が保有する熱量Ｈが汚染土壌Ｇｐに投入される結果、汚染土壌Ｇｐから揮発性化合物ＶＯＣが遊離する。
また、図３、図４で示す第３工程「流体流路形成工程」において、井戸２Ａ、２Ｂ、２Ｂの周辺の領域ＪＡＡ、ＪＡＢ１、ＪＡＢ２は高圧水ジェット３により切削、撹拌されるので、従来技術ではＶＯＣの浸出あるいは遊離が困難であった粘性土層であっても、ＶＯＣが浸出し易い状態となっている。従って、領域ＪＡＡ、ＪＡＢ１、ＪＡＢ２の流体流路２３を構成していない領域であっても、図１０、図１１で示す第６工程「加熱及び吸収工程」において高温の高圧水ＨＷが流体流路を流れる際に、高温高圧水ＨＷの熱量により、ＶＯＣが土壌から容易に分離、移動するのである。
【００４４】
図示の実施形態では、加熱流体供給源１６の加熱装置ＨＥ（図７参照）で、例えば１５０℃程度まで昇温された高圧水が、加熱流体として加熱流体供給管２４に供給されている。
しかしながら、例えば、加熱流体供給管２４に加熱手段（例えばニクロム線等）を設け、加熱流体供給源１６側から沸点が１５０℃異常となる様に昇圧された高圧水を加熱流体供給管２４内に供給し、加熱手段（ニクロム線）に通電することによって、供給された高圧水を加熱流体供給管２４内で加熱する。そして、高温になった高圧水を、流体流路２３、吸引管２５に流過させても良い。
【００４５】
図１１は、第６工程「加熱及び吸収工程」における汚染物質吸収の状態を示している。
図１１の第６工程では、図１０で示す加熱工程によって汚染土壌Ｇｐから遊離したＶＯＣを流体流路２３を流れる高圧水に吸収して取り込み（図１０では、ＶＯＣの流れを矢印Ｖで示す）、その取り込んだＶＯＣを、流体流路２３、吸引管２５を経由して地上側の図示しない処理設備に送り込む。
流体流路２３、吸引管２５内の矢印Ｆ２は、ＶＯＣと混合した高圧水（加熱流体）の流れの向きを示している。
【００４６】
第６工程「加熱及び吸収工程」（図１０、図１１）では、基本的には、加熱流体である高圧水を地中に供給しながら、供給した高圧水によってＶＯＣを吸引する。しかし、高温の高圧水を供給して汚染土壌Ｇｐを加熱した後に、高温の高圧水供給を一旦停止し、高温の高圧水を供給した井戸２Ａを閉塞してから、吸引井２ＢからＶＯＣを吸引しても良い。
【００４７】
次に、図１２〜図１５を参照して、第２実施形態について説明する。
図１〜図１１においては、高温の高圧水が供給される井戸（供給井）２Ａと、その左右に配置している高圧水及びＶＯＣを回収（吸引）する井戸（吸引井）２Ｂとは、直線状に配置して示されているが、広い範囲にわたる汚染土壌を洗浄する場合には、一定のエリア毎に区切って、個々のエリア毎に供給井２Ａから高温の高圧水を供給し、吸引井２Ｂより高圧水及びＶＯＣを吸引する。
その様なエリアとして、例えば図１２において輪郭を点線で示すエリアＡ１２、Ａ１２−２のように、エリアの輪郭を正方形（四角形）に設定し、正方形の中心に供給井２Ａを設け、正方形の各頂点に吸引井２Ｂを設けることが考えられる。
【００４８】
しかし、係る正方形（四角形）の輪郭を有するエリアＡ１２、Ａ１２−２では、図３、図４で示す第３工程「流体流路形成工程」において、井戸２Ａ、２Ｂ、２Ｂの周辺の領域（図４における領域ＪＡＡ、ＪＡＢ１、ＪＡＢ２）を高圧水ジェット３により切削、撹拌する際に、図１２において符号Ｕで示す領域（図１２においてハッチングを付して示す領域）については、高圧水ジェット３による切削、撹拌が行われない可能性がある。
そして、図１０、図１１の第６工程「加熱及び吸収工程」で、流体流路２３に高温の高圧水を流しても、高温高圧水が保有する熱量が係る領域Ｕに存在するＶＯＣには伝達されず、領域Ｕの土壌からＶＯＣが遊離せずに、そのまま残存してしまう可能がある。
【００４９】
図３、図４で示す第３工程「流体流路形成工程」において、噴射装置１１（図３参照）からの高圧水ジェット３の圧力を高圧にして、図１２の領域Ｕ（高圧水ジェット３による切削、撹拌が行われない領域）を無くすることも考えられるが、高圧水ジェット３の圧力を変更すると、噴射装置１１や加圧装置ＰＰ（図３参照）その他の機器の使用を全て変更しなければならず、大変なコスト増となってしまう。また、高圧水ジェット３の圧力を変更すると、浄化の効果判定が困難になってしまう。
【００５０】
これに対して、本発明の第２実施形態では、図１３で示す様に、平面形状が正六角形状のエリアＡ２（図１３において、輪郭を点線で示すエリア）に設定し、正六角形の各頂点に吸引井２Ｂを配置し、正六角形の中心に供給井２Ａを設ける。ここで、正六角形の各頂点は、正六角形の中心から頂点までの距離を半径とする円の円周上に位置するので、その中心に位置する供給井２Ａは、各吸引井２Ｂから等距離に位置していることとなる。
図３、図４で示す第３工程「流体流路形成工程」において、高圧水ジェット３により切削、撹拌する距離を、供給井２Ａと吸引井２Ｂとの距離よりも若干長い距離に設定しておけば、図１３で示す様に、正六角形内の全ての領域が高圧水ジェット３で切削、撹拌されることとなり、図１２で示す様な領域Ｕは生じない。
【００５１】
図１２で示す第２実施形態に従って、供給井２Ａと吸引井２Ｂの設置位置を決定すれば、噴射装置１１の仕様を変更すること無く、土壌からＶＯＣが遊離せずにそのまま残存してしまう領域を無くすることが出来る。また、高圧水ジェット３の圧力が同一であるため、浄化効果の判定が容易且つ客観的に行われる。
【００５２】
また、図１４で示す様に、汚染を浄化するべき領域に、多数の正六角形状のエリアＡ２〜Ａ５・・・を隣接して設定し、各エリアの中心に供給井２Ａ２〜２Ａ５を設け、各エリアの頂点に吸引井２Ｂ２〜２Ｂ５を設けれ、個々のエリア毎に図１〜図１１で説明したようなＶＯＣ除去処理を実行する。
図１３で説明した通り、正六角形状のエリアの内部にはＶＯＣが遊離せずにそのまま残存してしまう領域は存在しないように処理することができる。そして、図１４で示す様に、吸引井と供給井を共通化することにより、正六角形状のエリアＡ２〜Ａ５は、隙間が生じないように隣接することができる
【００５３】
具体的には、例えば図１４で示す様に、先ず、供給井２Ａ２と、吸引井２Ｂ２−１〜２Ｂ２−６により、エリアＡ２のＶＯＣの除去を行う。次に、供給井２Ａ３と、吸引井２Ｂ３−１、２Ｂ２−６、２Ｂ２−５、２Ｂ３−４〜２Ｂ３−６により、エリアＡ３のＶＯＣの除去を行う。以下、エリアＡ４、Ａ５・・・において、ＶＯＣを除去すれば、図１４で明示されている様に、正六角形状のエリアＡ２〜Ａ５・・・は、隙間なく隣接させることが出来るので、広範囲に亘ってＶＯＣを回収あるいは除去する際にも、未処理領域を作ること無く、処理をする事が出来るのである。
【００５４】
ここで、例えば図１４のエリアＡ２〜Ａ４におけるＶＯＣの濃度が極めて濃い場合には、例えば、供給井２Ｂ２−５、吸引井２Ｂ２−６、２Ａ２、２Ｂ２−４、２Ａ４、２Ｂ３−４、２Ａ３を有するエリアＡＯ２３を設定し、エリアＡＯ２３におけるＶＯＣ除去を行う。
エリアＡＯ２３は、エリアＡ２、Ａ３、Ａ４と重複しており、係る重複したエリアＡＯ２３においてもＶＯＣ回収作業あるいは除去作業を行うことにより、ＶＯＣ濃度が濃い場合に対処することが出来る。
【００５５】
一方、ＶＯＣ濃度が薄い場合において、図１４で示す様に全てのエリアＡ２〜Ａ５・・・でＶＯＣ除去作業を行うと、作業コストの点で問題がある。その様な場合には、図１４のエリアＡ２〜Ａ５の全てにおいてＶＯＣ除去を行わずに、例えば、一つおきのエリア（エリアＡ２とエリアＡ５）においてのみ、ＶＯＣ除去作業を行う様にしても良い。
換言すれば、正六角形のエリア毎に第１実施形態で説明したＶＯＣの除去作業を行う様にすれば、ＶＯＣの濃度を考慮して、ＶＯＣ除去作業を行うべき正六角形のエリアを適宜設定すれば良い。
【００５６】
このように、図１３、図１４で示す第２実施形態によれば、ＶＯＣの除去が為されない様な領域を生じることが防止される。
そして、ＶＯＣの濃度に対応して、適正な除去作業を行うのに必要且つ十分な領域のみを設定してＶＯＣ除去作業を行い、以って、不必要なコストを抑制することが出来る。
【００５７】
図１〜図１１の第１実施形態では、隣接する井戸２Ｂは複数本（複数層）の流体流路２３で連通している。しかし、単一（単層）の流体流路（図１５の符号２３１）で隣接する井戸（２Ｂに挿通した吸引管２５）に連通しても良い。
【００５８】
図１５、図１６の第３実施形態は、その様な場合に係る実施形態である。
図１５は、第１実施形態の図１０と対応する図である。
図１５において、加熱流体供給管２４に供給された高温の加熱流体Ｆは、流体流路２３１を経由して、吸引管２５で吸引される。その間に、加熱流体Ｆが保有する熱量Ｈを、加熱流体供給管２４、流体流路２３１、吸引管２５の管壁を介して汚染土壌Ｇｐに投入する。
【００５９】
また図１６は、第１実施形態の図１１と対応する図である。
図１６において、図１５で示す加熱工程によって汚染土壌Ｇｐから遊離したＶＯＣ（ＶＯＣの流れを矢印Ｖで示す）を、流体流路２３１を介して吸引し、吸引されたＶＯＣを、流体流路２３１、吸引管２５を経由して地上側の図示しない処理設備に送り込んでいる。
【００６０】
図１５、図１６の第３実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、第１実施形態と同様であり、以降の説明を省略する。
【００６１】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態の第１工程を説明する工程図。
【図２】第１実施形態の第２工程を説明する工程図。
【図３】第１実施形態の第３工程を説明する工程図。
【図４】図３に対応する平面図。
【図５】第１実施形態において、第４工程「鉛直管挿入工程」の施工可能な状態を示す図。
【図６】流体流路の間隔を計算するための模式図。
【図７】第１実施形態の第４工程を説明する工程図。
【図８】図７の部分詳細図。
【図９】第１実施形態の第５工程を説明する工程図。
【図１０】第１実施形態の第６工程の加熱工程を説明する工程図。
【図１１】第１実施形態の第６工程の吸収工程を説明する工程図。
【図１２】第２実施形態を説明するための平面模式図。
【図１３】第２実施形態の作用効果を説明するための平面模式図。
【図１４】第２実施形態のその他の作用効果を説明するための平面模式図。
【図１５】第３実施形態における加熱工程を説明する工程図。
【図１６】第３実施形態における吸収工程を説明する工程図。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・シートパイル
２Ａ、２Ｂ・・・鉛直掘削孔／鉛直ボーリング孔
３・・・高圧流体ジェット
４・・・布状部材／シート
ＰＰ・・・加圧装置
ＨＥ・・・加熱装置
１１・・・噴射装置
１４・・・シール
１５・・・通気性の良い砂
１６・・・加熱流体供給源
２１・・・ＶＯＣ回収用ボーリング孔
２２・・・切削用ボーリング孔
２３・・・流体流路
２４・・・加熱流体供給管
２５・・・吸引管
Ｇ・・・土壌
Ｇｐ・・・汚染土壌
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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