(57)【要約】【課題】浄化期間の短縮を図った汚染土壌の浄化方法を提供することを課題とする。【解決手段】土壌Ｇ内にスチームを注入して、土壌温度が２０〜６０℃になるように加熱し、土壌Ｇ内における微生物を活性化させる土壌加熱工程を備えている。これにより、土壌Ｇ内における微生物の活性が向上されて、微生物による汚染物質の分解を加速させる。その結果、土壌の浄化期間の短縮を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物によって汚染された土壌を原位置で微生物を用い浄化する汚染土壌の浄化方法において、
前記土壌にスチームを注入して前記土壌の温度が２０〜６０℃になるように加熱する土壌加熱工程を備えることを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項２】
前記土壌内に栄養塩及び／又は空気を供給する供給工程を更に備えることを特徴とする請求項１記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項３】
前記土壌加熱工程におけるスチームの注入と、前記供給工程における栄養塩及び／又は空気の供給とを、前記土壌内に形成された同一の注入孔を用いて行うことを特徴とする請求項２記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項４】
前記土壌内の地下水を揚水する揚水工程と、
前記土壌内から揚水された地下水を曝気する曝気工程と、を更に備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項５】
前記土壌加熱工程では、前記土壌の温度が２５〜４０℃になるように加熱することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の汚染土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物によって汚染された土壌を原位置で浄化する汚染土壌の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業活動に伴う土壌汚染に対する関心が高まるとともに、土壌汚染対策法が施行され、土壌汚染による影響を低減することが求められている。この土壌汚染対策法の規制対象はベンゼンであるが、生活環境の保全を目的として、その他の石油類による油膜、油臭に対する対策も望まれている。
【０００３】
従来、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等によって汚染された土壌を浄化する技術として、現場内（ｏｎ−ｓｉｔｅ）処理、原位置（ｉｎ−ｓｉｔｅ）処理がある。現場内処理としては、熱処理、化学処理、生物処理、抽出処理等が挙げられる。原位置処理としては、抽出法、分解法、洗浄法があり、抽出法として、土壌ガス吸引法、地下水揚水法、エアスパージング法が挙げられ、分解法として、化学処理（酸化分解、還元分解）、生物処理（バイオレメディエーション、ファイトレメディエーションなど）が挙げられる。
【０００４】
汚染土壌を原位置で浄化する技術として、下記の特許文献に示すようなものがある。特許文献に記載の汚染土壌の原位置浄化方法では、汚染土壌に窒素、リン等の栄養塩を供給し、微生物の分解能力によって土壌中の油分を分解して、汚染土壌を浄化する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２９８８３０号公報
【特許文献２】特開２０００−３１７４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術では、土壌中の微生物の活性が上がらず、浄化期間が長くなるといった問題がある。上記特許文献２に記載の従来技術では、土壌を殺菌した後に浄化を行っているため、時間が掛かってしまうといった問題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、浄化期間の短縮を図った汚染土壌の浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による汚染土壌の浄化方法は、有機化合物によって汚染された土壌を原位置で微生物を用い浄化する汚染土壌の浄化方法において、土壌にスチームを注入して土壌の温度が２０〜６０℃になるように加熱する土壌加熱工程を備えることを特徴としている。
【０００８】
このような汚染土壌の浄化方法によれば、土壌にスチームを注入して、土壌を２０〜６０℃に加熱することで、土壌中の微生物の活性を向上させることができる。これにより、微生物による汚染物質の分解が加速されて、土壌の浄化期間を短縮することができる。一般に、土壌の温度が２０℃未満の場合、微生物の増殖に必要な酵素反応速度が低く微生物が増殖不能となり、土壌の温度が６０℃を超える場合、酵素（たんぱく質）及び細胞壁が熱変性を起こし、微生物が増殖不能となる。
【０００９】
ここで、土壌内に栄養塩及び／又は空気を供給する供給工程を更に備えることが好ましい。これにより、栄養塩及び／又は空気が土壌内に供給されて、土壌中の微生物の活性を一層向上させることができる。
【００１０】
また、土壌加熱工程におけるスチームの注入と、供給工程における栄養塩及び／又は空気の供給とを、土壌内に形成された同一の注入孔を用いて行うことが好ましい。これにより、スチームを注入する注入孔と、栄養塩及び／又は空気を供給する注入孔とを、同一とすることで、注入孔を別々に形成する必要が無くなり、低コスト化を図ることができる。なお、スチームの注入と栄養塩及び／又は空気の供給は、同時に行ってもよく、交互に行ってもよい。
【００１１】
また、土壌内の地下水を揚水する揚水工程と、土壌内から揚水された地下水を曝気する曝気工程と、を更に備えることが好ましい。これにより、土壌内の地下水を揚水し、揚水された地下水を曝気することで、地下水を浄化することができる。
【００１２】
また、土壌加熱工程では、土壌の温度が２５〜４０℃になるように加熱することが好ましい。このように、土壌の温度を２５〜４０℃になるように加熱することで、土壌中における微生物の活性をより一層向上させることができる。なお、土壌温度が２５〜４０℃の場合には、一般微生物（常温菌）の生育に適した環境となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の汚染土壌の浄化方法によれば、土壌中における微生物の活性を向上させることができるため、浄化期間の短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による汚染土壌の浄化方法の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の実施形態に係る土壌浄化装置を示す概略構成図である。
【００１５】
土壌浄化装置１は、例えば、有機化合物によって汚染された土壌を原位置で浄化するものであり、土壌内の微生物による分解能力を利用して、有機化合物を分解させて汚染土壌を浄化するものである。図１に示す汚染土壌は、地下水位Ｌを挟んで上方に不飽和層（非帯水層）２が形成され、下方に飽和層（帯水層）３が形成され、この飽和槽３内に有機化合物を含有する汚染層４が形成されている。なお、有機化合物としては、例えば、揮発油、灯油、軽油等の石油類が挙げられる。
【００１６】
この土壌浄化装置１は、土壌Ｇ内に微生物を活性化させる栄養塩を注入する栄養塩注入設備５、地表から飽和層３内まで延在する注入井戸（注入孔）６及び揚水井戸７、揚水井戸７を介して汲み上げられた地下水を浄化する浄化設備８を具備している。
【００１７】
注入井戸６，６は、土壌Ｇ内の汚染層（浄化領域）４の周囲に複数本形成され、揚水井戸７は、汚染層４の略中央に形成されている。
【００１８】
栄養塩注入設備５は、例えば、窒素、リン等の栄養塩（例えば、栄養塩の水溶液）、及び空気を、土壌Ｇ内に注入するものであり、これらの栄養塩及び空気は、注入井戸６を介して飽和層３に供給される。
【００１９】
浄化設備８は、揚水井戸７に接続されて地下水を汲み上げる揚水ポンプ９と、汲み上げられた地下水から油分を分離する油水分離槽１０と、この油水分離槽１０で油分（回収油）が除去された地下水を曝気処理する曝気槽１１と、この曝気槽１１で発生したガス中の汚染物質を除去する吸着塔１２とを備えている。
【００２０】
曝気槽１１は、栄養塩注入設備５と接続され、栄養塩及び空気が供給される。また、曝気槽１１は、注入井戸６に接続され、曝気処理された処理水を土壌Ｇ内に注入可能な構成となっている。
【００２１】
ここで、本実施形態の土壌浄化装置１は、土壌Ｇ内を加温するスチームを発生させるスチーム発生設備１３、土壌の温度を計測する検温手段１４を有している。そして、スチーム発生設備１３で発生されたスチームは、注入井戸６を介して、土壌Ｇ内に供給される。
【００２２】
次に、このように構成された土壌浄化装置１を用いて、油汚染土壌を浄化する方法について説明する。まず、注入井戸６，６を介して土壌Ｇ内にスチームを注入して土壌Ｇを加熱する土壌加熱工程を実施する。ここでは、スチーム発生設備１３で発生させたスチームを、注入井戸６を介して飽和層３に注入し、土壌温度が適正な温度（２０〜６０℃）となるように加熱し、土壌内の微生物を活性化させる。なお、この「土壌の適正な温度（２０〜６０℃）」とは、土壌内における微生物の活性に最適な温度であり、より好ましくは２５〜４０℃である。そして、検温手段１４により、土壌の温度が検知されて、２０〜６０℃となったらスチームの供給を停止する。
【００２３】
次に、微生物によって土壌Ｇ内の有機化合物を分解するバイオ処理工程を実施する。このバイオ処理工程では、まず、土壌Ｇ内に栄養塩及び空気を供給する供給工程を行う。この供給工程では、栄養塩注入設備５を用いて、注入井戸６，６を介して栄養塩及び空気を飽和層３内に供給する。更に、土壌Ｇ内の地下水を揚水する揚水工程を行う。この揚水工程では、揚水ポンプ９を用いて、地下水を汲み上げる。これにより、飽和層３内において、注入井戸６から揚水井戸７に向かう動水勾配が形成され、栄養塩及び空気を効率的に供給して、微生物の活性を向上させることができる。そして、活性の向上された微生物により、効率良く汚染物質を分解することができる。
【００２４】
揚水工程で汲み上げられた地下水は、浄化工程によって処理されて、汚染物質が除去される。この浄化工程では、地下水中の油分を分離除去する油水分離工程と、油分が除去された地下水を曝気処理する曝気工程と、曝気処理で発生したガスを浄化するガス浄化工程とを有している。
【００２５】
油水分離工程では、油水分離槽１０を用いて地下水中の油分を分離除去し、油分が除去された地下水は、曝気槽１１に供給される。
【００２６】
曝気工程では、曝気槽１１を用いて曝気処理し地下水を浄化する。このとき、曝気槽１１には、栄養塩注入設備によって、栄養塩及び空気が供給されている。浄化された処理水は、残存した栄養塩と共に注入井戸６，６を介して、土壌Ｇ内に再注入される。このように、栄養塩を再利用することで低コスト化が図られている。また、曝気処理中に発生したガスは、吸着塔１２に供給される。
【００２７】
ガス浄化工程では、吸着塔を用いてガス中の汚染物質を吸着除去し、汚染物質が除去されたガスは大気中に排気される。
【００２８】
そして、土壌Ｇ内の汚染濃度が所定の値に低下するまで、バイオ処理工程、浄化工程を継続する。さらに、土壌温度に応じ土壌加熱工程を実施して、土壌温度が２０〜６０℃となるようにする。
【００２９】
このような汚染土壌の浄化方法によれば、土壌にスチームを注入して土壌内の温度を２０〜６０℃に維持することができるため、土壌内における微生物の活性を向上させることが可能となる。その結果、効率良く汚染物質を分解することができ、土壌の浄化期間の短縮を図ることができる。
【００３０】
また、注入井戸６を用いて、栄養塩、空気の注入とスチームの注入とを実施しているため、栄養塩、空気注入用の注入井戸と、スチーム注入用の注入井戸とを別々に設置する必要がない。その結果、低コスト化を図ることができる。
【００３１】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態において、浄化設備８を用いて、揚水された地下水を浄化しているが、地下水を揚水せずに地中のみで浄化してもよい。要は、スチームを用いて土壌を２０〜６０℃に加熱して微生物を活性化させ、土壌内の微生物によって汚染物質を原位置で分解させればよい。
【００３２】
また、上記実施形態にあっては、曝気処理された処理水を土壌内に再注入しているが、処理水を再注入しない方法であってもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、供給工程において、栄養塩及び空気を注入しているが、栄養塩又は空気の何れか一方を供給すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る土壌浄化装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…土壌浄化装置、２…不飽和層、３…飽和層、４…汚染層、５…栄養塩注入設備、６…注入井戸（注入孔）、７…揚水井戸、８…浄化設備、９…揚水ポンプ、１０…油水分離槽、１１…曝気槽、１２…吸着塔、１３…スチーム発生設備、１４…検温手段、Ｇ…土壌、Ｌ…地下水位。
【図１】
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