(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下の汚染区域の下流側において、不透水層まで到達させて分解反応物質を含む透水性材料を充填した浄化帯と、
該浄化帯の下流側にあって下端が地下水位より下方に位置し上端が地表付近に位置する第１の遮水壁と、
該遮水壁の下流側にあって下端が地下水位より下方に位置し上端が地表付近に位置する第２の遮水壁と、
前記第１及び第２の遮水壁で囲われた内側に透水性材料を充填した水頭調整帯と、
前記第１の遮水壁の上流側または前記第２の遮水壁の下流側の水質を監視する監視手段と、
該監視手段により監視された水質に応じて前記水頭調整帯に水を注入し又は該下流側の水を汲み上げて当該水頭調整帯の水頭レベルを調整する水頭制御手段とを備えたことを特徴とする汚染地下水の浄化構造。
【請求項２】
前記浄化帯の上流に位置する汚染区域に該汚染区域の汚染地下水を前記浄化帯に導入すべくガイドし不透水層に到達する遮水ガイド壁を設けてなることを特徴とする請求項１に記載の汚染地下水の浄化構造。
【請求項３】
前記水頭調整帯の上流側及び下流側にあって、不透水層まで到達し比較的透水性の低い材料を充填した上流側監視帯及び下流側監視帯を備え、前記監視手段は前記上流側監視帯及び前記下流側監視帯に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の汚染地下水の浄化構造。
【請求項４】
前記水頭制御手段は前記下流側監視帯の水を前記水頭調整帯に還流する還流手段であることを特徴とする請求項３に記載の汚染地下水の浄化構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染地下水の浄化構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ダイオキシンなど有機塩素化合物などの汚染物質をそのまま放置しておくと、ガスが周辺に拡散したり、あるいは雨水によって地下水に混入、流下して周囲環境に悪影響を及す。このような汚染物質を無害化するための浄化処理方法は、汚染物質そのものを除去し或いは浄化する方法と、既に汚染された地下水を浄化する方法に区分される。
【０００３】
汚染源の除去、無害化は根本的な解決策であるが、汚染源が工場などの構造物直下に存在する場合には、構造物を取壊すことを除いてその除去や無害化作業が困難となる。従って、この場合には、汚染源が地下に浸透していることを前提として、その周囲の地下水の浄化を行うことによって周囲環境への影響を防止するようにしている。
【０００４】
地下水の浄化方法の一つに、汚染源近傍の地下に透水性のある浄化壁を構築することが知られている。この構造では、地下水流の方向に対向して浄化壁を設け、浄化壁を汚染物質が通過することで、浄化壁中に混合された分解反応物質、例えば鉄粉などと反応し、ここを通過する地下水中に含まれる汚染物質を無害化するもので、一種のフィルター機能を持つものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この構造では、汚染地下水が浄化壁を通過する間の接触時間が反応時間となるが、地下水量及び流速には変動があり、浄化壁の通過時間にバラツキが生ずるため、浄化度合に変動があってムラが生じ、浄化が十分に行われない惧れがある。
【０００６】
本発明は、以上の課題を解決するものであって、その目的は、地下浄化壁に地下水頭の調整機能をもたらすことで、通過水流を常時一定させ、これによって常時所定の浄化効果を得られるようにした汚染地下水の浄化構造を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明は、地下の汚染区域の下流側において、不透水層まで到達させて分解反応物質を含む透水性材料を充填した浄化帯と、該浄化帯の下流側にあって下端が地下水位より下方に位置し上端が地表付近に位置する第１の遮水壁と、該遮水壁の下流側にあって下端が地下水位より下方に位置し上端が地表付近に位置する第２の遮水壁と、前記第１及び第２の遮水壁で囲われた内側に透水性材料を充填した水頭調整帯と、前記第１の遮水壁の上流側または前記第２の遮水壁の下流側の水質を監視する監視手段と、該監視手段により監視された水質に応じて前記水頭調整帯に水を注入し又は該下流側の水を汲み上げて当該水頭調整帯の水頭レベルを調整する水頭制御手段とを備えたことを特徴とするものである（請求項１）。従って、以上の浄化構造によれば、通過水流が一定に保たれることにより、常時一定の反応時間とすることが出来る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、前記浄化帯の上流に位置する汚染区域に該汚染区域の汚染地下水を前記浄化帯に導入すべくガイドし不透水層に到達する遮水ガイド壁を設けてなることが好ましく（請求項２）、また、前記水頭調整帯の上流側及び下流側にあって、不透水層まで到達し比較的透水性の低い材料を充填した上流側監視帯及び下流側監視帯を備え、前記監視手段は前記上流側監視帯及び前記下流側監視帯に設けられていることが好ましく（請求項３）、さらに、前記水頭制御手段は前記下流側監視帯の水を前記水頭調整帯に還流する還流手段であることが好ましい（請求項４）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１，２は本発明の第一実施形態を示す。図において、この浄化構造は、平面視で地下汚染区域１２の左右を囲う地下遮水壁１４と、遮水壁１４の下流側に配置された所定間口幅の浄化帯１６と、浄化帯１６の下流に配置されこれと同一間口幅の上流監視帯１８と、上流監視帯１８の下流に配置されこれと同一間口幅の水頭調整帯２０と、水頭調整帯２０の下流側に配置された同一間口幅の下流監視帯２２とから構成されている。
【００１０】
地下遮水壁１４は、汚染区域１２の周囲地盤Ｅを掘削し、地下連続壁工法などによりその下部を不透水層Ｅ１に到達して構築されたものである。そして、汚染区域１２の上流側は開けてある一方、下流側では前記浄化帯１６の間口部分に収束すべく傾斜状に形成されている。これにより、汚染区域１２内を通過する汚染された地下水流は遮水壁１４により矢印のごとくガイドされ、その全量が浄化帯１６側に導かれる。
【００１１】
浄化帯１６は、各帯の中で最も厚みが厚く形成されるもので、地盤Ｅを不透水層Ｅ１まで掘削し、その掘削された内部に礫、砂などの透水性材料に加え、この透水性材料に鉄粉などの分解反応物質や、分解性の土中微生物を分散混合した材料を充填したものであり、汚染物質がここを通過すると反応物質あるいは土中微生物に接触し、無害化される。
【００１２】
上流監視帯１８は粘土質など比較的不透水性のある材料を不透水層Ｅ１まで充填した壁状のもので、地下水流の通過速度を制限する、いわゆる絞り弁としての機能を備えている。この監視帯１８の内部には水質及び水位計測用の井戸２４が掘削され、この井戸に設置された水位センサ２６及び水質センサ２８の結果を常時地表部ＧＬ側に設けた制御部３０に送出している。
【００１３】
水頭調整帯２０は、浄化帯１６と同じく、礫、砂などの透水性材料に加え、この透水性材料に鉄粉などの分解反応物質、分解性の土中微生物を分散混合した材料を充填したものであり、それ自体が浄化帯１６と同様の浄化機能を備えたものである。この水頭調整帯２０の上流側には下端が地下水位より下方に位置し上端が地表ＧＬ付近に位置する遮水壁３２が設けられ、同じく下流側にも下端が地下水位より下方に位置し上端が地表ＧＬ付近に位置する遮水壁３４が設けられており、この部分の水位ＷＬ２（水頭レベル）を調整することにより地下水流における調整弁としての機能を備えている。
【００１４】
下流監視帯２２は、上流監視帯１８と同じく、粘土質など比較的不透水性のある材料を不透水層Ｅ１まで充填した壁状のもので、地下水流の通過速度を制限する、いわゆる絞り弁としての機能を備えている。この監視帯２２の内部には前記と同様、水質及び水位計測用の井戸２４が掘削され、この井戸に設置された水位センサ２６及び水質センサ２８の結果を常時地表部ＧＬ側に設けた制御部３０に送出しているほか、地下水汲上げ用のポンプ３６を備えている。
【００１５】
上記水位センサ２６、水質センサ２８は監視手段を構成し、上記ポンプ３６は水頭調整帯２０に水を注入し又は水頭調整帯２０の水を汲み上げて当該水頭調整帯２０の水頭レベルを調整する水頭制御手段または還流手段を構成している。
【００１６】
以上の構成において、制御部３０では、各水位センサ２６、水質センサ２８の計測値を常時監視し、次の制御を行う。先ず、浄化帯１６の水位ＷＬ１が低下していると判定された場合、ポンプ３６を駆動して、水頭調整帯２０に環流し、水頭調整帯２０内の水位ＷＬ２を上昇させ、その水頭圧差により、浄化帯１６での水流速度を低下させて、通過時間を定常値となるように制御する。
【００１７】
一方、上流側及び下流側水質センサ２８の測定値を比較し、下流側、すなわち放流側の水質センサ２８の検出結果が規定値を満たしていない場合に、そのセンサ出力に応じてポンプ３６を駆動して水を汲み上げ、その汲上げた水を水頭調整帯２０に環流させ、再度水頭調整帯内での浄化を図ることによって、再浄化を行うと同時に、その水位ＷＬ２の上昇によって、浄化帯１６内での通過時間を遅延させるように制御する。
【００１８】
従って、以上の浄化構造にあっては、地下水位の変動によらず、通過水流が一定に保たれることにより、常時一定の反応時間とすることが可能である。また、単なるフィルター機能だけでなく、水質監視機能により、水質低下を検知した場合に、回収して再浄化を行うと同時に通過水流を遅延させて、反応時間を十分とすることができる。
【００１９】
図３は、本発明の第二実施形態を示すものである。なお、前記第一実施形態と同一箇所には同一符号を付し、新たに付加した部材のみに新たな符号を用いて説明する。図において、浄化帯１６は、前記第一実施形態に比べてその厚みが薄く形成されている。つまり、この実施形態では、浄化帯１６を配置するに足る十分な敷地面積が得られない場合を想定している。そして、この上流側中央部は遮水壁４０によって仕切られ、また下流側左右も同様に遮水壁４０によって仕切られ、その中央開口より、同じく左右を遮水壁４０で仕切られた間口幅が小さな上流監視帯１８，水頭調整帯２０、下流監視帯２２へと連続している。
【００２０】
以上の構成においては、地下水流は、矢印のごとく、浄化帯１６の左右開口部から浄化帯１６内を通過し、その中央より上流監視帯１８，水頭調整帯、２０及び下流監視帯２２を通じて、その下流側に放流される。従って、浄化帯１６の厚みを十分取れなくとも、地下水流は間口方向に流れるため、十分な接触時間を得ることができ、またこれにより工事敷地面積を十分に取れなくとも、前記第一実施形態と同様な効果を得ることが出来る。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明による汚染地下水の浄化構造にあっては、地下浄化壁に地下水頭の調整機能をもたらすことで、通過水流を常時一定させ、これによって常時所定の浄化効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一実施形態による汚染地下水の浄化構造を示す平面説明図である。
【図２】  同縦断面説明図である。
【図３】  第二実施形態による汚染地下水の浄化構造を示す平面説明図である。
【符号の説明】
１２  地下汚染区域
１４  遮水壁
１６  浄化帯
１８  上流監視帯
２０  水頭調整帯
２２  下流監視帯
２４  監視用井戸
２６  水位センサ
２８  水質センサ
３０  制御部
２４  鋼矢板
３２，３４  遮水壁
３６  ポンプ
【図１】
0004019582.tif 000002
【図２】
0004019582.tif 000003
【図３】
0004019582.tif 000004