(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染された土壌の地中に多数の通気部を備える筒体を地上から地下水飽和帯に達するまで埋設し、その筒体上端を閉鎖して内部に地上から吸引管を挿入して地上部に設置したガス浄化装置に繋がるガス吸引ポンプを接続し、前記吸引管の有害ガス吸込口に設置時地下水面に浮くフロートにより地下水面の上下動に同期して上昇および下降するガス吸引手段を設けて、常に地下水面の上側で有害ガスを吸引して前記ガス浄化装置に送り込むようにすることを特徴とする地下汚染物質の有害ガス吸引処理方法。
【請求項２】
地下汚染物質の有害ガスが滞留する地盤に多数の通気部を備える筒体を地上から地下水飽和帯に達するまで埋設して、その筒体上端を閉鎖して内部に地上から吸引管を挿入して地上部に設置のガス浄化装置に繋がるガス吸引ポンプを接続し、有害ガスを前記ガス浄化装置に送り込む地下汚染物質の有害ガス処理装置において、
前記吸引管に接続される伸縮可能な吸引管と、この伸縮可能な吸引管の先端側に取付けられて設置時地下水面に浮くフロートとを有する有害ガス吸引手段を前記筒体の内部に設け、有害ガス吸込口が地下水面の上下動に同期して上昇および下降するように構成されていることを特徴とする地下汚染物質の有害ガス処理装置。
【請求項３】
前記有害ガス吸込口を伸縮可能な吸引管の先端側、またはフロートの一箇所の位置に設けることを特徴とする請求項２に記載の地下汚染物質の有害ガス処理装置。
【請求項４】
前記伸縮可能な吸引管は、蛇腹管である請求項２または３に記載の地下汚染物質の有害ガス処理装置。
【請求項５】
前記伸縮可能な吸引管は、軸方向にスライドできる二重管である請求項２または３に記載の地下汚染物質の有害ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、揮発性有機溶剤などの有害物質による土壌の汚染を効果的に浄化する地下汚染物質の有害ガス吸引処理方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、たとえば金属加工物などの洗浄に多く用いられていたトリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなどの脱脂清浄剤（揮発性有機溶剤）が長年にわたる使用によって、また廃棄処分に際しての処理手段の誤りで、地中に浸透して放置されていることから、地下水に深刻な汚染が生じることになり、それら有害物質による土壌汚染が問題視され、土壌の改良が広く要望されている。
【０００３】
それら有害な物質は、一般に地下土壌中に液状のまま、あるいは気化して有害ガスの状態で分散滞留している。そして、深部にまで浸透した前記汚染物質は地下水飽和帯に達し、これら汚染物質が水よりも質量の小さいものである場合は主に地下水面付近に、また水よりも質量が大きいものである場合は地下水飽和帯の底部（不透水層）の上部付近に滞留している。地下水は飲料水として用いられることが多く、前記のような有害物質の混入は人体に影響するものとして規制（水質汚濁防止法など）されるところであり、汚染土壌の浄化を行う必要がある。
【０００４】
このようなことから、地中に浸透して分散滞留する汚染物質を除去する方法として、地下水脈を探知してその地下水飽和帯上部と地表面の中間部に吸引筒を埋設し、その吸引筒を介して汚染物質の気体を地上部に設置された浄化装置まで吸引して処理する方法が採用されている。
【０００５】
そのほかに、たとえば特開平７−２８４７５３号公報によって、汚染物質が存在する地盤に井戸穴を穿孔して自然地下水面の上方から下方にかけて開孔を有する多孔管を挿入し、その多孔管内の気体を減圧吸引して地下水面より上の気体を抽出するとともに、多孔管内の地下水面下に揚水ポンプを配設して前記気体の吸引圧より大きい揚水圧で、その多孔管内の地下水を地上に圧送し、地上部で前記抽出気体および地下水に含まれる汚染物質を処理する方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、汚染物質の存在する地盤において地表部から井戸穴を掘削し、地中に多孔管のような気体の吸引管を埋設して汚染物質の気体を地上部に設置される浄化装置に吸引するには、地下水の水位が変化するために、常時その地下水位の変動を確認しないと水位が上昇した場合、その地下水を吸引して地上部に設置された気体吸引ポンプやろ過装置に水が流入して処理装置に障害をもたらす。そのために連続して処理するには、常時地下水位の監視を必要とするので、当然ランニングコストが高くなるという問題がある。もっとも、地上部における汚染物質の気体を処理する装置においても吸引気体に随伴する水分についての処理手段は講じられているが、何分にも長い時間をかけて継続的に処理する設備であるために、常時地下水位の変動を監視することは困難であり、予測の範囲を超えて水位の変動があった場合には吸い上げによる地上部での処理装置内へ水が侵入するのを防止できず、その結果、気体吸引ポンプやろ過装置の機能を著しく低下させることになる。
【０００７】
一般に、前述の有害物質のガス濃度は、地下水面付近が最も高い状態にあり、そのために、その地下水面付近で捕集して処理することが処理作業上望ましい。しかしながら、最適位置で有害ガスを吸引するには、前述のように地下水を吸引する恐れがあるために、どうしても最適位置より上方の地層での気体吸引となり、清浄処理の効率が低下することになるという問題点がある。
【０００８】
また、前記特開平７−２８４７５３号公報に開示されている技術においては、揚水ポンプと気体吸引用の減圧吸引装置とを併用して地中の汚染物質を地上部に設置される処理装置で浄化処理するようにされているので、処理設備が大型になり設備費並びにその運転費が高くつき、一般的でないという問題点がある。しかも、大型設備であってもこの種地中の汚染物質を処理するのは、ごく限られた範囲であるので、広い範囲での土壌の浄化処理には多数基の設備を配置する必要があり、経済的ではない。また、移設して処理するとしても、その設備の移設に多くの費用を要することになるという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、簡単に設置できて地中に分散滞留している汚染物質の気体を合理的に吸引抽出して地上部で浄化処理できる地下汚染物質の有害ガス吸引処理方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、本発明による地下汚染物質の有害ガス吸引処理方法は、
汚染された土壌の地中に多数の通気部を備える筒体を地上から地下水飽和帯に達するまで埋設し、その筒体上端を閉鎖して内部に地上から吸引管を挿入して地上部に設置したガス浄化装置に繋がるガス吸引ポンプを接続し、前記吸引管の有害ガス吸込口に設置時地下水面に浮くフロートにより地下水面の上下動に同期して上昇および下降するガス吸引手段を設けて、常に地下水面の上側で有害ガスを吸引して前記ガス浄化装置に送り込むようにすることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、汚染された土壌の地盤における地下水飽和帯まで挿入された多数の通気部を備える筒体内に挿入される吸引管のガス吸込口を、地下水面の変動に同期させるガス吸引手段によって常時地下水面の上側に開口させることで、ガス吸引ポンプにより筒体内に吸引される有害ガスを吸引排出させる際、地下水位が変動しても常にその地下水面と吸引口とが一定に保たれるので、水位の変動が起きても地下水を吸引することはなく、従来のように地上部でのガス吸引ポンプにおける地下水侵入による障害の発生を防止できるという効果を奏するのである。したがって、地下水位の変動に影響されず長期間連続して有害ガスの処理を行うことができ、処理能力を高めて処理期間の短縮ができることになり、ランニングコストを低下できるので、結果的に処理費を削減できるという効果を奏するのである。
【００１２】
また、本発明における前述の地下汚染物質の有害ガス吸引処理方法を実施するための装置としては、
地下汚染物質の有害ガスが滞留する地盤に多数の通気部を備える筒体を地上から地下水飽和帯に達するまで埋設して、その筒体上端を閉鎖して内部に地上から吸引管を挿入して地上部に設置のガス浄化装置に繋がるガス吸引ポンプを接続し、有害ガスを前記ガス浄化装置に送り込む地下汚染物質の有害ガス処理装置において、
前記吸引管に接続される伸縮可能な吸引管と、この伸縮可能な吸引管の先端側に取付けられて設置時地下水面に浮くフロートとを有する有害ガス吸引手段を前記筒体の内部に設け、有害ガス吸込口が地下水面の上下動に同期して上昇および下降するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
このように構成することにより、前述の地下汚染物質の有害ガス吸引処理方法による作用効果を奏するのである。また、構成も簡単であるので設備費も低減できて経済性を高め得る効果がある。
【００１４】
前記有害ガス吸込口を伸縮可能な吸引管の先端側、またはフロートの一箇所の位置に設けるのがよい。こうすると、地中に埋設される筒体内の下部に生じる地下水面上にフロートを浮かせることにより、その地下水位が変動して上昇または下降しても、有害ガスの吸込口が常にその地下水面の上下動に同期して水面より上に位置させることができるので、吸引管を通じて地上部のガス吸引ポンプに地下水が吸引されることはない。したがって、ガス吸引ポンプはもちろんそれ以降の装置（例えばろ過装置）に水が流入して機能を阻害し、継続運転ができなくなるというような事態を招くことはない。
【００１５】
また、前記伸縮可能な吸引管は、蛇腹管であるのがよい。あるいは、軸方向にスライドできる二重管であってもよい。このように、地上から地中に埋設された多数の通気部を備える筒体内に挿入される吸引管の先端に取付けられる伸縮可能な吸引管を蛇腹管にしておくと、地下水位の変動で水面に浮かせたフロートが上下動しても、その変位量に応じて伸縮を自在に吸収できてガスの吸込口と水面との間隔を常に一定に保つことができ、ガスの吸引に際して水を吸い上げることがなく、安全に有害ガスの吸引排出を継続することができるという効果を奏するのである。また、その伸縮可能な吸引管として二重管構造にする場合、筒体内にガイド部を設けて、そのガイド部に沿って可動側の管を昇降できるようにしておけば、ガス吸込口を一定に保って地下水位の変動に対応させることができる。なお、蛇腹管を用いる場合でもガイドを設けるようにすることで円滑に伸縮させて目的を達成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による地下汚染物質の有害ガス吸引処理方法およびその装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１に本発明に係る地下汚染物質の有害ガス吸引処理方法を実施する装置を表わす概要図が、図２に有害ガスを吸引抽出する地中埋設の筒体内部に配設されたガス吸引手段を表わす一部省略縦断面図が、図３に図２のＡ−Ａ視拡大平断面図がそれぞれ示されている。
【００１８】
本実施例において有害ガスを抽出して処理する地下汚染物質の有害ガス処理装置１は、汚染物質が土壌中に存在すると認定された地中に、地上部から挿入される多数の通気孔３を備えた筒体２と、この筒体２内に地上部から挿入されて地中から有害ガスを吸引捕集して地上部に取出すガス吸引手段１０と、このガス吸引手段１０を作動させて処理部に送り込むためのガス吸引ポンプ２０および有害ガスを浄化するガス浄化装置２３とで構成される。
【００１９】
地下汚染物質の有害ガス処理装置１は、汚染物質（例えばトリクロロエチレンなどの揮発性有機溶剤）が過去に使用されて廃棄もしくは漏出して汚染されている土地であることが確認された地域に設置されて所定期間継続的に運転されて土壌中に浸透しているその汚染物質を気体の状態で地上部に取り出して浄化処理して取り除くようにされている。
【００２０】
この地下汚染物質の有害ガス処理装置１において使用される有害ガス抽出用の筒体２は、地上から地下水が存在する地下水飽和帯に達する長さの鋼管で、その下部適宜長さの範囲（好ましくは有害ガスが分散滞留している地盤の層に対応する範囲）で周面に多数のスリットを設けて通気孔３が形成されている。その通気孔３を構成するスリットは、極細い幅（例えば３．０ｍｍ程度）にされて筒体２内部が減圧された状態で地中の土砂が進入しにくい寸法とされ、全周にわたり適宜ピッチで千鳥状に設けるのがよい。そして、この筒体２の地上部に突出す上端部２′には蓋体４が取付けられて内部を外気と遮断するようにされている。また、筒体の内周面には等分されて複数（この実施例では３本）のガイド５が軸線方向に、ほぼ全長にわたり取り付けられている。
【００２１】
ガス吸引手段１０は、前記筒体２の内部に地上部から挿入される吸引管１１と、その吸引管１１の先端（下端）に接続される蛇腹管１２、およびこの蛇腹管１２の先端に所要の間隔をおいて取り付けられるフロート１５とその支持手段１６とで構成される。
【００２２】
前記吸引管１１は、前記筒体２の上端部２′に取り付けられる蓋体４の中心部から所要長さその筒体２の軸心に沿って垂下するように、その蓋体４に上部を固着されている。この吸引管１１の下端部（先端部）には所要長さの蛇腹管１２が周知の手段によって接続されている。なお、吸引管１１の地上部に突出している上端部１１ａは配管継手１３を介して所要長さの配管１９（たとえばホース）によって地上部に設けられるガス吸引ポンプ２０に接続される。
【００２３】
前記蛇腹管１２は周知の合成樹脂製のものが使用され、その先端には、前記筒体２の内面に付設されたガイド５によって上下に案内される円板１６ａがバンド金具のような管接続具１６ｃによってその蛇腹管１２の軸心に中心を合致させて取付けられ、この円板１６ａを基準にして前記蛇腹管１２の先端（下端）から適宜間隔をとってフロート１５がその支持手段１６によって下側に取付けられ、そのフロート１５と蛇腹管１２の下端開口部との間にガス吸込口１７が形成される。そのフロート１５としては、発泡スチロール製の円柱状ブロックが最も経済的でかつ十分な浮力が得られるものとして用いられる。また、そのフロート１５は外径を前記筒体２に付設のガイド５と接触しない寸法にされ、支持手段１６として上下両面に薄い金属板１６ｄ，１６ｅをあてがわれると同時に、前記蛇腹管１２の先端から所要の間隔を保つようにスペーサを介在させて複数本のボルト１６ｆによって前記円板１６ａに取り付けられる。
【００２４】
このようにしてガスの吸引手段１０は地上部から筒体２内の下部まで挿入されて装着される。なお、この状態で下端部に付されるフロート１５は、地上から地中に埋設される筒体２内で地下水面に浮かぶ状態とされる。
【００２５】
前記ガスの吸引手段１０における地上部に突き出された吸引管１１ａは、配管継手１３を介してガス吸引ポンプ２０の吸込口に接続される。なお、前記吸引管１１とガス吸引ポンプ２０の吸込口との間には周知構造のトラップ２２を設けて吸引ガスに随伴する水滴を除去するようにしておくのが好ましい。
【００２６】
前記ガス吸引ポンプ２０は、地上部に設置される移動可能にされたガス浄化装置２３の支持部（支持フレーム）２４に組み込まれ、ガス浄化装置２３とともに運搬移動できるようにされている。
【００２７】
ガス浄化装置２３は、移動可能にされた支持フレーム２４に複数のガスろ過ユニット２５（活性炭を用いたフイルター）を積層して、前記ガス吸引ポンプ２０によって吸引されたガスをそのガスろ過ユニット２５を順次通過させることにより有害ガス成分を吸着ろ過させる周知構造の装置である。
【００２８】
このようにされた本実施例の地下汚染物質の有害ガス処理装置１を用いて汚染物質の処理を行うには、まず汚染地域の地盤に対して周知のパイプ打ち込み機（筒体の埋設深さが浅くてすむ場合は電柱設置用の掘削機を使用しても良い。）によって汚染地盤に対して地下水飽和帯に達する深さに筒体埋設用の穴を掘削する。
【００２９】
次いで掘削された筒体埋設用の穴に筒体２を挿入して埋設する。この際、前記筒体埋設用の穴が深い場合には、その深部に配される筒体２は周面に通気孔３を備えたものを挿入する。筒体２を継ぎ足して埋設する場合は前記通気孔３を備えたものと通気孔３を有しないものを溶接またはネジ継手によって接続し一体にされる。こうして埋設される筒体２の最上部は地上に突出させて吸引管１１の取付ができる状態にする。
【００３０】
筒体２が埋設された後、その内部に、先端部にフロート１５を装着させた蛇腹管１２と吸引管１１とを接続して挿入し、地上部で蓋体４を筒体２の上端に締着してその筒体２内部を密閉状態に保たせると同時に吸引管１１を筒体２内に装着する。この際、フロートの支持手段１６における円板１６ａを筒体２内付設のガイド５に案内させて挿入させ、地下水上面の変動によりフロート１５が正しく追従できるようにする。
【００３１】
このようにして設置されたガス吸引手段１０の吸引管１１を、予め地上部に設置してあるガス浄化装置２３に組み込みのガス吸引ポンプ２０の吸込口に接続して運転を行うようにする。
【００３２】
地中に設置された筒体２内は、ガス吸引ポンプ２０によるガスの吸引圧（閉鎖された筒体内が大気圧よりも低い圧にされた状態）によって土壌中に分散滞留されている汚染物質が土圧と筒体内の吸引圧との差圧によって土壌の間隙を通って通気孔３から筒体２内部に吸引される。この際、地下水飽和帯に達する位置まで挿入されている筒体２の内下部では、地下水位に応じて地下水の水面が形成され、その地下水の水面にフロート１５が浮かべられているので、長期間汚染物質の処理を行うにあたり、有害ガスの吸引除去操作を行っている地域の地下水位に変動が生じても、前記筒体内での地下水の水面が変動するのに応じてフロート１５が上下動し、吸引管１１下部接続の蛇腹管１２下端のガス吸込口１７が常時開口状態を確保されるので、地下水面近傍において最もガス濃度が高くなる特性を有する有害ガスが有効に吸引される。
【００３３】
なお、このフロート１５の上下動に際しては、筒体２内部に付設のガイド５によってフロートの支持手段１６における円板１６ａが案内され、かつ吸引管１１と接続される蛇腹管１２の伸縮によってフロート１５が正しい姿勢で上下に移動するので、ガス吸込口１７が水面に接近したり水没することがない。したがって、吸引圧で水を吸い上げてガス吸引ポンプ２０やガスろ過ユニット２５内に水が侵入してガスの浄化処理を阻害することはない。
【００３４】
こうして吸引管１１に吸引される有害ガスは、ガス吸引ポンプ２０によってガス浄化装置２３のガスろ過ユニット２５に送り込まれ、積層されたこれらガスろ過ユニット２５を順次通過する間に、そのガスろ過ユニット２５における活性炭層内で有害成分が吸着ろ過され、清浄にされて外部に放散される。
【００３５】
前記実施例におけるガスの吸引手段１０では、吸引管１１の下部に接続される蛇腹管１２のような伸縮可能な吸引管にに代えて、例えば図４で示されるような二重管型のものとすることができる。この例では、蓋体４に取付く吸引管１１の下端部に摺動可能な上下動管１８を外嵌して、その上下動管１８の下端に前述のような円板１６ａを固着し、この円板１６ａの下側に所要の距離をおいてフロート１５を支持手段１６によって取付けた構造とされる。なお、前記実施例と同様の部分については同一の符号を付して詳細な説明を省略している。
【００３６】
このような二重管型の伸縮可能な吸引管構造とした場合も、フロート１５の上下動によってガス吸込口１７は常時確保され、またガイド５によって円板１６ａが正しく案内されて上下動管１８のスライドが妨げられることなく作動できる。
【００３７】
また、伸縮可能な吸引管の下端に形成されるガス吸込口については、図示省略するが、必要に応じてその伸縮可能な吸引管の下端に直接的にフロートを取付けるようにして、このフロートの上部にて横向きの開口部を設けて吸引管の下端に連通するようにしてもよい。この場合、フロートの高さを前述のような吊り下げ構造に比べて高く設定することで水面からの距離を多くして水の侵入を予防する。
【００３８】
このような本実施例によって処理された有害ガスの浄化処理の一実施例を挙げれば、次の通りである。
【００３９】
【実施例】
0004166891.tif 000002
【００４０】
【表１】
0004166891.tif 000003
【００４１】
この結果、処理風量：４２０，０００ｍ３／年（４８ｍ３／Ｈとして）としてその風量の０．２倍の土壌を処理できることになる。そして、処理ガス量は
（１）1.1.1トリクロロエタン        ５９２ｇ／年
（２）トリクロロエチレン          ２９９６g／年
ただし、年間の装置入口ガス濃度を表１の値の６０％として算出した。
この算出値からみて、トリクロロエチレンの処理量は年間約３ｋｇと見込まれ、トリクロロエチレン濃度が０．０３ｍｇ／Ｌの地下水を約１０００００ｍ３処理できることになる。
【００４２】
このように、本発明によれば、簡単な構成で有効に地下の汚染物質（有害ガス）を処理して浄化できることになり、地中に存在する有害ガスを吸引する吸引筒（筒体）とガス吸引手段とによってガス濃度の最も高い地下水面付近からガスのみを吸引して地上部で処理し、水の吸引を防止できることにより処理能率を高め、経済性の高い汚染物質の浄化処理ができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る地下汚染物質の有害ガス吸引処理方法を実施する装置を表わす概要図である。
【図２】図２は、有害ガスを吸引抽出する地中埋設の筒体内部に配設されたガス吸引手段を表わす一部省略縦断面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ視拡大平断面図である。
【図４】図４は、伸縮可能な吸引管部分の別実施例図である。
【図５】図５は、本発明に係る地下汚染物質の有害ガス吸引処理方法の一実施例説明図である。
【符号の説明】
１                  地下汚染物質の有害ガス処理装置
２                  筒体
３                  通気孔
４                  蓋体
５                  ガイド
１０                ガス吸引手段
１１                吸引管
１２                蛇腹管
１３                配管継手
１５                フロート
１６                フロートの支持手段
１６ａ              円板
１６ｃ              管接続具
１６ｆ              ボルト
１７                ガス吸込口
１８                上下動管
２０                ガス吸引ポンプ
２２                トラップ
２３                ガス浄化装置
２５                ろ過ユニット
【図１】
0004166891.tif 000004
【図２】
0004166891.tif 000005
【図３】
0004166891.tif 000006
【図４】
0004166891.tif 000007
【図５】
0004166891.tif 000008