(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表から汚染土壌に達する孔を地中に開け、ここから水とエアーおよび置換埋設物質を噴射する噴射ノズルを先端側に取付けた多重管構造の噴射管を地中に挿入し、噴射管を回転させながら引き上げて、噴射ノズルから水とエアーを噴射して土壌を攪拌し、スラリー状になった土壌を前記孔と噴射管との間から地上に排出すると共に、前記水とエアーの噴射ノズルより下方に設けた噴射ノズルから置換埋設物質としてスラリー状炭化吸着剤を噴射して、排出した土壌の空間部にスラリー状炭化吸着剤を埋設することを特徴とする汚染土壌改良方法。
【請求項２】
スラリー状炭化吸着剤として、竹炭または木炭もしくは活性炭などの炭化吸着剤の微粉を水に混和したものを用いることを特徴とする請求項１記載の汚染土壌改良方法。
【請求項３】
請求項１においてスラリー状炭化吸着剤と、更に置換埋設物質としてセメントミルクまたはスラリー状土壌を交互に噴射して、炭化物層を層状に形成することを特徴とする汚染土壌改良方法。
【請求項４】
請求項１において地上に排出されたスラリー状土壌を、更にタンク内に送って、ここでエアーを噴射してエアーバブリングを行ない、土壌に含まれる汚染ガスを大気中に放出して除去することを特徴とする汚染土壌改良方法。
【請求項５】
請求項４においてエアーバブリングするタンクが、スラリー状土壌をタンク内に吸引する真空ポンプとエアー噴射装置を備えたバキューム車に取付けられていることを特徴とする汚染土壌改良方法。
【請求項６】
請求項４においてエアーバブリングにより土壌に含まれる汚染ガスを放出して除去したスラリー状土壌を、更にマッドスクリーンに通して、固形物を除去することを特徴とする汚染土壌改良方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚染土壌改良方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工場地帯やガソリンスタンド、クリーニング工場等の跡地にビルやマンションなどを建設する場合、跡地に精密部品の洗浄などに用いられたトリクロロエチレンやテトラクロロエチレン、ベンゼン等の発ガン性物質が、適正に廃棄されずに地下へ浸透して土壌や地下水が汚染されていることが表面化してきた。
【０００３】
このようにトリクロロエチレン等の化学物質により土壌が汚染されている場所は全国で４４万ケ所以上もあるといわれ、これらの跡地を再利用する場合に、汚染された土壌を浄化する必要がある。この土壌浄化方法としては、汚染土壌を掘り出して、これを焼却して、含有している汚染物質を除去してから埋戻す方法や、セメントスラリーを高圧噴射撹拌置換工法によって、汚染土壌を固化させたセメントに置き換える方法が採られている。
【０００４】
しかしながら、汚染土壌を掘り出して焼却しから埋戻す方法は、建物に近接している場所では採用できず、また作業も大掛かりとなるので処理コストが高くなる問題がある。またセメントスラリーの高圧噴射撹拌置換工法では、地中に固化した大量のセメント層が埋設された状態となるので、地下水がセメント成分により汚染され、地下水脈を遮断したり地盤沈下などの問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を改善し、簡易な方法で、且つ安価に汚染土壌を改良することができ、スラリー状炭化吸着剤に置き換えることにより、有害物質を吸着させて土壌や水質の浄化を図ると共に、地中から排出した汚染土壌の浄化を行なう汚染土壌改良方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の汚染土壌改良方法は、地表から汚染土壌に達する孔を地中に開け、ここから水とエアーおよび置換埋設物質を噴射する噴射ノズルを先端側に取付けた多重管構造の噴射管を地中に挿入し、噴射管を回転させながら引き上げて、噴射ノズルから水とエアーを噴射して土壌を攪拌し、スラリー状になった土壌を前記孔と噴射管との間から地上に排出すると共に、前記水とエアーの噴射ノズルより下方に設けた噴射ノズルから置換埋設物質としてスラリー状炭化吸着剤を噴射して、排出した土壌の空間部にスラリー状炭化吸着剤を埋設することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項２記載の汚染土壌改良方法は、スラリー状炭化吸着剤として、竹炭または木炭もしくは活性炭などの炭化吸着剤の微粉を水に混和したものを用いることを特徴とするものである。請求項３記載の汚染土壌改良方法は、スラリー状炭化吸着剤と、更に置換埋設物質としてセメントミルクまたはスラリー状土壌を交互に噴射して、炭化物層を層状に形成することを特徴とするものである。
【０００８】
更に請求項４記載の汚染土壌改良方法は、地上に排出されたスラリー状土壌を、更にタンク内に送って、ここでエアーを噴射してエアーバブリングを行ない、土壌に含まれる汚染ガスを大気中に放出して除去することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項５記載の汚染土壌改良方法は、請求項４においてエアーバブリングするタンクが、スラリー状土壌をタンク内に吸引する真空ポンプとエアー噴射装置を備えたバキューム車に取付けられていることを特徴とするものである。更に請求項６記載の汚染土壌改良方法は、請求項４においてエアーバブリングにより土壌に含まれる汚染ガスを放出して除去したスラリー状土壌を、更にマッドスクリーンに通して、固形物を除去することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。先ず予め地質調査を行ない汚染されている土壌の範囲を調査する。この調査結果に基づいて、対象地点に図１に示すようにプラント１を設置し、ボーリングを行なって地表から孔２を開ける。次に、ラフタークレーンで噴射管３を吊り下げて孔２内に挿入し、噴射管３の上部を回転マシーン４に保持する。
【００１１】
プラント１は、竹炭粉６を保管するサイロ７と、スラリープラント８と、これに隣接する水槽９と、この内部に設置された水中ポンプ１０と、高圧ポンプ１１、エアーコンプレッサー１２、およびこれらを駆動させる発電機１３とから構成されている。
【００１２】
前記噴射管３は二重管構造に形成され、先端側に水１５とエアー１６を同時に噴射する噴射ノズル１８ａと、この下部に置換埋設物質となるスラリー状竹炭粉１７を噴射する噴射ノズル１８ｂが形成されている。また二重管構造の噴射管３は、上部にスイベル１９を介してプラント１の高圧ポンプ１１とエアーコンプレッサー１２に接続されている。
【００１３】
上記装置により汚染土壌を改良する方法を図２を参照して説明する。先ずプラント１のサイロ７に竹炭粉６を投入し、水槽９に水１５を供給する。次に水１５を水中ポンプ１０でスラリープラント８に送ると共に、サイロ７から竹炭粉６を送って、ここで竹炭粉６と水１５を撹拌混合してスラリー状竹炭粉１７を製造する。
【００１４】
ここで製造されたスラリー状竹炭粉１７を高圧ポンプ１１で二重管で構成された噴射管３の上部から供給すると共に、エアーコンプレッサー１２からのエアー１６と、高圧ポンプ１１からの水１５を噴射管３に供給する。噴射管３は図１に示すように、回転マシーン４で回転しながら引き上げられていく。この状態で、噴射管３は回転しながら上部の噴射ノズル１８ａから水１５とエアー１６が高圧で噴射されて汚染土壌２０を撹拌し、これをスラリー状にする。スラリー状汚染土壌２０Ａは孔２と噴射管３の間を通って地表に排出される。この時、噴射ノズル１８ａから例えば圧力４００Ｋｇで毎分７トンの水１５を噴射する。この水１５とエアー１６を噴射ノズル１８ａを回転させながら高圧噴射すると直径２ｍ程度の範囲まで撹拌される。
【００１５】
一方、噴射管３の先端の噴射ノズル１８ｂからスラリー状竹炭粉１７を噴射すると、スラリー状汚染土壌２０Ａに替わってスラリー状竹炭粉１７が充填されていく。この場合、スラリー状竹炭粉１７は例えば、圧力７０〜２００Ｋｇで毎分１８０リットルの竹炭粉６を噴射する。
【００１６】
このように水１５とエアー１６を高圧で噴射して汚染土壌２０を撹拌しながら、この下方でスラリー状竹炭粉１７を噴射して置換させながら図３に示すように噴射管３を引き上げていく。この場合、噴射管３の回転速度は１分間に６回程度で、引き上げ速度は１分間に２．５cm程度が好ましい。この結果、地中の汚染土壌２０は、スラリー状汚染土壌２０Ａとなって外部に排出され、排出された部分はスラリー状竹炭粉１７に置換されて土壌が改良される。
【００１７】
竹炭粉６は、トリクロロエチレンなどの化学物質を吸着する能力に優れ、これが地中に存在すると、地中に残留する化学物質を吸着して土壌を浄化することができる。また地下水が竹炭粉６を通過すると、ここで各種の物質が吸着され、地下水を浄化する作用もあり、従来のセメントスラリーを固化させたもののように地下水の汚染がない。更に竹炭粉６は透水性が優れているので地下水脈を遮断する恐れがなく、またセメントに比べて安価であり施工費用を安くすることもできる。
【００１８】
また孔２から排出されたスラリー状汚染土壌２０Ａはバキューム車２２で処理施設に運搬し、ここで有害物質を除去して再利用する。なおスラリー状汚染土壌２０Ａは攪拌過程で、噴射したスラリー状竹炭粉１７が一部混合するので、排出されたスラリー状汚染土壌２０Ａには竹炭粉６が含まれており、この吸着作用により、後処理も容易となる。
【００１９】
図４は本発明の他の実施の形態を示すもので、噴射管３を引き上げながら汚染土壌２０を攪拌する過程で、噴射ノズル１８ｂからスラリー状竹炭粉１７とセメントスラリー２３を交互に噴射し、スラリー状竹炭粉１７を層状に形成したものである。これはセメントスラリー２３が固化して地盤強度が増すと共に、透水性のあるスラリー状竹炭粉１７が層状に形成されているので、地下水脈を遮断することがない。なおこの場合、セメントスラリー２３の代わりにスラリー状土壌を噴射しても良い。
【００２０】
図５は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、バキューム車２２のタンク２４内にエアー噴出装置２５を設け、このタンク２４の底部に真空ポンプ２６を接続し、更にこの排気側に活性炭２８を設けたものである。この装置では、真空ポンプ２６によりタンク２４の底部から吸引すると、タンク２４内が減圧状態となって、ここに接続したホース２７から、地表に排出されたスラリー状汚染土壌２０Ａを吸引して、タンク２４内に導く。
【００２１】
ここでエアー噴出装置２５からエアーを噴出して、吸引したスラリー状汚染土壌２０Ａをエアーバブリング（ばっ気）すると、スラリー状汚染土壌２０Ａに含まれている揮発性のトリクロロエチレンなどの化学物質が放出される。また放出されたガス状の化学物質は、更に活性炭２８で吸着除去され、無害化されて大気中に放出される。
【００２２】
従ってこのバキューム車２２を現場に持ち込んで、排出されたスラリー状汚染土壌２０Ａをその場で浄化処理することができる。この場合、浄化したスラリー状土壤をスラリー状竹炭粉１７に混ぜて噴射ノズル１８ｂから噴射して地中に戻して再利用することもできる。なおトリクロロエチレンとテトラクロロエチレンを含むスラリー状汚染土壌を２０ｍ3 、ばっ気空気量５ｔ／分でエアーバブリングを行ない、その減少状態を測定したところ図６に示すように３０分で、トリクロロエチレンは２３０分の１、テトラクロロエチレンは１２５分の１に急激に減少していた。
【００２３】
図７は本発明の異なる他の実施の形態を示すもので、設置形のエアーバブリングするタンク２４とマッドスクリーン３１を併設したものである。このタンク２４の内部にはエアー噴出装置２５と水中ミキサー２９が設けられ、地上に排出されたスラリー状汚染土壌２０Ａをタンク２４の上部から投入し、ここでエアーバブリングすると共に、水中ミキサー２９で攪拌することにより、更に効率よく揮発性の化学物質が除去される。
【００２４】
エアーバブリングされたスラリー状汚染土壌２０Ａは、サンドポンプ３０により隣接するマッドスクリーン３１に送られ、ここで固形物が除去されて滑らかなスラリー状となってタンク２４内に流入し、ここで交互に設置した邪魔板３２を通過することにより更に滑らかなスラリー状にすることができる。
【００２５】
なお上記説明では炭化吸着剤として、竹炭を用いた場合について説明したが、木炭または活性炭などを用いても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る請求項１記載の汚染土壌改良方法によれば、噴射管を回転させながら引き上げて、噴射ノズルから水とエアーを噴射して土壌を攪拌し、スラリー状になった土壌を前記孔と噴射管との間から地上に排出すると共に、前記水とエアーの噴射ノズルより下方に設けた噴射ノズルから置換埋設物質としてスラリー状炭化吸着剤を噴射して、排出した土壌の空間部にスラリー状炭化吸着剤を埋設する簡易な方法で、且つ安価に汚染土壌を改良することができ、スラリー状炭化吸着剤に置き換えることにより、有害物質を吸着させて土壌と水質の浄化を図ると共に、透水性により地下水脈の遮断も防止することができる。
【００２７】
また請求項２記載の汚染土壌改良方法によれば、スラリー状炭化吸着剤として、竹炭または木炭もしくは活性炭などの炭化吸着剤の微粉を水に混和したものを用いるので、安価で吸着性と透水性に優れている。また請求項３記載の汚染土壌改良方法によれば、スラリー状炭化吸着剤と、更に置換埋設物質としてセメントミルクまたはスラリー状土壌を交互に噴射して、炭化物層を層状に形成するので、地下水脈を遮断することなく、地盤強度を向上させることができる。
【００２８】
また請求項４記載の汚染土壌改良方法によれば、地上に排出されたスラリー状土壌を、更にタンク内に送って、ここでエアーを噴射してエアーバブリングを行ない、土壌に含まれる揮発性の汚染ガスを効率よく大気中に放出して浄化し、土壤を再利用することができる。
【００２９】
また請求項５記載の汚染土壌改良方法によれば、エアーバブリングするタンクが、スラリー状土壌をタンク内に吸引する真空ポンプとエアー噴射装置を備えたバキューム車に取付けられているので、バキューム車を現場に持ち込んで、揮発性の化学物質を現場で除去することができる。また請求項６記載の汚染土壌改良方法によれば、エアーバブリングにより土壌に含まれる汚染ガスを放出して除去したスラリー状土壌をマッドスクリーンに通して固形物を除去するので、土壌を更に滑らかなスラリー状にして、再利用し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による汚染土壌を改良している状態を示す断面図である。
【図２】図１の装置により汚染土壌を改良する方法を工程に従って示すブロック図である。
【図３】図１の状態から噴射管を引き上げながら土壌を置換している状態を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態によるスラリー状竹炭粉とセメントスラリーを層状に形成した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の異なる他の実施の形態によるタンクにエアー噴出装置を設けたバキューム車を示す側面図である。
【図６】エアーバブリングによるトリクロロエチレンとテトラクロロエチレンの減少状態を示すグラフである。
【図７】本発明の異なる他の実施の形態によるエアー噴出装置を設けたタンクと、これに併設したマッドスクリーンを示す断面図である。
【符号の説明】
１    プラント
２    孔
３    噴射管
４    回転マシーン
６    竹炭粉
７    サイロ
８    スラリープラント
９    水槽
１０  水中ポンプ
１１  高圧ポンプ
１２  エアーコンプレッサー
１３  発電機
１５  水
１６  エアー
１７  スラリー状竹炭粉
１８ａ、１８ｂ  噴射ノズル
２０  汚染土壌２０
２０Ａスラリー状汚染土壌
２２  バキューム車
２３  セメントスラリー
２４  タンク
２６  真空ポンプ
２７  ホース
２８  活性炭
２９  水中ミキサー
３０  サンドポンプ
３１  マッドスクリーン
３２  邪魔板
【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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