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【発明の名称】 汚染土壌の浄化方法
【発明者】 【氏名】久保 博
【氏名】川地 武
【課題】地表面近傍領域においても汚染物質を残留させずに通電により回収する。

【解決手段】本発明の汚染土壌の浄化方法においては、まず、陰イオン汚染物質を含む汚染土壌1内に透水管2a、2bを埋設するとともに、透水管2aの内部には電極3aを、透水管2bの内部には電極3bを挿入配置し、これらの電極3a、3bを電極3aが陽極、電極3bが陰極となるように直流電源4に接続する。次に、汚染土壌1の上面に不透水性シート11を敷設し、該不透水性シートの上にさらに良質土12を覆土する。次に、透水管2b内の水位が汚染土壌1の上面よりも上に維持されるとともに、透水管2a内の水位が汚染土壌1の上面近傍に維持されるように、給排水の量やタイミングを調整しつつ、通電を行う。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 イオン性汚染物質を含む汚染土壌内に給水を行いつつ該汚染土壌内に配置した一対の電極間に直流電圧を印加することにより、前記イオン性汚染物質を前記電極に移動させて回収する汚染土壌の浄化方法において、前記汚染土壌の上面に不透水性シートを敷設し、該不透水性シートの前記上面からの浮き上がりを防止しつつ、その下方領域に前記給水を行うことを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項2】 前記不透水性シートの上に覆土する請求項1記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項3】 前記汚染土壌に埋設された給水管において該汚染土壌の上面から上を非給水範囲とし、かかる状態で前記給水管内の水位を前記汚染土壌の上面よりも上方位置に維持するとともに、前記汚染土壌に埋設された排水管内の水位を前記汚染土壌の上面近傍に維持する請求項1記載の汚染土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カドミウム、鉛、銅、亜鉛、ニッケル、クロム、砒素、セレン、シアンなどのイオン性汚染物質を含んだ汚染土壌からこれらの汚染物質を除去して当該土壌を浄化する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】工場廃水、工場廃棄物、鉱山廃水などによって汚染された土壌には、カドミウム、鉛、銅、亜鉛、ニッケル、クロム、砒素、セレン等の汚染物質が含まれていることがあり、このような土壌をそのまま放置すると、当該土壌内に含まれた汚染物質が地下水や生物サイクルを介して環境に拡散する危険性がある。
【0003】そのため、汚染された土壌は、これを掘削除去して所定の処理を施し、しかる後に管理型あるいは遮断型の処分地に廃棄処分する一方、掘削された孔内には通常の土を客土して原状復帰するのが一般的である。
【0004】ところが、かかる方法では、掘削の際に汚染土を攪乱して二次汚染を招くという問題や、汚染土を大量に搬出、運搬しなければならないという問題、あるいは既存建築物の近接部や直下では掘削除去自体が困難になるという問題が生じる。
【0005】かかる問題を解決すべく、汚染土壌に給水を行いつつ、該土壌内に埋設された一対の電極間に直流電圧を印加することによって、汚染土壌内のイオン性汚染物質を電極の方向に移動させて回収しようという通電回収方法が注目されており、汚染土壌を掘削せずとも原位置にて汚染土壌を浄化できる技術として大いに期待されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ここで、給水箇所近傍では、地表面が水浸しになり、汚染が周囲に拡散するのを防止するため、給水管内の水位を地表面からある程度下げておく必要があるが、そのために地表面近傍に給水が行われなくなり、その結果、汚染物質が地表面近傍に残留するという問題を生じていた。
【0007】このような問題は、揚水によって水位が下がる排水側でさらに深刻となり、かくして地表面近傍領域だけは通電による浄化が不可能で、掘削による除去作業を余儀なくされていた。
【0008】本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、地表面近傍領域においても汚染物質を残留させずに通電により回収することが可能な汚染土壌の浄化方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明に係る汚染土壌の浄化方法は請求項1に記載したように、イオン性汚染物質を含む汚染土壌内に給水を行いつつ該汚染土壌内に配置した一対の電極間に直流電圧を印加することにより、前記イオン性汚染物質を前記電極に移動させて回収する汚染土壌の浄化方法において、前記汚染土壌の上面に不透水性シートを敷設し、該不透水性シートの前記上面からの浮き上がりを防止しつつ、その下方領域に前記給水を行うものである。
【0010】また、本発明に係る汚染土壌の浄化方法は、前記不透水性シートの上に覆土するものである。
【0011】また、本発明に係る汚染土壌の浄化方法は、前記汚染土壌に埋設された給水管において該汚染土壌の上面から上を非給水範囲とし、かかる状態で前記給水管内の水位を前記汚染土壌の上面よりも上方位置に維持するとともに、前記汚染土壌に埋設された排水管内の水位を前記汚染土壌の上面近傍に維持するものである。
【0012】本発明に係る汚染土壌の浄化方法においては、汚染土壌の上面を不透水性シートで覆い、その浮き上がりを防止しながら不透水性シートの下方に給水を行う。このようにすると、排水側の水位が汚染土壌の上面と同等の高さになる程度の水圧を給水側で作用させることが可能になるので、汚染土壌の上面近傍にも十分な給水が行われる。
【0013】浮き上がりを防止する方法は任意であり、たとえば汚染土壌にアンカーを打込み、該アンカーに不透水性シートを固定する方法が考えられるが、前記不透水性シートの上にたとえば良質土を覆土するようにした場合には、該良質土の荷重が不透水性シートに載荷されることによって水圧による不透水性シートの浮き上がりが防止される。
【0014】なお、汚染土壌内に供給された水は、不透水性シートで遮断されて覆土部分には流出しない。そのため、汚染土壌内に含まれる汚染物質の覆土部分への拡散が未然に防止され、通電作業終了後は、かかる良質土を所望の用途に再使用することが可能となる。
【0015】給水の仕方は任意であり、たとえば汚染土壌内に埋設したノズルから所定の水圧で噴出するようにしてもよいが、前記汚染土壌に埋設された給水管において該汚染土壌の上面から上を非給水範囲とし、かかる状態で前記給水管内の水位を前記汚染土壌の上面よりも上方位置に維持するとともに、前記汚染土壌に埋設された排水管内の水位を前記汚染土壌の上面近傍に維持するようにした場合には、給水管及び排水管内の水位を監視することによって、汚染土壌の上面近傍への給水を確実に行うことが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る汚染土壌の浄化方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【0017】図1は、本発明に係る汚染土壌の浄化方法を、陰イオン汚染物質の除去に適用した場合について説明した概念図である。同図でわかるように、本実施形態に係る汚染土壌の浄化方法においては、まず、イオン性汚染物質としての陰イオン汚染物質を含む汚染土壌1内に排水管としての透水管2a、及び給水管としての透水管2bを埋設するとともに、透水管2aの内部には電極3aを、透水管2bの内部には電極3bを挿入配置し、これらの電極3a、3bを電極3aが陽極、電極3bが陰極となるように、それぞれ直流電源4のプラス側、マイナス側に接続する。また、必要であれば汚染土壌1内の浄化範囲を取り囲むようにして遮水壁を構築しておく。
【0018】なお、電極3bでは還元反応が生じるので例えば鉄筋棒で構成することができるが、電極3aでは酸化反応が生じるので不活性の導電体、例えば炭素棒で構成するのがよい。
【0019】ここで、陰イオンとは、クロム、砒素、セレン、シアンなどを指し、それぞれCrO42-、Cr2O72-、AsO43-、AsO33-、SeO42-、SeO32-、CN-等の形で汚染土壌1内に含まれている。
【0020】透水管2a、2bは、多数の孔を設けたストレーナ管で構成してある。これらの透水管2a、2bは、所定の汚染物質除去範囲にわたって多数埋設するようにし、例えば1.5〜2m間隔で格子状に配列しておくのがよい。
【0021】透水管2b内には給水パイプ5を挿入しておき、該給水パイプを介して透水管2b内への給水を随時行うとともに、透水管2a内には排水パイプ8を挿入しておき、該排水パイプを介して透水管2a内からの排水を随時行うことができるようになっている。
【0022】次に、汚染土壌1の上面に不透水性シート11を敷設し、該不透水性シートの上にさらに良質土12を覆土する。かかる構成により、不透水性シート11の裏面に作用する水圧によって該不透水性シートが汚染土壌1の上面から浮き上がるのを防止することができる。不透水性シート11は、例えばビニルシートで構成すればよい。
【0023】ここで、透水管2bの汚染土壌1の上面よりも上の範囲については、給水のための孔を設けずに非給水としておく。また、透水管2a、2bと不透水性シート11とが干渉する箇所においては、汚染土壌1内に給水された水が噴出することがないよう、同図に示すように不透水性シート11を透水管2a、2bの周囲に立ち上げておく。
【0024】このようにして準備が整ったならば、透水管2b内の水位が汚染土壌1の上面よりも上に維持されるとともに、透水管2a内の水位が汚染土壌1の上面近傍に維持されるように、給排水の量やタイミングを調整し、かかる状態で直流電源4を作動させて電極3a、3b間に通電を行う。直流電源4は、電流値、地温などを監視しながら最適な電圧、例えば60V程度に調整するのがよい。
【0025】すると、汚染土壌1内では、その上面近傍領域についても十分な給水が行われることとなり、陰イオン汚染物質は、電気泳動によって陽極3aに移動するので、これを透水管2a内に溜まった水とともに排水する。なお、排水された水は、イオン交換樹脂等に通して陰イオン汚染物質を分離除去した後、pH処理して下水に放流するか、そのまま給水用として再循環させる。
【0026】以上説明したように、従来であれば、図2(a)に示すように給水側の水位を汚染土壌1の上面に近いところに設定したとしても、排水側の水位は、揚水による水位低下によって給水側よりもΔhだけ低い位置となり、そのため、同図に示す水位線より上方の地表面近傍領域では、通電による汚染物質の除去を行うことができなかったが、本実施形態に係る汚染土壌の浄化方法によれば、同図(b)に示すように、汚染土壌1の上面を不透水性シート11で覆い、その浮き上がりを防止しながら、該不透水性シートの下方に給水を行うようにしたので、排水側での水位が汚染土壌1の上面と同等の高さになるように、給水側の水位をΔhだけ高く設定することが可能となる。
【0027】そのため、汚染土壌1の上面近傍領域にも十分な給水が行なわれることとなり、かくして、該領域についても通電による汚染物質の除去が可能となるとともに、従来のように掘削による除去作業が不要となる。
【0028】また、汚染土壌1内に給水された水は、その水圧によって同図矢印の向きに不透水性シート11を押し上げようとするが、本実施形態によれば、不透水性シート11の上に良質土12を覆土するようにしたので、比較的簡単な工法で不透水性シート11の浮き上がりを防止することができる。
【0029】また、本実施形態によれば、給水側の透水管2bを汚染土壌1の上面から上方の領域にて非給水としたので、地表が水浸しになって作業性が損なわれるおそれはなく、特に通電のための配線工事に特に配慮する必要がなくなる。
【0030】また、本実施形態によれば、汚染土壌1内に供給された水は、不透水性シート11で遮断されて良質土12には流出しない。そのため、汚染土壌1内に含まれる汚染物質の良質土への拡散が未然に防止され、通電作業終了後は、かかる良質土12を所望の用途に再使用することが可能となる。
【0031】また、本実施形態によれば、透水管2bを汚染土壌1の上面から上方の領域にて非給水とした上で、透水管2b内の水位を汚染土壌1の上面よりも上方位置に維持するとともに、透水管2a内の水位を汚染土壌1の上面近傍に維持するようにしたので、両透水管2a、2b内の水位を監視するだけで、汚染土壌上面近傍への給水を確実に行うことが可能となる。
【0032】本実施形態では、不透水性シート11の浮き上がりを覆土の載荷荷重を利用して防止するようにしたが、これに代えてたとえば汚染土壌にアンカーを打込み、該アンカーに不透水性シートを固定するようにしてもよい。
【0033】また、本実施形態では、電極3a、3bを透水管2a、2bとは別体としたが、透水管2a、2bを導電性材料で形成して電極を兼ねるようにしてもよい。また、透水管2a、2bをストレーナ管で構成したが、これに代えて、例えばネット状の樹脂パイプで構成してもよい。
【0034】また、本実施形態では、陰イオン汚染物質を対象としたが、これに代えて、鉛、カドミウム、銅などの陽イオン汚染物質を対象としてもよい。かかる場合には、直流電源4の接続を逆にする、すなわち電極3aをマイナス側、電極3bをプラス側に接続することによって、陽イオン汚染物質を電極3a側に移動させ、透水管2aに溜まった水とともに回収することができる。
【0035】なお、陽イオン汚染物質の回収にあたっては、電気泳動によって電極3a側に移動するにつれ、アルカリ環境下で水酸化物となって沈殿しやすくなるので、電極3aの周囲に酸性溶液を供給して沈殿を防止するのがよい。
【0036】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1に係る本発明の汚染土壌の浄化方法によれば、汚染土壌の上面近傍領域にも十分な給水が行なわれることとなり、かくして、該領域についても通電による汚染物質の除去が可能となるとともに、従来のように掘削による除去作業が不要となる。
【0037】また、請求項2に係る本発明の汚染土壌の浄化方法によれば、比較的簡単な工法で不透水性シートの浮き上がりを防止することができるという効果も奏する。
【0038】また、請求項3に係る本発明の汚染土壌の浄化方法によれば、給水側及び排水側の透水管内の水位を監視するだけで、汚染土壌上面近傍への給水を確実に行うことができるという効果も奏する。
【0039】
【出願人】 【識別番号】000000549
【氏名又は名称】株式会社大林組
【出願日】 平成9年(1997)7月16日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】久寶 聡博
【公開番号】 特開平11−33531
【公開日】 平成11年(1999)2月9日
【出願番号】 特願平9−207099