トップ :: B 処理操作 運輸 :: B09 固体廃棄物の処理;汚染土壌の再生

【発明の名称】 汚染土壌浄化工法及び装置
【発明者】 【氏名】吉 田 宏

【氏名】上 沢 進

【氏名】土 屋 勉

【要約】 【課題】汚染物質を周囲の環境に拡散してしまうことが無く、汚染土壌が存在する領域の近傍で汚染物質を除去、処理することが可能な汚染土壌浄化工法及び装置の提供。

【構成】噴射及び注入装置(2)から高温流体噴流(Jc)を噴射し、注入口(21o)から充填材料(C)を注入し、高温流体噴流(Jc)を噴射し充填材料(C)を注入する際に地上側(E)へ流出したスライム(S)を地上側(E)に設けた浄化設備(4、5、6、7)により汚染物質を除去し、汚染物質を除去する際に、スライムを曝気し、気化してスライムから分離した汚染物質を吸引して除去する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
噴射及び注入装置をボーリング孔に挿入する工程と、噴射及び注入装置を引き上げる際に、噴射及び注入装置の上方に設けたノズルから高温の流体を噴射し、噴射及び注入装置の下方に設けた注入口から充填材料を注入する工程と、充填材料を注入する工程の際に地上側へ流出したスライムを地上側に設けた浄化設備により汚染物質を除去する工程とを有し、汚染物質を除去する工程は、スライムを曝気する工程と、気化してスライムから分離した汚染物質を吸引して除去する工程とを含んでいることを特徴とする汚染土壌浄化工法。
【請求項2】
汚染物質が除去されたスライムを噴射及び注入装置へ供給する工程を有している請求項1の汚染土壌浄化工法。
【請求項3】
本発明において、曝気に先立ってスライムを微粒化する工程と、曝気に先立ってスライムを加熱する工程とを含む請求項1、2の何れかの汚染土壌浄化工法。
【請求項4】
ボーリング孔内へ挿入される噴射及び注入装置と、噴射及び注入装置を引き上げる施工装置と、地上側に流出したスライムから汚染物質を除去する浄化設備と、ボーリング孔の地上側部分をシールするシール装置とを備え、噴射及び注入装置は、その上方に設けられたノズルと、その下方に設けた注入口とを設け、ノズルから高温の流体を噴射し、注入口から充填材料を注入する様に構成されており、浄化設備は、スライムを曝気して汚染物質を分離する曝気装置と、気化してスライムから分離した汚染物質を吸引して除去する汚染物質回収装置を有していることを特徴とする汚染土壌浄化装置。
【請求項5】
汚染物質が除去されたスライムを噴射及び注入装置へ供給する供給装置を有している請求項4の汚染土壌浄化装置。
【請求項6】
曝気に先立ってスライムを微粒化する混合装置と、曝気に先立ってスライムを加熱する加熱装置を有する請求項4、5の何れかの汚染土壌浄化装置。
【請求項7】
揮発性物質回収装置を有し、該揮発性物質回収装置は、冷媒が流過する冷媒槽と、該冷媒槽内に配置されている汚染物質用配管とを有し、汚染物質用配管はつづら折状に屈折して熱交換器を構成しており、且つ、その内部を揮発性物質が流過する様に構成されている請求項4〜6の何れか1項の汚染土壌浄化装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、汚染された土壌を浄化するための技術に関する。より詳細には、本発明は、汚染されていない土壌を地上側へ移動すること無く、汚染された土壌のみを地上側へ移動し、汚染された土壌から汚染物質を除去することが出来る技術(本明細書では、「原位置浄化技術」と記載する)に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の土壌浄化工法では、浄化しようとする領域の汚染土壌を、汚染されていない領域と共に、全て掘り返す場合が多い。その場合、掘り返した汚染土壌は処理施設に送られ、処理施設に送られた汚染土壌は、化学的処理、物理的処理が加えられ、汚染物質が除去される。
【0003】
しかし、係る方法では、浄化しようとする領域の汚染土壌を掘り起こす段階で、汚染土壌中の汚染物質、例えば揮発性物質(VOC)が、周囲の環境に拡散してしまう可能性が存在する。
また、係る方法では、汚染領域よりも上方における汚染されていない領域の土壌も掘り返さなければならないので、汚染土壌を掘り返して地上側へ移動するのに多大な労力が必要となる。
【0004】
ここで、いわゆる交差噴流を用いて汚染土壌を切削し、施工領域を高精度で決定し、充填材料の数量を正確に把握することを可能ならしめる技術が提案されている(特許文献1)。
しかし、係る従来技術は、係る従来技術は、原位置浄化技術に関連する内容は、開示されていない。
また、交差噴流を用いて切削する際に発生するスライムや気体中に包含される汚染物質の処理についても、何等開示するものではない。
【特許文献1】特開2003−159584号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、汚染物質を周囲の環境に拡散してしまうことが無く、汚染土壌が存在する領域の近傍で汚染物質を除去、処理することが可能な汚染土壌浄化工法及び装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の汚染土壌浄化工法は、噴射及び注入装置(2)をボーリング孔(H)に挿入する工程(S1)と、噴射及び注入装置(2)を引き上げる際に、噴射及び注入装置(2)の上方に設けたノズル(221、222)から高温の流体(例えば、80℃〜90℃の水:或いは、水蒸気)を噴射し(噴流Jc:例えば、いわゆる「交差噴流」)、噴射及び注入装置(2)の下方に設けた注入口(21o)から充填材料(C)を注入する工程と、(例えば交差噴流Jcを噴射し)充填材料(C)を注入する工程の際に地上側(E)へ流出したスライム(S)を地上側(E)に設けた浄化設備(4、5、6、7)により汚染物質を除去する工程とを有し、汚染物質を除去する工程は、(スライム曝気タンク5、6で)スライムを曝気する工程と、気化してスライムから分離した汚染物質を(第1のVOC回収装置11、第2のVOC回収装置16により)吸引して除去する工程とを含んでいることを特徴としている(請求項1)。
【0007】
本発明において、汚染物質が除去されたスライムを噴射及び注入装置(2)へ供給する工程を有しているのが好ましい(請求項2)。
そして、汚染物質が除去された後に噴射及び注入装置(2)へ供給されたスライムは、噴射及び注入装置(2)のノズル(221、222)から切削流体として噴射されるのが好ましい。
或いは、汚染物質が除去された後に噴射及び注入装置(2)へ供給されたスライムは、噴射及び注入装置(2)の注入口(21o)から充填材料(C)として注入されるのが好ましい。
【0008】
本発明において、曝気に先立って(ミキサー13、インラインミキサー143により)スライムを微粒化する工程と、曝気に先立って(電熱線141により)スライムを加熱する工程とを含むのが好ましい(請求項3)。
【0009】
本発明の汚染土壌浄化装置は、ボーリング孔(H)内へ挿入される噴射及び注入装置(2)と、噴射及び注入装置(2)を引き上げる施工装置(施工マシン101)と、地上側(E)に流出したスライム(S)から汚染物質を除去する浄化設備(4、5、6、7)と、ボーリング孔(H)の地上側部分をシールするシール装置(口元管3、カバー3C)とを備え、噴射及び注入装置(2)は、その上方に設けられたノズル(221、222)と、その下方に設けた注入口(21o)とを設け、ノズル(221、222)から高温の流体(例えば、80℃〜90℃の水:或いは、水蒸気)を噴射し(噴流Jc:例えば、いわゆる「交差噴流」)、注入口(21o)から充填材料(C)を注入する様に構成されており、浄化設備(4、5、6、7)は、スライムを曝気して汚染物質を分離する曝気装置(スライム曝気タンク5、6で)と、気化してスライムから分離した汚染物質を吸引して除去する汚染物質回収装置(第1のVOC回収装置11、第2のVOC回収装置16)を有していることを特徴としている(請求項4)。
【0010】
本発明において、汚染物質が除去されたスライムを噴射及び注入装置(2)へ供給する供給装置(コンクリートポンプ8、スライム搬送管T6)を有しているのが好ましい(請求項5)。
また本発明において、曝気に先立ってスライムを微粒化する混合装置(ミキサー13、インラインミキサー143)と、曝気に先立ってスライムを加熱する加熱装置(電熱線141)を有するのが好ましい(請求項6)。
【0011】
或いは本発明において、冷媒(ブラインLc)が流過する冷媒槽(ブライン槽161)と、該冷媒槽(161)内に配置されている汚染物質用配管(VOC配管Lv)とを有し、汚染物質用配管(Lv)はつづら折状に屈折して熱交換器を構成しており、且つ、その内部を揮発性物質(VOC)が流過する様に構成されている揮発性物質回収装置(VOC回収装置16A)を有するのが好ましい(請求項7)。
【発明の効果】
【0012】
上述する構成を具備する本発明によれば、噴射及び注入装置(2)の上方に設けたノズル(221、222)から高温流体の噴流(Jc)を噴射しており、汚染土壌(Gp)は、高温流体(例えば、80℃〜90℃の水や、水蒸気)から成る高エネルギーの噴流(Jc)によって、細かく破砕される。その結果、土壌(Gp)に付着したVOC等の汚染物質は、高温流体噴流(Jc)の熱及び運動エネルギーの相乗作用によって、土壌(Gp)が細かく破砕される際に土壌粒子から剥離或いは分離されて、スライム(S)中に溶出した状態となる。
或いは、土壌粒子から剥離或いは分離した汚染物質は、高温流体噴流の熱エネルギーにより気化して、交差噴流と共に噴射された空気と混合する。
そして、スライムが地上側(E)へ流出するのに連行されて、或いは、空気との混合気体として、汚染物質は土壌中の原位置から地上側へ移動する。
【0013】
例えば、土壌粒子が粘土である場合、粘土は電荷を持ち、その電荷により汚染物質を電気的に吸着する。勿論、その他の土壌粒子の表面にも、汚染物質は吸着する。この様に、土壌粒子の表面に吸着した汚染物質は、水に溶出し難い状態となる。或いは、土壌粒子自体が格子状の構造を具備しており、VOC等の汚染物質は当該格子内に取り込まれると、外部へ溶出し難い状態となる。
本発明によれば、高温で且つ高エネルギーの噴流(Jc)で粘土粒子が細断されることにより、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質の様に、土壌粒子表面に吸着した汚染物質は、当該土壌粒子から剥離或いは分離し易い状態となる。そして、高温で且つ高エネルギーの噴流(Jc)により土壌粒子の格子状の構造が破壊されれば、格子内に取り込まれた汚染物質は当該土壌粒子から分離し易い状態となる。
【0014】
その結果、本発明によれば、従来技術では除去が困難であった汚染物質、すなわち、土壌粒子に吸着した汚染物質や、土壌粒子の格子構造に取り込まれた汚染物質であっても、土壌から剥離或いは分離して、スライム中に溶出した状態となる。或いは、土壌粒子から分離した汚染物質は気化して、前記噴流と共に噴射された空気と混合する。
スライム中で溶出した状態であれば、例えば汚染物質がVOCであれば、曝気装置(5、6)によって、汚染物質は容易に且つ確実にスライム(S)中から除去される。換言すれば、汚染土壌(Gp)に付着した状態の汚染物質よりも、スライム中に溶出している状態の汚染物質のほうが、除去が容易である。
また、気化して空気と混合した汚染物質や、スライムから分離した気相の汚染物質は、汚染物質回収装置(11、16)により吸引して、容易に除去することが出来る。
【0015】
すなわち、上述した構成を具備する本発明によれば、従来は除去困難であった汚染物質も、スライム中に溶出せしめ、或いは、気体中に混合させて、地上側へ浮上させることが出来るので、地上(E)側に設けた浄化設備(4、5、6、7)により、確実に除去することが出来る。
【0016】
そのため、汚染領域の土壌(Gp)よりも上方に位置する土壌を全て地上側へ掘り起こさなくても、汚染領域の土壌(Gp)からVOC等の汚染物質を除去、剥離することが出来る。そのため、汚染領域の土壌(Gp)のみならず、汚染領域の土壌(Gp)よりも上方に位置する土壌を全て地上(E)側へ移動する場合に比較して、汚染土壌浄化に必要な労力、コストを、非常に低く抑える事が可能となる。
【0017】
また、本発明によれば、ボーリング孔(H)の地上側をシールするシール装置(口元管3、カバー3C)が設けられているので、汚染物質を溶出したスライムや、汚染物質を包含する気体が漏れ出すことが防止され、汚染物質が周囲に拡散し、或いは地下に浸透することが防止される。
それと共に、地上(E)側へ流出したスライム或いは気体を、地上(E)側に設けた浄化設備(4、5、6、7)により浄化して、汚染物質を除去するので、汚染物質を包含する土の全量を処理設備まで運搬する労力を軽減することが出来る。そして、運搬中に、汚染された土から汚染物質が拡散することも防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図1〜図15を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。
図1において、汚染土壌浄化システム(土壌浄化システム)全体を符号100で示す。
土壌浄化システム100は、施工用マシン101と、掘削機1と、スライム貯留タンク4と、第1のスライム曝気タンク5と、第2のスライム曝気タンク6とを備えている。
土壌浄化システム100は、さらに、重金属除去装置7と、コンクリートポンプ8とを備えている。
【0019】
図1、図2では、既に削孔されたボーリング孔Hに、掘削機1の後述する三重管ロッド2が挿入され、土壌浄化工法を施工している状態が示されている。
図1、図2において、符号Gは土壌一般を示し、符号Gpは汚染土壌或いは汚染領域を示す。
【0020】
特に図2で詳細に示す通り、掘削機1は、三重管ロッド2を備えている。三重管ロッド2は、第1の管21と、第2の管22と、第3の管23とが、同心となる様に構成されている。第1の管21が半径方向最内方に配置されており、第3の管23が半径方向最外方に配置されている。
図1及び図2において、ボーリング孔HにはケーシングパイプCPが挿入されている。
【0021】
第1の管21内を充填材料Cが供給される。第1の管21の先端(図2では下端)近傍において、充填材料注入口21oが形成されている。
充填材料Cとしては、通常の固化材のみならず、後述する第2実施形態で説明するように、浄化されたスライムを、再投入して用いることが可能である。また、浄化されたスライムは、切削流体として再投入することが可能である。
【0022】
第2の管22及び第3の管23には、ノズル221、222が設けられている。ノズル221、222は上下方向に離隔しており、且つ、対となって設けられている。一対のノズル221、222から噴射されるジェット噴流J1、J2は、所定位置Pjc(交差点)で衝突して、いわゆる「交差噴流」Jcを構成している。
ここで、ケーシングパイプCPは、交差噴流Jcと干渉しない様に配置されている。
なお、図2では交差噴流Jcを噴射するノズル221、222は一対のみ示されているが、交差噴流Jcを噴射するノズルを複数対設けることが出来る。
【0023】
ジェット噴流J1、J2は、超高圧の高温水で構成されるのが好ましい。そして、高温水の温度は、切削流体である水が沸騰しない程度の温度、例えば、80〜90℃であるのが好ましい。
図2の三重管ロッド2において、ノズル221、222から充填材料注入口21oに至る領域の機器が、充填用のモニタ20(噴射及び注入装置)を構成している。
【0024】
図2において、高温水噴流J1、J2の周囲を、高温の圧縮空気のジェットJaで包囲している。詳細には図示されていないが、ノズル221、222は同心に配置されており、半径方向内側は第1の管21と第2の管22との環状空間と連通しており、半径方向内側から高温水噴流J1、J2が噴射される。そして、ノズル221、222の半径方向外側は、第2の管22と第3の管23との環状の空間と連通しており、半径方向外側から高温圧縮空気ジェットJaが噴射される。
圧縮空気のジェットJaの温度は、噴流J1、J2を構成する水を気化させない程度の温度である。ただし、圧縮空気ジェットJaは、省略することも可能である。
また、上述の内容では、三重管ロッド2において、充填材料Cが第1の管21内を流れ、高圧温水が第1の管21と第2の管22との間の環状空間を流れ、高温圧縮空気が第2の管22と第3の管23との間の環状空間を流れているが、それに限定される訳ではない。例えば、充填材料Cを第2の管22と第3の管23の環状空間を介して供給し、高圧温水が第1の管21内を流れ、高温圧縮空気が第1の管21と第2の管22の環状空間を介して供給される様に構成しても良い。
【0025】
図1において、三重管ロッド2の地上E側の端部には、三重管スイベル9が取付けられている。
図示はされていないが、三重管スイベル9には、充填材料供給口、超高圧水供給口、圧縮空気供給口が設けられている。第1の管21は充填材料供給口(図示せず)に連通している。第1の管と第2の管22との間の環状の空間は、図示しない超高圧水供給口に連通している。そして、第2の管22と第3の管23との間の環状の空間は、図示しない圧縮空気供給口に連通している。
【0026】
図2において、地表Ef近傍では、三重管ロッド2は口元管3で覆われている。口元管3の外周には、接続口3oが形成されている。明確には図示されていないが、接続口3oは、第3の管23とケーシングパイプCPとの間の環状空間Kと連通している。
第3の管23とケーシングパイプCPとの間の環状空間Kは、スライム及び/又はガスが地上側へ浮上する排出流路となっている。図2において、環状の流路Kにおける矢印Sは、スライム及び/又はガスの流れの方向を示している。
接続口3oには、第1のスライム搬送管T1の一端T1aが接続されている。
【0027】
口元間3の地下側には、カバー3Cが設置されている。
万一、口元管3から有害物質を含むスライムが漏れ出した場合に、漏れ出したスライムが飛散して、周囲に拡散し、或いは地下に浸透することを防ぐ密封手段として、カバー3Cが設けられている。
口元管3及びカバー3Cは、公知の手段、例えばフランジ等によって接続されている。
【0028】
図1において、第1のスライム搬送管T1の口元管3から離隔した側の端部T1bは、スライム貯留タンク4内の上方から下方に向かって開口している。
第1のスライム搬送管T1において、口元管3近傍の領域には、スライムサンプル抽出装置10が介装されている。
【0029】
スライムサンプル抽出装置10は、施工領域から地上側に排出されたスライムの一部をサンプル(試料)として抽出している。抽出されたスライムは、図示しない分析システムにおいて、分析のために必要な物理的処置、化学的処置が為された後、スライム中に含まれる各種汚染物質濃度や、含水率等が分析される。
【0030】
スライムサンプル抽出装置10に代えて、第1のスライム搬送管T1のスライム貯留タンク4側の端部T1b近傍に、ガス採取装置を設けても良い。
汚染物質はスライムに溶出する場合もあるが、圧縮空気ジェットJaの空気と混合して、地上側へ出てくる場合がある。そして、第1のスライム搬送管T1からは、圧縮空気ジェットJaを構成したエアも排出されるが、気化した汚染物質、例えば気相のVOCが間欠的に噴出する。
第1のスライム搬送管T1の端部T1b近傍にガス採取装置(図示せず)を設置して、ブロワ等で吸引することにより、採取されたガス(気相の汚染物質と空気との混合ガス)を分析することにより、リアルタイムで汚染物質濃度を計測することが可能性である。
【0031】
スライム貯留タンク4の天蓋41の上には、第1のVOC回収装置11が配置されている。第1のVOC回収装置11は、例えば活性炭の様な吸着材を収容した吸着装置(図示せず)を有しており、VOC等の汚染物質を吸着、回収するように構成されている。
【0032】
第1のVOC回収装置11は、第1の排気ダクトD1によってスライム貯留タンク4の内部と連通している。第1の排気ダクトD1には、第1のブロワ12が介装されている。第1の排気ダクトD1におけるタンク4側の端部D1aは、第1のスライム搬送管T1の他端T1bの近傍に配置されている。
【0033】
図1のスライム貯留タンク4の底部42側には、第1のスライム搬送管T1から排出されたスライムSが既に溜まっている。
第1のスライム搬送管T1の端部T1bと、スライム貯留タンク4に貯留しているスライムSの上面とは落差が存在する。端部T1bからスライムが落下すると、落下したスライムと貯留されているスライムSとが衝突する。係る衝突によって、スライム中の土壌(粘土等)が細かく破砕される。粘土が細かく破砕され、微粒化すれば、粘土と結びついているVOC等の汚染物質は分離し易くなる。
【0034】
スライム貯留タンク4と、第1のスライム曝気タンク5とは、第2のスライム搬送管T2で連通している。第2のスライム搬送管T2の、スライム貯留タンク4側の端部には、第1の搬送ポンプP1が介装されている。
第1の搬送ポンプP1の吸入口P1aから、スライム貯留タンク4内のスライムSが吸い込まれる。
【0035】
第2のスライム搬送管T2には、高回転型(例えば、回転数3000rpm)のミキサー13が介装されている。
第2のスライム搬送管T2を流れるスライム中には、粘土塊が混入しているので、そこで、高回転型のミキサー13を第2のスライム搬送管T2に介装することにより、高回転のミキサー13によってスライム中の粘土塊を破砕して、微粒化している。
スライム中の粘土塊を微粒化すれば、第1のスライム曝気タンク5及び第2のスライム曝気タンク6内における曝気処理により、スライム中のVOCが分離し易くなる。
【0036】
第2のスライム搬送管T2において、高回転型のミキサー13と、第1のスライム曝気タンク5との間の領域には、配管加熱装置14が介装されている。
配管加熱装置14について、図3〜図5を参照して説明する。
【0037】
図3において、配管加熱装置14は、電熱線141と、薬液添加管142とを備えている。電熱線141は、第2のスライム搬送管T2を螺旋状に包囲している。電熱線141は、図示しない電源に接続されており、常温以上に加熱する。例えば130℃程度まで加熱することが可能である。
図3及び図5において、矢印YはスライムSの流れる方向を示す。
【0038】
図4において、薬液添加管142の一端142aは、第2のスライム搬送管T2の頂部Ttにおいて、第2のスライム搬送管T2に連通している。薬液添加管142の他端142bは、薬液供給源Bに接続されている。
薬液供給源Bは、公知、市販の機器を用いており、例えば、凝集剤、中和剤、スライム中の粘土粒子間の結合力を弱める作用を奏する薬剤等を貯留している。
例えば、図示しない分析装置におけるスライムの分析結果に対応して、必要な薬液が、薬液供給源Bから薬液添加管142を経由して、第2のスライム搬送管T2に供給され、第2のスライム搬送管T2内部を流れるスライムSに適宜添加される。
【0039】
図4、図5において、第2のスライム搬送管T2における電熱線141が巻き回された領域の内部には、インラインミキサー143が設置されている。
配管加熱装置14内部に配置されたインラインミキサー143は、例えば超小型のモータ(図示せず)によって回転駆動するように構成されている。
インラインミキサー143は、1本の回転軸144と、複数(図5では8個)のブレード145と、図示しない超小型モータとを有している。
複数のブレード145は、回転軸144に等間隔で固定されている。回転軸144は、図示しない超小型モータの回転軸に、図示しない接続部材によって接続されている。
【0040】
図5において、薬液添加管142は、インラインミキサー143の長手方向の中央で、第2のスライム搬送管T2と連通している。図示はしないが、薬液添加管142を、インラインミキサー143の左端近傍において、第2のスライム搬送管T2に接続することも可能である。
インラインミキサー143の左端近傍で、薬液添加管142を第2のスライム搬送管T2に接続すれば、添加された薬液とスライムSとが、インラインミキサー143の全てのブレード145により、十分に撹拌される。
【0041】
インラインミキサー143により、例えば第2のスライム搬送管T2の断面の中心部を通過するスライムSであっても、薬液と十分に撹拌、混合されて、薬液による作用(例えば汚染物質の分解反応の促進)が達成される。
また、電熱線141によりスライムを加熱すれば、スライムと汚染物質(例えばVOC)との分離が促進される。
【0042】
すなわち、図3〜図5に示す配管加熱装置14によれば、第2のスライム搬送管T2を流れるスライムは、インラインミキサー143により十分に撹拌され、薬液添加管142を介して添加される薬液と十分に混合され、且つ、電熱線141により均一に加熱される。その結果、下流側のスライム曝気タンク5における曝気処理によるVOCの分離が促進されるのである。
【0043】
図1において、第2のスライム搬送管T2における曝気タンク5側の端部T2bは、第1の曝気タンク5内部上方において、水平方向に向けて開口している。
第1の曝気タンク5において、鉛直壁面51の上方には、スライム循環噴射装置15が設置されている。スライム循環噴射装置15は、水平方向へ噴射するように構成されている。
スライム循環噴射装置15の構造については、図8、図9を参照して後述する。
【0044】
スライム循環噴射装置15から噴射される、スライムとエアとの混合流(図8、図9の符号Jsa)は、噴射後、直進して鉛直壁52に衝突する。
第2のスライム搬送管T2を流れるスライムは、第1のスライムポンプP1で加圧されており、第2のスライム搬送管2Tの端部T2bから、水平方向に噴射されたスライムも、直進して鉛直壁面52と衝突する。
【0045】
仮にスライム中に粘土の塊が含まれていても、鉛直壁52に衝突することによって微粒化され、VOCガスが分離し易い状態となる。
分離したVOCガスは、第2の排気ダクトD2を介して、第2のVOC回収装置16に回収される。第1のスライム曝気タンク5の天蓋53において、鉛直壁面52近傍には、第2の排気ダクトD2の開口部D2bが位置している。
【0046】
第2のスライム搬送管2Tの端部T2bから、水平方向に噴射されたスライムは、鉛直壁面52と衝突しなくても良い。空中に向ってスライムが噴射されることが肝要である。
曝気タンク5の底部に貯留しているスライムS中ではなく、空中にスライムを噴射することにより、スライム中の土壌粒子或いはVOCが空気と接触する機会が多くなり、空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が良好となる。
【0047】
第1のスライム曝気タンク5において、第2のスライム搬送管T2の端部T2bを、スライム循環噴射装置15に合流せしめ、第2のスライム搬送管T2の端部T2bとスライム循環噴射装置15とを同一の配管で構成することが出来る。
第1のスライム曝気タンク5と、第2のスライム曝気タンク6とは、第3のスライム搬送管T3で連通している。
第3のスライム搬送管T3において、第1のスライム曝気タンク5側の端部には、第2の搬送ポンプP2が介装されている。第1のスライム曝気タンク5内のスライムSは、第2の搬送ポンプP2の吸入口P2aから吸い込まれ、第2のスライム曝気タンク6へ送られる。
【0048】
第2のスライム曝気タンク6の天蓋61上には、第2のVOC回収装置16が配置されている。
第2のVOC回収装置16は、図示しない活性炭やゼオライト等の吸着材から成る吸着層を有し、吸着層により汚染物質を吸着・回収するように構成されている。
【0049】
吸着層を有するVOC回収装置16に代えて、図6を参照して後述する様に、冷凍式VOC濃縮回収装置16Aを用いることもできる。
図6、図7で示す変形例に係るVOC回収装置16Aは、図1で示すVOC回収装置16とは異なり、冷凍濃縮式に構成されている。
図6において、装置全体を符号16Aで示すVOC回収装置は、直方体の箱状のブライン槽(冷媒槽)161を有している。ブライン槽161には、ブライン(冷媒)注入口162と、ブライン排出口163とが形成されている。
ブライン槽161において、ブライン注入口162の有る側の面は符号161aが付されており、ブライン排出口163がある側の面には符号161bが付されている。
【0050】
ブライン槽161内には、VOC配管Lvが配置されている。VOC配管Lvは、つづら折状に屈折して、熱交換器を形成している。
図7で示す様に、VOC配管Lvは、複数の配管及びそれらの配管を接続する接続部材によって構成されている。
【0051】
図7において、VOC配管Lvは、VOCが流入する側の管Liと、VOCを排出する側の管Loとを有している。
VOC流入側の管Li及びVOC排出側の管Loは、面161aを貫通して、その端部がブライン槽161の外に配置されている。
【0052】
ブライン槽161の内部において、VOCの流入側の管Liは、U字状の接続管Luを介して管(直管)L1に接続されている。管L1は、U字状の接続管Luを介して管(直管)L2に接続されている。同様にして管(直管)L1〜L5が接続されている。
管L5は、極率半径の大きなU字状の接続管Lrを介して管(直管)L6に接続されている。管L6は、U字状の接続管Luを介して管(直管)L7に接続されている。同様にして管L6〜L10が接続されている。
管(直管)L10は、U字状の接続管Luを介してVOCの排出側の管Loに接続されている。
【0053】
気体のVOC(符号V1)が、流入側の管Liからブライン槽161内に流入し、ブライン槽161内のVOC配管Lv(Li〜Lo)を通過する。気体のVOCは、ブライン槽161内のVOC配管Lvを流れる際に、ブライン槽161内を流過する冷媒(ブライン)Lcと熱交換を行い、冷却される。
冷却された「VOCガスおよび気相中の水分」は、「液相のVOCと液相の水分」(矢印V2)となり、ブライン槽161外に排出される。一部ガス状のままのVOCも除湿されていることから、活性炭等で容易に吸着回収される。また、「液相のVOCと液相の水分」(V2)は、公知の手段によって処理される。
【0054】
図6、図7においては、VOCの流入側の管Li及びVOCの排出側の管Loは、共にその端部が面161a側に設けられているが、一方を面161a側に設け、他方を面161b側に設けても良い。
或いは、VOCの流入側の管Liを面161bに貫通させ、VOCの排出側の管Loを面161a側に貫通させてもよい。
【0055】
図6、図7で示すVOC回収装置16Aによれば、VOCを液相で排出するので、公知の処理手段へ搬送の搬送の労力が低減し、処理コスト全体を低減することが出来る。
【0056】
第2のVOC回収装置16は、第2の排気ダクトD2によって、第1のスライム曝気タンク5の上方と連通している。第2の排気ダクトD2には、第2のブロワ17が介装されている。
第2の排気ダクトD2は、分岐点Pdで第3の排気ダクトD3に分岐している。第3の排気ダクトD3は、第2のスライム曝気タンク6の上方と連通している。
【0057】
第3のスライム搬送管T3の端部T3bと、第2のスライム曝気タンク6に貯留しているスライムSの上面とは落差があり、端部T3bからスライムが落下すれば、落下したスライムは、タンク6内に貯留されているスライムSと衝突する。
衝突することにより、スライムに含まれる固形分は微粒化して、スライムに含まれる汚染物質が分離され易い状態となる。
ここで、第3のスライム搬送管T3に介装された第2のスライムポンプP2は、スライム搬送の機能の他に、搬送されるスライムとタンク6内のスライムとが衝突する際の衝撃を大きくする機能をも有する。
【0058】
第2の曝気タンク6の底部62には、電気泳動式の重金属回収装置18が装備されている。
重金属回収装置18は、陰極18aと、陽極18bと、両極とに接続される電極ラインLeによって構成されている。
【0059】
電極ラインLeに通電することにより、スライムS中に溶け込んだ重金属、或いは、イオン化したその他の汚染物質は、陰極18aと陽極18bの何れかに付着する。
重金属や、その他のイオン化した汚染物質が電極18a、18bに一定量付着したならば、電極18a、18bを交換する。そして、第2の曝気タンク6から取り外された電極18a、18bから、重金属或いはイオン化したその他の汚染物質を除去する。
なお、重金属回収装置18で除去し切れなかった重金属やその他の汚染物質は、第4のスライム搬送管T4から排出される。
【0060】
第1のスライム曝気タンク5では、図10を参照して後述するように、例えばミキサーM等の撹拌手段を装備しても良い。
第1のスライム曝気タンク5では、第2のスライム曝気タンク6に比較して、内部のスライムは、流動が活発である。それに対して、第2のスライム曝気タンク6では、タンク内部におけるスライムSの流動はさほど為されていない。
ここで、電気泳動による重金属の分離は、流動していない状態の方が効率的に実施できる。そのため、第2のスライム曝気タンク6では、電気泳動がし易い状態となっている。そのため、下流側の第2のスライム曝気タンク6において、電気泳動による重金属の分離を行っている。
【0061】
第2のスライム曝気タンク6には、第4のスライム搬送管T4が接続されている。第4のスライム搬送管T4において、第2のスライム曝気タンク6側の端部には、第3のポンプP3が介装されている。
第3の搬送ポンプP3の吸入口P3aから、第2のスライム曝気タンク6内のスライムSが吸い込まれる。
第4のスライム搬送管T4において、第2のスライム曝気タンク6から離隔した側の端部T4bは、ホッパー19の上方に開口している。
【0062】
第4のスライム搬送管T4の途中には、第1の三方弁V31が介装されている。第1の三方弁V31からは分岐管TBが分岐しており、分岐管TBの端部は、スライム排出口TBbとなっている。
第4のスライム搬送管T4において、三方弁V31と端部T4bとの間の領域には、第2の三方弁V32が介装されている。第2の三方弁V32から、分岐管T40が分岐している。
分岐管T40は、重金属除去装置7に連通している。重金属除去装置7には、スライム排出管T41が接続されており、スライム排出管T41は、ホッパー19の上方に開口している。
【0063】
重金属除去装置7は、第4のスライム搬送管T4及び分岐管T40を介して供給された加熱して、スライムからVOCや重金属、PCB等を加熱分解して、除去する。重金属及びPCBが分解・除去され、汚染物質が完全に除去されたスライムは、スライム排出管T41を介してホッパー19に投入される。
【0064】
施工領域の土壌が、重金属、PCB等で汚染されていないことが判明している場合で、且つ、浄化したスライムを(切削流体或いは充填材料として)リサイクルする必要が無い場合や、或いは、リサイクルする量を減少したい場合には、第1の三方弁V31を操作して、分岐管TBの排出口TBb側を開放する。第2のスライム曝気タンク6で処理されたスライムは、分岐管TBの排出口TBbから、産業廃棄物運搬車両20等の搬送手段によって、図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送される。
【0065】
第1の三方弁V31は、第4のスライム搬送管T4を流れる処理済みのスライムの全量を、切削流体或いは充填材としてリサイクルする場合には、分岐管TB側を閉鎖し、重金属除去装置7及び/又はホッパー19側を開放する。
処理済みのスライムの全量を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第1の三方弁V31の重金属除去装置7及び/又はホッパー19側を閉鎖して、分岐管TB側を開放する。
第4のスライム搬送管T4を流れる処理済みのスライムの一部をリサイクルし、残りは図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第1の三方弁V31の重金属除去装置7及び/又はホッパー19側をリサイクル量に対応する開度だけ開放し、且つ、分岐管TB側を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する量に対応した開度だけ開放する。
【0066】
ホッパー19は、第5のスライム搬送管T5を介して、コンクリートポンプ8に接続している。ホッパー19に投入されたスライムは、第5のスライム搬送管T5を流れ、コンクリートポンプ8に吸入される。
コンクリートポンプ8は、第6のスライム搬送管T6を介して、浄化された三重管スイベル9と接続されている。
【0067】
コンクリートポンプ8を稼動することにより、汚染物質が除去されたスライム(切削流体或いは充填材料としてリサイクルされるスライム)は、三重管スイベル9を介して、再度、三重管ロッド2に供給される。すなわち、リサイクル用のスライムは第1の管21の充填材料注入口21oから、充填材料Cとして、浄化工法が施工されている領域に注入される。或いは、(リサイクル用のスライムは)三重管ロッド2のノズル221、222から、切削用流体として噴射される。
なお、リサイクル用スライムの粘度が高い場合や、スライムの含水率が大きい場合には、リサイクル用スライムの性状に応じて、適宜、固化材その他の薬剤を添加すればよい。
【0068】
汚染土壌の浄化工法の施工直後においては、リサイクル用のスライムは発生していない。その場合は、ホッパー19に、別途準備した固化材、例えばセメントミルクを投入する。投入されたセメントミルクはコンクリートポンプ8によって三重管ロッド2に送られ、土壌浄化工法の施工領域において、充填材料Cとして注入される。
【0069】
図8、図9を参照して、スライム循環噴射装置15の概略構成を説明する。図1を参照して説明したように、スライム循環噴射装置15は、第1のスライム曝気タンク5に設けられている。
図8、図9において、スライム循環噴射装置15は、高圧エア噴射管151と、2本のスライム循環管路152とを備えている。2本のスライム循環管路152の各々には、スライムポンプ154が介装されている。
【0070】
2本のスライム循環管路15は、それぞれ高圧エア噴射間151に合流している。2本のスライム循環管路152の他端は、それぞれ第1のスライム曝気タンク5の底部近傍に連通している。
スライム循環管路152が高圧エア噴射管151へ合流する部分(交差合流部)Pxの近傍には、空気導入口152cが形成されている。空気導入口152cは吸込み管として構成されている。
【0071】
スライム循環管路152の空気導入口152cを形成した領域における流路断面積を絞り、流速を増加することによって、スライム循環管路152内の流路に負圧が発生する。その負圧により、エア(外気)が空気導入口152cからスライム循環管路152内に吸い込まれる。
なお、空気導入口152cに、例えば、図示しないコンプレッサから高圧空気を送り込むことも可能である。或いは、浄化作用を有する鉄粉や薬剤等を、空気導入口152cを介して送り込むことも可能である。
【0072】
スライム循環噴射装置15を作動すると、高圧エア噴射管151には、図示しない高圧エア発生手段(コンプレッサ等)から、高圧エアFa1が供給される。それと同時に、スライムポンプ154も稼動する。スライムポンプ154により、第1のスライム曝気タンク5内のスライムが、2本のスライム循環管路152内を流れ(矢印Ys)、交差合流部Pxで高圧エア噴射管151に合流する。
【0073】
高圧エア噴射管151の曝気タンク5側の端部から、高圧エアFa1とスライムYsとの混合流体Jsaが、高速で噴射される。高速で噴射された混合流体Jsaは、正面の鉛直壁面52と衝突する。衝突によって、スライム中の粘土は微粒化される。粘土の微粒化により、スライム中のVOCのガス化が促進される。
【0074】
ここで、第2のスライム搬送管2Tの端部T2bから、水平方向に噴射されたスライムは、鉛直壁面52と衝突しなくても構わない。換言すれば、スライム搬送管2Tの端部T2bから噴射されるスライムは、曝気タンク5のスライムが充填されていない空間に向って噴射されることが重要である。
係る空間中にスライムを噴射することにより、スライム中の土壌粒子或いはVOCが空気と接触する機会が多くなり、空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が向上するからである。
【0075】
スライム循環管路152を流れるスライムSに、空気導入口152cからのエアや、高圧エア噴射管151に流れる高圧エアFa1が混合することによっても、曝気効果が得られ、VOCのガス化が促進される。
【0076】
図10を参照して、第1のスライム曝気タンク5の第1変形例を説明する。
図10において、第1変形例に係るスライム曝気タンク5Aは、図10中左右方向について中央が下がるように傾斜した底部54を有している。詳細には、スライム曝気タンク5Aにおける底部54の中央には、傾斜面よりも、更に深く下がった平面部54hが形成されている。
【0077】
傾斜した底部54には、複数のミキサーMが装備されている。底部中央の平面部54hにも、1台のミキサーMが装備されている。
スライム曝気タンク5Aは、図8、図9で説明したスライム循環噴射装置15と同様のスライム循環噴射装置15Aを備えている。
スライム曝気タンク5Aにおいては、複数のミキサーMにより、貯留されているスライムSが滞留することなく、常に撹拌された状態となっており、スライムSがタンク5A内で確実に循環する。
【0078】
次に、図11を参照して、第1のスライム曝気タンクの第2変形例について説明する。
図11において、第2変形例に係るスライム曝気タンク5Bは、その内部において、スライムのジェットJsと、高圧エアジェットJaとを、隣接した状態で、鉛直方向上方に噴射するように構成されている。
【0079】
スライムのジェットJsと、高圧エアジェットJaは、上昇時と落下時の双方において交じり合うため、スライムが高圧エアに接触(衝突)して曝気される時間が長い。そのため、スライムに対する曝気作用が良好であり、スライムに含まれるVOCのガス化が促進される。
第2変形例に係るスライム曝気タンク5Bは、スライムの汚染物質濃度が高い場合に有効である。
ここで、スライムのジェットJs及び/又は高圧エアジェットJaを、交差噴流で構成することも可能である。
第2変形例に係るスライム曝気タンク5Bではサイロ状のタンクを用いているので、密封性が高く、防音効果も高い。
【0080】
図12を参照して、第1のスライム曝気タンクの第3変形例について説明する。
図12において、第3変形例に係るスライム曝気タンク5Cにおいて、スライム曝気タンク5Cの下方から上方に向かって、複数の高圧エアのジェットJaを噴射している。そして、スライム曝気タンク5Cの上方から下方へ向って、複数のスライムのジェットJsを噴射している。
【0081】
スライムのジェットJsと高圧エアのジェットJaを対向させて噴射しているので、スライムのジェットJsが高圧エアのジェットJaと衝突する確率は高く、スライムが高圧エアに曝される機会及び時間が増加して、曝気効果が良好に発揮される。従って、VOCガスの発生効率が向上する。
【0082】
水平に配置されたスライム噴射管Ts及び高圧エア噴射管Taを、相互に反対方向に回転する(矢印R1の向きの回転と、矢印R2の向きの回転とを行う)ように構成することも出来る。ジェットJs、Jaが、互いに反対方向に回転するように構成すれば、スライムと高圧エアとの衝突の確率は更に高まり、スライムが高圧エアに曝される機会及び時間がさらに増加する。その結果、曝気効果がさらに良好となり、VOCガスの発生効率がさらに向上する。
【0083】
図13を参照して、第1のスライム曝気タンクの第4変形例を説明する。
第4変形例に係るスライム曝気タンク5Dは、図12の第3変形例における水平のエア配管Taを省略し、その代わりに、1個の高圧エアノズルNaを設けている。
高圧エアノズルNaは、タンク50内にサイクロン状の空気流Faを発生させる様に構成されている。空気流Faの旋回方向は、図13の矢印Rとは逆方向である。これに対して、スライム管Tsは、空気流Faの旋回方向の逆方向である矢印R方向へ回転する。
第4変形例によれば、スライムのジェットJsと、サイクロン状の空気流Faが好適に衝突し、曝気効果が向上し、VOCの分離が促進される。
【0084】
図14、図15を参照して、第1のスライム曝気タンクの第5変形例を説明する。
図14、図15において、第5変形例に係る第1のスライム曝気タンク5Eは、底部に設けた高圧エア噴射ノズルNaによって、上方に向かうサイクロン状の空気流Faを形成させている。タンクの上方には、混合ジェット噴射装置Nxが配置されている。混合ジェット噴射装置Nxは、複数のノズルを有し、水平方向へ延在している。混合ジェット噴射装置Nxの複数のノズルからは、スライムと高圧エアの複合ジェットFxが噴射される。
複合ジェットFxとサイクロン状の空気流Faは、好適に衝突し、スライムが良好に曝気され、スライムに含まれるVOCの分離が促進される。
【0085】
図1〜図15を参照して説明した汚染土壌浄化システムを用いた浄化工法によれば、汚染土壌Gpは高温(例えば、80℃〜90℃)の水を用いた、高圧、高エネルギーの交差噴流Jcによって、細かく破砕される。
その結果、土壌Gpに付着したVOC等の汚染物質は、交差噴流Jcの熱及び運動エネルギーの相乗作用によって、土壌粒子から剥離、除去され、スライム中に溶出した状態となる。そして、スライムが地上側Eへ流出するのに連行されて、原位置から地上側へ移動させることが出来る。或いは、土壌粒子から除去された汚染物質は、交差噴流Jcと共に噴射された高圧空気の噴流と混合して、地上側へ浮上する。
【0086】
土壌粒子が粘土である場合に、粘土の電荷により汚染物質は電気的に吸着しているが、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Jcで粘土粒子が細断されることにより、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質も、当該粘土粒子から剥離、除去される。同様に、その他の土壌粒子の表面に吸着された汚染物質も、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Jcで粘土粒子が細断されることにより、土壌粒子表面から分離する。
また、土壌粒子の格子状の構造内に取り込まれた汚染物質も、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Jcにより格子構造が破壊されるので、土壌粒子から分離する。
その結果、図1〜図15の実施形態によれば、従来技術では除去が困難であった粘土に含有された汚染物質や、土壌の格子状の構造内に取り込まれた汚染物質であっても、粘土或いは土壌粒子から容易に剥離、除去することが出来るのである。
【0087】
図1〜図15の実施形態によれば、従来技術では除去が困難であった汚染物質も、粘土や土壌粒子から剥離、除去して、スライム中に溶出し、或いは、ボーリング孔Hから湧出する気体に混合した状態となる。
スライム中で溶出した状態であれば、スライム貯留タンク4及び第1のVOC回収装置、第1のスライム曝気タンク5と第2の曝気タンク6及び第2のVOC回収装置17、曝気タンク6内の電気泳動式の重金属回収装置18、重金属除去装置7によって、汚染物質は容易、且つ確実にスライム中から除去される。
また、汚染物質が気体に混合した状態であれば、当該気体が大気中に拡散する以前に吸引することにより、容易に捕集することが出来る。
【0088】
図1〜図15で説明した実施形態では、汚染物質が除去されたスライムは、掘削機1の三重管ロッド2の1対のノズル221、222から切削流体として噴射され、及び/又は、三重管ロッド2の注入口21oから充填材料Cとして注入される。
汚染物質が除去されたスライムは、汚染物質を包含しておらず、原位置へ埋め戻しても、何等問題は発生しない。そして、切削流体及び/又は充填材料Cとして用いられた分だけ、産業廃棄物として処理するべきスライムの量が減少し、産業廃棄物処理のコストが減少する分だけ、汚染土壌浄化に必要なコストを低く抑える事が出来る。
【0089】
ここで、図1、図2で上述した様に、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Jcで土壌粒子が細断されることにより、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質の様に、土壌粒子表面に吸着した汚染物質は、当該土壌粒子から剥離する。或いは、土壌粒子の格子状の構造が高温で且つ高エネルギーの交差噴流により破壊されて、格子内部に閉じ込められた汚染物質が溶出し易くなる。
従来の汚染物質濃度の計測では、計測が為される汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ、或いは、電気的に吸着されたVOC等の汚染物質は水には溶出し難いので、計測が困難である。換言すれば、従来技術では、汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ或いは土壌粒子表面に吸着されたVOC等の汚染物質は、土壌粒子から分離せず、水には溶出し難いので、計測することが困難であった。
それに対して、上述した実施形態によれば、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Jcにより、土壌粒子の格子構造は破壊され、土壌粒子表面に吸着された汚染物質が剥離或いは分離されるので、従来技術では検出不可能であった汚染物質が、計測可能な状態となる。従って、従来の計測方法に比較して、汚染土壌の実体が、より正確に計測されるのである。
【0090】
次に、図16のフローチャートと、図1、図2を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。
図1、図2において、汚染土壌Gpの最下層までボーリング孔Hが削孔されている。そして、削孔されたボーリング孔Hに、掘削機1の三重管ロッド2が挿入される。施工時には、三重管2のノズル221、221及び充填材料注入口21oを含む先端部分である同時充填モニタ20を、上方に引き上げつつ回転させる。
【0091】
ここで、施工領域を交差噴流Jcで切削、細断し、施工領域全体を充填材料Cを注入した後、三重管ロッド2を再び挿入し、交差噴流Jcによる切削、細断と、充填材料Cの注入とを繰り返すことが可能である。
図16のステップS1においては、その様に、交差噴流Jcによる切削、細断と、充填材料Cの注入とを、複数回に亘って繰り返し処理(施工)することを前提として、掘削と充填材料Cの注入を、概略同時に行う。
【0092】
交差噴流Jcによる切削、細断では、図1及び図2を参照して上述した通り、三重管ロッド2のノズル221、222から温水ジェットJ1、J2を噴射して、交差噴流Jcを構成する。そして、温水ジェットで構成された交差噴流Jcによって、所定の半径方向寸法の領域(施工領域)を、切削、細断する。
ここで、温水ジェットJ1、J2は、高圧エアジェットJaで包囲して噴射することも出来る。
【0093】
交差噴流Jcにより切削、細断された施工領域では、一定の領域内に高圧の流体が噴射されることにより、その内圧が上昇する。スライムの生じた掘削済みの施工領域の内圧が上昇することにより、スライムは三重管ロッド2の流路Kから、第1のスライム搬送管T1を経由して、スライム貯留タンク4に自動的に排出される。汚染物質はスライム内に溶出している。
高圧エアジェットJaを噴射する場合には、土壌粒子から分離した汚染物質であって、気相の汚染物質は、高圧エアジェットJaの空気と混合して、混合気の状態でスライム貯留タンク4へ排出される。
【0094】
掘削され泥水状となった施工領域に、充填材料注入口21oから、充填材料Cを注入する。
掘削開始当初は、リサイクル用のスライムが発生していないので、充填材料として、例えば、別途供給されたセメントミルクが、コンクリートポンプ8から注入される。
【0095】
上述した様に、施工領域で発生したスライムは、第1のスライム搬送管T1を経由して、スライム貯留タンク4内に流入する。スライムサンプル抽出装置10により、第1のスライム搬送管T1を流れるスライムの一部を試料(サンプル)として採取し(サンプリングし)、図示しない分析設備でスライム中の汚染物質濃度等を計測する(図16:ステップS2)。
【0096】
スライムのサンプルを分析して、スライム中の汚染物質濃度が閾値以上であるか否かを判断する(ステップS3)。ここで、閾値は、汚染領域の土壌の全量を置換する(いわゆる「全量置換」を行う)か否かの境界値として設定されている。
汚染物質濃度が閾値以上である場合(ステップS3でYES)、2回目の施工では、比重の大きな充填材料を使用する(ステップS4)。
汚染物質濃度が閾値以上である場合(ステップS3でYES)において、汚染物質を除去したスライムを充填材料Cとして再利用した場合には、汚染物質濃度が環境基準値を下回るまで、多数回に亘って、交差噴流Jcによる切削と充填材料Cの注入とを繰り返さなければならない恐れが存在する。
【0097】
そのため、汚染物質濃度が閾値以上である場合(ステップS3でYES)には、汚染物質を除去したスライムを充填材料Cとして再利用せずに、比重の大きい充填材料を新規に充填する(ステップS4)。そして、当該比重の大きい充填材料により、施工領域における汚染土壌を完全に置換する。
2回目の施工において、比重の大きい充填材料により施工領域における汚染土壌を完全に置換すれば、その施工領域については、交差噴流Jcによる切削と充填材料Cの注入とを繰り返す必要は無い。
【0098】
ステップS3において、汚染物質濃度が閾値未満であれば(ステップS3でNO)、ステップS5に進む。
図1〜図15の第1実施形態と同様に、スライム貯留タンク4に流入したスライムは、高回転型のミキサー13及び配管加熱装置14が介装されている第2のスライム搬送管T2を介して、第1のスライム曝気タンク5に送られて曝気される。そして、第2のスライム曝気タンク6において、重金属回収装置18により、重金属やイオン化した汚染物質が除去される。
さらに、スライムは必要に応じて重金属処理装置7を経由し、汚染物質が完全に除去される。汚染物質が除去されたスライム(処理済のスライム)は、コンクリートポンプ8を経由して、充填材料C、或いは切削用流体として、掘削機1に送られる。
【0099】
図16のステップS5では、交差噴流Jcにより汚染土壌を切削し、或いは、充填材料Cを注入し、発生したスライムを図1で示す処理システムで浄化し、汚染物質を除去して、充填材料C或いは切削用流体として、再び掘削機1に送られるまでのサイクルを、実行する。
ステップS5のサイクルを実行したならば、スライムサンプル抽出装置10により、スライムのサンプル(試料)を抽出する。そして、抽出したスライムサンプルを分析し、スライム中の汚染物質の濃度を計測する(ステップS6)。
【0100】
計測したデータにより、スライム中の汚染物質濃度が、所定値、例えば環境基準値以下であるか否かを判断する(ステップS7)。
汚染物質濃度が、環境基準値以下であれば(ステップS7でYES)、浄化処理を終了する。
汚染物質濃度が、環境基準値を超えていれば(ステップS7でNO)、ステップS5以下を繰り返す。
【0101】
図16の第2実施形態では、スライムサンプル抽出装置10でサンプルスライムを抽出し、地上側へ流出したスライムにおける汚染物質濃度を計測している。このスライムにおける汚染物質濃度により、地中の浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握することが出来る。
そのため、浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握して、スライムを切削流体或いは充填材料として再利用するか否かを判定することが出来る。そのため、スライムを切削流体或いは充填材料として再利用すると、ステップS5で説明したサイクルの繰り返し回数が多くなり過ぎてしまう場合には、スライムを再利用せずに、ステップS4で示す様に、比重の大きい充填材料を使用して、施工コストの節約を図ることが出来る。
【0102】
また、浄化工法施工領域における汚染濃度を、概略、リアルタイムで把握して、ステップS5で説明したサイクルを繰り返す必要があるか否かを正確に判断することが出来るので、不必要な作業(切削、充填から、掘削機1における再利用)を行うことなく、施工コストを節約することが出来る。
【0103】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態では、切削流体の噴流は交差噴流を構成しているが、切削流体の噴流を交差させずに、そのまま、例えば水平方向へ噴射しても良い。
また、図示の実施形態では、モニタ10を回転しつつ引き上げて、円柱状の汚染土壌領域を切削、充填しているが、モニタ10を回転せずに、所定の角度だけ揺動しつつ引き上げることにより、所定幅のパネル状の汚染土壌領域を切削、充填する様に構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【0104】
【図1】本発明の第1実施形態を施工するシステムの全体構成を示す図。
【図2】図1における掘削機周辺を詳細に示した図。
【図3】第1実施形態で用いられる配管加熱装置の斜視図。
【図4】図3で示す配管加熱装置の断面図。
【図5】図3で示す配管加熱装置の内部を模式的に示す図。
【図6】第1実施形態で用いられるVOC回収装置の変形例を示す模式図。
【図7】図6で示す変形例の斜視図。
【図8】第1実施形態で用いられるスライム曝気タンクの平面図。
【図9】図8のスライム曝気タンクの測面図。
【図10】スライム曝気タンクの第1変形例を示す断面図。
【図11】スライム曝気タンクの第2変形例を模式的に示す図。
【図12】スライム曝気タンクの第3変形例を模式的に示す図。
【図13】スライム曝気タンクの第4変形例を模式的に示す図。
【図14】スライム曝気タンクの第5変形例を模式的に示す図。
【図15】図14のスライム曝気タンクの横断面図。
【図16】本発明の第2実施形態を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【0105】
1・・・掘削機
2・・・三重管ロッド
3・・・口元管
4・・・スライム貯留タンク
5・・・第1のスライム曝気タンク
6・・・第2のスライム曝気タンク
7・・・重金属除去装置
8・・・コンクリートポンプ
9・・・三重管スイベル
10・・・スライムサンプル抽出装置
11・・・第1のVOC回収装置
12・・・第1のブロワ
13・・・高回転型ミキサー
14・・・配管加熱装置
15・・・スライム循環噴射装置、
16、16A・・・第2のVOC回収装置
17・・・第2のブロワ
18・・・重金属回収装置
20・・・同時充填用モニタ
C・・・充填材料
S・・・スライム
【出願人】 【識別番号】390002233
【氏名又は名称】ケミカルグラウト株式会社
【出願日】 平成18年8月30日(2006.8.30)
【代理人】 【識別番号】110000431
【氏名又は名称】特許業務法人高橋特許事務所


【公開番号】 特開2008−55275(P2008−55275A)
【公開日】 平成20年3月13日(2008.3.13)
【出願番号】 特願2006−233198(P2006−233198)