JP4136388B2 - Contaminated soil purification method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚染された土壌を浄化する技術に関するものであり、特に、地中に生息する好気性微生物の生化学的作用によって土壌を汚染している物質を分解する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
工場の跡地、産業廃棄物を不法投棄された土地等は、重油、揮発性有機化合物、その他の各種汚染物質により汚染されており、土壌の浄化が必要である。
地表近傍の汚染領域であれば、汚染された土壌の廃棄、処理等は容易であるが、地中の深度の深い領域が汚染されている場合には、その処理は大変困難である。
【0003】
ここで、地中に生息する好気性微生物を活性化すれば、深度が深い領域に存在する汚染物質も分解することが可能である。
汚染物質を分解するため好気性微生物を活性化するには、好気性微生物を活性化しようとする当該領域全域に亘って空気を供給してやらなければならない。
【0004】
しかし、地中の深い領域に対して全域に亘って空気の供給を行うことは大変困難であり、それ故、好気性微生物を用いた汚染土壌の浄化は未だ実用化されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み提案されたもので、地中深度の深い領域に存在し汚染物質によって汚染されている土壌を、地中の好気性微生物の生化学的作用によって有効に分解し、浄化することを可能にする汚染土壌浄化工法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
発明者は種々研究の結果、直径数μm〜10μm程度の気泡であれば、地盤中を通過できることに着目した。
【0007】
本発明によれば、地中に生息する好気性微生物の生化学的作用によって土壌を汚染している物質を分解する汚染土壌浄化工法において、エポキシ樹脂のスペーサで多数のシリカパイプ20を配置して埋設した導管12を準備し、浄化しようとする汚染土壌領域Cの下の地盤中にその導管12のシリカパイプ20が汚染土壌領域Cに対応するように設置し、その導管12に気体が溶存した液体を流過させ、シリカパイプ12の出口で直径数μmから10μm程度の気泡をキャビテーションにより発生させるようになっている。
【0008】
また、本発明によれば、地中に生息する好気性微生物の生化学的作用によって土壌を汚染している物質を分解する汚染土壌浄化工法において、エポキシ樹脂のスペーサで多数のシリカパイプ20を配置して埋設した導管12を準備し、浄化しようとする汚染土壌領域Cの下の地盤中にその導管12のシリカパイプ20が汚染土壌領域Cに対応するように設置し、その導管12中に微細気泡を包含する液体を流過させ、シリカパイプ20の出口オリフイスで剪断力により細分化されて直径数μmから10μm程度の気泡を発生させるようになっている。
【0009】
シリカパイプは、所謂「ナノテクノロジー」により、内径9μm以下の微小管として形成されている。そして、内径9μm程度のシリカパイプ内を、比較的粘性の低い流体や水等は流過する。
【0010】
例えば、前記液体が水である場合、空気が溶存している水、或いは微細気泡を包含する水がシリカパイプを流過すると、その内部で空気と水は分離し、シリカパイプから空気が微細な気泡状になって出てくる。
【0011】
空気が溶存している水であれば、シリカパイプから出た時に、水中に溶存していた空気は、キャビテーションにより直径数μm〜10μm程度の気泡となる。
一方、微細気泡を包含する水であれば、当該微細気泡は、シリカパイプ出口オリフィスにおいて剪断力により細分化され、シリカパイプから出た時に直径数μm〜10μm程度の気泡となる
【0012】
直径(或いは粒径)数μm〜10μm程度の気泡は地盤中を上昇し、汚染土壌の領域に到達して当該領域に生息する好気性微生物を活性化する。そして、地中の好気性微生物の活性化による生化学的作用によって汚染物質は分解し、汚染土壌が浄化される。
【0013】
ここで、導管内の水圧を高くして、気体の溶存度の高い水をシリカパイプの小孔を通すと、シリカパイプ出口で多量のキャビテーション気泡を発生するが、汚染土中で気泡の合体が生じてしまい、地盤中を通過できなくなる。
一方、導管内の水圧が低過ぎると、流動抵抗の大きいシリカパイプ内を水が十分に流過出来ず、キャビテーション気泡を作ることが出来なくなる。
従って、水圧は土圧プラス5〜10気圧程度とすることが好ましい。
【0014】
また、互いに隣接するシリカパイプの間隔が狭いと、生じた気泡同士がシリカパイプ出口で互いに接触して合体し、その直径が数μm〜10μm程度よりも大きくなってしまい、地盤中を通過できなくなる。
かかる事態を防止するため、互いに隣接するシリカパイプの間隔は、シリカパイプ内径の3倍以上(27μm以上)にする必要がある。
【0015】
このように隣接するシリカパイプの間隔を、シリカパイプ内径の3倍以上(27μm以上)とするためには、互いに隣接するシリカパイプの間の領域に、例えばエポキシ樹脂等でスペーサを構成する必要がある。なお、多数のシリカパイプを、スペーサを介して配置するためには、既存の技術を適用すればよい。
【0016】
【発明の実施の形態】
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。
図1には、地中深くに存在して汚染物質で汚染されている汚染土壌に対して本発明の浄化方法を実施する全体の構成が断面図で示されている。
【0017】
図1において、地中深くの浄化しようとする汚染土壌の領域C直下の地盤中には導管12がほぼ水平方向に設置されており、その導管12の汚染土壌に対応する領域12Sには多数のシリカパイプ20が埋設されている。
そして、その導管12の内部には空気が溶存している水(気体の溶存度が高い水)、或いは微細気泡を包含する水(空気が溶存している水と微細気泡を包含する水は、共に符号「10」で示す)が流過されており、シリカパイプ20を通って土壌中に流出するように構成されている。
【0018】
ここで、導管12内部を流過するのが微細気泡を包含する水である場合、微細気泡の粒径は50〜100μm程度、含有量は気体体積率で10%程度以下である。
【0019】
図2には、前記図1に符号F2で示す導管12の要部が拡大して示されている。導管12に多数埋設されているシリカパイプ20は、その内径寸法Dがそれぞれ9μm以下であり、相隣り合うパイプ間距離Pは、内径Dの3倍以上(27μm以上)であってこれらの各シリカパイプ20、20間には、エポキシ樹脂のスペーサ30が設けられ、各パイプは相互に隔てられて支持されている。
なお導管12は、その内部の水圧が土圧プラス5〜10気圧程度となる様に、図示しない手段によりヘッドが付加されている。
【0020】
以上説明した構成によれば、汚染土壌領域Cの下方にある導管12内を流過する空気を溶存した水(気体の溶存度が高い水)は、内径Dが9μm以下のシリカパイプ12の出口で、多量のキャビテーション気泡を発生する。
係るキャビテーション気泡は、直径が数μm〜10μm程度(例えば直径9μm程度)の微細な気泡mBとして、地盤中に放出される。
【0021】
或いは、導管12内を流過する水が微細気泡を包含する水であれば、シリカパイプ12の出口オリフィス効果により、直径が数μm〜10μm程度(例えば直径9μm程度)の微細な気泡mBとなり、地盤中に放出される。
【0022】
その際、各シリカパイプ12は互いの間隔が3D以上あるので、各気泡mBは接触して合体することはなく、直径数μm〜10μm程度を維持した状態で土壌中を上昇し、汚染土壌の領域Cに到達する。
汚染土壌領域Cに到達した(直径数μm〜10μm程度の)微細気泡mBは、汚染土壌領域Cに生息する好気性微生物を活性化する。その結果、汚染土壌領域Cの汚染物質は、好気性微生物の生化学的作用で分解されて土壌は浄化される。
【0023】
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趣旨の記載ではない旨を付記する。
【0024】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成され、地中深度の深い領域に存在し汚染物質により汚染されている土壌を、地中の好気性微生物の生化学的作用により、有効に分解して浄化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の浄化工法を実施する地盤全体を示す断面図。
【図2】本発明の浄化工法に使用する導管の要部を拡大した断面図。
【符号の説明】
C・・・汚染土壌の領域
mB・・・微細気泡
12・・・空気が溶存した水、或いは微細気泡を包含した水が流れる導管
12S・・・導管のシリカパイプが設けられている領域
20・・・シリカパイプ
30・・・スペーサ
D・・・シリカパイプの内径寸法
P・・・隣接するシリカパイプ間の間隔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for purifying contaminated soil, and more particularly, to a technique for decomposing substances contaminating soil by the biochemical action of aerobic microorganisms that inhabit the ground.
[0002]
[Prior art]
The site of the factory and the land where industrial waste has been illegally dumped are contaminated with heavy oil, volatile organic compounds, and other various pollutants, and the soil must be purified.
If it is a contaminated area near the surface of the earth, it is easy to dispose of the contaminated soil, treat it, etc., but if a deep area in the ground is contaminated, the treatment is very difficult.
[0003]
Here, if the aerobic microorganisms that inhabit the ground are activated, it is possible to decompose pollutants present in deep regions.
In order to activate aerobic microorganisms to degrade pollutants, air must be supplied over the entire area where the aerobic microorganisms are to be activated.
[0004]
However, it is very difficult to supply air over a deep region in the ground, and therefore, purification of contaminated soil using aerobic microorganisms has not yet been put into practical use.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and effectively removes soil that exists in a deep underground region and is contaminated with contaminants by the biochemical action of aerobic microorganisms in the ground. It aims to provide a contaminated soil purification method that can be decomposed and purified.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various studies, the inventor has paid attention to the fact that air bubbles having a diameter of several μm to 10 μm can pass through the ground.
[0007]
According to the present invention, in a contaminated soil purification method for decomposing substances contaminating soil by biochemical action of aerobic microorganisms that inhabit the ground, a large number of
[0008]
In addition, according to the present invention, in the contaminated soil purification method for decomposing substances contaminating the soil by the biochemical action of aerobic microorganisms that live in the ground, a large number of
[0009]
The silica pipe is formed as a microtubule having an inner diameter of 9 μm or less by so-called “nanotechnology”. A relatively low-viscosity fluid, water, or the like flows through a silica pipe having an inner diameter of about 9 μm.
[0010]
For example, when the liquid is water, when water in which air is dissolved or water containing fine bubbles flows through a silica pipe, the air and water are separated inside the silica pipe, and the air is fine from the silica pipe. It comes out in the form of bubbles.
[0011]
If water is dissolved water, the air dissolved in the water when it comes out of the silica pipe becomes bubbles having a diameter of about several μm to 10 μm due to cavitation.
On the other hand, in the case of water containing fine bubbles, the fine bubbles are subdivided by shearing force at the exit orifice of the silica pipe and become bubbles having a diameter of about several μm to 10 μm when exiting the silica pipe.
Bubbles having a diameter (or particle size) of several μm to 10 μm rise in the ground, reach the contaminated soil region, and activate aerobic microorganisms that inhabit the region. The pollutants are decomposed by biochemical action resulting from the activation of aerobic microorganisms in the ground, and the contaminated soil is purified.
[0013]
Here, when the water pressure in the conduit is increased and water with a high gas solubility is passed through a small hole in the silica pipe, a large amount of cavitation bubbles are generated at the exit of the silica pipe. It will occur and you will not be able to pass through the ground.
On the other hand, if the water pressure in the conduit is too low, water cannot sufficiently flow through the silica pipe having high flow resistance, and cavitation bubbles cannot be formed.
Therefore, the water pressure is preferably about earth pressure plus 5 to 10 atmospheres.
[0014]
In addition, if the interval between the adjacent silica pipes is narrow, the generated bubbles come into contact with each other at the silica pipe outlet, and the diameter becomes larger than about several μm to 10 μm, so that they cannot pass through the ground. .
In order to prevent such a situation, the interval between adjacent silica pipes needs to be at least three times (27 μm or more) the inner diameter of the silica pipe.
[0015]
Thus, in order to set the interval between adjacent silica pipes to 3 times or more (27 μm or more) of the inner diameter of the silica pipe, it is necessary to form a spacer, for example, with an epoxy resin or the like in a region between adjacent silica pipes. is there. In addition, what is necessary is just to apply the existing technique, in order to arrange | position many silica pipes via a spacer.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration for carrying out the purification method of the present invention on contaminated soil existing deep in the ground and contaminated with pollutants.
[0017]
In FIG. 1, a
And in the inside of the
[0018]
Here, when water containing fine bubbles flows through the inside of the
[0019]
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the
The
[0020]
According to the configuration described above, the water in which the air flowing through the
Such cavitation bubbles are discharged into the ground as fine bubbles mB having a diameter of about several μm to 10 μm (for example, a diameter of about 9 μm).
[0021]
Alternatively, if the water flowing through the
[0022]
At that time, since each
Fine bubbles mB (having a diameter of several μm to 10 μm) that reach the contaminated soil region C activate aerobic microorganisms that inhabit the contaminated soil region C. As a result, the pollutants in the contaminated soil region C are decomposed by the biochemical action of aerobic microorganisms, and the soil is purified.
[0023]
It should be noted that the illustrated embodiments are merely examples, and are not intended to limit the technical scope of the present invention.
[0024]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and effectively decomposes and purifies soil that exists in a deep underground region and is contaminated with contaminants by the biochemical action of underground aerobic microorganisms. It becomes possible to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the entire ground for carrying out a purification method according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a conduit used in the purification method of the present invention.
[Explanation of symbols]
C: Contaminated soil area mB: Fine bubbles 12: Conduit 12S through which water containing dissolved water or water containing fine bubbles flows ... Silica pipe of the
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