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JP2004025158A - Cleaning method of polluted stratum and apparatus therefor - Google Patents

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JP2004025158A
JP2004025158A JP2002261967A JP2002261967A JP2004025158A JP 2004025158 A JP2004025158 A JP 2004025158A JP 2002261967 A JP2002261967 A JP 2002261967A JP 2002261967 A JP2002261967 A JP 2002261967A JP 2004025158 A JP2004025158 A JP 2004025158A
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楡井 久
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Mio Takeuchi
竹内 美緒
Asuka Takahashi
高橋 あすか
Masato Owaki
大脇 正人
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of cleaning a stratum (a stratum including a soil layer and/or a rock body and ground water) polluted with a harmful chemical substance at the original position, especially a polluted layer cleaning method effective for (bio-augumentation) for introducing bacteria having a high pollutant decomposition capacity, and an apparatus therefor. <P>SOLUTION: Injection wells (3) for injecting a fluid (2) having a cleaning function by either one of physical action, chemical reaction, the metabolism of microorganisms and acceleration thereof and high pressure washing, and recovery wells (4) for recovering the fluid (2) are formed in the polluted stratum (1) at a predetermined interval by drilling. The fluid (2) is introduced into the injection wells (3) under an ultra-high pressure. The fluid (2) is penetrated in the stratum (1) to stir and wash the stratum (1) to separate the pollutant (6). The pollutant (6) is removed by recovering the fluid containing the pollutant (6) or the like. In the stratum (1), the cleaning function due to physical action and chemical reaction or the metabolism of microorganisms is supported by the ultra-high pressure injection of the fluid. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する利用分野】
本発明は、有害化学物質により汚染された地層(土壌層も含めた地層および/または岩体と、地下水)を原位置で浄化する方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から周知の重金属の他、揮発性有機塩素系化学物質(以下、「VOCs」とも称す)、例えばトリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなどの有機溶剤による地層の汚染も、近年の深刻な社会問題となっている。これら重金属やVOCsなど(以下、「汚染物質」とも称す)を有効且つ効率的に除去し無害化する処置として、化学的手法の他、微生物の生分解反応を利用することにより、汚染地層を原位置において浄化しようとする汚染地層浄化方法が実用化されつつある。
【0003】
また、物理化学反応に生物学的反応を組み合わせることにより、更に短期間で簡便に有機塩素化合物を処理する方法なども注目されている。これらの原位置での汚染地層浄化方法は、汚染物質含有土を大規模に掘削、移動および埋め戻したりする必要がないことから、低コストで浄化処理を可能にする技術として期待されている。
【0004】
すなわち物理・化学的手法や微生物学的手法(バイオレメディエーション)やによる浄化処理として、地下水脈に着目し、汚染物質の流れ方向下流側に取水設備を設け汚染水を集水し拡散を防止すると同時に捕集した汚染水を処理するもの、同じく流れ方向下流側に汚染水処理エリアを設け、透過(通過)する汚染物質を処理するもの、VOCs汚染源上流に微生物および栄養源を注入し汚染エリアに拡散させ汚染物質を処理する方法などが知られている。
【0005】
また、原位置における汚染土壌及び/又は汚染地下水の浄化処理を行うに当たり、土壌中の微生物(主に嫌気性菌)の増殖及び生存に必要な炭素源と無機還元剤を用い嫌気条件下で生物学的及び物理化学的に浄化処理する環境を、低コストで完全にしかも大掛かりな専用機器を用いずに一定時間保つ事を目的とし、被汚染エリア全体を一様に直接浄化処理する浄化工法(例えば、特許文献1を参照)もあった。
【0006】
しかしながら、前記地下水流に依存する汚染地層浄化方法の場合、どちらかといえば消極的で、地下水の流れに成果を委ねる方法である。つまり、地下水に溶出した汚染物質を処理するに止まり、浄化し難い汚染地層全体から汚染物質を溶出させて浄化するには多大な時間を要する。また、汚染地下水の流れは一定均一ではないため、汚染物質のすべてを捕集、処理することは困難である。また、同様に注入した化学物質または微生物や栄養源が汚染地層全体に拡散する可能性も極めて少ない。
そして、特に複雑な地層構造のために、浄化に使用した化学物質で汚染を拡大させている例が多い。
【0007】
前記バイオレメディエーションのなかでも汚染物質分解能の高い細菌を導入する手法(バイオオーグメンテーション)は、注入した微生物が周辺地層に拡散し、弊害を引き起こす可能性もある。すなわち、副作用としての二次汚染の心配があったので、公衆受容が得られ難い。
【0008】
また、従来の真空抽出法は、汚染地層中を減圧させるために地下水位が上昇し、汚染物質が前記VOCsなどである場合には、汚染地層中から当該汚染物質を真空抽出可能なゾーンが狭くなり、浄化の効率が悪い。すなわち、地下水面下の飽和帯にある深い汚染地層で、その飽和体の水中にあるVOCsに対しては、そのVOCsを揮発させにくいので、地下水面より上位の汚染地層が浄化されるのみであり、真空抽出用井戸の最深部までを有効には使えないという無駄があった。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−262751号公報(要約書、第1図)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
現在、有害化学物質により汚染された地層の処理に求められる課題はおよそ以下の通りである。
【0011】
第1の課題として、汚染地層の浄化を原位置で完全に施工できて、二次的な環境汚染の拡散が少ない浄化方法。すなわち、物理作用と化学反応と微生物の代謝と高圧洗浄の何れかによる浄化機能を具備した流体を、井戸から圧入する方法を用いた場合に、大深度の汚染地層まで浄化効力を波及させ、しかも、その化学物質および/または微生物による副作用を阻止できる技術が求められている。
【0012】
第2の課題として、前記流体を、一方の井戸から圧入し、他方の井戸から回収する方法を用いた場合にも、重金属汚染も含んだ広範囲の汚染地層に対してムラ無く高レベルで浄化処理できることが必要である。
【0013】
第3の課題として、重金属を含むあらゆる汚染物質に対して高い固定浄化機能を発揮させる方法が必要である。
【0014】
第4の課題として、経済効果を配慮して構築されるプラントにおいて、特殊な設備などを増強するための費用を最小限にして、汚染地層の破壊効果を上げられる最適条件を確立する必要がある。
【0015】
第5の課題として、揮発性の汚染物質を効率良く回収する方法。すなわち、ある浄化レベル以上を達成するためには、地層中に残留する揮発性の汚染物質を強制的に浄化させるなどにより除去する必要がある。
特に、VOCs浄化に関し、汚染地層中から汚染物質を揮発させ、その汚染物質を含んだ空気を真空ポンプで抜き取る場合は、真空ポンプで汚染地層が減圧されたことにより、飽和帯の地下水位が上昇する。そうすると、飽和帯にある地下水面よりも下位の汚染地層で水中に浸っているVOCsに対しては、そのVOCsを揮発させにくいので、当該地下水面より浅い汚染地層が浄化されるのみになり、浄化の効率が著しく低下するという無駄があった。
そこで、VOCs浄化に関しては、地下水面を押し下げることが必要とされ、そのことは後述する第9の課題としている。
【0016】
第6の課題として、仮に浄化媒体である流体が水であっても無制限に用いた場合は給排水の無駄が生じるだけでなく、二次的な環境汚染を拡散させる可能性もある。また、浄化媒体への添加物も冗費してしまう。従って、浄化媒体である流体の総量を削減することで、添加物も減らして経費節減するとともに、前記流体を不必要に拡散させないようにして、二次的な環境汚染を阻止できる方法を確立する必要がある。
【0017】
第7の課題として、井戸の掘削コストを軽減するためにも、最小限の本数の井戸をより効率良く浄化できるような配置にする必要がある。
【0018】
第8、第9および第10の課題として、既存の浄化設備や技術を併用して効率を高める必要がある。すなわち、第8の課題としては既存の流体洗浄の方法を生かし、第9の課題としては高圧噴射洗浄の方法を生かし、第10の課題としては既存の流体洗浄の装置を併用して効率を高める。
【0019】
特に、第9の課題として、地下水面下の汚染地層中のVOCsは揮発しない。
従って、地下水面より上位の汚染地層が浄化されるのみであり、前記回収井戸の最深部までを有効に使えないという無駄があった。
【0020】
第11の課題として、第6の課題同様に、前記流体を不必要に拡散させないようにして、二次的な環境汚染を阻止できるプラント構成を確立する必要がある。
【0021】
第12の課題として、汚染地層を浄化する目的に沿うように、単一または限られた種類に選ばれた微生物を、通常の生態系内ではあり得ない異常な高密度で地中に注入するバイオオーグメンテーションを実施すると、生態系へ悪影響を及ぼす心配があるので、公衆受容が得られるように安全対策を必要とする。
【0022】
第13の課題として、超高圧噴射を利用する原位置での汚染地層浄化方法及びその装置に関連する技術や設備の範囲内またはその延長上で公衆受容が得られるバイオオーグメンテーションを実施し、目的を達成する。
【課題を解決するための手段】
【0023】
本発明は、汚染地層の浄化を原位置で完全に施工できて、二次的な環境汚染の拡散が少ない浄化方法。すなわち、物理作用と化学反応と微生物の代謝と高圧洗浄の何れかによる浄化機能を具備した流体を、一方の井戸から圧入し、他方の井戸から回収する方法を用いた場合にも、その化学物質および/または微生物による副作用を阻止できる汚染地層浄化方法およびその装置を提供する。
【0024】
請求項1に係る発明では、汚染された地層中に、物理作用と化学反応、そして微生物の代謝とその促進と高圧洗浄の何れかによる浄化機能を具備した流体を圧入する圧入井戸を形成し、前記圧入井戸の壁面または底部に設けられた噴射口から、前記流体を物理作用と化学反応と微生物の代謝と高圧洗浄の何れかの機能を制御する圧力で噴射し、噴射された前記流体が前記地層中を撹拌、洗浄し、汚染物質を分離または分解させ、前記地層中における未分解の汚染物質を含む流体を前記回収井戸から回収することにより前記汚染物質を除去する。
【0025】
このようにしたので、地層の構成粒子である粘土またはシルトあるいは泥岩層の微粒子に絡み付いて離れない汚染物質を物理作用と化学反応と微生物の代謝と高圧洗浄の何れかの機能を好適状態に制御しながら無害化できる。
【0026】
請求項2に係る発明では、前記浄化機能を具備した流体を回収する回収井戸および前記噴射口を上下移動可能とする前記圧入井戸を適宜間隔を有して削孔により形成し、前記圧入井戸と前記回収井戸とは適宜ローテーションにより圧入と回収の役割を交換し、重金属による汚染物が残留していると判断された井戸および/またはその近傍の井戸には、イオン交換物質および吸着物質を充填する。具体的なイオン交換物質および吸着物質としては、ゼオライト、アロフェン,イモゴライトおよび活性炭などがある。これらイオン交換物質および吸着物質には重金属などの有害物質の吸着機能があるので、重金属などの汚染物質は前記イオン交換物質および吸着物質内に取り込まれ、重金属の害毒を封じる作用がある。
【0027】
このようにしたので、前記流体を、一方の井戸から圧入し、他の井戸から回収する方法を用いた場合にも、広範囲の汚染地層に対してムラ無く高レベルで浄化処理できる。しかも、重金属による汚染物質をその汚染地層中で固定浄化処理できる。
【0028】
請求項3に係る発明では、イオン交換物質および吸着物質と、含重金属鉱物形成溶液の少なくとも1種を前記流体に混入することにより、重金属による汚染物質をその汚染地層中で固定浄化処理できる。
【0029】
請求項4に係る発明では、前記流体として20〜500MPaの範囲に加圧された液体および/または0.1〜1.0MPaの範囲に加圧された気体を前記圧入井戸内に圧入する。
【0030】
このようにしたので、流体が浸透し難い粘土またはシルトあるいは泥岩質の汚染地層であっても20〜500MPaの範囲に加圧された液体により、粘土またはシルトあるいは泥岩層をフレーク状に破壊して、均一な微粒子を形成するので、流体を浸透し、撹拌、洗浄できる。
【0031】
また、VOCs汚染地層の場合には、0.1〜1.0MPaの範囲に加圧された気体であれば、当該地層中の地下水などに混じって気泡となり、スパーシングを伴って、浸透、撹拌、洗浄の効果が高められ、当該気泡は未処理汚染物質を前記液体と共に地上に向けて持ち上げるので、無害化処理を施すことが容易になる。
なお、前記物理作用と化学反応と微生物の代謝と高圧洗浄の何れかの機能を促進させるために気体を混入している。
【0032】
請求項5に係る発明では、前記回収井戸からは負圧ポンプで前記流体を吸引するようにしたので、その場合には前記回収井戸周辺の汚染地層内を減圧することにより、VOCsなどの揮発性の汚染物質であれば汚染地層から揮発させるので、無害化処理を施すことが容易になる。
【0033】
請求項6および請求項11に係る発明では、前記回収井戸から回収された前記流体を無害化処理し、前記無害化処理された流体の一部または全部を循環利用するようにしたので、前記流体の使用総量を節約できる。そうすると、前記物理作用と化学反応と微生物の代謝と高圧洗浄の何れかの機能を維持するための前記化学物質や微生物などの使用量も減るのでコストダウンできる。また、前記流体を閉ループで循環すれば、二次的な環境汚染を拡散しにくい。
【0034】
請求項7に係る発明では、前記回収井戸の壁面または底部に設けられた吸収口から、前記汚染地層を介した前記噴射口までの距離を0.5〜5.0mの範囲に設定した。当該設定は、本願発明者が鋭意研究の結果、最も効果的な結果を得たのでその実施形態を開示している。
【0035】
請求項8および請求項10に係る発明では、前記回収井戸から回収された前記流体を無害化処理するため、活性炭による汚染物質吸着手段および/または曝気手段を併用したので、既存の経営資源を効率良く稼動させる既存技術を応用して効率を高められる。従って、環境浄化を業とする者の負担を軽減する。
【0036】
請求項12に係る発明では、微生物の代謝活性を維持する条件で前記流体を前記圧入井戸から圧入する第1の段階と、前記微生物の代謝により汚染地層浄化を行う第2の段階と、前記第2の段階で汚染地層の浄化が完了した後、前記微生物を死滅させる条件に切り換えて前記流体を前記圧入井戸から圧入する第3の段階と、を備えた。
【0037】
このようにしたので、汚染地層を浄化する目的に沿うように、単一または限られた種類に選ばれた微生物を、通常の生態系内ではあり得ない異常な高密度で地中に注入するバイオオーグメンテーションを実施しても、生態系へ悪影響を及ぼす心配もないので、公衆受容が得られる。
【0038】
請求項13に係る発明では、前記微生物を死滅させる条件は当該微生物の生存条件を超えた超高圧噴射により実現するようにしたので、超高圧噴射を利用する原位置での汚染地層浄化方法及びその装置に関連する技術や設備の範囲内またはその延長線上で目的が達成できる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って本発明の実施の形態を説明する。
【0040】
図1は本実施の基本形態を説明する汚染地層による断面模式図である。汚染地層1中に、後述する物理作用と化学反応や微生物の代謝による浄化機能を具備した流体2を圧入する圧入井戸3および流体2を回収する回収井戸4を、所定の間隔(図3参照)で削孔により形成する。流体2は主に水と空気の2相であり、第1の洗浄媒体である水と、第2の洗浄媒体である空気の他に、第3の洗浄媒体を添加するような、汚染地層1の浄化方法と装置が開発されている。
【0041】
圧入井戸3内の壁面に設けられた噴射口5から、流体2を物理作用と化学反応や微生物の代謝機能を制御する圧力で噴射し、汚染地層1中に浸透させることにより汚染地層1中を撹拌、洗浄し、汚染物質6を汚染地層1から分離させる。超高圧ポンプ7により20〜200MPaに加圧された60〜210L(リットル)/minの水と、0.5〜0.5MPaに加圧された300m/hの空気が流体2を構成し、その流体2がその圧力によって圧入井戸3へ圧入されることにより、汚染地層1が粘土やシルトあるいは泥岩であっても目的を達成する。これらの流体2の圧力と量に関しては、汚染地層1の物性すなわち構成粒子・固結度および地下水と、汚染物質6の種類により適切に設定する。
【0042】
また、重金属による地層汚染に対しては、請求項3で定義する「イオン交換物質および吸着物質と、含重金属鉱物形成溶液の少なくとも1種を前記流体に混入する」ことにより、重金属による汚染物質をその汚染地層中で固定浄化処理できる。具体的には、ゼオライト、アロフェン,イモゴライト、活性炭と、含重金属鉱物形成溶液として知られる珪酸アルミナ溶液などのうち少なくとも1種を流体2に混入して用いる。これらイオン交換物質および吸着物質には重金属などの有害物質の吸着機能があるので、重金属などの汚染物質は前記イオン交換物質および吸着物質内に取り込まれ、重金属の害毒を封じる作用がある。
【0043】
すなわち、通常なら流体2が浸透できない粘土やシルトあるいは泥岩層であっても、超高圧噴射水20による撹拌と洗浄の作用により、組織が破壊されて緩められた汚染地層1中に、流体2を浸透させることができる。さらに、VOCs地層汚染などの場合には、流体2を物理作用と化学反応や微生物の代謝機能を制御したり、前述の空気のスパーシング効果が発揮する圧力で噴射すると、浄化が促進する。
なお、請求項3で定義する「含重金属鉱物形成溶液」とは、珪酸アルミナ溶液などをいう。
【0044】
また、圧入井戸3の地上部分に位置する注入孔30には、超高圧ポンプ7の高圧送出管が気密接続されている。そして、超高圧ポンプ7の圧力や流体2の含有成分などは図示せぬ制御盤などにより適宜に加減できる。なお、圧入井戸3の内側にある金属管のロッド31はボーリング削孔では周知であり、噴射口5のついたロッド31のきりもみ回転に伴って噴射口5を回転させ、スプリンクラー作用により、超高圧噴射水20の撹拌と洗浄の効果が高められる。
【0045】
そして、汚染物質6のうち無害化されていない成分を含む流体2を回収井戸4から回収することにより汚染物質6を除去する。圧入井戸3のロッド31の地中側壁に開口した噴射口5から超高圧噴射水20を噴射し、汚染地層1中を撹拌、洗浄することにより、物理作用と化学反応や微生物の代謝による浄化洗浄機能を支援し制御する。ここで、汚染物質6のうち無害化されていない成分を含む流体2を回収井戸4から回収することにより汚染物質6を汚染地層1中から除去し、後述する地上設備(図4)で有害物質と無害物質を分別することができる。
【0046】
なお、地下水面下の汚染地層1で水中にあるVOCsに対しては、VOCsが揮発しにくいので、汚染地層1のうち地下水面より浅い領域が浄化されるのみであり、回収井戸4の最深部までの全部は有効に使えないという無駄があった。そこで、汚染地層1中に汚染地下水22があり、通常の地下水位22aより以下の飽和領域には空気が無く、圧入井戸3から前記2相の流体2を圧入すると、その気体の圧力により圧入井戸3を中心にして、押し下げられた地下水位22bまでの不飽和領域に浄化機能を及ぼすことができる。すなわち、前記汚染地層および汚染地下水に前記流体を高圧で噴射して洗浄することにより、汚染地下水の水位をより深層まで押し下げるので、浄化する以前までは水没していたVOCs汚染地層も空気にさらされることになり、より下位にまで、より広範囲に、より効率良く浄化できる。
【0047】
図2は本実施に好適な汚染地層1による断面模式図である。メタンガスを含む地層には周知のメタン資化細菌21が生息しており、メタン資化細菌21の代謝作用により、表層の汚染土壌10を含む汚染地層1に存在する有害物質6を無害化する。メタン資化細菌21に限らず、ある種の微生物にはその代謝作用により有害物質6を無害化することが知られている。例えば、熱帯魚などを飼育する水槽(図示せず)の飼育水にある種の微生物を添加し、その微生物の代謝機能により飼育水を浄化する方法や、微生物利用の汚水浄化層と類似の原理で汚染物質6を無害化処理する方法が周知であり、浄化の原理は同様である。
【0048】
また、メタン資化細菌21をはじめ、他の微生物や動植物の生態系を含んだ地球規模の自然浄化システムが正常に機能していることにより、人類が健康に生息できることは自明であるが、地球規模の自然浄化システムを局所的な汚染地層1に限定して、その浄化を効率良く実施するようにしたのが本発明の要旨でもある。
【0049】
ここで超高圧ポンプ7(図1参照)により、メタン資化細菌21の代謝機能を適切に制御する圧力に流体2を加圧し、圧入井戸3から超高圧噴射水20として汚染地層1に浸透し、汚染地層1を撹拌し、メタン資化細菌21の増殖および代謝を支援するように噴射し、浸透させて、浄化効率を高める。超高圧噴射水20の圧力が、請求項1で定義する「前記流体を物理作用と化学反応、そして微生物の代謝とその促進と高圧洗浄の何れかの機能を制御する圧力」を意味する。
【0050】
図2では洗浄媒体である流体2には、汚染地層1中に含まれる汚染地下水22を回収井戸4で回収してそのまま循環させている。当該汚染地下水22には天然のメタン資化細菌21が含まれていることをそのまま利用しているが、もし天然のメタン資化細菌21では不足ならば人工的にメタン資化細菌21を流体2に添加すれば良い。また、メタン資化細菌21の増殖を促進させて代謝を促すような気体や栄養を流体2に添加しても良い。図2は天然状態で既に備わっている自然浄化システムを局所的な汚染地層1に限定し、その浄化を加速して効率良く実施するようにした形態であり、メタン資化細菌21の増殖を適宜に促進させるような周知の手段を追加して実用に供する。
【0051】
以下に、公衆受容が得られるバイオオーグメンテーションに関する実施の形態を説明する。
ここに、請求項12で定義する「微生物の代謝活性を維持する条件で前記流体を前記圧入井戸から圧入する第1の段階と、前記微生物の代謝により汚染地層浄化を行う第2の段階」を実行する根拠は以下の通り。
メタン資化細菌については100MPa以上の高圧噴射で増殖能の低下および汚染物質分解を担う酵素、メタン酸化酵素の活性の低下がみられ、代謝活性を維持する条件は40MPaであることが示された。また、350MPa以上の高圧噴射および400MPa以上の静水圧では、メタン資化細菌の増殖能に著しい低下と汚染物質分解を担う酵素、メタン酸化酵素の活性に著しい低下がみられた。
従って、メタン資化細菌を40MPa以下の圧力で高圧噴射するならば、微生物の代謝活性を維持する条件が満足されるので「前記流体を前記圧入井戸から圧入する第1の段階と第2の段階」を実行できる。
【0052】
つぎに、前記第2の段階で汚染地層の浄化が完了した後、「前記微生物を死滅させる条件に切り換えて前記流体を前記圧入井戸から圧入する第3の段階」において、好ましくは「当該微生物のみを死滅させる条件」である。400MPa以上の圧力で高圧噴射するならば、メタン資化細菌のほとんどが死滅するため、第3の段階を実行できる。なお、「二次汚染の原因にならずに当該微生物を死滅させる条件」であれば、現在は未確立の他の方法でも構わない。
【0053】
さらに、請求項13で定義する「前記微生物を死滅させる条件は当該微生物の生存条件を超えた超高圧噴射により実現する」としているように、前記回収井戸から回収した流体を、その中に含まれるメタン資化細菌が死滅する400MPa以上の圧力の超高圧噴射設定に切り換えてから、前記圧入井戸から再圧入する。
【0054】
このようにバイオオーグメンテーションを実施すれば、生態系へ悪影響を及ぼす心配もないので、公衆受容が得られる。
しかも、超高圧噴射を利用する原位置での汚染地層浄化方法及びその装置に関連する技術や設備の範囲内またはその延長線上で目的が達成できる。
【0055】
なお、地下水の水面よりも深い汚染地層1で水中にあるVOCsに対しては、VOCsを揮発させにくいが、圧入井戸3を中心にして、空気を含んだ超高圧噴射水20を噴射して洗浄することにより、汚染地層1をフレーク状に撹拌し、かつ汚染地下水22の水位を高圧で押し下げられた地下水位22bに示すように、より深層まで押し下げる。
従って、浄化する以前までは地下水に水没して揮発できなかったVOCsも空気にさらされることになり、より深層まで、より広範囲に、より効率良く浄化できる。
【0056】
図3は圧入井戸3および回収井戸4の配置を示す模式図である。地面100から削孔(ボーリングなど)により圧入井戸3および回収井戸4を、適宜間隔を有して形成する。また、圧入井戸3および回収井戸4にはそれぞれの注入孔30および抽出孔40が地上に通じ、図示せぬ地上設備(図4参照)に接続されている。また、圧入井戸3を構成する金属管のロッド31(図1,4参照)の壁面または底部に設けられた噴射口5から、回収井戸4の壁面または底部に設けられた吸収口8までの距離Dを0.5〜5.0mの範囲に設定している。距離Dは汚染地層1に対する流体2の浸透性により適宜に加減する。すなわち、浸透性の良い砂の地層ならば距離Dを長く、しかも流体2の圧力も比較的低くする。逆に、浸透性の低い粘土やシルトあるいは泥岩の地層ならば距離Dを短く、しかも流体2の圧力を相当に高く設定する。
【0057】
流体2が水と空気であるならば、それぞれが加圧された状態で噴射口5まで供給され、噴射口5で適宜に混合されるノズル形状(図示せず)にすることにより、気泡を含む超高圧噴射水20(図1,図2)を発生するので、スパーシング現象を伴う地層破壊作用があり、浸透性に乏しい粘土やシルトあるいは泥岩の地層に対しても高い洗浄効果を発揮する。
【0058】
回収井戸4を構成する金属管の壁面に設けられた吸収口8は、一例として、幅2mm×長さ150mmのスリット孔の多数によりスクリーン(図8に示すフィルタ)47を形成している。このスクリーン47の前後に圧力差、すなわち金属管の外部が高圧で内部が低圧であれば、流体2の通過は可能であり、井戸孔の壁とスクリーン47間にある目詰まり防止砂44(図8)によって、不用な土砂などが回収井戸4に浸入することを阻止される。従って、土砂などが井戸内を埋め尽くして使用不能にすることもない。なお、地層の状態によってスクリーンの形態を適切に選択することが望ましい。
【0059】
図4はプラント構成を示す模式図であり、汚染地層1の所在地にプラントを構成し、浄化の目的を達成したら当該プラントを撤去し、他の現場に移動してプラントの反復利用する車載可搬プラントである。以下に、その構成、作用および効果を合わせて説明する。
【0060】
圧入井戸3と回収井戸4はボーリング装置50により金属管を使って削孔される。圧入井戸3を金属管で構成するロッド31は図1で説明した通り、地中できりもみ状に回転し、地中の噴射口5から噴射される超高圧水20によるスプリンクラー作用で、汚染地層1への撹拌と洗浄の効果を与える。
なお、圧入井戸3にのみボーリング装置50が接続されているが、回収井戸4にも当初は同様にボーリング装置50が接続されて観測用、回収用、圧入用の何れにも流用可能なように削孔される。そして、圧入井戸3として用いる場合にのみロッド31をきりもみ回転させる必要があるのでボーリング装置50接続して駆動するが、回収井戸4や観測井戸として用いる場合は、その用途の井戸が完成した時点で、当該井戸からボーリング装置50が外されている。
【0061】
回収井戸4は地上の抽出孔40を開放せずに、切換接続自在のバルブ42を介して回収母管41に接続され、測定器(図示せず)を接続すれば、汚染程度を計測する事もできる。回収母管41は真空ポンプ51で吸引されることにより、複数の回収井戸4から洩れなく回収された流体2を、蓋付きの(図4では省略)ノッチタンク52へと汲み上げる。洗浄作用により汚染物質6(図1)が取り込まれた汚染水とVOCsなどの汚染気体を含んだ流体2のうち、汚染水に対しては二槽式のノッチタンク52において汚染物質6を沈殿させて除去することもできる。汚染物質6を第一槽で荒く沈殿させた後に、第一槽からV字型切り欠き部を通過してあふれた上澄みを第二槽に溜めて同様に沈殿させ、第二槽の上澄みを曝気装置53に送るようにしても良い。その場合はノッチタンク52に適切な沈殿剤などを加えればさらに効果的である。ノッチタンク52ではV字型切り欠き部を通過する液体の流量はノッチの水位で計測されて、VOCsなどの有害物質含む水溶液は曝気装置53に連続的に送り込まれ、曝気装置53により、無害化処理される。無害化処理の際に曝気装置53で分離されたVOCsなどを含む有害な気体は活性炭吸着塔55で無害化処理された後で大気中に放出される。VOCs汚染の場合などには、曝気装置53で無害化処理された水は二槽式の水槽54で一時蓄積され、循環利用に供される。
なお、二槽式のノッチタンク52において汚染物質6を沈殿させて除去した沈殿処理もしくは、さらに高度の浄化作用のある沈殿処理を二槽式の水槽54で行うこともできる。
【0062】
水槽54で一時蓄積され、連続作業を継続するのに必要な量を確保された水は超高圧ポンプ7により200Mpa前後に加圧され、同時に超高圧ポンプ7により0.5Mpa前後に加圧された空気と混合され、高レベルのエネルギーを潜在させた流体2が、ボーリング装置50を介し、圧入井戸3の地上部にある注入孔30から圧入される。そして、圧入井戸3の地中側壁に開口した噴射口5から汚染地層1へ噴射される。噴射口5では水と空気のそれぞれが加圧された状態で噴射口5まで供給され、噴射口5のノズル(図示せず)で適宜に混合されることにより高圧洗浄効果を生ずる。ここで、第1の洗浄媒体を水、第2の洗浄媒体を空気、第3の洗浄媒体として請求項3でいう「イオン交換物質および吸着物質と、含重金属鉱物形成溶液の少なくとも1種」を混入するようにしても良い。
【0063】
このようにして発生した、気泡を含む超高圧噴射水20は汚染地層1に対し、スパーシング現象と前記スプリンクラー作用が相乗して相当の地層破壊作用と洗浄効果をおよぼす。従って、浸透性に乏しい粘土やシルトあるいは泥岩の汚染地層1に対しても高い洗浄効果を発揮する。特に、注入された超高圧噴射水20とスパーシングされた圧縮空気が、水中に溶解している汚染物質6や土粒子に吸着している汚染物質6と接触することにより、汚染物質6が水や土粒子から気化し、分離・脱却させる効果のあることが確認されている。
【0064】
さらに、高圧条件下となるために、飽和帯の地下水位が下降することで不飽和帯は拡大し、汚染浄化の可能な範囲が拡大する。すなわち、VOCsなどは、地下水に浸った状態では揮発できないことから、汚染地層1中の地下水が高圧条件下で押し下げられることにより、当該VOCsなども空気にさらされて気化するので、効率良く浄化できる。
【0065】
続いて、動作について説明する。
図5は汚染地層1の浄化方法の施工順序を示すフローチャートである。まず、地層を破壊するステップS1では、圧入井戸3の噴射口5から噴射される超高圧噴射水20により、粘土やシルトあるいは泥岩の汚染地層1に対しても、地層組織を破壊し、透水性を高め、超高圧噴射水20の状態で流体2を浸透させる。ここでは水圧20〜200MPaとし、0.5〜0.7Mpa程度に加圧した空気300m/hを混合すると効果的である。しかし、経済効果を配慮して実用化されたプラントにおいて、400MPaを超える水圧を圧入できるようにしても、無理に特殊な設備を増強するために多額の費用を要する割には、汚染地層1への破壊効果が上がらないことを、現段階では確認されている。
【0066】
好結果を得られた例として、20〜30L(リットル)/minの流量で超高圧噴射水20が噴射口5から汚染地層1に注入されると、人工的に飽和帯を形成(S2)する。不飽和帯に飽和した流体2は、追加注入された分量だけ逃げ道を確保して人工的に飽和帯から排除される。その形成された飽和帯のなかに回収井戸4の吸収口8が開口していれば、飽和帯中の流体2は、吸収口8に出口を求め、そこから回収井戸4を経由し、汚染物質6とともに地表へ排出されるので、形成された飽和帯からも回収される。噴射口5から吸収口8まで2m前後の距離Dがあり、この距離Dを流体2が通過するまでの間に汚染地層1を浄化する。距離Dは汚染地層1の物性と汚染物質6の種類に応じて加減し、0.5〜5.0mの範囲で適切に設定される。
【0067】
吸収口8から回収井戸4へと移動した流体2は、地上まで垂直に伸びる回収井戸4内を気泡の上昇に伴って揚水(S3)される。また、複数の回収井戸4を地上で連結した回収母管41は真空ポンプ51で吸気され(図4)る。そして超高圧浄化下では、汚染地層1内の不飽和帯で形成された高圧の流体2を回収井戸4から揚水(S3)する作用もある。なお、真空ポンプ51の負圧と超高圧との圧力差により、汚染地層1内の揮発性物質の揮発を促すので、VOCsなどの残留分を汚染地層1内から残らず回収する効果がある。
【0068】
真空ポンプ51の流体吸入口から回収されたVOCsを含む流体2は曝気槽53で曝気(S4)され、VOCsを含む気体と、VOCsの除去された水に分離される。ここで汚染物質がVOCsだけなので、流体2が完全に無害化処理されたものと判断されたならば、放出・排水(S7)してもよい。また、循環利用した方が有利と判断されたならば当該流体2を洗浄媒体として循環再利用(S8)する。例えば無害化処理された水を水槽54に一時蓄積し、超高圧ポンプ7により、圧入井戸3へと再注入する。
【0069】
VOCsの除去された水に重金属が含まれていれば、その重金属の種類に応じて無害化処理(S5)する。なお、この無害化処理(S5)は既に確立された技術であり、更なる説明は省略する。
【0070】
一方、VOCsを含む流体2が曝気装置53で曝気(S4)される際に、流体2から分離されたVOCsを含む有毒な気体は、大気汚染の原因にならないように、活性炭吸着塔55で有毒成分を吸着除去し、無害化処理(S6)された後に大気中へと放散(S7)される。
【0071】
なお、図5のフローチャートで示した施工順序においては、物理作用と化学反応、そして微生物の代謝とその促進と高圧洗浄の何れかによる浄化機能を具備した流体を圧入するように明示していないが、これは図2で示したメタン資化細菌を予め含有する汚染地層1の場合を想定しており、既に微生物の代謝による浄化機能を具備した流体2であることが前提になっている。
【0072】
ここで、請求項1で定義した「物理作用と化学反応、そして微生物の代謝とその促進と高圧洗浄の何れかによる浄化機能」を組成する物質などを具体的に例示する。前述したメタン資化細菌とは異なる性質で嫌気性のメタン生成微生物の栄養源としては、乳酸、メタノール、エタノール、酢酸、クエン酸、ピルビン酸、ポリペプトンなどに代表されるメタン生成微生物の増殖栄養源として一般に知られている栄養素でよい。
【0073】
また、硫酸還元微生物の増殖栄養源としては、乳酸、メタノール、エタノール、酢酸、クエン酸、ピルビン酸、ポリペプトン、糖含有有機物などに代表される硫酸還元微生物の増殖栄養源として一般に知られている栄養素でよい。さらには、従属栄養型嫌気性微生物の増殖栄養源として、メタン発酵処理の対象となっている有機性廃水・廃棄物は効果的であり、例えば、ビール醸造廃水、でん粉廃水、酪農廃水、製糖廃水や、ビール粕、オカラ、汚泥などが挙げられる。
【0074】
そして、流体2に添加する無機還元剤として、例えば還元鉄、鋳鉄、鉄−シリコン合金、チタン合金、亜鉛合金、マンガン合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、カルシウム合金およびこれらの水溶性化合物からなる群から少なくとも1種を選ぶと良い。このような還元剤の存在下において、物理作用と化学反応および微生物の組み合わせによる還元性ハロゲン化を促進することができる。
【0075】
前記還元剤には、特に、還元鉄や鋳鉄などを多く含むことが好ましい。あるいは、前記還元剤が、鉄−シリコン合金、チタン−シリコン合金、チタン−アルミニウム合金、亜鉛−アルミニウム合金、マンガン−マグネシウム合金、アルミニウム−亜鉛−カルシウム合金、アルミニウム−スズ合金、アルミニウム−シリコン合金、マグネシウム−マンガン合金、および、カルシウム−シリコン合金からなる群から選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。
【0076】
そして、前記還元剤が、有機酸または次亜リン酸と、鉄、チタン、亜鉛、マンガン、アルミニウムまたはマグネシウムとからなる塩であってもよい。
さらに、前記還元剤は浄化媒体である流体2の主成分が水である場合が多いので、水溶性化合物であることが好ましい。
【0077】
なお、還元剤の使用量は、汚染物質6の状態により適宜に加減するように、実施に当たっては現場で予備試験を行い、現場の条件に合わせて個々に添加濃度を決定すべきである。
また、流体2に混入する物質は、前記還元剤に限定する必要も無く、酸化剤でも効果的であるが、具体的な説明は省略する。
【0078】
図6は複数井戸の配置およびそのローテーションを示す平面図である。また、図7は井戸のローテーションを加味した施工順序を示すフローチャートである。
これらの図6と図7に沿って、圧入井戸3と回収井戸4を適宜に役割交換するローテーションを簡単に説明する。
【0079】
まず、汚染地層1と推定されるところの地上に2m間隔で碁盤目状にA,B,C〜W,X,Yの順に井戸を削孔(S11)する。この段階で各井戸A〜Yを観測井戸として、汚染地層1のサンプリング調査することにより、地層汚染診断が可能である。汚染地域の中心部の井戸Yまで削孔したら、その井戸Yを圧入井戸3にする(S12)。その際、ボーリング装置50では削孔用のロッド(図示せず)から、高圧噴射水20を圧入可能なロッド31に取り換えて超高圧ポンプ7の送出管と接続する。
【0080】
図6において、Y以外の他の井戸A〜Xを回収井戸4にする(S13)。具体的には図8に沿って後述する。回収井戸4の抽出孔40に測定器を接続し、抽出される流体2により汚染物質6の成分、濃度および分布などを各井戸A〜Xで測定(S14)する。測定結果によって、浄化の方法を最適に設定できる。
【0081】
圧入井戸Yの直近周辺の井戸Q,R,S,T,U,V,W,Xを回収井戸4にする(S15)。ただし、ローテーションの説明のために典型的な方法を例示しているに過ぎない。
【0082】
つぎに、圧入井戸3をYからXへローテーションする(S16)。そして、圧入井戸Xの直近周辺の井戸P,Q,R,Y,V,W,N,Oを回収井戸4にする(S17)。
【0083】
さらに、圧入井戸3をX,W,V,U,T,S,R,Qへローテーションする(S18)。そして、圧入井戸Qおよび圧入井戸Qに対応する回収井戸A,B,C,R,Y,X,O,Pに所定の機能を実行させたならば、前述した測定結果によって、浄化不完全な地点の回収井戸を圧入井戸にし、同一要領で浄化を進める(S19)。さらに前述した測定結果によって、浄化の達成度合いを確認(S20)できる。未達成ならばS12〜S20のローテーションと確認を繰りすことにより、完全な浄化を達成できる。
【0084】
図8は主に回収井戸管の詳細を示す図であり、(a)柱状推定模式図、(b)断面図、(c)スクリーンの拡大図、(d)スクリーンを構成するスリットの配置図である。
【0085】
図8(a)柱状推定模式図に示すように、地下14〜42mの範囲が汚染地層1であり、非汚染地層9とは違った地質状態である場合、図8(b)に示すように金属管43を井戸の中へ垂直に挿入する。金属管43外周には図8(c),(d)に示すスリット48による微細孔がスクリーン47の機能を具備した吸収口8(図3)を構成している。スクリーン47は地下42〜11mの範囲にわたる金属管43に設定されており、その金属管43外周と井戸の内壁の間隙には目詰まり防止砂44として硅砂2号を詰める。そして、地下11〜10mに遮水シール45を詰めることにより、汚染地層1と地表とを気密に保持する。地下1mから地表までは埋め戻し土46で埋め戻す。
【0086】
なお、遮水シール45と同様の目的で、図示しないエアー・パッカー(気密蓋)や、厚さ30cm位の均(なら)しコンクリートで地表を密封状態に覆い被せると、流体2の洩れが無いので、効果的である。
【0087】
図8(b)に示した井戸の中へ垂直に挿入された金属管43は必要に応じて、引き上げることができる。従って、図6に示した井戸のローテーションを実現するには、回収井戸4から圧入井戸3へ、さらにその逆へと切り換える。その際に、各井戸で浄化達成度を観測し、もし重金属による汚染の浄化が未達成であると判断されたならば、重金属による汚染物が残留していると判断された井戸および/またはその近傍の井戸には、イオン交換物質および吸着物質を充填する。
なお、図7および図8では省略しているが、前記イオン交換物質および吸着物質は粉末または顆粒状の物を金属管43の内側に地上から降り注ぎ、当該井戸の低部まで充填した後で、金属管43を地上に抜去すれば良いし、他の方法でも構わない。
【0088】
具体的なイオン交換物質および吸着物質としては、ゼオライト、アロフェン,イモゴライトおよび活性炭を用いる。これらイオン交換物質および吸着物質には重金属などの有害物質の吸着機能があるので、重金属などの汚染物質は前記イオン交換物質および吸着物質内に取り込まれ、重金属の害毒を封じる作用がある。このようにしたので、前記流体を、一方の井戸から圧入し、他の井戸から回収する方法を用いた場合にも、広範囲の汚染地層に対してムラ無く高レベルで浄化処理できる。しかも、重金属による汚染物質をその汚染地層中で固定浄化処理できる。
【0089】
そして、図4に示した地上の設備配置も図5ないし図7に示した手順に沿って対応する。このようにして、汚染地層1を完全浄化した後は、全てのプラントを撤去し、井戸を埋め戻すなどして完了する。
また、重金属による汚染物質は前記イオン交換物質および吸着物質内に取り込まれ、重金属の害毒を封じている。すなわち、重金属などの場合には、鉱物固定することにより溶出しない。
【0090】
【発明の効果】
以上、説明したように請求項1に係る発明によれば、微粒子状の粘土またはシルトあるいは泥岩に絡み付いて離れない汚染物質を物理作用と化学反応と微生物の代謝と高圧洗浄の何れかの機能を好適状態に制御しながら無害化できる。
【0091】
請求項2に係る発明によれば、広範囲の汚染地層に対してムラ無く高レベルで浄化処理される。しかも、重金属による汚染物質をその汚染地層中で固定浄化処理できる。
【0092】
請求項3に係る発明によれば、重金属による汚染物質をその汚染地層中で固定浄化処理できる。
【0093】
請求項4に係る発明によれば、流体が浸透し難い粘土またはシルトあるいは泥岩質の汚染地層であっても20〜500MPaの範囲に加圧された液体は、粘土またはシルトあるいは泥岩質を加熱しながら破壊し、浸透し、撹拌、洗浄できる。また、0.1〜1.0MPaの範囲に加圧された気体であれば、当該地層中の地下水などに混じってスパーシングによる微小気泡となり、撹拌、洗浄の効果が高められ、当該気泡は未処理汚染物質を前記液体と共に地上に向けて持ち上げるので、無害化処理を施すことが容易になる。
【0094】
請求項5に係る発明によれば、前記回収井戸周辺の汚染地層を減圧することにより、揮発性の汚染物質であれば汚染地層から揮発させるので、無害化処理を施すことが容易になる。
【0095】
請求項6に係る発明によれば、前記流体の使用総量を少なくすれば、前記物理作用と化学反応と微生物の代謝と高圧洗浄の何れかの機能を維持するための前記化学物質や微生物などの使用量も減るので経費節減できる。また、前記流体を閉ループで循環すれば、二次的な環境汚染を拡散しにくい。
【0096】
請求項7に係る発明によれば、少ない井戸数で効率良く浄化できる。
【0097】
請求項8、請求項9および請求項10に係る発明によれば、既存の浄化設備や技術を併用して効率を高められる。すなわち、地球規模の社会的急務と位置付けられる汚染された環境の浄化を業とする者の負担を軽減できるように、既存の浄化設備や技術を併用することにより、限られた経営資源を効率良く稼動させ、汚染地層を浄化し、地球環境を守ることができる。
【0098】
特に、請求項9に係る発明によれば、前記流体を前記汚染地層に高圧で噴射することにより、汚染地下水の水位をより深層まで押し下げるので、浄化する以前までは水没していたVOCs汚染地層などの場合には、空気にさらされることになり、より深層まで、より広範囲に、より効率良く浄化できる。
【0099】
請求項11に係る発明によれば、経費節減できる。また、前記流体を閉ループで循環すれば、二次的な環境汚染が拡散されにくい。
【0100】
請求項12に係る発明によれば、汚染地層を浄化する目的に沿うように、単一または限られた種類に選ばれた微生物を、通常の生態系内ではあり得ない異常な高濃度で地中に注入するバイオオーグメンテーションを実施しても、当該微生物が異常増殖する二次汚染がなく、生態系へ悪影響を及ぼす心配もないので、公衆受容が得られる。
【0101】
請求項13に係る発明によれば、前記微生物を死滅させる条件は当該微生物の生存条件を超えた超高圧噴射により実現するようにしたので、超高圧噴射を利用する原位置での汚染地層浄化方法及びその装置に関連する技術や設備の範囲内またはその延長線上で目的が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の基本形態を説明する汚染地層による断面模式図である。
【図2】本実施に好適な汚染地層による断面模式図である。
【図3】圧入井戸および回収井戸の配置を示す模式図である。
【図4】プラント構成を示す模式図である。
【図5】汚染地層1の浄化方法の施工順序を示すフローチャートである。
【図6】複数井戸の配置およびそのローテーションを示す平面図である。
【図7】井戸のローテーションを加味した施工順序を示すフローチャートである。
【図8】主に回収井戸管の詳細を示す図であり、(a)柱状推定模式図(b)断面図(c)スクリーンの拡大図(d)スクリーンを構成するスリットの配置図である。
【符号】
1 汚染地層
2 流体
3 圧入井戸
4 回収井戸
5 噴射口
6 汚染物質
7 超高圧ポンプ
8 吸収口
10 汚染土壌
11 粘土層
20 超高圧噴射水
21 メタン資化細菌
22 汚染地下水
22a 通常の地下水位
22b 押し下げられた地下水位
30 注入孔
31 ロッド
40 抽出孔
42 バルブ
43 金属管
44 目詰まり防止砂
45 遮水シール
46 埋戻土
47 スクリーン
48 スリット
49 底蓋
50 ボーリング装置
51 真空ポンプ
52 ノッチタンク
53 曝気装置
54 水槽
55 活性炭吸着塔
100 地面
D 噴射口5から吸収口8までの距離
[0001]
FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for purifying in situ a stratum (a stratum and / or a rock body including a soil layer and groundwater) contaminated with harmful chemical substances.
[0002]
[Prior art]
In addition to conventionally known heavy metals, contamination of the formation with volatile organic chlorine-based chemical substances (hereinafter also referred to as “VOCs”), for example, organic solvents such as trichloroethylene and tetrachloroethylene has become a serious social problem in recent years. In order to effectively and efficiently remove and detoxify these heavy metals and VOCs (hereinafter also referred to as “contaminants”), the biodegradation reaction of microorganisms as well as chemical methods is used to contaminate the contaminated stratum. Contaminated formation purification methods that are to be purified at locations are being put to practical use.
[0003]
Attention has also been paid to a method of treating an organic chlorine compound more simply in a shorter time by combining a physicochemical reaction with a biological reaction. These in-situ contaminated formation remediation methods are not expected to require large-scale excavation, migration, and backfilling of pollutant-containing soil, and are thus expected to be a technology that enables low-cost purification treatment.
[0004]
In other words, as a purification treatment using physical / chemical methods or microbiological methods (bioremediation), focusing on groundwater veins and installing a water intake facility downstream in the flow direction of pollutants to collect contaminated water and prevent its diffusion For treating contaminated water that has been collected, also for providing a contaminated water treatment area on the downstream side in the flow direction, for treating contaminants that permeate (pass), and inject microorganisms and nutrients upstream of the VOCs contamination source and diffuse it to the contamination area Methods for treating pollutants are known.
[0005]
In addition, when purifying the contaminated soil and / or contaminated groundwater in situ, the biomass is grown under anaerobic conditions using a carbon source and an inorganic reducing agent necessary for the growth and survival of microorganisms (mainly anaerobic bacteria) in the soil. The purpose of this method is to maintain the environment for chemical and physicochemical purification treatment for a certain period of time at low cost completely and without using large-scale dedicated equipment. For example, see Patent Document 1).
[0006]
However, in the case of the above-mentioned method of purifying a contaminated geological formation that depends on the groundwater flow, it is rather reluctant and a method of entrusting the results to the flow of the groundwater. That is, it takes only a long time to treat the pollutants eluted in the groundwater, and elute and purify the pollutants from the entire contaminated stratum which is difficult to purify. Also, the flow of polluted groundwater is not uniform, making it difficult to collect and treat all pollutants. It is also very unlikely that the injected chemicals or microorganisms or nutrients will spread throughout the contaminated formation.
And because of the particularly complex stratum structure, there are many cases in which the pollution is increased with the chemical substances used for purification.
[0007]
Among the bioremediation methods, the technique of introducing bacteria having a high contaminant decomposability (bioaugmentation) may cause the injected microorganisms to diffuse into the surrounding stratum and cause adverse effects. In other words, there was concern about secondary contamination as a side effect, and it was difficult to obtain public acceptance.
[0008]
In the conventional vacuum extraction method, the groundwater level rises to reduce the pressure in the contaminated formation, and when the contaminant is the VOCs or the like, the zone where the contaminant can be vacuum extracted from the contaminated formation is narrow. And purification efficiency is poor. That is, it is difficult to volatilize the VOCs in the saturated water below the groundwater level in the saturated zone below the groundwater surface, and only the contaminated layer above the groundwater surface is purified because the VOCs are hard to volatilize. However, there is a waste that the deepest part of the vacuum extraction well cannot be used effectively.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-262751 (Abstract, FIG. 1)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
At present, the tasks required to treat geological formations contaminated by harmful chemicals are as follows.
[0011]
As a first problem, a purification method capable of completely purifying a contaminated stratum in situ and reducing the diffusion of secondary environmental pollution. That is, when using a method of injecting a fluid having a purification function by any of physical action, chemical reaction, metabolism of microorganisms, and high-pressure washing from a well, the purification effect spreads to a deeply contaminated stratum, and There is a need for a technique that can prevent the side effects of chemicals and / or microorganisms.
[0012]
As a second problem, even when a method of injecting the fluid from one well and recovering the fluid from the other well is used, even in a wide range of contaminated layers including heavy metal contamination, purification treatment is performed at a high level without unevenness. You need to be able to do it.
[0013]
As a third problem, there is a need for a method of exhibiting a high fixed purification function for all pollutants including heavy metals.
[0014]
As a fourth problem, it is necessary to establish the optimal conditions for improving the destruction effect of the contaminated stratum by minimizing the cost of enhancing special facilities and the like in a plant constructed with consideration for economic effects. .
[0015]
A fifth problem is a method for efficiently collecting volatile pollutants. That is, in order to achieve a certain level of purification or more, it is necessary to remove volatile contaminants remaining in the stratum by forcibly purifying them.
In particular, regarding the purification of VOCs, when contaminants are volatilized from the contaminated stratum and air containing the contaminants is extracted by a vacuum pump, the groundwater level in the saturated zone rises due to the decompression of the contaminated stratum by the vacuum pump. I do. Then, it is difficult to volatilize the VOCs in the contaminated stratum below the groundwater table in the saturated zone, so that the VOCs are not easily volatilized, and only the contaminated stratum shallower than the groundwater table is purified, and the purification is performed. There is a waste that the efficiency of the process is remarkably reduced.
Therefore, with regard to VOCs purification, it is necessary to lower the groundwater table, which is a ninth problem described below.
[0016]
As a sixth problem, if water is used as a purification medium even if water is used without limitation, not only waste of water supply and drainage occurs but also secondary environmental pollution may be diffused. In addition, additives to the purification medium are also wasted. Therefore, by reducing the total amount of the fluid that is the purification medium, it is possible to reduce the amount of additives and thereby save costs, and to establish a method capable of preventing unnecessary diffusion of the fluid and preventing secondary environmental pollution. There is a need.
[0017]
As a seventh problem, in order to reduce the cost of excavating wells, it is necessary to arrange the minimum number of wells so that they can be purified more efficiently.
[0018]
Eighth, ninth, and tenth issues require that existing purification equipment and technologies be used together to increase efficiency. That is, the eighth problem is to utilize the existing fluid cleaning method, the ninth problem is to utilize the high-pressure jet cleaning method, and the tenth problem is to increase the efficiency by using the existing fluid cleaning device together. .
[0019]
In particular, as a ninth problem, VOCs in the contaminated formation below the groundwater table do not volatilize.
Therefore, only the contaminated stratum higher than the groundwater table is purified, and there is a waste that the deepest part of the recovery well cannot be used effectively.
[0020]
As an eleventh problem, similarly to the sixth problem, it is necessary to establish a plant configuration that can prevent secondary environmental pollution by preventing unnecessary diffusion of the fluid.
[0021]
A twelfth task is to inject microorganisms of a single or limited type into the ground at an unusually high density that is not possible in a normal ecosystem, in order to purify the contaminated strata. Conducting bioaugmentation may have adverse effects on ecosystems, and require security measures to gain public acceptance.
[0022]
As a thirteenth problem, a bioaugmentation that obtains public acceptance within a range or an extension of technology and equipment related to an in-situ contaminated formation purification method and apparatus using ultra-high pressure injection is performed, Achieve the goal.
[Means for Solving the Problems]
[0023]
The present invention provides a method of purifying a contaminated geological formation that can be completely carried out in situ, and that has a small diffusion of secondary environmental pollution. That is, even when a method of injecting a fluid having a purifying function by one of physical action, chemical reaction, metabolism of microorganisms, and high-pressure washing from one well and recovering the fluid from the other well is used. And / or a method and an apparatus for purifying a contaminated formation that can prevent side effects caused by microorganisms.
[0024]
In the invention according to claim 1, in the contaminated stratum, a pressurized well for pressurizing a fluid having a purifying function by physical action and chemical reaction, and metabolism of microorganisms and promotion or high-pressure washing thereof is formed, Injecting the fluid at a pressure that controls one of the functions of physical action, chemical reaction, metabolism of microorganisms, and high-pressure washing from an injection port provided on the wall surface or the bottom of the injection well, and the injected fluid is The contaminants are removed by stirring and washing the formation, separating or decomposing the contaminants, and collecting a fluid containing the undecomposed contaminants in the formation from the recovery well.
[0025]
Because of this, contaminants that remain entangled with the fine particles of the clay or silt or mudstone, which are the constituent particles of the stratum, are controlled to a suitable state for any of the functions of physical action, chemical reaction, metabolism of microorganisms, and high-pressure washing. While harmless.
[0026]
In the invention according to claim 2, a recovery well for recovering the fluid having the purifying function and the press-fit wells capable of vertically moving the injection port are formed by drilling at appropriate intervals, and the press-fit well is formed. The role of press-fitting and collecting is exchanged with the collecting well by appropriate rotation, and the wells determined to have contaminants due to heavy metals and / or wells in the vicinity thereof are filled with an ion-exchange substance and an adsorbing substance. . Specific examples of ion exchange substances and adsorption substances include zeolite, allophane, imogolite and activated carbon. Since these ion-exchange substances and adsorbents have a function of adsorbing harmful substances such as heavy metals, contaminants such as heavy metals are taken into the ion-exchange substances and adsorbents and have the effect of sealing off heavy metal poisons.
[0027]
With this configuration, even when a method of injecting the fluid from one well and recovering the fluid from the other well is used, it is possible to purify the contaminated formation in a wide range at a high level without unevenness. In addition, heavy metals can be fixed and purified in the contaminated formation.
[0028]
In the invention according to claim 3, by mixing at least one of the ion-exchange substance and the adsorption substance and the heavy metal mineral forming solution into the fluid, the contaminant due to the heavy metal can be fixed and purified in the contaminated formation.
[0029]
In the invention according to claim 4, a liquid pressurized to a range of 20 to 500 MPa and / or a gas pressurized to a range of 0.1 to 1.0 MPa is injected into the injection well as the fluid.
[0030]
As a result, the clay, silt, or mudstone layer is broken into flakes by a liquid pressurized in the range of 20 to 500 MPa even in a clay or silt or mudstone contaminated layer where the fluid hardly penetrates. Since uniform fine particles are formed, fluid can be permeated, stirred, and washed.
[0031]
In the case of a VOCs-contaminated stratum, if the gas is pressurized in the range of 0.1 to 1.0 MPa, the gas mixes with the groundwater in the stratum to form bubbles, which are accompanied by sparsing, and are impregnated and stirred. The cleaning effect is enhanced, and the air bubbles lift untreated contaminants together with the liquid toward the ground, thereby facilitating detoxification.
A gas is mixed to promote any of the physical action, chemical reaction, metabolism of microorganisms, and high-pressure washing.
[0032]
In the invention according to claim 5, the fluid is sucked from the recovery well by a negative pressure pump. In this case, the pressure in the contaminated stratum around the recovery well is reduced to reduce the volatility of VOCs and the like. Since the contaminant is volatilized from the contaminated stratum, it is easy to perform the detoxification treatment.
[0033]
In the invention according to claim 6 and claim 11, the fluid recovered from the recovery well is detoxified, and a part or all of the detoxified fluid is circulated and used. The total amount of used can be saved. Then, the amount of use of the chemical substance or the microorganism for maintaining any of the functions of the physical action, the chemical reaction, the metabolism of the microorganism and the high-pressure washing is reduced, so that the cost can be reduced. Further, if the fluid is circulated in a closed loop, it is difficult to diffuse secondary environmental pollution.
[0034]
In the invention according to claim 7, the distance from the absorption port provided on the wall surface or the bottom of the recovery well to the injection port via the contaminated formation is set in a range of 0.5 to 5.0 m. This setting discloses the embodiment since the inventor has obtained the most effective result as a result of earnest research.
[0035]
In the invention according to claim 8 and claim 10, in order to detoxify the fluid recovered from the recovery well, contaminant adsorption means and / or aeration means using activated carbon are used in combination, so that existing management resources can be efficiently used. Efficiency can be increased by applying existing technologies that work well. Accordingly, the burden on those who pursue environmental purification is reduced.
[0036]
In the invention according to claim 12, a first step of injecting the fluid from the injection well under conditions that maintain metabolic activity of microorganisms, a second step of purifying a contaminated formation by metabolism of the microorganisms, After the purification of the contaminated formation is completed in step 2, a third step of switching the conditions to kill the microorganism and injecting the fluid from the injection well is provided.
[0037]
In doing so, injecting microorganisms of a single or limited type into the ground at an unusually high density that would not be possible in a normal ecosystem, in order to purify the contaminated strata Conducting bioaugmentation does not cause any adverse effects on the ecosystem, so it can gain public acceptance.
[0038]
In the invention according to claim 13, since the conditions for killing the microorganisms are realized by ultra-high pressure injection exceeding the survival conditions of the microorganisms, the in-situ contaminated formation purification method using ultra-high pressure injection and its method Objectives can be achieved within or on the extension of the technology or equipment associated with the device.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0040]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a contaminated stratum illustrating a basic embodiment of the present invention. At a predetermined interval (see FIG. 3), in the contaminated formation 1, a press-in well 3 for injecting a fluid 2 having a purifying function by a physical action, a chemical reaction and metabolism of microorganisms described below and a recovery well 4 for recovering the fluid 2 are provided. And formed by drilling. The fluid 2 is mainly two phases of water and air, and the contaminated formation 1 is formed by adding a third cleaning medium in addition to water as the first cleaning medium and air as the second cleaning medium. Purification methods and devices have been developed.
[0041]
The fluid 2 is ejected from an injection port 5 provided on a wall surface of the press-in well 3 at a pressure for controlling a physical action, a chemical reaction, and a metabolic function of microorganisms, and penetrates into the contaminated formation 1 to penetrate the contaminated formation 1. After stirring and washing, the contaminants 6 are separated from the contaminated formation 1. 60-210 L (liter) / min water pressurized to 20-200 MPa by the ultra-high pressure pump 7 and 300 m pressurized to 0.5-0.5 MPa 3 / H of air constitutes the fluid 2 and the fluid 2 is injected into the injection well 3 by the pressure, thereby achieving the purpose even if the contaminated formation 1 is clay, silt or mudstone. The pressure and amount of the fluid 2 are appropriately set according to the physical properties of the contaminated formation 1, that is, the constituent particles / consolidation degree, the groundwater, and the type of the pollutant 6.
[0042]
In addition, with respect to formation contamination by heavy metals, the contaminants due to heavy metals can be removed by mixing at least one of an ion-exchange substance and an adsorption substance and a solution containing a heavy metal mineral into the fluid as defined in claim 3. A fixed purification treatment can be performed in the contaminated formation. Specifically, at least one of zeolite, allophane, imogolite, activated carbon, and a silicate alumina solution known as a heavy metal mineral forming solution is mixed into the fluid 2 and used. Since these ion-exchange substances and adsorbents have a function of adsorbing harmful substances such as heavy metals, contaminants such as heavy metals are taken into the ion-exchange substances and adsorbents and have the effect of sealing off heavy metal poisons.
[0043]
That is, even in a clay, silt, or mudstone layer which cannot normally penetrate the fluid 2, the fluid 2 is introduced into the contaminated formation 1 in which the tissue is destroyed and loosened by the action of stirring and washing by the ultra-high pressure jet water 20. Can be infiltrated. Further, in the case of VOCs formation contamination, etc., purifying the fluid 2 is promoted by controlling the physical action and the chemical reaction or the metabolic function of microorganisms, or by injecting the fluid 2 at a pressure at which the above-mentioned air sparsing effect is exhibited.
The term “solution containing a heavy metal mineral” defined in claim 3 refers to an alumina silicate solution or the like.
[0044]
A high-pressure delivery pipe of the ultrahigh-pressure pump 7 is hermetically connected to the injection hole 30 located in the above-ground portion of the injection well 3. The pressure of the ultrahigh-pressure pump 7 and the components contained in the fluid 2 can be appropriately adjusted by a control panel (not shown) or the like. In addition, the rod 31 of the metal pipe inside the press-fit well 3 is well-known for boring, and the injection port 5 is rotated with the drilling rotation of the rod 31 with the injection port 5, and the sprinkler action causes The effect of stirring and washing the high-pressure jet water 20 is enhanced.
[0045]
Then, the contaminant 6 is removed by collecting the fluid 2 containing a component that has not been detoxified from the contaminant 6 from the collection well 4. Ultra-high pressure jet water 20 is injected from the injection port 5 opened in the underground side wall of the rod 31 of the injection well 3 to stir and wash the contaminated geological formation 1, thereby purifying and cleaning by physical action and chemical reaction and metabolism of microorganisms. Support and control functions. Here, the contaminants 6 are removed from the contaminated stratum 1 by collecting the fluid 2 containing the components that have not been detoxified out of the contaminants 6 from the collection well 4, and the harmful substances are removed by ground equipment (FIG. 4) described later. And harmless substances can be separated.
[0046]
In addition, since VOCs are hard to volatilize with respect to VOCs existing in water in the contaminated formation 1 under the groundwater table, only the shallower area of the contaminated formation 1 than the groundwater table is purified. There was a waste that everything could not be used effectively. Therefore, there is contaminated groundwater 22 in the contaminated geological formation 1, there is no air in the saturated region below the normal groundwater level 22a, and when the two-phase fluid 2 is injected from the injection well 3, the pressure of the gas injects the well. The purification function can be exerted on the unsaturated region centered at 3 and down to the depressed groundwater level 22b. In other words, by injecting the fluid into the contaminated formation and the contaminated groundwater at a high pressure and washing the water, the water level of the contaminated groundwater is pushed down to a deeper level, so that the VOCs contaminated formation that has been submerged before purification is also exposed to air. In other words, purification can be performed more efficiently at a lower level, over a wider area.
[0047]
FIG. 2 is a schematic sectional view of a contaminated formation 1 suitable for the present embodiment. A well-known methane-utilizing bacterium 21 inhabits the formation containing methane gas, and the metabolism of the methane-utilizing bacterium 21 renders the harmful substances 6 present in the contaminated formation 1 including the contaminated soil 10 on the surface layer harmless. Not only the methane assimilating bacteria 21 but also certain microorganisms are known to detoxify the harmful substances 6 by metabolism. For example, a method of purifying breeding water by adding a certain microorganism to the breeding water of an aquarium (not shown) for breeding tropical fish, etc. A method of detoxifying the pollutant 6 is well known, and the principle of purification is the same.
[0048]
In addition, it is obvious that human beings can live in good health because the global-scale natural purification system including methane-utilizing bacteria 21 and other microorganisms and animal and plant ecosystems is functioning normally. The gist of the present invention is that the natural purification system on a large scale is limited to the local contaminated geological formation 1 and the purification is efficiently performed.
[0049]
Here, the fluid 2 is pressurized by the ultrahigh pressure pump 7 (see FIG. 1) to a pressure that appropriately controls the metabolic function of the methane assimilating bacteria 21, and penetrates the contaminated stratum 1 from the injection well 3 as ultrahigh pressure jet water 20. The contaminated formation 1 is agitated, sprayed and permeated to support the growth and metabolism of the methane assimilating bacteria 21 to increase the purification efficiency. The pressure of the ultra-high pressure jet water 20 means "the pressure which controls any function of the physical action and chemical reaction of the fluid, and the metabolism and promotion of microorganisms and the function of high-pressure washing" as defined in claim 1.
[0050]
In FIG. 2, the contaminated groundwater 22 contained in the contaminated geological formation 1 is recovered by the recovery well 4 and circulated as it is in the fluid 2 as the cleaning medium. Although the fact that the contaminated groundwater 22 contains the natural methane-utilizing bacteria 21 is used as it is, if the natural methane-utilizing bacteria 21 are insufficient, the methane-utilizing bacteria 21 are artificially added to the fluid 2. May be added. Further, a gas or nutrient that promotes the growth of the methane assimilating bacteria 21 to promote metabolism may be added to the fluid 2. FIG. 2 shows a configuration in which the natural purification system already provided in the natural state is limited to the local contaminated stratum 1, and the purification is accelerated and efficiently carried out. A known means for promoting the above is added for practical use.
[0051]
Hereinafter, an embodiment related to bioaugmentation that can obtain public acceptance will be described.
Here, the "first step of injecting the fluid from the injection well under the condition of maintaining the metabolic activity of the microorganism and the second step of purifying the contaminated stratum by the metabolism of the microorganism" defined in claim 12 are described. The grounds for execution are as follows.
For methane assimilating bacteria, the high pressure injection of 100 MPa or more reduced the growth ability and the activity of the enzyme responsible for the decomposition of pollutants and the activity of methane oxidase, indicating that the condition for maintaining metabolic activity was 40 MPa. . At a high-pressure injection of 350 MPa or more and a hydrostatic pressure of 400 MPa or more, a remarkable decrease in the growth ability of methane assimilating bacteria and a remarkable decrease in the activities of the enzymes responsible for the decomposition of pollutants and methane oxidase were observed.
Therefore, if high pressure injection of methane assimilating bacteria is performed at a pressure of 40 MPa or less, the conditions for maintaining the metabolic activity of the microorganisms are satisfied, and the first and second stages of injecting the fluid from the injection well are performed. Can be executed.
[0052]
Next, after the purification of the contaminated geological formation is completed in the second step, in the “third step of injecting the fluid from the injection well by switching to conditions for killing the microorganisms”, Is the condition for killing. If the high pressure injection is performed at a pressure of 400 MPa or more, the third stage can be performed because most of the methane assimilating bacteria are killed. It should be noted that other methods that have not been established at present may be used as long as they are “conditions that kill the microorganism without causing secondary contamination”.
[0053]
Further, the fluid recovered from the recovery well is included therein, as defined in claim 13, "the condition for killing the microorganism is realized by ultra-high pressure injection exceeding the living condition of the microorganism." After switching to the ultra-high pressure injection setting of a pressure of 400 MPa or more at which the methane assimilating bacteria are killed, re-injection is performed from the injection well.
[0054]
By conducting bioaugmentation in this way, there is no concern about adverse effects on ecosystems, and public acceptance is obtained.
In addition, the object can be achieved within the range of an extension of the technique and equipment related to the in-situ contaminated formation cleaning method and the apparatus using the ultra-high pressure injection.
[0055]
It is difficult to volatilize VOCs with respect to VOCs existing in the water in the contaminated formation 1 deeper than the water surface of the groundwater, but cleaning is performed by injecting ultra-high pressure water 20 containing air around the injection well 3. By doing so, the contaminated geological formation 1 is stirred into flakes, and the water level of the contaminated groundwater 22 is lowered to a deeper level as shown by the groundwater level 22b which has been pressed down at high pressure.
Therefore, VOCs that could not be volatilized by being submerged in groundwater before being purified are also exposed to the air, and can be more efficiently purified to a deeper depth and in a wider area.
[0056]
FIG. 3 is a schematic diagram showing the arrangement of the injection well 3 and the recovery well 4. The press-fit well 3 and the recovery well 4 are formed from the ground 100 by drilling (boring, etc.) at appropriate intervals. The injection well 30 and the recovery well 4 have respective injection holes 30 and extraction holes 40 connected to the ground, and are connected to ground equipment (not shown) (see FIG. 4). Further, the distance from the injection port 5 provided on the wall surface or the bottom of the rod 31 (see FIGS. 1 and 4) of the metal tube constituting the press-fit well 3 to the absorption port 8 provided on the wall surface or the bottom of the recovery well 4. D is set in the range of 0.5 to 5.0 m. The distance D is appropriately adjusted depending on the permeability of the fluid 2 to the contaminated formation 1. That is, the distance D is long and the pressure of the fluid 2 is relatively low in a sand layer having good permeability. Conversely, in the case of a low-permeability clay, silt or mudstone stratum, the distance D is short and the pressure of the fluid 2 is set to be considerably high.
[0057]
If the fluid 2 is water and air, each of them is supplied to the injection port 5 in a pressurized state, and is formed into a nozzle shape (not shown) that is appropriately mixed at the injection port 5 to include bubbles. Since the super-high-pressure jet water 20 (FIGS. 1 and 2) is generated, there is a stratum destruction effect accompanied by a sparging phenomenon, and a high cleaning effect is exerted even on a clay, silt or mudstone stratum with poor permeability.
[0058]
The absorption port 8 provided on the wall surface of the metal tube constituting the recovery well 4 forms a screen (filter shown in FIG. 8) 47 by a large number of slit holes having a width of 2 mm and a length of 150 mm as an example. If the pressure difference before and after the screen 47, that is, if the outside of the metal tube is at a high pressure and the inside is at a low pressure, the fluid 2 can pass through, and the clogging prevention sand 44 (see FIG. 8) prevents unnecessary earth and sand from entering the recovery well 4. Therefore, the well does not become unusable by filling up the inside of the well. It is desirable that the form of the screen be appropriately selected depending on the state of the stratum.
[0059]
FIG. 4 is a schematic diagram showing a plant configuration. The plant is configured at the location of the contaminated stratum 1, and when the purpose of purification is achieved, the plant is removed, moved to another site, and repeatedly used by the plant. It is a plant. Hereinafter, the configuration, operation, and effect will be described together.
[0060]
The press-in well 3 and the recovery well 4 are drilled by a boring device 50 using a metal tube. As described with reference to FIG. 1, the rod 31 that forms the press-fit well 3 by a metal pipe rotates in the ground under the ground, and is sprinkled by the ultra-high-pressure water 20 injected from the injection hole 5 in the ground. 1 to give the effect of stirring and washing.
Although the boring device 50 is connected only to the injection well 3, the boring device 50 is also connected to the recovery well 4 in the same manner so that it can be used for observation, recovery, and injection. Drilled. The rod 31 is required to be rotated only when it is used as the press-fitting well 3 so that the boring device 50 is connected and driven. The boring device 50 is removed from the well.
[0061]
The collection well 4 is connected to a collection mother pipe 41 via a valve 42 which can be switched and connected without opening the extraction hole 40 on the ground. If a measuring instrument (not shown) is connected, the degree of contamination can be measured. You can also. The collection mother pipe 41 is sucked by the vacuum pump 51 to pump the fluid 2 collected from the plurality of collection wells 4 without leakage into a notch tank 52 with a lid (not shown in FIG. 4). Among the contaminated water into which the contaminant 6 (FIG. 1) is taken in by the cleaning action and the fluid 2 containing the contaminant gas such as VOCs, the contaminant 6 is settled in the two-tank notch tank 52 for the contaminated water. Can also be removed. After the contaminant 6 is roughly settled in the first tank, the supernatant flowing from the first tank through the V-shaped notch is collected in the second tank and settled similarly, and the supernatant of the second tank is aerated. It may be sent to the device 53. In that case, it is more effective to add an appropriate precipitant to the notch tank 52. In the notch tank 52, the flow rate of the liquid passing through the V-shaped notch is measured at the water level of the notch, and the aqueous solution containing harmful substances such as VOCs is continuously sent to the aeration device 53, and is rendered harmless by the aeration device 53. It is processed. The harmful gas containing VOCs and the like separated by the aeration device 53 at the time of the detoxification treatment is released to the atmosphere after being detoxified by the activated carbon adsorption tower 55. In the case of VOCs contamination or the like, the water detoxified by the aeration device 53 is temporarily stored in a two-tank water tank 54 and is used for circulation.
The sedimentation treatment in which the contaminant 6 is settled and removed in the two-tank notch tank 52 or a sedimentation treatment having a higher purification action can be performed in the two-tank water tank 54.
[0062]
The water temporarily accumulated in the water tank 54 and secured in an amount necessary for continuing the continuous work was pressurized to about 200 Mpa by the ultra-high pressure pump 7 and simultaneously pressurized to about 0.5 Mpa by the ultra-high pressure pump 7. Fluid 2 mixed with air and having a high level of potential energy is injected through an injection hole 30 located above the injection well 3 via a boring device 50. Then, the fuel is injected into the contaminated formation 1 from the injection port 5 opened in the underground side wall of the injection well 3. At the injection port 5, water and air are supplied to the injection port 5 in a pressurized state, and are appropriately mixed by a nozzle (not shown) of the injection port 5, thereby producing a high-pressure cleaning effect. Here, the first washing medium is water, the second washing medium is air, and the third washing medium is at least one of an ion exchange substance and an adsorbing substance and a heavy metal mineral forming solution. It may be mixed.
[0063]
The ultrahigh-pressure water jet 20 containing air bubbles generated in this way exerts a considerable stratum destruction action and a cleaning effect on the contaminated formation 1 by a combination of the sparging phenomenon and the sprinkler action. Therefore, a high cleaning effect is exerted even on the contaminated formation layer 1 of clay, silt or mudstone having poor permeability. In particular, the injected ultrahigh-pressure jet water 20 and the sparged compressed air come into contact with the contaminants 6 dissolved in the water or the contaminants 6 adsorbed on the soil particles. It has been confirmed that it has the effect of vaporizing from soil and soil particles to separate and escape.
[0064]
Furthermore, because of the high-pressure condition, the unsaturated zone expands due to the drop in the groundwater level in the saturated zone, and the range in which the pollution can be purified increases. That is, since VOCs and the like cannot be volatilized in a state of being immersed in the groundwater, the VOCs and the like are exposed to air and vaporized by depressing the groundwater in the contaminated geological formation 1 under high-pressure conditions, and thus can be efficiently purified. .
[0065]
Next, the operation will be described.
FIG. 5 is a flowchart showing the order of execution of the method for purifying the contaminated formation 1. First, in step S1 for destroying the stratum, the stratum organization is destroyed even for the contaminated stratum 1 of clay, silt or mudstone by the ultra-high pressure water jet 20 injected from the injection port 5 of the injection well 3, and the permeability is reduced. And the fluid 2 is permeated in the state of the ultra-high pressure jet water 20. Here, the water pressure is 20 to 200 MPa, and the air 300 m pressurized to about 0.5 to 0.7 Mpa 3 / H is effective. However, even if it is possible to inject a water pressure exceeding 400 MPa in a plant that has been put into practical use in consideration of economic effects, even if it requires a large amount of cost to forcibly reinforce special equipment, it is necessary to use the contaminated stratum 1 At this stage, it has been confirmed that the destruction effect of the steel does not increase.
[0066]
As an example of obtaining a good result, when the ultrahigh-pressure jet water 20 is injected into the contaminated formation 1 from the jet port 5 at a flow rate of 20 to 30 L (liter) / min, a saturated zone is artificially formed (S2). . The fluid 2 saturated in the unsaturated zone is removed from the saturated zone artificially by securing an escape route by the amount additionally injected. If the absorption port 8 of the recovery well 4 is open in the formed saturated zone, the fluid 2 in the saturation zone seeks an outlet at the absorption port 8 and from there passes through the recovery well 4 to contaminate the pollutants. 6 and is discharged to the surface of the earth, so that it is recovered from the formed saturated zone. There is a distance D of about 2 m from the injection port 5 to the absorption port 8, and the contaminated formation 1 is purified before the fluid 2 passes this distance D. The distance D is adjusted depending on the physical properties of the contaminated formation 1 and the type of the contaminant 6, and is appropriately set in the range of 0.5 to 5.0 m.
[0067]
The fluid 2 that has moved from the absorption port 8 to the recovery well 4 is pumped (S3) in the recovery well 4 that extends vertically to the ground as bubbles rise. Further, the collection mother pipe 41 connecting the plurality of collection wells 4 on the ground is sucked by the vacuum pump 51 (FIG. 4). Under ultra-high pressure purification, there is also an operation of pumping (S3) the high-pressure fluid 2 formed in the unsaturated zone in the contaminated formation 1 from the recovery well 4. The pressure difference between the negative pressure and the ultra-high pressure of the vacuum pump 51 promotes the volatilization of volatile substances in the contaminated formation 1, so that there is an effect of collecting all residual VOCs and the like from the contaminated formation 1.
[0068]
The fluid 2 containing VOCs collected from the fluid suction port of the vacuum pump 51 is aerated (S4) in the aeration tank 53, and separated into a gas containing VOCs and water from which VOCs has been removed. Here, since the pollutants are only VOCs, if it is determined that the fluid 2 has been completely detoxified, the fluid 2 may be released and drained (S7). If it is determined that the use of the fluid 2 is more advantageous, the fluid 2 is circulated and reused as the cleaning medium (S8). For example, the detoxified water is temporarily stored in the water tank 54, and is re-injected into the injection well 3 by the ultra-high pressure pump 7.
[0069]
If heavy water is contained in the water from which VOCs have been removed, detoxification processing is performed in accordance with the type of heavy metal (S5). The detoxification process (S5) is a technique that has already been established, and further description will be omitted.
[0070]
On the other hand, when the fluid 2 containing VOCs is aerated (S4) by the aeration device 53, the toxic gas containing VOCs separated from the fluid 2 is toxic in the activated carbon adsorption tower 55 so as not to cause air pollution. The components are adsorbed and removed, detoxified (S6), and then released into the atmosphere (S7).
[0071]
In the construction order shown in the flow chart of FIG. 5, it is not specified to inject a fluid having a purification function by any of physical action and chemical reaction, and metabolism and promotion of microorganisms and high-pressure washing. This assumes the case of the contaminated formation 1 previously containing methane assimilating bacteria shown in FIG. 2, and it is assumed that the fluid 2 already has a purification function by metabolism of microorganisms.
[0072]
Here, specific examples of substances that constitute the “physical action and chemical reaction, and the purification function by any of metabolism and promotion of microorganisms and high-pressure washing” defined in claim 1 will be specifically exemplified. The nutrient sources of anaerobic methanogens different from the methane-utilizing bacteria mentioned above are the growth nutrients of methanogens represented by lactic acid, methanol, ethanol, acetic acid, citric acid, pyruvate, polypeptone, etc. Any nutrient commonly known as
[0073]
In addition, as a growth nutrient of sulfate-reducing microorganisms, nutrients generally known as growth nutrients of sulfate-reducing microorganisms represented by lactic acid, methanol, ethanol, acetic acid, citric acid, pyruvic acid, polypeptone, sugar-containing organic substances, and the like. Is fine. Furthermore, organic wastewater / waste that is the subject of methane fermentation is effective as a growth nutrient for heterotrophic anaerobic microorganisms, such as brewery wastewater, starch wastewater, dairy wastewater, and sugarmaking wastewater. And beer lees, okara, and sludge.
[0074]
As the inorganic reducing agent to be added to the fluid 2, for example, from the group consisting of reduced iron, cast iron, iron-silicon alloy, titanium alloy, zinc alloy, manganese alloy, aluminum alloy, magnesium alloy, calcium alloy and their water-soluble compounds It is good to choose at least one. In the presence of such a reducing agent, reductive halogenation by a combination of physical action, chemical reaction and microorganism can be promoted.
[0075]
The reducing agent preferably contains a large amount of reduced iron or cast iron. Alternatively, the reducing agent is an iron-silicon alloy, a titanium-silicon alloy, a titanium-aluminum alloy, a zinc-aluminum alloy, a manganese-magnesium alloy, an aluminum-zinc-calcium alloy, an aluminum-tin alloy, an aluminum-silicon alloy, magnesium It is preferably at least one selected from the group consisting of a manganese alloy and a calcium-silicon alloy.
[0076]
The reducing agent may be a salt composed of an organic acid or hypophosphorous acid and iron, titanium, zinc, manganese, aluminum or magnesium.
Further, the reducing agent is preferably a water-soluble compound since the main component of the fluid 2 as the purification medium is often water.
[0077]
In order to appropriately adjust the amount of the reducing agent depending on the state of the pollutant 6, a preliminary test should be performed on site to determine the additive concentration individually in accordance with the site conditions.
Further, the substance mixed into the fluid 2 does not need to be limited to the reducing agent, and an oxidizing agent is also effective, but a specific description thereof will be omitted.
[0078]
FIG. 6 is a plan view showing the arrangement of a plurality of wells and the rotation thereof. FIG. 7 is a flowchart showing a construction order taking into account the rotation of the well.
With reference to FIGS. 6 and 7, a brief description will be given of a rotation in which the press-fit well 3 and the recovery well 4 are appropriately exchanged roles.
[0079]
First, wells are drilled in a grid pattern in the order of A, B, C to W, X, and Y at intervals of 2 m on the ground which is assumed to be the contaminated formation 1 (S11). At this stage, by performing sampling survey of the contaminated formation 1 using each of the wells A to Y as observation wells, formation contamination diagnosis can be performed. After drilling up to the well Y in the center of the contaminated area, the well Y is used as the injection well 3 (S12). At this time, in the boring device 50, the high pressure jet water 20 is replaced with a rod 31 capable of press-fitting from a drilling rod (not shown) and connected to the delivery pipe of the ultrahigh pressure pump 7.
[0080]
In FIG. 6, wells A to X other than Y are used as recovery wells 4 (S13). The details will be described later with reference to FIG. A measuring device is connected to the extraction hole 40 of the recovery well 4, and the components, concentration, distribution, and the like of the pollutant 6 are measured by the extracted fluid 2 in each of the wells A to X (S14). The purification method can be optimally set according to the measurement results.
[0081]
The wells Q, R, S, T, U, V, W, and X in the immediate vicinity of the press-fit well Y are used as the recovery well 4 (S15). However, a typical method is merely illustrated for explaining the rotation.
[0082]
Next, the injection well 3 is rotated from Y to X (S16). Then, the wells P, Q, R, Y, V, W, N, and O in the immediate vicinity of the injection well X are used as the recovery well 4 (S17).
[0083]
Further, the injection well 3 is rotated to X, W, V, U, T, S, R, and Q (S18). If the predetermined function is executed in the injection well Q and the recovery wells A, B, C, R, Y, X, O, and P corresponding to the injection well Q, the incomplete purification is performed according to the above-described measurement result. The recovery well at the point is used as a press-in well, and purification is proceeded in the same manner (S19). Further, the degree of achievement of purification can be confirmed based on the above-described measurement results (S20). If not achieved, complete purification can be achieved by repeating the rotation and confirmation of S12 to S20.
[0084]
FIG. 8 is a diagram mainly showing the details of the recovery well pipe, in which (a) an estimated columnar schematic diagram, (b) a cross-sectional view, (c) an enlarged view of a screen, and (d) an arrangement diagram of slits constituting the screen. is there.
[0085]
As shown in the columnar estimation schematic diagram of FIG. 8A, when the range of 14 to 42 m underground is the contaminated stratum 1 and the geological condition is different from that of the non-contaminated stratum 9, as shown in FIG. A metal tube 43 is inserted vertically into the well. On the outer periphery of the metal tube 43, fine holes formed by slits 48 shown in FIGS. 8C and 8D constitute an absorption port 8 having a function of a screen 47 (FIG. 3). The screen 47 is set on a metal tube 43 extending from 42 to 11 m below the ground. A gap between the outer periphery of the metal tube 43 and the inner wall of the well is filled with silica sand 2 as clogging prevention sand 44. Then, the contaminated stratum 1 and the surface of the ground are kept airtight by filling the water-impervious seal 45 under the ground 11 to 10 m. Backfill from 1m underground to the surface with backfill soil 46.
[0086]
When the ground surface is covered with an air packer (airtight lid) (not shown) or a leveling concrete having a thickness of about 30 cm for the same purpose as the water-blocking seal 45, the fluid 2 does not leak. So effective.
[0087]
The metal tube 43 inserted vertically into the well shown in FIG. 8B can be pulled up as needed. Therefore, in order to realize the rotation of the well shown in FIG. 6, the recovery well 4 is switched to the injection well 3, and vice versa. At that time, the degree of purification achievement was observed in each well, and if it was determined that purification of heavy metal contamination had not been achieved, the wells and / or the wells where it was determined that contaminants due to heavy metal remained. A nearby well is filled with an ion exchange material and an adsorbent.
Although omitted in FIGS. 7 and 8, the ion-exchange substance and the adsorbed substance are obtained by pouring a powder or a granular substance into the metal tube 43 from the ground and filling the lower part of the well. The metal tube 43 may be removed from the ground, or another method may be used.
[0088]
As specific ion exchange substances and adsorption substances, zeolite, allophane, imogolite and activated carbon are used. Since these ion-exchange substances and adsorbents have a function of adsorbing harmful substances such as heavy metals, contaminants such as heavy metals are taken into the ion-exchange substances and adsorbents and have the effect of sealing off heavy metal poisons. With this configuration, even when a method of injecting the fluid from one well and recovering the fluid from the other well is used, it is possible to purify the contaminated formation in a wide range at a high level without unevenness. In addition, heavy metals can be fixed and purified in the contaminated formation.
[0089]
Then, the equipment arrangement on the ground shown in FIG. 4 also corresponds to the procedure shown in FIG. 5 to FIG. After the contaminated geological formation 1 is completely purified in this way, all the plants are removed and the wells are backfilled to complete the process.
The contaminants due to heavy metals are taken into the ion exchange material and the adsorbed material, and seal off the poisons of heavy metals. That is, in the case of a heavy metal or the like, it is not eluted by fixing the mineral.
[0090]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention of claim 1, the pollutant entangled in fine-grained clay, silt or mudstone can be separated from any of the functions of physical action, chemical reaction, metabolism of microorganisms, and high-pressure washing. Detoxification can be achieved while controlling to a suitable state.
[0091]
According to the second aspect of the present invention, a wide range of contaminated geological formations can be purified at a high level without unevenness. In addition, heavy metals can be fixed and purified in the contaminated formation.
[0092]
According to the third aspect of the present invention, it is possible to fix and purify pollutants caused by heavy metals in the contaminated formation.
[0093]
According to the invention according to claim 4, the liquid pressurized in the range of 20 to 500 MPa heats the clay or silt or mudstone even in the clay or silt or mudstone contaminated formation where the fluid hardly penetrates. It can be broken, penetrated, stirred, and washed. Further, if the gas is pressurized in the range of 0.1 to 1.0 MPa, the gas is mixed with the groundwater in the formation and becomes fine bubbles by sparging, and the effect of stirring and washing is enhanced, and the bubbles are not dispersed. Since the treatment contaminants are lifted toward the ground together with the liquid, it is easy to perform the detoxification treatment.
[0094]
According to the fifth aspect of the present invention, by decompressing the contaminated stratum around the recovery well, volatile contaminants are volatilized from the contaminated stratum, thereby facilitating detoxification.
[0095]
According to the invention according to claim 6, when the total amount of the fluid used is reduced, the chemical substance or the microorganism for maintaining any of the physical action, the chemical reaction, the metabolism of the microorganism, and the high-pressure washing is used. Costs can be saved because the amount used is also reduced. Further, if the fluid is circulated in a closed loop, it is difficult to diffuse secondary environmental pollution.
[0096]
According to the invention of claim 7, purification can be performed efficiently with a small number of wells.
[0097]
According to the eighth, ninth, and tenth aspects of the present invention, the efficiency can be increased by using existing purification equipment and technologies. In other words, by using existing purification equipment and technologies together, limited management resources can be efficiently used so that the burden on those who pursue the polluted environment, which is positioned as a global social emergency, can be reduced. It can operate, purify contaminated strata, and protect the global environment.
[0098]
In particular, according to the ninth aspect of the present invention, by injecting the fluid at a high pressure into the contaminated formation, the water level of the contaminated groundwater is pushed down to a deeper level. In this case, the air is exposed to the air, so that the water can be purified to a deeper depth, in a wider area, and more efficiently.
[0099]
According to the eleventh aspect, costs can be reduced. In addition, if the fluid is circulated in a closed loop, secondary environmental pollution is not easily diffused.
[0100]
According to the invention of claim 12, microorganisms selected from a single type or a limited type are ground at an unusually high concentration that is impossible in a normal ecosystem so as to meet the purpose of purifying the contaminated stratum. Even if the bioaugmentation injecting into is carried out, there is no secondary contamination in which the microorganisms grow abnormally and there is no fear of adversely affecting the ecosystem, so that public acceptance is obtained.
[0101]
According to the invention of claim 13, since the condition for killing the microorganism is realized by the ultra-high pressure injection exceeding the survival condition of the microorganism, the in-situ contaminated stratum purification method using the ultra-high pressure injection is used. The purpose can be achieved within the range of the technology or equipment related to the device or on an extension thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a contaminated stratum illustrating a basic embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of a contaminated formation suitable for the present embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an arrangement of a press-in well and a recovery well.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a plant configuration.
FIG. 5 is a flowchart showing an execution order of a method of purifying the contaminated formation 1;
FIG. 6 is a plan view showing the arrangement of a plurality of wells and their rotation.
FIG. 7 is a flowchart showing a construction order in consideration of well rotation.
FIGS. 8A and 8B are diagrams mainly showing details of a recovery well tube, in which FIG. 8A is a schematic diagram of an estimated column shape, FIG. 8B is a sectional view, FIG. 8C is an enlarged view of a screen, and FIG.
[Sign]
1 Contaminated stratum
2 fluid
3 injection well
4 Collection well
5 injection port
6 pollutants
7 Ultra high pressure pump
8 Absorption port
10 Contaminated soil
11 clay layer
20 Super high pressure water injection
21 Methane-utilizing bacteria
22 Contaminated groundwater
22a Normal groundwater level
22b Depressed groundwater level
30 Injection hole
31 rod
40 extraction holes
42 valve
43 metal tube
44 Sand for preventing clogging
45 impermeable seal
46 Backfill soil
47 screen
48 slit
49 Bottom lid
50 boring equipment
51 vacuum pump
52 Notch tank
53 Aeration device
54 aquarium
55 activated carbon adsorption tower
100 ground
D Distance from injection port 5 to absorption port 8

Claims (13)

汚染された地層中に、物理作用と化学反応、そして微生物の代謝とその促進と高圧洗浄の何れかによる浄化機能を具備した流体を圧入する圧入井戸を形成し、
前記圧入井戸の壁面または底部に設けられた噴射口から、前記流体を物理作用と化学反応と微生物の代謝と高圧洗浄の何れかの機能を制御する圧力で噴射し、噴射された前記流体が前記地層中を撹拌、洗浄し、汚染物質を分離または分解させ、
前記地層中における未分解の汚染物質を含む流体を回収井戸から回収することにより前記汚染物質を除去することを特徴とする汚染地層浄化方法。
In the contaminated formation, forming a press-in well for injecting a fluid having a purification function by either physical action and chemical reaction, and metabolism and promotion of microorganisms and high-pressure washing,
Injecting the fluid at a pressure that controls one of the functions of physical action, chemical reaction, metabolism of microorganisms, and high-pressure washing from an injection port provided on the wall surface or the bottom of the injection well, and the injected fluid is Stirring and washing in the stratum, separating or decomposing contaminants,
A method for purifying a contaminated formation, wherein the contaminant is removed by collecting a fluid containing undecomposed contaminants in the formation from a collection well.
前記浄化機能を具備した流体を回収する回収井戸および前記噴射口を上下移動可能とする前記圧入井戸を適宜間隔を有して削孔により形成し、
前記圧入井戸と前記回収井戸とは適宜ローテーションにより圧入と回収の役割を交換し、
重金属による汚染物が残留していると判断された井戸および/またはその近傍井戸には、イオン交換物質および吸着物質を充填することを特徴とする請求項1に記載の汚染地層浄化方法。
The press-fitting wells for recovering the fluid having the purification function and the injection wells capable of vertically moving the injection port are formed by drilling at appropriate intervals,
The injection well and the recovery well exchange the roles of injection and recovery by appropriate rotation,
The method according to claim 1, wherein the wells determined to have the contaminants due to heavy metals and / or the wells near the wells are filled with an ion exchange material and an adsorbent material.
イオン交換物質および吸着物質と、含重金属鉱物形成溶液の少なくとも1種を前記流体に混入することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の汚染地層浄化方法。The method according to claim 1 or 2, wherein at least one of an ion exchange material, an adsorbent, and a heavy metal mineral forming solution is mixed into the fluid. 前記流体として20〜500MPaの範囲に加圧された液体および/または0.1〜1.0MPaの範囲に加圧された気体を前記圧入井戸内に圧入することを特徴とする請求項1〜請求項3のうちの何れか1項に記載の汚染地層浄化方法。A liquid pressurized to a range of 20 to 500 MPa and / or a gas pressurized to a range of 0.1 to 1.0 MPa as the fluid is injected into the injection well. Item 4. The method for purifying a contaminated geological formation according to any one of Items 3. 前記回収井戸からは負圧ポンプで前記流体を吸引することを特徴とする請求項1〜請求項4のうちの何れか1項に記載の汚染地層浄化方法。The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluid is sucked from the recovery well by a negative pressure pump. 前記回収井戸から回収された前記流体を無害化処理し、前記無害化処理された流体の一部または全部を循環利用することを特徴とする請求項1〜請求項5のうちの何れか1項に記載の汚染地層浄化方法。The detoxification treatment of the fluid collected from the collection well, and a part or all of the detoxification-processed fluid is circulated and used. 3. A method for purifying a contaminated stratum according to item 1. 前記回収井戸の壁面または底部に設けられた吸収口から、前記汚染地層を介した前記噴射口までの距離を0.5〜5.0mの範囲に設定したことを特徴とする請求項1〜請求項6のうちの何れか1項に記載の汚染地層浄化方法。The distance from the absorption port provided on the wall surface or the bottom of the recovery well to the injection port through the contaminated formation is set in a range of 0.5 to 5.0 m. Item 7. The method for purifying a contaminated formation according to any one of Items 6. 前記回収井戸から回収された前記流体を無害化処理する工程として、活性炭による汚染物質吸着工程および/または曝気工程を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項7のうちの何れか1項に記載の汚染地層洗浄方法。The step of detoxifying the fluid recovered from the recovery well includes a contaminant adsorption step and / or an aeration step using activated carbon, any one of claims 1 to 7. The method for cleaning a contaminated geological formation according to item 1. 前記汚染地層および汚染地下水に前記流体を高圧で噴射して洗浄することを特徴とする請求項1〜請求項8のうちの何れか1項に記載の汚染地層浄化方法。The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the fluid is sprayed onto the contaminated formation and the contaminated groundwater at a high pressure for cleaning. 請求項1〜請求項9のうちの何れか1項に記載の汚染地層浄化方法に用いる装置であって、
前記流体を無害化処理する手段として、活性炭による汚染物質吸着手段および/または曝気手段を備えたことを特徴とする汚染地層浄化装置。
An apparatus used for the method for purifying a contaminated formation according to any one of claims 1 to 9,
A contaminated formation purifying apparatus, comprising: means for detoxifying the fluid, the means for adsorbing contaminants with activated carbon and / or the means for aeration.
流体の一部または全部を循環利用するための流体貯蔵槽を備えたことを特徴とする請求項10に記載の汚染地層浄化装置。The apparatus for purifying a contaminated formation according to claim 10, further comprising a fluid storage tank for circulating and using part or all of the fluid. 微生物の代謝活性を維持する条件で前記流体を前記圧入井戸から圧入する第1の段階と、
前記微生物の代謝により汚染地層浄化を行う第2の段階と、
前記第2の段階で汚染地層の浄化が完了した後、前記微生物を死滅させる条件に切り換えて前記流体を前記圧入井戸から圧入する第3の段階と、を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項9のうちの何れか1項に記載の汚染地層浄化方法。
A first step of injecting the fluid from the injection well under conditions that maintain metabolic activity of the microorganism;
A second step of purifying the contaminated stratum by metabolism of the microorganism;
3. The method according to claim 1, further comprising: after the purification of the contaminated geological formation is completed in the second step, switching to a condition for killing the microorganisms and injecting the fluid from the injection well. The method of purifying a contaminated formation according to any one of claims 9 to 9.
前記微生物を死滅させる条件は当該微生物の生存条件を超えた超高圧噴射により実現すること特徴とする請求項1〜請求項9のうちの何れか1項に記載の汚染地層浄化方法。The method for purifying a contaminated formation according to any one of claims 1 to 9, wherein the condition for killing the microorganism is realized by an ultra-high pressure injection that exceeds the survival condition of the microorganism.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004105944A (en) * 2002-07-25 2004-04-08 Toshio Kitahara Stabilizing material for heavy metals, method of stabilizing heavy metals and method of treating substance containing heavy metals
JP2006320842A (en) * 2005-05-19 2006-11-30 Shiraishi Corp Method and device for cleaning contaminated soil
JP2007105595A (en) * 2005-10-12 2007-04-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Clay layer contamination purification method
JP2007260610A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Nippon Oil Corp Purification method for contaminated soil
JP2012101201A (en) * 2010-11-12 2012-05-31 Taisei Corp Purification promoting material and purification promoting method
JP2016148190A (en) * 2015-02-12 2016-08-18 東日本旅客鉄道株式会社 How to install water injection wells

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004105944A (en) * 2002-07-25 2004-04-08 Toshio Kitahara Stabilizing material for heavy metals, method of stabilizing heavy metals and method of treating substance containing heavy metals
JP2006320842A (en) * 2005-05-19 2006-11-30 Shiraishi Corp Method and device for cleaning contaminated soil
JP2007105595A (en) * 2005-10-12 2007-04-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Clay layer contamination purification method
JP2007260610A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Nippon Oil Corp Purification method for contaminated soil
JP2012101201A (en) * 2010-11-12 2012-05-31 Taisei Corp Purification promoting material and purification promoting method
JP2016148190A (en) * 2015-02-12 2016-08-18 東日本旅客鉄道株式会社 How to install water injection wells

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