汚染土壌浄化技術(注水バイオスパージング工法)

1. 注水バイオスパージング工法

（1）概要

当社は、環境問題への対応を重要な経営課題と位置づけ、土壌環境問題への取り組みを進めています。具体的には、石炭を主原料とした都市ガス製造工場跡地などについて、自主的に調査を行い、汚染が判明した場合には、速やかに行政当局に報告するとともに、近隣住民の皆さまへの説明を行い、必要な対策を講じています。

汚染や土質状況などに応じて対策は変わりますが、現在行っている対策のうち、従来のバイオ浄化工法に比べ微生物活性を長期に持続する「注水バイオスパージング工法」について紹介します。

（2）注水バイオスパージング工法とは

注水バイオスパージング工法は、井戸から微生物活性を高める空気(酸素)と栄養塩(窒素、リン)を帯水層に同時に供給し、微生物分解性のあるベンゼンやシアンなどで汚染された土壌や地下水を浄化する原位置浄化システムで、従来のスパージング法と比較して微生物活性を長期的に持続できる工法です。

今回開発したこの工法は、注水機能をスパージング井戸に付設することで、空気と液体を同一の井戸から同時に帯水層へ供給できることを特長としています。栄養塩が溶解した液体はスパージング井戸の吐出圧を利用して速やかに地盤内に供給されるため、均一かつ広範囲に微生物活性を高めることができます。また、注水に用いる液体は揚水した汚染地下水を処理して再利用するため、地盤内の代謝産物の蓄積を防ぎ、微生物の分解活性を長期間にわたり維持することが可能となります。

工法の概念

実施状況全景

注水スパージング井戸

ベンゼン地下水濃度の推移

浄化完了までに必要な揚水処理量は、揚水工法と比較して1/10以下で、原位置浄化で通常コスト比率の高くなる水処理費を低く抑えられます。また、揚水した地下水は全量注水に使用できるため、地上において排水が生じません。 これらの特長より、従来のスパージング工法や揚水処理工法などの原位置浄化工法と比べ、浄化期間全体を通じて浄化効率が高まり、工期を短縮できます。また、浄化効率については、実証試験において地下水中に存在するベンゼンの約98％、全シアンの約94％を約半年間で除去し、環境基準値以下に汚染物質濃度を低減できることを確認しています。

さらに実プロジェクトでは、2層に分かれた帯水層を、1本の井戸で同時に浄化する二層スパージング法や、回収した汚染ガスを微生物により分解する有害物質含有ガス微生物処理法などの新技術を採用しています。

（3）特長

1. 1）低濃度から高濃度まで汚染状況に左右されず適用できます。
2. 2）処理期間を1/4～1/2に短縮できます。
3. 3）注水井戸が不要なため、浄化井戸の増設を防げます。
4. 4）従来工法の1/10以下の揚水循環水量で浄化できます。
5. 5）コストを従来工法の1/2以下に削減できます。

本工法は、大成建設（株）と共同で開発したもので、当社工場跡地にて、平成21年度までに対象面積約15000m²の浄化工事を完了しました。なお、本技術は平成17年度の土木学会環境賞を受賞しました。

2. シアン汚染土壌浄化工法

（1）概要

2010年4月の土壌汚染対策法の改正により、汚染土壌の場外搬出が抑制され、今まで以上にサイト内での土壌浄化が求められるようになりました。
シアン化合物に関しては、これまでも飽和層と呼ばれる地下水域より下部の汚染は、「注水バイオスパージング工法」を用いて原位置での浄化が可能でした。一方で、不飽和層と呼ばれる地下水域より上部の汚染は、重金属汚染で一般に用いられる単純な分級（※）主体の洗浄法を適応しても、一般の重金属と異なり水溶性が高いため、洗浄水に溶け出したシアン化合物が再度土壌内に付着してしまう問題点がありました。そのため、不飽和層でのシアン汚染土壌は、場外へ搬出して処理する以外、今までは有効な対応策がありませんでした。

このたび、当社は大成建設（株）と共同で、その水溶性の高いシアン化合物が添加剤と反応して難溶解性塩を形成することに着目し、その難溶解性塩（沈殿物）を回収する方法を組み込んだ洗浄・分級システムを開発、実証実験のうえ、その効果を確認しました。

※分級：浄化された土壌粗粒分と汚染が濃縮された土壌細粒分とを分けること。

（2）シアン汚染土壌浄化工法とは

システムの概要

1. 1）高圧洗浄水でシアン化合物を汚染土壌から洗浄液中に効率的に溶出する
2. 2）洗浄液中に溶け出したシアンを添加剤と反応させ、難溶解性の塩沈殿物を生成し、浄化土と分離する
3. 3）浄化土表面に残存する(2)の難溶解性塩をすすぎ洗浄で洗い落とす

モデル図

（3）特長

本システムは、場外搬出処理といった従来手法に比べ、3～4割の浄化コストの削減が可能な上、汚染土壌を場外に出すことなくサイト内で完全浄化できます。

実証実験装置の概要

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