(57)【要約】【課題】  有機性廃棄物が投棄、堆積された処分場において、堆積廃棄物から発生する硫化水素やメタンガスを有効に除去する。【解決手段】  有機性廃棄物が埋め立てられた廃棄物処分場１の埋立エリア２内の堆積廃棄物３中に所定深さの柱状空間を形成し、柱状空間内の所定深さまでをコンクリート再生砕石１１で充填する。コンクリート再生砕石１１層の上部空間に活性炭袋１４を充填して地中コラムを造成１０し、地中コラム１０に注水して、コンクリート再生砕石１１近傍から浸出した用水で、硫化水素の発生を抑止する。また、残留硫化水素ガスは活性炭袋１４をを通過させることで、その生成酸化物を活性炭１２に吸着担持させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物が埋め立てられた廃棄物処分場の埋立エリア内の堆積廃棄物中に所定深さの柱状空間を形成し、該柱状空間内の所定深さまでをコンクリート再生砕石で充填するとともに、前記コンクリート再生砕石層の上部空間に活性炭を充填して地中コラムを造成し、該地中コラムに注水して、前記コンクリート再生砕石近傍から浸出した用水で、硫化水素の発生を抑止するとともに、残留硫化水素ガスを、前記活性炭を通過させて、その生成酸化物を前記活性炭に吸着担持させることを特徴とする廃棄物処分場の発生ガス除去構造。
【請求項２】
前記コンクリート再生砕石は、コンクリート廃材を破砕し、所定粒径以下に分級した再生材料であることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処分場の発生ガス除去構造。
【請求項３】
上記用水は、コンクリート廃材に接触して得られる高アルカリの処理水であることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処分場の発生ガス除去構造。
【請求項４】
上記活性炭は、ヨウ素酸を主材とする触媒が添着されたヤシ殻活性炭の粒状体が袋状体に充填され、該袋状体が前記柱状空間のコンクリート再生砕石上部に詰められたことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処分場の発生ガス除去構造。
【請求項５】
前記埋立エリアに配設された各地中コラムに、前記用水の供給配管網からの供給管が接続されたことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処分場の発生ガス除去構造。
【請求項６】
前記埋立エリアに配設された各地中コラムに、ガス収集管が接続されたことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処分場の発生ガス除去構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃棄物処分場の発生ガス除去構造に係り、特に有機性廃棄物が投棄、堆積された処分場において、堆積廃棄物から発生する硫化水素やメタンガスを有効に除去することができるガス除去構造を備えた廃棄物処分場の発生ガス除去構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性廃棄物は、家庭生ゴミをはじめ、家畜糞尿、下水汚泥、剪定枝など多様で、全廃棄物の６割を占めるとも言われ、資源化対策が問題となっている。家畜糞尿など有機性廃棄物の一部は、各地に建設された堆肥化施設等で堆肥製造に充てられるものもあるが、それ以外の有機性廃棄物のほとんどは焼却されるほか、各地の廃棄物処分場に埋め立られたりして処分されていた。
【０００３】
有機性廃棄物を中心として埋め立てられた従来型の廃棄物処分場では、堆積された状態の有機性廃棄物が嫌気性発酵して、硫化水素、メタンガスが発生し、有毒ガス及び悪臭問題が生じ、安全面、環境面から問題となっていた。それらの対策として、ガス抜き管を設置し、各種の発生ガスを収集し、それら発生ガスの特性に応じた処理設備によって処理する処理設備を付帯させることが多い（特許文献１参照）。たとえば、硫化水素に関しては脱硫塔で無害化し、その後、燃焼設備で燃焼する対策もとられている。
【０００４】
特許文献１に開示された処分場では、埋立廃棄物中に配管されたガス収集管で廃棄物中で発生した発生したガスを、浸出水とともに処分場外に取り出し、各種の公知の処理手段でガスの無害化処理等を行っていた。
【０００５】
【特許文献１】特許第３８７９５６３号公報参照。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された発明では、ガス収集管と浸出水とが同系統管路で収集されるため、管内を通過する硫化水素で管内面が腐食しやすく、そのために同系統を使う浸出水処理にも支障が生じるおそれがある。また、脱硫塔等によって硫化水素を燃焼させて無害化処理する場合には、装置を稼働させるための燃料コスト等が負担となり、また燃焼ガスによる二酸化炭素の拡散も問題となる。そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、処分場内に配設したガス除去構造により、有機性廃棄物から発生したガスを直接処理することで、処分場外での処理設備の設置等の負担を最小限にし、処分場内の発生ガス除去を効率よく行えるようにした廃棄物処分場の発生ガス除去構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は有機性廃棄物が埋め立てられた廃棄物処分場の埋立エリア内の堆積廃棄物中に所定深さの柱状空間を形成し、該柱状空間内の所定深さまでをコンクリート再生砕石で充填するとともに、前記コンクリート再生砕石層の上部空間に活性炭を充填して地中コラムを造成し、該地中コラムに注水して、前記コンクリート再生砕石近傍から浸出した用水で、硫化水素の発生を抑止するとともに、残留硫化水素ガスを、前記活性炭を通過させて、その生成酸化物を前記活性炭に吸着担持させることを特徴とする。
【０００８】
前記コンクリート再生砕石は、コンクリート廃材を破砕し、所定粒径以下に分級した再生材料を用いることが好ましい。
【０００９】
上記用水は、コンクリート廃材に接触して得られる高アルカリの処理水を用いることが好ましい。
【００１０】
上記活性炭は、ヨウ素酸を主材とする触媒が添着されたヤシ殻活性炭の粒状体が袋状体に充填され、該袋状体を前記柱状空間のコンクリート再生砕石上部に詰めるようにして用いることが好ましい。
【００１１】
前記埋立エリアに配設された各地中コラムに、前記用水の供給配管網から供給管を接続し、前記地中コラム内のコンクリート再生砕石に用水供給することが好ましい。
【００１２】
前記埋立エリアに配設された各地中コラムに、ガス収集管を接続し、発生ガスを地上部から収集することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上に述べたように、本発明によれば、有機性廃棄物が投棄、堆積された廃棄物処分場において、堆積廃棄物から発生する硫化水素やメタンガスを、簡易な設備により、有効に除去することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の廃棄物処分場の発生ガス除去構造の実施するための最良の形態について、以下の実施例をもとに説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、廃棄物処分場１の埋立エリア２内に、有機性廃棄物がほぼ定量まで堆積された状態を示した埋立エリア２を断面で示した廃棄物処分場１の概略斜視図である。同図には、この廃棄物処分場に設置された発生ガス除去構造としての地中コラム１０が配設された状態が併せて示されている。また、この地中コラム１０に供給されるガス反応用水の供給設備６と、供給管路網７と地中コラム１０内を流下したガス反応後の用水を集水する集水層４と集水層から集められた用水を回収する経路５、経路上の処理水浄化設備９も併せて示されている。図２は図１に示された断面を拡大して正面から示した断面図である。図２には地中コラム１０の上端に、後述する反応後のガス等を、収集するガス収集管網８とポンプＰ配備された状態が示されている。なお、図１，図２において凹所に埋め立てられた堆積廃棄物３の埋立エリア２の地上面には、図示しない覆土工が構築されており、堆積廃棄物３は、外気と遮断され、悪臭や有害ガスが大気中に直接放出されないようになっている。
【００１６】
［地中コラムの構成］
以下、上述したガス除去構造としての、地中コラム１０の構成について、図１〜図３を参照して説明する。この地中コラム１０は、本実施例では地中深さが有機性廃棄物３の堆積高の約６０〜７０％となるように、廃棄物上面３ａから削孔された、直径が約３００〜５００mmの円孔形状の地中孔を柱状の収容空間としたもので、その内部に、底部から所定の層厚でコンクリート再生砕石１１と活性炭１２とを充填して積層して円筒形の柱状体としたものである。この柱状体としての地中コラム１０で、この部分に供給され、コラム外に浸出した用水（溶出水）１３と、廃棄物３中に発生したガス（図示せず）との接触により、ガスの無害化が図られる。よって、地中コラム１０は埋立エリア２において、堆積廃棄物３の荷重等を負担することを目的としたものではない。
【００１７】
この地中コラム１０は、従来、砂質軟弱地盤内に採用されるグラベルドレーン工法におけるグラベルコラムに類似した構成からなり、グラベルコラムに充填される砕石に相当する材料として、コンクリート再生砕石１１が使用されている。従来のグラベルコラムでは、グラベルドレーンとしての透水性、目詰まり防止特性、施工性等の観点から、単粒度砕石（６号又は７号）等が用いられてきた。これに対して本発明では、コンクリート再生砕石１１の成分中のアルカリ成分の溶出を目的とするため、ＲＣ−４０等の粒度調整された砕石や単粒度砕石とする必要がない。そこで、コンクリート廃材を、クラッシャ等の破砕機で破砕して再生したコンクリート破砕粒、いわゆるコンクリートガラを、粒度調整することなくそのまま充填材料として採用している。なお、コンクリートガラ１１（以下、本明細書では、コンクリート再生砕石１１と同義に用いる。）は、地中孔内への投入作業を円滑にするためと、充填された状態のコンクリートガラ１１からの鉱物成分の溶出量を確保するために、表面積を大きくすることが好ましい。そこで、最大粒径約１５０mmとなるようふるい分けすることも好ましい。コンクリートガラ１１は、地中コラム１０中において、底部から１．０m程度まで充填し、その上部空間には、活性炭１２で満たした活性炭袋１４を詰め、地中コラム１０を構成する。
【００１８】
ここで、コンクリートガラ１１が充填された地中コラム１０内に用水を注水した際の、地中コラム１０周辺での廃棄物の嫌気性発酵の抑止について説明する。コンクリートガラ１１に注水すると、注水された用水１３はｐＨ９以上となり、廃棄物の嫌気性発酵と硫化水素の発生を抑止することができる。注水する用水１３は通常の水道水でよいが、コンクリート廃材再生プラント設備が併設されている場合には、コンクリート廃材の再生時に、設備内で飛沫防止用に散水利用されて後に回収された処理前水を使用することも好ましい。この処理前水はコンクリート微粉末を含有する強アルカリ水であり、この処理水を用水として使用することにより、嫌気性発酵と硫化水素の発生を抑止できる。
【００１９】
地中コラム１０中に詰められた活性炭の構成及び作用について説明する。
地中孔のコンクリートガラ１１の上部空間にはメッシュ状の活性炭袋１４が挿入され、地中コラム１０が構成されるようになっている。この活性炭袋１４内には、本発明では、触媒が添着されたヤシ殻破砕状活性炭１２が収容されている。この触媒活性炭１２により、硫化水素などの硫黄系混合臭気やアンモニアなどの分子量の小さい臭気ガスを吸着させることができる。触媒としての添着剤にはヨウ素酸と無機酸との混合剤を使用し、硫化水素や亜硫酸ガスを酸化し、生成酸化物を活性炭１２に吸着させる。生成酸化物が吸着された無害ガスは、図２に示したように、活性炭袋１４の上部に接続されたガス収集管８を通じて地上に排気することが好ましい。なお、一定期間の稼働後に、活性炭１２に添着した触媒の再生のために、活性炭袋１４は袋ごとリサイクル交換することが好ましい。
【００２０】
［地中コラムの造成方法］
以下、地中コラム１０の造成方法について、図３を参照して説明する。堆積廃棄物上を走行可能なくい打ち装置（図示せず）を配備し、地中コラム１０の外径に一致した内径を有するケーシング２１をくい打ち装置でつり上げ、ケーシング２１の先端シュー２１ａを閉じて所定の打設位置に配置する。次いで、くい打ち装置のバイブロハンマ等の起振機２２の振動により、ケーシング２１を所定の深度まで打ち込む（（ａ）参照）。そして、バケット（図示せず）を用いて、ケーシング上端のホッパ２１ｂからコンクリートガラ１１がコラム内の所定高さになるまでケーシング２１内にコンクリートガラ１１を投入する（（ｂ）参照）。投入後、先端シュー２１ａを開放した状態で、ホッパ２１ｂを閉じ、圧縮空気を送りながらケーシング２１の引き抜きを行い、コンクリートガラ１１が形成された空間の底部から所定深さまで充填された地中コラム１０を造成する（（ｃ）〜（ｄ）参照）。このとき、廃棄物３はケーシングの圧入に伴い、コラム外周で圧密された状態にあるため、コラム上部空間は自立可能になっている。廃棄物の状態によってはケーシング（図示せず）を挿入してコンクリートガラ１１上部のコラム空間を確保することが好ましい。その上部空間に活性炭１２を満たした活性炭袋１４を挿入し、さらに地上側から用水供給管７、ガス収集管８を配管し、１本の地中コラム１０を完成させる。その後、複数本の地中コラム１０の配管を接続し、ポンプＰあるいは用水供給設備６、水処理設備９等と配管連結して用水供給系統、ガス収集系統を完成させる。
【００２１】
なお、地中コラム１０は、オーガケーシング装置による造成も可能である。その施工手順としては、打設位置に、管内の軸方向に沿ってスラストスクリューが形成されたオーガケーシングをセットし、オーガマシンを起動し、オーガケーシングを回転させ、堆積廃棄物の所定の深度までオーガケーシングを貫入する。その後、スキップバケットで投入量を制御しながらコンクリートガラをオーガケーシング内に投入する。コンクリートガラ１１吐出用のスラストスクリューを起動させるとともに、オーガケーシングを逆回転させ、吊り上げ装置によってオーガケーシングの引き抜きを行う。所定深度までオーガケーシングを引き抜いた所で、コンクリートガラの地中孔内への排出量を確認し、地中コラム１０造成を完了する。この方法によれば、地中コラム１０内に投入したコンクリートガラ１１のレベルを正確に制御でき、連続して複数本の地中コラム１０を造成可能である。
【００２２】
［メタンガス発生と処理］
嫌気性状態にある堆積廃棄物層からは、上述の硫化水素の他、メタンガスも発生する。可燃ガスであるメタンガスは、ガス収集管で回収した後、地上に設定されたフレアスタック等の燃焼設備で燃焼・破壊処理し、二酸化炭素レベルに分解することになる。しかし、二酸化炭素排出量の軽減のために、メタンガスに関しては堆肥化を促進させ、バイオマスガスとして回収し、バイオマス燃料として利用することも好ましい。その際は活性炭の代わりに酸化第二鉄などの脱硫剤を用いることが好ましい。
【００２３】
メタンガスを積極的に利用する場合は、地中コラム１０近傍をｐＨ５．８〜８．５程度に調整し、嫌気性発酵を促進し、メタンガス発生を確保し、発生メタンガスを高効率で収集することも好ましい。その際、附帯的にアンモニアの発生も予想されるが、アンモニア臭は触媒活性炭袋を通過する際、活性炭で有効に脱臭することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による一実施例における廃棄物処分場の発生ガス除去構造の配置例を断面で示した、廃棄物処理場の断面斜視図。
【図２】図１に示した発生ガス除去構造が配置された廃棄物処分場を示した断面図。
【図３】本発明の地中コラムの施工手順の一例を示した施工順序説明図。
【符号の説明】
【００２５】
１  廃棄物処分場
２  埋立エリア
３  廃棄物（堆積廃棄物層）
６  用水供給設備
７  用水供給管
８  ガス収集管
１０  地中コラム
１１  コンクリートガラ（コンクリート再生砕石）
１２  活性炭（触媒活性炭）
１４  活性炭袋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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