(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中和ガスを供給する中和ガス供給手段と、該中和ガス供給手段に接続され前記中和ガスを埋立材に供給する給気手段とを備えるとともに、前記埋立材を石炭灰、前記中和ガスを二酸化炭素としたことを特徴とする埋立地盤の処理システム。
【請求項２】
前記埋立材を通過した二酸化炭素を回収する集排気手段を備えた請求項１記載の埋立地盤の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸性若しくはアルカリ性の埋立材からなる埋立地盤を処理するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
埋立材を用いて埋立地盤を形成する際、該埋立材が酸性あるいはアルカリ性を呈する材料であると、酸性成分やアルカリ成分が雨水とともに地下水系に流入するおそれがある。
【０００３】
そのため、埋立処分先が例えば産業廃棄物処分場である場合には、処分場底面に遮水工を施した上で該遮水工の底部に集排水構造を設け、該集排水構造に集められた浸出水をポンプアップして中和処理し、しかる後に放流することによって、埋立材からの浸出成分が環境に拡散することがないよう配慮されている。
【０００４】
一方、埋立作業が終了した跡地は貴重な土地資源となるため、これを適切かつ有効に土地利用することが望ましいが、跡地利用を図るにあたっては、埋立地盤の沈下や強度、埋立材の組成やその変化、埋立材からの浸出水の質と量及びその変化などに十分な注意が必要であることは言うまでもない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、例えば火力発電所から発生する石炭灰が埋立材である場合には、雨水の浸透に伴って高アルカリの浸出水が発生する。そのため、埋立処分が完了した後も、浸出水のｐＨが所定の排水基準、例えば５．８〜８．６をクリアするまで集排水構造からのポンプアップ及び中和放流作業を長期間継続せねばならず、跡地利用が遅れてしまう、あるいは実質的に跡地利用が困難となるという問題を生じていた。
【０００６】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、埋立地盤からアルカリ成分や酸性成分が浸出する場合においてその跡地利用を速やかに開始することが可能な埋立地盤の処理システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る埋立地盤の処理システムは請求項１に記載したように、中和ガスを供給する中和ガス供給手段と、該中和ガス供給手段に接続され前記中和ガスを埋立材に供給する給気手段とを備えるとともに、前記埋立材を石炭灰、前記中和ガスを二酸化炭素としたものである。
【０００９】
また、本発明に係る埋立地盤の処理システムは、前記埋立材を通過した二酸化炭素を回収する集排気手段を備えたものである。
【００１０】
本発明に係る埋立地盤の処理システムにおいては、中和ガス供給手段から供給された中和ガスを給気手段を介して埋立材に給気する。
【００１１】
このようにすると、給気された中和ガスは、埋立材を通過する間に該埋立材を中和する。
【００１２】
埋立材としては、それ自体の作用であるいは雨水の浸透に伴って該浸透雨水に連行される形でアルカリ成分や酸性成分が滲出するすべてのものが対象となるとともに、中和ガスについては、埋立材のｐＨに応じて適宜選択すればよいが、埋立材を石炭灰、中和ガスを二酸化炭素（炭酸ガス）としたならば、中和ガスを埋立材に多量に供給したとしても、埋立材のｐＨが酸性側に大きく移行することがないため、土壌酸性化による弊害を未然に防止することができるとともに、余剰二酸化炭素が大気中に放出されても環境上の懸念はほとんどないため、集排気手段を備える必要がなくなる。また、二酸化炭素の酸性が比較的弱いため、石炭灰から鉄やアルミニウムあるいは重金属が溶出する事態も未然に防止される。
【００１３】
給気手段については、それらから噴出された中和ガスが埋立材を通過するのであれば、その位置や形状あるいは配置形態をどのようにするかは任意であるが、該給気手段とともに前記埋立材を通過した中和ガスを回収する集排気手段を併用するようにしたならば、給気手段によるガス給気力と集排気手段によるガス引抜き力との相乗作用により、中和ガスを土壌内でスムーズに通過させることが可能となるとともに、集排気された中和ガスや反応物質を必要に応じて処理し、しかる後に大気に放出することができる。
【００１４】
なお、かかる集排気手段の構造や形状をはじめ、給気手段との相対位置関係についても、それらの間に埋立材が存在する限り任意であり、例えば有底多孔管を埋立地盤に鉛直に多数埋設して給気手段及び集排気手段とすることもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る埋立地盤の処理システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る埋立地盤の処理システムを示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１は、中和ガスを供給する中和ガス供給手段としての中和ガスタンク２と、該中和ガスタンクに接続された給気手段としての給気ポンプ４及び吐出管３とを備える。
【００１７】
中和ガスタンク２からは中和ガスとしての二酸化炭素（炭酸ガス）が供給されるようになっているとともに、供給された二酸化炭素は、給気ポンプ４を介して吐出管３に圧送されるようになっている。
【００１８】
吐出管３には中和ガスを吐出するための吐出孔５を多数形成してあり、埋立材の貯留空間１１の底面に敷設してある。かかる吐出管３は、例えば塩化ビニル製の中空パイプで構成することができる。
【００１９】
本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１を構築するには、図２に示すように、貯留空間１１の底面に施工された遮水工１２の上に吐出管３を予め敷設し、しかる後に埋立材である石炭灰１３を埋め立てる。
【００２０】
ここで、遮水工１２は、例えば鉄筋コンクリート、防水シート等で適宜構成すればよい。また、吐出管３は、その吐出孔５が上方を向くように敷設するのがよい。
【００２１】
このようにして処理システム１の構築が完了したならば、中和ガスタンク２からの二酸化炭素を吐出管３を介して埋立材である石炭灰１３に供給する。
【００２２】
このようにすると、供給された二酸化炭素は、石炭灰１３を通過する間に石炭灰から溶出するカルシウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンといったアルカリ土類金属やアルカリ金属イオンといったアルカリ成分を中和し、しかる後に地表面から大気に放出される。
【００２３】
ここで、石炭灰１３に多く含まれるカルシウムイオンについては、二酸化炭素との反応によって炭酸カルシウムとなり土中に残留するが、かかる炭酸カルシウムは難溶性であるため、地下水系への拡散を懸念する必要はない。
【００２４】
二酸化炭素を石炭灰１３内に給気するにあたっては、該石炭灰のｐＨ変化等を監視しながらその給気速度を適宜調整するのがよい。また、二酸化炭素の給気に伴う炭酸カルシウムの生成によって埋立地盤の透気係数が低下するようであれば、給気圧等を適宜上昇させればよい。
【００２５】
次に、本実施形態に係る埋立地盤の処理システムによる作用効果を実験で確認したので、以下にその概要を説明する。
【００２６】
まず、石炭灰１ｋｇに対し、２．５リットルの水と３０リットルの炭酸ガス（質量比で約６％）を添加したところ、表１に示すようにｐＨが変化した。なお、炭酸ガス無添加の場合のｐＨは１２．６であった。
【００２７】
【表１】
0003562704.tif 000002
【００２８】
同表でわかるように、ｐＨは顕著に低下し、明瞭な中和効果が認められた。また、排水基準であるｐＨ５．８〜８．６も満足できた。
【００２９】
また、石炭灰１ｋｇに対し、１リットルの水と１０リットルの炭酸ガス（質量比で約２％）を添加したところ、１日後にはｐＨが７．５まで低下した。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１によれば、供給された中和ガスである二酸化炭素が埋立材である石炭灰１３を通過する間に該石炭灰から溶出するアルカリ成分を中和するので、石炭灰１３からなる埋立地盤は、高アルカリ地盤から中性地盤へと速やかに変化する。
【００３１】
したがって、埋立地盤内の中性化を雨水浸透に委ねていた従来に比べ、埋立作業完了後の跡地利用を早期に開始することが可能となる。
【００３２】
また、本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１によれば、石炭灰１３を用いた埋立地盤を速やかにかつ低コストで中性化させることができるので、火力発電所から大量に発生する石炭灰を埋立地盤の埋立材として積極的に有効利用することが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１によれば、中和ガスを二酸化炭素としたので、中和に必要な薬剤コストを低減することができるのみならず、埋立材である石炭灰１３に多量に供給したとしても、該埋立材のｐＨが酸性側に大きく移行することがない、具体的にはｐＨが約５．５以下になることはないので、土壌酸性化による弊害を未然に防止することができる。また、余剰二酸化炭素が大気中に放出されても環境上の懸念がほとんどないため、集排気手段を備える必要もない。また、二酸化炭素の酸性が比較的弱いため、石炭灰１３から鉄やアルミニウムあるいは重金属が溶出して地下水系に流入する事態も未然に防止することができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１によれば、二酸化炭素が石炭灰１３中のカルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成するが、かかる炭酸カルシウムは、難溶性ゆえ地下水系に流入するおそれはないし、地盤の土粒子間隙に形成されることによって、埋立地盤の透水係数低減及び強度増大にも寄与する。
【００３５】
本実施形態では、石炭灰１３内に給気された二酸化炭素については、地表面から自然放出させるようにしたが、図３に示すように、給気手段としての給気ポンプ４２ａ及び有底多孔管４１ａと、集排気手段としての有底多孔管４１ｂ及び排気ポンプ４２ｂとを対向位置にて石炭灰１３からなる埋立地盤に鉛直に多数埋設するようにしてもよい。
【００３６】
かかる構成によれば、給気手段によるガス給気力と集排気手段によるガス引抜き力との相乗作用により、中和ガスである二酸化炭素を石炭灰１３内でスムーズに通過させることが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態では、石炭灰１３を中和させる中和ガスとして二酸化炭素を採用したが、中和能力があって常温程度で気化し得るのであれば、どのような薬剤を用いてもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、アルカリ性の埋立材である石炭灰を酸性の中和ガスで中和させる例を示したが、酸性の埋立材をアルカリ性の中和ガスで中和する構成としてもよいことは言うまでもない。
【００３９】
また、本実施形態では、山間部等に設置された廃棄物処分場に本発明を適用することを前提としたが、立地条件はもちろん、そもそも廃棄物処分場に限定されるものではなく、例えば海岸沿いや沖合に構築される埋立地盤に適用してもよいことは言うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に係る本発明の埋立地盤の処理システムによれば、埋立地盤は、アルカリ地盤あるいは酸性地盤から中性地盤へと速やかに変化する。したがって、埋立地盤内の中性化を雨水浸透に委ねていた従来に比べ、埋立作業完了後の跡地利用を早期に開始することが可能となる。
【００４１】
さらに、請求項１に係る本発明の埋立地盤の処理システムによれば、火力発電所から発生する石炭灰を用いた埋立地盤を低コストかつ速やかに中性化させることができるのをはじめ、中和ガスである二酸化炭素を埋立材に多量に供給したとしても、埋立材のｐＨが酸性側に大きく移行することがないため、土壌酸性化による弊害を未然に防止することができる。また、余剰二酸化炭素が大気中に放出されても環境上の懸念はほとんどないため、集排気手段を備える必要がなくなるとともに、二酸化炭素の酸性が比較的弱いことにより、石炭灰から鉄やアルミニウムあるいは重金属が溶出する事態も未然に防止されるという効果も奏する。
【００４２】
また、請求項２に係る本発明の埋立地盤の処理システムによれば、給気手段によるガス給気力と集排気手段によるガス引抜き力との相乗作用により、中和ガスである二酸化炭素を土壌内でスムーズに通過させることができるという効果も奏する。
【００４３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る埋立地盤の処理システムを示した全体図。
【図２】本実施形態に係る埋立地盤の処理システムにおける作用を示した断面図。
【図３】変形例に係る埋立地盤の処理システムの断面図。
【符号の説明】
１                          埋立地盤の処理システム
２                          中和ガスタンク（中和ガス供給手段）
３                                                    吐出管（給気手段）
４                                                    給気ポンプ（給気手段）
１３                                                石炭灰（埋立材）
１１                                                貯留空間
４１ａ                                    有底多孔管（給気手段）
４２ａ                      給気ポンプ（給気手段）
４１ｂ                                    有底多孔管（集排気手段）
４２ｂ                      排気ポンプ（集排気手段）
【図１】
0003562704.tif 000003
【図２】
0003562704.tif 000004
【図３】
0003562704.tif 000005