(57)【要約】  【課題】  掘起し廃棄物の処理コストを抑制しながら高度に無害化処理でき、併せて最終処分場や不法投棄現場を再利用可能とする廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法を提供する。  【解決手段】  最終処分場や不法投棄現場に投棄された廃棄物を再処理する廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法であって、投棄された廃棄物を掘り起す掘起し処理工程と、掘り起された廃棄物を由来別に選別する選別処理工程と、選別された廃棄物に対して由来に応じて異なる無害化処理を施す無害化処理工程と、無害化された廃棄物を再利用する再資源化工程とからなり、無害化処理工程が、重度汚染廃棄物を加熱溶融処理する高度無害化処理工程と、軽度汚染廃棄物を処理液で洗浄処理する簡易無害化処理工程を備える。  【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投棄された廃棄物を再処理する廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法であって、投棄された廃棄物を掘り起す掘起し処理工程と、掘り起された廃棄物を由来別に選別する選別処理工程と、選別された廃棄物に対して有害性に応じて異なる無害化処理を施す無害化処理工程と、無害化された廃棄物を再利用する再資源化工程とからなる廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法。
【請求項２】
前記掘起し処理工程は、事前調査された廃棄物の由来別投棄分布に基づく分布領域毎に掘起し処理するものである請求項１記載の廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法。
【請求項３】
前記選別処理工程は、掘り起された廃棄物を由来別に設定された選別粒度に基づいて選別処理するものである請求項１または２記載の廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法。
【請求項４】
前記無害化処理工程は、少なくとも選別された重度汚染廃棄物を加熱溶融処理する高度無害化処理工程と、軽度汚染廃棄物を処理液で洗浄処理する簡易無害化処理工程が含まれる請求項１から３の何れかに記載の廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法。
【請求項５】
廃棄物汚染サイトから浸出する汚染水を浄化処理する汚染水浄化処理工程を利用して、前記簡易無害化処理工程における洗浄使用後の処理液を前記汚染水浄化処理工程で浄化処理する請求項４記載の廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業廃棄物、焼却残さ（焼却灰と焼却飛灰の混合物）、都市ごみなどが投棄され、化学物質で汚染された不法投棄現場や最終処分場における廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築廃材やシュレッダーダスト等の産業廃棄物、焼却灰、都市ごみ等の廃棄物が不法に投棄された投棄現場では、投棄された廃棄物による環境汚染、つまり、投棄された廃棄物に含まれる化学物質、重金属、ダイオキシンなどの有害物質が付着した粒子が強風により飛散して周辺土壌を汚染し、降雨等により流出して周辺土壌を汚染し、さらに地下水に流入して地下水を汚染するなどといった二次汚染を招くおそれがあるという問題があった。
【０００３】
そこで、応急的な対策として降雨による汚染サイトへの流入水の増量による汚染水の周囲への流出を防止すべく汚染サイトを遮水壁で遮断して流入水を減らしたり、汚染水を揚水して浄化する排水処理施設を設けたりといった汚染サイト周辺における汚染拡散防止対策が採られている。
【０００４】
さらに恒久的な対策として、汚染サイトの地中に水や薬剤を注入するとともに、汚染された地下水を浄化処理する水処理システムを介して循環させることにより浄化・安定化させる原位置安定化促進処理方法や、降雨による浸出水のみを浄化処理することで汚染物質を自然に洗浄・安定化させる自然浄化方法が提案されていた。
【０００５】
また、汚染サイトに投棄された廃棄物を掘り起して、近辺に設置された溶融処理施設により掘り起した汚染廃棄物の全てを１３００℃から１４００℃の高温で加熱溶融して無害化・減容化することで最終処分場を再生する溶融処理方法や、掘起し廃棄物を外部の処理場に搬送する外部搬出方法も提案されている。
【特許文献１】特開２００１-３３４２３１号公報
【特許文献２】特開２００１-２３２３２５号公報
【特許文献３】特開２００３-２９０７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した原位置安定化促進処理方法では安定化に必要な処理年数の予測が困難であり、自然浄化方法ではそれ以上に処理の長期化が予測され、ともに汚染廃棄物が汚染サイトに残存するため周辺住民の理解も得られないばかりか逼迫した最終処分場の確保という問題が解消されるものではなかった。
【０００７】
また、上述したオンサイトの溶融処理施設で汚染廃棄物の全てを溶融処理するものでは、大量の廃棄物を溶融処理するために極めて大型の溶融処理施設を建設する必要があり設備コストが嵩むとともに、運転するための化石燃料の確保等のランニングコストも嵩むという問題があり、外部搬出方法では汚染廃棄物の搬送時の粉塵飛散等が懸念され受入先の周辺住民の同意も得られ難いばかりか、外部委託費用も高価になるという問題があった。
【０００８】
本発明は上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、掘起し廃棄物の処理コストを抑制しながら高度に無害化処理でき、併せて最終処分場や不法投棄現場を再利用可能とする廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明による廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、投棄された廃棄物を再処理する廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法であって、投棄された廃棄物を掘り起す掘起し処理工程と、掘り起された廃棄物を由来別に選別する選別処理工程と、選別された廃棄物に対して有害性に応じて異なる無害化処理を施す無害化処理工程と、無害化された廃棄物を再利用する再資源化工程とからなる点にある。
【００１０】
上述の構成によれば、汚染サイトから掘り起された廃棄物が選別処理工程で由来別に選別されるので、選別された廃棄物の汚染の程度或いは汚染原因物質に応じて適切な無害化処理を施すことができるようになるので、全ての廃棄物に対して同一の処理を施す場合に比べて処理コストを大幅に低減させることができるようになるのである。そして、夫々に無害化処理された廃棄物を資源として効率的に再利用できるようにもなるのである。
【００１１】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記掘起し処理工程は、事前調査された廃棄物の由来別投棄分布に基づく分布領域毎に掘起し処理するものである点にある。
【００１２】
汚染サイトには由来の異なる複数の廃棄物が投棄されるが、投棄された時期等に応じてその廃棄物には由来に応じて所定の投棄分布が認められる。そこで、由来別投棄分布を事前調査することによってその分布に応じて掘り起すことにより、それ以降の工程を効率的に行なうことが可能となる。例えば、選別工程において特定の由来の廃棄物が集中する場合には、他の由来物を選別する工程を省略することも可能になるのである。
【００１３】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記選別処理工程は、掘り起された廃棄物を由来別に設定された選別粒度に基づいて選別処理するものである点にある。
【００１４】
上述の構成によれば、廃棄物の由来に応じて分布する粒度範囲が異なる点に着目することで、粒度に基づく選別処理により由来別に廃棄物を選別することが可能になるのである。
【００１５】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記無害化処理工程は、少なくとも選別された重度汚染廃棄物を加熱溶融処理する高度無害化処理工程と、軽度汚染廃棄物を処理液で洗浄処理する簡易無害化処理工程が含まれる点にある。
【００１６】
上述の構成によれば、例えば高濃度のダイオキシン類や重金属を含む重度汚染廃棄物は高度無害化処理工程として加熱溶融処理され、無害化された溶融スラグが路盤材やコンクリート骨材に再利用され、溶融処理過程で生じる溶融飛灰が非鉄製錬原料として山元還元されるようになり、無害化と資源としての再利用化を効率的に行なえるのである。しかも、多量の掘起し廃棄物から真に高度無害化処理が必要とされる由来の廃棄物のみが選別されているので、処理に必要な加熱溶融炉の処理容量をそれ程大きくする必要も無く、設備コストを低減させるとともにランニングコストも低減させることができるようになる。一方、汚染の程度がそれほどひどくない軽度汚染廃棄物は簡易無害化処理工程として処理液で洗浄処理することにより効率的且つ低コストで無害化処理できるようになる。
【００１７】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第四特徴構成に加えて、前記廃棄物汚染サイトから浸出する汚染水を浄化処理する汚染水浄化処理工程を利用して、前記簡易無害化処理工程における洗浄使用後の処理液を前記汚染水浄化処理工程で浄化処理する点にある。
【００１８】
汚染水浄化処理工程を利用することにより、汚染サイトにおける地下水等の汚染水を浄化処理して環境汚染の拡大を防止し、併せて上述の簡易無害化処理工程で発生する洗浄済みの汚染された処理液をも浄化できるので、設備コスト及びランニングコストの低減を図りながら効果的な無害化処理が実現できるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明した通り、本発明によれば、掘起し廃棄物の処理コストを抑制しながら効果的に無害化処理でき、併せて最終処分場や不法投棄現場を再利用可能な廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、産業廃棄物、焼却灰、都市ごみ等の廃棄物やそれら廃棄物への覆土が混ざり重金属やダイオキシン等で汚染された最終処分場や不法投棄現場等の廃棄物汚染サイトの環境を回復するとともに、廃棄物を減容化して処分場を再生する本発明による廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法について説明する。
【００２１】
本発明による投棄廃棄物の複合処理方法は、最終処分場や不法投棄現場から掘り起された廃棄物を単一技術により同レベルに全量処理するものではなく、無害なものと有害性の低いものと有害性の高いものとにその発生由来に応じて選別し、有害性の高い重度汚染廃棄物に対しては加熱溶融処理する高度無害化処理工程と、有害性の低い軽度汚染廃棄物に対しては処理液で洗浄処理する簡易無害化処理工程を備えるものである。そして無害なものはそのままリサイクルし、有害なものはその程度に応じた無害化処理を施してリサイクルするものである。
【００２２】
以下に詳述する。図１及び図５に示すように、先ず、最終処分場または不法投棄現場Ｄから滲み出した汚染物質で汚染された地下水による汚染範囲の拡大を回避すべく、最終処分場または不法投棄現場Ｄを含む所定領域の周囲に遮水壁Ｗを設けて汚染地下水の流出を防止する。遮水壁Ｗとしては鉄板を地中に打ち込み壁を形成する方式や、地中を掘削してコンクリート打設により壁を形成する方式等を採用することができる。尚、遮水壁Ｗで流出が阻止された地下水は後述の汚染水浄化処理工程４で水処理設備によって浄化処理される。
【００２３】
次に、前記最終処分場または不法投棄現場Ｄに投棄され或いは埋立処分された廃棄物が、掘起し処理工程１でバックホー装置Ｂやドーザー装置を用いて掘り起され、掘り起された廃棄物が選別処理工程２で由来別に選別処理される。
【００２４】
さらに、選別処理工程２で選別された廃棄物に対して無害化処理工程３（３ａ，３ｂ）では廃棄物の発生由来に応じて異なる無害化処理が施され、無害化された廃棄物が再資源化工程５（５ａ，５ｂ）で再利用される。
【００２５】
再生対象となる最終処分場または不法投棄現場Ｄは予めボーリング等による事前調査がなされ、幾層にも投棄された複数種類の廃棄物がその由来を含めてどのような範囲に分布しているかが調査され、掘起し処理工程１ではその結果に基づいて区画された分布領域毎に掘削される。このように廃棄物を由来別に集中して投棄されている領域毎に掘削することで以後の処理が効率的に行なわれるようになる。
【００２６】
選別処理工程２では、掘起し処理工程１で掘り起された廃棄物が由来別に設定された選別粒度に基づいて選別処理される。例えば、粒径が約２００ｍｍ以上の無害な礫、粒径が約２００ｍｍから約３０ｍｍの範囲に及ぶシュレッダーダスト、粒径が約３０ｍｍ以下の焼却残さの夫々に篩式選別装置等によって分離選別される。ここに、選別粒度は上述の事前調査等によって、さらには廃棄物の特性に応じて予め設定された値を用いることができ、篩式選別装置としてはトロンメル等の回転式選別装置の他振動式選別装置等選別粒径に応じて適切なものを使用することができる。尚、粒径が約２００ｍｍ以上の無害な礫が選別除去された後の廃棄物から金属類を磁力選別する磁力選別工程を付加して回収された金属鉄類を資源としてリサイクルするように構成することも可能である。無害の礫は、最終処分場や不法投棄現場の覆土材等として有効利用される。
【００２７】
無害化処理工程３は、重度汚染廃棄物を加熱溶融処理する高度無害化処理工程３ａと軽度汚染廃棄物を処理液で洗浄処理する簡易無害化処理工程３ｂを備え、選別粒度に基づいて由来別に選別された廃棄物の汚染の程度の軽重に基づいて何れかの無害化処理が施される。例えば、銅や鉛といった重金属類を多く含む有害性の高い重度汚染廃棄物であるシュレッダーダストや、重金属に加えてダイオキシン類を含む焼却飛灰は現地に設けられた溶融炉によって加熱溶融処理される。
【００２８】
溶融炉としては、図２に示すように、外側の有底回転筒状体８１と内側の固定筒状体８２が共通の垂直軸心周りで相対回転し、両筒状体８１，８２の間に投入された廃棄物を有底回転筒状体８１の中央部に向けて供給し、炉頂部に設けた加熱源としてのバーナー８３で廃棄物の表面から加熱溶融して中央の出滓口８４から溶融スラグ８５として排出する回転式表面式溶融炉８を用いることができる。また、これ以外の燃料式溶融炉や電気式溶融炉等の他の方式の溶融炉を用いることも可能である。
【００２９】
当該表面溶融炉８に投入された廃棄物は１３００℃から１４００℃の高温で加熱溶融され、出滓口８４から滴下した溶融スラグは洗浄水槽８６で冷却されて固化した水砕スラグ８７となる。加熱溶融処理によってダイオキシン類は熱分解され、再合成されないよう急激な冷却等の処理が施されるとともに、気化した重金属類は排ガス処理施設８８で溶融飛灰として分離回収される。このようにして無害化処理されたスラグは路盤材やコンクリート用の骨材として有効利用され、回収された重金属を含む溶融飛灰は非鉄金属原料として山元還元される。
【００３０】
このように表面溶融炉に投入される廃棄物は予め選別された重度汚染廃棄物に制限されるため、必要以上に炉の規模を大きく設計する必要が無く、設備コストも運転コストも大きく低減させることができるようになる。
【００３１】
一方、軽度汚染廃棄物は傾斜姿勢に配置された円筒状ドラムの内周面にスパイラル状の攪拌翼を設け、当該ドラムを回転駆動しながら廃棄物と洗浄液を投入して洗浄するスパイラル洗浄装置によって有害物を溶出促進して安定化処理する。洗浄液としては水、所定のペーハー値に調節された水溶液、有機溶剤等、有害物を溶出するのに適切なものを使用することができる。このような洗浄処理が施されて無害化された焼却灰は埋め戻され、焼却飛灰は洗浄液側に移行し、洗浄液と分離後、上述の回転式表面式溶融炉８で溶融処理される。
【００３２】
上述の汚染水浄化処理工程で汚水から分離除去される固形分離物には重金属類も混入しており、これら固形分離物は上述の高度無害化処理工程で溶融処理される。
【００３３】
上述の汚染水浄化処理工程４では、図３に示すように、流量調整槽に蓄積された汚染水を後段の処理設備に定量供給して、先ず炭酸ナトリウム等を投入してカルシウム分を沈殿除去し、次に酸化槽で空気曝気して好気性微生物によりＢＯＤを除去した後に、硝化槽で硝化し脱窒層で脱窒する生物処理を施し、凝集剤を投入して固形成分をろ過する凝集ろ過膜によりＳＳやＣＯＤ、さらには重金属類を除去した後に、オゾンを用いた光化学分解処理でダイオキシン類等を分解処理する。そして最後に脱塩処理した後に一部を地下水等として放流して、残りを前記軽度汚染廃棄物の洗浄処理液の原液として供給するように構成されている。前記軽度汚染廃棄物の洗浄処理に使用された汚染水は前記流量調整槽に戻されて浄化される。汚染水浄化処理工程はこのようなプロセスに限定されるものではなく、浄化対象の性状に応じて適宜公知のプロセスを複合して適用することができるものである。
【００３４】
一例としてシュレッダーダスト、焼却残さ（焼却灰、焼却飛灰）の廃棄物が不法に投棄された廃棄物の各成分の組成を図４に示すが、これによれば、シュレッダーダストは銅、鉛等の重金属の濃度が著しく高く、焼却飛灰は重金属に加えてダイオキシン（ＤＸＮｓ）の濃度も高く、夫々非常に有害性が高いのに対して、焼却灰は比較的重金属やダイオキシンの濃度も低いことがわかる。
【００３５】
最終処分場や不法投棄現場から掘り起される廃棄物の性状を、無害な礫、石、砂が６０％、シュレッダーダストが３０％、焼却飛灰を含めた焼却残さが１０％であると仮定して、粒径が約２００ｍｍ以上の無害な礫、粒径が約２００ｍｍから約３０ｍｍの範囲に及ぶシュレッダーダスト、粒径が約３０ｍｍから約０．１ｍｍの範囲に及ぶ焼却灰、粒径が約０．１ｍｍ以下の焼却飛灰、金属鉄類が混入した掘り起し廃棄物１，２００，０００ｔを上述の複合処理方法で１０年間で処理するように試算すると、図６に示すように、処理後に再埋立する洗浄物の総発生量は１８１，２００ｔとなり、ほぼ１５％に減容化される。
【００３６】
そして、上述のモデルに本発明による複合処理方法を適用した場合の初期費用及び運転費用を含む総費用を試算すると、図７（ａ）に示すように、廃棄物の単位重量（ｔ）当たり２．７万円となることが判明し、この方法と他の方法、つまり従来の全量溶融処理方法、全量持出し方法、自然浄化方法に要する費用及び有害物質の処理率を比較すると、図７（ｂ）に示すように、極めてコストパーフォーマンスの優れた方法であることが裏付けられるのである。
【００３７】
以下に本発明の別実施形態を説明する。上述した実施形態では、掘り起された廃棄物から礫、シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰を所定の選別粒径に基づいて発生由来別に選別するものを説明したが、本発明による廃棄物の選別対象はこれらに限るものではなく、図８に示すような一般廃棄物から産業廃棄物に到る各種の廃棄物、例えば粒径２００ｍｍ以上で有害性の低いコンクリートくずや瓦礫類、粒径３０ｍｍから２００ｍｍで有害性の高い廃プリント配線板、粒径０．１ｍｍ以下で有害性の高い無機性汚泥や有害性の低い下水汚泥等の他の廃棄物にも適用することが可能である。このときの選別粒径もこれらの値に限るものではなく、事前調査等によって適宜設定することができるものである。また、例えば汚泥等の選別粒径が重なる廃棄物では、上述したように事前調査された廃棄物の由来別投棄分布に基づく分布領域毎に掘起し処理することによって、混合された状態では篩式選別装置で分離できない廃棄物を効果的に選別することが可能になる。
【００３８】
上述した実施形態では、掘起し処理工程が、事前調査された廃棄物の由来別投棄分布に基づく分布領域毎に掘起し処理されるものを説明したが、本発明による掘起し処理工程は、これ以外に最終処分場や不法投棄現場の全領域で表層から深層にかけて均一に掘起し処理するものであってもよい。
【００３９】
上述した実施形態では、簡易無害化処理工程における洗浄液がペーハー調整された水溶液である場合を説明したが、洗浄液は上述したようにこのような水溶液に限るものではなく、洗浄対象物に応じて適宜選択されるものであり、例えば環境汚染を引き起こす化学物質が含まれている場合には有機溶剤を使用することも可能である。また、洗浄装置もスパイラル洗浄装置に限るものではなく適宜最適な洗浄装置を使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法の説明図
【図２】回転式表面式溶融炉の説明図
【図３】汚染水の浄化処理手順を示すフロー図
【図４】由来の異なる各種廃棄物の組成の一例を示す表
【図５】廃棄物汚染サイトのハイブリッド修復方法の説明図
【図６】投棄廃棄物の選別重量の試算を示す説明図
【図７】（ａ）は本発明による投棄廃棄物の複合処理方法を使用する一例として費用試算表であり、（ｂ）は他の方法との比較表
【図８】投棄廃棄物の発生由来と粒度及び有害性の程度を示す説明図
【符号の説明】
【００４１】
Ｂ：  掘削機（バックホー）
Ｄ：  最終処分場
Ｗ：  遮水壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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