(57)【要約】【課題】硫化水素の発生を安定的に抑制することができる覆土材を提供する。【解決手段】ばいじん、燃え殻及び汚泥からなる群から少なくとも１つ選択される原料と、水と、固化剤と、高分子化合物と、触媒と、吸着物質とを含有する覆土材である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ばいじん、燃え殻及び汚泥からなる群から少なくとも１つ選択される原料と、
水と、
固化剤と、
高分子化合物と、
触媒と、
吸着物質と
を含有することを特徴とする覆土材。
【請求項２】
前記原料に対して、前記水が５重量％〜３０重量％であり、前記固化剤が５重量％〜２０重量％であり、前記高分子化合物が１重量％〜１０重量％であり、前記触媒が３重量％〜１０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の覆土材。
【請求項３】
前記原料が、ばいじんであることを特徴とする請求項１又は２に記載の覆土材。
【請求項４】
前記吸着物質が再生することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の覆土材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物埋立処分場等で用いられる覆土材に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物等の埋め立てを行う処分場では、廃棄物を処理する際に発生する悪臭が問題となっている。特に、建築解体物に含まれる廃石膏ボード等から発生する硫化水素については、その発生を防止することを目的とした種々の技術が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、従来の技術では、硫化水素の発生を安定的に抑制することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２９７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、硫化水素の発生を安定的に抑制することができる覆土材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の概要は以下の通りである。
【０００７】
（１）  ばいじん、燃え殻及び汚泥からなる群から少なくとも１つ選択される原料と、
水と、
固化剤と、
高分子化合物と、
触媒と、
吸着物質と
を含有することを特徴とする覆土材。
【０００８】
（２）  前記原料に対して、前記水が５重量％〜３０重量％であり、前記固化剤が５重量％〜２０重量％であり、前記高分子化合物が１重量％〜１０重量％であり、前記触媒が３重量％〜１０重量％であることを特徴とする（１）に記載の覆土材。
【０００９】
（３）  前記原料が、ばいじんであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の覆土材。
【００１０】
（４）  前記吸着物質が再生することを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つに記載の覆土材。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、硫化水素の発生を安定的に抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本発明の実施形態に係る覆土材について説明する。以下の説明において、覆土材に含まれる各成分の含有量の単位である「％」は、特に言及しない限り「重量％」を意味する。本実施形態に係る覆土材は、ばいじん、燃え殻及び汚泥からなる群から少なくとも１つ選択される原料と、水と、固化剤と、高分子化合物と、触媒と、吸着物質とを含有する。
【００１３】
（原料）
本実施形態に係る覆土材に用いられる原料は、ばいじん、燃え殻及び汚泥からなる群から少なくとも１つ選択される。ばいじん、燃え殻及び汚泥は、産業廃棄物や一般廃棄物に由来するものである。これらの原料のうち、長期強度の増進、乾燥収縮の減少、化学抵抗の向上があるため、強度の観点から、好ましくはばいじんである。
【００１４】
（水）
本実施形態に係る覆土材に用いられる水は、原料に対する強度を調整する。水の種類は、特に限定されるものではなく、水道水、イオン交換水、蒸留水等である。水の含有量が５％未満では、所望の強度が得られない場合がある。従って、水の含有量は、好ましくは５％以上とし、より好ましくは１０％以上とする。一方、水の含有量が３０％超では、固化養生期間が延びる場合がある。従って、水の含有量は、好ましくは３０％以下とし、より好ましくは２５％以下とする。
【００１５】
（固化剤）
本実施形態に係る覆土材に用いられる固化剤は、原料に対する強度を調整し、Ｐｂ等の重金属元素が原料から水中に溶出しないようにトラップする。固化剤としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、高炉セメントＡ種、高炉セメントＢ種、高炉セメントＣ種、エコセメント等を用いることができる。固化剤の含有量が５％未満では、所望の強度が得られない場合がある。従って、固化剤の含有量は、好ましくは５％以上とし、より好ましくは１０％以上とする。一方、固化剤の含有量が２０％超では、Ｐｂ等の不溶化条件が悪化する場合がある。従って、固化剤の含有量は、好ましくは２０％以下とする。
【００１６】
（高分子化合物）
本実施形態に係る覆土材に用いられる高分子化合物は、原料に対する強度を調整する。高分子化合物としては、アニオン性カルボン酸系ポリマー、アニオン性スルホン酸系ポリマー、ノニオン性ポリマー、カチオン性メタアクリル酸エステル系ポリマー、カチオン性アクリル酸エステル系ポリマー等を用いることができる。高分子化合物の含有量が１％未満では、所望の強度が得られない場合がある。従って、高分子化合物の含有量は、好ましくは１％以上とし、より好ましくは５％以上とする。一方、高分子化合物の含有量が１０％超では、Ｐｂ等の不溶化条件が悪化する場合がある。従って、高分子化合物の含有量は、好ましくは１０％以下とする。
【００１７】
（触媒）
本実施形態に係る覆土材に用いられる触媒は、Ｐｂ等の不溶化条件を調整し、硫化水素の吸着能力を高める。触媒としては、酸化マグネシウム、ジチオカルバミン酸系化合物等を用いることができる。触媒の含有量が３％未満では、Ｐｂ等の不溶化条件が悪化する場合がある。従って、触媒の含有量は、好ましくは３％以上とし、より好ましくは７％以上とする。一方、触媒の含有量が１０％超では、Ｐｂ等の不溶化条件が悪化する場合がある。従って、触媒の含有量は、好ましくは１０％以下とする。
【００１８】
（吸着物質）
本実施形態に係る覆土材に用いられる吸着物質は、硫化水素を吸着する。吸着物質としては、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、水酸化第二鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン等を用いることができる。吸着物質の含有量は、特に限定されるものではなく、含有量が多ければ多いほど硫化水素の吸着量は増加する。含有量が多すぎると製造コストが高くなってしまうため、吸着物質の含有量は、例えば２〜２０％とする。
【００１９】
本実施形態に係る覆土材の平均粒径は、好ましくは２ｍｍ〜１０ｍｍとする。平均粒径が２ｍｍ未満では、所望の強度が得られない場合がある。一方、平均粒径が１０ｍｍ超では、覆土材の表面積が小さくなり、硫化水素の吸着量が低減する場合がある。平均粒径の計測方法としては、例えば、ふるい分け試験方法（ＪＩＳ  Ｚ８８１５）を用いることができる。
【００２０】
本実施形態に係る覆土材の強度は、好ましくは０．９８ＭＰａ以上とする。強度が０．９８ＭＰａ未満では、通常の運搬、埋立施工において破損してしまう場合がある。強度は、高ければ高いほど通常の運搬、埋立施工において破損しにくいため、好ましい上限値は特に限定されるものではない。
【００２１】
次に、本発明の実施形態に係る覆土材の機能について説明する。本実施形態に係る覆土材は、硫化水素を分解することができる。
【００２２】
硫化水素の分解については、覆土材に含有される吸着物質として、例えば水酸化第二鉄（Ｆｅ（ＯＨ）3）を用いる場合、以下の式１、式２に示すように、水酸化第二鉄と硫化水素が反応することによって硫化水素が分解され、硫黄（Ｓ）、硫化鉄（ＩＩ）として捕集される。
Ｈ2Ｓ＋２Ｆｅ3+⇔Ｓ↓＋２Ｆｅ2+＋２Ｈ+    （式１）
Ｈ2Ｓ＋Ｆｅ2+⇔ＦｅＳ↓＋２Ｈ+    （式２）
【００２３】
本発明の実施形態に係る覆土材は、好ましくは自己再生を繰り返すことができる。本実施形態に係る覆土材に含有される吸着物質は、産業廃棄物から発生する硫化水素と反応することによって、金属硫化物を生成する。この金属硫化物が大気中で酸化されることによって、吸着物質が再生する。覆土材に含有される吸着物質として、例えば水酸化第二鉄（Ｆｅ（ＯＨ）3）を用いる場合、以下の式３に示すように、水酸化第二鉄と硫化水素が反応して硫化鉄（ＩＩＩ）が生成する。
２Ｆｅ（ＯＨ）3＋３Ｈ2Ｓ→Ｆｅ2Ｓ3＋６Ｈ2Ｏ    （式３）
硫化水素が水酸化第二鉄に吸着し、硫化水素の発生がなくなると、生成した硫化鉄（ＩＩＩ）は空気に触れるため、以下の式４に示すように、水酸化第二鉄が再生する。
Ｆｅ2Ｓ3＋３／２Ｏ2＋３Ｈ2Ｏ→２Ｆｅ（ＯＨ）3＋３Ｓ    （式４）
このようにして覆土材に含有される吸着物質は再生する。吸着物質が再生されるため、本実施形態に係る覆土材は、その使用量を低減することができる。
【００２４】
以上のように、本発明の実施形態に係る覆土材によれば、硫化水素の発生を安定的に抑制することができる。このような覆土材の原料として産業廃棄物由来のばいじん、燃え殻及び汚泥を利用することによって、廃棄物及び汚染土等の処分量の低減を図ることができ、ばいじん、燃え殻及び汚泥のリサイクルが促進される。また、本実施形態に係る覆土材は、吸着物質と触媒が含有されているため、硫化水素を効率的に吸着することができ、覆土材の使用量を低減することができる。具体的には、通常の覆土厚の１／２〜１／４程度の使用量でよい。さらに、本実施形態に係る覆土材は、Ｐｂ等の重金属元素の溶出を抑制することができる。
【００２５】
次に、本発明の実施形態に係る覆土材を製造する方法の一例について説明する。まず、混練装置に原料、固化剤の順に投入し、続いて水と高分子化合物を投入し、混合する。その後、水、吸着物質、触媒を投入して更に混合する。混合後、得られた混合物を造粒装置へ移して粒径を調整する。
【００２６】
混練装置は、原料等を均一に混合することができるものであれば、特に限定されるものではなく、通常使用される装置を用いることができる。造粒装置は、所望の粒径に調整することができるものであれば、特に限定されるものではなく、通常使用される装置を用いることができる。
【００２７】
このようにして、本発明の実施形態に係る覆土材を製造することができる。そして、このような方法によれば、硫化水素の発生を安定的に抑制する覆土材を製造することができる。
【００２８】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明の実施例について説明する。実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００３０】
＜実施例１＞
表１に記載の成分を用いて覆土材を製造した。各成分の含有量を表２に示す。得られた覆土材について、一軸圧縮強度試験を行った。一軸圧縮強度試験は、ＪＩＳ  Ａ１１０８（圧縮強度試験）に準拠して行った。試験結果を表２に示す。
【００３１】
【表１】
2018038950.tif 000002
【００３２】
【表２】
2018038950.tif 000003
【００３３】
表２に示すように、試料Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５及びＮｏ．７〜Ｎｏ．１０では、適度な強度が得られた。特に、試料Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４及びＮｏ．７〜Ｎｏ．９では、良好な強度が得られた。一方、本発明の範囲外にある試料Ｎｏ．１及びＮｏ．６では、十分な強度が得られなかった。試料Ｎｏ．５及びＮｏ．１０では、適度な強度が得られたが、不溶化条件の観点から、好ましくなかった。
【００３４】
＜実施例２＞
表３に記載の成分を用いて覆土材を製造した。各成分の含有量を表４に示す。得られた覆土材について、硫化水素の吸着試験を行った。吸着試験は、二段水槽の上段に覆土材を敷設し、下段から硫化水素を発生させ、吸引ポンプにて吸引し、硫化水素を覆土材に吸着させた。試験結果を表４に示す。
【００３５】
【表３】
2018038950.tif 000004
【００３６】
【表４】
2018038950.tif 000005
【００３７】
表４に示すように、試料Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１５においては、試料Ｎｏ．１３及びＮｏ．１４では、良好な吸着量が示された。試料Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１２及びＮｏ．１５では、適度な吸着量が示されたが、不溶化条件の観点から、好ましくなかった。試料Ｎｏ．１６〜Ｎｏ．２０においては、試料Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．２０では、吸着物質の含有量が多いほど吸着量が増加した。本発明の範囲外にある試料Ｎｏ．１６では、十分な吸着量が得られなかった。
【００３８】
＜実施例３＞
表１に記載の成分Ａを用いて覆土材を製造した。各成分の含有量を表５に示す。得られた覆土材について溶出試験を行った。溶出試験は、産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法（環告１３号）に準拠して行った。試験結果を表６に示す。
【００３９】
【表５】
2018038950.tif 000006
【００４０】
【表６】
2018038950.tif 000007
【００４１】
表６に示すように、試験Ｎｏ．２１では、全ての分析項目において基準値以下であった。このことから、原料に含まれる金属等の水への溶出を抑制することができた。