(57)【要約】【課題】既設の海面廃棄物処分場に適用することができ、廃棄物処分場の早期安定化を促進することができる管理型廃棄物処分場の安定化方法の提供。【解決手段】既設管理型廃棄物処分場の安定化方法は、廃棄物堆積層３の保有水水位６下限の近傍に排気口７が位置するように給気管８を埋設し、給気管８から二酸化炭素を含む中和用ガス９を供給することによって、廃棄物が堆積した廃棄物堆積層の中和を促進し、早期安定化を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物が堆積した廃棄物堆積層を有する既設管理型廃棄物処分場の安定化方法において、
前記廃棄物堆積層の保有水水位下限の近傍に排気口が位置するように給気管を埋設し、該給気管から二酸化炭素を含む中和用ガスを供給することを特徴とする既設管理型廃棄物処分場の安定化方法。
【請求項２】
前記廃棄物堆積層は、浸出水を集水し、前記廃棄物堆積層上部に形成された内水ポンドに排水する集排水管を備え、前記給気管を前記集排水管に接続し、該給気管より前記集排水管に前記中和用ガスを供給する請求項１に記載の既設管理型廃棄物処分場の安定化方法。
【請求項３】
前記廃棄物堆積層に前記給気管から前記中和用ガスを供給するとともにモニタリングを行い、該モニタリングに基づき前記給気管の稼働範囲及び運転条件を見直す請求項１又は２に記載の既設管理型廃棄物処分場の安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海面廃棄物処分場等の管理型廃棄物処分場の安定化を促進し、廃止を促進する既設管理型廃棄物処分場の安定化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
埋立て終了後の廃棄物処分場跡地は、排水基準等を満たすことによって、土地資源として有効に活用することができるようになるが、埋立て終了後も長期間ｐＨや化学的酸素要求量（以下、ＣＯＤという）の基準を満たすことができず、廃棄物処分場を廃止できない場合がある。
【０００３】
既存の海面廃棄物処分場においては、その保有水が中性付近からｐＨ１３以上まで幅広い値を示し、４割程度の廃棄物処分場の基準のｐＨ９．０を超えており、ＣＯＤについても同様に、４割程度の廃棄物処分場で基準の９０ｍｇ／Ｌを超えているという調査報告もされている。
【０００４】
特に、焼却灰やフライアッシュ等には、多くのカルシウムが含有されており、この種の廃棄物が投入された廃棄物処分場の保有水は、高アルカリとなることが多く、雨水の浸透に伴って高アルカリの浸出水が発生する。
【０００５】
そこで、従来では、早期の安定化を目的とし、廃棄物層に集排水管を埋設し、その集排水管を通して内水ポンドに排水し、その排水を処理設備によって中和した後に放流することによって、廃棄物層中の保有水等の排出を促進することで、集水した保有水等の水質を早期に廃止基準に適合させるという方法も行われている（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００６】
また、予め廃棄物処分場の建設時に吐出管を埋め立て材の貯留空間底面に敷設しておき、その吐出管より二酸化炭素等の中和ガスを供給し、埋立て地盤を中和する方法も提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２３７７３５号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】海面最終廃棄物処分場閉鎖・廃止適用マニュアル（案）検討調査委託業務報告書／一般財団法人 日本環境衛生センター／平成２６年１２月／２−８〜２−９頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の如き従来の集排水設備を用いた技術であっても、排水基準を満たすまで集排水管からの集排水作業及び中和放流する作業を長期間継続せねばならないため、早期安定化の効果については限定的であるという問題があった。
【００１０】
また、特許文献１に示す廃棄物処分場に吐出管を予め設置しておき、吐出管より中和ガスを供給する方法は、既設廃棄物処分場の安定化に適用することができず、また、規模の大きく保有水水位が高い海面廃棄物処分場に適用することが困難であるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、既設の海面廃棄物処分場に適用することができ、廃棄物処分場の早期安定化を促進することができる管理型廃棄物処分場の安定化方法の提供を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、廃棄物が堆積した廃棄物堆積層を有する既設管理型廃棄物処分場の安定化方法において、前記廃棄物堆積層の保有水水位下限の近傍に排気口が位置するように給気管を埋設し、該給気管から二酸化炭素を含む中和用ガスを供給することにある。
【００１３】
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記廃棄物堆積層は、浸出水を集水し、前記廃棄物堆積層上部に形成された内水ポンドに排水する集排水管を備え、前記給気管を前記集排水管に接続し、該給気管より前記集排水管に前記中和用ガスを供給することにある。
【００１４】
請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記廃棄物堆積層前記給気管から前記中和用ガスを供給するとともにモニタリングを行い、該モニタリングに基づき前記給気管の稼働範囲及び運転条件を見直すことにある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る既設管理型廃棄物処分場の安定化方法は、請求項１に記載の構成を具備することによって、既設の管理型廃棄物処分場の廃棄物層に二酸化炭素を含む中和用ガスを供給することによって、短期間で安定化を図ることができる。
【００１６】
また、本発明において、請求項２に記載の構成を具備することによって、集排水管及び給気管のスケールによる目詰まりを防止することができる。
【００１７】
さらに、本発明において、請求項３に記載の構成を具備することによって、ｐＨやＣＯＤの高い範囲の安定化促進を重点的に行え、処分場の安定化を安価かつ効率的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る既設管理型廃棄物処分場の安定化方法の実施態様の一例を示す断面図である。
【図２】同上の給気管の配置の概略を示す平面図である。
【図３】本発明に係る既設管理型廃棄物処分場の安定化方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】同上の保有水水位の測定結果の一例を示すグラフである。
【図５】中和用ガスによる効果を確認する実験の結果を示すグラフである。
【図６】本発明に係る既設管理型廃棄物処分場の安定化方法の実施態様の一例を示す断面図である。
【図７】同上の給気管の配置の概略を示す平面図である。
【図８】本発明に係る既設管理型廃棄物処分場の安定化方法の実施態様の他の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明に係る既設管理型廃棄物処分場の安定化方法の実施態様を図１〜図５に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１は、既設の管理型海面廃棄物処分場である。
【００２０】
この既設管理型海面廃棄物処分場１は、遮水護岸によって区画された貯留空間が形成され、図１に示すように、貯留空間内の遮水層２上に廃棄物が投入されて廃棄物堆積層３が形成され、その上面が覆土４されている。
【００２１】
また、この既設管理型海面廃棄物処分場１では、図１、図２に示すように、廃棄物堆積層３の保有水水位６の下限位置の近傍、例えば、保有水水位６の下限位置より下に排気口７が位置するように所定の間隔ｄ（１〜１０ｍ）をおいて給気管８を埋設し、給気管８から二酸化炭素を含む中和用ガス９を供給することにより安定化が図られている。符号１０は、給気管８に中和用ガス９を供給するためのコンプレッサーである。
【００２２】
給気管８は、例えば、塩化ビニール製のパイプによって構成され、覆土４表面より廃棄物堆積層３の所定の深さ、即ち、排気口７が廃棄物堆積層３の保有水水位６の下限より下の位置まで上下に向けて埋設されるようになっている。
【００２３】
このパイプには、下端部に多数の透水孔７ａ，７ａ…からなる排気口７が形成されており、排気口７を通して中和用ガス９が廃棄物堆積層３に向けて供給されるようになっている。
【００２４】
尚、複数の給気管８のうちの一部は、排気口７が廃棄物堆積層３の保有水水位６の近傍であって、その下限より上側に位置していてもよい。
【００２５】
以下に、具体的な既設管理型廃棄物処分場１の安定化方法について図に基づいて説明する。
【００２６】
（調査）
先ず、事前に対象となる既設管理型廃棄物処分場１のｐＨ、化学的酸素要求量（以下、ＣＯＤという）、保有水水位６、透水係数、重金属溶出量等を測定し、状況を調査する（ｓ１）。
【００２７】
調査方法は、処分場の全域に亘って複数の観測孔を設け、自記式水位計によって一定期間連続して測定を行う。図４は、計測結果の一例であり、各計測位置における保有水水位６と、内水ポンド水位の変化が時系列に従って記載されている。保有水水位６は、各観測孔によって異なり、降水量や天候等の条件によって変動する。
【００２８】
また、内水ポンド及び観測孔より定期的に保有水を採取し、ｐＨ、ＣＯＤ及び重金属溶出量を測定する。
【００２９】
（対象範囲・条件設定）
次に、保有水水位６の測定結果に基づいて、測定期間内における最低水位を保有水水位６の下限と定め、給気管８の設置深度を決定する（ｓ２）。尚、排気口７の位置は、廃棄物堆積層３の保有水水位６下限位置より下であって、その管理水位及び内水ポンドの水位までの位置とする。
【００３０】
例えば、図４に示す例では、各サンプル位置によって保有水水位６の下限が異なるので、地点１では符号６ａに示す線が下限、地点２では符号６ｂで示す線が下限となるので、それぞれ結果に基づいて設置深度を決定する。
【００３１】
また、各観測孔の測定結果に基づいて給気管８の設置間隔ｄを決定するとともに、運転条件（中和用ガス９の二酸化炭素濃度、供給量、供給時間等）を決定する。
【００３２】
運転条件については、例えば、ｐＨ、ＣＯＤの測定値が高い位置には、給気管８の設置間隔を密に配置し、ｐＨ、ＣＯＤの測定値が低い位置では、給気管８の設置間隔を広くとるようにする方法、ｐＨ、ＣＯＤの測定値が高い位置には、中和ガスの供給量を多くなるようにし、ｐＨ、ＣＯＤの測定値が低い位置には、中和ガスの供給量を少なくなるようにする方法、或いは、ｐＨ、ＣＯＤの測定値が高い位置には、中和用ガス９の供給時間を長くし、ｐＨ、ＣＯＤの測定値が低い位置では、中和用ガス９の供給時間を短くする方法等を採ることができる。また、各方法、即ち、給気管８の間隔、供給量、供給時間の組み合わせによって最適な条件となるようにしてもよい。
【００３３】
（ガス供給）
そして、決定された設置位置及び深度に基づいて給気管８を埋設し、設定された運転条件に基づいて給気管８を通して二酸化炭素を含む中和用ガス９の供給を開始する（ｓ４）。尚、その際の余剰ガスは、大気中に放出する。
【００３４】
中和用ガス９には、大気（ＣＯ２濃度４００ｐｐｍ程度）又は発電所や焼却施設の排気ガス（ＣＯ２濃度：数〜十数％のＣＯ２ガス）を使用する。
【００３５】
尚、余剰ガスは、もともと大気或いは大気に放出されるものであり、余剰ガスを回収せずとも周辺環境に大きな影響を及ぼすことはない。
【００３６】
廃棄物堆積層３では、二酸化炭素を含む中和用ガス９の供給によって、以下のような中和する反応が発生する。
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２ＣＯ３
Ｃａ（ＯＨ）２＋Ｈ２Ｏ→ＣａＣＯ３＋２Ｈ２Ｏ
【００３７】
その際、炭酸カルシウムＣａＣＯ３の水への溶解度は小さく（０．０００１５ｍｏｌ／Ｌ（２５℃）、ｐＨが酸性に大きく傾く等の環境の変化がなければ、再溶解し二酸化炭素が放出されるおそれは少ない。
【００３８】
また、二酸化炭素によって生じる炭酸は、弱酸であり、供給量が過剰であった場合であっても廃棄物のｐＨが大きく酸性に傾くことは無い。
【００３９】
以下に、二酸化炭素を含む中和用ガス９を供給した場合のｐＨ、ＣＯＤ、重金属溶出量の効果について検討した実験結果を示す。
【００４０】
実験は、焼却灰を円筒形のカラム（直径６０ｍｍ×高さ２５０ｍｍ）に充填し、カラム内に所定の中和用ガス９（空気、ＣＯ２濃度：４００ｐｐｍ程度）を一定の供給量（１０００ｍＬ／ｍｉｎ）で供給し、その際のｐＨ、ＣＯＤ及び重金属溶出量を測定した。
【００４１】
その結果、ｐＨは、図５(ａ)に示すように、初期値ｐＨ１２．７のものが通気２か月後にはｐＨ８．８に低下した。
【００４２】
また、ＣＯＤは、初期値９ｍｇ／Ｌから２ヶ月後に３ｍｇ／Ｌまで低下した（図示せず）。
【００４３】
また、中和用ガス９の通気前後において溶出試験を実施した結果、初期の鉛濃度０．２８ｍｇ／Ｌに対し、廃止基準の０．１ｍｇ／Ｌを下回り、０．０１ｍｇ／Ｌ未満まで低下した（表１を参照）。
【表１】
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【００４４】
一方、石炭灰（初期ｐＨ９．７）について、同様に空気（ＣＯ２濃度：４００ｐｐｍ程度）を一定の供給量（１０００ｍＬ／ｍｉｎ）で供給したところ、図５（ｂ）に示すように、２４時間後にｐＨ９．０以下に低下し、４％のＣＯ２ガスを通気させたところ、６時間後にｐＨ９．０以下に低下した。
【００４５】
（設定見直し）
一方、給気管８からの中和用ガス９の供給とともに、観測孔及び内水ポンドにおける保有水のｐＨ、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、重金属溶出量等を定期的にモニタリング（ｓ５）し、モニタリングに基づき給気管８の稼働範囲及び運転条件を見直す（ｓ６）。
【００４６】
即ち、モニタリングの結果、廃止基準（ｐＨ：５．０〜９．０、ＣＯＤ：９０ｍｇ／Ｌ以下）を満たしている観測孔の範囲では、中和用ガス９の供給を停止又は低下させ、依然高い値を示す観測孔の範囲では、ガスの供給量を増加又は必要に応じて給気管８を増設する。
【００４７】
そして、各測定位置における保有水が廃止基準（ｐＨ：５．０〜９．０、ＣＯＤ：９０ｍｇ／Ｌ以下）に到達するまで上記の設定見直し（ｓ６）を繰り返しながら中和用ガス９の供給を行う。
【００４８】
このように構成された既設管理型廃棄物処分場１の安定化方法は、既設の管理型廃棄物処分場１の廃棄物堆積層３に二酸化炭素を含む中和用ガス９を供給することによって、短期間で安定化を図ることができる。
【００４９】
また、上述したように、各測定位置における保有水が廃止基準（ｐＨ：５．０〜９．０、ＣＯＤ：９０ｍｇ／Ｌ以下）に到達するまで上記の設定見直しを繰り返しながら中和用ガス９の供給を行うので、ｐＨの高い範囲やＣＯＤの高い範囲の安定化促進を重点的に行うことができる。
【００５０】
さらに、劇物である塩酸や硫酸等を使用しないので、取り扱いや管理を容易に行え、周辺環境への悪影響を抑えることができる。
【００５１】
尚、上述の実施例では、給気管８を上下に向けて埋設した例について説明したが、図６、図７に示すように、給気管２０を水平に向けて埋設してもよい。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
この給気管２０は、全体に排気孔（排気口）を有し、この排気孔を通して中和用ガスを廃棄物堆積層３に向けて排出できるようになっている。
【００５３】
この給気管２０の埋設深さ及び間隔ｄは、上述の実施例と同様に、事前の調査に基づいて決定し、保有水水位６の下限の近傍、例えば、保有水水位６の下限より下になるように設置する。尚、図中符号２１，２２は観測用井戸、符号２３は内水ポンドである。
【００５４】
また、この給気管２０は、図８に示すように、廃棄物堆積層３の保有水（浸出水）を内水ポンド２３に排出するための集排水管を兼ね、集排水管に給気管が接続された構造を成すようにしてもよい。
【００５５】
その場合、給気管２０には、内水ポンド２３側部分に開閉バルブ２４を備え、開閉バルブ２４を開いた状態にすることによって、排気孔を通して廃棄物堆積層３から集水された保有水（浸出水）が給気管２０を通して内水ポンド２３に排出され、開閉バルブ２４を閉じた状態で中和用ガスを供給することによって廃棄物堆積層３に中和用ガスを排出できるようにしている。
【００５６】
この集排水管兼用の給気管２０では、カルシウムを含む水が空気に触れることによって、スケールが生じ、排気孔が目詰まりするおそれがあり、供給した二酸化炭素と廃棄物中のカルシウムとが反応し、炭酸カルシウムが析出する。
Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
【００５７】
しかしながら、給気管２０を集排水管と接続し、給気管（集排水管）２０に対し二酸化炭素が供給されることによって、以下の反応式の如く炭酸水素カルシウムとして水に溶解させることができ、それによって給気管（集排水管）２０のスケールを除去することができる。
ＣａＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＨＣＯ３）２
【００５８】
尚、水平に向けた給気管２０の配管は、上述の図６に示す実施例に限定されず、例えば、保有水水位６の下限を挟んで上下に複数段配置してもよい。
【００５９】
尚、上述の実施例では、海面処分場を例に説明したが、本発明方法は、陸上の管理型廃棄物処分場にも適用することができる。
【００６０】
また、図１に示す実施例においても、保有水を内水ポンドに排出するための集排水管を備えていてもよく、その場合、集排水管に給気管８を接続し、給気管８を通して集排水管に対し継続的に二酸化炭素が供給されることが好ましい。
【符号の説明】
【００６１】
１  既設管理型海面廃棄物処分場
２  遮水層
３  廃棄物堆積層
４  覆土
６  保有水水位
７  排気口
８  給気管
９  中和用ガス
１０  コンプレッサー
２０  給気管
２１  観測用井戸
２２  観測用井戸
２３  内水ポンド
２４  開閉バルブ
【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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