(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物層内に強制的に酸素含有気体を供給する好気性環境と、酸素含有気体の供給を停止した嫌気性環境とを交互に繰り返して形成することにより、廃棄物及び浸出水の安定化を図る方法であって、
浸出水のＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣの少なくとも一方の値が下記条件式（１）を満足した場合に、好気性環境から嫌気性環境へ移行させることを特徴とする廃棄物及び浸出水の安定化方法。
０．０５≦ｘ≦０．３      ・・・      （１）
但し、ｘはＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣ
【請求項２】
廃棄物層内に強制的に酸素含有気体を供給する好気性環境と、酸素含有気体の供給を停止した嫌気性環境とを交互に繰り返して形成することにより、廃棄物及び浸出水の安定化を図る方法であって、
浸出水のＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣの少なくとも一方の値が下記条件式（２）を満足した場合に、好気性環境から嫌気性環境へ移行させることを特徴とする廃棄物及び浸出水の安定化方法。
０．０８≦ｘ≦０．１      ・・・      （２）
但し、ｘはＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣ
【請求項３】
加圧した酸素含有気体を断続的かつ瞬発的に廃棄物層内に供給して好気性環境を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物及び浸出水の安定化方法。
【請求項４】
廃棄物層内の水分量に応じて酸素含有気体に含まれる水分量を調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の廃棄物及び浸出水の安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好気性環境と嫌気性環境とを交互に繰り返して形成することにより、廃棄物及び浸出水の安定化を図る方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物最終処分場では準好気性埋め立て構造が多く採用されている。この準好気性埋め立て構造は、浸出水の集排水管の末端を開放することにより、廃棄物層内において集排水管を通して自然通気による空気流通を起こさせるものである。すなわち、準好気性埋め立て構造では、廃棄物層内へ空気が供給されると、廃棄物層内の微生物が活性化して有機物分解が進行し、廃棄物が安定化するようになっている。
【０００３】
このような準好気性埋め立て構造では、自然条件や廃棄物の埋め立て状況等に応じて空気の供給状況が変動し、有機物が安定化するまでに長期間を要するのが一般的である。また、準好気性埋め立て構造が採用されていない廃棄物最終処分場では、有機物が安定化するまでにさらに長期間を要することになる。
【０００４】
廃棄物最終処分場では、埋め立て完了後も降雨などが廃棄物層内へ浸透して浸出水が発生する。そして、廃棄物が安定化するまでは、浸出水を浄化して放流するための水処理を継続する必要がある。このため、埋め立てられた廃棄物が安定化するまでの期間、すなわち廃棄物最終処分場の廃止に至るまでの期間が長くなればなるほど、維持管理コストが上昇してしまう。また、好気性環境における処理が終了する前に廃棄物層内が嫌気的雰囲気になってしまうと、浸出水のＢＯＤやＣＯＤが高濃度化し、浸出水を放流可能な水質まで浄化するために多くの負荷がかかり、費用も多大なものとなる。
【０００５】
そこで、廃棄物最終処分場等において、適切な廃棄物処理を行うことにより、有機物が安定化するまでの期間を短縮化するための技術が種々提案されている。
例えば、紙屑や生ゴミ、処分場から掘削回収した有機物を多く含む廃棄物、あるいは汚染土壌中に、空気や過酸化水素やオゾン等の酸素含有物質を供給することにより、浄化能力を向上させる技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、汚染地下水中に酸素及び分解微生物の栄養源を供給することにより、浄化能力を向上させる技術が開示されている（特許文献２参照）
【特許文献１】特開２００１−１２９５１９号公報
【特許文献２】特開２００１−１２９５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、廃棄物最終処分場等において、有機物が安定化するまでの期間を短縮化するためには、廃棄物中に酸素を供給して有機物を分解する好気性環境と、好気性環境とは異なる分解作用により難分解性の有機物を分解する嫌気性環境とを、適正な時期に切り替える必要がある。
【０００８】
しかしながら、従来の技術では好気性環境と嫌気性環境とを切り替えて廃棄物処理を行うことは開示されているが、どのような基準に基づいて好気性環境から嫌気性環境へ切り替えるのかについての明確な開示はない。また、実際に廃棄物中で有機物が分解されている様子を把握することは難しく、好気性環境と嫌気性環境とを切り替える時期については、処理作業者の経験と勘に頼っているのが現状である。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、好気性環境から嫌気性環境へ切り替える基準を明確なものとして適切な廃棄物処理を行うことにより、有機物が安定化するまでの期間を短縮化するとともに、環境負荷の低減を図ることが可能な廃棄物及び浸出水の安定化方法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】
【００１０】
本発明に係る廃棄物及び浸出水の安定化方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。
すなわち、本発明に係る廃棄物及び浸出水の安定化方法は、廃棄物層内に強制的に酸素含有気体を供給する好気性環境と、酸素含有気体の供給を停止した嫌気性環境とを交互に繰り返して形成することにより、廃棄物及び浸出水の安定化を図る方法であって、浸出水のＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣの少なくとも一方の値が下記条件式（１）を満足した場合に、好気性環境から嫌気性環境へ移行させて、廃棄物及び浸出水の安定化処理を行うことを特徴とするものである。
０．０５≦ｘ≦０．３      ・・・      （１）
さらに、好気性環境から嫌気性環境へ切り替える基準として、下記条件式（２）を用いることが好ましい。
０．０８≦ｘ≦０．１      ・・・      （２）
但し、ｘはＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣ
【００１１】
また、廃棄物層内に強制的に酸素含有気体を供給する際に、加圧した酸素含有気体を断続的かつ瞬発的に廃棄物層内に供給して好気性環境を形成することが好ましい。
【００１２】
また、廃棄物層内の水分量に応じて酸素含有気体に含まれる水分量を調整することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る廃棄物及び浸出水の安定化方法によれば、好気性環境から嫌気性環境へ切り替える時期をＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣの値を用いて規定しているので、切り替え時期の基準が明確なものとなり、適切な廃棄物処理を行うことができる。このため、有機物が安定化するまでの期間を短縮化して、環境負荷の低減を図ることが可能となる。
また、廃棄物層内に強制的に酸素含有気体を供給して好気性環境を形成するため、廃棄物層の深度が大きい場合、例えば５０ｍ程度の深度であっても、当該深度まで送気可能な機器を用いることにより廃棄物及び浸出水の安定化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る廃棄物及び浸出水の安定化方法の実施形態を説明する。
＜安定化装置＞
まず、本発明に係る廃棄物及び浸出水の安定化方法で用いる安定化装置について説明する。図１は、本発明に係る廃棄物及び浸出水の安定化方法で用いる安定化装置の模式図である。
【００１５】
本発明に係る廃棄物及び浸出水の安定化方法は、所定の基準に基づいて好気性環境から嫌気性環境への切り替えを行うことにより、適切な廃棄物処理を行うものである。好気性環境における処理工程は、酸素含有気体の圧縮工程と、圧縮気体中に含まれる水分量を調整する送気工程と、廃棄物中に圧縮気体を強制送気する強制的挿入工程と、廃棄物中から有機物の分解ガス等を排出する吸引排気工程と、吸引ガスを浄化して系外へ放出する浄化工程とに大別することができる。
【００１６】
本発明に係る廃棄物及び浸出水の安定化方法で用いる安定化装置１０は、図１に示すように、圧縮工程（Ａ）に配設されたコンプレッサー１１、貯留タンク１２、及び水供給タンク１３と、送気工程（Ｂ）に配設された圧力容器１４と、強制的挿入工程（Ｃ）に配設された送気管１５と、吸引排気工程（Ｄ）に配設された吸引ポンプ１６と、浄化工程（Ｅ）に配設された処理フィルター１７と、コンプレッサー１１と圧力容器１４とを連通接続する送気ホース１８と、廃棄物中で発生した分解ガス等を吸引ポンプ１６へ送気するための吸気管１９及び排気管２０と、を主な構成要素としている。また、図示しないが、送気管１５の先端部には送気口が設けられており、吸気管１９には複数の吸気口が設けられている。なお、送気口は、送気管１５の先端部だけではなく中間部に設けてもよい。
また、安定化装置１０は図１に示す構造に限定されるものではなく、安定化処理を行う廃棄物処理場の構造や天候等に応じて、必要な機器を付加したり、細部構造を変更したりすることができる。
【００１７】
＜好気性環境における処理＞
次に、好気性環境における処理手順を説明する。
本発明に係る廃棄物及び浸出水の安定化方法では、上述した安定化装置１０を用いて好気性環境を形成する。なお、好気性環境の形成に先立ち、廃棄物層２１内に送気管１５及び吸気管１９を挿入しておく。
好気性環境における安定化処理では、コンプレッサー１１を用いて２〜７気圧の酸素を含有した圧縮気体を製造する（圧縮工程（Ａ））。なお、圧縮気体は酸素含有気体であればよく、空気をそのまま用いてもよいし、酸素を付加して用いてもよい。
【００１８】
コンプレッサー１１の貯留タンク１２に貯留される圧縮気体は、送気ホース１８を介して圧力容器１４に送られる（送気工程（Ｂ））。ここで、廃棄物層２１内の水分量が湿度５〜３０％に保たれるように、水供給タンク１３から水を供給して圧縮気体の水分量が調整される。なお、廃棄物層２１内の水分量の検出は、廃棄物層２１内に設置した湿度計等により行ってもよいし、廃棄物層２１内からサンプルを採取して行ってもよい。このように、廃棄物層２１内の水分量を調整することにより、廃棄物層２１内が過度に乾燥することを防止して、有機物の分解に必要な微生物の環境を制御することができる。
【００１９】
コンプレッサー１１の貯留タンク１２に貯留された圧縮気体が一定の圧力に達すると、圧力容器１４の排出口が開き、圧縮気体が吐出される。吐出された圧縮気体は、送気管１５に設けられた送気口から廃棄物中に送気される（強制的挿入工程（Ｃ））。なお、圧力容器１４の排出口を開く動作は手動で行ってもよいが、圧力容器１４に圧力計を取り付け、圧縮気体が一定の圧力となったことを圧力計が検知した場合に、排出口に取り付けたアクチュエータ等が作動して排出口が自動的に開閉する機構を採用することが好ましい。また、送気管１５の先端部及び中間部に複数の送気口を設けた場合に、先端部に設けた送気口から吐出される圧縮空気は、中間部に設けた送気口から吐出される圧縮空気よりも高圧であることが好ましい。
【００２０】
本実施形態では、排出口が開く間隔が２０〜６０秒に設定されており、圧縮気体は廃棄物層２１内に断続的かつ瞬発的に強制送気される。なお、廃棄物層２１内に強制送気される圧縮気体の量は、廃棄物層１ｍ3あたり０．５〜１０リットル／ｍｉｎとすることが好ましい。圧縮気体を廃棄物層２１内に断続的かつ瞬発的に強制送気することにより、酸素含有気体が廃棄物層２１内において同じ経路（隙間）を通ることなく、送気毎に異なった経路（隙間）を通ることになる。このため、廃棄物層２１の全体を一様に好気性環境とすることができる。
廃棄物層２１内に強制送気された圧縮気体は、廃棄物層２１内を好気性環境とし、好気性微生物が活性化される。この好気性環境において、廃棄物層２１に含まれる易分解性有機物の分解が促進される。
【００２１】
廃棄物中に強制送気された圧縮気体及び有機物の分解過程で発生するガスは、吸引ポンプ１６の吸引力により、吸気管１９及び排気管２０を介して廃棄物層２１の外へ強制排出される（吸引排気工程（Ｄ））。
強制排出された排気ガスは、処理フィルター１７を通過させることにより浄化されて、系外へ排出される（浄化工程（Ｅ））。処理フィルター１７は、排気ガス中に含まれる有害物質に応じて適宜選択されるが、例えば活性炭フィルターを用いることができる。
【００２２】
なお、好気性環境において有機物を分解するための微生物として、メタン資化性菌、トルエン資化性菌、フェノール資化性菌、アンモニア酸化菌、亜硝酸酸化菌、プロパン酸化菌、イソプロピレン酸化菌等を挙げることができる。
【００２３】
＜好気性環境から嫌気性環境への切り替え＞
上述した各工程を行うことにより好気性環境下における処理が行われるが、本発明では、ＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣに関する所定の基準値に基づいて、好気性環境と嫌気性環境とが切り替えられる。
本発明の発明者等は、好気性環境から嫌気性環境へ切り替える時期について鋭意研究を重ねてきた結果、ＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣに関する所定の基準値を用いることで、有機物が安定化するまでの期間を短縮化するとともに、環境負荷の低減を図ることができることを見出した。
【００２４】
図２及び図３を参照して、好気性環境から嫌気性環境へ切り替える基準について説明する。図２は、ＢＯＤ／ＣＯＤの相関図、図３はＢＯＤ／ＴＯＣの相関図である。
図２から明らかなように、嫌気性環境と好気性環境とを比較すると、ＢＯＤ／ＣＯＤの値が０．３よりも大きい場合には、有機物の処理に関して好気性環境が優位となっている。特に、ＢＯＤ／ＣＯＤの値が０．１よりも大きい場合には、有機物の処理に関して好気性環境の優位性が際だっている。一方、嫌気性環境と好気性環境とを比較すると、ＢＯＤ／ＣＯＤの値が０．０５よりも小さい場合には、有機物の処理に関して嫌気性環境が優位となっている。特に、ＢＯＤ／ＣＯＤの値が０．０８よりも小さい場合には、有機物の処理に関して嫌気性環境の優位性が際だっている。
【００２５】
また、図３から明らかなように、嫌気性環境と好気性環境とを比較すると、ＢＯＤ／ＴＯＣの値が０．３よりも大きい場合には、有機物の処理に関して好気性環境が優位となっている。特に、ＢＯＤ／ＴＯＣの値が０．１よりも大きい場合には、有機物の処理に関して好気性環境の優位性が際だっている。一方、嫌気性環境と好気性環境とを比較すると、ＢＯＤ／ＴＯＣの値が０．０５よりも小さい場合には、有機物の処理に関して嫌気性環境が優位となっている。特に、ＢＯＤ／ＴＯＣの値が０．０８よりも小さい場合には、有機物の処理に関して嫌気性環境の優位性が際だっている。
【００２６】
上述した実験結果より、ＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣの値をｘとした場合に、浸出水のＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣの少なくとも一方の値が、下記条件式（１）を満足した場合に、強制的に酸素含有気体を供給する好気性環境から、酸素含有気体の供給を停止して嫌気性環境へ移行することで、廃棄物を効率的に安定化することができる。
０．０５≦ｘ≦０．３      ・・・      （１）
また、好気性環境から嫌気性環境へ切り替える基準として、下記条件式（２）を用いることが一層好ましい。
０．０８≦ｘ≦０．１      ・・・      （２）
【００２７】
＜嫌気性環境における処理＞
上述した好気性環境における処理を行い、ＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣの値が嫌気性環境へ移行する基準値となると、安定化装置１０の運転を停止し、送気ホース１８及び排気管２０のバルブを閉じることにより、廃棄物層２１を嫌気性環境に移行させる。嫌気性環境では、好気性環境とは異なる難分解性の有機物の分解が促進され、廃棄物層２１内に存在する重金属類を不溶化して、廃棄物の埋め立て地内に固定する。
なお、嫌気性環境では、廃棄物層２１内の水分量が湿度２０〜５０％に保たれるように調整することが好ましい。
【００２８】
＜嫌気性環境から好気性環境への切り替え＞
そして、嫌気性環境における安定化処理を継続し、廃棄物層２１の雰囲気中のメタンガス濃度が２０〜５０％で安定した状態となったら、安定化装置１０の運転を再開して好気性環境へ移行させる。
【００２９】
このように、本発明に係る廃棄物及び浸出水の安定化方法では、好気性環境から嫌気性環境へ切り替える時期をＢＯＤ／ＣＯＤ又はＢＯＤ／ＴＯＣの値を用いて規定することにより、切り替え時期の基準が明確なものとなり、適切な廃棄物処理を行うことができる。すなわち、従来の技術では、自然環境の影響を受けていた有機物の分解過程を、より一層効果的に促進させることができ、廃棄物の早期安定化と浸出水処理における環境負荷を軽減することができる。
なお、廃棄物層２１を強制的に好気性環境とする期間は、例えば３〜２４ヶ月程度であり、嫌気性環境とする期間は、例えば１〜６ヶ月程度である。そして、好気性環境と嫌気性環境とを切り替えながら、例えば３〜５年間程度の間、安定化処理を行う。
【００３０】
＜安定化のための他の処理＞
また、有機物が安定化するまでの期間を短縮化して、環境負荷の低減を図るために、上述した処理に加えて他の処理を行ってもよい。
例えば、圧縮気体中に、好気性微生物にとって好ましい栄養素や化学物質を加えることにより、有機物の分解を促進することができる。好気性微生物にとって好ましい栄養素や化学物質とは、例えば、窒素、リン酸、カリウム、珪素、マンガン、炭素、水素、酸素等である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る廃棄物及び浸出水の安定化方法で用いる安定化装置の模式図。
【図２】好気性環境から嫌気性環境へ切り替える基準を示すＢＯＤ／ＣＯＤの相関図。
【図３】好気性環境から嫌気性環境へ切り替える基準を示すＢＯＤ／ＴＯＣの相関図。
【符号の説明】
【００３２】
１０  安定化装置
１１  コンプレッサー
１２  貯留タンク
１３  水供給タンク
１４  圧力容器
１５  送気管
１６  吸引ポンプ
１７  処理フィルター
１８  送気ホース
１９  吸気管
２０  排気管
２１  廃棄物層
Ａ  圧縮工程
Ｂ  送気工程
Ｃ  強制的挿入工程
Ｄ  吸引排気工程
Ｅ  浄化工程
【図１】
0004824659.tif 000002
【図２】
0004824659.tif 000003
【図３】
0004824659.tif 000004