(57)【要約】 【課題】  廃棄物内の含有重金属の不溶化を効率的かつ早期に実現することのできる重金属含有廃棄物の早期安定化方法を提供すること。【解決手段】  重金属含有廃棄物内の重金属を不溶化するための重金属捕集剤を、廃棄物の埋立て後または埋立ての際に該廃棄物に供給する方法であり、例えば、埋立地１０内に予め備えられたガス抜き管１および／または浸出水集排水管２を介して重金属捕集剤を廃棄物に供給する方法や、別途廃棄物内に設置された注入管を介して重金属捕集剤を供給する方法などがある。また、廃棄物の上から、重金属捕集剤を散水または散布する方法などもある。【選択図】図１
2007105551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を処分または保管する場内に埋立てられた重金属含有廃棄物を早期に安定化させる重金属含有廃棄物の早期安定化方法であって、
前記重金属含有廃棄物内の重金属を不溶化するための重金属捕集剤を、廃棄物の埋立て後または埋立ての際に該廃棄物に供給することを特徴とする重金属含有廃棄物の早期安定化方法。
【請求項２】
前記場内に埋立てられた廃棄物の上から、重金属捕集剤を散水することで廃棄物に供給することを特徴とする請求項１に記載の重金属含有廃棄物の早期安定化方法。
【請求項３】
前記場内に予め備えられたガス抜き管および／または浸出水集排水管を介して重金属捕集剤を廃棄物に供給することを特徴とする請求項１または２に記載の重金属含有廃棄物の早期安定化方法。
【請求項４】
前記廃棄物内に注入管を設置し、該注入管を介して重金属捕集剤を廃棄物に供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の重金属含有廃棄物の早期安定化方法。
【請求項５】
前記重金属捕集剤は、燐酸やその誘導体、ジチオカルバミン酸、１級アミノ基または２級アミノ基を少なくとも１つ有するアミノ化合物であって窒素原子に結合した活性水素原子と置換して導入された官能基を有する化合物を含む、重金属に対する錯形成能を有する化合物からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の重金属含有廃棄物の早期安定化方法。
【請求項６】
前記１級アミノ基または２級アミノ基を少なくとも１つ有するアミノ化合物が、アミン類またはアミン類とエピハロヒドリンとが重縮合してなる重縮合アミンのいずれか１種からなることを特徴とする請求項５に記載の重金属含有廃棄物の早期安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を処分または保管する場内に埋立てられた重金属含有廃棄物を早期に安定化させる重金属含有廃棄物の早期安定化方法に係り、特に、廃棄物内の含有重金属の不溶化を効率的かつ早期に実現することのできる重金属含有廃棄物の早期安定化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
我が国における廃棄物処理は、主に一般家庭から排出される廃棄物を行政の責任で処理処分する一般廃棄物と、工場等から排出され排出者が責任を持って処理処分する産業廃棄物に大別される。何れの廃棄物も中間処理によりリサイクルや減容化された後、最終的に最終処分場に埋立処分される。その最終処分場には、一般廃棄物を処分する一般廃棄物最終処分場と、産業廃棄物の中で分解性の廃棄物を処分する管理型最終処分場（構造や維持管理方法が一般廃棄物最終処分場と同じ）、産業廃棄物の中で分解しない安定な廃棄物だけを処分する安定型最終処分場、有害物質を含んだ産業廃棄物（有害物質が基準を超えて含まれる燃えがら、ばいじん、汚泥、鉱さい等）を処分する遮断型最終処分場がある。立地場所としては、谷等の窪地を利用した物（山間埋立）や平地を掘り込んだり盛り立てたりした物（平地埋立、何れも陸上埋立）と海面を護岸等で仕切って埋立てる物（水面埋立）がある。また最近は、廃棄物の飛散や廃棄物層への雨水の浸透を防止するため、埋立地の上に屋根等の覆蓋を掛けたクローズドシステム処分場も増加している。  
【０００３】
一方、廃棄物中には鉛や水銀、カドミウムといった重金属などの有害物質も含まれており、重金属は雨水の浸透による洗い出しに伴って浸出水中に溶出し、浸出水処理設備にて無害化が図られている。この重金属の溶出は非常に緩やかにおこなわれるため、廃棄物中に含有する重金属の濃度が低減するまでに長期間を要し、したがって、重金属含有廃棄物が無害化されるまでの浸出水処理設備のランニングコストの問題や、処分場跡地利用の遅延の問題などが招来されている。酸やアルカリによって重金属の溶出を促進させることも可能であるが、一定期間内にその殆どを溶出させることは事実上不可能である。そこで、重金属の溶出を促進させるのではなく、廃棄物と重金属捕集剤とを混練することによって、重金属を安定化（不溶化）させる方法も考えられるが、処分場に持ち込まれた廃棄物の全量を重金属捕集剤と混練することは膨大なコストを要することから得策とは言えない。
【０００４】
例えば、特許文献２においては、最終処分場の埋立地において、ゼオライトを混合した表層よりボーリング孔を削孔し、埋立地内から排出した有害ガスをゼオライトによって吸着／固定させて無害化する最終処分場の早期安定化方法にかかる発明が開示されている。また、特許文献３には、埋立地へ投入する廃棄物を予め細かく破砕し、前段の反応槽にて強酸で重金属を溶出させ、後段の反応槽にて強アルカリで塩類を加水分解させ、さらに別途の溶解槽にて界面活性剤と反応させてダイオキシン類を溶出させ、最終的に得られたスラリーを廃酸と廃アルカリを中和させた混合液とともに洗浄槽に供給し、スラリーを水でリンスした後に濃縮し、濃縮物を天日乾燥させて埋立地に投入する廃棄物処分場の早期安定化方法にかかる発明が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３３７６７５号公報
【特許文献２】特開２００４−５００３３号公報
【特許文献３】特開２００１−３３４２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
廃棄物中の重金属を早期に安定化させることに鑑みれば、特許文献１，２，３に開示の廃棄物安定化方法では十分な効果を得ることはできない。特に上記する重金属の安定化に際しては安定化までの時間が長期に及ぶことから、積極的に重金属を溶出させ、溶出された重金属を浸出水集排水管を介して浸出水処理設備にて無害化する方法では、既述する問題、すなわち、浸出水処理設備のランニングコストの問題や、処分場跡地利用の遅延の問題を解消することに繋がらない。
【０００６】
本発明の重金属含有廃棄物の早期安定化方法は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、廃棄物処分場をはじめとする廃棄物を処分または保管する場内において、廃棄物中に含有される重金属を効率的かつ早期に不溶化することにより、浸出水処理設備の供用期間を格段に短縮できるとともに、処分場跡地の早期利用を図ることのできる重金属含有廃棄物の早期安定化方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成すべく、本発明による重金属含有廃棄物の早期安定化方法は、廃棄物を処分または保管する場内に埋立てられた重金属含有廃棄物を早期に安定化させる重金属含有廃棄物の早期安定化方法であって、前記重金属含有廃棄物内の重金属を不溶化するための重金属捕集剤を、廃棄物の埋立て後または埋立ての際に該廃棄物に供給することを特徴とする。
【０００８】
ここで、廃棄物を処分または保管する場内とは、一般廃棄物や産業廃棄物の管理型廃棄物最終処分場（山間部や平地、海上に造成された廃棄物処分場）、廃棄物保管設備、土壌汚染エリアにおける原位置、不法投棄されたエリアなどを含む広範な概念である。また、廃棄物処分場としては、オープン型やクローズド型の双方が含まれるものである。
【０００９】
本発明は、主に、重金属含有廃棄物内の重金属（鉛、水銀、カドミウムなど）の早期安定化を目的としたものであるが、かかる早期安定化に供される重金属捕集剤を既に埋立てられた廃棄物、または埋立てられようとする廃棄物に供給することにより、重金属類を不溶化させることができ、結果として重金属類の溶出が可及的速やかに抑えられることで浸出水処理設備の供用期間を短縮できることに繋がるものである。ここで、埋立てられた重金属含有廃棄物への重金属捕集剤の供給方法は特に限定するものではないが、例えば、廃棄物の表層から所望量の重金属捕集剤を散布する方法や、重金属捕集剤を廃棄物内に注入する方法などが実施例として挙げられる。また、廃棄物の埋立てに際して、埋立て廃棄物が処分場内に搬入された段階で、廃棄物の量と該廃棄物に含まれる重金属の含有量およびその種類を検査し、検査結果に基づいて適宜の重金属捕集剤を廃棄物と混合撹拌させた後に廃棄物の埋立てをおこなうといった実施例であってもよい。
【００１０】
また、重金属捕集剤は特に限定するものではないが、従来から使用されている公知の捕集剤、例えば、重金属をフロックとして沈殿させる捕集剤、鉱滓や汚泥などの重金属を含有する固体状廃棄物に添加することで重金属を固定化する捕集剤などを使用できる。かかる重金属捕集剤は、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子などの原子を含み、重金属に対する錯形成能を有する化合物である。また、その性状は、液状、粘土状、粉状、粒状など、適宜の性状の材料を使用できる。
【００１１】
また、本発明による重金属含有廃棄物の早期安定化方法の他の実施形態は、前記場内に埋立てられた廃棄物の上から、重金属捕集剤を散水することで廃棄物に供給することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、重金属捕集剤を水分中に含有させて廃棄物上から散水する簡易な方法であり、特別な設備が不要であることから、重金属含有廃棄物の安定化処理施工に際しての施工コストの高騰を防止でき、また、重金属捕集剤を廃棄物層内に確実に浸透させることができるというメリットがある。
【００１３】
また、本発明による重金属含有廃棄物の早期安定化方法の他の実施形態において、前記場内に予め備えられたガス抜き管および／または浸出水集排水管を介して重金属捕集剤を廃棄物に供給することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、例えば最終処分場などの既存設備であるガス抜き管や浸出水集排水管のいずれか一方、または双方を重金属捕集剤供給設備として積極的に利用する実施形態に関するものである。なお、浸出水集排水管は、処分場の埋立地の凹部底面に設置されているため、重金属捕集剤の供給管として使用する場合には、浸出水集排水管に連通する竪管などを予め設けておく等の措置を講じておくのが好ましいが、浸出水集排水管が埋立地から出る出口付近から重金属捕集剤を圧送する方法であってもよい。本発明によれば、処分場の既存設備を利用するのみでよく、別途の設備建設に要する手間とコストを省略できるといった利点がある。
【００１５】
また、本発明による重金属含有廃棄物の早期安定化方法の他の実施形態は、前記廃棄物内に注入管を設置し、該注入管を介して重金属捕集剤を廃棄物に供給することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、重金属捕集剤供給用の注入管を埋立地の規模や重金属捕集剤供給能力に応じた数量だけ埋立てられた廃棄物層内に設置し、この注入管を介して重金属捕集剤を廃棄物へ供給するものである。なお、該注入管以外の既存施設（ガス抜き管や浸出水集排水管）も重金属捕集剤供給管として併用することができることは勿論のことである。
【００１７】
また、本発明による重金属含有廃棄物の早期安定化方法の他の実施形態において、前記重金属捕集剤は、燐酸やその誘導体、ジチオカルバミン酸、１級アミノ基または２級アミノ基を少なくとも１つ有するアミノ化合物であって窒素原子に結合した活性水素原子と置換して導入された官能基を有する化合物を含む、重金属に対する錯形成能を有する化合物からなることを特徴とする。
【００１８】
ジチオカルバミン酸としては、ジメチルジチオカルバミン酸、ジエチルジチオカルバミン酸、ジブチルジチオカルバミン酸などが一例として挙げられる。また、ピペラジンジチオカルバミン酸、ピロリジンジチオカルバミン酸、モノエタノールアミンジチオカルバミン酸、ジエタノールアミンジチオカルバミン酸、ピペラジン−モノジチオカルバミン酸、ピペラジン−ビスジチオカルバミン酸などもある。
【００１９】
アミノ基を少なくとも１つ有するアミノ化合物であって窒素原子に結合した活性水素原子と置換して導入された官能基を有する化合物としては、例えば、ジチオ酸基あるいはその塩、オキシム基、アミドオキシム基などを１種または２種以上含む化合物が挙げられる。これらの官能基の塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、ベリリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩などのアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩などが挙げられるが、通常は、アルカリ金属塩としてはナトリウム塩、カリウム塩が、アルカリ土類金属塩としてはマグネシウム塩、カルシウム塩が使用できる。１分子中に２以上の官能基を有する化合物の場合には、異なる型の官能基（酸型、アルカリ金属塩型、アルカリ土類金属塩型、アンモニウム塩型など）が混在するものを使用することもできる。さらには、異なる官能基を有する（官能基自体が異なる場合や官能基型が異なる場合など）化合物を混合使用することもできる。
【００２０】
さらに、本発明による重金属含有廃棄物の早期安定化方法の他の実施形態において、前記１級アミノ基または２級アミノ基を少なくとも１つ有するアミノ化合物が、アミン類またはアミン類とエピハロヒドリンとが重縮合してなる重縮合アミンのいずれか１種からなることを特徴とする。
【００２１】
アミン類としては、例えば、エチルアミン、プロピルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、アミノエチルエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ピペリジン、メチルエチルアミン、メチルブチルアミン、エチルブチルアミン、ジエチレンアミン、ジプロピレンアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレンジアミン、ジブチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、トリプロピレンテトラアミン、トリブチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタミン、テトラプロピレンペンタミン、テトラブチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、イミノビスプロピルアミン、モノメチルアミノプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミンなどの脂肪族アミン類、フェニレンジアミン、ｏ−、ｍ−，ｐ−キシリレンジアミン、３，５−ジアミノクロロベンゼンなどの芳香族アミン類、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンなどのシクロアルカン系アミン類、１−アミノエチルピペラジン、ピペラジンなどのピペラジン類、ポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン、ポリ−３−メチルプロピルイミン、ポリ−２−エチルプロピルイミンなどの環状イミンの重合体、アリルアミンなどの不飽和アミンと、ジメチルアクリルアミド、スチレン、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルホン酸など及びその塩類などの共重合可能な不飽和結合を有する他のモノマーとの共重合体が挙げられる。なお、環状イミンの重合体や不飽和アミンの重合体及びその共重合体の場合には、平均分子量が５０〜１０００万程度のものが好ましく、中でも２００〜３００万程度がより好ましい。
【００２２】
アミン類としては、さらに、ヒドロキシアルキル基、アシル基、アルキル基などをＮ−置換基として有するものでもよい。Ｎ−ヒドロキシアルキル置換基は、例えば、上記アミン類にエポキシアルカンを反応させることにより導入することができ、Ｎ−アシル置換基は、上記アミン類に脂肪酸類を反応させることにより導入することができ、Ｎ−アルキル置換基は、上記アミン類にハロゲン化アルキルを作用させることにより導入することができる。また、重縮合ポリアミンとしては、上記アミン類と、アピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン、ブロモメチルオキシラン、クロロメチルオキシラン、ヨードメチルオキシランなどのエピハロヒドリンとの重縮合体が挙げられる。
【発明の効果】
【００２３】
以上の説明から理解できるように、本発明の重金属含有廃棄物の早期安定化方法によれば、散水方法や散布方法、混合撹拌方法、既存のガス抜き管や浸出水集排水管、さらには注入管などを介した注入方法によって重金属捕集剤を廃棄物層内に供給することで、重金属捕集剤を不溶化することができ、結果として、重金属類が浸出水として溶出するまでの期間に拘束されることなく、早期に廃棄物埋立地の跡地利用や浸出水処理設備の廃止を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜３はそれぞれ、本発明の重金属含有廃棄物の早期安定化方法の実施形態の概要を示した断面図である。なお、図示する実施形態は、廃棄物処分場における重金属含有廃棄物の早期安定化方法に関するものであるが、本発明がかかる処分場に限定されるものではないこと、及び、重金属捕集剤の供給方法も図示する実施形態に限定されるものでないことは勿論のことである。
【００２５】
図１は、廃棄物処分場内に埋立てられた重金属含有廃棄物Ｇ１に重金属捕集剤を供給する一実施形態を示したものである。廃棄物処分場１０は、地盤Ｇを断面凹型に造成した埋立地の斜面および底面に敷設された遮水工３と、底面に設けられ、廃棄物処分場敷地内に別途設けられた浸出水を無害化するための浸出水処理設備まで通じる浸出水集排水管２、ガス抜き管１などから大略構成されている。本実施形態は、埋立地内に予め備えられたガス抜き管１を介して適宜の重金属捕集剤を廃棄物Ｇ１内に提供するとともに、別途の散水管４，４にて廃棄物の表面から重金属捕集剤を散布するものである。ガス抜き管１は、鉛直方向に複数の孔１１，１１，…を有する有孔管であり、本来はこの孔１１，１１，…からガスを管内に通し、外部へ放出するために使用するものであるが、ここでは、重金属捕集剤の注入用に使用するものである。ガス抜き管１の先端開口から重金属捕集剤を注入し（Ｘ方向）、孔１１，１１，…から廃棄物層内へ重金属捕集剤が注入される。なお、使用される重金属捕集剤としては、既述するように、燐酸やその誘導体、ジチオカルバミン酸、１級アミノ基または２級アミノ基を少なくとも１つ有するアミノ化合物であって窒素原子に結合した活性水素原子と置換して導入された官能基を有する化合物を含む、重金属に対する錯形成能を有する化合物、アミン類またはアミン類とエピハロヒドリンとが重縮合してなる重縮合アミンなどを使用することができる。
【００２６】
また、散水管４もその延伸方向に複数の孔（図示略）が穿設されており、この孔から重金属捕集剤が吐出される。状況に応じては、ガス抜き管１からの重金属捕集剤の提供は行わず、散水管４からのみ重金属捕集剤を散布する場合もある。なお、散水管４、ガス抜き管１は、塩化ビニル製、鋼製、ポリエチレン製など、適宜の材料にて製造できる。なお、散水管以外にも、スプリンクラーや散水車など適宜の散水手段を使用することもできる。
【００２７】
また、図１の実施形態においては、浸出水集排水管２内に重金属捕集剤を圧送させ、該浸出水集排水管２の延伸方向に穿設された孔（図示略）から重金属捕集剤を吐出させる方法であってもよい。いずれの方法を適用するにせよ、埋立てられた重金属含有廃棄物内の重金属の種類や量を廃棄物搬入時に予め測定しておき、対象重金属に適した重金属捕集剤の種類や量を算定し、廃棄物内に均等かつ効率的に重金属捕集剤が供給されるような計画のもとで本発明の方法が実施されるのが望ましい。なお、図１は廃棄物処分場１０の一断面を代表させた図であり、奥行き方向にガス抜き管１が複数設置されていることは勿論のことである。
【００２８】
図２は、廃棄物への重金属捕集剤の提供方法の他の実施形態を示したものである。本実施形態では、廃棄物層内に重金属捕集剤が均等に供給されるように複数の注入管５，５が廃棄物内に挿入され、この注入管５，５に穿設された複数の孔５１，５１，…から重金属捕集剤を廃棄物へ供給するものである。注入管５，５は一つの重金属捕集剤充填口を共有し、該充填口から重金属捕集剤が充填されることで（Ｘ方向）、双方の注入管５，５の双方に重金属捕集剤が提供される。本発明では、例えば液状の重金属捕集剤を注入管５を介して廃棄物層内に強制注入する方法が好ましい。なお、注入管５も散水管４等と同様に、塩化ビニル製、鋼製、ポリエチレン製など、適宜の材料にて製造することができ、その廃棄物内への設置に際しては、圧入や先行ボーリング後の挿入設置、廃棄物の埋立ての進行に応じて設置するなどの方法が適用できる。
【００２９】
図３は、廃棄物への重金属捕集剤の提供方法のさらに他の実施形態を示したものである。本発明では、図２の実施形態と同様に注入管５，５を廃棄物Ｇ１内に設置するものであるが、充填口から注入される（Ｘ方向）重金属捕集剤が気体状の場合であり、孔５１，５１，…を介して廃棄物内に強制注入された気体状の重金属捕集剤を廃棄物層内に均一に拡散させ、ガス抜き管１の孔１１，１１，…から排気を外部へ放出するものである（Ｙ方向）。
【００３０】
気体状の重金属捕集剤を使用することにより、浸出水を可及的に低減することができるため、浸出水処理設備への負担軽減を図ることが可能となる。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。例えば、廃棄物の埋立ての際に所望量の重金属捕集剤を該廃棄物と混合撹拌した後に場内埋立てを実施する方法や、浸出水に重金属捕集剤を溶解させた水溶液を廃棄物層に供給し、循環利用する方法などもある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の重金属含有廃棄物の早期安定化方法の一実施形態の概要を示した断面図。
【図２】本発明の重金属含有廃棄物の早期安定化方法の他の実施形態の概要を示した断面図。
【図３】本発明の重金属含有廃棄物の早期安定化方法の他の実施形態の概要を示した断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１…ガス抜き管、１１…孔、２…浸出水集排水管、３…遮水工、４…散水管、５…注入管、５１…孔、１０…埋立地、Ｇ…地盤、Ｇ１…重金属含有廃棄物
【図１】
2007105551.tif 000003
【図２】
2007105551.tif 000004
【図３】
2007105551.tif 000005