(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に所定の層厚の覆土が施された石炭灰等アルカリ性廃棄物の下部にローム系土壌層，パイライト含有土壌層，排水フィルタ層，排水手段，遮水層が順次に設けられた石炭灰等アルカリ性廃棄物処分場の埋立て構造。
【請求項２】
前記パイライト含有土壌層に堆積性泥岩を用いた請求項１又は２に記載の石炭灰等アルカリ性廃棄物処分場の埋立て構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭灰等のアルカリ性廃棄物を処分する処分場の埋立て構造に関するものであり、特に生活環境に影響を及ぼさないように、処分場排水のｐＨ中和対策を講じた埋立て構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の石炭灰等のアルカリ性廃棄物の処分場としての埋立ては、埋立てられるアルカリ性廃棄物の下部にゴムシート或いは低透水性の粘性土などの遮水層（遮水材）を設け、その排水を適切に集水・処理を行っていた。
なお、アルカリ性廃棄物としては、石炭灰のほか廃ソーダ液，金属せっけん液，鉄鋼スラグ，コンクリート廃材などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」（以下廃掃法と略称する。）に定める「最終処分場に係る技術上の基準を定める命令」の改正により、処分場の閉鎖に際しては、排水が処理行為をすることなくｐＨ（水素イオン指数）が基準値（陸域の場合８．６ｐＨ）以下となることが求められるようになった。
特に石炭灰溶出水のｐＨは１２程度と高い場合が多く、従来のように対策を講じなければ、これが前述の基準値以下となるには、雨水による洗脱で行われるのを待つことになり、少なくとも数十年以上の極めて長期間を要することになる。従って、当該最終処分場の設置者は、埋立処分場の跡地利用ができないまま、処分場としての維持管理を継続しなければならないという問題が生じた。
【０００４】
本発明はこの様な問題を解決するためになされたものであり、アルカリ性廃棄物の下部に低コストでかつ容易に入手可能な資材を埋設した埋立て構造にすることにより、ｐＨの低減化を図るようにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による石炭灰等のアルカリ性廃棄物処分場埋立て構造は、上部に所定の層厚の覆土が施された石炭灰等アルカリ性廃棄物の下部に、ローム系土壌層．パイライト含有土壌層，排水フィルタ層，排水手段，遮水層が順次に設けられたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において使用する主要な物質であるパイライト（黄鉄鋼）含有量の多い堆積性泥岩は、酸化を受けると硫黄分が脱離し、図１に示す「堆積性泥岩を酸化雰囲気にしたときの溶出試験結果」のように、高濃度の硫酸イオンを生成して強酸性を呈するたことが実験の結果判明した。なお、実験の結果では、地中採取泥岩の方が海底浚渫泥岩より酸性の発現は多い結果として現れているが、このことを一概に断定することはできない。前述の実験結果に基づき、図２に示す「アルカリ溶液（４種混合灰溶出液）中に堆積性泥岩を添加したときのｐＨ低下状況」の試験を行い、堆積性泥岩をアルカリ性廃棄物の中和剤として利用できる可能性を確認した。
【０００７】
即ち、ｐＨが１３のアルカリ溶液１０００ｍｌ中に、堆積性泥岩を５ｇから１０ｇ，２０ｇ，４０ｇ，６０ｇと添加量を増やしたときのｐＨの変化を示すもので、このグラフから堆積性泥岩を約７０．７ｇを添加あるいは接触させると、排水基準値のｐＨ８．６以下になることを示している。また、ローム土は、物質の吸着性が高いことが知られている。従って、アルカリ性廃棄物処分場の底部に、これら堆積性泥岩とローム系土壌の互層構造を設けることにより、石炭灰等のアルカリ性廃棄物処分場の浸出水中微量物質を除去し、かつ高アルカリｐＨを中和して、排水基準を満たす埋立て構造と成したものである。
【０００８】
【実施例】
図３に示した本発明による石炭灰等のアルカリ性廃棄物処分場埋立て構造の一実施例を説明する。図３の上面が地表であり、地表面から地中に向けた各層について説明する。１は覆土であり、廃掃法の定める５０cm程度の層厚である。２は石炭灰（燃えがら，煤塵）などの埋立てられたアルカリ性廃棄物層であり、石炭灰のｐＨは１１〜１２程度である。この石炭灰の埋立ての層厚は、２〜３ｍから２０〜３０ｍ程度まで様々な事例がある。３はローム系土壌層であり、廃棄物埋層２から雨水との接触により溶出してきた規制微量物質を吸着し、下層へ移行する間隙水中濃度を低下させる。また、同時に、陽イオン交換能が高いことから、ｐＨも低下させ９〜１０程度となる。
【０００９】
４はパイライト含有土壌層であり、具体例としては堆積性泥岩や砂岩があるが、堆積性泥岩の方が有効でありこれを用いてある。この堆積性泥岩は前述した実験例から明らかなように強酸性であり、ローム系土壌層３からのアルカリ水を中和し、ｐＨは７〜８程度まで低下して廃掃法におけるｐＨの基準値をクリアすることができる。層厚は廃棄物層が保有する水酸化イオン総量を推定し、これを消費するに足りる厚みを確保する。なお、ローム土壌層３の下部にパイライト含有土壌層４を設けるのは、廃棄物が強酸性水と接触して、規制微量物質の溶出濃度が増加することを防止するためである。
【００１０】
パイライト含有土壌層４として有効な堆積性泥岩は、図４に示すようにわが国の主要な領土の多くの地域に、新第三紀〜第四紀更新世の泥岩，砂岩などの堆積性軟岩が分布（日本地質アトラスにより作成）している。従って、高アルカリｐＨの中和材料として容易に入手可能であり、またアルカリ性廃棄物処分場の設置に際して、低コストで実施し得る可能性も高い。
【００１１】
５は排水フィルタ層であり、パイライト含有土壌層４を通過した水を後述の排水管に効率的に集水するための層であり、通常は砂を使用する。この排水フィルタ層は、同時にパイライト含有土壌層（堆積性泥岩）４を酸化雰囲気に保持するための送気層としての重要な役割も有する。なお、パイライト含有土壌層４の酸素の消費が処分場全体として不十分な場合は、強制送気も行う。６は排水手段であり、排水フィルタ層５の砂層で集水された水を、処分場外に排水するために設置する有孔管あるいは暗渠を使用する。７は遮水層であり、廃掃法で定めるゴムシート、低透水性の粘性土、あるいはこれらを組合せて使用する。
【００１２】
なお、本発明によるアルカリ性廃棄物最終処分場の埋立て構造の設計に当たっては、現地の堆積性泥岩を使った実験的評価に基づいて行う必要がある。
【００１３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明による石炭灰等アルカリ性廃棄物処分場の埋立て構造は、資源的に豊富であると共に、強酸性のパイライト含有土壌である堆積性泥岩を使用することができるものであり、ローム系土壌を通した浸出水中微量物質を除去したアルカリ水を中和して、廃掃法におけるｐＨの基準値を十分に下回る排水とすることができる。従って、電気事業の大きな問題である石炭灰の最終処分場をはじめ、アルカリ性廃棄物処分場の跡地利用が長期間の維持管理を要することなく利用可能になるなど社会的貢献は多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基礎をなす「堆積性泥岩を酸化雰囲気にしたときの溶出試験結果」を示すグラフである。
【図２】本発明の作用を確認する「アルカリ溶液中に堆積性泥岩を添加したときのｐＨ低下状況」を示すグラフである。
【図３】本発明の石炭灰等のアルカリ性廃棄物処分場の埋立て構造の一実施例の模式図である。
【図４】本発明に使用する堆積性泥岩のわが国の分布図である。
【符号の説明】
１  覆土
２  アルカリ性廃棄物層（石炭灰等）
３  ローム系土壌層（ローム土）
４  パイライト含有土壌層（堆積性泥岩等）
５  排水フィルタ層（砂）
６  排水手段（有孔管，暗渠等）
７  遮水層（ゴムシート，低透水性の粘性土）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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