(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物処分場の基礎地盤上に敷設し、廃棄物側遮水層の上に修復対応層を敷設した上下部２層の遮水層間の中間層に液状修復材を供給充填して廃棄物からの浸出水よりも過圧力状態に維持して成り、該遮水層の破損発生時に破損個所から液状修復材を修復対応層へ浸透させて自己修復すると共に液状修復材の供給によって浸出水との水位差を復元する遮水機構、液状修復材を供給し循環によって液状修復材の品質を維持する供給管理機構及び遮水機構と供給管理機構との健全作動を監視し、遮水機構の破損発生に際して供給管理機構を稼働させて遮水機構に液状修復材を供給し、複合遮水体の自己修復作動を支援する制御機構から構成する自己修復型廃棄物処分施設。
【請求項２】
液状修復材の減少を感知して遮水機構の破損と修復状態を表示する検知機構を装備することを特徴とする請求項１に記載の自己修復型廃棄物処分施設。
【請求項３】
上部と下部の各遮水層がシートであることを特徴とする請求項１又は２に記載の自己修復型廃棄物処分施設。
【請求項４】
上部と下部の遮水層と中間層が平面方向に複数の区画に分割していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設。
【請求項５】
液状修復材がコロイド溶液であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設。
【請求項６】
液状修復材が膨張性粘土鉱物溶液であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設。
【請求項７】
液状修復材に磁性流体を混入させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設。
【請求項８】
液状修復材の過圧力状態が液状修復材の供給水頭と廃棄物からの浸出水の水頭との水位差によって制御されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設。
【請求項９】
循環が定期的に実施されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２層の遮水層の間に液状修復材を廃棄物からの浸出水よりも過圧力状態で充填した遮水機構、供給管理機構及びこれらの遮水機構、供給管理機構とを制御機構で相互に関連付けて成り、液状修復材を供給管理することで破損個所を自ら修復する自己修復型廃棄物処分施設に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物や一般廃棄物を埋立する廃棄物処分施設では、処分施設からの漏出汚水が地下に浸透して環境汚染を引き起こさないように、処分施設の底面に遮水工事を実施することが義務付けられている。
かかる遮水工事は、軟質の合成樹脂系あるいはゴム系の遮水シートを敷設する方法が採用されているが、遮水シートの接合不良や廃棄物の埋め立て作業中や埋め立て完了後に発生する遮水シ−トの破損による欠損箇所からの汚水が外部に漏出する恐れがあった。
【０００３】
遮水シートの破損要因は、物理・化学的な破損や生物的破損と広範囲に及んでおり、完全に防止することが困難なことから有効な対策は未だに確立されていない。このために、シートの破損を検知して修復する技術の開発が行われ、検知方法に関しては種々の提案がなされ精度的にも有効な技術として実用に至っている。
【０００４】
しかし、シートの修復技術に関しては、破損部周辺に薬液注入をする間接的な修復や廃棄物を掘削して破損部を直接的に修復するものであり、シートの破損部を早期に検知しても、廃棄物からの浸出水が廃棄物処分施設の外部に流出したあとに修復を完了させることになってその間に発生する環境汚染を防止することが出来なかった。
【０００５】
又、空間部を有するシートを採用した廃棄物処分施設におけるシートの補修に関しても、セメント等のグラウト注入等によって漏水部分の補修を行っていたために、注入した空間部のすべてが固化することになり、固化した区間において次に漏水が起こった場合は、上記検知機構が作動しない状況になっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、廃棄物処分場に敷設した遮水機構の複合遮水体に破損が発生した場合に、制御機構が作動して破損と同時に遮水機構が自らの修復機能を発揮させて、廃棄物からの浸出水が外部に流出する前に破損箇所を修復して遮水することができ、なおかつ、同一区間が再度破損しても直ちに修復することができる自己修復型廃棄物処分施設を提供している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、廃棄物処分場の基礎地盤上に敷設し、廃棄物側遮水層の上に修復対応層を敷設した上下部２層の遮水層間の中間層に液状修復材を供給充填し、廃棄物からの浸出水よりも過圧力状態に維持して成り、遮水層の破損発生時に破損個所から液状修復材を修復対応層へ浸透させて自己修復すると共に液状修復材の供給によって浸出水との水位差を復元する遮水機構、液状修復材を供給し循環によって液状修復材の品質を維持する供給管理機構及び遮水機構と供給管理機構との健全作動を監視し、遮水機構の破損発生に際して供給管理機構を稼働させて遮水機構に液状修復材を供給し、複合遮水体の自己修復作動を支援する制御機構から構成しており、破損と同時に自らの修復機能を発揮して廃棄物からの浸出水が外部に流出する前に破損箇所を修復することができ、さらに同一区間における再度の破損にも対応することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１に記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材の減少を感知して遮水機構の破損と修復状態を表示する検知機構を装備することを特徴としており、上記機能に加えて破損事故の発生と複合遮水体の自己修復作動が順調に行われているかを追尾することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１又は２に記載の自己修復型廃棄物処分施設において、上部と下部の各遮水層がシートであることを特徴としており、上記機能に加えて遮水性能の向上を図っている。
【００１０】
請求項４に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至３のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、上部と下部の遮水層と中間層が平面方向に複数の区画に分割していることを特徴としており、上記機能に加えて破損個所の確認と破損個所への修復作動を密にすることで修復機能の効率化を図っている。
【００１１】
請求項５に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至４のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材がコロイド溶液であることを特徴としており、上記機能に加えて難透水作用と泥膜形成を促進して自己修復作動の効率化を図っている。
【００１２】
請求項６に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至５のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材が膨張性粘土鉱物溶液であることを特徴としており、上記機能に加えて難透水作用と泥膜形成を促進して自己修復作動の効率化を図っている。
【００１３】
請求項７に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至６のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材に磁性流体を混入させることを特徴としており、上記機能に加えて液状修復材の充填、供給や品質管理を効率的にしている。
【００１４】
請求項８に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至７のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材の過圧力状態が液状修復材の供給水頭と廃棄物からの浸出水の水頭との水位差によって制御されることを特徴としており、上記機能に加えて浸出水との圧力バランスによって遮水機構の破損の防止と破損時の修復を確実にしている。
【００１５】
請求項９に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至８のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材の循環を定期的に実施することを特徴としており、上記機能に加えて液状修復材の凝集を防止して液状修復材の品質管理を確実にしている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明による自己修復型廃棄物処分施設の実施の形態を概観図として示している。
廃棄物処分施設１は、図示のように、窪地状に掘削された廃棄物処分場２と廃棄物処分場２に近接して構築されている管理棟３から構成されている。廃棄物処分場２は、遮水機構を構成している複合遮水体４が敷設されており、管理棟３には、供給管理機構を構成している供給設備５、送水設備６及び排水設備７が配備されている。管理棟３には、さらに遮水部材や供給管理機構の各設備と接続している制御機構を構成する制御設備８も配備されている。
【００１７】
各機構の関連を図２に示している。遮水機構１０は、常時から制御機構２０で計測・監視されており、その健全運転が維持されている。制御機構２０は、同時に供給管理機構３０をも計測・監視しており、複合遮水体に充填されている液状修復材の品質が正常状態に維持されているかを確認している。
【００１８】
そして、遮水機構１０の複合遮水体に破損が発生した場合には、複合遮水体の内部に充填されている液状修復材の変動として制御機構２０がこれを確認し、供給管理機構３０に指令を出して液状修復材の供給を命令して破損の自己修復を支援する。
【００１９】
複合遮水体における破損と自己修復については後述するが、修復の完了は液状修復材を供給している供給管理機構３０における供給量の減少と正常時における過圧力状態への復帰によってこれを知ることができ、健全な運転が復旧する。
制御機構２０は、この間における供給管理機構２０のデータ計測を実施することによって、破損修復の進捗状況をリアルタイムに確認して全体を管理している。
【００２０】
又、複合遮水体の破損と自己修復は外部からの処置を必要としないので、破損個所の確認は本質的に必要としていない。しかし、図示のように検知機構４０を付属させておくことによって、複合遮水体の破損個所の特定とこれの表示をすることを可能にして状況判断に貢献させることもできる。
【００２１】
上述のように、本発明による自己修復型廃棄物処分施設は、遮水機構、供給管理機構、制御機構から構成されているので、以下に各機構の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明しながら、本発明による自己修復型廃棄物処分施設の実施の形態を説明する。
【００２２】
最初に、遮水機構１０を構成している複合遮水体４について図３を参照して、その実施の形態を説明する。
廃棄物処分場に敷設される複合遮水体４は、図３（ａ）に示すように、基礎地盤１１の上に敷設する下部遮水層１２と上部遮水層１３及び上部遮水層に敷設されている修復対応層１４から構成され、両遮水層は中間層１５を形成して形状保持部材１６を配置し液状修復材１７のコロイド溶液を過圧力状態で充填している。
【００２３】
両遮水層は、例えば透水係数ｋ≦１０-11ｃｍ／ｓｅｃの軟質合成樹脂あるいはゴム系のシート材料で製作されるものであるが、一枚ものとして広大な廃棄物処分場を覆うことは施工上困難があるために、作業現場において、施工に適した所定の大きさに設定した単位シ−トの端部を互いに重ね合わせて溶着や接着剤を介した圧着によって接合し、廃棄物処分場の底面を覆い得る大きさに一体化している。
ただし、本実施の形態では下部と上部の各遮水層と中間層とを複数の区画に分割することで、一枚ものの問題点を解消すると同時に、破損個所に対する修復機能を密にして修復機能の効率化を図っている。
【００２４】
上部遮水層１３の上には、修復対応層１４として現地発生土もしくは不織布が圧密に敷設されており、両遮水層が破損した際に液状修復材１７の流出を受けて難透水層と泥膜の形成を促進している。本実施の形態では、修復対応層１４の土壌は現地発生土を利用し、礫を除去しながら捲き出して敷き固め、測量、目視チェックで敷設しているが、他の土であっても採用可能であることは当然である。
【００２５】
中間層１５の空隙には、液状修復材１７としてのコロイド溶液である膨潤性粘土鉱物溶液やポリマー粒子を水中に分散させたエマルジョンが過圧力状態で充填されていると共に、通水性の形状保持部材１６が配置されており、埋設された廃棄物や浸出水等の荷重を受けて基礎地盤に伝達している。形状保持部材１６は、同時に、中間層１５に液状修復材１７の供給充填に充分なスペースを確保しており、液状修復材１７の過圧力状態を安定化させている。
これによって、廃棄物からの浸出水は、上述した複合遮水体４によって廃棄物処分場から外部に流出することを防止されており、周辺環境に悪影響を与えることなく安全に貯蔵される。
【００２６】
そして、上部遮水層１３が何らかの理由によって破損１８を生じた場合には、図３（ｂ）に示すように、コロイド溶液が破損１８から流出して修復対応層１４に浸透する。
本実施の形態では、コロイド溶液としてスメクタイト系粘土鉱物を主材にしたものを使用しているので、液状修復材としてのコロイド溶液は、以下の物理・化学的な特性を発揮する。
▲１▼  粒径が数μｍ以下で、薄板状の結晶を構成していることから、微少な空間における流動性に優れており、修復対応層や基礎地盤中の土等に比較的容易に浸透する。
▲２▼  イオン交換性があり、電気２重層による負電荷のコロイド粒子が修復対応層や基礎地盤中の土粒子表面に吸着して浸透沈積層を形成する。
▲３▼  薄板状の結晶構造で配向性があるので、コロイド粒子の吸着した修復対応層や基礎地盤中の土粒子がフイルターになって溶液中の水分を外部に排出する。
▲４▼  水分を外部に排出しながら修復対応層や基礎地盤中の土粒子間隙内に残って、透水係数ｋ≦１０―8ｍ／ｓｅｃの泥膜（マッドケーキ）を形成する。
【００２７】
修復対応層１４に浸透したコロイド溶液は、この特性によって、図３（ｃ）に示すように、修復対応層の土粒子もしくは長繊維の不織布にイオン交換によって負電荷のコロイド粒子を吸着させて、修復対応層１４に浸透沈積層を形成させながら、修復対応層１４の間隙内に泥膜（マッドケーキ）１９を形成し、新規の遮水層を構成して破損１８を閉鎖し、複合遮水体４は自己修復することになる。
【００２８】
以上のように、本発明を構成する遮水機構は複合遮水体に破損が発生しても、浸出水を廃棄物処分施設の外部に流出させないように、複合遮水体の破損と同時に随意に修復されるので、固化材料の注入等の補修作業が不要であり、さらに、破損した箇所だけを修復することから、一度修復した後もを継続して同一箇所の破損修復を行うことができる。
【００２９】
なお、上記のコロイド溶液である膨潤性粘土鉱物溶液を作液できる材料としては、モンモリロナイト属のベントナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライトやホルマイト属のアタパルジャイト、セピオライト、バ−ミキュライト、イライト、カオリンナイト、ハロイサイト、ギブサイト、ヘマタイト、アロフェン、イモゴライト、雲母粘土鉱物、合成ベントナイト、ゼオライト、タルク、緑泥岩、カルサイト、クロライト等の粘土鉱物の天然品や合成品がある。又、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリブタジエン等のポリマー粒子を水中に安定に分散させた各種のエマルジョンを液状修復材として用いることも可能である。
【００３０】
さらに、上記各実施の形態では、形状保持部材として砕石を採用しているが、形状保持部材としては、この他に、レンガ、ブロック、ブロック状発泡プラスチック品等の充填材や、熱可塑性プラスチック材、プラスチックドレーン又はアルミ板、ステンレス板、鉄板等を凹凸状、波板状、筒状等の立体状に成形加工した充填材のように通水性を備えており、所望の強度を有して荷重に対してもその形状を維持して修復材を供給充填するのに充分な空隙を確保し、かつ、加えられた荷重を伝達できるものであれば任意に使用することが可能である。
【００３１】
次に、供給管理機構３０を構成している供給設備、送水設備及び排水設備について図４乃至７を参照して、その実施の形態を説明する。
供給管理機構３０は、制御装置８からの指令の下に上記した各設備を用いて液状修復材であるコロイド溶液の初期充填、稼働時のコロイド溶液の循環と破損時における液状修復材の補充充填を管理している。
【００３２】
コロイド溶液の初期充填は、図４に示すように、複合遮水体４を個別に区分している２重遮水層３１の最下部の注入孔３２よりコロイド溶液を充填するが、この際には排水孔３３より空気の排出を行って複合遮水体の中に気泡等による空隙が発生しないようにしている。
２重遮水層３１には、若干の勾配を持たせてあり、充填するコロイド溶液の粘性度と温度を測定して、粘性度と温度及び配管内や遮水層内の圧力損失を考慮して初期充填圧力を制御している。これによって、遮水層内への充填を確実にして液状修復材の圧力バランスを推定することを可能にしており、液状修復材の供給管理を容易にしている。
さらに、充填完了後に再循環を実施して、配管内や遮水層内の圧力挙動を測定しており、空気の滞留状況を判別している。
【００３３】
コロイド溶液の循環は、コロイド溶液の入れ替えが必要な場合に作動することを基本としている。通常の日常管理においては、管の閉塞状況を確認する目的で１日１回１時間程度の循環をすることを基本にしている。
コロイド溶液は、時間の経過や外部環境の各種作用によって特性の変化を生じてその流動特性を異にすることがあり、さらに、複合遮水体は任意の勾配で傾斜しているために水頭に応じた圧力分布が作用して浸出水との圧力バランスが平面的に異なる場合が発生する。
加えて、コロイド溶液の正常化は、その循環のみで達成することが必要であるから、コロイド溶液の採取を行ってその物性を測定し、物性値と圧力損失及び溶液流速との相関関係から設定した循環圧力と循環方法を制御することで、物性変化したコロイド溶液を正常に戻している。
【００３４】
コロイド溶液の補充充填は、複合遮水体の破損時に液状修復材が浸出水と接触することで、物性の変化と流動特性の変化が発生し、これによって生じる充填圧力の変化に対して、所定の修復性能を維持するために必要になる。
このために、コロイド溶液の補充充填は、コロイド溶液の採取を行ってその物性を測定して、物性値と圧力損失及び溶液流速との相関関係から設定した充填圧力と循環方法を制御することで、破損規模に応じたコロイド溶液の充填・環流の圧力制御を実施している。
【００３５】
以上の操作を実施するための供給設備５は、図５に示しているように、コロイド溶液タンク３４に備えたコロイド溶液輸送ポンプ３５、コロイド溶液攪拌機３６から構成されており、制御装置２１の命令を受けている制御盤２２からの指令によってコロイド溶液３８の製造や送・排水設備との溶液輸送とその返送などの作業を管理している。
供給設備５は、制御機構から送られた作液データに基づいて、コロイド溶液の品質や作液量などを決定し、作液と輸送または返送を効率的に行っている。又、供給設備ではコロイド溶液３８を製造するために必要な材料の貯蔵とこれをコロイド溶液タンク３４に投入する機器３７の管理も行っている。
【００３６】
送水設備６は、図６に示しているように、コロイド溶液タンク３４−１に備えたコロイド溶液輸送ポンプ３５−１、コロイド溶液攪拌機３６−１から構成されており、制御装置２１の命令を受けている制御盤２３からの指令によって、複合遮水体の破損が発生した場合に、修復機能が常時一定レベル以上の能力を保持しているために必要な設備である。
送水設備は、制御装置２１からの命令によって、各複合遮水体区画の送水レベルを常時センサーで確認し、その継続結果を制御設備８に伝達している。
制御設備８ではその結果から、送水設備より各送水管に輸送するかしないかの判断、さらに送水の命令を発信した場合には送水順序や送水量などの必要データを送信する。送水設備は、これらの命令を受信した後、直ちに各送水管へ命令に応じたポンプ動作を実行する。また、圧力調整時には各送水管から溶液の返送も行えるようにしている。
【００３７】
又、遮水層内に充填されたコロイド溶液の劣化などによる修復機能の低下を防止するために、所定の間隔で溶液を循環する際にも送水設備が作動する。
送水設備６には、常時一定量以上のコロイド溶液が貯蔵されており、必要な溶液の要求品質を確保するための設備も含まれている。送水設備６内の溶液が不足した場合には、供給設備５から溶液が供給されている。
以上のように、コロイド溶液の循環は、コロイド溶液輸送ポンプによって行われているが、コロイド溶液も膨潤性粘土鉱物溶液もイオン交換性を有しており各粒子は電荷を有していることから、コロイド溶液の中に磁性流体を混入させて溶液全体を制御することもできる。
【００３８】
磁性流体は、超微細な強磁性粒子を界面活性剤を介して、水、ケロシン等の溶媒に安定に分散させて均質なコロイド溶液を構成しており、上記コロイド溶液との混合によっても所定の粘度に設定できると同時に、磁界を作用させることでコロイド溶液の粘度を変化させることが可能であるから、コロイド溶液の供給・充填や品質管理の面で有効に活用できる。
【００３９】
コロイド溶液に対する磁界の印加は、所定の格子点ピッチで配置している電磁石で行われるものであり、コロイド溶液の制御としては以下のように対応している。
▲１▼  コロイド溶液の充填時には、磁界強度を低く制御することでコロイド溶液の粘性度を下げて流動性を向上させる。これによって、複合遮水体に対するコロイド溶液の充填効果を高める。
▲２▼  複合遮水体の破損を自己修復するためにコロイド溶液を供給している時には、磁界強度を高く制御することでコロイド溶液の粘性度を上げて流動性を降下させる。これによって、複合遮水体の破損部分に対するコロイド粒子の集中を図って修復効果を高める。
▲３▼  コロイド溶液を循環させている時には、磁界の方向を変化させることでコロイド粒子の分離凝集が発生しないようにする。これによって、コロイド溶液の正常化を促進する。
【００４０】
以上のように、コロイド溶液に磁性流体を混入させて印加する磁界を制御することで、コロイド溶液を初期に充填する時から、品質管理のために循環させる時、さらには複合遮水体の破損時におけるコロイド溶液の供給時においてコロイド溶液の流動性等に変化を与えることは、液状修復材の供給管理において大いに貢献するものである。
【００４１】
排水設備７も、基本的には送水設備と同様な設備を有しているが、図７に示しているように、コロイド溶液タンク３４−２に備えたコロイド溶液輸送ポンプ３５−２、コロイド溶液攪拌機３６−２から構成されており、制御装置２１の命令を受けている制御盤２４からの指令によって遮水層内に充填されたコロイド溶液の圧力レベルが異常の場合には、迅速に溶液圧力を正常値に戻す設備を有している。
排水設備内には通常時に溶液はなく、溶液が劣化した場合や圧力調整時にのみ溶液が貯えられる。一旦貯えた溶液は、排水設備内の設備によって所定の品質レベルまで溶液を復元した後、供給設備へと輸送している。
【００４２】
次に、制御機構２０を構成している制御設備について図８を参照して、その実施の形態を説明する。
制御設備８は、上述した各設備とのあらゆる情報伝達を行うための設備である。制御設備８には、各種の制御命令の実行を行う制御装置２１や、供給設備制御盤２２、送水設備制御盤２３、排水設備制御盤２４、配管制御盤２５等の上記各設備に関わる制御盤から構成されている。
又、制御設備８には、廃棄物処分施設内のあらゆる情報を一括して管理し、それらを廃棄物処分施設外部へ伝送する設備２６も有している。
【００４３】
本発明において遮水機構を構成している複合遮水体４は、図３で説明したように上部と下部の遮水層間に形成されている中間層１５に液状修復材を充填しており、その充填状態は廃棄物からの浸出水よりも過圧力状態を維持している。
この過圧力は上述のように遮水層が破損した際の修復機能に影響を与えるものであるから、正確に維持されていることが必要になる。
【００４４】
このために、本実施の形態では、コロイド溶液の過圧力状態は、送水設備のコロイド溶液輸送ポンプによって制御している。しかし、本発明による廃棄物処分施設の遮水機構では、液状修復材の過圧力状態を、廃棄物処分場に埋設される廃棄物からの浸出水が有する水頭圧と比較することで水位差を設定してコントロールすることも可能である。
【００４５】
このような液状修復材の自動制御は、送水設備から輸送された液状修復材を直接遮水機構に供給せずに、その保管供給位置を一旦浸出水の位置よりも高い位置に設定して、所定の水頭圧を与えることによって達成できる。
即ち、複合遮水体の水頭圧付与は、複合遮水体の供給水頭と廃棄物からの浸出水が持っている水頭との水位差によって、複合遮水体の過圧力状態を自動的に制御できるもので、廃棄物処分施設のメンテナンスフリーの観点から望ましいことである。
【００４６】
本発明による廃棄物処分施設では、破損個所が自動的に自己修復するために、破損発生の確認は特には必要としていない。しかし、本実施の形態のように、液状修復材の保管供給位置を浸出水の位置よりも高い位置に設定することによって、破損発生の確認が容易になる。
このための検知機構について、その概略を図９に示す実施の形態で説明する。
検知機構４０は、複合遮水体４と直結した保管制御タンク４１と制御装置４２から構成されている。保管制御タンク４１における液状修復材の水位は、供給ポンプ４３、４４による給排水によって、浸出水４５の水位よりも高い所定の水位差に保持している。
【００４７】
複合遮水体４が破損すると、保管制御タンク４１と浸出水４５の水位差によって、複合遮水体内に充填されている液状修復材が流出して、保管制御タンクの水位が低下する。
そこで、保管制御タンク４１の水位をセンサー等で計測し、制御装置４２で複合遮水体４の破損を検知できる。
次いで、複合遮水体の自己修復が行われるために、供給管理機構の作動によって複合遮水体に対する液状修復材の補給がなされる。そして、破損箇所が修復されると液状修復材の流出が止まり、液状修復材の供給が不要になる。
この段階になると、複合遮水体に充填されている液状修復材は、廃棄物からの浸出水よりも加圧状態になるように制御されてその供給が停止される。そこで、この段階における液状修復材の水位をセンサーで計測することによって、修復が完了したことを確認できる。
上記説明のように、保管制御タンク４１の水位が所定の値に復元するように調整されて、検知機構４０はその作動を完了するが、これらの状況は、制御装置４２から制御機構の制御設備８に伝達される。
【００４８】
以上のように、本発明による自己修復型廃棄物処分施設は、基本的に、廃棄物処分場の基礎地盤上に敷設し、廃棄物側遮水層の上に修復対応層を敷設した上下部２層の遮水層間の中間層に液状修復材を供給充填して廃棄物からの浸出水よりも過圧力状態に維持して成り、遮水層の破損発生時に破損個所から液状修復材を修復対応層へ浸透させて自己修復すると共に液状修復材の供給によって浸出水との水位差を復元する遮水機構、液状修復材を供給し循環によって液状修復材の品質を維持する供給管理機構及び遮水機構と供給管理機構との健全作動を監視し、遮水機構の破損発生に際して供給管理機構を稼働させて遮水機構に液状修復材を供給し、複合遮水体の自己修復作動を支援する制御機構から構成しており、破損と同時に自らの修復機能を発揮して浸出水が外部に流出する前に破損箇所を修復することができ、さらに同一区間における再度の破損にも対応することができるようにしている。
【００４９】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、発明の趣旨に反しない範囲において、各種の変更が可能であることは当然である。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、遮水層の破損発生時に破損個所を自己修復すると共に浸出水との水位差を復元する遮水機構と、液状修復材を供給、循環して品質を維持する供給管理機構及び遮水機構と供給管理機構の健全作動を監視し、複合遮水体の自己修復作動を支援する制御機構から構成しているので、遮水層の破損発生と同時に自らの修復機能を発揮して、廃棄物からの浸出水が廃棄物処分施設の外部に流出するのを防止し、同一区間における再度の破損にも対応できる効果を発揮している。
【００５１】
請求項２に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１に記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材の減少を感知して遮水機構の破損と修復状態を表示する検知機構を装備することを特徴としているので、上記効果に加えて破損事故の発生と複合遮水体の自己修復作動が順調に行われているかを追尾できる効果を発揮している。
【００５２】
請求項３に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１又は２に記載の自己修復型廃棄物処分施設において、上部と下部の各遮水層がシートであることを特徴としているので、上記効果に加えて遮水性能の向上を図る効果を発揮している。
【００５３】
請求項４に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至３のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、上部と下部の遮水層と中間層が平面方向に複数の区画に分割することを特徴としているので、上記効果に加えて破損個所の確認と破損個所への修復作動を密にして修復機能の効率化を図る効果を発揮している。
【００５４】
請求項５に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至４のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材がコロイド溶液であることを特徴としているので、上記効果に加えて難透水作用と泥膜形成を促進して自己修復作動の効率化を図る効果を発揮している。
【００５５】
請求項６に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至５のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材が膨張性粘土鉱物溶液であることを特徴としているので、上記効果に加えて難透水作用と泥膜形成を促進して自己修復作動の効率化を図る効果を発揮している。
【００５６】
請求項７に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至６のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材に磁性流体を混入させることを特徴としているので、上記効果に加えて液状修復材の充填、供給や品質管理を効率的にする効果を発揮している。
【００５７】
請求項８に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至７のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材の過圧力状態が液状修復材の供給水頭と廃棄物からの浸出水の水頭との水位差によって制御されることを特徴としており、上記効果に加えて浸出水との圧力バランスによって遮水機構の破損の防止と破損時の修復を確実にする効果を発揮している。
【００５８】
請求項９に記載の発明である自己修復型廃棄物処分施設は、請求項１乃至８のいずれかに記載の自己修復型廃棄物処分施設において、液状修復材の循環を定期的に実施することを特徴としているので、上記効果に加えて液状修復材の凝集を防止して液状修復材の品質管理を確実にする効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【  図１】本発明による廃棄物処分施設の概観図
【  図２】本発明による廃棄物処分施設の関連フロー図
【  図３】遮水機構を構成する複合遮水体の自己修復機能図
【  図４】複合遮水体に対する液状修復材の充填図
【  図５】供給管理機構を構成する供給設備の概要図
【  図６】供給管理機構を構成する送水設備の概要図
【  図７】供給管理機構を構成する排水設備の概要図
【  図８】制御機構を構成する制御装置の概要図
【  図９】検知機構の概略図
【符号の説明】
１  廃棄物処分施設、  ２  廃棄物処分場、  ３  管理棟、
４  複合遮水体、  ５  供給設備、  ６  送水設備、  ７  排水設備、
８  制御設備、  １０  遮水機構、  ２０  制御機構、
３０  供給管理機構、  ４０  検知機構、  １１  基礎地盤、
１２  下部遮水層、  １３  上部遮水層、  １４  修復対応層、
１５  中間層、  １６  形状保持部材、  １７  液状修復材、  １８  破損、
１９  泥膜、  ２１  制御装置、  ２２  供給設備制御盤、
２３  送水設備制御盤、  ２４  排水設備制御盤、  ２５  配管制御盤、
３１  ２重遮水層、  ３２  注入孔、  ３３  排水孔、
３４、３４−１、３４−２  コロイド溶液タンク、
３５、３５−１、３５−２  コロイド溶液輸送ポンプ、
３６、３６−１、３６−２  コロイド溶液攪拌機、
３７  材料貯蓄・投入機器、  ３８  コロイド溶液、
【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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【図９】
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