(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中和溶液を作製する中和溶液作製手段と、該中和溶液作製手段に接続され前記中和溶液を埋立材に供給する供給手段と、前記埋立材を浸透した中和溶液を回収する集排水手段と、該集排水手段に接続された水処理設備とを備えてなり、前記供給手段を、前記埋立材の貯留空間の底面に施工された遮水工の上に敷設された吐出管で構成するとともに、前記集排水手段を、前記貯留空間の地表面近傍に設けられた集排水ピットで構成し、該集排水ピットの中に排水管の基端を連通させ、前記埋立材を廃棄物処分場に埋め立てられる埋立材としたことを特徴とする埋立地盤の処理システム。
【請求項２】
中和溶液を作製する中和溶液作製手段と、該中和溶液作製手段に接続され前記中和溶液を埋立材に供給する供給手段と、前記埋立材を浸透した中和溶液を回収する集排水手段と、該集排水手段に接続された水処理設備とを備えてなり、前記供給手段を、前記埋立材の貯留空間の底面に敷設された吐出管で構成するとともに、前記集排水手段を、前記貯留空間の地表面近傍に設けられた集排水ピットで構成し、該集排水ピットの中に排水管の基端を連通させ、前記貯留空間を取り囲む遮水壁を構築して該遮水壁の周囲の地下水が前記遮水壁の下端を廻って該貯留空間内に流入するように構成するとともに、前記吐出管における前記中和溶液の吐出方向を鉛直上方に設定し、前記埋立材を廃棄物処分場に埋め立てられる埋立材としたことを特徴とする埋立地盤の処理システム。
【請求項３】
前記水処理設備を前記中和溶液作製手段に接続することにより、前記中和溶液作製手段、前記供給手段、前記集排水手段及び前記水処理設備を経て前記中和溶液作製手段に戻る循環系が形成されるように構成した請求項１又は請求項２記載の埋立地盤の処理システム。
【請求項４】
前記埋立材を石炭灰、前記中和溶液を酸性水とした請求項１又は請求項２記載の埋立地盤の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸性若しくはアルカリ性の埋立材からなる埋立地盤を処理するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
埋立材を用いて埋立地盤を形成する際、該埋立材が酸性あるいはアルカリ性を呈する材料であると、酸性成分やアルカリ成分が雨水とともに地下水系に流入するおそれがある。
【０００３】
そのため、埋立処分先が例えば産業廃棄物処分場である場合には、処分場底面に遮水工を施した上で該遮水工の底部に集排水構造を設け、該集排水構造に集められた浸出水をポンプアップして中和処理し、しかる後に放流することによって、埋立材からの浸出成分が環境に拡散することがないよう配慮されている。
【０００４】
一方、埋立作業が終了した跡地は貴重な土地資源となるため、これを適切かつ有効に土地利用することが望ましいが、跡地利用を図るにあたっては、埋立地盤の沈下や強度、埋立材の組成やその変化、埋立材からの浸出水の質と量及びその変化などに十分な注意が必要であることは言うまでもない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、例えば火力発電所等から発生する石炭灰が埋立材である場合には、雨水の浸透に伴って高アルカリの浸出水が発生する。そのため、埋立処分が完了した後も、浸出水のｐＨが所定の排水基準、例えば５．８〜８．６をクリアするまで集排水構造からのポンプアップ及び中和放流作業を長期間継続せねばならず、跡地利用が遅れてしまう、あるいは実質的に跡地利用が困難となるという問題を生じていた。
【０００６】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、埋立地盤からアルカリ成分や酸性成分が浸出する場合においてその跡地利用を速やかに開始することが可能な埋立地盤の処理システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る埋立地盤の処理システムは請求項１に記載したように、中和溶液を作製する中和溶液作製手段と、該中和溶液作製手段に接続され前記中和溶液を埋立材に供給する供給手段と、前記埋立材を浸透した中和溶液を回収する集排水手段と、該集排水手段に接続された水処理設備とを備えてなり、前記供給手段を、前記埋立材の貯留空間の底面に施工された遮水工の上に敷設された吐出管で構成するとともに、前記集排水手段を、前記貯留空間の地表面近傍に設けられた集排水ピットで構成し、該集排水ピットの中に排水管の基端を連通させ、前記埋立材を廃棄物処分場に埋め立てられる埋立材としたものである。
また、本発明に係る埋立地盤の処理システムは請求項２に記載したように、中和溶液を作製する中和溶液作製手段と、該中和溶液作製手段に接続され前記中和溶液を埋立材に供給する供給手段と、前記埋立材を浸透した中和溶液を回収する集排水手段と、該集排水手段に接続された水処理設備とを備えてなり、前記供給手段を、前記埋立材の貯留空間の底面に敷設された吐出管で構成するとともに、前記集排水手段を、前記貯留空間の地表面近傍に設けられた集排水ピットで構成し、該集排水ピットの中に排水管の基端を連通させ、前記貯留空間を取り囲む遮水壁を構築して該遮水壁の周囲の地下水が前記遮水壁の下端を廻って該貯留空間内に流入するように構成するとともに、前記吐出管における前記中和溶液の吐出方向を鉛直上方に設定し、前記埋立材を廃棄物処分場に埋め立てられる埋立材としたものである。
【０００８】
また、本発明に係る埋立地盤の処理システムは、前記水処理設備を前記中和溶液作製手段に接続することにより、前記中和溶液作製手段、前記供給手段、前記集排水手段及び前記水処理設備を経て前記中和溶液作製手段に戻る循環系が形成されるように構成したものである。
【０００９】
また、本発明に係る埋立地盤の処理システムは、前記埋立材を石炭灰、前記中和溶液を酸性水としたものである。
【００１３】
本発明に係る埋立地盤の処理システムにおいては、中和溶液作製手段で作製された中和溶液を供給手段を介して埋立材に供給する。
【００１４】
このようにすると、供給された中和溶液は、埋立材を浸透通過する間に該埋立材を中和するので、これを滲出水として集排水手段にて回収するとともに、該滲出水を水処理設備に送り、該設備にてｐＨ処理する。
【００１５】
ここで、水処理設備でｐＨ処理された水を河川等にそのまま放流してもかまわないが、かかる水処理設備を前記中和溶液作製手段に接続することにより、前記中和溶液作製手段、前記供給手段、前記集排水手段及び前記水処理設備を経て前記中和溶液作製手段に戻る循環系が形成されるように構成したならば、埋立材の中和処理に用いる水を循環使用することが可能となり、水自体を節約することができることはもちろん、水タンク、水供給用ポンプ、河川への放水路等が不要となり若しくは小規模で済む。
【００１６】
埋立材としては、それ自体の作用であるいは雨水の浸透に伴って該浸透雨水に連行される形でアルカリ成分や酸性成分が滲出するすべてのものが対象となる。また、中和溶液については、埋立材のｐＨに応じて適宜選択すればよい。例えば、埋立材を石炭灰とした場合には、中和溶液を、希塩酸、希硫酸、炭酸などから作製した酸性水とすればよい。
【００１９】
また、前記供給手段を前記埋立材の貯留空間の底面に敷設された吐出管で構成するとともに、前記集排水手段を前記貯留空間の地表面近傍に設けられた集排水ピットで構成した場合には、集排水構造を持たない廃棄物処分場にも適用することが可能となる。
【００２０】
さらに、前記貯留空間を取り囲む遮水壁を構築して該遮水壁の周囲の地下水が前記遮水壁の下端を廻って貯留空間内に流入するように構成するとともに、前記吐出管における前記中和溶液の吐出方向を鉛直上方に設定したならば、中和溶液は、その鉛直上方への吐出作用と上方に向かう地下水の流れとによって確実に上方に浸透しつつ埋立材を中和することとなり、貯留空間底部に遮水構造を設けずとも、埋立材からの溶出物や中和溶液が下方に浸透して地下水系に拡散することを懸念することなく、埋立地盤を早期に中性化することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る埋立地盤の処理システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る埋立地盤の処理システムを示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１は、中和溶液を作製する中和溶液作製手段としての作製設備２と、該作製設備に接続された供給手段としての吐出管３と、埋立材を浸透して滲出水となった中和溶液を回収する集排水手段としての集排水ピット４と、排水管５を介して該集排水ピットに接続された水処理設備６とを備える。
【００２３】
作製設備２は、希塩酸、希硫酸、炭酸などの酸性溶液が中和剤として収容された中和剤タンク７と、該中和剤を必要に応じて希釈するための水が収容された水槽８と、これらを混合攪拌するミキサー９と、混合攪拌されたものを中和溶液として吐出管３に圧送するポンプ１０とからなる。
【００２４】
ここで、ミキサー９には水処理設備６を接続してあり、該水処理設備でｐＨ処理された処理水を中和剤や水とともに混合攪拌することで新たな中和溶液として再び吐出管３に圧送するようになっている。すなわち、作製設備２、吐出管３、集排水ピット４及び水処理設備６は、中和溶液に関する循環系を形成する。
【００２５】
吐出管３には中和溶液を吐出するための吐出孔１２が多数形成してあり、埋立材の貯留空間１１の底面に敷設してある。かかる吐出管３は、例えば塩化ビニル製の中空パイプで構成することができる。
【００２６】
集排水ピット４は、埋立材の埋立作業が完了した後、埋立材で満たされた貯留空間１１の地表面（埋立天端）近傍に設置される。
【００２７】
本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１は、貯留空間１１底面に集排水構造を持たない廃棄物処分場への適用を想定したものであり、かかる処理システム１を構築するには、図２に示すように、貯留空間１１の底面に施工された遮水工２２の上に吐出管３を予め敷設し、しかる後に埋立材である石炭灰２１の埋立作業を開始する。
【００２８】
ここで、遮水工２２は、例えば鉄筋コンクリート、防水シート等で適宜構成すればよい。また、吐出管３は、その吐出孔１２が上方を向くように敷設するのがよい。
【００２９】
次に、石炭灰２１の埋立作業を開始する。そして、石炭灰２１が所定の設計高さまで埋め立てられたならば、地表面（埋立天端）近傍に集排水ピット４を構築し、その中に排水管５の基端を連通させる。排水管５の基端側には、排水ポンプ２３を適宜配置しておく。
【００３０】
このようにして処理システム１の構築が完了したならば、作製設備２にて中和溶液を作製し、これを吐出管３を介して埋立材である石炭灰２１に供給する。
【００３１】
このようにすると、供給された中和溶液は、石炭灰２１を浸透通過する間に石炭灰から溶出するカルシウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンといったアルカリ土類金属やアルカリ金属イオンといったアルカリ成分を中和し、しかる後に滲出水として集排水ピット４に滲出してくる。
【００３２】
中和溶液は、希塩酸、希硫酸、炭酸などを用いて作製すればよいが、酸性が強すぎて石炭灰から鉄やアルミニウムあるいは重金属が溶出することがないように、石炭灰２１の性状等に応じてその酸性度を適宜調整するのが望ましい。また、滲出水のｐＨ変化を監視しながら間欠的に中和溶液を吐出管３から供給することも考えられる。なお、集排水ピット４に滲出してくる水ができるだけ中性に近くなるように中和溶液の酸性度を調整するようにすれば、水処理設備６でのｐＨ処理の負担を軽減することも可能となる。
【００３３】
次に、集排水ピット４に滲出してきた水を排水管５を介して水処理設備６に送り、該設備にて適宜ｐＨ処理する。
【００３４】
なお、水処理設備６にて処理された水は、上述したように再びミキサー９内で水や中和剤と適宜混合された後、新たな中和溶液として吐出管３に圧送され、循環使用される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１によれば、供給された中和溶液である酸性水が埋立材である石炭灰２１を浸透通過する間に該石炭灰から溶出するアルカリ成分を中和するので、石炭灰２１からなる埋立地盤は、高アルカリ地盤から中性地盤へと速やかに変化する。
【００３６】
したがって、埋立地盤内の中性化を雨水浸透に委ねていた従来に比べ、埋立作業完了後の跡地利用を早期に開始することが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１によれば、水処理設備６を作製設備２のミキサー９に接続することにより、作製設備２、吐出管３、集排水ピット４、水処理設備６を経て作製設備２に戻る循環系が形成されることとなり、石炭灰２１の中和処理に用いる水を循環使用することができるとともに、水自体の節約はもちろん、水タンク、水供給用ポンプ、河川への放水路等の省略若しくは小規模化が可能となる。
【００３８】
また、本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１によれば、埋立材を石炭灰２１、中和溶液を酸性水としたので、火力発電所から発生する石炭灰を用いた埋立地盤を速やかに中性化させることが可能となる。
【００３９】
また、本実施形態に係る埋立地盤の処理システム１によれば、吐出管３を貯留空間１１の底面に敷設するとともに、集排水ピット４を石炭灰２１の埋立天端近傍に設けるようにしたので、集排水構造を持たない廃棄物処分場にも適用することが可能となる。
【００４０】
本実施形態では、供給手段である吐出管３を貯留空間１１の底面に敷設するとともに、集排水手段である集排水ピット４を石炭灰２１の埋立天端近傍に設けるようにしたが、かかる構成に限定されるものではなく、図３に示すように、供給手段を埋立材である石炭灰２１の貯留空間上方に設置された散布装置３１で構成するとともに、集排水手段を貯留空間１１の底面に設置された集排水管３３及びその周囲に配置された砕石等のドレイン材３２からなる集排水構造３４で構成してもよい。かかる構成によれば、モニタリング用として廃棄物処分場に設置済みの集排水構造３４を利用することが可能となり、新たな設備投資を抑えることができる。
【００４１】
また、図４に示すように、供給手段としての有底多孔管４１及び集排水手段としての有底多孔管４２を向かい合わせとなるように石炭灰２１からなる埋立地盤に鉛直に多数埋設するようにしてもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、山間部等に設置された廃棄物処分場に本発明を適用することを前提としたが、立地条件はもちろん、そもそも廃棄物処分場に限定されるものではなく、例えば海岸沿いや沖合に構築される埋立地盤に適用してもよいことは言うまでもない。
【００４３】
また、本実施形態では、埋立材からの溶出物や中和溶液が地下水系に流入して環境に拡散するのを防止すべく、貯留空間の周囲に遮水工２２を設けるようにしたが、地下水位のレベルや海水面の高さによって上述した懸念がないのであれば、かかる遮水工を省略してもよい。
【００４４】
図５に示した変形例は、貯留空間１１を取り囲む遮水壁５１を構築して該遮水壁の周囲の地下水が遮水壁５１の下端を同図矢印に示すように貯留空間１１に廻り込むように構成するとともに、吐出孔１２が鉛直上方を向くように吐出管３を掘削底面５２に敷設してある。なお、作製設備２や水処理設備６については上述の実施形態と同様であるので、その説明については省略する。
【００４５】
かかる構成によれば、集排水ピット４の水位が貯留空間１１周囲の地下水位をよりも常に低くなるよう、滲出水の汲み上げ速度やピット深さを設定することにより、地下水が遮水壁５１の下端から貯留空間１１内に流れ込んで上方へと向かう流れが形成される。
【００４６】
そのため、中和溶液は、かかる上方に向かう地下水の流れと鉛直上方への吐出作用との相乗作用によって確実に上方に浸透しつつ埋立材である石炭灰２１を中和することとなり、貯留空間１１底部に遮水構造を設けずとも、埋立材である石炭灰２１からの溶出物や中和溶液が下方に浸透して地下水系に拡散することを懸念することなく、埋立地盤を早期に中性化することが可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に係る本発明の埋立地盤の処理システムによれば、埋立地盤は、アルカリ地盤あるいは酸性地盤から中性地盤へと速やかに変化する。したがって、埋立地盤内の中性化を雨水浸透に委ねていた従来に比べ、埋立作業完了後の跡地利用を早期に開始することが可能となる。
【００４８】
また、請求項２に係る本発明の埋立地盤の処理システムによれば、埋立材の中和処理に用いる水を循環使用することができるとともに、水自体の節約はもちろん、水タンク、水供給用ポンプ、河川への放水路等の省略若しくは小規模化が可能となるという効果も奏する。
【００４９】
また、請求項３に係る本発明の埋立地盤の処理システムによれば、火力発電所から発生する石炭灰を用いた埋立地盤を速やかに中性化させることが可能となるという効果も奏する。
【００５０】
また、請求項４に係る本発明の埋立地盤の処理システムによれば、モニタリング用として廃棄物処分場に設置済みの集排水構造を利用することが可能となり、新たな設備投資を抑えることができるという効果も奏する。
【００５１】
また、請求項５に係る本発明の埋立地盤の処理システムによれば、集排水構造を持たない廃棄物処分場にも適用することが可能となるという効果も奏する。
【００５２】
また、請求項６に係る本発明の埋立地盤の処理システムによれば、貯留空間底部に遮水構造を設けずとも、埋立材からの溶出物や中和溶液が下方に浸透して地下水系に拡散することを懸念することなく、埋立地盤を早期に中性化することが可能となるという効果も奏する。
【００５３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る埋立地盤の処理システムを示した全体図。
【図２】本実施形態に係る埋立地盤の処理システムを作用を示した断面図。
【図３】変形例に係る埋立地盤の処理システムの断面図。
【図４】別の変形例に係る埋立地盤の処理システムの断面図。
【図５】別の変形例に係る埋立地盤の処理システムの断面図。
【符号の説明】
１                          埋立地盤の処理システム
２                          作製設備（中和溶液作製手段）
３                          吐出管（供給手段）
４                          集排水ピット（集排水手段）
６                          水処理設備
１１                        貯留空間
１２                        吐出孔
２１                        石炭灰（埋立材）
３１                        散布装置（供給手段）
３４                        集排水構造（集排水手段）
４１                        有底多孔管（供給手段）
４２                        有底多孔管（集排水手段）
５１                        遮水壁
【図１】
0004114119.tif 000002
【図２】
0004114119.tif 000003
【図３】
0004114119.tif 000004
【図４】
0004114119.tif 000005
【図５】
0004114119.tif 000006