(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に処分場を掘削して前記処分場に廃棄物を投棄し土砂で埋設する埋設処分場であって、前記掘削した地盤の上に、重金属や有害化学物質を吸着できる粘土質の外部土質遮蔽層と、水封機能を備えた保水層と、透水性を有し前記保水層から前記廃棄物側に水圧をかけて水を浸透させる粘土と砂の混合土や珪藻土などの多孔質の堆積物により構成される内部土質遮蔽層とを下から順に積層した土質遮蔽水封型埋設処分場。
【請求項２】
前記保水層が、空隙率の大きな砂、軽石、しらす、連続間隙を有する発泡廃ガラス材のいずれかまたはこれらの組み合わせにより構成されている請求項１記載の土質遮蔽水封型埋設処分場。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物の最終処分場に係り、特に水封機能を有する保水層を形成することにより有害な排水が地中へ浸透することを確実に防止できるようにした水封型埋設処分場に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くの産業廃棄物はその殆どが焼却処分によって処理されているが、焼却する過程において有害ガスを発生するような廃棄物は最終的に埋め立て処分する以外にないのが現状である。この埋め立て処分のための処分場は、主として山間部に造成されることが多く、埋め立て用に掘削した処分場に廃棄物を投入した後、土砂を被せることにより処理が行なわれるのが普通である。
【０００３】
このような埋め立てによる最終処分場においては、廃棄物から溶出する有害物質が周辺地盤に浸透することにより地下水が汚染されることが懸念される。これを防止するために、従来からたとえばジオメンブレンやクレイライナー等の遮水部材を設置することが行われており、このような遮水部材を設置することにより、廃棄物から溶出した有害物質が周辺地盤に浸透することを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ジオメンブレンやクレイライナー等の遮水部材はゴム系または高分子化合物系のものであるために、これらの材質では耐久性や耐薬品性に限界がある。特に廃棄物から溶出する有害物質に対しては耐性が弱いために、遮水部材の材質自体が劣化して破断してしまう可能性が高い。また、部材の保護のために遮水部材の上に土砂を被せたうえで処分場を造成しても、投入される廃棄物が保護のための土砂により形成された層を貫通してしまうとやはり遮水部が破断してしまう。さらに長期間経過することで地盤自体が変動していくとその変動に伴い遮水部材も変形していくが、この変形量が部材の変形の許容範囲を超えると、やはり遮水部材の破れや遮蔽部材のずれなどが生じる可能性もある。
【０００５】
このように、従来の最終処分場では、ゴム系または高分子系などの遮水部材で有害物質の周辺地盤への浸透を防止するようにしてはいるが、遮水部材が破断またはずれなどが生ずることによって遮水構造が破壊されてしまうおそれがある。これにより、周辺地盤へ有害物質が浸透してしまうことで地下水や周辺土壌が汚染され、環境保全が損なわれてしまうことになる。
【０００６】
本発明は、遮水構造の耐久性があり有害物質の地盤への浸透を確実に防止できる水封型埋設処分場を構築することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、地盤に処分場を掘削して処分場に廃棄物を投棄し土砂で埋設する埋設処分場であって、水封機能を備えた保水層と透水機能を備えた遮断層を有する積層構造を前記掘削した地盤の表面に形成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の埋設処分場では、処分場用に掘削した地盤の表面に設けた保水層に外部から水を供給することにより保水層に水封機能を持たせ、この保水層と廃棄物の間にある透水機能をもつ遮断層を通して水を浸透させて廃棄物側に水圧をかける構造とすることで、廃棄物側から有害物質を含む水が地盤側に浸透することを防止することができる。
【０００９】
また、本発明において前記保水層は、空隙率の大きな砂、軽石、しらす、連続間隙を有する発泡廃ガラス材のいずれかまたはこれらの組み合わせにより構成することができる。このような空隙率の大きな材料によって保水層を形成させることにより、保水層に水を供給したときにこの保水層に水封性を持たせることが可能になる。
【００１０】
特に連続間隙を有する発泡廃ガラス材は高い保水性を備えているので、この発泡廃ガラス材を含む保水層は水封機能をより高く維持することができ、同時に廃棄物の重量による圧力で保水層の空隙率が極端に変化することもなく、水封機能が損なわれるのを防ぐことができる。また、地盤の変動に対しても保水層を構成する粒子全体が地盤に追従して変形していくことができるので、積層構造が破壊されることもない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における水封型埋設処分場の要部を示す概略縦断面図である。
図１において、地盤を掘削して廃棄物の処分場を形成し、掘削した地盤１の上には外部土質遮蔽層２，保水層３，内部土質遮蔽層４，セパレートフィルタ５を下から順に積層している。また廃棄物の底部にあたる位置には排水管６を設け、地上に配置されるポンプ（図示せず）に接続して廃棄物１０の底部に溜まる水を定期的に排水する。
【００１２】
外部土質遮蔽層２は最終遮蔽層を形成するもので、この外部土質遮蔽層２はたとえば、従来から使用されているジオメンブレンやクレイライナーなどの遮水部材を用いることももちろん可能であるが、重金属や有害化学物質を吸着できるような粘土質を用いることで地盤の変動に対しても外部土質遮蔽層２自体が追従することが可能になると同時に遮蔽機能を維持することができる。
【００１３】
内部土質遮蔽層４は、廃棄物の保水層３への侵入を防ぐとともに、保水層３から内部土質遮蔽層４を通して水を浸透させて廃棄物１０側に水圧をかけることができるように透水性を有する材料で形成する。この内部土質遮蔽層４はこのような機能を果たすために、たとえば粘土と砂の混合土としたり、珪藻土などのような多孔質の堆積物などにより構成する。
【００１４】
セパレートフィルタ５はたとえばジオテキスタイル製のものであり、内部土質遮蔽層４以下の各層を補強するとともに、各層間の透水に伴う各層相互の浸食作用を防止する機能を持つものである。
【００１５】
保水層３は、空隙率を高くして保水性を高く維持できる層としたものである。本実施形態では、この保水層３の材料として、廃ガラスビンを素材として得られる発泡廃ガラス材を用いている。図２は発泡廃ガラス材の製造工程を示す図であり、その製造方法を以下に説明する。
【００１６】
回収された廃ガラスビン１１を金属分離及び粗粉砕した後、更に微粉砕してパウダー状とし、発泡剤としての炭酸カルシウム、炭化珪素及びホウ素等の添加材１２と混合する。次に、この混合物をベルトコンベア１３上に一定の厚さに敷きつめ、７００〜１０００℃の特殊反応炉１４に供給して溶融、発泡させ、焼成した板状の廃ガラス材を急冷する。このときに生じる歪みによって自然破砕させることにより、破砕された発泡廃ガラス材１５が得られる。この発泡廃ガラス材１５の製造において、焼成条件及び発泡剤などの調整によって気泡は独立のものと連続のものとに造り分けることができる。気泡が連続するものでは連続間隙の発泡廃ガラス材となり、水に浸けると瞬時に吸水し、発泡廃ガラス材の比重によって異なるが、重量比で１００〜１６０％前後の水分を吸収する。
【００１７】
なお保水層３としては、前述のように砂、軽石、しらす等を使用することもでき、これらの砂，軽石，しらす、発泡廃ガラス材を単独または組み合わせて使用することができる。この保水層３に、地表部の断面７から水を補給することにより、廃棄物１０内部の溜まり水による地下水位８よりも、保水層３の水位９を高くすることができる。
【００１８】
以上の構成において、処分場に投入された各種の産業廃棄物１０は雨に曝されることにより有害物質を含む水が溜まる。なお、廃棄物１０を投棄した後には土砂を被せるが、雨の浸潤によって処分場には水が次第に溜まってくる。この溜まり水による地下水位８は、排水管６からポンプアップによって排水される。しかし、溜まり水の一部はセパレートフィルタ５及び内部土質遮蔽層４まで到達する。
【００１９】
ここで、内部土質遮蔽層４には、保水層３から廃棄物１０側に向かって溜まり水による地下水位８による水圧以上の圧力がかかって水が浸透してくるので、有害物質を含む溜まり水は水封されて保水層３までは到達しない。この保水層３は、連続間隙を有する発泡廃ガラス材１５で形成されているので、地表部の断面７から供給された水はこの発泡廃ガラス材１５に吸水されて保水されている。そして、発泡廃ガラス材１５の成分はガラスであるため化学的に安定していて腐蝕性もないので、内部土質遮蔽層４を通過して保水層３までは到達した溜まり水があったとしても、この溜まり水に含まれる有害物質が化学反応を引き起こすことはなく、重金属等を溶出させることもない。
【００２０】
このように保水層３は、地表部の断面７から水を供給することにより、処分場内部の地下水位８より保水層の水位９を高くすることができ、これにより、処分場内部に滞留した溜まり水が外部土質遮蔽層２および保水層３を通過して地盤１に浸透してしまうことがなくなる。したがって、地盤１中への有害物質を含む水の浸透がなくなり、周辺地盤の環境の保全が図られることになる。
【００２１】
また、保水層３の耐久性については、廃棄物１０に突起状のものが含まれていた場合でも、保水層３は内部土質遮蔽層４によって保護されたかたちになっているので、突起状物が保水層３に突き刺さることは防止される。万一、突起状物が内部土質遮蔽層４を貫通して保水層３内に達しても、発泡廃ガラス材１５の一部に隙間ができるだけで、保水性および水封機能にはほとんど影響を及ぼすことはない。したがって、従来のようにゴム系または高分子系のクレイライナー等のシート材を敷くのに比べると、保水層３の破断が起こらず、有害物質を含む水の地盤１側への浸透を確実に防止できる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の水封型埋設処分場では、水封機能を備えた保水層と透水機能を備えた遮断層を有する積層構造を掘削した地盤の表面に形成したことによって、廃棄物から溶出した有害物資を含む水分をこの保水層で水封することにより周辺地盤への有害物資を含む水分の浸透を防止でき、環境保全が図られる。また、従来の高分子系等のシート材を用いるのに比べると保水層の破断が起こらず、遮蔽機能の耐久性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の水封型埋設処分場の要部を示す概略縦断面図である。
【図２】  図１の水封型埋設処分場の保水層に使用する発泡廃ガラス材の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１  地盤
２  外部土質遮蔽層
３  保水層
４  内部土質遮蔽層
５  セパレートフィルタ
６  排水管
７  保水層の地表部断面
８  溜まり水による地下水位
９  保水層の水位
１０  廃棄物
１１  廃ガラスビン
１２  添加剤
１３  ベルトコンベア
１４  特殊反応炉
１５  発泡廃ガラス材
【図１】
0004067279.tif 000002
【図２】
0004067279.tif 000003