海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

一般財団法人徳島県環境整備公社
橘管理事務所 主任主事 佐藤貴志

発表の構成
１．研究目的
２．実験場の情報
３．研究内容『海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築』
3.1 LSA実験の準備
3.1 1) 実施する廃棄物層の準備
3.1 2) モニタリング管の打設（貫入）3.1 3) 実験装置

発表の構成3.2 早期安定化技術の検討
3.2 1) 詳細な実験の概要
3.2 2) 安定化の手法
４．結 論
５．まとめ

１．研究目的・海面埋立最終処分場の廃棄物層早期安定化技術の構築を目的とする。
→廃棄物層が水没状態のまま、準好気性環境の構築を図る。
本実験での安定化とは、廃止基準達成を念頭に置く。

・周辺環境との調和を図ることにより、周辺住民との調和、信頼関係の構築を目的とする。
・低コストで早期安定化する技術を構築することにより、社会貢献を目指す。

２．実験場の情報
橘処分場（海面埋立最終処分場）

進捗率 約３０％（平成26年３月末）

２．実験場の情報
海面埋立最終処分場は、準好気性埋立が困難である。

３．研究内容

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

３．研究内容海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

廃棄物層が水没状態のまま、準好気性環境の構築を図る。

廃棄物層に、酸素を溶存酸素という形で供給する。

３．研究内容

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

廃棄物層に、酸素を溶存酸素という形で供給する。
１．保有水を引抜く
２．水質浄化および溶存酸素値上昇を行う
３．任意の廃棄物層へ落とし込む

３．１ ＬＳＡ実験の準備
1) 実施する廃棄物層の準備
2) モニタリング管の打設（貫入）3) 実験装置

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 1) 実施する廃棄物層の準備
廃棄物層を掘削し、２つの実験層を準備する。

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 1) 実施する廃棄物層の準備（１）実験層１ （保有水を引抜く側）
掘削後、実験装置を設置する。

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 1) 実施する廃棄物層の準備（２）実験層２ （安定化の対象となる廃棄物層）
大気中の酸素や降雨の影響をふせぐ

掘削後、再生クラッシャーに置き換え、３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 1) 実施する廃棄物層の準備（２）実験層２ （浄化対象となる廃棄物層）

ブルーシートを敷設後、覆土。

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 1) 実施する廃棄物層の準備（３）実験層１及び実験層２の共通事項
・COD値
160mg/L
・廃棄物層の組成
覆土材層（残土）
焼却灰層（セメントのように固化）
t袋による不燃ごみ層

・保有水の流動性
縦方向は浸透し難いが、横方向は非常に浸透し易い。

３．１ ＬＳＡ実験の準備
1) 実施する廃棄物層の準備
2) モニタリング管の打設（貫入）3) 実験装置

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 2) モニタリング管の打設（貫入）実験層１と実験層２の間に、等間隔でモニタリング管を設置。
覆土材を開口せず、打設（貫入）により実施。
（大気中の酸素の影響を軽減する施工方法）

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 2) モニタリング管の打設（貫入）（１）モニタリング管の仕様
安価で入手が容易な一般構造用炭素鋼鋼管を加工。

地下水位の上下動に対応できる深度に設定。
実験層２から近いモニタリング管を「管No1」、遠いモニタリング管を「管No2」とする。

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 2) モニタリング管の打設（貫入）（２）実験層とモニタリング管の位置関係
各実験層との間に、等間隔でモニタリング管を設置する。

硬い焼却灰の層を貫通できず、位置を変えながらの打設となった。

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 2) モニタリング管の打設（貫入）（３）モニタリング管に設置するセンサー
DO計は、溶存酸素量0〜50mg/L、表示分解能0.01mg/Lのものを選定した。
・センサー部の角膜洗浄およびキャリブレーション→ 週１回
・本センサーは、実際のデータより低く記録され、正確なデータの取得ができなかった。
本センサーは、計測時に一定の流速が必要であったが、モニタリング管内では、これを満たす流速を得られず、水質変動の目安を確認するに留まった。

３．１ ＬＳＡ実験の準備
1) 実施する廃棄物層の準備
2) モニタリング管の打設（貫入）3) 実験装置

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 3)実験装置
保有水を浄化し、溶存酸素値を上昇させ、廃棄物層内の保有水を流動化させる装置である。
・処理水の溶存酸素値上昇→水没状態の廃棄物層に、酸素を溶存酸素という形で供給する。
・処理水のCOD値低下→廃棄物層の洗浄効果を高める。
・低コストによる実施→自作することとし、コスト削減に努める。
・生物処理を実施→廃棄物層内の目詰まり対策→硝化液による廃棄物層早期安定化が加速することを期待する。

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 3)実験装置（１）実験装置の仕様等
・処理能力生物処理を実施

約32m3/day （硝化処理まで）

生物処理を実施しない 約50m3/day （COD値30mg/L以下）
・処理水質
DO値

年平均3.0mg/L以上 （原水は無酸素状態）

COD値 10mg/L程度 （原水は160mg/L）
・消費電力（家庭用単層100V）
動

約430W

力

コントロールユニット

約200W

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 3)実験装置（１）実験装置の仕様
コントロールユニットの開発
・実験データのリモートセンシング→モニタリング管と同じセンサーを放流配管取付け位置に設置→実験データをリアルタイムにクラウドサーバーへ蓄積
・実験装置のリモートコントロール→安全性確保（暴風雨や夜間の操作）（写真は、ＰＣの更新前に撮影したもの）

３．１ ＬＳＡ実験の準備
3.1 3)実験装置（１）実験装置の仕様等

リモート時の制御画面

実験装置のインターフェース

コントロールユニットに搭載するPC(LTE回線若しくは３Ｇ回線で通信)

3.1 ＬＳＡ実験準備は、ここまでリモート時の監視画面

３．２ 早期安定化技術の検討
1) 詳細な実験の概要
2) 安定化の手法（１）平成23年度方式（参考）（２）ＬＳＡ実験方式（平成24年度方式）

３．２ 早期安定化技術の検討
3.2 1)詳細な実験の概要（１）安定化率の算出

現在のCOD値と目標値に対しての割合

実験による安定化の進捗状況を把握しやすくするため、安定化率として数値化することとした。

安定化率（％） ＝{ １ － [ (COD値 － 目標のCOD値)／ (実験開始時のCOD値 － 目標のCOD値) ] } × １００
・実験開始時のＣＯＤ値 ： １６０mg/L
・目標のＣＯＤ値 ： ３０mg/L（廃止基準値）

３．２ 早期安定化技術の検討
3.2 1)詳細な実験の概要（２）実験層２へ送る酸素量の算出
処理水に含まれる酸素量(kg) ＝DO値(mg/L) ×

処理水量(m3) ／1000とする。
本来であれば、処理水に含まれる酸素量(mg)
DO値(mg/L)

×＝処理水量(L)であるが、処理量が大きくなるため上記算出式を利用する。

３．２ 早期安定化技術の検討
3.2 1)詳細な実験の概要（３）実験データの取得方法※計画どおり、平成25年度実験の継続するため、実験データは、ＬＳＡ期間以外のデータもすべて公開する。
①実験層２へ送る酸素量(kg)→基本的に3600秒毎に取得
350日間の１件毎すべてに、3.2（２）の算出式を適用し算出②実験層２の安定化状況の確認→COD、溶存酸素、NO3-、NH4+、HS-、OPR、pH、水温、色測定頻度：月１回
安定化率の算出：1.3.2.（１）３．２ 早期安定化技術の検討
3.2 1)詳細な実験の概要③管No1及び管No2の安定化の確認→COD、溶存酸素、NO3-、NH4+、HS-、OPR、pH、水温、色測定頻度：実験終了時
安定化率の算出：1.3.2.（１）④実験層１の安定化状況の確認→COD、溶存酸素、NO3-、NH4+、HS-、OPR、pH、水温、色測定頻度：実験終了時
安定化率の算出：1.3.2.（１）３．２ 早期安定化技術の検討
1) 詳細な実験の概要
2) 安定化の手法

手法の比較を行う。

（１）平成23年度方式（参考）（２）ＬＳＡ実験方式（平成24年度方式）
本研究は、平成23年度から実施しており、これまで異なる２つの安定化の手法で実験を行った。
成果が大きかった手法をＬＳＡ実験とする。

３．２ 早期安定化技術の検討
2) 安定化の手法（１） 平成23年度方式（参考）（２） ＬＳＡ実験方式（平成24年度方式）

３．２ 早期安定化技術の検討（１）平成23年度方式（参考）

廃棄物の埋立によって陸地化した区域の廃棄物層から、浸出水を引抜いて、まだ陸地化していない海面区域へ落とし込む。
→保有水の引抜きによる、層内の流動化のみである。

３．２ 早期安定化技術の検討
2) 安定化の手法（１） 平成23年度方式（参考）（２） ＬＳＡ実験方式（平成24年度方式）

３．２ 早期安定化技術の検討（２）ＬＳＡ実験方式（平成24年度方式）

実験層１に設置した実験装置により、保有水を汲上げて水質浄化し、溶存酸素値を上昇させて実験層２に送水する。
→溶存酸素という形で酸素を供給しながら、きれいな水で層の洗浄をし、廃棄物層の早期安定化を促進する。

３．２ 早期安定化技術の検討
3.2 2)ＬＳＡ実験方式（平成24年度方式）「ＬＳＡ実験方式」 の 廃棄物層の洗浄効果
同じ水質の水では、洗浄効果はない。

処理水は、ゲンゴロウが生息可能である。

４．結 論

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

４．結 論

ＬＳＡ実験においても廃棄物層の安定化（廃止基準達成）を確認できた。
実験層２
安定化率100%

安定化完了：

平成25年11月7日(191日経過)

酸素供給量：

14.12kg

処理水量4767.30m3：

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

４．結 論※酸素供給量とCOD低下には、反比例関係がある。
実験層２
安定化率100%

実験完了：

平成26年4月15日(350日経過)

酸素供給量：

31.82kg

処理水量9735.75m3：

安定化率
110.7%

COD値16mg/L

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

４．結 論「処理水量」 と 「COD値」 （参考）実験層２
安定化率100%

安定化完了：

平成25年11月7日(191日経過)

酸素供給量：

14.12kg

処理水量4767.30m3

：

４．結 論

安定化率
110.7%

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

処理水の流動化の距離と効果

5.5m

9m

総延長14m全域で、安定化が確認できた。

14m

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

４．結 論
モニタリング管の測定結果※DO値は正確ではない。(管内は、適度な流速が得られなかった。)

管No1のセンサーだけ析出物が出現
管No1

管No2

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

４．結 論

管No1のセンサーに析出物した物質についてＸ線回折の結果CaCO3及びSi02 と判明した。

廃棄物層内に酸素が余裕が出てきたことを示唆する。
実験層２の安定化率が100%に到達した翌月12月2日に析出。

５．まとめ

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

海面埋立廃棄物最終処分場の廃棄物層のように水没状態であっても、酸素の供給ができれば、陸上埋立の準好気性埋立と同様に早期安定化は可能であることが確認できた。

５．まとめ

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

安定化の手法の比較
平成23年度方式

ＬＳＡ実験方式

約１年

約２年

安定化に要した日数：191日

安定化に要する日数：不明

流動化した水量：4,767.30m3流動化した水量：18,863.93m3

準好気性埋立てと同様、酸素の供給なくしては、早期安定化（廃止基準達成）はありえない。

５．まとめ

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築

安定化の手法の比較「ＬＳＡ実験方式」 と 「平成23年度方式」 との違い
「ＬＳＡ実験方式」「平成23年度方式」

酸素の供給の有無

3.0mg/L以上なし

保有水の流動化

指向性、距離長い周辺のみ(圧力差を利用)
層の洗浄効果COD値10mg/Lで洗浄効果なし

硝化液の添加あり

なし

５．まとめ

海面埋立最終処分場における低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築改善が見られた測定項目について嫌気状態と関係が深い測定項目が改善。

嫌気状態が緩和されたと言える。

５．まとめ
本研究は、廃止基準達成を念頭に置いた廃棄物層の早期安定化技術の構築を進めている。平成23年度から実施しており、廃棄物層の安定化に効果のある手法を発見し、実証実験を進めている。ＬＳＡ実験においても安定化を完了することができた。
しかしながら、「海面埋立最終処分場の低コスト廃棄物層早期安定化技術の構築」は、まだスタートラインにあると言える。
現状の技術では、約200m2の安定化に約6か月を要しており、当公社よりも大きな海面埋立最終処分場で実施するためには、力不足であり、今後は、安定化の効果範囲をさらに大きくすることが課題である。
ＬＳＡスタッフの皆様をはじめ、本研究にご協力いただきました方々に本発表を通じ、心から感謝の気持ちを伝えたい。

「 水質測定結果 – 実験完了後（委託分） 」
測定：四電ビジネス㈱実験終了後ＣＯＤ測定結果
実験層２15mg/L

管No143mg/L

管No266mg/L

「 X線回折結果 - CaCO3 及び SiO2 」
測定：徳島県立工業技術センター（管No1のセンサーに析出した物質）
実験終了後
Ｘ線回折
回折結果
Ca(CO3)
SiO2