ノート山口県産業技術センター

研究報告

No.34

ｐ9-12(2022)

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廃棄物処分場で使用する硫化水素発生抑制材料の評価
前

英雄 *・猪野陽佳 *2

Evaluation of Materials to Control Hydrogen Sulfide Generationat Waste Disposal Sites
Hideo Mae and Haruka Ino
The performance of materials developed to control the generation of hydrogen sulfide at waste disposal sites
was evaluated. A small landfill test tank was filled with crushed waste plasterboard and the hydrogen sulfide
concentration of the gas phase above the tank and the leachate discharged from the tank was measured, as well
as ORP, TOC, and pH of the leachate. The results showed that the amount of hydrogen sulfide released into thegas phase and into the soaking water was reduced in the experiment with the efficient mixing of hydrog ensulfide inhibitor materials compared to the control experiment.
１．緒言

水による滞水域を作り，嫌気性となるようにした．また，産業廃棄物の最終処分場では，嫌気性条件下で硫酸イオ空間上部に設置した外径 8mm(下部には，10mm 間隔で 2mm 径ン(以下，SO 4 )源と易分解性有機化合物が存在する環境におの散水口が 13 個開口している)の散水管を用いて散水を行いて，悪臭を持ち有害な高濃度の硫化水素(以下，H2 S)が発った．散水量は山口県の日平均降水を想定し，週 2 回に分生するという問題が起きたため，環境省は 2006 年 6 月 1 日けて注水した．注水は自然流下により行った．注水により以降，廃棄された石膏ボード(以下，廃石膏)の安定型最終実験槽の上部から排出されるガスは，H 2 S 濃度を測定する処分場への埋め立てを禁止し，管理型最終処分場へ埋立処ためテトラバックに回収した．排出される浸出水は，プラ分する方向へと転換した1)．しかし，廃石膏を受け入れ可スチック製の容器に回収し，同時に排出されるガスも容器能な管理型処分場においても埋立処分後の維持管理コスト内に回収した．上部ガス空間にある H 2 S ガスの濃度を測定の負担が大きいため，廃石膏の受け入れを積極的に行ってするため，注水口から窒素ガス(200ml/min)を導入し，排気いない状況である．現在では，廃石膏の石膏と紙を分別すされたガスをテトラバックに回収した．ガス濃度は検知管るリサイクルが進んでいるが，分別の難しい災害ゴミ等のを用いて測定し，上部空間の体積当たりの濃度に換算した．

処理も必要となり，管理型処分場においても安定して埋め一方，排出される浸出水は，pH と酸化還元電位(以下，ORP)，立てるための技術が必要と考えられる．

全有機炭素(以下，TOC)の分析を行った．同時に排出される処分場内の H 2 S 発生の抑制に関しては，遊離酸化鉄を多H 2 S ガスは，ガス検知管を用いて濃度測定を行った．

く含む火山性土壌や鉄資材(グラインダーダスト等)を覆土に混合する方法 2) や石灰とコンクリート混合物を覆土とする方法 3) 等が報告されている．一方，処分場を効率よく使用するためには，処分場にある廃棄物を活用し，廃棄物量を増やすことなく硫化水素を抑えることが重要であると考えられる．これまで我々は，廃棄されている汚泥を原料とした H 2 S の発生を抑えるための材料(以下，抑制材)の開発を行ってきた 4， 5) ．本報告では，その研究の中で実施した抑制材の評価結果について報告する．
２．実験方法２・１

模擬埋立実験槽と評価方法

本実験では，正木ら 6) と同様の模擬埋立実験槽(以下，実験槽)を用いて抑制材の評価を行った．その概略図を図 1 に示す．実験槽は，底辺 250mm×250mm，高さ 600mm の直方体で，充填した廃棄物層の上部に 100mm の空間を有している．
集水管出口を 150mm 立ち上げることによって，下部に浸出

図1

模擬埋立実験槽

A:注水口，B:上部ガス空間，C:散水管，D:覆土，
*

技術支援部

*2 技 術 支 援 部 材 料 技 術 グ ル ー プ

E:廃石膏等，F:砕石，G:集水管，H:回収容器，
I と J:テトラバック

10２・２

山口県産業技術センター
廃棄物の充填方法

研究報告

No.34(2022)

し，外気温が 15℃以下になってからも発生した．60 日目以実験槽下部には砕石を厚さ 50mm になるように敷き詰め，降，排水の中に抑制材の原料と同じ黒色の酸化鉄成分が確

その上に SO 4 源になる廃石膏として粗粉砕した市販の石膏認された．この現象が，H 2 S 発生にどの様に影響しているかボードを使用し，厚さが 350mm になるように充填した．石は現時点では明らかになっていない．C と D では，20 日目膏ボード表層に張り付けられている紙のうち，破砕装置内以降に H 2 S が発生するが，基準の A に比べてかなり低い濃で完全に分離されたものは取り除いた．充填後に覆土とし度であった．て真砂土を 100mm の厚さになるように充填した．抑制材の上部ガス空間と集水管での H 2 S の発生状況を観察した結充填方法を図 2 に示す．A は，廃石膏と覆土を充填した基果，廃石膏と抑制材を機械的に混合した実験槽 D の充填方準となる実験槽である．B では，スラリー状にした抑制材法が抑制材の性能を効果的に発揮できることが分かった．

を廃石膏に散布したものを充填した．C では，抑制材と真真砂土と混合した場合，抑制材のハンドリング性は改善さ

砂土の混合物を作り，その混合物を廃石膏に混ぜ込んだ後れ，排水中の H 2 S は他の試料に比べてかなり少なかったが，に充填した．D では，廃石膏と抑制材を撹拌機で混合した

初期段階に大気中に高濃度の H 2 S が放出されることが問題ものを充填した．E では，真砂土と抑制材を撹拌機で混合であった．

したものを覆土として充填した．A と各実験槽を比較することによって抑制材の効果を評価した．表 1 に各実験槽の充填物の量を示す．

図2

抑制材の充填方法

表1

各実験槽の充填物量
図3

上部ガス空間で検出された硫化水素

A:実験槽 A，B:実験槽 B，C:実験槽 C，D:実験槽 D，
E:実験槽 E

３．実験結果３・１

硫化水素の発生状況

上部ガス空間で発生した H 2 S の濃度を累積発生量として
図 3 に示す．基準の A からは，10 日目に急激に H 2 S が発生したが，その後少しずつ減少した．室温が 15℃以下となってからは，殆ど発生を確認できなくなった．B と C では，Aよりも早く 3 日目に H2 S が急激に発生し，その後は A と同様に減少した．D と E では，10 日目から徐々に発生し，他の試料と同様に減少した．D と E の累積発生量は，基準のA よりも少なくなり，抑制材の効果が確認された．一方，抑制材をスラリー状にして加えた B と覆土に加えた E は，
図4A よりも発生量が多くなり，抑制材が悪影響している可能性があった．この原因については調査中である．
次に，集水管で検出された H 2 S 濃度を累積発生量として集水管で検出された硫化水素

A:実験槽 A，B:実験槽 B，C:実験槽 C，D:実験槽 D，
E:実験槽 E

図 4 に示す．A と E では，20 日目以降 H 2 S が発生し，60 日目以降も 50ppm 以上の発生が続いた(累積硫化水素濃度は，３・２200ppm 以上)．B では，20 日目以降に H 2 S が発生し，数 ppm集水管から排出された浸出水の ORP の測定結果を図 5 にの H 2 S が継続して発生し続け，100 日目以降に急激に増加浸出水の経時変化示す．全ての試料の ORP は，実験開始後，下がり始め 10

廃棄物処理場で使用する硫化水素発生抑制材料の評価
日目には-150mV 以下となり，常時滞水領域が準嫌気性に

表211浸出水の分析値なっているものと推察される．20 日目には，-200mV 付近まで低下し，この時期から上部ガス空間，浸出水の両方において H 2 S が発生し始めた．気温の低下に伴って，B とC，D の値は徐々に上昇を始めた．しかし，A と E の値は，-250mV 以下を維持し，より嫌気性が強まっている．60 日目以降から，A の値は上昇傾向になったが，E の値は低いままであった．A と B，E では，ORP が上昇すると上部ガス空間の H 2 S 発生量は減少を始めたが，浸出水の H 2 S は発生し続けた．特に，A と E では浸出水において高濃度の H 2 Sが発生した．各実験槽が H 2 S の発生条件であるか調べるた

４．結言め，60 日目の浸出水の分析を行った．その結果を表 2 に示す．全ての実験槽は，温度が 15℃以上であれば H 2 S が産業廃棄物の最終処分場からの突発的な H 2 S の発生を抑発生する条件となっていた．特に，D は SO 4 濃度が最も高えるために開発された硫化水素発生抑制材の性能評価を行く発生の可能性が高いと考えられるが，H 2 S の検出量は他った．実験槽に廃石膏と抑制材を充填し，発生する H 2 S ガに比べて少なかった．60 日以降，C は他に比べて ORP が高スと浸出水の pH，TOC，ORP の測定を行った．その結果，抑く，H 2 S の発生も少なかった．B は H 2 S の発生が見られた

制材と廃石膏を機械的に混合して埋め立てることにより，が，D よりも ORP が高くなっていた．抑制材を廃石膏と混H 2 S の発生を抑えることが可能になることが確認された．

ぜ合わせると ORP が高くなる傾向となった．一方，抑制材

一方，抑制材を廃石膏に加えず，覆土に混ぜ込んだ場合はを覆土に混ぜ込んだ実験槽 E の場合，ORP は他の実験槽に埋立環境に悪影響を及ぼすことが確認された．この原因に比べて低く，-250mV となっており，嫌気性状態を維持しついては，現在調査中である．ていた．このように抑制材を覆土に混ぜ込んだ場合，埋立本実験の取り組みに際して，福岡大学環境保全センター環境に悪影響を及ぼす結果となった．この原因については，現在調査中である．
基準となる A に対して，D の SO 4 値は高いが ORP と TOC

柳瀬教授には，大変丁寧な技術指導を頂きました．ここに記して深く感謝の意を表します．
また，戸田工業株式会社

は低く，上部ガス空間と浸出水の両方での H 2 S 発生量が低西野氏と山野氏，山口氏には，くなった．抑制材は，廃石膏を機械的に混合することで，本実験において使用した硫化水素抑制材を提供していただ

効果的に H 2 S の発生を抑えられると考えられる．

いた．ここに併せて深く感謝の意を表します．
本研究は，山口県廃棄物３R 事業の研究費助成により実施した．
参考文献
1)

井上雄三編:安定型最終処分場における高濃度硫化水素発生機構の解明ならびにその環境汚染防止対策に関する研究，(独)国立環境研究所報告 188 号(2005)．

2)

小野雄策:廃棄物埋立地から発生する硫化水素とその対策-埼玉の環境と地域産業を見据えた埋立工法 の開発に向けて-， 埼玉県環境科学国際センター講演会要旨， (2003)．

3)

C. Plaza， Q. Xu， T. Townsend， G. Bitton and M.
Booth :Evaluation o f Alternative Landfill CoverSoils forConstruction

図5andDemolition(C&D)

Landfills， Jo urnal of Environmental

浸出水の酸化還元電位

DebrisManagement， Vol. 84， No 3.， pp.314-322(2007)．

A:実験槽 A，B:実験槽 B，C:実験槽 C，D:実験槽 D，
E:実験槽 E

Attenuating Hydrogen Sulfide from4)

猪野陽佳:酸化鉄汚泥を用いた硫化水素放出抑制材としての実用化に関する研究開発(その 1)，大阪湾広域臨海環境整備センター廃棄物の適正処理・水処理に係る調査研究助成制度研究成果発表会資料集，p.11-20，(2021)．

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山口県産業技術センター

5)

猪野陽佳:酸化鉄汚泥を用いた硫化水素放出抑制材と研究報告6)No.34(2022)

正本博士，松清敦史，重松幹二，松藤康司，柳瀬龍二

しての実用化に関する研究開発(その２)，大阪湾広域:廃石膏ボードの小型埋立実験槽による気相中への硫臨海環境整備センター廃棄物の適正処理・水処理に係化水素放出抑制の検討，廃棄物資源循環学会論文誌，

る査研究助成制度研究成果発表会資料集 ，p.19-30，

23(3)，p.144-153(2012)．

(2022)．