JP2001509735A - 好気性分解により生分解可能廃棄物を処理するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 好気性分解により、埋立地（１２）内の生分解可能廃棄物（１６）を処理するためのシステムおよび方法を提供する。廃棄物（１６）は埋立地（１２）内に堆積され、そして覆われる。埋立地（１２）内の水分含有率を約４０％から約７０％までに上昇させ、および埋立地（１２）内に酸素源を注入して、廃棄物（１６）の好気性分解を主として推進しかつ維持する。埋立地（１２）内の温度を上昇させて、廃棄物から病原菌を実質的に排除する。埋立地（１２）内の温度を華氏約１３０度から華氏約１５０℃までの範囲内に維持して、好気性分解を持続する。埋立地（１２）内の酸素含有率、水分含有率および温度のいかなる組み合わせを監視および制御して、埋立地（１２）内の主として好気性分解を持続かつ維持する。

Description

【発明の詳細な説明】 好気性分解により生分解可能廃棄物を処理するための方法およびシステム 発明の属する技術分野 本発明は、生分解可能廃棄物を処理するための方法およびシステムに関し、お よび特に埋立地における好気性分解プロセスおよびシステムに関する。 埋立てシステムにおける当該技術の状態は、主要大都市圏において毎日発生す る数トンの生ゴミおよび廃棄物の処分に伴う重要な問題に取り組むのに足るには 不充分である。多くの現存する埋立地において、生ゴミおよび廃棄物は、埋立サ イトに単純に埋められている。完全に満たされたときには、埋立地は、生ゴミと 廃棄物とによって満たされ、および覆われる。本質的には、最終的解決法として 、生ゴミおよび廃棄物は、本質的に閉じこめられる。厳密な環境的規制が、埋立 地の閉止および監視の全ての面を支配し、および地下水および空気を含む埋立地 およびその周辺区域は、分解プロセスの潜在的に有害な副生成物がもはや生成さ れなくなるまで、閉鎖後最大３０年にわたって監視されなければならない。これ は、非常に経費のかかる事業であり、および埋立地は、他のいかなる目的に対し ても本質的に実用にならない。地下水汚染のような問題が発生した場合には、埋 立地の所有者は、いかなる環境的被害にも加えて、清浄費用に関する責任がある 。 典型的には、慣用の埋立地内の廃棄物は、（酸素なしの）嫌気性分解によって 分解される。これは、嫌悪されるガスおよび環境に対して潜在的に有害である他 の副生成物を発生するきわめて遅いプロセスである。慣用の埋立地において確立 される典型的な嫌気性条件下において、生分解可能な廃棄物は、事実上乾燥して おり、かつ酸素の不充分な状態に閉じこめられている。埋立地は必要な酸素およ び水分が欠乏しているために、生分解は非常に限定されており、および起こるそ の分解は、実質的に嫌気性のみである。分解は非常に遅く、およびそれがそれ以 上監視されなくてもよい点までプロセスを安定させるために、２０から３０年ま たはそれ以上を必要とする可能性がある。長い分解期間の間に、分解する有機物 質からの放出物は、嫌悪される臭気およびメタンガスを含有する。また、ひとた び埋立地の全てのサイトが満たされおよび閉止されたならば、その埋立地はもは や有用ではなく、そして追加の場所を、多大な費用をかけて設置されなければな らない。 したがって、必要とされているものは、前述の問題に取り組む慣用の埋立地の 代替物である。 １９９４年１０月１８日にFaheyに対して発行された米国特許第５，３５６， ４５２号は、埋立地における嫌気性分解システムに対する改良を述べている。こ の特許は、ライナーおよびその構造物内を正圧に維持するドーム型の被覆構造物 によって周囲から埋め立て槽を密封することを述べており、およびそれは、その 構造物内への自動車などの通行を可能にして、その槽内への廃棄物を投入するの を可能にする。この特許は、その槽が満たされる間に槽内に添加される追加の水 分の量を制限して、廃棄物の分解を減少させることを教示している。ひとたび槽 が満たされたならばその上にカバーが配置されて、それは廃棄物中への地上水ま たは雨水の導入を防止することにより浸出液の形成を減少することを補助する。 その特許は、ひとたび閉止されたならば、分解する物質に水などを添加して、そ の分解を加速しても良いこともまた教示している。メタンガスおよび生物還元(b io-reduction)の他の気体状副生成物は、その槽から抜き取られ、およびそのメ タンガスなどは収集され、およびエンジンを作働させるのに、あるいは発電する のに用いられても良い。 発明の目的および概要 したがって、本発明の主要目的は、好気性分解により埋立地内の廃棄物を処理 するための方法およびシステムを提供することである。 本発明のさらなる主要目的は、分解プロセスを安定させるのに必要な時間の量 を相当に低減して、その土地を再利用するすなわち他の用途に用いる埋立てシス テムを提供することである。 本発明のさらなる目的は、嫌気性分解システムの不利な点を実質的に排除する 、埋立地における廃棄物を処理するための方法およびシステムを提供することで ある。 および本発明のさらに別の目的は、追加のおよび高価な土地の必要性を相当に 減少するように埋立地を連続的に再利用することができるシステムを提供するこ とである。 および本発明のさらに別の目的は、１つの埋立てサイトから別のものへ容易に 移動させ、かつ再確立することができる、埋立地内の好気性分解を促進しかつ維 持するための運搬可能なシステムを提供することである。 本発明のさらなる目的および利点は、以下の記載中に部分的に記載されるか、 またはその記載から自明であるか、あるいは本発明の実施によって習得されるで あろう。 本発明の目的を達成し、およびその利点を実現するために、本発明の方法は、 廃棄物の主として好気性の分解のみを促進しかつ維持するための埋立地内の条件 を確立することを前提とする。埋立塊の水分含有率を監視し、および埋立地内に 追加の水などを添加することにより、それを約４０％と約７０％との間に維持す る。好ましくは、埋立地内に添加される水は、埋立地から収集された浸出液であ る。したがって、浸出液は、埋立地へと連続的にリサイクルされて、それによっ て、収集された浸出液を取り扱いかつ処理することの問題点および費用を相当に 減少させる。充分な水分を埋立塊内に維持することを確実にするために、水の追 加の補充(make-up)供給源も利用できる。 埋立塊の酸素含有率もまた監視され、および埋立地中に酸素を注入して、廃棄 物の主として好気性の分解を促進しかつ維持する。好ましくは、圧縮空気が酸素 源であり、注入ウェルを通して埋立塊中へ注入され、その酸素含有率を０％より 高いままにすることを確実にする。この方法において、充分な酸素が供給されて おり、好気性分解が持続されることを確実にする。酸素が埋立塊に供給され、お よび埋立地中の酸素濃度を比較的低く、一般的に０％より少し高いままにする限 りにおいて、充分な酸素が供給されており、主として好気性の分解が促進しかつ 維持されることを確実にする。 埋立地内の温度は、華氏約１３０度から華氏約１５０度までの理想的範囲内に 維持される。この温度範囲は、埋立地中の空気、水分または酸素濃度を制御する ことにより維持される。 埋立地中の温度を、廃棄物中の有害な病原菌を殺すのに充分なレベルに高め、 かつ維持することもまた好ましい。例えば、病原菌を排除するために、華氏約１ ３５度より高い温度が一般的に必要である。しかし、華氏１３５度において、そ の温度は、少なくとも約２週間にわたって維持されなければならない。華氏１５ ５度の温度において、病原菌は数日以内に殺される。しかし、華氏約１４５度よ り高い温度においては、望ましい好気性微生物のいくつかもまた殺され、したが って好気性活動が制限される。したがって、本発明の方法の１つの実施形態にお いて、少なくとも数週間にわたって、華氏約１３５度よりも高いが華氏約１５０ 度未満の温度に維持することによって、好気性活動が促進されかつ維持されるの と同時に、病原菌を実質的に排除する。あるいはまた、好気性温度および水分範 囲を確立するのに先立つ少なくとも数日にわたって、埋立地内の温度を華氏１５ ５度に高めることによって、好気性活動を確立しかつ維持する前に病原菌を排除 することができる。この方法については、好気性分解を確立するのに先立って、 埋立地中に好気性微生物を加え戻す必要があるだろう。 本発明に従う方法およびシステムは、埋立地の全体にわたる空気注入ウェルお よび水分すなわち水注入ウェルの格子(grid)を確立することを含む。実質的に自 動化されたシステムが、温度、酸素含有率および水分含有率を監視する監視シス テムに応答して、埋立塊中へと注入される水および（圧縮空気の形態の）酸素の 量を制御する。また、監視システムは、起こっている分解の種類の指標として、 埋立地内部のガスの発生または生成を監視してもよい。たとえば、埋立塊内で生 成されるメタンガスの存在および濃度は、微生物の活動の種類の有力な指標であ る。メタンは、嫌気性分解の主要副生成物である。メタンが一般的に１０体積％ 未満に維持され、かつ副生成物から強い臭気が検出されない場合、特に空気また は酸素がシステム中に注入され、および酸素濃度が０体積％より大きく維持され ている場合には、これは、好気性分解が維持されている有力な指標である。５０ ％に接近するメタン濃度は、微生物活動が主として嫌気性である有力な指標であ る。 埋立塊内部の温度は、好気性分解を促進しかつ維持することにおいて決定的な 要素である。華氏約１３０度から華氏約１５０度までの理想的範囲は、複数の要 因の組み合わせにより制御することができる。しかし、好ましくは、埋立地への 空気の注入により主として制御される。また、温度を水分含有率により制御する こともできる。しかし、システムは、酸素または空気含有率の変化に対して、よ り迅速に反応する。たとえば、埋立地が華氏１５０度より高温で動作されている 際に、そのシステムへと追加の空気を注入して、その温度を理想的範囲内へと戻 して動作される。追加の空気は、微生物の活動により発生した過剰の熱を運び去 るための媒体として機能すると信じられる。また、追加の酸素は、いかなる残存 の嫌気性分解活動を縮小すると信じられる。なぜなら、嫌気性微生物は、酸素の 存在下で生存できないからである。したがって、そのような嫌気性活動から発生 されている熱も同様に排除される。システム内の温度が低すぎる場合には、シス テム中へと注入される空気の量を減少させて、微生物活動（好気性または嫌気性 ）により発生される熱を速やかには放散させず、およびしたがって埋立塊内の温 度を上昇するようにする。 また、本発明のシステムおよび方法は、注入ウェルを経由して埋立地内に追加 の養分を添加して、好気性分解をさらに促進することをも含む。たとえば、窒素 、リン酸塩および炭素源のいかなる組み合わせをも、そのシステム内に注入して 、好気性分解のための微生物成長の最適レベルを維持しても良い。同様に、好気 性微生物を、注入ウェルを通じて補充しても良い。約２０：１から約５０：１ま での範囲内の炭素：窒素の好ましい濃度比率が所望されることが、見いだされて きている。 温度は、同様に、完了したすなわち安定させられた分解の指標としても監視さ れる。酸素レベルの上昇にもかかわらず埋立地内の温度が低下することは、分解 プロセスがほぼ完了していることおよび生分解可能物質が安定させられたことの 有力な指標である。この点において、廃棄物は本質的に堆肥にされ、および埋立 地は安定する。埋立地のさらなる監視は、もはや必要ないであろう。 本発明の方法は、交替する廃棄のために、安定した埋立地を採掘(landmining) して、分解されない固体廃棄物を除去する方法を含む。この点において、埋立地 を連続的な使用のために再利用することが可能となり、したがって新しい埋立地 の必要性を実質的に排除する。あるいはまた、安定した埋立地を、別の用途に対 して利用可能にすることもできる。また、安定した分解された埋立地の材料を採 掘して、そして、その材料からの病原菌浄化の程度に依存して、非農業用途およ び農業用途における堆肥材料として用いることができる。 埋立地内の生分解可能材料の好気性分解のための本発明に従うシステムは、廃 棄物が堆積させられ、および表面土または土のカバーのような被覆材料によって 覆われる埋立サイトを含む。複数の注入ウェルは、被覆材料を貫いて配設され、 そして埋立地内の廃棄物へのアクセスを提供する。埋立塊内部の水分含有率、酸 素濃度、および温度を定期的に監視するための手段が設けられる。同様に、埋立 地へと酸素（好ましくは圧縮空気の形態である）を可変式に添加して、好気性活 動を促進しかつ維持するのに充分な埋立塊内の酸素源を維持するための手段が設 けられる。また、埋立塊内部の温度を、好ましくは華氏約１３０度から華氏約１ ５０度までの範囲内に制御するための手段が設けられる。最後に、約４０％から 約７０％までの範囲内に埋立地の水分含有率の好気性分解条件を維持するように 、注入ウェルを通して埋立地内に水分または水を可変式に添加するための手段が 設けられる。これら種々の手段を規定する構造は、好ましい実施形態の記載中に より詳細に記載される。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の方法を実施するための本発明に従うシステムの一実施形態の 透視図であり； 図２は、満たされておよび覆われた典型的埋立サイトの断面図であり； 図３は、本発明に従う注入ウェルを有する埋立サイトの断面図であり； 図４は、本発明に従う水分または水注入システムの設計図であり； 図５は、本発明に従う空気または酸素注入システムの設計図であり；および 図６は、空気注入ウェル、水分注入ウェルおよびサンプリングウェルの格子を 図示する設計図である。 好ましい実施態様の詳細な説明 本明細書に添附された図面において例示される１つ以上の具体例について本発 明の好ましい態様を詳細に言及する。各具体例は本発明を説明するものであって 、 本発明を限定するものではない。例えば、１つの実施態様の１部として例示また は記載された特徴は、さらなる実施態様を得るために別の実施熊様と結合させる ことができる。本発明が、このような発明の修正および変更を網羅することを意 図するものである。 本発明は廃棄材料の主に好気的分解を促進し、維持することによる埋立地にお ける生分解性廃棄材料を処理するための方法およびシステムに関する。本方法は 、埋立地において紙、食物、および木などの有機物質の急速な好気的分解を促進 するための条件を確立および維持するために計画されたものである。このシステ ムはまた埋立地廃棄材料からの有害な病原体を有意に削除する。本発明による生 物還元プロセスが一旦確立されると、埋立地をさらに使用するためにリサイクル させる慣用の土地採掘（landmining）方法を埋立地に施すことができる。あるい は、埋立地は埋立地以外の用途に用いることができるようになる。 従来の埋立地現場の構造は、一般的に図１から３に示される。埋立地１２は、 周囲の土壌５２および地下水系中に浸出液が浸出しないように、好ましくは慣用 のライニング材料５０でライニングが施された排出用地からなる。このようなラ イニングが施された埋立地は当業者に公知であり、その詳細な説明は本発明を理 解するために必須ではない。しかしながら、本発明はライニングが施された埋立 地に限定されないことを理解すべきである。多くの埋立地現場は、埋立地がこれ まで一度もライニングが施されていないところに存在する。本発明は、これらの ライニングが施されていない埋立地において、生物還元方法が埋立地を安定化す るのを著しく加速し、環境にとって脅威となることのないという点で特に重要で ある。 さらに図１から３について言及するに、従来の埋立地の構造は、埋立地の底部 に沈殿した浸透した浸出液を収集する浸出液収集システム４６を含む。浸出液収 集システム４６は、最初に埋立地に確立された砂底５４に確立してもよい。一般 的に、都市の固体廃棄物、一般に１６は、日々埋立地に堆積される。廃棄材料１ ６の層またはセル１４は、一般的にやはり日々、周期的に土またはダート１５の 層で覆われる。したがって、固体廃棄物１６のポケットまたはセル１４が、埋立 地１２中に確立される。一旦埋立地が、予め決めてある量まで満たされると、そ の現場は適切なカバー材料１８で覆われる。カバー１８は、典型的には十分な濃 度の粘土を含む土壌のダート層であることができる。あるいは、カバー１８は、 埋立地の底にライニングを施すのに用いるライナー５０に類似のライナー材料を 含むこともできる。 このような従来の埋立地では、一旦現場が材料１８で覆われると、それが安定 するまで現場を監視するための監視プロセスを確立しなければならない。このよ うな従来の埋立地においては、規則によって、この監視プロセスは最高３０年ま でとられる。従来の埋立地において、安定化プロセスにこのような長時間がかか るのは廃棄材料が埋立地に主に埋没され、埋立地に実質的に酸素または水分が導 入されないという事実のためである。起こる還元は、主に嫌気的（無酸素）であ り、有害で異議の唱えられるような、副生成物（メタンガスなど）を生産する。 本発明によれば、生分解プロセスは、分解プロセスの安定化は数ケ月の間に完 了する程度まで有意に促進される。この方法において、現場の異なるエリアが次 々に満たされ、封印される埋立地現場では、エリアのリサイクルが確立され、追 加の埋立地を開設する必要性が削除される。 本発明によるプロセスおよびシステムは、覆われた埋立地における水分含量を 初期レベルから好ましくは約４０％から約７０％に増加させ、維持することによ って廃棄物材料の好気的分解の確立し、維持する。下記でさらに詳細に述べるが 、これは好ましくは、浸出液を埋立地に戻して必要ならばさらに水を加えてリサ イクルされた浸出液を供給する水分注入システム（moisture injection system ）により達成される。酸素も好気的分解条件を確立し、維持するために埋立地に 注入される。好ましくは、以下さらに詳細に述べるが、酸素を空気注入システム を通じ圧縮空気の形態で供給する。埋立地の温度は、主に好気的分解を維持する ために好ましくは華氏約１３０度から１５０度の範囲に維持する。温度は種々の 方法で制御されるが、好ましくは埋立地に注入される空気および／または酸素の 量を制御することによって好ましい範囲に維持される。空気の添加は、好気的分 解プロセスを維持するための酸素を供給するのに必須なだけでなく、微生物の活 動によって埋立地に形成された過剰な熱を運び去るのに空気が役立つことがわか っている。従って、埋立地内の個々の領域に空気を運ぶ能力が本方法の 重要な制御メカニズムである。 このように、本発明の好ましい実施態様において周囲空気の注入は２つの目的 に役立つことを理解すべきである。第１に、空気は好気的分解を確立し、維持す るのに充分な濃度の酸素を埋立地に供給する。第２に、埋立地への空気注入の速 度を制御することは、埋立地の温度を制御するのに好ましい方法である。空気は 温度に対し二重の影響を有する。埋立地本体への空気のフローは、空気が埋立地 から脱出する際に埋立地中に生成された熱を運び去るための媒体として働く。こ の熱は主に廃棄物材料内の微生物の活動によって生成されたものである。従って 、温度を下げるために埋立地により多くの空気を注入する。さらに、埋立地中に 注入された付加的酸素は、残っている嫌気的微生物を死滅させる傾向がある。な ぜなら、これらの微生物は酸素の存在下では生存できないからである。嫌気的微 生物が除去されるので、それらの微生物が生成する熱も除去される。このように 、空気の注入は、この点でもさらに温度を下げる。 しかしながら、上記の議論から、酸素を含まない不活性ガスのような他の気体 を埋立地に注入することによっても温度を制御できることを理解するべきである 。この場合の気体は、埋立地から外へ熱を伝導する媒体としてのみ働くであろう 。 この方法において、酸素の別の供給源を好気的活動を持続させるのに埋立地に供 給することが必要とされる。この付加的な酸素の供給源を加えることは、温度に なんらかの影響を与えるであろう。 埋立内の個々のゾーンに水分を運ぶための能力も、好気性分解に対する重要な 制御メカニズムである。一般的に約４０％の含水率は、迅速な好気性分解に対し て必須である。微生物活動、その結果の分解は、約４０％の含水率を下回る大き さのいくらかの程度によって遅くなる。２０％未満では、分解は実質的に停止す る。本出願人は、好気性分解に対する埋立中の理想的な含水率は約６０％である ことを確認した。この含水率は、廃棄物への適当な酸素の拡散が迅速な好気性分 解を支持することを可能にする。含水率が低すぎると、その埋立は乾燥し、そし て好気性分解が停止する。反対に、含水率が高すぎると、酸素の拡散が妨げられ 、それによって好気活性を制限する。水分測定は、一層詳しく以下で説明される ように、サンプリングウェルを介して埋立材料を直接サンプリングすることによ り なされてもよく、そして、計算は、浸出液および所望の範囲内に含水率を維持す るために埋立に戻される水の量を測定することにより行なわれることができる。 浸出液の生成速度および放出ガスの含水率をモニターすることも、埋立の含水率 のおおよその概算を提供することができる。 したがって、本発明は、埋立内の含水率、温度、および酸素濃度のモニターす る工程、並びに、含水率を少なくとも約４０％に、そして好ましくは華氏約１３ ０度から約１５０度の範囲に温度を維持するために、空気および／または酸素お よび／または水分の添加を制御する工程を含んでもよい。 埋立において含水率を増加し、または減少することによって温度はいくらかの 程度に制御されることができるが、上記のように、主として埋立への空気または 酸素の添加によって温度を制御することが好ましい。 好気性生分解プロセスが所望の温度範囲および含水率範囲においていったん確 立されれば、埋立中の酸素濃度は、相対的に低く、しかし０％より高く維持され ることが好ましい。十分な酸素がいつでもその埋立中に残存して好気性分解を維 持することを確実にするために、その酸素濃度は０％より高くなるべきである。 約１％から２％のレベルが好ましい。酸素含有率は、温度の制御に対して相対的 に広い範囲を有する制御メカニズムを提供するために、相対的に低く維持される べきである。 本発明のプロセスおよびシステムは、さらなる養分または微生物をその埋立に 加えて、好気性分解をさらに促進および維持する能力も含む。例えば、窒素、リ ン酸塩、および炭素の源は、その埋立に添加または注入されて、好気性分解に対 する微生物生育の最適なレベルを維持することができる。例えば、炭素：窒素の 好ましい濃度比は、約２０：１から約５０：１である。ある有益な微生物がその 埋立中に自然には存在しないことが確認されたなら、そのような微生物もその埋 立中に注入され得る。 本発明は、埋立において有害な病原体を実質的に排除するためにその埋立内の 条件を確立するための手段も含む。そのような有害病原体の存在は温度依存性で ある。“病原体を殺す範囲”は、華氏約１３５度から約１６０度であると一般的 に理解される。この範囲の一層低い温度においては、その温度は一層長い時間に わたって維持されなければならない。例えば、華氏約１３５度より高く、約２週 間の期間にわたって、その埋立内の温度を維持することによって、好気性分解に 対する条件を確立し、そして維持すると同時に病原体は実質的に排除されること ができる。しかしながら、華氏１４５度より高い温度において、所望の嫌気性微 生物活動は減少し、好ましい好気性微生物のいくらかも殺される。代わりの実施 の形態において、好気性分解条件を確立するに先だって、華氏約１５５度より高 く少なくとも約２日にわたって埋立中の温度を上げることにより、病原体は排除 されることができる。この温度において、病原体は効果的に殺されるが、好気性 微生物の実質的な一部である。この実施の形態が用いられるなら、好気性条件を 確立するに先だってそのシステムに追加の微生物を加えることが必要となること もある。 本発明は、埋立中で起こる分解のタイプおよび程度の表示としての埋立中で発 生するガスのモニターも含む。例えば、分解が嫌気活性に変わったかどうかの表 示としてメタンガスはモニターされる。約５０容量％のメタンガス濃度は、分解 プロセスが嫌気性に変わったことの強い表示である。同様に、１０容量％未満の メタンガス濃度は、特に空気がそのシステムに注入され、そして酸素濃度が相対 的に低く保持されるなら、分解プロセスが好気性であるという優れた表示である 。 所望の範囲内での温度制御を確実にするためだけでなく、分解の程度の表示と して、温度は連続的にモニターされる。最適量の空気の注入にもかかわらず、温 度における急な降下は、分解性の有機材料の分解が実質的に完了したことの信号 である。セルロースおよびリグニンのような有機化合物を含有する木製品などの 一層複雑な有機材料の分解は、その残存する有機材料の組成に応じてさらに数ヶ 月を要することもある。あまり複雑でないか、または容易に分解可能な有機材料 はひとたび分解すると、その埋立は安定化状態になり、そしてその材料はもはや 環境的に危険性の副生成物または問題となるガスを生成しない。この時点で、残 存する埋立材料のおよそ６０％は堆肥である。その埋立はこの時点で閉鎖される か、または従来の採掘が開始されてもよい。採掘が選択されるなら、閉鎖および モニター費用は除かれ、そして再使用可能な埋立スペースは続く埋立操作のため に回復される。したがって、同一の埋立は連続的に再循環されることができる。 その採掘材料も農業または非農業堆肥目的で使用されることができる。 上述の本発明の方法を実施するための少なくともひとつの好ましいシステムは 、その図において一般的に図示される。図１から３を特に参照すると、本発明の システムは、埋立サイト１２を含み、上述のように、そこで廃棄物１６は堆積さ れ、そして被覆材１８で被覆される。複数の注入ウェル２０は、被覆材１８を通 って配置され、そして埋立中の廃棄物１６へのアクセスを提供する。特に図３を 参照すると、そのウェルは空気注入ウェル１９または水分注入ウェル２１のいず れかである。水分注入ウェル２１は埋立にまでは伸びず、そして相対的に長いデ ィフューザーセクション７１を有し、したがって、そこから注入された水分また は水は埋立塊の全体にわたって実質的に均質にパーコレートまたはシープするこ とができる。一方、空気注入ウェル１９は、実質的に長く、および相対的に埋立 の底部近くまで伸び、そして相対的に短いディフューザーセクション７０を含み 、したがって、空気は埋立塊の底部近くに最初に注入され、そして均質に拡散し 、および埋立の頂部を通って出ることを可能にする。上述のとおり、その注入さ れた空気の特性は、埋立中に発生した熱が、出て行く空気によって運び出される ことを可能にする。 そのウェルは、好ましくは、ＰＶＣのような軽量のポリマー材料から形成され 、そして実質的に中空品である。ＰＶＣパイピングのセクションは、図４および ５において一般的に図示されるように、ウェルケーシング５８を画成することが できる。ウェルはキャップ部材５６によって蓋締めされる。図には示されていな いが、注入ウェル、特に水分注入ウェル２１は、温度感知装置のようなセンサー を収容することもできることが理解されるべきである。例えば、熱電対はウェル に収容されて、埋立塊の温度をモニターすることができる。同様に、従来のガス センサーは空気注入ウェルに収容されて、埋立塊において特にガス濃度をモニタ ーすることができる。 射出ウェルは、いかなる特定の材料のタイプまたは形状にも限定されないもの と理解されるべきである。例えば、金属ウェルは本発明において適用可能である 。同様に、ウェルはいかなる形状または配置を備えていてもよい。 図６において一般的に示されるように、ウェルは格子配列で埋立サイトの全体 にわたって分布されることが好ましい。図６は水分注入ウェル２１の格子２６お よび空気注入ウェル１９の格子２２を示す。図６において特に図示されていない が、ウェル１９、２１は好ましくはゾーンに分けられ、一層詳しく以下で説明さ れるように各ゾーンは別々に制御されることが理解されるべきである。図６はサ ンプリングウェル２８も図示する。これらのウェルは、含水率を測定するための コアサンプルのような埋立からのサンプルを採取する手段を提供する。温度感知 装置３２、または他の感知装置もサンプリングウェル２８を備えて設計されるこ ともできる。 本発明のシステムは、好気性分解を促進し、そして維持するために十分な埋立 中の酸素濃度を添加し、および維持するための手段も含む。そのような手段の具 体例は、図５に図示された空気注入システムである。上述のとおり、好気性分解 を維持するために必要な酸素は、雰囲気圧空気の形態で供給されることが好まし い。しかしながら、酸素は一層純粋な形態で別個に供給されることができること が理解されるべきである。図５を参照すると、エアコンプレッサー９８は下流圧 力調節器６０およびリリーフバルブ６１をもたらす。図示されていないが、加圧 空気用のアキュムレータまたはリザーバももたらすことができる。加圧された空 気はメインガスヘッダー２４に供給される。ガスヘッダー２４は、ガス注入ウェ ル１９の個々のゾーン３８に対して個別のヘッダーライン３９をもたらす。例え ば、ひとつのそのようなゾーン３８は、特に図５に示されるように、ウェル１か ら４を含む。その図示された形態において、各ウェルは、それ自体の圧力調節器 ６０、圧力ゲージ６４、フローメーター６６、フロー調節装置６２、およびガス 測定計器６８を有するラインによってもたらされる。これらの部品のいかなる組 み合わせも、各ウェルに加えて、または各ウェルに対する部品の代わりに、各ゾ ーンに対するヘッダーラインに含まれることができることが理解されるべきであ る。したがって、単一のゾーンと連係するウェルのすべては、単一の一対のバル ブによって制御されるか、またはゾーン内の別々のウェルは別々に制御されるこ とができる。当業者の技術レベル内で所望のパイピングおよび制御システムを設 計することが適当である。 また、好ましくは、空気システムは、埋立地内の種々のガスを監視するために 適当に設計されたガス監視装置７１も含む。たとえば、監視装置７１は、前述の 理由のために、メタンガスおよび酸素の濃度を測定することができる。 また、埋立地内へと追加の養分またはガスを添加するための手段として、追加 のガスライン３６を含んでもよい。たとえば、ライン３６は、システム内へと窒 素または他のガスを添加するのに使用することができる。さらに、ライン３６は 、必要な場合には、埋立地内により純粋な形態の酸素を注入するのに用いること ができる。前述のように、埋立地内へと不活性な酸素を持たないガスを注入して 、酸素源としてではなく温度を制御するためにも、空気注入システムを用いるこ ともできる。この場合においては、酸素は別の源から供給されている必要がある 。 また、追加のガスライン３６は、時限装置７３および／または制御バルブ７５ をも含んでもよい。たとえば、確立された回数で埋立地内にある種の養分を注入 しなければならないことが経験的に決定される場合に、これらの部品が有用であ ることが証明される。制御および／または時限装置を、プログラムしてまたは確 定して、そのような養分ガスを自動的に注入することができる。 液体供給ライン３７を、ガス注入システムの範疇に含んでもよい。このライン は、液体の養分、たとえば液体のリン酸塩を、空気注入システムを経由して埋立 地へと注入するのに必要である。液体供給ラインも、同様に時限装置７３および ／または制御バルブもしくは装置７５をも含んでもよい。 図５に例示される空気注入システムは、本発明における使用のために設計する ことができる任意の適当なシステムの単なる一例であることを理解すべきである 。しかし、本発明はいずれの特定の種類の設計にも制限されない。当業者は、空 気注入システムのいずれの方法も本発明に対応させて設計することができること を認識するであろう。たとえば、いくつの注入ウェルを用いるかに関して、およ び注入速度を制御するための装置に関しては、完全に設計上の選択の問題である 。圧縮空気源は、好ましくは可搬式空気圧縮機である。しかし、この装置に制限 されるものではない。たとえば、所望されるならば、圧縮空気源はオフサイト(o ff-site)から配管されていてもよい。空気注入システムが好ましくは操作が実質 的に自動的であるように設計されることもまた理解するべきである。たとえば、 圧力調整器６０を、中央制御ステーションから電子的に制御して、温度を制御す る のに、または酸索濃度を増大させるのに必要なときにのみ、そのような装置を作 動させることができる。同様に、システムは完全に手動であってもよい。いずれ のおよび全てのそのようなシステムの修正および変更は、本発明の範囲および真 髄の範疇である。 また、システムは、埋立地内へ可変的に水分を添加して、水分含有率を約４０ ％から約７０％までの範囲内に維持するための手段を含む。水分注入システムの １つの好ましい実施形態を、図４に例示する。しかし、図４に例示されるシステ ムは本発明を制限するものではなく、単に１つの実施形態を示すことを理解する べきである。図４に例示されるシステムにおいて、水分源４２は、好ましくは、 流出液収集システムから収集される流出液であり、および供給ライン９２を通し て集合タンク８４へと供給される。電子ソレノイドバルブのような制御装置７５ をこのライン内に設けて、必要なときに集合タンク８４を自動的に満たしてもよ い。この関連において、タンク８４は、高および／または低レベルセンサーを含 んで、それを満たすことを自動的に開始し、および停止してもよい。添加ライン ９４をタンク８４内へと設けて、液体の養分のような他の液体を、集合タンクを 経由してシステム内へと添加することができる。 万一、流出液収集システムが、埋立地内の水分含有率を所望の範囲内に維持す るのに充分な流出液を発生させない場合には、水の補充供給源４８もまたシステ ムに調和作働させられる。代替の補充供給源４８は、この目的のために確立され た池または貯水槽を含むことが好ましい。補充ポンプ９０を用いて、補充水供給 物を集合タンクへと供給する。ソレノイドバルブ７５のような電子制御装置を、 補充供給源とともに用いて、必要なときに補充水を自動的に添加することもでき る。 流出液添加ポンプ８２は、集合タンク８４からの吸引を受け、そして流出液お よび／または水を、主ヘッダ３０へと分配する。リリーフバルブ８６をそのライ ン中に含んで、過剰圧力条件においてポンプが集合タンクへと再循環して戻すよ うにしてもよい。圧力計９６を含んで、システムの圧力を監視することができる 。 また、液体の養分のようなさらなる種類の液体を埋立地へと添加するために、 別個の液体添加タンク７８を含むことが所望されてもよい。このタンクは、この 目的のためのポンプ８０および制御バルブまたは装置７４とともに設計される。 ヘッダ３０は、水分注入ウェル２１の複数の別個のゾーン３８に供給する。例 示されている実施形態において、それぞれのゾーン３８は慣用の流量調整器９９ により制御される。電子ソレノイドバルブ７４のような自動装置が、それぞれの 流量調整器に連携されている。また、アイソレーションバルブ(isolation valve )７６を、それら流量調整器の下流に含んでもよい。特に表４においてわかるよ うに、複数の別個の注入ウェル２１は、それぞれの流量調整器９９に連携される 。空気注入システムとおいてと同様、それぞれの水分注入ウェルが、ゾーン制御 から独立して個別に制御されるように、それら自身に連携される制御機構を有す ることも可能である。 電子制御システム７２は、水分注入システムの自動制御に関して、図４中に一 般的に例示される。制御器７２は、たとえば自動的に開口するソレノイドバルブ ７４により水分注入を開始するように設計されてもよい。ひとたび所望される水 分含有率を維持するのに埋立地内に定期的にどれだけの量の水分を注入すべきで あるかが経験的に決定されたならば、制御システム７２は時限自動原理に基づい て設計されてもよい。一方、制御器７２は、埋立地内が低水分レベルに到達する ときにのみ、水分注入を開始するための制御信号に対して応答してもよい。空気 注入システムと同様に、慣用の制御システムのいかなる方法も、水分注入システ ムの自動制御のために設計することができることを直ちに認識すべきである。シ ステムが完全に手動であることも、同様に本発明の範囲内である。 全体のシステムが比較的に可搬性であり、それを埋立地から容易に除去し、お よび別のサイトにおいて用いることができるようにすることが好ましい。この点 に関して、図１に示されるように、制御装置は、車輪付トレーラー８内に収容さ れていてもよい。図１を参照すると、水／水分制御構成部品４０が１つのトレー ラー８内に収容され、および空気注入制御構成部品３４がもう１つのトレーラー 内に収容されている。空気圧縮機９８もまた、運搬されることが可能である。さ らに、個々のウェル２０は、埋立地から容易に引き抜くこともできるし、またそ の場に残しておくことさえできる。ウェルキャップ５６は、それらそれぞれの供 給ラインに、取り外し可能に接続されている。 本発明の範囲および神髄から離れることなしに、種々の修正および変更をシス テムに施すことができることを当業者は理解するべきである。たとえば、埋立地 内へ空気および水分を注入するための手段において、無数の変更が考えられる。 いずれのおよび全てのそのような変更は、本発明の範囲および神髄の範疇である 。本出願は、添付される請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内にあるそのよ うな修正および変更を包含する。

【手続補正書】 【提出日】平成１３年２月１４日（２００１．２．１４） 【補正内容】 明細書 好気性分解により生分解可能廃棄物を処理するための方法およびシステム 発明の属する技術分野 本発明は、生分解可能廃棄物を処理するための方法およびシステムに関し、お よび特に埋立地における好気性分解プロセスおよびシステムに関する。 埋立てシステムにおける当該技術の状態は、主要大都市圏において毎日発生す る数トンの生ゴミおよび廃棄物の処分に伴う重要な問題に取り組むのに足るには 不充分である。多くの現存する埋立地において、生ゴミおよび廃棄物は、埋立サ イトに単純に埋められている。完全に満たされたときには、埋立地は、生ゴミと 廃棄物とによって満たされ、および覆われる。本質的には、最終的解決法として 、生ゴミおよび廃棄物は、本質的に閉じこめられる。厳密な環境的規制が、埋立 地の閉止および監視の全ての面を支配し、および地下水および空気を含む埋立地 およびその周辺区域は、分解プロセスの潜在的に有害な副生成物がもはや生成さ れなくなるまで、閉鎖後最大３０年にわたって監視されなければならない。これ は、非常に経費のかかる事業であり、および埋立地は、他のいかなる目的に対し ても本質的に実用にならない。地下水汚染のような問題が発生した場合には、埋 立地の所有者は、いかなる環境的被害にも加えて、清浄費用に関する責任がある 。 典型的には、慣用の埋立地内の廃棄物は、（酸素なしの）嫌気性分解によって 分解される。これは、嫌悪されるガスおよび環境に対して潜在的に有害である他 の副生成物を発生するきわめて遅いプロセスである。慣用の埋立地において確立 される典型的な嫌気性条件下において、生分解可能な廃棄物は、事実上乾燥して おり、かつ酸素の不充分な状態に閉じこめられている。埋立地は必要な酸素およ び水分が欠乏しているために、生分解は非常に限定されており、および起こるそ の分解は、実質的に嫌気性のみである。分解は非常に遅く、およびそれがそれ以 上監視されなくてもよい点までプロセスを安定させるために、２０から３０年ま たはそれ以上を必要とする可能性がある。長い分解期間の間に、分解する有機物 質からの放出物は、嫌悪される臭気およびメタンガスを含有する。また、ひとた び 埋立地の全てのサイトが満たされおよび閉止されたならば、その埋立地はもはや 役に立たず、そして追加の場所を、多大な費用をかけて設置されなければならな い。 したがって、必要とされているものは、前述の問題に取り組む慣用の埋立地の 代替物である。 １９９４年１０月１８日にFaheyに対して発行された米国特許第５，３５６， ４５２号は、埋立地における嫌気性分解システムに対する改良を述べている。こ の特許は、ライナーおよびその構造物内を正圧に維持するドーム型の被覆構造物 によって周囲から埋め立て槽を密封することを述べており、およびそれは、その 構造物内への自動車などの通行を可能にして、その槽内への廃棄物を投入するの を可能にする。この特許は、その槽が満たされる間に槽内に添加される追加の水 分の量を制限して、廃棄物の分解を減少させることを教示している。ひとたび槽 が満たされたならばその上にカバーが配置されて、それは廃棄物中への地上水ま たは雨水の導入を防止することにより浸出液の形成を減少することを補助する。 その特許は、ひとたび閉止されたならば、分解する物質に水などを添加して、そ の分解を加速しても良いこともまた教示している。メタンガスおよび生物還元(b io-reduction)の他の気体状副生成物は、その槽から抜き取られ、およびそのメ タンガスなどは収集され、およびエンジンを作働させるのに、あるいは発電する のに用いられても良い。 発明の目的および概要 したがって、本発明の主要目的は、好気性分解により埋立地内の廃棄物を処理 するための方法およびシステムを提供することである。 本発明のさらなる主要目的は、分解プロセスを安定させるのに必要な時間の量 を相当に低減して、その土地を再利用するかまたは他の用途に用いる埋立てシス テムを提供することである。 本発明のさらなる目的は、嫌気性分解システムの不利な点を実質的に排除する 、埋立地における廃棄物を処理するための方法およびシステムを提供することで ある。 および本発明のさらに別の目的は、迫加のおよび高価な土地の必要性を相当に 減少するように埋立地を連続的に再利用することができるシステムを提供するこ とである。 および本発明のさらに別の目的は、１つの埋立てサイトから別のものへ容易に 移動させ、かつ再確立することができる、埋立地内の好気性分解を促進しかつ維 持するための運搬可能なシステムを提供することである。 本発明のさらなる目的および利点は、以下の記載中に部分的に記載されるか、 またはその記載から自明であるか、あるいは本発明の実施によって習得されるで あろう。 本発明の目的を達成し、およびその利点を実現するために、本発明の方法は、 廃棄物の主として好気性の分解のみを促進しかつ維持するための埋立地内の条件 を確立することを前提とする。埋立塊の水分含有率を監視し、および埋立地内に 追加の水などを添加することにより、それを約４０％と約７０％との間に維持す る。好ましくは、埋立地内に添加される水は、埋立地から収集された浸出液であ る。したがって、浸出液は、埋立地へと連続的にリサイクルされて、それによっ て、収集された浸出液を取り扱いかつ処理することの問題点および費用を相当に 減少させる。充分な水分を埋立塊内に維持することを確実にするために、水の追 加の補充(make-up)供給源も利用できる。 埋立塊の酸素含有率もまた監視され、および埋立地中に酸素を注入して、廃棄 物の主として好気性の分解を促進しかつ維持する。好ましくは、圧縮空気が酸素 源であり、注入ウェルを通して埋立塊中へ注入され、その酸素含有率を０％より 高いままにすることを確実にする。この方法において、充分な酸素が供給されて おり、好気性分解が持続されることを確実にする。酸素が埋立塊に供給され、お よび埋立地中の酸素濃度を比較的低く、一般的に０％より少し高いままにする限 りにおいて、充分な酸素が供給されており、主として好気性の分解が促進しかつ 維持されることを確実にする。 埋立地内の温度は、華氏約１３０度（約５４．４℃）から華氏約１５０度（約 ６６．６℃）までの理想的範囲内に維持される。この温度範囲は、埋立地中の空 気、水分または酸素濃度を制御することにより維持される。 埋立地中の温度を、廃棄物中の有害な病原菌を殺すのに充分なレベルに高め、 かつ維持することもまた好ましい。例えば、病原菌を排除するために、華氏約１ ３５度（約５７．２℃）より高い温度が一般的に必要である。しかし、華氏１３ ５度（５７．２℃）において、その温度は、少なくとも約２週間にわたって維持 されなければならない。華氏１５５度（６８．３℃）の温度において、病原菌は 数日以内に殺される。しかし、華氏約１４５度（約６２．８℃）より高い温度に おいては、望ましい好気性微生物のいくつかもまた殺され、したがって好気性活 動が制限される。したがって、本発明の方法の１つの実施形態において、少なく とも数週間にわたって、華氏約１３５度（約５７．２℃）よりも高いが華氏約１ ５０度（約６６．６℃）未満の温度に維持することによって、好気性活動が促進 されかつ維持されるのと同時に、病原菌を実質的に排除する。あるいはまた、好 気性温度および水分範囲を確立するのに先立つ少なくとも数日にわたって、埋立 地内の温度を華氏１５５度（６８．３℃）に高めることによって、好気性活動を 確立しかつ維持する前に病原菌を排除することができる。この方法については、 好気性分解を確立するのに先立って、埋立地中に好気性微生物を加え戻す必要が あるだろう。 本発明に従う方法およびシステムは、埋立地の全体にわたる空気注入ウェルお よび水分または水注入ウェルの格子(grid)を確立することを含む。実質的に自動 化されたシステムが、温度、酸素含有率および水分含有率を監視する監視システ ムに応答して、埋立塊中へと注入される水および（圧縮空気の形態の）酸素の量 を制御する。また、監視システムは、起こっている分解の種類の指標として、埋 立地内部のガスの発生または生成を監視してもよい。たとえば、埋立塊内で生成 されるメタンガスの存在および濃度は、微生物の活動の種類の有力な指標である 。メタンは、嫌気性分解の主要副生成物である。特に空気または酸素がシステム 中に注入され、および酸素濃度が０体積％より大きく維持されている場合に、メ タンが一般的に１０体積％未満に維持され、かつ副生成物から強い臭気が検出さ れない場合、これは、好気性分解が維持されている有力な指標である。５０％に 接近するメタン濃度は、微生物活動が主として嫌気性である有力な指標である。 埋立塊内部の温度は、好気性分解を促進しかつ維持することにおいて決定的な 要素である。華氏約１３０度（約５４．４℃）から華氏約１５０度（約６６．６ ℃）までの理想的範囲は、複数の要因の組み合わせにより制御することができる 。しかし、好ましくは、埋立地への空気の注入により主として制御される。また 、温度を水分含有率により制御することもできる。しかし、システムは、酸素ま たは空気含有率の変化に対して、より迅速に反応する。たとえば、埋立地が華氏 １５０度（６６．６℃）より高温になる際に、そのシステムへと追加の空気を注 入して、その温度を理想的範囲内へと戻す。追加の空気は、微生物の活動により 発生した過剰の熱を運び去るための媒体として機能すると信じられる。また、追 加の酸素は、いかなる残存の嫌気性分解活動を縮小すると信じられる。なぜなら 、嫌気性微生物は、酸素の存在下で生存できないからである。したがって、その ような嫌気性活動から発生されている熱も同様に排除される。システム内の温度 が低すぎる場合には、システム中へと注入される空気の量を減少させて、微生物 活動（好気性または嫌気性）により発生される熱を速やかには放散させず、およ びしたがって埋立塊内の温度を上昇するようにする。 また、本発明のシステムおよび方法は、注入ウェルを経由して埋立地内に追加 の養分を添加して、好気性分解をさらに促進することをも含む。たとえば、窒素 、リン酸塩および炭素源のいかなる組み合わせをも、そのシステム内に注入して 、好気性分解のための微生物成長の最適レベルを維持しても良い。同様に、好気 性微生物を、注入ウェルを通じて補充しても良い。約２０：１から約５０：１ま での範囲内の炭素：窒素の好ましい濃度比率が所望されることが、見いだされて きている。 温度は、同様に、完了したすなわち安定させられた分解の指標としても監視さ れる。酸素レベルの上昇にもかかわらず埋立地内の温度が低下することは、分解 プロセスがほぼ完了していることおよび生分解可能物質が安定させられたことの 有力な指標である。この点において、廃棄物は本質的に堆肥にされ、および埋立 地は安定する。埋立地のさらなる監視は、もはや必要ないであろう。 本発明の方法は、交替する廃棄のために、安定した埋立地を採掘(landmining) して、分解されない固体廃棄物を除去する方法を含む。この点において、埋立地 を連続的な使用のために再利用することが可能となり、したがって新しい埋立地 の必要性を実質的に排除する。あるいはまた、安定した埋立地を、別の用途に対 して利用可能にすることもできる。また、安定した分解された埋立地の材料を採 掘して、そして、その材料からの病原菌浄化の程度に依存して、非農業用途およ び農業用途における堆肥材料として用いることができる。 埋立地内の生分解可能材料の好気性分解のための本発明に従うシステムは、廃 棄物が堆積させられ、および表面土または土のカバーのような被覆材料によって 覆われる埋立サイトを含む。複数の注入ウェルは、被覆材料を貫いて配設され、 そして埋立地内の廃棄物へのアクセスを提供する。埋立塊内部の水分含有率、酸 素濃度、および温度を定期的に監視するための手段が設けられる。同様に、埋立 地へと酸素（好ましくは圧縮空気の形態である）を可変式に添加して、好気性活 動を促進しかつ維持するのに充分な埋立塊内の酸素源を維持するための手段が設 けられる。また、埋立塊内部の温度を、好ましくは華氏約１３０度（約５４．４ ℃）から華氏約１５０度（約６６．６℃）までの範囲内に制御するための手段が 設けられる。最後に、約４０％から約７０％までの範囲内に埋立地の水分含有率 の好気性分解条件を維持するように、注入ウェルを通して埋立地内に水分または 水を可変式に添加するための手段が設けられる。これら種々の手段を規定する構 造は、好ましい実施形態の記載中により詳細に記載される。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の方法を実施するための本発明に従うシステムの一実施形態の 透視図であり； 図２は、満たされておよび覆われた典型的埋立サイトの断面図であり； 図３は、本発明に従う注入ウェルを有する埋立サイトの断面図であり； 図４は、本発明に従う水分または水注入システムの設計図であり； 図５は、本発明に従う空気または酸素注入システムの設計図であり；および 図６は、空気注入ウェル、水分注入ウェルおよびサンプリングウェルの格子を 図示する設計図である。 好ましい実施態様の詳細な説明 本明細書に添附された図面において例示される１つ以上の具体例について本発 明の好ましい態様を詳細に言及する。各具体例は本発明を説明するものであって 、本発明を限定するものではない。例えば、１つの実施態様の１部として例示ま たは記載された特徴は、さらなる実施態様を得るために別の実施態様と結合させ ることができる。本発明が、このような発明の修正および変更を網羅することを 意図するものである。 本発明は廃棄物の主に好気的分解を促進し、維持することによる埋立地におけ る生分解性廃棄物を処理するための方法およびシステムに関する。本方法は、埋 立地において紙、食物、および木などの有機物質の急速な好気的分解を促進する ための条件を確立および維持するために計画されたものである。このシステムは また埋立地廃棄物からの有害な病原体を相当に排除する。本発明による生物還元 プロセスが一旦確立されると、埋立地をさらに使用するためにリサイクルさせる 慣用の土地採掘（landmining）方法を埋立地に施すことができる。あるいは、埋 立地は埋立地以外の用途に用いることができるようになる。 従来の埋立サイトの構造は、一般的に図１から図３に示される。埋立地１２は 、周囲の土壌５２および地下水系中に浸出液が浸出しないように、好ましくは慣 用のライニング材料５０でライニングが施された掘削されたサイトからなる。こ のようなライニングが施された埋立地は当業者に公知であり、その詳細な説明は 本発明を理解するために必須ではない。しかしながら、本発明はライニングが施 された埋立地に限定されないことを理解すべきである。多くの埋立サイトは、埋 立地がこれまで一度もライニングが施されていないところに存在する。本発明は 、これらのライニングが施されていない埋立地において、生物還元方法が埋立地 を安定化するのを著しく加速し、環境にとって脅威となることのないという点で 特に重要である。 さらに図１から図３について言及するに、従来の埋立地の構造は、埋立地の底 部に沈降し浸透した浸出液を収集する浸出液収集システム４６を含む。浸出液収 集システム４６は、埋立地に最初に確立される砂底５４に確立してもよい。一般 的に、都市の固体廃棄物、一般に１６は、日々埋立地に堆積される。廃棄材料１ ６の層またはセル１４は、一般的にやはり日々、周期的に土またはダート１５の 層で覆われる。したがって、固体廃棄物１６のポケットまたはセル１４が、埋立 地１２中に確立される。一旦埋立地が、予め決めてある量まで満たされると、そ のサイトは適切なカバー材料１８で覆われる。カバー１８は、典型的には十分な 濃度の粘土を含む土壌のダート層であることができる。あるいはまた、カバー１ ８は、埋立地の底にライニングを施すのに用いるライナー５０に類似のライナー 材料を含むこともできる。 このような従来の埋立地では、一旦サイトが材料１８で覆われると、それが安 定するまでサイトを監視するための監視プロセスを確立しなければならない。こ のような従来の埋立地においては、規則によって、この監視プロセスは最高３０ 年を要する。従来の埋立地において、安定化プロセスにこのような長時間がかか るのは廃棄物が埋立地に本質的に閉じ込められ、埋立地中に実質的に酸素または 水分が導入されないという事実のためである。起こる還元は、主に嫌気的（無酸 素）であり、有害で異議の唱えられるような、副生成物（メタンガスなど）を生 産する。 本発明によれば、生分解プロセスは、分解プロセスの安定化がおよそ数ケ月以 内に完了する程度まで相当に促進される。この方法において、サイトの別個の区 域が順次的に満たされ、封印される埋立地現場では、区域のリサイクルが確立さ れ、追加の埋立地を開設する必要性が排除される。 本発明によるプロセスおよびシステムは、覆われた埋立地における水分含量を 初期レベルから好ましくは約４０％から約７０％に増加させ維持することによっ て、廃棄物材料の好気的分解を確立し、維持する。下記でさらに詳細に述べるが 、これは好ましくは、浸出液を埋立地に戻し、必要ならば追加の水をリサイクル された浸出液に補給する水分注入システム（moisture injection system）によ り達成される。同様に、酸素も好気的分解条件を確立し、維持するために埋立地 に注入される。好ましくは、以下さらに詳細に述べるが、酸素を空気注入システ ムを通じ圧縮空気の形態で供給する。埋立地の温度は、主に好気的分解を維持す るために好ましくは華氏約１３０度（約５４．４℃）から１５０度（約６６．６ ℃）の範囲に維持される。温度は種々の方法で制御されるが、好ましくは埋立地 に注入される空気および／または酸素の量を制御することによって好ましい範囲 に維 持される。空気の添加は、好気的分解プロセスを維持するための酸素を供給する のに必須なだけでなく、微生物の活動による埋立地内の過剰な熱蓄積を運び去る のに空気が役立つことがわかっている。従って、埋立地内の個々の領域に空気を 運ぶ能力が本方法の重要な制御メカニズムである。 このように、本発明の好ましい実施態様において、周囲空気の注入は２つの目 的に役立つことを理解すべきである。第１に、空気は好気的分解を確立し、維持 するのに充分な濃度の酸素を埋立地に供給する。第２に、埋立地中への空気注入 の速度を制御することは、埋立地の温度を制御するのに好ましい方法である。空 気は温度に対し二重の影響を有する。埋立塊への空気の流れは、空気が埋立地か ら脱出する際に埋立地中に生成された熱を運び去るための媒体として働く。この 熱は主に廃棄物材料内の微生物の活動によって生成されたものである。従って、 温度を下げるために埋立地中により多くの空気を注入する。さらに、埋立地中に 注入された付加的酸素は、残っている嫌気的微生物を死滅させる傾向がある。な ぜなら、これらの微生物は酸素の存在下では生存できないからである。嫌気的微 生物が除去されるので、それらの微生物が生成する熱もまた除去される。このよ うに、空気の注入は、この点でもさらに温度を下げる。 しかしながら、酸素を含まない不活性ガスのような他の気体を埋立地に注入す ることによっても同様に温度を制御できることを、上記の議論から理解するべき である。この場合の気体は、埋立地から外へ熱を伝導する媒体としてのみ働くで あろう。この方法において、酸素の別の供給源を埋立地に供給して、好気的活動 を持続させることが必要とされる。この付加的な酸素の供給源を加えることは、 温度になんらかの影響を与えるであろう。 埋立地内部の個々のゾーンに水分を運ぶための能力も、好気性分解に対する重 要な制御メカニズムである。一般的に約４０％の含水率が、迅速な好気性分解に 対して必須である。微生物活動、およびその結果の分解は、約４０％の含水率を 下回ると、数桁遅くなる。２０％未満では、分解は実質的に停止する。本出願人 は、好気性分解に対する埋立地中の理想的な含水率は約６０％であることを確認 した。この含水率は、廃棄物を通した酸素の適当な拡散が迅速な好気性分解を支 持することを可能にする。含水率が低すぎると、その埋立地は乾燥し、そして好 気性分解が停止する。反対に、含水率が高すぎると、酸素の拡散が妨げられ、そ れによって好気活性を制限する。水分測定は、以下でより詳細に説明されるよう に、サンプリングウェルを介して埋立物を直接サンプリングすることによりなさ れてもよく、および所望の範囲内に含水率を維持するために浸出液および埋立地 中に加え戻される水の量を測定することにより計算を行うこともできる。浸出液 の生成速度および放出ガスの含水率を監視することも、埋立の含水率のおおよそ の概算を提供することができる。 したがって、本発明は、水分含有率を少なくとも約４０％に、そして好ましく は華氏約１３０度（約５４．４℃）から約１５０度（約６６．６℃）の範囲に温 度を維持するために、埋立内の含水率、温度、および酸素濃度の監視する工程、 並びに、空気および／または酸素および／または水分の添加を制御する工程を含 んでもよい。 埋立地中の含水率を増加し、または減少することによって、温度はある程度制 御することができるが、上記のように、主として埋立地中への空気または酸素の 添加によって、温度を制御することが好ましい。 好気性生分解プロセスが所望の温度範囲および含水率範囲においていったん確 立されれば、埋立中の酸素濃度を、相対的に低く、しかし０％より高く維持する ことが好ましい。好気性分解を維持するのに十分な酸素がいつでもその埋立地中 に残存することを確実にするために、その酸素濃度を０％より高くするべきであ る。約１％から２％のレベルが好ましい。温度の制御に対して相対的に広い範囲 を有する制御メカニズムを提供するために、酸素含有率は相対的に低く維持され るべきである。 本発明のプロセスおよびシステムは、さらなる養分または微生物をその埋立地 中に加えて、好気性分解をさらに促進および維持する能力も含む。例えば、窒素 、リン酸塩、および炭素の源を、その埋立地中に添加または注入して、好気性分 解に対する微生物生育の最適なレベルを維持することができる。例えば、約２０ ：１から約５０：１の炭素：窒素の濃度比が望ましい。ある有益な微生物がその 埋立地中に自然には存在しないことが確認された場合、そのような微生物も同様 に、その埋立地中に注入することができる。 本発明は、埋立地中の有害な病原体を実質的に排除するための埋立地内部の条 件を確立するための手段も含む。そのような有害病原体の存在は、温度依存性で ある。“病原体を殺す範囲”は、華氏約１３５度（約５７．２℃）から約１６０ 度（約７１．１℃）であると一般的に理解される。この範囲のより低い温度にお いては、その温度をより長い時間にわたって維持しなければならない。例えば、 約２週間の期間にわたって、その埋立地内部の温度を華氏約１３５度（約５７． ２℃）より高く維持することによって、好気性分解に対する条件を確立し、そし て維持すると同時に、病原体を実質的に排除することができる。しかしながら、 華氏１４５度（６２．８℃）より高い温度において、好ましい好気性微生物のい くらかも殺される状態で、所望の嫌気性微生物活動は減少する。代わりの実施の 形態において、好気性分解条件を確立するに先だって、少なくとも約２日にわた って埋立中の温度を華氏約１５５度（約６８．３℃）より高く上げることにより 、病原体を排除することができる。この温度において、病原体は効果的に殺され るが、好気性微生物の相当な部分もまた同様である。この実施の形態が用いられ る場合、好気性条件を確立するに先だって、そのシステムに追加の微生物を加え ることが必要となることもある。 本発明は、埋立地中で起こる分解のタイプおよび程度の指標としての埋立中で 発生するガスを監視することも含む。例えば、分解が嫌気活性に変わったかどう かの指標として、メタンガスが監視される。約５０体積％のメタンガス濃度は、 分解プロセスが嫌気性に変わったことの有力な指標である。同様に、特に空気が そのシステムに注入され、そして酸素濃度が相対的に低く保持される場合、１０ 容量％未満のメタンガス濃度は、分解プロセスが好気性であることの良好な指標 である。 所望の範囲内での温度制御を確実にするためだけでなく、分解の程度の指標と しても、温度は連続的に監視される。最適量の空気の注入にもかかわらない温度 の急激な降下は、分解性の有機材料の分解が実質的に完了したことの信号である 。セルロースおよびリグニンのような有機化合物を含有する木製品などのより複 雑な有機材料の分解は、その残存する有機材料の組成に応じてさらに数ヶ月を要 することもある。あまり複雑でないか、または容易に分解可能な有機材料がひと た び分解したならば、その埋立地は安定化状態になり、そしてその材料はもはや環 境的に危険性の副生成物または問題となるガスを生成しない。この時点で、残存 する埋立物のおよそ６０％は堆肥である。その埋立地はこの時点で閉鎖されるか 、または従来の採掘が開始されてもよい。採掘が選択されるなら、閉鎖および監 視のための費用は除かれ、そして再使用可能な埋立スペースは続く埋立操作のた めに回復される。したがって、同一の埋立地を連続的に再循環することができる 。また、その採掘材料も、農業または非農業堆肥目的で使用されることができる 。 上述の本発明の方法を実施するための少なくとも１つの好ましいシステムを、 図面において一般的に図示する。図１から図３を特に参照すると、本発明のシス テムは、埋立サイト１２を含み、上述のように、そこで廃棄物１６はその中に堆 積され、そしてカバー材料１８で被覆される。複数の注入ウェル２０は、カバー 材料１８を貫いて配置され、そして埋立中の廃棄物１６へのアクセスを提供する 。特に図３を参照すると、そのウェルは空気注入ウェル１９または水分注入ウェ ル２１のいずれかである。水分注入ウェル２１は埋立地中のそれほど遠くまでは 伸びず、および相対的に長いディフューザーセクション７１を有し、したがって 、そこから注入された水分または水は埋立塊の全体にわたって実質的に均一に浸 透または拡散することができる。一方、空気注入ウェル１９は、相当に長く、お よび埋立地の底部の比較的近傍まで伸び、および相対的に短いディフューザーセ クション７０を含む。したがって、空気は埋立塊の底部近くに最初に注入され、 そして、空気が均質に拡散されおよび埋立の頂部を通って流出することを可能に する。上述のとおり、その注入された空気の特性は、埋立地中に発生した熱を、 流出する空気によって運搬することを可能にする。 それらのウェルは、好ましくは、ＰＶＣのような軽量のポリマー材料から形成 され、そして実質的に中空品である。ＰＶＣ管材の断面は、図４および５におい て一般的に図示されるように、ウェルケーシング５８を画成することができる。 ウェルはキャップ部材５６によって蓋締めされる。図には示されていないが、注 入ウェル、特に水分注入ウェル２１は、温度感知装置のようなセンサーをも収容 することができることを理解するべきである。例えば、熱電対をウェル中に収容 して、埋立塊の温度を監視することができる。同様に、従来のガスセンサーを空 気注入ウェルに収容して、埋立塊中の特定のガスの濃度を監視することができる 。 注入ウェルは、いかなる特定の材料のタイプまたは形状にも限定されないもの と理解するべきである。例えば、金属ウェルは、本発明において正に適用可能で ある。同様に、ウェルはいかなる形状または配置を備えていてもよい。 図６において一般的に示されるように、ウェルを、埋立サイトの全体にわたる 格子配列において分配することが好ましい。図６は水分注入ウェル２１の格子２ ６および空気注入ウェル１９の格子２２を示す。図６において特に図示されてい ないが、ウェル１９、２１は好ましくはゾーンに分けられ、以下でより詳細に説 明されるように、各ゾーンは独立的に制御されることが理解されるべきである。 図６はサンプリングウェル２８も図示する。これらのウェルは、含水率を測定す るためのコアサンプルのような埋立地からのサンプルを採取する手段を提供する 。温度感知装置３２、または他の感知装置もまた、サンプリングウェル２８とと もに配置することができる。 本発明のシステムは、好気性分解を促進および維持するために、十分な埋立地 中の酸素濃度を添加および維持するための手段も含む。そのような手段の例は、 図５に図示された空気注入システムである。上述のとおり、好気性分解を維持す るために必要な酸素は、雰囲気圧空気の形態で供給されることが好ましい。しか しながら、酸素をより純粋な形態で別個に供給することができることを理解する べきである。図５を参照すると、エアコンプレッサー９８は下流圧力調節器６０ およびリリーフバルブ６１とともに提供される。図示されていないが、同様に加 圧空気用のアキュムレータまたはリザーバを与えることができる。加圧された空 気はメインガスヘッダー２４に供給される。ガスヘッダー２４は、ガス注入ウェ ル１９の個々のゾーン３８に対して独立のヘッダーライン３９を提供する。例え ば、１つのそのようなゾーン３８は、特に図５に示されるように、ウェル１から ４を含む。その図示された形態において、各ウェルは、それ自体の圧力調節器６ ０、圧力ゲージ６４、フローメーター６６、フロー調節装置６２、およびガス測 定計器６８を有するラインによって供給される。これらの部品のいかなる組み合 わせも、各ウェルに加えて、または各ウェルに対する部品の代わりに、各ゾーン に対するヘッダーラインに含まれることができることが理解されるべきである。 したがって、単一のゾーンと連係するウェルの全てを、単一の組のバルブによっ て制御することもできるし、またはゾーン内の個々のウェルを独立的に制御する こともできる。当業者の技術レベル内で、所望の管材および制御システムを設計 することが適当である。 また、好ましくは、空気システムは、埋立地内の種々のガスを監視するために 適当に設計されたガス監視装置７１も含む。たとえば、監視装置７１は、前述の 理由のために、メタンガスおよび酸素の濃度を測定することができる。 また、追加の養分またはガスを埋立地中へ添加するための手段として、追加の ガスライン３６を含んでもよい。たとえば、ライン３６は、窒素または他のガス をシステム中へ添加するのに使用することができる。さらに、ライン３６は、必 要な場合には、埋立地内により純粋な形態の酸素を注入するのに用いることがで きる。前述のように、埋立地内へと不活性な酸素を持たないガスを注入して、酸 素源としてではなく温度を制御するために、空気注入システムを用いることもで きる。この場合においては、酸素は別の源から供給されている必要がある。 また、追加のガスライン３６は、時限装置７３および／または制御バルブ７５ を含んでもよい。たとえば、確立された回数で埋立地内にある種の養分を注入し なければならないことが経験的に決定される場合に、これらの部品が有用である ことが証明される。制御および／または時限装置を、プログラムしてまたは確定 して、そのような養分ガスを自動的に注入することができる。 液体供給ライン３７を、ガス注入システムの範疇に含んでもよい。このライン は、液体の養分、たとえば液体のリン酸塩を、空気注入システムを経由して埋立 地へと注入するのに必要である。液体供給ライン３７も、同様に時限装置７３お よび／または制御バルブもしくは装置７５をも含んでもよい。 図５に例示される空気注入システムは、本発明における使用のために設計する ことができる任意の適当なシステムの単なる一例であることを理解すべきである 。しかし、本発明はいずれの特定の種類の設計にも制限されない。当業者は、空 気注入システムのいずれの方法も本発明に対応させて設計することができること を認識するであろう。たとえば、いくつの注入ウェルを用いるかに関して、およ び注入速度を制御するための装置に関しては、完全に設計上の選択の問題である 。 圧縮空気源は、好ましくは可搬式空気圧縮機である。しかし、この装置に制限さ れるものではない。たとえば、所望されるならば、圧縮空気源はオフサイト(off -site)から配管されていてもよい。空気注入システムが好ましくは操作が実質的 に自動的であるように設計されることもまた理解するべきである。たとえば、圧 力調整器６０を、中央制御ステーションから電子的に制御して、温度を制御する のに、または酸素濃度を増大させるのに必要なときにのみ、そのような装置を作 動させることができる。同様に、システムは完全に手動であってもよい。いずれ のおよび全てのそのようなシステムの修正および変更は、本発明の範囲および真 髄の範疇である。 また、システムは、埋立地内へ可変的に水分を添加して、水分含有率を約４０ ％から約７０％までの範囲内に維持するための手段を含む。水分注入システムの １つの好ましい実施形態を、図４に例示する。しかし、図４に例示されるシステ ムは本発明を制限するものではなく、単に１つの実施形態を示すことを理解する べきである。図４に例示されるシステムにおいて、水分源４２は、好ましくは、 浸出液収集システムから収集される浸出液であり、および供給ライン９２を通し て集合タンク８４へと供給される。電気式ソレノイドバルブのような制御装置７ ５をこのライン内に設けて、必要なときに集合タンク８４を自動的に満たしても よい。これに関連して、タンク８４は、高および／または低レベルセンサーを含 んで、それを満たすことを自動的に開始し、および停止してもよい。添加ライン ９４をタンク８４内へと設けて、液体の養分のような他の液体を、集合タンクを 経由してシステム内へと添加することができる。 万一、浸出液収集システムが、埋立地内の水分含有率を所望の範囲内に維持す るのに充分な浸出液を発生させない場合には、水の補充供給源４８もまたシステ ムに調和作働させられる。代替の補充供給源４８は、この目的のために確立され た池または貯水槽を含むことが好ましい。補充ポンプ９０を用いて、補充水供給 物を集合タンク８４へと供給する。ソレノイドバルブ７５のような電子制御装置 を、補充供給源とともに用いて、必要なときに補充水を自動的に添加することも できる。 浸出液添加ポンプ８２は、集合タンク８４からの吸引を受け、そして浸出液お よび／または水を、主ヘッダ３０へと分配する。リリーフバルブ８６をそのライ ン中に含んで、過剰圧力条件においてポンプが集合タンクへと再循環して戻すよ うにしてもよい。圧力計９６を含んで、システムの圧力を監視することができる 。 また、液体の養分のようなさらなる種類の液体を埋立地へと添加するために、 別個の液体添加タンク７８を含むことが所望されてもよい。このタンクは、この 目的のためのポンプ８０および制御バルブまたは装置７４とともに設計される。 ヘッダ３０は、水分注入ウェル２１の複数の別個のゾーン３８に供給する。例 示されている実施形態において、それぞれのゾーン３８は慣用の流量調整器９９ により制御される。電子ソレノイドバルブ７４のような自動装置が、それぞれの 流量調整器に連携されている。また、アイソレーションバルブ(isolation valve )７６を、それら流量調整器の下流に含んでもよい。特に表４においてわかるよ うに、複数の別個の注入ウェル２１は、それぞれの流量調整器９９に連携される 。空気注入システムとおいてと同様、それぞれの水分注入ウェルが、ゾーン制御 から独立して個別に制御されるように、それら自身に連携される制御機構を有す ることも可能である。 電子制御システム７２は、水分注入システムの自動制御に関して、図４中に一 般的に例示される。制御器７２は、たとえば自動的に開口するソレノイドバルブ ７４により水分注入を開始するように設計されてもよい。ひとたび所望される水 分含有率を維持するのに埋立地内に定期的にどれだけの量の水分を注入すべきで あるかが経験的に決定されたならば、制御システム７２は時限自動原理に基づい て設計されてもよい。一方、制御器７２は、埋立地内が低水分レベルに到達する ときにのみ、水分注入を開始するための制御信号に対して応答してもよい。空気 注入システムと同様に、慣用の制御システムのいかなる方法も、水分注入システ ムの自動制御のために設計することができることを直ちに認識すべきである。シ ステムが完全に手動であることも、同様に本発明の範囲内である。 全体のシステムが比較的に可搬性であり、それを埋立地から容易に除去し、お よび別のサイトにおいて用いることができるようにすることが好ましい。この点 に関して、図１に示されるように、制御装置は、車輪付トレーラー８内に収容さ れていてもよい。図１を参照すると、水／水分制御構成部分４０が１つのトレー ラー８内に収容され、および空気注入制御構成部分３４がもう１つのトレーラー 内に収容されている。空気圧縮機９８もまた、運搬されることが可能である。さ らに、個々のウェル２０は、埋立地から容易に引き抜くこともできるし、またそ の場に残しておくことさえできる。ウェルキャップ５６は、それらそれぞれの供 給ラインに、取り外し可能に接続されている。 本発明の範囲および神髄から離れることなしに、種々の修正および変更をシス テムに施すことができることを当業者は理解するべきである。たとえば、埋立地 内へ空気および水分を注入するための手段において、無数の変更が考えられる。 いずれのおよび全てのそのような変更は、本発明の範囲および神髄の範疇である 。本出願は、添付される請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内にあるそのよ うな修正および変更を包含する。 請求の範囲 １． 埋立地内に堆積された生分解可能廃棄物を処理するための方法であって、 前記方法は： 前記廃棄物を覆う工程と； 前記埋立地内の水分含有率を、約４０％から約７０％までの範囲内に増大させ 、かつ維持する工程と； 前記埋立地内に酸素源を注入して、微生物活動を好気性に動作させ、かつ維持 する工程と； 前記埋立地内の温度を、前記埋立地から病原菌を実質的に排除するのに充分な レベルに、かつ充分な継続時間にわたって上昇させる工程と； 前記埋立地内の温度を、華氏１３０度（５４．４℃）から華氏１５０度（６６ ．６℃）の範囲内に制御して、好気性分解を持続する工程と； 前記埋立地内の酸素含有率、水分含有率、および温度の任意の組み合わせを監 視し、およびそれらの任意の組み合わせを変化させて、前記埋立地内の好気性分 解を維持する工程と を具えたことを特徴とする方法。 ２． 前記埋立地内への注入ウェルの格子を確立する工程と、前記注入ウェルを 用いて、前記埋立地内へ水分および酸素を注入する工程とをさらに具えたことを 特徴とする請求項１に記載の方法。 ３． 前記の酸素源を注入する工程は、好気性分解を持続するのに充分な酸素が 存在することを確実にするために、前記埋立地内の酸素濃度を０．０％より高く 維持するのに充分な量で、前記埋立地内に周囲空気を注入する工程を具えたこと を特徴とする請求項１に記載の方法。 ４． 温度を制御する前記工程は、注入される空気の量を制御して前記埋立地内 の温度を変化させる工程を具えたことを特徴とする請求項３に記載の方法。 ５． 前記の埋立地内の水分含有率を上昇させかつ維持する工程は、埋立地から 収集される浸出液を、前記埋立地内へと再循環させる工程を含むことを特徴とす る請求項１に記載の方法。 ６． 補給水の供給により、前記浸出液を補充する工程を具えたことを特徴とす る請求項５に記載の方法。 ７． 前記の埋立地内の温度を病原体を実質的に排除するレベルまでかつ充分な 継続期間にわたって上昇させる工程は、病原体を殺すのに充分な時間にわたって 華氏１３５度（５７．２℃）より高い温度に上昇させる工程を具えたことを特徴 とする請求項１に記載の方法。 ８． 華氏１３５度（５７．２℃）よりも高くかつ華氏１４５度（６２．８℃） よりも低い温度に維持する工程を具えたことを特徴とする請求項７に記載の方法 。 ９． 前記埋立地内の温度を、病原体を実質的に排除するレベルまで、かつ充分 な継続期間にわたって上昇させる工程は、病原体を殺すのに充分な時間にわたっ て華氏１５５度（６８．３℃）より高い温度に上昇させる工程を含むことを特徴 とする請求項１に記載の方法。 １０． 前記好気性分解が維持されていることの指標として、前記埋立地内のガ ス発生速度を監視する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の方 法。 １１． 分解が嫌気性分解に移行したことの指標として、メタンガスの発生を監 視する工程を具えたことを特徴とする請求項１０に記載の方法。 １２． 前記埋立地内の分解が減少したことの指標として、温度を監視する工程 をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。 １３． 窒素およびリン酸塩の少なくとも１つを監視し、かつ必要な場合には添 加して、前記好気性分解のための好気性微生物の成長の最適レベルを維持する工 程をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。 １４． 炭素：窒素の濃度比を、２０：１から５０：１までの範囲内に維持する 工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１３に記載の方法。 １５． ひとたび好気性分解が安定したならば、前記埋立地を閉鎖する工程をさ らに具えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。 １６． ひとたび好気性分解が安定したならば、前記埋立地を採掘する工程をさ らに具えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。 １７． 前記採掘プロセスの後に、前記埋立地を再使用する工程をさらに具えた ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。 １８． 埋立地内の好気性分解を確立し、かつ維持するための方法であって、 少なくとも４０％の前記埋立地内の水分含有率を確立する工程と； 前記埋立地内に酸素源を添加して、前記埋立地内の廃棄物の好気性微生物分解 を促進する工程と； 廃棄物の塊に添加される酸素および水分の量を制御することによって、嫌気性 分解を制限すると同時に、実質的に好気性の微生物分解を促進しかつ維持するよ うに、前記埋立地内の温度を華氏１３０度（５４．４℃）から華氏１５０度（６ ６．６℃）に維持する工程と を具えたことを特徴とする方法。 １９． 前記廃棄物の塊内の水分含有率、温度および酸素濃度を監視する工程と 、 酸素および水分の添加を制御して、少なくとも４０％の水分含有率および華氏１ ３０度（５４．４℃）から華氏１５０度（６６．６℃）までの範囲内の温度を維 持する工程とをさらに具えたことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 ２０． 前記の酸素源を添加する工程は、酸素濃度を０．０％より高く維持する ことを確実にするのに充分な量で前記埋立地内に空気を注入する工程を具え、お よび前記の温度を維持する工程は、主として、前記埋立地内に注入される空気の 量を変化させることにより温度を制御する工程を具えたことを特徴とする請求項 １９に記載の方法。 ２１． 前記の廃棄物の塊内の温度を華氏１３０度（５４．４℃）から華氏１５ ０度（６６．６℃）に維持する工程に先だって、病原菌を実質的に排除するため の前記埋立地内の条件を確立する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１ ８に記載の方法。 ２２．前記の廃棄物の塊内の温度を華氏１３０度（５４．４℃）から華氏１５０ 度（６６．６℃）に維持する工程と実質的に同時に、病原菌を実質的に排除する ための前記埋立地内の条件を確立する工程をさらに具えたことを特徴とする請求 項１８に記載の方法。 ２３． 前記埋立地内に確立されたウェルの格子を通して、前記埋立地に対して 酸素および水分を添加する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１８に記 載の方法。 ２４．前記の少なくとも４０％の前記埋立地内の水分含有率を確立する工程は、 前記埋立地内を貫いて浸出液を再循環させる工程と、水の補充供給源を用いて前 記浸出液を補充する工程とを具えたことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 ２５． 生分解可能廃棄物の好気性分解のためのシステムであって、 埋立サイトであって、前記廃棄物がその中に堆積され、および被覆材料によっ て被覆される埋立サイトと； 前記被覆材料を貫いて配設され、前記廃棄物に対するアクセスを供給する複数 の注入ウェルと； 前記埋立地内の水分含有率、酸素濃度、および温度を監視するための手段と； 好気性分解を促進しかつ持続するのに充分に、前記埋立地内の酸素濃度を添加 しかつ維持するための手段と； 前記埋立地内の温度を、華氏１３０度（５４．４℃）から華氏１５０度（６６ ．６℃）の範囲内に制御するための手段と； 約４０％から約７０％までの範囲内の前記埋立地内の水分含有率の好気性分解 条件を維持するように、前記注入ウェルを通して前記埋立地内へ水分を可変的に 添加するための手段と を具えたことを特徴とするシステム。 ２６． 前記注入ウェルは、少なくとも１つのガスヘッダから供給されるガス注 入ウェルの格子と、少なくとも１つの水分ヘッダから供給される水分注入ウェル の格子とを具えたことを特徴とする請求項２５に記載のシステム。 ２７． 前記監視するための手段は、前記被覆材料を貫通して前記埋立地内へと 配設されて、前記埋立地内の条件をサンプリングするためのアクセスを提供する 少なくとも１つのウェルと、前記埋立地内の温度を測定するために設計された温 度検出装置と、前記埋立地内の酸素、メタンおよびＣＯ₂濃度の少なくとも１つ を測定するように設計された少なくとも１つのガス分析装置とを具えたことを特 徴とする請求項２５に記載のシステム。 ２８． 前記酸素濃度を添加しかつ維持するための手段は、前記注入ウェルの複 数を通して前記埋立地内に加圧されている空気を添加して、前記監視手段から検 出された酸素濃度に応答して、前記埋立地内の酸素濃度を０．０％より高く維持 するための実質的に自動化された空気システムを具えたことを特徴とする請求項 ２５に記載のシステム。 ２９． 前記空気システムは、圧縮空気源と連結されている少なくとも１つのガ スヘッダから供給される前記注入ウェルの格子を具え、および前記埋立地内へと 補充するガスを添加して、前記好気性分解を促進するための少なくとも１つのガ ス添加ラインをさらに具えたことを特徴とする請求項２８に記載のシステム。 ３０． 前記注入ウェルの格子は、前記埋立地内の複数のゾーンへと分割され、 前記ゾーンのそれぞれは、複数の前記注入ウェルを有することを特徴とする請求 項２９に記載のシステム。 ３１． 前記ゾーンのそれぞれは、前記埋立地内の別個の区域内の酸素濃度を変 化させることを自動的に制御可能であることを特徴とする請求項３０に記載のシ ステム。 ３２． 前記注入ウェルのそれぞれは、前記個別の注入ウェルを通して前記埋立 地内に注入される空気の量を変化させることを自動的に制御可能であることを特 徴とする請求項３０に記載のシステム。 ３３． 前記水分を添加するための手段は、前記注入ウェルの複数を通して前記 埋立地内へと水を添加して、前記監視手段から検出される水分含有率に応答して 、前記埋立地内の水分含有率を前記好気性範囲内に維持するための実質的に自動 化されている水システムを具えたことを特徴とする請求項２６に記載のシステム 。 ３４． 前記水システムは、水源と連結されている少なくとも１つの水ヘッダか ら供給される前記注入ウェルの格子を具え、および前記埋立地内へ補充流体を添 加して好気性分解を促進するための少なくとも１つの流体添加ラインをさらに具 えたことを特徴とする請求項３３に記載のシステム。 ３５． 前記水源は、前記埋立地から収集される流出液を前記埋立地内へと再循 環させて戻すように流出液収集システムを具えたことを特徴とする請求項３４に 記載のシステム。 ３６． 前記流出液システムを拡大するための水の補充供給源をさらに具えたこ とを特徴とする請求項３５に記載のシステム。 ３７． 前記注入ウェルの格子は、複数のゾーンに分割され、前記ゾーンのそれ ぞれは、前記注入ウェルの複数を含むことを特徴とする請求項３４に記載のシス テム。 ３８． 前記ゾーンのそれぞれは、前記個々のゾーンにより供給される前記埋立 地内の別個の区域の水分含有率レベルを変化させることを自動的に制御可能であ ることを特徴とする請求項３７に記載のシステム。 ３９． 前記システムは可搬性であり、および別の前記埋立地に再配置できるこ とを特徴とする請求項２５に記載のシステム。 ４０． 前記温度を制御するための手段は、前記埋立地内の温度を監視するのに 使用できるように設計された温度検出装置を含み、前記温度検出装置から検出さ れる温度に応答して、前記埋立地内へと導入される水分、空気または酸素の量の 任意の組み合わせを制御することにより、温度を制御しかつ維持することを特徴 とする請求項２５に記載のシステム。 ４１． 前記空気添加システムは、前記酸素濃度を添加しかつ維持する手段の部 品であることを特徴とする請求項４０に記載のシステム。 ４２． 前記温度を制御するための手段は、前記注入ウェルの少なくともいくつ かとともに設計されたガス注入システムを含み、前記埋立地内の温度は、前記埋 立地内へと注入されるガスの量により制御されることを特徴とする請求項２５に 記載のシステム。 ４３． 前記ガス注入システムは、周囲空気注入システムを含むことを特徴とす る請求項４２に記載のシステム。 ４４． 前記ガス注入システムは、前記酸素濃度を添加しかつ維持する手段の部 品であることを特徴とする請求項４３に記載のシステム。 ４５． 前記温度を制御するための手段は、前記酸素を添加しかつ維持するため の手段と協働し、温度は前記埋立地内の酸素濃度により制御されることを特徴と する請求項２５に記載のシステム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 埋立地内に堆積された生分解可能廃棄物を処理するための方法であって、 前記方法は： 前記廃棄物を覆う工程と； 前記埋立地内の水分含有率を、約４０％から約７０％までの範囲内に増大させ 、かつ維持する工程と； 前記埋立地内に酸素源を注入して、微生物活動を好気性に動作させ、かつ維持 する工程と； 前記埋立地内の温度を、前記埋立地から病原菌を実質的に排除するのに充分な レベルに、かつ充分な継続時間にわたって上昇させる工程と； 前記埋立地内の温度を、華氏約１３０度から華氏約１５０度の範囲内に制御し て、好気性分解を持続する工程と； 前記埋立地内の酸素含有率、水分含有率、および温度の任意の組み合わせを監 視し、およびそれらの任意の組み合わせを変化させて、前記埋立地内の好気性分 解を維持する工程と を具えたことを特徴とする方法。 ２． 前記埋立地内への注入ウェルの格子を確立する工程と、前記注入ウェルを 用いて、前記埋立地内へ水分および酸素を注入する工程とをさらに具えたことを 特徴とする請求項１に記載の方法。 ３． 前記の酸素源を注入する工程は、好気性分解を持続するのに充分な酸素が 存在することを確実にするために、前記埋立地内の酸素濃度を約０．０％より高 く維持するのに充分な量で、前記埋立地内に周囲空気を注入する工程を具えたこ とを特徴とする請求項１に記載の方法。 ４． 温度を制御する前記工程は、注入される空気の量を制御して前記埋立地内 の温度を変化させる工程を具えたことを特徴とする請求項３に記載の方法。 ５． 前記の埋立地内の水分含有率を上昇させかつ維持する工程は、埋立地から 収集される浸出液を、前記埋立地内へと再循環させる工程を含むことを特徴とす る請求項１に記載の方法。 ６． 補給水の供給により、前記浸出液を補充する工程を具えたことを特徴とす る請求項５に記載の方法。 ７． 前記の埋立地内の温度を病原体を実質的に排除するレベルまでかつ充分な 継続期間にわたって上昇させる工程は、病原体を殺すのに充分な時間にわたって 華氏約１３５度より高い温度に上昇させる工程を具えたことを特徴とする請求項 １に記載の方法。 ８． 華氏約１３５度よりも高くかつ華氏約１４５度よりも低い温度に維持する 工程を具えたことを特徴とする請求項７に記載の方法。 ９． 前記埋立地内の温度を、病原体を実質的に排除するレベルまで、かつ充分 な継続期間にわたって上昇させる工程は、病原体を殺すのに充分な時間にわたっ て華氏約１５５度より高い温度に上昇させる工程を含むことを特徴とする請求項 １に記載の方法。 １０． 前記好気性分解が維持されていることの指標として、前記埋立地内のガ ス発生速度を監視する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の方 法。 １１． 分解が嫌気性分解に移行したことの指標として、メタンガスの発生を監 視する工程を具えたことを特徴とする請求項１０に記載の方法。 １２． 前記埋立地内の分解が減少したことの指標として、温度を監視する工程 をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。 １３． 窒素およびリン酸塩の少なくとも１つを監視し、かつ必要な場合には添 加して、前記好気性分解のための好気性微生物の成長の最適レベルを維持する工 程をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。 １４． 炭素：窒素の濃度比を、約２０：１から約５０：１までの範囲内に維持 する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１３に記載の方法。 １５． ひとたび好気性分解が安定したならば、前記埋立地を閉鎖する工程をさ らに具えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。 １６． ひとたび好気性分解が安定したならば、前記埋立地を採掘する工程をさ らに具えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。 １７． 前記採掘プロセスの後に、前記埋立地を再使用する工程をさらに具えた ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。 １８． 埋立地内の好気性分解を確立し、かつ維持するための方法であって、 少なくとも約４０％の前記埋立地内の水分含有率を確立する工程と； 前記埋立地内に酸素源を添加して、前記埋立地内の廃棄物の好気性微生物分解 を促進する工程と； 廃棄物の塊に添加される酸素および水分の量を制御することによって、嫌気性 分解を制限すると同時に、実質的に好気性の微生物分解を促進しかつ維持するよ うに、前記埋立地内の温度を華氏約１３０度から華氏約１５０度に維持する工程 と を具えたことを特徴とする方法。 １９． 前記廃棄物の塊内の水分含有率、温度および酸素濃度を監視する工程と 、 酸素および水分の添加を制御して、少なくとも約４０％の水分含有率および華氏 約１３０度から華氏約１５０度までの範囲内の温度を維持する工程とをさらに具 えたことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 ２０． 前記の酸素源を添加する工程は、酸素濃度を０．０％より高く維持する ことを確実にするのに充分な量で前記埋立地内に空気を注入する工程を具え、お よび前記の温度を維持する工程は、主として、前記埋立地内に注入される空気の 量を変化させることにより温度を制御する工程を具えたことを特徴とする請求項 １９に記載の方法。 ２１． 前記の廃棄物の塊内の温度を華氏約１３０度から華氏約１５０度に維持 する工程に先だって、病原菌を実質的に排除するための前記埋立地内の条件を確 立する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 ２２．前記の廃棄物の塊内の温度を華氏約１３０度から華氏約１５０度に維持す る工程と実質的に同時に、病原菌を実質的に排除するための前記埋立地内の条件 を確立する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 ２３． 前記埋立地内に確立されたウェルの格子を通して、前記埋立地に対して 酸素および水分を添加する工程をさらに具えたことを特徴とする請求項１８に記 載の方法。 ２４． 前記の少なくとも約４０％の前記埋立地内の水分含有率を確立する工程 は、前記埋立地内を貫いて浸出液を再循環させる工程と、水の補充供給源を用い て前記浸出液を補充する工程とを具えたことを特徴とする請求項１８に記載の方 法。 ２５． 生分解可能廃棄物の好気性分解のためのシステムであって、 埋立サイトであって、前記廃棄物がその中に堆積され、および被覆材料によっ て被覆される埋立サイトと； 前記被覆材料を貫いて配設され、前記廃棄物に対するアクセスを供給する複数 の注入ウェルと； 前記埋立地内の水分含有率、酸素濃度、および温度を監視するための手段と； 好気性分解を促進しかつ持続するのに充分に、前記埋立地内の酸素濃度を添加 しかつ維持するための手段と； 前記埋立地内の温度を、華氏約１３０度から華氏約１５０度の範囲内に制御す るための手段と； 約４０％から約７０％までの範囲内の前記埋立地内の水分含有率の好気性分解 条件を維持するように、前記注入ウェルを通して前記埋立地内へ水分を可変的に 添加するための手段と を具えたことを特徴とするシステム。 ２６． 前記注入ウェルは、少なくとも１つのガスヘッダから供給されるガス注 入ウェルの格子と、少なくとも１つの水分ヘッダから供給される水分注入ウェル の格子とを具えたことを特徴とする請求項２５に記載のシステム。 ２７． 前記監視するための手段は、前記被覆材料を貫通して前記埋立地内へと 配設されて、前記埋立地内の条件をサンプリングするためのアクセスを提供する 少なくとも１つのウェルと、前記埋立地内の温度を測定するために設計された温 度検出装置と、前記埋立地内の酸素、メタンおよびＣＯ₂濃度の少なくとも１つ を測定するように設計された少なくとも１つのガス分析装置とを具えたことを特 徴とする請求項２５に記載のシステム。 ２８． 前記酸素濃度を添加しかつ維持するための手段は、前記注入ウェルの複 数を通して前記埋立地内に加圧されている空気を添加して、前記監視手段から検 出された酸素濃度に応答して、前記埋立地内の酸素濃度を約０．０％より高く維 持するための実質的に自動化された空気システムを具えたことを特徴とする請求 項２５に記載のシステム。 ２９． 前記空気システムは、圧縮空気源と連結されている少なくとも１つのガ スヘッダから供給される前記注入ウェルの格子を具え、および前記埋立地内へと 補充するガスを添加して、前記好気性分解を促進するための少なくとも１つのガ ス添加ラインをさらに具えたことを特徴とする請求項２８に記載のシステム。 ３０． 前記注入ウェルの格子は、前記埋立地内の複数のゾーンへと分割され、 前記ゾーンのそれぞれは、複数の前記注入ウェルを有することを特徴とする請求 項２９に記載のシステム。 ３１． 前記ゾーンのそれぞれは、前記埋立地内の別個の区域内の酸素濃度を変 化させることを自動的に制御可能であることを特徴とする請求項３０に記載のシ ステム。 ３２． 前記注入ウェルのそれぞれは、前記個別の注入ウェルを通して前記埋立 地内に注入される空気の量を変化させることを自動的に制御可能であることを特 徴とする請求項３０に記載のシステム。 ３３． 前記水分を添加するための手段は、前記注入ウェルの複数を通して前記 埋立地内へと水を添加して、前記監視手段から検出される水分含有率に応答して 、前記埋立地内の水分含有率を前記好気性範囲内に維持するための実質的に自動 化されている水システムを具えたことを特徴とする請求項２６に記載のシステム 。 ３４． 前記水システムは、水源と連結されている少なくとも１つの水ヘッダか ら供給される前記注入ウェルの格子を具え、および前記埋立地内へ補充流体を添 加して好気性分解を促進するための少なくとも１つの流体添加ラインをさらに具 えたことを特徴とする請求項３３に記載のシステム。 ３５． 前記水源は、前記埋立地から収集される流出液を前記埋立地内へと再循 環させて戻すように流出液収集システムを具えたことを特徴とする請求項３４に 記載のシステム。 ３６． 前記流出液システムを拡大するための水の補充供給源をさらに具えたこ とを特徴とする請求項３５に記載のシステム。 ３７． 前記注入ウェルの格子は、複数のゾーンに分割され、前記ゾーンのそれ ぞれは、前記注入ウェルの複数を含むことを特徴とする請求項３４に記載のシス テム。 ３８． 前記ゾーンのそれぞれは、前記個々のゾーンにより供給される前記埋立 地内の別個の区域の水分含有率レベルを変化させることを自動的に制御可能であ ることを特徴とする請求項３７に記載のシステム。 ３９． 前記システムは可搬性であり、および別の前記埋立地に再配置できるこ とを特徴とする請求項２５に記載のシステム。 ４０． 前記温度を制御するための手段は、前記埋立地内の温度を監視するのに 使用できるように設計された温度検出装置を含み、前記温度検出装置から検出さ れる温度に応答して、前記埋立地内へと導入される水分、空気または酸素の量の 任意の組み合わせを制御することにより、温度を制御しかつ維持することを特徴 とする請求項２５に記載のシステム。 ４１． 前記空気添加システムは、前記酸素濃度を添加しかつ維持する手段の部 品であることを特徴とする請求項４０に記載のシステム。 ４２． 前記温度を制御するための手段は、前記注入ウェルの少なくともいくつ かとともに設計されたガス注入システムを含み、前記埋立地内の温度は、前記埋 立地内へと注入されるガスの量により制御されることを特徴とする請求項２５に 記載のシステム。 ４３． 前記ガス注入システムは、周囲空気注入システムを含むことを特徴とす る請求項４２に記載のシステム。 ４４． 前記ガス注入システムは、前記酸素濃度を添加しかつ維持する手段の部 品であることを特徴とする請求項４３に記載のシステム。 ４５． 前記温度を制御するための手段は、前記酸素を添加しかつ維持するため の手段と協働し、温度は前記埋立地内の酸素濃度により制御されることを特徴と する請求項２５に記載のシステム。