JP2005224674A - 最終処分場埋立地の廃止時期短縮方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 最終処分場埋立地を閉鎖してから廃止するまでの期間を短縮し、酸化剤の総注入量を減らすことが可能な廃止時期短縮方法を提供する。
【解決手段】 廃棄物層に空気を送り込んで、微生物による易分解性有機物の分解を促進させ、ＢＯＤとＣＯＤとが廃止基準Ａに達するまで、酸化剤を複数回に分けて廃棄物層に注入するに際して、酸化剤注入の指標となるＢＯＤの所定値ｂ１〜ｂ３を、多段的に漸次に低下させ且つＣＯＤを下回る値として複数設定し、ＢＯＤが各ピークＰ１〜Ｐ３を経てＣＯＤを下回り各所定値ｂ１〜ｂ３に達する毎に、酸化剤を注入して、廃棄物層中に残留する難分解性有機物を易分解性有機物に分解する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、廃棄物を埋立てて最終処分する最終処分場埋立地の廃止時期を短縮する方法に関する。

従来、最終処分場埋立地を閉鎖（埋立終了）した後に、「一般廃棄物の最終処分及び産業廃棄物の最終処分に係る技術上の基準を定める命令」で定められた最終処分場埋立地の廃止基準を満たすことによって上記最終処分場埋立地を廃止することができる。しかしながら、この中で特に浸出水についての廃止基準は、維持管理計画に定められた排水基準となっており、これは、浸出水処理の高度化傾向にある昨今としては極めて厳しい基準となっている。このため、最終処分場埋立地の閉鎖から廃止までに要する期間が長期に渡る場合が多く、その期間の維持管理費の増大や跡地利用の制限等の問題が顕在化しているばかりでなく、一部の最終処分場埋立地については半永久的に廃止できないといった状況も生じている。

図６に示すように、近年、採用事例の多い準好気性の最終処分場埋立地４０の構造は、埋立てられた廃棄物層４１の底部に栗石と有孔管とから成る浸出水集排水管４２と、この集排水管４２に接続する立渠４３（空気抜き）とを設け、浸出水を速やかに埋立系外にある水処理施設へ排出し、廃棄物層４１に浸出水を滞水（内部貯留）させないことにより、上記集排水管４２から埋立地の内部へ空気４４を取り込んで廃棄物層４１内を準好気的に保っている。

これによると、廃棄物層４１内の微生物が易分解性有機物を分解する。この際、浸出水は集排水管４２を通って速やかに水処理施設へ排出され、廃棄物層４１の温度と外気温との差により自然に空気４４が集排水管４２から廃棄物層４１内へ取り込まれるため、廃棄物層４１内の好気的領域が拡大し、好気性微生物の働きが活発になる。

図７に示すグラフは、準好気性の最終処分場埋立地における浸出水質の経時変化を示しており、埋立開始Ｓから廃棄物の投入量が増大するにつれて、浸出水中の易分解性有機物の濃度の指標となるＢＯＤ（一点鎖線）と、浸出水中の難分解性有機物の濃度の指標となるＣＯＤ（実線）とが、共に上昇する。その後、最終処分場埋立地が廃棄物で満たされると、廃棄物の投入を停止し、最終処分場埋立地を閉鎖する。これにより、ＢＯＤは上記微生物による易分解性有機物の分解の進行に伴って次第に低下するとともに、ＣＯＤもＢＯＤより緩やかに低下する。そして、ＢＯＤとＣＯＤとが共に廃止基準Ａよりも低下した時点で、最終処分場埋立地を廃止している。尚、最終処分場埋立地を廃止した場合、埋立構造を破壊しない範囲において、最終処分場埋立地の敷地を別途有効利用することができる。

しかしながら上記の従来形式では、最終処分場埋立地を閉鎖してから廃止するまでに要する廃止期間Ｌが長く、この廃止期間Ｌを短縮することは困難であるといった問題があった。

また、廃棄物の埋立処理方法として、例えば、埋立地のピットの底部に設けられた排水管に鉛直な排出ダクトを接続し、排出ダクトの上部に排気扇を設けたものがある（特許文献１参照）。

これによると、排気扇を作動させることにより、廃棄物層内のガスおよび浸出水を効率良く収集することができる。また、廃棄物層内が負圧になることで、地表から廃棄物層内に空気が入り、廃棄物層内が準好気的に保たれるため、好気性微生物の働きが活発になり、好気性微生物による易分解性有機物の分解が促進される。

しかしながら上記の従来形式では、微生物の分解のみでは有機物（特に難分解性有機物）の分解速度に限界があり、廃止基準を満たすのに長期間を要し、廃止期間を短縮する効果はほとんど得られないといった問題がある。

また、有機物汚染土壌の修復法として、汚染土壌に酸化剤を注入し、油等の高分子有機物を低分子化した後、空気を強制的に送り込むことで微生物の活性を高め、汚染土壌を原位置で浄化するものがある（特許文献２参照）。

しかしながら上記の従来形式では、酸化剤をどのような時期に注入するのか不明であり、したがって、高分子有機物を効率良く低分子化するために多量の酸化剤を要し、コストアップするといった問題がある。

また、廃棄物埋立地盤の浄化方法として、空気や酸化剤といった浄化促進成分を高圧パルス状にして間欠的に廃棄物層内に注入することで、微生物の活性を高め、廃棄物層を原位置で浄化するものがある（特許文献３参照）。

しかしながら上記の従来形式では、酸化剤をどのような時期に注入するのか不明であり、したがって、上記と同様に、多量の酸化剤を要してコストアップするといった問題がある。
特開昭６３−１４２１１１号公報 特開２００２−２５４０６２号公報 特開２００１−１４５８７２号公報

本発明は、最終処分場埋立地を閉鎖してから廃止するまでの期間を短縮することができるとともに、酸化剤の総注入量を減らすことが可能な最終処分場埋立地の廃止時期短縮方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本第１発明は、微生物により廃棄物層中の易分解性有機物が分解され、ＢＯＤとＣＯＤとが低下して廃止基準に達するまで、酸化剤を複数回に分けて廃棄物層に注入する最終処分場埋立地の廃止時期短縮方法であって、上記酸化剤を注入する指標となるＢＯＤの所定値を多段的に漸次に低下させて設定し、上記ＢＯＤが指標となる所定値に達する毎に注入する酸化剤で、廃棄物層中に残留する難分解性有機物を易分解性有機物に分解するものである。

これによると、酸化剤を廃棄物層に注入することで、廃棄物層中に残留している難分解性有機物が低分子化されて易分解性有機物に変換され、この易分解性有機物が微生物により分解されるため、難分解性有機物も減少する。これにより、最終処分場埋立地を閉鎖してから廃止するまでの期間を短縮することができる。

また、ＢＯＤが所定値まで低下すると、酸化剤を廃棄物層に注入し、その後、ＢＯＤが前回注入時の所定値よりも低い次の所定値まで低下すると、酸化剤を廃棄物層に注入することを繰り返すことにより、酸化剤の総注入量を減らすことが可能となる。

また、本第２発明は、所定値は、微生物が易分解性有機物を分解することによりＢＯＤが低下してＣＯＤを下回る値とするものである。
これによると、ＢＯＤが低下してＣＯＤを下回る所定値に達すると、酸化剤を廃棄物層に注入し、その後、再度、ＢＯＤが低下してＣＯＤを下回り且つ前回注入時の所定値よりも低い次の所定値に達すると、酸化剤を廃棄物層に注入することを繰り返すことにより、酸化剤の総注入量を減らすことが可能となる。

また、本第３発明は、酸化剤を注入した後、洗浄水を廃棄物層に散水して有機物を洗い出すものである。
これによると、注入された酸化剤により、難分解性有機物が低分子化されるとともに親水性に変換されるため、散水された洗浄水に溶出する有機物の量が増加し、上記洗浄水によって廃棄物層から洗い出される有機物の量が増える。これにより、最終処分場埋立地を閉鎖してから廃止するまでの期間をさらに短縮することができる。

本発明によると、最終処分場埋立地を閉鎖してから廃止するまでの期間を短縮することができるため、最終処分場埋立地の敷地を早期に有効利用することができる。また、酸化剤の総注入量を減らすことができるため、コストダウンが図れる。

以下、本発明における第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、１は準好気性埋立構造の最終処分場埋立地であり、埋立基礎地盤２に遮水工３が施工され、遮水工３の上方に廃棄物を埋立てる埋立領域が形成され、この領域に廃棄物層４が形成されている。上記遮水工３は粘度層や遮水シート等からなるもので、降水等に由来する浸出水が埋立基礎地盤２へ浸透することを防止するものである。この廃棄物を埋立てる埋立領域と非埋立領域との境には、双方の領域を隔てる堰堤５が設けられており、さらに、埋立領域は区画堤（図示省略）によって域内を複数に区画される場合もある。

また、上記遮水工３の上部には複数の集排水管６が配設されており、集排水管６の下流端は上記堰堤５に形成された集排水ピット７に連通している。上記集排水管６は浸出水を排出するためのものであり、様々な構造があるが、ここでは、有孔管８の周囲を栗石９で覆った構造を備えている。また、廃棄物層４の複数箇所には、廃棄物層４内で発生するガスを外部へ排出するための立渠１０が形成されている。上記集排水ピット７内には排水ポンプ１１が設置され、集排水ピット７内に流入した浸出水は排水ポンプ１１で浸出水処理施設へ排水される。

上記最終処分場埋立地１の複数箇所には、廃棄物層４内に液体の酸化剤１４を注入する酸化剤注入装置１５と、廃棄物層４上から廃棄物層４内に空気１８を注入する第１の空気注入装置１６と、集排水管６の下流端から廃棄物層４内に空気１８を注入する第２の空気注入装置１７とが設けられている。上記酸化剤注入装置１５は、廃棄物層４上に設置され且つ酸化剤１４を貯留するタンク１９と、タンク１９から廃棄物層４内の上部に挿入された酸化剤注入管２０と、酸化剤注入管２０に設けられて酸化剤１４を圧送する注入ポンプ２１とで構成されている。また、第１の空気注入装置１６は、ブロワ２３と、ブロワ２３から廃棄物層４内の下部まで挿入された空気注入管２４とで構成されている。さらに、第２の空気注入装置１７は、ブロワ２６と、ブロワ２６から集排水ピット７を通って集排水管６の下流端部内に挿入された空気注入管２７とで構成されている。尚、上記酸化剤注入管２０と空気注入管２４とはほぼ同じ場所に並べて配設されている。

また、上記第１の空気注入装置１６による空気１８の注入箇所は立渠１０から離れた箇所に設定されている。また、液体の酸化剤１４としては、例えば、過マンガン酸塩（ＫＭｎＯ_４やＮａＭｎＯ_４）、過硫酸塩（Ｋ_２Ｓ_２Ｏ_８やＮａ_２Ｓ_２Ｏ_８）、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）等が用いられ、さらに、上記過酸化水素にＦｅ２＋を共存させて酸化力を高めたり、或いは、ＫＭｎＯ_４のｐＨを低くして酸化力を高めてもよい。

以下、上記構成における作用を説明する。
浸出水は、集排水管６内を流れて集排水ピット７内に集められ、排水ポンプ１１で浸出水処理施設へ排水される。これにより、廃棄物層４に浸出水が滞水せず、廃棄物層４の温度と外気温との差によって、集排水管６から廃棄物層４内に空気が自然に取り込まれる。

また、第１および第２の空気注入装置１６，１７の各ブロワ２３，２６を作動させることにより、空気１８が、強制的に、空気注入管２４から廃棄物層４内に注入されるとともに、空気注入管２７から集排水管６を通って廃棄物層４内に注入される。さらに、酸化剤注入装置１５の注入ポンプ２１を作動させることにより、酸化剤１４がタンク１９から酸化剤注入管２０を通って廃棄物層４内に注入され、廃棄物層４内の上部から四方へ拡散しながら下降する。

次に、上記最終処分場埋立地１の廃止時期短縮方法を以下に説明する。
上記のように第１および第２の空気注入装置１６，１７で廃棄物層４内に空気１８を注入して、微生物による易分解性有機物の分解を促進させながら、図２のグラフに示すように、酸化剤注入装置１５を間欠的に作動させ、浸出水のＢＯＤ（一点鎖線）とＣＯＤ（実線）とが廃止基準Ａに達するまで、酸化剤１４を複数回（図２では３回）に分けて廃棄物層４内に注入する。この際、上記酸化剤１４は、ＢＯＤが各所定値ｂ１〜ｂ３に達する毎に、注入される。また、上記各所定値ｂ１〜ｂ３は、埋立開始Ｓからの経過時間に応じて、多段的に漸次に低下するように設定されている。

これによると、浸出水のＢＯＤの曲線は、易分解性有機物の濃度の指標となるものであり、埋立開始Ｓから次第に上昇して第１のピークＰ１に達した後、微生物による易分解性有機物の分解の進行に応じて次第に低下する。また、浸出水のＣＯＤの曲線は、難分解性有機物の濃度の指標となるものであり、埋立開始Ｓから次第に上昇し、最大値Ｍに達した後、ＢＯＤよりも緩やかに低下していく。そして、上記ＢＯＤが第１のピークＰ１を経てＣＯＤを下回り第１の所定値ｂ１まで低下すると、第１回目の酸化剤１４の注入Ｔ１を行う。

これにより、廃棄物層４中に残留している難分解性有機物（高分子有機物）が低分子化されて易分解性有機物（低分子有機物）に変換されるため、上記酸化剤注入Ｔ１の直後、ＣＯＤが急激に低下するとともに、ＢＯＤが上昇して第２のピークＰ２が発生する。その後、ＢＯＤが第２のピークＰ２を経てＣＯＤを下回り且つ第１の所定値ｂ１よりも低い第２の所定値ｂ２まで低下すると、第２回目の酸化剤１４の注入Ｔ２を行う。

これにより、再度、廃棄物層４中に残留している難分解性有機物が易分解性有機物に変換されるため、上記酸化剤注入Ｔ２の直後、ＣＯＤが急激に低下するとともに、ＢＯＤが上昇して第３のピークＰ３が発生する。その後、ＢＯＤが第３のピークＰ３を経てＣＯＤを下回り第２の所定値ｂ２よりも低い第３の所定値ｂ３まで低下すると、第３回目の酸化剤１４の注入Ｔ３を行う。

これにより、さらに、廃棄物層４中に残留している難分解性有機物が易分解性有機物に変換されるため、上記酸化剤注入Ｔ３の直後、ＣＯＤが急激に低下するとともに、ＢＯＤが上昇して第４のピークＰ４が発生する。その直後、ＢＯＤとＣＯＤとが共に廃止基準Ａ以下に低下して、最終処分場埋立地１が廃止される。

このように、廃棄物層４に空気１８と酸化剤１４とを注入することにより、微生物が活性化されるとともに、廃棄物層４中に残留している難分解性有機物が易分解性有機物に変換され、この易分解性有機物が微生物により分解されるため、難分解性有機物も減少する。これにより、最終処分場埋立地１を閉鎖してから廃止するまでの廃止期間Ｌを短縮することができる。

さらに、酸化剤１４を３回に分けて注入する際、ＢＯＤがピークを経てＣＯＤを下回り且つ前回注入時の所定値よりも低い所定値に達すると、酸化剤１４を廃棄物層４に注入することを繰り返すことによって、酸化剤１４の総注入量を減らすことが可能となる。

尚、参考として、図３に、酸化剤１４を、複数回に分けて注入するのではなく、１回のみで総注入量分を全て注入した場合の浸出水質の経時変化のグラフを示す。図３のグラフによると、廃止期間Ｌは、酸化剤１４を注入しない場合（図７参照）のものに比べて短縮されるが、酸化剤１４を３回に分けて注入する場合（図２参照）のものに比べて長くなる。したがって、酸化剤１４を複数回に分けて注入する方が廃止期間Ｌをより効果的に短縮し得る。

上記実施の形態では、酸化剤１４を３回に分けて注入しているが、３回に限定されるものではなく、２回に分けて注入したり、或いは、４回以上に分けて注入してもよい。
上記実施の形態では、第１の空気注入装置１６と第２の空気注入装置１７とを設けているが、第１の空気注入装置１６と第２の空気注入装置１７とのいずれか片方のみを設けてもよい。

上記実施の形態では、空気１８を第１の空気注入装置１６と第２の空気注入装置１７とから常時連続的に注入してもよいし、或いは、間欠的に注入してもよい。また、第１の空気注入装置１６と第２の空気注入装置１７とを交互に切換えて作動させてもよい。

上記実施の形態では、空気１８を廃棄物層４内に注入することにより、微生物による易分解性有機物の分解が促進されるため、最終処分場埋立地１を閉鎖してから廃止するまでの廃止期間Ｌがさらに短縮されるが、空気１８を注入せず、酸化剤１４の注入だけでも、難分解性有機物が易分解性有機物に変換されるため、上記廃止期間Ｌを短縮する効果は十分に発揮される。

次に、本発明における第２の実施の形態を説明する。
図４に示すように、浸出水処理施設で浸出水を処理した後の処理水２９（洗浄水の一例）を廃棄物層４に散水する散水装置３０が設置されている。そして、図２のグラフに示すように、各酸化剤注入Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の後、上記散水装置３０から処理水２９を廃棄物層４に一定期間ｔだけ散水する。

これによると、各酸化剤注入Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３により、難分解性有機物が低分子化されるとともに親水性に変換されるため、散水された処理水２９に溶出する有機物の量が増加し、上記処理水２９によって廃棄物層４から洗い出される有機物の量が増える。これにより、最終処分場埋立地１を閉鎖してから廃止するまでの廃止期間Ｌをより一層短縮することができる。

上記第２の実施の形態では、洗浄水の一例として浸出水の処理水２９を散水しているが、洗浄水として、河川水又は浸出水を散水してもよい。また、上記散水装置３０を用いて散水しているが、散水車等を用いてもよい。

上記第１の実施の形態では、液体の酸化剤１４を用いたが、次に説明する第３の実施の形態では、図５に示すように、オゾン３１等の気体の酸化剤を用いている。すなわち、酸化剤注入装置１５は、廃棄物層４上に配置されたオゾン発生機３２と、オゾン発生機３２から廃棄物層４内に挿入され且つオゾン発生機３２で発生したオゾン３１を廃棄物層４内の底部に注入する酸化剤注入管２０とで構成されている。

これによると、オゾン発生機３２で発生したオゾン３１は、酸化剤注入管２０を通って廃棄物層４内の下部に注入され、四方に拡散しながら上昇する。
上記第３の実施の形態では、空気１８を廃棄物層４内に注入しているが、空気１８を注入せず、オゾン３１の注入だけでも、難分解性有機物が易分解性有機物に変換されるため、上記廃止期間Ｌを短縮する効果は十分に発揮される。また、先述した第２の実施の形態の散水装置３０（図４参照）を設置してもよい。

本発明の第１の実施の形態における最終処分場埋立地の構造を示す断面図である。 同、最終処分場埋立地の浸出水質の経時変化を示すグラフであり、酸化剤を３回に分けて注入した場合を示す。 同、最終処分場埋立地の浸出水質の経時変化を示すグラフであり、酸化剤を１回で全て注入した場合を示す。 本発明の第２の実施の形態における最終処分場埋立地の構造を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態における最終処分場埋立地の構造を示す断面図である。 従来の最終処分場埋立地の構造を示す断面図である。 同、最終処分場埋立地の浸出水質の経時変化を示すグラフであり、酸化剤を注入しない場合を示す。

符号の説明

１ 最終処分場埋立地
４ 廃棄物層
１４ 酸化剤
１８ 空気
２９ 処理水（洗浄水）
３１ オゾン（酸化剤）
Ａ 廃止基準
ｂ１〜ｂ３ 所定値
Ｔ１〜Ｔ４ 酸化剤の注入

Claims (3)

1. 微生物により廃棄物層中の易分解性有機物が分解され、ＢＯＤとＣＯＤとが低下して廃止基準に達するまで、酸化剤を複数回に分けて廃棄物層に注入する最終処分場埋立地の廃止時期短縮方法であって、上記酸化剤を注入する指標となるＢＯＤの所定値を多段的に漸次に低下させて設定し、上記ＢＯＤが指標となる所定値に達する毎に注入する酸化剤で、廃棄物層中に残留する難分解性有機物を易分解性有機物に分解することを特徴とする最終処分場埋立地の廃止時期短縮方法。
2. 所定値は、微生物が易分解性有機物を分解することによりＢＯＤが低下してＣＯＤを下回る値とすることを特徴とする請求項１記載の最終処分場埋立地の廃止時期短縮方法。
3. 酸化剤を注入した後、洗浄水を廃棄物層に散水して有機物を洗い出すことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の最終処分場埋立地の廃止時期短縮方法。

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