JP2005224781A - ガス排出装置、及び廃棄物処分場 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃棄物処分場に投棄された廃棄物に生じるガスの排出を、浸出水の発生があっても問題なく行えるようにする。
【解決手段】 廃棄物処分場の凹面に投棄された廃棄物の内部に筒状の有孔管であるケース３１を埋設する。ケース３１の内部には、浸出水排出用の浸出水排出管３２と、ガス排出用のガス排出管３３とが設けられている。ガス排出管３３の下端は、浸出水排出管３２の下端よりも上に位置するので、下方にある浸出水排出管３２から浸出水を抜いている限り、ガス排出管３３からガスを抜くにあたって浸出水が邪魔になることがない。
【選択図】 図４

Description

本発明は、廃棄物投棄用の凹面に投棄された廃棄物から発生したガスを廃棄物の外部へ排出するための技術に関する。

廃棄物処分場は、地面を掘り下げ、或いは揚壁を構築するなどして設けられた凹面を備えている。廃棄物は、この凹面に順次投棄される。

投棄される廃棄物には様々な種類がある。焼却灰、粗大ゴミ、生ごみなどである。これらのうち特に生ごみからは、ガスが発生する場合が、ときには毒性を有するガス（例えば、硫化水素）が発生する場合がある。かかる毒性を有するガスの発生は、廃棄物処分場で働く者の健康に好ましくない影響を与えるおそれがある。

このような点を考慮して、廃棄物処分場では、投棄された廃棄物にボーリングを行って形成した縦穴内に、その側面に多数の孔が穿設された有孔管であるガス抜き用の排気管を埋設し、かかる排気管を通じて廃棄物内で生じたガスを抜く、ということが行われている。

ところが、かかる排気管を用いたガス抜きが上手く行かないことがある。
廃棄物処分場の廃棄物からは、上述のようにガスが発生する場合があるが、それ以外に浸出水が生じる場合がある。浸出水は主に、廃棄物処分場の凹面に降った或いは外部から流れ込んだ雨水によって生じるものであり、廃棄物に接触して有害になっている場合もある。このような浸出水を廃棄物処分場外へ流出させるのは好ましくないので、現存する廃棄物処分場では凹面を遮水シートで覆うなどしている。そのため、廃棄物処分場の凹面内には、浸出水が溜まりがちになるのであるが、これがガス抜きを妨げる原因となりうるのである。
排気管の周りに浸出水が多くあると、排気管の中に浸出水が溜まる。この浸出水がいわば目詰まりのような状態を生じ、ガス抜きを妨げるのである。

本発明は、かかる不具合を解消することを目的とするものであり、浸出水の発生があったとしても廃棄物からのガス抜きを問題なく行えるガス排出のための技術を提供することを、その課題とする。

上述の課題を解決するための本発明は、以下のようなものである。
本発明は、廃棄物投棄用の廃棄物処分場の凹面内に投棄された廃棄物に埋設して用いられるものであり、廃棄物から発生したガスを廃棄物の外部へ導くためのガス排出装置である。
そして、このガス排出装置は、前記廃棄物中に埋設されるものであり、前記廃棄物に埋設される部分に多数の孔を有するケースと、前記ケースの中にその一端側を挿入されており、前記ケース内に溜まった前記廃棄物から出た浸出水を前記一端側から取込み、その他端側から前記ケースの外部へ排出するための浸出水排出管と、前記ケースの中にその一端を挿入されて、前記ケース内に溜まった前記廃棄物から出たガスを前記一端側から取込み、その他端側から前記ケースの外部へ排出するためのガス排出管と、を備えている。
かかるガス排出装置は、ケースの中に、浸出水排出管の一端側と、ガス排出管の一端側を挿入し、そのそれぞれにより浸出水と、ガスを排出することとしている。したがって、有孔管１本でガスと浸出水の排出を行わなければならなかった従来技術の場合のような目詰まりの如き問題を生じない。それゆえ、このガス排出装置によれば、浸出水があってもガスの排出を問題なく行えることになる。

本発明のガス排出装置のケースはその内部に浸出水排出管の一端側と、ガス排出管の一端側を挿入できるようなものであれば、どのような形状であっても構わない。
ケースは、例えば長尺の管とすることができる。長尺の管とすれば、ケースを廃棄物へ埋設するのに便利である。ケースが長尺の管であるとき、ケースは、前記廃棄物へ縦方向で埋設することができる。このようにすれば、廃棄物の深いところにケースを到達させるのが楽であり、深いところで発生したガスを抜くのに便利である。
ケースが長尺の管であるとき、前記浸出水排出管の前記一端側と、前記ガス排出管の前記一端側はともに、前記ケースの長手方向に沿うようにすることができる。ケースが縦方向で埋設されるのであれば、前記浸出水排出管の前記一端側と、前記ガス排出管の前記一端側はともに、縦方向に配されることになる。

前記浸出水排出管の前記他端側には、前記浸出水を前記浸出水排出管の前記他端側へ引くためのポンプが設けられていてもよい。この場合、前記ケースの内部には、前記ケースの内部に溜まった浸出水の量が予め定めた量を超えたか否かを検出する検出手段を設けておき、前記検出手段が前記浸出水の量が予め定めた量を超えたことを検出した場合に、前記ポンプが前記浸出水を前記浸出水排出管の前記他端側へ引くようにされていてもよい。もちろんポンプを常に駆動させるようにしても構わないが、上述のようにすることで、ポンプを必要なときだけ駆動させられるようになる。
なお、ガスはガス排出管から自然に外部へ排出されるので、浸出水排出管の他端側に設けるようなポンプを設けるには及ばない。ただし、ガス排出を速やかに行うことについての要請があるなどの事情に応じてポンプを設けることも可能である。

前記浸出水排出管の前記一端側の端部は、前記ガス排出管の前記一端側の端部よりも下方に位置するようにすることができる。
このようにすれば、ケースの下側に溜まった浸出水を浸出水排出管から抜いておくことで、ガス排出管の一端側の端部が浸出水に浸らないようになる。これにより、ガス排出管からのガスの排出を行うにあたって浸出水が邪魔になることがなくなる。

本発明は、以上説明したガス排出装置を備える、廃棄物処分場をも提供する。

以下、本発明の好ましい一実施形態を、図面を参照しながら説明する。

本発明は、図１に示すような廃棄物処分場で実施される。
この廃棄物処分場は、廃棄物投棄用の凹面１０を備えている。この凹面１０には遮水層１１が設けられている。遮水層１１は、この実施形態では、遮水性能を有する樹脂製のシートによって形成されている。かかるシートの厚さはこの実施形態では３ｍｍであるが、この厚さは、１〜５ｍｍ程度の範囲で適当に選択される。
凹面１０には廃棄物１２が投棄されている。この実施形態における廃棄物１２は、焼却灰、粗大ごみ、生ごみを含んでいる。
この実施形態における廃棄物処分場は、予定された容量分の廃棄物１２が既に投棄されており、後は廃棄物１２の安定化を図ればよい状態となっている。廃棄物１２は、安定化の過程で腐敗し、ガス、場合によっては有毒のガス（例えば、硫化水素）を生じる。
この実施形態では、このような廃棄物処分場に、図２に示したような、廃棄物１２に送気を行うための送気設備Ａと、上述の如きガスを廃棄物１２から抜くための排気設備Ｂとを設けるものとする。

送気設備Ａは、被覆層２０と、エアポンプ２６を備えている。

被覆層２０は、図３に示したように、構成されている。
被覆層２０は、廃棄物１２の所定の部分を覆うようにして（この実施形態では、廃棄物１２の全面を覆うようにして）設けられた送気部材２１を有している。送気部材２１は、所定の厚さで面状に形成され、その内部を気体が通過でき、且つ廃棄物１２に対向する側の面及びその反対側の面から、その内部を通過してきた気体を噴出させることのできるようなものとされている。送気部材２１は、例えば不織布により構成することもできるが、ヘチマスポンジのような立体的な構造を有する立体的なネットである立体網状構造体によって構成することができる。この実施形態における送気部材２１は、樹脂製でマット状の立体網状構造体であるヘチマロン（商標／新光ナイロン株式会社製）によって構成できる。
被覆層２０は、送気部材２１の全面を覆う、送気部材２１よりも通気性の低いシート材２２を備えている。このシート材２２は、この実施形態では、樹脂製、より詳細にはポリエチレン製とされている。このシート材２２は、遮水性能を有している。
被覆層２０は、また、シート材２２の全面を覆う、シート保護材２３を備えている。シート保護材２３は、不織布や、送気部材２１と同様の立体網状構造体によって構成することができる。この実施形態では、不織布によりこれを構成している。なお、シート保護材２３の厚さは２〜２５ｍｍ程度とすることができる。
被覆層２０は、シート保護材２３の全面を覆う、コンクリートにより形成のコンクリート層２４を備えている。コンクリート層２４が存在することにより、廃棄物処分場の凹面１０ないし廃棄物１２は、蓋のされた気密な状態となる。コンクリート層２４は、また、遮水性能を有している。コンクリート層２４の存在により降雨による雨水が凹面１０に流入するのを防止できるので、浸出水の発生を抑制するに役立つ。なお、コンクリート層２４に破損が生じても、上述のシート材２２が遮水性能を有しているので、雨水が凹面１０に流入する可能性は小さい。
なお、コンクリート層２４に代えて、盛り土によって形成された土層を形成することもできる。
また、被覆層２０は、送気部材２１、シート材２２、シート保護材２３のずれを防止するための機構が設けられていてもよい。例えば、送気部材２１、シート材２２、シート保護材２３を貫通し、廃棄物１２に打ち込まれるアンカーを設けることが可能である。

送気部材２１には、コンクリート層２４、シート保護材２３、シート材２２を貫通する管である送気管２５の一端が連通させられている。この送気管２５の他端は、エアポンプ２６と接続されている。
エアポンプ２６は、周辺から取り込んだ空気を送気管２５へ送る機能を有している。エアポンプ２６を駆動させると、エアポンプ２６から空気が送気管２５へ送られる。この空気は送気管２５から送気部材２１へ送られ、廃棄物１２の上面の全面から廃棄物１２の全体へと送られることになる。
エアポンプ２６は、この実施形態では、送気管２５と送気部材２１の内部の気圧が１０１３ｈＰａ〜１１５０ｈＰａの間となるように制御される。より詳細には、この実施形態では、送気管２５と送気部材２１の内部の気圧が１１００ｈＰａとなるように制御される。かかる制御は手動で行ってもよいが、自動的に行われるようになっていてもよい。この実施形態では、送気管２５内の気圧を測定する圧力センサと、この圧力センサからの信号に基づいてエアポンプ２６の駆動を制御する信号を生成する、例えばコンピュータによって構成された制御装置によって、自動的に上述の如き制御が行われるようになっている。送気管２５と送気部材２１の内部の気圧を１１００ｈＰａに保とうとしているのは、この程度の圧で廃棄物１２へ送気を行えば、廃棄物１２の安定化を図るに十分だからである。
もっともエアポンプ２６は、それ以上の圧で送気を行うようになっていてもよい。また、エアポンプ２６は、天候の悪化などに伴って大気圧が低下した場合にのみ駆動するようになっていてもよい。

排気設備Ｂは、図２、図４に示したように、廃棄物１２にボーリングされた縦穴１２Ａに埋設されたケース３１、このケース３１の中にその一端側を挿入された浸出水排出管３２、及びガス排出管３３を備えている。
縦穴１２Ａは、この実施形態では、直径１２０ｍｍとされている。縦穴１２Ａは、この実施形態では、凹面１０の底面の直前に達する程度の深さとされている。
ケース３１は、この実施形態では、縦穴より若干その径が小さい円筒形状とされている。この実施形態では、その直径は１００ｍｍとされている。ケース３１の側面には、多数の孔３１Ａが開けられている。孔３１Ａの直径は、この実施形態では１５０ｍｍ程度とされているが、５０ｍｍ〜２５０ｍｍ程度の範囲で適宜選択できる。後述するように、この孔３１Ａから、廃棄物１２から生じたガスと浸出水がケース３１内に入る。なお、上述のガスや浸出水は強い腐食性を有する場合がある。そのような点を考慮すると、このケース３１は耐腐食性の強い素材、例えばポリエチレンや塩化ビニルによって形成するのが好ましい。

浸出水排出管３２は、ケース３１の内部に溜まった浸出水を外部へ排出するための管体である。浸出水排出管３２は、ケース３１と同様の理由で、耐腐食性の材料によって形成されている。具体的には、この実施形態における浸出水排出管３２は、直径４０ｍｍの塩ビ（塩化ビニル）管によって形成されている。
浸出水排出管３２のケース３１の内部に挿入された部分は、ケース３１の長さ方向に沿うようにされている。浸出水排出管３２の一端側の端部は、ケース３１の下端から１００ｍｍ程度上に位置するようにされている。
浸出水排出管３２の内側の、浸出水排出管３２の先端から１５０ｍｍ程度の部分に、液体検出センサ３４が設けられている。この液体検出センサ３４は、液体に接触したときに液体が存在することを示す信号を生成するようなものとなっている。液体検出センサ３４は、この実施形態では、実質的に、ケース３１の底から２５０ｍｍ以上の高さまで浸出水が存在することを検出する装置として機能する。かかる液体検出センサ３４は、図示せぬ導線によって後述する排水ポンプ３６と接続されている。
ガス排出管３３は、ケース３１の内部に溜まったガスを外部へ排出するための管体である。ガス排出管３３は、ケース３１と同様の理由で、耐腐食性の材料によって形成されている。具体的には、この実施形態におけるガス排出管３３は、直径４０ｍｍの塩ビ（塩化ビニル）管によって形成されている。
ガス排出管３３のケース３１の内部に挿入された部分は、ケース３１の長さ方向に沿うようにされている。ガス排出管３３の一端側の端部は、ケース３１の下端から５００ｍｍ程度上に位置するようにされている。
もっとも、浸出水排出管３２の下端位置と、ガス排出管３３の下端位置は、前者が後者よりも下方にあれば足り、上述の如き数値が正確に守られている必要はない。

浸出水排出管３２と、ガス排出管３３はともに、ケース３１の上端を貫通して、廃棄物１２の上面から、より詳細には被覆層２０の上面から外部に露出している。そして、所定の高さで側方に折り曲げられ、略水平な状態で凹面１０の外部に設けられた気液分離槽３５まで延設されている。なお、浸出水排出管３２と、ガス排出管３３の略水平な部分はともに、気液分離槽３５に向けて若干の、例えば１／１００程度の下り傾斜を付けられている。これは、浸出水排出管３２、ガス排出管３３の中に結露した腐食性を有することのある液体がケース３１の内部へ流れ落ちないようにするためである。
なお、浸出水排出管３２の気液分離槽３５の手前には、排水ポンプ３６が設けられている。この排水ポンプ３６は、ケース３１の底に溜まった浸出水を引くものである。この排水ポンプ３６は、必ずしもそうなっている必要はないが、液体検出センサ３４が液体の存在を検出することによって生成した上述の信号を受取った場合にのみ駆動するようになっている。

気液分離槽３５は、図５に示したように構成されている。
気液分離槽３５には、排水管３７と排気管３８が接続されている。排水管３７と排気管３８はともに管体である。この実施形態では、双方とも、塩ビ管である。排水管３７は、気液分離槽３５の側面を貫通し、気液分離槽３５の底面近辺にその一端を位置させている。排気管３８は、気液分離槽３５の上面に接続されている。
排水管３７は、気液分離槽３５内に溜まった浸出水を、排水管３７の他端に接続された凹面１０の外部に設けられた図示せぬ水処理施設へ排出するためのものである。排水管３７の先端には、第２排水ポンプ３９が設けられており、第２排水ポンプ３９を駆動させることで、気液分離槽３５内に溜まった浸出水を、排水管３７を介して水処理施設へ排出するようになっている。なお、第２排水ポンプ３９は、常に駆動するようになっていてもよいし、排水ポンプ３６と同様に、気液分離槽３５内の浸出水が一定の水位を超えた場合にのみ駆動するようになっていてもよい。第２排水ポンプ３９が気液分離槽３５内の浸出水が一定の水位を超えた場合にのみ駆動するようにするには、気液分離槽３５内部の所定の位置（例えば、気液分離槽３５内部の排水管３７の内部）に、ケース３１内に設けたのと同様の液体検出センサを設けておき、この液体検出センサが液体の存在を検出したことを示す信号を生成したときのみ第２排水ポンプ３９が駆動するようにしておけばよい。
排気管３８は、気液分離槽３５内のガスを、その他端に接続されたガス処理槽４０へ導くものである。ガスは、一定以上の圧になったときに自然にガス処理槽４０へ導かれる。もっとも、強制的にガスをガス処理槽４０へ導く必要があるのであれば、排気管３８のどこかに、気液分離槽３５内のガスをガス処理槽４０へ強制的に排出するポンプを設けることも可能である。

ガス処理槽４０は、図６に示したように構成されている。
このガス処理槽４０は、主に、硫化水素（Ｈ_２Ｓ）を処理することを目的としたものである。
ガス処理槽４０は、この実施形態では円筒形とされている中空のタンク４１を備えている。タンク４１の内部は、この実施形態では、硫化水素を処理することを目的とした溶液４２、より詳細には、酢酸亜鉛（Ｚｎ（ＣＨ_３ＣＯＯ）_２）溶液で満たされている。
上述の排気管３８の他端は、このタンク４１の側面を貫通し、底面に沿って延設されている。
排気管３８の他端は、図７の平面図に示したような形状とされている。排気管３８の先端はいくつかに枝分かれされており、そのそれぞれの先端に設けられた孔３８Ａから、ガスを排出するようになっている。
タンク４１の底面に沿う排気管３８の上方には、円盤状に形成された円盤部材４３と、ところどころに開口４４Ａが設けられた円盤状に形成された孔開き円盤部材４４とが所定の間隔を空けて配されている。円盤部材４３と、孔開き円盤部材４４は、交互に配されている。円盤部材４３と、孔開き円盤部材４４は、この実施形態では、平面視で同心となるように配されている。また、この実施形態では、円盤部材４３と、孔開き円盤部材４４は、前者の直径よりも後者の直径の方が若干大きくなるようにされている。また、この実施形態では、円盤部材４３と、孔開き円盤部材４４の周縁部は、下向きに傾斜するようになっている。
円盤部材４３と、孔開き円盤部材４４は、ガスと上述の溶液４２の接触時間を長く取るためのものである。排気管３８の孔３８Ａから出たガスは、上向きに移動するが、円盤部材４３にあたって横方向に移動する。そして、円盤部材４３の端部から上方向に移動する。そこには、円盤部材４３よりも若干大径とされた孔開き円盤部材４４の周縁部があるので、ガスは、孔開き円盤部材４４の下側に溜まり、開口４４Ａからその上にある円盤部材４３に向かって上方向に移動する。これを繰り返すことで、この実施形態によるガス処理槽４０内では、ガスと溶液４２の十分な接触時間を稼ぐことができる。
なお、以上説明したガス処理槽４０は、従来のガス処理槽ではガスと溶液の十分な接触時間を稼げなかったことに着目して考案されたものであり、本願発明の如き廃棄物処分場に限らず、溶液とガスの接触時間を長く取る必要のある場合に広く用いることができるものである。つまり、このガス処理槽４０は、ガス処理に限らず、気体と液体とを接触させて反応を行うような分野に広く応用可能である。

この実施形態では、硫化水素は、酢酸亜鉛溶液と反応して、以下のような反応を生じて処理される。
Ｈ_２Ｓ＋Ｚｎ（ＣＨ_３ＣＯＯ）_２
＝（２Ｈ^＋＋Ｓ^２−）＋（Ｚｎ^２＋＋２ＣＨ_３ＣＯＯ⁻）
＝ＺｎＳ＋２ＣＨ_３ＣＯＯＨ

本発明の一実施形態による送気構造が構築される廃棄物処分場の一例を示す側断面図。 本発明の一実施形態による廃棄物処分場の構成を概略的に示す側断面図。 図２で示した廃棄物処分場に設けられた送気設備の構成を示す側断面図。 図２で示した廃棄物処分場に設けられた排気設備中のケース内の構成を示す側断面図。 図２で示した廃棄物処分場に設けられた気液分離槽の構成を示す側断面図。 図２で示した廃棄物処分場に設けられたガス処理槽の構成を示す側断面図。 図６で示したガス処理槽の内部にある排気管の構成を示す平面図。

符号の説明

１０ 凹面
１１ 遮水層
１２ 廃棄物
２０ 被覆層
２１ 送気部材
２２ シート材
２３ シート保護材
２４ コンクリート層
２５ 送気管
２６ エアポンプ
３１ ケース
３２ 浸出水排出管
３３ ガス排出管
３４ 液体検出センサ
３５ 気液分離槽
３６ 排水ポンプ
３７ 排水管
３８ 排気管
３９ 第２排水ポンプ
４０ ガス処理槽
４１ タンク
４２ 溶液
４３ 円盤部材
４４ 孔開き円盤部材
Ａ 送気設備
Ｂ 排気設備

Claims (5)

1. 廃棄物投棄用の廃棄物処分場の凹面内に投棄された廃棄物に埋設して用いられるものであり、廃棄物から発生したガスを廃棄物の外部へ導くためのガス排出装置であって、
   前記廃棄物中に埋設されるものであり、前記廃棄物に埋設される部分に多数の孔を有するケースと、
   前記ケースの中にその一端側を挿入されており、前記ケース内に溜まった前記廃棄物から出た浸出水を前記一端側から取込み、その他端側から前記ケースの外部へ排出するための浸出水排出管と、
   前記ケースの中にその一端を挿入されて、前記ケース内に溜まった前記廃棄物から出たガスを前記一端側から取込み、その他端側から前記ケースの外部へ排出するためのガス排出管と、
   そ備えてなる、ガス排出装置。
2. 前記ケースは、前記廃棄物へ縦方向で埋設される長尺の管であり、
   前記浸出水排出管の前記一端側と、前記ガス排出管の前記一端側はともに、前記ケースの長手方向に沿うようにされてなる、
   請求項１記載のガス排出装置。
3. 前記浸出水排出管の前記他端側には、前記浸出水を前記浸出水排出管の前記他端側へ引くためのポンプが設けられているとともに、
   前記ケースの内部には、前記ケースの内部に溜まった浸出水の量が予め定めた量を超えたか否かを検出する検出手段が設けられており、
   前記検出手段が前記浸出水の量が予め定めた量を超えたことを検出した場合に、前記ポンプが前記浸出水を前記浸出水排出管の前記他端側へ引くようになっている、
   請求項１又は２記載のガス排出装置。
4. 前記浸出水排出管の前記一端側の端部は、前記ガス排出管の前記一端側の端部よりも下方に位置する、
   請求項１〜３のいずれかに記載のガス排出装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のガス排出装置を備える、廃棄物処分場。

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