JP2007152332A - 有害廃棄物の無害化処理処分工法 - Google Patents

Abstract

【目的】最終処分場の残余が逼迫している現状において、処分場の環境負荷削減を目的として、有害無機質粉粒体廃棄物に限定して無害化処理し処分場内で安定固化することで、処分場の簡素化を図り処分費の低コスト化を実現するための専用処分場を最終処分場から分離させて建造する方法によって、自然環境に則した小規模開発となり投資額を抑えることで処分費の削減を図り、且つ、現最終処分場の延命と将来の環境保全に寄与することによって、次世代の最終処分場建設に対する住民の理解度及び信頼性を得やすくすることを目的とした。
【構成】無害化処理された廃棄物は流動体のモルタルとして処分場に輸送充填し凝結固化するすることから、専用処分場の遮水壁面の圧力は殆ど零に等しくなり壁の構造は極めて簡素化することができる。施工中は雨水の浸入を防ぐ仮設天幕を必要とするために現最終処分場とは完全に分離した構成となる。
【選択図】図２

Description

最終処分場に持ち込まれる有害廃棄物は、その性状によってそれぞれの処分形態が定められており、処分場が有害物発生の汚染源とならないよう厳しい処分基準が設定されている。しかしながら、近年、技術の進歩、国民生活の多様化等に伴い、廃棄物発生量の増大や容易に自然界で分解されないものも出現するなど、廃棄物の量や質にも変化が見られ、これに付随し、最終処分場に起因する環境問題等も少なからず見受けられるようになってきた。このような状況下、最終処分場の安全性及び信頼性の一層の確保を図る新技術開発が求められてきた。

そこで、有害廃棄物を最終処分場に持ち込む前に無害化処理して埋立るという課題が与えられた、環境庁などでも既に処分場の環境負荷削減をテ−マ−に無害化処理剤の新技術開発を促しているが、現状としては無害化処理にはそれたけコストが掛かることから実施に至っていない。しかしながら、最終処分場の残余が逼迫している現状においては、住民にとって目に見える形での環境対策とる必要があり、将来につながる最終処分場の環境保全が緊急課題なのである。

処分場の形態としては、有害物質の溶出基準に合格するか、成分試験ではそれらの有害物質が含まれて不安が残るものは管理型最終処分場に埋め立てられ、溶出試験で基準に適合しないような有害廃棄物は密閉容器に充填して埋め立て、その上面も不透水性材料で覆い永久に保存する方法を採ると規定したのが遮断型最終処分場である。このようにして、最終処分場の環境保全が保たれてきたのであるが実際には前記、最終処分場の環境負荷が高まり環境保全が不十分であることが住民に不信感を与えているのである。

本発明は、従来の管理型最終処分場の理論を基準とした形態を厳守した処分場とするために、外部との遮断面は完全に防水シ−トで遮断した容器の形態をとる、その上で、有害廃棄物を無害化処理して処分するのであるが、課題となるのが無害化処理コストをどこまで吸収して現処分費にちかずけ、更に、現処分費以下に抑えることが課題である。

そこで、本発明は、有害廃棄物のうち特に重金属類の含有率が高い廃棄物を選定して、無害化処理の方法及び薬剤の選定、更に、受入れ容器の形態など総合的に検討し結果的に最も経済的な方法として無機質粉粒状体廃棄物を対象とした。処理剤は昭和４８年総理府令第５号に示されている判定基準を満たすための無害化処理技術として、平成９年度環境庁による廃棄物最終処分新技術の審査を行い評価を与えられた薬品の中に、特殊セメント系無害化処理剤（商品名：ＨＳＨ）があった、今回はこの薬剤を使用することにして固化試験及び強度試験を行った結果において良好な数値を得た。処理方法は、前記、廃棄物に所定の割合で処理剤を配合し水を付加して混練機で十分に均質になるまで練り混ぜ、重金属が溶出しないように化学的に安定したモルタル状の流動物として、防水シ−トで被覆して外部と完全に遮断された処分場にポンプ又はキサ−車で搬送充填する。

流動体のモルタルは、処分場に輸送されてから凝結が始まり数十時間後に自立するほどに固化するが、モルタルの性状から充填固化する過程において雨水の浸入を防ぐため処分場の天面に仮設用天幕を張る必要があり、そのために処分場の面積は天幕の広さに制約を受けるなど現最終処分場では対応しきれない問題が生じることから、分離して新しく小規模な専用処分場を建造することになる。しかしながら、小規模であっても前記検定した廃棄物であれば量的に大規模開発まで行って最終処分場を建設する方法と異なり包容積は十分である。また、小規模故に自然環境に配慮した用地の選定も可能なのである。また、本発明の処分場遮水壁構造については充填されるたモルタルは、短時間で凝結を開始し十数時間後には自立する強度を発現することから、遮水壁に掛かる圧力は極めて僅かであることから壁面構造は極めて簡素化することができる。

本発明では処分場の面積が天幕によって制約されることから隣接しながら複数の処分場を建造することになる、しかし、そのことがかえって用地の手当をし易くし必要に応じて短年毎おこないながら施工することができ、現最終処分場建設のように膨大な投資につながらず処分費のコスト削減の要因となるのである。また、処分場用地を効率的に使うために隣接した各処分場との間にできた間隙は、その底面の防水工事と処分場間隙の適当な位置２か所に遮断壁を設け、側壁面は既設の壁面を利用して処分場として利用することで用地全面が活用され処分コストの削減となる。

本発明で使用する特殊セメント系処理剤は、主に水酸化合物沈殿法及びイオン置換反応、イオン交換性などにより重金属類に反応析出しエトリンガイド結晶の空隙などに封じ込まれ、セメントの水和反応によって安定固化されるのであるが、処理プラントから排出される処理物は流動性のモルタルとなって処分場に輸送され充填されてから数十時間後には完全に自立固化し、土中に岩盤状となって永久に存在し地震等や地殻変動による崩壊の恐れもない状態を保つ。このように専用処分場は現最終処分場が埋立完了後に有害ガスの発生及び沈下等により長期間危険地帯として未利用のまま放置されるのに反して直ちに有効活用することができる。

現最終処分場の環境負荷削減の効果及び環境保全を保つには専用処分場は極めて有効な対策であり、生物及び化学的に分解できず半減期もない重金属類を水酸化物沈澱法及びイオン置換反応或いはイオン交換性によって安定させエトリンガイド結晶体に封じ込めて水和反応によってコンクリ−ト状の固形物物として、土中に永久に保存してしまう形態の環境保全型最終処分場は住民の環境意識を十分に変えさせることができる。

図１（Ａ）図は、平坦地を掘削し内面を垂木等の格子枠１と合板２で合成した補強板３の表面を防水シ−ト４で被覆し、外部と完全に遮断した形態の処分場５の縦断面図である。（Ｂ）図は、（Ａ）図の側断面図である、また、処分場５は雨水の浸入を防ぐために天幕６で覆う、天幕６は仮設用で工事が完了したら支柱７の埋没部を残して上方部は解体して次の現場に移設する。（Ｃ）図は、充填が完了した処分場５上面に覆土した状態の模式図である。図２（Ｄ）図は、凹地或いは谷間底部を整地し足場パイプ８で方形に仕切り、内面を格子枠１と合板２で合成した補強板３で囲み、表面を防水シ−ト４で被覆し外部と完全に遮断した容器５を複数配列した縦断面図であり、（Ｅ）図は（Ｄ）図の側断面図である。（Ｆ）図は複数の容器５にモルタルを充填完了したら足場８を撤去し、各容器５間隙９をモルタルで充填し、法面との間隙１０を含めて処分場５の上面に客土し平坦地として有効利用しようとする縦模式図である。

図３は、平坦地に建造された処分場５の下辺部コ−ナ−の拡大断面図である、図において垂木等で構成された格子枠１及び合板２で合成された補強板３を側盤及び底盤に配設しアンカ−１１で固定し、表面に防水シ−ト４をタッカ−１２で仮止めし、接続部を継ぎ目シ−ト１３で熱着し密閉容器とする。図４は、凹地或いは谷間底面を整地し足場パイプ８で方形に仕切り所定高さまで立ち上げ、全内面を格子枠１と合板２で合成した補強板３を足場パイプ８に番線１４で固定し、補強板３表面に防水シ−ト４で被覆しタッカ−１２で仮止めし、接合部は重ね又は継ぎ目シ−ト１３を熱着して完全密閉容器とした処分場。

産業の利用可能性

利用例としては、一般家庭ゴミ焼却灰を身近な有害廃棄物として取り上げてみる、年間排出量は全国で約２５０万トンと報告されているが、この数量がそのまま地下に眠って仕舞うことを考えれば異様な感じがするばかりでなく、そのこと事態が住民の不安感を招く要因となっている。こうした焼却灰を無害化処理してから処分することが住民にとって目に見える形での環境保全対策なのである。

そこで、無害化処理した焼却灰を専用に受け入れる処分場を建造した場合、仮に、１日当たりの無害化処理量を１００トンとすれば、年間の処分場容積は概略３０，０００ｍ^３（仮に、ｍ^３／トン）となる、本工法は天幕に制約された処分場の面積となることから天幕の安全性を考慮して巾３０ｍ×長さ６０ｍとし、深さ８，５ｍとすれば処分場の容積は約１５，３００ｍ^３となり、年間稼働日数を３００日として３０，０００ｍ^３となることから処分場の数量は２基必要となる。ちなみに、１日当たり１００トンの焼却灰を排出する人口は約１００万人程度とされることから、この程度の容積で済むとなればそれほど大規模な開発事業にはならず、その上、専用処分場は必ずしも一か所に集中する必要もなく、利用価値の少なく自然破壊に影響を与えない場所を複数箇所分散して建造して行く方法もとれる。本工法は、安全性と経済性を基本とした最終処分場の環境保全に係わる廃棄物処理処分法であり、現最終処分場を次世代に繋げていけるような対策をたてることが急務である。

平坦地を掘削し全面を遮水壁で外部と遮断し施工中は天幕を張った処分場の断面模式図である。 自然の凹地又は谷間底部を整地し処分場を構築し、モルタル充填後すべての間隙部を埋戻して平坦地とするまでの断面模式図である。 平坦地利用の処分場下辺部コ−ナ−の拡大断面図である。 凹地又は谷間に構築された処分場下辺部コ−ナ−の拡大断面図である。 図５の鳥瞰図である。

符号の説明

１格子枠
２合板
３補強枠
４防水シ−ト
５処分場
６天幕
７支柱
８足場パイプ
９各処分場間隙
１０法面間隙
１１アンカ−
１２タッカ−
１３継ぎ目シ−ト
１４番線

Claims (3)

1. 特殊セメント系無害安定固化剤を有害重金属類含有の無機質粉粒体廃棄物に所定量配合し、混練設備で均質になるまで十分に処理したモルタルを処分場にポンプ又はミキサ−車で輸送充填し安定固化する方法において、養生固化するまで雨水にうたれて泥状化するのを防ぐために、処分場の天面に仮設用天幕を設けることを特徴とした最終処分場。
2. 平坦地を利用してプ−ル状に掘削し、掘削面に木製等格子枠と合板で合成した補強板で囲み、表面に防水シ−トを被覆し外部と完全に遮断した形態の処分場を天面に雨水の浸入を防ぐ天幕の形状に合わせて建造し、請求項１記載のモルタルを充填固化する方法において、モルタルは充填後短時間で凝結することから遮水壁の側圧は僅かであり、壁体構造を簡素化できることを特徴とした最終処分場。
3. 自然の凹地又は谷間を利用し、パイプ足場で所定の位置に雨水を防ぐ天幕の面積に合わせて方形に仕切り所定の高さ組み上げて、内面を木製等格子枠と合板で合成した補強板で囲み、板面に防水シ−トを被覆し外部と完全に遮断した形態の処分場を複数擁立し、請求項１記載のモルタルを充填固化完了後各処分場の間隙をモルタル充填して、最終的に法面との間隙も土砂等で埋め立て平坦地とすることを特徴とした最終処分場。

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