JP2010119961A - 廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト上の問題や水の後処理（浸透水の処理）の問題を解消しながら、埋め立てられた廃棄物に含まれる無機及び有機成分の酸化による発熱・燃焼を抑制して、火災やダイオキシン類等の有害物質の発生を防止することができるようにした廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法を提供すること。
【解決手段】埋め立てられた廃棄物層に、注水管１及び注気管２を配設し、注水管１及び注気管２から廃棄物層に対して水及び水蒸気の注入を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法に関し、特に、埋め立てられた廃棄物に含まれる無機及び有機成分の酸化による発熱・燃焼を抑制して、火災やダイオキシン類等の有害物質の発生を防止するようにした廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法に関するものである。

従来、生活系のゴミは一般廃棄物として自治体が中間処理や最終埋立処分し、一方、事業活動から発生する廃棄物は産業廃棄物として原則的に民間の処分業者が中間処理や最終埋立処分を行うようにしている。このため、一般廃棄物の最終処分場及び産業廃棄物の管理型最終処分場には、多種多様な廃棄物が埋め立てられる。これらの埋め立てられた廃棄物は、廃棄物に含まれる無機及び有機成分の酸化により発熱し、廃棄物の種類（例えば、埋め立てる際に十分な中間処理を行わずに不法投棄された廃棄物等）や環境条件によっては温度がさらに上昇して燃焼し、火災やダイオキシン類等の有害物質が発生するという問題があった。

ところで、このような廃棄物埋立地（本明細書において、一般廃棄物の最終処分場及び産業廃棄物の管理型最終処分場のほか、廃棄物が不法投棄された場所を含む。）における廃棄物の発熱や燃焼を防止する手段として、地表面から水を散布したり、埋め立てられた廃棄物層に注水管を配設し、この注水管から廃棄物層に対して水を注入することが考えられるが、十分な廃棄物の発熱・燃焼防止効果を得るためには、水の浸透性能を考慮して、多量の水を散布又は注入する必要や、さらに、廃棄物層に対して高密度に注水管を配設する必要があり、このため、コスト上の問題に加え、注入した水の後処理（浸透水の処理）の問題が新たに生じるという問題があった。

本発明は、上記の廃棄物埋立地における廃棄物の発熱・燃焼の問題点に鑑み、コスト上の問題や水の後処理（浸透水の処理）の問題を解消しながら、埋め立てられた廃棄物に含まれる無機及び有機成分の酸化による発熱・燃焼を抑制して、火災やダイオキシン類等の有害物質の発生を防止することができるようにした廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止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、本発明の廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法は、埋め立てられた廃棄物層に注気管を配設し、該注気管から廃棄物層に対して水蒸気の注入を行うことを特徴とする。

この場合において、埋め立てられた廃棄物層に注水管を配設し、該注水管から廃棄物層に対して水の注入を行うことができる。

また、埋め立てられた廃棄物層の発熱部位に、削孔を行い、注水管又は注気管を配設することができる。

本発明の廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法によれば、埋め立てられた廃棄物層に注気管を配設し、該注気管から廃棄物層に対して水蒸気の注入を行うことにより、水蒸気による間接的な消火（廃棄物層に含まれる空気（酸素）を水蒸気と置換することによる消火）によって、埋め立てられた廃棄物に含まれる無機及び有機成分の酸化による発熱・燃焼を抑制して、火災やダイオキシン類等の有害物質の発生を防止することができる。
この場合、浸透性能の高い水蒸気の作用によって、埋め立てられた廃棄物の発熱・燃焼を効率的かつ広範囲に抑制することができるため、例えば、水による直接的な消火を併用する場合でも、廃棄物層に対する注水管の配設密度や水の注入量を低減することができ、コストを低廉にできることに加え、注入した水の後処理（浸透水の処理）の問題を解消することができる。

また、埋め立てられた廃棄物層に注水管を配設し、該注水管から廃棄物層に対して水の注入を水蒸気の注入と並行して行うことにより、水による直接的な消火（注入した水による廃棄物層の温度を低下させる作用及び廃棄物層に含まれる空気（酸素）を水と置換することによる消火）によって、埋め立てられた廃棄物に含まれる無機及び有機成分の酸化による発熱・燃焼をより効果的に抑制して、火災やダイオキシン類等の有害物質の発生を確実に防止することができる。

また、埋め立てられた廃棄物層の発熱部位に、削孔を行い、注水管又は注気管を配設することにより、埋め立てられた廃棄物層の発熱部位を重点的に消火することができる。

以下、本発明の廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図４に、本発明の廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法の一実施例を示す。

図１に、この廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法の基本フローを示す。
発熱・燃焼防止方法の具体的な工程は以下のとおりである。
（１）埋め立てられた廃棄物層の発熱部位を調査し、当該発熱部位に地表面から削孔を行い、注水管を配設する。
この場合、埋め立てられた廃棄物層の発熱部位の調査は、例えば、観測孔の削孔を行い、観測孔に挿入した熱電対で測定する等、任意の方法で測定することができる。
（２）同様に、発熱部位に側方の法面より削孔を行い、注気管を配設する。
（３）注水管及び注気管を介して、廃棄物層に対して水及び水蒸気の注入を行う。
（４）発熱部位の温度低下及び燃焼ガスの圧力・濃度の低下の確認を行う。
（５）必要に応じて、（１）〜（４）の工程を繰り返す。
（６）温度再上昇の有無の確認を行う。
（７）再燃焼による温度の再上昇がある場合は、（１）〜（４）の工程を繰り返し、温度の再上昇がない場合は、消火と認定とする。
（８）消火認定後はモニタリングを継続的に実施する。
（９）再燃焼による温度の再上昇がある場合は、（１）〜（４）の工程を繰り返す。

図２に、削孔方式の概念図を示す。
削孔及び注水管の配設は、より具体的には、以下の工程で行う。
（１）削孔は、クローラータイプのロータリーパーカッションドリルを使用し、二重管削孔方式で行う。
（２）二重管削孔方式は、インナーロッドにて送水し、削孔水はアウターロッドの内側を通って削孔機械に返水される内返し方式であり、廃棄物層内部の燃焼による熱水や噴出ガスはインナーロッドとアウターロッドの間隙を通って削孔機排出口へ誘導されることで削孔時の安全性が確保できる。
（３）誘導した熱水や噴出ガスは、排水気口より気液分離槽へ送致し、ガスは活性炭吸着槽を経て有害物を吸着処理した後、大気放出、液体は分離槽より浸出汚濁水処理施設へ排水する。
（４）気液分離槽の手前に切替バルブを設置し、ガス圧測定器（オリフィス）にて噴出ガスのガス圧力を測定し、安全確認を行いながら作業を実施する。
（５）可燃性ガス濃度が高い場合は、ロッドの継足し時の金属接触で着火のおそれがあるため、作業場所周辺にミストを噴霧しながら作業を実施する。
（６）１日の作業サイクルは「機械セット⇒削孔・水の注入⇒安全な所へ移動後終了」とし、途中で作業を終了しない。
（７）作業が終了しない場合は、ロッドの抑留や地盤の陥没などの危険回避のため、ロッドを切り離し、機械を安全な場所に移動し、翌日ジョイントし削孔を再開する。
（８）削孔作業は、回転トルク、フィード圧、削孔スピード、水の注入圧力などから地中の空洞を想定しながら実施することとし、陥没やガス噴出等によるリスクの低減に努める。
（９）削孔機械は、垂直から水平削孔まで自由に削孔角度を設定することが可能であり、地盤の陥没などの危険が想定される場合などは、消火注水範囲に向け安全な場所からの斜向削孔を行う。
（１０）削孔水は、浸出汚濁水を浸出汚濁水処理設備及び消火水処理設備で浄化された「処理水」を、給水池まで揚水して循環使用することが好ましい。

図３に、水の注入による消火作業の概念図を示す。
水の注入による消火作業手順は、より具体的には、以下の工程で行う。
（１）事前の消火試験結果に基づき、削孔機械の配置、水の注入間隔、注水管１の本数、進行順を再検討し、削孔深度のスピードや水の注入量等を管理する。
この場合、注水管１（１ａ）は、例えば、下端を開口した管部材のほか、周面に多数の注水孔を形成した管部材を使用することができ、平面視して数ｍ間隔で千鳥配置とし、消火対象の廃棄物と同程度の量の水を注入するようにし、注入した水による廃棄物層の温度を低下させる作用及び廃棄物層に含まれる空気（酸素）を水と置換することにより消火を行うようにする。
（２）消火範囲の周辺の低温部から高温部へ水の注入による消火を行う。
（３）水の注入は、廃棄物層中にできるだけ均等に浸透するようにロッドを回転させながら行い、流量計にて水の注入量を確認しながら、削孔・水の注入を繰り返し行う。
（４）所定深度まで到達し、所定の水の注入量を確認した段階を水の注入を完了とする。
（５）温度再上昇時の再度の水の注入のため、１００℃以上の高温部には再度注水管１ａを挿入し、周囲を砂で埋め戻すこととする。
（６）再度配設する注水管１ａの天端２．０ｍは、ガス噴出が発生しないように管外周をモルタルでキャッピングする。
（７）再度配設する注水管１ａの本数については、消火試験結果とモニタリング孔の測定結果に基づいて決定することとし、再度注水管１ａを挿入しない孔は、砂で埋め戻し同様にキャッピングを行う。
（８）注入した水の後処理（浸透水の処理）を、通常の浸透水の処理に準拠して行う。

図４に、水蒸気の注入による消火作業の概念図を示す。
水蒸気の注入による消火作業手順は、より具体的には、以下の工程で行う。
（１）廃棄物層の発熱部位に対して、側方の法面より削孔を行い、注気管２を配設し、発熱部位の下部よりボイラで発生させた水蒸気を注入する。
この場合、注気管２は、例えば、周面に多数の注気孔を形成した管部材を使用し、廃棄物層の発熱部位に対して、複数本ずつ挿入し、加圧水蒸気（例えば、０．２〜１．０ＭＰａ、より好ましくは、０．３〜０．５ＭＰａ程度の水蒸気）を、各注気管２に供給（例えば、０．２〜１．０ｔ／ｈ、より好ましくは、０．３〜０．５ｔ／ｈ程度の量を供給）して、廃棄物層に水蒸気を拡散させて廃棄物層に含まれる空気（酸素）を水蒸気と広範囲に亘って置換することにより消火を行うようにする。

消火の確認は、より具体的には、以下のように行う。
（１）水及び水蒸気の注入後、ロッド内に孔内測定用温度計を孔底まで下げ、温度測定を実施する。周辺の７０℃〜１００℃域は注入完了時と１時間後の温度低下の確認を行い、１００℃以上の高温域は、注入完了時と１時間毎に６時間後までと翌朝の測定を行い、温度低下の確認を行う。
（２）モニタリング孔の温度変化を監視し、温度上昇のないことを確認する。
（３）燃焼ガスの圧力・濃度を測定し、温度と燃焼ガスの圧力・濃度低下の確認を行う。（４）さらに、注気管２より圧縮空気を注入し、温度の再上昇がないかどうかを確認し、消火確認とする。

温度再上昇時の対処は、より具体的には、以下のように行う。
（１）例えば、２５×２５ｍに１箇所の温度計測監視モニタリング孔を設置する。
（２）測定データは、携帯電話回線を利用して現場事務所の監視用パソコンへ送信し、現場事務所で受信したデータを解析し、地中温度の監視を行う。
（３）モニタリング孔で温度再上昇が感知された場合は、水の注入完了後に設置した注水管１ａを介して再度水の注入を行うとともに、温度上昇地点に最も近い位置にある注気管２を介して水蒸気の注入を行う。
（４）温度低下及び燃焼ガスの圧力・濃度低下を確認するまで継続して水及び水蒸気の注入を行う。
（５）十分な温度低下が得られない場合は、近接する位置にて再度削孔を行い、注水管１及び注気管２を配設して水及び水蒸気の注入を行う。

ところで、この実施例においては、埋め立てられた廃棄物層に、注水管１及び注気管２を配設し、該注水管１及び注気管２から廃棄物層に対して水及び水蒸気の注入を行うことにより、水による直接的な消火（注入した水による廃棄物層の温度を低下させる作用及び廃棄物層に含まれる空気（酸素）を水と置換することによる消火）と水蒸気による間接的な消火（廃棄物層に含まれる空気（酸素）を水蒸気と置換することによる消火）とを併用することによって、埋め立てられた廃棄物に含まれる無機及び有機成分の酸化による発熱・燃焼を抑制して、火災やダイオキシン類等の有害物質の発生を防止するようにしているが、廃棄物の種類や環境条件によっては、必要に応じて、いずれか一方の消火方法のみを採用するようにすることができる。

また、この実施例においては、注水管１を鉛直方向に配設することにより、注水管１の周囲の廃棄物層の発熱部位を重点的に消火するとともに、注気管２を水平方向に（又は傾斜させて）配設することにより、注入した水蒸気に横方向への推力を与えることができ、埋め立てられた廃棄物の発熱・燃焼を効率的かつ広範囲に抑制することができるようにしているが、注水管１及び注気管２の配設方向は、これに限定されず、例えば、両者を、鉛直方向に配設したり、水平方向に配設するほか、傾斜させて（先端側を上方傾斜させたり、下方傾斜させる。）配設することもできる。

また、この実施例においては、埋め立てられた廃棄物層の発熱部位を調査し、当該発熱部位に削孔を行い、注水管１及び注気管２を配設することにより、埋め立てられた廃棄物層の発熱部位を重点的に消火することができるようにしているが、注水管１及び注気管２の配設方法は、削孔による方法に限定されず、また、廃棄物の埋め立てに際して予め注水管１及び注気管２を配設するようにすることもできる。
さらに、注水管１及び注気管２を新たに配設することに代えて、廃棄物埋立地に既に配設されている既存の排気管路や集水管路を利用することができる。

以上、本発明の廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法は、コスト上の問題や水の後処理（浸透水の処理）の問題を解消しながら、埋め立てられた廃棄物に含まれる無機及び有機成分の酸化による発熱・燃焼を抑制して、火災やダイオキシン類等の有害物質の発生を防止することができることから、不法投棄されて埋め立てられた廃棄物の発熱や燃焼を防止する用途に好適に用いることができるほか、例えば、一般廃棄物の最終処分場や産業廃棄物の管理型最終処分場における埋め立てられた廃棄物の発熱や燃焼を防止する用途にも用いることができる。

本発明の廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法の一実施例を示す基本フローを示す図である。 削孔方式の概念図である。 水の注入による消火の概念図である。 水蒸気の注入による消火の概念図である。

符号の説明

１ 注水管
１ａ 注水管
２ 注気管

Claims (3)

1. 埋め立てられた廃棄物層に注気管を配設し、該注気管から廃棄物層に対して水蒸気の注入を行うことを特徴とする廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法。
2. 埋め立てられた廃棄物層に注水管を配設し、該注水管から廃棄物層に対して水の注入を行うことを特徴とする請求項１記載の廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法。
3. 埋め立てられた廃棄物層の発熱部位に、削孔を行い、注水管又は注気管を配設することを特徴とする請求項１又は２記載の廃棄物埋立地における発熱・燃焼防止方法。

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