JP2010142692A - 廃棄物処分場の浸出水処理方法および浸出水処理設備 - Google Patents

Abstract

【課題】活性汚泥法、接触曝気法、回転円板法、担体法や膜分離活性汚泥法等の高度な生物処理方法を用いずに、簡易な構成で浸出水中の有機物を処理すること。
【解決手段】好気性生物膜が表面に生成される濾材からなる石積み濾床１と、浸出水を石積み濾床１上に散水する散水管２と、石積み濾床１の下部に形成された遮水部４とを有し、石積み濾床１上に浸出水が散水されることで、濾材表面に好気性生物膜が生成され、この好気性生物膜により浸出水中の有機物が吸着および分解され、浸出水は浄化され、石積み濾床１内を通過して浄化された浸出水は石積み濾床１の下部で遮水部４により遮水され、集水されて、石積み濾床１外へ排水される。
【選択図】図２

Description

本発明は、廃棄物処分場において廃棄物層から発生する浸出水中の有機物を処理する廃棄物処分場の浸出水処理方法および浸出水処理設備に関する。

廃棄物最終処分場において埋め立てられた廃棄物層内から発生する浸出水中の有機物（主としてＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）成分）は、活性汚泥法、接触曝気法、回転円板法、担体法や膜分離活性汚泥法等の高度な生物処理方法によって処理されている。また、これらの生物処理方法では、浸出水と生物フロックが混合、攪拌されている曝気槽内に空気を吹き込み、ここで汚水生物からなる生物フロックを生成させ、この生物フロックに有機物を吸着、分解させ、最後に沈殿槽にて生物フロックを沈降させて水質を浄化する方法が一般的である。

ところが、これらの高度な生物処理方法は建設費が嵩み、薬剤等の消耗品や設備の点検保守等の維持管理費用も高価である。また、これらの高度な生物処理方法では、運転のために高度な専門技術による管理が必要である。そこで、例えば特許文献１には、浸出水の処理量を軽減するために、廃棄物最終処分場から発生する浸出水を循環水路に返送し、循環水路において蒸発させる方法が提案されている。また、この方法では、循環水路および廃棄物最終処分場の底部に砕石を配置して、この砕石についた微生物による浸出水の浄化を行っている。

また、特許文献２には、浸出水の蒸発を促進するため、埋立廃棄物層の表層部に浸出水を一時貯溜するとともに埋立廃棄物層内に浸透させる浸透桝を設ける一方、埋立廃棄物層の深層部に浸出水を集水するとともに排水する浸出水集・排水路を設けて、この浸出水集・排水路から排水された浸出水を、環流路を介して上記浸透桝に環流させて、浸出水を循環させる廃棄物の埋立処分システムが提案されている。

また、特許文献３には、埋め立てた廃棄物に散水して、廃棄物より浸出した浸出水を引き抜き、引き抜いた浸出水に、生物処理、凝集沈殿処理、砂濾過や活性炭吸着などの浸出水処理を施して、浸出水中の有害物質を除去し、有機物質を除去した処理水を循環返送して前記廃棄物に散水する方法が提案されている。

特開２００７−５０３２６号公報 特開２００２−２５４０４８号公報 特開平１０−５７１４号公報

上記特許文献１〜３に記載の方法は、いずれも浸出水の処理量を減らすためのものであるが、後段には前述のような高度な生物処理方法を実行する浸出水処理設備が設けられている。そのため、これらの方法では運転費用を減らすことができるものの、運転のために高度な専門技術による管理が必要であることに変わりない。

特に、開発途上国においては、前述のような高度な生物処理方法は建設費が嵩むため普及しておらず、浸出水が垂れ流しの状態であり、浸出水処理施設のない廃棄物最終処分場が多い。また、開発途上国では、浸出水処理設備の維持管理のための高度な技術を保有した人材の確保が困難であり、維持管理費用がさらに大きくなる等の問題がある。

そこで、本発明においては、廃棄物処分場において廃棄物層から発生する浸出水中の有機物を処理するに際し、活性汚泥法、接触曝気法、回転円板法、担体法や膜分離活性汚泥法等の高度な生物処理方法を用いずに、簡易な構成で浸出水中の有機物を処理することが可能な廃棄物処分場の浸出水処理方法および浸出水処理設備を提供することを目的とする。

本発明の廃棄物処分場の浸出水処理方法は、廃棄物処分場において廃棄物層から発生する浸出水を処理する浸出水処理方法であって、好気性生物膜が表面に生成される濾材からなる濾床上に、浸出水を散水すること、濾床の下部を遮水し、濾床内を通過した水を集水して、濾床外へ排水することを含むことを特徴とする。

本発明の廃棄物処分場の浸出水処理方法によれば、好気性生物膜が表面に生成される濾材からなる濾床上に浸出水が散水されることで、濾材表面に好気性生物膜が生成され、この好気性生物膜により浸出水中の有機物が吸着および分解（酸化分解）され、浸出水は浄化される。そして、濾床内を通過して浄化された浸出水は濾床の下部で遮水され、集水されて、濾床外へ排水される。

ここで、濾床が、濾材が空中に積み上げられて形成されたものである場合には、自然通気により空気（酸素）が濾床内部まで供給され、好気性微生物による酸化分解が活発に行われる。また、濾床が、地面を掘り込んだ状態で積み上げられたものである場合には、通気管などを配置して空気が濾床内部まで供給されやすいようにすることも可能である。あるいは、濾床の下部に強制的に通気（強制通気）することもできる。

特に、本発明の廃棄物処分場の浸出水処理方法は、既設の廃棄物処分場に好適である。この場合、濾床は、廃棄物層の上面を遮水した上に配置され、浸出水は、浸出水調整設備により溜められ、浸出水処理設備から濾床上まで汲み上げられて散水されることが望ましい。これにより、既設の廃棄物処分場において、廃棄物層から発生する浸出水を浸出水調整設備に溜めて、廃棄物層上面の濾床上まで汲み上げて散水し、廃棄物層上で浸出水が浄化される。なお、濾床は、廃棄物層の低層側に配置することも可能であり、この場合には、浸出水を廃棄物層上まで汲み上げる必要はない。

本発明の廃棄物処分場の浸出水処理設備は、廃棄物処分場において廃棄物層から発生する浸出水を処理する浸出水処理設備であって、好気性生物膜が表面に生成される濾材からなる濾床と、浸出水を前記濾床上に散水する散水装置と、濾床の下部に形成された遮水部とを有するものである。

本発明の廃棄物処分場の浸出水処理設備では、好気性生物膜が表面に生成される濾材からなる濾床上に浸出水が散水されることで、濾材表面に好気性生物膜が生成され、この好気性生物膜により浸出水中の有機物が吸着および分解され、浸出水は浄化される。そして、濾床内を通過して浄化された浸出水は濾床の下部で遮水部により遮水され、集水されて、濾床外へ排水される。

また、本発明の廃棄物処分場の浸出水処理設備は、さらに、廃棄物層から発生する浸出水を溜める浸出水調整設備を有し、遮水部は、廃棄物層の上面に形成されたものであり、散水装置は、浸出水を浸出水調整設備から濾床上まで汲み上げるためのポンプを備えたものであることが望ましい。これにより、既存の廃棄物処分場において廃棄物層から発生する浸出水を浸出水調整設備に溜めて、廃棄物層上面の濾床上まで汲み上げて散水し、廃棄物層上で浸出水が浄化される。

さらに、本発明の廃棄物処分場の浸出水処理設備は、濾床内を通過した水を遮水部上で集水して濾床外へ排水する集排水装置を備えたものであることが望ましい。これにより、浸出水を濾床上に広く散水して多くの濾材と接触させて浄化した浸出水を、遮水部上で集水して濾床外へ排水することで、効率良く浸出水を浄化することが可能となる。

また、本発明の廃棄物処分場の浸出水処理設備は、濾床の下部に通気する通気部を有するものであることが望ましい。これにより、空気が濾床内部まで供給されやすくなり、好気性生物膜による酸化分解が活発に行われる。

（１）好気性生物膜が表面に生成される濾材からなる濾床上に、浸出水を散水するとともに、濾床の下部を遮水し、濾床内を通過した水を集水して、濾床外へ排水する構成により、濾材表面に好気性生物膜が生成され、この好気性生物膜により浸出水中の有機物が吸着および分解され、浸出水は浄化される。これにより、活性汚泥法、接触曝気法、回転円板法、担体法や膜分離活性汚泥法等の高度な生物処理方法を用いずに、簡易な構成で浸出水中の有機物を処理することが可能となる。

（２）特に、濾床は、廃棄物層の上面を遮水した上に配置され、浸出水は、浸出水調整設備により溜められ、浸出水処理設備から濾床上まで汲み上げられて散水される構成とすることにより、既設の廃棄物処分場に適用することが可能であり、廃棄物層の上面の無駄なスペースを有効活用することができる。

（３）廃棄物層から発生する浸出水を溜める浸出水調整設備を有し、遮水部は、廃棄物層の上面に形成されたものであり、散水装置は、浸出水を浸出水調整設備から濾床上まで汲み上げるためのポンプを備えたものであることにより、既存の廃棄物処分場において廃棄物層から発生する浸出水を浸出水調整設備に溜めて、廃棄物層上面の濾床上まで汲み上げて散水し、廃棄物層上で浸出水が浄化される。

（４）濾床内を通過した水を遮水部上で集水して濾床外へ排水する構成により、浸出水を濾床上に広く散水して多くの濾材と接触させて浄化した浸出水を、遮水部上で集水して濾床外へ排水することで、効率良く浸出水を浄化することが可能となり、浸出水の処理効率が向上する。

（５）濾床の下部に通気する通気部を有する構成により、空気が濾床内部まで供給されやすくなり、好気性微生物による酸化分解が活発に行われ、浸出水の処理効率が向上する。

（６）濾床が、濾材が空中に積み上げられて形成されたものである場合には、自然通気により空気が濾床内部まで供給されるので、省エネルギーであり、好気性微生物による酸化分解が活発に行われる。また、濾床が、地面を掘り込んだ状態で積み上げられたものである場合には、通気管などを配置して空気が濾床内部まで供給されやすいようにすることが可能である。あるいは、濾床の下部に強制的に強制通気することも可能であり、新鮮な外気を強制的に取り込むので、より活発に酸化分解が行われるようになる。このとき、強制通気は、太陽光や風力などの自然エネルギーを利用して行わせることで、省エネルギーとなる。

図１は本発明の実施の形態における廃棄物処分場の浸出水処理設備の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。

図１〜図３において、本発明の実施の形態における浸出水処理設備は、既設の廃棄物最終処分場の廃棄物が埋め立てられた廃棄物層Ｒ上に、石積み濾床１、廃棄物層Ｒから発生する浸出水を散水する散水管２、および、処理水槽３が設置されたものである。なお、石積み濾床１の下部には、遮水シート、粘性土、水密性アスファルトやベントナイトシートなどにより構成される遮水部４が形成されている。

また、石積み濾床１の下部には、石積み濾床１内を通過した水を遮水部４上で集水して石積み濾床１外の処理水槽３へ排水する集排水装置を構成する集排水管５が設けられている。集排水管５の直径は、例えば４００〜１０００ｍｍ程度である。集排水管５の胴体には、複数の集水口（図示せず。）が設けられている。遮水部４は集排水管５が設けられている中央部分が低くなるように傾斜面が形成されており、石積み濾床１内を通過した水は遮水部４上で集排水管５部分に集まり、複数の集水口から集排水管５内に流入して、処理水槽３へと排水される。

また、廃棄物層Ｒの低層側には、浸出水調整設備としての浸出水調整池６が設けられている。浸出水調整池６には、廃棄物層Ｒから発生した浸出水が一時的に溜められる。

石積み濾床１は、廃棄物層Ｒ上に遮水部４を形成した後、濾材としての砕石や栗石などの石を空中に積み上げたものである。これらの石の直径は、例えば２００〜３００ｍｍ程度である。これらの石には、散水管２からの浸出水の散水によって表面に好気性生物膜が生成される。この好気性生物膜により、浸出水中の有機物は吸着および分解（酸化分解）される。なお、石積み濾床１は、浸出水の散水によって表面に好気性生物膜が生成される濾材であれば良く、プラスチック塊やコンクリート塊などにより形成することも可能である。

散水管２は、浸出水調整池６に設置される水中ポンプ７および処理水槽３に設置される水中ポンプ８とともに散水装置を構成するものである。なお、図１に示すように、石積み濾床１、散水管２、処理水槽３、遮水部４および集排水管５は、廃棄物層Ｒ上に複数組並設されている。

上記構成の浸出水処理設備では、浸出水調整池６の浸出水は、水中ポンプ７により廃棄物層Ｒの上方に汲み上げられ、散水管２から石積み濾床１上に広く散水される。浸出水は、この石積み濾床１の石の表面を流下する際に、石の表面に生成された好気性生物膜により有機物（ＢＯＤ成分）が吸着、分解（酸素分解）される。

こうして、石積み濾床１内を通過して処理された水は、遮水部４上で集排水管５により集水され、処理水槽３へ排水される。そして、処理水槽３に設置される水中ポンプ８により隣の石積み濾床１上の散水管２へ送水され、散水管２から再び石積み濾床１上へ散水される。これらの過程を経て繰り返し処理された浄化水は、最終的に末端の処理水槽３から公共用水域に放流される。

このように本実施形態における浸出水処理設備によれば、活性汚泥法、接触曝気法、回転円板法、担体法や膜分離活性汚泥法等の高度な生物処理方法を用いずに、簡易な構成で浸出水中の有機物を処理することが可能である。したがって、建設費は安価となり、維持管理のための技術者の確保が容易となり、維持管理費も小さくできる。

なお、この浸出水処理設備では、好気性生物膜による浸出水の酸化分解に必要な酸素は、石積み濾床１の周囲から自然通気により供給されるので省エネルギーであり、好気性生物膜による酸化分解が活発に行われる。また、本実施形態における浸出水処理設備では、図２に示すように集排水管５の排水口５０が処理水槽３の水面よりも上に設けられており、図３に示すように集排水管５内は、下部は処理水が通過する通水部５１、上部は空気が通過する通気部５２となるので、この集排水管５の通気部５２を通じて空気が石積み濾床１の内部からも供給され、好気性微生物による酸化分解がさらに活発に行われる。

また、石積み濾床１を廃棄物層Ｒ内に掘り込んで形成する場合には、集排水管５の径を大きくするなどして、酸素が石積み濾床１内部に効率良く供給されるようにすれば良い。また、必要な場合には、通風ファンを設けて強制的に通気（強制通気）して酸素を供給することも可能である。この場合、通風ファンは、太陽光や風力などの自然エネルギーを利用して動作させることが好ましい。

また、本実施形態における浸出水処理設備では、既設の廃棄物処分場の廃棄物層Ｒの上面を遮水部４により遮水した上に配置しているので、廃棄物層Ｒの上面の無駄なスペースを有効活用することができる。なお、設置スペースに余裕がある場合には、廃棄物層Ｒの低層側に石積み濾床１などを配置することも可能である。この場合、浸出水を廃棄物層Ｒ上まで汲み上げる必要はない。

本発明の浸出水処理方法および浸出水処理設備は、廃棄物処分場において廃棄物層から発生する浸出水中の有機物を処理する方法および設備として有用である。特に、本発明は、活性汚泥法、接触曝気法、回転円板法、担体法や膜分離活性汚泥法等の高度な生物処理方法を用いずに、簡易な構成で浸出水中の有機物を処理することが可能な廃棄物処分場の浸出水処理方法および浸出水処理設備として好適である。

本発明の実施の形態における廃棄物処分場の浸出水処理設備の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

Ｒ 廃棄物層
１ 石積み濾床
２ 散水管
３ 処理水槽
４ 遮水部
５ 集排水管
６ 浸出水調整池
７，８ 水中ポンプ
５０ 排水口
５１ 通水部
５２ 通気部

Claims (9)

1. 廃棄物処分場において廃棄物層から発生する浸出水を処理する浸出水処理方法であって、
   好気性生物膜が表面に生成される濾材からなる濾床上に、前記浸出水を散水すること、
   前記濾床の下部を遮水し、濾床内を通過した水を集水して、前記濾床外へ排水すること
   を含む廃棄物処分場の浸出水処理方法。
2. 前記濾床は、前記廃棄物層の上面を遮水した上に配置され、
   前記浸出水は、浸出水調整設備により溜められ、前記浸出水処理設備から前記濾床上まで汲み上げられて散水されることを特徴とする請求項１記載の廃棄物処分場の浸出水処理方法。
3. さらに前記濾床の下部に通気することを含む請求項１または２に記載の廃棄物処分場の浸出水処理方法。
4. 前記濾床の下部への通気は、自然通気または強制通気により行うことを特徴とする請求項３記載の廃棄物処理方法。
5. 廃棄物処分場において廃棄物層から発生する浸出水を処理する浸出水処理設備であって、
   好気性生物膜が表面に生成される濾材からなる濾床と、
   前記浸出水を前記濾床上に散水する散水装置と、
   前記濾床の下部に形成された遮水部と
   を有する廃棄物処分場の浸出水処理設備。
6. さらに、前記廃棄物層から発生する浸出水を溜める浸出水調整設備を有し、
   前記遮水部は、前記廃棄物層の上面に形成されたものであり、
   前記散水装置は、前記浸出水を前記浸出水調整設備から前記濾床上まで汲み上げるためのポンプを備えたものである
   請求項５記載の廃棄物処分場の浸出水処理設備。
7. さらに、前記濾床内を通過した水を前記遮水部上で集水して前記濾床外へ排水する集排水装置を備えた請求項５または６に記載の廃棄物処分場の浸出水処理設備。
8. 前記濾床の下部に通気する通気部を有する請求項５から７のいずれかに記載の廃棄物処分場の浸出水処理設備。
9. 前記通気部への通気は、自然通気または強制通気により行うものである請求項８記載の廃棄物処理方法。

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