JP2010234269A - 廃棄物処分場 - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄物層において発生したガスを、当該廃棄物層上から放出させることなく、かつ廃棄物層内を好気性雰囲気下として効果的に有機物を分解させることが可能となる廃棄物処分場を提供する。
【解決手段】空気膜構造体２によって気密的に覆われて内部空間３が正圧に保持された廃棄物処分場の廃棄物層１０の下部に配管されたガス収集管５と、ガス収集管内のガスを吸引する吸引装置７と、吸引装置の上流側に介装された通気調整弁６と、廃棄物層１０内に立設されて上端部が内部空間３に開口し、下端部がガス収集管５に接続されるとともに外周に廃棄物層１０に開口する孔部９ａが形成されたガス抜き管９とを備え、送風加圧装置４、通気調整弁６および吸引装置７によって、内部空間３の空気がガス抜き管９からガス収集管５を介して外部に排気されるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄物を最終的に埋立処分するための廃棄物処分場に係り、特に埋立地の周囲が空気膜構造体によって覆われるとともに内部に加圧空気が充填された廃棄物処分場に関するものである。

周知のように、廃棄物処分場に埋立処理された汚泥、焼却灰、鉱滓、煤塵、木屑、シュレッダーダスト等の廃棄物からなる廃棄物層からは、炭酸ガス、アンモニアガス、メタンガス、硫化水素ガス等が、当該廃棄物中の生物分解性有機物が上記廃棄物層内における生物化学反応によって分解されることにより発生する。

また、上記廃棄物層からは、重金属類、ＢＯＤ成分、ＣＯＤ成分、塩類、酸あるいはアルカリ成分を含んだ浸出水が排出される。
このため、従来の廃棄物処分場においては、予め上記廃棄物層の下部となる位置に、浸出水集排水管を配管するとともに、上記廃棄物層内に、上端部を上記廃棄物層の上方に開口させた多孔管からなる複数本のガス抜き設備を、互いに所定の区画面積毎（例えば２０００ｍ³毎）に立設し、廃棄物層から流下した浸出水を、上記浸出水集排水管によって集水して処理した後に外部に排水するとともに、廃棄物層内で発生したガスを、上記ガス抜き管から大気に排気するようにしている。

ところで、上記従来の廃棄物処分場においては、廃棄物から発生したガスを、当該ガスの発生圧、上記生化学反応時に生じる発酵熱等に起因する温度差や比重差等によって、ガス抜き管内を自然上昇させて大気に開放するものであるために、十分なガス抜き効果が得られない場合もあり、廃棄物層への空気の供給が少なく、廃棄物の分解に長期間を要するという問題点があった。

また、廃棄物層が露天に曝されているために、降雨時には大量の雨水が当該廃棄物層内に浸入し、この結果浸出水と相俟って、排水処理すべき汚染水が多量になるとともに、雨水量に伴って、当該処理量も大きく変動するという問題点もあった。
一方、廃棄物に含まれる生物分解性有機物から生成するガスは、酸素ガスが存在する好気性雰囲気下において上記生物化学反応による分解が促進され、効率的に排出されることが知られている。

そこで、下記特許文献１においては、図５に示すように、側部および底部を不透水層２０で形成した埋立処分地２１の上方を、不透水性素材からなる被覆材２２で被覆して埋立処分地２１への雨水の浸透を防止するとともに、被覆材２２の内側に空気を送入し、さらに埋立処分地２１に設置した多孔管からなる通気立管２３の上端開口から埋立処分地２１に空気を供給することにより、廃棄物中に含有される有機物を好気的に分解させ、この分解により生じた浸出液を集水管２４で集水する廃棄物埋立工法が提案されている。

しかしながら、上記従来の廃棄物処分場にあっては、メタンガス、硫化水素ガス等の可燃性ガスや有害ガスが作業空間となる廃棄物層上から大気に放出されてしまうために、作業環境の悪化を招くという問題点があった。

また、図５に示した上記従来の廃棄物埋立工法にあっても、比重の大きいガスについては、浸出水とともに集水管２４から排出することができるものの、比重の小さなガスが、同様に作業空間となる埋立処分地２１上に放出されてしまうという問題点があった。

加えて、通気立管２３の下端部が、廃棄物層によって塞がれているために、生物化学反応による分解を促進させるために十分な酸素を廃棄物層内に供給することが難しく、よって上記分解促進効果にも限度があった。

特開昭５４−８４３２８号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、廃棄物層において発生したガスを、当該廃棄物層上から放出させることなく、安定的に外部に排出させることができて良好な作業環境を確保することができるとともに、併せて廃棄物層内を好気性雰囲気下として効果的に有機物を分解させることが可能となる廃棄物処分場を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、廃棄物の埋立地の周囲が気密的に覆われ、送風加圧装置から供給される加圧空気によって内部空間が正圧に保持された廃棄物処分場において、上記埋立地に埋め立てられた廃棄物層の下部に上記埋立地の表面に沿って配管されるとともに上記空気膜構造体の外部に引き出されたガス収集管と、上記廃棄物層内に立設されて上端部が上記内部空間に開口し、かつ下端部が上記ガス収集管に接続されるとともに外周に上記廃棄物層に開口する孔部が形成されたガス抜き管とを備えてなり、上記送風加圧装置によって、上記内部空間が正圧に保持され、かつ上記内部空間の空気が上記ガス抜き管から上記ガス収集管を介して外部に排気されるようにしたことを特徴とするものである。

ここで、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記廃棄物の埋立地の周囲が、少なくとも天井部分が膜材によって形成された空気膜構造体によって気密的に覆われていることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記ガス収集管内のガスを吸引する吸引装置を備えてなることを特徴とするものであり、さらに請求項４に記載の発明は、上記吸引装置の上流側に通気調整弁が介装されるとともに、上記送風加圧装置、上記通気調整弁および上記吸引装置によって、上記内部空間が正圧に保持され、かつ上記内部空間の空気が上記ガス抜き管から上記ガス収集管を介して外部に排気されるようにしたことを特徴とするものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、上記ガス収集管は、廃棄物層の下部に上記埋立地の表面に沿って配管されて上記廃棄物層からの浸出水を排水するための浸出水集排水管を兼用することを特徴とするものである。

さらに、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の発明において、複数本の上記ガス収集管が配管されるとともに、各々の上記ガス収集管の当該廃棄物処分場内の端部に、独立して上記通気調整弁が介装されていることを特徴とするものである。

請求項１〜６のいずれかに記載の発明によれば、送風加圧装置によって内部空間を正圧に保持することにより、廃棄物層において発生したガスを、ガス抜き管から上記ガス収集管を介して外部に排出することができる。この結果、廃棄物層において発生したガスを、送風加圧装置による加圧空気のエネルギーを利用して、当該廃棄物層上から作業空間となる内部空間に放出させることなく、安定的に外部に排出させることができ、よって良好な作業環境を確保することができる。また、外部に排出した上記ガスを含む空気を、例えばガス処理施設に導入することにより、周辺環境への影響も低減することができる。

さらに、上記廃棄物層で発生したガスが排出されることと併行して、送風加圧装置によって内部空間に空気を供給して正圧に保持しているために、常時内部空間に供給された酸素ガスを含む空気が、廃棄物層内に浸透して行くことになる。このため、当該廃棄物層内を好気性雰囲気下として効果的に有機物を分解させることができ、この結果処分場の早期安定化を図ることも可能となる。

ここで、請求項２に記載の発明にように、上記廃棄物の埋立地の周囲が空気膜構造体によって気密的に覆われている場合には、空気膜構造体の内部を送風加圧装置によって正圧に保持する必要があるために、当該空気膜構造体の内部に供給する加圧空気を利用して、廃棄物層において発生したガスを外部に排出させることができる。

また、特に廃棄物の埋立地の規模が大きく、かつ形成される廃棄物層の深さが大きい場合には、請求項３に記載の発明のように、上記ガス収集管内のガスを吸引する吸引装置を設けることが好ましい。この際に、さらに請求項４に記載の発明のように、上記吸引装置の上流側に通気調整弁を介装し、上記送風加圧装置、通気調整弁および吸引装置によって、上記内部空間が正圧に保持され、かつ内部空間の空気が上記ガス抜き管から上記ガス収集管を介して外部に排気されるようにすれば、廃棄物処分の進行に合わせて、常時発生したガスを円滑に外部に排出することが可能になる。

なお、従来の廃棄物処分場においては、上述したように、廃棄物層の下部位置に、廃棄物層から流下した浸出水を排出するための多孔管からなる浸出水集排水管が配管されている。そこで、本発明においては、上記ガス収集管を、上記浸出水集排水管とは独立して設けてもよいが、請求項５に記載の発明のように、上記浸出水集排水管を上記ガス収集管として兼用させれば、従来と比較して新たな配管を設置する必要が無く、経済的である。

また、一般に上記廃棄物処分場は、広大な敷地面積を有しているために、複数本の上記ガス収集管を配管する必要がある。この際に、請求項６に記載の発明のように、各々の上記ガス収集管に独立して通気調整弁を介装して、各ガス収集管の流量を調整可能とすれば、例えばある区画の廃棄物層上で作業を行う場合に、他の区画に配管されたガス収集管の通気調整弁を絞って、上記作業区画における配管されたガス収集管の流量を相対的に大きくすることにより、当該作業区画における排気を他の区画よりも効率的に行って良好な作業環境にすることが可能になる。

本発明に係る廃棄物処分場の一実施形態の概略構成を示す縦断面図である。 図１のガス収集管とガス抜き管における空気（ガス）の流れを示す模式図である。 図１の廃棄物処分場の全体を示す斜視図である。 本発明に係る廃棄物処分場の他の実施形態の概略構成を示す縦断面図である。 従来の廃棄物埋立工法を実施するための廃棄物処分場の構成を示す縦断面図である。

図１〜図３は、本発明に係る廃棄物処分場の一実施形態を示すものである。
これらの図において、符号１は、例えば谷地形等を利用して不透水層となるコンクリート等によって凹状に形成した埋立地である。

この廃棄物処分場においては、埋立地１の周囲および上方が、全体が膜材によって形成された空気膜構造体２によって気密的に覆われており、さらにその内部空間３に加圧空気を連続的に供給して当該内部空間３を２００〜３００Ｐａの正圧に保持するための送風加圧装置４が設けられている。ここで、上記空気膜構造体２には、外部からの廃棄物の搬送車が内部の気密性を大きく損なうことなく出入り可能となる２重構造の扉（図示を略す。）が設けられている。

他方、埋立地１の底部には、当該埋立地１の法面（表面）に沿って、複数本（図１では、そのうちの１本を示す。）のガス収集管兼浸出水集排水管（以下、単にガス収集管と略す。）５が配管されている。そして、各ガス収集管５の端部は、埋立地１の側部から外部に引き出されるとともに、通気調整弁６を介して当該ガス収集管５内のガスを吸引する吸引装置７に接続されている。なお、この吸引装置７の吐出側は、ガス処理設備８に導入されている。

さらに、各々のガス収集管５には、数十ｍの所定間隔をおいて複数本のガス抜き管９が接続されている。このガス抜き管９は、外周の高さ方向の複数箇所に、廃棄される廃棄物層１０に向けて開口する孔部９ａが穿設された多孔管であり、その下端部がガス収集管５に接続されている。ここで、ガス抜き管９の高さ寸法は、埋立地１に廃棄処分される廃棄物の量に応じて、その上端部が最終的な廃棄物層１０の上面よりも上方位置で開口するように設定されている。

そして、送風加圧装置４、通気調整弁６および吸引装置７は、それぞれの送風量、送風圧力、通気量、吸引量および吸引圧力が、内部空間３を２００〜３００Ｐａの正圧に保持しつつ、かつ内部空間３の空気が廃棄物層１０およびガス抜き管９からガス収集管５を介して外部へと流れる諸元となるように設定されている。

なお、この種の廃棄物処分場においては、一般に送風加圧装置４から内部空間３へ連続的に加圧空気を供給して正圧に保持するとともに、これと併行して内部空間３を換気するための排気口が設けられているが、本実施形態に示す廃棄物処分場においては、上記排気口を設けてもよく、あるいは上記排気口を設けることなく、廃棄物層１０内に供給された加圧空気の全てをガス抜き管９からガス収集管５を介して外部に排出することにより、内部空間３の換気を行うようにしてもよい。
また、図４に示す他の実施形態のように、各々のガス抜き管９の廃棄物層１０の上部開口部に、通気調整弁６を設けるようにすることもできる。

以上の構成からなる廃棄物処分場においては、廃棄物を搭載した搬送車が空気膜構造体２に設けられた扉から内部空間３へと入って、埋立地１に当該廃棄物を投棄するとともに、所定のレベル毎に中間覆土１１が盛られることにより、次第に層状の廃棄物層１０が形成されて行く。

これと併行して、送風加圧装置４から連続して内部空間３に加圧空気が供給されて、内部空間３が２００〜３００Ｐａの正圧に保持されるとともに、ガス収集管５内の空気が吸引装置７によって通気調整弁６によって流量調整された量で排気されて行く。これにより、内部空間３内の加圧空気が、廃棄物層１０の表面から内部へと浸透して、廃棄物層１０→孔部９ａ→ガス抜き管９→ガス収集管５→ガス処理設備８という空気（ガス）の流れが形成される。またこの結果、内部空間３からガス収集管５に向けて漸次圧力が低下する空気の圧力勾配が形成される。

そして、先ず上記廃棄物層１０からの浸出水は、廃棄物層１０を流下してガス収集管５に流入し、外部へと排水されて行く。また、上記圧力勾配によって、内部空間３に供給された加圧空気が廃棄物層１０の表面から内部へと浸透することにより、廃棄物層１０内が好気性雰囲気となり、これにより廃棄物に含まれる生物分解性有機物が、空気中の酸素による生物化学反応によって効率的に分解され、ガスが生成する。

このようにして廃棄物層１０で発生したガスは、上述した空気の流れに同伴して、ガス抜き管９の孔部９ａからガス抜き管９内へと流れ、さらにガス収集管５から外部へと排出されてガス処理設備８で無害化処理される。

このように、上記廃棄物処分場によれば、送風加圧装置４によって空気膜構造体３を正圧に保持しつつ、通気調整弁６を調整して吸引装置７によってガス収集管５内を吸引することにより、廃棄物層１０において発生したガスを、ガス抜き管９からガス収集管５を介して外部に排出することができる。

この結果、廃棄物層１０において発生したガスが、廃棄物層１０上から作業空間となる空気膜構造体２の内部空間３に放出することがなく、よって内部空間３に良好な作業環境を確保することができる。しかも、外部に排出した上記ガスを含む空気を、ガス処理施設８に導入して無害化処理しているために、周辺環境への影響も低減することができる。

さらに、廃棄物層１０で発生したガスが排出されることと併行して、送風加圧装置４によって空気膜構造体２の内部空間３に空気を供給して正圧に保持しているために、常時内部空間３に供給された酸素を含む空気を、ガス収集管５との間の圧力勾配によって、廃棄物層１０内に浸透させて廃棄物層１０内を好気性雰囲気下にすることができる。このため、廃棄物層１０から効果的に分解ガスを生成させることができ、この結果処分場の早期安定化を図ることも可能となる。

さらに、ガス収集管５が、上述した発生ガスを含む空気の排気管と、浸出水の集排水管とを兼用しているために、従来と比較して新たな配管を設置する必要が無く、経済性にも優れる。加えて、埋立地１の底部に配管した複数本のガス収集管５の各々に、独立して通気調整弁６を介装するとともに、図４に示すように、各ガス抜き管９の開口端部に通気調整弁６を設ければ、作業区画以外のガス収集管５の通気調整弁６を絞って、作業区画における配管されたガス収集管５の流量を相対的に大きくすることにより、作業区画における排気を他の区画よりも効率的に行って、当該区画を一段と良好な作業環境にすることもできる。

廃棄物を最終的に埋立処分するための廃棄物処分場であって、特に埋立地の周囲が空気膜構造体によって覆われるとともに内部に加圧空気が充填された廃棄物処分場に利用可能である。

１ 埋立地
２ 空気膜構造体
３ 内部空間
４ 送風加圧装置
５ ガス収集管兼浸出水集排水管
６ 通気調整弁
７ 吸引装置
９ ガス抜き管
９ａ 孔部

Claims (6)

1. 廃棄物の埋立地の周囲が気密的に覆われ、送風加圧装置から供給される加圧空気によって内部空間が正圧に保持された廃棄物処分場において、
   上記埋立地に埋め立てられた廃棄物層の下部に上記埋立地の表面に沿って配管されるとともに上記空気膜構造体の外部に引き出されたガス収集管と、上記廃棄物層内に立設されて上端部が上記内部空間に開口し、かつ下端部が上記ガス収集管に接続されるとともに外周に上記廃棄物層に開口する孔部が形成されたガス抜き管とを備えてなり、
   上記送風加圧装置によって、上記内部空間が正圧に保持され、かつ上記内部空間の空気が上記ガス抜き管から上記ガス収集管を介して外部に排気されるようにしたことを特徴とする廃棄物処分場。
2. 上記廃棄物の埋立地の周囲が、少なくとも天井部分が膜材によって形成された空気膜構造体によって気密的に覆われていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処分場。
3. 上記ガス収集管内のガスを吸引する吸引装置を備えてなることを特徴とする請求項１または２に記載の廃棄物処分場。
4. 上記吸引装置の上流側に通気調整弁が介装されるとともに、上記送風加圧装置、上記通気調整弁および上記吸引装置によって、上記内部空間が正圧に保持され、かつ上記内部空間の空気が上記ガス抜き管から上記ガス収集管を介して外部に排気されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の廃棄物処分場。
5. 上記ガス収集管は、廃棄物層の下部に上記埋立地の表面に沿って配管されて上記廃棄物層からの浸出水を排水するための浸出水集排水管を兼用することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の廃棄物処分場。
6. 複数本の上記ガス収集管が配管されるとともに、各々の上記ガス収集管の当該廃棄物処分場内の端部に、独立して上記通気調整弁が介装されていることを特徴とする請求項４または５に記載の廃棄物処分場。

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