JP4363079B2 - Method and system for promoting stabilization of landfill waste - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は埋立て廃棄物の安定化促進方法とシステムに係り、特に埋立て廃棄物への降雨浸透水の量を制御して埋立て廃棄物の安定化を計ると共に、その他の余分な雨水が埋立て廃棄物内へ浸透することを防止して地下水などの汚染を防止するのに好適な埋立て廃棄物の安定化促進方法とシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般・産業廃棄物の処分方法に関し、処分場における周辺への環境汚染が問題になっている。これは、降雨等の浸透水が埋立て廃棄物を浸透する際に汚染されて、周辺の地下水に流れ込み汚染してしまうものである。よって、環境汚染を防止するためには汚染物質と地下水の接触を避けることが重要である。前記、防止策のひとつに、多層覆土を利用した廃棄物埋立て構造がある。図6にその縦断面図を示す。図6において廃棄物表面を覆う多層覆土は、凹陥地1の表面部に導水勾配を付して現地発生土2で覆った後、粗粒層3とこれに引き続いて細粒層4を敷設して構成されるキャピラリーバリア層を形成し、最後に全体を遮水性の良い現地発生土および表土5で覆う構成としている。ここで細粒層4と粗粒層3との層境界には勾配をつけている。これは、多層覆土を構成する粒の大きい粗粒層3の上層に、小さい粒で構成した保水性の大きい細粒層4を設けることにより、降雨等による浸透水を細粒層4で止まらせるとともに、覆土に導水勾配を付して粗粒層3と細粒層4の境界面に沿って側方へ流下させる、キャピラリーバリアを利用している。
【0003】
これにより多層覆土表面を通過して細粒土に浸透し下方に移動した浸透水は、粗粒土との境界面付近で流れの方向を勾配に沿って横向きに変え、細粒土中に保水されながら流下して集水除去される。このため、廃棄物層への降雨浸透水などの浸透を防止している。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−17933号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような廃棄物の埋立て終了後あるいは処分場の閉鎖後は、処分場から浸出する水や発生するガスを管理することが法令で定められている。この管理をやめるために処理する前の浸出水が排水基準などの値以下になり、ガス発生や熱の発生がおさまることが必要であり、このような状態になることを「安定化」という。埋立て終了後、底部遮水層を完備し、周辺への環境汚染問題の可能性が小さい場合は、全く水分を遮断してしまうよりも、地中の廃棄物層を安定化するために適度な水分を必要とするケースが多い。この場合の従来工法としては注水ポンプを用いるのが一般的であり、山地にて動力源を必要とする不便さがあった。特に、埋立て廃棄物の無害化のためには早期に化学的に安定化する必要があるが、長期間に亘って動力を用いた管理を継続して行うことには現実的に無理がある。また、埋立て廃棄物の安定化の為にエアレーションを行う場合には、エアレーションのための設備を設置する必要があり、この場合でも効果的な方法が未だ確立されていないのが現状である。
【0006】
また、埋立て廃棄物からはガスが発生する場合があるため、このガスを排出させる箇所が必要となる。また、埋立て廃棄物から発生するガスを排出するとともに、廃棄物層に空気を供給することにより安定化を促進する必要がある。また、浸透水は底部に到達して滞留することを避けるために排水し、適正な処理をし、放流する必要がある。また、埋立て廃棄物には降雨のほか、周辺から埋立て地に流れ込む流水があるため、表面に集水する溝が必要となる。
【0007】
このように、地中の廃棄物を安定した一定の条件に保つ必要がある。前述のような多層覆土によれば、浸透水を勾配に沿って排水してしまい、埋立て地内部を遮水してしまうため、このような箇所には適さない。
【0008】
そこで、本発明は上記多層覆土における課題を解決するためになされたもので、特に動力源を必要とせず、自然物を利用した埋立て廃棄物の安定化を促進することができる埋立て廃棄物の安定化促進方法とシステムを提供することを目的とした。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る埋立て廃棄物の安定化促進方法は、浸透性を備えた埋立て廃棄物保護層の上表面に形成した粗粒層とその上層の細粒層からなる勾配が付された浸透水キャピラリーバリア層により浸透水の遮蔽をなしつつ勾配下流側の前記浸透水キャピラリーバリア層の保水限界距離よりも短い箇所にて集水し排水を行わせ、かつ、前記浸透水キャピラリーバリア層の粗粒層に設ける砂孔と細粒層に設ける障壁とからなる浸透部による遮蔽浸透水の一部を前記埋立て廃棄物内に分散導入して少量浸透させることにより埋立て物の安定化をなすことを特徴とする。また、前記埋立て廃棄物の下位からの排水処理と空気供給をなさしめるようにすればよい。
【0010】
本発明に係る埋立て廃棄物の安定化促進システムは、浸透性を備えた埋立て廃棄物保護層の上表面に粗粒層とその上層に積層した細粒層からなる勾配が付された浸透水キャピラリーバリア層を形成し、当該浸透水キャピラリーバリア層の勾配下部側の前記浸透水キャピラリーバリア層の保水限界距離内に排水を設けて浸透水を排出可能としつつ、前記キャピラリーバリア層には下部埋立て廃棄物内に浸透遮蔽された浸透水の一部を埋立て物内に導入浸透させる、粗粒層に設ける砂孔と細粒層に設ける障壁とからなる複数の浸透部を分散形成することにより、浸透水遮蔽と埋立て廃棄物への少量浸透を同時に行わせて埋立て物の安定化をなさしめることを特徴とする構成とした。
また、前記浸透水キャピラリーバリア層はその勾配に沿って多層構造とされていることを特徴としている。
【0011】
また、前記排水溝は、溝内部に前記細粒層と接続する細粒砂を敷き詰めた構成とした。
また埋立て廃棄物の上表層に敷設する覆土層表面に表面排水溝を形成し、処分場内に流れ込む流水を集排水することを特徴とする構成とした。
【0012】
また、埋立て廃棄物の廃棄物層から覆土層表面へ突出貫通するガス抜き管と、廃棄物層から粗粒層まで達するガス抜き管とを設け、前記埋立て廃棄物の廃棄物層から覆土層表面へ突出貫通するガス抜き管と前記粗粒層が接する面に通気孔を形成して、前記廃棄物層の発生ガスを前記廃棄物層から粗粒層まで達するガス抜き管から前記粗粒層内の隙間へと流しこみ、前記ガスを前記粗粒層の隙間を側方移動させて、前記通気孔から覆土層表面へ突出貫通するガス抜き管を経由して外部へ排出し埋立て物の安定化をなさしめる構成とした。
前記埋立て廃棄物の廃棄物層から覆土層表面へ突出貫通するガス抜き管と、前記廃棄物層から粗粒層まで達するガス抜き管が接する前記粗粒層内に粗粒層内ガス抜き管を設け、前記埋立て廃棄物の廃棄物層から覆土層表面へ突出貫通するガス抜き管と、前記廃棄物層から粗粒層まで達するガス抜き管とを前記粗粒層内ガス抜き管でつないだ前記粗粒石層内に粗粒層内ガス抜き促進管を有することを特徴とする構成とした。
【0013】
また、埋立て廃棄物の廃棄物層の下部領域に導水勾配を付して形成し、孔を付した流末集水暗渠を形成することにより、廃棄物層内の集水とともに廃棄物層内に空気を安定的供給して埋立て物の安定化をなさしめる構成とした。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る埋立て廃棄物の安定化促進方法とシステムの実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
埋立て廃棄物の安定化促進のためには、降雨等による多層覆土の浸透水の制御および過剰浸透水の排水と廃棄物層内の適度な保有水確保、廃棄物層の内部で発生したガスの排出および空気の供給を制御することである。また、埋立て地周辺から処分場内に流れ込む流水を削減する排水機能と、埋立て地周辺から流れ込む地下水を遮水層で流れ込みを防止することである。
【0016】
図1に埋立て廃棄物の安定化促進システムの設置断面図を示す。廃棄物10を埋め立てる場所は、例えば、緩傾斜地を利用して凹陥地を造成することにより埋立て領域とする。もちろん平坦地に造成しても良い。この凹陥地の山側法面、底部、および左右の法面に遮水層12を敷設する。この遮水層12は水の透過を防止できるものであればその材質は特に限定しない。例えば、凹陥地の掘削によって生じた土と、水と接すると膨潤して水が非常に浸透しにくくなる性質を持つ粘土鉱物のベントナイトを混合して生成した有害物質の拡散遅延性能を持つ遮水土を層状に敷設すればよい。この遮水層12は凹陥地の底部に敷設されるとともに、その周縁部から山側及び左右の法面に沿って上方に立ち上げるように敷設する。これにより、凹陥地周辺の地下水が凹陥地内部に侵入するのを防止できる。
【0017】
遮水層12表面には山側の法面下端部から谷側に向かって導水勾配を付しておく。この勾配面に沿って複数の流末集水暗渠14を適宜の間隔において平行に敷設する。当該流末集水暗渠14は管壁に多数の孔を開けて形成されたもので、周辺土層から湧出する水を集水して勾配下流側に流すようにしている。この流末集水暗渠14は谷側に形成した水処理施設15に連絡している。これにより、流末集水暗渠14を通じて流れる汚水を貯蔵し、浄化処理するものである。
【0018】
つぎに、遮水層12が敷設されている領域に廃棄物10を通常、区画を分け投入する。区画ごとに廃棄物10が満杯になった時点で、今度は廃棄物10の上面部の処理を行う。投入された廃棄物10の上表面部に導水勾配を付し、廃棄物10の表面を降雨浸透水が自然流下しやすい条件に設定する。この勾配は、凹陥地が形成される緩傾斜地の傾斜方向に設定すると共に、凹陥地のセンターラインに沿う稜線部から左右方向への傾斜が付けられるように設定すればよい。この導水勾配を付した廃棄物10の上表面を保護層16で覆う。この保護層16は必要に応じて浸透性を制御できるものとする。さらに、埋立て廃棄物保護層16の上表面にいわゆるキャピラリーバリア層を敷設するのである。これは、まず下層側に保水性の小さい粗粒層18を敷設する。この粗粒層18は礫、砂利、砕石などにより形成すればよい。ついで、当該粗粒層18の上表面に保水性の大きい細粒層20を敷設する。この細粒層20は浸透した水が表面張力作用で保水状態を維持できるようなサイズの砂などを用いればよい。このようにキャピラリーバリア層は粒子の大きい粗粒層18の上層に、小さい粒で構成した保水性の大きい細粒層20を設けて勾配が付されているので、降雨等による浸透水は細粒層20に保水されながら、粗粒層18と細粒層20の境界面に沿って勾配にしたがって流下することになる。このように廃棄物10の上表面に保護層16、粗粒層18、細粒層20を順に積層させた後、覆土層22で覆う構成としている。この覆土層22は、完全遮水を行うと埋立てされた廃棄物に水分が供給されないこととなり、安定化するまでの時間が莫大に必要となるので、浸透水を制御できるものであることが必要である。
【0019】
また、本実施形態では、埋立て地周辺から流れ込む降雨等の流水を排水するため、埋立て地表面の覆土層22には表面排水溝24を設置している。ここで、埋立て地の地盤落水により落水変形が最も大きくなる部分は、埋立て深さが最も大きい凹陥地であることが予測されるため、埋立て深さの最も大きいところを中心として、排水が中央に集まるように配置している。また、中央部の排水溝は変形に追随できるようにポリエチレン管や軽量材料の排水溝などを用いればよい。埋立て地の設置場所によっては、この表面排水溝24を中心として、複数の排水溝を枝葉状に分岐させれば、効率よく表面排水ができる。
【0020】
また、覆土層22表面から浸水した降雨浸透水を排水するためには、細粒層20および粗粒層18からなる多層覆土を用いて側方へ排水することができる。この集水には、多層覆土の遮水性能評価試験から求めた浸透水の排水距離に基づき排水溝36を設置している。すなわち、キャピラリーバリア層の模擬構造を作成して細粒層20による保水限界距離(排水距離)を求めておき、この排水距離相当位置以内に集水させるようにすれば保水破壊によって埋立て廃棄物内に過剰に雨水が浸透することが防止される。
【0021】
一方、廃棄物中から発生するガスは廃棄物層から覆土層22表面に突出貫通するガス抜き管26を設置し外部へ放出している。また、廃棄物層から粗粒層18に達する粗粒層ガス抜き管28を配置している。これは粗粒層18中の隙間を利用して覆土表面に達するガス抜き管26へと繋げて、ガスを外部へ放出するものである。
【0022】
また、前述流末集水暗渠14には比較的大きな断面とし、管壁に多数の孔を開けて形成されているので、これにより、覆土表面から浸透して廃棄物10を透過した汚染水を集水すると共に廃棄物層への空気供給を行える。
【0023】
多層覆土表面から侵入する過剰な浸透水については、キャピラリーバリア層による側方排水を行えばよい。図2にキャピラリーバリア層の排水システムの設置断面図を示す。図2において、(a)は勾配の取りやすいキャピラリーバリア層の排水システムを示す。(b)は(a)よりも勾配のゆるいキャピラリーバリア層の排水システムを示す。(c)は勾配の小さい平面地などでのキャピラリーバリア層の排水システムを示す。
【0024】
図2(a)の勾配のあるキャピラリーバリア層の排水システムにおいて、キャピラリーバリア層は図示しない廃棄物の上に保護層16を敷き、その上層に下層側から粗粒石30、細粒砂32、覆土34の順で敷設する。遮水性能評価試験に基づき表層からの浸透水の排水距離に応じて排水溝36を設置する。この排水溝36は遮水性のU字溝でその底部に粗粒砕石38と粗粒石30を下層から順に敷き詰め、浸透水が侵入する溝側面には粗粒石30で溝上部の粗粒石30層と溝底部の粗粒石30をつなぐ壁面を形成する。さらに、溝内部には細粒砂32層と接続した細粒砂32を敷き詰めている。
【0025】
これにより、廃棄物の埋立て領域表面より浸透した降雨等は覆土34を通過し、細粒砂32および粗粒石30の境界面を勾配に従って流下し、排水溝36の浸透上流側上部から溝内部の細粒砂32に流れ込む。また、排水溝36縦断面の下流側の側面上部の粗粒石30は傾斜を付けており、浸透水の下層への浸透を減少させている。排水溝36の内部には水が帯流しないように、溝底部には粗粒砕石38を設置し必要に応じて排水断面を確保するために有孔管を溝底に設置し、側方への排水を可能としている。なお、この排水溝36の材質は遮水効果があればコンクリートまたは樹脂のような剛体を用いてもよい。また、排水溝36の溝上部には必要に応じて遮水シート40を配置している。これは浸透水の流末端部での水が下層に浸透しやすい箇所の浸透防止のためのものであり、遮水効果があればその材質は特に限定しない。図中の矢印は降雨等の水の流れ方向を示すものである。
【0026】
図2(b)は(a)よりも勾配がゆるいキャピラリーバリア層の排水システムであり、覆土の構成は前述と同様である。この場合、キャピラリーバリア層の勾配がゆるいのでキャピラリ効果が期待できない。よって勾配を確保し側方排水を適用させるために、排水溝36縦断面の排水下流側に階段型の勾配をつけたものである。この勾配は上流側の排水落とし込み口よりも高い位置に配置し、側方排水を行った場合に排水溝内に浸透水が流れ込む構造としている。さらに排水溝36は遮水性能評価試験に基づき排水距離を考慮した位置に設置している。溝内部は前述と同様の構成としており、浸透水の流末端部には必要に応じて遮水シート40を設けている。
【0027】
前述の排水システムは勾配のある箇所では有効に機能するが、廃棄物の埋立て場所によっては勾配形成が困難な場合がある。図2(c)の平面地におけるキャピラリーバリア層の排水システムにおいて、覆土の構成は前述と同様である。前述の平面地であって、キャピラリーバリア層に片勾配が取れない場合、キャピラリーバリア層に勾配をつけるために排水溝36と排水溝36の間を山形に形成して積極的に傾斜を付ける。そして、その谷部分および端部に排水溝36を設置するものである。排水溝は排水距離(保水限界距離)を考慮した位置に設置している。溝内部は前述と同様の構成としており、浸透水の流末端部には必要に応じて遮水シート40を設けている。なお、本実施形態では排水溝36の内部に水が帯流しないように、溝底部には粗粒砕石38を設置したが、この他、この粗粒砕石38を用いずに、粗粒石30層をそのまま敷き詰めてもよい。
この構成により表層から出た浸出水は廃棄物に接触しないで排水されるため、汚染の危険がほとんどないと考えられる。従って、表面排水と同様にそのまま排水することができる。
【0028】
一方、粗粒層を下層とし細粒層を上層とするキャピラリーバリア層において、降雨等がキャピラリーバリアによる排水距離が長すぎると間隙水を保持できず浸透水が落水する箇所が生じてくる。粗粒層に落ちた降雨等は隙間が開いており保水力がほとんどないのでさらに下方へ浸透しやすい。この落水箇所に前述の排水溝を設置できないケースがある。また、多層覆土を形成させる上ではコストの面や材料の入手環境から良質な材料を使用できない場合がある。材料によっては排水距離を稼げないケースがあり、排水距離はこの材料(砂の種類)が要因となって性能に影響を及ぼす場合がある。
【0029】
そこで、排水距離に応じて粗粒層18を下層とし細粒層20を上層とする浸透水キャピラリーバリア層をさらに下段に設けた二重構造とすれば、排水距離の先延ばし、あるいは延長が可能となる。浸透水の粗粒層18への落水を軽減するための多重型キャピラリーバリア層構造について図3の断面図を用いて説明する。廃棄物層42の上に保護層16を敷く、その上層に下層側から粗粒層18、細粒層20、さらに粗粒層18、細粒層20、覆土層22の順で敷設する。この保護層16および覆土層22は必要に応じて浸透性を制御することができるもので構成し、ベントナイト混合土やシートを適切に組み合わせて浸透性を制御するものである。
【0030】
また、浸透水キャピラリーバリア層を形成する粗粒層18と細粒層20との境界部分には必要に応じて不織布44を設置してもよい。これは、例えば粗粒層と細粒層を形成する施工時において、作業者がこの上を通る際に細粒層と粗粒層とが混合することを防止するものである。すなわち、局部的に細粒層と粗粒層とが混合すると、その部分のキャピラリー効果による保水力が維持できなくなり、浸透水が落水するのを防止するためである。
【0031】
これにより、降雨等が覆土表面から浸透して、細粒層20および粗粒層18で構成された第1のキャピラリーバリア層により細粒層20の毛管現象で側方移動し、排水可能な距離を越えて下層に落水しても、さらに下層に形成された第2のキャピラリーバリア層により細粒層20の毛管現象で側方移動する仕組みとなっている。上層の細粒層でもある程度の排水は維持されるためこのキャピラリーバリア層を2層構造とすることにより、落ちた降雨等を側方へ先送りさせることが可能となる。なお、このキャピラリーバリア層は設置する箇所に応じて、排水距離の切れる場所で設置してもよいし、設置箇所全体を多層としてもよい。また本実施形態ではキャピラリーバリア層を2層とした場合について説明したが、キャピラリーバリア層の遮水性能評価方法に基づき粗粒層および細粒層の種類に応じてキャピラリーバリア層を2層以上に構成してもよい。
【0032】
ここで浸透水キャピラリーバリア層を形成する細粒層20に用いる砂は粒度の細かい砂であれば好ましいが、それ以外にもコスト削減のため、良質な材料が得られない場合でも、前述の遮水性評価方法に基づいて、キャピラリーバリア層に適した粉砕物であればよい。例えば適用性のある砕砂や粉砕製品などの2次製品や、綿状不織布、海綿などの多孔質、またはスラグ粉砕製品、人工物の粉砕物、繊維製品、プラスチックの多孔体、セラミック、焼結体、多孔質材料の成形体若しくは粉体、粉体物の集積体、ポーラス材の粉砕物、ポーラス材の粉流体の集積体、ポーラス材料の生形体の粉体、でも代用できる。しかし多層を構成する層を厚くしてしまうとキャピラリーバリアに影響を及ぼすのでできるだけ薄い層にできる材料を用いることが望ましい。
【0033】
図4はキャピラリーバリア層の浸透水の浸透量制御方法を示す図である。なお、図4(1)はキャピラリーバリア層の側面断面図であり、図4(2)は図4(1)のA−A線における平面図である。
【0034】
廃棄物層への浸透水を制御するためには、あらかじめ水分が必要となる箇所に、下方に浸水する侵入口を設ければよい。そこで、図示しない廃棄物層上表面に敷設したキャピラリーバリア層の細粒層20と粗粒層18との境界面に、浸透水が進入する孔を形成すればよい。これには細粒層境界面に沿った流水面を粗粒材の壁で分断し、下向きの砂層に引き込むような形態とする。なお、浸透孔の位置は孔上流側の排水面積を仮定して排水溝の分担する排水幅と孔直径との割合から浸透量を予測するなどして決定すればよい。
【0035】
図4(1)において、ガス抜き管26は廃棄物層からキャピラリーバリア層を含む多層覆土の表面に突出貫通する、先端部分をT字形にして、その両端面から通気可能な管である。このガス抜き管26の管外周に粗粒石30の障壁48を形成する。これにより、覆土層表面から浸透して細粒層20と粗粒層18との境界面の導水勾配により流れてきた浸透水は、ガス抜き管26外周に形成された障壁48から下方の粗粒層18に浸透して、さらに下方の廃棄物層へと侵入する。また、これとは別に、水分供給が必要とされる埋立て廃棄物の箇所に均等に浸透させるために、細粒層20と粗粒層18との境界面に導水勾配の下流側に粗粒石30の障壁48を形成し、その上流側には細粒層20の砂孔46を設置する。これにより、覆土層表面から浸透して細粒層20と粗粒層18との境界面の導水勾配により流れてきた浸透水は、砂孔46および障壁48部分で下方の粗粒層20に浸透して、さらに下方の廃棄物層42へと侵入する。よって、多層覆土に形成されたガス抜き管26外周部および、砂孔46によって浸透水の浸入口が確保されたことにより、埋立て地表面から浸透した浸透水の一部を下層の廃棄物層に供給することが可能となる。一方、過剰な浸透水は、これまで通りキャピラリーバリア層の細粒砂層の毛管現象により、導水勾配を倣って側方の排水溝へと流れ込み、集水することができる。
【0036】
図5はキャピラリーバリア層のガス抜き方法を示す図である。廃棄物層のガス抜きは廃棄物層から覆土上表面に通じるガス抜き管26を配置すればよい。また、キャピラリーバリア層を構成する粗粒石層中の層の隙間を利用して、廃棄物層から粗粒層18まで通じるガス抜き管を形成すれば、覆土表面まで達するガス抜き管よりも短い管で補えるため地表面に出るガス抜き管が少なくなり土地利用がしやすくなると同時にコストの削減が行える。通気量が必要な場合は、レキ層内に有孔管を配置し通気性をよくする。
【0037】
図5において多層覆土は図示しない廃棄物層の表面に、下位から保護層16、粗粒層18、細粒層20、覆土層22の順に敷設する構成としている。ガス抜き管26は図示しない廃棄物層から、覆土層22表面を突出貫通する、先端をT字形にして管両端面から通気可能な管であり、廃棄物層中に発生したガスを外部へ放出する仕組みになっている。なお、本実施形態ではガス抜き管26の形状は先端をT字形として説明したが、管両端面から通気可能であればこの形状に限定しない。
【0038】
一方、キャピラリーバリア層を形成する粗粒層18は粒度の荒い石を用いているため、この層の石と石との間には隙間が空いている。この隙間を利用すれば、埋立て地内部で発生するガスを側方移動させて、前記ガス抜き管26を経由して外部へ排出することができる。よって、廃棄物層から粗粒層18まで達する管を形成すればよい。この粗粒層ガス抜き管28は廃棄物層から粗粒層18までを貫通するものである。また前記ガス抜き管26と粗粒層18と接する面には排気ガスが通気する孔を形成する。
【0039】
これにより、廃棄物層中で発生したガスはガス抜き管26および、粗粒層ガス抜き管28を通じて粗粒層18へと流れ込み、粗粒層18とガス抜き管26が接する孔からガス抜き管26に流れ込み、覆土層表面に突出した排出口から外部へと放出できる。また、粗粒層ガス抜き管28からガス抜き管26へのつなぎは給排気の必要に応じて有孔管などで行い粗粒層内ガス抜き管27とし、さらに促進するために粗粒層端部まで延伸する側方排気管29を設けてもよい。
【0040】
埋立て廃棄物に流入する降雨には次のケースが考えられる。
1.埋立て地の表面から浸透する降雨
2.埋立て地周辺から埋立て地に流入する表面水
3.埋立て地周辺から流入する地下水
【0041】
このうち、1については廃棄物層上表面に敷設した多層覆土、および多重方の多層覆土により水量の削減が可能となる。また、2については、表面層である、覆土に表面排水溝を設置することにより、埋立て地周辺から流入する水量の削減が可能となる。さらに、3については、廃棄物層の下層を遮水層で覆うことにより周辺からの地下水の流入を削減することが可能となる。
【0042】
【発明の効果】
以上、本発明は、埋立て廃棄物の上表面に形成した粗粒層とその上層の細粒層からなる勾配が付された浸透水キャピラリーバリア層により浸透水の遮蔽をなしつつ勾配下流側にて集水排水を行わせ、かつ、前記浸透水キャピラリーバリア層による遮蔽浸透水の一部を前記埋立て廃棄物内に計画的に分散導入して少量浸透させることにより埋立て物の安定化をなすように構成したので、浸透水遮蔽と埋立て廃棄物への少量浸透を同時に行わせて埋立て物の安定化を促進させ、かつ特段に注水ポンプなどの動力を使用することなく、キャピラリーバリア層自体も自然物を利用して構築でき埋立て廃棄物の安定化が実現できるという優れた効果が得られる。
【0043】
さらに、埋立て廃棄物の廃棄物層から覆土層表面へ突出貫通するガス抜き管を形成しつつ、廃棄物層から粗粒石層まで達するガス抜き管を設け、廃棄物層底部に大型の配水管を配置し空気を供給するものとした。これにより、廃棄物層に適度な空気と水分を供給し、発生ガスを排出することによって酸化、生物分解などを促進し埋立て物の安定化を促進することが可能となる。
【0044】
また、浸透水キャピラリーバリア層を形成する細粒層と粗粒層の間に不織布を設置することにより、上下の層の混合を防ぎキャピラリーバリア層の保水効果を保持することができる。さらに、浸透水キャピラリーバリア層を構成する細粒層または粗粒層を、固形物を粉砕して粒度を調整した粉砕物などで利用することにより、砕砂に代わる安価な代替品あるいはリサイクル品として二次利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 埋立て廃棄物の安定化促進システムの設置断面図を示す。
【図2】 多層覆土の排水システムの設置断面図を示す。
【図3】 多重型多層覆土構造を示す断面図である。
【図4】 多層覆土の浸透水の浸透量制御方法を示す図である。
【図5】 多層覆土のガス抜き方法を示す図である。
【図6】 多層覆土を利用した廃棄物埋立て構造の縦断面図である。
【符号の説明】
1………凹陥地、2………現地発生土、3………粗粒層、4………細粒層、5………表土、10………廃棄物、12………遮水層、14………流末集水暗渠、15………水処理施設、16………保護層、18………粗粒層、20………細粒層、22………覆土層、24………表面排水溝、26………ガス抜き管、27………粗粒層内ガス抜き管、28………粗粒層ガス抜き管、29………側方排気管、30………粗粒石、32………細粒砂、34………覆土、36………排水溝、38………粗粒砕石、40………遮水シート、42………廃棄物層、44………不織布、46………砂孔、48………障壁。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a method for promoting stabilization of landfill waste andsystemIn particular, the amount of rainwater infiltrated into landfill waste is controlled to stabilize landfill waste, and other groundwater is prevented from penetrating into landfill waste. A method for promoting stabilization of landfill waste suitable for preventing pollution such assystemAbout.
[0002]
[Prior art]
Regarding the disposal method of general and industrial waste, environmental pollution around the disposal site is a problem. This is because the infiltrated water such as rain is contaminated when penetrating the landfill waste, and flows into the surrounding groundwater and contaminates. Therefore, in order to prevent environmental pollution, it is important to avoid contact between pollutants and groundwater. One of the preventive measures is a waste landfill structure using a multi-layer cover. FIG. 6 shows a longitudinal sectional view thereof. In FIG. 6, the multi-layer covering soil covering the waste surface is formed by applying a water guide gradient to the surface portion of the
[0003]
As a result, the permeated water that has passed through the surface of the multi-layered soil and infiltrated into the fine-grained soil and moved downward changes the direction of flow near the boundary surface with the coarse-grained soil to the side along the gradient, and retains the water in the fine-grained soil. The water is then collected by flowing down. For this reason, the penetration of rainfall infiltrated water and the like into the waste layer is prevented.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-17933 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the law stipulates that after the completion of such waste landfill or after the disposal site is closed, the water and gas generated from the disposal site are controlled. In order to stop this management, it is necessary that the leachate before treatment falls below the drainage standard value and the like, and it is necessary to suppress the generation of gas and heat. This state is called “stabilization”. After landfill, if the bottom impermeable layer is complete and the possibility of environmental pollution to the surrounding area is small, it is appropriate to stabilize the underground waste layer rather than blocking moisture at all. There are many cases that require a lot of moisture. As a conventional construction method in this case, a water injection pump is generally used, and there is an inconvenience that requires a power source in mountainous areas. In particular, in order to make landfill waste harmless, it is necessary to chemically stabilize it at an early stage, but it is practically impossible to continue management using power over a long period of time. . In addition, when aeration is performed to stabilize landfill waste, it is necessary to install a facility for aeration, and even in this case, an effective method has not yet been established.
[0006]
Moreover, since gas may be generated from landfill waste, a location for discharging this gas is required. Moreover, it is necessary to promote stabilization by discharging gas generated from landfill waste and supplying air to the waste layer. Further, the permeated water needs to be drained, appropriately treated and discharged in order to avoid staying at the bottom. In addition to rainfall, landfill waste contains running water that flows into the landfill from the surrounding area, so a groove to collect water is required on the surface.
[0007]
In this way, it is necessary to keep the underground waste in a stable and constant condition. According to the above-mentioned multi-layer covering soil, the permeated water is drained along the gradient and the interior of the landfill is blocked, so that it is not suitable for such a place.
[0008]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems in the multi-layered soil, and does not require a power source, and can be used for landfill waste that can promote stabilization of landfill waste using natural materials. Stabilization promotion method andsystemThe purpose was to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for promoting stabilization of landfill waste according to the present invention comprises a coarse grain layer formed on an upper surface of a landfill waste protection layer having permeability and a fine grain layer on the top layer. The downstream side of the gradient while shielding the permeated water by the permeated water capillary barrier layer with the gradientA portion shorter than the water retention limit distance of the osmotic water capillary barrier layerAnd collects and drains the water, and the permeated water capillary barrier layerInfiltration part consisting of sand holes provided in coarse particle layer and barrier provided in fine particle layerThe landfill is stabilized by dispersing and introducing a part of the shielded penetrating water from the above into the landfill waste and allowing it to permeate in a small amount. In addition, waste water treatment and air supply from the lower part of the landfill waste may be performed.
[0010]
The system for promoting stabilization of landfill waste according to the present invention is a permeation method in which a gradient layer comprising a coarse particle layer and a fine particle layer laminated on the upper surface is disposed on the upper surface of a landfill waste protection layer having permeability. A water capillary barrier layer is formed, and drainage is provided within the water retention limit distance of the permeated water capillary barrier layer on the lower gradient side of the permeated water capillary barrier layer so that permeated water can be discharged. Disperse and form a plurality of permeation parts consisting of sand holes provided in the coarse-grained layer and barriers provided in the fine-grained layer for introducing and penetrating a portion of the permeated water permeated into the landfill waste into the landfill. Thus, the composition is characterized in that the landfill is stabilized by shielding the permeated water and conducting a small amount of penetration into the landfill waste at the same time.
Further, the permeated water capillary barrier layer has a multilayer structure along the gradient.
[0011]
Also,The drainage groove has a structure in which fine-grained sand connected to the fine-grained layer is spread inside the groove.
In addition, a surface drainage groove is formed on the surface of the cover soil layer laid on the upper surface layer of landfill waste, and the running water flowing into the disposal site is collected and drained.
[0012]
Degassing pipe that protrudes from the waste layer of landfill waste to the surface of the cover layerAnd a gas vent pipe extending from the waste layer to the coarse grain layer, and a vent hole is formed on the surface where the coarse grain layer is in contact with the gas vent pipe projecting from the waste layer of the landfill waste to the surface of the cover layer. Forming and flowing the generated gas of the waste layer from a gas vent pipe reaching from the waste layer to the coarse particle layer into a gap in the coarse particle layer, and passing the gas laterally through the gap of the coarse particle layer. Move to the outside via a vent pipe that protrudes from the vent hole to the surface of the cover layerIt is configured to stabilize the discharged and landfill.
A degassing pipe protruding from the waste layer of the landfill waste to the surface of the soil covering layer, and a degassing pipe in the coarse particle layer in the coarse particle layer contacting the degassing pipe reaching from the waste layer to the coarse particle layer And connecting the gas vent pipe protruding from the waste layer of the landfill waste to the surface of the cover layer and the gas vent pipe reaching from the waste layer to the coarse grain layer by the gas vent pipe in the coarse grain layer. IsThe coarse-grained stone layer has a coarse-grained degassing promoting tube.
[0013]
In addition, a drainage gradient is formed in the lower region of the waste layer of landfill waste, and a drainage drainage culvert with holes is formed, along with the water collection in the waste layer. To stabilize the landfill by supplying air stablyThe configuration.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The following is a method for promoting the stabilization of landfill waste according to the present invention.systemThe embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
In order to promote the stabilization of landfill waste, control of infiltrated water in the multi-layered soil by rainfall, etc., drainage of excess infiltrated water and securing appropriate retained water in the waste layer, and gas generated inside the waste layer Is to control the discharge of air and the supply of air. In addition, the drainage function that reduces the flowing water from the landfill area into the disposal site and the groundwater flowing from the landfill area are prevented from flowing in by the impermeable layer.
[0016]
Fig. 1 shows a cross-sectional installation view of a landfill waste stabilization promotion system. The place where the waste 10 is landfilled is set as a landfill area by, for example, creating a recessed land using a gentle slope. Of course, you may build on a flat ground. The water shielding layer 12 is laid on the mountain side slope, the bottom, and the left and right slopes of the depression. The material of the water shielding layer 12 is not particularly limited as long as it can prevent permeation of water. For example, a water-impervious soil that has the ability to delay the diffusion of harmful substances produced by mixing soil produced by excavation of depressions and clay mineral bentonite that swells when in contact with water and makes it very difficult for water to penetrate. May be laid in layers. The water shielding layer 12 is laid at the bottom of the recessed area, and is laid so as to rise upward along the mountain side and right and left slopes from the peripheral edge. Thereby, it is possible to prevent groundwater around the recessed area from entering the recessed area.
[0017]
The surface of the water-impervious layer 12 is provided with a water guide gradient from the lower end of the slope side on the mountain side toward the valley side. A plurality of drainage culverts 14 are laid in parallel at appropriate intervals along the slope surface. The drainage culvert 14 is formed by opening a large number of holes in the pipe wall, and collects water from the surrounding soil layer and flows it downstream of the gradient. This end-of-drain water culvert 14 communicates with a water treatment facility 15 formed on the valley side. Thereby, the sewage flowing through the end-of-end water collecting underdrain 14 is stored and purified.
[0018]
Next, the waste 10 is usually put into divided areas in the area where the water shielding layer 12 is laid. When the waste 10 becomes full for each section, the upper surface portion of the waste 10 is now processed. A water guide gradient is attached to the upper surface portion of the thrown-in waste 10, and the surface of the waste 10 is set to a condition in which the rain permeated water is likely to flow down naturally. This gradient may be set so as to be inclined in the left-right direction from the ridge line portion along the center line of the recessed area while being set in the inclination direction of the gently inclined area where the recessed area is formed. The upper surface of the waste 10 with the water guide gradient is covered with a
[0019]
Moreover, in this embodiment, in order to drain flowing water such as rainfall flowing from the periphery of the landfill, a surface drainage groove 24 is provided in the
[0020]
Further, in order to drain the rain permeated water that has been submerged from the surface of the
[0021]
On the other hand, the gas generated from the waste is discharged from the waste layer by installing a
[0022]
In addition, since the above-mentioned drainage culvert 14 has a relatively large cross-section and is formed with a large number of holes in the pipe wall, the contaminated water that has permeated from the soil covering surface and has permeated the waste 10 can be obtained. Collects water and supplies air to the waste layer.
[0023]
For excessive permeated water entering from the surface of the multi-layered soil, lateral drainage by the capillary barrier layer may be performed. FIG. 2 shows a sectional view of the installation of the capillary barrier drainage system. In FIG. 2, (a) shows the drainage system of the capillary barrier layer which is easy to take a gradient. (b) shows a drainage system of a capillary barrier layer having a gentler slope than (a). (c) shows the drainage system of the capillary barrier layer in a flat area with a small gradient.
[0024]
In the drainage system of the capillary barrier layer having a gradient in FIG. 2 (a), the capillary barrier layer is provided with a
[0025]
As a result, rainfall or the like that has penetrated from the surface of the landfill area of the waste passes through the
[0026]
FIG. 2 (b) shows a drainage system of a capillary barrier layer having a gentler slope than that of (a), and the construction of the soil covering is the same as described above. In this case, the capillary effect cannot be expected because the gradient of the capillary barrier layer is gentle. Therefore, in order to secure the gradient and apply the lateral drainage, a stepwise gradient is provided on the drainage downstream side of the
[0027]
Although the above-mentioned drainage system functions effectively in a sloped area, it may be difficult to form a slope depending on the landfill location of the waste. In the drainage system of the capillary barrier layer in the plane area of FIG. 2 (c), the structure of the covering soil is the same as described above. In the case of the above-mentioned flat land, when the capillary barrier layer cannot have a single slope, the slope between the
With this configuration, leachate from the surface layer is drained without contact with waste, so there is little risk of contamination. Accordingly, it can be drained as it is as the surface drainage.
[0028]
On the other hand, in a capillary barrier layer having a coarse particle layer as a lower layer and a fine particle layer as an upper layer, if the drainage distance due to rainfall or the like is too long, pore water cannot be retained and a portion where permeated water falls will be generated. Rainfall, etc. that falls on the coarse-grained layer easily penetrates downward because there are gaps and little water retention. There is a case where the above-mentioned drainage groove cannot be installed at this falling point. In addition, when forming a multi-layered soil, a high-quality material may not be used due to cost and material availability. Depending on the material, there are cases in which the drainage distance cannot be obtained, and the drainage distance may affect performance due to the material (type of sand).
[0029]
Therefore, the drainage distance can be extended or extended by using a double structure in which the permeated water capillary barrier layer having the coarse-
[0030]
Moreover, you may install the
[0031]
Thereby, rain or the like permeates from the surface of the covering soil, and the first capillary barrier layer composed of the fine-
[0032]
Here, the sand used for the fine-
[0033]
FIG. 4 is a diagram showing a method for controlling the amount of permeated water in the capillary barrier layer. 4 (1) is a side sectional view of the capillary barrier layer, and FIG. 4 (2) is a plan view taken along the line AA in FIG. 4 (1).
[0034]
In order to control the permeated water into the waste layer, an entry port for water to be immersed downward may be provided in a location where moisture is required in advance. Therefore, a hole into which permeated water enters may be formed at the boundary surface between the fine-
[0035]
In FIG. 4 (1), the degassing
[0036]
FIG. 5 is a diagram showing a method for venting the capillary barrier layer. The degassing of the waste layer may be performed by arranging a
[0037]
In FIG. 5, the multi-layer covering soil has a structure in which a
[0038]
On the other hand, since the
[0039]
Thus, the gas generated in the waste layer flows into the
[0040]
The following cases can be considered for rainfall flowing into landfill waste.
1. Rainfall penetrating from landfill surface
2. Surface water flowing into the landfill from around the landfill
3. Groundwater flowing from the landfill area
[0041]
Of these, for 1, the amount of water can be reduced by the multi-layer cover soil laid on the upper surface of the waste layer and the multi-layer cover soil. Regarding 2, the amount of water flowing from the landfill area can be reduced by installing a surface drainage groove in the cover soil, which is the surface layer. Furthermore, regarding 3, the inflow of groundwater from the periphery can be reduced by covering the lower layer of the waste layer with a water shielding layer.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, while the permeated water capillary barrier layer is provided with a coarse layer formed on the upper surface of the landfill waste and a fine grain layer on the coarse layer, the permeated water is shielded on the downstream side of the gradient. The landfill is stabilized by systematically dispersing and draining a part of the shielded permeated water by the permeated water capillary barrier layer into the landfill waste by systematically dispersing and infiltrating a small amount. Since it is configured so that the permeated water is shielded and the small amount of infiltration into the landfill waste is performed at the same time, the stabilization of the landfill is promoted, and there is no need to use power such as a water injection pump. The layer itself can also be constructed using natural materials, and an excellent effect can be achieved that landfill waste can be stabilized.
[0043]
In addition, a degassing pipe extending from the waste layer to the coarse stone layer is formed while forming a degassing pipe that protrudes and penetrates from the waste layer of the landfill waste to the surface of the cover soil layer, and a large distribution is provided at the bottom of the waste layer. A water pipe was arranged to supply air. As a result, it is possible to promote the stabilization of the landfill by promoting oxidation, biodegradation, etc. by supplying appropriate air and moisture to the waste layer and discharging the generated gas.
[0044]
Further, by installing a non-woven fabric between the fine-grained layer and the coarse-grained layer that form the permeated water capillary barrier layer, mixing of the upper and lower layers can be prevented and the water retention effect of the capillary barrier layer can be maintained. Furthermore, by using the fine or coarse layer constituting the osmotic water capillary barrier layer as a pulverized product whose particle size is adjusted by pulverizing solids, it can be used as an inexpensive alternative or recycled product to replace crushed sand. The next can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an installation cross-sectional view of a landfill waste stabilization promotion system.
FIG. 2 shows an installation cross-sectional view of a multi-layer covered soil drainage system.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a multiple-type multilayer soil covering structure.
FIG. 4 is a diagram showing a method for controlling the amount of permeated water in a multi-layer soil covering.
FIG. 5 is a diagram showing a degassing method for multilayer covering soil.
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a waste landfill structure using multi-layer cover soil.
[Explanation of symbols]
1 ......... Recessed ground, 2 ......... Locally generated soil, 3 ......... Coarse-grained layer, 4 ......... Fine-grained layer, 5 ......... Top soil, 10 ......... Waste, 12 ......... Water shielding , 14 ……… Flower culvert, 15 ……… Water treatment facility, 16 ……… Protective layer, 18 ……… Coarse grain layer, 20 ……… Fine grain layer, 22 ……… Soil cover layer, 24... Surface drainage groove, 26... Degassing pipe, 27... Coarse grain gas venting pipe, 28... Coarse grain gas venting pipe, 29. …… Coarse stone, 32 ……… Fine sand, 34 ……… Soil, 36 ……… Drain, 38 ……… Coarse crushed stone, 40 ……… Waterproof sheet, 42 ………
Claims (9)
前記埋立て廃棄物の廃棄物層から覆土層表面へ突出貫通するガス抜き管と前記粗粒層が接する面に通気孔を形成して、
前記廃棄物層の発生ガスを前記廃棄物層から粗粒層まで達するガス抜き管から前記粗粒層内の隙間へと流しこみ、前記ガスを前記粗粒層の隙間を側方移動させて、前記通気孔から覆土層表面へ突出貫通するガス抜き管を経由して外部へ排出し埋立て物の安定化をなさしめることを特徴とする請求項3記載の埋立て廃棄物の安定化促進システム。A degassing pipe that protrudes from the waste layer of the landfill waste to the surface of the cover layer and a degassing pipe that reaches from the waste layer to the coarse particle layer are provided.
A vent hole is formed on the surface where the coarse layer is in contact with the degassing pipe projecting and penetrating from the waste layer of the landfill waste to the covering soil layer surface,
The gas generated in the waste layer is allowed to flow from a degassing pipe reaching the coarse particle layer to the gap in the coarse particle layer, and the gas is moved laterally through the gap in the coarse particle layer. 4. The landfill waste stabilization promotion system according to claim 3, wherein the landfill waste is stabilized by being discharged to the outside through a vent pipe projecting from the vent hole to the surface of the cover layer. .
前記埋立て廃棄物の廃棄物層から覆土層表面へ突出貫通するガス抜き管と、前記廃棄物層から粗粒層まで達するガス抜き管とを前記粗粒層内ガス抜き管でつないだことを特徴とする請求項7記載の埋立て廃棄物の安定化促進システム。A degassing pipe protruding from the waste layer of the landfill waste to the surface of the soil covering layer, and a degassing pipe in the coarse particle layer in the coarse particle layer contacting the degassing pipe reaching from the waste layer to the coarse particle layer Provided,
The degassing pipe protruding from the waste layer of the landfill waste to the surface of the soil covering layer and the degassing pipe reaching from the waste layer to the coarse particle layer are connected by the degassing pipe in the coarse particle layer. The stabilization promotion system for landfill waste according to claim 7,
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