JPS63224784A - 石油を含む廃棄物を活性的な堆積処理によつて廃棄処分するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、石油を含む廃棄物を、固形の一般廃棄物とと
もに、活性的な堆積処理により廃棄処分する方法に関す
る。

（従来の技術） 環境保全の面で有害な廃棄物のうちでも、石油を含む廃
棄物は、その最たるものであり、年間当り数万イの量で
生ずる種々の異なる凝集状態および種々の異なる石油含
有率の廃棄物中で、確実に回収され、適正な廃棄処分、
堆積処理、埋設処理等を受けるのは、極く一部に過ぎな
い。

従って、残りの廃棄物は、管理されることなく放置され
、海洋、河川、湖沼などの無防備な水、地下水および農
業用地が、常に汚染の危険にさらされることになる。

例えば、石油のパイプライン破壊とか、石油漏出のよう
な海難事故等により海上、もしくは陸上で生じた環境汚
染を取り除くことは、このような場合、大量のオイル含
有物質、大抵はオイルを含んだ土壌またはオイルで汚染
されたバーライ１〜などの物質が除去対象となるために
、極めて困難である。

オイル含有廃棄物を処理するために、既に多くの方法が
提案されている。

この場合、焼却による解決方法は、コスト高であるのみ
ならず、かなり高額の投資を必要とする。

オイル含有廃棄物は、堆積・埋没処理によっても処分す
ることが可能であり、この方法は、堆積場の種類に応じ
て、一時的な貯蔵法と、最終的な永久堆積法とに分けら
れる。

環境保護および水質保護の法規に基づいて、この種の堆
積場は、水・地質学（ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇＹ）上の
適宜な諸特性を利用出来る地域、及び水の滲出または漏
出に対する適正な技術的安全措置の講じられている地域
などに設置される。

従って、このような堆積場は、限られた特定の地域にし
か設置されず、しかも、極めて高い設置コストを要する
。

また、オイル含有廃棄物は、生物学的分解作用によって
も処理することが出来る。

アメリカ合衆国特許第４３２８１０４号明細書には、オ
イル又は潤滑オイルを含む油／水エマルジョン、もしく
は水／油エマルジゴンを、廃水浄化プラントから出され
るバイオスラッジ、即ち活性汚泥により処理し、オイル
を、過剰な活性スラッジとともに腐敗化処理塔内で、嫌
気方式により分解することが開示されている。

イギリス国特許第２１１２７７６号明細書には、セルロ
ース含有率の高い廃棄物、例えば木材処理廃棄物、とく
に鋸屑および鉋屑を、５〜１０％のべ１−ロリウムスラ
ッジ、即ち石油汚泥とともに、堆肥化処理することが提
案されている。この堆肥化プロセスにおいては、セルロ
ースの分解速度が、ぺ１〜ロリウムスラツジの作用によ
って速められる。

従って、この方法によれば、ペトロリウムスラッジが別
に用意された補足的な栄養素、即ち動物の尿尿、食品工
場、製紙工場などから出される残滓とともに、それ自体
では分解不能な木質含有廃棄物の好気的堆肥化プロセス
で、言わば「生物学的触媒」としての機能を発揮する。

この公知の英国特許発明によれば、木材処理廃棄物が廃
水浄化プラントからの活性スラッジとともに受ける腐敗
化プロセスの効率も、ペトロリウムスラッジの添加によ
って高めることが可能である。

この方法を環境保護の目的で利用することは、堆肥化の
技術および堆肥の使用が季節的条件によって左右される
ため、十分に達成されないので、この方法により、多量
のオイル含有廃棄物を継続的に処理することは不可能で
ある。

ハンガリー国特許第１７４５３１号明細書には、弛い砂
質土壌、または粘性の土壌を改良するため、土壌の表層
内に腐蝕上形成媒体としてオイル含有スラッジを混入し
、オイルが完全に分解されるまでの約２，３年、土壌を
、例えば華または円板馬鍬（ディスクハロー）などで、
繰返し耕やすことによって、土壌の好気的状態を維持す
ることが提案されている。

しかし、この方法は、水質地質学的および農業技術的に
適した地域でのみ、つまり、極めて限定的にのみ実施可
能であり、しかも、広大な面積を必要とし、好気的状態
を保つために多くのエルルギーを消費する。

ハンガリー国特許公開第！（２６４６号（特許願第１１
７４／８４号）には、炭化水素で汚染された土壌中で、
その不都合な不純物の分解を促進するため、炭化水素の
分解能力を有する微小動植物を含む培養基が埋め込まれ
る方法が開示されている。

これらの細胞物質は、土壌内で好気的プロセスにより増
殖され、その際にエネルギー源として炭化水素が利用さ
れ、これによって、土壌は、再び有用植物の栽培に適し
たものとされる。

なお、ハンガリー国特許第１８１５６０号、及び第１．
８１８１７号の各明細書による方法も同じような原理に
基づいている。それによれば、土壌に含まれた炭化水素
を分解するために、種々異なる微生物培養基、いわゆる
スターターカルチャー（ｓｔａｒｔｅｒｃｕｌｔｕｒｅ
）を調製し、次いで、これを好気的条件のもとに土壌内
で増殖させる方法が開示されている。

これらの方法は、土壌の表層５〜１０ｃｍにおけるオイ
ルを除去するのに適しているが、クローン化された微生
物培養基の調製および維持は、複雑がつ煩瑣であり、分
解プロセスの速度が低い（オイル排除の達成は２．３年
後）という欠点がある。

また、これらの方法は、主として、流れ出たオイル又は
海難事故などにより、表面的に汚染された土壌およびテ
クノロジー領域（例えば油田とか燃料移送ステーション
）に応用して、これを復元するのに適している。

従って、上述した各方法は、その処理容量および経済的
理由から、極めて多量のオイル含有廃棄物を処分するた
めの金的な解決手段とはなり得す、部分的にしか利用出
来ない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、特別に調製された接種物質とか補足的
な栄養素を用いることなく、微生物により、迅速で効果
的なオイル分解を達成することにより、多量のオイル含
有廃棄物を、低コストで連続的に処理する方法を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、オイル含有廃棄物を、固形の一般廃棄物とと
もに、堆積処理すると、その混合物の特別かつ有効な物
理的・生化学的・微生物学的性質により、オイル含有廃
棄物におけるオイル分が、一般廃棄物の分解に際してと
同じような方法で、同様なメカニズムに基づいて、バイ
オガスになるまで分解されるという理論に基づいている
。

なお、この理論は、以下（１）〜（６）に列記する一連
の関連事項を考察することにより、演絆されたものであ
る。

（１）一般の固形廃棄物は、高いオイル吸着能力を有し
ている。混合廃棄物のオイル含有率が、１ｋｇ当り約５
０ｇに調整された場合には、たとえ、オイル含有廃棄物
からオイルが流れ出たとしても、このオイルは、脱着速
度を分解速度より遅くするような吸着力により、塵芥表
面に結合される。

（２）種々異なる技術分野から生じたオイル含有廃棄物
は、それぞれ、異なる含有率で、炭化水素分解能を備え
る微生物を含んでいるが、いずれの場合にも、その含有
率は、Ｉｇ当り約１０３〜１０１０の菌数であり、かな
り高い。

一般廃棄物の微小植物（ｍｉｃｒｏｆｌｏｒａ：　１　
ｇ当り１０８ｒ− 〜１０１０の菌数）においては、オイル分解能を有する
微生物が、その大多数を占めている。

例えば、その微生物は、プソイドモナス（Ｐｓｅｕｄｏ
ｍｏｎａｓ）、フラヴオバクテリウム（Ｆｌａｖｏｂａ
ｃｔｅｌｉｕｍ）、アストロマバクテル（Ａｓｔｈｒｏ
ｍａｂａｃｔｅｒ）のようなバクテリア類、カンジダ（
（Ｃａｎｄｉｄａ）のような酵母類、アスペルギルス（
Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、フザリウム（Ｆｕｓａｒｉ
ｕｍ）、ペニシリウム（Ｐｅｎｉｃｊ　］　］、ｉｕｍ
）のような真菌類である。

菌の数値が高く、いくつかの段階で行われる分解の局面
で見て、混合微小植物類の組合せが有効であるならば、
オイルの分解は、かなり効果的な速度で達成される。

（３）高い菌数を維持するのに必要な適正組成、および
適正量の栄養素源は、普通の家庭塵芥を利用することに
よって保証される。

この種の塵芥の性質によって与えられる顕著な多様性ま
たは異種性に基づいて、これらの塵芥は、必要なマクロ
元素（炭素Ｃ１窒素Ｎ、酸素Ｃ１燐Ｐ）が、有効な比率
で（炭素／窒素比は２０〜４０）含まれているのみなら
ず、エネルギー源（炭水化物類、脂質類）及び必須化合
物類（蛋白質、ビタミン化合物類）、並びにその他の重
要な全てのミクロ元素、トレーサー元素なども含んでい
る。

一般廃棄物の水分含有率は、季節および発生地によって
異なるが、通常、４５〜５０％である。

本発明におけるように、一般廃棄物とオイル含有廃棄物
とを共同処理した場合には、その水分含有率が最適値に
近い５５〜６５％になる。

（４）オイル含有廃棄物の嫌気的分解は、以下の（ａ）
〜（Ｃ）に示すような３つの段階で行われる。

（ａ）一部嫌気的な条件下で行われる酵素酸化。この酸
化プロセスには、初めは好気的で、後に酸素濃度の低下
により選択可能に嫌気的となる酸素発生バクテリア類が
関与する。

Ｒ−ＣＨ２−ＣＨ，−一−−−−−−−−→好気性バク
テリア類 Ｒ−ＣＯＯＨ＋Ｒ’−ＣＯＯＨ十ＣＨ４（ｂ）所定の嫌
気性酢酸発生バクテリア類は、第１の段階で生じた化合
物を酢酸と水素に分解する。

Ｒ’−ＣＯＯＨ ＣＨ３ＣＯＯＨ＋Ｈ２ （ｃ）所定の嫌気性メタン発生バクテリア類は、酢酸を
メタンに分解し、また、特殊なメタン発生バクテリア類
、例えばメタノコクス（Ｍｅｔｈａｎｏｃｏｃｃｕｓ）
、メタノバクテリウム（Ｍｅｔｈａｎｏｂａｃｔｅｒｉ
ｕｍ）　、メタノツルキナ（Ｍｅｔｈａｎｏｓｏｒｃｉ
ｎａ）は、また、水素と炭酸ガスとの反応にも関与する
。

ＣＨ３ＣＯ０Ｈ−−−→ＣＨ，＋ＣＯ２ＣＯ２＋Ｈ２−
−−−−−＋ＣＨ４＋Ｈ２０オイル含有廃棄物と固形の
一般家庭塵芥との共堆積処理においては、上述した分解
メカニズムの機能する環境条件が与えられている。

この混合廃棄物を、約１５〜２５日間にわたって堆積貯
蔵すると、一般廃棄物の物理的性質（弛緩性、塊状性）
に基づいて、好気的条件が発生し、これが土壌で覆われ
ると、次の段階の非限定的な（自由選択可能な）嫌気的
条件が発生する。

（５）統一的なテクノロジーを完成するという観点から
見ると、種々異なるオイル誘導物質、例えばホワイト油
（流動パラフィン）成分、スピンドル油成分、機械油成
分、モーター油（発動機用潤滑オイル）成分の分解速度
が、分解の全期間を基準にして、事実上同一であると確
認したことは、極めて重要かつ有意義である。

廃棄オイルの炭化水素含有分を分解する速度が変化する
割合は、１ｋｇ当り７０ｇの当初含油率に至るまで、極
めて僅かであるに過ぎない。

（６）固形の一般廃棄物と、オイル含有廃棄物とから成
る混合物の効果的な微生物分解特性（そのバイオ減少速
度は、かなり大きい）に基づいて、家庭塵芥の堆積場で
自発的に行われて、バイオガスを発生するにいたる分解
プロセスは、時間的に加速することが出来るので、ガス
の回収が、かなり経済的に行われる。

以」二のことを踏まえて、前述の目的を達成するべく提
案された本発明の方法によれば、一般廃棄物を利用した
石油を含む廃棄物の廃棄処分方法において、少なくとも
１ｋｇ当り、２００ｇの有機物質を含み、１イ当り、３
００〜５００ｋｇの密度を有する一般廃棄物を、少なく
とも３：１の重量比で、石油もしくは石油加工による副
産物を含むオイル含有廃棄物と充分に混合し、これによ
って、該混合物の石油含有率を、最高でも５重量％の値
に調整し、この混合物を、一般廃棄物を貯蔵しておくた
めに通常用いられ土壌で覆われる堆積場（カセット内部
）で堆積処理し、必要に応じて、そこで発生するバイオ
ガスを採集することを特徴としている。

（発明の作用と効果） 本発明による方法は、石油または石油加工生産物を最高
５０重量％まで含むが、微生物学的プロセスにとって有
害な毒性添加物を含まない全てのオイル含有廃棄物に適
用することが出来る。

また、本発明による方法は、他の廃棄物が混入されるこ
とのないように、規則正しく運営される一般のごみ堆積
場に応用することも可能である。

廃棄物から滲出する水によって水質の汚染が生じないよ
うにしておくためには、まず、１イ当り、５００〜７０
０ｋｇの密度に圧縮され、次いで、その上を３０〜６０
ｃｍの土壌で覆った少なくとも５ｍの厚さの層を有する
以前の一般廃棄物堆積の上に、オイル含有廃棄物を投入
または堆積すると効果的である。

（実施例） 以下、実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

災嵐粁よ 漏水フィードバック装置、リサイクル装置、およびガス
分析装置を備える準工業的なシミュレーシゴンプラント
において、オイル含有廃棄物と家庭塵芥との混合物０．
２ｒｒｉ’の加速分解実験を行った。

後掲の第１表に廃棄物パラメータが示されているこの混
合物のオイル含有量を、１ｋｇ当り５０ｇに調整した。

家庭塵芥は、１ｋｇ当り３４２ｇの有機物質と、４２．
７％の水を含んでおり、その密度は、ｕｒｎ’当り３０
７ｋｇであった。

混合物の水分含有率は、５９．２％であった。

第１表 シミュレータ室をまず充填し、次いで、閉鎖した。混合
物を７日間にわたって通気処理した。この通気処理の停
止後に、漏出したガスの量および組成と、滲出した水の
各パラメータとを連続的に測定した。この実験を、２５
０日間にわたって行った。

初期の段階では、滲出水の有機物質含有量が増加し、そ
の最大値を３１日目に測定した。滲出水の最高オイル含
有量（４８ｍｇ／ｄｍ”　）とも合致した。ガスの生成
量は僅かであり、メタン含有率は最高で３％であった。

ガスの発生が著しくなったのは、５０〜７０日後であり
、ガスの組成は継続的に変化し、最終的には、メタン６
５％、炭酸ガス３０％の値にまで達した。このガス含有
率は、約１５０日間にわたって維持された。この時期に
は、滲出水中の有機物質含有量が減少し、最高のオイル
濃度は、Ｉｄｍ３につき１０ｍｇであった。

実験終了後には、シミュレータ室を空にし、残滓物のオ
イル含有量を測定した。この残滓には、まだ、１ｋｇ当
り４．５１　ｇのオイルが含まれており、従って、オイ
ル分解効率は９１％であった。滲出水から取出されたオ
イルの総量は、使用されたオイルの約０．００６重垣％
に過ぎなかった。

堆積場での廃棄処分を模した上記の実験以外に、オイル
吸着実験も行った。この場合、室から漏出する滲出水を
、一般廃棄物の充填された長さ２．０ｍ、実効容積１　
、３ｄｍ３のパイプに通した。そこから流れ出た水は、
実験の全期間にわたり、殆どオイルを含んでいなかった
。

最高のオイル含有量は、５　ｍｇ／ｄｍ”であった。パ
イプを空にした際に、大部分のオイルがパイプの上方４
分の１のところで、一般廃棄物に付着していたことが確
認された。１７００ｍｍを越えたところでは、オイルの
汚れは事実上もはや検出不能であった。

実施例２ この実験の第１段階では、油性廃棄物を放出する技術を
調べ、次いで、その廃棄物におけるオイル含有量と、水
分含有量と、微生物による分解能力を測定した。

廃棄物を収容する堆積場に隔離された地域にカセットを
設置することにより、固形の一般廃棄物用パイルを用意
した。このカセットの容積は、少なくとも１０００ｒｎ
’、即ち３ケ月間に生ずる廃棄物景の実質容積に等しい
値とした。

カセットの側壁は、一般廃棄物により形成し、これらプ
リズム状の壁の頂点高さは、３〜４ｍとした。その頂上
面は、輸送用自動車と作業機械類との走行路とした。従
って、約３ｍ幅に設計し、つき固めによって適宜な強度
に圧縮した。

このように盛り上げられ、締め固められたプリズムによ
り、長さ約３０ｍ、幅１０ｍ、深さ３〜４ｍの閉じたス
ペースが形成された。その底面と側面とは、隔離の目的
で０．４〜０．６ｍの厚さの土壌層により覆われ、次い
で、堅く締め固めた。

そのほかのカセットも、廃棄物の充填テンポに応じて、
壁を縦方向で延長することにより設置することが可能と
なる。

充填箇所に向って延びる短い方のカセッ１〜側面には、
丁度、カセツ１〜の幅に等しい少なくとも８ｍの長さを
有する混入面が形成される。混合室として用いられるこ
の面は、厚さ０．４〜０．５ｍの土壌層で覆われ、締め
固められる。

オイル含有廃棄物の含油量、および含水量から算定され
た景の家庭塵芥、つまり１ｒｒｉ’当り４２０ｋｇの平
均密度と、１ｋｇ当り２５０ｇの有機物質含景率とを有
する塵芥は、この混入面において、幅約６ｍ、厚さ５０
ｃｍの床層を形成する。

この塵芥床内には、オイル含有廃棄物を導入し、次いで
５作業機械によって表面を均等にならす。

均等に成層されたこの廃棄物は、グレーダ−又は掘削機
などにより何回も掘り返し、互いによく混ぜ合わす。こ
の混合物のオイル含有率は、３〜５％に、また水分含有
率は５０〜６０％に、それぞれ調整され、次いでカセッ
ト内への混合物充填が行われる。

混入面は、その都度更新され、万一、オイルによる汚れ
が残留していた場合には、これを、グレーダ−により除
去する。汚損した土壌は、カセット内に充填され、混入
面は、新しい土壌で覆われる。この堆積場は、混入面に
向き合った側を正面として充填される。頂点高さに達し
た場合には、上記の条件を確保した状態で、混入面がフ
ロントの後方に移動される。

バイオガスの回収に用いられるパイプは、カセットの充
填後１〜３年で敷設される。

失意■立 埋設杭の充填技術に応じて働く固形一般廃棄物用の堆積
場の一つでは、乗物の整備工場および機械工場から出る
オイル含有廃棄物が、１年間にｚｏｏｏ　を処理された
。

混入用の廃棄物としては、団地から出された家庭塵芥を
、ごみ運搬車で予め破砕されたものを１４０００ｍ用い
た。この塵芥の平均容積密度は１ポ当り３９０ｇであり
、有機物の含有量は１ｋｇ当り２４０　ｇであった。混
合物の水分含有率を５７％に調整した。

この混合物を充填した３個のカセットは、それぞれ、５
０００　ｒｎ’の実質容址を有するものであった。

微生物によるオイル分解プロセスを、ボーリングにより
種々異なる深さから取出したサンプルを分析することに
より、コントロールした。次の第２表にまとめられた分
析値が示すように、このプロセスは、適宜な強度で行わ
れた。

１２力月以前に充填されたカセットの一部（ポーリング
Ｎα１）では、既に９５〜９７％のオイルが分解されて
おり、その６ケ月後（ポーリングＮα２）でも、９０〜
９３％のオイルが分解されていた。

ポーリングＮα３のサンプルは、充填フロントの近くに
あったものであり、その測定値は、混合物の当初組成を
示した。

ポーリングによって取出された各サンプルが明らかにし
たところによれば、混合物の下方に位置する一般廃棄物
のみから成る層は、事実上オイルで汚染されておらず１
両者の境界層でのみ、辛うじてオイル痕跡が検出された
。

約１年間の分解が行われたポーリングＮα１には、ガス
サンプルの採集器が取付けられた。そのガス分析値から
明らかになったところによれば、生成されたバイオガス
には、５９％のメタンと、３９％の炭酸ガスと、２％の
他種ガス類とが含まれている。

専ら、一般廃棄物のみを含む管理された堆積場で生がる
ガスは、３５％のメタンと、６０％の炭酸ガスと、５％
の他種ガス類とを含んでいた。

実施例４ 石油のパイプライン損壊により生じた原油により、平均
６．５％の汚染率で汚損されている６５００ｔの土壌を
÷処理するため、その３倍量の一般廃棄物を、この土壌
と混ぜ合わせた。使用された一般廃棄物の平均密度は、
１ポ当り４８０ｋｇ、有機物質の含有量は］、ｋｇ当り
２１０ｇであった。

この混合物の水分含有率を、５５体積％に調整し、オイ
ル含有率は２．２％であった。この混合物を、丘陵地造
成のテクノロジーによるダストパイルに堆積した。この
場合の分解速度は、当初の組成に基づいて予想された通
りに低く、前の実施例３で示す９５〜９７％の効率を達
成するには、２倍の時間を必要とした。

実施例５ オイルタンカーの漏洩事故により海上に流れ出たオイル
は、浮動式の囲壁によって包囲され１次いで、パーライ
トにより海水表面から取除いた。

これによって生じた平均原油含有率托％のオイルバーラ
イｌ−４００ｔを、前記実施例４に示した方法により堆
積処理した。そのために用いた一般廃棄物の密度は、１
ｍ３当り４９３ｋｇ、その有機物質含有量は１ｋｇ当り
２０３ｇであった。

堆積処分されるべきこの混合物を、まず、４．７％のオ
イル含有率、６２．７％の水分含有率のものに調整した
。この実施例での分解速度は、実施例４における値と実
質的にほぼ一致した。

＝２３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石油を含む廃棄物を、一般廃棄物を用いて廃棄処分する
   方法において、少なくとも１ｋｇ当り２００ｇの有機物
   質を含み、１ｍ＾３当り３００〜５００ｋｇの密度を有
   する一般廃棄物を、少なくとも３：１の重量比で、石油
   もしくは石油加工による副産物を含むオイル含有廃棄物
   と充分に混合し、これによって、該混合物の石油含有率
   を５重量％以下に調整し、この混合物を一般廃棄物を貯
   蔵するための土壌で覆われた堆積場、即ちカセット内部
   において堆積処理し、かつそこで発生したバイオガスを
   採集することを特徴とする、石油を含む廃棄物を活性的
   な堆積処理によって廃棄処分するための方法。