廃棄物処分場の覆土材

【課題】吸着剤を使用しないので目詰まりなどの不具合を低減でき、微生物を利用する場合にこれを活性化させるための設備も不要でメンテナンス費用を軽減でき、有害ガス発生が終了すれば直ちにそのまま跡地の利用が可能となり、さらに、通常は廃棄物なる建設廃材などの減容化も図れる廃棄物処分場の覆土材を得る。
【解決手段】廃棄物が埋設された地盤（廃棄物層１）の表層に敷設する最終覆土（覆土材２）であって、自然土中の微生物を利用して有害ガスを抑制するものとして、間伐材による木チップ、建設廃材による木チップの中から少なくとも１つ選択される有機質土と、パーライト、砂、現地発生土、貝殻、籾殻、木チップの中から少なくとも１つ選択される保水土との混合土で構成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処分場の跡地や不法投棄場所で発生する有害ガスの分解を促進し、早期安定化（無害化）を図る廃棄物処分場の最終覆土材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、廃棄物処分場は、図１２に示すように廃棄物が埋設された廃棄物層１の表層を最終の覆土材２で覆っているが、廃棄物からは有害ガスが発生し、そのままではこれが大気中に放出される。そして、廃棄物処分場の跡地でも、数十年にわたって有害ガスが発生しており、これを除去する必要がある。そのための手段として、従来、例えば、吸着剤を使用したり、ガス抜き管を使用する吸引による除去や、土着の微生物を利用する方法がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
前記特許文献１は、土壌中の微生物による汚染物質の分解を効率よく行えるようにしたもので、微生物の繁殖した土壌層を最適な条件下におけるよう、給水部による透水層への給水と、加熱部による土壌層への加熱とで、土壌層をある程度湿らせかつある程度温かくして、その温度および湿度を適度に保つようにしている。
【特許文献１】特開平７−２４２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸着剤を使用する方法は、吸着剤が目詰まりの原因となり、長期的には目詰まりを発生し、除去効果が長続きしないという問題があり、また、ガス抜き管などを使用する吸引によるガス除去方法ではメンテナンス費用も嵩み、覆土上に機器を設置するために、ガス発生が終了した後は機器を撤去する必要があり、直ちに跡地を利用することが困難で跡地が利用可能となるまでに時間を要する。
【０００５】
また、前記特開平７−２４２４２号公報に記載の発明は、微生物を利用するものであり目詰まりなどのおそれはないが、微生物を活性化させるために給水や加熱のための設備や手間を要し、メンテナンスも容易ではない。
【０００６】
本発明は前記従来例の不都合を解消するものとして、吸着剤を使用しないので目詰まりなどの不具合を低減でき、微生物を利用する場合にこれを活性化させるための設備も不要でメンテナンス費用を軽減でき、有害ガス発生が終了すれば直ちにそのまま跡地の利用が可能となり、さらに、通常は廃棄物なる建設廃材などの減容化も図れる廃棄物処分場の覆土材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の本発明は、廃棄物が埋設された地盤の表層に敷設する最終覆土であって、自然土中の微生物を利用して有害ガスを抑制するものとして、間伐材による木チップ、建設廃材による木チップの中から少なくとも１つ選択される有機質土と、パーライト、現地発生土、砂、貝殻、籾殻、木チップの中から少なくとも１つ選択される保水土との混合土で構成されることを要旨とするものである。
【０００８】
請求項１記載の本発明によれば、自然土中の微生物が有機質土により活性化され、保水土により生息に必要な水分が供給される。よって、この有機質土と保水土により構成される覆土を廃棄物が埋設された地盤の表層に敷設すれば、自然土中の微生物が活性化されて繁殖が促進され、特に機器を設置する必要がなく、また、メンテナンスなども不要となって、長期間にわたり有害ガスの除去が可能となる。
【０００９】
そして、ガス発生が終了すれば、手を加えることなくそのまま跡地利用が可能となる。
【００１０】
また、覆土には廃棄物となる建設廃材や貝殻、籾殻を利用することができるから、減容化も図れる。
【００１１】
請求項２記載の本発明は、前記覆土材の敷設厚さは２０ｃｍ以上に設定されることを要旨とするものである。
【００１２】
請求項２記載の本発明によれば、覆土の敷設厚さを特に深くする必要はなく、覆土厚さが２０ｃｍ以上であれば自然土中に存在する微生物の活性化を図って有害ガスの分解を促進できる。
【００１３】
請求項３記載の本発明は、前記除去対象となる有害ガスは、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、メタン、硫黄化合物であることを要旨とするものである。
【００１４】
請求項３記載の本発明によれば、本発明の覆土により廃棄物処分場で発生する主たる有害ガスの発生低減を図れる。
【発明の効果】
【００１５】
以上述べたように本発明の廃棄物処分場の覆土材は、微生物を活性化させ繁殖を促進させるための有機質土と微生物の生息に必要な水を得るための保水土との混合で覆土を構成するから、廃棄物が埋設された地盤の表層にこの覆土を敷設するだけで、自然土中の微生物を活性化させて有害ガスの分解を促進でき、吸着剤などを使用して有害ガスを除去するものに比較して目詰まりなどの不具合を低減でき、また、微生物を利用するものであっても、これを活性化させるための設備も不要でメンテナンス費用を軽減でき、有害ガス発生が終了すれば直ちにそのまま跡地の利用が可能となり、さらに、通常は廃棄物なる建設廃材などの減容化も図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の廃棄物処分場の覆土材の実施形態を示す説明図で、図４に示した従来と同様、廃棄物が埋設された廃棄物層１の地盤の表層に最終の覆土材２を敷設する。
【００１７】
本発明は、この覆土材に関し、廃棄物層１から発生する有害ガスを微生物によって分解しようとするものであり、覆土材の構成として、自然土中に存在する特定の微生物（例えばメタン分解菌）を活性化させ繁殖を促進させるための有機質土と、微生物の生息に必要な水を得るための保水土との混合土とした。
【００１８】
有機質土は、例えば、間伐材による木チップ、建設廃材による木チップの中から少なくとも１つ選択され、保水土は、パーライト（岩を高温で熱処理してできる多孔質の発泡体）、現地発生土、砂、貝殻（破砕させたもの）、籾殻、木チップの中から少なくとも１つ選択される。
【００１９】
有機質土と保水土との混合割合は、有機質土が覆土内の微生物にとって絶対必要な存在ではなく、微生物の繁殖を促進させるために混合するものであることを考慮すると、０：１００〜１００：０とする。なお、有機質土と保水土との両方の機能を有するものとして、有機質土として木チップを選択し、また、保水土としても木チップを選択することで、結果として木チップだけを選択することもできる。
【００２０】
そして、木チップについては、覆土材として敷設する前に、前処理として水に浸して攪拌し、腐らせておくことで、微生物の活性化を早めることができる。
【００２１】
保水土を構成する担体材料は、粒径によってほぼ一義的に保水力が決定されることから、予め、所定の粒径に粉砕しておく。
【００２２】
また、最終の覆土材２の厚さは、２００ＬＦＧフラックス以下の領域で２０ｃｍ以上の範囲に敷設する。これにより法制上の規制をクリアできる範囲で有害ガスの発生を抑制できる。覆土厚計算例は、メタンガス濃度：６０％メタンフラックス：５００ｍｌ／ｍ2／ｍｉｎメタン分解に必要な滞留時間：１００ｍｉｎの場合に、必要覆土厚は８．３３ｃｍとなる。また、覆土材２の強度は、普通ブルドーザが走行可能な０．０５Ｎ／ｍｍ2以上とする。
【００２３】
そして、除去される有害ガスは、トルエンなどの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、メタン、硫黄化合物であり、主要な有害ガスを分解できる。
【００２４】
図２は、本発明の覆土材を使用した有害ガスの除去の試験設備の説明図で、試験設備およびこの試験設備を使用した試験条件、試験結果を説明する。
【００２５】
試験設備は、メタンガスと硫化水素ガスとエアを混合したガスボンベ３、担体としての覆土材２を収めた直径１００ｍｍ、高さ１０００ｍｍのカラム４、覆土材２に水を供給する上部の散水器５ａ、下部の散水器５ｂ、および覆土材２の温度を調節する温度調節器６とで構成され、ガスボンベ３からの空気を混合したメタンガスと硫化水素ガスと、散水器５ａ，５ｂからの水を担体が収納されているカラム４に供給する。
【００２６】
この場合の、試験条件を下記表１に示す。
【表１】

【００２７】
試験結果は、下記表２、および図３から図１１のグラフに示すとおりである。
【表２】

【００２８】
表２のＰｈａｓｅ１および図３〜図５によれば、ＢＡＤＯＳ材料の覆土適用が可能であることがわかる。
【００２９】
メタンを完全酸化させるために必要な酸素量はメタンの２倍相当量であるが、覆土の表層から数十センチまでは大気からの空気が供給され、かつ、処分場からのガス発生速度は非常に小さいため、大気からの酸素供給でガス分解能は保持できる。
【００３０】
また、前記条件下での温度と除去率の関係は、１７℃以上が適温であることが判明した。
【００３１】
さらに図６、図７によれば、覆土材２は、木と砂の混合材でも、木のみでもよいことが判明した。なお、砂単独でも可能ではあるが、メタン除去率が途中（試験開始から経過日数８０日）で低減するため、耐久性の点で木チップの使用が必須と考えられる。
【００３２】
覆土厚については、図１１に示すように２００ＬＦＧフラックス以下の領域で木の厚さが２０ｃｍ以上でメタン除去率が１００％であることがわかる。
【００３３】
また、外部からの種菌の必要性については図８に示したように、汚泥の有無はいずれであっても除去率を満足させることが判明した。
【００３４】
このような有機質土と保水土との混合による覆土材２を廃棄物が埋設された地盤の表層に最終覆土として２０ｃｍ以上の範囲に敷設すれば、覆土材２を構成する微生物を活性化させる有機質土と微生物の生息に必要な水を得るための保水土との働きで、敷設後、特にメンテナンスなどを施すことなく、そのままで自然土中に存在する微生物（例えばメタン分解菌）を活性化させることができ、長期間にわたり有害ガスの除去が可能となる。
【００３５】
そして、覆土上には特に機器を設置していないから、有害ガス発生が終了すればそのままで手を加えることなく跡地利用が可能となる。
【００３６】
覆土材２には通常は廃棄物となる建設廃材や貝殻、籾殻などを使用できるから、減容化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の廃棄物処分場の覆土材の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の廃棄物処分場の覆土材を使用した有害ガスの除去の試験設備の説明図である。
【図３】本発明の廃棄物処分場の覆土材を使用した有害ガスの除去の試験におけるメタンガス除去率と経過日数との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の廃棄物処分場の覆土材を使用した有害ガスの除去の試験におけるメタンガス除去率とメタンガス・酸素量の比の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の廃棄物処分場の覆土材を使用した有害ガスの除去の試験におけるメタンガス除去率と温度との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の廃棄物処分場の覆土材を使用した有害ガスの除去の試験におけるメタンガス除去率と担体と経過日数との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の廃棄物処分場の覆土材を使用した有害ガスの除去の試験におけるメタンガス除去率と担体と経過日数との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の廃棄物処分場の覆土材を使用した有害ガスの除去の試験におけるメタンガス除去率と汚泥有無と経過日数との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の廃棄物処分場の覆土材を使用した有害ガスの除去の試験におけるメタンガスフラックスとメタンガス除去率との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の廃棄物処分場の覆土材を使用した有害ガスの除去の試験における酸素浸透深度試験の結果を示すグラフである。
【図１１】本発明の廃棄物処分場の覆土材を使用した有害ガスの除去の試験における通気量別覆土厚評価試験の結果を示すグラフである。
【図１２】従来の廃棄物処分場の覆土材を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１廃棄物層２覆土材
３ガスボンベ４カラム
５ａ上部の散水器５ｂ下部の散水器
６温度調節器

【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物が埋設された地盤の表層に敷設する最終覆土であって、自然土中の微生物を利用して有害ガスを抑制するものとして、間伐材による木チップ、建設廃材による木チップの中から少なくとも１つ選択される有機質土と、パーライト、砂、現地発生土、貝殻、籾殻、木チップの中から少なくとも１つ選択される保水土との混合土で構成されることを特徴とする廃棄物処分場の覆土材。
【請求項２】
前記覆土材の敷設厚さは２０ｃｍ以上に設定される請求項１記載の廃棄物処分場の覆土材。
【請求項３】
前記除去対象となる有害ガスは、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、メタン、硫黄化合物である請求項１記載の廃棄物処分場の覆土材。

【図１】