最終処分場埋立地の早期安定化方法
【課題】 廃棄物処分場における廃棄物を酸化剤によって安定化促進（ケミカルオキシデーション）する効果を向上させることができる最終処分場埋立地の早期安定化方法を提供する。
【解決手段】 最終処分場埋立地の廃棄物層６に酸化剤注入系１２を通して所定薬剤量の酸化剤を注入して難分解性有機物の分解を促進するものであり、酸化剤を注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、酸化剤の自己分解を抑制する助剤を助剤注入系１３を通して所定薬剤量で注入する。
【解決手段】 最終処分場埋立地の廃棄物層６に酸化剤注入系１２を通して所定薬剤量の酸化剤を注入して難分解性有機物の分解を促進するものであり、酸化剤を注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、酸化剤の自己分解を抑制する助剤を助剤注入系１３を通して所定薬剤量で注入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は最終処分場埋立地の早期安定化方法に関し、処分場廃止の阻害要因である難分解性有機物を酸化剤により分解して安定化を促進するケミカルオキシデーションの技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、最終処分場埋立地において採用事例の多い準好気性埋立工法は、グリ石と有孔管からなる浸出水集排水管とそれに接続する立渠（空気抜）を埋立廃棄物層の底部に設けるものである。この工法は、埋立廃棄物層から出る浸出水を、浸出水集排水管を通して速やかに埋立系外へ排水することにより、埋立廃棄物層に浸出水を滞水（内部貯留）させないものであり、浸出水集排水管および立渠を通して空気を埋立地内部へ取り込んで、埋立廃棄物層内を準好気的に保つものである。この空気の取り込みは、埋立廃棄物の温度と外気温との温度差により自然に生じる負圧による吸引であり、吸気、排気のために機械的な動力を要しない。しかし、廃棄物層のどの位置から吸引が行われているかは不明であり、廃棄物層の密度や締め固め具合に透過性が大きく影響される。
【０００３】
ところで、閉鎖（埋立終了）した後の最終処分場は、「一般廃棄物の最終処分及び産業廃棄物の最終処分に係る技術上の基準を定める命令」で定められた最終処分場の廃止基準を満たすことによって廃止させることができる。
【０００４】
しかし、浸出水に係る廃止基準は、維持管理計画に定められた排水基準となっており、これは浸出水処理の高度化傾向にある昨今としては極めて厳しい基準となっている。このため、閉鎖から廃止まで長期にわたる場合が多く、その間の維持管理費の増大や跡地利用の制限等の問題が顕在化している。そればかりか、一部処分場については半永久的に廃止できないといった状況も生じている。
【０００５】
このため、廃棄物層に酸化剤を注入し、廃棄物層内の難分解性有機物を分解し、廃棄物層からの浸出水質を早期に処理水質目標値まで低減・安定化させる技術がある。
例えば、特許文献１に記載するものは、浸出水を還流する埋立廃棄物層において有害物質を変化させる反応液循環式準好気性埋立処分方法であり、埋立廃棄物層の浸出水を集排水管で集水し、集排水管から排出する浸出水を浸出水調整槽に貯留し、浸出水調整槽に貯留する浸出水を散水手段の供給ポンプ、送水管、散水口で埋立廃棄物層に還流するものであって、浸出水調整槽に薬剤として酸化剤、塩基、微生物培地を形成する養分、溶媒、キレート剤の少なくとも何れかを供給し、埋立廃棄物層に還流する浸出水に伴って前記薬剤を埋立廃棄物層に供給するものである。
【０００６】
また、特許文献２に記載するものは、廃棄物処分場における廃棄物の早期安定化促進剤であり、廃棄物中に、過酸化水素、オゾン、過マンガン酸カリウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、塩素のうち少なくとも何れかひとつを含む安定化促進剤を供給し、廃棄物に対して、酸化又は分解若しくはその両方の処理を行うものである。
【特許文献１】特開２００４−３５１２３９号公報
【特許文献２】特開２００４−３３７６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記した構成において、酸化剤と廃棄物に含まれる金属等が反応することで、酸化剤が無駄に消費されてしまう問題がある。また、酸化剤の分解速度が速いと、酸化剤によって発生したガスが廃棄物粒子間に充満してしまい、水（酸化剤）自体の透過性を妨げ、水が流れないようになる問題があった。
【０００８】
本発明は上記した課題を解決するものであり、廃棄物処分場における廃棄物を酸化剤によって安定化促進（ケミカルオキシデーション）する効果を向上させることができる最終処分場埋立地の早期安定化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の最終処分場埋立地の早期安定化方法は、最終処分場埋立地の廃棄物層に所定薬剤量の酸化剤を注入して難分解性有機物の分解を促進するものであり、酸化剤を注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、酸化剤の自己分解を抑制する助剤およびｐＨ調整剤の少なくとも何れか一方を所定薬剤量で注入するものである。
【００１０】
また、廃棄物層から発生する酸素ガス濃度を測定し、廃棄物層に注入する薬剤量を酸素ガス濃度の測定値に基づいて制御するものである。
上記した構成において、ｐＨ調整剤としての「酸」とは「水素イオンＨ＋を放出する物質」のことであり、化合物中に「Ｈ」をもつ塩酸、硫酸、炭酸、カルボン酸などで、水中でイオン化し、Ｈ＋を放出する。
【００１１】
酸と反対の作用を示すｐＨ調整剤としての「塩基（アルカリ）」とは「水素イオンＨ＋を受け取る物質」のことであり、水酸化ナトリウムＮａＯＨ、水酸化カリウムＫＯＨ、水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）２、水酸化バリウムＢａ（ＯＨ）２、アンモニアＮＨ３、水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）２、水酸化アルミニウムＡｌ（ＯＨ）３、水酸化鉄（III）Ｆｅ（ＯＨ）３などであり、これらは水中でイオン化し、ＯＨ−を放出する。
【００１２】
この酸と塩基が反応して得られる物質である「塩」は、その組み合わせによって緩衝液となり、緩衝液は、多少の酸・塩基を添加してもｐＨを一定に保つ作用（緩衝作用）をもつものであり、りん酸（ナトリウム）緩衝溶液、酒石酸（ナトリウム）緩衝溶液、くえん酸（ナトリウム）緩衝溶液、酒石酸（ナトリウム）緩衝溶液、酢酸（ナトリウム）緩衝溶液、（酢酸）エタノールアミン緩衝溶液、ほう酸（カリウム）緩衝溶液等がある。このうち、本発明では、ｐＨを酸性に保つことが必要であることから、ｐＨを７以下に保つ作用のある緩衝液をｐＨ調整剤として使用する。
【００１３】
また、廃棄物に含まれる焼却灰は塩基性であり、これを中和しかつ酸性にするためには当然「酸」が必要になる。
上述した酸・塩基に対し、酸化・還元の定義はいろいろあるが、ここでは「酸化とは、電子を失うこと」であり、「還元とは、電子を得ること」であり、「酸・塩基」では水素イオン「Ｈ＋」の授受反応であるのに対し、「酸化・還元」では電子「ｅ−」の授受反応である。
【００１４】
したがって、酸化剤とは相手から電子を奪って相手を酸化させて、その電子を受け取って自身は還元されるものであり、逆に、還元剤とは相手に電子を与えて還元させて、自身は電子を失って酸化されるものである。
【００１５】
酸化剤としては以下のものがある。
過マンガン酸カリウム（ＭｎＯ４−＋８Ｈ＋＋５ｅ−→Ｍｎ２＋＋４Ｈ２Ｏ）
過酸化水素（Ｈ２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→２Ｈ２Ｏ）
次亜塩素酸ナトリウム（ＣｌＯ−＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｃｌ−＋Ｈ２Ｏ）
過炭酸ナトリウムならびに過硫酸ナトリウム（反応式は後に記載する）
還元剤としては以下のものがある。
シュウ酸（Ｃ２Ｈ２Ｏ４→２ＣＯ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−）
ヨウ化カリウム（２Ｉ−→Ｉ２＋２ｅ−）
硫化鉄（II）（Ｆｅ２＋→Ｆｅ３＋＋ｅ−）
本発明において酸化剤にＨ２Ｏ２を用いる場合に、その反応相手である難分解性有機物をＣｎＨｍＯｌとすれば、その反応は以下のようになる。
ＣｎＨｍＯｌ→ｎＣＯ２＋ｍＨ＋＋ｍｅ−
ｍ／２Ｈ２Ｏ２＋ｍＨ＋＋ｍｅ−→２Ｈ２Ｏ
ＣｎＨｍＯｌ＋ｍ／２Ｈ２Ｏ２→ｎＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
つまり、Ｈ２Ｏ２が酸化剤として働き、難分解性有機物が酸化される。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明によれば、最終処分場埋立地の廃棄物層に酸化剤を注入することにより、難分解性有機物の分解を促進して浸出水中のＣＯＤおよび窒素の低減を図り、浸出水質の安定化促進を行う。
【００１７】
この際に、過酸化水素等を酸化剤として注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、助剤およびｐＨ調整剤を注入することにより、酸化剤の自己分解を抑制し、酸化剤と難分解性有機物との反応率を高める。
【００１８】
廃棄物層中には金属が存在するのでアルカリ側ほどに酸化剤の自己分解速度が速くなる。このため、例えば、ｐＨ調整剤として塩酸、硫酸、硝酸等を注入し、廃棄物層内のｐＨを酸性（ｐＨ７以下、望ましくはｐＨ４．５）に調整し、酸化剤の自己分解速度を抑制することにより無駄に消費される酸化剤の薬剤量を減じることができる。
【００１９】
また、酸化剤の自己分解によって生じるガスが廃棄物粒子間に充満すると酸化剤の透過性を阻害する原因となるが、酸化剤の自己分解を抑制してガスの発生量を低減することで廃棄物層における酸化剤の透過性を良好な状態に維持でき、酸化剤と難分解性有機物との反応率を高めることができる。
【００２０】
また、炭酸イオンは酸化剤を浪費するスカベンジャーとして作用するが、廃棄物層内のｐＨを酸性に調整することにより、炭酸イオン濃度を低減して浪費される酸化剤の薬剤量を低減することができる。
【００２１】
また、助剤として例えばリン酸を注入することにより、リン酸のｐＨ緩衝能、金属封鎖作用、固体粒子分散作用によって、廃棄物層内のｐＨを酸性に調整する以上に、無駄に消費される酸化剤の薬剤量を減らすことができる。
【００２２】
ところで、注入する助剤およびｐＨ調整剤の薬剤量が必要量に対して少なければ、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費（２Ｈ２Ｏ２→２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２）が多くなって、酸化剤による難分解性有機物の分解が期待できない。また、注入する助剤およびｐＨ調整剤の薬剤量が必要量に対して多ければ、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費を抑制できるが、過剰分の助剤およびｐＨ調整剤が無駄になって処理コストが高くなる。
【００２３】
このため、廃棄物層から発生する酸素ガス濃度を測定し、廃棄物層に注入する薬剤量を酸素ガス濃度の測定値に基づいて制御し、酸素ガス濃度を所定値以下に維持することにより、廃棄物層へ注入する助剤およびｐＨ調整剤、ならびに酸化剤の薬剤量を適切な量に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、最終処分場埋立地は、堤体１をなす貯留構造物によって周囲と遮断しており、底部に遮水工２と集排水管３を施工して雨水が浸出水として周囲の地中に漏出することを防止し、浸出水を処理施設に導くものである。
【００２５】
集排水管３は堤体１を貫通してポンプピット４に連通しており、ポンプピット４には浸出水を排出する排水ポンプ５を配置している。集排水管３は周囲にグリ石を配置した有孔管からなり、埋立地に降った雨水は廃棄物層６を通って集排水管３に流入し、集排水管３を通ってポンプピット４に流れ出る。ポンプピット４では排水ポンプ５によって浸出水を排出し、集排水管３の開口が液面上に露出するように液位を維持する。排水ポンプ５で排出する浸出水は、調整槽７から水処理施設８を経て放流する。
【００２６】
廃棄物層６には集排水管３に接続する立渠（空気抜）９と、グリ石を積層してなる薬剤注入井１０と、廃棄物層６で発生するガスを測定するための測定穴１１とを設けている。
薬剤注入井１０には酸化剤を注入する酸化剤注入系１２と、助剤を注入する助剤注入系１３を接続しており、酸化剤注入系１２の注入ポンプ１４および助剤注入系１３の注入ポンプ１５が制御ラインを介して制御装置１６に接続されている。本実施の形態において酸化剤は過酸化水素水溶液であり、助剤はリン酸水溶液である。
【００２７】
測定穴１１には酸素濃度計１７およびガス吸引ポンプ１８を介装したガス吸引系１９が接続しており、酸素濃度計１７が制御装置１６に接続している。
以下、上記した構成における作用を説明する。準好気性埋立地においては、廃棄物を微生物による生物反応によって分解し、この生物処理に必要な空気を集排水管３を通して土中に通気する。
【００２８】
埋立地に降った雨水は廃棄物層６を通って集排水管３に流入し、集排水管３を通ってポンプピット４に流れ出る。ポンプピット４では排水ポンプ５によって浸出水を排出し、集排水管３の開口が液面上に露出するように液位を維持する。排水ポンプ５で排出する浸出水は、調整槽７から水処理施設８を経て放流する。
【００２９】
埋立地における浸出水の水量水質は、埋立ごみ質、降雨等の気象条件、埋立構造、埋立地の規模、集水面積の大小、埋立期間、ごみ埋立経過時間等により異なり、焼却残渣や不燃ごみを埋め立てる場合には、無機物が多いのでこれらに由来するＳＳ、塩類（Ｃａ、Ｃｌ等）、重金属（Ｐｂ、Ｈｇ、Ｃｄ等）、ダイオキシン類が含まれる。また、焼却残渣中や不燃ごみ中に有機物（生物易分解性有機物、生物難分解性有機物）が多い場合は、ＢＯＤ，ＣＯＤ，Ｔ−Ｎ，ＮＨ4+−Ｎ等が比較的高濃度になる。
【００３０】
この最終処分場埋立地を早期安定化するために、酸化剤注入系１２によって廃棄物層６に所定薬剤量の酸化剤（Ｈ２Ｏ２）を注入して難分解性有機物の分解を促進し、浸出水中のＣＯＤおよび窒素の低減を図り、浸出水質の安定化促進を行う。
【００３１】
この際に、廃棄物層６には金属が存在するのでアルカリ側ほどに酸化剤の自己分解速度が速くなる。このため、酸化剤を注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、助剤注入系１３によって助剤（リン酸）を所定薬剤量で注入する。
【００３２】
この助剤として例えばリン酸を注入することにより、リン酸のｐＨ緩衝能、金属封鎖作用、固体粒子分散作用によって、酸化剤の自己分解を抑制し、酸化剤と難分解性有機物との反応率を高め、無駄に消費される酸化剤の薬剤量を減らすことができる。
【００３３】
また、酸化剤の自己分解によって生じるガスが廃棄物粒子間に充満すると酸化剤の透過性を阻害する原因となるが、酸化剤の自己分解を抑制してガスの発生量を低減することで廃棄物層における酸化剤の透過性を良好な状態に維持でき、酸化剤と難分解性有機物との反応率を高めることができる。
【００３４】
ところで、注入する助剤の薬剤量が必要量に対して少なければ、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費（２Ｈ２Ｏ２→２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２）が多くなって、酸化剤による難分解性有機物の分解が期待できない。また、注入する助剤の薬剤量が必要量に対して多ければ、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費を抑制できるが、過剰分の助剤が無駄になって処理コストが高くなる。
【００３５】
このため、廃棄物層６から発生する酸素ガス濃度を測定し、廃棄物層６に注入する薬剤量を酸素ガス濃度の測定値に基づいて制御する。酸素ガス濃度の測定は、廃棄物層６から測定穴１１に噴出する噴出ガスに含まれた酸素ガスの濃度を検出して行う。ガス吸引ポンプ１８を駆動し、ガス吸引系１９を通して測定穴１１の噴出ガスを吸引し、吸引した噴出ガスに含まれた酸素ガスの濃度を酸素濃度計１７において測定する。
【００３６】
制御装置１６は、測定により得られた酸素ガス濃度の測定値を制御指標として注入ポンプ１４、１５の駆動を制御し、酸素ガス濃度が３０％以下を維持するように、廃棄物層６へ注入する助剤ならびに酸化剤の薬剤量を適切な量に制御する。
【００３７】
図２は、廃棄物層６の地中の酸素ガス濃度の時間変化を示すものである。カーブａで示すように、薬剤として酸化剤のみを注入する場合には、酸化剤添加開始時Ｔ１から酸化剤添加停止時Ｔ２までの間において酸素ガス濃度が酸化剤の添加に伴って高濃度となって一定時間後にピークに達し、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費（２Ｈ２Ｏ２→２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２）が多くなる傾向が認められる。
【００３８】
カーブｂで示すように、酸化剤とともに助剤を注入（無制御）する場合には、酸化剤添加開始時Ｔ１から酸化剤添加停止時Ｔ２までの間において全体的に酸素ガス濃度の上昇を抑制でき、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費が少なくなる傾向が認められるが、酸素ガス濃度の上昇傾向から判断して酸化剤の添加に伴って酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費が増加する傾向にあると認められる。
【００３９】
カーブｃで示すように、酸素ガス濃度の変化を廃棄物層６に注入する助剤の薬剤量を酸素ガス濃度に基づいて制御する場合には、酸化剤添加開始時Ｔ１には助剤の注入量が少なくもしくは添加しないので酸素ガス濃度が上昇傾向となるが、酸素ガス濃度の高まりに伴って助剤の注入量を増加させた時Ｔ３を境に酸素ガス濃度の上昇が抑制され、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費を抑制できる。酸素ガス濃度が低下傾向に転じた時Ｔ４に助剤の注入量を減少させ、酸素ガス濃度の低下傾向が増した時Ｔ５にさらに助剤の注入量を減少させ、酸素ガス濃度が所定値以下となった時Ｔ６に助剤の注入を停止する。
【００４０】
本実施の形態では、薬剤注入井１０に助剤注入系１３を接続しているが、図３に示すように、注入ポンプ２１を介装したｐＨ調整剤注入系２２を接続し、酸化剤を注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、ｐＨ調整剤注入系２２によって助剤（リン酸）を所定薬剤量で注入することも可能である。この場合にも、廃棄物層６から発生する酸素ガス濃度を測定し、制御装置１６が測定により得られた酸素ガス濃度の測定値を制御指標として注入ポンプ１４、２１の駆動を制御することにより、酸素ガス濃度が３０％以下を維持するように、廃棄物層６へ注入するｐＨ調整剤ならびに酸化剤の薬剤量を適切な量に制御する。
【００４１】
このｐＨ調整剤としては塩酸、硫酸、硝酸等を注入し、廃棄物層６のｐＨを酸性（ｐＨ６以下、望ましくはｐＨ４．５）に調整することにより、酸化剤の自己分解速度を抑制するして無駄に消費される酸化剤の薬剤量を減じる。
【００４２】
また、炭酸イオンは酸化剤を浪費するスカベンジャーとして作用するが、廃棄物層６のｐＨを酸性に調整することにより、炭酸イオン濃度を低減して浪費される酸化剤の薬剤量を低減することができる。
【００４３】
また、図４に示すように、助剤注入系１３とｐＨ調整剤注入系２２を併設することも可能である。この場合にも、廃棄物層６から発生する酸素ガス濃度を測定し、制御装置１６が測定により得られた酸素ガス濃度の測定値を制御指標として注入ポンプ１４、１５、２１の駆動を制御することにより、酸素ガス濃度が所定値以下を維持するように、廃棄物層６へ注入する助剤、ｐＨ調整剤ならびに酸化剤の薬剤量を適切な量に制御する。
【００４４】
この構成によれば、先に述べた助剤およびｐＨ調整剤の作用効果が相乗的に発揮され、酸化剤の無駄な消費量を適切に制御することができる。
上述した実施の形態では酸化剤として過酸化水素を例示したが、酸化剤としては、過炭酸ナトリウム、過硫酸ナトリウムを使用することもできる。この場合には以下の反応式となる。
【００４５】
過炭酸ナトリウムは以下の反応により酸化剤として作用する。
Ｎａ２Ｃ２Ｏ６＋Ｈ２Ｏ→Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ２‥‥‥（１）
Ｈ２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→２Ｈ２Ｏ‥‥‥（２）
Ｃ２Ｏ６２−＋２ｅ−→２ＣＯ３２−‥‥‥（３）
反応式（１）、（２）が主反応である。
【００４６】
過硫酸ナトリウム以下の反応により酸化剤として作用する。
Ｎａ２Ｓ２Ｏ８＋２Ｈ２Ｏ→２ＮａＨＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２‥‥‥（４）
Ｈ２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→２Ｈ２Ｏ‥‥‥（５）
Ｓ２Ｏ８２−＋２ｅ−→２ＳＯ４２−‥‥‥（６）
反応式（４）、（５）が主反応である。
【００４７】
自己分解時には、反応式（１）、（２）および（４）、（５）で生成する過酸化水素が自己分解して酸素が発生する。
実施例
図５から図７において、模擬埋立層３１、３２、３３はＷ１０００ｍｍ×Ｌ１０００ｍｍの鋼板槽に埋立廃棄物を０．５ｍ３入れたものであり、模擬埋立層３１、３２、３３の最下部は１００ｍｍ厚の砂利層であり、廃棄物層の最上部は１００ｍｍ厚の真砂土による覆土層である。
【００４８】
鋼板槽の下面は、φ５ｍｍ穴のパンチングプレートになっており、浸出水を集排水できる構造となっている。埋立廃棄物として、焼却灰６５％、不燃廃棄物３０％、下水汚泥５％を用いた。この３つの槽に水道水供給管３４を通してそれぞれ約１０Ｌ／日で３ヶ月間散水した。
【００４９】
その後に、図５に示すＮｏ．１の模擬埋立層３１においては、薬剤供給系３５を通して酸化剤として１％Ｈ２Ｏ２水溶液を１Ｌ／ｈｒで３０時間添加した。図６に示すＮｏ．２の模擬埋立層３２においては、薬剤供給系３６を通して酸化剤としての１％Ｈ２Ｏ２と助剤としての１％リン酸の混合水溶液を１Ｌ／ｈｒで３０時間添加した。図７に示すＮｏ．３の模擬埋立層３３においては、薬剤供給系３７を通して酸化剤として１％Ｈ２Ｏ２水溶液を１Ｌ／ｈｒで３０時間添加し、その間に助剤として１％リン酸水溶液を制御装置４１で制御しながら薬剤供給系３８を通して添加した。
【００５０】
各模擬埋立層３１、３２、３３において、ガス吸引ポンプ３９を用いて０．１Ｌ／ｍｉｎで廃棄物層内のガスを吸引し、その酸素濃度を酸素濃度計４０でモニタリングした。Ｎｏ．３の模擬埋立層３３における助剤の添加の制御方法は、酸化剤を添加した直後から単位時間当たりの酸素濃度変化量（ΔＯ２ｃｏｎｃ．／Δｔ）が小さくなるように助剤（リン酸水溶液）の添加量を増減させ、酸素濃度変化量（ΔＯ２ｃｏｎｃ．／Δｔ）が０以下になった時点で助剤の添加を停止させた。
【００５１】
図８に各模擬埋立層３１、３２、３３における酸素濃度の時間変化を示す。図８に示すように、Ｎｏ．１の模擬埋立層３１では廃棄物層内の酸素ガス濃度が約９０％とに達し、Ｎｏ．２の模擬埋立層３２、Ｎｏ．３の模擬埋立層３３では約６０％となった。総酸素ガス発生量はＮｏ．１の模擬埋立層３１が最も多く、酸化剤のＨ２Ｏ２を浪費して酸素ガスを多量に発生させたことが認められる。
【００５２】
Ｎｏ．２の模擬埋立層３２、Ｎｏ．３の模擬埋立層３３では、総酸素ガス発生量がＮｏ．１の模擬埋立層３１より少なく、Ｎｏ．３の模擬埋立層３３が最も少なくなった。すなわち、助剤を添加することで酸化剤の浪費が抑制され、さらに助剤の添加量を制御することで酸化剤の浪費をより一層抑制できることが認められる。
【００５３】
図９に助剤の消費率を示す。Ｎｏ．２の模擬埋立層３２とＮｏ．３の模擬埋立層３３で助剤の消費量を比較すると、Ｎｏ．２の模擬埋立層３２での消費量を１００％とした場合、Ｎｏ．３の模擬埋立層３３での助剤の消費量は７５％となった。すなわち、助剤の添加量を制御することで、助剤の添加量を低減できることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態における最終処分場埋立地の早期安定化方法を示す模式図
【図２】最終処分場埋立地の酸素ガス濃度の時間変化を示すグラフ図
【図３】本発明の他の実施の形態における最終処分場埋立地の早期安定化方法を示す模式図
【図４】本発明の他の実施の形態における最終処分場埋立地の早期安定化方法を示す模式図
【図５】本発明の実施例におけるＮｏ．１模擬埋立層の構成を示す模式図
【図６】本発明の実施例におけるＮｏ．２模擬埋立層の構成を示す模式図
【図７】本発明の実施例におけるＮｏ．３模擬埋立層の構成を示す模式図
【図８】Ｎｏ．１から３までの模擬埋立層における酸素濃度の時間変化を示すグラフ図
【図９】Ｎｏ．２とＮｏ．３の模擬埋立層における助剤の消費率を示すグラフ図
【符号の説明】
【００５５】
１ 堤体
２ 遮水工
３ 集排水管
４ ポンプピット
５ 排水ポンプ
６ 廃棄物層
７ 調整槽
８ 水処理施設
９ 立渠（空気抜）
１０ 薬剤注入井
１１ 測定穴
１２ 酸化剤注入系
１３ 助剤注入系
１４、１５、２１ 注入ポンプ
１６ 制御装置
１７ 酸素濃度計
１８ ガス吸引ポンプ
１９ ガス吸引系
２２ ｐＨ調整剤注入系
【技術分野】
【０００１】
本発明は最終処分場埋立地の早期安定化方法に関し、処分場廃止の阻害要因である難分解性有機物を酸化剤により分解して安定化を促進するケミカルオキシデーションの技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、最終処分場埋立地において採用事例の多い準好気性埋立工法は、グリ石と有孔管からなる浸出水集排水管とそれに接続する立渠（空気抜）を埋立廃棄物層の底部に設けるものである。この工法は、埋立廃棄物層から出る浸出水を、浸出水集排水管を通して速やかに埋立系外へ排水することにより、埋立廃棄物層に浸出水を滞水（内部貯留）させないものであり、浸出水集排水管および立渠を通して空気を埋立地内部へ取り込んで、埋立廃棄物層内を準好気的に保つものである。この空気の取り込みは、埋立廃棄物の温度と外気温との温度差により自然に生じる負圧による吸引であり、吸気、排気のために機械的な動力を要しない。しかし、廃棄物層のどの位置から吸引が行われているかは不明であり、廃棄物層の密度や締め固め具合に透過性が大きく影響される。
【０００３】
ところで、閉鎖（埋立終了）した後の最終処分場は、「一般廃棄物の最終処分及び産業廃棄物の最終処分に係る技術上の基準を定める命令」で定められた最終処分場の廃止基準を満たすことによって廃止させることができる。
【０００４】
しかし、浸出水に係る廃止基準は、維持管理計画に定められた排水基準となっており、これは浸出水処理の高度化傾向にある昨今としては極めて厳しい基準となっている。このため、閉鎖から廃止まで長期にわたる場合が多く、その間の維持管理費の増大や跡地利用の制限等の問題が顕在化している。そればかりか、一部処分場については半永久的に廃止できないといった状況も生じている。
【０００５】
このため、廃棄物層に酸化剤を注入し、廃棄物層内の難分解性有機物を分解し、廃棄物層からの浸出水質を早期に処理水質目標値まで低減・安定化させる技術がある。
例えば、特許文献１に記載するものは、浸出水を還流する埋立廃棄物層において有害物質を変化させる反応液循環式準好気性埋立処分方法であり、埋立廃棄物層の浸出水を集排水管で集水し、集排水管から排出する浸出水を浸出水調整槽に貯留し、浸出水調整槽に貯留する浸出水を散水手段の供給ポンプ、送水管、散水口で埋立廃棄物層に還流するものであって、浸出水調整槽に薬剤として酸化剤、塩基、微生物培地を形成する養分、溶媒、キレート剤の少なくとも何れかを供給し、埋立廃棄物層に還流する浸出水に伴って前記薬剤を埋立廃棄物層に供給するものである。
【０００６】
また、特許文献２に記載するものは、廃棄物処分場における廃棄物の早期安定化促進剤であり、廃棄物中に、過酸化水素、オゾン、過マンガン酸カリウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、塩素のうち少なくとも何れかひとつを含む安定化促進剤を供給し、廃棄物に対して、酸化又は分解若しくはその両方の処理を行うものである。
【特許文献１】特開２００４−３５１２３９号公報
【特許文献２】特開２００４−３３７６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記した構成において、酸化剤と廃棄物に含まれる金属等が反応することで、酸化剤が無駄に消費されてしまう問題がある。また、酸化剤の分解速度が速いと、酸化剤によって発生したガスが廃棄物粒子間に充満してしまい、水（酸化剤）自体の透過性を妨げ、水が流れないようになる問題があった。
【０００８】
本発明は上記した課題を解決するものであり、廃棄物処分場における廃棄物を酸化剤によって安定化促進（ケミカルオキシデーション）する効果を向上させることができる最終処分場埋立地の早期安定化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の最終処分場埋立地の早期安定化方法は、最終処分場埋立地の廃棄物層に所定薬剤量の酸化剤を注入して難分解性有機物の分解を促進するものであり、酸化剤を注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、酸化剤の自己分解を抑制する助剤およびｐＨ調整剤の少なくとも何れか一方を所定薬剤量で注入するものである。
【００１０】
また、廃棄物層から発生する酸素ガス濃度を測定し、廃棄物層に注入する薬剤量を酸素ガス濃度の測定値に基づいて制御するものである。
上記した構成において、ｐＨ調整剤としての「酸」とは「水素イオンＨ＋を放出する物質」のことであり、化合物中に「Ｈ」をもつ塩酸、硫酸、炭酸、カルボン酸などで、水中でイオン化し、Ｈ＋を放出する。
【００１１】
酸と反対の作用を示すｐＨ調整剤としての「塩基（アルカリ）」とは「水素イオンＨ＋を受け取る物質」のことであり、水酸化ナトリウムＮａＯＨ、水酸化カリウムＫＯＨ、水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）２、水酸化バリウムＢａ（ＯＨ）２、アンモニアＮＨ３、水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）２、水酸化アルミニウムＡｌ（ＯＨ）３、水酸化鉄（III）Ｆｅ（ＯＨ）３などであり、これらは水中でイオン化し、ＯＨ−を放出する。
【００１２】
この酸と塩基が反応して得られる物質である「塩」は、その組み合わせによって緩衝液となり、緩衝液は、多少の酸・塩基を添加してもｐＨを一定に保つ作用（緩衝作用）をもつものであり、りん酸（ナトリウム）緩衝溶液、酒石酸（ナトリウム）緩衝溶液、くえん酸（ナトリウム）緩衝溶液、酒石酸（ナトリウム）緩衝溶液、酢酸（ナトリウム）緩衝溶液、（酢酸）エタノールアミン緩衝溶液、ほう酸（カリウム）緩衝溶液等がある。このうち、本発明では、ｐＨを酸性に保つことが必要であることから、ｐＨを７以下に保つ作用のある緩衝液をｐＨ調整剤として使用する。
【００１３】
また、廃棄物に含まれる焼却灰は塩基性であり、これを中和しかつ酸性にするためには当然「酸」が必要になる。
上述した酸・塩基に対し、酸化・還元の定義はいろいろあるが、ここでは「酸化とは、電子を失うこと」であり、「還元とは、電子を得ること」であり、「酸・塩基」では水素イオン「Ｈ＋」の授受反応であるのに対し、「酸化・還元」では電子「ｅ−」の授受反応である。
【００１４】
したがって、酸化剤とは相手から電子を奪って相手を酸化させて、その電子を受け取って自身は還元されるものであり、逆に、還元剤とは相手に電子を与えて還元させて、自身は電子を失って酸化されるものである。
【００１５】
酸化剤としては以下のものがある。
過マンガン酸カリウム（ＭｎＯ４−＋８Ｈ＋＋５ｅ−→Ｍｎ２＋＋４Ｈ２Ｏ）
過酸化水素（Ｈ２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→２Ｈ２Ｏ）
次亜塩素酸ナトリウム（ＣｌＯ−＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｃｌ−＋Ｈ２Ｏ）
過炭酸ナトリウムならびに過硫酸ナトリウム（反応式は後に記載する）
還元剤としては以下のものがある。
シュウ酸（Ｃ２Ｈ２Ｏ４→２ＣＯ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−）
ヨウ化カリウム（２Ｉ−→Ｉ２＋２ｅ−）
硫化鉄（II）（Ｆｅ２＋→Ｆｅ３＋＋ｅ−）
本発明において酸化剤にＨ２Ｏ２を用いる場合に、その反応相手である難分解性有機物をＣｎＨｍＯｌとすれば、その反応は以下のようになる。
ＣｎＨｍＯｌ→ｎＣＯ２＋ｍＨ＋＋ｍｅ−
ｍ／２Ｈ２Ｏ２＋ｍＨ＋＋ｍｅ−→２Ｈ２Ｏ
ＣｎＨｍＯｌ＋ｍ／２Ｈ２Ｏ２→ｎＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
つまり、Ｈ２Ｏ２が酸化剤として働き、難分解性有機物が酸化される。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明によれば、最終処分場埋立地の廃棄物層に酸化剤を注入することにより、難分解性有機物の分解を促進して浸出水中のＣＯＤおよび窒素の低減を図り、浸出水質の安定化促進を行う。
【００１７】
この際に、過酸化水素等を酸化剤として注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、助剤およびｐＨ調整剤を注入することにより、酸化剤の自己分解を抑制し、酸化剤と難分解性有機物との反応率を高める。
【００１８】
廃棄物層中には金属が存在するのでアルカリ側ほどに酸化剤の自己分解速度が速くなる。このため、例えば、ｐＨ調整剤として塩酸、硫酸、硝酸等を注入し、廃棄物層内のｐＨを酸性（ｐＨ７以下、望ましくはｐＨ４．５）に調整し、酸化剤の自己分解速度を抑制することにより無駄に消費される酸化剤の薬剤量を減じることができる。
【００１９】
また、酸化剤の自己分解によって生じるガスが廃棄物粒子間に充満すると酸化剤の透過性を阻害する原因となるが、酸化剤の自己分解を抑制してガスの発生量を低減することで廃棄物層における酸化剤の透過性を良好な状態に維持でき、酸化剤と難分解性有機物との反応率を高めることができる。
【００２０】
また、炭酸イオンは酸化剤を浪費するスカベンジャーとして作用するが、廃棄物層内のｐＨを酸性に調整することにより、炭酸イオン濃度を低減して浪費される酸化剤の薬剤量を低減することができる。
【００２１】
また、助剤として例えばリン酸を注入することにより、リン酸のｐＨ緩衝能、金属封鎖作用、固体粒子分散作用によって、廃棄物層内のｐＨを酸性に調整する以上に、無駄に消費される酸化剤の薬剤量を減らすことができる。
【００２２】
ところで、注入する助剤およびｐＨ調整剤の薬剤量が必要量に対して少なければ、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費（２Ｈ２Ｏ２→２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２）が多くなって、酸化剤による難分解性有機物の分解が期待できない。また、注入する助剤およびｐＨ調整剤の薬剤量が必要量に対して多ければ、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費を抑制できるが、過剰分の助剤およびｐＨ調整剤が無駄になって処理コストが高くなる。
【００２３】
このため、廃棄物層から発生する酸素ガス濃度を測定し、廃棄物層に注入する薬剤量を酸素ガス濃度の測定値に基づいて制御し、酸素ガス濃度を所定値以下に維持することにより、廃棄物層へ注入する助剤およびｐＨ調整剤、ならびに酸化剤の薬剤量を適切な量に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、最終処分場埋立地は、堤体１をなす貯留構造物によって周囲と遮断しており、底部に遮水工２と集排水管３を施工して雨水が浸出水として周囲の地中に漏出することを防止し、浸出水を処理施設に導くものである。
【００２５】
集排水管３は堤体１を貫通してポンプピット４に連通しており、ポンプピット４には浸出水を排出する排水ポンプ５を配置している。集排水管３は周囲にグリ石を配置した有孔管からなり、埋立地に降った雨水は廃棄物層６を通って集排水管３に流入し、集排水管３を通ってポンプピット４に流れ出る。ポンプピット４では排水ポンプ５によって浸出水を排出し、集排水管３の開口が液面上に露出するように液位を維持する。排水ポンプ５で排出する浸出水は、調整槽７から水処理施設８を経て放流する。
【００２６】
廃棄物層６には集排水管３に接続する立渠（空気抜）９と、グリ石を積層してなる薬剤注入井１０と、廃棄物層６で発生するガスを測定するための測定穴１１とを設けている。
薬剤注入井１０には酸化剤を注入する酸化剤注入系１２と、助剤を注入する助剤注入系１３を接続しており、酸化剤注入系１２の注入ポンプ１４および助剤注入系１３の注入ポンプ１５が制御ラインを介して制御装置１６に接続されている。本実施の形態において酸化剤は過酸化水素水溶液であり、助剤はリン酸水溶液である。
【００２７】
測定穴１１には酸素濃度計１７およびガス吸引ポンプ１８を介装したガス吸引系１９が接続しており、酸素濃度計１７が制御装置１６に接続している。
以下、上記した構成における作用を説明する。準好気性埋立地においては、廃棄物を微生物による生物反応によって分解し、この生物処理に必要な空気を集排水管３を通して土中に通気する。
【００２８】
埋立地に降った雨水は廃棄物層６を通って集排水管３に流入し、集排水管３を通ってポンプピット４に流れ出る。ポンプピット４では排水ポンプ５によって浸出水を排出し、集排水管３の開口が液面上に露出するように液位を維持する。排水ポンプ５で排出する浸出水は、調整槽７から水処理施設８を経て放流する。
【００２９】
埋立地における浸出水の水量水質は、埋立ごみ質、降雨等の気象条件、埋立構造、埋立地の規模、集水面積の大小、埋立期間、ごみ埋立経過時間等により異なり、焼却残渣や不燃ごみを埋め立てる場合には、無機物が多いのでこれらに由来するＳＳ、塩類（Ｃａ、Ｃｌ等）、重金属（Ｐｂ、Ｈｇ、Ｃｄ等）、ダイオキシン類が含まれる。また、焼却残渣中や不燃ごみ中に有機物（生物易分解性有機物、生物難分解性有機物）が多い場合は、ＢＯＤ，ＣＯＤ，Ｔ−Ｎ，ＮＨ4+−Ｎ等が比較的高濃度になる。
【００３０】
この最終処分場埋立地を早期安定化するために、酸化剤注入系１２によって廃棄物層６に所定薬剤量の酸化剤（Ｈ２Ｏ２）を注入して難分解性有機物の分解を促進し、浸出水中のＣＯＤおよび窒素の低減を図り、浸出水質の安定化促進を行う。
【００３１】
この際に、廃棄物層６には金属が存在するのでアルカリ側ほどに酸化剤の自己分解速度が速くなる。このため、酸化剤を注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、助剤注入系１３によって助剤（リン酸）を所定薬剤量で注入する。
【００３２】
この助剤として例えばリン酸を注入することにより、リン酸のｐＨ緩衝能、金属封鎖作用、固体粒子分散作用によって、酸化剤の自己分解を抑制し、酸化剤と難分解性有機物との反応率を高め、無駄に消費される酸化剤の薬剤量を減らすことができる。
【００３３】
また、酸化剤の自己分解によって生じるガスが廃棄物粒子間に充満すると酸化剤の透過性を阻害する原因となるが、酸化剤の自己分解を抑制してガスの発生量を低減することで廃棄物層における酸化剤の透過性を良好な状態に維持でき、酸化剤と難分解性有機物との反応率を高めることができる。
【００３４】
ところで、注入する助剤の薬剤量が必要量に対して少なければ、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費（２Ｈ２Ｏ２→２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２）が多くなって、酸化剤による難分解性有機物の分解が期待できない。また、注入する助剤の薬剤量が必要量に対して多ければ、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費を抑制できるが、過剰分の助剤が無駄になって処理コストが高くなる。
【００３５】
このため、廃棄物層６から発生する酸素ガス濃度を測定し、廃棄物層６に注入する薬剤量を酸素ガス濃度の測定値に基づいて制御する。酸素ガス濃度の測定は、廃棄物層６から測定穴１１に噴出する噴出ガスに含まれた酸素ガスの濃度を検出して行う。ガス吸引ポンプ１８を駆動し、ガス吸引系１９を通して測定穴１１の噴出ガスを吸引し、吸引した噴出ガスに含まれた酸素ガスの濃度を酸素濃度計１７において測定する。
【００３６】
制御装置１６は、測定により得られた酸素ガス濃度の測定値を制御指標として注入ポンプ１４、１５の駆動を制御し、酸素ガス濃度が３０％以下を維持するように、廃棄物層６へ注入する助剤ならびに酸化剤の薬剤量を適切な量に制御する。
【００３７】
図２は、廃棄物層６の地中の酸素ガス濃度の時間変化を示すものである。カーブａで示すように、薬剤として酸化剤のみを注入する場合には、酸化剤添加開始時Ｔ１から酸化剤添加停止時Ｔ２までの間において酸素ガス濃度が酸化剤の添加に伴って高濃度となって一定時間後にピークに達し、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費（２Ｈ２Ｏ２→２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２）が多くなる傾向が認められる。
【００３８】
カーブｂで示すように、酸化剤とともに助剤を注入（無制御）する場合には、酸化剤添加開始時Ｔ１から酸化剤添加停止時Ｔ２までの間において全体的に酸素ガス濃度の上昇を抑制でき、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費が少なくなる傾向が認められるが、酸素ガス濃度の上昇傾向から判断して酸化剤の添加に伴って酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費が増加する傾向にあると認められる。
【００３９】
カーブｃで示すように、酸素ガス濃度の変化を廃棄物層６に注入する助剤の薬剤量を酸素ガス濃度に基づいて制御する場合には、酸化剤添加開始時Ｔ１には助剤の注入量が少なくもしくは添加しないので酸素ガス濃度が上昇傾向となるが、酸素ガス濃度の高まりに伴って助剤の注入量を増加させた時Ｔ３を境に酸素ガス濃度の上昇が抑制され、酸化剤（Ｈ２Ｏ２）の浪費を抑制できる。酸素ガス濃度が低下傾向に転じた時Ｔ４に助剤の注入量を減少させ、酸素ガス濃度の低下傾向が増した時Ｔ５にさらに助剤の注入量を減少させ、酸素ガス濃度が所定値以下となった時Ｔ６に助剤の注入を停止する。
【００４０】
本実施の形態では、薬剤注入井１０に助剤注入系１３を接続しているが、図３に示すように、注入ポンプ２１を介装したｐＨ調整剤注入系２２を接続し、酸化剤を注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、ｐＨ調整剤注入系２２によって助剤（リン酸）を所定薬剤量で注入することも可能である。この場合にも、廃棄物層６から発生する酸素ガス濃度を測定し、制御装置１６が測定により得られた酸素ガス濃度の測定値を制御指標として注入ポンプ１４、２１の駆動を制御することにより、酸素ガス濃度が３０％以下を維持するように、廃棄物層６へ注入するｐＨ調整剤ならびに酸化剤の薬剤量を適切な量に制御する。
【００４１】
このｐＨ調整剤としては塩酸、硫酸、硝酸等を注入し、廃棄物層６のｐＨを酸性（ｐＨ６以下、望ましくはｐＨ４．５）に調整することにより、酸化剤の自己分解速度を抑制するして無駄に消費される酸化剤の薬剤量を減じる。
【００４２】
また、炭酸イオンは酸化剤を浪費するスカベンジャーとして作用するが、廃棄物層６のｐＨを酸性に調整することにより、炭酸イオン濃度を低減して浪費される酸化剤の薬剤量を低減することができる。
【００４３】
また、図４に示すように、助剤注入系１３とｐＨ調整剤注入系２２を併設することも可能である。この場合にも、廃棄物層６から発生する酸素ガス濃度を測定し、制御装置１６が測定により得られた酸素ガス濃度の測定値を制御指標として注入ポンプ１４、１５、２１の駆動を制御することにより、酸素ガス濃度が所定値以下を維持するように、廃棄物層６へ注入する助剤、ｐＨ調整剤ならびに酸化剤の薬剤量を適切な量に制御する。
【００４４】
この構成によれば、先に述べた助剤およびｐＨ調整剤の作用効果が相乗的に発揮され、酸化剤の無駄な消費量を適切に制御することができる。
上述した実施の形態では酸化剤として過酸化水素を例示したが、酸化剤としては、過炭酸ナトリウム、過硫酸ナトリウムを使用することもできる。この場合には以下の反応式となる。
【００４５】
過炭酸ナトリウムは以下の反応により酸化剤として作用する。
Ｎａ２Ｃ２Ｏ６＋Ｈ２Ｏ→Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ２‥‥‥（１）
Ｈ２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→２Ｈ２Ｏ‥‥‥（２）
Ｃ２Ｏ６２−＋２ｅ−→２ＣＯ３２−‥‥‥（３）
反応式（１）、（２）が主反応である。
【００４６】
過硫酸ナトリウム以下の反応により酸化剤として作用する。
Ｎａ２Ｓ２Ｏ８＋２Ｈ２Ｏ→２ＮａＨＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２‥‥‥（４）
Ｈ２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→２Ｈ２Ｏ‥‥‥（５）
Ｓ２Ｏ８２−＋２ｅ−→２ＳＯ４２−‥‥‥（６）
反応式（４）、（５）が主反応である。
【００４７】
自己分解時には、反応式（１）、（２）および（４）、（５）で生成する過酸化水素が自己分解して酸素が発生する。
実施例
図５から図７において、模擬埋立層３１、３２、３３はＷ１０００ｍｍ×Ｌ１０００ｍｍの鋼板槽に埋立廃棄物を０．５ｍ３入れたものであり、模擬埋立層３１、３２、３３の最下部は１００ｍｍ厚の砂利層であり、廃棄物層の最上部は１００ｍｍ厚の真砂土による覆土層である。
【００４８】
鋼板槽の下面は、φ５ｍｍ穴のパンチングプレートになっており、浸出水を集排水できる構造となっている。埋立廃棄物として、焼却灰６５％、不燃廃棄物３０％、下水汚泥５％を用いた。この３つの槽に水道水供給管３４を通してそれぞれ約１０Ｌ／日で３ヶ月間散水した。
【００４９】
その後に、図５に示すＮｏ．１の模擬埋立層３１においては、薬剤供給系３５を通して酸化剤として１％Ｈ２Ｏ２水溶液を１Ｌ／ｈｒで３０時間添加した。図６に示すＮｏ．２の模擬埋立層３２においては、薬剤供給系３６を通して酸化剤としての１％Ｈ２Ｏ２と助剤としての１％リン酸の混合水溶液を１Ｌ／ｈｒで３０時間添加した。図７に示すＮｏ．３の模擬埋立層３３においては、薬剤供給系３７を通して酸化剤として１％Ｈ２Ｏ２水溶液を１Ｌ／ｈｒで３０時間添加し、その間に助剤として１％リン酸水溶液を制御装置４１で制御しながら薬剤供給系３８を通して添加した。
【００５０】
各模擬埋立層３１、３２、３３において、ガス吸引ポンプ３９を用いて０．１Ｌ／ｍｉｎで廃棄物層内のガスを吸引し、その酸素濃度を酸素濃度計４０でモニタリングした。Ｎｏ．３の模擬埋立層３３における助剤の添加の制御方法は、酸化剤を添加した直後から単位時間当たりの酸素濃度変化量（ΔＯ２ｃｏｎｃ．／Δｔ）が小さくなるように助剤（リン酸水溶液）の添加量を増減させ、酸素濃度変化量（ΔＯ２ｃｏｎｃ．／Δｔ）が０以下になった時点で助剤の添加を停止させた。
【００５１】
図８に各模擬埋立層３１、３２、３３における酸素濃度の時間変化を示す。図８に示すように、Ｎｏ．１の模擬埋立層３１では廃棄物層内の酸素ガス濃度が約９０％とに達し、Ｎｏ．２の模擬埋立層３２、Ｎｏ．３の模擬埋立層３３では約６０％となった。総酸素ガス発生量はＮｏ．１の模擬埋立層３１が最も多く、酸化剤のＨ２Ｏ２を浪費して酸素ガスを多量に発生させたことが認められる。
【００５２】
Ｎｏ．２の模擬埋立層３２、Ｎｏ．３の模擬埋立層３３では、総酸素ガス発生量がＮｏ．１の模擬埋立層３１より少なく、Ｎｏ．３の模擬埋立層３３が最も少なくなった。すなわち、助剤を添加することで酸化剤の浪費が抑制され、さらに助剤の添加量を制御することで酸化剤の浪費をより一層抑制できることが認められる。
【００５３】
図９に助剤の消費率を示す。Ｎｏ．２の模擬埋立層３２とＮｏ．３の模擬埋立層３３で助剤の消費量を比較すると、Ｎｏ．２の模擬埋立層３２での消費量を１００％とした場合、Ｎｏ．３の模擬埋立層３３での助剤の消費量は７５％となった。すなわち、助剤の添加量を制御することで、助剤の添加量を低減できることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態における最終処分場埋立地の早期安定化方法を示す模式図
【図２】最終処分場埋立地の酸素ガス濃度の時間変化を示すグラフ図
【図３】本発明の他の実施の形態における最終処分場埋立地の早期安定化方法を示す模式図
【図４】本発明の他の実施の形態における最終処分場埋立地の早期安定化方法を示す模式図
【図５】本発明の実施例におけるＮｏ．１模擬埋立層の構成を示す模式図
【図６】本発明の実施例におけるＮｏ．２模擬埋立層の構成を示す模式図
【図７】本発明の実施例におけるＮｏ．３模擬埋立層の構成を示す模式図
【図８】Ｎｏ．１から３までの模擬埋立層における酸素濃度の時間変化を示すグラフ図
【図９】Ｎｏ．２とＮｏ．３の模擬埋立層における助剤の消費率を示すグラフ図
【符号の説明】
【００５５】
１ 堤体
２ 遮水工
３ 集排水管
４ ポンプピット
５ 排水ポンプ
６ 廃棄物層
７ 調整槽
８ 水処理施設
９ 立渠（空気抜）
１０ 薬剤注入井
１１ 測定穴
１２ 酸化剤注入系
１３ 助剤注入系
１４、１５、２１ 注入ポンプ
１６ 制御装置
１７ 酸素濃度計
１８ ガス吸引ポンプ
１９ ガス吸引系
２２ ｐＨ調整剤注入系
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最終処分場埋立地の廃棄物層に所定薬剤量の酸化剤を注入して難分解性有機物の分解を促進するものであり、酸化剤を注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、酸化剤の自己分解を抑制する助剤およびｐＨ調整剤の少なくとも何れか一方を所定薬剤量で注入することを特徴とする最終処分場埋立地の早期安定化方法。
【請求項２】
廃棄物層から発生する酸素ガス濃度を測定し、廃棄物層に注入する薬剤量を酸素ガス濃度の測定値に基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載の最終処分場埋立地の早期安定化方法。
【請求項１】
最終処分場埋立地の廃棄物層に所定薬剤量の酸化剤を注入して難分解性有機物の分解を促進するものであり、酸化剤を注入する前に、または酸化剤の注入と同時に、酸化剤の自己分解を抑制する助剤およびｐＨ調整剤の少なくとも何れか一方を所定薬剤量で注入することを特徴とする最終処分場埋立地の早期安定化方法。
【請求項２】
廃棄物層から発生する酸素ガス濃度を測定し、廃棄物層に注入する薬剤量を酸素ガス濃度の測定値に基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載の最終処分場埋立地の早期安定化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−４４５７８（Ｐ２００７−４４５７８Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２８９５６（Ｐ２００５−２２８９５６）
【出願日】平成１７年８月８日（２００５．８．８）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月８日（２００５．８．８）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]