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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022032195
(43)【公開日】2022-02-25
(54)【発明の名称】廃棄物埋め立て方法
(51)【国際特許分類】
B09B 1/00 20060101AFI20220217BHJP
B09B 3/20 20220101ALI20220217BHJP
【ＦＩ】
B09B1/00 A ZAB
B09B3/00 301P
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020135740
(22)【出願日】2020-08-11
(71)【出願人】
【識別番号】509164164
【氏名又は名称】地方独立行政法人山口県産業技術センター
(71)【出願人】
【識別番号】000166443
【氏名又は名称】戸田工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100111132
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 浩
(72)【発明者】
【氏名】前 英雄
(72)【発明者】
【氏名】中邑 敦博
(72)【発明者】
【氏名】猪野 陽佳
(72)【発明者】
【氏名】柳瀬 龍二
(72)【発明者】
【氏名】西野 文善
(72)【発明者】
【氏名】山野 義雄
(72)【発明者】
【氏名】山口 誠一
【テーマコード（参考）】
4D004
【Ｆターム（参考）】
4D004AA46
4D004AB05
4D004AB10
4D004AC07
4D004BB03
4D004CA34
4D004CA50
4D004CC11
4D004DA03
4D004DA20
(57)【要約】
【課題】鉄化合物による吸着成分と鉄以外の一部の遷移金属の化合物による抗菌成分とからなる硫化水素抑制剤を廃棄物に添加することで、硫酸還元菌が生成する硫化水素を化学的に吸着するとともに、硫酸還元菌の生育をも抑制して廃棄物から硫化水素の発生を抑制する廃棄物埋め立て方法を提供する。
【解決手段】 酸化鉄、水酸化鉄及びオキシ水酸化鉄から成る群のうち少なくとも１種類から成る硫化水素吸着成分と、ニッケル、銅及びマンガンそれぞれの酸化物、水酸化物、又は塩化物から成る群のうち少なくとも１種類から成る抗硫酸還元菌成分と、を含有する硫化水素抑制剤を廃棄物に混合させて埋め立てる。
【選択図】図７
【解決手段】 酸化鉄、水酸化鉄及びオキシ水酸化鉄から成る群のうち少なくとも１種類から成る硫化水素吸着成分と、ニッケル、銅及びマンガンそれぞれの酸化物、水酸化物、又は塩化物から成る群のうち少なくとも１種類から成る抗硫酸還元菌成分と、を含有する硫化水素抑制剤を廃棄物に混合させて埋め立てる。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃棄物を埋め立て処分する処分場において、酸化鉄、水酸化鉄及びオキシ水酸化鉄から成る群のうち少なくとも１種類から成る硫化水素吸着成分と、ニッケル、銅及びマンガンそれぞれの酸化物、水酸化物、又は塩化物から成る群のうち少なくとも１種類から成る抗硫酸還元菌成分と、を含有する硫化水素抑制剤を前記廃棄物に混合させて埋め立てることを特徴とする廃棄物埋め立て方法。
【請求項2】
廃棄物を埋め立て処分する処分場において、酸化鉄、水酸化鉄及びオキシ水酸化鉄から成る群のうち少なくとも１種類から成る硫化水素吸着成分と、ニッケル、銅及びマンガンそれぞれの酸化物、水酸化物、又は塩化物から成る群のうち少なくとも１種類から成る抗硫酸還元菌成分と、を含有する硫化水素抑制剤を覆土材に混合させ、前記廃棄物を埋め立てた後に前記覆土材で覆土することを特徴とする廃棄物埋め立て方法。
【請求項3】
前記硫化水素抑制剤（乾燥重量）における前記抗硫酸還元菌成分の含有率は、８重量％以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の廃棄物埋め立て方法。
【請求項4】
被混合物に対し、前記硫化水素抑制剤（乾燥重量）を１重量％以上混合させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の廃棄物埋め立て方法。
【請求項5】
前記硫化水素吸着成分と前記抗硫酸還元菌成分とを含有する前記硫化水素抑制剤は、事業所から排出される汚泥を成分とすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の廃棄物埋め立て方法。
【請求項6】
前記汚泥に焼却灰、スラグ、フライアッシュ、真砂土、石英スラグ、ペーパースラッジの煤塵、プラスチック系の煤塵又は樹脂系の煤塵を混合させることを特徴とする請求項５に記載の廃棄物埋め立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、廃棄物の埋め立て処分場において問題となっている硫化水素の発生を長期間に亘って抑える廃棄物埋め立て方法に関する。
【背景技術】
【0002】
国内における家庭等から排出される一般廃棄物の排出量は約０．４３億トン（出典：一般廃棄物の排出及び処理状況（平成２９年度）について 環境省）、また、産業廃棄物の排出量は年間約３．８億トン（出典：令和元年度事業 産業廃棄物排出・処理状況調査報告書 平成３０年度速報値（概要版） 環境省）にも及んでいる。
これらの廃棄物は再生利用されたり、焼却等の中間処理によって減量されるものの、それでも処分できないものは最終処分場等で埋め立て処理されることになるが、最終処分場の数は減少傾向にあり、最終処分場の確保は厳しい状況である。
しかも、廃棄物最終処分場では廃棄物中に含まれる有機成分やその分解産物を栄養源とする硫酸還元菌が、嫌気性状態下で硫酸イオンを還元して硫化水素を発生させることが知られており、その濃度によっては最終処分場の作業員が死亡したり、中毒を起こす事例も発生している。都市部の再開発等で発生する建設廃棄物に含まれる有機物や廃石膏ボード類の廃棄物においても同様に硫酸還元菌による硫化水素の発生が認められている。さらに、硫化水素に関しては、卵の腐ったような悪臭や黒い水が発生することも環境問題として挙がっている。硫酸還元菌は土壌中に広く存在しているため、嫌気性環境と栄養源となる有機物の存在によって硫化水素は容易に発生してしまう。
そこで、これまで廃棄物の最終処分場で発生する硫化水素に対する対応策が開示されている。
これらの廃棄物は再生利用されたり、焼却等の中間処理によって減量されるものの、それでも処分できないものは最終処分場等で埋め立て処理されることになるが、最終処分場の数は減少傾向にあり、最終処分場の確保は厳しい状況である。
しかも、廃棄物最終処分場では廃棄物中に含まれる有機成分やその分解産物を栄養源とする硫酸還元菌が、嫌気性状態下で硫酸イオンを還元して硫化水素を発生させることが知られており、その濃度によっては最終処分場の作業員が死亡したり、中毒を起こす事例も発生している。都市部の再開発等で発生する建設廃棄物に含まれる有機物や廃石膏ボード類の廃棄物においても同様に硫酸還元菌による硫化水素の発生が認められている。さらに、硫化水素に関しては、卵の腐ったような悪臭や黒い水が発生することも環境問題として挙がっている。硫酸還元菌は土壌中に広く存在しているため、嫌気性環境と栄養源となる有機物の存在によって硫化水素は容易に発生してしまう。
そこで、これまで廃棄物の最終処分場で発生する硫化水素に対する対応策が開示されている。
【0003】
例えば、特許文献１には、「産業廃棄物埋立処分場における硫化水素の発生抑制方法」という名称で、産業廃棄物を覆う覆土として、火力発電所の燃焼工程において燃えかすとして残留するクリンカアッシュを用いて硫化水素を吸着させる発明が開示されている。
また、特許文献２には、「廃棄物処分場における硫化水素生成の防止方法」という名称で、廃棄物処分場の廃棄物層を掘り起こし、その掘り起こした廃棄物にアントラキノン化合物からなる硫化水素抑制剤を混ぜて埋め戻す発明が開示されている。アントラキノン化合物は、硫酸塩還元菌に作用して、硫酸塩還元菌による硫化水素の生成を抑制する効果が知られていることから、硫化水素抑制剤として機能するものである。
特許文献３には、「汚泥処理工程における硫化水素の発生抑制方法」という名称で、汚泥処理工程の汚泥又は汚水に殺菌、酸化作用を有する薬剤として２－プロモ－２－ニトロプロパン－１，３－ジオール又は亜塩素酸ナトリウムを添加することで、硫化水素の発生を効果的に抑制する発明が開示されている。
さらに、特許文献４には、「石膏含有廃棄物からの硫化水素の発生抑制方法、および、石膏含有廃棄物処理設備、ならびに、石膏含有廃棄物からの硫化水素の発生抑制に用いられるための水溶液」という名称で、塩化ナトリウム、塩化カリウム及び塩化カルシウムからなる群から選択される１種以上の可溶性塩水溶液又はチオ尿素様物質を含有する水溶液と石膏含有廃棄物を接触させる接触工程を有して、石膏含有廃棄物からの硫化水素の発生を抑制する発明が開示されている。
また、特許文献２には、「廃棄物処分場における硫化水素生成の防止方法」という名称で、廃棄物処分場の廃棄物層を掘り起こし、その掘り起こした廃棄物にアントラキノン化合物からなる硫化水素抑制剤を混ぜて埋め戻す発明が開示されている。アントラキノン化合物は、硫酸塩還元菌に作用して、硫酸塩還元菌による硫化水素の生成を抑制する効果が知られていることから、硫化水素抑制剤として機能するものである。
特許文献３には、「汚泥処理工程における硫化水素の発生抑制方法」という名称で、汚泥処理工程の汚泥又は汚水に殺菌、酸化作用を有する薬剤として２－プロモ－２－ニトロプロパン－１，３－ジオール又は亜塩素酸ナトリウムを添加することで、硫化水素の発生を効果的に抑制する発明が開示されている。
さらに、特許文献４には、「石膏含有廃棄物からの硫化水素の発生抑制方法、および、石膏含有廃棄物処理設備、ならびに、石膏含有廃棄物からの硫化水素の発生抑制に用いられるための水溶液」という名称で、塩化ナトリウム、塩化カリウム及び塩化カルシウムからなる群から選択される１種以上の可溶性塩水溶液又はチオ尿素様物質を含有する水溶液と石膏含有廃棄物を接触させる接触工程を有して、石膏含有廃棄物からの硫化水素の発生を抑制する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００２－１８６９２７号公報
【特許文献2】特開２００３－２５１３０１号公報
【特許文献3】特開２０１３－１１１５６０号公報
【特許文献4】特開２０２０－２２９６０号公報
【特許文献5】特開昭６２－１９３６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に開示される発明では、クリンカアッシュは１５ｃｍ以上必要で、廃棄物層、クリンカアッシュ層を繰り返し積層する必要があった。また、クリンカアッシュへの硫化水素の吸着は物理的な吸着であるため、長期間埋立し、硫化水素の吸着許容量を超えた場合には、硫化水素が高濃度で発生する可能性があるという課題があった。
また、特許文献２乃至特許文献４に開示される発明では、硫化水素抑制剤として、アントラキノン化合物の水性スラリーや２－プロモ－２－ニトロプロパン－１，３－ジオール又は亜塩素酸ナトリウム、あるいは塩化ナトリウム、塩化カリウム及び塩化カルシウムからなる群から選択される１種以上の可溶性塩水溶液やチオ尿素様物質等の薬剤を予め調達する課題があった。さらに、特許文献２に開示される発明では、廃棄物処分場の覆土層の下の廃棄物層の最上層を掘り起こして。硫化水素抑制剤を混ぜてから埋め戻す工程を必要としているという課題があり、特許文献３に開示される発明では、薬剤の添加量を減らすために、対象系の汚泥や汚水における酸化還元電位、硫化水素又は溶存硫化物の有無などの性状を測定して、その測定結果に基づいて薬剤の添加場所を定める必要があり煩雑であるという課題もあった
さらに、特許文献４に開示される発明では、可溶性塩水溶液やチオ尿素様物質を含有する水溶液では、水溶液であるがために廃棄物中に浸透しやすいものの、埋立による廃棄物処分場では流出する可能性が高く安定的に薬剤の効果が発揮されない可能性があるという課題があった。
また、特許文献２乃至特許文献４に開示される発明では、硫化水素抑制剤として、アントラキノン化合物の水性スラリーや２－プロモ－２－ニトロプロパン－１，３－ジオール又は亜塩素酸ナトリウム、あるいは塩化ナトリウム、塩化カリウム及び塩化カルシウムからなる群から選択される１種以上の可溶性塩水溶液やチオ尿素様物質等の薬剤を予め調達する課題があった。さらに、特許文献２に開示される発明では、廃棄物処分場の覆土層の下の廃棄物層の最上層を掘り起こして。硫化水素抑制剤を混ぜてから埋め戻す工程を必要としているという課題があり、特許文献３に開示される発明では、薬剤の添加量を減らすために、対象系の汚泥や汚水における酸化還元電位、硫化水素又は溶存硫化物の有無などの性状を測定して、その測定結果に基づいて薬剤の添加場所を定める必要があり煩雑であるという課題もあった
さらに、特許文献４に開示される発明では、可溶性塩水溶液やチオ尿素様物質を含有する水溶液では、水溶液であるがために廃棄物中に浸透しやすいものの、埋立による廃棄物処分場では流出する可能性が高く安定的に薬剤の効果が発揮されない可能性があるという課題があった。
【0006】
逆に、硫酸還元菌を有効に利用する発明も開示されている。
例えば、特許文献５には、「硫酸還元菌による重金属含有廃水の処理方法」という名称で嫌気性下において、硫酸還元菌とこの硫酸還元菌の生育に必要な栄養塩類と重金属含有廃水を混合して、硫酸還元菌が生成する硫化水素と重金属を反応させて硫化物として沈殿させて除去又は回収する発明が開示されている。
例えば、特許文献５には、「硫酸還元菌による重金属含有廃水の処理方法」という名称で嫌気性下において、硫酸還元菌とこの硫酸還元菌の生育に必要な栄養塩類と重金属含有廃水を混合して、硫酸還元菌が生成する硫化水素と重金属を反応させて硫化物として沈殿させて除去又は回収する発明が開示されている。
【0007】
一方、ベンガラや磁性体を製造する事業所から排出される鉄成分を含んだ汚泥や電池メーカーから排出されたり廃棄物中間処理業者の燃焼灰として排出されるリチウム電池の正極材（リチウム遷移金属酸化物）の成分を含んだ汚泥の処理に多額の費用と人手が必要とされ、それらの事業所のコストを押し上げていた。
【0008】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、鉄化合物による吸着成分と鉄以外の一部の遷移金属の化合物による抗菌成分とからなる硫化水素抑制剤を廃棄物に添加することで、硫酸還元菌が生成する硫化水素を化学的に吸着するとともに、硫酸還元菌の生育をも抑制して廃棄物から硫化水素の発生を抑制することができる廃棄物埋め立て方法を提供することを目的とし、また、鉄成分を含んだ汚泥やリチウム電池の正極材成分を含んだ汚泥を硫化水素抑制剤として廃棄物の埋め立て処分場で活用することで、硫酸還元菌による硫化水素の発生を抑制することができる廃棄物埋め立て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】
上記目的を達成するため、第１の発明である廃棄物埋め立て方法は、廃棄物を埋め立て処分する処分場において、酸化鉄、水酸化鉄及びオキシ水酸化鉄から成る群のうち少なくとも１種類から成る硫化水素吸着成分と、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）及びマンガン（Ｍｎ）それぞれの酸化物、水酸化物、又は塩化物から成る群のうち少なくとも１種類から成る抗硫酸還元菌成分と、を含有する硫化水素抑制剤を廃棄物に混合させて埋め立てることを特徴とするものである。
上記構成の廃棄物埋め立て方法においては、酸化鉄、水酸化鉄及びオキシ水酸化鉄から成る群のうち少なくとも１種類から成る硫化水素吸着成分が、廃棄物内において硫酸還元菌から発生する硫化水素を吸着するように作用し、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｎそれぞれの酸化物、水酸化物、又は塩化物から成る群のうち少なくとも１種類から成る抗硫酸還元菌成分は、廃棄物内で硫酸還元菌の生育を抑制するように作用する。
上記構成の廃棄物埋め立て方法においては、酸化鉄、水酸化鉄及びオキシ水酸化鉄から成る群のうち少なくとも１種類から成る硫化水素吸着成分が、廃棄物内において硫酸還元菌から発生する硫化水素を吸着するように作用し、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｎそれぞれの酸化物、水酸化物、又は塩化物から成る群のうち少なくとも１種類から成る抗硫酸還元菌成分は、廃棄物内で硫酸還元菌の生育を抑制するように作用する。
【0010】
また、第２の発明である廃棄物埋め立て方法は、廃棄物を埋め立て処分する処分場において、酸化鉄、水酸化鉄及びオキシ水酸化鉄から成る群のうち少なくとも１種類から成る硫化水素吸着成分と、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｎそれぞれの酸化物、水酸化物、又は塩化物から成る群のうち少なくとも１種類から成る抗硫酸還元菌成分と、を含有する硫化水素抑制剤を覆土材に混合させ、前記廃棄物を埋め立てた後に前記覆土材で覆土することを特徴とするものである。
上記構成の廃棄物埋め立て方法においては、硫化水素吸着成分が覆土内に浸透してきた硫化水素を吸着するという作用を有すると共に、廃棄物内の硫酸還元菌が覆土内に侵入すること及び覆土内での生育を抑制するという作用を有する。
上記構成の廃棄物埋め立て方法においては、硫化水素吸着成分が覆土内に浸透してきた硫化水素を吸着するという作用を有すると共に、廃棄物内の硫酸還元菌が覆土内に侵入すること及び覆土内での生育を抑制するという作用を有する。
【0011】
第３の発明である廃棄物埋め立て方法は、第１の発明又は第２の発明において、前記硫化水素抑制剤（乾燥重量）における前記抗硫酸還元菌成分の含有率は８重量％以上であることを特徴とするものである。
上記構成の廃棄物埋め立て方法における作用は第１又は第２の発明と同様である。
上記構成の廃棄物埋め立て方法における作用は第１又は第２の発明と同様である。
【0012】
第４の発明である廃棄物埋め立て方法は、第１乃至第３の発明のいずれか１つの発明において、被混合物に対し、前記硫化水素抑制剤（乾燥重量）を１重量％以上混合させることを特徴とするものである。
上記構成の廃棄物埋め立て方法における作用は第１乃至第３のいずれか１つの発明と同様である。なお、被混合物とは硫化水素抑制剤が混合される対象物を意味するが、廃棄物及び覆土が該当する。
上記構成の廃棄物埋め立て方法における作用は第１乃至第３のいずれか１つの発明と同様である。なお、被混合物とは硫化水素抑制剤が混合される対象物を意味するが、廃棄物及び覆土が該当する。
【0013】
第５の発明である廃棄物埋め立て方法は、第１乃至第４の発明のいずれか１つの発明において、前記硫化水素吸着成分と前記抗硫酸還元菌成分とを含有する硫化水素抑制剤は、事業所から排出される汚泥を成分とすることを特徴とするものである。
上記構成の廃棄物埋め立て方法においては、硫化水素抑制剤をベンガラや磁性体、あるいはリチウム電池等を生産する工場、あるいは鉄酸化物、磁性体あるいは遷移金属を含む廃棄物を処理する処分場等の事業所から排出される汚泥から調達するという作用を有する。なお、汚泥は含水率が５０重量％程度であることから、汚泥そのものを硫化水素抑制剤として用いる場合には、２倍の重量濃度を必要とする。
上記構成の廃棄物埋め立て方法においては、硫化水素抑制剤をベンガラや磁性体、あるいはリチウム電池等を生産する工場、あるいは鉄酸化物、磁性体あるいは遷移金属を含む廃棄物を処理する処分場等の事業所から排出される汚泥から調達するという作用を有する。なお、汚泥は含水率が５０重量％程度であることから、汚泥そのものを硫化水素抑制剤として用いる場合には、２倍の重量濃度を必要とする。
【0014】
第６の発明である廃棄物埋め立て方法は、第５の発明において、前記汚泥に焼却灰、スラグ、フライアッシュ、真砂土、石英スラグ、ペーパースラッジの煤塵、プラスチック系の煤塵又は樹脂系の煤塵を混合させることを特徴とするものである。
上記構成の廃棄物埋め立て方法においては、汚泥は含水率が５０％程度あり、ハンドリング特性が低いことから、これらの物質を取扱性向上剤として添加することで、その取扱い性を向上する作用がある。
上記構成の廃棄物埋め立て方法においては、汚泥は含水率が５０％程度あり、ハンドリング特性が低いことから、これらの物質を取扱性向上剤として添加することで、その取扱い性を向上する作用がある。
【発明の効果】
【0015】
以上説明したように、第１の発明の廃棄物埋め立て方法においては、廃棄物埋め立て処分場において、発生する硫化水素を吸着して廃棄物埋め立て処分場からの排出を防止できると共に、硫化水素発生の原因となる硫酸還元菌の生育を抑制することで発生自体を予防することができる。
【0016】
また、第２の発明の廃棄物埋め立て方法においては、覆土において硫化水素を吸着し、硫酸還元菌の生育を抑制することができるので、廃棄物埋め立て処分場から排出される硫化水素を低減することができる。
【0017】
さらに、第３の発明の廃棄物埋め立て方法においては、第１又は第２の発明の効果と同様の効果を発揮することができる。
【0018】
第４の発明の廃棄物埋め立て方法においては、第１乃至第３の発明のいずれか１つの発明の効果と同様の効果を発揮することができる。
【0019】
第５の発明の廃棄物埋め立て方法においては、第１乃至第４の発明のいずれか１つの発明の効果に加えて、ベンガラや磁性体、あるいはリチウム電池等を生産する工場、あるいは鉄酸化物、磁性体あるいは遷移金属を含む廃棄物を処理する処分場等の事業所から排出される汚泥を有効活用することができると共に、事業所の廃棄物処理にかかる金銭的コストと人的コストを削減することができる。
【0020】
第６の発明の廃棄物埋め立て方法においては、第５の発明の効果に加えて、混合させる物質もまた本来廃棄されるものがほとんどであることから、これらを廃棄できることに加えて、汚泥を乾燥させると発生する莫大なコストや時間を抑制し、広大な場所を不要とすることができるという効果を発揮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】（ａ）はＨ２Ｓの吸着特性を確認するための実験装置の画像であり、（ｂ）は（ａ）において符号Ａで示される部分の拡大画像である。
【図2】汚泥のサンプル充填密度が１．０９ｇ／ｃｍ３と０．８７ｇ／ｃｍ３の場合のＨ２Ｓの吸着量とカラム管通過前のＨ２Ｓの濃度との関係を示すグラフである。
【図3】本発明の実施の形態に係る廃棄物埋め立て方法を実施する廃棄物埋立処分場を模した実証試験で用いたメディウム瓶の画像である。
【図4】本発明の実施の形態に係る廃棄物埋め立て方法を実施する廃棄物埋立処分場を模した実証試験の結果を示すグラフである。
【図5】（ａ）－（ｇ）は追加で行った廃棄物埋立処分場を模した実証試験における試験系を表す概念図である。
【図6】本実施の形態に係る廃棄物埋め立て方法の工程を示すフローチャートである。
【図7】本実施の形態に係る廃棄物埋め立て方法を実施した廃棄物埋立処分場の縦断面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下に、本発明に係る廃棄物埋め立て方法の実施の形態を図１乃至図７に基づき説明する。
まず、廃棄物埋め立て方法に用いる硫化水素抑制剤（以下、単に抑制剤という場合もある。）の成分について説明する。
硫化水素抑制剤は、ベンガラや磁性体、あるいはリチウム電池等を生産する工場、あるいは鉄酸化物、磁性体あるいは遷移金属を含む廃棄物を処理する処分場等の事業所から排出される汚泥の成分であるが、この汚泥に対し、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）を用いて成分の測定を行ったところ、主成分はヘマタイト(Ｆｅ２Ｏ３)、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、また、リチウムイオン電池の正極材(ＬｉＮｉＯ２，Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）Ｏ２等)であることが示唆された。また、この汚泥を焼成した後のサンプルをガラスビード法にて蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）測定を行った。
その成分分析結果を表１に示す。なお、Ｌｉは装置の性能上検出できなかったため表には掲載していない。
まず、廃棄物埋め立て方法に用いる硫化水素抑制剤（以下、単に抑制剤という場合もある。）の成分について説明する。
硫化水素抑制剤は、ベンガラや磁性体、あるいはリチウム電池等を生産する工場、あるいは鉄酸化物、磁性体あるいは遷移金属を含む廃棄物を処理する処分場等の事業所から排出される汚泥の成分であるが、この汚泥に対し、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）を用いて成分の測定を行ったところ、主成分はヘマタイト(Ｆｅ２Ｏ３)、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、また、リチウムイオン電池の正極材(ＬｉＮｉＯ２，Ｌｉ（ＮｉＣｏＭｎ）Ｏ２等)であることが示唆された。また、この汚泥を焼成した後のサンプルをガラスビード法にて蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）測定を行った。
その成分分析結果を表１に示す。なお、Ｌｉは装置の性能上検出できなかったため表には掲載していない。
【0023】
【表1】
【0024】
これらの成分に含まれる金属イオンの影響を調べるために、汚泥中に含まれる金属イオンを用いて、硫酸還元菌の存在下で硫化水素（Ｈ２Ｓ）の発生に影響があるか否かについて実験を行った。
実験は、金属塩としてＬｉＣｌ，ＭｎＳＯ４，ＦｅＳＯ４，ＮｉＳＯ４，ＮｉＣｌ２，ＣｕＳＯ４，ＢａＳＯ４を用いて実施した。硫酸還元菌の栄養源となる廃棄物を廃石膏で模し、廃石膏５ｇにイオン交換水２０ｍＬ（ミリリットル）、乳酸Ｎａを１ｍｍｏｌ（ミリモル）、硫酸還元菌を培養したシード液を１ｍＬ、金属塩を金属が１０ｍｇ（ミリグラム）となるように添加し、硫酸還元菌の生育条件に合わせてｐＨを６．５～８．０に調整した。ｐＨ調整後、Ａｒバブリングを３分間行い、３５℃で静置し、１週間後にＨ２Ｓ測定を行った。
その結果を表２に示す。
実験は、金属塩としてＬｉＣｌ，ＭｎＳＯ４，ＦｅＳＯ４，ＮｉＳＯ４，ＮｉＣｌ２，ＣｕＳＯ４，ＢａＳＯ４を用いて実施した。硫酸還元菌の栄養源となる廃棄物を廃石膏で模し、廃石膏５ｇにイオン交換水２０ｍＬ（ミリリットル）、乳酸Ｎａを１ｍｍｏｌ（ミリモル）、硫酸還元菌を培養したシード液を１ｍＬ、金属塩を金属が１０ｍｇ（ミリグラム）となるように添加し、硫酸還元菌の生育条件に合わせてｐＨを６．５～８．０に調整した。ｐＨ調整後、Ａｒバブリングを３分間行い、３５℃で静置し、１週間後にＨ２Ｓ測定を行った。
その結果を表２に示す。
【0025】
【表2】
【0026】
表２において、基準試料とは金属塩を含まないものを意味している。Ｎ．Ｄ．は検出されなかったことを意味し、臭いはＨ２Ｓの発生に伴う腐敗臭の有無を確認した。基準試料及びＬｉでは２ｐｐｍのＨ２Ｓの発生が確認され、石膏粉の色も黒に変色した。
表２には示していないが、１週間でＦｅとＢａでもＨ２Ｓの発生が確認された。 一方、Ｎｉ，Ｃｕ，ＭｎではＨ２Ｓの発生は見られなかった。但し、表２にもあるとおり、Ｍｎでは石膏粉に黒い斑点が観察され、微量のＨ２Ｓの発生が推測された。そこで、Ｎｉ，Ｃｕについて１ヶ月静置すると、ＮｉではＨ２Ｓの発生は見られなかったが、ＣｕはＨ２Ｓの発生が見られた。
ＮｉイオンではＨ２Ｓの発生に対し強い抑制力を発揮することがわかったため、Ｎｉの濃度に幅を持たせて実験を行った。
ＮｉＣｌ２６Ｈ２Ｏを用いて金属イオン（Ｎｉイオン）が１００ｍｇ，１０ｍｇ，１ｍｇとなるように添加しＨ２Ｓ発生の実験を行った。実験方法は表２の結果を得た実験と同様である。その結果、Ｎｉを１ｍｇ添加したものでは、１週間でＨ２Ｓの発生が見られたが、１０ｍｇと１００ｍｇ添加したものでは発生しなかった（表３参照）。
表２には示していないが、１週間でＦｅとＢａでもＨ２Ｓの発生が確認された。 一方、Ｎｉ，Ｃｕ，ＭｎではＨ２Ｓの発生は見られなかった。但し、表２にもあるとおり、Ｍｎでは石膏粉に黒い斑点が観察され、微量のＨ２Ｓの発生が推測された。そこで、Ｎｉ，Ｃｕについて１ヶ月静置すると、ＮｉではＨ２Ｓの発生は見られなかったが、ＣｕはＨ２Ｓの発生が見られた。
ＮｉイオンではＨ２Ｓの発生に対し強い抑制力を発揮することがわかったため、Ｎｉの濃度に幅を持たせて実験を行った。
ＮｉＣｌ２６Ｈ２Ｏを用いて金属イオン（Ｎｉイオン）が１００ｍｇ，１０ｍｇ，１ｍｇとなるように添加しＨ２Ｓ発生の実験を行った。実験方法は表２の結果を得た実験と同様である。その結果、Ｎｉを１ｍｇ添加したものでは、１週間でＨ２Ｓの発生が見られたが、１０ｍｇと１００ｍｇ添加したものでは発生しなかった（表３参照）。
【0027】
【表3】
【0028】
次に、汚泥中に含まれると示唆されたリチウムイオン電池の正極材を用いてＨ２Ｓの抑制効果を確かめる実験を行った。正極材としては、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２（ＮＣＭ）を用いた。廃棄物を模した廃石膏５ｇにイオン交換水２０ｍＬ，乳酸Ｎａを１ｍｍｏｌ、硫酸還元菌を培養したシード液を１ｍＬ、Ｎｉが１０ｍｇとなるようにＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２を添加した。したがって、Ｃｏ及びＭｎも当量（ほぼ１０ｍｇ）含まれている。
この実験結果を表４に示す。表４より、１週間及び１ヶ月ではＨ２Ｓの発生は見られなかった。
この実験結果を表４に示す。表４より、１週間及び１ヶ月ではＨ２Ｓの発生は見られなかった。
【0029】
【表4】
【0030】
以上の結果から、Ｎｉ及びＣｕにおいては硫酸還元菌に対して抗菌作用を備えていることが確認された。また、ＭｎはＮｉやＣｕほどではないが、ＦｅやＢａよりも抗菌作用を発揮することが確認された。
したがって、Ｎｉ，Ｃｕ及びＭｎを併せて、表１に示される汚泥（乾燥）の１０重量％程度が抗菌成分であると考えられる。また、特に抗菌力が強いＮｉのみを考慮すれば表１に示される汚泥（乾燥）の少なくとも８重量％程度が抗菌成分であると考えられる。
また、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｎの量としては、いずれも１週間程度の抗菌であれば、表３及び表４の結果から、廃石膏５ｇに対して金属元素として１０ｍｇ程度、すなわち０．２重量％程度が必要であり、特に、Ｎｉについてはその作用が大きく１ヶ月程度持続することが分かった。
また、リチウムイオン電池の正極材を用いることでも十分に硫酸還元菌に対する抗菌性が発揮されることもわかった。したがって、リチウム電池等を生産する工場等の事業所から排出される汚泥を成分とした硫化水素抑制剤を廃棄物埋立処分場で用いてもＨ２Ｓの発生を抑制できると考えられる。
したがって、Ｎｉ，Ｃｕ及びＭｎを併せて、表１に示される汚泥（乾燥）の１０重量％程度が抗菌成分であると考えられる。また、特に抗菌力が強いＮｉのみを考慮すれば表１に示される汚泥（乾燥）の少なくとも８重量％程度が抗菌成分であると考えられる。
また、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｎの量としては、いずれも１週間程度の抗菌であれば、表３及び表４の結果から、廃石膏５ｇに対して金属元素として１０ｍｇ程度、すなわち０．２重量％程度が必要であり、特に、Ｎｉについてはその作用が大きく１ヶ月程度持続することが分かった。
また、リチウムイオン電池の正極材を用いることでも十分に硫酸還元菌に対する抗菌性が発揮されることもわかった。したがって、リチウム電池等を生産する工場等の事業所から排出される汚泥を成分とした硫化水素抑制剤を廃棄物埋立処分場で用いてもＨ２Ｓの発生を抑制できると考えられる。
【0031】
次に、汚泥を用いて、Ｈ２Ｓの吸着特性を確認するための実験を行った。その実験装置を図１（ａ）に示す。図１（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。
図１において、１．６ｇの汚泥のサンプルを１．０９ｇ／ｃｍ３，０．８７ｇ／ｃｍ３，０．７０ｇ／ｃｍ３の充填密度で厚さを変えて、それぞれφ１４ｍｍのカラム管２内に堆積させた系を用意し、下方に配置されたメディウム瓶１内で発生させたＨ２Ｓをカラム管２内の汚泥サンプルに通過させ、その後、ガス収容袋３に導いて、カラム管２通過前後の硫化水素の濃度を測定することにより調べた。
通過させる初期硫化水素濃度は５００～８０００ｐｐｍの範囲であり、ポンプにより流入させた。ポンプの流速は０．５Ｌ／ｍｉｎとした。結果は表５に示すとおりであり、充填密度１．０９ｇ／ｃｍ３でおよそ半分の濃度のＨ２Ｓが吸着され、充填密度０．８７ｇ／ｃｍ３で約１８％、充填密度０．７０ｇ／ｃｍ３で約５％の濃度のＨ２Ｓが吸着されることが分かった。
また、汚泥のサンプル充填密度が１．０９ｇ／ｃｍ３と０．８７ｇ／ｃｍ３の場合のＨ２Ｓの吸着量とカラム管２通過前のＨ２Ｓの濃度との関係を示すグラフを図２に示す。
図２において、符号４で表されているのが充填密度１．０９ｇ／ｃｍ３の線であり、符号５で表されているのが充填密度０．８７ｇ／ｃｍ３の線である。それぞれの充填密度の場合でＨ２Ｓ濃度と吸着量に比例関係があることが確認できる。Ｒ２は標準偏差Ｒの２乗であり分散を示している。
そして、反応時間が十分にあれば、汚泥サンプルの主成分である酸化鉄成分が硫化鉄に変換されるまで吸着可能であると考えられる。
図１において、１．６ｇの汚泥のサンプルを１．０９ｇ／ｃｍ３，０．８７ｇ／ｃｍ３，０．７０ｇ／ｃｍ３の充填密度で厚さを変えて、それぞれφ１４ｍｍのカラム管２内に堆積させた系を用意し、下方に配置されたメディウム瓶１内で発生させたＨ２Ｓをカラム管２内の汚泥サンプルに通過させ、その後、ガス収容袋３に導いて、カラム管２通過前後の硫化水素の濃度を測定することにより調べた。
通過させる初期硫化水素濃度は５００～８０００ｐｐｍの範囲であり、ポンプにより流入させた。ポンプの流速は０．５Ｌ／ｍｉｎとした。結果は表５に示すとおりであり、充填密度１．０９ｇ／ｃｍ３でおよそ半分の濃度のＨ２Ｓが吸着され、充填密度０．８７ｇ／ｃｍ３で約１８％、充填密度０．７０ｇ／ｃｍ３で約５％の濃度のＨ２Ｓが吸着されることが分かった。
また、汚泥のサンプル充填密度が１．０９ｇ／ｃｍ３と０．８７ｇ／ｃｍ３の場合のＨ２Ｓの吸着量とカラム管２通過前のＨ２Ｓの濃度との関係を示すグラフを図２に示す。
図２において、符号４で表されているのが充填密度１．０９ｇ／ｃｍ３の線であり、符号５で表されているのが充填密度０．８７ｇ／ｃｍ３の線である。それぞれの充填密度の場合でＨ２Ｓ濃度と吸着量に比例関係があることが確認できる。Ｒ２は標準偏差Ｒの２乗であり分散を示している。
そして、反応時間が十分にあれば、汚泥サンプルの主成分である酸化鉄成分が硫化鉄に変換されるまで吸着可能であると考えられる。
【0032】
【表5】
【0033】
次に、図３及び図４を参照しながら、廃棄物埋立処分場を模した実証試験について説明を行う。図３は、本発明の実施の形態に係る廃棄物埋め立て方法を実施する廃棄物埋立処分場を模した実証試験で用いたメディウム瓶の画像であり、図４は、本発明の実施の形態に係る廃棄物埋め立て方法を実施する廃棄物埋立処分場を模した実証試験の結果を示すグラフである。
廃棄物埋立処分場では、廃棄物を埋め立てた後に、雨の浸透と地下水の影響があるため、水と一緒に酸素が入り、常に地下水が流れているような「好気性条件」が維持されていれば、硫酸還元菌の育成条件には当てはまらず、Ｈ２Ｓは発生しない。地下水が淀み、「嫌気性条件」となって硫酸還元菌とその栄養源となる有機物が存在するとＨ２Ｓが発生する。また、海面埋立処分場の場合、常に、海面と同レベルの地下水が存在する。その場合、一般的には地下水をくみ上げて常に好気性を維持しているものの、何らかの原因によってスポット的に嫌気性環境が発生する場合も考えられるため、廃棄物埋立処分場としては、「地下水の淀み」を想定する必要がある。
廃棄物埋立処分場では、廃棄物を埋め立てた後に、雨の浸透と地下水の影響があるため、水と一緒に酸素が入り、常に地下水が流れているような「好気性条件」が維持されていれば、硫酸還元菌の育成条件には当てはまらず、Ｈ２Ｓは発生しない。地下水が淀み、「嫌気性条件」となって硫酸還元菌とその栄養源となる有機物が存在するとＨ２Ｓが発生する。また、海面埋立処分場の場合、常に、海面と同レベルの地下水が存在する。その場合、一般的には地下水をくみ上げて常に好気性を維持しているものの、何らかの原因によってスポット的に嫌気性環境が発生する場合も考えられるため、廃棄物埋立処分場としては、「地下水の淀み」を想定する必要がある。
【0034】
そこで、発明者らは、地下水の淀みも考慮した廃棄物埋立処分場を想定すべく、図３に示されるように気相、液相（上澄み液）、固相（石膏）を形成した実証試験系を用いて試験を行った。
図３に示される３本の５００ｍＬ用のメディウム瓶は、廃棄物を想定した廃石膏粉末を５０ｇ、淀んでいる地下水を想定した水２００ｍＬ、硫酸還元菌を培養したシード液を１ｍＬ、汚泥サンプルを左から０，１０ｇ，３０ｇ封入し密閉されている。実際の試験では、これらに加えて、４ｇの汚泥サンプルを封入した同様のメディウム瓶も用いられた。これらのメディウム瓶は密閉後、撹拌した後に３５℃に保温した。培養条件としては、メディウム瓶内を窒素曝気することによって嫌気条件を構築し、３５℃で２ヶ月間静置培養を行った。５０日後に気相におけるＨ２Ｓの濃度を測定した。その結果を図４及び表６に示す。
図３に示される３本の５００ｍＬ用のメディウム瓶は、廃棄物を想定した廃石膏粉末を５０ｇ、淀んでいる地下水を想定した水２００ｍＬ、硫酸還元菌を培養したシード液を１ｍＬ、汚泥サンプルを左から０，１０ｇ，３０ｇ封入し密閉されている。実際の試験では、これらに加えて、４ｇの汚泥サンプルを封入した同様のメディウム瓶も用いられた。これらのメディウム瓶は密閉後、撹拌した後に３５℃に保温した。培養条件としては、メディウム瓶内を窒素曝気することによって嫌気条件を構築し、３５℃で２ヶ月間静置培養を行った。５０日後に気相におけるＨ２Ｓの濃度を測定した。その結果を図４及び表６に示す。
【0035】
【表6】
【0036】
図４において、横軸の数字は日数を示している。図４及び表６に示されるとおり、抑制剤（汚泥サンプル）を含まないものでは５０日経過後にはＨ２Ｓが６１００ｐｐｍに到達したものの、抑制剤を４ｇ、１０ｇ、３０ｇ加えた場合にはＨ２Ｓがそれぞれ８１０ｐｐｍ、２０５ｐｐｍ、１０ｐｐｍにまで減少した。
すなわち、汚泥サンプルの乾燥重量ベースで換算すると、３０ｇは１５ｇとなり、廃石膏粉末に対し汚泥サンプル成分を３０重量％の濃度で混合させることでＨ２Ｓの発生を十分に抑制することが可能であることが確認された。
なお、本実証試験では上澄み液中に汚泥成分は検出されなかったので、汚泥による硫酸還元菌に対する抗菌効果やＨ２Ｓに対する吸着効果は上澄み液中では発揮されていないものと考えられる。
すなわち、汚泥サンプルの乾燥重量ベースで換算すると、３０ｇは１５ｇとなり、廃石膏粉末に対し汚泥サンプル成分を３０重量％の濃度で混合させることでＨ２Ｓの発生を十分に抑制することが可能であることが確認された。
なお、本実証試験では上澄み液中に汚泥成分は検出されなかったので、汚泥による硫酸還元菌に対する抗菌効果やＨ２Ｓに対する吸着効果は上澄み液中では発揮されていないものと考えられる。
【0037】
次に、地下水の淀みの有無の影響を詳細に確認すべく、図５（ａ）～（ｇ）に示されるようなメディウム瓶を用いた試験系で追加の実証試験を行った。試験条件としては、図３を用いて説明した実証試験と同様である。
図５は、追加で実施した廃棄物埋立処分場を模した実証試験における試験系を表す概念図であるが、（ａ）は、図３の左端のメディウム瓶と同一の条件で汚泥サンプルを含まない場合である。また、（ｂ）は（ａ）で攪拌後に沈殿物を除いて上澄み液のみを静置培養したものであり、（ｃ）は（ａ）で攪拌後に除いた沈殿物のみを静置培養したものであり、（ｄ）は（ｂ）の上澄み液と（ｃ）の沈殿物に抑制剤（汚泥サンプル）を１％（０．５ｇ）加えて静置培養したものであり、（ｅ）は（ｃ）の沈殿物に抑制剤（汚泥サンプル）を２％（１ｇ）加えて静置培養したものであり、（ｆ）は（ｃ）の沈殿物に四酸化鉄（マグネタイト，Ｆｅ３Ｏ４）を１％（０．５ｇ）加えて静置培養したものであり、（ｇ）は（ｃ）の沈殿物に三酸化鉄（ヘマタイト，Ｆｅ２Ｏ３）を１％（０．５ｇ）加えて静置培養したものである。汚泥サンプルは５０重量％程度の水分を含むものである。
このような追加の実証試験の結果、いずれも気相におけるＨ２Ｓの発生として表７に示されるような結果を得た。
図５は、追加で実施した廃棄物埋立処分場を模した実証試験における試験系を表す概念図であるが、（ａ）は、図３の左端のメディウム瓶と同一の条件で汚泥サンプルを含まない場合である。また、（ｂ）は（ａ）で攪拌後に沈殿物を除いて上澄み液のみを静置培養したものであり、（ｃ）は（ａ）で攪拌後に除いた沈殿物のみを静置培養したものであり、（ｄ）は（ｂ）の上澄み液と（ｃ）の沈殿物に抑制剤（汚泥サンプル）を１％（０．５ｇ）加えて静置培養したものであり、（ｅ）は（ｃ）の沈殿物に抑制剤（汚泥サンプル）を２％（１ｇ）加えて静置培養したものであり、（ｆ）は（ｃ）の沈殿物に四酸化鉄（マグネタイト，Ｆｅ３Ｏ４）を１％（０．５ｇ）加えて静置培養したものであり、（ｇ）は（ｃ）の沈殿物に三酸化鉄（ヘマタイト，Ｆｅ２Ｏ３）を１％（０．５ｇ）加えて静置培養したものである。汚泥サンプルは５０重量％程度の水分を含むものである。
このような追加の実証試験の結果、いずれも気相におけるＨ２Ｓの発生として表７に示されるような結果を得た。
【0038】
【表7】
【0039】
表７より、まず、（ａ）は実証試験の抑制剤を添加しない場合と同様に５日目で２００ｐｐｍの濃度のＨ２Ｓが発生している。また、（ｂ）及び（ｃ）の結果から、硫酸還元菌は液相にも固相にも存在し、いずれもＨ２Ｓを発生させることが確認された。また、図３及び図４に示される最初の実証試験と比較すると、（ｅ）のように直接沈殿部へ抑制剤を混合させ、沈殿部のみで静置培養する場合には、抑制剤の量は少なくてよいことが確認された。すなわち、上澄み液には抑制剤が含まれていないことから、図３の最初の実証試験や追加の実証試験（ｄ）では上澄み液において硫酸還元菌によるＨ２Ｓが発生した可能性が高く、沈殿物にいくら高濃度の抑制剤が含まれていてもＨ２Ｓは発生することとなり、実際に抑制剤で硫酸還元菌の活動を抑制するために必要な量は、（ｅ）において使用された汚泥サンプル成分の乾燥重量ベース（０．５ｇ）で１重量％であると考えられる。
また、比較例として四酸化鉄と酸化鉄を沈殿部に混合させた（ｆ）と（ｇ）では共に５日目に１８０ｐｐｍのＨ２Ｓが発生しているが、これはいずれの酸化鉄も混合されなかった（ｃ）に比較して２０ｐｐｍほど濃度が低いことからマグネタイト（四酸化鉄）とヘマタイト（三酸化鉄）のいずれの鉄成分であってもＨ２Ｓを吸着することが理解される。
なお、本実施の形態においては、鉄成分としてマグネタイト及びヘマタイトの酸化鉄のみを用いたが、鉄イオンとＨ２Ｓの存在によって硫化鉄が生成されることから、酸化鉄の他、水酸化鉄又はオキシ水酸化鉄が含まれていればよい。
以上の追加実証試験により、廃石膏成分に対して汚泥サンプル成分の乾燥重量ベースで１重量％の抑制剤を混合させることで硫酸還元菌によるＨ２Ｓの発生を抑制できることが確認された。すなわち、乾燥させずにそのまま汚泥成分を使用する場合には、水分を５０％程度含む汚泥であれば、その２倍の２重量％の汚泥を必要とすることになる。
但し、地下水の淀みを考慮すると、その地下水中での硫酸還元菌によるＨ２Ｓの発生は抑制剤（汚泥成分）では効果を発揮することができないため、排水設備の拡充や埋立処分場の地表の水はけに留意して地下水の淀みをなくすことが重要であることが理解された。
また、比較例として四酸化鉄と酸化鉄を沈殿部に混合させた（ｆ）と（ｇ）では共に５日目に１８０ｐｐｍのＨ２Ｓが発生しているが、これはいずれの酸化鉄も混合されなかった（ｃ）に比較して２０ｐｐｍほど濃度が低いことからマグネタイト（四酸化鉄）とヘマタイト（三酸化鉄）のいずれの鉄成分であってもＨ２Ｓを吸着することが理解される。
なお、本実施の形態においては、鉄成分としてマグネタイト及びヘマタイトの酸化鉄のみを用いたが、鉄イオンとＨ２Ｓの存在によって硫化鉄が生成されることから、酸化鉄の他、水酸化鉄又はオキシ水酸化鉄が含まれていればよい。
以上の追加実証試験により、廃石膏成分に対して汚泥サンプル成分の乾燥重量ベースで１重量％の抑制剤を混合させることで硫酸還元菌によるＨ２Ｓの発生を抑制できることが確認された。すなわち、乾燥させずにそのまま汚泥成分を使用する場合には、水分を５０％程度含む汚泥であれば、その２倍の２重量％の汚泥を必要とすることになる。
但し、地下水の淀みを考慮すると、その地下水中での硫酸還元菌によるＨ２Ｓの発生は抑制剤（汚泥成分）では効果を発揮することができないため、排水設備の拡充や埋立処分場の地表の水はけに留意して地下水の淀みをなくすことが重要であることが理解された。
【0040】
次に、事業所から排出される硫化水素吸着成分である鉄成分及び抗硫酸還元菌成分であるＮｉ，Ｃｕ及びＭｎそれぞれの酸化物、水酸化物、又は塩化物を含む汚泥を硫化水素抑制剤として使用する際には、汚泥は、自体が含有する約５０重量％の水分によって強い粘着性を有しているため造粒による細分化ができず、廃棄物や覆土材に混ぜる際のハンドリング特性が悪い場合もあることが判明した。既に述べたとおり、乾燥させて水分量を減らすことも考えられるが、乾燥費用が莫大かかることや自然乾燥場合には場所と時間がかかること、そして乾燥すると固化してしまうのでやはりハンドリング特性の向上が図れないという難点があった。
そこで、発明者らは、汚泥の取扱い性を向上できる物質（取扱性向上剤）を添加してハンドリング特性の向上を図るため、ハンドリング特性の向上が期待できる焼却灰、スラグ、フライアッシュを混ぜてみたところ、明らかなハンドリング特性の向上が図れた。
さらに、これらの他にハンドリング特性向上の可能性がある真砂土、石英スラグ、ペーパースラッジの煤塵、プラスチック系の煤塵及び樹脂系の煤塵については、ふるい試験とタッピング試験を実施し、その臭いの有無も含めて実験を実施した。ふるい試験は目開き１０ｍｍのふるいを用いて通過するか否かを試験した。タッピング試験はメディウム瓶内に入れて固着するかあるいは排出可能であるかを試験した。また、それぞれｐＨを測定したが問題はなかった。
その結果を表８に示す。
そこで、発明者らは、汚泥の取扱い性を向上できる物質（取扱性向上剤）を添加してハンドリング特性の向上を図るため、ハンドリング特性の向上が期待できる焼却灰、スラグ、フライアッシュを混ぜてみたところ、明らかなハンドリング特性の向上が図れた。
さらに、これらの他にハンドリング特性向上の可能性がある真砂土、石英スラグ、ペーパースラッジの煤塵、プラスチック系の煤塵及び樹脂系の煤塵については、ふるい試験とタッピング試験を実施し、その臭いの有無も含めて実験を実施した。ふるい試験は目開き１０ｍｍのふるいを用いて通過するか否かを試験した。タッピング試験はメディウム瓶内に入れて固着するかあるいは排出可能であるかを試験した。また、それぞれｐＨを測定したが問題はなかった。
その結果を表８に示す。
【0041】
【表8】
【0042】
表８に示されるとおり、発明者らは、まず汚泥自体のハンドリング特性の低さを確かめ、その後、真砂土、石英スラグ、ペーパースラッジについて、臭いもなくハンドリング特性としては良好であることを確認した。また、プラスチック系の煤塵と樹脂系の煤塵については、アンモニア臭があるもののハンドリング特性としては良好であることを確認した。
したがって、汚泥の取扱性向上剤としては、焼却灰、スラグ、フライアッシュ、真砂土、石英スラグ、ペーパースラッジの煤塵、プラスチック系の煤塵及び樹脂系の煤塵を用いることができる。
汚泥のハンドリング特性が良い場合にはこれらの取扱性向上剤を加える必要はないが、悪い場合には、汚泥の５０重量％を上限に添加することで汚泥のハンドリング特性が良好となることを確認した。
汚泥は事業所からそのままの状態で廃棄物埋立処分場に搬入し、現地で造粒してハンドリング特性を向上させてから廃棄物や覆土材と混合させる。
なお、これらの添加物には基本的に有機物は含まれておらず無機物のみであることから、汚泥の硫化水素吸着成分と抗硫酸還元菌成分の希釈にはならない。
したがって、汚泥の取扱性向上剤としては、焼却灰、スラグ、フライアッシュ、真砂土、石英スラグ、ペーパースラッジの煤塵、プラスチック系の煤塵及び樹脂系の煤塵を用いることができる。
汚泥のハンドリング特性が良い場合にはこれらの取扱性向上剤を加える必要はないが、悪い場合には、汚泥の５０重量％を上限に添加することで汚泥のハンドリング特性が良好となることを確認した。
汚泥は事業所からそのままの状態で廃棄物埋立処分場に搬入し、現地で造粒してハンドリング特性を向上させてから廃棄物や覆土材と混合させる。
なお、これらの添加物には基本的に有機物は含まれておらず無機物のみであることから、汚泥の硫化水素吸着成分と抗硫酸還元菌成分の希釈にはならない。
【0043】
次に、図６及び図７を参照しながら、本実施の形態に係る廃棄物埋め立て方法について説明する。
図６は本実施の形態に係る廃棄物埋め立て方法の工程を示すフローチャートである。図６において、前提として、汚泥が、硫化水素吸着成分を含有し、抗硫酸還元菌成分が８重量％以上であることを確認する。硫化水素吸着成分とは、酸化鉄、水酸化鉄及びオキシ水酸化鉄から成る群のうち少なくとも１種類から成る成分であり、抗硫酸還元菌成分とは、Ｎｉ，Ｃｕ及びＭｎそれぞれの酸化物、水酸化物、又は塩化物から成る群のうち少なくとも１種類から成る成分をいう。
ステップＳ１として、この汚泥を排出する事業所から廃棄物埋立処分場へ汚泥を搬出する。事業所とは、ベンガラや磁性体、あるいはリチウム電池等を生産する工場、あるいは鉄酸化物、磁性体あるいは遷移金属を含む廃棄物を処理する処分場等をいい、１ヶ所とは限らない。複数個所の事業所から排出される汚泥を混合することで硫化水素吸着成分が、表１に示される汚泥サンプルの酸化鉄（ヘマタイト，Ｆｅ２Ｏ３）含有量である５０重量％以上となってもよく、抗硫酸還元菌成分が８重量％以上となってもよい。
ステップＳ２では、廃棄物埋立処分場で汚泥に取扱性向上剤を添加する。この工程によって、汚泥のハンドリング特性が向上し、その後のステップＳ３の汚泥の造粒工程へ進むことが可能である。汚泥のハンドリング特性が良好の場合にはステップＳ２をスキップしてもよい。
ステップＳ４では造粒後の汚泥を廃棄物や覆土材とそれぞれ混合する。混合割合としては、廃棄物及び覆土といった被混合物に対して、１重量％以上を混合させる。いずれか一方でもよいが、前述のとおり、地下水の淀み等水には効果がないことから、廃棄物及び覆土材の両方に汚泥を混合して地下水の淀み水への硫酸還元菌の拡散を防止すべく廃棄物及び即日覆土用の覆土材にも汚泥を混合させて、汚泥を混合させた廃棄物を、汚泥を混合させた覆土材で被覆することが望ましい。
図６は本実施の形態に係る廃棄物埋め立て方法の工程を示すフローチャートである。図６において、前提として、汚泥が、硫化水素吸着成分を含有し、抗硫酸還元菌成分が８重量％以上であることを確認する。硫化水素吸着成分とは、酸化鉄、水酸化鉄及びオキシ水酸化鉄から成る群のうち少なくとも１種類から成る成分であり、抗硫酸還元菌成分とは、Ｎｉ，Ｃｕ及びＭｎそれぞれの酸化物、水酸化物、又は塩化物から成る群のうち少なくとも１種類から成る成分をいう。
ステップＳ１として、この汚泥を排出する事業所から廃棄物埋立処分場へ汚泥を搬出する。事業所とは、ベンガラや磁性体、あるいはリチウム電池等を生産する工場、あるいは鉄酸化物、磁性体あるいは遷移金属を含む廃棄物を処理する処分場等をいい、１ヶ所とは限らない。複数個所の事業所から排出される汚泥を混合することで硫化水素吸着成分が、表１に示される汚泥サンプルの酸化鉄（ヘマタイト，Ｆｅ２Ｏ３）含有量である５０重量％以上となってもよく、抗硫酸還元菌成分が８重量％以上となってもよい。
ステップＳ２では、廃棄物埋立処分場で汚泥に取扱性向上剤を添加する。この工程によって、汚泥のハンドリング特性が向上し、その後のステップＳ３の汚泥の造粒工程へ進むことが可能である。汚泥のハンドリング特性が良好の場合にはステップＳ２をスキップしてもよい。
ステップＳ４では造粒後の汚泥を廃棄物や覆土材とそれぞれ混合する。混合割合としては、廃棄物及び覆土といった被混合物に対して、１重量％以上を混合させる。いずれか一方でもよいが、前述のとおり、地下水の淀み等水には効果がないことから、廃棄物及び覆土材の両方に汚泥を混合して地下水の淀み水への硫酸還元菌の拡散を防止すべく廃棄物及び即日覆土用の覆土材にも汚泥を混合させて、汚泥を混合させた廃棄物を、汚泥を混合させた覆土材で被覆することが望ましい。
【0044】
具体的な埋め立ての方法については図７も参照しながら説明する。図７は本実施の形態に係る廃棄物埋め立て方法を実施した廃棄物埋立処分場の縦断面概念図である。図７において、廃棄物埋立処分場１０は地面１１に掘削された穴に廃棄物を覆土材で覆うように埋め立てることで廃棄物を最終処分している。
ステップＳ４で日々持ち込まれる廃棄物に汚泥を混合した廃棄物は汚泥混合済廃棄物１２として、図７に示されるように廃棄物埋立処分場１０内に配列されて廃棄される。この工程が図６のステップＳ５である。
その日に持ち込まれた廃棄物に対しては、その日のうちに覆土材で覆うが、これを即日覆土１３といい、このように廃棄物を細胞のように包み込んで覆土する方法はセル方式と呼ばれている。これが図６のステップＳ６である。この即日覆土１３にも汚泥が混合されている。
数日後に、汚泥混合済廃棄物１２が即日覆土１３で覆われると、その即日覆土１３を覆うように水平に蓋をするように中間覆土１４を行う。これはサンドイッチ方式と呼ばれる方法で、図６のステップＳ７として示される。この中間覆土１４にも汚泥が混合されている。
さらに、地面１１に掘削された穴が汚泥混合済廃棄物１２と汚泥を混合した即日覆土１３や中間覆土１４で覆われると、最後に最終覆土１５で覆う。最終覆土１５にも汚泥を混合させる。これが図６のステップＳ８である。
ステップＳ６からステップＳ７の間には、適宜、ステップＳ１からステップＳ６が繰り返され、ステップＳ７からステップＳ８の間には、適宜、ステップＳ１からステップＳ７が繰り返される。
また、ステップＳ４では造粒済汚泥を廃棄物と覆土材にそれぞれ混合としたが、造粒済汚泥と廃棄物及び覆土材との混合は、効果に応じて廃棄物のみあるいは覆土材のみでもよいし、両方でもよい。さらに、混合は、必ずしも同時に同じ場所で行う必要はなく、適宜時間をずらしたり廃棄物埋立処分場１０以外の別の場所で行ってもよい。
なお、本実施の形態においては、即日覆土１３、中間覆土１４及び最終覆土１５に対してそれぞれ汚泥を混合したが、廃棄物の状態や廃棄物埋立処分場１０の状態によって、いずれかの覆土に対しては、あるいはすべての覆土に対して汚泥を混合しない場合があってもよい。
このような廃棄物埋め立て方法によれば、これまで費用をかけていた事業所からの鉄成分や遷移金属成分を含んだ汚泥を廃棄物埋立処分場において有効に活用することが可能であり、廃棄物埋立処分場においても有害なＨ２Ｓガスの発生を抑制することが可能であるため、地元住民の安全や環境保全に寄与することが可能である。
なお、本実施の形態おいては、事業所から排出される汚泥を用いて廃棄物内での硫酸還元菌によるＨ２Ｓ発生を抑制させる廃棄物埋め立て方法を説明したが、この汚泥と同等の成分からなる硫化水素抑制剤を汚泥に代えて用いてもよい。その場合は、硫化水素抑制剤を製造するコストがかかるため現実的ではないと考えられるものの、図６において、ステップＳ１―Ｓ３の工程は省略することが可能である。また、汚泥が水分を５０％程度含んでいるとすれば、汚泥として加えた重量の乾燥重量を当量とすると汚泥の半分の重量％の硫化水素抑制剤として混合させることでＨ２Ｓの抑制効果を発揮させることが可能である。
ステップＳ４で日々持ち込まれる廃棄物に汚泥を混合した廃棄物は汚泥混合済廃棄物１２として、図７に示されるように廃棄物埋立処分場１０内に配列されて廃棄される。この工程が図６のステップＳ５である。
その日に持ち込まれた廃棄物に対しては、その日のうちに覆土材で覆うが、これを即日覆土１３といい、このように廃棄物を細胞のように包み込んで覆土する方法はセル方式と呼ばれている。これが図６のステップＳ６である。この即日覆土１３にも汚泥が混合されている。
数日後に、汚泥混合済廃棄物１２が即日覆土１３で覆われると、その即日覆土１３を覆うように水平に蓋をするように中間覆土１４を行う。これはサンドイッチ方式と呼ばれる方法で、図６のステップＳ７として示される。この中間覆土１４にも汚泥が混合されている。
さらに、地面１１に掘削された穴が汚泥混合済廃棄物１２と汚泥を混合した即日覆土１３や中間覆土１４で覆われると、最後に最終覆土１５で覆う。最終覆土１５にも汚泥を混合させる。これが図６のステップＳ８である。
ステップＳ６からステップＳ７の間には、適宜、ステップＳ１からステップＳ６が繰り返され、ステップＳ７からステップＳ８の間には、適宜、ステップＳ１からステップＳ７が繰り返される。
また、ステップＳ４では造粒済汚泥を廃棄物と覆土材にそれぞれ混合としたが、造粒済汚泥と廃棄物及び覆土材との混合は、効果に応じて廃棄物のみあるいは覆土材のみでもよいし、両方でもよい。さらに、混合は、必ずしも同時に同じ場所で行う必要はなく、適宜時間をずらしたり廃棄物埋立処分場１０以外の別の場所で行ってもよい。
なお、本実施の形態においては、即日覆土１３、中間覆土１４及び最終覆土１５に対してそれぞれ汚泥を混合したが、廃棄物の状態や廃棄物埋立処分場１０の状態によって、いずれかの覆土に対しては、あるいはすべての覆土に対して汚泥を混合しない場合があってもよい。
このような廃棄物埋め立て方法によれば、これまで費用をかけていた事業所からの鉄成分や遷移金属成分を含んだ汚泥を廃棄物埋立処分場において有効に活用することが可能であり、廃棄物埋立処分場においても有害なＨ２Ｓガスの発生を抑制することが可能であるため、地元住民の安全や環境保全に寄与することが可能である。
なお、本実施の形態おいては、事業所から排出される汚泥を用いて廃棄物内での硫酸還元菌によるＨ２Ｓ発生を抑制させる廃棄物埋め立て方法を説明したが、この汚泥と同等の成分からなる硫化水素抑制剤を汚泥に代えて用いてもよい。その場合は、硫化水素抑制剤を製造するコストがかかるため現実的ではないと考えられるものの、図６において、ステップＳ１―Ｓ３の工程は省略することが可能である。また、汚泥が水分を５０％程度含んでいるとすれば、汚泥として加えた重量の乾燥重量を当量とすると汚泥の半分の重量％の硫化水素抑制剤として混合させることでＨ２Ｓの抑制効果を発揮させることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0045】
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項６に記載された発明は、産業廃棄物や一般廃棄物を問わず、廃棄物の埋立処理方法として広く利用することが可能である。
【符号の説明】
【0046】
１…メディウム瓶 ２…カラム管 ３…ガス収容袋 ４…充填密度１．０９ｇ／ｃｍ３の線 ５…充填密度０．８７ｇ／ｃｍ３の線 ６…石膏ボード５０ｇの線 ７…石膏ボード５０ｇ＋抑制剤４ｇの線 ８…石膏ボード５０ｇ＋抑制剤１０ｇの線 ９…石膏ボード５０ｇ＋抑制剤３０ｇの線 １０…廃棄物埋立処分場 １１…地面 １２…汚泥混合済廃棄物 １３…即日覆土 １４…中間覆土 １５…最終覆土
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】