特開 2025-40489 焼却残渣処分方法

(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】P2025040489

(43)【公開日】2025-03-25

(54)【発明の名称】焼却残渣処分方法

(51)【国際特許分類】

   B09B 1/00 20060101AFI20250317BHJP

   B09B 3/25 20220101ALI20250317BHJP

   B09B 3/38 20220101ALI20250317BHJP

   B09B 101/30 20220101ALN20250317BHJP

【ＦＩ】

B09B1/00 F

B09B3/25 ZAB

B09B3/38

B09B101:30

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023147326

(22)【出願日】2023-09-12

(71)【出願人】

【識別番号】303057365

【氏名又は名称】株式会社安藤・間

(71)【出願人】

【識別番号】504145342

【氏名又は名称】国立大学法人九州大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001335

【氏名又は名称】弁理士法人 武政国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】青木 貴均

(72)【発明者】

【氏名】秋田 宏行

(72)【発明者】

【氏名】島岡 隆行

【テーマコード（参考）】

4D004

【Ｆターム（参考）】

4D004AA36

4D004AC07

4D004BB02

4D004CA15

4D004CA45

4D004CC03

4D004CC13

(57)【要約】

【課題】本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち、固化体による処分方式を利用したうえで、調整池の規模を低減することができる焼却残渣処分方法を提供することである。
【解決手段】本願発明の焼却残渣処分方法は、処分場で焼却残渣を処分する方法であって、固化体製造工程と調整池設定工程、固化体設置工程、排水工程を備えた方法である。全てブロックに単位固化体層が形成されると面状の全体固化体層が形成され、全体固化体層が上方に積層されるように全体固化体層を形成していく。第Ｎ＋１層に係る調整池設定工程では第Ｎ層に係る調整池ブロックとは異なる施工ブロックを調整池ブロックとして設定し、第Ｎ層に係る排水工程では第Ｎ＋１層に係る移動調整池が形成された後に排水を行う。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処分場で焼却残渣を処分する方法であって、
前記焼却残渣、セメント、及び水を混錬した材料に振動を与えた後に硬化させることによって「焼却残渣固化体」を製造する固化体製造工程と、
前記処分場の処分スペースを複数に区分した「施工ブロック」のうち、「移動調整池」が形成される「調整池ブロック」を設定する調整池設定工程と、
前記施工ブロックのうち前記調整池ブロックを除く「処分ブロック」ごとに、前記焼却残渣固化体を設置することによって「単位固化体層」を形成する固化体設置工程と、
前記移動調整池に溜められた水を、前記処分スペースの外側に設けられた「固定調整池」に排水する排水工程と、を備え、
前記固化体設置工程では、前記調整池ブロックの周囲にある前記処分ブロックで前記単位固化体層を形成することによって前記移動調整池を形成し、
また前記固化体設置工程では、前記単位固化体層を複数層に積み上げるように形成し、
第Ｎ＋１層（Ｎは自然数）に係る前記調整池設定工程では、第Ｎ層に係る前記調整池ブロックとは異なる前記施工ブロックを前記調整池ブロックとして設定し、
第Ｎ層に係る前記排水工程では、第Ｎ＋１層に係る前記移動調整池が形成された後に排水を行い、
第Ｎ層に係る前記固化体設置工程では、第Ｎ層に係る前記移動調整池の水が排水された後に、該移動調整池に係る前記調整池ブロックに前記焼却残渣固化体を設置する、
ことを特徴とする焼却残渣処分方法。

【請求項2】

前記排水工程では、圧送手段と排水管を用いて、前記移動調整池の水を前記固定調整池に圧送する、
ことを特徴とする請求項１記載の焼却残渣処分方法。

【請求項3】

前記処分場の底面に集排水管を敷設する集排水管敷設工程と、
それぞれの前記施工ブロックに、開閉弁を有する縦排水管を設置する縦排水管設置工程と、をさらに備え、
前記集排水管は、前記固定調整池に排水することができる主排水管と、該主排水管に接続される枝排水管と、を含み、
前記縦排水管は、下端側で前記枝排水管又は前記集排水管に接続され、
前記移動調整池とされた前記調整池ブロックに係る前記縦排水管は、取水口が該移動調整池の底面付近となるように設置され、
前記縦排水管設置工程では、前記単位固化体層の積み上がりに応じて、上方に延伸するように前記縦排水管を継ぎ足し、
前記排水工程では、前記調整池ブロックの前記開閉弁を開くことによって、前記移動調整池の水を前記固定調整池に送水する、
ことを特徴とする請求項１記載の焼却残渣処分方法。

【請求項4】

前記単位固化体層の上面に、防水壁を設置する防水壁設置工程を、さらに備え、
前記防水壁設置工程では、第Ｎ層に係る前記移動調整池を取り囲むように、第Ｎ＋１層に係る前記単位固化体層に前記防水壁を設置する、
ことを特徴とする請求項１記載の焼却残渣処分方法。

【請求項5】

前記固定調整池に溜められた水の水質を測定する水質監視工程を、さらに備え、
前記水質監視工程で得られた測定値が、あらかじめ定めた水質基準を下回るとき、前記固定調整池に溜められた水を場外に排出する、
ことを特徴とする請求項１記載の焼却残渣処分方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、廃棄物焼却残渣の処分に関するものであり、より具体的には、場内に設置される調整池の位置を変更しながら雨水を処理し、廃棄物焼却残渣を含む固化体を積み上げていくことで廃棄物焼却残渣を処分する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、国や自治体を中心とする様々な取り組みによって、我が国の廃棄物の排出量は減少傾向にある。それでも年間４億トンを超える大量の廃棄物が排出されており、処分場の確保はやはり大きな問題である。廃棄物の内訳をみると、約４，０９５万トンの一般廃棄物、約３７,０５６万トンの産業廃棄物が排出されており、産業廃棄物が全体の９割近くを占めている。

【0003】

産業廃棄物や一般廃棄物は、資源化されるものと処分されるものに大別され、処分されるものはさらに焼却されるものとそうでないものに分けられる。例えば一般廃棄物の場合、処分される廃棄物は焼却施設に直接送られるものと、中間処理施設に送られるものに分かれ、中間処理施設で生じた処理残渣のうち焼却されるものは改めて焼却施設に送られる。そして、中間処理施設で生じた処理残渣のうち焼却されないものと、焼却施設で生じた焼却残渣は、最終処分場に送られる。

【0004】

最終処分場に送られる一般廃棄物、産業廃棄物ともにその大部分を焼却残渣が占めており、現状の最終処分場はいわば「灰捨て場」の様相を呈している。他方、令和３年に環境省は我が国における最終処分場の残余年数を２１．４年と報告している。したがって、廃棄物のうち特に焼却残渣を、如何に効率的に埋立て処分するかが喫緊の課題といえる。

【0005】

焼却残渣は、焼却灰と飛灰に区別される。焼却施設の炉の底などで集めたものが焼却灰（ボトムアッシュ）であり、集塵装置で集めたものやボイラーなどに付着したものが飛灰（フライアッシュ）である。飛灰は、焼却灰に対して約１／３程度しか排出されないが、焼却灰に比べてダイオキシン類や、鉛、亜鉛、カドミウムといった重金属などを多く含む。そのため、焼却残渣を最終処分場で埋立て処分する前に、飛灰に液体キレート剤を添加する処理を行っている。液体キレート剤との化学結合によって、飛灰中の重金属イオンが環境中に溶出しにくくなるわけである。

【0006】

一般廃棄物の焼却残渣は一般廃棄物最終処分場で埋立て処分され、産業廃棄物の焼却残渣は管理型の最終処分場で埋立て処分されることが多い。一般廃棄物最終処分場も「管理型」の最終処分場に分類されるもので、この管理型最終処分場は、処分場からの浸出水や周辺地下水などが省令で定める基準を満たすように維持管理しなければならない。さらに、管理型最終処分場を廃止するためには、場内で集められた保有水の水質が、２年以上にわたって所定の排水基準等に適合していると認められることが必要とされている。そのため、管理型最終処分場では、直接地山の上に焼却残渣等を埋め立てることはなく、地山の上に遮水シートを敷設し、さらに保護層（砂や土砂）を設置したうえで、焼却残渣等を埋め立てている。また準好気性と呼ばれる埋立て方式を採用することによって、埋立地内の水分を排水管で除去し、埋立地内で発生したガスをガス抜き管で排除する。

【0007】

ところが、上記のような対策を施したとしても必ずしも省令基準を満たすとはいえず、処分場からの浸出水を貯留し、これを処理したうえで排出しているのが現状である。つまり、多くの管理型最終処分場は維持管理さえ難しい状況にあり、廃止に至るまでには２０～３０年かかるといわれ、極めて長い期間最終処分場として運営しなければならない。したがって、浸出水の排出処理など維持管理にかかる費用がかさむうえ、跡地として上空利用するまでに相当な期間を要することとなる。

【0008】

そこで特許文献１では、「超流体工法」を応用して焼却残渣を処分する発明を開示している。超流体工法とは、本願の出願人が開発した技術であり、特許文献２に開示されるように石炭灰とセメント、水を練り混ぜた混練物に振動を加えて流動状態とし、その状態で硬化すると密実な固化体が形成されるというものである。そして、石炭灰に代えて焼却残渣を利用することによって固化体を形成し、その固化体を処分場に積み上げながら焼却残渣を処分していくわけである。焼却残渣を含む固化体は、その透水係数が１０^－７～１０^－９（ｃｍ／ｓ）オーダーであって、雨水など外部からの浸透水を排除できるうえに、焼却残渣中にある重金属等に由来する有害物質の溶出を抑えることができる。その結果、従来の処分方式に比べ有害物質の含有量が極めて少ない状態で埋め立て地内の水分を場外に排出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１５－７３９８１号公報

【特許文献2】特開平１０－３１１１４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特許文献１に開示される発明は、密実な固化体を形成しながら焼却残渣を埋立て処分していくため、雨水などが固化体内に浸透することがなく、すなわち雨水等による焼却残渣への接触が大幅に抑えられる。その結果、塩類や重金属といった汚染物質の濃度が極めて低い浸出水として場外に排出することができ、また中間覆土や即日覆土を必要としないといった効果もある。しかしながら、固化体には焼却残渣が含まれているため、この固化体に接触した雨水等に微量の有害物質が含まれる可能性もあり、浸出水が全く無害の状態とまでは言えない。また現行の法体系では、たとえ汚染物質の濃度が低くても、処分場を通過する雨水等は調整池に貯留したうえで適切な処理を行った後に排出しなければならない。

【0011】

ところで、従来の廃棄物処分の場合、一定程度の雨水等は場内の廃棄物層や覆土層に浸透するため、全ての雨水等が直ちに調整池に貯留されることはない。一方、焼却残渣を含む固化体を埋立て処分する場合、雨水等が固化体に浸透することはなく、例えば固化体の表面を通じて排出されるため、概ね全ての雨水等が直ちに調整池に貯留されることになる。すなわち固化体による処分方式は、従来技術に比べて浸出水の有害性が低いものの「無害とまでは言えない」ことから調整池に貯留する必要があり、しかも概ね全ての雨水等を貯留する必要があることから従来技術に比べて大容量の調整池を用意しなければならない。

【0012】

本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち、固化体による処分方式を利用したうえで、調整池の規模を低減することができる焼却残渣処分方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本願発明は、場内に調整池を設置するとともに、廃棄物（焼却残渣を含む固化体）層ごとに調整池の位置を変更しながら、この廃棄物層を積み重ねていく、というこれまでにない発想に基づいて行われたものである。

【0014】

本願発明の焼却残渣処分方法は、処分場で焼却残渣を処分する方法であって、固化体製造工程と調整池設定工程、固化体設置工程、排水工程を備えた方法である。このうち固化体製造工程では、焼却残渣とセメント、水を混錬した材料に振動を与えて硬化させることによって「焼却残渣固化体」を製造し、調整池設定工程では、処分場の処分スペースを複数に区分した「施工ブロック」のうち「移動調整池」が形成される「調整池ブロック」を設定する。固化体設置工程では、「処分ブロック（調整池ブロックを除いた施工ブロック）」ごとに焼却残渣固化体を設置することによって「単位固化体層」を形成し、排水工程では、移動調整池に溜められた水を処分スペースの外側に設けられた「固定調整池」に排水する。また固化体設置工程では、調整池ブロックの周囲にある処分ブロックで単位固化体層を形成することによって移動調整池を形成するとともに、単位固化体層を複数層に積み上げるように形成していく。なお、第Ｎ＋１層（Ｎは自然数）に係る調整池設定工程では、第Ｎ層に係る調整池ブロックとは異なる施工ブロックを調整池ブロックとして設定し、第Ｎ層に係る排水工程では、第Ｎ＋１層に係る移動調整池が形成された後に排水を行う。また第Ｎ層に係る固化体設置工程では、第Ｎ層に係る移動調整池の水が排水された後に、移動調整池に係る調整池ブロックに焼却残渣固化体を設置する。

【0015】

本願発明の焼却残渣処分方法は、圧送手段と排水管を用いて移動調整池の水を固定調整池に圧送する方法とすることもできる。

【0016】

本願発明の焼却残渣処分方法は、集排水管敷設工程と縦排水管設置工程をさらに備えた方法とすることもできる。この集排水管敷設工程では、処分場の底面に集排水管を敷設し、縦排水管設置工程では、それぞれの施工ブロックに開閉弁を有する縦排水管を設置する。集排水管は、固定調整池に排水することができる主排水管と、主排水管に接続される枝排水管を含んで構成され、縦排水管は、下端側で枝排水管（あるいは、集排水管）に接続される。なお、移動調整池とされた調整池ブロックに係る縦排水管は、取水口が移動調整池の底面付近となるように設置される。また縦排水管設置工程では、単位固化体層の積み上がりに応じて、上方に延伸するように縦排水管を継ぎ足していく。この場合、排水工程では、調整池ブロックの開閉弁を開くことによって、移動調整池の水を固定調整池に送水する。

【0017】

本願発明の焼却残渣処分方法は、防水壁設置工程をさらに備えた方法とすることもできる。この防水壁設置工程では、単位固化体層の上面に防水壁を設置する。なお、防水壁設置工程では、第Ｎ層に係る移動調整池を取り囲むように、第Ｎ＋１層に係る単位固化体層に防水壁を設置する。

【0018】

本願発明の焼却残渣処分方法は、水質監視工程をさらに備えた方法とすることもできる。この水質監視工程では、固定調整池に溜められた水の水質を測定する。そして水質監視工程で得られた測定値があらかじめ定めた水質基準を下回るとき、固定調整池に溜められた水を場外に排出する。

【発明の効果】

【0019】

本願発明の焼却残渣処分方法には、次のような効果がある。
（１）処分スペース内の「移動調整池」と処分スペース外の「固定調整池」を設置することから、それぞれ調整池の規模を低減することができる。その結果、調整池の材料や施工に掛かるコストを低減することができる。
（２）処分スペース内に「移動調整池」を設置するため、別途の用地を確保する必要がない。その結果、用地交渉に掛かる手間や時間、あるいは用地に掛かる費用を削減することができるうえ、調整池の設置に伴う生態系への影響を回避することができる。
（３）従来技術に比べて浸出水の有害性が低いことから、固定調整池での処理に掛かるコストを低減することができる。
（４）「移動調整池」または「固定調整池」の水分を固化体製造工程で使用することでコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本願発明を実施する際に利用する処分場を模式的に示す平面図。

【図2】（ａ）は単位固化体層や調整池ブロック、施工ブロックを模式的に示す平面図、（ｂ）は全体固化体層を模式的に示す平面図。

【図3】層ごとに繰り返し焼却残渣を処分するフロー図。

【図4】本願発明の焼却残渣処分方法の主な工程の流れを示すフロー図。

【図5】９箇所の施工ブロックに区分された処分スペースを示す平面図と、この平面図に示された各矢視の断面図。

【図6】第１層目に係る工程のうち、調整池ブロックの設定から移動調整池の形成までの工程を示すステップ図。

【図7】第１層目に係る工程のうち、一般の施工ブロックに単位固化体層を形成する工程を示すステップ図。

【図8】第２層目に係る工程のうち、調整池ブロックの設定から移動調整池の形成までの工程を示すステップ図。

【図9】第２層目に係る工程のうち、防水壁の設置から第１層の調整池ブロックに単位固化体層を形成するまでの工程を示すステップ図。

【図10】第３層目に係る工程のうち、調整池ブロックの設定から移動調整池の形成までの工程を示すステップ図。

【図11】第３層目に係る工程のうち、防水壁の設置から第２層の調整池ブロックに単位固化体層を形成するまでの工程を示すステップ図。

【図12】第４層目に係る工程のうち、調整池ブロックの設定から移動調整池の形成までの工程を示すステップ図。

【図13】第４層目に係る工程のうち、防水壁の設置から第３層の調整池ブロックに単位固化体層を形成するまでの工程を示すステップ図。

【図14】第４層目に係る工程のうち、移動調整池の排水から最終覆土としてのアスファルトを敷設するまでの工程を示すステップ図。

【図15】主排水管と枝排水管からなる集排水管が処分スペースに敷設された状態を模式的に示す平面図。

【図16】固定調整池に溜められた水を測定する状況を模式的に示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本願発明の焼却残渣処分方法は、一般廃棄物や産業廃棄物の焼却残渣を処分する方法である。以下、本願発明の焼却残渣処分方法の実施形態の一例を、図に基づいて説明する。

【0022】

１．全体概要
図１は、本願発明を実施する際に利用する処分場を模式的に示す平面図である。なお本願発明を実施するにあたっては、一般廃棄物最終処分場や管理型最終処分場をはじめ、種々の処分場を利用することができる。図１に示す処分場は、実際に焼却残渣を埋め立てるスペース（以下、「処分スペースＤＳ」という。）と、この処分スペースＤＳの外側に設置される調整池（以下、特に「固定調整池１２０」という。）などを備えている。この処分スペースＤＳは、あらかじめ複数のブロック（以下、「施工ブロック１１０」という。）に区切られており、例えば図１では９箇所の施工ブロック１１０（Ｎｏ．１ブロック～Ｎｏ．９ブロック）が設定されている。

【0023】

処分場は、傾斜地形を選定して構築されることが多く、この場合は処分スペースＤＳの下流側に固定調整池１２０を配置するとよい。また処分場の下流側には土堰堤などの構造物を構築し、また処分スペースＤＳの周囲にも土堰堤あるいは切土斜面などを構築するとよい。

【0024】

後述するように本願発明は、焼却残渣を利用した「焼却残渣固化体」を処分スペースＤＳに設置していくことによって焼却残渣を処分する方法である。また本願発明は、図２（ａ）に示すように、施工ブロック１１０ごとに焼却残渣固化体からなる層状体（以下、「単位固化体層１１１」という。）を形成していく。例えば図２（ａ）では、Ｎｏ．５ブロックとＮｏ．６ブロック、Ｎｏ．８ブロックで単位固化体層１１１が形成されている。全ての施工ブロック１１０で単位固化体層１１１が形成されると、図２（ｂ）に示すように処分スペースＤＳを覆うような面状の層状体（以下、「全体固化体層１１２」という。）が形成される。そして図３に示すように、複数段の全体固化体層１１２が形成されるように、繰り返し焼却残渣を処分していく。

【0025】

本願発明では、全体固化体層１１２ごとに、一時的に焼却残渣固化体を設置しない施工ブロック１１０を設定し、その周囲に設置された単位固化体層１１１を壁体とすることによって調整池（以下、特に「移動調整池１１３」という。）を形成することとしている。便宜上ここでは、一時的に焼却残渣固化体を設置しない施工ブロック１１０のことを「調整池ブロック１１０Ｐ」と、この調整池ブロック１１０Ｐを除いた施工ブロック１１０のことを「処分ブロック１１０Ｌ」ということとする。また、調整池ブロック１１０Ｐを取り囲む処分ブロック１１０Ｌのことを特に「周辺の処分ブロック１１０Ｌ」と、他の処分ブロック１１０Ｌのことを「一般の処分ブロック１１０Ｌ」ということとする。例えば図２（ａ）の場合、Ｎｏ．９ブロックが「調整池ブロック１１０Ｐ」であり、Ｎｏ．１ブロック～Ｎｏ．８ブロックが「処分ブロック１１０Ｌ」、Ｎｏ．５ブロックとＮｏ．６ブロック、Ｎｏ．８ブロックが「周辺の処分ブロック１１０Ｌ」、Ｎｏ．１ブロック～Ｎｏ．４ブロックとＮｏ．７ブロックが「一般の処分ブロック１１０Ｌ」である。そして図２（ａ）に示すように、周辺の処分ブロック１１０Ｌに単位固化体層１１１が形成されると、調整池ブロック１１０Ｐには移動調整池１１３が形成される。

【0026】

３．焼却残渣処分方法
続いて、本願発明の焼却残渣処分方法ついて説明する。図４は、本願発明の焼却残渣処分方法の主な工程を示すフロー図であり、図６～１４は本願発明の焼却残渣処分方法の主な工程を示すステップ図である。便宜上このステップ図では、４層の全体固化体層１１２を形成して焼却残渣を処分する例を示しており、また図５に示すように最上部には処分スペースＤＳの平面図を示し、その下方にはそれぞれの矢視の断面図（鉛直断面図）をそれぞれ示している。なおステップ図のうち、図６～７は第１層に係る工程を示しており、同様に図８～９は第２層に係る工程を、図１０～１１は第３層に係る工程を、図１２～１４は第４層に係る工程をそれぞれ示している。

【0027】

図４に示すように、まずは処分場に遮水シートを敷設するとともに、その上から砂や土砂を使用した保護層を設置する（図４のＳｔｅｐ１１）。次いで、保護層の上面に集排水管を敷設する（図４のＳｔｅｐ１２）。この集排水管１４０は、処分スペースＤＳの浸出水を固定調整池１２０に排出するものであり、図１５に示すように主排水管１４１と枝排水管１４２を含んで構成される。このうち枝排水管１４２は、それぞれの施工ブロック１１０からの浸出水を集水することができるように配置され、その下流口は主排水管１４１に接続されている。また枝排水管１４２は、枝排水管１４２が集水した浸出水を固定調整池１２０に送り出すように配置される。既述したように処分場が傾斜地形に構築されている場合、主排水管１４１は図１５に示すように上流から下流に向かって配置するとよい。

【0028】

集排水管１４０を敷設する場合、それぞれの施工ブロック１１０に「縦排水管」を設置するとよい。略鉛直（鉛直を含む）の姿勢で配置される縦排水管は、後述するように移動調整池１１３に溜められた水を排水するもので、その下端口は枝排水管１４２、あるいは主排水管１４１に接続されている。そして縦排水管には、バルブなどの開閉弁が設けられており、この開閉弁を閉鎖（閉栓）しているときは移動調整池１１３の水が排水されず、一方、開閉弁を開放（開栓）されたときは移動調整池１１３の水が枝排水管１４２や主排水管１４１に送り出される。

【0029】

ところで、移動調整池１１３は全体固化体層１１２ごとに形成されるため、移動調整池１１３の配置高さは全体固化体層１１２によって異なる。そのため縦排水管は、単位固化体層１１１が積み上がるたびに短尺管を継ぎ足すように上方に延伸するとよい。ただし移動調整池１１３内にある縦排水管は、移動調整池１１３の水を排水するため、その取水口（上端口）が移動調整池１１３の底面付近となるように設置するとよい。なお縦排水管の最終層の全体固化体層１１２まで延伸すると、例えば最終覆土の浸出水を排水することもできる。

【0030】

遮水シートと保護層が設置され、集排水管１４０が敷設されると、処分場に搬入された焼却残渣を用い、「超流体工法」によって「焼却残渣固化体」を製造していく（図４のＳｔｅｐ１３）。以下、超流体工法によって焼却残渣固化体を製造する手順について、詳しく説明する。なお焼却残渣固化体は、処分場内のプラントによって製造することができる。

【0031】

はじめに、例えば密閉型のダンプトラックなどの輸送車によって、焼却残渣を処分場内のプラントに搬入する。次いで、焼却残渣に水とセメントを添加したうえでプラントのミキシング装置によって混練（撹拌～混ぜ合わせ）し、非流動性の「塑性混練物」を生成する。このとき、移動調整池１１３や固定調整池１２０に溜められた水を利用することもできる。この「塑性混練物」は、湿った土のような状態で、いわゆる０スランプの状態であり、後に説明する「塑性流体層（超流体状態）」に比べるとその流動性は極めて低い。焼却残渣には飛灰が含まれ、超流体状態とするためには全体の１／４（つまり、飛灰：焼却灰＝２５：７５）など焼却工場からの排出割合を踏まえて混合することが望ましい。添加するセメント量は焼却残渣に対して少量であり、例えば焼却残渣とセメントの重量比は９５：５～８０：２０とすることができる。また、水セメント比（Ｗ／Ｃ）はできるだけ小さくなるよう配合され、セメント量に対して適量の水が添加される。なおここで添加するセメントは、ポルトランドセメントをはじめ、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、アルミナセメント、他のセメント系固化材など、種々のものを採用することができる。また、水とセメントの他に焼却残渣に含まれる重金属類等の溶出抑制剤等の添加材を加えることもできる。

【0032】

「適量」の水のみを加えて水セメント比を小さくする理由は、固化したときに小さな透水係数を得るためである。ここで「適量の水」について説明する。例えば１０^－７～１０^－９（ｃｍ／ｓ）オーダーの透水係数を得るためには、焼却残渣の粒子配置を一様かつ密実の状態にする必要があり、そのためには水を加えて塑性混練物を液状化させる必要がある。しかしながら過大の水を添加すると、塑性状態が維持できなくなり塑性混練物の取り扱いが困難になるし、ブリージングの問題もあって適切な強度が発現されず所望の透水係数が得られない。また、少量の水では十分な液状化が期待できないうえ、温度ひび割れが発生するおそれもある。したがって適量の水が必要となるわけであるが、この適量を定める手法としては最適含水比を基準とする手法が例示できる。締固めの程度を表す値として、一般に乾燥単位体積重量（乾燥密度）が用いられており、この値が大きいほど強度が増大し、締固めの程度が向上し、透水係数は小さくなる。同じ締固め条件でも、含有する水量によって得られる乾燥単位体積重量は異なり、最も大きな乾燥単位体積重量を与える含水比が「最適含水比」である。なお、大量の塑性混練物を一度に締固めることもあることから、塑性混練物の最適含水比より若干量だけ増やした水量を「適量の水」として定めることが望ましい。例えば、「最適含水比」を基準としたときの「適量の水」は、「最適含水比＋１～５％」とするとよい。

【0033】

非流動性の塑性混練物を生成すると、バックホウといった重機によって塑性混練物を層状に敷き均し、塑性混練物からなる層状体（以下、「塑性層」という。）を形成する。このとき、計画された「焼却残渣固化体」の形状や寸法となるように塑性層を形成するとよい。例えば焼却残渣固化体は、幅１ｍ×奥行１ｍ×高さ１ｍのサイコロ状として計画することができる。また、１層目のうち傾斜地盤に設置するものは、底面をその傾斜に合わせた形状としてもよい。そして、バックホウなどに装着した振動板などによって、塑性層の表面から面振動を与える。非流動性の塑性層（つまり、塑性混練物）に概ね３０～６０秒間の振動を与えると、焼却残渣の粒子の周囲（粒子間）にセメントと水が浸透していくことで塑性層は流体化し、その結果、流体状（超流体状態）の「塑性流体層」が形成される。焼却残渣のように球形の粒子を比較的多く含むものは、振動が与えられるとその中に含まれる球形粒子のベアリング効果によって粒子間が分離しやすく、その結果粒子の周囲には水分とセメント分が万遍なく行き渡っていく。そして塑性層は有効応力を失い、間隙水圧のみとなって液状化現象を起こす。つまり塑性層が液状化したものが、いわばプリン状とされた塑性流体層（超流体状態）であり、液状化により粒子配置が一様かつ密実とされ、しかも焼却残渣中には少量の有機物とケイ素やアルミナ分が多量に含まれているため水とセメントの水和反応により安定した結晶体（焼却残渣固化体）が生成される。

【0034】

塑性流体層が形成された後、所定の期間（概ね１日）が経過すると、塑性流体層が硬化した「焼却残渣固化体」が形成される。超流体工法によって製造された焼却残渣固化体は、ひび割れが少なく高強度なものであり、その透水係数は１０^－７～１０^－９（ｃｍ／ｓ）オーダーである。したがって、飛散防止対策のために焼却残渣固化体の上に中間覆土を設置する必要がなく、すなわち中間覆土の体積分だけ多くの焼却残渣を処分することができる。

【0035】

一定程度の焼却残渣固化体が製造されると、第１層の全体固化体層１１２を形成していく。具体的には、まず第１層における調整池ブロック１１０Ｐを設定する（図４のＳｔｅｐ２１）。例えば図６（ａ）では、Ｎｏ．９ブロックを調整池ブロック１１０Ｐとして設定している。次いで、周辺の処分ブロック１１０Ｌに焼却残渣固化体を設置して単位固化体層１１１を形成し（図４のＳｔｅｐ２２）、これにより調整池ブロック１１０Ｐは移動調整池１１３として機能するようになる。図６（ｂ）では、Ｎｏ．５ブロックとＮｏ．６ブロック、Ｎｏ．８ブロック（ブロック周辺の処分ブロック１１０Ｌ）に単位固化体層１１１が形成されるとともに、Ｎｏ．９ブロックに移動調整池１１３が形成されている。

【0036】

第１層に係る移動調整池１１３が形成されると、一般の処分ブロック１１０Ｌに焼却残渣固化体を設置して単位固化体層１１１を形成していく（図４のＳｔｅｐ２３）。図７（ｃ）では、Ｎｏ．１ブロック～Ｎｏ．４ブロックとＮｏ．７ブロック（一般の処分ブロック１１０Ｌ）に、単位固化体層１１１が形成されている。なお縦排水管を設置するケースでは、周辺の処分ブロック１１０Ｌや一般の処分ブロック１１０Ｌに単位固化体層１１１が形成されると、短尺管を継ぎ足すように縦排水管を上方に延伸する（図４のＳｔｅｐ２４）。

【0037】

全ての一般の処分ブロック１１０Ｌで単位固化体層１１１が形成されていないときは（図４のＳｔｅｐ２５のＮｏ）、引き続き一般の処分ブロック１１０Ｌに単位固化体層１１１を形成する。一方、全ての一般の処分ブロック１１０Ｌで単位固化体層１１１が形成されると（図４のＳｔｅｐ２５のＹｅｓ）、第２層の全体固化体層１１２を形成していく。ただしこの時点では、第１層の調整池ブロック１１０Ｐが移動調整池１１３として機能しているため、この調整池ブロック１１０Ｐには第１層の全体固化体層１１２が形成されていない。

【0038】

第２層の全体固化体層１１２を形成していくには、まず第２層における調整池ブロック１１０Ｐを設定する（図４のＳｔｅｐ３１）。このとき、下層（この場合、第１層）とはその平面位置が異なる施工ブロック１１０を、当該層（この場合、第２層）の調整池ブロック１１０Ｐとして設定する。例えば図８（ｄ）では、Ｎｏ．７ブロックを調整池ブロック１１０Ｐとして設定している。次いで、第２層における周辺の処分ブロック１１０Ｌに焼却残渣固化体を設置して単位固化体層１１１を形成し（図４のＳｔｅｐ３２）、これにより調整池ブロック１１０Ｐを移動調整池１１３として機能させる。図８（ｅ）では、Ｎｏ．４ブロックとＮｏ．５ブロック、Ｎｏ．８ブロック（周辺の処分ブロック１１０Ｌ）に単位固化体層１１１が形成されるとともに、Ｎｏ．７ブロックに移動調整池１１３が形成されている。

【0039】

第２層に係る移動調整池１１３（この場合、Ｎｏ．７ブロック）が機能するようになると、第１層に係る移動調整池１１３（この場合、Ｎｏ．９ブロック）は必要なくなる。そこで図８（ｅ）に示すように、第１層に係る移動調整池１１３に溜められた水を、固定調整池１２０に排水する（図４のＳｔｅｐ２６）。縦排水管が設置されている場合は、移動調整池１１３にある縦排水管の開閉弁を開放（開栓）し、移動調整池１１３の水を枝排水管１４２や主排水管１４１に送り出すとよい。他方、縦排水管が設置されていない場合は、ポンプなどの圧送手段を利用し、第２層の単位固化体層１１１の表面に敷設された排水管を通じて、移動調整池１１３の水を固定調整池１２０に送り出すことができる。もちろん縦排水管が設置されている場合であっても、固定調整池１２０まで自然流下しないときは圧送手段を利用することができる。なお第１層に係る移動調整池１１３に溜められた水は、受け側である固定調整池１２０の状況によって適宜排水するとよい。例えば、固定調整池１２０の貯水容量に余裕があるときは連続して排水し、固定調整池１２０の貯水容量に余裕がないときは排水することなく待機しておく。

【0040】

第１層に係る移動調整池１１３の排水と並行して、第２層における一般の処分ブロック１１０Ｌに焼却残渣固化体を設置して単位固化体層１１１を形成していく（図４のＳｔｅｐ３３）。図９（ｆ）では、Ｎｏ．１ブロック～Ｎｏ．３ブロックとＮｏ．６ブロック（一般の処分ブロック１１０Ｌ）に、単位固化体層１１１が形成されている。なお縦排水管を設置するケースでは、周辺の処分ブロック１１０Ｌや一般の処分ブロック１１０Ｌに単位固化体層１１１が形成されると、短尺管を継ぎ足すように縦排水管を上方に延伸する（図４のＳｔｅｐ３４）。

【0041】

特に第１層に係る移動調整池１１３の水を排水した後は、雨水等は第２層に係る移動調整池１１３に流入し、しかも第１層に係る移動調整池１１３には雨水等が流入しないことが望ましい。そこで図９（ｆ）に示すように、第２層の単位固化体層１１１の上面に防水壁１３０を設置するとよい（図４のＳｔｅｐ３８）。この防水壁１３０は、第１層に係る移動調整池１１３（この場合、Ｎｏ．９ブロック）に雨水等が流入することを防ぐものであり、したがって防水壁１３０は、この図に示すように第１層に係る移動調整池１１３を取り囲むように設置される。

【0042】

第２層に係る固定調整池１２０の上面に防水壁１３０を設置すると、図９（ｇ）に示すように第１層の調整池ブロック１１０Ｐ（この場合、Ｎｏ．９ブロック）とその上層に単位固化体層１１１を形成する（図４のＳｔｅｐ２７）。そして、全ての一般の処分ブロック１１０Ｌで単位固化体層１１１が形成されると（図４のＳｔｅｐ３５のＹｅｓ）、第３層の全体固化体層１１２を形成していく。ただしこの時点では、第２層の調整池ブロック１１０Ｐが移動調整池１１３として機能しているため、この調整池ブロック１１０Ｐには第２層の全体固化体層１１２が形成されていない。

【0043】

第３層の全体固化体層１１２を形成していくには、まず第３層における調整池ブロック１１０Ｐを設定する（図４のＳｔｅｐ３１）。このとき、下層（この場合、第２層）とはその平面位置が異なる施工ブロック１１０を、当該層（この場合、第３層）の調整池ブロック１１０Ｐとして設定する。例えば図１０（ｈ）では、Ｎｏ．１ブロックを調整池ブロック１１０Ｐとして設定している。次いで、第３層における周辺の処分ブロック１１０Ｌに焼却残渣固化体を設置して単位固化体層１１１を形成し（図４のＳｔｅｐ３２）、これにより調整池ブロック１１０Ｐを移動調整池１１３として機能させる。図１０（ｉ）では、Ｎｏ．２ブロックとＮｏ．４ブロック、Ｎｏ．５ブロック（周辺の処分ブロック１１０Ｌ）に単位固化体層１１１が形成されるとともに、Ｎｏ．１ブロックに移動調整池１１３が形成されている。

【0044】

Ｎｏ．１ブロックに移動調整池１１３が形成されると、図１０（ｉ）に示すように、第２層に係る移動調整池１１３に溜められた水を、固定調整池１２０に排水する（図４のＳｔｅｐ３６）。また第２層に係る移動調整池１１３の排水と並行して、第３層における一般の処分ブロック１１０Ｌに焼却残渣固化体を設置して単位固化体層１１１を形成していく（図４のＳｔｅｐ３３）。図１１（ｊ）では、Ｎｏ．３ブロックとＮｏ．６、Ｎｏ．８、Ｎｏ．９ブロック（一般の処分ブロック１１０Ｌ）に、単位固化体層１１１が形成されている。なお縦排水管を設置するケースでは、周辺の処分ブロック１１０Ｌや一般の処分ブロック１１０Ｌに単位固化体層１１１が形成されると、短尺管を継ぎ足すように縦排水管を上方に延伸する（図４のＳｔｅｐ３４）。

【0045】

第３層における一般の処分ブロック１１０Ｌに単位固化体層１１１が形成されると、図１１（ｊ）に示すように、第３層の単位固化体層１１１の上面に防水壁１３０を設置する（図４のＳｔｅｐ３８）。防水壁１３０は、この図に示すように第２層に係る移動調整池１１３を取り囲むように設置される。第３層に係る単位固化体層１１１の上面に防水壁１３０を設置すると、図１１（ｋ）に示すように第２層の調整池ブロック１１０Ｐ（この場合、Ｎｏ．７ブロック）とその上層に単位固化体層１１１を形成する（図４のＳｔｅｐ３７）。そして、全ての一般の処分ブロック１１０Ｌで単位固化体層１１１が形成されると（図４のＳｔｅｐ３５のＹｅｓ）、第４層の全体固化体層１１２を形成していく。ただしこの時点では、第３層に係る調整池ブロック１１０Ｐには第３層の全体固化体層１１２が形成されていない。

【0046】

第４層の全体固化体層１１２を形成していくには、まず第４層における調整池ブロック１１０Ｐを設定する（図４のＳｔｅｐ３１）。このとき、下層（この場合、第３層）とはその平面位置が異なる施工ブロック１１０を、当該層（この場合、第４層）の調整池ブロック１１０Ｐとして設定する。例えば図１２（ｌ）では、Ｎｏ．３ブロックを調整池ブロック１１０Ｐとして設定している。次いで、第４層における周辺の処分ブロック１１０Ｌに焼却残渣固化体を設置して単位固化体層１１１を形成し（図４のＳｔｅｐ３２）、これにより調整池ブロック１１０Ｐを移動調整池１１３として機能させる。図１２（ｌ）では、Ｎｏ．２ブロックとＮｏ．５ブロック、Ｎｏ．６ブロック（周辺の処分ブロック１１０Ｌ）に単位固化体層１１１が形成されるとともに、Ｎｏ．３ブロックに移動調整池１１３が形成されている。

【0047】

Ｎｏ．３ブロックに移動調整池１１３が形成されると、図１２（ｍ）に示すように、第３層に係る移動調整池１１３に溜められた水を、固定調整池１２０に排水する（図４のＳｔｅｐ３６）。また第３層に係る移動調整池１１３の排水と並行して、第４層における一般の処分ブロック１１０Ｌに焼却残渣固化体を設置して単位固化体層１１１を形成していく（図４のＳｔｅｐ３３）。図１３（ｎ）では、Ｎｏ．４ブロックとＮｏ７～Ｎｏ．９ブロック（一般の処分ブロック１１０Ｌ）に、単位固化体層１１１が形成されている。なお縦排水管を設置するケースでは、周辺の処分ブロック１１０Ｌや一般の処分ブロック１１０Ｌに単位固化体層１１１が形成されると、短尺管を継ぎ足すように縦排水管を上方に延伸する（図４のＳｔｅｐ３４）。

【0048】

第４層における一般の処分ブロック１１０Ｌに単位固化体層１１１が形成されると、図１３（ｎ）に示すように、第４層の単位固化体層１１１の上面に防水壁１３０を設置する（図４のＳｔｅｐ３８）。防水壁１３０は、この図に示すように第３層に係る移動調整池１１３を取り囲むように設置される。第４層に係る単位固化体層１１１の上面に防水壁１３０を設置すると、図１３（ｏ）に示すように第３層の調整池ブロック１１０Ｐ（この場合、Ｎｏ．１ブロック）とその上層に単位固化体層１１１を形成する（図４のＳｔｅｐ３７）。

【0049】

全ての一般の処分ブロック１１０Ｌで単位固化体層１１１が形成されると、図１４（ｐ）に示すように、第４層の防水壁１３０を撤去したうえで、第４層に係る移動調整池１１３に溜められた水を固定調整池１２０に排水する。そして、図１４（ｑ）に示すように第４層の調整池ブロック１１０Ｐ（この場合、Ｎｏ．３ブロック）に単位固化体層１１１を形成する。

【0050】

本願発明の焼却残渣処分方法では、固定調整池１２０に溜められた水の水質を測定することもできる。図１６は、固定調整池１２０に溜められた水を測定する状況を模式的に示す断面図である。固定調整池１２０の貯留水の水質を測定する場合、この図に示すように水質測定器１２１や水位計１２２、プロペラポンプ１２３などを固定調整池１２０に設置するとよい。このうち水質測定器１２１は、汚濁物質濃度など水質を示す値を測定するものであり、水位計１２２は貯留水の水位を測定するもの、プロペラポンプ１２３は貯留水の「流れ場」を形成するものである。

【0051】

固定調整池１２０貯留水は、最終的には場外に排出される。そこで、あらかじめ基準となる値（以下、「水質基準」という。）を設定し、水質測定器１２１によって得られた値が水質基準を下回るときに貯留水を場外に排出するとよい。もちろん水質測定器１２１による測定値が水質基準を上回る（以上となる）ときには貯留水の排出を控える。一方、ゲリラ豪雨など著しい降水量があったときは、避難的に貯留水を場外に排出する必要がある。そこで、あらかじめ基準となる水位（以下、「基準水位」という。）を設定し、水位計１２２による測定値が基準水位を上回るときには貯留水を場外に排出するとよい。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本願発明の焼却残渣処分方法は、一般廃棄物最終処分場や産業廃棄物の管理型最終処分場で特に有効に実施することができる。本願発明は、いままさに喫緊の課題となっている「最終処分場の残容量の逼迫」に対して好適な解決策を提供することを考えれば、産業上利用できるばかりでなく社会的にも大きな貢献を期待し得る発明である。

【符号の説明】

【0053】

１１０ 施工ブロック
１１０Ｌ 処分ブロック
１１０Ｐ 調整池ブロック
１１１ 単位固化体層
１１２ 全体固化体層
１１３ 移動調整池
１２０ 固定調整池
１２１ 水質測定器
１２２ 水位計
１２３ プロペラポンプ
１３０ 防水壁
１４０ 集排水管
１４１ （集排水管の）主排水管
１４２ （集排水管の）枝排水管
ＤＳ 処分スペース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】