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Investigation of neutralization mechanism of incinerated ash landfill layer by highly dissolved solution of carbon dioxide

Research Project

Project/Area Number 20K12227
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 64020:Environmental load reduction and remediation-related
Research InstitutionMeisei University

Principal Investigator

Miyawaki Kentaro  明星大学, 理工学部, 教授 (00289521)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 遠藤 和人  国立研究開発法人国立環境研究所, 福島支部, 室長 (10353533)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords焼却灰中和 / ウルトラファインバブル / 浸出水pH / 高溶存二酸化炭素 / 焼却灰 / 中和 / 炭酸カルシウム生成 / 二酸化炭素溶存 / 炭酸中和 / 最終処分場 / 高pH浸出水
Outline of Research at the Start

焼却灰埋立層は長期間アルカリ性を示し、排水基準に合致しない場合がある。二酸化炭素CO2を用いた焼却灰の炭酸化事例は多いが、焼却灰内部へはCO2が到達されず、十分な炭酸化が進まないことが課題となっている。本研究では、長時間水中で存在するといわれるウルトラファインバブル(UFB)を用い、焼却灰層にCO2高溶存水を供給し、微細空隙まで含めた焼却灰中和反応を促進する技術を検討することを目的とし、実験検証およびモデル化を検討する。

Outline of Final Research Achievements

Assuming a final waste landfill with high leachate pH, this study investigated the gradual neutralization of an incinerator ash layer by injecting a high CO2 dissolved solution into the incinerator ash layer. A solution of about 1400 mg-CO2/L was generated, and it was confirmed that a certain level of CO2 supply was possible by passing the solution through a glass bead simulated landfill layer. The solution was also passed through the incinerator ash layer, and it was confirmed that the pH of the simulated leachate decreased. The formation of calcium carbonate was estimated from SEM-EDX measurements of the incinerated ash particle surfaces after the experiment.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的な意義としては、CO2は水への溶存性が高い気体であり、CO2を溶存させたウルトラファインバブル(UFB)の計測事例はほとんど存在しなかった。本研究でUFB計数を実施したところ、今回の実験条件では存在量は少ないことが明らかとなった。社会的意義としては、二酸化炭素高溶存溶液を用いることで焼却灰層の穏やかな中和を進め、安定的に浸出水pHを低下させることが可能なことを明らかにした。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Presentation] 焼却灰埋立層のCO2-UFB水を用いた中和について2024

    • Author(s)
      深井晴之 宮脇健太郎
    • Organizer
      令和4年度廃棄物資源循環学会関東支部研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化炭素高溶存溶液(CO2-UFB水)を用いた焼却灰埋立層中和の検討(2)2023

    • Author(s)
      宮脇健太郎、岸智央、松本紋奈
    • Organizer
      第34回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化炭素高溶存溶液の埋立層(ガラスビーズ層)における挙動2023

    • Author(s)
      松本紋奈、宮脇健太郎
    • Organizer
      第34回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] STUDY ON NEUTRALIZATION OF INCINERATION ASH LAYER USING HIGHLY DISSOLVED CARBON DIOXIDE SOLUTION2023

    • Author(s)
      Kentaro Miyawaki, Tomohiro Kishi, Ayana Matsumoto
    • Organizer
      The 12th China-Japan Joint Conference on Material Recycling and Solid Waste Management 2023 (Beppu)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SIMULATION TEST OF NEUTRALIZATION OF INCINERATION ASH LAYER WITH HIGH DISSOLVED CARBON DIOXIDE SOLUTION (BEHAVIOR OF CO2-UFB WATER IN GLASS BEAD LAYER)2023

    • Author(s)
      Ayana Matsumoto, Kentaro Miyawaki
    • Organizer
      The 12th China-Japan Joint Conference on Material Recycling and Solid Waste Management 2023 (Beppu)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CO2-UFB水の表面積ごとの気相への移行2023

    • Author(s)
      松本 紋奈,宮脇健太郎
    • Organizer
      令和4年度廃棄物資源循環学会関東支部研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 最終処分場の高pH浸出水対策技術の検討2023

    • Author(s)
      藤本真,宮脇健太郎
    • Organizer
      令和4年度廃棄物資源循環学会関東支部研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 焼却灰埋立層のCO2-UFB水を用いた中和2023

    • Author(s)
      岸智央,宮脇健太郎
    • Organizer
      令和4年度廃棄物資源循環学会関東支部研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Significant change in leachate quality due to the transition to ash landfilling in Japan2022

    • Author(s)
      Kentaro Miyawaki
    • Organizer
      Asian Pacific Landfill Symposium Thai 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 二酸化炭素高溶存溶液を用いた焼却灰埋立層中和の検討2021

    • Author(s)
      宮脇健太郎、大内洋諒、菱山敦子
    • Organizer
      廃棄物資源循環学会研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 海面処分場の集排水施設(内水ポンド)を想定 した大気中CO2模擬実験2021

    • Author(s)
      藤本真、宮脇健太郎
    • Organizer
      廃棄物資源循環学会関東支部研究発表会(概要なし)
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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