JP4723246B2 - ジオテクニカル・バリア - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

発明の分野
本発明は、バリア（または防壁）に関し、また、バリアを形成して操作する（または作動させる）方法に関する。より詳細には、本発明は、ジオテクニカル・バリア（または地質バリア）、およびかかるジオテクニカル・バリアを形成して操作する方法に関する。特に、本発明は、制限するものではないが、埋立処分地および廃棄物処理場などに使用されるジオテクニカル・バリアに関する。

発明の背景
幾つかの層から構成される大規模なバリア・システムであって、その層が、種々の液体およびガスに対して透過性を有する地質材料（ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）またはジオシンセティック材料（ｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）から形成されているバリア・システムは既知である。このようなバリア・システムは、その下の基層（もしくは地層）の汚染を防止する又は少なくとも防止するのに一般的に用いられるものであるので、毒性または危険な廃棄物（そのような廃棄物は、廃棄物処理場に貯留されているものか、または廃棄物処理場に捨てられた材料から生じるものである）によって埋め立てられた場所および同様な場所の地下水の汚染を防止する又は少なくとも防止するのに一般的に用いられる。

多くの場合、バリアの形成に際しては、ジオシンセティック粘土ライナー（「ＧＣＬ」）が、非合成材料または合成材料等の他の材料と共に用いられている。一般に、粘土ライナーにはベントナイトが用いられているのに対して、他の材質は非合成特性または合成特性を有している。かかる合成バリア材は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたは他のプラスチック材料から成る可撓性ジオメンブレンを含んでいる。透過性の低い又は透過性をほとんど有さないジオテクニカル・バリアの敷設に際しては、地ならしされた基層の上に、粘土質土壌またはジオメンブレン等の比較的低い透過性を有する下層を配置することが含まれるのが一般的である。（「下」または「下方」という用語は、本明細書でバリアの一部を構成するメンブレンまたは層に関連して用いられる場合、埋立処理地または潜在的な汚染物質から最も遠いメンブレンまたは層について言及しており、「上」または「上方」という用語は、埋立処理地または潜在的な汚染物質から最も近いメンブレンまたは層について言及していることを理解されよう。更に、「層」という用語は、多くの副層（ｓｕｂ−ｌａｙｅｒ）または要素を含んで成るコンポジット層、ならびに均一な材料から成る単一の層をも含むものとして広く解釈されるものである）。かかる下層は、石、砂利、または合成材料から成るジオスペーサ等の排出を容易にする材質で覆われる。突起部を有するメンブレンを有して成るスペーサは、特許出願中の南アフリカ特許第２００３／６３９８号に開示されており、当該出願に開示された内容は全て、この引用により本明細書に含まれるものとする。排出層は、透過性が高いことを特徴とする。排出層は、ＧＣＬで覆われており、従って、透過性の比較的低い上層、一般的には粘土質土壌またはジオメンブレンで覆われている。

このような透過性の低い又は透過性をほとんど有さないバリアの潜在能力を十分に引き出すために、ＧＣＬのベントナイトまたは粘土に水分を供給する必要がある。ＧＣＬのベントナイトまたは粘土に水分が供給されると、不透過性バリア・システムの不透過性が高められることになる。従って、埋立処分地でバリアが使用される場合等、ＧＣＬが浸出液または塩に触れ得る場合、ＧＣＬのベントナイトまたは粘土への水分供給は特に重要である。従来では、上方ジオメンブレンまたは上層が配置される前にＧＣＬに水分を供給していた。ジオメンブレンを用いる場合、位置決めをして所定の場所に固定しなければならない。下方ジオメンブレンおよび上方ジオメンブレンは、用いられるジオメンブレンの種類に応じて、多くの異なる方法でもって固定できるが、本明細書では、そのような異なる固定方法については説明を行わない。ＧＣＬに水分が供給された後で上方ジオメンブレンまたは上層が配置されると、ＧＣＬが物理的なダメージを受ける場合がある。更に、上方ジオメンブレンを配置（および接合）する間で加えられる荷重（または負荷）に起因して、ＧＣＬからベントナイトが押し出されてしまう場合がある。従って、多くの設備では、ＧＣＬに水分が供給されておらず、ＧＣＬの信頼性および性能が低下する結果となっている。ＧＣＬが傾斜地に配置される場合では、更に、ＧＣＬに水分を供給し難くなる。以上を要約すると、ＧＣＬを用いる常套のジオテクニカル・バリアにおいては、ＧＣＬに水分供給する点で問題がある。なお、連続的に又は適当な時間間隔でもってＧＣＬに再度水分を供給できる場合においては、バリアの性能が向上することになる。

非合成材料から成る層または合成材料から成る層にかかわらず、説明するジオテクニカル・バリアに使用される透過性の低い層は、少なくとも部分的に透過性を有しており、特に揮発性有機化合物などの物質に対して透過性を有しているのが一般的である。このような化合物は特に有害であるので、廃棄物処理場が設けられている周囲の環境の汚染を防止する必要がある。上述の種類のバリアでは、バリアの上方メンブレンまたは上層を透過する又は拡散する揮発性有機化合物、毒性液体、および他の汚染物質が、排出層により設けられたスペースまたは通路内で集められることになる。そのような揮発性有機化合物、毒性液体、および他の汚染物質を除去しないと、結果的には下層にしみ込むことになり得る。従って、このような流体通路は、揮発性ガスおよび毒性液体を一時的に貯留するリザーバーとして多少機能する。そのため、連続的に又は適当な時間間隔で流体通路からこのような汚染物質を除去できれば好都合となる。

本明細書では、「通路」という用語は、幅広く解釈されるものであり、その形状に関係なく、流体が流れる道が設けられたスペース（または空間）のことを示している。また、通路には、流体に対して高い透過性／透過率を有する領域が含まれ、ドレン部（または排出部）が含まれる。

更に、ジオテクニカル・バリアに使用されるジオシンセティック・メンブレンは、しわ、折り目または割れ目ができるだけ生じることがないように設ける必要がある。このため、配置後にメンブレンを切断および接合しなければならない場合がある。従って、配置処理後に実質的に切断および接合などを行うことなく、関連する基層の形状に適合するようにメンブレンを扱うことができれば好都合となる。

更に、設置される間で太陽に曝されるジオシンセティック・メンブレンは、高い温度にまで加熱される場合がある。また、廃棄物処理場で材料が分解することによって、更に温度が高くなる場合がある。このように温度が高くなると、メンブレンの寿命が短くなり得、または、その土質工学的性能が減じられてしまう場合がある。従って、設置または使用に際して、メンブレンの操作温度を低減または制御することができれば更に好都合となる。

発明の目的
本発明の目的は、ジオテクニカル・バリアを提供することである。また、本発明の目的は、少なくとも部分的に上述の不利益な点が軽減され、かつ、上述の利点をもたらすバリアを形成して操作する方法を提供することでもある。

発明の要旨
本発明の第１要旨において、
第１バリア層；
第１バリア層から離隔するように第１バリア層の上方に配置される第２バリア層；および
流体移送手段；
を含み、
第１バリア層および第２バリア層が、入口および出口を有する流体通路を少なくとも部分的に規定し、流体移送手段が流体を該流体通路を通るように該入口から該出口へと移動させる、
ジオテクニカル・バリアが供される。

ジオテクニカル・バリアは、第１バリア層を第２バリア層から離隔するスペーサ手段（または離隔手段）を含んでいてもよい。スペーサ手段は、少なくとも１種類の非合成材料（または非人工材料）から成る排出層（またはドレン層、ｄｒａｉｎａｇｅ ｌａｙｅｒ）を有していてもよい。別法にて、スペーサ手段が、ジオシンセティック材料から成るものであってもよい。なお、スペーサ手段は、プラスチック材料から形成される、突起部（またはカスプ形状の突起部）を有するメンブレンを有していてもよく、または、スペーサ手段が他のジオシンセティック・ドレン部を有していてもよい。

第１バリア層および第２バリア層は、非合成地質材料（ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含んでいてもよい。別法にて、第１バリア層および第２バリア層が、ジオシンセティック材料を含んでいてもよい。第１バリア層および第２バリア層の少なくとも一方が、ジオコンポジット・バリア層であってもよい。ジオコンポジット・バリア層がジオコンポジット粘土ライナーを有して成り、その粘土層が流体通路と流体連通（ｆｌｕｉｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）状態にある態様（または粘土層と流体通路との間を流体が流れることができる態様）であってもよい。

流体移送手段が、流体通路の出口に操作可能状態で接続されていてもよく、入口圧力よりも低い出口圧力を供するように操作できるものであってよい。流体移送手段としては、流体通路の出口に配置される真空ポンプ、ファン、コンプレッサー、ベンチュリ式ポンプ手段（ｖｅｎｔｕｒｉ−ｂａｓｅｄ ｐｕｍｐｉｎｇ ｍｅａｎｓ）、サイフォン、または適当な移動手段などが挙げられる。

流体が空気を含んでいてもよい。別法にて、ジオテクニカル・バリアは、流体通路の入口にて接続されるエントレインメント手段（ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ ｍｅａｎｓ）を含んでいてもよく、それによって、入口で供される空気ストリームに物質を同伴させ、空気と該物質とから成る混合物を含んで成る流体を流体通路を通るように移動させるような態様であってもよい。なお、当該物質は水であってもよい。

更に、ジオテクニカル・バリアは、流体通路の入口で導入される流体の温度を制御する温度制御手段を含んでいてもよい。

出口には、出口で取り出された流体およびその中の同伴された汚染物質を処理する処理手段を接続してもよい。

本発明の第２要旨において、
ジオテクニカル・バリアを形成および操作する方法であって、
第１バリア層を供すること；
第１バリア層から離隔するように第１バリア層の上方に配置される第２バリア層を供し、第１バリア層および第２バリア層によって、入口および出口を有する流体通路を少なくとも部分的に規定すること；および
該流体通路を通るように入口から出口へと流体を移動させること
を含む方法が供される。

本発明の方法は、第１バリア層を第２バリア層から離隔させるスペーサ手段を供することを含んでいてもよい。なお、スペーサ手段が、少なくとも１種類の非合成材料から成る排出層を有していてもよい。別法にて、スペーサ手段が、ジオシンセティック材料から成るものであってもよい。スペーサ手段が、プラスチック材料から形成される、突起部を有するメンブレンを有して成るものであってもよく、または、スペーサ手段がプラスチック材料から成るジオシンセティック・ドレン部を有していてもよい。突起部を有するメンブレンは、その一方の面に複数の突出部が延在するプラスチック材料シートであり得る。更に、その突出部は中空であってよく、圧縮力の作用の下で突出部がつぶれないように、中空の突出部の大部分が材料で満たされているものであってよい。

第１バリア層および第２バリア層は、非合成地質材料を含んで成るものであってもよい。別法にて、第１バリア層および第２バリア層が、ジオシンセティック材料を含んで成るものであってもよい。第１バリア層および第２バリア層の少なくとも一方が、ジオコンポジット・バリア層であってよい。ジオコンポジット・バリア層がジオコンポジット粘土ライナーを有して成り、その粘土層が流体通路と流体連通状態にある態様であってもよい。

入口から出口へと流体を移動させる工程には、入口圧力よりも低い出口圧力を供することが含まれていてもよい。

流体が、空気または水を含んで成るものであってもよい。別法にて、本発明の方法は、入口で供される空気ストリーム内に物質を同伴させ、それによって、空気と該物質とから成る混合物を含んで成る流体を流体通路を通して移動させることを含むものであってもよい。なお、当該物質は水であってもよい。

本発明の方法は、流体通路の入口で導入される流体の温度を制御することを更に含んでいてもよい。

更に、本発明の方法は、出口にて取り出された流体およびその中の同伴された汚染物質を処理する工程を含んでいてもよい。

本発明の第３要旨において、
第１ジオシンセティック・メンブレン；
第１ジオシンセティック・メンブレンの上方に配置され、第１ジオシンセティック・メンブレンの周囲に封止されている第２ジオシンセティック・メンブレン；
第１ジオシンセティック・メンブレンと第２ジオシンセティック・メンブレンとによって流体通路が規定されるように、第１ジオシンセティック・メンブレンと第２ジオシンセティック・メンブレンとの間に配置され、該第１ジオシンセティック・メンブレンと該第２ジオシンセティック・メンブレンとを離隔させるスペーサ手段；
第１ジオシンセティック・メンブレンおよび第２ジオシンセティック・メンブレンの少なくとも一方に規定される、流体通路の入口；
第１ジオシンセティック・メンブレンおよび第２ジオシンセティック・メンブレンの少なくとも一方に規定される、流体通路の出口；および
該流体通路を通るように入口から出口へと流体を移動させる流体移送手段
を有して成る、ジオシンセティック・バリアが供される。

本発明の第４要旨において、
第１ジオシンセティック・メンブレン；
第２ジオシンセティック・メンブレンおよび粘土ライナーを有して成るジオコンポジット粘土ライナー；
第１ジオシンセティック・メンブレンと粘土ライナーとの間に流体通路が規定されるように、第１ジオシンセティック・メンブレンと粘土ライナーとの間に配置され、第１ジオシンセティック・メンブレンと第２ジオシンセティック・メンブレンとを離隔させるスペーサ手段；
第１ジオシンセティック・メンブレンおよび第２ジオシンセティック・メンブレンの少なくとも一方に規定される、流体通路の入口；
第１ジオシンセティック・メンブレンおよび第２ジオシンセティック・メンブレンの少なくとも一方に規定される、流体通路の出口；および
該流体通路を通るように入口から出口へと流体を移動させる流体移送手段
を有して成り、
第１ジオシンセティック・メンブレンおよび第２ジオシンセティック・メンブレンは、それらの間の粘土ライナーによって相互に周囲が封止されている、ジオコンポジット・ジオシンセティック・バリアが供される。

本発明の第５要旨において、
少なくとも２つのバリア層およびそれらの間に規定される流体通路を有して成るジオテクニカル・バリアから汚染物質をフラッシング（ｆｌｕｓｈｉｎｇ）する方法であって、流体通路を通るように流体を移動させ、バリア層の１つに浸透した汚染物質を流体流れストリームに同伴させることを含む方法が供される。

本発明の第６要旨において、
ジオテクニカル・バリアの粘土ライナーに水分を供給する方法であって、
ジオテクニカル・バリアが、粘土ライナーを一方に含む第１バリア層および第２バリア層を有して成り、該粘土ライナーと、該粘土ライナーを含まないバリア層との間に規定される流体通路を通るように、水分供給用の流体を移動させることを含む方法が供される。

以下において、図面を参照することによって本発明を例示的に説明する。

発明の詳細な説明
図面では、一般的に、参照番号１０によって本発明のジオテクニカル・バリアを示す。

バリア１０は、廃棄物処理場１２の周囲の環境の汚染を防止するのに用いられるものである。廃棄物処理場１２には、一般的にドラムの形態の汚染物（または汚染物から成る構造物）１４が供されている。基層１６は、ジオテクニカル・バリア１０を敷設することによって地ならしされている。

図１〜４に示す態様において、ジオテクニカル・バリア１０は、汚染物１４の輪郭に合うように、基層１６上に敷設される第１下方メンブレン（プラスチック材料から成る）１８を有して成る。下方メンブレン１８が所定の位置に配置され、その継ぎ目が接合または別法にて接着剤で封止されると、排出層２０が下方メンブレン１８の上に置かれることになる。排出層２０は、石砂利２２を有して成る。しかしながら、ジオスペーサ、例えば合成プラスチック材料または他の適当な材料から成るネットまたは突起部を有するメンブレンによって、排出層２０を設けてもよいことは理解されよう。排出層２０が所定の位置に配置されると、排出層２０の上方の所定の位置にジオコンポジット粘土ライナー（ＧＣＬ）２４が配置されることになる。ジオコンポジット粘土ライナーは、ジオシンセティック材料と組み合わされて用いられる透水係数の低い土壌（粘土またはベントナイトなど）を含んで成る。ジオコンポジット・ライナーの構造は、当業者に周知であるので、図面では詳細に示していない。ＧＣＬ２４のベントナイト層は、排出層２０と接触しており、排出層２０と流体連通状態にある。最終的には、上方ジオシンセティック・メンブレン２６が、ＧＣＬ２４の上に更に配置され、所定の位置に固定されることになる。用いるジオメンブレンの種類に応じて、ジオメンブレン１８,２６を種々に固定してよいので、本態様の種々の固定方法については説明を行わない。

下方ジオシンセティック・メンブレン１８および上方ジオシンセティック・メンブレン２６は、それらのエッジ（または端部）２８において周囲が相互に封止されているので、下方ジオシンセティック・メンブレン１８および上方ジオシンセティック・メンブレン２６の間には閉鎖空間３０が形成されている。バリア１０は、その封止されたエッジ２８において規定される少なくとも１つの入口３２、および、それに対向する部分に規定される少なくとも１つの出口３４を有している。図２に示されるように、入口パイプ３６が入口３２に配置され、入口パイプ３６の第１端部３８が排出層２０と流体連通状態にある一方、入口パイプ３６の第２端部４０が温度制御設備４２に取り付けられているので、周辺の環境（または大気）から空気が引き込まれることになる。ベンチュリ機構４４が、入口パイプ３６の第１端部３８と温度制御設備４２との間に設けられており、水リザーバー４６が入口パイプ３６内の空気ストリーム内に水分を供給するために設けられている。従って、入口パイプ３６内を空気が流れることによって、水リザーバー４６から入口パイプ３６の空気ストリーム内へと水が送られることになり、それによって、水が空気ストリーム内に同伴されることが理解されよう。

バリア１０の出口３４においては、出口パイプ４８が、真空ポンプ５０に接続されている一方、排出層２０と流体連通状態にある。入口３２と出口３４とを有する閉鎖排出層２０によって、入口３２と出口３４との間で流体が移動できる流体通路５２が設けられていることを理解されよう。真空ポンプ５０によって、流体通路５２の出口３４の流体圧力が入口３２の流体圧力よりも低くされる。従って、真空ポンプ５０が操作されると、水分（または湿気）を含んだ空気が流体通路５２（ＧＣＬ２４のベントナイトと流体連通状態にある）内に引き込まれることになる。このため、バリア１０を敷設した後に粘土ライナー２４のベントナイトに水分を供給することが可能となる。更に、必要に応じて、時々または連続的にベントナイト層に水分を再度供給することもできる。

ＧＣＬ２４においてベントナイトに等しく水分が供給されるように、バリア１０に沿うようにして入口３２および出口３４を配置してもよいことが理解されよう。従って、入口３２は、ジオメンブレンの一方に大きい開口部を有して成る領域であってもよい。なお、バリア１０の予め選択された位置に、バルブ（図示せず）を有する複数の入口および出口を設けると、入口３２および出口３４を配置しなくてもよいことが更に理解されよう。

ジオシンセティック・メンブレンの敷設に関する当業者は、バリアが有効かつ長期的な寿命を有するように、所定の位置に置かれた上方メンブレン２６に一般的に存在するしわ及び折り目を取り除く必要があることを理解されよう。このことは、メンブレン２６を切断および接合することによって一般的に行われる。しかしながら、このようなプロセスは、煩わしく、時間のかかるものであって、おそらくはＧＣＬ２４に物理的なダメージを与えてしまう。種々の条件下では、太陽から発せられる放射線に起因して、上方ジオシンセティック・メンブレン２６が、敷設される間で８０℃のオーダーという比較的高い温度に達することがある。空気が外界温度（または大気温度）にて入口３２に導入されると、条件次第ではあるが上方メンブレン２６にクーラント（または冷却ガス、ｃｏｏｌａｎｔ）が供されることになるので、上方メンブレン２６が収縮して、しわ及び折り目などが少なくとも部分的に除去されることになる。更に、上方ジオシンセティック・メンブレン２６が冷却されるように、温度制御設備４２によって、空気の温度を外界温度から更に下げてもよい。特に、上方ジオシンセティック・メンブレン２６、特にＧＣＬ２４の操作特性および耐久性は、温度に依存し得ることを理解されよう。メンブレン１８,２６およびバリア１０の他の要素の寿命および操作パラメーターを最適化するために、温度制御設備４２で温度を制御してもよい。本発明の好ましい態様では、冷却設備４２は０〜１００℃の範囲で操作されることが考えられる。更に、必要に応じて、入口３２における空気の温度を制御することによって、水分による空気の飽和を助力することができ、それによって、ＧＣＬ２４に水分を供給することができる。

入口３２において、添加剤を流体流れに同伴させてもよい。従って、流体は、空気／水混合物を含んで成るものであってもよい。なお、バリア１０の種々の層を処理および再生するために、化学物質（または化学薬品）を導入してもよい。

バリア１０の通路５２の出口３４から排出される流体に含まれている汚染物質を除去および処分するために、真空ポンプ５０の出口５４を廃棄物処理システム（図示せず）に接続してもよい。上方ジオシンセティック・メンブレン２６に浸透した汚染物質であって、流体通路５２内にしばらくの間存在することになる汚染物質（特に、揮発性有機化合物または他の毒性流体の形態を有する汚染物質）は、流体通路５２を通る流体（空気／水混合物から成る流体）の流れに同伴されることが理解されよう。この場合、特に有害な物質（または化合物）は、バリア１０を透過（または浸透）せず周囲の環境へと排出されない。同伴により運ばれる物質は、処分すべく除去してよく、または、廃棄物処理場１２の廃棄エリアへとリサイクルしてもよい。更に、排出された流体を分析することによって、バリア１０のリークを容易に発見することができ、また、バリア１０を通過する物質の組成を容易に知ることができる。

図５は、ジオテクニカル・バリア１０の更なる態様を示しており、特に明記しない限り、図１〜４と同じ参照番号によって同様の要素を表している。ジオメンブレン２６,１８の代わりに、半不透過性の層５６および層５８（１種類以上の非合成材料または合成材料から成る）によってバリアの上層および下層がそれぞれ設けられているということを除いては、バリア１０は上述バリアと同様のバリアである。上層５６および下層５８は、一般的に、不透過性を有する材料または透過率の低い材料から成っている。例えば、土壌が、１０^−６ｃｍ／ｓ〜１０^−８ｃｍ／ｓの透過率を有しており、ＧＣＬが１０^−９ｃｍ／ｓのオーダーの透過率を有している（ジオメンブレンは１０^−１４ｃｍ／ｓのオーダーの透過率を一般的に有している）。ドレン部の材質が石または砂から成る場合では、ドレン部が１０^−１〜１０^−４ｃｍ／ｓのオーダーの透過率を有するのが一般的である。

本発明によって、廃棄物処理場および埋立処分地などに使用するのに適当な種々の利点を有するジオテクニカル・バリアが供されることになる。バリア１０においては、ＧＣＬ２４の上方に上方ジオメンブレン２６を設けた後、ＧＣＬ２４を含む上層に水分を供給することができる。これは、排出層２０または空間内に流体（水、または水分が飽和した空気）を導入し、それによって、そのような領域を飽和させてＧＣＬ２４に水分を供給するということを通じて達成される。その場合、陽圧の流体を用いると、バルーンのようにバリア１０が膨張しやすくなり、設備が損なわれることになるので、陰圧を用いて水分供給用の流体を導入することが好ましい。更に、敷設されるメンブレンがジオメンブレンの場合、そのメンブレンをフラットにしてしわ及び折り目を防止する必要がある。その場合、外界温度よりも十分に低い温度の流体を用いると、ジオメンブレン２６の熱膨張が減じられることになる。従って、ジオメンブレン２６が冷却されて、しっかりと引き延ばされてフラットになるので、敷設プロセスが相当にシンプルになる。太陽に曝されるジオメンブレンの温度は、容易に８０℃もの温度にまで達する。例えば２５℃で排出層２０を通るように引き込まれた冷却空気は、メンブレン２６の熱膨張を減じる効果を多大に発揮するものと考えられる。更に、分解が生じる埋立地では、廃棄物の温度が容易に６０℃のオーダーに達する。一般的に、曝されるジオメンブレンの温度が高くなると、ジオメンブレンがより速く劣化することにつながる。廃棄物処理場（分解が生じているような廃棄物処理場）が使用されている期間中で冷却空気を導入して、上方に配置された層１８および下方に配置された層２６が曝される温度を維持または定期的に減じると、ジオメンブレンの寿命が延びることになる。好ましくは、ジオメンブレン１８,２６の温度は、約１０〜２５℃の外界温度に近づくように６０℃よりも低い温度で維持される。外側メンブレンの間または外層の間に流体を引き込むことの更なる利点は、ジオメンブレン層、土壌層などを通って拡散し得る揮発性有機化合物が除去されるということである。揮発性有機化合物は、濃度の高い領域から濃度の低い領域へと拡散する。従って、排出層２０から揮発性有機化合物を連続的に取り除くことによって、拡散境界（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）が形成され、環境に放出される前に揮発性有機化合物が除去されることになる。このことは、流体（この場合、典型的には空気）を排出層２０を通るように流して、拡散する揮発性有機化合物を除去することによって達成される。揮発性有機化合物を除去した後においては、その揮発性有機化合物を種々の方法で処理することができ、例えば、揮発性有機化合物を上方に配置されている廃棄物またはラグーンに再度導入することが考えられる。飽和した空気として流体を導入するには、空気ストリームの温度を十分に高くする必要があり、一般的に外界の空気温度よりも高くする必要がある。典型的には、砂もしくは選択された廃棄物から構成される第一の層または保護層で上方ジオメンブレン２６が覆われていると、より暖かい飽和空気が上方メンブレンまたは上層を構成するより低温の材料に接するような場所では、メンブレン２６の方が相対的に低温となり得るので凝結が容易に生じることになる。

図１は、本発明の要旨に基づく使用中の不透過性バリアの断面図を示す。 図２は、図１のバリアの入口部分の詳細な断面図を示す。 図３は、図１のバリアの出口部分の詳細な断面図を示す。 図４は、図１のバリアの層の詳細な断面図を示す。 図５は、バリア・システムの更なる態様における層の詳細な断面図を示す。

Claims (60)

1. 埋立処分地および廃棄物処理場に使用されるジオテクニカル・バリアであって、
   第１バリア層、
   第１バリア層から離隔するように第１バリア層の上方に配置される第２バリア層、および
   流体移送手段、
   を含み、
   第１バリア層および第２バリア層の少なくとも一方がジオシンセティック・バリア層であって、第１バリア層および第２バリア層が、入口および出口を有する流体通路を少なくとも部分的に規定しており、また
   流体移送手段は、該出口に接続され、入口圧力よりも低い出口圧力を定期的に供するようになっており、それによって、該流体通路を通るように流体を該入口から該出口へと定期的に移動させる
   ジオテクニカル・バリア。
2. 第１バリア層を第２バリア層から離隔させるスペーサ手段を含む、請求項１に記載のジオテクニカル・バリア。
3. スペーサ手段が、少なくとも１種類の非合成材料から成る排出層を有して成る、請求項２に記載のジオテクニカル・バリア。
4. スペーサ手段が、ジオシンセティック材料から成る、請求項２に記載のジオテクニカル・バリア。
5. スペーサ手段が、プラスチック材料から形成される、突起部を有するメンブレンを有して成る、請求項４に記載のジオテクニカル・バリア。
6. 少なくとも１つのバリヤ層が非合成地質材料を含んで成る、請求項１に記載のジオテクニカル・バリア。
7. 第１バリア層および第２バリア層が、ジオシンセティック材料を含んで成る、請求項１に記載のジオテクニカル・バリア。
8. 第１バリア層および第２バリア層の少なくとも一方が、ジオコンポジット・バリア層である、請求項７に記載のジオテクニカル・バリア。
9. ジオコンポジット・バリア層がジオコンポジット粘土ライナーを有して成り、その粘土層が流体通路と流体連通状態にある、請求項８に記載のジオテクニカル・バリア。
10. 流体が空気を含んで成る、請求項１に記載のジオテクニカル・バリア。
11. 流体通路の入口にて接続されるエントレインメント手段を含み、それによって、入口で供される空気ストリームに物質を同伴させ、空気と該物質とから成る混合物を含んで成る流体が流体通路を通るように移動させる、請求項１０に記載のジオテクニカル・バリア。
12. 物質が水である、請求項１１に記載のジオテクニカル・バリア。
13. 流体通路の入口で導入される流体の温度を制御する温度制御手段を含む、請求項１に記載のジオテクニカル・バリア。
14. 出口には、出口で取り出された流体およびその中の同伴された汚染物質を処理する処理手段が接続されている、請求項１に記載のジオテクニカル・バリア。
15. 埋立処分地および廃棄物処理場に使用されるジオシンセティック・バリアであって、
    第１ジオシンセティック・バリア層、
    第２ジオシンセティック・バリア層、
    第１ジオシンセティック・バリア層と第２ジオシンセティック・バリア層とによって入口と出口とを有する流体通路が規定されるように、第１ジオシンセティック・バリア層と第２ジオシンセティック・バリア層との間に配置され、該第１ジオシンセティック・バリア層と該第２ジオシンセティック・バリア層とを離隔させるスペーサ手段、および
    該流体通路を通して入口から出口へと流体を定期的に移動させる流体移送手段
    を有して成る、ジオシンセティック・バリア。
16. 第１ジオシンセティック・バリア層がジオシンセティック・メンブレンを有して成る、請求項１５に記載のジオシンセティック・バリア。
17. 第２ジオシンセティック・バリア層がジオシンセティック・メンブレンを有して成る、請求項１６に記載のジオシンセティック・バリア。
18. 第２ジオシンセティック・バリア層は、第２ジオシンセティック・メンブレンと粘土ライナーを含んで成るジオコンポジット粘土ライナーを有して成り、
    粘土ライナーが、第１ジオシンセティック・メンブレンと第２ジオシンセティック・メンブレンとの間に配置されており、また
    第１ジオシンセティック・メンブレンと第２ジオシンセティック・メンブレンとを離隔するように、第１ジオシンセティック・メンブレンと粘土ライナーとの間にスペーサ手段が配置されており、それによって、第１ジオシンセティック・メンブレンと粘土ライナーとの間に流体通路が規定される、
    請求項１６に記載のジオシンセティック・バリア。
19. 第２ジオシンセティック・メンブレンが、第１ジオシンセティック・メンブレンの上方に配置されている、請求項１８に記載のジオシンセティック・バリア。
20. 第１ジオシンセティック・メンブレンおよび第２ジオシンセティック・メンブレンは、相互に周囲が封止されている、請求項１９に記載のジオシンセティック・バリア。
21. スペーサ手段が、少なくとも１種類の非合成材料から成る排水層を有して成る、請求項１５に記載のジオシンセティック・バリア。
22. スペーサ手段が、ジオシンセティック材料から成る、請求項１５に記載のジオシンセティック・バリア。
23. スペーサ手段が、プラスチック材料から形成される、突起部を有するメンブレンを有して成る、請求項２２に記載のジオシンセティック・バリア。
24. 流体移送手段が、流体通路の出口に接続され、入口圧力よりも低い出口圧力を供するように操作できるようになっており、それによって、該流体通路を通るように該入口から該出口へと流体を移動させる、請求項１５に記載のジオシンセティック・バリア。
25. 流体が空気を含んで成る、請求項１５に記載のジオシンセティック・バリア。
26. 流体通路の入口にて接続されるエントレインメント手段を含み、それによって、入口で供される空気ストリームに物質を同伴させ、空気と該物質とから成る混合物を含んで成る流体を流体通路を通るように移動させる、請求項２５に記載のジオシンセティック・バリア。
27. 物質が水である、請求項２６に記載のジオシンセティック・バリア。
28. 流体通路の入口で導入される流体の温度を制御する温度制御手段を含む、請求項１５に記載のジオシンセティック・バリア。
29. 出口には、出口で取り出された流体およびその中の同伴された汚染物質を処理する処理手段が接続されている、請求項１５に記載のジオシンセティック・バリア。
30. 埋立処分地および廃棄物処理場に使用されるジオシンセティック・バリアを形成および操作する方法であって、
    第１バリア層を供すること、
    第２バリア層を供すること、
    第１バリア層と第２バリア層とによって 入口と出口とを有する流体通路が規定されるように、第１バリア層と第２バリア層との間に配置され、該第１バリア層と該第２バリア層とを離隔させるスペーサ手段を供すること、および
    入口圧力よりも低い出口圧力を定期的に供し、それによって、該流体通路を通るように流体を該入口から該出口へと定期的に移動させること
    を含んでおり、
    第１バリア層および第２バリア層の少なくとも一方がジオシンセティック・バリア層となっている、方法。
31. 第１バリア層および第２バリア層の少なくとも一方が、ジオシンセティック・メンブレンを有して成るジオシンセティック・バリア層である、請求項３０に記載の方法。
32. 第１バリア層がジオシンセティック・メンブレンを有して成り、
    第２バリア層が、第２ジオシンセティック・メンブレンと粘土ライナーを含んで成るジオコンポジット粘土ライナーを有して成り、
    第１ジオシンセティック・メンブレンと第２ジオシンセティック・メンブレンとの間に粘土ライナーを配置し、また
    第１ジオシンセティック・メンブレンと第２ジオシンセティック・メンブレンとを離隔するように、第１ジオシンセティック・メンブレンと粘土ライナーとの間にスペーサ手段を配置し、それによって、第１ジオシンセティック・メンブレンと粘土ライナーとの間に流体通路を規定する、
    請求項３１に記載の方法。
33. 第１ジオシンセティック・メンブレンの上方に第２ジオシンセティック・バリア層を配置する、請求項３２に記載の方法。
34. 第１ジオシンセティック・メンブレンおよび第２ジオシンセティック・メンブレンの周囲を相互に封止する、請求項３３に記載の方法。
35. スペーサ手段が、少なくとも１種類の非合成材料から成る排水層を有して成る、請求項３０に記載の方法。
36. スペーサ手段が、ジオシンセティック材料から成る、請求項３０に記載の方法。
37. スペーサ手段が、プラスチック材料から形成される、突起部を有するメンブレンを有して成る、請求項３６に記載の方法。
38. 流体移送手段を用いて流体を移動させる方法であって、
    該流体移送手段が、流体通路の出口に接続され、入口圧力よりも低い出口圧力を供すべく操作できるようになっており、それによって、流体を該流体通路を通るように該入口から該出口へと移動させる、請求項３０に記載の方法。
39. 流体が空気を含んで成る、請求項３０に記載の方法。
40. 入口で供される空気ストリーム内に物質を同伴させ、空気と該物質とから成る混合物を含んで成る流体を流体通路を通るように移動させる工程を含む、請求項３９に記載の方法。
41. 物質が水である、請求項４０に記載の方法。
42. 流体通路の入口で導入される流体の温度を制御する工程を含む、請求項３０に記載の方法。
43. 出口にて取り出された流体およびその中の同伴された汚染物質を処理する工程を含む、請求項３０に記載の方法。
44. 少なくとも２つのバリア層およびそれらの間に規定される流体通路を有して成るジオシンセティック・バリアから汚染物質をフラッシングする方法であって、
    該バリア層の少なくとも１つはジオシンセティック・バリア層であって、
    該流体通路は入口および出口を有しており、
    入口圧力よりも低い出口圧力を定期的に供し、それによって、該流体通路を通るように流体を定期的に移動させ、バリア層に浸透した汚染物質を流体流れストリームに同伴させることを含み、
    ジオシンセティック・バリアが埋立処分地および廃棄物処理場に使用される、
    方法。
45. 埋立処分地および廃棄物処理場に使用されるジオシンセティック・バリアの粘土ライナーに水分を供給する方法であって、
    ジオシンセティック・バリアは少なくとも２つのバリア層を含んで成っており、そのうちの少なくとも１つがジオシンセティック・バリア層であり、また、そのうちの１つが粘土ライナーであり、
    該バリア層は、粘土ライナーと他のバリア層との間にて入口および出口を有する通路を備えており、
    入口圧力よりも低い出口圧力を定期的に供し、それによって、粘土ライナーと他のバリア層との間にて規定された該流体通路を通るように水分供給用の流体を定期的に移動させることを含む方法。
46. バリア層の双方ともがジオシンセティック・バリア層である、請求項４４に記載の方法。
47. バリア層の双方ともがジオシンセティック・バリア層である、請求項４５に記載の方法。
48. 第１バリア層および第２バリア層の双方がジオシンセティック・バリア層である、請求項３０に記載の方法。
49. 埋立処分地および廃棄物処理場に使用されるジオシンセティック・バリアを形成および操作する方法であって、
    第１バリア層を供すること、
    第２バリア層を供すること、
    第１バリア層と第２バリア層によって入口および出口を有する流体通路が規定されるように、第１バリア層と第２バリア層との間にて第１バリア層と第２バリア層とを相互に離隔させるスペーサ手段を供すること、ならびに
    入口圧力よりも低い出口圧力を実質的に連続的に供し、それによって、該流体通路を通るように流体を実質的に連続的に該流体通路の入口から出口へと移動させることを含んでおり、
    第１バリア層および第２バリア層の少なくとも一方がジオシンセティック・バリア層である、方法。
50. バリア層の双方ともがジオシンセティック・バリア層である、請求項４９に記載の方法。
51. 入口圧力よりも低い出口圧力が連続的に供され、それによって、該流体通路を通るように流体を該流体通路の入口から出口へと連続的に移動させる、請求項４９に記載の方法。
52. バリア層の双方ともがジオシンセティック・バリア層である、請求項５１に記載の方法。
53. 少なくとも２つのバリア層およびそれらの間に規定される流体通路を有して成るジオシンセティック・バリアから汚染物質をフラッシングする方法であって、
    該バリア層の少なくとも１つはジオシンセティック・バリア層であって、
    該流体通路は入口および出口を有しており、
    入口圧力よりも低い出口圧力を実質的に連続的に供し、それによって、該流体通路を通るように流体を実質的に連続的に移動させ、バリア層に浸透した汚染物質を流体流れストリームに同伴させることを含み、
    ジオシンセティック・バリアが埋立処分地および廃棄物処理場に使用される、
    方法。
54. 少なくとも２つのバリア層がジオシンセティック・バリア層である、請求項５３に記載の方法。
55. 入口圧力よりも低い出口圧力が連続的に供され、それによって、該流体通路を通るように該流体通路の入口から出口へと流体を連続的に移動させる、請求項５３に記載の方法。
56. 少なくとも２つのバリア層がジオシンセティック・バリア層である、請求項５５に記載の方法。
57. 埋立処分地および廃棄物処理場に使用されるジオシンセティック・バリアの粘土ライナーに水分を供給する方法であって、
    ジオシンセティック・バリアは少なくとも２つのバリア層を含んで成っており、そのうちの少なくとも１つがジオシンセティック・バリア層であり、また、そのうちの１つが粘土ライナーであり、
    該バリア層は、粘土ライナーと他のバリア層との間にて入口および出口を有する通路を備えており、
    入口圧力よりも低い出口圧力を実質的に連続的に供し、それによって、粘土ライナーと他のバリア層との間にて規定された該流体通路を通るように水分供給用の流体を実質的に連続的に移動させることを含む方法。
58. 少なくとも２つのバリア層がジオシンセティック・バリア層である、請求項５７に記載の方法。
59. 入口圧力よりも低い出口圧力が連続的に供され、それによって、該流体通路を通るように該流体通路の入口から出口へと流体を連続的に移動させる、請求項５７に記載の方法。
60. 少なくとも２つのバリア層がジオシンセティック・バリア層である、請求項５９に記載の方法。

Images