JP2000117227A - 有機塩素化合物を含有した固形物の無害化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼却炉で使用された耐火レンガ等の有機塩素
化合物を含有する固形物を、自然環境下に廃棄可能に無
害化処理するとともに、処理量を低減すること。 【解決手段】 有機塩素化合物を含有した固形物を無害
化する処理方法であって、前記固形物を粉砕して粉末に
する粉砕工程と、該粉砕工程後に前記粉末を抽出槽に入
れるとともに該抽出槽に有機溶媒を添加する抽出工程
と、前記有機溶媒が添加された粉末を固体分と液体分と
に分離する固液分離工程と、前記粉砕工程、前記抽出工
程または前記固液分離工程で前記粉末または前記液体分
に水を加える水添加工程と、前記固液分離工程後に前記
液体分に水酸化ナトリウムを添加し高温高圧状態にして
水熱反応を起こさせ前記有機塩素化合物を分解する水熱
反応処理工程とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイオキシン類等
の有害な有機塩素化合物を含有する固形物、例えば、焼
却炉に使用された耐火レンガ等を無害化する処理方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、廃棄物等の焼却に伴うダイオキシ
ン類等の有害物質発生を抑制する必要性から、既存の焼
却炉の廃却や改造が行われているが、その際、炉内に使
用されていた耐火レンガが大量に廃棄物として出され
る。この焼却炉に使用された耐火レンガには、ダイオキ
シン類等の有機塩素化合物が大量に含有されており、そ
のまま埋め立てたり、廃棄することができない。一方、
汚泥やダイオキシン類等の有害物質を完全分解する処理
として、超臨界水・水熱反応処理を利用した方法が開発
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ダイ
オキシン類等の有害な有機塩素化合物の中には、自然環
境では非常に安定なものがあるため、焼却炉における使
用済み耐火レンガをそのまま廃棄すると、土中にしみ出
して堆積され、雨水によって流れ出すおそれがあった。
超臨界水・水熱反応を用いれば、焼却炉耐火レンガに付
着したダイオキシン類を原理的に分解可能であるが、耐
火レンガ中のダイオキシン類は微量であり、レンガごと
処理したのでは、処理量が膨大になるとともに、レンガ
の構成物である無機固体による水熱処理装置の閉塞が生
じるおそれもある。

【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、焼却炉で使用された耐火レンガ等の有機塩素化合
物を含有する固形物を、自然環境下に廃棄可能に無害化
するとともに、水熱処理前に固形物を分離してその処理
量を低減することができる有機塩素化合物を含有する固
形物の無害化処理方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載の有機塩素化合物を含有する固形物の無害化処理
方法では、有機塩素化合物を含有した固形物を無害化す
る処理方法であって、前記固形物を粉砕して粉末にする
粉砕工程と、該粉砕工程後に前記粉末を抽出槽に入れる
とともに該抽出槽に有機溶媒を添加する抽出工程と、前
記有機溶媒が添加された粉末を固体分と液体分とに分離
する固液分離工程と、前記粉砕工程、前記抽出工程また
は前記固液分離工程で前記粉末または前記液体分に水を
加える水添加工程と、前記固液分離工程後に前記液体分
に水酸化ナトリウムを添加し高温高圧状態にして水熱反
応を起こさせ前記有機塩素化合物を分解する水熱反応処
理工程とを備えている技術が採用される。

【０００６】この無害化処理方法では、粉砕工程で固形
物を粉砕して粉末とし、抽出工程で抽出槽内の粉末に有
機溶媒を添加するので、固形物の表面に付着および内部
に含有している有機塩素化合物が抽出槽中で有機溶媒に
選択的に溶け込んで、抽出・分離され、濃縮される。そ
して、固液分離工程で固体分と液体分とに分離させるの
で、固体であるレンガ粉末と有機塩素化合物を抽出した
有機溶媒（液体分）とが分離され、この液体分のみが後
の水熱反応処理工程で水熱処理される。このとき、液体
分の有機溶媒も水熱処理で分解されて無害となる。な
お、粉砕工程時には有機溶媒を添加しないので、粉砕時
の火花等を考慮して不燃性または難燃性の有機溶媒を用
いる必要が無く、可燃性の有機溶媒でも用いることがで
きる。

【０００７】請求項２記載の有機塩素化合物を含有する
固形物の無害化処理方法では、請求項１記載の有機塩素
化合物を含有した固形物の無害化処理方法において、前
記固液分離工程で分離した固体分の一部を前記抽出槽に
戻す技術が採用される。

【０００８】この無害化処理方法では、固液分離工程で
分離した固体分の一部を抽出槽に戻すので、有機塩素化
合物の抽出を繰り返し行うことができ、固形分から十分
に抽出を行うことができる。

【０００９】請求項３記載の有機塩素化合物を含有する
固形物の無害化処理方法では、請求項１または２記載の
有機塩素化合物を含有した固形物の無害化処理方法にお
いて、前記抽出工程は、前記抽出槽内で前記粉末と前記
有機溶媒とを撹拌する技術が採用される。

【００１０】この無害化処理方法では、抽出工程におい
て抽出槽内で前記粉末と有機溶媒とを撹拌するので、両
者を十分に混ぜ合わせて、粉末を有機溶媒に十分に分散
させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る有機塩素化合
物を含有する固形物の無害化処理方法の一実施形態を、
図１を参照しながら説明する。

【００１２】図１は、有機塩素化合物を含有した固形物
として、焼却炉の使用済耐火レンガの無害化処理方法に
おける実施設備を示している。該実施設備は、使用済耐
火レンガを略１０ｃｍ以下の大きさに粉砕する粗粉砕機
１、該粗粉砕機１で粉砕された使用済耐火レンガを略１
ｃｍ以下の大きさに粉砕する中粉砕機２と、該中粉砕機
２で粉砕された使用済耐火レンガをさらに数ｍｍから１
０μｍ以下の大きさのレンガ粉末に湿式粉砕してスラリ
ーとする微粉砕機３と、該スラリーと有機溶媒とを混ぜ
合わせスラリーに含有されるダイオキシン類を抽出する
抽出槽４と、該抽出槽４で抽出処理されたスラリーおよ
び有機溶媒から固体分と液体分とを固液分離する分離槽
５と、該分離槽５で分離された液体分を高温高圧状態下
で水熱反応処理する水熱処理装置６とを備えている。

【００１３】前記粗粉砕機１および前記中粉砕機２は、
粉砕時に散水を行う機能を有し、粗粉砕機１としては、
例えば、ジョークラッシャー、ジャイレトリクラッシャ
ー等が用いられ、中粉砕機２としては、例えば、ジャイ
レトリクラッシャー、クラッシングロール、ハンマーミ
ル、ローラーミル等が用いられる。また、前記微粉砕機
３としては、ボールミル、ローラミル等が用いられる。
前記有機溶媒としては、例えば、トルエンやアセトン等
が採用される。なお、不燃性または難燃性の有機溶媒を
用いても構わないが、上記のような可燃性の有機溶媒を
採用しても、上記各粉砕機内のように火花等が発生する
おそれのある場所で使用しないため、発火等のおそれが
ない。

【００１４】前記抽出槽４は、微粉砕機３から送られた
スラリーと添加された有機溶媒とを混ぜ合わせる撹拌機
能（例えば、一般に用いられているプロペラ形等の回転
羽根によるもの）を有している。前記分離槽５として
は、例えば、濾過器やサイクロン等が用いされる。前記
水熱処理装置６は、送られてくる液体分にＮａＯＨを添
加する添加機構（図示略）と、この液体分を高温高圧状
態、例えば、３００℃以上、１０ＭＰａ以上の高温高圧
水中で超臨界水または水熱反応を起こさせる圧力容器
（図示略）とを備えている。

【００１５】この実施設備による使用済耐火レンガの無
害化処理方法について、図１を参照して以下に説明す
る。

【００１６】〔粉砕工程〕 「粗粉砕工程」まず、使用済耐火レンガを粗粉砕機１に
供給し、該粗粉砕機１によって散水しながら粉砕して、
使用済耐火レンガを略１０ｃｍ以下の大きさの粉砕物に
する。

【００１７】「中粉砕工程」次に、粗粉砕工程による粉
砕物を粗粉砕機１から中粉砕機２に送り、該中粉砕機２
によって散水しながら粉砕して、略１ｃｍ以下の大きさ
の粉砕物にする。このように、上記粗粉砕工程および中
粉砕工程では、散水しながら粉砕を行うので、粉塵の発
生を抑制することができる。なお、散水された水は、後
の水熱反応処理工程における水熱反応の原料として使用
することができる。 「微粉砕工程」さらに、中粉砕工程による粉砕物に水を
加え、中粉砕機２から微粉砕機３に送るとともに該微粉
砕機３によって湿式粉砕して、数ｍｍから１０μｍ以下
の大きさのレンガ粉末を含んだスラリーに調整される。

【００１８】〔抽出工程〕前記スラリーを抽出槽４に送
り、さらに該抽出槽４内に有機溶媒を添加する。このと
き、スラリーと有機溶媒とは撹拌機能によって十分に混
ぜ合わされるとともに、スラリー中の粉末に含有されて
いたダイオキシン類等の有機塩素化合物は、有機溶媒に
溶け込み、抽出・濃縮される。

【００１９】〔固液分離工程〕抽出槽４で抽出処理され
たスラリーおよび有機溶媒を分離槽５に送り、固形分、
すなわち耐火レンガの無機固形分と、液体分、すなわち
ダイオキシン類が溶け込んだ有機溶媒および水とを分離
させる。なお、ここで分離された固体分の一部は、抽出
槽４に戻され、繰り返し抽出工程によってダイオキシン
類の抽出が行われる。すなわち、分離された固体分は、
ダイオキシン類が抽出分離され無害化処理された固形物
である。

【００２０】〔ＮａＯＨ添加工程〕次に、分離槽５から
水熱処理装置６に残った液体分を送るとともに、添加機
構によってＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）が添加され
る。

【００２１】〔水熱反応処理工程〕このＮａＯＨが添加
された液体分は水熱処理装置６の圧力容器に導入され、
圧力容器内の高温高圧水中で水熱反応が生じる。なお、
圧力容器内は、３００℃以上、１０ＭＰａ以上に保温保
圧される。

【００２２】このとき、液体分に含まれるダイオキシン
類等の有機塩素化合物は水熱反応で分解され、その中の
塩素成分はＮａＯＨと反応し、無害かつ安定な塩（Ｎａ
Ｃｌ）となって、再合成されない状態となる。また、同
時に、有機溶媒も水熱反応で分解され、無害化される。
なお、水熱反応処理工程は、超臨界水雰囲気、すなわち
３７４℃以上２２ＭＰａ以上の高温高圧水中で行えば、
有機塩素化合物が分解された状態で水に対してほぼ均一
に溶け込ませることができる。

【００２３】水熱反応処理工程で処理された液体分は、
ＮａＣｌおよびＮａＯＨを含む水となり、ダイオキシン
類が残留していないため、排水処理が施された後に放流
または再利用に供される。

【００２４】なお、この実施設備は、全体がトラック等
に車載可能なサイズに設計されており、所定の焼却場に
直接移動することができるようになっている。これによ
って、使用済耐火レンガ（産業廃棄物）を焼却場の外に
運搬する必要がない。また、有機塩素化合物を含有する
固形物として焼却炉で使用した耐火レンガを無害化処理
したが、他の固形物を無害化する手段として適用しても
構わない。例えば、焼却炉内の他の材料（モルタル等）
を無害化処理する方法に用いてもよい。さらに、一つの
抽出槽ではダイオキシン類等の抽出が不十分である場合
には、複数の抽出槽を多段式に構成して抽出しても構わ
ない。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 （１）請求項１記載の有機塩素化合物を含有する固形物
の無害化処理方法によれば、固形物を粉砕して粉末にす
る粉砕工程と、前記粉末を抽出槽に入れ有機溶媒を添加
する抽出工程と、さらに固体分と液体分とに分離する固
液分離工程と、粉末または液体分に水を加える水添加工
程と、固液分離工程後に液体分に水酸化ナトリウムを添
加し水熱反応を起こさせる水熱反応処理工程とを備えて
いるので、粉砕によって固形物の表面だけでなく内部の
有機塩素化合物を容易に抽出槽中で有機溶媒に抽出する
ことができ、抽出速度を向上させることができる。ま
た、固液分離工程によって、有機塩素化合物が除去され
た固形分を水熱処理前に分離させることができ、無害化
された固体分を自然環境下に廃棄することができる。さ
らに、水熱反応処理工程において、固形分を除いた液体
分のみを処理するので、大幅に処理量を減少させること
ができるとともに、有機溶媒も水熱反応で分解するた
め、有害物を外部に排出することがない。また、抽出工
程において、固形物を粉末化した後のスラリーに有機溶
媒を添加するので、粉砕工程中に添加できなかった可燃
性の有機溶媒を採用することができ、トルエンやアセト
ン等の一般的な有機溶媒を用いることができる。

【００２６】（２）請求項２記載の有機塩素化合物を含
有する固形物の無害化処理方法によれば、固液分離工程
で分離した固体分の一部を抽出槽に戻すので、有機塩素
化合物の抽出を繰り返し行うことができ、固形分から十
分に抽出を行うことができる。

【００２７】（３）請求項３記載の有機塩素化合物を含
有する固形物の無害化処理方法によれば、抽出工程にお
いて抽出槽内で前記粉末と有機溶媒とを撹拌するので、
両者を十分に混ぜ合わせて、粉末を有機溶媒に十分に分
散させ、効率的に有機塩素化合物の抽出を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る有機塩素化合物を含有する固形
物の無害化処理方法の一実施形態における実施設備を示
す結線図である。

【符号の説明】

１ 粗粉砕機 ２ 中粉砕機 ３ 微粉砕機 ４ 抽出槽 ５ 分離槽 ６ 水熱処理装置

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E191 BA12 BB00 BC01 BD11 4D004 AA31 AB06 AC04 BB03 CA04 CA13 CA15 CA34 CA39 CB13 CB21 CB41 CC03 CC04 CC12 4H006 AA02 AC13 AD16 AD17 BB31

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機塩素化合物を含有した固形物を無害
   化する処理方法であって、 前記固形物を粉砕して粉末にする粉砕工程と、 該粉砕工程後に前記粉末を抽出槽に入れるとともに該抽
   出槽に有機溶媒を添加する抽出工程と、 前記有機溶媒が添加された粉末を固体分と液体分とに分
   離する固液分離工程と、 前記粉砕工程、前記抽出工程または前記固液分離工程で
   前記粉末または前記液体分に水を加える水添加工程と、 前記固液分離工程後に前記液体分に水酸化ナトリウムを
   添加し高温高圧状態にして水熱反応を起こさせ前記有機
   塩素化合物を分解する水熱反応処理工程とを備えている
   ことを特徴とする有機塩素化合物を含有した固形物の無
   害化処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の有機塩素化合物を含有し
   た固形物の無害化処理方法において、 前記固液分離工程で分離した固体分の一部を前記抽出槽
   に戻すことを特徴とする有機塩素化合物を含有した固形
   物の無害化処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の有機塩素化合物
   を含有した固形物の無害化処理方法において、 前記抽出工程は、前記抽出槽内で前記粉末と前記有機溶
   媒とを撹拌することを特徴とする有機塩素化合物を含有
   した固形物の無害化処理方法。