JP2002233857A - 変圧器等のpcb含有絶縁油の全量無害化処理方法 - Google Patents
変圧器等のpcb含有絶縁油の全量無害化処理方法Info
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Abstract
険を防ぐために、トランス等の破壊、粉砕から始める洗
浄工程の全てを超臨界流体循環路内部にてなすとした従
来手段の非現実性を是正する。 【解決手段】 外気と完全に遮断した密封室内に設けた
水槽13の水中にて、PCB含有絶縁油抜き取り後のト
ランス・変圧器等を水中破砕したうえ、洗浄と金属や碍
子18と紙や繊維19と油分と水とに選別し、前記紙や
繊維19は超臨界流体循環管路で溶媒CO2を用いた抽
出システム27にて抽出し、叙上工程で集められたPC
B含有油は同じく超臨界流体循環路で酸化剤添加の超臨
界水酸化反応システム53にて、水・二酸化炭素・塩酸
に分解処理するとした。
Description
含有絶縁油の全量無害化処理方法に関する。
れず存在し、地球自転作用で両極に集まり河川、海域の
汚染はもとより、特に動物脂肪体内に蓄積となるトナカ
イやアザラシ、オットセイ等、又小魚から中型、大型
魚、そして最後は人間へと食物連鎖により体内へ蓄積さ
れることになり、大きな影響を与える。
聞にあっては、「日本人のダイオキシン類摂取量の約6
割を占めるコプラナーPCBの発生源として、約30年
前に使用が禁止されたPCB(ポリ塩化ビフェニール)
が大きな割合を占め、最近も減っていないことが、横浜
国立大学の益永茂樹教授(環境化学)らの研究で分っ
た。PCBはずさんな管理による紛失や漏出が指摘され
ているが、しらずに焼却してダイオキシン類の発生源と
なる警戒の必要性が出てきた。
で生成されるほか、工業製品絶縁材として使われたPC
Bに含まれ、発生源はこの2つが大半を占めるとみられ
る。
無害化処理の完遂が求められているところであり、20
00年6月には東京都知事の都内の保管中のものの処理
宣言もなされているが解決方法が確定していない状態で
ある。
環境安全課に於いて、「PCB混入機器等処理推進調査
検討委員会」京都大学名誉教授平岡正勝委員がリーダー
としてPCB処理基準等検討作業部会とPCB処理方策
基準等検討作業部会を組織して推進しているが、平成1
2年中間報告書に於いてPCB混入機器(トランス・変
圧器)部材の処理基準値0.5ppm以下の安全な処理
方法が確定していない現状が指摘されている。
た平成4年度の厚生省の調査結果によると、(財)電気
絶縁物処理協会の台帳に基づいた調査で、高圧トラン
ス、コンデンサの7%が、また昭和61年度の厚生省の
保管実態調査で保管が確認された感圧複写紙重量の4%
が、それぞれ不明・紛失とされている。企業では、廃
業、倒産あるいは担当者の異動の際の情報伝達の不足に
よる紛失や不適正処分のおそれがあり、また、保管施設
の劣化、地震や事故に伴う漏洩等によりPCBが環境中
へ放散されるおそれも拭いきれない。
していくとすると、環境への漏出を最小に押さえるため
に細心の注意が必要であり、このための人件責、施設保
管整備責、維持補修責等は大きな負担となり、しかも半
永久的に負担しなければならない。これは社会全体にと
っても無視できないコストである。しかも、現在使用中
のPCBも保管量の倍相当量にのぼるため、これらも次
々保管していく必要が生じてくるので、保管維持が中小
企業等にとってさらに困難になってくると予想される。
また、30年間も未解決状態であり今後の見通しが不鮮
明なまま保管をしていくことは、我々の世代に製造・利
用したものの後始末を後世代にまで押しつけることとな
り、世代間での責任の転嫁になることも厳粛に考えなけ
ればならない。
廃油及びPCB汚染物が廃棄物処理法に基づく特別管理
産業廃棄物に指定された、これらの規制・指導の結果、
トランス等からPCB含有油を抜き取った後の容器等の
処理については、高温焼却、又は溶剤洗浄が規定されて
いたが、現段階では高温焼却施設の設置が周辺環境の問
題で設置地区住民との合意を得ることが社会的に難しい
状況にあること、また、洗浄を行っても使用済の洗浄溶
剤が廃PCB等となり、現在これを完全に処理(高温焼
却)するための施設が地域住民の反対で出来ていない等
などから、PCB汚染容器等の処理は行われておらず、
これらを保有する事業者が各々保管してきているのが現
状である。この解決出来ない根幹原因はトランス・コン
デンサ等の内部電極部であり、PCB含有油の鉄芯につ
いての処理が極めて困難なためである。
中での細片化、冷却しての破砕、プレス変形等の、作業
者にとってPCB飛散のおそれある危険な作業とその後
のガス化PCBの凝縮、蒸留搭による抽出、蒸留装置に
よる抽出とPCB気化工程を有し、PCBガスの逸散の
危険で人の健康や環境周辺への影響が懸念される状況下
にある。
したり、作業者が直接把持したり接触することなく、安
全に有害物質を洗浄し、除去することを可能とした提案
が特開2000−61410号になされている。
に収納して洗浄槽3内に設置する。超臨界二酸化炭素4
と助溶剤5を洗浄槽3に供給して物品1に接触させるこ
とにより物品1を洗浄する。これにより物品1に含有し
ているPCBを除去する。物品1が密閉度の高いものに
ついては、装置6によって粉砕または破壊し、内部に超
臨界二酸化炭素4が浸入し易くする。洗浄後、洗浄槽3
から排出される超臨界二酸化炭素4中に含まれているP
CBの濃度を検出部7において検出し、洗浄状態を監視
する。また、この超臨界二酸化炭素4は分離器8に導か
れて臨界点以下に冷却、減圧されることにより通常の二
酸化炭素に戻り、PCBと分離される。このPCBは配
管9を通って有害物処理施設に搬送される、としたもの
である。なお、図中10は超臨界流体循環用圧縮装置、
11は減圧弁、12は有害物質取出口を夫々示す。
る物品を容器に収納して洗浄槽内に設置するようにした
ので、作業者が物品を直接把持したり接触することがな
く、安全に処理することができる。また、除去された有
害物質を洗浄槽外部の外気に接触させないで回収するよ
うにしているので、環境を汚染したりすることもない。
ようにしているので、内部に閉じ込められている有害物
質が飛散して作業者に付着したり、環境を汚染したりす
ることがなく、安全に処理することができ、特に密閉度
の高いトランス、安定器等の電気部品の洗浄に適用して
好適である、としている。
段にあっては、トランス等を洗浄槽2内にて破壊、粉
砕、洗浄すると共にこれから除去された有害物質を洗浄
槽外部の外気に接触させないので、既述のPCB飛散の
おそれとPCBガスの逸散の危険を防いでいる点は高く
評価されるものではあるが、耐圧容器の洗浄槽2(これ
だけでも大変)内に破壊装置である装置14を配備しな
ければならないという、過大な設備上の負担(超臨界流
体中に浸される機器は機材の劣化、潤滑油の溶出に対応
しなければならない)がある。
で、その目的とするところは、超臨界流体の閉塞循環シ
ステム内にて全ての処理をせんとする非現実的な理想に
とらわれることなく、各処理工程を現実的に達成し得る
範囲内で実現し、かつ、有効に活用して叙上の理想と同
等の効果を得ることのできる変圧器等のPCB含有絶縁
油の全量無害化処理方法を提供することにある。
B含有絶縁油の全量無害化処理方法は、外気と完全に遮
断した密封室内に設けた水槽において、PCB含有絶縁
油抜き取り後のトランス・変圧器等を当該水槽内に予め
配備の破砕機械でもって所定サイズにまで水中破砕した
後、当該破砕片を活性溶剤を添加の超音波洗浄と加熱対
流付加によって洗浄すると共に銅や鉄片金属・碍子とチ
ップ状木・紙・繊維とを浮遊選別し、オーバーフローの
油分表層皮膜水を分離フィルターを介して油分を回収
し、水は再利用に供するとした水槽処理の第1程と、上
記工程で得られた洗浄された銅や鉄片金属・碍子は再資
源化に付すと共にPCBを未だ含浸のチップ状木・紙・
繊維を、縦型に構成した超臨界流体循環管路の一方の縦
路下部に該管路の適宜部位に配設の充填口より充填の超
臨界流体CO2を加熱して低密度化する外部接触機器よ
りなる、リボイラー並びにその上位に更なる加熱で密度
勾配を高めるための外部接触機器よりなる超加熱器を配
し、他方の縦路途中にメッシュ体よりなる試料充填容器
並びにその上位に流体を冷却して高密度化する外部接触
機器よりなる冷却器を配し、さらに該管路下部に管路下
部の高密度化を促進させるため外部接触機器よりなる超
冷却器を配して、該リボイラー並びに超加熱器の加熱と
上記他方の縦路における冷却器並びに底部における超冷
却器によって生じる、密度差を駆動力として溶媒CO2
をベッセル内部で自動的に循環させ、当該循環による同
一溶媒の繰り返しの対試料接触にて完全な抽出をなし上
記管路の適宜部位より取り出す超臨界流体CO2を溶媒
とする抽出システムにて抽出処理して微量含浸絶縁油を
回収し、木・紙・繊維は再資源化に付する第2工程と、
前記第1、第2工程で回収の油分を合わせて、前記第2
工程における超臨界流体循環路に酸化剤と共に投入し、
超臨界水酸化反応の繰り返しにて、水・二酸化炭素・塩
酸に分解処理し、当該水は前記水槽に、二酸化炭素は前
記抽出システムに夫々リサイクルする第3工程とから成
るとしたものである。
らないが、この問題は容易にクリアーできる事項であ
り、困難性はない。
て、破砕、洗浄処理が通常の屋内施設をもってなし得
る。現実的である。
は、チップ化された紙・木並びに回収PCB油のみであ
り、なんら大型化を強いられることはない。
される。
全に遮断された密封室内に設けられた水槽を示し、PC
B含有絶縁油抜き取り後のトランス・変圧器を破砕する
ための破砕機14(2段構えの破砕とするのが好まし
い)とこれに連なる軽・重物選別路としての網状コンベ
アベルト15(金属等の重量破砕体は網目から下位のコ
ンベアベルト16上に落下)、さらに、当該ベルト1
5、16に連なる槽外取り出し用の傾斜水路17が収め
られている。
溶剤添加の超音波洗浄装置と上昇対流形成用の加熱(P
CBガス化に至らない低温)装置とが付設される(図示
省略)。
路17通過中に洗浄されると共に重量差選別で分けられ
る(銅や鉄片金属・碍子18は沈降して、チップ状木・
紙・繊維19は上昇浮遊して)。
0ではメッシュ板21を介して油水のみが導引され、油
分離器22を介して、水と油に分けられる。
状木等19回収部18a、19aにも設置される。該回
収部18aにて回収の銅等18は再資源化に供される。
タンク23に、水25はポンプ26を介して槽13に再
投入される。
屋内での作業であることによる完全にPCBの飛散とP
CBガスの逸散とPCBガスの逸散とを防止した、超臨
界流体の閉塞循環システム系外の洗浄システムを実現し
た。
界流体抽出システム27に投入される。
る。
の高性能抽出システムで、CO2を溶媒として完全なる上
記絶縁油抽出をなすとしたものである。
圧管路29を収容の小型のキャビネットを示し、主要機
器は当該キャビネット28内に設置される。先ず、一方
の縦路29aの下部には外部接触機器のリボイラー3
0、その上位に同じく外部接触機器の超加熱器31が配
され、それぞれの加熱体30a、31aは温度制御器3
2、33に接続されている。
は熱電対34、35が取り付けられている。管路29の
上部にはシステム圧力を検出するための電気センサー3
6が配置され、計測器37によりモニターされ、また、
近くに配置の破裂板38によって安全運転圧力の管理が
なされるものとなっている。
るステンレススチール等で作製のメッシュ体よりなる試
料充填容器39(抽出カラム)が配される。当該抽出カ
ラムには熱電対40が配される。当該抽出カラムの上位
には冷却ユニット41に連絡の外部接触機器よりなる冷
却器42が配される。さらに、該リボイラー30の手前
に位置する管路29の下部には冷却ユニット43に連絡
の外部接触機器よりなる超冷却器44が配される。
45、46を有した分析管47が配されている。図示例
では抽出カラムの下位に溶媒充填口48が設けられ、下
流には熱電対49が配されている。叙上システムはコン
ピューター50により既述の諸計器からの温度、圧力デ
ータを用いて、加熱、冷却制御することで、管路29に
計算上の流量を与えることができる。当該コンピュータ
ー50は、キーボード、モニター、指示デバイスを持つ
ことが望ましい、なぜなら入力データの表示及び抽出の
進捗状況が把握されるからである。
等の絶縁油含浸物を試料充填容器39に収めるとした。
同一溶媒の繰り返しの対試料(フロック)接触にて究極
の絶縁油の抽出をなし遂げる。
による。
のような分子間力が作用しているかで決まる。分子間に
働く引力はクローン力、電荷移動力、水素結合力、及び
vander Waals力に分類される。さらに、van der Waals
力は電子の運動による瞬間的な電荷分布の偏りに基づく
分散力、及び分子内での電子の偏在に基づく永久双極子
間に働く配向力と永久双極子とそれによって引き起こさ
れた誘起双極子間に働く誘起力に分けられる。CO2は分
散力のみが重要な無極性物質であり、309.2Kと室
温近辺に臨界温度を有する常温常圧で気体で、液体ある
いは高密度に圧縮した超臨界状態では無極性あるいは弱
極性の親油性物質を溶解するが、極性の大きな物質はほ
とんど溶解しない。
は、無害でもあるCO2を溶媒とするのが最適なためであ
る。
出にて絶縁油51を取り出すことで抽出工程が完了す
る。
全な抽出を達成する。
は万全である。
B油を抽出除去されたチップ状木等19′は再資源化に
供される。
らのものも当部のトランス・変圧器から抜き取りの油も
集められていて、超臨界水酸化反応システム53に投入
される。
界流体循環高圧管路29を用いており、図2と同一構成
部については同一符号を付す。
臨界水酸化システム53に接続しており、55は該管路
34途中でオイルに合流する過酸化水素等の酸化剤のタ
ンク、56は該システム53手前に配した該オイルと水
溶媒とを圧送するポンプである。
けられており、チェック並びに取り出しがなされる。
ウェイではなく循環路中でなされるので、超臨界水の接
触チャンスは非常に高く完全反応が期し得る。
処理を確実に達成する。
100倍もの水分子がイオンに解離している。
果が付与されることになり、塩素含有 有機物はアルカ
リ状態で脱塩素されることから、高温高圧水自体のアル
カリ触媒効果により、ダイオキシン類の塩素が脱塩素さ
れ、過酸化水素等を加え短時間で反応させ有機塩素化合
物は完全に分解され、PCB含有油は水・二酸化炭素・塩
酸に周知の如く分解される。
利用され、二酸化炭素58は該抽出システム27に供さ
れる。
一切害物を出すことがない。
で、PCB分離、完全無害化処理において絶対的な信頼
性を有する超臨界流体での処理を何ら無理な設計負担を
強いることなく、PCB分離阻止とPCBガスの逸散阻
止とを達成しつつ実現しており、当該分野において極め
て有意義である。さらに、処理生成物の全てを完全に利
用し尽くしていて、害を与えることがない。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 外気と完全に遮断した密封室内に設けた
水槽において、PCB含有絶縁油抜き取り後のトランス
・変圧器等を当該水槽内に予め配備の破砕機械でもって
所定サイズにまで水中破砕した後、当該破砕片を活性溶
剤を添加の超音波洗浄と加熱対流付加によって洗浄する
と共に銅や鉄片金属・碍子とチップ状木・紙・繊維とを
浮遊選別し、オーバーフローの油分表層皮膜水を分離フ
ィルターを介して油分を回収し、水は再利用に供すると
した水槽処理の第1程と、上記工程で得られた洗浄され
た銅や鉄片金属・碍子は再資源化に付すと共にPCBを
未だ含浸のチップ状木・紙・繊維を、縦型に構成した超
臨界流体循環管路の一方の縦路下部に該管路の適宜部位
に配設の充填口より充填の超臨界流体CO2を加熱して
低密度化する外部接触機器よりなる、リボイラー並びに
その上位に更なる加熱で密度勾配を高めるための外部接
触機器よりなる超加熱器を配し、他方の縦路途中にメッ
シュ体よりなる試料充填容器並びにその上位に流体を冷
却して高密度化する外部接触機器よりなる冷却器を配
し、さらに該管路下部に管路下部の高密度化を促進させ
るため外部接触機器よりなる超冷却器を配して、該リボ
イラー並びに超加熱器の加熱と上記他方の縦路における
冷却器並びに底部における超冷却器によって生じる、密
度差を駆動力として溶媒CO2をベッセル内部で自動的
に循環させ、当該循環による同一溶媒の繰り返しの対試
料接触にて完全な抽出をなし上記管路の適宜部位より取
り出す超臨界流体CO2を溶媒とする抽出システムにて
抽出処理して微量含浸絶縁油を回収し、木・紙・繊維は
再資源化に付する第2工程と、前記第1、第2工程で回
収の油分を合わせて、前記第2工程における超臨界流体
循環路に酸化剤と共に投入し、超臨界水酸化反応の繰り
返しにて、水・二酸化炭素・塩酸に分解処理し、当該水
は前記水槽に、二酸化炭素は前記抽出システムに夫々リ
サイクルする第3工程とから成るとしたことを特徴とす
る変圧器等のPCB含有絶縁油全量無害化処理方法。
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