JP2003094033A - 有害物質含有土壌の処理システム - Google Patents
有害物質含有土壌の処理システムInfo
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Abstract
された有害物質を含有する土壌等を無害化する有害物質
含有土壌の処理システムを提供する。 【解決手段】 有害成分を含有する土壌を無害化するシ
ステムであって、有害物質含有土壌等11を真空加熱乾
燥する真空加熱乾燥炉12と、該真空加熱乾燥炉12か
ら排出されるガス状の有害物質13を水熱酸化分解する
水熱酸化分解処理装置14とを具備する。
Description
イオキシン類等の有害物質に汚染された有害物質を含有
する土壌等を無害化する有害物質含有土壌の処理システ
ムに関する。
炉,汚泥焼却炉等の各種焼却炉から排出される排ガス中
には、窒素酸化物の他、ダイオキシン類やPCB類に代
表される有害なハロゲン化芳香族化合物、高縮合度芳香
族炭化水素、環境ホルモン等の有害物質が含有され、該
ガスが付近の土壌(水田,畑地)を汚染する場合には、
人体や動植物に被害をもたらし、自然環境を破壊するも
のとして、深刻な社会問題化している。
場近傍にはそれによる汚染侵出水により、土壌が汚染さ
れる場合がある。
工場排水等による長期間に堆積された汚染物で有害物質
が含有されている場合もある。
ロ,土壌等に含有する有害物質を簡易且つ迅速に分解処
理する有害物質含有土壌の処理システムを提供すること
を課題とする。
第1の発明は、有害成分を含有する土壌を無害化するシ
ステムであって、有害物質含有土壌等を真空加熱乾燥す
る真空加熱乾燥炉と、該真空加熱乾燥炉から排出される
ガス状の有害物質を水熱酸化分解する水熱酸化分解処理
装置とを具備することを特徴とする有害物質含有土壌の
処理システムにある。
真空加熱炉から排出されるガス状の有害物質を吸着する
吸着手段と、該有害物質を吸着した吸着剤を粉砕する粉
砕手段とを具備し、粉砕物を上記水熱酸化分解処理装置
で分解処理することを特徴とする有害物質含有土壌の処
理システムにある。
真空加熱炉から排出されるガス状の有害物質を溶剤に吸
着する溶剤吸収槽を具備し、溶剤を上記水熱酸化分解処
理装置で分解処理することを特徴とする有害物質含有土
壌の処理システムにある。
酸化分解装置が、有害物質を分解処理する処理設備が、
加熱・加圧された反応塔内において炭酸ナトリウム(N
a2CO3 )の存在下、有機ハロゲン化物の脱ハロゲン
化反応および酸化分解反応により塩化ナトリウム(Na
Cl)、二酸化炭素(CO2)等に分解させることを特
徴とする有害物質含有土壌の処理システムにある。
水熱酸化分解装置が、筒形状の一次反応塔と、油又は有
機溶媒,有機ハロゲン化物,水(H2O)及び水酸化ナ
トリウム(NaOH)の各処理液を加圧する加圧ポンプ
と、上記一次反応塔に酸化剤を供給する供給手段と、当
該水を予熱する予熱器と、配管を螺旋状に巻いた構成の
二次反応塔と、二次反応塔からの処理液を冷却する冷却
器と、処理液を気液分離する気液分離手段と、減圧弁と
を備えてなることを特徴とする有害物質含有土壌の処理
システムにある。
真空加熱炉から排出されるガス状の有害物質を上記酸化
剤を供給するラインに供給することを特徴とする有害物
質含有土壌の処理システムにある。
水熱酸化分解装置から排出されるCO2 主体の排ガスを
真空加熱炉に供給することを特徴とする有害物質含有土
壌の処理システムにある。
真空加熱炉が、汚染土壌を搬送する搬送ベルトと、該ベ
ルトを覆い不活性ガス雰囲気中で真空加熱処理をする加
熱炉本体と、該炉本体からガス状の有害物質を水熱酸化
分解装置へ導入する排出ラインとを具備することを特徴
とする有害物質含有土壌の処理システムにある。
加熱炉本体に内部の有害物質を計測する計測手段を具備
することを特徴とする有害物質含有土壌の処理システム
にある。
記真空加熱炉に供給する有害物質含有土壌等を乾燥する
乾燥手段を具備することを特徴とする有害物質含有土壌
の処理システムにある。
説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定される
ものではない。
にかかる有害物質含有土壌の処理システムの概略を示
す。図1に示すように、本実施の形態にかかる有害物質
含有土壌の処理システムは、有害成分を含有する土壌を
無害化するシステムであって、有害物質含有土壌等11
を真空加熱乾燥する真空加熱乾燥炉12と、該真空加熱
乾燥炉12から排出されるガス状の有害物質13を水熱
酸化分解する水熱酸化分解処理装置14とを具備するも
のである。上記真空加熱乾燥炉での乾燥条件は土壌中に
含有される有害物質の種類により左右されるが、例えば
有害物質としてPCBやダイオキシン類等を含む場合に
は、例えば400℃,−700mmHg程度とすればよ
い。
乾燥によりガス状態で土壌中から追い出し、その後ガス
状態の有害物質を水熱酸化分解処理装置120で処理す
ることで完全処理をすることができ、無害化した処理済
土壌15を得ることができる。
地の耕作土壌、宅地土壌、低質土壌、港,河川堆積土壌
であるヘドロ、廃棄物埋め立て地近傍の土壌等の各種有
害物質に汚染され、自然治癒力では回復不能な土壌を例
示することができるが、本発明はこれらに限定されるも
のではなく、有害物質に汚染されている土壌であればい
ずれのものでも処理が可能である。
に供給する有害物質含有土壌等11を予め乾燥する乾燥
手段15を具備している。上記乾燥手段15としては、
例えば流動層乾燥炉、風乾燥炉等を例示することができ
るが、本発明はこれらに限定されるものではなく、土壌
やヘドロ等を効率よく乾燥する乾燥手段であれば公知の
乾燥手段を用いることができる。ここで、乾燥度合いは
水分含量で5〜10%程度とすることが望ましい。これ
は、10%以上含水していると、真空加熱炉での加熱効
率が低下し、望ましくないからである。
図3に示す。図3に示すように、本実施の形態にかかる
真空加熱炉12は、汚染土壌11を搬送する搬送ベルト
21と、該ベルト21を覆い不活性ガス22雰囲気中で
真空加熱処理をする加熱炉本体23と、該炉本体23か
らガス状の有害物質13を水熱酸化分解装置120へ導
入する排出ライン24とを具備するものであり、連続し
て土壌を無害化処理するようにしている。
の有害物質の濃度を計測する計測手段25が設けられて
おり、炉本体内の有害物質の濃度を監視するようにして
いる。これにより、土壌中の有害物質の気化され、排出
ライン24で水熱酸化分解処理装置120へ送られた場
合には、土壌が無害化されたことが判明する。
水熱分解処理装置120は、加熱・加圧された反応塔内
において炭酸ナトリウム(Na2 CO3 )の存在下、有
害物質である例えば有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反
応および有機物の酸化分解反応により塩化ナトリウム
(NaCl)、二酸化炭素(CO2)等に分解させる水
熱酸化分解装置を例示することができるが、本発明はこ
れに限定されるものではない。
す。なお、本実施の形態では、有害物質としてPCBや
ダイオキシン類等の有機ハロゲン化物に汚染された土壌
を処理する場合について説明する。
0は、サイクロンセパレータ121を併設した筒形状の
一次反応器122と、PCB(又はダイオキシン類)等
の有機ハロゲン化物のガス状有害物質13を一次反応器
122内へ供給するガス圧送設備140と、油(又は有
機溶剤)、PCB、水(H2O)および水酸化ナトリウ
ム(NaOH)の各処理液123a〜123dを加圧し
て一次反応器122へ供給する加圧ポンプ124と、当
該水を予熱する熱交換器125と、配管を螺旋状に巻い
た構成の二次反応器126と、冷却器127および減圧
弁128とを備えてなるものである。また、減圧弁12
7の下流には、気液分離器129、活性炭槽130が配
置されており、排ガス(CO2 )131は煙突132か
ら外部へ排出され、排水(H2 O,NaCl)133は
放出タンク134に溜められ、別途必要に応じて排水処
理される。この水熱酸化分解装置では、ガス状の有害物
質13のみならず、別途抜き出したPCBを含有するト
ランス又はコンデンサ油を同時に処理する場合について
説明する。
B123b、NaOH123c及びH2O123dの各
処理液は各処理液タンク135a,135c,135d
から配管136a〜d及びエジェクタ137を介してそ
れぞれ導入される。また、酸素(O2 )等の酸化剤は高
圧酸素供給設備138により供給され、供給配管139
は、一次反応器122に対して直結されている。なお、
油(又は有機溶剤)を入れるのは、特に高濃度のPCB
の分解反応促進のためと、分解装置120の起動時にお
いて反応温度を最適温度まで昇温させるためである。
る加圧により一次反応器122内は、26MPaまで昇
圧される。また、熱交換器125は、H2Oを300℃
程度に予熱する。また、一次反応器122内には酸素が
噴出しており、内部の反応熱により380℃〜400℃
まで昇温する。サイクロンセパレータ121は、一次反
応器122内で析出したNa2CO3の結晶粒子の大きな
ものを分離し、Na2CO3の微粒子を二次反応器126
に送る。このサイクロンセパレータ121の作用によ
り、二次反応器126の閉塞が防止される。この段階ま
でに、PCB(ダイオキシン類)等は、脱塩素反応およ
び酸化分解反応を起こし、NaCl、CO2およびH2O
に分解されている。つぎに、冷却器127では、二次反
応器126からの流体を100℃程度に冷却すると共に
後段の減圧弁128にて大気圧まで減圧する。そして、
気液分離器129によりCO2および水蒸気と処理液と
が分離され、CO2および水蒸気は、活性炭槽130を
通過して環境中に排出される。なお、上記サイクロンセ
パレータ121は必要に応じて設けるようにすればよ
い。
120から排出される排ガスを真空加熱炉12に供給
し、不活性ガスの代替としている。すなわち、水熱分解
処理装置からの排ガス131はその組成がCO2 :95
%、CO,N2 :4%、O2 :1%とほとんど不活性成
分のCO2 が主体であるからである。
ス又はコンデンサ油からのPCB123b及びガス状の
有機ハロゲン化物13等の有害物質を同時に並行して処
理することで、脱塩素化されビフェニル((C6 H5 )
2 )等の脱塩素化物とされ、該ビフェニルが酸化剤等の
作用によりCO2 、H2 O等へと完全無害化がなされて
いる。
給する高圧酸素供給設備138に供給して酸化剤である
酸素と共に一次反応塔122内に供給するようにしても
よい。これにより、不活性ガスとして処理装置120か
らの排ガス131を利用した場合には、O2 の再利用を
図ることもでき、効率的となる。
にかかる有害物質含有土壌の処理システムの概略図を示
す。図4に示すように、本実施の形態にかかる有害物質
含有土壌の処理システムは、上記真空加熱炉から排出さ
れるガス状の有害物質13を活性炭31で吸着する活性
炭吸着槽32と、該有害物質を吸着した活性炭31をス
ラリー33に粉砕する粉砕手段34とを具備するもので
ある。粉砕手段によるスラリー化は70μm程度とする
のが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではな
く、スラリーポンプの能力及び水熱分解装置での分解能
力に応じて適宜変更することができる。なお、本実施の
形態では吸収剤として活性炭を例示したが、本発明はこ
れに限定されず、有害物質を効率よく吸着するものであ
れば、活性炭に限定されるものではない。
性炭を粉砕してスラリー33としたものは一時的にタン
ク150に貯蔵されている。図5に示すように、水熱酸
化分解装置120は、サイクロンセパレータ121を併
設した筒形状の一次反応器122と、PCB(又はダイ
オキシン類)等の有機ハロゲン化物を吸着した吸着剤の
スラリー33と、油(又は有機溶剤)、水(H2O)お
よび水酸化ナトリウム(NaOH)の各処理液123
a、123c、123dを加圧して一次反応器122へ
供給する加圧ポンプ124と、当該水を予熱する熱交換
器125と、配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器1
26と、冷却器127および減圧弁128とを備えてな
るものである。
の有機ハロゲン化物13等を吸着した吸着剤の粉砕物で
あるスラリー33を分解処理することで、脱塩素化され
ビフェニル((C6 H5 )2 )等の脱塩素化物とされ、
該ビフェニルが酸化剤等の作用によりCO2 、H2 O等
へと完全無害化がなされている。
にかかる有害物質含有土壌の処理システムの概略図を示
す。図6に示すように、本実施の形態にかかる有害物質
含有土壌の処理システムは、上記真空加熱炉から排出さ
れるガス状の有害物質13を溶剤41で吸着する溶剤吸
着槽42を設けており、該有害物質を吸収した溶剤41
を水熱酸化分解処理装置120へ供給することで水熱分
解処理するようにしている。
ン、イソプロピルアルコール、トルエン、メタノール等
の有害物質を容易に吸収することのできる有機溶剤を例
示することができるが、本発明はこれらに限定されず、
有害物質を容易に吸収することのできる溶剤であればこ
れに限定されるものではない。なお、有害物質を吸収し
た溶剤41は必要に応じて濃縮して、一部は回収して再
度吸収に利用するようにしてもよい。
の有機ハロゲン化物13等を吸収した有機溶剤を41を
分解処理することで、有機溶剤に溶解した有害物質が脱
塩素化されてビフェニル((C6 H5 )2 )等の脱塩素
化物とされ、該ビフェニルが酸化剤等の作用によりCO
2 、H2 O等へと完全無害化がなされている。
ば、有害成分を含有する土壌を無害化するシステムであ
って、有害物質含有土壌等を真空加熱乾燥する真空加熱
乾燥炉と、該真空加熱乾燥炉から排出されるガス状の有
害物質を水熱酸化分解する水熱酸化分解処理装置とを具
備するので、有害物質を迅速に除去して完全無害化した
土壌等とすることができる。
処理システムの概略図である。
置の概略図である。
である。
処理システムの概略図である。
置の概略図である。
処理システムの概略図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 有害成分を含有する土壌を無害化するシ
ステムであって、 有害物質含有土壌等を真空加熱乾燥する真空加熱乾燥炉
と、 該真空加熱乾燥炉から排出されるガス状の有害物質を水
熱酸化分解する水熱酸化分解処理装置とを具備すること
を特徴とする有害物質含有土壌の処理システム。 - 【請求項2】 請求項1において、 上記真空加熱炉から排出されるガス状の有害物質を吸着
する吸着手段と、該有害物質を吸着した吸着剤を粉砕す
る粉砕手段とを具備し、粉砕物を上記水熱酸化分解処理
装置で分解処理することを特徴とする有害物質含有土壌
の処理システム。 - 【請求項3】 請求項1において、 上記真空加熱炉から排出されるガス状の有害物質を溶剤
に吸着する溶剤吸収槽を具備し、溶剤を上記水熱酸化分
解処理装置で分解処理することを特徴とする有害物質含
有土壌の処理システム。 - 【請求項4】 請求項1において、 水熱酸化分解装置が、有害物質を分解処理する処理設備
が、加熱・加圧された反応塔内において炭酸ナトリウム
(Na2 CO3 )の存在下、有機ハロゲン化物の脱ハロ
ゲン化反応および酸化分解反応により塩化ナトリウム
(NaCl)、二酸化炭素(CO2)等に分解させるこ
とを特徴とする有害物質含有土壌の処理システム。 - 【請求項5】 請求項4において、 上記水熱酸化分解装置が、筒形状の一次反応塔と、油又
は有機溶媒,有機ハロゲン化物,水(H2O)及び水酸
化ナトリウム(NaOH)の各処理液を加圧する加圧ポ
ンプと、上記一次反応塔に酸化剤を供給する供給手段
と、当該水を予熱する予熱器と、配管を螺旋状に巻いた
構成の二次反応塔と、二次反応塔からの処理液を冷却す
る冷却器と、処理液を気液分離する気液分離手段と、減
圧弁とを備えてなることを特徴とする有害物質含有土壌
の処理システム。 - 【請求項6】 請求項5において、 上記真空加熱炉から排出されるガス状の有害物質を上記
酸化剤を供給するラインに供給することを特徴とする有
害物質含有土壌の処理システム。 - 【請求項7】 請求項5において、 上記水熱酸化分解装置から排出されるCO2 主体の排ガ
スを真空加熱炉に供給することを特徴とする有害物質含
有土壌の処理システム。 - 【請求項8】 請求項1において、 上記真空加熱炉が、汚染土壌を搬送する搬送ベルトと、
該ベルトを覆い不活性ガス雰囲気中で真空加熱処理をす
る加熱炉本体と、該炉本体からガス状の有害物質を水熱
酸化分解装置へ導入する排出ラインとを具備することを
特徴とする有害物質含有土壌の処理システム。 - 【請求項9】 請求項9において、 上記加熱炉本体に内部の有害物質を計測する計測手段を
具備することを特徴とする有害物質含有土壌の処理シス
テム。 - 【請求項10】 請求項1において、 上記真空加熱炉に供給する有害物質含有土壌等を乾燥す
る乾燥手段を具備することを特徴とする有害物質含有土
壌の処理システム。
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