JP2004016914A - 有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステム - Google Patents
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Abstract
【目的】汚染土壌内の有機塩素化合物を確実かつ短期間に分解除去する。
【構成】本発明に係る有機塩素化合物の処理装置１は、有機塩素化合物を含む汚染水５が貯留される貯留槽２と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極としての陽極３ａ及び陰極３ｂと、これらの陽極３ａ及び陰極３ｂに電気接続された電源４とから概ね構成してあるが、陽極３ａに対向する陰極３ｂの側には、透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂを該陰極３ｂに隣接配置してある。電極３ｂ及びそれに隣接配置された多孔質導電体６ｂと電極３ａは、貯留槽２内が３つの空間９ａ，９ｂ，９ｃに仕切られるように配置してあり、最下流側の空間９ｃには水中ポンプ１１を設置するとともに該水中ポンプの吐出側に循環用配管１２を接続し、該循環用配管の先端を最上流側の空間９ａの上方あるいは該空間内に位置決めしてある。
【選択図】 図１
【構成】本発明に係る有機塩素化合物の処理装置１は、有機塩素化合物を含む汚染水５が貯留される貯留槽２と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極としての陽極３ａ及び陰極３ｂと、これらの陽極３ａ及び陰極３ｂに電気接続された電源４とから概ね構成してあるが、陽極３ａに対向する陰極３ｂの側には、透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂを該陰極３ｂに隣接配置してある。電極３ｂ及びそれに隣接配置された多孔質導電体６ｂと電極３ａは、貯留槽２内が３つの空間９ａ，９ｂ，９ｃに仕切られるように配置してあり、最下流側の空間９ｃには水中ポンプ１１を設置するとともに該水中ポンプの吐出側に循環用配管１２を接続し、該循環用配管の先端を最上流側の空間９ａの上方あるいは該空間内に位置決めしてある。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トリクロロエチレンなどの有機塩素化合物を無害化するための処理方法及び装置並びにシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場跡地内の土壌には、発ガン性物質であるトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの有機塩素化合物が含まれていることがあり、このような土壌をそのまま放置すると地下水等を介して有機塩素化合物が環境に拡散するおそれがある。そのため、このような汚染土壌に対しては所定の浄化処理を行なねばならない。
【０００３】
一方、最近では、微生物の活性を利用して環境中の汚染物質を分解無害化する技術、すなわちバイオレメディエーションの研究が進んできており、上述したような汚染土壌への適用も研究されるようになってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような微生物を利用した汚染物質の処理方法は、少なくとも実験室レベルでは十分な成果が確認されており、現実的な対応についても今後大いに期待されるところである。
【０００５】
しかしながら、土質状況によっては、分解菌の活性を十分上げることができず、該汚染土内の汚染物質を分解するのに長時間を要したり、場合によっては微生物分解自体が実質的に不可能になるという問題が懸念される。
【０００６】
また、汚染土に生石灰を混合することで、汚染土内に含まれている水分と生石灰との化学反応に伴う水和熱を発生させ、かかる水和熱を利用して汚染物質である有機塩素化合物を気化処理する方法も検討開発されている（特開平７−２７５８３７号公報参照）が、かかる方法では、汚染土が生石灰により強アルカリ性となり、埋め戻した後でアルカリ成分が地下水等に拡散したり生態系に悪影響を及ぼすといった事態が懸念される。
【０００７】
さらには、汚染土壌から土壌内空気を吸引したり土壌内地下水を揚水する方法、汚染土壌を高温に加熱する方法、鉄粉の還元作用を利用した方法などがあるが、空気吸引若しくは地下水揚水は、長時間を要するとともにその間に設備の維持にコストがかかる、高温加熱方法は土壌の生態系に悪影響を残す、鉄粉による還元方法は適用できる状況に制約が大きいなどの問題をそれぞれ生じていた。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、処理済みの土壌に悪影響を残すことなく確実かつ短期間に有機塩素化合物を除去処理可能な有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は請求項１に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水に一対の電極を対向配置し、該電極間に通電することによって前記有機塩素化合物を電気分解する有機塩素化合物の処理方法において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性及び吸着性を有する多孔質導電体を隣接配置し、該多孔質導電体に前記汚染水を繰り返し通水して前記有機塩素化合物を吸着させた後、前記電極間に通電を行うものである。
【００１０】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は請求項２に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水に一対の電極を対向配置し、該電極間に通電することによって前記有機塩素化合物を電気分解する有機塩素化合物の処理方法において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体で構成し、該多孔質導電体に前記汚染水を繰り返し通水して前記有機塩素化合物を吸着させた後、前記電極間に通電を行うものである。
【００１１】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は、前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成したものである。
【００１２】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理装置は請求項４に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理装置において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性及び吸着性を有する多孔質導電体を隣接配置し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたものである。
【００１３】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理装置は請求項５に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理装置において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体で構成し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたものである。
【００１４】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理装置は、前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成したものである。
【００１５】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは請求項７に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌内に埋設された集水手段と、該集水手段に集水された汚染水を揚水する揚水ポンプと、揚水された汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性及び吸着性を有する多孔質導電体を隣接配置し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたものである。
【００１６】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは請求項８に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌内に埋設された集水手段と、該集水手段に集水された汚染水を揚水する揚水ポンプと、揚水された汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体で構成し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたものである。
【００１７】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは、前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成したものである。
【００１８】
本発明に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理装置並びに処理システムにおいては、まず、透水性及び吸着性を有する多孔質導電体に汚染水を繰り返し通水する。
【００１９】
このようにすると、汚染水との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体の構造上、汚染水に含まれる有機塩素化合物は、多孔質導電体に効率よく吸着される。
【００２０】
このような多孔質導電体への汚染水の通水は、汚染水循環手段を用いて必要な回数だけ繰り返し行う。
【００２１】
なお、多孔質導電体は、電極に隣接配置され又はそれ自体が電極として構成してあるが、前者の場合、電極が透水性を有する必要はない。通水方向を適宜選択すれば、電極に通水阻害されないよう、多孔質導電体に汚染水を通水させることは可能だからである。
【００２２】
多孔質導電体に有機塩素化合物を所望の程度まで吸着させたならば、次に、一対の電極間に通電する。
【００２３】
このようにすると、多孔質導電体が電極に隣接配置され又は電極として構成してあるため、多孔質導電体に吸着していたトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、酸化還元反応によって無害物質に分解される。例えば、陰極側での還元反応であれば、塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解される。そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【００２４】
一方、かかる通電により、多孔質導電体に吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体はリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。そのため、多孔質導電体を交換する必要がなくなる。
【００２５】
多孔質導電体を電極に隣接するにあたっては、一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に隣接配置すればよく、陰極及び陽極の両方に隣接配置してもよいし、いずれか一方でもよい。また、配置形態は任意であり、電極を取り囲むように配置してもよいし、他方の電極に対向する側だけに配置するようにしてもよい。なお、ここでいう隣接配置とは、通電可能なように相互に接触させて配置するという意味であることは言うまでもない。
【００２６】
多孔質導電体で電極を構成するにあたっても、一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を多孔質導電体で構成すればよく、陰極及び陽極の両方を多孔質導電体で構成してもよいし、いずれか一方だけを多孔質導電体で構成してもよい。
【００２７】
多孔質導電体は、透水性と吸着性を有する限り、どのように構成するかは任意であり、多孔質構造をどのように構成するか、多孔質材料として何を選択するか、あるいは全体の透水係数や厚みをどの程度に設定するかは、対象となる有機塩素化合物の濃度や汚染水の通水速度等を考慮して適宜定めればよい。
【００２８】
かかる多孔質導電体は、例えば紛状、粒状、フレーク状、破砕状といったさまざまな形状の導電体を集合させて構成することが可能であり、特に、所定の収容体に導電性粒子を充填して構成すれば、電極面で発生したガスをスムーズに遊離排出することができる。
【００２９】
この場合、構成単位である導電性粒子の粒径やそれらの間隙をどのようにするかは、やはり上述したと同様の観点で適宜定めればよい。
【００３０】
多孔質材料としては、吸着性の観点で活性炭を採用するのが望ましい。
【００３１】
本発明に係る処理装置及び処理システムにおける汚染水循環手段は、貯留槽内に設置された水中ポンプと該水中ポンプの吐出側に接続された循環用配管とで構成することができる。この場合、水中ポンプへの吸引力と循環用配管の先端からの吐出力とによって、汚染水の循環経路が形成されるので、該循環経路に沿って上述した多孔質導電体を配置すればよい。
【００３２】
また、本発明に係る処理システムの集水手段としては、例えば、トレンチ状の掘削溝や、円筒状の有底多孔管を採用することが考えられる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
（第１実施形態）
【００３５】
図１は、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置を示した概念図である。同図でわかるように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置１は、有機塩素化合物を含む汚染水５が貯留される貯留槽２と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極としての陽極３ａ及び陰極３ｂと、これらの陽極３ａ及び陰極３ｂに電気接続された電源４とから概ね構成してあるが、陽極３ａに対向する陰極３ｂの側には、透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂを該陰極３ｂに隣接配置してある。
【００３６】
ここで、陽極３ａ、陰極３ｂについても例えば導電体に多数の透水孔を穿孔したり導電体を網目状に形成することで透水性を有するように構成してある。
【００３７】
陰極３ｂ及びそれに隣接配置された多孔質導電体６ｂと陽極３ａは、貯留槽２内が３つの空間９ａ，９ｂ，９ｃに仕切られるように配置してあり、最下流側の空間９ｃには水中ポンプ１１を設置するとともに該水中ポンプの吐出側に循環用配管１２を接続し、該循環用配管の先端を最上流側の空間９ａの上方あるいは該空間内に位置決めしてある。
【００３８】
かかる水中ポンプ１１及び循環用配管１２は、水中ポンプ１１への吸引力と循環用配管１２の先端からの吐出力とによって、汚染水５の循環経路（同図破線と実線で示した矢印）が形成されることとなり、貯留槽２内の汚染水を多孔質導電体６ｂに繰り返し通水させるための汚染水循環手段を構成する。
【００３９】
したがって、多孔質導電体６ｂは、該循環経路に沿って配置すればよい。
【００４０】
一方、貯留槽２には最上流側の空間９ａに連通するように供給管７を接続してあり、該供給管を介して汚染水を貯留槽２に流入させることができるとともに、最下流側の空間９ｂに連通するように排水管８を接続してあり、該排水管を介して被処理水を排水することができるようになっている。
【００４１】
ここで、排水管８にはバルブ１０を介在させてあり、該バルブを閉じることによって貯留槽２内の汚染水５を上述した汚染水循環手段によって循環させることができるようになっている。
【００４２】
陽極３ａ及び陰極３ｂは、陽極３ａと多孔質導電体６ｂとが例えば数ｃｍ〜数十ｃｍ離間するように配置し、電源４は、例えば１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加できるように構成しておくのがよい。
【００４３】
多孔質導電体６ｂは、透水性を有する収容体内に導電性粒子である活性炭を充填するとともに該活性炭が陰極３ｂに接触するように該電極に隣接配置してなり、かかる多孔質導電体６ｂは、陰極３ｂとの接触及び活性炭相互の相互接触により、全体が陰極３ｂと同様の電解機能を有するとともに、活性炭が粒子状であるため、該活性炭同士の間隙を介して水が通過できるようになっている。
【００４４】
活性炭は、例えば直径が５〜１０ｍｍ程度のものを用いることができる。
【００４５】
収容体は、例えば、活性炭の粒径よりも小さな大きさをメッシュサイズとする網目状プラスチック収容体で構成することができる。
【００４６】
本実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置１を用いて本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法を実施するには、まず、バルブ１０を閉じた状態にて有機塩素化合物が含まれた汚染水５を供給管７を介して貯留槽２内に流入させる。汚染水５は、例えば汚染土壌から揚水されたものや、工場内の洗浄に使った後の洗浄水などが対象となる。
【００４７】
次に、水中ポンプ１１を駆動することによって汚染水５を循環させながら、該汚染水を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂに繰り返し通水する。
【００４８】
このようにすると、汚染水５との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体６ｂの構造上、汚染水５に含まれる有機塩素化合物は、多孔質導電体６ｂに効率よく吸着される。
【００４９】
このような多孔質導電体６ｂへの汚染水５の通水は、汚染水循環手段である水中ポンプ１１及び循環用配管１２を用いて必要な回数だけ繰り返し行う。
【００５０】
多孔質導電体６ｂに有機塩素化合物を所望の程度まで吸着させたならば、次に、一対の電極３ａ，３ｂ間に例えば１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加して直流電流を通電する。
【００５１】
このようにすると、多孔質導電体６ｂが陰極３ｂに隣接配置され電気的に一体となっているため、多孔質導電体６ｂに吸着していたトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、多孔質導電体６ｂ表面の還元反応によって塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解される。そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【００５２】
一方、かかる通電により、多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体６ｂはリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。そのため、多孔質導電体６ｂを交換する必要がなくなる。
【００５３】
このように、汚染水５は、上述した循環工程や通電工程を経て有機塩素化合物の濃度が低下した被処理水へと変化するが、該循環工程や通電工程においては、汚染水５内の有機塩素化合物の初期濃度や多孔質導電体６ｂの吸着特性あるいはそれに応じた通電率の低下の程度等を考慮しながら、循環回数、通電時間、電圧等を適宜設定する。
【００５４】
なお、通電工程においては、通電量が増加すると、電気分解による有機塩素化合物の処理速度が速くなる反面、ジュール熱が発生してエネルギー効率が低下するとともに、発生熱による水温上昇によって有機塩素化合物が電気分解されずに気化し、気化ガスを処理するための設備が別途必要となる。
【００５５】
そのため、上述した通電作業を行うにあたっては、有機塩素化合物の気化が抑制される範囲で電気分解による処理速度ができるだけ向上するよう、電圧や電流の大きさ、通電時間等を適宜調整するのが望ましい。
【００５６】
多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されたならば、バルブ１０を開き、貯留槽２内の被処理水を排水管８から排水する。
【００５７】
以下、同様の処理をバッチ処理として繰り返す。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理装置１によれば、水中ポンプ１１を駆動することによって汚染水５を循環させながら、該汚染水を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂに繰り返し通水することで、汚染水５に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体６ｂに吸着させ、しかる後、一対の電極３ａ，３ｂ間に直流電流を通電するようにしたので、汚染水５との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体６ｂの構造上、汚染水５に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体６ｂに効率よく吸着させるとともに、かかる状態で通電を開始することにより、多孔質導電体６ｂに吸着していたトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物を塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解して無害化することが可能となる。なお、塩化物や炭化水素といった反応生成物は、いずれも無害であるので、特に回収する必要はないが、必要であれば、貯留槽２に蓋をした上、該貯留槽内のガスを吸引回収するようにしてもよい。
【００５９】
一方、かかる通電により、多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体６ｂはリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。
【００６０】
そのため、多孔質導電体６ｂを交換する必要がなくなり、ランニングコストを抑えた装置構成が可能となる。
【００６１】
本実施形態では、多孔質導電体３ｂを陰極３ｂだけに隣接配置したが、場合によっては陽極３ａにも、多孔質導電体３ｂと同様に多孔質導電体を隣接配置してかまわない。かかる場合には、陽極３ａに隣接配置した多孔質導電体にも有機塩素化合物を吸着させることができるとともに、該多孔質導電体に吸着した有機塩素化合物を酸化反応によって分解除去することが可能となる。
【００６２】
また、本実施形態では、水中ポンプ１１を最下流側の空間９ｃに配置したが、汚染水循環の目的は、多孔質導電体６ｂへの繰り返し通水にあるため、該水中ポンプを中央の空間９ｂに配置してもかまわない。
【００６３】
また、本実施形態では、陽極３ａを下流側に陰極３ｂを上流側に配置したが、逆の配置となってもよいことは言うまでもない。
【００６４】
また、本実施形態では、陰極３ｂに多孔質導電体６ｂを隣接配置するように構成したが、これに代えて陰極３ｂを省略し、電源４と多孔質導電体６ｂを直接接続するようにしてもよい。かかる構成においては、多孔質導電体６ｂ自体が陰極となる。
【００６５】
（第２実施形態）
【００６６】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
図２は、第２実施形態に係る有機塩素化合物の処理システムを示した全体図である。同図に示すように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理システム３１は、有機塩素化合物を含む汚染土壌３４内に埋設された集水手段としての掘削溝３３と、該掘削溝に集水された汚染水５を揚水する揚水ポンプ３２と、揚水された汚染水５が貯留される貯留槽２と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極としての陽極３ａ及び陰極３ｂと、これらの陽極３ａ及び陰極３ｂに電気接続された電源４とから概ね構成してあるが、第１実施形態と同様、陽極３ａに対向する陰極３ｂの側には、透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂを該陰極３ｂに隣接配置してある。
【００６８】
ここで、陽極３ａ、陰極３ｂについても例えば導電体に多数の透水孔を穿孔したり導電体を網目状に形成することで透水性を有するように構成してある。
【００６９】
陰極３ｂ及びそれに隣接配置された多孔質導電体６ｂと陽極３ａは、貯留槽２内が３つの空間９ａ，９ｂ，９ｃに仕切られるように配置してあり、最下流側の空間９ｃには水中ポンプ１１を設置するとともに該水中ポンプの吐出側に循環用配管１２を接続し、該循環用配管の先端を最上流側の空間９ａの上方あるいは該空間内に位置決めしてある。
【００７０】
かかる水中ポンプ１１及び循環用配管１２は、水中ポンプ１１への吸引力と循環用配管１２の先端からの吐出力とによって、第１実施形態と同様の汚染水５の循環経路が形成されることとなり、貯留槽２内の汚染水を多孔質導電体６ｂに繰り返し通水させるための汚染水循環手段を構成する。
【００７１】
したがって、多孔質導電体６ｂは、該循環経路に沿って配置すればよい。
【００７２】
一方、貯留槽２には、揚水ポンプ３２に接続された供給管７を最上流側の空間９ａに連通するように接続してあり、該供給管を介して汚染水５を貯留槽２に流入させることができるとともに、最下流側の空間９ｂに連通するように排水管８ａを接続してあり、該排水管を介して被処理水を排水することができるようになっている。
【００７３】
ここで、排水管８ａにはバルブ１０を介在させてあり、該バルブを閉じることによって貯留槽２内の汚染水５を上述した汚染水循環手段によって循環させることができるようになっている。
【００７４】
陽極３ａ、陰極３ｂ及び多孔質導電体６ｂについては、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００７５】
本実施形態に係る有機塩素化合物の処理システム３１を用いて本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法を実施するには、まず、汚染土壌３４内の地下水を掘削溝３３内に集水し、しかる後、揚水ポンプ３２を駆動することで掘削溝３３内に集水された汚染水５を供給管７を介して貯留槽２内の空間９ａに流入させる。このとき、バルブ１０は閉じておく。
【００７６】
揚水ポンプ３２は、掘削溝３３内への集水がスムーズに行われるよう、地下水位を考慮しながらその揚水速度を適宜調整する。なお、地下水位が低い場合には、必要に応じて地表から適宜散水すればよい。
【００７７】
次に、水中ポンプ１１を駆動することによって汚染水５を循環させながら、該汚染水を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂに繰り返し通水する。
【００７８】
このようにすると、汚染水５との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体６ｂの構造上、汚染水５に含まれる有機塩素化合物は、多孔質導電体６ｂに効率よく吸着される。
【００７９】
このような多孔質導電体６ｂへの汚染水５の通水は、汚染水循環手段である水中ポンプ１１及び循環用配管１２を用いて必要な回数だけ繰り返し行う。
【００８０】
多孔質導電体６ｂに有機塩素化合物を所望の程度まで吸着させたならば、次に、一対の電極３ａ，３ｂ間に例えば１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加して直流電流を通電する。
【００８１】
このようにすると、多孔質導電体６ｂが陰極３ｂに隣接配置され電気的に一体となっているため、多孔質導電体６ｂに吸着していたトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、多孔質導電体６ｂ表面の還元反応によって塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解される。そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【００８２】
一方、かかる通電により、多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体６ｂはリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。そのため、多孔質導電体６ｂを交換する必要がなくなる。
【００８３】
このように、汚染水５は、上述した循環工程や通電工程を経て有機塩素化合物の濃度が低下した被処理水へと変化するが、該循環工程や通電工程においては、汚染水５内の有機塩素化合物の初期濃度や多孔質導電体６ｂの吸着特性あるいはそれに応じた通電率の低下の程度等を考慮しながら、循環回数、通電時間、電圧等を適宜設定する。
【００８４】
なお、通電工程においては、通電量が増加すると、電気分解による有機塩素化合物の処理速度が速くなる反面、ジュール熱が発生してエネルギー効率が低下するとともに、発生熱による水温上昇によって有機塩素化合物が電気分解されずに気化し、気化ガスを処理するための設備が別途必要となるが、本実施形態では、汚染水５が汚染土壌３４から揚水された地下水であるため、電気伝導度は０．１〜０．３ｍＳ／ｃｍ程度であって電流値は小さく、したがって消費電力もわずかである。
【００８５】
多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されたならば、バルブ１０を開き、貯留槽２内の被処理水を排水管８から排水する。
【００８６】
以下、同様の処理をバッチ処理として繰り返す。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理システム３１によれば、第１実施形態と同様、水中ポンプ１１を駆動することによって汚染水５を循環させながら、該汚染水を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂに繰り返し通水することで、汚染水５に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体６ｂに吸着させ、しかる後、一対の電極３ａ，３ｂ間に直流電流を通電するようにしたので、汚染水５との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体６ｂの構造上、汚染水５に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体６ｂに効率よく吸着させるとともに、かかる状態で通電を開始することにより、多孔質導電体６ｂに吸着していたトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物を塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解して無害化することが可能となる。なお、塩化物や炭化水素といった反応生成物は、いずれも無害であるので、特に回収する必要はないが、必要であれば、貯留槽２に蓋をした上、該貯留槽内のガスを吸引回収するようにしてもよい。
【００８８】
一方、かかる通電により、多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体６ｂはリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。
【００８９】
そのため、多孔質導電体６ｂを交換する必要がなくなり、ランニングコストを抑えた装置構成が可能となる。
【００９０】
本実施形態では、多孔質導電体３ｂを陰極３ｂだけに隣接配置したが、場合によっては陽極３ａにも、多孔質導電体３ｂと同様に多孔質導電体を隣接配置してかまわない。かかる場合には、陽極３ａに隣接配置した多孔質導電体にも有機塩素化合物を吸着させることができるとともに、該多孔質導電体に吸着した有機塩素化合物を酸化反応によって分解除去することが可能となる。
【００９１】
また、本実施形態では、水中ポンプ１１を最下流側の空間９ｃに配置したが、汚染水循環の目的は、多孔質導電体６ｂへの繰り返し通水にあるため、該水中ポンプを中央の空間９ｂに配置してもかまわない。
【００９２】
また、本実施形態では、陽極３ａを下流側に陰極３ｂを上流側に配置したが、逆の配置となってもよいことは言うまでもない。
【００９３】
また、本実施形態では、陰極３ｂに多孔質導電体６ｂを隣接配置するように構成したが、これに代えて陰極３ｂを省略し、電源４と多孔質導電体６ｂを直接接続するようにしてもよい。かかる構成においては、多孔質導電体６ｂ自体が陰極となる。
【００９４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステムによれば、汚染水循環手段によって汚染水を循環させながら、該汚染水を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体に繰り返し通水することで、汚染水に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体に吸着させ、しかる後、一対の電極間に直流電流を通電するようにしたので、汚染水との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体の構造上、汚染水に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体６効率よく吸着させるとともに、かかる状態で通電を開始することにより、多孔質導電体に吸着していた有機塩素化合物を電気分解して無害化することが可能となる。
【００９５】
一方、かかる通電により、多孔質導電体に吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体はリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。そのため、多孔質導電体を交換する必要がなくなり、ランニングコストを抑えた装置構成が可能となる。
【００９６】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置を示した全体図。
【図２】第２実施形態に係る有機塩素化合物の処理システムを示した全体図。
【符号の説明】
１ 有機塩素化合物の処理装置
２ 貯留槽
３ａ，３ｂ 電極
４ 電源
５ 汚染水
６ｂ 多孔質導電体
３１ 有機塩素化合物の処理システム
３２ 揚水ポンプ
３３ 掘削溝（集水手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、トリクロロエチレンなどの有機塩素化合物を無害化するための処理方法及び装置並びにシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場跡地内の土壌には、発ガン性物質であるトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの有機塩素化合物が含まれていることがあり、このような土壌をそのまま放置すると地下水等を介して有機塩素化合物が環境に拡散するおそれがある。そのため、このような汚染土壌に対しては所定の浄化処理を行なねばならない。
【０００３】
一方、最近では、微生物の活性を利用して環境中の汚染物質を分解無害化する技術、すなわちバイオレメディエーションの研究が進んできており、上述したような汚染土壌への適用も研究されるようになってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような微生物を利用した汚染物質の処理方法は、少なくとも実験室レベルでは十分な成果が確認されており、現実的な対応についても今後大いに期待されるところである。
【０００５】
しかしながら、土質状況によっては、分解菌の活性を十分上げることができず、該汚染土内の汚染物質を分解するのに長時間を要したり、場合によっては微生物分解自体が実質的に不可能になるという問題が懸念される。
【０００６】
また、汚染土に生石灰を混合することで、汚染土内に含まれている水分と生石灰との化学反応に伴う水和熱を発生させ、かかる水和熱を利用して汚染物質である有機塩素化合物を気化処理する方法も検討開発されている（特開平７−２７５８３７号公報参照）が、かかる方法では、汚染土が生石灰により強アルカリ性となり、埋め戻した後でアルカリ成分が地下水等に拡散したり生態系に悪影響を及ぼすといった事態が懸念される。
【０００７】
さらには、汚染土壌から土壌内空気を吸引したり土壌内地下水を揚水する方法、汚染土壌を高温に加熱する方法、鉄粉の還元作用を利用した方法などがあるが、空気吸引若しくは地下水揚水は、長時間を要するとともにその間に設備の維持にコストがかかる、高温加熱方法は土壌の生態系に悪影響を残す、鉄粉による還元方法は適用できる状況に制約が大きいなどの問題をそれぞれ生じていた。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、処理済みの土壌に悪影響を残すことなく確実かつ短期間に有機塩素化合物を除去処理可能な有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は請求項１に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水に一対の電極を対向配置し、該電極間に通電することによって前記有機塩素化合物を電気分解する有機塩素化合物の処理方法において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性及び吸着性を有する多孔質導電体を隣接配置し、該多孔質導電体に前記汚染水を繰り返し通水して前記有機塩素化合物を吸着させた後、前記電極間に通電を行うものである。
【００１０】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は請求項２に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水に一対の電極を対向配置し、該電極間に通電することによって前記有機塩素化合物を電気分解する有機塩素化合物の処理方法において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体で構成し、該多孔質導電体に前記汚染水を繰り返し通水して前記有機塩素化合物を吸着させた後、前記電極間に通電を行うものである。
【００１１】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は、前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成したものである。
【００１２】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理装置は請求項４に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理装置において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性及び吸着性を有する多孔質導電体を隣接配置し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたものである。
【００１３】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理装置は請求項５に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理装置において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体で構成し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたものである。
【００１４】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理装置は、前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成したものである。
【００１５】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは請求項７に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌内に埋設された集水手段と、該集水手段に集水された汚染水を揚水する揚水ポンプと、揚水された汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性及び吸着性を有する多孔質導電体を隣接配置し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたものである。
【００１６】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは請求項８に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌内に埋設された集水手段と、該集水手段に集水された汚染水を揚水する揚水ポンプと、揚水された汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体で構成し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたものである。
【００１７】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは、前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成したものである。
【００１８】
本発明に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理装置並びに処理システムにおいては、まず、透水性及び吸着性を有する多孔質導電体に汚染水を繰り返し通水する。
【００１９】
このようにすると、汚染水との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体の構造上、汚染水に含まれる有機塩素化合物は、多孔質導電体に効率よく吸着される。
【００２０】
このような多孔質導電体への汚染水の通水は、汚染水循環手段を用いて必要な回数だけ繰り返し行う。
【００２１】
なお、多孔質導電体は、電極に隣接配置され又はそれ自体が電極として構成してあるが、前者の場合、電極が透水性を有する必要はない。通水方向を適宜選択すれば、電極に通水阻害されないよう、多孔質導電体に汚染水を通水させることは可能だからである。
【００２２】
多孔質導電体に有機塩素化合物を所望の程度まで吸着させたならば、次に、一対の電極間に通電する。
【００２３】
このようにすると、多孔質導電体が電極に隣接配置され又は電極として構成してあるため、多孔質導電体に吸着していたトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、酸化還元反応によって無害物質に分解される。例えば、陰極側での還元反応であれば、塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解される。そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【００２４】
一方、かかる通電により、多孔質導電体に吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体はリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。そのため、多孔質導電体を交換する必要がなくなる。
【００２５】
多孔質導電体を電極に隣接するにあたっては、一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に隣接配置すればよく、陰極及び陽極の両方に隣接配置してもよいし、いずれか一方でもよい。また、配置形態は任意であり、電極を取り囲むように配置してもよいし、他方の電極に対向する側だけに配置するようにしてもよい。なお、ここでいう隣接配置とは、通電可能なように相互に接触させて配置するという意味であることは言うまでもない。
【００２６】
多孔質導電体で電極を構成するにあたっても、一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を多孔質導電体で構成すればよく、陰極及び陽極の両方を多孔質導電体で構成してもよいし、いずれか一方だけを多孔質導電体で構成してもよい。
【００２７】
多孔質導電体は、透水性と吸着性を有する限り、どのように構成するかは任意であり、多孔質構造をどのように構成するか、多孔質材料として何を選択するか、あるいは全体の透水係数や厚みをどの程度に設定するかは、対象となる有機塩素化合物の濃度や汚染水の通水速度等を考慮して適宜定めればよい。
【００２８】
かかる多孔質導電体は、例えば紛状、粒状、フレーク状、破砕状といったさまざまな形状の導電体を集合させて構成することが可能であり、特に、所定の収容体に導電性粒子を充填して構成すれば、電極面で発生したガスをスムーズに遊離排出することができる。
【００２９】
この場合、構成単位である導電性粒子の粒径やそれらの間隙をどのようにするかは、やはり上述したと同様の観点で適宜定めればよい。
【００３０】
多孔質材料としては、吸着性の観点で活性炭を採用するのが望ましい。
【００３１】
本発明に係る処理装置及び処理システムにおける汚染水循環手段は、貯留槽内に設置された水中ポンプと該水中ポンプの吐出側に接続された循環用配管とで構成することができる。この場合、水中ポンプへの吸引力と循環用配管の先端からの吐出力とによって、汚染水の循環経路が形成されるので、該循環経路に沿って上述した多孔質導電体を配置すればよい。
【００３２】
また、本発明に係る処理システムの集水手段としては、例えば、トレンチ状の掘削溝や、円筒状の有底多孔管を採用することが考えられる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
（第１実施形態）
【００３５】
図１は、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置を示した概念図である。同図でわかるように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置１は、有機塩素化合物を含む汚染水５が貯留される貯留槽２と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極としての陽極３ａ及び陰極３ｂと、これらの陽極３ａ及び陰極３ｂに電気接続された電源４とから概ね構成してあるが、陽極３ａに対向する陰極３ｂの側には、透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂを該陰極３ｂに隣接配置してある。
【００３６】
ここで、陽極３ａ、陰極３ｂについても例えば導電体に多数の透水孔を穿孔したり導電体を網目状に形成することで透水性を有するように構成してある。
【００３７】
陰極３ｂ及びそれに隣接配置された多孔質導電体６ｂと陽極３ａは、貯留槽２内が３つの空間９ａ，９ｂ，９ｃに仕切られるように配置してあり、最下流側の空間９ｃには水中ポンプ１１を設置するとともに該水中ポンプの吐出側に循環用配管１２を接続し、該循環用配管の先端を最上流側の空間９ａの上方あるいは該空間内に位置決めしてある。
【００３８】
かかる水中ポンプ１１及び循環用配管１２は、水中ポンプ１１への吸引力と循環用配管１２の先端からの吐出力とによって、汚染水５の循環経路（同図破線と実線で示した矢印）が形成されることとなり、貯留槽２内の汚染水を多孔質導電体６ｂに繰り返し通水させるための汚染水循環手段を構成する。
【００３９】
したがって、多孔質導電体６ｂは、該循環経路に沿って配置すればよい。
【００４０】
一方、貯留槽２には最上流側の空間９ａに連通するように供給管７を接続してあり、該供給管を介して汚染水を貯留槽２に流入させることができるとともに、最下流側の空間９ｂに連通するように排水管８を接続してあり、該排水管を介して被処理水を排水することができるようになっている。
【００４１】
ここで、排水管８にはバルブ１０を介在させてあり、該バルブを閉じることによって貯留槽２内の汚染水５を上述した汚染水循環手段によって循環させることができるようになっている。
【００４２】
陽極３ａ及び陰極３ｂは、陽極３ａと多孔質導電体６ｂとが例えば数ｃｍ〜数十ｃｍ離間するように配置し、電源４は、例えば１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加できるように構成しておくのがよい。
【００４３】
多孔質導電体６ｂは、透水性を有する収容体内に導電性粒子である活性炭を充填するとともに該活性炭が陰極３ｂに接触するように該電極に隣接配置してなり、かかる多孔質導電体６ｂは、陰極３ｂとの接触及び活性炭相互の相互接触により、全体が陰極３ｂと同様の電解機能を有するとともに、活性炭が粒子状であるため、該活性炭同士の間隙を介して水が通過できるようになっている。
【００４４】
活性炭は、例えば直径が５〜１０ｍｍ程度のものを用いることができる。
【００４５】
収容体は、例えば、活性炭の粒径よりも小さな大きさをメッシュサイズとする網目状プラスチック収容体で構成することができる。
【００４６】
本実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置１を用いて本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法を実施するには、まず、バルブ１０を閉じた状態にて有機塩素化合物が含まれた汚染水５を供給管７を介して貯留槽２内に流入させる。汚染水５は、例えば汚染土壌から揚水されたものや、工場内の洗浄に使った後の洗浄水などが対象となる。
【００４７】
次に、水中ポンプ１１を駆動することによって汚染水５を循環させながら、該汚染水を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂに繰り返し通水する。
【００４８】
このようにすると、汚染水５との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体６ｂの構造上、汚染水５に含まれる有機塩素化合物は、多孔質導電体６ｂに効率よく吸着される。
【００４９】
このような多孔質導電体６ｂへの汚染水５の通水は、汚染水循環手段である水中ポンプ１１及び循環用配管１２を用いて必要な回数だけ繰り返し行う。
【００５０】
多孔質導電体６ｂに有機塩素化合物を所望の程度まで吸着させたならば、次に、一対の電極３ａ，３ｂ間に例えば１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加して直流電流を通電する。
【００５１】
このようにすると、多孔質導電体６ｂが陰極３ｂに隣接配置され電気的に一体となっているため、多孔質導電体６ｂに吸着していたトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、多孔質導電体６ｂ表面の還元反応によって塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解される。そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【００５２】
一方、かかる通電により、多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体６ｂはリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。そのため、多孔質導電体６ｂを交換する必要がなくなる。
【００５３】
このように、汚染水５は、上述した循環工程や通電工程を経て有機塩素化合物の濃度が低下した被処理水へと変化するが、該循環工程や通電工程においては、汚染水５内の有機塩素化合物の初期濃度や多孔質導電体６ｂの吸着特性あるいはそれに応じた通電率の低下の程度等を考慮しながら、循環回数、通電時間、電圧等を適宜設定する。
【００５４】
なお、通電工程においては、通電量が増加すると、電気分解による有機塩素化合物の処理速度が速くなる反面、ジュール熱が発生してエネルギー効率が低下するとともに、発生熱による水温上昇によって有機塩素化合物が電気分解されずに気化し、気化ガスを処理するための設備が別途必要となる。
【００５５】
そのため、上述した通電作業を行うにあたっては、有機塩素化合物の気化が抑制される範囲で電気分解による処理速度ができるだけ向上するよう、電圧や電流の大きさ、通電時間等を適宜調整するのが望ましい。
【００５６】
多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されたならば、バルブ１０を開き、貯留槽２内の被処理水を排水管８から排水する。
【００５７】
以下、同様の処理をバッチ処理として繰り返す。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理装置１によれば、水中ポンプ１１を駆動することによって汚染水５を循環させながら、該汚染水を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂに繰り返し通水することで、汚染水５に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体６ｂに吸着させ、しかる後、一対の電極３ａ，３ｂ間に直流電流を通電するようにしたので、汚染水５との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体６ｂの構造上、汚染水５に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体６ｂに効率よく吸着させるとともに、かかる状態で通電を開始することにより、多孔質導電体６ｂに吸着していたトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物を塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解して無害化することが可能となる。なお、塩化物や炭化水素といった反応生成物は、いずれも無害であるので、特に回収する必要はないが、必要であれば、貯留槽２に蓋をした上、該貯留槽内のガスを吸引回収するようにしてもよい。
【００５９】
一方、かかる通電により、多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体６ｂはリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。
【００６０】
そのため、多孔質導電体６ｂを交換する必要がなくなり、ランニングコストを抑えた装置構成が可能となる。
【００６１】
本実施形態では、多孔質導電体３ｂを陰極３ｂだけに隣接配置したが、場合によっては陽極３ａにも、多孔質導電体３ｂと同様に多孔質導電体を隣接配置してかまわない。かかる場合には、陽極３ａに隣接配置した多孔質導電体にも有機塩素化合物を吸着させることができるとともに、該多孔質導電体に吸着した有機塩素化合物を酸化反応によって分解除去することが可能となる。
【００６２】
また、本実施形態では、水中ポンプ１１を最下流側の空間９ｃに配置したが、汚染水循環の目的は、多孔質導電体６ｂへの繰り返し通水にあるため、該水中ポンプを中央の空間９ｂに配置してもかまわない。
【００６３】
また、本実施形態では、陽極３ａを下流側に陰極３ｂを上流側に配置したが、逆の配置となってもよいことは言うまでもない。
【００６４】
また、本実施形態では、陰極３ｂに多孔質導電体６ｂを隣接配置するように構成したが、これに代えて陰極３ｂを省略し、電源４と多孔質導電体６ｂを直接接続するようにしてもよい。かかる構成においては、多孔質導電体６ｂ自体が陰極となる。
【００６５】
（第２実施形態）
【００６６】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
図２は、第２実施形態に係る有機塩素化合物の処理システムを示した全体図である。同図に示すように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理システム３１は、有機塩素化合物を含む汚染土壌３４内に埋設された集水手段としての掘削溝３３と、該掘削溝に集水された汚染水５を揚水する揚水ポンプ３２と、揚水された汚染水５が貯留される貯留槽２と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極としての陽極３ａ及び陰極３ｂと、これらの陽極３ａ及び陰極３ｂに電気接続された電源４とから概ね構成してあるが、第１実施形態と同様、陽極３ａに対向する陰極３ｂの側には、透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂを該陰極３ｂに隣接配置してある。
【００６８】
ここで、陽極３ａ、陰極３ｂについても例えば導電体に多数の透水孔を穿孔したり導電体を網目状に形成することで透水性を有するように構成してある。
【００６９】
陰極３ｂ及びそれに隣接配置された多孔質導電体６ｂと陽極３ａは、貯留槽２内が３つの空間９ａ，９ｂ，９ｃに仕切られるように配置してあり、最下流側の空間９ｃには水中ポンプ１１を設置するとともに該水中ポンプの吐出側に循環用配管１２を接続し、該循環用配管の先端を最上流側の空間９ａの上方あるいは該空間内に位置決めしてある。
【００７０】
かかる水中ポンプ１１及び循環用配管１２は、水中ポンプ１１への吸引力と循環用配管１２の先端からの吐出力とによって、第１実施形態と同様の汚染水５の循環経路が形成されることとなり、貯留槽２内の汚染水を多孔質導電体６ｂに繰り返し通水させるための汚染水循環手段を構成する。
【００７１】
したがって、多孔質導電体６ｂは、該循環経路に沿って配置すればよい。
【００７２】
一方、貯留槽２には、揚水ポンプ３２に接続された供給管７を最上流側の空間９ａに連通するように接続してあり、該供給管を介して汚染水５を貯留槽２に流入させることができるとともに、最下流側の空間９ｂに連通するように排水管８ａを接続してあり、該排水管を介して被処理水を排水することができるようになっている。
【００７３】
ここで、排水管８ａにはバルブ１０を介在させてあり、該バルブを閉じることによって貯留槽２内の汚染水５を上述した汚染水循環手段によって循環させることができるようになっている。
【００７４】
陽極３ａ、陰極３ｂ及び多孔質導電体６ｂについては、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００７５】
本実施形態に係る有機塩素化合物の処理システム３１を用いて本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法を実施するには、まず、汚染土壌３４内の地下水を掘削溝３３内に集水し、しかる後、揚水ポンプ３２を駆動することで掘削溝３３内に集水された汚染水５を供給管７を介して貯留槽２内の空間９ａに流入させる。このとき、バルブ１０は閉じておく。
【００７６】
揚水ポンプ３２は、掘削溝３３内への集水がスムーズに行われるよう、地下水位を考慮しながらその揚水速度を適宜調整する。なお、地下水位が低い場合には、必要に応じて地表から適宜散水すればよい。
【００７７】
次に、水中ポンプ１１を駆動することによって汚染水５を循環させながら、該汚染水を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂに繰り返し通水する。
【００７８】
このようにすると、汚染水５との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体６ｂの構造上、汚染水５に含まれる有機塩素化合物は、多孔質導電体６ｂに効率よく吸着される。
【００７９】
このような多孔質導電体６ｂへの汚染水５の通水は、汚染水循環手段である水中ポンプ１１及び循環用配管１２を用いて必要な回数だけ繰り返し行う。
【００８０】
多孔質導電体６ｂに有機塩素化合物を所望の程度まで吸着させたならば、次に、一対の電極３ａ，３ｂ間に例えば１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加して直流電流を通電する。
【００８１】
このようにすると、多孔質導電体６ｂが陰極３ｂに隣接配置され電気的に一体となっているため、多孔質導電体６ｂに吸着していたトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、多孔質導電体６ｂ表面の還元反応によって塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解される。そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【００８２】
一方、かかる通電により、多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体６ｂはリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。そのため、多孔質導電体６ｂを交換する必要がなくなる。
【００８３】
このように、汚染水５は、上述した循環工程や通電工程を経て有機塩素化合物の濃度が低下した被処理水へと変化するが、該循環工程や通電工程においては、汚染水５内の有機塩素化合物の初期濃度や多孔質導電体６ｂの吸着特性あるいはそれに応じた通電率の低下の程度等を考慮しながら、循環回数、通電時間、電圧等を適宜設定する。
【００８４】
なお、通電工程においては、通電量が増加すると、電気分解による有機塩素化合物の処理速度が速くなる反面、ジュール熱が発生してエネルギー効率が低下するとともに、発生熱による水温上昇によって有機塩素化合物が電気分解されずに気化し、気化ガスを処理するための設備が別途必要となるが、本実施形態では、汚染水５が汚染土壌３４から揚水された地下水であるため、電気伝導度は０．１〜０．３ｍＳ／ｃｍ程度であって電流値は小さく、したがって消費電力もわずかである。
【００８５】
多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されたならば、バルブ１０を開き、貯留槽２内の被処理水を排水管８から排水する。
【００８６】
以下、同様の処理をバッチ処理として繰り返す。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理システム３１によれば、第１実施形態と同様、水中ポンプ１１を駆動することによって汚染水５を循環させながら、該汚染水を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体６ｂに繰り返し通水することで、汚染水５に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体６ｂに吸着させ、しかる後、一対の電極３ａ，３ｂ間に直流電流を通電するようにしたので、汚染水５との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体６ｂの構造上、汚染水５に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体６ｂに効率よく吸着させるとともに、かかる状態で通電を開始することにより、多孔質導電体６ｂに吸着していたトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物を塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解して無害化することが可能となる。なお、塩化物や炭化水素といった反応生成物は、いずれも無害であるので、特に回収する必要はないが、必要であれば、貯留槽２に蓋をした上、該貯留槽内のガスを吸引回収するようにしてもよい。
【００８８】
一方、かかる通電により、多孔質導電体６ｂに吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体６ｂはリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。
【００８９】
そのため、多孔質導電体６ｂを交換する必要がなくなり、ランニングコストを抑えた装置構成が可能となる。
【００９０】
本実施形態では、多孔質導電体３ｂを陰極３ｂだけに隣接配置したが、場合によっては陽極３ａにも、多孔質導電体３ｂと同様に多孔質導電体を隣接配置してかまわない。かかる場合には、陽極３ａに隣接配置した多孔質導電体にも有機塩素化合物を吸着させることができるとともに、該多孔質導電体に吸着した有機塩素化合物を酸化反応によって分解除去することが可能となる。
【００９１】
また、本実施形態では、水中ポンプ１１を最下流側の空間９ｃに配置したが、汚染水循環の目的は、多孔質導電体６ｂへの繰り返し通水にあるため、該水中ポンプを中央の空間９ｂに配置してもかまわない。
【００９２】
また、本実施形態では、陽極３ａを下流側に陰極３ｂを上流側に配置したが、逆の配置となってもよいことは言うまでもない。
【００９３】
また、本実施形態では、陰極３ｂに多孔質導電体６ｂを隣接配置するように構成したが、これに代えて陰極３ｂを省略し、電源４と多孔質導電体６ｂを直接接続するようにしてもよい。かかる構成においては、多孔質導電体６ｂ自体が陰極となる。
【００９４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステムによれば、汚染水循環手段によって汚染水を循環させながら、該汚染水を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体に繰り返し通水することで、汚染水に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体に吸着させ、しかる後、一対の電極間に直流電流を通電するようにしたので、汚染水との接触箇所が三次元的に拡がっているという多孔質導電体の構造上、汚染水に含まれる有機塩素化合物を多孔質導電体６効率よく吸着させるとともに、かかる状態で通電を開始することにより、多孔質導電体に吸着していた有機塩素化合物を電気分解して無害化することが可能となる。
【００９５】
一方、かかる通電により、多孔質導電体に吸着していた有機塩素化合物が分解除去されるため、多孔質導電体はリフレッシュされ、その吸着特性はすみやかに回復する。そのため、多孔質導電体を交換する必要がなくなり、ランニングコストを抑えた装置構成が可能となる。
【００９６】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置を示した全体図。
【図２】第２実施形態に係る有機塩素化合物の処理システムを示した全体図。
【符号の説明】
１ 有機塩素化合物の処理装置
２ 貯留槽
３ａ，３ｂ 電極
４ 電源
５ 汚染水
６ｂ 多孔質導電体
３１ 有機塩素化合物の処理システム
３２ 揚水ポンプ
３３ 掘削溝（集水手段）
Claims (9)
- 有機塩素化合物を含む汚染水に一対の電極を対向配置し、該電極間に通電することによって前記有機塩素化合物を電気分解する有機塩素化合物の処理方法において、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性及び吸着性を有する多孔質導電体を隣接配置し、該多孔質導電体に前記汚染水を繰り返し通水して前記有機塩素化合物を吸着させた後、前記電極間に通電を行うことを特徴とする有機塩素化合物の処理方法。 - 有機塩素化合物を含む汚染水に一対の電極を対向配置し、該電極間に通電することによって前記有機塩素化合物を電気分解する有機塩素化合物の処理方法において、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体で構成し、該多孔質導電体に前記汚染水を繰り返し通水して前記有機塩素化合物を吸着させた後、前記電極間に通電を行うことを特徴とする有機塩素化合物の処理方法。 - 前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成した請求項１又は請求項２記載の有機塩素化合物の処理方法。
- 有機塩素化合物を含む汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理装置において、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性及び吸着性を有する多孔質導電体を隣接配置し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたことを特徴とする有機塩素化合物の処理装置。 - 有機塩素化合物を含む汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理装置において、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体で構成し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたことを特徴とする有機塩素化合物の処理装置。 - 前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成した請求項４又は請求項５記載の有機塩素化合物の処理装置。
- 有機塩素化合物を含む汚染土壌内に埋設された集水手段と、該集水手段に集水された汚染水を揚水する揚水ポンプと、揚水された汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性及び吸着性を有する多孔質導電体を隣接配置し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたことを特徴とする有機塩素化合物の処理システム。 - 有機塩素化合物を含む汚染土壌内に埋設された集水手段と、該集水手段に集水された汚染水を揚水する揚水ポンプと、揚水された汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性及び吸着性を有する多孔質導電体で構成し、前記汚染水を前記多孔質導電体に繰り返し通水させる汚染水循環手段を備えたことを特徴とする有機塩素化合物の処理システム。 - 前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成した請求項７又は請求項８記載の有機塩素化合物の処理システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002174879A JP2004016914A (ja) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | 有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002174879A JP2004016914A (ja) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | 有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004016914A true JP2004016914A (ja) | 2004-01-22 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2002174879A Withdrawn JP2004016914A (ja) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | 有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステム |
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|---|---|
| JP (1) | JP2004016914A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008272594A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-11-13 | Okayama Univ | 活性炭吸着有機ハロゲン化物の電解還元脱ハロゲン化法 |
-
2002
- 2002-06-14 JP JP2002174879A patent/JP2004016914A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008272594A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-11-13 | Okayama Univ | 活性炭吸着有機ハロゲン化物の電解還元脱ハロゲン化法 |
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