JP2004089829A - 有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質の処理設備における吸着材の再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）等の有機ハロゲン化合物で汚染された汚泥，土壌等の汚染物質を処理する処理設備において用いられる吸着材を再生する方法に関し、産業廃棄物量を削減するとともに、活性炭の使用量を低減させ、それによって処理のためのコストを低減することを課題とする。
【解決手段】有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質を還元雰囲気下で加熱し、加熱によって前記汚染物質から発生する排ガス中の有機ハロゲン化合物を吸着材で吸着して処理する有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質の処理設備において、前記吸着材を前記還元雰囲気下で加熱し、該吸着材から吸着物を脱離させて該吸着材を再生することを特徴とする。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質の処理設備における吸着材の再生方法、さらに詳しくは、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）等の有機ハロゲン化合物で汚染された汚泥，土壌等の汚染物質を処理する処理設備において用いられる吸着材を再生する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、有機ハロゲン化合物の一種であるポリ塩化ビフェニルは非常に安定で分解され難く、しかも絶縁性（電気抵抗）が高いことから、従前においては変圧器やコンデンサー等の絶縁材料や熱媒体或いはカーボンレス複写紙等に用いられていたが、現在では環境上の理由から使用が禁止されている。
【０００３】
しかし、従前から用いられていたものが残存する等、現在でも土壌や汚泥等の固形物中に微量成分として残存している場合があり、これらをどのように分解，処理するかは重要な課題となっている。
【０００４】
このようなポリ塩化ビフェニルの分解，処理の手段として、焼却手段による処理方法があるが、この焼却によれば、ダイオキシン等の別の有害物質を生じさせるおそれもあり、環境破壊や安全性の観点からは必ずしも十分ではなく、現在のところ、この化合物が含有される材料や廃棄物の処理は行われていない。
【０００５】
そこで、これを解決する１つの手段として、本発明者等は、特願２００２−３０２９２号の発明をし、特許出願を行った。
【０００６】
この発明は、有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質を還元雰囲気下で加熱し、加熱によって前記汚染物質から発生する排ガス中の有機ハロゲン化合物を吸着材である活性炭で吸着して処理するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この方法では、還元雰囲気下での加熱によって発生した排ガスを洗浄油中に通過させて該洗浄油に排ガス中の有機ハロゲン化合物を吸収させ、さらにその排ガスを活性炭吸着塔を通過させて排ガス中に残存する有機ハロゲン化合物を活性炭に吸着させる。
【０００８】
この活性炭には、上記のような洗浄油を通過させるので、上記有機ハロゲン化合物の他、オイルミストのような物質も吸着されるが、一定期間の使用により活性炭の吸着能が低下すると活性炭吸着塔の機能が損なわれるため、新たな活性炭と交換する必要がある。
【０００９】
そして、吸着能が低下した活性炭は産業廃棄物として処理されているのが実情であった。この結果、廃棄物量が多くなり、また微量といえどもポリ塩化ビフェニルのような有機ハロゲン化合物が活性炭に残存していると環境破壊を招くおそれがあった。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、上記のような産業廃棄物量を削減するとともに、活性炭の使用量を低減させ、それによって処理のためのコストを低減することを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するためにされたもので、その課題を解決するための手段は、有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質を還元雰囲気下で加熱し、加熱によって前記汚染物質から発生する排ガス中の有機ハロゲン化合物を吸着材で吸着して処理する有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質の処理設備において、前記吸着材を前記還元雰囲気下で加熱し、該吸着材から吸着物を脱離させて該吸着材を再生することである。
【００１２】
この場合、還元雰囲気下で加熱して吸着物を脱離させた吸着材に水蒸気を吹き込むことによって、該吸着材を賦活化させることも可能である。
【００１３】
さらに、上記のような還元雰囲気下での加熱により分解することなく排ガス中に含有された有機ハロゲン化合物を、アルカリ金属によって脱ハロゲン化処理することも可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に従って説明する。
【００１５】
（実施形態１）
先ず、一実施形態としての、有機ハロゲン化合物の一例であるポリ塩化ビフェニルで汚染された汚染土壌の処理を行う処理設備について説明する。
【００１６】
この処理設備は、図１に示すように、還元加熱装置１と、オイルスクラバー２と、脱塩素化装置３と、活性炭吸着装置４を具備している。
【００１７】
還元加熱装置１は、還元加熱によって脱塩素化処理を行うもので、図２に示すように、円筒状の加熱装置本体５を具備している。還元加熱装置１は、空気及び窒素ガスを供給する通路を有しており、ほぼ中央の長手方向に回転軸６が回転自在に取り付けられている。そして、回転軸６には、複数のパドル翼７が取り付けられている。
【００１８】
また、加熱装置本体５の外周部分には、ブロア８によって給送される燃焼ガスからなる熱媒を貯留する貯留部９が形成されている。そして、加熱装置本体５の後段には、熱交換器１０が具備されている。
【００１９】
オイルスクラバー２は、還元加熱装置１からの排ガスを供給して洗浄油中にポリ塩化ビフェニルを抽出，捕集させるためのものである。
【００２０】
脱塩素化装置３は、金属ナトリウムの粉末を絶縁油に分散させたナトリウム分散剤を添加して、前記オイルスクラバー２から供給される洗浄油中のポリ塩化ビフェニルを分解して脱塩素化するためのもので、この脱塩素化装置３には、さらに反応促進物質である水やイソプロピルアルコール等が添加される。
【００２１】
そして、脱塩素化装置３とオイルスクラバー２間には、図３に示すように減圧蒸留槽１１が設けられている。この減圧蒸留槽１１は、ポリ塩化ビフェニルを金属ナトリウムと反応させる前に、予め洗浄油中の水分を減圧蒸留で除去するためのものである。
【００２２】
また、脱塩素化装置３の後段側には、図３に示すように水和槽１２が設けられている。この水和槽１２は、前記脱塩素化装置３で消費されなかったナトリウム分散剤を水和させるためのものである。
【００２３】
活性炭吸着装置４は、前記オイルスクラバー２から排出される排ガスを通過させるためのものである。
【００２４】
この活性炭吸着装置４は、図４に示すように、排ガスの上流側から下流側にかかけて、第１充填室１３及び第２充填室１４の２つの充填室を有している。
【００２５】
そして、上記のような処理設備によって、有機ハロゲン化合物の一例としてのポリ塩化ビフェニルで汚染された処理する方法について説明する。
【００２６】
先ず、処理対象である汚染土壌を、還元加熱装置１に供給する。この還元加熱装置１では、ポリ塩化ビフェニルが分解される。
【００２７】
より具体的に説明すると、汚染土壌は、還元加熱装置１の加熱装置本体５に供給され、またその加熱装置本体５には、空気及び窒素ガスも供給されて還元雰囲気で加熱処理される。
【００２８】
加熱装置本体５内では、図２に示すように回転軸６が回転されることにより、その回転軸６に取り付けられた複数のパドル翼７で汚染土壌が攪拌されることとなる。これにより、汚染土壌中の相当量のポリ塩化ビフェニルは分解されることとなる。
【００２９】
加熱装置本体５からの排ガスは、図２に示すようにオイルスクラバー２へ供給され、そのオイルスクラバー２を経由した後、活性炭吸着装置４を介して排出される。オイルスクラバー２の機能については後述する。
【００３０】
還元加熱装置１で排出される排ガス中にポリ塩化ビフェニルが含まれている場合には、次の脱塩素化装置３へ供給されて分解されることとなる。
【００３１】
これをより具体的に説明すると、還元加熱装置１で排出される排ガス中に含まれていたポリ塩化ビフェニルは、先ず図１乃至図３に示すようにオイルスクラバー２に供給される。そして、オイルスクラバー２内でポリ塩化ビフェニルは洗浄油中に吸収される。
【００３２】
次に、オイルスクラバー２中の洗浄油は図３のように減圧蒸留槽１１へ供給されるが、洗浄油中の水分は減圧蒸留槽１１で蒸留されて除去されることとなる。これは、次工程での金属ナトリウムの消費量を減らすためであるとともに、洗浄油中に水分が多量が含有されていると、後に添加される金属ナトリウムが水分と反応して苛性ソーダになるおそれがあり、金属ナトリウムとポリ塩化ビフェニルとの反応に支障を生ずるおそれがあるため、減圧蒸留によって予め水分が除去されるのである。
【００３３】
次に、減圧蒸留槽１１で水分が除去された洗浄油は、図３に示すように脱塩素化装置３に供給され、その脱塩素化装置３に添加される金属ナトリウムによってポリ塩化ビフェニルが分解される。
【００３４】
すなわち、金属ナトリウムの粉末を絶縁油中に分散させたナトリウム分散剤が上記脱塩素化装置３に添加され、そのナトリウム分散剤中の金属ナトリウムが洗浄油中のポリ塩化ビフェニルと反応し、ポリ塩化ビフェニルが脱塩素化されて分解されるのである。
【００３５】
脱塩素化装置３で消費されなかった過剰の金属ナトリウムは、図３のように水和槽１２へ供給される。水和槽１２では水が供給されて未消費の金属ナトリウムが水和されることとなる。
【００３６】
前記水和槽１２で油水分離された洗浄油（再生油）は、前記オイルスクラバー２へ返送される。
【００３７】
上述のような還元加熱装置１や脱塩素化装置３によって、ポリ塩化ビフェニルが脱塩素化されて分解されるが、還元加熱装置１からの排ガス中の
ポリ塩化ビフェニルや洗浄油からのオイルミスト等の吸着物が活性炭吸着装置４の活性炭に吸着されるので、一定時間の使用により活性炭の吸着力が徐々に低下することとなる。
【００３８】
そこで、吸着力が低下した活性炭を新しい活性炭と交換する必要があるが、その吸着力が低下した活性炭を還元加熱装置１へ供給して再生する方法の実施形態について図５に従って説明する。
【００３９】
活性炭吸着装置４には、上述のように第１充填室１３及び第２充填室１４の２つの充填室が具備されているが、下流側の第２充填室１４内の活性炭に比べて上流側の第１充填室１３内の活性炭の方が吸着物が多く吸着されることとなる。
【００４０】
従って、先ず活性炭吸着装置４の第１充填室１３に充填された活性炭を取り出し、還元加熱装置１へ供給し、第２充填室１４内の活性炭を第１充填室１３に移行させる。そして、第２充填室１４には後述する再生処理後の活性炭又は新たな活性炭が充填される。
【００４１】
一方、還元加熱装置１へ供給された吸着力の低下した活性炭は、該還元加熱装置１内で還元雰囲気で加熱処理される。このとき、加熱装置本体５内では、上述のように回転軸６が回転されて複数のパドル翼７で活性炭が攪拌されることとなり、これによって、活性炭に吸着されていたポリ塩化ビフェニルが分解され、活性炭から脱離することとなる。
また、万一ごく微量のポリ塩化ビフェニルが活性炭から脱離されずに残存したとしても、還元加熱処理により分解される。
【００４２】
また、オイルミストやその他の有機物も上記のような還元雰囲気で加熱処理によって活性炭から脱離することとなる。
【００４３】
従って、このようなポリ塩化ビフェニル、オイルミスト等が脱離した活性炭は再生された状態となり、上記のような活性炭吸着装置４に充填されて再使用可能となる。
【００４４】
尚、活性炭から脱離したが、還元加熱装置１内で分解されないポリ塩化ビフェニルは、上記のような土壌中のポリ塩化ビフェニルの場合と同様に、還元加熱装置１から排出される排ガス中に含有され、オイルスクラバー２、減圧蒸留槽１１を経由して脱塩素化装置３へ供給され、金属ナトリウムによって分解されることとなる。
【００４５】
このように、本実施形態では、ポリ塩化ビフェニルの分解処理を行うための還元加熱装置１を利用して、活性炭吸着装置４で用いられた活性炭を再生することができるので、活性炭の再生のための作業を別途行う必要がない。
【００４６】
しかも、吸着して活性炭に残存していたポリ塩化ビフェニルは、還元加熱装置１や脱塩素化装置３によって再度脱塩素化されて分解されるので、ポリ塩化ビフェニルが系外へ排出されるのをより確実に防止することができる。
【００４７】
また、上記のように還元加熱により活性炭を再生することにより、産業廃棄物量を低減することができる。
【００４８】
さらに、活性炭を上述のように好適に再生することができるので、活性炭吸着装置４に再度充填して再利用することにより、新しい活性炭の使用量を低減することもできる。
【００４９】
（実施形態２）
本実施形態では、図６に示すように、還元加熱装置１で加熱されて吸着物であるオイルミスト等が脱離された活性炭を賦活化するための賦活化装置１５を設けており、この点でかかる賦活化装置１５が設けられていない実施形態１と相違する。
【００５０】
本実施形態では、吸着物であるオイルミスト等が脱離された再生後の活性炭は、直ちに活性炭吸着装置４へ供給されることなく、先ず賦活化装置１５へ供給される。賦活化装置１５へは水蒸気が供給され、それによって、還元加熱装置１では除去されなかった吸着物がさらに除去されることとなる。
賦活化は、上記のような水蒸気を吹き込みながら、８００　〜１０００℃の温度で３〜３０分程度加熱しながら行われる。
【００５１】
そして、賦活化装置１５で賦活化された活性炭は、吸着力がさらに回復された状態で活性炭吸着装置４へ供給されて再利用されることとなる。
【００５２】
本実施形態では、還元加熱装置１で加熱して吸着物を脱離させ、さらに賦活化装置１５で水蒸気を吹き込みながら加熱処理を行うので、上記還元加熱装置１で完全に除去されなかった吸着物が賦活化装置１５で除去されることとなり、従って吸着力をさらに回復させた状態で活性炭を再利用することができるのである。
【００５３】
（その他の実施形態）
尚、上記実施形態では、活性炭吸着装置４として、排ガスの上流側から下流側にかかけて、第１充填室１３及び第２充填室１４の２つの充填室を有する構造のものを用いたが、活性炭吸着装置４の構造はこれに限定されるものではなく、たとえば充填室が１つのみの活性炭吸着装置４を用いることも可能である。
【００５４】
また、還元加熱装置１の構造も、上記実施形態のような円筒状の加熱装置本体５を具備し、回転軸６や複数のパドル翼７を具備した構造のものに限定されない。
【００５５】
さらに、上記実施形態の脱塩素化装置３でポリ塩化ビフェニルの分解反応を行わせるものとして用いた金属ナトリウムは安価で一般的に入手し易い利点があるが、これに限らず、金属カリウム、金属ストロンチウム、金属リチウム或いはこれらの合金を用いることも可能である。つまりアルカリ金属を油等の分散媒に分散させた分散剤が用いられればよいのである。
【００５６】
さらに、上記実施形態では、ポリ塩化ビフェニルを処理する場合について説明したが、処理すべき有機ハロゲン化合物の種類も、上記実施形態のポリ塩化ビフェニルに限定されるものではなく、たとえばダイオキシンのようなものであってもよい。
【００５７】
また、コプラナーＰＣＢ等のものであってもよい。
【００５８】
ここで、コプラナーＰＣＢとは、ＰＣＢの異性体のうち、その化学構造でオルト位（２，２’，６及び６’）　に置換塩素を持たないもの、１個或いは２個のみ持つ４塩化体以上の異性体の数種は共平板状（コプラナー）の構造を示すＰＣＢで、一般のＰＣＢに比べて強い毒性を有し、ダイオキシン類と類似した作用を示す。
【００５９】
要は、処理すべき土壌等の対象物に有機ハロゲン化合物が含有されていればよいのである。
【００６０】
さらに、上記実施形態では、吸着材として活性炭を使用したが、吸着材の種類はこれに限定されるものではなく、他の吸着材を用いることも可能である。
【００６１】
さらに、上記実施形態では、汚染土壌に適用する場合について説明したが、本発明の対象物は、このような土壌に限らず、たとえば汚染汚泥のようなものに本発明を適用することも可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質を還元雰囲気下で加熱し、加熱によって前記汚染物質から発生する排ガス中の有機ハロゲン化合物を吸着材で吸着して処理する有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質の処理設備において、前記吸着材を前記還元雰囲気下で加熱し、該吸着材から吸着物を脱離させて該吸着材を再生する方法であるため、従来多量に発生していた活性炭等の吸着材の産業廃棄物量を著しく低減させることができるとともに、有機ハロゲン化合物の分解処理を行うための還元加熱装置を利用して吸着材を再生することができるので、吸着材を循環的に使用しつつ、有機ハロゲン化合物の分解処理を促進することができる。
【００６３】
また、有機ハロゲン化合物の分解処理を行うための還元加熱装置を利用して吸着材を再生することができるので、吸着材再生のための作業を別途行う必要がない。
【００６４】
しかも、還元加熱により吸着材を再生することにより、有害な有機ハロゲン化合物が吸着された状態のままの吸着材が産業廃棄物として廃棄されるおそれがないという効果がある。
【００６５】
さらに、吸着材を上述のように好適に再生して再利用することができるので、吸着材の全体として使用量を削減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態としての有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質の処理装置の概略ブロック図。
【図２】処理装置中の還元加熱装置等の概略ブロック図。
【図３】処理装置中の脱塩素化装置等の概略ブロック図。
【図４】処理装置中の活性炭吸着装置の概略断面図。
【図５】活性炭の再生工程を示す処理装置の概略ブロック図。
【図６】他実施形態の処理装置の概略ブロック図。
【符号の説明】
１…還元加熱装置　　　　　３…脱塩素化装置
４…活性炭吸着装置　　　　１５…賦活化装置

Claims (3)

1. 有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質を還元雰囲気下で加熱し、加熱によって前記汚染物質から発生する排ガス中の有機ハロゲン化合物を吸着材で吸着して処理する有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質の処理設備において、前記吸着材を前記還元雰囲気下で加熱し、該吸着材から吸着物を脱離させて該吸着材を再生することを特徴とする有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質の処理設備における吸着材の再生方法。
2. 還元雰囲気下で加熱して吸着物を脱離させた吸着材に水蒸気を吹き込むことによって、該吸着材を賦活化させる請求項１記載の有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質の処理設備における吸着材の再生方法。
3. 還元雰囲気下での加熱により分解することなく排ガス中に含有された有機ハロゲン化合物を、アルカリ金属によって脱ハロゲン化処理する請求項１又は２記載の有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物質の処理設備における吸着材の再生方法。

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