JP2004314005A - Cleaning method of sludge polluted with organic halogen compound, and its apparatus - Google Patents
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Abstract
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泥の浄化方法とその装置、さらに詳しくは、ポリ塩化ビフェニル、ダイオキシン、農薬等の有機ハロゲン化合物で汚染された土壌、土石等の汚泥を浄化して無害化するための浄化方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
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、現在でも土壌や底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】
このように有機ハロゲン化合物で汚染された汚泥を処理する技術として、たとえば図6に示すように固液分離する方法が考えられるが、分離された液にも有機ハロゲン化合物が含有されているおそれがあり、その分離液をそのまま放流することはできない。
【0005】
また、図7に示すように、固液分離後の分離液を蒸発させることも考えられるが、その場合は多量の水分を蒸発させなければならず、加熱量が多くなり、多大なエネルギーを要することになる。
【0006】
そこで、本件特許出願人は、これらの問題点を解決するために、平成14年6月7日付けで有機ハロゲン化合物及び重金属類で汚染された汚染汚泥の浄化方法とその装置について特許出願を行っている(特願2002−166633号)。
【0007】
この特許出願に係る発明は、有機ハロゲン化合物及び重金属類で汚染された汚染汚泥を固液分離し、分離された固形分中の有機ハロゲン化合物を還元加熱雰囲気下で脱ハロゲン化するとともに、分離された液を限外濾過膜や逆浸透膜等で分離し、分離された濃縮水中の有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン化処理することを特徴とするものである。
【0008】
しかし、この発明では、逆浸透膜を用いるので、たとえば多量のNaCl等の塩類を含む海洋及び河口の底泥のような汚泥を処理する場合には、浸透圧の問題で処理コストがかかり、或いは処理が不十分になるという問題点があった。
【0009】
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、多大なエネルギーを要することなく有機ハロゲン化合物を好適に処理することができ、しかも多量のNaCl等の塩類を含む海洋及び河口の底泥のような汚泥を処理する場合にも、処理コストがかかることなく好適に処理させうることを課題とするものである。具体的には、1%以上の塩類を含む汚泥を処理する場合に、処理コストがかかることなくより好適に処理させうることを課題とする。
【0010】
【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、有機ハロゲン化合物で汚染された汚泥の浄化方法とその装置としてなされたもので、汚泥の浄化方法としての特徴は、有機ハロゲン化合物で汚染された汚泥を固液分離し、分離された固形分を還元雰囲気下で加熱して有機ハロゲン化合物を分解するとともに、還元雰囲気下での加熱により排ガス中に含有された有機ハロゲン化合物をオイルスクラバーへ供給し、該オイルスクラバーでの油分をアルカリ洗浄し、アルカリ洗浄後の油分中の有機ハロゲン化合物をアルカリ金属によって分解し、且つ前記固液分離により分離された液を、逆浸透膜以外の水処理手段によって液中の有機ハロゲン化合物を分離、除去することである。
【0011】
また、汚泥の浄化装置としての特徴は、有機ハロゲン化合物で汚染された汚泥を固液分離する固液分離装置1と、該固液分離装置1で分離された液を逆浸透膜以外の水処理手段によって液中の有機ハロゲン化合物を分離、除去する手段と、前記固液分離装置1で分離された固形分を還元雰囲気下で加熱して固形分中の有機ハロゲン化合物を分解する還元加熱処理装置3と、該還元加熱処理装置3での加熱により排ガス中に含有された有機ハロゲン化合物を供給して油中に有機ハロゲン化合物を捕集するオイルスクラバー4と、該オイルスクラバー4の油分をアルカリ洗浄するアルカリ洗浄手段と、アルカリ洗浄後の油分中の有機ハロゲン化合物をアルカリ金属によって分解する脱ハロゲン化処理装置6とを具備することである。
【0012】
逆浸透膜以外の水処理手段としては、たとえば砂濾過、オゾン,過酸化水素等の酸化処理手段、溶媒抽出法、凝集沈殿法等のうちから1つの手段又は2以上の手段が組み合わせて用いられる。
【0013】
また、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オイルスクラバーへ供給する前に、排ガス中に含有される水蒸気及び粉塵を、冷却によって捕獲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で汚染された汚泥の浄化装置について説明する。
【0016】
本実施形態の汚染汚泥の浄化装置は、図1に示すように、固液分離装置1と、砂濾過装置2と、還元加熱処理装置3と、オイルスクラバー4と、アルカリ洗浄装置5と、脱ハロゲン化処理装置6とを具備している。
【0017】
固液分離装置1は、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の他に、水銀、カドミウム、鉛、砒素等の重金属類とが含有された汚染底泥を、固形分と液とに分離するもので、たとえばフィルタープレスや遠心分離器等が固液分離装置1として用いられる。
【0018】
砂濾過装置2は、前記固液分離装置1で分離された液分を、さらに固形スラッジ分(SS成分)と透過水とに分離するための装置である。砂濾過の砂には、後述する還元加熱処理により無害化した砂を用いている。
【0019】
砂濾過装置2の後段には、活性炭を具備した活性炭装置7が設けられている。この場合、活性炭装置7に代えてオゾン酸化若しくは過酸化水素等の酸化分解装置、又は限外濾過膜装置等を設けることも可能である。
【0020】
還元加熱処理装置3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、円筒状容器8を具備している。この円筒状容器8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9が回転自在に取り付けられている。そして、回転軸9には、複数のパドル翼10が取り付けられている。
【0021】
また、円筒状容器8の外周部分には、ブロア11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12が形成されている。また円筒状容器8の外側には、熱交換器13が具備されている。
【0022】
オイルスクラバー4は、前記還元加熱処理装置3からの排ガスを供給して洗浄油と混合させるためのものである。
【0023】
このオイルスクラバー4と還元加熱処理装置3との間には、該還元加熱処理装置3からの排ガスに含まれる水蒸気や粉塵を冷却して捕獲するための排ガス冷却装置14が設けられている。
【0024】
アルカリ洗浄装置5は、前記オイルスクラバー4からの洗浄油中の有機酸を中和するためのもので、その中和には後述する油水分離後の水酸化ナトリウム水溶液が返送して用いられる。
【0025】
脱ハロゲン化処理装置6は、金属ナトリウムを絶縁油等の有機溶媒に微粒子状に分散させたナトリウム分散剤を添加して、前記アルカリ洗浄装置5から供給される洗浄油中のポリ塩化ビフェニルを分解するためのもので、この脱ハロゲン化処理装置6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。
【0026】
脱ハロゲン化処理装置6の後段側には、水和槽15が設けられている。この水和槽15は、前記脱ハロゲン化処理装置6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、水和のための液としては、前記活性炭装置7からの透過水が用いられる。
【0027】
さらに、水和槽15の後段側には、油水分離装置16が設けられている。この油水分離装置16は、前記水和槽15からの分解液を油水分離するためのもので、分離後の油分は処理油として回収され、分離後の水分はアルカリ排水として回収されるとともに、その水分の一部は、水分中に含有されている水酸化ナトリウムを再利用すべく、前記アルカリ洗浄装置5に返送される。
【0028】
次に、上記のような浄化装置を用いて、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海洋、河口等の塩類を1%以上含む底泥を浄化する方法の実施形態について説明する。尚、この汚染された底泥には、以下に詳細には説明しないが、ポリ塩化ビフェニルの他に重金属類も含有されている。
【0029】
先ず、ポリ塩化ビフェニルを含有する汚染土壌を固液分離装置1へ供給し、その固液分離装置1で固形分と液分とに分離する。
【0030】
固液分離装置1で分離された液分(分離液)は砂濾過膜装置2へ供給し、その砂濾過装置2で濾過された濾過水は、さらに活性炭装置7に供給される。また、その濾過水の一部は排ガス冷却装置14へ供給されて、冷却水として利用される。一方、砂濾過装置2で分離された固形分(SS分)は、前記固液分離装置1へ返送される。
【0031】
活性炭装置7に供給された濾過水には、ポリ塩化ビフェニルが残存している可能性があるが、残存しているポリ塩化ビフェニルは活性炭装置7で吸着除去され、ポリ塩化ビフェニルが吸着除去された処理水は系外に放流されることとなる。この処理水の一部は、後述する水和槽15に供給される。
【0032】
次に、固液分離装置1で分離された固形分は、還元加熱処理装置3に供給される。この還元加熱処理装置3では、ポリ塩化ビフェニルが分解される。
【0033】
より具体的に説明すると、固液分離装置1で分離された固形分は、還元加熱処理装置3の円筒状容器8に供給され、またその円筒状容器8には、窒素ガスが供給されて還元雰囲気で200 〜600 ℃で加熱処理される。空気を供給する場合もあり、この場合は順次、酸化雰囲気、還元雰囲気にて加熱処理される。また加熱温度は、コスト及び反応性の点から300 〜550 ℃であることが好ましい。
【0034】
円筒状容器8内では、図2に示すように回転軸9が回転することにより、その回転軸9に取り付けられた複数のパドル翼10で固形分が攪拌されることとなる。これにより、固形分中のポリ塩化ビフェニルは分解されることとなる。
【0035】
還元加熱処理装置3で処理された固形物は系外に排出され、また固形物の一部は前記砂濾過装置2の濾材として利用される。
【0036】
還元加熱処理装置3からの排ガスは、排ガス冷却装置14へ供給され、その排ガス冷却装置14内で前記排ガスに含まれる水蒸気や粉塵が冷却されて捕獲される。除去された水蒸気や粉塵は、前記固液分離装置1へ返送される。
【0037】
一方、排ガス冷却装置14で水蒸気や粉塵が捕獲されて除去された排ガスは、オイルスクラバー4へ供給される。このオイルスクラバー4へは洗浄油(トランス油)が供給され、前記排ガス中にポリ塩化ビフェニルが残存している場合に、その洗浄油中にポリ塩化ビフェニルが抽出されることとなる。
【0038】
オイルスクラバー4でポリ塩化ビフェニルを抽出して含有する洗浄油は、アルカリ洗浄装置5へ供給され、ポリ塩化ビフェニルの他に洗浄油中に含有されている有機酸を中和する。すなわち、排ガス中には、還元加熱処理装置3で有機ハロゲン化合物等が加熱分解されて生じた有機酸が含まれている場合があり、この有機酸が、後段の脱ハロゲン化処理装置6へ供給される前に、予め中和して脱ハロゲン化処理装置6で有機ハロゲン化合物との反応以外に金属ナトリウムが消費されることを防止する。
すなわち、脱ハロゲン化処理装置6での金属ナトリウムの消費量が軽減されることとなる。また、アルカリ洗浄には後述するアルカリ排水を使用するため、系外からアルカリ水溶液等を追加する必要もない。
【0039】
アルカリ洗浄装置5で中和された有機酸とポリ塩化ビフェニルとを含有する洗浄油は、脱ハロゲン化処理装置6へ供給され、その脱ハロゲン化処理装置6でポリ塩化ビフェニルが分解されることとなる。
【0040】
すなわち、金属ナトリウムを絶縁油中に微粒子状に分散させたナトリウム分散剤が脱ハロゲン化処理装置6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。
【0041】
そして、反応生成物であるビフェニル、塩化ナトリウム、洗浄油、及び脱ハロゲン化処理装置6で消費されなかった過剰の金属ナトリウムは、水和槽15へ供給される。水和槽15へは前記活性炭装置7で濾過した透過水が供給され、その透過水で前記未消費の金属ナトリウムが水和されることとなる。
【0042】
この水和槽15で油水分離された洗浄油は処理油として回収されるが、洗浄油の一部は再生油として前記オイルスクラバー4へ返送され、再利用される。また、油水分離された水はアルカリ排水として回収されるが、その水の一部は前記アルカリ洗浄装置5へ返送され、その水に含有されている水酸化ナトリウムが有機酸の中和のために再利用される。
【0043】
上述のように、本実施形態においては、固液分離装置1で分離された液分が、砂濾過装置2及び活性炭装置7へ供給されるので、活性炭装置7からの処理水にはポリ塩化ビフェニルが含有されていることがない。また、活性炭装置7で使用され汚染した活性炭は還元炉にて再生処理され再利用される。この場合の還元炉による処理は、汚染した活性炭を上記還元加熱処理装置3へ返送して再生するのが好ましい。これによって本実施形態の汚染汚泥の浄化装置に具備された還元加熱処理装置3をそのまま利用することができ、その結果、再生費用を低減することができ、或いは系外へ余分なものが排出されないという利点がある。
【0044】
一方、固液分離装置1で分離された固形分は、還元加熱処理装置3へ供給されて、固形分中のポリ塩化ビフェニルが分解されることとなる。また分解されないポリ塩化ビフェニルは、還元加熱処理装置3から排出される排ガス中に含有された状態で、排ガス冷却装置14、オイルスクラバー4、アルカリ洗浄装置5を経て脱ハロゲン化処理装置6へ供給され、分解処理される。
【0045】
従って、本実施形態においては、処理対象となる汚染底泥中のポリ塩化ビフェニルは一切系外に排出されることがなく、完全に分解されることとなるのである。
【0046】
しかも、本実施形態では、固液分離装置1で分離された液は、逆浸透膜で処理するのではなく、砂濾過装置2等で処理するので、NaCl等を多量に含む海洋又は河口等の底泥等を処理する場合に、処理コストがかかり、或いは処理が不十分になることもないのである。
【0047】
(実施形態2)
本実施形態では、図3に示すように、上記実施形態1の砂濾過装置2に代えて酸化分解装置17を用いている。この酸化分解装置17では、固液分離装置1で分離された液にオゾンを吹き込む。それによって、液中の有機ハロゲン化合物が酸化分解されることとなる。
【0048】
このような酸化分解によって有機ハロゲン化合物を分解させるので、オゾンに代えて過酸化水素のような酸化剤を用いることも可能である。またオゾンや過酸化水素の吹き込みと併せて紫外線を照射してもよい。
【0049】
また、酸化分解後の処理水は活性炭装置で処理するが、活性炭装置に代えて限外濾過膜処理を行ってもよい。この場合、濃縮液は固液分離装置の入り口側に返送される。
【0050】
固液分離後の液の活性炭装置7での濾過、還元加熱処理装置3での加熱処理によるポリ塩化ビフェニルの分解、排ガス冷却装置14での水蒸気や粉塵の捕獲、オイルスクラバー4での洗浄油へのポリ塩化ビフェニルの抽出、アルカリ洗浄装置5での有機酸の中和、脱ハロゲン化処理装置6でのポリ塩化ビフェニルの分解、水和槽15での未消費の金属ナトリウムの水和、油水分離後の洗浄油のオイルスクラバー4での再利用、油水分離後のアルカリ水のアルカリ洗浄装置5での再利用等の各操作や作用は、実施形態1と同じであり、その説明は省略する。
【0051】
本実施形態においても、上記実施形態1と同様に処理対象となる汚染底泥中のポリ塩化ビフェニルは一切系外に排出されることがなく、完全に分解されることとなる。また、固液分離装置1で分離された液は、逆浸透膜で処理するのではなく、酸化分解装置17で処理するので、NaCl等を多量に含む海洋及び河口の底泥等を処理する場合に、処理コストがかかり、或いは処理が不十分になることもないのである。
【0052】
(実施形態3)
本実施形態では、図4に示すように、上記実施形態1の砂濾過装置2に代えて溶媒抽出装置18を用いている。この溶媒抽出装置18には、処理油(トランス油)が供給され、油水混合がなされる。油水混合後には、固液分離装置からの分離液に含有されていたポリ塩化ビフェニルは処理油中に抽出され、アルカリ洗浄装置5へ供給される。
【0053】
そして、オイルスクラバー4で抽出された洗浄油とともに油中の有機酸が中和され、後段の脱ハロゲン化処理装置6で処理油中のポリ塩化ビフェニルが洗浄油中のポリ塩化ビフェニルとともに分解される。
【0054】
一方、溶媒抽出装置18の後段には加圧浮上処理装置19が設けられており、油水分離後の溶媒抽出処理水は、加圧浮上処理装置19へ供給され、加圧浮上分離される。分離後の水は系外に排出されるが、その一部は水和槽15へ供給されて水和用の水として再利用される。また加圧浮上装置にて発生したSSは固液分離装置の入り口に再送され再度処理される。また加圧浮上装置の代わりに限外濾過膜装置を使用することもできる。この場合、濃縮液は固液分離装置の入り口側へ再送され再度処理される。
【0055】
還元加熱処理装置3での加熱処理によるポリ塩化ビフェニルの分解、排ガス冷却装置14での水蒸気や粉塵の捕獲、オイルスクラバー4での洗浄油へのポリ塩化ビフェニルの抽出、アルカリ洗浄装置5での有機酸の中和、脱ハロゲン化処理装置6でのポリ塩化ビフェニルの分解、水和槽15での未消費の金属ナトリウムの水和、油水分離後の洗浄油のオイルスクラバー4での再利用、油水分離後のアルカリ水のアルカリ洗浄装置5での再利用等の各操作や作用は、実施形態1と同じであり、その説明は省略する。
【0056】
本実施形態においても、上記実施形態1と同様に処理対象となる汚染底泥中のポリ塩化ビフェニルは一切系外に排出されることがなく、完全に分解されることとなる。また、固液分離装置1で分離された液は、逆浸透膜で処理するのではなく、溶媒抽出装置18で処理するので、NaCl等を多量に含む海洋及び河口の底泥等を処理する場合に、処理コストがかかり、或いは処理が不十分になることもないのである。
【0057】
(実施形態4)
本実施形態では、図5に示すように、上記実施形態1の砂濾過装置2に代えて凝集沈殿装置20を用いている。この凝集沈殿装置20には、有機高分子凝集剤が供給され、凝集沈殿がなされる。凝集沈殿後の固形物は固液分離装置1へ返送され、再度処理される。
【0058】
本実施形態では、凝集沈殿装置20の後段に酸化分解装置17が設けられており、凝集沈殿後の上澄液は酸化分解装置17へ供給され、上澄液中にポリ塩化ビフェニルが含有されている場合には、オゾンの吹き込みや過酸化水素の添加によって酸化分解によりポリ塩化ビフェニルが分解される。
【0059】
凝集沈殿後の上澄液の一部は排ガス処理装置14へ供給され、また酸化分解装置17での処理後の処理水の一部は水和槽15へ供給される。
【0060】
本実施形態では、ポリ塩化アルミニウム等の無機系の凝集剤を使用するのではなく、有機高分子凝集剤を使用するので、還元加熱処理時に金属元素が底泥中に残留するおそれもない。
また酸化分解処理装置に代えて活性炭装置や限外濾過膜装置を使用することも可能である。また、この場合の濃縮液や汚染後の活性炭についての処理は実施形態1及び実施形態2の場合と同様なので、その説明は省略する。
【0061】
還元加熱処理装置3での加熱処理によるポリ塩化ビフェニルの分解、排ガス冷却装置14での水蒸気や粉塵の捕獲、オイルスクラバー4での洗浄油へのポリ塩化ビフェニルの抽出、アルカリ洗浄装置5での有機酸の中和、脱ハロゲン化処理装置6でのポリ塩化ビフェニルの分解、水和槽15での未消費の金属ナトリウムの水和、油水分離後の洗浄油のオイルスクラバー4での再利用、油水分離後のアルカリ水のアルカリ洗浄装置5での再利用等の各操作や作用は、実施形態1と同じであり、その説明は省略する。
【0062】
本実施形態においても、上記実施形態1と同様に処理対象となる汚染底泥中のポリ塩化ビフェニルは一切系外に排出されることがなく、完全に分解されることとなる。また、固液分離装置1で分離された液は、逆浸透膜で処理するのではなく、凝集沈殿装置20で処理するので、NaClを多量に含む海洋及び河口の底泥等を処理する場合に、処理コストがかかり、或いは処理が不十分になることもないのである。
【0063】
(その他の実施形態)
尚、上記実施形態では、アルカリ洗浄装置5を設け、水酸化ナトリウムを含む油水分離後の水を、アルカリ洗浄装置5へ返送して洗浄油中の中和処理を行ったが、水酸化ナトリウムを含む油水分離後の水をオイルスクラバー4へ直接返送し、オイルスクラバー4で有機酸を中和することも可能である。このようにすると、アルカリ洗浄装置5での中和処理を省略することができる。
【0064】
さらに、上記実施形態の脱ハロゲン化処理装置6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。
【0065】
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。
【0066】
また、コプラナーPCBやDDTやBHC等の農薬類であってもよい。
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。
【0067】
要は、処理すべき土壌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。
【0068】
尚、本発明において汚泥とは、主として多量のNaCl等の塩類を含む海洋及び河口の汚泥や底泥を意味するが、これに限らず、有機ハロゲン化合物で汚染された汚泥状物質を広く含み、たとえば汚染土壌のようなものに本発明を適用することも可能である。
【0069】
【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底泥を固液分離し、分離された固形分を還元雰囲気下で加熱して有機ハロゲン化合物を分解するとともに、還元雰囲気下での加熱により排ガス中に含有された有機ハロゲン化合物をオイルスクラバーへ供給し、該オイルスクラバーで抽出された油分をアルカリ洗浄し、アルカリ洗浄後の油分中の有機ハロゲン化合物をアルカリ金属によって分解し、且つ前記固液分離により分離された液は、逆浸透膜以外の水処理手段によって液中の有機ハロゲン化合物を分離、除去するものであるため、処理対象となる汚染底泥中の有機ハロゲン化合物は一切系外に排出されることがないという効果がある。
【0070】
特に、固形分離された固形分中の有機ハロゲン化合物を、還元雰囲気下で加熱して分解し、アルカリ金属によって分解するので、有機ハロゲン化合物の分解を完全に行うことができるという効果がある。さらに水処理手段により発生した有機ハロゲン化合物を含有する液や固体についても再度処理を行うため、有機ハロゲン化合物を含む放棄物等を系外に一切排出しないという効果がある。
【0071】
さらに、オイルスクラバーで抽出された油分をアルカリ洗浄するので、有機ハロゲン化合物とともに含有されている有機酸を中和することができ、その結果、後段の脱ハロゲン化処理装置でのアルカリ金属の消費量を低減することができるという効果がある。
【0072】
さらに重要な点は、固液分離装置で分離された液は逆浸透膜以外の手段で処理するので、NaCl等を多量に含む海洋及び河口の底泥等を処理する場合に、逆浸透膜を用いる場合のように処理コストがかかり、或いは処理が不十分になることもないという効果がある。
【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底泥の浄化装置の概略ブロック図。
【図2】浄化装置中の還元加熱装置の概略ブロック図。
【図3】他実施形態の有機ハロゲン化合物で汚染された汚染底泥の浄化装置の概略ブロック図。
【図4】他実施形態の有機ハロゲン化合物で汚染された汚染底泥の浄化装置の概略ブロック図。
【図5】他実施形態の有機ハロゲン化合物で汚染された汚染底泥の浄化装置の概略ブロック図。
【図6】従来の処理システムの概略ブロック図。
【図7】従来の処理システムの概略ブロック図。
【符号の説明】
1…固液分離装置 2…砂濾過装置
3…還元加熱装置 4…オイルスクラバー
5…アルカリ洗浄装置 6…脱ハロゲン化処理装置
14…排ガス冷却装置 17…酸化分解装置
18…溶媒抽出装置 20…凝集沈殿装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for purifying sludge contaminated with an organic halogen compound, and more specifically, to purify sludge such as soil, debris and the like contaminated with organic halogen compounds such as polychlorinated biphenyl, dioxin and agricultural chemicals. The present invention relates to a purification method and an apparatus for achieving the above.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
As is well known, polychlorinated biphenyl, a kind of organic halogen compound, is very stable and difficult to be decomposed, and has high insulation (electrical resistance), so in the past, insulation materials such as transformers and capacitors, and heat media Or it was used for carbonless copy paper, but now it is prohibited to use for environmental reasons.
[0003]
However, there are still cases where traces are still present in solids such as soil and bottom mud, such as those that have been used in the past, and how these are decomposed and treated is important. It has become a challenge.
[0004]
As a technique for treating sludge contaminated with an organic halogen compound in this way, for example, a method of solid-liquid separation as shown in FIG. 6 is conceivable. However, the separated liquid may contain an organic halogen compound. Yes, the separated liquid cannot be discharged as it is.
[0005]
In addition, as shown in FIG. 7, it is conceivable to evaporate the separated liquid after solid-liquid separation, but in that case, a large amount of water must be evaporated, the heating amount increases, and a great deal of energy is required. It will be.
[0006]
Therefore, in order to solve these problems, the present patent applicant filed a patent application on a method and apparatus for purifying contaminated sludge contaminated with organic halogen compounds and heavy metals as of June 7, 2002. (Japanese Patent Application No. 2002-166633).
[0007]
In the invention according to this patent application, contaminated sludge contaminated with organic halogen compounds and heavy metals is subjected to solid-liquid separation, and the organic halogen compounds in the separated solids are dehalogenated in a reducing heating atmosphere and separated. The solution is separated by an ultrafiltration membrane, a reverse osmosis membrane or the like, and the organic halogen compound in the separated concentrated water is dehalogenated.
[0008]
However, in the present invention, since a reverse osmosis membrane is used, for example, when processing sludge such as ocean and estuarine bottom mud containing a large amount of salt such as NaCl, processing cost is required due to the problem of osmotic pressure, or There was a problem of insufficient processing.
[0009]
The present invention has been made in order to solve such problems, and can suitably treat an organic halogen compound without requiring a large amount of energy, and further includes oceans and estuaries containing a large amount of salts such as NaCl. Even when sludge such as the bottom mud is treated, the problem is that it can be suitably treated without incurring treatment costs. Specifically, when treating sludge containing 1% or more of salts, it is an object to be able to treat it more suitably without incurring treatment costs.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such problems, the present invention was made as a method and apparatus for purifying sludge contaminated with an organic halogen compound. The feature of the method for purifying sludge was contaminated with an organic halogen compound. The sludge is separated into solid and liquid, and the separated solid is heated in a reducing atmosphere to decompose the organic halogen compound, and the organic halogen compound contained in the exhaust gas is supplied to the oil scrubber by heating in the reducing atmosphere. The oil in the oil scrubber is alkali washed, the organic halogen compound in the oil after the alkali washing is decomposed with an alkali metal, and the liquid separated by the solid-liquid separation is removed by water treatment means other than a reverse osmosis membrane. It is to separate and remove the organic halogen compound in the liquid.
[0011]
The sludge purification device is characterized by solid-liquid separation device 1 for solid-liquid separation of sludge contaminated with an organic halogen compound, and water treatment other than reverse osmosis membranes for the liquid separated by the solid-liquid separation device 1 Means for separating and removing the organic halogen compound in the liquid by means, and a reduction heat treatment apparatus for decomposing the organic halogen compound in the solid content by heating the solid content separated in the solid-liquid separator 1 in a reducing
[0012]
As the water treatment means other than the reverse osmosis membrane, for example, one means or a combination of two or more means from sand filtration, oxidation treatment means such as ozone and hydrogen peroxide, solvent extraction method, coagulation sedimentation method and the like are used. .
[0013]
It is also possible to capture water vapor and dust contained in the exhaust gas by cooling before supplying the organic halogen compound contained in the exhaust gas to the oil scrubber without being decomposed by heating in a reducing atmosphere. is there.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
(Embodiment 1)
First, an apparatus for purifying sludge contaminated with an organic halogen compound as one embodiment will be described.
[0016]
As shown in FIG. 1, the contaminated sludge purification apparatus of the present embodiment includes a solid-liquid separation apparatus 1, a sand filtration apparatus 2, a reduction
[0017]
The solid-liquid separation apparatus 1 separates contaminated bottom mud containing heavy metals such as mercury, cadmium, lead, and arsenic in addition to polychlorinated biphenyl as an example of an organic halogen compound into a solid content and a liquid. For example, a filter press or a centrifuge is used as the solid-liquid separator 1.
[0018]
The sand filtration device 2 is a device for further separating the liquid component separated by the solid-liquid separation device 1 into a solid sludge component (SS component) and permeated water. As sand for sand filtration, sand detoxified by reduction heat treatment described later is used.
[0019]
An activated
[0020]
The reduction
[0021]
A
[0022]
The
[0023]
Between the
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
A
[0027]
Furthermore, an oil /
[0028]
Next, an embodiment of a method for purifying bottom mud containing 1% or more of salts such as oceans and estuaries contaminated with polychlorinated biphenyl as an example of an organic halogen compound using the above-described purification apparatus will be described. . The contaminated bottom mud contains heavy metals in addition to polychlorinated biphenyl, although not described in detail below.
[0029]
First, the contaminated soil containing polychlorinated biphenyl is supplied to the solid-liquid separator 1, and the solid-liquid separator 1 separates the soil into a solid and a liquid.
[0030]
The liquid component (separated liquid) separated by the solid-liquid separation device 1 is supplied to the sand filtration membrane device 2, and the filtered water filtered by the sand filtration device 2 is further supplied to the activated
[0031]
In the filtered water supplied to the activated
[0032]
Next, the solid content separated by the solid-liquid separation device 1 is supplied to the reduction
[0033]
More specifically, the solid content separated by the solid-liquid separation device 1 is supplied to the
[0034]
In the
[0035]
The solid matter processed by the reduction
[0036]
The exhaust gas from the reduction
[0037]
On the other hand, the exhaust gas from which water vapor and dust are captured and removed by the exhaust
[0038]
The washing oil containing polychlorinated biphenyl extracted by the
That is, the consumption amount of metallic sodium in the
[0039]
The cleaning oil containing the organic acid neutralized by the
[0040]
That is, a sodium dispersant in which metallic sodium is dispersed in the form of fine particles in an insulating oil is added to the
[0041]
Then, the reaction product biphenyl, sodium chloride, washing oil, and excess metal sodium not consumed in the
[0042]
The cleaning oil separated in the
[0043]
As described above, in the present embodiment, since the liquid component separated by the solid-liquid separation device 1 is supplied to the sand filtration device 2 and the activated
[0044]
On the other hand, the solid content separated by the solid-liquid separator 1 is supplied to the reduction
[0045]
Therefore, in this embodiment, the polychlorinated biphenyl in the contaminated bottom mud to be treated is not discharged out of the system at all and is completely decomposed.
[0046]
Moreover, in this embodiment, the liquid separated by the solid-liquid separation device 1 is not treated by the reverse osmosis membrane, but by the sand filtration device 2 or the like, so that the ocean or estuary containing a large amount of NaCl or the like is used. When processing bottom mud etc., processing cost does not cost or processing does not become inadequate.
[0047]
(Embodiment 2)
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, an
[0048]
Since the organic halogen compound is decomposed by such oxidative decomposition, an oxidizing agent such as hydrogen peroxide can be used instead of ozone. Moreover, you may irradiate an ultraviolet-ray together with blowing of ozone and hydrogen peroxide.
[0049]
The treated water after oxidative decomposition is treated with an activated carbon device, but an ultrafiltration membrane treatment may be performed instead of the activated carbon device. In this case, the concentrated liquid is returned to the inlet side of the solid-liquid separator.
[0050]
Filtration of the liquid after solid-liquid separation in the activated
[0051]
Also in this embodiment, the polychlorinated biphenyl in the contaminated bottom mud to be treated is not discharged out of the system at all and is completely decomposed as in the first embodiment. In addition, since the liquid separated by the solid-liquid separator 1 is not processed by the reverse osmosis membrane, but is processed by the
[0052]
(Embodiment 3)
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a
[0053]
Then, the organic acid in the oil is neutralized together with the cleaning oil extracted by the
[0054]
On the other hand, a pressure
[0055]
Decomposition of polychlorinated biphenyl by heat treatment in the reduction
[0056]
Also in this embodiment, the polychlorinated biphenyl in the contaminated bottom mud to be treated is not discharged out of the system at all and is completely decomposed as in the first embodiment. In addition, since the liquid separated by the solid-liquid separation device 1 is not treated by the reverse osmosis membrane but by the
[0057]
(Embodiment 4)
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a coagulating
[0058]
In this embodiment, the
[0059]
A part of the supernatant after the coagulation sedimentation is supplied to the exhaust
[0060]
In this embodiment, since an organic polymer flocculant is used instead of an inorganic flocculant such as polyaluminum chloride, there is no possibility that the metal element remains in the bottom mud during the reduction heat treatment.
In addition, an activated carbon device or an ultrafiltration membrane device can be used instead of the oxidative decomposition treatment device. Moreover, since the process about the concentrate in this case and the activated carbon after contamination is the same as that of the case of Embodiment 1 and Embodiment 2, the description is abbreviate | omitted.
[0061]
Decomposition of polychlorinated biphenyl by heat treatment in the reduction
[0062]
Also in this embodiment, the polychlorinated biphenyl in the contaminated bottom mud to be treated is not discharged out of the system at all and is completely decomposed as in the first embodiment. In addition, the liquid separated by the solid-liquid separation device 1 is not treated by the reverse osmosis membrane, but by the
[0063]
(Other embodiments)
In the above embodiment, the
[0064]
Furthermore, the metallic sodium used as the one for causing the decomposition reaction of polychlorinated biphenyl in the
[0065]
Furthermore, although the case where polychlorinated biphenyl was treated was described in the above embodiment, the type of the organic halogen compound to be treated is not limited to the polychlorinated biphenyl of the above embodiment, for example, dioxin It may be.
[0066]
Moreover, pesticides, such as coplanar PCB, DDT, and BHC, may be sufficient.
Here, the coplanar PCB is an isomer of PCB which has no chemical substitution at the ortho position (2, 2 ′, 6 and 6 ′) in its chemical structure, and a tetrachloride having only one or two. Some of the above isomers are PCBs having a coplanar structure (coplanar), which are more toxic than ordinary PCBs and exhibit actions similar to those of dioxins.
[0067]
In short, it is only necessary that the soil to be treated contains an organic halogen compound.
[0068]
In the present invention, sludge mainly means marine and estuarine sludge and bottom mud containing a large amount of salt such as NaCl, but is not limited to this, and widely includes sludge-like substances contaminated with organic halogen compounds, For example, it is possible to apply the present invention to things such as contaminated soil.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, the present invention solid-liquid separates contaminated bottom mud contaminated with an organic halogen compound, decomposes the organic halogen compound by heating the separated solid content in a reducing atmosphere, and in a reducing atmosphere. The organic halogen compound contained in the exhaust gas is supplied to the oil scrubber by heating, and the oil extracted by the oil scrubber is alkali washed, the organic halogen compound in the oil after alkali washing is decomposed with an alkali metal, and Since the liquid separated by the solid-liquid separation is for removing and removing organic halogen compounds in the liquid by water treatment means other than reverse osmosis membranes, no organic halogen compounds in the contaminated bottom mud to be treated are present. There is an effect that it is not discharged outside the system.
[0070]
In particular, since the organic halogen compound in the solid content separated by solid is decomposed by heating in a reducing atmosphere and decomposed by an alkali metal, there is an effect that the organic halogen compound can be completely decomposed. Further, since the liquid or solid containing the organic halogen compound generated by the water treatment means is treated again, there is an effect that no abandoned material containing the organic halogen compound is discharged from the system.
[0071]
In addition, since the oil extracted with the oil scrubber is washed with alkali, the organic acid contained with the organic halogen compound can be neutralized. As a result, the consumption of alkali metal in the subsequent dehalogenation treatment apparatus There is an effect that can be reduced.
[0072]
More importantly, since the liquid separated by the solid-liquid separator is processed by means other than reverse osmosis membranes, reverse osmosis membranes should be used when treating oceans and estuary mud containing a large amount of NaCl. There is an effect that the processing cost is not required as in the case of using, or the processing is not insufficient.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a purification apparatus for contaminated bottom mud contaminated with an organic halogen compound as one embodiment.
FIG. 2 is a schematic block diagram of a reduction heating device in the purification device.
FIG. 3 is a schematic block diagram of a purification apparatus for contaminated bottom mud contaminated with an organic halogen compound according to another embodiment.
FIG. 4 is a schematic block diagram of a purification apparatus for contaminated bottom mud contaminated with an organic halogen compound according to another embodiment.
FIG. 5 is a schematic block diagram of a purification apparatus for contaminated bottom mud contaminated with an organic halogen compound according to another embodiment.
FIG. 6 is a schematic block diagram of a conventional processing system.
FIG. 7 is a schematic block diagram of a conventional processing system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid-liquid separator 2 ...
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