JP2006334572A - Ｐｃｂ混入絶縁油を含有する変圧器の無害化処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業員がＰＣＢ雰囲気下で作業することなく、安全に変圧器を解体、分別し、部材のリサイクル資源化を図る方法を提供する。
【解決手段】（ａ）ＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器からＰＣＢ混入絶縁油を油抜きする工程２２、（ｂ）洗浄溶剤を用いて残存ＰＣＢ混入絶縁油を洗浄除去する工程２３、（ｃ）変圧器を洗浄装置に入る大きさに粗解体する工程２４、（ｄ）解体単位で一次洗浄する工程２５、（ｅ）前記解体単位を、ケース、金属、アルミナ、碍子、電線、コア、木、パッキン、およびその他の部材にそれぞれ分別解体する工程２６、（ｆ）前記コアを鉄芯とコイルに分別解体する工程２８、（ｇ）前記コイルを前記電線とともに破砕し、銅を紙から分別する工程３８、（ｈ）分別された各部材を二次洗浄する工程２９，４１，４２，４４、および、（ｉ）洗浄度を判定する工程３０、３１を含んでなる変圧器の無害化処理方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、高濃度ＰＣＢ混入絶縁油（以下、「ＰＣＢ油」ともいう）を使用している機器よりＰＣＢ油を抜き出し、浸漬・循環洗浄し、トランスコア部分を解体し、コア部分を構成する構成部品に解体し、解体された部品を洗浄し、さらに部品を構成する部材をリサイクル資源化するための処理方法に関する。更に詳しくは、ＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器（以下、「トランス」ともいう）からＰＣＢ油を抜き出した後、構成部品に解体・切断し、洗浄し、変圧器の部品の構成部材であるケース、金属、アルミナ、碍子、電線、鉄芯、コイル、紙、木・プレスボード、パッキン、ＰＣＢ等に分別し、リサイクル資源化するための処理方法に関する。

ＰＣＢ（ポリクロロビフェニル）は優れた化学的安定性、熱により分解しにくい、酸化されにくい、酸・アルカリに安定、金属をほとんど腐食しない、水にきわめて溶けにくい、電気絶縁性が良好、高沸点、不燃性などの特性を有していることから、高圧トランス用、高圧コンデンサ用、低圧トランス・コンデンサ用（家電製品、蛍光灯、水銀灯用等）、低圧トランス用（６ｋＶＡ以下）、柱上トランス用絶縁油等に使用されてきた。しかしながら、ＰＣＢの人体への有毒性が明らかになり、１９７４年までに製造、輸入、開放系用途での使用が禁止された。また、１９９２年には廃ＰＣＢ、ＰＣＢを含む廃油および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、事業所等での保管が義務づけられ、トランスをはじめＰＣＢ含有機器類の相当数が事業所等で保管されてきた。
さらに、「ポリ塩化ビフェニル廃棄物の適正な処理の推進に関する特別措置法」によりＰＣＢ、ＰＣＢを含む廃油などを１５年以内に処理することが義務化された。この結果、保管場所に安全に保管されていたＰＣＢが廃棄物処理法に従い、無害化処理が始まっている状況にある（例えば、特許文献１〜４等参照）。

特許文献１には、ＰＣＢで汚染されたトランスを無害化処理する実用的な方法が記載されている。この方法は、油抜きしたトランスは、ＰＣＢ濃度の低いトランスはそのまま乾燥工程へ送るが、ＰＣＢ濃度の高いトランスは洗浄工程で洗浄処理後、乾燥工程へ送る。乾燥工程で乾燥後、トランスはケースとトランスコアとに解体される。解体後、ＰＣＢ濃度の低いトランスについては、ケースは電炉、転炉のスクラップ原料にされ、トランスコアは、銅線を切断して鉄芯と分離し、鉄芯はケースと同じく電炉、転炉のスクラップ原料にする。銅線は溶融炉で溶融し、排ガスは熱分解により処理する等の技術である。
また、特許文献２には、少なくとも破砕手段、洗浄手段および乾燥手段が外気から隔離した管理空間の内部に配置されているＰＣＢ付着電気機器のリサイクルシステムが記載されている。
また、特許文献３には、ＰＣＢを含む絶縁油を使用した配電用柱上変圧器から絶縁油を吸引又は滴下抜油した後、水で洗浄し、更に炭化水素系溶剤で洗浄する配電用柱上変圧器の無害化処理方法が記載されている。
さらに、特許文献４には、トランスの絶縁油を抜き取ってその内部を粗洗浄し、真空下で加熱を行い、続いてトランスを解体し、ＰＣＢに汚染された有機廃棄物を他の構成材から分離して取り出し、取り出した有機廃棄物を水熱分解処理または超臨界水熱処理するＰＣＢの処理方法が記載されている。

しかし、ＰＣＢ含有機器の構成部材の無害化処理には、以下に示す問題点が残されている。例えば、変圧器は、ケースおよびコアと呼ばれる鉄芯とコイルから構成されており、コイルの構成部材のリサイクルに当たってＰＣＢ油の付着したコイルを焼却すると、絶縁油から有毒ガスを発生し大気汚染の原因となる。ＰＣＢ油の付着したコイルを焼却することなくそのリサイクルを行うためにはコイルからＰＣＢ油を除去するため洗浄作業または真空加熱脱気する必要がある。しかし、コイルには、その内部にまでＰＣＢ油が浸透した状態にあるため、変圧器をそのまま洗浄または真空加熱脱気してもＰＣＢ油を完全に除去することは困難である。また、コアからＰＣＢ油を完全に除去するためには、まず鉄芯とコイルとを分離する解体作業を行って鉄芯およびコイルをそれぞれ個別に洗浄または真空加熱脱気の処理を行う必要がある。

また、変圧器は、ケース、ボルト・ナット等の金属、アルミナ、碍子、電線、鉄芯、コイル等、様々な部品から構成されており、これらの部品についてもそれぞれ個別に洗浄または真空加熱脱気等の処理を行う必要がある。このため、変圧器の構成部品のリサイクルを行うに当たっては、変圧器を前述の各構成部品に解体・分別する必要がある。
とりわけ変圧器を鉄芯とコイルとに分離する解体作業を行うことが必要であるが、変圧器の解体作業の全てを手作業で行うと作業者がＰＣＢ油により汚染され、作業時間が膨大になり、作業者への負担やコストが大きいなどの不都合がある。特にＰＣＢ油が含まれているので、変圧器の解体作業がさらに困難となり、ＰＣＢ油が使用された変圧器の構成部材のリサイクルは従来実施されず、ただ保管され続けていた。

特開平９−７９５３１号公報 特開２０００−１４０８１７号公報 特開２００１−２４６０１４号公報 特開２００２−１４３８２５号公報

本発明は、作業員がＰＣＢ雰囲気下で作業することなく、ＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器を安全に解体し、解体した部品を部材に分別し、各部材をリサイクル資源化できる変圧器の無害化処理方法を提供することを目的とする。

変圧器類に使用される絶縁油中のＰＣＢ濃度は、高圧トランス用では、ＰＣＢが約６０％、トリクロロベンゼン約４０％であるが、柱上トランス用では数十ｐｐｍ以下である。この事実をもとに、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、高濃度ＰＣＢ油の処理は低濃度ＰＣＢ油の処理とは異なった方法で行うことが可能であり、しかもその方が合理的で低コストで処理できるとの知見を得た。本発明はこのような知見に基づきなされるに至ったものである。

すなわち、本発明は、
（１）ＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器を分別解体し、多段洗浄により各部材を無害化して再資源化する変圧器の無害化処理方法であって、
（ａ）ＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器からＰＣＢ混入絶縁油を油抜きする工程、
（ｂ）油抜きされた変圧器内に洗浄溶剤を導入して循環し、残存ＰＣＢ混入絶縁油を洗浄除去する工程、
（ｃ）変圧器を洗浄装置に入る大きさに粗解体する工程、
（ｄ）粗解体された解体単位で一次洗浄する工程、
（ｅ）前記解体単位を、ケース、金属、アルミナ、碍子、電線、コア、木、パッキン、およびその他の部材にそれぞれ分別解体する工程、
（ｆ）前記コアを鉄芯とコイルに分別解体する工程、
（ｇ）前記コイルを前記電線とともに破砕し、比重選別機で銅を紙から分別する工程、
（ｈ）分別された各部材を二次洗浄する工程、および、
（ｉ）前記二次洗浄の後、ケース、金属、アルミナ、碍子、鉄芯、および銅からなる群から選ばれる部材を少なくとも１つ洗浄して洗浄度を判定する工程
を含んでなることを特徴とする変圧器の無害化処理方法、
（２）前記（ａ）〜（ｉ）の工程を有し、さらに、
（ｊ）前記洗浄度を判定する工程（ｉ）の後、出荷するか、または、洗浄装置に戻し前記二次洗浄工程以降を繰返し実施するかを判定するために判定洗浄液の分析を行う間、各部材を保管する判定待ち保管工程、
（ｋ）各部材をコンテナに入れ替え、払出保管庫に収納する払出・保管工程、および、
（ｌ）各部材を前記払出保管庫から払い出す出荷工程
を含んでなることを特徴とする（１）項記載の変圧器の無害化処理方法、
（３）前記工程（ｇ）で分別された紙を破砕して、二次洗浄し、溶出試験により払い出しの合否の判定を行い、合格であれば出荷し、不合格であれば該二次洗浄以降の工程を繰り返し実施することを特徴とする（１）または（２）記載の変圧器の無害化処理方法、
（４）前記の各部材を、識別子が付与された搬送容器に各部材毎に収納し、搬送容器に付与された識別子の情報と管理システムの処理予約登録とを照合し、前記の各工程間または各処理間を自動搬送機により搬送することを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の変圧器の無害化処理方法、
（５）前記の各洗浄工程において、第２石油類又は第３石油類の炭化水素系洗浄剤や有機溶剤を使用して洗浄を行い、使用後の洗浄剤を蒸留再生装置により浄化してＰＣＢ混入絶縁油を分離回収し、洗浄剤を繰返し使用することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の変圧器の無害化処理方法、
（６）前記の各工程に用いられる各処理装置の開口部をフードで囲い、フード内を負圧吸引し、活性炭フィルターを経由して雰囲気循環することを特徴とする（１）〜（５）のいずれか１項に記載の変圧器の無害化処理方法、
（７）前記の各工程のうち排気が発生する工程において、凝縮装置、局所排気吸引装置及び活性炭フィルターを用いて、ＰＣＢ蒸気含有量を環境規制値未満の濃度に低減して排気することを特徴とする（１）〜（６）のいずれか１項に記載の変圧器の無害化処理方法、および、
（８）前記の洗浄装置または蒸留再生装置が、ＰＣＢ漏洩検知装置およびオイルパンを備え、該各装置を減圧下にて運転することを特徴とする（１）〜（７）のいずれか１項に記載の変圧器の無害化処理方法
を提供するものである。

本発明の工程要素は、ＰＣＢそのものを除去することを第一義とするが、除去の過程にあって、工程の合理性、作業の容易さ、作業員の安全性の高さ、設備からの有害物蒸散の防止、排気の処理、安全な溶剤の適用、溶剤の回収、低ランニングコスト、臭い等周辺環境への配慮、十分な処理能力、搬送その他処理の自動化、部材の再資源化、再資源化によるコストの回収等あらゆる面に高い配慮がなされており、長年来保管を余儀なくされてきた、ＰＣＢ含有絶縁油変圧器を処理し、産業廃棄物として、また有価物である金属、銅、碍子等をリサイクルする有効な方法である。
すなわち、本発明の方法は、高濃度ＰＣＢ含有絶縁油が使用されていた変圧器を、低コストで安全に無害化することができ、部品を構成する部材をリサイクル資源化することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
前述したように、変圧器は、ケース（容器）、金属（本発明においては、ボルト・ナット等を含めるものであって、アルミナ、電線、鉄芯および銅は除かれる）、アルミナ、碍子、電線、鉄芯、コイル、紙、木（プレスボードを含める）、パッキン等、様々な部品から構成されている。本発明の方法は、これらの部品・部材に分別解体し、それぞれ洗浄して無害化し、各部材をリサイクル資源化するものである。

図２は、本発明の方法で処理することのできる変圧器の一例を示す縦断面図である。
変圧器２１は炭素鋼鈑などで作られる角容器型のケース１と、ケース１内に収納されるコイル７と金属２と木９、コイル７を貫通する鉄芯６、ケース１に収納される活性アルミナ３、ケース１を貫通する碍子４、碍子４とコイル７を接続する電線５、ケース１の上板と筐体を封じるパッキン１０、コイル７の銅を覆う紙８、さらにケース１内には電気絶縁油用および冷却用の絶縁油であるＰＣＢ油１１が充填されている。これらの部品の解体、部材への分別・洗浄は、下記に示す工程により行われる。

本発明の好ましい一実施態様のフローチャート図を図１に示す。図１に示すように、本発明においては、ＰＣＢ含有変圧器２１は以下の工程を含む工程で処理されることが好ましい。
（１）油抜き工程２２、
（２）浸漬・循環洗浄工程２３、
（３）粗解体工程２４、
（４）一次洗浄工程２５、
（５）コア解体工程２６
（６）碍子解体工程２７
（７）コア切断／解体工程２８
（８）二次洗浄工程２９、
（９）判定洗浄工程３０、
（１０）判定待ち保管工程３１、
（１１）部材毎払出保管工程３２、
（１２）部材毎出荷工程３３、および、
（１３）排気処理工程（図示せず）
これらの工程の他に、洗浄剤の再生工程、紙、木、パッキン等を処理する工程、ＰＣＢ油の無害化処理工程を含むことが好ましい。

上記の（１）油抜き工程から（３）粗解体工程までの各工程のそれぞれは、ボックス化され、あるいはフード化され、外気と作業雰囲気とを遮断できるようにされていることが好ましい。（２）と（４）の洗浄で大部分のＰＣＢを除去することにより、（５）〜（７）の解体・分別工程での作業環境を基準値以下に維持できるようにしている。また、（１）油抜き工程から（１１）部材毎払出保管工程内での搬送容器あるいはバスケット等は識別番号が付与され、管理システムに登録された状態にあり、（１）油抜き工程から（１１）部材毎払出保管工程までは、管理システムの制御下で各工程の搬送および作業が行われる。

以下、図１を参照して、本発明の好ましい工程の概要を説明する。
（１）油抜き工程２２
保管場所より、変圧器２１は受け入れられ、受入処理が行われる。トラックが荷受室に進入し、指定場所に停車すると専用移載ハンドが取り付けられた天井クレーン等で、荷降しをし、受入装置指定位置に載置された空パレットに積載する。変圧器２１には、搬入された変圧器を識別できるバーコード等が付与されており、バーコード等を専用端末で読取り、管理システムに受入情報を入力する。変圧器の識別は、バーコードにこだわることはなく、変圧器が識別できるのに必要桁数を備えた、穿孔コード、２進コード、数値コード、記号コード等のものであればよい。また、識別番号の付与は、受入時にこだわるものではなく、適宜必要な時期に付与すればよい。
油抜き工程２２は、局所排気装置が設置されると共に雰囲気が気流制御され、作業環境が清浄化されている場所で、常法により穴をあけ、油抜きする。変圧器のハンドホール等を利用して、極力ＰＣＢ開放面積を小さくすることで、ＰＣＢ雰囲気の漏出の可能性を低減する。抜出されたＰＣＢ油１１は脱塩素化処理工程３４へ送られ、無害な油などに処理される。本発明においては、ＰＣＢ油の無害化（脱塩素化）処理は、任意の公知の方法で行うことができる。

（２）浸漬・循環洗浄工程２３
油抜きの後、ＰＣＢの曝露の可能性を低減するために洗浄溶剤を変圧器内に導入・循環しＰＣＢを除去する。まず、変圧器内に洗浄溶剤を注液して、油抜きで抜ききれなかった残油（５％程度）を希釈すると共に、所定時間静置することにより変圧器内面及び内部構造物に付着しているＰＣＢ油を洗浄溶剤に移行させて除去する。所定時間経過後、洗浄溶剤を抜き出す。次いで、再度洗浄溶剤を内部構造部材が没するように注液した後、外部に設置している循環ポンプを使用して注液して洗浄溶剤を循環させ、内部構造物に付着・含浸しているＰＣＢ油を洗浄溶剤に移行させる。所定時間循環させた後、洗浄溶剤を抜き取る。洗浄溶剤は、後述する一次洗浄工程で用いられるものを用いることができる。

（３）粗解体工程２４
変圧器からＰＣＢ油を油抜きし、浸漬・循環工程の完了した変圧器は、内部空気を所定時間吸引することにより乾燥される。変圧器は乾燥された後、次工程の一次洗浄で使用されるバスケットに入る大きさに常法により解体される。変圧器がそのままバスケットに入る場合は、ケースとコアに解体するだけでバスケットに収納して次工程に移る。変圧器がバスケットより大きい場合は、ケースとコアに大別した後、それぞれをバスケットに入る大きさまで更に解体する。ケース、コアのそれぞれの搬送容器は、一次洗浄工程に送られ、洗浄される。これらの分別された部材の入った搬送容器等には、分別された部材ごとに適宜バーコード等により識別番号が付与され、管理システムに入力され、管理システムの制御下、搬送容器等毎に、ローラーコンベア等の自動搬送機でそれぞれの工程に搬送される。識別番号は、搬送容器等が使われる前、部材が投入された時点当で、必要に応じ付与すればよい。

（４）一次洗浄工程２５
粗解体された解体単位は一次洗浄工程で、管理システムの制御下で、自動的に搬送され、洗浄される。洗浄は、減圧下で蒸気洗浄、浸漬洗浄、超音波洗浄、減圧の単位工程を管理システムの制御下で任意の順序・時間を組み合わせることで、部材の特性に合った効率的な洗浄を行う。例えば、特願２００４−７３９３６号明細書に記載された多段洗浄方法により行うことができる。

具体的には、浸漬洗浄とは、洗浄槽中に溜められた洗浄液中に対象物を所定時間浸漬させることにより、ＰＣＢ等の汚染物を溶解除去する方法である。浸漬洗浄では、洗浄槽に供給された洗浄液（溶剤）が用いられる。洗浄液（溶剤）については、炭化水素系の洗浄液（例えばノルマルパラフィン系洗浄液など）の中から洗浄対象物の汚染度や除去するＰＣＢの種類等にあった洗浄液を選択することができる。浸漬洗浄手段には、洗浄槽および回収したＰＣＢを含む溶剤を再生する装置（例えば溶剤洗浄装置と蒸留装置）を備えていることが好ましい。溶剤再生装置を備えることで、新たな溶剤の使用量（補給する溶剤量）を減らすことができる。また、溶剤再生装置は洗浄槽よりも低い位置に設置することが好ましい。このような配置とすることにより洗浄槽から液を抜く際に重力によって溶剤を溶剤再生装置に流下させることができ、ポンプなどの機器を省略することができる。除染効率の点からは、この浸漬洗浄中にバスケット中の洗浄対象物に対して超音波を照射して洗浄効果を高めることが好ましい。

蒸気洗浄について説明する。まず洗浄槽中に洗浄液を蒸発させた蒸気を導入する。この際、洗浄対象物の温度を蒸気の凝縮温度以下とすることにより、洗浄対象物上で洗浄液の蒸気が凝縮する。この凝縮液により対象物表面に付着したＰＣＢ等の汚染物を溶解除去する方法を蒸気洗浄という。凝縮時には、蒸気が保有している凝縮潜熱を対象物に移動させる効果があるため、対象物を加熱する効果をもあわせ持つ。
蒸気洗浄手段は、浸漬洗浄から直接洗浄槽へ洗浄液を流入させる手段に加えて、蒸発気化させた洗浄液を洗浄槽へ流入させる手段を有する。洗浄液を蒸発させ、気化させるのに必要な熱量を供給するための蒸気発生手段（蒸気発生器等）が浸漬洗浄から洗浄槽への配管の途中に設置されている。蒸気発生器に供給される熱源は、水蒸気や加熱油などの熱媒体を適宜使用することができる。

減圧は、洗浄槽内部を減圧するために用いられる。真空ポンプは使用する条件（洗浄液に対するポンプの耐性、必要とする真空度等）を満足するポンプを適宜選択することができる。また、より効率的に必要とする真空度に達するように、複数台の真空ポンプを利用することが好ましい。減圧の前後には、気体の洗浄溶剤（洗浄液）を冷却するための冷却器が設置されていることが好ましい。冷却器により液化した溶剤やＰＣＢを溶剤再生装置に送り溶剤を再生利用することができ、また、気体状のＰＣＢ量を減少させることにより、後段の排気処理への負荷を低減することができる。

洗浄工程で使用される洗浄溶剤は、第２石油類あるいは、第３石油類から選ばれる炭化水素系洗浄剤や有機溶剤から選ばれる１種類あるいは複数の混合液で十分であり、適宜再生利用性および経済性を考慮して選ばれる。なお、使用後の洗浄剤は、大気圧又は減圧蒸留再生装置などの溶剤再生装置により浄化してＰＣＢ混入絶縁油を分離回収し、洗浄剤を繰返し使用・再生利用することができる。

洗浄工程では、好ましくは
ａ．第１原液による洗浄
ｂ．第１原液による蒸気洗浄
ｃ．第２原液による洗浄
ｄ．第２原液による蒸気洗浄
ｅ．減圧
が行われ、必要に応じてａ．〜ｅ．を繰り返して行うこととなる。

洗浄には、第２石油類又は第３石油類から選ばれる炭化水素系洗浄剤や有機溶剤の１種あるいは複数の混合液を洗浄原液として用いる。洗浄機では、先ず第１原液（例えば、ＮＳ２２０Ｐ（商品名、(株)ジャパンエナジー製））を洗浄槽に導入し、減圧浸漬洗浄を行う。減圧浸漬洗浄では超音波洗浄を併用し、減圧装置との相乗によって脱気超音波洗浄を行う。鉄芯板を高速で振動させることで表面からの絶縁油の脱着を促進し、かつ振動による流れによって脱着したＰＣＢ油を速やかに溶剤中へと拡散させる効果により、洗浄力を高め、絶縁油除去を促進している。第１原液による浸漬洗浄の次には蒸気洗浄を行う。第１原液を蒸発器に導入し、例えば１０ｋＰａの減圧下で溶剤（第１原液）を、熱交換器によってスチームで加熱することによって、溶剤を低温で沸騰させ、溶剤蒸気を継続的に発生させ、これを配管によって、洗浄槽に導入し鉄芯板を洗浄・加熱（以下、減圧蒸気洗浄と呼称する）する。
第１原液による浸漬洗浄の次には、より清浄な第２原液（例えば、ＮＳ２２０Ｐ（商品名、(株)ジャパンエナジー製））によりリンス洗浄を行う。この洗浄も前記と同様に行われる。

第２原液の浸漬洗浄後は、第２原液洗浄液を原液タンクに戻し、洗浄槽を空状態にした後、第２原液を蒸発器に導入し、蒸気洗浄を行い鉄芯板、洗浄槽壁、付着液体を約１３５℃まで加熱し、約１０分間保持する。この時、洗浄槽内は４０〜１４０Ｔｏｒｒ（５３２０〜１８６２０Ｐａ）程度となるように諸条件を設定しておく。

時間制御によって蒸気洗浄が終了した後は、真空ポンプの入口弁を開放し、真空吸引することによって槽内真空度を高め、表面付着液体を過飽和状態とし、再蒸発を発生せしめ、この物理現象によって、鉄芯、バスケット、槽内壁等を乾燥させ、板状体洗浄を完成させる。洗浄剤は、第２石油類あるいは、第３石油類から選ばれる炭化水素系洗浄剤や有機溶剤から選ばれる１種類あるいは数種類の混合剤で十分であり、適宜再生利用性および経済性を考慮して選ばれる。

（５）コア解体工程２６
前記の解体単位を常法により、ケース１、金属２、アルミナ３、碍子４、電線５、コア、木（プレスボードを含む）９、パッキン１０、およびその他の部材の部材単位に分別解体する。コア解体は任意の方法により行うことができる。

（６）碍子解体工程２７
碍子４については碍子の中心を貫通するケーブルがエポキシ樹脂で固定されているので、これを効率的に除去し、碍子部品４（以下、単に碍子という）と電線５とに分別解体する。碍子４の解体は任意の方法により行うことができる。

（７）コア切断／解体工程２８
コアは、コア切断／解体工程２８に搬送され、更に解体が行われる。コアは、薄板珪素鋼板が多数枚積層された鉄芯６と、絶縁紙やオイルダクト（割り箸様の木、波板等）を挟んで巻回された、一次・二次のコイル７（銅線：絶縁紙、オイルダクト、巻線から構成されるものをコイルと呼称する。）とが相互に鎖状に組み合わされて構成されている。
解体するためには、鉄芯６かコイル７のいずれか一方を切断するが、鉄芯は積層方法が複数種類に渡り、切断個所によっては切断すると後工程に不都合を生じる可能性があるため、本発明ではコイルを切断する方法が好ましい。
コアには内鉄型、外鉄型等があり、いずれも切断歯に対しては鉄芯の積層面が前後に対面し、コイルの上下端が上下となるような位置関係にセットし、切断歯によって切断・解体する。解体されたコイル７は、作業場で手作業によって、オイルダクトが分別される。しかし、紙・木の最終処理形態によっては、特に分別しなくても後工程への影響は無い。

コアの解体は任意の方法により行うことができるが、例えば、特開２００３−２１７９５６号公報に記載された変圧器の解体方法により行うことができる。具体的には、変圧器の鉄芯からコイルを分離する方法として、電動鋸などで鉄芯を側面部に当てて位置決めし、鉄芯に巻回しされているコイルを切断して分離する方法が好ましい。

解体分別された鉄芯６は必要に応じてさらに切断される。鉄芯切断では鉄芯のタイプ（ラップ巻、Ｃ型、巻鉄芯、積鉄芯等）によって最適切断場所を油圧切断歯で切断し、一鉄芯を半割２個とする。半割鉄芯は一個ずつ、湾曲矯正装置でほぼ直線状に矯正する。この工程では鉄芯を一枚ずつ高速で捌く動作を加えるため、隙間に付着ＰＣＢ油の多くを洗浄等により、より多く除去できる特徴を有する。鉄芯の切断は任意の方法により行うことができるが、例えば、特開２００３−２８５２２４号公報に記載された鉄芯切断方法により行うこともできる。具体的には、鉄芯をターンテーブル等に載置し、鉄芯の内部中空部に設置される中子（上下から押さえる）に対して切断刃をあてがい切断する方法が好ましい。
鉄芯６は、搬送容器等に入れられ、ケース等と同じく、後述の二次洗浄工程２９へ送られる。

解体分別されたコイル７は、木（オイルダクト）を除去した後、搬送容器等に入れられ、洗浄される（工程３５）。洗浄工程３５に使用する洗浄溶剤は、上記一次洗浄工程２５で用いられるものと同様である。該コイルを洗浄装置にて洗浄・乾燥する。洗浄方法は特に限定されず、例えば、特開２００３−２５７７５９号公報に記載された変圧器の巻線処理方法により行うこともできる。具体的には、例えば、洗浄剤にはＮＳ２２０Ｐ（商品名、(株)ジャパンエナジー製）を用い、浸漬洗浄１を１２分、浸漬洗浄２を１２分、蒸気洗浄を１２分、減圧を１０分行うことで洗浄できる。
その後、コイルは、上記一次洗浄工程２５と同様な方法で洗浄（工程３６）された洗浄済みの電線と混ぜられ、破砕され（工程３７）、比重選別機により銅と紙に分別される（工程３８）。具体的には、コイルを二軸破砕機、低速破砕機、高速破砕機より構成される破砕機で破砕処理し、比重選別機で銅線と絶縁紙に選別する方法が好ましい。破砕工程３７では、コイルを破砕機で破砕し、砕片化すると同時に、一次・二次側導体を覆っている絶縁被覆、紙テープ等を効果的に剥離する。導体被覆は剥離しにくい性質があるため、段階的に複数の破砕機を組み合わせる（二軸破砕機、一軸破砕機、高速破砕機の三段の組合せが望ましい）場合は、一軸破砕機でのスクリーン径を２０〜５０ｍｍとし、最終段の高速破砕機ではスクリーン径を約３ｍｍとするのが好ましい。
コイルは前述したように、銅線・銅帯・銅板の他絶縁紙（クラフト紙）や絶縁布、オイルダクト、固定用糸など絶縁材や冷却用構造材等のＰＣＢ含浸性材料から構成されている。ここで、ＰＣＢ含浸性材料とは、ＰＣＢが染み込んだ紙くず、木くず及び繊維くずをいう（なお、ＰＣＢが付着した金属くず等をＰＣＢ非含浸性材料という）。

破砕後のコイル砕片は定量フィーダーを経由して、比重選別機に投入し、紙・布・糸等を分離し、純度の高い銅を回収する（工程３８）。比重選別機は細径穴パンチングメタルを使用したスクリーンを階段状に加工し、このスクリーンを楕円運動させることによって、昇段力を付与しながらスクリーン下側から送風し、軽比重の紙を分離するタイプのものが高い銅純度を与える。取出された銅は、後述の二次洗浄４２および判定洗浄３０を行う。パンチングメタル穴径は詰り防止、銅の高純度化に多大な影響が考えられるため、選定には十分な検討が必要であるが、直径０．８ｍｍとすると詰りが少なく、銅純度も９９．９質量％以上の良い結果が得られている。

搬送容器等には、分別された部材ごとに適宜バーコード等により識別番号が付与され、管理システムに入力され、管理システムの制御下、搬送容器等毎に、ローラーコンベア等の自動搬送機でそれぞれの工程に搬送される。識別番号は、搬送容器等が使われる前、部材が投入された時点等で、必要に応じ付与すればよい。

（８）二次洗浄工程２９
各搬送用容器等に分別されたケース１、金属２、活性アルミナ３、碍子４、鉄芯６は、非含浸物二次洗浄工程２９で、木９、パッキン１０は、含浸物二次洗浄工程３９で、管理システムの制御下で、自動的に搬送され、洗浄される。各洗浄方法および装置は一次洗浄工程２５で用いられた方法及び装置と同様である。

木９・パッキン１０・プレスボード及びその他の部材については、さらにＰＣＢを低減化する必要がある場合は、二次洗浄工程３９の後、破砕処理し、再洗浄する（工程４０、４１）。この際の破砕粒度を２ｍｍ程度とすることが好ましく、これにより洗浄後の部材中のＰＣＢ濃度をムラなく均一化できる。破砕した部材の洗浄は、例えば、特願２００４−７７２１９号明細書に記載された洗浄乾燥方法により行うことができる。具体的には、洗浄液を用いて上記破砕部材を洗浄し乾燥するカゴであって洗浄液の総蒸発熱以上の熱量を蓄熱しうる蓄熱材を設けた洗浄乾燥用カゴで洗浄することが好ましい。

例えば、各部材の二次洗浄の一例を挙げると以下のようになる。ケース、金属、及び碍子についてはそれぞれ、浸漬洗浄１を１０分、蒸気洗浄を１０分、浸漬洗浄２を１０分、蒸気洗浄を３０分、減圧を１２０分行う。木・パッキン・プレスボード及びその他の部材については浸漬洗浄１を２０分、浸漬洗浄２を２０分、減圧を４０分行い、さらに浸漬洗浄１を１０分、浸漬洗浄２を１０分、蒸気洗浄を１５分、減圧を１２０分行う。各洗浄において洗浄剤は、例えば、ＮＳ２２０Ｐ（商品名、(株)ジャパンエナジー製）を用いることができる。

洗浄の終了したケース、金属、アルミナ、碍子、鉄芯（非含浸物二次洗浄工程２９）の入った搬送容器等は、管理システムの制御下、自動的に洗浄判定工程３０に搬送される。一方、含浸物二次洗浄工程３９の洗浄の終了した木９（プレスボードを含む）、パッキン１０等の部材は、法令値を下回るかを判定するための判定用の部材サンプリング後、判定待ち保管工程３１に送られる。
また、比重選別機を経由し高純度で回収された銅は、ＰＣＢ油を基準値以下（「特別管理産業廃棄物に係る基準の検定方法」に示される基準値）まで除去する目的で、二次洗浄（工程４２）を行う。二次洗浄工程４２は他の部材と同様の洗浄機を用いることによって、搬送容器等に投入された部材は蒸気洗浄、浸漬洗浄、超音波洗浄、減圧が部材毎の適切に設定された時間、自動的かつ効果的に洗浄を行う。銅の二次洗浄は、例えば、洗浄剤としてＮＳ２２０Ｐ（商品名、(株)ジャパンエナジー製）を用い、浸漬洗浄１を１０分、蒸気洗浄を１０分、浸漬洗浄２を１０分、蒸気洗浄を３０分、減圧を１２０分行うことでできる。

（９）判定洗浄工程３０
洗浄後の各部材のうち、ケース１、金属２、アルミナ３、碍子４、鉄芯５、銅は部材毎に判定工程へ搬送され、判定洗浄機で判定洗浄される。判定洗浄工程３０では、原液槽が１槽のみから構成される洗浄方法及び装置により、洗浄を行う。例えば、浸漬洗浄を３０分、蒸気洗浄を３０分、減圧を１０分で洗浄を行うことができる。

判定洗浄後、判定液を採取し、ＧＣ−ＥＣＤ（電子捕獲型検出器付ガスクロマトグラフィ分析計、例えばＧＣ−１４Ｂ（商品名、島津製作所製）によるＰＣＢ分析で法律基準値以内（「特別管理産業廃棄物に係る基準の検定方法」に示される基準値）であるかどうかを判定する。具体的には、判定洗浄後、判定液を採取し、上記ＧＣ−１４Ｂにより分析を行い、０．５ｍｇ−ＰＣＢ／ｋｇ−判定液 未満であれば合格とすることができる。
判定洗浄後、各部材は判定待ち保管工程３１へ送られ、保管庫で保管される。

また、前述の比重選別３８で分離された紙８は破砕し（工程４３）、バレルに収納して洗浄工程４４で、洗浄する。洗浄後の紙は溶出試験等で払い出しの合否を行い合格であれば判定待ち保管工程３１に移り、出荷され、不合格であれば洗浄工程４４に戻し、以降の工程を繰り返し実施する。

（１０）判定待ち保管工程３１
判定洗浄後、判定液はガスクロマトグラフィなどの分析計で分析するが、分析時間が長いため、結果が出るまでの間搬送の渋滞を防ぐ目的で、判定待ち保管を行う。判定待ち保管工程３１で保管されている各部材は、判定洗浄液の分析結果が合格（０．５ｍｇ−ＰＣＢ／ｋｇ−判定液 未満）であれば払出保管工程へ搬送され、保管庫で保管し、傾転装置、パレタイザなどの出荷関連装置でコンテナ・パレット等に収納し随時出荷する。不合格であれば各洗浄装置工程に戻し、洗浄工程以降を繰返し実施する。
判定待ち保管工程の下流側には空気吸い込み口が設けられており、連続的に空気が吸い込まれている。空気の吸い込み量は、各工程の空気清浄度を監視しながら、管理システムの制御下に決定される。吸い込まれた空気は、密閉されたフードを通って、活性炭フィルターを経由し雰囲気循環される。

（１１）部材毎払出・保管工程３２
払出・保管工程３２では、金属２、碍子４、鉄芯６、銅はバスケット反転装置にて専用コンテナへ部材を入替え、払出保管庫へ収納する。紙８、木９、パッキン１０はバレルから吸引して専用コンテナへ部材を入替え、払出保管庫へ収納する。

（１２）部材毎出荷工程３３
出荷は予約管理システムからの払出指令に基づき、順次払出保管庫から部材・数量等要求に応じて払出し、トラックへ荷積みを行う。

（１３）排気処理工程
排気処理工程は、油抜き、浸漬・循環洗浄、粗解体などの各工程における排気を処理する工程である（図示せず）。排気処理工程としては、前記の解体等の各工程における処理対象物をフード等に収納して、発生する排気をファンで吸引し活性炭処理して施設外へ排気する工程、または洗浄装置のような装置から圧送された排気を活性炭処理する工程などが挙げられる。前者は、排気をファンで吸引することでフード内が負圧に維持され、排気がフード外に漏洩することなく処理することができる。後者は、真空ポンプ等により排気が圧送されるが、気密性の高いダクトに排気を導入することで系外へ排気を漏洩させることなく排気処理することができる。

上記の工程により、作業員がＰＣＢ雰囲気下で作業することなく、ＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器を安全に解体し、解体した部品を部材に分別し、各部材をリサイクル資源化することができる。

前述の油抜きされたＰＣＢ油は溶剤再生装置によって分離されたＰＣＢ油とともに、工程内のタンクで一時保管し、ＰＣＢ油処理工程の要求によりポンプ等で移送し、本発明には含まれない移送先の処理工程で分解処理し、無害化される。

上記の一連の処理工程において、各工程間あるいは処理間は、各部材毎にバスケットに収納しコンベヤで搬送し移載装置で洗浄装置との間で出し入れし、コンベヤは部材を収容したバスケットに付属するバーコードや符号装置の情報と管理システムの処理予約登録とを照合し、自動搬送を行う。

上記の一連の処理工程において、洗浄装置、判定洗浄装置は第２石油類又は第３石油類の炭化水素系洗浄剤や有機溶剤等を使用し、大気圧又は減圧蒸留再生装置を用いて汚れた洗浄剤を浄化し同時に洗浄剤で除去したＰＣＢ混入絶縁油を分離回収し、洗浄剤は繰返し使用する。また、受入保管、コンベヤ等搬送装置、コア解体装置、洗浄装置、破砕機、比重選別機、判定洗浄装置、判定待ち保管庫、等の処理装置のＰＣＢ蒸気が暴露される恐れのある部分をフードで囲い、あるいは局所排気装置を設置して、雰囲気を吸引し、オイルスクラバ、活性炭フィルターを経由して排気する。

上記の一連の処理工程における洗浄装置、判定洗浄装置、溶剤再生装置、オイルパン等の排気を発生する工程・場所において、冷水による凝縮装置と局所排気吸引装置及びオイルスクラバ、活性炭フィルターとでＰＣＢ蒸気含有量を低減し、排気する。また、上記の一連の処理工程における洗浄装置、蒸留再生装置においては、減圧運転とし、漏れの可能性を極小化し、漏れた場合でも、漏洩検知装置で早期に検出し警報を発する機構を付帯し、漏れがあっても各装置の最低部に装備したオイルパンでＰＣＢ混入絶縁油の、外部への拡散を防止する。

本発明の一つの実施の態様を示すフロー図である。 本発明の方法で処理される変圧器の一例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ ケース
２ 金属
３ アルミナ
４ 碍子
５ 電線
６ 鉄芯
７ コイル
８ 紙
９ 木
１０ パッキン
１１ ＰＣＢ油
２１ ＰＣＢ含有変圧器
２２ 油抜き工程
２３ 浸漬・循環洗浄工程
２４ 粗解体工程
２５ 一次洗浄工程
２６ コア解体工程
２７ 碍子解体工程
２８ コア切断／解体工程
２９ （非含浸物）二次洗浄工程
３０ 判定洗浄工程
３１ 判定待ち保管工程
３２ 部材毎払出保管工程
３３ 部材毎出荷工程
３４ 脱塩素化処理工程
３５，３６ 洗浄工程
３７ 破砕工程
３８ 比重選別工程
３９ （含浸物）二次洗浄工程
４０ 破砕工程
４１ 再洗浄工程
４２ 二次洗浄工程
４３ 破砕工程
４４ 洗浄工程

Claims (8)

1. ＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器を分別解体し、多段洗浄により各部材を無害化して再資源化する変圧器の無害化処理方法であって、
   （ａ）ＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器からＰＣＢ混入絶縁油を油抜きする工程、
   （ｂ）油抜きされた変圧器内に洗浄溶剤を導入して循環し、残存ＰＣＢ混入絶縁油を洗浄除去する工程、
   （ｃ）変圧器を洗浄装置に入る大きさに粗解体する工程、
   （ｄ）粗解体された解体単位で一次洗浄する工程、
   （ｅ）前記解体単位を、ケース、金属、アルミナ、碍子、電線、コア、木、パッキン、およびその他の部材にそれぞれ分別解体する工程、
   （ｆ）前記コアを鉄芯とコイルに分別解体する工程、
   （ｇ）前記コイルを前記電線とともに破砕し、比重選別機で銅を紙から分別する工程、
   （ｈ）分別された各部材を二次洗浄する工程、および、
   （ｉ）前記二次洗浄の後、ケース、金属、アルミナ、碍子、鉄芯、および銅からなる群から選ばれる部材を少なくとも１つ洗浄して洗浄度を判定する工程
   を含んでなることを特徴とする変圧器の無害化処理方法。
2. 前記（ａ）〜（ｉ）の工程を有し、さらに、
   （ｊ）前記洗浄度を判定する工程（ｉ）の後、出荷するか、または、洗浄装置に戻し前記二次洗浄工程以降を繰返し実施するかを判定するために判定洗浄液の分析を行う間、各部材を保管する判定待ち保管工程、
   （ｋ）各部材をコンテナに入れ替え、払出保管庫に収納する払出・保管工程、および、
   （ｌ）各部材を前記払出保管庫から払い出す出荷工程
   を含んでなることを特徴とする請求項１記載の変圧器の無害化処理方法。
3. 前記工程（ｇ）で分別された紙を破砕して、二次洗浄し、溶出試験により払い出しの合否の判定を行い、合格であれば出荷し、不合格であれば該二次洗浄以降の工程を繰り返し実施することを特徴とする請求項１または２記載の変圧器の無害化処理方法。
4. 前記の各部材を、識別子が付与された搬送容器に各部材毎に収納し、搬送容器に付与された識別子の情報と管理システムの処理予約登録とを照合し、前記の各工程間または各処理間を自動搬送機により搬送することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の変圧器の無害化処理方法。
5. 前記の各洗浄工程において、第２石油類又は第３石油類の炭化水素系洗浄剤や有機溶剤を使用して洗浄を行い、使用後の洗浄剤を蒸留再生装置により浄化してＰＣＢ混入絶縁油を分離回収し、洗浄剤を繰返し使用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の変圧器の無害化処理方法。
6. 前記の各工程に用いられる各処理装置の開口部をフードで囲い、フード内を負圧吸引し、活性炭フィルターを経由して雰囲気循環することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の変圧器の無害化処理方法。
7. 前記の各工程のうち排気が発生する工程において、凝縮装置、局所排気吸引装置及び活性炭フィルターを用いて、ＰＣＢ蒸気含有量を環境規制値未満の濃度に低減して排気することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の変圧器の無害化処理方法。
8. 前記の洗浄装置または蒸留再生装置が、ＰＣＢ漏洩検知装置およびオイルパンを備え、該各装置を減圧下にて運転することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の変圧器の無害化処理方法。
   

Images