JP2007105060A - Method of decomposing dioxins in liquid - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of decomposing dioxins in liquid, capable of decomposing dioxins in liquid under a mild condition with lower reaction requiring energy and at a high decomposing rate without requiring an exclusive container. <P>SOLUTION: The method is for decomposing dioxins included in a liquid filling or stored in a container and is characterized by the decomposition of dioxins in liquid by preparing a mixture liquid by adding a hydrogen donor and an alkaline compound to a treated liquid including the dioxins, taking out part of the mixture liquid after that, applying microwaves to the taken-out mixture liquid while letting the mixture liquid flow into a catalyst filled device set inside a microwave device, and after that, returning the mixture liquid into the container. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液中ダイオキシン類の分解処理方法に関し、詳細には、温和な条件で高分解率で液中のダイオキシン類を無害化することが可能な液中ダイオキシン類の分解処理方法に関する。   The present invention relates to a method for decomposing a dioxin in a liquid, and more particularly, to a method for decomposing a dioxin in a liquid capable of detoxifying dioxins in a liquid at a high decomposition rate under mild conditions.

ダイオキシン(ポリクロロジベンゾジオキシン:PCDD)、ポリクロロジベンゾフラン(PCDF)及びコプラナーPCB(本発明ではこれらの3者を総称して「ダイオキシン類」と称する。)は、塩素含有有機化合物を燃焼する過程あるいは塩素を含有する特定の有機化合物の合成過程などにおいて微量副生する。ダイオキシン類は、その毒性の強さのため環境(大気、土壌、水など)の汚染物質の一つとして近年特に問題視されている。   Dioxin (polychlorodibenzodioxin: PCDD), polychlorodibenzofuran (PCDF), and coplanar PCB (in the present invention, these three are collectively referred to as “dioxins”) are a process of burning chlorine-containing organic compounds or It is produced as a by-product in the synthesis process of specific organic compounds containing chlorine. Dioxins have been regarded as a problem in recent years as one of the pollutants of the environment (air, soil, water, etc.) due to their strong toxicity.

このため、環境汚染対策として、ダイオキシン類で汚染された土壌、燃焼灰などを除去・回収する処理が行われている。また、清掃工場など各種工場からの排水中、廃棄物埋立処分場などで発生する浸出水中、あるいは灰、土などの洗浄排水中に含まれるダイオキシン類の処理も行われているが、根本的な対策として、汚染された物質中のダイオキシン類の分解が必要となる。   For this reason, as a measure against environmental pollution, processing for removing and collecting soil, combustion ash, etc. contaminated with dioxins is performed. In addition, dioxins contained in wastewater from various factories such as cleaning factories, leachate generated at waste landfill sites, and washing wastewater such as ash and soil are also being treated. As a countermeasure, it is necessary to decompose dioxins in polluted substances.

ダイオキシン類は、熱分解するためには80〜900℃以上の高温が必要で、熱的に安定な化合物であり、また化学的にも安定な化合物である。このため、従来、その分解方法が種々検討されているが、いずれも特別な反応条件あるいは特別な薬品類が必要となる。   Dioxins require a high temperature of 80 to 900 ° C. or higher for thermal decomposition, are thermally stable compounds, and are chemically stable compounds. For this reason, various decomposition methods have been studied in the past, but all require special reaction conditions or special chemicals.

例えば、特許文献1には、焼却炉から排出される飛灰及び焼却灰中に含まれるダイオキシン類の分解方法として、特定の含窒素含硫黄化合物(トリメルカプトトリアジンのNa塩など)からなるダイオキシン類の分解剤と、ダイオキシン類とを、200℃〜300℃で3〜60分間接触させる方法が提案されている。しかしながら、この方法は300℃よりも低い温度で接触させることによりダイオキシン類を分解することができる点で優れた方法であるが、ダイオキシン類の分解率が低く、また200℃以上の高温処理を要するため温和な分解処理方法とは言い難い。   For example, Patent Document 1 discloses dioxins composed of specific nitrogen-containing sulfur-containing compounds (such as Na salt of trimercaptotriazine) as a method for decomposing fly ash discharged from an incinerator and dioxins contained in the incineration ash. There has been proposed a method in which a decomposing agent and dioxins are contacted at 200 ° C. to 300 ° C. for 3 to 60 minutes. However, this method is an excellent method in that dioxins can be decomposed by contacting them at a temperature lower than 300 ° C, but the decomposition rate of dioxins is low, and a high temperature treatment of 200 ° C or higher is required. Therefore, it is difficult to say that it is a mild decomposition treatment method.

また、特許文献2には、ゴミ焼却施設や汚泥焼却施設などの排ガス等に含まれるコプラナーPCB類の分解触媒として、酸化チタンに五酸化バナジウムと三酸化タングステンを担持させたハニカム型分解触媒が提案されている。しかしながら、この触媒は排ガス中のダイオキシン類の分解に適用するものであり、分解所要温度も200℃と高い。   Patent Document 2 proposes a honeycomb-type cracking catalyst in which vanadium pentoxide and tungsten trioxide are supported on titanium oxide as a cracking catalyst for coplanar PCBs contained in exhaust gas from garbage incineration facilities and sludge incineration facilities. Has been. However, this catalyst is applied to the decomposition of dioxins in exhaust gas, and the required decomposition temperature is as high as 200 ° C.

また、特許文献3には、還元処理により酸素欠陥が導入された酸化セリウム−酸化ジルコニウム等に、白金等の貴金属を担持した触媒が提案されている。この触媒は、触媒と被処理物との接触温度が0〜100℃であり、十分に低い処理温度で効率よくダイオキシン類を無害化することが可能な触媒とされているが、分解処理後のダイオキシン類の毒性等量は0.097(ng−TEQ/g)と高いものである。   Patent Document 3 proposes a catalyst in which a noble metal such as platinum is supported on cerium oxide-zirconium oxide in which oxygen defects are introduced by reduction treatment. This catalyst has a contact temperature of 0 to 100 ° C. between the catalyst and the material to be treated, and is a catalyst capable of detoxifying dioxins efficiently at a sufficiently low treatment temperature. The toxicity equivalent of dioxins is as high as 0.097 (ng-TEQ / g).

ところで、上記の特許文献1〜3に提案されている分解触媒は、主に焼却灰の処理に適したものである。液中のダイオキシン類の処理方法としては、ダイオキシン類を吸着材に吸着させ液中から除去する方法があるが、この方法ではダイオキシン類を吸着した吸着材(二次廃棄物)が発生するので、その処理が必要となる。従来は、高温での燃焼が採られているがこの方法では、適正な温度管理がなされない場合にはガス中でダイオキシン類が生成する可能性があり、また、高温燃焼をさせるためには多量の燃料が必要となり、エネルギーコストが嵩む。   By the way, the decomposition catalysts proposed in the above Patent Documents 1 to 3 are mainly suitable for the treatment of incineration ash. There is a method of removing dioxins from the liquid by adsorbing the dioxins to the adsorbent as a treatment method for dioxins in the liquid, but this method generates an adsorbent (secondary waste) that adsorbs dioxins. That process is required. Conventionally, combustion at high temperature has been adopted, but with this method, dioxins may be generated in the gas if proper temperature control is not performed, and a large amount is required for high temperature combustion. Fuel is required and the energy cost increases.

そこで特許文献4には、二次廃棄物を発生させることなく液中ダイオキシン類の処理を行うことのできる方法が提案されている。しかしながら、複数の処理工程の中の一工程において、ダイオキシン類を吸着させた吸着材を含むスラリーを100℃以上であってかつ液相を維持する圧力に保つ必要があり、また、処理工程も煩雑であるため、低エネルギーコストの処理方法とは言い難い。   Therefore, Patent Document 4 proposes a method capable of treating dioxins in liquid without generating secondary waste. However, in one of a plurality of processing steps, it is necessary to keep the slurry containing the adsorbent adsorbed with dioxins at a temperature that is 100 ° C. or higher and maintains the liquid phase, and the processing step is also complicated. Therefore, it is difficult to say that it is a low energy cost processing method.

特開2001−247838号公報JP 2001-247838 A 特開2002−136873号公報JP 2002-136873 A 特開2002−306965号公報JP 2002-306965 A 特開2001−321785号公報JP 2001-321785 A

本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたものであり、専用の反応槽を必要とせず、分解所要エネルギーが低く、温和な条件で、かつ高分解率で液中ダイオキシン類を無害化することが可能な、液中ダイオキシン類の分解処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and does not require a dedicated reaction tank, has low energy required for decomposition, is mild in conditions, and detoxifies dioxins in liquid at a high decomposition rate. It is an object of the present invention to provide a method for decomposing dioxins in liquid.

本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、液中ダイオキシン類を含有する被処理液の入った容器に、水素供与体及びアルカリ化合物を添加して混合液を調製し、それをマイクロ波装置内に設置した触媒充填装置に流通させながらマイクロ波を照射してダイオキシン類を分解した後、容器内に戻すことにより、液中のダイオキシン類を無害化できることを見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors prepared a liquid mixture by adding a hydrogen donor and an alkali compound to a container containing a liquid to be treated containing dioxins in the liquid. The present invention found that dioxins in a liquid can be rendered harmless by decomposing dioxins by irradiating them with microwaves while circulating them through a catalyst filling device installed in a microwave device, and returning them to the container. Reached.

すなわち、本発明は、以下の通りである。
1)容器内に充填又は保存された液中に含まれるダイオキシン類を分解する分解処理方法であって、前記ダイオキシン類を含む被処理液に水素供与体及びアルカリ化合物を添加して混合液を調製した後、該混合液の一部を取り出し、それをマイクロ波装置内に設置した触媒充填装置に流通させながらマイクロ波を照射した後、前記容器内に戻すことにより、液中のダイオキシン類を分解することを特徴とする液中ダイオキシン類の分解処理方法、
2)前記水素供与体が、複素環式化合物、アミン系化合物、アルコール系化合物、ケトン系化合物及び脂環式化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物である前記1)に記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法、
3)前記水素供与体が、沸点100℃以下のアルコール系化合物である前記1)に記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法、
4)前記水素供与体の添加量が、ダイオキシン類を含む被処理液に対する割合として、5〜50%(vol)である前記1)〜3)のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法、
5)前記アルカリ化合物が、苛性ソーダ、苛性カリ、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物である前記1)〜4)のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法、
6)前記被処理液に添加する水素供与体及びアルカリ化合物が、アルカリ化合物を水素供与体に溶解させてなる濃度0.1〜40%(w/v)のアルカリ溶液である前記1)〜5)のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法、
7)前記触媒が、炭素結晶化合物及び担体に金属を担持させた化合物の中から選ばれる少なくとも1種の触媒である前記1)〜6)のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法、
8)前記担体に金属を担持させた化合物が、パラジウム担持炭素化合物である前記7)に記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法、
9)前記ダイオキシン類が、ポリクロロジベンゾフラン(PCDF)及び/又はポリクロロジベンゾジオキシン(PCDD)である前記1)〜8)のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法、及び、
10)前記被処理液が、排水、浸出水、汚染水、汚染油、廃潤滑油又は廃絶縁油である前記1)〜9)のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法。
That is, the present invention is as follows.
1) A decomposition method for decomposing dioxins contained in a liquid filled or stored in a container, wherein a mixed liquid is prepared by adding a hydrogen donor and an alkali compound to the liquid to be treated containing the dioxins. Then, take out a part of the mixed solution, irradiate it with microwave while circulating it through the catalyst filling device installed in the microwave device, and then return it into the container to decompose the dioxins in the solution A method for decomposing dioxins in liquid, characterized by:
2) The liquid according to 1), wherein the hydrogen donor is at least one compound selected from the group consisting of a heterocyclic compound, an amine compound, an alcohol compound, a ketone compound, and an alicyclic compound. Dioxin decomposition method,
3) The method for decomposing dioxins in liquid according to 1), wherein the hydrogen donor is an alcohol compound having a boiling point of 100 ° C. or lower,
4) The decomposition treatment of dioxins in the liquid according to any one of 1) to 3), wherein the amount of the hydrogen donor added is 5 to 50% (vol) as a ratio to the liquid to be treated containing dioxins. Method,
5) The submerged dioxins according to any one of 1) to 4), wherein the alkali compound is at least one compound selected from the group consisting of caustic soda, caustic potash, sodium alkoxide, potassium alkoxide, and calcium hydroxide. Decomposition method,
6) The hydrogen donor and alkali compound to be added to the liquid to be treated are alkali solutions having a concentration of 0.1 to 40% (w / v) obtained by dissolving an alkali compound in the hydrogen donor. ) A method for decomposing dioxins in a liquid according to any one of
7) The method for decomposing dioxins in liquid according to any one of 1) to 6), wherein the catalyst is at least one catalyst selected from a carbon crystal compound and a compound having a metal supported on a carrier. ,
8) The method for decomposing dioxins in liquid as described in 7) above, wherein the compound having a metal supported on the carrier is a palladium-supported carbon compound,
9) The method for decomposing dioxins in liquid according to any one of 1) to 8), wherein the dioxins are polychlorodibenzofuran (PCDF) and / or polychlorodibenzodioxin (PCDD), and
10) The method for decomposing dioxins in liquid according to any one of 1) to 9), wherein the liquid to be treated is drainage, leachate, contaminated water, contaminated oil, waste lubricating oil, or waste insulating oil.

本発明によれば、液中ダイオキシン類を含有する被処理液の入った容器に水素供与体及びアルカリ化合物を添加し、得られた混合液をマイクロ波装置内に設置された触媒充填装置に流通させながらマイクロ波を照射した後、容器内に戻すことにより、液中ダイオキシン類を簡易にかつ高分解率で分解することができる。しかも、専用反応器や高温高圧反応容器を必要とすることなく、外部から水素及び熱を供給することなく、温和な条件でダイオキシン類を分解することができるので、分解所要エネルギーを低減できると共に、副反応生成物が生成する可能性が極めて低い。   According to the present invention, a hydrogen donor and an alkali compound are added to a container containing a liquid to be treated containing dioxins in the liquid, and the resulting mixed liquid is circulated through a catalyst filling apparatus installed in the microwave apparatus. After irradiating with microwaves, it is returned to the container, so that the dioxins in the liquid can be easily decomposed at a high decomposition rate. Moreover, dioxins can be decomposed under mild conditions without the need for dedicated reactors or high-temperature / high-pressure reaction vessels, and without supplying hydrogen and heat from the outside, so that the energy required for decomposition can be reduced, The possibility of forming side reaction products is extremely low.

また、本発明の方法を、ポリ塩化ビフェニール(PCB)が微量混入した廃絶縁油中のダイオキシン類の分解に適用することにより、PCBを高分解率で分解することができると共に、共存する液中ダイオキシン類、特にポリクロロジベンゾフラン(PCDF)及びポリクロロジベンゾジオキシン(PCDD)を高分解率で無害化することができる。   In addition, by applying the method of the present invention to the decomposition of dioxins in waste insulating oil mixed with a small amount of polychlorinated biphenyl (PCB), PCB can be decomposed at a high decomposition rate and in the coexisting liquid. Dioxins, especially polychlorodibenzofuran (PCDF) and polychlorodibenzodioxin (PCDD) can be rendered harmless at a high decomposition rate.

本発明の液中ダイオキシン類の分解処理方法は、容器内に充填又は保存された液中に含まれるダイオキシン類を分解する分解処理方法であって、前記ダイオキシン類を含む被処理液に水素供与体及びアルカリ化合物を添加して混合液を調製した後、該混合液の一部を取り出し、それをマイクロ波装置内に設置した触媒充填装置に流通させながらマイクロ波を照射した後、前記容器内に戻すことにより、液中のダイオキシン類を分解することを特徴とするものである。   The method for decomposing dioxins in a liquid according to the present invention is a decomposition method for decomposing dioxins contained in a liquid filled or stored in a container, wherein the liquid to be treated containing the dioxins is a hydrogen donor. And an alkali compound are added to prepare a mixed solution, and then a part of the mixed solution is taken out and irradiated with microwaves while being circulated through a catalyst filling device installed in the microwave device, and then into the container. By returning, the dioxins in the liquid are decomposed.

上記の容器としては、排水・浸出水等の貯蔵・貯留タンク、微量のPCBを含有する柱上変圧器、大型トランス、OFケーブル油槽等の汚染油を内蔵した機器容器等が挙げられる。   Examples of the container include storage / storage tanks for drainage / leachate, etc., column transformers containing a small amount of PCB, large transformers, equipment containers incorporating contaminated oil such as OF cable oil tanks, and the like.

上記の液中ダイオキシン類を含有する被処理液としては、焼却灰、土壌等を洗浄した各種洗浄排水、土地・埋立処分場等からの浸出水、PCB含有水等の各種汚染水、PCB含有油等の各種汚染油、廃油等を挙げることができる。廃油としては、電気絶縁油、熱媒体用の油、潤滑油、固体中に含まれる有機ハロゲン化合物を抽出した鉱油等が挙げられる。   Examples of liquids containing dioxins in the liquid include incinerated ash, various types of cleaning wastewater from which soil has been washed, leachate from land and landfill sites, various contaminated water such as PCB-containing water, and PCB-containing oil And various other contaminated oils and waste oils. Examples of the waste oil include electrical insulating oil, heat medium oil, lubricating oil, and mineral oil extracted from an organic halogen compound contained in a solid.

本発明で用いる水素供与体としては、例えば、複素環式化合物、アミン系化合物、アルコール系化合物、ケトン系化合物、及び脂環式化合物等の有機系水素供与体等が挙げられる。これらの化合物の中でも、安全性の観点より、アルコール系化合物、ケトン系化合物、脂環式化合物が好ましく、特に、安全性が高く、低コストで入手可能であり、しかも反応制御が容易で、芳香族ハロゲン化合物の分解効率が高い点より、アルコール系化合物が好ましい。これらの水素供与体は、単独で又は二種以上を任意に組合わせて使用することができる。ここで、「水素供与体」とは、分解対象化合物から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物を意味する。   Examples of the hydrogen donor used in the present invention include organic hydrogen donors such as heterocyclic compounds, amine compounds, alcohol compounds, ketone compounds, and alicyclic compounds. Among these compounds, alcohol compounds, ketone compounds, and alicyclic compounds are preferable from the viewpoint of safety. In particular, they are highly safe, can be obtained at low cost, are easily controlled in reaction, and are aromatic. Alcohol compounds are preferred from the viewpoint of high decomposition efficiency of the group halogen compounds. These hydrogen donors can be used alone or in any combination of two or more. Here, the “hydrogen donor” means a compound that can donate a hydrogen atom to a radical generated from a decomposition target compound.

前記のアルコール系化合物としては、脂肪族アルコール、芳香族アルコールのいずれであってもよく、直鎖又は分岐鎖を有する一価アルコールや多価アルコールを用いることができる。アルコール系化合物の炭素数は1〜12の範囲が好ましく、より好ましくは2〜9の範囲、さらに好ましくは3〜6の範囲である。前記アルコール系化合物の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール等の脂肪族アルコール、シクロプロピルアルコール、シクロブチルアルコール、シクロペンチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、シクロヘプチルアルコール、シクロオクチルアルコール等の脂環式アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、デカリンジオール等の多価アルコール等が挙げられる。   The alcohol compound may be either an aliphatic alcohol or an aromatic alcohol, and a monohydric alcohol or a polyhydric alcohol having a linear or branched chain can be used. The carbon number of the alcohol compound is preferably in the range of 1 to 12, more preferably in the range of 2 to 9, and still more preferably in the range of 3 to 6. Specific examples of the alcohol compound include, for example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, n-butanol, s-butanol, t-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, and 3-pentanol. 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, 2-octanol and other aliphatic alcohols, cyclopropyl alcohol, cyclobutyl alcohol, cyclopentyl alcohol, cyclohexyl Examples thereof include alicyclic alcohols such as alcohol, cycloheptyl alcohol and cyclooctyl alcohol, and polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol and decalin diol.

アルコール系化合物のなかでも、沸点100℃以下のアルコールが好ましく、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、t−ブタノール等を挙げることができる。これらのアルコール系化合物は、安全性が高く、低コストで入手可能であり、しかも反応制御が容易で、ダイオキシン類の分解効率が高い点より、好ましい。また、比較的低沸点のアルコールを使用することにより、反応温度を低く維持しながら分解効率を高めることができ、副反応生成物の生成を抑制できる利点がある。   Among alcohol compounds, alcohols having a boiling point of 100 ° C. or less are preferable, and examples thereof include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, t-butanol and the like. These alcohol compounds are preferable because they are highly safe, can be obtained at low cost, can be easily controlled, and have high decomposition efficiency of dioxins. In addition, the use of alcohol having a relatively low boiling point is advantageous in that the decomposition efficiency can be increased while maintaining the reaction temperature low, and the production of side reaction products can be suppressed.

また、前記のアルコールは、その沸点が後述する反応温度よりも高いものを選択することが、取扱性の観点より好ましい。   Moreover, it is preferable from a viewpoint of handleability to select the said alcohol whose boiling point is higher than the reaction temperature mentioned later.

水素供与体は、被処理液に対し、5〜50%(vol)用いることが好ましく、より好ましくは10〜40%(vol)である。水素供与体の量が5%未満では溶液の粘度が高くなり、また分解反応が進まなくなる。また、水素供与体の量が50%を超えると、反応は十分進むが実用上意味がなく、また容器の許容量を超えるおそれがある。   The hydrogen donor is preferably used in an amount of 5 to 50% (vol), more preferably 10 to 40% (vol), relative to the liquid to be treated. When the amount of the hydrogen donor is less than 5%, the viscosity of the solution increases and the decomposition reaction does not proceed. On the other hand, when the amount of the hydrogen donor exceeds 50%, the reaction proceeds sufficiently, but there is no practical meaning and the container may exceed the allowable amount.

本発明で用いるアルカリ化合物としては、ダイオキシン類の分解反応を促進しうるものであれば制限なく使用することができるが、脱塩素化効率を高める観点より、NaOH、KOH、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド、水酸化カルシウム等が好ましく用いられる。中でも、コストやハンドリング性の観点より、NaOH又はKOHが特に好ましい。アルカリ化合物は、単独で又は2種以上を任意に組合わせて使用することができる。   The alkali compound used in the present invention can be used without limitation as long as it can promote the decomposition reaction of dioxins, but from the viewpoint of increasing the dechlorination efficiency, NaOH, KOH, sodium alkoxide, potassium alkoxide, Calcium hydroxide or the like is preferably used. Among these, NaOH or KOH is particularly preferable from the viewpoints of cost and handling properties. An alkali compound can be used individually or in combination of 2 or more types.

アルカリ化合物は、水素供与体に対する割合として、0.1〜40%(w/v)とするのが好ましく、より好ましくは0.2〜20%(w/v)である。前記割合が0.1%未満では分解反応が進まず、40%を超えるとアルカリ化合物が溶解しきれなくなる。アルカリ化合物は、被処理液に対し、0.02〜10%(w/v)用いることが好ましい。   The ratio of the alkali compound to the hydrogen donor is preferably 0.1 to 40% (w / v), more preferably 0.2 to 20% (w / v). If the ratio is less than 0.1%, the decomposition reaction does not proceed. If it exceeds 40%, the alkali compound cannot be completely dissolved. The alkali compound is preferably used in an amount of 0.02 to 10% (w / v) based on the liquid to be treated.

本発明で用いる触媒としては、炭素結晶化合物及び担体に金属を担持させた化合物の中から選ばれる少なくとも1種であり、ダイオキシン類の分解反応を促進しうるものであれば制限なく使用することができ、その種類は特に限定されない。無機系触媒は触媒寿命が長く、かつ、アルカリ化合物存在下でも安定であるため、有機系触媒よりも好ましい。前記の触媒は、アルカリ性雰囲気で安全性が高く、マイクロ波に対して高活性を示すと考えられることから好適に用いることができるが、特に担体に金属を担持させた化合物が好ましい。前記の担体としては、活性炭やグラファイト等の炭素、シリカゲル、アルミナやゼオライト等の金属酸化物や複合金属酸化物、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート等の樹脂などが挙げられる。これらの触媒は、単独で又は2種以上を任意に組合わせて使用することができる。   The catalyst used in the present invention is at least one selected from a carbon crystal compound and a compound having a metal supported on a carrier, and can be used without limitation as long as it can promote the decomposition reaction of dioxins. The type is not particularly limited. An inorganic catalyst is preferable to an organic catalyst because it has a long catalyst life and is stable even in the presence of an alkali compound. The catalyst can be suitably used because it is considered to be highly safe in an alkaline atmosphere and exhibit high activity against microwaves, and a compound in which a metal is supported on a carrier is particularly preferable. Examples of the carrier include carbon such as activated carbon and graphite, metal oxides such as silica gel, alumina and zeolite, and composite metal oxides, resins such as polyethylene, polystyrene, polycarbonate, and polymethyl methacrylate. These catalysts can be used individually or in combination of 2 or more types.

ここで、前記の炭素結晶化合物としては、グラファイト、カーボンナノチューブ(金属を含むものと含まないものの双方が含まれる)、フラーレン等が挙げられる。   Here, examples of the carbon crystal compound include graphite, carbon nanotubes (both including and not including metal), fullerene, and the like.

また、前記の金属担持酸化物及び金属担持複合酸化物は、金属を担持した酸化物、複合酸化物であれば制限なく用いることができ、その金属担持量及び金属の種類は、上記の金属担持炭素化合物と同様である。金属担持酸化物の具体例としては 例えば、Pd/TiO(パラジウム担持2酸化チタン)等が挙げられる。金属担持複合酸化物の具体例としては、例えば、Pd/SiO・Al(パラジウム担持シリカ−アルミナ)等が挙げられる。 The metal-supported oxide and metal-supported composite oxide can be used without limitation as long as they are metal-supported oxides and composite oxides. It is the same as the carbon compound. Specific examples of the metal-supported oxide include Pd / TiO 2 (palladium-supported titanium dioxide). Specific examples of the metal-supported composite oxide include Pd / SiO 2 .Al 2 O 3 (palladium-supported silica-alumina).

上記の触媒のなかでも、マイクロ波吸収性が高く、分解効率が良好で、アルカリ性雰囲気で安全性が高い点より、炭素担体に金属を担持させた金属担持炭素化合物が最も好ましい。   Among the above catalysts, a metal-supported carbon compound in which a metal is supported on a carbon support is most preferred from the viewpoints of high microwave absorption, good decomposition efficiency, and high safety in an alkaline atmosphere.

前記の金属担持炭素化合物としては、金属を担持した炭素化合物であれば制限なく用いることができ、その金属担持量は、触媒全量に対して1〜20質量%、より好ましくは5〜10質量%であるのがよい。担持される金属としては、例えば、鉄、銀、白金、ルテニウム、パラジウム、ロジウム等が挙げられ、脱塩素化効率を高める観点より、パラジウム、ルテニウム、白金が好ましく、パラジウムがより好ましい。金属担持炭素化合物の具体例としては、例えば、Pd/C(パラジウム担持炭素化合物)、Ru/C(ルテニウム担持炭素化合物)、Pt/C(白金担持炭素化合物)等が挙げられる。   As said metal carrying | support carbon compound, if it is a carbon compound which carry | supported the metal, it can be used without a restriction | limiting, The metal carrying amount is 1-20 mass% with respect to the catalyst whole quantity, More preferably, it is 5-10 mass%. It is good to be. Examples of the supported metal include iron, silver, platinum, ruthenium, palladium, rhodium, and the like. From the viewpoint of increasing the dechlorination efficiency, palladium, ruthenium, and platinum are preferable, and palladium is more preferable. Specific examples of the metal-supported carbon compound include Pd / C (palladium-supported carbon compound), Ru / C (ruthenium-supported carbon compound), and Pt / C (platinum-supported carbon compound).

本発明で用いる触媒は、粒状のものでもハニカム状のものでもよい。粒状の場合は触媒充填装置の入口と出口をメッシュ等で固定する必要があり、その場合の粒子径は75μm〜10mmが好ましい。10mmを超える場合は比表面積が不足し、75μm未満の場合はメッシュが詰まり差圧が高くなる。より好ましくは150μm〜5mmが望ましい。触媒粒子は、できるだけ粒子径のそろったものがよい。   The catalyst used in the present invention may be granular or honeycomb-shaped. In the case of particles, it is necessary to fix the inlet and outlet of the catalyst filling device with a mesh or the like, and the particle diameter in that case is preferably 75 μm to 10 mm. When it exceeds 10 mm, the specific surface area is insufficient, and when it is less than 75 μm, the mesh is clogged and the differential pressure becomes high. More preferably, it is 150 μm to 5 mm. The catalyst particles should have the same particle size as possible.

次に、本発明に係る液中ダイオキシン類の分解処理方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。   Next, the decomposition method for dioxins in liquid according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の分解処理方法の一実施形態を示す概略図であり、容器10に充填されたダイオキシン類を含む被処理液の分解処理方法の一例を示すものである。図1に示したように、本発明の分解処理方法では、まず、被処理液に水素供与体及びアルカリ化合物を添加して混合液を調製する。次に、混合液5を、マイクロ波装置30内に設置された触媒充填装置20に、供給手段(ポンプ)21を介して導入し、該触媒充填装置20を連続的に流通させた後、再度、容器10内に戻す。   FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the decomposition treatment method of the present invention, and shows an example of a decomposition treatment method for a liquid to be treated containing dioxins filled in a container 10. As shown in FIG. 1, in the decomposition treatment method of the present invention, first, a hydrogen donor and an alkali compound are added to a liquid to be treated to prepare a mixed solution. Next, the mixed liquid 5 is introduced into the catalyst filling device 20 installed in the microwave device 30 through the supply means (pump) 21, and the catalyst filling device 20 is continuously circulated, and then again. Return to the container 10.

容器10は、水素供与体及びアルカリ化合物の供給ライン17、18を備えていてもよい。あるいは、図示を省略しているが、水素供与体とアルカリ化合物をプレミックスして水素供与体にアルカリ化合物を溶解させたアルカリ溶液を保管する装置(プレタンク)を設置し、該装置から容器10へアルカリ溶液を供給する供給ラインを備えていてもよい。   The container 10 may be provided with hydrogen donor and alkali compound supply lines 17, 18. Or although illustration is abbreviate | omitted, the apparatus (pre-tank) which stores the alkali solution which premixed the hydrogen donor and the alkali compound and dissolved the alkali compound in the hydrogen donor is installed, and this apparatus is transferred to the container 10. You may provide the supply line which supplies an alkaline solution.

図1に示す触媒充填装置20には、ダイオキシン類を分解しうる上述した触媒が充填された触媒充填層が形成されている。混合液5は、図中の矢印で示すようにポンプ21、供給ライン22を介し、触媒充填装置20に導入され、触媒充填層を流通する。流通速度は特に限定されないが、通常、空間速度(SV)0.05〜0.5cm/secである。触媒充填装置を流通時には、マイクロ波装置30によって、マイクロ波が照射されて触媒充填装置が加熱される。かくして、混合液がマイクロ波により活性化、加熱された触媒と接触することにより、混合液中のダイオキシン類は分解する。   In the catalyst filling device 20 shown in FIG. 1, a catalyst packed layer filled with the above-described catalyst capable of decomposing dioxins is formed. The mixed solution 5 is introduced into the catalyst filling device 20 via the pump 21 and the supply line 22 as shown by the arrows in the figure, and flows through the catalyst packed bed. The circulation speed is not particularly limited, but is usually a space velocity (SV) of 0.05 to 0.5 cm / sec. When circulating through the catalyst filling device, the microwave device 30 irradiates microwaves and heats the catalyst filling device. Thus, when the mixed solution comes into contact with the catalyst activated and heated by the microwave, the dioxins in the mixed solution are decomposed.

ライン23を介して容器内に戻された混合液は、容器内に残存していた混合液と混合される。混合液中のダイオキシン類が所定の濃度を超える場合は、再び上記の触媒充填装置20による処理操作を繰り返す。但し、この触媒充填装置20による処理操作は、必要に応じて行えば良いので、その回数や時期は限定されない。   The mixed solution returned to the container through the line 23 is mixed with the mixed solution remaining in the container. When the dioxins in the mixed solution exceed a predetermined concentration, the processing operation by the catalyst filling device 20 is repeated again. However, the processing operation by the catalyst filling device 20 may be performed as necessary, and the number and timing thereof are not limited.

また、本発明の分解処理方法では、例えば触媒充填装置20の混合液入口近傍に、超音波発生装置を備えていてもよい(図示は省略する)。   Further, in the decomposition processing method of the present invention, for example, an ultrasonic generator may be provided in the vicinity of the mixed liquid inlet of the catalyst filling device 20 (illustration is omitted).

図2は、本発明の分解処理方法の他の実施形態を示す概略図であり、容器10に充填された被処理液の分解処理の他の一例を示すものである。図2に示したように、該分解処理方法では、反応槽45をマイクロ波装置50内に設置し、反応槽45の中に触媒充填装置40を設置する。混合液5を反応槽45に導入し、導入した混合液をポンプ51、ライン52を介して循環させながら触媒充填装置40を流通させることによって、混合液とマイクロ波により活性化、加熱された触媒とを接触させ、これにより混合液中のダイオキシン類を分解する。   FIG. 2 is a schematic view showing another embodiment of the decomposition processing method of the present invention, and shows another example of the decomposition processing of the liquid to be processed filled in the container 10. As shown in FIG. 2, in the decomposition method, the reaction vessel 45 is installed in the microwave device 50, and the catalyst filling device 40 is installed in the reaction vessel 45. The mixed liquid 5 is introduced into the reaction tank 45, and the catalyst filling apparatus 40 is circulated while circulating the introduced mixed liquid through the pump 51 and the line 52, whereby the catalyst activated and heated by the mixed liquid and microwaves. , Thereby decomposing dioxins in the mixed solution.

図1及び図2に示す実施形態では、触媒充填装置は容器外に設置されているが、該容器10内に第2触媒充填装置を設置することもできる。該第2触媒充填装置を設置することにより、マイクロ波を照射しない時間帯においても、常時、混合液を触媒と接触させることで分解反応の停止、結晶の析出等を抑制できる効果が有る。   In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the catalyst filling device is installed outside the container, but the second catalyst filling device can be installed in the container 10. By installing the second catalyst filling device, there is an effect that it is possible to suppress the stop of the decomposition reaction, the precipitation of crystals, etc. by always bringing the mixed solution into contact with the catalyst even in the time zone where the microwave is not irradiated.

図3は容器中に第2触媒充填装置を設置した一例を示す概略側面図である。6は容器10に充填されている混合液の液面を示している。混合液5は、ポンプ16を介して第2触媒充填装置60に供給される。各ポンプには、混合液5をポンプ16を介して第2触媒充填装置60に供給するための供給ライン14,15が、各ポンプ毎に備えられている。これにより、混合液を第2触媒充填装置に供給して触媒と接触させることができる。ポンプ16の取り付け位置は特に限定されるものではなく、容器10の内部あるいは外部のいずれに備えられていてもよい。   FIG. 3 is a schematic side view showing an example in which the second catalyst filling device is installed in the container. Reference numeral 6 denotes the liquid level of the mixed liquid filled in the container 10. The mixed solution 5 is supplied to the second catalyst filling device 60 via the pump 16. Each pump is provided with supply lines 14 and 15 for supplying the mixed solution 5 to the second catalyst filling device 60 via the pump 16 for each pump. Thereby, a liquid mixture can be supplied to a 2nd catalyst filling apparatus, and can be made to contact a catalyst. The mounting position of the pump 16 is not particularly limited, and may be provided inside or outside the container 10.

図3に示す第2触媒充填装置60には、上述した触媒が充填された触媒充填層62が形成されている。混合液5は、図中の矢印で示すように供給ライン14、ポンプ16、供給ライン15を介し、触媒充填装置60に設けられた2本の導入管(L字管)63を介して触媒充填装置に導入され、目皿板61に設けられた流通孔を通過して、上方の触媒充填層62に供給される。導入された混合液は、空間速度(SV)0.05〜0.5cm/secで触媒充填層62を流通し、流通後の混合液5は、第2触媒充填装置60の上部から溢れ出る。かくして、混合液が触媒と接触することにより、混合液中の分解成分は分解する。   In the second catalyst filling device 60 shown in FIG. 3, a catalyst packed layer 62 filled with the above-described catalyst is formed. The mixed solution 5 is filled with the catalyst via the two introduction pipes (L-shaped pipes) 63 provided in the catalyst filling device 60 via the supply line 14, the pump 16, and the supply line 15 as indicated by arrows in the figure. It is introduced into the apparatus, passes through the flow holes provided in the countersink plate 61, and is supplied to the upper catalyst packed bed 62. The introduced mixed liquid flows through the catalyst packed bed 62 at a space velocity (SV) of 0.05 to 0.5 cm / sec, and the mixed liquid 5 after flowing overflows from the upper part of the second catalyst charging apparatus 60. Thus, when the mixed solution comes into contact with the catalyst, the decomposition component in the mixed solution is decomposed.

上記の第2触媒充填装置は、その形状、大きさ、容器内における設置場所は特に限定されるものではなく、図3に例示するように、例えば、容器10の内蔵機器4の上に載置する、或いは、内蔵機器4と容器10の内壁との隙間に設置する等、種々の形態であってよい。   The shape, size, and installation location in the container of the second catalyst filling device are not particularly limited. For example, the second catalyst filling device is placed on the built-in device 4 of the container 10 as illustrated in FIG. Alternatively, it may be in various forms such as being installed in a gap between the built-in device 4 and the inner wall of the container 10.

また第2触媒充填装置は、その全体が混合液に浸漬している必要はなく、その上部が混合液の液面より上にあっても構わない。図3に示すように、第2触媒充填装置の上部が混合液の液面より下にある場合は、触媒層の下方から液体を流通させることにより触媒層全体が流動化し易くなるため、混合液のショートパスが少なくなる点より、好ましい。第2触媒充填装置としては、例えば、特許第3626960号公報に記載した装置などを使用することができる。   Further, the entire second catalyst filling device need not be immersed in the mixed solution, and the upper portion thereof may be above the liquid level of the mixed solution. As shown in FIG. 3, when the upper part of the second catalyst filling device is below the liquid level of the mixed solution, the entire catalyst layer is easily fluidized by flowing the liquid from below the catalyst layer. This is preferable from the viewpoint that the number of short paths is reduced. As the second catalyst filling device, for example, the device described in Japanese Patent No. 3626960 can be used.

本発明の液中ダイオキシン類の分解処理方法において、マイクロ波の照射位置は、反応系中の触媒に照射されている状態であれば特に限定されないが、触媒活性をできるだけ高めて分解を促進する点より、触媒充填装置内の触媒に向けて照射するのが好ましい。   In the decomposition treatment method for dioxins in liquid of the present invention, the irradiation position of the microwave is not particularly limited as long as the catalyst is irradiated on the catalyst in the reaction system, but the decomposition is promoted by increasing the catalytic activity as much as possible. It is more preferable to irradiate the catalyst in the catalyst filling device.

本発明においては、触媒充填装置に照射するマイクロ波の出力や周波数、照射方法は、特に限定されるものではなく、反応温度が所定の範囲に保持できるよう電気的に制御すればよい。出力が低すぎる場合は水素発生量が少なくなり、出力が高すぎる場合はマイクロ波の利用率が悪くなるため、電気的に制御しながら10W〜20kWの範囲とするのが望ましい。マイクロ波の周波数は1〜300GHzが望ましい。1GHz未満又は300GHzを超える周波数範囲では、触媒や水素供与体の加熱が不十分となる。マイクロ波の照射は連続照射、間欠照射のいずれの方法であってもよいが、電気的に制御しながら連続照射するのが好ましい。マイクロ波装置としては、マグネトロン等のマイクロ波発生器を用いた装置や、固体素子を用いたマイクロ波発振器等を適宜用いることができる。   In the present invention, the output, frequency, and irradiation method of the microwave applied to the catalyst filling device are not particularly limited, and may be electrically controlled so that the reaction temperature can be maintained within a predetermined range. When the output is too low, the amount of hydrogen generation is reduced, and when the output is too high, the utilization rate of the microwave is deteriorated. Therefore, it is desirable to set the range of 10 W to 20 kW while being electrically controlled. The microwave frequency is preferably 1 to 300 GHz. In the frequency range below 1 GHz or above 300 GHz, the catalyst and the hydrogen donor are not sufficiently heated. Microwave irradiation may be either continuous irradiation or intermittent irradiation, but it is preferable to perform continuous irradiation while being electrically controlled. As the microwave device, a device using a microwave generator such as a magnetron, a microwave oscillator using a solid element, or the like can be used as appropriate.

照射時間及び照射停止時間は、反応に供する被処理液の種類、水素供与体、又は反応触媒等に応じて適宜に決定することができ、分解反応が十分進行するまで行えばよい。   The irradiation time and the irradiation stop time can be appropriately determined according to the type of liquid to be treated, the hydrogen donor, the reaction catalyst, etc., and may be performed until the decomposition reaction sufficiently proceeds.

反応の雰囲気は不活性ガス中で行うことが、望ましくない副反応が起きないので、より好ましい。但し、被処理液の処理環境によっては不活性ガスの調達が困難な場合もあり得るため、自然雰囲気中で反応を行うこともできる。   The reaction atmosphere is more preferably carried out in an inert gas because undesirable side reactions do not occur. However, since it may be difficult to procure an inert gas depending on the processing environment of the liquid to be processed, the reaction can be performed in a natural atmosphere.

反応温度は、用いる水素供与体の沸点以下の温度であればよく、特に限定されないが、50〜200℃が好ましく、特に10〜80℃とするのが好ましい。反応温度が10℃未満では分解反応が不十分となる。一方、80℃を超える場合は分解反応は十分進むが、副生物が生成し易くなり、また経済性にも劣るものとなる。副反応生成物の抑制とダイオキシン類分解速度のバランスを図る観点からは、さらに好ましくは30〜80℃で、かつ、水素供与体の沸点よりも10℃以上(好ましくは20℃以上)低温で反応させるのがよい。   The reaction temperature is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the boiling point of the hydrogen donor to be used, but is preferably 50 to 200 ° C, and particularly preferably 10 to 80 ° C. When the reaction temperature is less than 10 ° C., the decomposition reaction becomes insufficient. On the other hand, when the temperature exceeds 80 ° C., the decomposition reaction proceeds sufficiently, but by-products are easily generated, and the economy is inferior. From the viewpoint of balancing the suppression of side reaction products and the decomposition rate of dioxins, the reaction is more preferably 30 to 80 ° C. and at a temperature lower than the boiling point of the hydrogen donor by 10 ° C. or more (preferably 20 ° C. or more). It is good to let them.

本発明のダイオキシン類の分解方法によれば、反応系に外部から水素ガスを吹き込んだ場合と同等もしくはそれ以上の速い速度でダイオキシン類が分解し、被処理物がPCBである場合は、PCBそのものが分解し脱塩素化される。その機構は明らかではないが、アルカリ化合物から提供されるアルカリ金属ラジカルがダイオキシン類の分解反応を促し、そこに水素供与体からの水素ラジカルが入り込むものと考えられる。   According to the method for decomposing dioxins of the present invention, when the dioxins are decomposed at a speed equivalent to or faster than that when hydrogen gas is blown into the reaction system from the outside, and the object to be treated is PCB, the PCB itself Is decomposed and dechlorinated. Although the mechanism is not clear, it is considered that the alkali metal radical provided from the alkali compound promotes the decomposition reaction of dioxins, and the hydrogen radical from the hydrogen donor enters therein.

本発明の分解処理に用いた触媒は、再生処理を施した後、他の被処理物の処理に再使用してもよい。触媒の再生処理は公知の方法で行えばよく、例えば、アセトンや低級アルコール等の有機溶剤を用い、10〜80℃で触媒を洗浄することにより、再生することができる。洗浄時間に限定はなく、吸着した化合物の脱着状況に応じて適宜決定すればよい。   The catalyst used in the decomposition treatment of the present invention may be reused for the treatment of other objects to be treated after the regeneration treatment. The regeneration process of the catalyst may be performed by a known method. For example, the catalyst can be regenerated by washing the catalyst at 10 to 80 ° C. using an organic solvent such as acetone or a lower alcohol. There is no limitation on the washing time, and it may be appropriately determined according to the desorption status of the adsorbed compound.

本発明の分解処理方法によれば、PCB混入油中のダイオキシン類の分解処理を実施した場合にも、ダイオキシン類とPCBを同時に分解することができるので、分解処理後の油を回収して後処理することにより、燃料などとして再利用することができる。   According to the decomposition treatment method of the present invention, even when the decomposition treatment of dioxins in the PCB-mixed oil is performed, the dioxins and PCB can be decomposed at the same time. By processing, it can be reused as fuel.

次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited only to a following example.

実施例1(PCB含有絶縁油中に含まれるダイオキシン類の分解試験)
表1に示した量のダイオキシン類と、36ppmのPCB(4塩化ビフェニール:KC−400)を含有する、1種2号実劣化絶縁油5Lの入った10L容柱上変圧器を用意した。これに、水素供与体としてイソプロピルアルコール1L、及びアルカリとしてKOH31.4gを添加し、攪拌して混合液を得た。
Example 1 (Decomposition test of dioxins contained in PCB-containing insulating oil)
A 10 L column transformer including 5 L of Type 1 No. 2 actual deteriorated insulating oil containing dioxins in the amounts shown in Table 1 and 36 ppm of PCB (biphenyl tetrachloride: KC-400) was prepared. To this, 1 L of isopropyl alcohol as a hydrogen donor and 31.4 g of KOH as an alkali were added and stirred to obtain a mixed solution.

一方、粒状活性炭(商品名:ダイヤホープ008)にパラジウム(Pd)を5%担持させた触媒(平均粒径1mm程度)を用意し、70℃で8時間乾燥した。この触媒236gを第2触媒充填装置に入れ、上下を100メッシュの網で挟み込み、触媒を充填した。柱上変圧器の外側に、EFNIC(株)製ギヤポンプ(ModelGPE−031、12V DC)を、合計2個取り付け、各ポンプに内径6mmのテフロンチューブを取り付け、各ポンプ共に、それぞれ片方の端を混合液底部に浸漬し、他の端を触媒充填装置の下部に設けたL字管に取り付けた(図3参照)。   On the other hand, a catalyst (average particle diameter of about 1 mm) in which 5% palladium (Pd) was supported on granular activated carbon (trade name: Diahop 008) was prepared and dried at 70 ° C. for 8 hours. 236 g of this catalyst was put into a second catalyst filling device, and the upper and lower sides were sandwiched between 100 mesh nets to fill the catalyst. Two gear pumps (Model GPE-031, 12V DC) manufactured by EFNIC Co., Ltd. are attached to the outside of the pole transformer, and a Teflon tube with an inner diameter of 6 mm is attached to each pump, and one end of each pump is mixed. It was immersed in the liquid bottom, and the other end was attached to an L-shaped tube provided at the lower part of the catalyst filling device (see FIG. 3).

柱上変圧器から混合液の一部(3L)をポンプで抜き出し、マイクロ波装置内に設置された触媒充填装置(第2触媒充填装置に用いたものと同じ触媒600gを充填)の触媒層(断面積:314cm)に、500ml/分の速度で連続的に通液しながら、40時間循環させた。その間、周波数2.54GHz、最大出力1.5kWのマイクロ波を電気的に制御しながら照射し、反応温度を60℃に維持した。 A part of the mixed liquid (3 L) is pumped out from the pole transformer, and the catalyst layer (filled with 600 g of the same catalyst used in the second catalyst filling device) installed in the microwave device (with the catalyst layer) The cross-sectional area was 314 cm 2 ) and continuously circulated at a rate of 500 ml / min for 40 hours. Meanwhile, microwaves with a frequency of 2.54 GHz and a maximum output of 1.5 kW were irradiated while being electrically controlled, and the reaction temperature was maintained at 60 ° C.

一方、柱上変圧器内に残った混合液(3L)をポンプで吸い上げ、この混合液を、第2触媒充填装置のL字管から触媒充填層(断面積:95cm)に、300ml/分の速度で連続的に通液し、触媒充填装置の上部から液を溢れさせながら液を循環させた。このときの空間速度(SV)は、0.05cm/secであった。 On the other hand, the mixed liquid (3 L) remaining in the pole transformer is pumped up, and this mixed liquid is transferred from the L-shaped tube of the second catalyst filling device to the catalyst packed bed (cross-sectional area: 95 cm 2 ) at 300 ml / min. The liquid was continuously circulated at a speed of 5 to circulate while overflowing the liquid from the upper part of the catalyst filling device. The space velocity (SV) at this time was 0.05 cm / sec.

触媒充填装置で分解処理した混合液を柱上変圧器に戻し、液中のPCB濃度とダイオキシン類の濃度を測定した。   The mixed solution decomposed by the catalyst filling device was returned to the pole transformer, and the PCB concentration and dioxin concentration in the solution were measured.

(ダイオキシン類の測定方法)
反応前後の溶液10μlを、SGE製のBPX−DXN−1(0.15mmID)およびBPX−DXN−2(0.15mmID)をカラムとする、ヒューレット パッカード社製のガスクロマトグラフィー質量分析計(GC/MS)HP6800シリーズにかけ、カラム温度160℃〜300℃で測定した。ダイオキシンの同定は、標準クロマトグラムを作成し、各出現ピークの内標準物質に対する相対保持時間、2つのモニターチャンネルにおけるピーク面積比およびクロマトグラムのパターンと、測定の結果得られたクロマトグラムを比較して行った。ダイオキシン濃度は、あらかじめ作成した検量線を用い、ピーク面積から求めた。
(Measurement method of dioxins)
10 μl of the solution before and after the reaction was subjected to gas chromatography mass spectrometry (GC / GC) manufactured by Hewlett-Packard Co. using BPX-DXN-1 (0.15 mm ID) and BPX-DXN-2 (0.15 mm ID) manufactured by SGE as columns. MS) Measured at a column temperature of 160 ° C. to 300 ° C. with the HP6800 series To identify dioxins, create a standard chromatogram, compare the relative retention time of each appearing peak with respect to the internal standard, compare the peak area ratio and chromatogram pattern in the two monitor channels with the chromatogram obtained as a result of the measurement. I went. The dioxin concentration was determined from the peak area using a calibration curve prepared in advance.

分解処理前及び処理後の、処理液中のダイオキシン類及びPCBの濃度を表1に示す。   Table 1 shows the concentrations of dioxins and PCB in the treatment liquid before and after the decomposition treatment.

Figure 2007105060
Figure 2007105060

表1に示すように、本発明の方法によれば、ダイオキシン類(特に、ポリクロロジベンゾフラン(PCDF)、ダイオキシン(ポリクロロジベンゾジオキシン:PCDD)、を温和な条件で無害化できることが確認できた。同時に、媒体であるPCB含有汚染油も無害化することができた。   As shown in Table 1, according to the method of the present invention, it was confirmed that dioxins (particularly polychlorodibenzofuran (PCDF) and dioxin (polychlorodibenzodioxin: PCDD)) can be rendered harmless under mild conditions. At the same time, the PCB-containing contaminated oil as a medium could be rendered harmless.

本発明に係る液中ダイオキシン類の分解処理方法の一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment of the decomposition | disassembly processing method of the dioxin in the liquid which concerns on this invention. 本発明に係る液中ダイオキシン類の分解処理方法の他の実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows other embodiment of the decomposition | disassembly processing method of the dioxins in the liquid which concerns on this invention. 容器周辺の概略側面図である。It is a schematic side view around a container.

符号の説明Explanation of symbols

1 分解処理システム
5 混合液
10 容器
17,18,22,23,42,43,52 ライン
21,41,51 ポンプ
20,40,60 触媒充填装置
30,50 マイクロ波装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Decomposition processing system 5 Liquid mixture 10 Container 17, 18, 22, 23, 42, 43, 52 Line 21, 41, 51 Pump 20, 40, 60 Catalyst filling apparatus 30, 50 Microwave apparatus

Claims (10)

容器内に充填又は保存された液中に含まれるダイオキシン類を分解する分解処理方法であって、前記ダイオキシン類を含む被処理液に水素供与体及びアルカリ化合物を添加して混合液を調製した後、該混合液の一部を取り出し、それをマイクロ波装置内に設置した触媒充填装置に流通させながらマイクロ波を照射した後、前記容器内に戻すことにより、液中のダイオキシン類を分解することを特徴とする液中ダイオキシン類の分解処理方法。 A decomposition treatment method for decomposing dioxins contained in a liquid filled or stored in a container, wherein a liquid mixture is prepared by adding a hydrogen donor and an alkali compound to a liquid to be treated containing the dioxins. Taking out a part of the mixed solution, irradiating it with microwave while circulating it through a catalyst filling device installed in the microwave device, and then returning it to the container to decompose the dioxins in the solution A method for decomposing dioxins in liquid, characterized by 前記水素供与体が、複素環式化合物、アミン系化合物、アルコール系化合物、ケトン系化合物及び脂環式化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物である請求項1に記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法。 2. The dioxins in liquid according to claim 1, wherein the hydrogen donor is at least one compound selected from the group consisting of a heterocyclic compound, an amine compound, an alcohol compound, a ketone compound, and an alicyclic compound. Decomposition method. 前記水素供与体が、沸点100℃以下のアルコール系化合物である請求項1に記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法。 The method for decomposing dioxins in liquid according to claim 1, wherein the hydrogen donor is an alcohol compound having a boiling point of 100 ° C or lower. 前記水素供与体の添加量が、ダイオキシン類を含む被処理液に対する割合として、5〜50%(vol)である請求項1〜3のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法。 The method for decomposing dioxins in liquid according to any one of claims 1 to 3, wherein the addition amount of the hydrogen donor is 5 to 50% (vol) as a ratio to the liquid to be treated containing dioxins. 前記アルカリ化合物が、苛性ソーダ、苛性カリ、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物である請求項1〜4のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法。 The method for decomposing dioxins in liquid according to any one of claims 1 to 4, wherein the alkali compound is at least one compound selected from the group consisting of caustic soda, caustic potash, sodium alkoxide, potassium alkoxide, and calcium hydroxide. . 前記被処理液に添加する水素供与体及びアルカリ化合物は、アルカリ化合物を水素供与体に溶解させてなる濃度0.1〜40%(w/v)のアルカリ溶液である請求項1〜5のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法。 The hydrogen donor and the alkali compound added to the liquid to be treated are alkali solutions having a concentration of 0.1 to 40% (w / v) obtained by dissolving an alkali compound in the hydrogen donor. A method for decomposing dioxins in liquid according to claim 1. 前記触媒が、炭素結晶化合物及び担体に金属を担持させた化合物の中から選ばれる少なくとも1種の触媒である請求項1〜6のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法。 The method for decomposing dioxins in liquid according to any one of claims 1 to 6, wherein the catalyst is at least one catalyst selected from a carbon crystal compound and a compound having a metal supported on a carrier. 前記担体に金属を担持させた化合物が、パラジウム担持炭素化合物である請求項7に記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法。 The method for decomposing dioxins in liquid according to claim 7, wherein the compound having a metal supported on the carrier is a palladium-supported carbon compound. 前記ダイオキシン類が、ポリクロロジベンゾフラン(PCDF)及び/又はポリクロロジベンゾジオキシン(PCDD)である請求項1〜8のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法。 The method for decomposing dioxins in liquid according to any one of claims 1 to 8, wherein the dioxins are polychlorodibenzofuran (PCDF) and / or polychlorodibenzodioxin (PCDD). 前記被処理液が、排水、浸出水、汚染水、汚染油、廃潤滑油又は廃絶縁油である請求項1〜9のいずれかに記載の液中ダイオキシン類の分解処理方法。
The liquid treatment method for dioxins in liquid according to any one of claims 1 to 9, wherein the liquid to be treated is drainage, leachate, polluted water, polluted oil, waste lubricating oil or waste insulating oil.
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