JP2013176408A - 廃油の有害物質分解処理方法及びその分解処理プラント - Google Patents
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Abstract
【課題】設備コスト、運転コストを削減し、安全性の高い処理方法でありながら、多量の米糠を使用することなく、高い処理能力により、取り扱い性及び衛生上に優れたバイオ処理を可能とする廃油の有害物質分解処理方法及びその分解処理プラントを提供する。
【解決手段】有害物質を含有した廃油は、攪拌層４で高アルカリ水溶液を用いて脱塩素化された後、乳化剤を添加して水性化し、次いでシュードモナス、ネステレンコニア・ハロビア、コリネバクテリウム・アクアチウム、ブレビバチルス・アグリの各細菌を含む完熟有機肥料を菌床の構成材とするバイオ処理槽６内で微生物分解して無害化する。
【選択図】図１
【解決手段】有害物質を含有した廃油は、攪拌層４で高アルカリ水溶液を用いて脱塩素化された後、乳化剤を添加して水性化し、次いでシュードモナス、ネステレンコニア・ハロビア、コリネバクテリウム・アクアチウム、ブレビバチルス・アグリの各細菌を含む完熟有機肥料を菌床の構成材とするバイオ処理槽６内で微生物分解して無害化する。
【選択図】図１
Description
本発明は、有害物質であるＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）を脱塩素化反応によって分解処理する廃油の有害物質分解処理方法及びその分解処理プラントに関する。
ＰＣＢやダイオキシンをはじめとする有害物質含有廃油の処理として、従前から焼却処理による方法が提案される。しかし焼却処理方法は高温で処理する必要上、その為の設備等のコストが高く、また、不完全燃焼により酸化して猛毒のポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）の発生、爆発等の二次災害の生じるおそれがあった。
このような設備等のコストを削減し、また、不完全燃焼や二次災害のおそれのない有害物質含有廃油の微生物処理法として、従来、有害物質含有廃油の油性を分解し米ぬかと混合し、水分調整をすることで水性化して、微生物による分解を可能にしたバイオ処理方法が開示される（特許文献１参照）。これは有害物質含有廃油の油性を分解し、水性化してバイオ処理する為、安定性が有り、二次災害の危険がないものとされる。
しかしながら、上記従来のように、菌床として米糠を使用するバイオ処理方法は、分解能が低いために多量の米糠を菌床として構成する必要があった。多量の米糠による菌床は体積や重量がかさむため取り扱いが困難であり、また長時間保管することで菌床内に他の細菌や虫が発生するおそれがあった。
そこで本発明では、設備コスト、運転コストを削減し、安全性の高い処理方法でありながら、多量の米糠を使用することなく、高い処理能力により、取り扱い性及び衛生上に優れたバイオ処理を可能とする廃油の有害物質分解処理方法及びその分解処理プラントを提供することを課題とする。
上記課題を解決すべく本発明では下記手段を講じるものとしている。
（１）すなわち本発明の廃油の有害物質分解処理方法は、有害物質を含有した廃油を脱塩素剤によって脱塩処理する脱塩工程と、脱塩工程後の廃油を反応促進剤の添加によって水性化する水性化工程と、水性化工程後の廃油を、少なくともシュードモナス(Pseudomonas) 、ネステレンコニア・ハロビア(Nesterenkonia halobia) 、コリネバクテリウム・アクアチウム（Corynebacterium aquatium）、ブレビバチルス・アグリ(Brevibacillus agri)の各細菌を含む完熟有機肥料を菌床の構成材とするバイオ処理槽内で微生物分解する微生物分解工程とを順に行うことで廃油に含まれる有害物質を分解処理する廃油の有害物質分解処理方法であって、前記微生物分解工程においては、菌床温度を４０〜７０℃の分解温度範囲内に保つように加温制御する加温制御ステップと、廃油と菌床を混合したものを、微生物処理空間内で撹拌する撹拌ステップとを同時に継続して行うことを特徴とする。
上記微生物分解工程においては、菌床の構成材として、米ぬかを使用せずに上記完熟有機肥料を用いているため、繰り返し水分調整を行う必要がない。このため水分調整槽や水分調整用の加水装置が不要となり、処理装置全体をコンパクトに構成することが出来る。また加温制御及び撹拌しながら上記完熟有機肥料による微生物処理を行うため、微生物処理が効率化され、短時間で多量の微生物処理が可能となる。
（２）上記廃油の有害物質分解処理方法の前記微生物分解工程において、加温制御ステップは、微生物処理空間を構成する処理槽の一部を加温する槽体加温手段と、微生物処理空間自体を加温する空間加温手段との２つの加温手段によって加温することが好ましい。槽体の加熱を通じて菌床の加熱を行う槽体加温手段と共に、微生物処理空間自体を温風加熱する空間加温手段とを併用することで、菌床の部位間の温度差が小さい均等な加温が行われ、菌床温度を分解温度範囲内に確実に保つことが出来る。
（３）上記いずれかの廃油の有害物質分解処理方法の水性化工程においては、ＨＬＢ値が２．０以上異なる２種類の乳化剤と、１種類の界面活性剤とを、非混合状態でそれぞれ脱塩廃油内に注入することで水分散状態とすることが好ましい。
（４）上記いずれか記載の廃油の有害物質分解処理方法においては、前記水性化工程を行う前の有害物質を含有した廃油が、使用後のコンデンサまたはトランスから抜油して得られたものであって、前記廃油の有害物質分解処理方法の各工程に加えて、廃油を抜油した直後の廃容器を解体する解体工程と、解体後の廃容器を超音波洗浄する超音波洗浄工程と、超音波洗浄工程後の洗浄廃液に反応促進剤を添加して水性化処理を行う第二の水性化工程と、その後に微生物分解処理を行う第二の微生物分解処理工程とを行い、抜油した廃油の分解処理と、廃容器に付着していた廃油の有害物質分解処理とを共に行うことが好ましい。
（５）また、本発明の廃油の有害物質分解処理プラントは、有害物質を含有した廃油を貯留する廃油貯留槽１と、廃油を脱塩分解する脱塩素剤を貯留する処理液槽２と、廃油を乳化処理する第一乳化剤を貯留する第一反応促進剤槽３１と、廃油を第一乳化剤と異なるＨＬＢ値にて乳化処理する第二乳化剤を貯留する第二反応促進剤槽３２と、廃油を油性分解する界面活性剤を貯留する第三反応促進剤槽３３と、これら各槽にそれぞれ送液管を介して連通され、各槽の各液を撹拌混合する撹拌槽４と、撹拌槽４から送液管を介して連通され、微生物処理を行うバイオ処理槽６とを具備してなり、前記いずれか記載の廃油の有害物質分解処理方法を行うプラントであって、以下の特徴を有している。
前記バイオ処理槽６は、筒状の処理空間を構成する槽からなり、
槽体加温手段として、筒側面のうち槽下部における一部位相範囲の槽体を加温する加温ヒーターＨを有している。
槽体加温手段として、筒側面のうち槽下部における一部位相範囲の槽体を加温する加温ヒーターＨを有している。
処理空間加温手段として、筒側面のうち槽上部に槽内に吸気口６５、排気口６６を有すると共に、吸気口６５と外部連通して一部位相範囲の槽体内空間を加温する加温ヒーターＨ及び送風ファンＦを有している。
撹拌手段として、槽内に配置された攪拌棒６３に固定された複数のインペラー６４を配列設置してなる。
上記解決手段を講じることで、設備コスト、運転コストを削減し、安全性の高い処理方法でありながら、多量の米糠を使用することなく、高い処理能力により、取り扱い性及び衛生上に優れたバイオ処理を可能とする廃油の有害物質分解処理方法及びその分解処理プラントを提供することができた。
以下本発明の廃油の有害物質分解処理方法及びその分解処理プラントについて実施例、実験例と共に詳述する。
本発明の廃油の有害物質分解処理方法は、以下の工程を順に行うことで、廃油に含まれるＰＣＢ，ダイオキシンといった難分解性の有害物質を分解処理する。
・有害物質を含有した廃油を脱塩素剤によって脱塩処理する脱塩工程
・脱塩工程後の廃油を反応促進剤の添加によって水性化する水性化工程
・水性化工程後の廃油を、少なくともシュードモナス(Pseudomonas) 、ネステレンコニア・ハロビア(Nesterenkonia halobia) 、コリネバクテリウム・アクアチウム（Corynebacterium aquatium）、ブレビバチルス・アグリ(Brevibacillus agri)の各細菌を含む完熟有機肥料を菌床の構成材とするバイオ処理槽内で微生物分解する微生物分解工程
・有害物質を含有した廃油を脱塩素剤によって脱塩処理する脱塩工程
・脱塩工程後の廃油を反応促進剤の添加によって水性化する水性化工程
・水性化工程後の廃油を、少なくともシュードモナス(Pseudomonas) 、ネステレンコニア・ハロビア(Nesterenkonia halobia) 、コリネバクテリウム・アクアチウム（Corynebacterium aquatium）、ブレビバチルス・アグリ(Brevibacillus agri)の各細菌を含む完熟有機肥料を菌床の構成材とするバイオ処理槽内で微生物分解する微生物分解工程
(脱塩工程)
脱塩工程は、有機塩素化合物の塩素分子を水素に置換することで脱塩素化を行う化学分解工程であり、密閉式の処理液槽２内の強アルカリの水溶液を、廃油貯留槽１から撹拌槽４内に送り込んだ廃油中に添加することで、油体中の塩素化合物の塩素成分を無機塩素化する。脱塩素剤の処理液は具体的には水酸化ナトリウムを主剤とする強アルカリ水溶液を用いており、常温で反応温度は４０℃程度となる。分解後は無機塩素とともにＮａＣｌ、ＮａＯＨが反応生成される。
脱塩工程は、有機塩素化合物の塩素分子を水素に置換することで脱塩素化を行う化学分解工程であり、密閉式の処理液槽２内の強アルカリの水溶液を、廃油貯留槽１から撹拌槽４内に送り込んだ廃油中に添加することで、油体中の塩素化合物の塩素成分を無機塩素化する。脱塩素剤の処理液は具体的には水酸化ナトリウムを主剤とする強アルカリ水溶液を用いており、常温で反応温度は４０℃程度となる。分解後は無機塩素とともにＮａＣｌ、ＮａＯＨが反応生成される。
（水性化工程）
水性化工程においては、脱塩素化して撹拌槽４内に貯留された廃油内に第一反応促進剤３１である第一乳化剤、第二反応促進剤である第二乳化剤を別々に注入することで乳化処理を行う第一、第二乳化ステップと、界面活性剤を第一、第二乳化剤と別々に注入することで油性分解を行う油性分解ステップとを同一槽内で同時に又は順に行う。具体的には、ＨＬＢ値の異なる第一、第二の２種類の乳化剤と少なくとも１種類の界面活性剤とを、互いに混合しないようにして、それぞれ廃油に対して重量比１％ずつ同時かつ別々に、又は順に注入して攪拌することで、脱塩素化後の廃油を水分散状態とする。
水性化工程においては、脱塩素化して撹拌槽４内に貯留された廃油内に第一反応促進剤３１である第一乳化剤、第二反応促進剤である第二乳化剤を別々に注入することで乳化処理を行う第一、第二乳化ステップと、界面活性剤を第一、第二乳化剤と別々に注入することで油性分解を行う油性分解ステップとを同一槽内で同時に又は順に行う。具体的には、ＨＬＢ値の異なる第一、第二の２種類の乳化剤と少なくとも１種類の界面活性剤とを、互いに混合しないようにして、それぞれ廃油に対して重量比１％ずつ同時かつ別々に、又は順に注入して攪拌することで、脱塩素化後の廃油を水分散状態とする。
前記油性分解ステップでは、ＨＬＢ値が２．０以上異なる２種類の乳化剤を第一、第二反応促進剤として互いに混合しない状態のまま、それぞれ廃油に対して重量比１％ずつ同時かつ別々に、又は電磁弁の切り替えによって順に注入して油性分解を行う。
具体的には、ＨＬＢ値が２．０以上異なる２種類の乳化剤として、ＨＬＢ１２．０、粘度２９．０ＭＰａ・ｓ（５０℃）のポリオキシエチレンオレイルエーテルを第一反応促進剤とし、ＨＬＢ１８．５、粘度５６８．０ＭＰａ・ｓ（２５℃）のポリオキシエチレンアルキルエーテルを第二反応促進剤とする。また１種類の界面活性剤として、ソルビタントリオレートを主成分とするｐＨ８．８、粘度０．９４０ｇ／ｍｌ（３０℃）のソルビタン脂肪酸エステルを第三反応促進剤とする。
これら第一乃至第三の反応促進剤３１〜３３を、各反応促進剤同士が互いに混合することのないように、攪拌槽４内に１重量％ずつ、計３重量％分注入する。実施例では各反応促進剤槽に連通した電磁弁の切り替えによって、第一反応促進剤３１、第二反応促進剤３２、第三反応促進剤３３の順に注入し攪拌する。この攪拌は、１５〜２０℃以上の環境下で行うのが、乳化が促進され、攪拌効率を上げることが出来るので好ましい。
（微生物分解工程）
微生物分解工程においては、菌床温度を４０〜７０℃、好ましくは５０〜６０℃の分解温度範囲内に保つように加温制御する加温制御ステップと、廃油と菌床を混合したものを、円筒状に仕切られた微生物処理空間内で当該円筒軸周りに撹拌する撹拌ステップとを同時に継続して行う。
微生物分解工程においては、菌床温度を４０〜７０℃、好ましくは５０〜６０℃の分解温度範囲内に保つように加温制御する加温制御ステップと、廃油と菌床を混合したものを、円筒状に仕切られた微生物処理空間内で当該円筒軸周りに撹拌する撹拌ステップとを同時に継続して行う。
微生物分解工程における加温制御ステップは、微生物処理空間を構成する処理槽の一部を加温する槽体加温手段と、微生物処理空間自体を加温する空間加温手段との２つの加温手段によって加温すると共に、槽内に備えた攪拌手段によって槽内を攪拌して槽内の菌床、水性化した廃油からなる処理液、槽内空気を互いに混練する。
（廃容器に付着していた廃油の有害物質分解処理）
また実施例の廃油の有害物質分解処理方法は、前記水性化工程を行う前の有害物質を含有した廃油が、使用後のコンデンサまたはトランスから抜油して得られたものであって、抜油した廃油の分解処理と、廃容器に付着していた廃油の有害物質分解処理とを共に行うものとしている。
また実施例の廃油の有害物質分解処理方法は、前記水性化工程を行う前の有害物質を含有した廃油が、使用後のコンデンサまたはトランスから抜油して得られたものであって、抜油した廃油の分解処理と、廃容器に付着していた廃油の有害物質分解処理とを共に行うものとしている。
具体的には前記廃油の有害物質分解処理方法の各工程に加えて、廃油を抜油した直後の廃容器を解体する解体工程と、解体後の廃容器を超音波洗浄する超音波洗浄工程と、超音波洗浄工程後の洗浄廃液に反応促進剤を添加して水性化処理を行う第二の水性化工程と、その後に微生物分解処理を行う第二の微生物分解処理工程とを行う。
解体工程はオイルパン上でおこない、超音波洗浄工程は第一、第二洗浄槽７１、７２で行う。
（有害物質分解処理プラント）
上記分解処理方法を実行するため、本発明の有害物質分解処理プラントは、有害物質を含有した廃油を貯留する廃油貯留槽１と、廃油を脱塩分解する脱塩素剤を貯留する処理液槽２と、廃油を乳化処理する第一乳化剤を貯留する第一反応促進剤槽３１と、廃油を第一乳化剤と異なるＨＬＢ値にて乳化処理する第二乳化剤を貯留する第二反応促進剤槽３２と、廃油を油性分解する界面活性剤を貯留する第三反応促進剤槽３３と、これら各槽にそれぞれ送液管を介して連通され、各槽の各液を撹拌混合する撹拌槽４と、撹拌槽４から送液管を介して連通され、微生物処理を行うバイオ処理槽６とを具備してなる。
上記分解処理方法を実行するため、本発明の有害物質分解処理プラントは、有害物質を含有した廃油を貯留する廃油貯留槽１と、廃油を脱塩分解する脱塩素剤を貯留する処理液槽２と、廃油を乳化処理する第一乳化剤を貯留する第一反応促進剤槽３１と、廃油を第一乳化剤と異なるＨＬＢ値にて乳化処理する第二乳化剤を貯留する第二反応促進剤槽３２と、廃油を油性分解する界面活性剤を貯留する第三反応促進剤槽３３と、これら各槽にそれぞれ送液管を介して連通され、各槽の各液を撹拌混合する撹拌槽４と、撹拌槽４から送液管を介して連通され、微生物処理を行うバイオ処理槽６とを具備してなる。
（バイオ処理槽）
バイオ処理槽６は、図３に示すように、横方向軸の円筒状の処理空間を構成する円筒槽からなる。
バイオ処理槽６は、図３に示すように、横方向軸の円筒状の処理空間を構成する円筒槽からなる。
槽体加温手段としては、横置き筒側面のうち槽下部における一部位相範囲の槽体を加温する加温ヒーターＨを有する。
処理空間加温手段としては、横置き筒側面のうち槽上部に槽内に吸気口６５、排気口６６を有すると共に、吸気口６５と外部連通して一部位相範囲の槽体内空間を加温する加温ヒーターＨ及び送風ファンＦを有する。
撹拌手段として、槽内に配置された横方向の攪拌棒６３に固定され複数のインペラー６４を配列設置してなる。インペラー６４としては、先端が攪拌軸方向側に湾曲した複数のナタ刃や、スコップ状の刃などとすることが出来る。
上記廃油の有害物質分解処理プラントは、図２に示す配置構成によって、水性化工程後の廃油を、少なくともシュードモナス(Pseudomonas) 、ネステレンコニア・ハロビア(Nesterenkonia halobia) 、コリネバクテリウム・アクアチウム（Corynebacterium aquatium）、ブレビバチルス・アグリ(Brevibacillus agri)の各細菌を含む完熟有機肥料を菌床の構成材とするバイオ処理槽内で微生物分解する微生物分解工程とを順に行うことで廃油に含まれる廃油の有害物質分解処理を行う。
本発明のバイオ処理槽は、前記各細菌を含む完熟有機肥料を菌床とし、菌床の温度を４０〜７０℃、好ましくは５０〜６０℃の範囲内に保つ温度管理手段を具備することを特徴とする。図３に示すように、バイオ処理槽は、横方向軸の円筒状の処理空間を構成する円筒槽からなる。
完熟有機肥料としては、動物性有機物を発酵分解させた完熟有機肥料を用いるのが好ましい。
上記本発明の処理方法は、菌床の構成材として、米ぬかを使用せずに完熟有機肥料を用いているため、繰り返し水分調整を行う必要がない。このため水分調整槽や水分調整用の加水装置が不要となり、処理装置全体をコンパクトに構成することが出来る。また加温制御及び撹拌しながら完熟有機肥料による微生物処理を行うため、微生物処理が効率化され、短時間で多量の微生物処理が可能となる。
また槽体の加熱を通じて菌床の加熱を行う槽体加温手段と共に、微生物処理空間自体を温風加熱する空間加温手段とを併用することで、菌床の部位間の温度差が小さい均等な加温が行われ、菌床温度を分解温度範囲内に確実に保つことが出来る。
１ 廃油貯留槽
２ 処理液槽
３ 反応促進剤槽
３１ 第一反応促進剤槽
３２ 第二反応促進剤槽
３３ 第三反応促進剤槽
４ 攪拌槽
６ バイオ処理槽
６３ 攪拌棒
６４ インペラー
６５ 吸気口
６６ 排気口
Ｆ 送風ファン
Ｈ 加熱ヒーター
２ 処理液槽
３ 反応促進剤槽
３１ 第一反応促進剤槽
３２ 第二反応促進剤槽
３３ 第三反応促進剤槽
４ 攪拌槽
６ バイオ処理槽
６３ 攪拌棒
６４ インペラー
６５ 吸気口
６６ 排気口
Ｆ 送風ファン
Ｈ 加熱ヒーター
Claims (5)
- 有害物質を含有した廃油を脱塩素剤によって脱塩処理する脱塩工程と、脱塩工程後の廃油を反応促進剤の添加によって水性化する水性化工程と、水性化工程後の廃油を、少なくともシュードモナス(Pseudomonas) 、ネステレンコニア・ハロビア(Nesterenkonia halobia) 、コリネバクテリウム・アクアチウム（Corynebacterium aquatium）、ブレビバチルス・アグリ(Brevibacillus agri)の各細菌を含む完熟有機肥料を菌床の構成材とするバイオ処理槽内で微生物分解する微生物分解工程とを順に行うことで廃油に含まれる有害物質を分解処理する廃油の有害物質分解処理方法であって、
前記微生物分解工程においては、菌床温度を４０〜７０℃の分解温度範囲内に保つように加温制御する加温制御ステップと、廃油と菌床を混合したものを、微生物処理空間内で撹拌する撹拌ステップとを同時に継続して行うことを特徴とする廃油の有害物質分解処理方法。 - 前記微生物分解工程において、加温制御ステップは、微生物処理空間を構成する処理槽の一部を加温する槽体加温手段と、微生物処理空間自体を加温する空間加温手段との２つの加温手段によって加温する請求項１記載の廃油の有害物質分解処理方法。
- 前記水性化工程において、ＨＬＢ値が２．０以上異なる２種類の乳化剤と、１種類の界面活性剤とを、非混合状態でそれぞれ脱塩廃油内に注入することで水分散状態とする請求項１又は２に記載の廃油の有害物質分解処理方法。
- 前記水性化工程を行う前の有害物質を含有した廃油が、使用後のコンデンサまたはトランスから抜油して得られたものであって、前記廃油の有害物質分解処理方法の各工程に加えて、廃油を抜油した直後の廃容器を解体する解体工程と、解体後の廃容器を超音波洗浄する超音波洗浄工程と、超音波洗浄工程後の洗浄廃液に反応促進剤を添加して水性化処理を行う第二の水性化工程と、その後に微生物分解処理を行う第二の微生物分解処理工程とを行い、抜油した廃油の分解処理と、廃容器に付着していた廃油の有害物質分解処理とを共に行う請求項１ないし３のいずれか記載の廃油の有害物質分解処理方法。
- 有害物質を含有した廃油を貯留する廃油貯留槽（１）と、
廃油を脱塩分解する脱塩素剤を貯留する処理液槽（２）と、
廃油を乳化処理する第一乳化剤を貯留する第一反応促進剤槽（３１）と、
廃油を第一乳化剤と異なるＨＬＢ値にて乳化処理する第二乳化剤を貯留する第二反応促進剤槽（３２）と、
廃油を油性分解する界面活性剤を貯留する第三反応促進剤槽（３３）と、
これら各槽にそれぞれ送液管を介して連通され、各槽の各液を撹拌混合する撹拌槽（４）と、
撹拌槽（４）から送液管を介して連通され、微生物処理を行うバイオ処理槽（６）とを具備してなる廃油の有害物質分解処理プラントであって、
バイオ処理槽（６）は、筒状の処理空間を構成する槽からなり、
槽体加温手段として、筒側面のうち槽下部における一部位相範囲の槽体を加温する加温ヒーター（Ｈ）を有し、
処理空間加温手段として、筒側面のうち槽上部に槽内に吸気口（６５）、排気口（６６）を有すると共に、吸気口（６５）と外部連通して一部位相範囲の槽体内空間を加温する加温ヒーター（Ｈ）及び送風ファン（Ｆ）を有し、
撹拌手段として、槽内に配置された攪拌棒（６３）に固定された複数のインペラー（６４）を配列設置したことを特徴とする廃油の有害物質分解処理プラント。
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