JP2014030814A

JP2014030814A - 汚染物質飛散防止材およびこれを用いた汚染物質飛散防止方法

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Publication number: JP2014030814A
Application number: JP2012173999A
Authority: JP
Inventors: Naoki Chiba; 尚樹千葉; Tatsuya Watanabe; 達也渡辺; Hitoshi Kawamura; 仁河村; Shuji Kinashi; 秀二木梨
Original assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Japan Environment Research Co Ltd
Current assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Japan Environment Research Co Ltd
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2014-02-20
Anticipated expiration: 2032-08-06
Also published as: JP5948182B2

Abstract

【課題】固体汚染物質を含む汚染水の水位が低下した場合などでも、固体汚染物質の外気への飛散を効果的に防止できる汚染物質飛散防止材と、これを用いた汚染物質飛散防止方法の提供。
【解決手段】汚染水Ｄ中の固体汚染物質の飛散を防止する汚染物質飛散防止材であって、密度が水よりも小さく、かつ、水に対して非相溶性の液体（ａ）と、密度が水よりも小さい粉体（ｂ）とを含有する汚染物質飛散防止材。この汚染物質飛散防止材で、水槽Ｃに貯留された汚染水Ｄの表面を覆う。
【選択図】図２

Description

本発明は、水槽などに貯留された汚染水に含まれる固体汚染物質が飛散することを防止する技術に関する。

チリ、粉体などの固体汚染物質を含む汚染水は、例えば次の処理が実施されるまでの間などに、水槽に貯留されることがある。このような場合、汚染水の蒸発を防止する目的などで、汚染水の表面を油状液体で覆う対策がとられる場合がある。

ところが、このような対策では、汚染水の蒸発についてはある程度防止できたとしても、汚染水に含まれる固体汚染物質の外気への飛散を防止できない場合があった。具体的には、例えば、汚染水の一部を水槽の底部から抜き出すなどして、汚染水の水位が低下した場合、これまでは汚染水で覆われていた水槽の内壁面が新たに露出し、その際に、汚染水中の固体汚染物質が内壁面の露出した部分に付着して、外気にさらされてしまうことがある。こうして外気にさらされた固体汚染物質は乾燥し、その後、水槽の壁面から剥がれて、外気に飛散することがある。
なお、外気とは水槽外の気相部分のことをいい、屋外の大気だけでなく、水槽が屋内に設置されている場合には屋内の気相部分をも含む。

固体汚染物質の飛散を防止する技術としては、例えば建築物の解体時などに、建材に含まれているアスベストの飛散を防止するために、特定の飛散防止材を使用する技術などは知られている（例えば特許文献１参照。）。
しかしながら、水槽などに貯留された状態にある汚染水中の固体汚染物質について、その飛散を効果的に抑制できる技術は、従来知られていなかった。

特開２０１０−０１９０５１号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、固体汚染物質を含む汚染水の水位が低下した場合などでも、固体汚染物質の外気への飛散を効果的に防止できる汚染物質飛散防止材と、これを用いた汚染物質飛散防止方法の提供とを課題とする。

本発明の汚染物質飛散防止材は、汚染水中の固体汚染物質の飛散を防止する汚染物質飛散防止材であって、密度が水よりも小さく、かつ、水に対して非相溶性の液体（ａ）と、密度が水よりも小さい粉体（ｂ）とを含有することを特徴とする。
本発明の汚染物質飛散防止方法は、本発明の汚染物質飛散防止材で、水槽に貯留された前記汚染水の表面を覆うことを特徴とする。

本発明によれば、固体汚染物質を含む汚染水の水位が低下した場合などでも、固体汚染物質の外気への飛散を効果的に防止できる。

本発明の汚染物質飛散防止材で、水槽中の汚染水の表面を覆った状態を示す断面図である。図１の水槽中の汚染水の水位が低下した状態を示す断面図である。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の汚染物質飛散防止材は液状物であって、汚染水や汚染水中の固体汚染物質を覆うことによって、固体汚染物質の飛散を防止するものである。
図１および２は、本発明の汚染物質飛散防止材により、固体汚染物質の飛散を防止する方法を説明するものであり、図１は、水槽Ｃに貯留された汚染水Ｄの表面が、汚染物質飛散防止材からなる汚染水被覆層Ｓで覆われた状態を示す概略図である。汚染水被覆層Ｓは、汚染水Ｄの上に、例えば２〜５０ｍｍの厚みで形成される。
この例において、水槽Ｃは、その内壁面がコンクリート、金属（例えば、鉄。）などで構成されたものであって、例えば各種処理施設などの屋内または屋外に設置されている。
水槽Ｃに貯留された汚染水Ｄは、水を主成分とする液体と、チリ（例えば放射性物質のチリなど。）、粉体などの固体汚染物質とを含む。液体には、水以外に１０質量％以下の範囲で有機溶媒が含まれる場合もある。また、汚染水Ｄとしては、工場排水、排泄物、放射性物質混入廃液などが挙げられ、その排出源には特に制限はない。

汚染物質飛散防止材は、密度が水よりも小さく、かつ、水に対して非相溶性の液体（ａ）と、密度が水よりも小さい粉体（ｂ）とを含有する。
ここで「水に対して非相溶性の液体」とは、２５℃において、水１００質量％に対する溶解量が１質量％以下の液体である。
このように水に対して非相溶性であり、かつ、水よりも密度が小さな液体（ａ）を用いることにより、汚染物質飛散防止材は、汚染水Ｄの上に安定に位置して、汚染水被覆層Ｓを形成する。
なお、水の密度は、４℃において１．０である。また、本明細書において密度の値は、４℃での値である。

液体（ａ）としては、汚染水Ｄを安定に覆うことができる点で、沸点が１５０℃以上であって蒸発しにくいものが好ましい。また、空気中の酸素、水分などにより硬化しにくいものが好ましい。
このような液体としては、例えば、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸などの炭素数が６以上のジカルボン酸と、エタノール、ブチルアルコール、オクチルアルコール、イソノニルアルコール、イソデシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコールなどのアルコールとのジエステルのうち、密度が水よりも小さいものを使用できる。
また、液体（ａ）としては、これらの１種以上を使用できる。

上記ジエステルとしては、具体的には、フタル酸ジオクチル（密度０．９７８ｇ／ｃｍ^３；沸点３８４℃）、フタル酸ジイソノニル（密度０．９７６ｇ／ｃｍ^３；沸点３７０℃）、フタル酸イソデシル（密度０．９６８ｇ／ｃｍ^３；沸点４２０℃）、アジピン酸ジオクチル（密度０．９２７ｇ／ｃｍ^３；沸点３３５℃）、アジピン酸ジイソノニル（密度０．９７６ｇ／ｃｍ^３；沸点４０３℃）、セバシン酸ジオクチル（密度０．９１２ｇ／ｃｍ^３；沸点２５６℃）、セバシン酸ジエチル（密度０．９６５ｇ／ｃｍ^３；沸点３０９℃）、セバシン酸ジ２−エチルヘキシル（密度０．９１５ｇ／ｃｍ^３；沸点３７７℃）などが挙げられ、これらの１種以上を使用できる。

その他に、好ましい液体（ａ）としては、シリコーンオイル（例えばジメチルシリコーンなど。）；鉱物油；植物油（例えばひまし油など。）が挙げられる。

また、液体（ａ）としては、粘度が１０〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲であるものが好ましい。このような範囲であると、後述する適切な粘度およびチキソトロピック性の汚染物質飛散防止材が得られやすい。
なお、本明細書において粘度の値は、２５℃での値である。

汚染物質飛散防止材に含まれる粉体（ｂ）は、汚染物質飛散防止材が汚染水Ｄの上に導入された場合に、汚染水Ｄと相溶することなく分離して、汚染水Ｄの上に速やかに汚染水被覆層Ｓを形成する作用を奏する。
また、粉体（ｂ）は、汚染物質飛散防止材の粘度やチキソトロピック性を適切な範囲に調整する作用も奏する。粘度、チキソトロピック性が適切な範囲に調整された汚染物質飛散防止材は、図２に示すように、汚染水Ｄの水位低下により水槽Ｃの内壁面が新たに露出し、露出部分に汚染水Ｄ中の固体汚染物質が付着した場合に、該固体汚染物質を覆うように適度な厚みで内壁面被覆層Ｗを形成する。そして、形成された内壁面被覆層Ｗは、そのチキソトロピック性により、擬似的な粘度上昇を起こし、内壁面に継続的に付着する。
このように粉体（ｂ）を含む汚染物質飛散防止材は、図１のように、汚染水Ｄの上に速やかに汚染水被覆層Ｓを形成するとともに、図２のように、汚染水Ｄの水位が低下した場合には、水槽Ｃの内壁面に付着した固体汚染物質を適度な厚みで覆う内壁面被覆層Ｗを形成する。内壁面被覆層Ｗに覆われることにより、内壁面に付着した固体汚染物質は乾燥が抑制され、そのため、外気への飛散も防止される。

粉体（ｂ）としては、密度が水よりも小さい粉体が用いられる。密度が水よりも小さい粉体（ｂ）は、汚染水被覆層Ｓ中に安定に存在し、汚染水Ｄの側に沈降しない。よって、このような粉体（ｂ）を含む汚染物質飛散防止材は、汚染水Ｄの上に導入された場合には汚染水Ｄと相溶することなく分離して、汚染水Ｄの上に速やかに汚染水被覆層Ｓを形成する。また、粘度、チキソトロピック性が適切な範囲に維持される。

粉体（ｂ）の密度は、液体（ａ）よりも小さいことがさらに好ましい。液体（ａ）よりも密度が小さな粉体（ｂ）は、汚染水被覆層Ｓにおいてより上層に存在しやすい。汚染水被覆層Ｓの中で粉体（ｂ）がより上層に存在していると、汚染水Ｄが僅かに水位低下した場合でも、粉体（ｂ）は水位低下により露出した水槽Ｃの内壁面に付着しやすい。そのため、水位低下が僅かな場合でも、粉体（ｂ）は水槽Ｃの内壁面上に付着し、液体（ａ）とともに内壁面被覆層Ｗを確実に形成して、固体汚染物質を覆うことができる。
粉体（ｂ）の密度は、好ましくは０．１〜０．９ｇ／ｃｍ^３である。

このような粉体（ｂ）としては、その密度が上記条件を満たすものであれば、有機粒子からなる粉体でも、無機粒子からなる粉体でもよく、その材質に制限はないが、汚染物質飛散防止材中で膨潤しにくいことなどから、無機粒子が好ましい。
無機粒子からなる粉体（ｂ）としては、例えば、粒子の中心が空隙部となっている中空の無機粒子が挙げられ、例えばシラスバルーン、ガラスバルーンが好ましい。これら粉体（ｂ）の粒子径には特に制限はないが、汚染物質飛散防止材の粘度やチキソトロピック性を適切な範囲に調整しやすいことから、マイクロトラックで測定した平均粒径として、１０〜５００μｍが好ましい。

粉体（ｂ）は、汚染物質飛散防止材中に１０〜６０体積％の範囲で含まれることが好ましく、４０〜６０体積％の範囲で含まれることがより好ましい。このような範囲で粉体（ｂ）が含まれる汚染物質飛散防止材は、汚染水Ｄの上に導入された場合に速やかに汚染水被覆層Ｓを形成しやすく、また、粘度、チキソトロピック性が適切な範囲となりやすい。
汚染物質飛散防止材の粘度としては、Ｂ型粘度計による粘度が１０〜２０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、２０〜５００ｍＰａ・ｓがより好ましい。チキソトロピック性は１．５〜４．０の範囲であることが好ましい。粘度やチキソトロピック性がこの範囲以下の汚染物質飛散防止材は、水槽Ｃの内壁面に充分かつ継続的に付着する内壁面被覆層Ｗを形成しにくくなる。一方、粘度やチキソトロピック性がこの範囲を超える汚染物質飛散防止材は、汚染水Ｄの水位が低下した際に、その低下に良好に追従できず、速やかに内壁面被覆層Ｗを形成できない場合がある。また、内壁面被覆層Ｗを形成できた場合でも、亀裂を生じてしまい、固体汚染物質を充分に被覆できない可能性がある。

なお、ここでのチキソトロピック性の数値は、Ｂ型粘度計を用い、同一ローターで６ｒｐｍ時と６０ｒｐｍ時の粘度を測定した時の粘度比（６ｒｐｍ／６０ｒｐｍ）である。

このような汚染物質飛散防止材は、配管、ホースなどにより、水槽Ｃに貯留された汚染水Ｄの上に導入され、汚染水Ｄの表面を覆う汚染水被覆層Ｓを形成する。汚染物質飛散防止材は、汚染水Ｄの貯留中に、再度導入され補給されてもよい。
こうして形成された図１に示す汚染水被覆層Ｓは、汚染水Ｄ中の固体汚染物質が直接外気に飛散することを防止するとともに、汚染水Ｄ中の液体の蒸発を防止する。そして、この汚染水被覆層Ｓは、汚染水Ｄの水位低下により水槽Ｃの内壁面が新たに露出し、露出部分に汚染水Ｄ中の固体汚染物質が付着した際には、図２に示すように、該固体汚染物質を覆うように適度な厚みで内壁面被覆層Ｗを形成する。そして、形成された内壁面被覆層Ｗは、内壁面に継続的に付着する。よって、内壁面に付着した固体汚染物質の乾燥を抑制でき、乾燥による外気への飛散を防止できる。

また、このような汚染物質飛散防止材を用いた汚染物質飛散防止方法によれば、例えば水槽Ｃの底面に構造物があり、水位の低下により構造物の一部が露出するような場合であっても、汚染物質飛散防止材がその露出部分を確実に覆うことができる。よって、露出部分に付着した固体汚染物質の乾燥を防ぎ、その外気への飛散を防止できる。

以下、本発明について、実施例を挙げて、具体的に説明する。
［実施例１〜８、比較例１〜２］
液体（ａ）と粉体（ｂ）とを表１に示した配合部数で混合して、各例の汚染物質飛散防止材を調製した。
そして、得られた各例の汚染物質飛散防止材について、各種評価を行った。

使用した液体（ａ）および粉体（ｂ）を以下に示す。
＜液体（ａ）＞
フタル酸ジイソノニル（表中、ＤＩＮＰと記す。）：新日本理化（株）製、粘度７８ｍＰａ・ｓ、密度０．９７６ｇ／ｃｍ^３
セバシン酸ジ２−エチルヘキシル（表中、ＤＯＳと記す。）：新日本理化（株）製、粘度１３ｍＰａ・ｓ、密度０．９１５ｇ／ｃｍ^３
ジメチルシリコーン（ＫＦ−９６１００ＣＳ）：信越化学工業（株）製、粘度９７ｍＰａ・ｓ、密度０．９６５ｇ／ｃｍ^３
ひまし油：粘度６８０ｍＰａ・ｓ、密度０．９６８ｇ／ｃｍ^３

＜粉体（ｂ）＞
ガラスバルーン１（Ｑ−ＣＥＬ７０１４）：ポッターズ・バロティーニ（株）製、平均粒径８０μｍ、密度０．１４ｇ／ｃｍ^３
ガラスバルーン２（エクスパンセル９２０ＤＥ８０ｄ３０）：日本フィライト（株）製、平均粒径３３μｍ、密度０．０５ｇ／ｃｍ^３

評価項目および評価方法を以下に示す。
＜汚染水被覆層の形成性＞
１００ｍＬ容積のガラス瓶に、汚染水に見立てた水を６８ｇ入れてから各例の汚染物質飛散防止材を１２ｇ入れ、３０秒間で３０回振ったのち、静置した。静置後１０分間経過した際の水および汚染物質飛散防止材の様子を目視確認した。
表中の各記号は以下の内容を意味する。
○：水層と汚染物質飛散防止材からなる汚染水被覆層とが２層に良好に分離している。
△：水層と汚染物質飛散防止材からなる汚染水被覆層とが２層に分離しているが、水層中に汚染物質飛散防止材の微細な液滴が存在している。

なお、静置後２４時間経過した際には、いずれの例においても、水層と汚染水被覆層とが２層に良好に分離していることが確認できた。

＜内壁面被覆層の形成性＞
内壁面をコンクリートで形成した１．５Ｌ容積の容器に、汚染水に見立てた水を６８０ｇ入れてから各例の汚染物質飛散防止材を１２０ｇ入れた。ついで、容器の底部から水を導入して約３０秒間で水位を５ｃｍ上昇させ、引き続き、容器の底部から水を排出して約３０秒間で水位を５ｃｍ低下させ、元の水位に戻した。このように水位が上昇・低下した高さ５ｃｍの領域の内壁面の様子を目視確認した。
表中の各記号は以下の内容を意味する。
○：高さ５ｃｍの領域が汚染物質飛散防止材からなる内壁面被覆層により均一に被覆されている。
△：高さ５ｃｍの領域が汚染物質飛散防止材からなる内壁面被覆層により被覆されているが、層の厚みが薄くなっている部分がある。
×：高さ５ｃｍの領域のうちの一部が被覆されておらず、コンクリートが露出している。

＜内壁面被覆層の表面状態＞
内壁面をコンクリートで形成した１．５Ｌ容積の容器に、汚染水に見立てた水を６８０ｇ入れてから各例の汚染物質飛散防止材を１ｃｍの厚さになるように入れた。ついで、容器の底部から水を導入して約３０秒間で水位を５ｃｍ上昇させ、引き続き、容器の底部から水を排出して約３０秒間で水位を５ｃｍ低下させ、元の水位に戻した。このように水位が上昇・低下した高さ５ｃｍの領域の内壁面の様子を目視確認した。
表中の各記号は以下の内容を意味する。
○：形成されている汚染物質飛散防止材からなる内壁面被覆層の表面にシワなどが認められない。
△：形成されている汚染物質飛散防止材からなる内壁面被覆層の表面にワレはないが、シワが認められる。

＜汚染物質飛散防止材の粘度、チキソトロピック性＞
Ｂ型粘度計を用い、同一ローターで６ｒｐｍ時と６０ｒｐｍ時の粘度を測定し、６０ｒｐｍ時の測定値を汚染物質飛散防止材の粘度とし、６ｒｐｍ時と６０ｒｐｍ時の粘度比（６ｒｐｍ／６０ｒｐｍ）を汚染物質飛散防止材のチキソトロピック性とした。

表１に示すように、実施例１〜８の汚染物質飛散防止材によれば、汚染水の上に汚染水被覆層が速やかに形成され、汚染水被覆層の形成性が優れていた。また、実施例１，２，６と比較例１，２との比較から、汚染物質飛散防止材に含まれる粉体（ｂ）が汚染水被覆層の速やかな形成に寄与しているものと理解できた。
また、実施例１〜８の汚染物質飛散防止材は、いずれも内壁面被覆層の形成性が優れており、水位低下時の固体汚染物質の乾燥とそれによる飛散を充分に防止できることが示された。一方、粉体（ｂ）を含まない比較例１および２の汚染物質飛散防止材は、内壁面被覆層の形成性が悪く、内壁面が一部露出してしまうため、水位低下時の固体汚染物質の乾燥とそれによる飛散を良好には防止できないことが示された。
また、実施例１〜８の汚染物質飛散防止材は、形成された内壁面被覆層の表面にワレがなく、水位低下時の固体汚染物質の乾燥とそれによる飛散を充分に防止できることが示された。

Ｃ水槽
Ｄ汚染水
Ｓ汚染水被覆層
Ｗ内壁面被覆層

Claims

汚染水中の固体汚染物質の飛散を防止する汚染物質飛散防止材であって、
密度が水よりも小さく、かつ、水に対して非相溶性の液体（ａ）と、密度が水よりも小さい粉体（ｂ）とを含有することを特徴とする汚染物質飛散防止材。
請求項１の汚染物質飛散防止材で、水槽に貯留された前記汚染水の表面を覆うことを特徴とする汚染物質飛散防止方法。