JP2016087495A - Ｐｃｂを内包する機器の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安全かつ効率的に、ＰＣＢを内包する機器からＰＣＢを抜き出し、同機器を洗浄して清浄化できる処理方法を提供する。【解決手段】ＰＣＢを内包する機器の処理方法は、ＰＣＢ又はＰＣＢを含む液体を包含した機器の内部から、同液体を吸引回収する第１ステップと、ファインバブル水を加熱加圧して成された亜臨界水を第１の洗浄液として、前記機器内部へ高圧で噴霧して同被処理物内を洗浄し、使用された第１の洗浄液を回収する第２ステップと、ファインバブル水へ、洗浄・付着物除去・乳化分散・浸透作用を付加する化学薬品を混合撹拌して成る第１液に、ケロシンと界面活性剤を更に混合すると共に加熱加圧して成された亜臨界水を第２の洗浄液として、前記機器内部へ高圧で噴霧し、第２の洗浄液を一定時間浸透させた後に超音波洗浄を行って機器内を洗浄し、使用された第２の洗浄液を回収する第３ステップとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＣＢを内包する機器の処理方法に関する。
更に詳しくは、安全かつ効率的に、ＰＣＢを内包する機器からＰＣＢを抜き出し、同機器を洗浄して清浄化できる処理方法に関する。
なお、本明細書および本特許請求の範囲において、用語「ＰＣＢ」はPoly Chlorinated Biphenylの略であり、また、一部記載を除き、「ＰＣＢ」は、ＰＣＢを含んだ液体も含む意味で使用している。

ＰＣＢは、１９６８年のカネミ油症事件が起こる前までは、熱安定性、電気絶縁性、耐薬品性等の化学的特性から、加熱用／冷却用熱媒体、コンデンサ等の電気機器の絶縁油、可塑剤、塗料、ノンカーボン紙の溶剤等、非常に幅広い分野に用いられていたが、発癌性、催奇性といった毒性が認められたため、１９７５年施行の「化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律」によって製造および使用が禁止されている。しかしながら、禁止前に製造販売された電気機器については、その使用が規制されていなかった。

また、２００１年には「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（以下「ＰＣＢ特別措置法」という。）」が制定され、２０１６年までにＰＣＢを内包する機器等の処理を図ることとしていた。

一方、ＰＣＢの使用等が禁止されてから４０年近い歳月が経過しており、ＰＣＢを包含する機器の老朽化、保管されたＰＣＢを含む廃棄物を収めた容器の腐食等が問題となっている。ＰＣＢの処理においては、ＰＣＢを包含した機器のみならず、最終的には、抜き出したＰＣＢを保管する容器についても洗浄等して清浄化する必要がある。

このような処理方法として、下記非特許文献１に、高圧トランス等のＰＣＢを包含する電気機器の処理方法が開示されており、溶剤洗浄法や、真空加熱分離装置による分離法が記載されている。

日本環境安全事業株式会社 処理技術についてインターネット＜URL：http://www.jesconet.co.jp/business/pcb_technology/＞

しかしながら、上記非特許文献１に開示されている現在の処理方法では、ＰＣＢを包含する機器を持ち込んで処理するまでに１４日程かかっており、全量処理を行うにあたって設定された目標時期の２０１６年には間に合わず、２０２７年まで先送りされるほど処理が遅れており、大きな社会問題となっている。このため、安全かつ効率的に行うことができる処理方法の確立が望まれている。

本発明は、以上の点を鑑みて創案されたものであり、安全かつ効率的に、ＰＣＢを内包する機器からＰＣＢを抜き出し、同機器を洗浄して清浄化できる処理方法を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するためにＰＣＢを内包する機器の処理方法は、ＰＣＢまたはＰＣＢを含む液体を包含した被処理物の内部から、同液体を吸引して回収する第１のステップと、ファインバブル水を加熱および加圧して成された亜臨界水を第１の洗浄液として、前記被処理物の内部へ高圧で噴霧して同被処理物内を洗浄し、使用された同第１の洗浄液を回収する第２のステップと、ファインバブル水へ、洗浄作用、付着物除去作用、乳化分散作用、浸透作用、を付加する化学薬品を混合および撹拌して成る第１液に、ケロシンと界面活性剤を更に混合すると共に加熱および加圧して成された亜臨界水を第２の洗浄液として、前記被処理物の内部へ高圧で噴霧し、同第２の洗浄液を一定時間浸透させた後に超音波洗浄を行って同被処理物内を洗浄し、使用された同第２の洗浄液を回収する第３のステップとを備える。

前記発明は、回収した前記第１の洗浄液および前記第２の洗浄液を油水分離し、凝集沈降させる第４のステップを備えるものであってもよい。

前記発明は、前記第４のステップにおいて分離した水を濾過し、濾過した水を前記第１の洗浄液および前記第２の洗浄液の原料として再利用するものであってもよい。

前記発明は、前記第４のステップにおいて分離したＰＣＢ、油あるいは化学薬品を回収して容器に保管するものであってもよい。

前記発明は、前記第２ステップおよび前記第３ステップ、または、前記第２ステップあるいは前記第３ステップのいずれか、における前記亜臨界水を得るための工程が、材料を加圧容器へ入れ、１４０〜２００℃での加熱および１５〜２０Ｍｐａでの加圧を３０分〜２時間行うものであってもよい。

前記発明は、前記第２の洗浄液に係る洗浄作用を付加する化学薬品が、1,4-ジオキサンであってもよい。

前記発明は、前記第２の洗浄液に係る付着物除去作用を付加する化学薬品が、1.3-ジメキル-2-イミダゾリジノンであってもよい。

前記発明は、前記第２の洗浄液に係る乳化分散作用を付加する化学薬品が、アルキルナフタレンスルホン酸塩であってもよい。

前記発明は、前記第２の洗浄液に係る浸透作用を付加する化学薬品が、アルキルスルホン酢酸塩であってもよい。

前記発明は、前記第２の洗浄液に、特殊溶剤としてメチルヘキシルケトンを更に加えたものであってもよい。

前記発明は、前記第２の洗浄液に係る界面活性剤がノニルフェノールエーテルであってもよい。

前記発明は、前記第１液が、ファインバブル水８０％と、1,4-ジオキサン５％と、1.3-ジメキル-2-イミダゾリジノン５％と、アルキルナフタレンスルホン酸塩２．５％と、アルキルスルホン酢酸塩２．５％と、メチルヘキシルケトン５％の比率で混合されたものであってもよい。

前記発明は、前記第２の洗浄液が、第１液７４％と、ケロシン２５％と、ノニルフェノールエーテル１％の比率で混合されたものであってもよい。

本発明によれば、安全かつ効率的に、ＰＣＢを内包する機器からＰＣＢを抜き出し、同機器を洗浄して清浄化できる、ＰＣＢを内包する機器の処理方法を提供できる。

本発明に係るＰＣＢを内包する機器の処理方法を示す概略図である。

図１を参照して、本発明の実施の形態について更に詳細に説明する。

実施例１において使用する被処理物、洗浄液に使用する薬剤等は以下の通りである。
（被処理物）
実施例１において、被処理物はコンデンサであり、ＰＣＢと油を含む液体（電気絶縁油）を包含している。なお、これに限定するものではなく、例えばトランスその他の、ＰＣＢのみ、または、ＰＣＢを含む液体を包含した被処理物が処理対象物となりうる。

（ファインバブル水）
実施例１において、ファインバブル水は、平均粒子径が１００ｎｍ程度の気泡が、
１ｍＬ中の数密度で約１億個／ｍＬが含まれる水であり、ファインバブル製造装置により生成される。なお、これに限定するものではなく、例えば、平均粒子径が１００〜３００ｎｍ程度であってもよいし、１ｍＬ中の数密度は５０００万個〜１億個／ｍＬであってもよい。

（第１の洗浄液）

第１の洗浄液は、ファインバブル水を加圧容器へ入れ、２００℃での加熱および２０Ｍｐａでの加圧を２時間行うことによって亜臨界水としたものである。なお、これに限定するものではなく、例えば、加熱温度は１４０〜２００℃であってもよいし、加圧する圧力は１５〜２０Ｍｐａであってもよいし、時間は３０分〜２時間であってもよい。
（第２の洗浄液）

第２の洗浄液に係る第１液は、「洗浄作用を付加する化学薬品」が1,4-ジオキサンであり、「付着物除去作用を付加する化学薬品」が1.3-ジメキル-2-イミダゾリジノンであり、「乳化分散作用を付加する化学薬品」がアルキルナフタレンスルホン酸塩であり、「浸透作用を付加する化学薬品」がアルキルスルホン酢酸塩である。加えて、特殊溶剤としてメチルヘキシルケトンを更に加えている。

なお、ここで、1.3-ジメキル-2-イミダゾリジノンは、表面洗浄作用を付加する化学薬品でもある。また、ここで、アルキルナフタレンスルホン酸塩は、浸透作用を付加する化学薬品でもある。更に、ここで、アルキルスルホン酢酸塩は、洗浄作用および乳化作用を付加する化学薬品でもある。

第１液は、ファインバブル水８０％と、1,4-ジオキサン５％と、1.3-ジメキル-2-イミダゾリジノン５％と、アルキルナフタレンスルホン酸塩２．５％と、アルキルスルホン酢酸塩２．５％と、メチルヘキシルケトン５％の比率で混合されたものである。

第２の洗浄液に係る第２液は、「界面活性剤」がノニルフェノールエーテルである。

第２の洗浄液は、第１液７４％と、ケロシン２５％と、ノニルフェノールエーテル１％の比率で混合されたものである。

なお、第２の洗浄液に係る第１液の化学薬品名とその使用目的（作用）、ＣＡＳ Ｎｏ、各薬品の添加量（配合比率）、および、第１液とその他の薬品との配合比率について、表１にまとめている。

第２の洗浄液は、上記表１に記載された各要素を加圧容器へ入れ、２００℃での加熱および２０Ｍｐａでの加圧を２時間行うことによって亜臨界水としたものである。なお、これに限定するものではなく、例えば、加熱温度は１４０〜２００℃であってもよいし、加圧する圧力は１５〜２０Ｍｐａであってもよいし、時間は３０分〜２時間であってもよい。

〔ＰＣＢを内包する機器の処理方法〕
図１を参照して、本実施例におけるＰＣＢを内包する機器（コンデンサ）の処理方法を説明する。
本実施例におけるＰＣＢを内包する機器の処理方法は、第１ステップと、第２ステップと、第３ステップと、第４ステップからなり、以下詳述する。

（第１ステップ）
コンデンサの容器内部から、吸引ポンプによりＰＣＢを可能な限り吸引し、一時タンクに保管する。そして、一時タンクから、安定して保管できる保管容器に移し替えて、最終処分まで保管する。
この作業により、まずは粗方のＰＣＢを吸引回収されるので、コンデンサの容器内の表面や隙間に僅かなＰＣＢが残った状態となる。

（第２ステップ）
ファインバブル製造装置により、ファインバブル水を生成する。なお、このファインバブル製造装置は、第３ステップで使用するファインバブル水の製造にも利用される。
ファインバブル水を加圧容器へ入れて加熱加圧して亜臨界水とし、第１の洗浄液として精製する。
第１の洗浄液を、コンデンサの容器内へ高圧で噴霧して内部を洗浄する。そして、使用された第１の洗浄液は、回収され、洗浄水回収タンク内に一時保管される。

ファインバブルの液体を洗浄に使用した場合、気泡表面の活性化が高く、汚れ成分を界面に吸着させることができる効果があることは、一般的に知られている。本実施例では、このファインバブルの効果を更に高めるべく、ファインバブル水を加熱加圧して亜臨界水としている。

通常の水の誘電率の値が８０程度であるのに対し、亜臨界水は誘電率の値が２０〜３０程度であって、油を溶かすことに用いられるエタノールに近づくので、油を溶かす性質を有するようになる。つまり、第１の洗浄液は、ファインバブル水を亜臨界水とすることで、互いの相乗効果を得たものであり、単なる水に溶剤効果を持たせることができる。
この結果、ＰＣＢを内包する機器（コンデンサ）の洗浄作業における化学薬品の使用量を抑制することができる。

（第３ステップ）
第２ステップで生成したファインバブル水と、表１に記載した各化学薬品を混合し、６０分間撹拌して第１液を生成する。
第１液にケロシン、ノニルフェノールエーテルを混合したものを加圧容器へ入れて加熱加圧して亜臨界水とし、第２の洗浄液として精製する。なお、ノニルフェノールエーテルは、低気泡性のものを選定する。

第２の洗浄液を、コンデンサの容器内へ高圧で噴霧して、一定時間、内部に浸透させる。浸透させた後、超音波洗浄を行う。この超音波洗浄は、低い周波数によりキャビテーションを発生させることにより行われ、超音波の作用により真空の泡が発生し、汚れを直接分解して洗浄する。
そして、使用された第２の洗浄液は、回収され、洗浄水回収タンク内に一時保管される。

なお、第２の洗浄液は、先に述べた亜臨界水としたファインバブル水の効果を有していると共に、混合された各化学薬品が表１に示す使用目的に記載された各々の作用を奏することで、より洗浄効果が高められており、先に述べた超音波洗浄の効果と相まって、コンデンサ内に残存するＰＣＢを洗浄除去することができる。

（第４ステップ）
洗浄水回収タンク内に保管された第１の洗浄液と第２の洗浄液をひとまとめにし、シックナー等の油水分離と凝集沈降が可能な装置を用いて、油水分離と、凝集沈降がなされる。
このとき、ＰＣＢは化合物の状態では水に溶けないので、水とＰＣＢは分離し、分離された水は逆浸透膜等のフィルターを通過させることで、化学薬品と分離される。
この結果、水は、清浄化されているので、還流させてファインバブル水の原料として再利用する。また、分離されたＰＣＢ、油あるいは化学薬品は、回収して容器に保管する。

このように、本実施例の処理方法によれば、ＰＣＢを内包するコンデンサからＰＣＢを抜き出した後、僅かに残るコンデンサ内のＰＣＢについても、安全かつ効率的に、ほぼ完全に洗浄化することができる。

また、この処理方法によれば、作業液に使用する水に加える化学薬品の使用量を抑えることができ、更に、洗浄液の主原料たる水が再利用できることから大規模水処理施設が不要であるため、従来の処理方法と比較して、建設コストおよび運用コストを抑制することができる。

本明細書および本特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書および本特許請求の範囲に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。

Claims (13)

1. ＰＣＢまたはＰＣＢを含む液体を包含した被処理物の内部から、同液体を吸引して回収する第１のステップと、
   ファインバブル水を加熱および加圧して成された亜臨界水を第１の洗浄液として、前記被処理物の内部へ高圧で噴霧して同被処理物内を洗浄し、使用された同第１の洗浄液を回収する第２のステップと、
   ファインバブル水へ、洗浄作用、付着物除去作用、乳化分散作用、浸透作用、を付加する化学薬品を混合および撹拌して成る第１液に、ケロシンと界面活性剤を更に混合すると共に加熱および加圧して成された亜臨界水を第２の洗浄液として、前記被処理物の内部へ高圧で噴霧し、同第２の洗浄液を一定時間浸透させた後に超音波洗浄を行って同被処理物内を洗浄し、使用された同第２の洗浄液を回収する第３のステップとを備える
   ＰＣＢを内包する機器の処理方法。
2. 回収した前記第１の洗浄液および前記第２の洗浄液を油水分離し、凝集沈降させる第４のステップを備える
   請求項１記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。
3. 前記第４のステップにおいて分離した水を濾過し、濾過した水を前記第１の洗浄液および前記第２の洗浄液の原料として再利用する
   請求項２記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。
4. 前記第４のステップにおいて分離したＰＣＢ、油あるいは化学薬品を回収して容器に保管する
   請求項２または請求項３記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。
5. 前記第２ステップおよび前記第３ステップ、または、前記第２ステップあるいは前記第３ステップのいずれか、における前記亜臨界水を得るための工程が、材料を加圧容器へ入れ、１４０〜２００℃での加熱および１５〜２０Ｍｐａでの加圧を３０分〜２時間行うものである
   請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。
6. 前記第２の洗浄液に係る洗浄作用を付加する化学薬品が、1,4-ジオキサンである
   請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。
7. 前記第２の洗浄液に係る付着物除去作用を付加する化学薬品が、1.3-ジメキル-2-イミダゾリジノンである
   請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請求項６記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。
8. 前記第２の洗浄液に係る乳化分散作用を付加する化学薬品が、アルキルナフタレンスルホン酸塩である
   請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。
9. 前記第２の洗浄液に係る浸透作用を付加する化学薬品が、アルキルスルホン酢酸塩である
   請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。
10. 前記第２の洗浄液に、特殊溶剤としてメチルヘキシルケトンを更に加えた
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８または請求項９記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。
11. 前記第２の洗浄液に係る界面活性剤がノニルフェノールエーテルである
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９または請求項１０記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。
12. 前記第１液が、ファインバブル水８０％と、1,4-ジオキサン５％と、1.3-ジメキル-2-イミダゾリジノン５％と、アルキルナフタレンスルホン酸塩２．５％と、アルキルスルホン酢酸塩２．５％と、メチルヘキシルケトン５％の比率で混合されたものである
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０または請求項１１記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。
13. 前記第２の洗浄液は、第１液７４％と、ケロシン２５％と、ノニルフェノールエーテル１％の比率で混合されたものである
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１または請求項１２記載のＰＣＢを内包する機器の処理方法。

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