JP2948581B1 - 有害有機物質の無害化処理方法および重金属の無害化処理方法 - Google Patents

有害有機物質の無害化処理方法および重金属の無害化処理方法

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Abstract

【要約】 【課題】 簡便で、経済的であり、処理時間が短い、新
たな汚染物質の処理方法を提供する。 【解決手段】 汚染物質を含有する被処理物中の汚染物
質を無害化処理する。密閉された耐圧容器４中で被処理
物を加熱し、この状態で耐圧容器４中の被処理物をノズ
ル７へと供給し、ノズルから被処理物を噴出させ、ノズ
ルに対向するように設けられている捕集部材９へと衝突
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス、汚染水お
よび汚染土壌等の汚染物質を無害化処理する方法および
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゴミの焼却により発生したダイオキシン
による空気、土壌の汚染、廃酸または廃アルカリ等によ
る河川、湖沼の汚染、トリクロロエチレン、テトラクロ
ロエチレン等の有機塩素化合物系の溶剤等の工場廃液に
よる地下水の汚染、あるいは、水銀、カドミウム、鉛、
亜鉛、シアン、砒素、クロム、銅、フッ化物、有機塩素
化合物による土壌の汚染等が、大きな社会問題となって
いる。汚染水は中和処理されており、汚染土壌は、焼却
処理や埋め立て処理されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、埋め立て処理
は、新たな二次汚染を引き起こし不都合である。また、
汚染された土壌を、長時間かけて溶融させ、クラック
（ガラス）状にする方法があるが、処理時間が長く、処
理コストが高い。
【０００４】本発明は、簡便で、経済的であり、処理時
間が短い、新たな汚染物質の処理方法を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、有害有機物質
を含有する被処理物中の有害有機物質を無害化処理する
方法であって、少なくとも耐圧容器と、耐圧容器に連結
されたノズルと、このノズルに対向するように設けられ
ている捕集部材とを使用し、密閉された前記耐圧容器中
で前記被処理物を加熱し、この状態で耐圧容器中の被処
理物をノズルへと供給し、捕集部材への衝突によって有
害有機物質の分解が可能となるような温度および圧力で
被処理物をノズルから噴出させ、捕集部材へと衝突させ
ることによって前記有害有機物質を分解させることを特
徴とする。この被処理物は、通常、ガス、汚染水、排ガ
スと汚染水との混合物、汚染土壌である。また、本発明
は、少なくとも重金属を含有する土壌中の重金属を無害
化処理する方法であって、密閉された耐圧容器中で土壌
を加熱し、この状態で耐圧容器中の土壌をノズルへと供
給し、捕集部材への衝突によって前記土壌のガラス化が
可能となるような温度および圧力で土壌をノズルから噴
出させ、捕集部材へと衝突させることによって土壌をガ
ラス化させ、ガラス化した土壌の中に重金属を閉じ込め
ることを特徴とする。
【０００６】耐圧容器中では、高温高圧の水溶液、ガス
体、土壌が存在する。耐圧容器中で加熱、加圧状態を保
持するプロセスは、水熱プロセスと呼ばれ、常温時にお
ける溶液法に比べて、分子種の活性が著しく増大してお
り、また内容物の物理的性質、化学的性質が大幅に変化
している。このような水蒸気飽和状態ないし過飽和状態
の内容物を、耐圧容器から、ノズルを通して噴射させ、
捕集部材に激突させる。すると、汚染土壌、汚染水、排
ガス中のダイオキシン等の有害有機物質または低分子化
合物は、分解し、ガスとなるので、このガスを集め、必
要に応じて公知の活性炭処理や中和処理を行う。また、
汚染土壌はガラス化するので、汚染土壌中の重金属は、
ガラス化した土壌中に包含され、無害化される。
【０００７】図面を参照しつつ説明する。被処理物を容
器１に入れ、例えば１００−１５０℃、２０−３０ｋｇ
／ｃｍ2 となるように予熱する。この容器１中で、ある
いは、ポンプ２等により別の耐圧容器４に移してから、
被処理物が気体および／または液体の場合は、２５０〜
３００℃、２５０−３００ｋｇ／ｃｍ2 で加熱加圧し、
被処理物が固体の場合は、２５０〜４５０℃、２５０〜
３５０ｋｇ／ｃｍ2 で加熱加圧し、水蒸気飽和あるいは
過飽和状態（臨界状態）にし、１〜２秒間保つ。理論的
には２７４℃以上とすることが、過飽和状態となるので
一層好ましい。次いで、その容器のバルブ５を開いて、
バルブに接続する管路６を介してノズル７より噴出させ
る。噴出した被処理物は、膨張しながら、捕集容器８中
の捕集部材９に衝突する。耐圧容器中における温度圧力
が低過ぎると、膨化が不十分となり、高過ぎると、処理
装置の条件が厳しくなるので、上記範囲が特に好まし
い。
【０００８】例えば、加熱および加圧のみでダイオキシ
ン等をすべて分解させるためには、６５０℃、６００気
圧以上もの高温、高圧が必要であるが、本発明ではこれ
よりはるかに低い温度、圧力でダイオキシン等を分解で
きる。
【０００９】衝突後、液体、気体はすべて気体になり、
土壌は、ガラス状になる。衝突の後、好ましくは、気体
をアルカリ水および活性炭を通した後、大気に放出す
る。
【００１０】加熱方法は、特に制限されず、電気ヒータ
ー、ＬＰガス等を使用できる。また、捕集部材は、好ま
しくは平坦な捕集面を持っており、更に好ましくは捕集
盤である。捕集部材の材質は、耐熱性、耐圧性のセラミ
ックスまたは金属（特に鉄）からなる。耐圧容器は、公
知のものであり、単独式、連続式のいずれでもよい。ノ
ズル径は１−２０ｍｍであることが好ましく、耐熱、耐
圧性のセラミックノズルが好ましい。捕集面における温
度は、有害有機化合物の分解を進行させ得るほどに高く
することが好ましく、１０００℃−１３００℃が特に好
ましい。
【００１１】
【実施例】（実施例１）ビフェニール５ｇ、モノクロロ
ベンゼン５ｇ、トリクロロベンゼン５ｇ、過酸化水素５
００ｇ、純水１０００ｇ、ｎ−ヘキサン１４８５ｇの各
試薬（合計３ｋｇ）を準備した。これらの試薬は、燃焼
または加熱すると、ダイオキシンが生成するので、モデ
ル汚染液として使用した。この試薬を、２５℃，１気圧
で混合し、得られた汚染混合液を、予熱容器１に入れ、
１５０℃、圧力２０ｋｇ／ｃｍ2とした。混合物を、ポ
ンプ２により、調整器３を介して、耐圧容器４に送り、
温度４５０℃、圧力３００ｋｇ／ｃｍ2 にし、１秒間保
った後、バルブ５を開いた。
【００１２】捕集盤の寸法は、厚さ１００ｍｍ、高さ１
０００ｍｍ、幅１０００ｍｍであった。ノズル７は本体
７ａ、径縮小部７ｂおよびノズル口７ｃを備えている。
被処理物は、４５０−４８０℃の管６を通り、矢印Ａの
ように流れ、ノズル口７ｃから膨張しながら噴出し、１
０００℃の捕集盤９に衝突し、気化した。１５は噴出物
である。この気体は冷却器１０を用いて冷却し、４５−
５５℃程度とした。処理後の気体は、アルカリ水槽１
１、活性炭槽１２を通過させ、ガス放出口１３から大気
中へ放出した。
【００１３】処理後の廃液をｎ−ヘキサンで希釈し、Ｅ
ＣＤ／ＧＣ（ガスクロマトグラフィー）法によって、ベ
ンゼン類の濃度を測定した。この結果、０．００２ｍｇ
／ｌであり、ダイオキシン類も検出されなかった。
【００１４】（実施例２）ビフェニール５ｇ、モノクロ
ロベンゼン５ｇ、トリクロロベンゼン５ｇ、純水９８５
ｇに土１０００ｇを入れ、２ｋｇの汚染土壌を得た。汚
染土壌を、予熱容器１に入れ、温度１５０℃、圧力２０
ｋｇ／ｃｍ2 とし、ポンプ２により、調整器３を介し
て、耐圧容器４に送り、温度４５０℃、圧力３００ｋｇ
／ｃｍ2 にし、この状態を２秒間保持し、次いで、バル
ブ５を開いた。これにより、被処理物は、４５０−４８
０℃の管６を通り、ノズル７から膨張しながら噴出し、
１０００℃の捕集盤９に衝突した。衝突により、土壌は
ガラス状態になった。容器８の底部に落下したクラック
状物質を、下部の取り出し口１４から取出し、冷却し
た。また、気体は、冷却器１０、アルカリ水槽１１、活
性炭槽１２を通過させ、ガス放出口１３から大気に放出
した。
【００１５】生成したクラックの量は８０ｇであった。
また、処理によって得られた廃液をｎ−ヘキサンで希釈
し、ＥＣＤ／ＧＣ法によって、ベンゼン類の濃度を測定
したところ、検出できなかった。
【００１６】（実施例３）実施例１と同じ３ｋｇの汚染
混合液を、実施例１、２と同様にして処理した。ただ
し、耐圧容器中の温度を４５０℃とし、圧力を４００ｋ
ｇ／ｃｍ2 とし、飽和状態（臨界状態）とした。処理後
の廃液をｎ−ヘキサンで希釈し、ＥＣＤ／ＧＣ法によっ
て、ベンゼン類の濃度を測定したところ、０．０００４
ｍｇ／ｍ3 Ｎであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の処理工程を示すブロック図で
ある。
【図２】ノズル７および捕集盤の一例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 予熱容器 ２ ポンプ ４ 耐圧容器 ５ バルブ ７ ノズル ８ 捕集容器 ９ 衝突盤 Ａ 被処理物の流れ Ｂ 噴出物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−299159（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−71738（ＪＰ，Ａ) 特表 平10−503706（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A62D 3/00 B01J 3/00,19/00 B09B 3/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有害有機物質を含有する被処理物中の有
    害有機物質を無害化処理する方法であって、少なくとも
    耐圧容器と、耐圧容器に連結されたノズルと、このノズ
    ルに対向するように設けられている捕集部材とを使用
    し、密閉された前記耐圧容器中で前記被処理物を加熱
    し、この状態で前記耐圧容器中の前記被処理物をノズル
    へと供給し、前記捕集部材への衝突によって前記有害有
    機物質の分解が可能となるような温度および圧力で前記
    ノズルから前記被処理物を噴出させ、前記捕集部材へと
    衝突させることによって前記有害有機物質を分解させる
    ことを特徴とする、有害有機物質の無害化処理方法。
  2. 【請求項２】 前記被処理物が、前記有害有機物質に加
    えて重金属を含有する土壌であり、前記ノズルから前記
    土壌を噴出させ、前記捕集部材へと衝突させることによ
    って前記土壌をガラス化させ、ガラス化した前記土壌中
    に前記重金属を閉じ込めることを特徴とする、請求項１
    記載の有害有機物質の無害化処理方法。
  3. 【請求項３】 前記被処理物を、ポンプによって前記耐
    圧容器へと圧送することを特徴とする、請求項１または
    ２記載の有害有機物質の無害化処理方法。
  4. 【請求項４】 少なくとも重金属を含有する土壌中の重
    金属を無害化処理する方法であって、少なくとも耐圧容
    器と、耐圧容器に連結されたノズルと、このノズルに対
    向するように設けられている捕集部材とを使用し、密閉
    された前記耐圧容器中で前記土壌を加熱し、この状態で
    前記耐圧容器中の前記土壌をノズルへと供給し、前記捕
    集部材への衝突によって前記土壌のガラス化が可能とな
    るような温度および圧力で前記ノズルから前記土壌を噴
    出させ、前記捕集部材へと衝突させることによって前記
    土壌をガラス化させ、ガラス化した土壌の中に前記重金
    属を閉じ込めることを特徴とする、重金属の無害化処理
    方法。
  5. 【請求項５】 前記土壌を、ポンプによって前記耐圧容
    器へと圧送することを特徴とする、請求項４記載の重金
    属の無害化処理方法。
  6. 【請求項６】 有害有機物質を含有する被処理物中の有
    害有機物質を無害化処理する装置であって、前記被処理
    物を加熱するための密閉された耐圧容器、前記耐圧容器
    中で加熱されている前記被処理物が供給されるノズルで
    あって、前記被処理物を噴出させるためのノズル、およ
    び前記ノズルに対向するように設けられている捕集部材
    を備えており、前記捕集部材への衝突によって前記有害
    有機物質の分解が可能となるような温度および圧力で前
    記ノズルから前記被処理物を噴出させるように構成され
    ていることを特徴とする、有害有機物質の無害化処理装
    置。
  7. 【請求項７】 重金属を含有する被処理物中の重金属を
    無害化処理する装置であって、前記被処理物を加熱する
    ための密閉された耐圧容器、前記耐圧容器中で加熱され
    ている前記被処理物が供給されるノズルであって、前記
    被処理物を噴出させるためのノズル、および前記ノズル
    に対向するように設けられている捕集部材を備えてお
    り、前記捕集部材への衝突によって前記土壌のガラス化
    が可能となるような温度および圧力で前記ノズルから前
    記土壌を噴出させるように構成されていることを特徴と
    する、重金属の無害化処理装置。
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