JP3326910B2 - 揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法 - Google Patents

揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は揮発性有機ハロゲン化合
物の処理方法の改良に関するものである。さらに詳しく
いえば、本発明は、ガス中の揮発性有機ハロゲン化合物
を吸着材により効率よく吸着除去し、その吸着した揮発
性有機ハロゲン化合物を効果的に脱ハロゲン化して無害
化するとともに該吸着材を再生することを特徴とする環
境の再汚染が少なく、かつ経済的有利な揮発性有機ハロ
ゲン化合物の処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】揮発性有機ハロゲン化合物は地下水、土
壌、大気などの環境汚染物質の一つであって、該化合物
を除去処理することが必要であり、これまで揮発性有機
ハロゲン化合物を含む用水や排水、地下水、あるいは土
壌抽気ガスや排ガスの処理方法が種々検討されてきた。
この処理方法としては、例えば(1)酸化分解処理、
(2)生物処理、(3)熱分解処理、(4)放散(曝
気)処理、(5)吸着処理などの方法が知られている。
しかしながら、前記(1)の酸化分解処理方法は紫外
線、オゾン、過酸化水素などを利用する方法であるが、
紫外線照射やオゾンの発生、あるいは加熱などに要する
エネルギーが大きく、コスト高になるのを免れないとい
う欠点を有している。また(2)の生物処理方法は報告
されているものの、実施した例はあまり多く見うけられ
ない。一方、(3)の熱分解処理方法は、微量の揮発性
有機ハロゲン化合物を分解するには投入エネルギーが過
大である上、副反応が生じやすいなどの欠点がある。さ
らに、(4)の放散(曝気)処理方法は、地下水や土壌
中に混入している揮発性有機ハロゲン化合物を単に大気
中に移行するだけで、大気が汚染されるという問題があ
る。したがって、従来、揮発性有機ハロゲン化合物の処
理方法としては、前記(4)の放散(曝気)処理と
(5)の吸着処理とを組み合わせた方法が多用されてい
る。この方法においては、吸着材として通常活性炭が用
いられ、次に示す工程から構成されている。すなわち、
(イ)揮発性有機ハロゲン化合物で汚染した土壌や地下
水から、該化合物を空気中へ放散させる工程、(ロ)放
散ガスを吸着材としての活性炭で処理して揮発性有機ハ
ロゲン化合物を吸着除去する工程、及び(ハ)活性炭層
に過熱蒸気を送り、吸着した揮発性有機ハロゲン化合物
を脱離させたのち、冷却、凝縮させて回収するととも
に、該活性炭を再生する工程から構成されている。しか
しながら、このような処理方法においては、水蒸気凝縮
水中に該有機ハロゲン化合物が溶解しているため、再処
理が必要である、過熱水蒸気を用いるため温度が高く、
該有機ハロゲン化合物蒸気の再拡散があり、環境が再汚
染されやすい、産業廃棄物の総量が減少していない、な
どの欠点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法が有する欠
点を克服し、揮発性有機ハロゲン化合物含有ガス中の該
有機ハロゲン化合物を吸着材により効率よく吸着除去
し、この吸着した有機ハロゲン化合物を効果的に無害化
するとともに該吸着材を再生することができ、しかも環
境の再汚染が少なく、かつ産業廃棄物の総量を減少さ
せ、しかも経済的に有利な揮発性有機ハロゲン化合物の
処理方法を提供することを目的としてなされたものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、吸着材として
金属触媒担持繊維状活性炭を用いても、該金属触媒は揮
発性有機ハロゲン化合物の吸着を妨げることがなく、効
率よく該有機ハロゲン化合物を吸着しうること、揮発性
有機ハロゲン化合物を吸着した金属触媒担持繊維状活性
炭に、不活性ガス雰囲気下水素ガスを接触させることに
より、該有機ハロゲン化合物は効率よく脱ハロゲン化さ
れ、無害化されるとともに、繊維状活性炭が再生される
こと、最終生成物のメタンやエタンは繊維状活性炭の吸
着能を妨げないこと、さらに、脱ハロゲン化工程におい
て、閉鎖的ガス循環経路を形成することにより、反応時
間が十分にとれることを見い出した。本発明は、かかる
知見に基づいて完成したものである。すなわち、本発明
は、揮発性有機ハロゲン化合物含有ガスを金属触媒担持
繊維状活性炭と接触させ、ガス中の揮発性有機ハロゲン
化合物を吸着除去したのち、該繊維状活性炭に不活性ガ
ス雰囲気下、水素ガスを接触させることにより、吸着し
た揮発性有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン化することを
特徴とする揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法、好ま
しくは、前記脱ハロゲン化工程において、閉鎖的ガス循
環経路を形成し、その経路内に、生成したハロゲン化水
素ガスの分離除去工程を設ける揮発性有機ハロゲン化合
物の処理方法を提供するものである。
【0005】以下、本発明を詳細に説明する。本発明方
法においては、まず、揮発性有機ハロゲン化合物含有ガ
スを吸着材から成る吸着層に接触させ、ガス中の揮発性
有機ハロゲン化合物を吸着除去する。該吸着材として
は、金属触媒を担持した繊維状活性炭が用いられる。こ
の繊維状活性炭は粒状活性炭より表面積が大きいため、
吸着性能に優れており、ポリアクリロニトリル系繊維、
フェノール樹脂繊維、セルロース系繊維、ピッチ系繊維
などを原料とするものが知られているが、本発明におい
ては、いずれのものも使用することができる。また、そ
の形状については特に制限はなく、例えば織物、フェル
ト、マット状のいずれであってもよい。この繊維状活性
炭に担持させる金属触媒としては、例えば白金、パラジ
ウム、ルテニウム、ロジウム、鉄、銅、イリジウム、ニ
ッケルなどが挙げられるが、これらの中でパラジウム、
白金、ルテニウム、ロジウムなどの貴金属が好ましく、
特にパラジウムと白金が好適である。これらの貴金属は
金属、酸化物、水酸化物などの形で用いられる。前記金
属の担持量は、該繊維状活性炭に対して、通常0.1〜
10重量%程度である。また、前記金属触媒は、該繊維
状活性炭の揮発性有機ハロゲン化合物に対する吸着性能
にほとんど影響を与えない。前記金属担持繊維状活性炭
から成る吸着層は、その形状については特に制限はない
が、再生時に密閉系を形成できるようなものであるのが
よい。この吸着層に接触させる揮発性有機ハロゲン化合
物含有ガスとしては、揮発性有機ハロゲン化合物を含む
用水や、排水、地下水などを放散させて得られたもの、
揮発性有機ハロゲン化合物を含む土壌を抽気して得られ
たもの、あるいは揮発性有機ハロゲン化合物を含有する
排ガスなどが挙げられる。この揮発性有機ハロゲン化合
物含有ガスを前記吸着層に接触させる温度は、通常0〜
80℃の範囲、好ましくは常温である。
【0006】本発明方法が適用できる揮発性有機ハロゲ
ン化合物は通常沸点が150℃以下、好ましくは80℃
以下の揮発性のものであって、このようなものとして
は、例えばトリクロロエチレン、テトラクロロエチレ
ン、トランス−1,2−ジクロロエチレン、シス−1,2
−ジクロロエチレン、四塩化炭素、クロロエタン、メチ
レンクロリド、クロロホルム、塩化ビニル、1,1−ジ
クロロエタン、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジクロ
ロプロパン、ジクロロブロモエチレン、1,1,1−トリ
クロロエタン、ブロモジクロロメタン、クロロジブロモ
メタン、ブロモホルムなどが挙げられる。次に、このよ
うにして揮発性有機ハロゲン化合物を吸着した金属担持
繊維状活性炭層(吸着層)に、不活性ガス雰囲気下水素
ガスを接触させ、吸着した揮発性有機ハロゲン化合物を
脱着させ、その際共存する金属触媒の作用により水素と
反応させて脱ハロゲン化して無害化するとともに、該吸
着層を再生する。この工程においては、閉鎖的なガス循
環経路を形成し、脱ハロゲン化(吸着層の再生)を行う
のがよい。すなわち、揮発性有機ハロゲン化合物を吸着
飽和した吸着層を、前記の吸着工程から切り離し、別に
設けた送気装置(ガスポンプなど)を経由して窒素ガス
などの不活性ガスを循環させることのできる循環経路を
形成させ、この循環経路の途中に水素ガスを一定量(吸
着した揮発性有機ハロゲン化合物を完全に水素化し、脱
ハロゲン化するのに必要な当量以上)注入し、該揮発性
有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン化する。この際、ガス
循環経路内に、生成したハロゲン化水素ガスを分離除去
する工程を設け、また、閉鎖的なガス循環経路を形成し
ているので、温度やモル量の変化などで体積の増減があ
るため、容積可変のガス留を設置する。該ハロゲン化水
素ガスの分離除去には、ゼオライトなどの吸収剤や、炭
酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、水
酸化カルシウムなどの反応剤などを用いることができ
る。また、容積可変のガス留としては、例えば空気袋な
どが挙げられる。吸着層に吸着した揮発性有機ハロゲン
化合物の脱ハロゲン化は、前記したように閉鎖的ガス循
環経路を形成し、好ましくは循環ガス中に揮発性有機ハ
ロゲン化合物が検出されず、かつその中間生成物が検出
されなくなるまで、ガス循環することによって行われ
る。この場合の温度は、通常−10〜150℃、好まし
くは常温である。なお、吸着層を予め60〜100℃程
度に加熱し、吸着水分を脱離してから脱ハロゲン化を行
うのがよい。
【0007】次に、本発明方法の好適な実施態様の1例
を添付図面に従って説明すると、図1は本発明方法を実
施するための装置の1例の概略図であって、まず、揮発
性有機ハロゲン化合物含有ガス(原ガス)を、金属触媒
担持繊維状活性炭から成る吸着層2及び加熱装置3を有
する吸着カラム1に、原ガス供給ライン8から導入して
ガス中の揮発性有機ハロゲン化合物を吸着層2に吸着さ
せ、処理ガスは処理ガス排出ライン9から系外へ排出す
る。吸着層2が飽和吸着に達したら、原ガスの導入を止
め[連続操業の場合は、原ガスの導入を他の吸着カラム
(図示せず)に切り換える]、ガス循環ポンプ4を稼動
して、窒素などの不活性ガスをガス循環ライン7、吸着
カラム1及びハロゲン化水素吸収剤(例えばゼオライト
など)6を経由して、閉鎖的ガス循環経路内を循環させ
る。このガス循環経路内には容積可変のガス留(例えば
空気袋など)5が設置されている。吸着層2を加熱装置
3により適当な温度に加熱して、吸着水分を脱離させた
のち、水素ガス供給ライン10から水素ガスを系内に導
入し、好ましくはガス循環を揮発性有機ハロゲン化合物
が検出されず、かつその中間生成物も検出されなくなる
まで続ける。これにより、吸着層2に吸着された揮発性
有機ハロゲン化合物は完全に脱ハロゲン化されるととも
に、該金属触媒担持繊維状活性炭から成る吸着層2が再
生される。この脱ハロゲン化により生成したハロゲン化
水素ガスは、ハロゲン化水素吸収剤6により吸収除去さ
れる。
【0008】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。 実施例1 繊維状活性炭を塩化白金水溶液中に5時間浸漬後、乾燥
させて得られた白金担持量0.5wt%の繊維状活性炭5.
8gを吸着層に用いて、図1に示す装置により実施し
た。この装置にトリクロロエチレン液2.24ミリモル
を気化させた原ガス(空気)を3リットル/分の流速で
2時間にわたって導入した。次にこの装置のガス循環ラ
インに毎分3.8リットルで窒素ガスを循環させると共
ににカラムの温度を140℃に加熱し、水素ガスを50
ミリリットル/分で供給した。水素ガス供給後10分間
で、トリクロロエチレン濃度は4.25×10-3ミリモ
ルまで低下したものの、塩化ビニル、1,1−ジクロロ
エタンなどの分解中間生成物の存在が認められたので、
さらに運転を継続した。12時間後再びサンプリングす
ると、トリクロロエチレン及び中間生成物のいずれも検
出限界以下となっていた。そこで、カラムの加熱をや
め、再度上記と同様の操作を繰り返したところ、同一の
効果が得られた。これにより、くり返し脱ハロゲン化で
きることが分かる。
【0009】
【発明の効果】本発明によると、揮発性有機ハロゲン化
合物含有ガス中の該有機ハロゲン化合物を吸着材により
効率よく吸着除去し、この吸着した有機ハロゲン化合物
を効果的に無害化するとともに、該吸着材を再生するこ
とができる。本発明方法は環境の再汚染が少なく、かつ
産業廃棄物の総量を減少させ、しかも経済的有利に揮発
性有機ハロゲン化合物を処理することができ、極めて優
れた方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明方法を実施するための装置の1例
の該略図である。
【符号の説明】 1 吸着カラム 2 吸着層 3 加熱装置 4 ガス循環ポンプ 5 容積可変のガス留 6 ハロゲン化水素吸収剤 7 ガス循環ライン 8 原ガス供給ライン 9 処理ガス排出ライン 10 水素ガス供給ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−329330(JP,A) 米国特許5013424(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/34

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】揮発性有機ハロゲン化合物含有ガスを金属
    触媒担持繊維状活性炭と接触させ、ガス中の揮発性有機
    ハロゲン化合物を吸着除去したのち、該繊維状活性炭に
    不活性ガス雰囲気下、水素ガスを接触させることによ
    り、吸着した揮発性有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン化
    することを特徴とする揮発性有機ハロゲン化合物の処理
    方法。
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KR100398409B1 (ko) * 1996-12-19 2003-12-24 주식회사 포스코 활성탄소섬유를이용한유기염소화합물의분해방법
CN102218253A (zh) * 2010-04-19 2011-10-19 杰智环境科技股份有限公司 一种用于降低被吸附溶剂氧化程度的装置及方法

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