JP3399406B2 - ハロゲン化有機化合物の分解方法 - Google Patents
ハロゲン化有機化合物の分解方法Info
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Description
物の分解方法に係り、土壌中に含まれるポリ塩化ジベン
ゾ−p−ダイオキシン類(PCDD)やポリ塩化ジベン
ゾフラン類(PCDF)(以下、これらを併せて「ダイ
オキシン類」と称す。)等のハロゲン化有機化合物を効
率的に分解する方法に関する。
いては、燃焼中に、フェノール、ベンゼン、アセチレン
等の有機化合物、クロロフェノール、クロロベンゼン等
の塩素化芳香族化合物や塩素化アルキル化合物等のダイ
オキシン類前駆体が発生する。これらのダイオキシン類
前駆体は、飛灰が共存するとその触媒作用でダイオキシ
ン類となって飛灰中に存在する。また、発生したダイオ
キシン類によって、ゴミ焼却場やその周辺の土壌等が汚
染される場合もある。
技術としては、超臨界水による方法、オゾン、紫外線に
よる方法、加熱による方法、マイタケやエノキダケ或い
は木材不朽菌を利用する方法、触媒による方法が知られ
ている。
方法としては次のような方法が提案されている。
還元性雰囲気下、320〜400℃で1〜2時間(例え
ば、320℃では2時間、340℃では1〜1.5時
間)保持する(ハーゲンマイヤープロセス“ORGAN
OHALOGEN COMPOUNDS Vo.27
(1996)”147〜152頁)。 ダイオキシン類含有飛灰をピリジン等のダイオキシ
ン生成抑制剤の存在下300〜500℃で熱処理する
(特開平4−241880号公報)。
キシン類の分解法は、いずれも分解効率、処理操作等の
面で問題があり、特に、紫外線による方法では紫外線照
射される表面のみにしか効果が及ばないために分解率が
悪く、また触媒による方法でも処理は困難である。ま
た、加熱処理ではダイオキシン類の再合成や蒸発の問題
があり、菌類による分解でも分解効率が悪い。
類分解処理法では、処理温度が比較的高く、処理時間も
長いため、必要とされる加熱エネルギーが多く、処理コ
ストが高くつくという欠点がある。特に、上記の方法
では、窒素ガス等の還元性雰囲気で処理する必要があ
り、そのための手間コストが嵩む。しかも、これらの方
法はダイオキシン類の再合成や蒸発の問題もある。
イオキシン類は分解しないと考えられていた低温域で
も、短時間でダイオキシン類を分解除去することがで
き、かつ、酸素存在下でも実施可能なダイオキシン類の
分解方法として、ガス状又は液状のアミン化合物の作用
でダイオキシン類を分解する方法を提案した(特願平9
−321357号。以下「先願」という。)。
の塩素とアミン化合物中のアミノ基(窒素原子)とが反
応することにより、通常ではダイオキシン類が分解しな
いとされていた300℃未満の低温において、ダイオキ
シン類の脱塩素反応が迅速に進行し、ダイオキシン類を
低温かつ短時間で分解除去することが可能となる。
願の方法は、以下の理由により土壌中のダイオキシン類
の分解には不適当である。
もダイオキシン類の分解効率の面からは反応温度は高い
方が好ましく、実用的には250〜300℃程度の温度
で処理するのが望ましい。しかし、この温度では、アミ
ン化合物は気化し、全て或いはその大部分がガス状で存
在することとなるが、ガス状のアミン化合物と土壌中の
ダイオキシン類とを十分に接触させて高い分解効率を得
ることは困難である。ガス状のアミン化合物と土壌とを
攪拌混合して土壌中のダイオキシン類とアミン化合物と
の接触効率を高めることも考えられるが、この場合に
は、高圧密閉容器が必要となり、処理設備が複雑かつ高
価となる上に、反応に寄与しないアミン化合物も多く存
在することとなることから、その必要使用量が増大す
る。しかも、土壌中には、石、砂礫、シルト、粘土など
が含まれており、更には草株、ガラス破片、缶、釘など
も含まれている場合もあることから、このような攪拌混
合を行うことは非常に困難である。また、経済面から、
処理後は残留するアミン化合物を回収して再利用するこ
とが望まれるが、ガス状のアミン化合物の回収には煩雑
な操作と複雑な装置が必要となり、実用困難である。
に土壌中のダイオキシン類を効率的に分解することがで
きるハロゲン化有機化合物の分解方法を提供することを
目的とする。
化合物の分解方法は、ダイオキシン類、ダイオキシン類
含有物質、ポリ塩化ビフェニール、ペンタクロロフェノ
ール、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸、及び2,4−
ジクロロフェノールから選ばれたハロゲン化有機化合物
と、アミノ酸、ポリアミノ酸、アミノ酸塩及びポリアミ
ノ酸塩よりなる群から選ばれる1種又は2種以上のアミ
ノ酸系化合物とを、200〜400℃の加熱下で反応さ
せることを特徴とする。
アミノ基がダイオキシン類等のハロゲン化有機化合物の
塩素と反応して脱塩素化が行なわれることで、ダイオキ
シン類等のハロゲン化有機化合物の分解が行われる。
ン類の分解に有効な反応温度では気化せず、固体状(例
えば粉末)又は液状或いは溶液状で土壌等の被処理対象
物に添加、混合して、容易に加熱反応させることができ
る。
に説明する。
グルタミン酸、グルタミン、グルタチオン、グリシルグ
リシン、アラニン、アミノ酪酸、アミノカプロン酸、ア
ルギニン、アスパラギン酸、アスパラギン、チトルリ
ン、トリプトファン、スレオニン、グリシン、シスチ
ン、システイン、ヒスチジン、オキシプロリン、イソロ
イシン、ロイシン、リジン、メチオニン、オルニチン、
フェニルアラニン、フェニルグリシン、プロリン、セリ
ン、チロシン、バリン等が挙げられる。ポリアミノ酸と
してはこれらのアミノ酸の重合体を用いることができ、
その分子量には特に制限はない。また、アミノ酸塩、ポ
リアミノ酸塩としては、上記アミノ酸、ポリアミノ酸の
ナトリウム塩、カリウム塩等を用いることができる。
ノ酸、ポリアミノ酸塩はその1種を単独で用いてもよ
く、また、2種以上を混合して用いてもよい。
オキシン類の分解効率及び処理コストの面から土壌等の
被処理対象物の風乾重量に対して0.1〜10重量%程
度とするのが好ましい。
溶液が望ましいが、水以外の溶媒による溶液でも良く、
場合によっては粉末のまま添加しても良い。粉末のまま
添加した場合は、土壌等の被処理対象物に添加した後、
溶解状態となれば良い。
に分解率も高くなるが、200〜400℃、好ましくは
250〜350℃とする。この反応温度が200℃未満
では反応の進行が遅く、分解率も低い。反応温度が40
0℃を超えると熱エネルギーが大きくなり、処理コスト
が高騰する上に、ダイオキシン類等のハロゲン化有機化
合物が蒸発して気相に移行するなどの不具合が生じる。
態やダイオキシン類濃度、その他の条件によっても異な
るが、通常の場合、10〜180分の範囲で適宜設定す
ることができる。
含有する土壌等のハロゲン化有機化合物を含有する被処
理対象物にアミノ酸系化合物を添加して所定の温度に所
定時間加熱すればよく、そのための混合装置や加熱装置
等の処理装置には特に制限はない。また、加熱反応時に
おいて、処理系の温度を均一にするために若干の攪拌混
合を行うことが好ましいが、この攪拌混合は必ずしも必
要とされない。
る際、被処理対象物へのアミノ酸系化合物の均一分散性
を高めるために、若干の水を供給するのが好ましく、上
述の如く、特にアミノ酸系化合物を水溶液として被処理
対象物に添加して均一に混合するのが簡便である。
行うことができる。即ち、例えば上記混合物をロータリ
ーキルンの一端側から導入し、他端側から排出する間に
キルン内部の温度を一端から他端に向けて次第に高くな
るようにして、キルン内で乾燥し、次いで、所定温度以
上の帯域を通過する間に反応を行わせ、ハロゲン化有機
化合物が十分に分解した状態で排出する。
で処分する。キルンから排出されるガスに土壌からの揮
発分やアミノ酸系化合物の分解物が含まれる恐れがある
場合には、気相を重油バーナ、電気炉などで燃焼させて
から排出するようにしても良い。あるいは水洗除去して
も良い。
予めアミノ酸系化合物を添加混合して加熱するのみで実
施することができ、極めて簡易な装置により容易に実施
することが可能である。
ロゲン化有機化合物としては、前述のPCDDやPCD
F等のダイオキシン類及びダイオキシン類含有物質の
他、ポリ塩化ビフェニール(PCB)、ペンタクロロフ
ェノール、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸、2,4−
ジクロロフェノールが挙げられる。
有する被処理対象物としては、土壌に何ら限定されるも
のではなく、活性炭、焼却灰、焼却飛灰、湖沼河用底
質、建設残土、レンガ、コンクリート、汚泥、木材など
が挙げられる。
り具体的に説明する。
下)を試料として、ダイオキシン類の分解試験を行っ
た。この試料のダイオキシン類濃度を測定した結果は表
1に示す通りである。
表1に示す温度に調整した電気炉に60分間入れた後、
放置冷却してダイオキシン類濃度を測定すると共に分解
率を求め、結果を表1に示した。
表1に示す毒性当量の算出方法は「ダイオキシン類に関
わる土壌調査暫定マニュアル」平成10年1月(環境庁
水質保全局土壌農薬課)に記載された方法による。ま
た、分解率は、試料のダイオキシン類濃度又は毒性当量
に対するダイオキシン類濃度又は毒性当量の低減量の百
分率である。
酸系化合物の水溶液を、土壌に対するアミノ酸系化合物
添加量が表1に示す割合となるように添加、混合した
後、比較例1と同様に表1に示す温度に調整した電気炉
に60分間入れ、その後、放置冷却してダイオキシン類
濃度を測定すると共に分解率を求め、結果を表1に示し
た。
ン類の分解効率が向上しており、また、アミノ酸系化合
物を添加することにより、アミノ酸系化合物が気化しな
いため、このような高い反応温度でも高い分解効率を達
成することができることが明らかである。
有機化合物の分解方法によれば、土壌等に含まれるダイ
オキシン類等のハロゲン化有機化合物を煩雑な操作や複
雑な装置を用いることなく容易かつ効率的に分解して、
その含有濃度を極低濃度に低減することができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 ダイオキシン類、ダイオキシン類含有物
質、ポリ塩化ビフェニール、ペンタクロロフェノール、
2,4−ジクロロフェノキシ酢酸、及び2,4−ジクロ
ロフェノールから選ばれたハロゲン化有機化合物と、ア
ミノ酸、ポリアミノ酸、アミノ酸塩及びポリアミノ酸塩
よりなる群から選ばれる1種又は2種以上のアミノ酸系
化合物とを、200〜400℃の加熱下で反応させるこ
とを特徴とするハロゲン化有機化合物の分解方法。 - 【請求項2】 請求項1において、前記反応時間が10
〜180分であることを特徴とするハロゲン化有機化合
物の分解方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、前記アミノ酸
系化合物を水溶液として前記ハロゲン化有機化合物に添
加して加熱することを特徴とするハロゲン化有機化合物
の分解方法。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項におい
て、前記加熱をロータリーキルンにより行うことを特徴
とするハロゲン化有機化合物の分解方法。
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JP5685139B2 (ja) * | 2011-05-11 | 2015-03-18 | 大成建設株式会社 | 汚泥及び/又は土壌に含まれる重金属及び/又は有機ハロゲン化物の溶出抑制方法 |
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1999
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