JP3636697B2

JP3636697B2 - Ｐｃｂ汚染部材の洗浄処理方法

Info

Publication number: JP3636697B2
Application number: JP2002061488A
Authority: JP
Inventors: 幸繁前沢; 雅夫今; 武彦村松
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2022-03-07
Also published as: JP2003251304A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリ塩化ビフェニールで汚染された部材の洗浄処理方法に関し、特に非塩素系有機溶媒による抽出を行う洗浄処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリ塩化ビフェニール（以下、ＰＣＢという）は、ビフェニールの塩素化合物の総称で、塩素化数が１〜１０の混合物である。ＰＣＢは非常に安定な物質であり、かつて多くの用途に向けて大量に生産され、コンデンサやトランスの絶縁部材として多用された経過がある。しかしその後、高い毒性が指摘され、現在では生産・使用がともに禁止されている。その無害化処理方法については多数提案されているが、多額の処理費用がかかること、処理すること自体は新たな商品価値を生み出すものでないことから、膨大な量が多くの場所で現在でも保管され続け、年月が経過してきている。ＰＣＢの安全化処理は、社会的に急務の課題であり、最近、そのための具体的な方法が提案されつつある。
【０００３】
従来、ＰＣＢ汚染部材の処理方法としては、高温燃焼法、超臨界水酸化法、真空加熱抽出法、塩素系有機溶媒による抽出法などが知られている。高温燃焼法は、例えば特開平２−２３２０２７号のように、１１００℃以上の極めて高温まで加熱する必要があるだけでなく、焼却処理により酸化物としての猛毒のダイオキシン類が発生する恐れがあることから、わが国においては焼却炉立地周辺住民の同意が得られにくく実用例は限られている。また、超臨界水酸化法は、超臨界状態の水と酸化剤の存在下において、有機物の酸化分解を行うパイプ（管状）型あるいはベッセル型反応器を備えたもので、反応器において行なわれる超臨界水酸化分解反応は、水を超臨界状態とする温度、圧力条件として、例えば温度３７４℃以上、好ましくは５５０〜６５０℃、かつ圧力２２ＭＰａ以上、好ましくは２２〜２５ＭＰａの条件が提案されている。酸化剤としては、例えば空気、純酸素、過酸化水素、液体酸素が用いられる。また、必要に応じてプロパノール等の補助燃料が用いられる（特開２００２−４５８２５号）。このように、超臨界水酸化法は水を超臨界状態とするためのエネルギーが必要で、また汚染された部材等固体処理には適していない。
【０００４】
真空加熱抽出法では、抽出物にＰＣＢ以外の成分を多く含む可能性が懸念され、抽出物の分解処理方法として確立されているとは言えない。塩素系有機溶媒による抽出法は、有機溶媒を利用して抽出するもので、ＰＣＢと溶媒を沸点温度の差で分離しやすくする観点からトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の塩素系有機溶媒が好ましいとされるが、かかる溶媒自身が環境中に漏洩した場合、環境汚染をもたらすこととなる。さらに、非塩素系有機溶媒による抽出法は、溶媒の作用が穏やかな反面、抽出時間が長くかかる。例えば、ＰＣＢが染込んだ絶縁紙を溶媒に浸すと、始めのうちは絶縁紙と溶媒との間でＰＣＢの濃度差が大きいことからＰＣＢは速く抽出されが、ある程度の濃度まで抽出された後は、時間をかけてもそれ以上は抽出されなくなるので、フレッシュな溶媒に代える必要が生じる。また燃焼の心配がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した、いずれの汚染処理方法も、それぞれ問題点を内在しており、特に、コンデンサやトランス等の絶縁部材として電機部材に充填あるいは含浸等の状態で使用された場合の固体処理には適していないという技術的課題があった。そこで、本発明の目的は、上記した技術的課題を解決するためになされたものであり、非塩素系有機溶媒によるＰＣＢ汚染部材の洗浄方法に関し、ＰＣＢ抽出速度を改善し、また少ない溶媒量でごく低濃度までＰＣＢを抽出できる方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような課題を解決するために非塩素系有機溶媒によるＰＣＢ汚染部材の洗浄方法について鋭意検討した結果、本発明を完成したものである。すなわち、本発明に係るＰＣＢ汚染部材の洗浄処理方法は、ＰＣＢ抽出溶媒として２−プロパノールを用い、この溶媒によって抽出されたＰＣＢを触媒と接触させて処理することにより無害化するものである。これにより、ＰＣＢの抽出速度を改善し、また少ない溶媒量でごく低濃度までＰＣＢを抽出できる。
【０００７】
すなわち本発明は、ポリ塩化ビフェニール（ＰＣＢ）で汚染された部材の洗浄処理方法であって、２−プロパノール、水酸化ナトリウム、パラジウム及びカーボンを含む液状混合物を用いて前記ＰＣＢで汚染された部材を処理することを特徴とするＰＣＢ汚染部材の洗浄処理方法である。
【０００８】
また、この本発明において、前記液状混合物を２−プロパノールの沸点近傍まで加熱して２−プロパノールを気化させた後、冷却して液化した２−プロパノールを前記ＰＣＢ汚染部材に接触させて処理することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明は、加熱手段によって加熱されるようになっている前記処理用液状混合物の収容容器、気体冷却部、及び抽出部を備えた処理装置を用い、２−プロパノール、水酸化ナトリウム、パラジウム及びカーボンを含む処理用液状混合物を該処理用液状混合物収容容器に収容し、これを加熱して２−プロパノールを気化させ、発生した２−プロパノール蒸気を前記気体冷却部に導入して、２−プロパノールの液化温度以下に冷却し、該液化した２−プロパノールを前記抽出部に導入して該抽出部に収容されている前記ＰＣＢで汚染された部材に接触させて、該汚染部材からＰＣＢを２−プロパノールに溶解させて抽出し、該ＰＣＢを溶解した２−プロパノールを前記液状混合物収容容器に環流させて処理することを特徴としている。
【００１０】
さらに、前記処理装置として、ソックスレー抽出器を用いることが好ましい。
【００１１】
本発明においては、ＰＣＢによって汚染された部材を溶媒で処理してＰＣＢを抽出し、これを触媒と接触させてＰＣＢを分解無害化するものである。この本発明において、抽出溶媒として２−プロパノール（２−Ｐｒｏｐａｎｏｌ）を使用する。２−プロパノールは、常温では無色の液体であり、水、エタノール、アセトン、クロロホルム、ベンゼンと完全に混合し、ＰＣＢを溶解する溶媒として用いる。この２−プロパノールは、他のアルコール、例えばエタノール、１−プロパノール、１−ブタノールなどと比較して、水素供与性が高いため、効率的にＰＣＢの分解を行うことができる。
【００１２】
本発明の処理においては、２−プロパノールの沸点近傍まで加熱し、これらにＰＣＢ汚染部材を浸漬すると、ＰＣＢが２−プロパノール中に溶出する。溶出したＰＣＢは、パラジウム／カーボン系の触媒と接触して脱塩素化分解される。この時に脱離した塩素に換わって２−プロパノールの水素が引き抜かれ、溶媒はアセトンに、ＰＣＢはビフェニールに変化する。発生した塩素は水酸化ナトリウムと反応して塩化ナトリウムと水になる。
【００１３】
このように、溶出したＰＣＢが即座に分解されるため、ＰＣＢの抽出と分解とが同時進行の形で起こることから、ＰＣＢの抽出速度が時間経過とともに遅くなることがない。また、抽出したＰＣＢが溶媒中に蓄積されることがないため、溶媒を交換する必要がない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のＰＣＢ汚染部材の洗浄処理方法で用いる処理用液状混合物は、２−プロパノール、水酸化ナトリウム、パラジウム及びカーボンからなっている。
これらの混合比率は、厳密に限定されるものではないが、この液状混合物を１００部とした場合、２−プロパノールは８５〜９９部、水酸化ナトリウムは、０．５〜１０部、パラジウム／カーボン触媒は０．０１〜５部の範囲が適切である。これらの成分は、処理工程中において消耗する場合には、適宜追加して処理を続行することができる。
【００１５】
この処理用液状混合物で用いるパラジウム／カーボンからなる触媒は、一般に反応触媒として市販されているものを用いることができる。すなわち、多孔質のカーボン粒子にパラジウムを担持したものが適切である。このカーボンとしては、平均粒径が例えば、
１〜１０μｍのものが適切である。パラジウムとカーボンとの比率は、任意であるが、例えば、１：９〜１：９９の範囲のものが好ましい。
【００１６】
本発明の処理方法は、ＰＣＢ汚染部材の処理を、ＰＣＢの抽出及びＰＣＢの分解の２つのステップで行うものである。この処理工程において、ＰＣＢの抽出とＰＣＢの分解の各過程を同一の場所で行うこともできるが、これらの各課程を異なる場所で行うことにより、ＰＣＢ抽出及びＰＣＢ分解の効率をより向上させることができる。
そのために、本発明の処理方法においては、ＰＣＢ抽出のためのＰＣＢ汚染物収容部と、ＰＣＢを分解するためのＰＣＢ汚染物処理用液状混合物の加熱部とを分離し、それぞれの箇所でＰＣＢの抽出とＰＣＢの分解を行うようにした。
すなわち、例えばソックスレー抽出器のような抽出物含有溶媒を蓄積しこの溶媒を気化蒸発させる加熱手段を備えた容器と、気化した溶媒蒸気を冷却し凝縮液化させる冷却部と、液化した溶媒を被処理物と接触させる抽出部と、これらの各部とを流体が流通できるようにする配管を備えた装置を用いることによって本発明の洗浄処理を行うことができる。
【００１７】
以下、本発明において用いることのできる処理装置の一例を図面を用いて説明する。図１の処理装置は、通常ソックスレー抽出器と呼ばれている装置である。図１において、１が処理用液状混合物を収容する収容容器であり、２が、被処理物であるＰＣＢ汚染部材から溶媒によってＰＣＢを抽出する抽出部である。この抽出部２内には、前記ＰＣＢ汚染部材を収容したフィルターのような固液分離手段３を配置してＰＣＢ汚染部材とＰＣＢを抽出した溶媒とを分離できるようになっている。そして、この抽出部３で分離されたＰＣＢ含有溶媒は、前述の処理用液状混合物収容容器１に環流するようになっている。また、前記処理用液状混合物収容容器１は、図示しないバーナーなどのような加熱手段によって加熱できるようになっている。この加熱手段によって処理用液状混合物が加熱される結果、溶媒である２−プロパノールはその沸点以上に加熱されて、気化し、溶媒蒸気は配管４を経由して抽出部２の上部にある気体冷却部５に案内される。この気体冷却手段５において、２−プロパノール蒸気は、水のような冷却媒体によって冷却され液化して、前記抽出部に滴下され、固液分離手段３内に配置されているＰＣＢ汚染部材と接触してＰＣＢを抽出する。この際、気体冷却手段５において液化した溶媒は、ＰＣＢなどの汚染物を含まない純粋な溶媒であり、ＰＣＢの溶解能力は極めて高い。そのため、ＰＣＢ汚染部材は常にＰＣＢ溶解能力の高い溶媒と接触することになり、効率の高いＰＣＢ抽出を行うことができる。
そして、ＰＣＢを溶解して、ＰＣＢ溶解能力の低下した溶媒は、固液分離手段によりＰＣＢ汚染部材から分離され前記処理用液状混合物収容容器１に環流され、抽出部２には、気体冷却手段５からのＰＣＢを溶解含有していない溶媒が供給されるため、ＰＣＢ抽出能力が処理時間と共に低下することなく、洗浄処理を行うことができる。
【００１８】
そして、前記工程によってＰＣＢを溶解した２−プロパノールは、処理用液状混合物収容容器１に環流するが、この容器１中には水酸化ナトリウム、パラジウム及びカーボンが配置されており、ＰＣＢは、これらの成分によって前述したように分解され無害化される。従って、この処理方法によれば、ＰＣＢ汚染部材からは、ＰＣＢが抽出除去されると共に、同時にＰＣＢが分解されるため、極めて低濃度のＰＣＢを含有する汚染部材を効果的に処理することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、図面により本発明の実施形態を説明する。
（実施例）
図１に示されるソックスレー抽出器を用いてＰＣＢを含有するコンデンサ用絶縁紙を次のようにして処理した。
すなわち、新品のコンデンサ用絶縁紙を６ｇ用意し、これにＰＣＢ（ＫＣ１０００）を６ｇ含浸し、ソックスレー抽出器のフィルタ３内に設置し、下部の処理用液状混合物収容容器であるフラスコ１に２−プロパノールを１５０ｍＬ注いだ。これに、水酸化ナトリウムを７．７ｇ、Ｐｄ／Ｃ触媒を１ｇ添加した。下部フラスコ１を２−プロパノールの沸点（８２．５℃）まで図示しない加熱装置を用いて加熱して、４時間保持した。この間、気体冷却手段５には室温の水を用いて冷却した。この結果、抽出液に残存したＰＣＢ濃度は０．０８μｇ／ｇ、絶縁紙に残存したＰＣＢ濃度は８．９μｇ／ｇとなった。この絶縁紙の溶出試験（環境庁告示１３号）を行ったところ、ＰＣＢの溶出量は０．００１ｍｇ／Ｌとなり、基準値（０．００３ｍｇ／Ｌ）以下であった。
【００２０】
（比較例）
水酸化ナトリウムとＰｄ／カーボン触媒を加えないことを除き、実施例と同様の装置および条件で試験を行った。この結果、絶縁紙に残存したＰＣＢ濃度は２２０μｇ／ｇ、その溶出試験結果は０．０６１ｍｇ／Ｌであった。
尚、本実施例では、溶媒の沸点付近で抽出を行ういわゆる急速ソックスレー抽出法によって抽出した例を示したが、これに限らない。すなわち、高温高圧状態の有機溶媒を抽出溶媒に利用し、使用する有機溶媒量が少ないという特色をもつ、高速溶媒抽出法を利用してもよい。
本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明にかかるＰＣＢ汚染部材の洗浄処理方法によれば、ＰＣＢ汚染部材からＰＣＢを抽出しながら同時に分解が行われるので、溶媒が常にフレッシュに近い状態に保たれ、抽出速度が向上すると同時に、溶媒の交換が不要となり、さらに処理後の溶媒の処理も不要となるため経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するのに好適な装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１…処理用液状混合物収容容器
２…抽出部
３…固液分離手段
４…配管
５…気体冷却手段

Claims

ポリ塩化ビフェニール（ＰＣＢ）で汚染された部材の洗浄処理方法であって、
２−プロパノール、水酸化ナトリウム、パラジウム及びカーボンを含む処理用液状混合物で前記ＰＣＢで汚染された部材を処理することを特徴とするＰＣＢ汚染部材の洗浄処理方法。
前記処理用液状混合物を２−プロパノールの沸点以上の温度まで加熱して２−プロパノールを気化させた後、冷却して液化した２−プロパノールを前記ＰＣＢ汚染部材に接触させて処理することを特徴とする請求項１記載のＰＣＢ汚染部材の洗浄処理方法。
加熱手段によって加熱されるようになっている前記処理用液状混合物の収容容器、気体冷却部、及び抽出部を備えた処理装置を用い、２−プロパノール、水酸化ナトリウム、パラジウム及びカーボンを含む処理用液状混合物を該処理用液状混合物収容容器に収容し、これを加熱して２−プロパノールを気化させ、発生した２−プロパノール蒸気を前記気体冷却部に導入して、２−プロパノールの液化温度以下に冷却し、該液化した２−プロパノールを前記抽出部に導入して該抽出部に収容されている前記ＰＣＢで汚染された部材に接触させて、該汚染部材からＰＣＢを２−プロパノールに溶解させて抽出し、該ＰＣＢを溶解した２−プロパノールを前記液状混合物収容容器に環流させて処理することを特徴とする請求項１または請求項２記載のＰＣＢ汚染部材の洗浄処理方法。
前記処理装置として、ソックスレー抽出器を用いることを特徴とする請求項３記載のＰＣＢ汚染部材の洗浄処理方法。