JP4202802B2

JP4202802B2 - 浄化装置及び浄化方法

Info

Publication number: JP4202802B2
Application number: JP2003091842A
Authority: JP
Inventors: 武志五反田; 朋浩轟木; 智子吉川; 岳史佐藤; 肇名古
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP2004298671A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水の浄化技術に関し、特にＰＣＢを含む排水の浄化装置及び浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有害物質による水の汚染が深刻な問題となっている。汚染物質の例としては、カドミウム、全シアン、有機隣、鉛、六価クロム、砒素、総水銀、アルキル水銀、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）、銅、ジクロロメタン、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，３−ジクロロプロペン、チウラム、シマジン、チオベンカルブ、ベンゼン、ダイオキシン類、油などがある。
【０００３】
有害物質の中でも特にＰＣＢ（一般式Ｃ₁₂Ｈ_10-nＣｌ_n）は、難分解性で生体濃縮性（高蓄積性）を有し、人体または地球環境に重大な被害を及ぼす恐れがあることから、１９７２年に製造及び使用が禁止された化合物である。このため、現在では事業者がＰＣＢを製造または使用することは殆どない。工場排水として河川、土壌に流出する可能性も少ない。しかし、従来においては絶縁油、熱媒体、可塑剤として広く利用されていたため、土壌や排水中には現在でもＰＣＢが存在する。このようなＰＣＢを処理する手段として、例えばＰＣＢ１００ｍｇ／ｌ程度含む古紙再生排水を活性汚泥処理し、更に再凝沈処理する手段がある。また、土壌を触媒と接触させてＰＣＢを酸化分解する方法もある（例えば、特許文献１参照。）。土壌に高カロリー廃棄物を加えて焼却する方法もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３２８５９５号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平１１−１４８６３１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したＰＣＢを含む土壌を凝沈処理する方法では、ＰＣＢを十分に除去できない場合があった。ＰＣＢを含む再生排水を活性汚泥処理した後に再凝沈処理する方法では、ＰＣＢを９０％程度除去することは可能であるが、ＰＣＢ排水基準の０．００３ｍｇ／ｌ以下に抑えることはできなかった。また、土壌を触媒と接触させてＰＣＢを酸化する方法、または土壌を焼却する方法では、高カロリーのエネルギーを必要とするため、費用がかかる問題があった。不完全な熱酸化処理、焼却処理をすることで、毒性の強いコプラナーＰＣＢを大気中に放出しまう危険性もあった。
【０００７】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、土壌や排水中に含まれるＰＣＢを安価で簡便に処理でき、且つＰＣＢ排出基準を達成可能な浄化装置及び浄化方法を提供することにある。
【０００９】
第１の発明は土壌を３００〜７００℃に加熱し、ＰＣＢを含むガスを抽出するＰＣＢ抽出部と、前記ＰＣＢ抽出部の上部に接続された排気ガス導入管を介して導入されるガスを７００℃以上に加熱する排気ガス加熱部と、排気ガス加熱部を通過したガスを洗浄液で洗浄する排気ガス洗浄装置と、ＰＣＢの分子より大きく、洗浄液中に含まれる土壌の粒径より小さい孔径の濾過材を有し、洗浄液を濾過する濾過装置とを備える浄化装置である。第１の発明によれば、ＰＣＢ抽出部においてＰＣＢを含む土壌が加熱され、ＰＣＢ含むガスが抽出される。ＰＣＢを含むガスは、排気ガス加熱部において更に加熱されることにより、ガス中に含まれるタール成分が除去される。排気ガス加熱部を通過したＰＣＢを含むガスは、排気ガス洗浄装置において洗浄液に洗浄され、ＰＣＢ成分が洗浄液中へ移行する。ＰＣＢを含んだ洗浄液は濾過装置に導入される。濾過装置に導入されたＰＣＢを含んだ洗浄液は、ＰＣＢの分子より大きく、洗浄液中に含まれる土壌の粒径より小さい孔径の濾過材により固形物が捕集されると共にＰＣＢが除去される。したがって、第１の特徴によれば、ＰＣＢを簡単且つ安全に除去できる浄化装置を提供することができる。
【００１１】
第２の発明は、土壌を３００〜７００℃に加熱し、ＰＣＢを含むガスを抽出するステップと、前記ＰＣＢ抽出部の上部に接続された排気ガス導入管を介して導入されるＰＣＢを含むガスを７００℃以上に加熱するステップと、加熱されたＰＣＢを含むガスを洗浄液で洗浄するステップと、洗浄液をＰＣＢの分子より大きく、洗浄液中に含まれる土壌の粒径より小さい孔径の濾過材で濾過し、洗浄液からＰＣＢを除去するステップとを有する浄化方法である。第２の発明によれば、ＰＣＢを含む土壌を加熱して得られたＰＣＢを含むガスを、洗浄液により洗浄し、その洗浄液をＰＣＢの分子より大きく、洗浄液中に含まれる土壌の粒径より小さい孔径の濾過材で濾過することにより、土壌から簡単且つ安全にＰＣＢを除去することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の第１及び第２の実施の形態を説明する。但し、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。また、以下に示す第１及び第２に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００１３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る排水浄化装置１００は、図１に示すように、ＰＣＢを含む排水３０にＰＣＢの分子よりも大きい固形物を導入する固形物導入部８と、ＰＣＢの分子より大きく、固形物よりも小さい孔径の濾過材を有し、ＰＣＢを含む排水を濾過する濾過装置３とを備える。固形物導入部８には、沈降槽１が配置されている。沈降槽１は、沈降槽１の上部に接続された貯水槽導入管３３により、下流側の貯水槽２に配管されている。貯水槽２は、貯水槽２の底部に接続された濾過装置導入管３５により下流側の濾過装置３に配管されている。濾過装置３は、濾過装置３の出口側に接続された処理水槽導入管３７により下流側の処理水槽４に配管されている。さらに、濾過装置３の出口側には、貯水槽戻り管３８が接続され、貯水槽２に配管されている。処理水槽４の底部には、濾過装置洗浄管３９が接続されている。濾過装置洗浄管３９は、図１に示すように、処理水槽導入管３７に配置された第６バルブ１５の上流側に接続されている。
【００１４】
沈降槽１の底部には、排水管３４が接続されている。排水管３４は、沈降槽１の底部の配管３４に接続された第１バルブ１０、配管３４を介して第１バルブ１０に接続された第２バルブ１１を有する。濾過装置導入管３５は、貯水槽２の底部の配管３５に接続された第３バルブ１２、第３バルブ１２に配管３５を介して接続された第１ポンプ２３、第１ポンプ２３に配管３５を介して接続された第４バルブ１３、及び第４バルブ１３に配管３５を介して接続された第５バルブ１４を有する。濾過装置供給管３６は、沈降槽戻り管４０に接続された第１０バルブ１９、第１０バルブ１９に配管３６を介して接続された第１１バルブ２０を有する。処理水槽導入管３７は、濾過装置３の出口側の配管３７に接続された第２圧力計２７、濾過装置３の出口側の配管３７に接続され、第２圧力計２７の下流側に配置された第６バルブ１５、第６バルブ１５に配管３７を介して接続された第７バルブ１６を有する。貯水槽戻り管３８は、濾過装置３の出口側の配管３８に接続された第３圧力計２６、濾過装置３の出口側の配管３８に接続され、第３圧力計２６の下流側に配置された第８バルブ１７、第８バルブ１７に配管３８を介して接続された第９バルブ１８を有する。濾過装置洗浄管３９は、処理水槽４の底部の配管３９に接続された第１２バルブ２１、第１２バルブ２１に配管３９を介して接続された第２ポンプ２４、第２ポンプ２４に配管３９を介して接続された第１３バルブ２２を有する。
【００１５】
沈降槽１は、導入された排水３０の沈殿物３１を底部に沈降させ、上澄み液を得る水槽である。沈降槽１には、例えば有害物質に汚染された土壌の浄化作業中に発生する水、河川の水、池の水、地下水、工場からの排水などが導入され、蓄えられる。これらの水は有機物、岩石が砕けて細粒となったもの、地球表面の生物遺体、または生物遺体の分解物などが含まれている。工業排水などで有機物や岩石が含まれていない場合は、凝集剤、川砂または土壌由来のカオリナイト、ハロサイト、モンモリナイト、アロフェン、イモゴライト、アルミニウム、及び鉄の水酸化物などの天然鉱物を０．０５〜１００００ｍｇ／ｌ程度添加するのが好ましい。天然鉱物の添加量は１０００ｍｇ／ｌ程度が更に好ましい。沈降槽１で沈殿物３１が分離された排水３０は、貯水槽導入管３３を通って貯水槽２に導入される。
【００１６】
貯水槽２は、沈降槽１で分離された水分を一時的に蓄える水槽である。貯水槽２に蓄えられたＰＣＢを含む排水３０は、第３バルブ１２、第１ポンプ２３、第４バルブ１３、第５バルブ１４を通過して濾過装置３へ導かれる。
【００１７】
濾過装置３は、貯水槽２から供給されたＰＣＢを含む排水３０を濾過材を用いて濾過する。濾過材には、例えば０．１μｍより大きい粒子や高分子が阻止される精密濾過膜（ＭＦ）、２ｎｍ〜０．１μｍの範囲の粒子や高分子が阻止される限外濾過膜（ＵＦ）、加圧により浸透圧差と逆方向に溶媒が移動する逆浸透膜（ＲＯ）などが用いられる。濾過材の構成材質や形状は特に限定されない。例えば、膜の材質としては樹脂、セラミック等が利用可能である。膜の構造としては、内圧式管型モジュール、外圧式管型モジュール、平板型モジュール、中空糸モジュール、スパイラルモジュールなどがあるが、特に限定されない。濾過膜以外の他の濾過方法として、例えば液中の固体粒子を濾過材に堆積させるケーク濾過、あるいは砂を装置内に充填して濾過機能をもたせた砂濾過を利用してもよい。特に、濾過材として膜を利用する場合は、加圧が必要で膜単価が高い逆浸透膜よりも、逆浸透膜に比べて孔径が大きく、装置の消費電力が少なくて済み、ふるい分けをして分離を行う精密濾過膜または限外濾過膜を利用するのが好ましい。したがって、濾過装置３に使用される濾過材の孔径は２ｎｍ〜１０μｍ程度が好ましい。
【００１８】
処理水槽４は、濾過装置３により濾過処理された排水を蓄えておくための水槽である。処理水槽４に導入された排水は、ＰＣＢ分が除去された浄化水３２であり、外部にそのまま廃棄、排水してもよい。処理水槽４中の浄化水３２を濾過装置３の洗浄液として利用することもできる。例えば、浄化水３２を濾過装置３の洗浄液として利用する場合は、濾過装置導入管３５の第１ポンプ２３を停止し、第５バルブ１４及び貯水槽戻り管３８の第９バルブ１８を閉じ、第１２バルブ２１、第１３バルブ２２、第１１バルブ２０、第１０バルブ１９、第７バルブ１６を開く。浄化水３２は、濾過装置供給管３９を通って処理水槽導入管３７内を逆流し、濾過装置３に導入される。濾過装置３に導入された浄化水３２は濾過装置３内を逆流し、濾過材の表面に堆積した固形物を取り除く。そして、濾過材の表面に堆積した固形物を含んだ浄化水３２は、濾過装置供給管３６へ導入され、沈降槽戻り管４０を通って再び沈降槽１へと供給される。
【００１９】
本発明の第１の実施の形態に係る排水浄化装置１００によれば、沈降槽１において、ＰＣＢを含む排水３０に粒径１〜１０００μｍ程度の固形物が添加され、排水３０中のＰＣＢが固形物に吸着する。元々固形分を含む河川の水や土壌の水であれば、固形分が添加される必要はない。ＰＣＢが吸着した固形物を含む排水３０は、貯水槽２を介して濾過装置３に導入される。濾過装置３内に設けられたＰＣＢの分子より大きい孔径の濾過材は、排水３０中に含まれる固形物を捕集することにより、固形物に吸着された１ｎｍ程度のＰＣＢ分子を排水３０中から除去する。
【００２０】
排水中のＰＣＢ分子は、一般に排水中の固形物に吸着する特性を示すため、使用する固形物は特に限定されないが、固形物によってその吸着性は異なるため、ＰＣＢの吸着性の高いものを使用することが好ましい。なお、固形物に吸着されないＰＣＢについても、ＰＣＢが濾過材を透過する際に濾過材表面に形成した固形物の堆積層内部の流路をＰＣＢを含む排水３０が通過することにより、１ｎｍ程度のＰＣＢ分子を有効に除去することができる。このように、図１に示すＰＣＢを含む排水浄化装置１００によれば、１ｎｍ程度の微細な分子であるＰＣＢを、ＰＣＢの分子よりも大きく、例えば１．２倍〜１０００倍程度大きい孔径を有する濾過材を用いて、土壌や排水中に含まれるＰＣＢを簡単に除去することができる。なお、ＰＣＢはビフェニル骨格に塩素が１〜１０個置換したものであるため、置換塩基の数や位置によって分子の大きさがそれぞれ異なるが、図１に示すＰＣＢ排水浄化装置１００によれば、分子径１ｎｍ前後のＰＣＢを有効に除去することができる。また、図１に示す排水浄化装置１００は、加熱時、加圧時の高いエネルギーを必要としないので、ＰＣＢを含む排水の処理にかかる費用を安く抑えることもできる。
【００２１】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る排水の浄化方法を説明する。なお、以下に述べる排水の浄化方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の方法により実現可能であることは勿論である。
【００２２】
（イ）図２のステップＳ１００に示すように、まず、ＰＣＢを含む排水３０を図１に示す沈降槽１に導入する。沈降槽１は、排水３０に含まれる沈殿物３１と上澄み液とを分離する。ここで、沈降槽１に導入された排水３０に０．１ｍｇ／ｌ程度の岩石などの天然鉱物を添加しておく。天然鉱物の粒径は、例えば１〜１０００μｍ程度のものを選ぶ。沈降槽１の底部に沈殿した沈殿物３１は、ステップＳ１０１において、沈降槽１から排出する。
【００２３】
（ロ）次に、ステップＳ１１０において、第１０バルブ１９及び第１３バルブ２２を閉じ、第２ポンプ２４を停止する。そして、第３バルブ１２、第４バルブ１３、第５バルブ１４、第６バルブ１５、第７バルブ１６、第８バルブ１７、及び第９バルブ１８を開け、第１ポンプを稼働させて沈降槽１に導入された排水３０を貯水槽導入管３３を介して貯水槽２に導入する。導入された排水３０は、濾過装置導入管３５に供給される。
【００２４】
（ハ）ステップＳ１２０において、濾過装置導入管３５から供給された排水３０を第３バルブ１２、第１ポンプ２３、第４バルブ１３、第５バルブ１４を経由して濾過装置３に導入する。排水３０は、濾過装置３内に設けられたＰＣＢの分子より大きな孔径の精密濾過膜、限外濾過膜などの濾過材により濾過され、浄化される。浄化された排水３０は、処理水槽導入管３７に導入される。濾過材を透過せず、固形物が濃縮された濃縮水は、貯水管戻り管３８の第８バルブ１７及び第９バルブ１８を経由して貯水槽２に再び戻される。
【００２５】
（ニ）ステップＳ１３０において、濾過装置３において浄化された排水を処理水槽導入管３７の第６バルブ１５及び第７バルブ１７を介して処理水槽４に導入する。処理水槽４に導入された排水３０は、ステップＳ１４０において、浄化水３２として排水浄化装置１００の外へ排出される。あるいは、ステップＳ１５０において、処理水槽４の水を濾過装置３に洗浄水として導入する。処理水槽４の水を濾過装置３の洗浄水として利用する場合は、濾過装置導入管３５の第１ポンプ２３を停止し、第５バルブ１４及び貯水槽戻り管３８の第９バルブ１８を閉じ、第２ポンプを稼働させる。そして浄化水３２を、濾過装置供給管３９から処理水槽導入管３７を経由して濾過装置３に導入する。濾過装置３に導入された浄化水３２は濾過装置３内を逆流し、濾過材の表面に堆積した固形物を取り除く。
【００２６】
（ホ）ステップＳ１６０において、濾過装置３を洗浄し、固形物を含んだ浄化水３２を濾過装置供給管３６へ供給し、沈降槽戻り管４０を経由して再び沈降槽１に戻す。
【００２７】
このように、本発明の第１の実施の形態に係る浄化方法によれば、１ｎｍ程度のＰＣＢ分子を、ＰＣＢの分子よりも大きく、例えば１．２倍〜１０００倍程度の孔径を有する濾過材で濾過することができるので、ＰＣＢを簡単に除去することができる。濾過された排水は、ＰＣＢの排出基準に合格する程度にＰＣＢが除去されているので、他の有害物質の含有率に問題がなければ、そのまま廃棄することもできる。また、図１に示す排水浄化装置１００は高温加熱等の高エネルギーを要する作業を必要としないので、簡便に処理でき、且つ安価に処理することができる。なお、第１の実施の形態に示す浄化方法においては、ステップＳ１５０で説明した濾過材の洗浄は、濾過作業２０分に対し、１５〜２５秒程度行うのが好ましい。
【００２８】
（第１の実施の形態の実施例）
図３に示すように、濾過装置３に用いた濾過材として、０．１〜１６０μｍの精密濾過膜（ＭＦ）、分画分子量３０００〜５００００（推定孔径２〜６ｎｍ）の限外濾過膜（ＵＦ）、及び分画分子量３００（推定孔径１ｎｍ）の逆浸透膜（ＲＯ）を利用した。サンプルＡ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈは、元々固形物が含まれている排水を使用した。サンプルＢ，Ｃは、固形物が含まれない排水を使用したため、図１に示す沈降槽１で固形物を添加した。サンプルＥは、固形物が含まれた排水に対して沈降槽１で凝集剤を添加し、凝集沈殿を行った。図３中の「水性状」として示す固形物濃度[ｍｇ／ｌ]は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ０１０２、ＰＣＢ濃度[ｍｇ／ｌ]は、Ｋ００９３、固形物粒度分布[μｍ]は、レーザ解析散乱法に準じて行った。合否判定は、水質汚濁防止法（昭和４５年法令１３８号）に記載のＰＣＢの排出基準０．０３ｍｇ／ｌを下回るものを合格とし、上回るものを不合格とした。また、１００時間以上の安定処理ができないものを不合格とした。
【００２９】
図３によれば、孔径１ｎｍ〜０．５μｍの濾過材を用いることにより、水質汚濁防止法のＰＣＢ排出基準に合格する程度にＰＣＢを除去できることが明らかである。ＰＣＢの分子は、１ｎｍ程度であるので、本発明によれば、ＰＣＢの分子より約１．２〜１０００倍大きい孔径を有する濾過材で、ＰＣＢを安全にかつ効果的に除去できることがわかる。また、図３に示す結果から、ＰＣＢを含む排水中に含まれた固形分にはＰＣＢが吸着し、ＰＣＢが吸着した固形物を濾過材が捕集する、あるいは濾過材に堆積した固形物の堆積層内部の流路をＰＣＢを含む排水３０が通過することで、排水中に含まれるＰＣＢを有効に除去できることがわかる。なお、比較例として孔径１０〜１６０μｍの精密濾過膜を濾過材とした場合は、固形物が濾過材により捕集されなかったため、水質汚濁防止法のＰＣＢ排出基準を満たすことができなかった。
【００３０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る浄化装置は、図４に示すように、土壌５０からＰＣＢを含むガスを抽出するＰＣＢ抽出部５と、ガスを加熱する排気ガス加熱部６と、排気ガス加熱部６を通過したガスを洗浄液５６で洗浄する排気ガス洗浄装置（スクラバー）７と、洗浄液５６にＰＣＢの分子よりも大きい粒径の固形物を導入する固形物導入部８と、洗浄液５６をＰＣＢを含む排水３０として排水浄化装置１００へ導入する浄化装置導入管５７とを備える。排水浄化装置１００は、第１の実施の形態の排水浄化装置１００と同様の構成が採用できる。すなわち、土壌５０から抽出されたＰＣＢを含む洗浄液５６にＰＣＢの分子よりも大きい粒径の固形物を導入する固形物導入部８と、ＰＣＢの分子より大きく、固形物よりも小さい孔径の濾過材を有し、洗浄液５６を濾過する濾過装置３とを備える。ＰＣＢ抽出部５は、第１の排ガス導入管５２により排気ガス加熱部６に接続されている。排気ガス加熱部６は、第２の排ガス導入管５４により排気ガス洗浄装置７に接続されている。排気ガス洗浄装置７は、浄化装置導入管５７により図１に示す排水浄化装置１００に接続されている。
【００３１】
ＰＣＢ抽出部５はＰＣＢを含む土壌５０中を加熱してＰＣＢと水とをガス化する装置である。ＰＣＢ抽出部５は、常圧で３００〜７００℃に土壌５０を加熱する。ＰＣＢ抽出部５においては、土壌５０中のＰＣＢや有機物が蒸発し、土壌５０から除去される、あるいはタール成分となって気体中に浮遊する。ＰＣＢのガス、その他の有機物のガスやタール成分を含んだガスは、第１の排ガス導入管５２を介して排気ガス加熱部６に供給される。
【００３２】
排気ガス加熱部６は、ＰＣＢ抽出部５から供給されたガスを更に７００〜１１００℃の高温条件で加熱する装置である。排気ガス加熱部６には、図４に示すように、反応管５３の周囲に電気ヒーターなどの熱媒体６０が配置される。熱媒体６０は、反応管５３内部に配置されてもよい。また、熱媒体６０としては、電気ヒーターの他に熱交換器が利用されてもよい。あるいは、予め高温に加熱したガスを混合して加熱する方法が用いられてもよい。さらに、気体との接触により発熱反応を起こす反応剤あるいは促進剤が排気ガス加熱部６に添加されてもよい。反応剤あるいは促進剤としては、例えば酸素、二酸化炭素、オゾンなどが使用可能である。ＰＣＢ抽出部５から供給されたＰＣＢのガス、その他の有機物のガスやタール成分を含んだガスは、排気ガス加熱部６で熱分解される。熱分解されたガスは、第２の排ガス導入管５４を介して排気ガス洗浄装置（スクラバー）７に供給される。
【００３３】
排気ガス洗浄装置７は、高温で熱分解されたガスを洗浄する装置である。排気ガス洗浄装置７としては、例えば湿式空気洗浄装置（スクラバー）等が用いられる。排気ガス洗浄装置７の中には、例えば水などの洗浄液５６が入っている。排気ガス洗浄装置７には、ポンプ５５が接続されており、ポンプ５５によりくみ上げられた洗浄液５６が排気ガス洗浄装置７中に噴霧され、供給されたガスと洗浄液５６とが接触する。第２の排ガス導入管５４から供給されたガスは、洗浄液５６により冷却されるので、ガス中に含まれるＰＣＢ等の成分が洗浄液５６に付着する。洗浄液５６は、排気ガス洗浄装置７に接続された浄化装置導入管５７により排水浄化装置１００に供給される。なお、排気ガス洗浄装置７には例えばバグダストが設けられ、排気ガス洗浄装置７中に飛散した排ガス中の固形物を捕集できるようにしてもよい。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る浄化方法を説明する。
【００３５】
（イ）図５に示すように、まず、ステップＳ２００において、ＰＣＢを含む土壌５０を図４に示すＰＣＢ抽出部５に導入する。次に、ステップＳ２１０において、ＰＣＢ抽出部５を常圧で約３００℃〜７００℃に加熱し、ＰＣＢを含む土壌５０からＰＣＢを含むガスを抽出する。ＰＣＢを含むガスは、第１の排ガス導入管５２に排出される。
【００３６】
（ロ）次に、ステップＳ２２０において、第１の排ガス導入管５２に導入されたＰＣＢを含むガスを排気ガス加熱部６に導入する。ステップＳ２３０において、排気ガス加熱部６を常圧で約７００℃〜１１００℃に加熱し、ＰＣＢを含むガスをＰＣＢ抽出部５の加熱温度より更に高温に加熱する。排気ガス加熱部６に供給されたＰＣＢを含むガスは、ガス中に含まれるタール成分などの有機物が分解され、第２の排ガス導入管５４に排出される。
【００３７】
（ハ）次に、ステップＳ２４０において、第２の排ガス導入管５４に導入されたＰＣＢを含むガスを排気ガス洗浄装置７に導入する。ＰＣＢを含むガスは、排気ガス洗浄装置７中に設けられた洗浄液５６と接触し、冷却される。ガス中のＰＣＢ成分は洗浄液５６中へ移行する。
【００３８】
（ニ）次に、ステップＳ２５０において、洗浄液５６を浄化装置導入管５７を介して排水浄化装置１００に導入する。排水浄化装置１００での浄化方法は図１に示す排水浄化装置１００における浄化方法と同様であるので説明を省略する。
【００３９】
このように、本発明の第２の実施の形態に係るＰＣＢを含む排水の浄化方法によれば、ＰＣＢを含む土壌５０がＰＣＢ抽出部５で３００〜７００℃に加熱され、更に排気ガス加熱部６において７００〜１１００℃に加熱される。ＰＣＢを含む土壌５０は、ＰＣＢ抽出部５でガス化されてＰＣＢを含んだガスとなるが、ガスには土壌中の有機物、及び有機物が分解されて生成したタール成分等も含まれる。しかし、ＰＣＢ、有機物、及びタール成分等を含んだガスは、排気ガス加熱部６において７００℃以上に加熱されるので、タール成分が熱分解され、除去される。このため、排気ガス洗浄装置７に供給されたガスにはタール成分が含まれず、排水浄化装置１００にもタール成分を含んだ洗浄液５６は供給されない。したがって、図１に示す濾過装置３で利用される濾過材には、タール成分による目詰まりが生じないので、濾過材を頻繁に交換する手間を省くことができる。また、ＰＣＢを含む土壌５０は、排気ガス加熱部６において約７００℃〜１１００℃に加熱されるので、不完全な熱酸化処理、あるいは焼却処理がなされることがない。毒性の強いコプラナーＰＣＢ等の副生成物が発生することもない。図４に示す浄化装置及び浄化方法によれば、土壌５０に含まれるＰＣＢを安価で簡単に除去することができ、長期間使用することができる。
【００４０】
（第２の実施の形態の実施例）
図６に示すように、図１に示す濾過装置３には、０．１〜１６０μｍの精密濾過膜（ＭＦ）を利用した。洗浄水中の固形物の粒度分布を図７に示す。図７に示すように、採取した洗浄水には、粒径が１〜７００μｍ程度の固形物が含まれていた。サンプルＩ及びＪは、排気ガス加熱部６を８００℃、１１００℃に加温した。サンプルＫ及びＬは排気ガス加熱部６を加温しなかった。
【００４１】
図６によれば、ＰＣＢを含む土壌５０を８００℃〜１１００℃程度に加熱し、土壌５０に含まれる有機物等を熱分解することにより、濾過材に目詰まりが生じず、ＰＣＢ排出基準に合格する程度にＰＣＢを除去できることが明らかである。なお、比較例であるサンプルＫ及びＬは、排気ガス加熱部６により土壌５０が加熱されなかったので、図１に示す濾過装置３の濾過材にタール成分が付着し、濾過材の目詰まりが発生した。このため、短時間で濾過材が使用不可能となり、またＰＣＢ排出基準も合格しなかった。なお、図４に示す排気ガス洗浄装置７にバグフィルタを取り付けた場合の粒度分布を図８に示す。図８に示す粒度分布は、図４に示す洗浄液５６に含まれた土壌の粒度分布を測定したものである。図８に示すように、バグフィルタを用いて排気ガス洗浄装置７中の５００μｍ以上の固形物を除去し、２０〜５００μｍの固形物を含んだ洗浄液を排水浄化装置１００に導入した場合においても、ＰＣＢを含む土壌からＰＣＢを有効に除去できた。
【００４２】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１及び第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４３】
本発明の第１及び第２の実施の形態においては、ＰＣＢ以外のＢＯＤやＣＯＤなどの他の有機汚濁成分を含むものであってもよい。また、濾過装置３の中に濾過助剤を加え、排水中の懸濁粒子を凝集させてもよい。
【００４４】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、土壌や排水中に含まれるＰＣＢを安価で簡便に処理でき、且つＰＣＢ排出基準を達成可能な浄化装置及び浄化方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る浄化装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る浄化方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の実施例を示す表である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る浄化装置を示す概略図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る浄化方法を示すフロー図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の実施例を示す表である。
【図７】第２の実施の形態の実施例において、採取した直後の土壌水に存在した固形物の粒度分布を示す図である。
【図８】第２の実施の形態の実施例において、排水浄化装置にバグフィルタを取り付けた場合の洗浄水に存在した固形物の粒度分布を示す図である。
【符号の説明】
１…沈降槽
２…貯水槽
３…濾過装置
４…処理水槽
５…ＰＣＢ抽出部
６…排気ガス加熱部
７…排気ガス洗浄装置
８…固形物導入部
１０…第１バルブ
１１…第２バルブ
１２…第３バルブ
１３…第４バルブ
１４…第５バルブ
１５…第６バルブ
１６…第７バルブ
１７…第７バルブ
１７…第８バルブ
１８…第９バルブ
１９…第１０バルブ
２０…第１１バルブ
２１…第１２バルブ
２２…第１３バルブ
２３…第１ポンプ
２４…第２ポンプ
２５…第１圧力計
２６…第３圧力計
２７…第２圧力計
３０…排水
３１…沈殿物
３２…浄化水
３３…貯水槽導入管
３４…排水管
３５…濾過装置導入管
３６…濾過装置供給管
３７…処理水槽導入管
３８…貯水槽戻り管
３９…濾過装置洗浄管
４０…沈降槽戻り管
５０…土壌
５２…第１の排ガス導入管
５３…反応管
５４…第２の排ガス導入管
５５…ポンプ
５６…洗浄液
５７…浄化装置導入管
６０…熱媒体
１００…排水浄化装置

Claims

土壌を３００〜７００℃に加熱し、ＰＣＢを含むガスを抽出するＰＣＢ抽出部と、
前記ＰＣＢ抽出部の上部に接続された排気ガス導入管を介して導入される前記ガスを７００℃以上に加熱する排気ガス加熱部と、
前記排気ガス加熱部を通過した前記ガスを洗浄液で洗浄する排気ガス洗浄装置と、
前記ＰＣＢの分子より大きく、前記洗浄液中に含まれる前記土壌の粒径より小さい孔径の濾過材を有し、前記洗浄液を濾過する濾過装置
とを備えることを特徴とする浄化装置。
前記濾過材は精密濾過膜であることを特徴とする請求項１に記載の浄化装置。
前記濾過材は限外濾過膜であることを特徴とする請求項１に記載の浄化装置。
土壌を３００〜７００℃に加熱し、ＰＣＢを含むガスを抽出するステップと、
前記ＰＣＢ抽出部の上部に接続された排気ガス導入管を介して導入される前記ＰＣＢを含むガスを７００℃以上に加熱するステップと、
加熱された前記ＰＣＢを含むガスを洗浄液で洗浄するステップと、
前記洗浄液を、前記ＰＣＢの分子より大きく、前記洗浄液中に含まれる前記土壌の粒径より小さい孔径の濾過材で濾過し、前記洗浄液から前記ＰＣＢを除去するステップ
とを有することを特徴とする浄化方法。
前記濾過材は精密濾過膜であることを特徴とする請求項４に記載の浄化方法。
前記濾過材は限外濾過膜であることを特徴とする請求項４に記載の浄化方法。