JP4446214B2

JP4446214B2 - 設備表面のダイオキシン除染方法

Info

Publication number: JP4446214B2
Application number: JP2000132804A
Authority: JP
Inventors: 正人川口; 澄夫堀内; 高男武; 素之浅田
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2020-05-01
Also published as: JP2001310169A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置や構造物などの設備、例えば煙突や燃焼装置などの表面に付着したダイオキシンの除染方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、２，３，７，８−テトラクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン（２，３，７，８−ＴＣＤＤ）などに代表されるダイオキシン類の、人体に対する有害性が強く指摘されている。
これらダイオキシンは、ゴミ処理場や各種工場などにおいて、例えばゴミ等の焼却のための燃焼装置で多く発生し、したがってこの燃焼装置やこれに付随する煙突等の内壁面にはダイオキシンが多く付着している。すなわち、燃焼装置や煙突等の内壁面には煤塵やクリンカーが多く付着しているが、これら煤塵やクリンカーには重金属を始めとしてダイオキシンなどの汚染物質が多く含まれているのである。
【０００３】
ところで、近年ゴミ処理場や各種工場などにおいては、老巧化し、あるいは性能の点で劣ってきているなどの理由により、前記の燃焼装置等についても解体して新式のものに代えたり、あるいは改修などを施すといった必要に迫られているものが数多くなってきている。
【０００４】
このような解体工事や改修などのリノベーション工事の際には、当然ながら汚染物質の飛散防止や作業員の安全確保が強く求められており、養生処理や作業員に対する保護処理が必須となっている。養生処理や保護処理としては、例えば焼却装置や煙突を工事する場合、内部を負圧にして煤塵等の飛散を防止し、その状態でケレン掻き落としや洗浄するといった方法が一般的である。
しかしながら、このような方法では、発生する養生材、保護具等から二次的に発生する汚染物の量が多く、これらを無害化するための処理に多くの労力とコストを必要としていた。
【０００５】
重金属やダイオキシン等で汚染された煤塵の処理方法は、平成１２年１月１４日に総理府令１号によって昭和４８年総理府令第５号（金属等を含む産業廃棄物に係る判定基準を定める総理府令）が改訂され、ダイオキシンに汚染された物質については、（１）セメント固化法、（２）薬剤処理法、（３）酸他の溶媒溶出法の三種のうち一つの処理法を実施すれば、３ｎｇ／ｇの基準値を適用しないこととなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら三種の方法は、いずれもダイオキシンを分解する方法ではないため、処理後もダイオキシン類は元の位置に引き続き存在することになり、したがって何らかの外力（熱、粉砕、化学反応など）により再度危険性を発揮する可能性が否めず、このため根本的にダイオキシン類を分解し得る方法の提供が求められている。
特に、煙道内や煙突内などについては除染工事が困難な場合が多く、したがってその元の位置（原位置）において穏やかな反応等で分解することのできる技術の提供が求められている。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、設備表面に付着したダイオキシンを、掻き取り等の汚染物が二次的に発生してしまう方法でなく、原位置において直接分解して除染する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の設備表面のダイオキシン除染方法では、装置や構造物の設備の表面に付着したダイオキシンを除染するに際して、被除染部を略閉空間にする工程と、前記略閉空間内に液状のダイオキシン除染剤を充填し、該ダイオキシン除染剤を前記被除染部に所定時間接触させる工程と、を備え、前記ダイオキシン除染剤を前記被除染部に所定時間接触させる工程では、前記略閉空間内に前記ダイオキシン除染剤を充填した後、前記略閉空間内に空気を吹き込んで前記ダイオキシン除染剤を流動させることを前記課題の解決手段とした。ここで、前記ダイオキシン除染剤としては、低次価数と高次価数とをとり得る金属イオンからなる反応触媒が、塩酸性水溶液に溶解されてなるものが好適に用いられる。
【０００９】
この設備表面のダイオキシン除染方法によれば、設備表面の被除染部をダイオキシン除染剤に直接接触させるので、被除染部のダイオキシンを原位置で分解することができ、したがって掻き取り等の作業が不要になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の設備表面のダイオキシン除染方法を、ゴミ処理設備におけるゴミ焼却炉に付随する煙突内壁面の、ダイオキシンの除染に適用した場合の一実施形態を説明するための図であり、図１中符号１は、解体あるいは改修に処される煙突である。
【００１１】
この煙突１は、その底部において図示しない焼却炉に接続したものである。この煙突１に対して、本発明における被除染部となるその内壁面２に付着したダイオキシンの除染を行うには、まず、焼却炉に接続する側の開口や空気取り入れ口などをモルタルや樹脂等で塞ぎ、これにより煙突１内を略閉空間にする。なお、煙突１の内壁面２は煤塵等の付着物３で覆われており、この付着物３には前述したようにダイオキシンや重金属が含まれている。また、煙突１の上部開口（煙吹き出し口）４については、本例においてはこれを塞ぐことなく、そのままの開口状態としておく。
【００１２】
ここで、「略閉空間」とは、本明細書においては後述するようにこの空間内に液状のダイオキシン除染剤を導入した際、該除染剤が空間内より外に流失しないような液密性が保たれる程度のことを意味し、作業に支障が無い程度の僅かな液漏れが起こるような開口があったり、本例のごとく上部に開口があったりする場合にも、本発明における「略閉空間」の範囲内とする。
【００１３】
このようにして煙突１内を略閉空間としたら、この略閉空間内にダイオキシン除染剤５を導入する。
ダイオキシン除染剤５としては、ダイオキシン類を分解し得る各種の除染剤が使用可能であるが、中でも、低次価数と高次価数とをとり得る金属イオンからなる反応触媒を、塩酸性水溶液に溶解したものが好適に用いられる。
塩酸性水溶液とは、塩素イオンを含む酸性水溶液であり、酸性を呈するための酸としては塩酸、硫酸、硝酸等が挙げられる。この塩酸性水溶液のｐＨについては、２〜６の範囲が好ましい。ｐＨ２より小さいと、酸性が強すぎて取り扱い性が悪くなり、ｐＨ６より大きいと、酸性が弱すぎてダイオキシンの分解能力や、煙突１内に付着する煤塵等の除去力が低下してしまうからである。
【００１４】
反応触媒は、前述したように低次価数と高次価数とをとり得る金属のイオンであり、具体的には、銅、鉄、マンガン、ニッケル、コバルト、モリブデン、クロム、バナジウム、タングステン、銀、スズ等のイオンが挙げられる。なお、これらのイオンとしては、錯イオンでも使用可能である。また、これら金属イオンについては、一種のみが用いられてもよく、複数種が併用されてもよい。さらに、同じ金属で価数の異なるイオン、例えば１価の銅イオンと２価の銅イオンとが併用されてももちろんよい。これら反応触媒となる金属イオンとしては、特に銅イオンあるいは鉄イオンが好ましく、また、その濃度としては、例えば銅イオンの場合、金属換算量で２０〜１００００ｍｇ／リットル程度とするのが好ましい。なお、他の金属イオンについても、その好ましい濃度は銅イオンとほぼ同じである。
このようなダイオキシン除染剤５にあっては、反応触媒の存在によって塩酸性水溶液によるダイオキシン分解作用を高めることができる。
【００１５】
また、このようなダイオキシン除染剤５の煙突１内への導入方法としては、予め煙突１の下部に液導入口６を設けておき、この液導入口６から図示しない除染剤貯留タンクに貯留したダイオキシン除染剤をポンプ７によって導入するといった方法が採られる。なお、この液導入口６については、焼却炉に接続する開口や空気取り入れ口を利用するようにしてもよい。
【００１６】
このようにしてダイオキシン除染剤５を煙突１内に導入したら、常温下あるいは３０〜８０℃程度の高温下で、かつ常圧下のもとで、約１２時間から１週間程度、通常は一昼夜（すなわち１６時間〜２４時間程度）保持し、被除染部である煙突１の内壁面２にダイオキシン除染剤５を接触させる。すると、内壁面２上の付着物３は、ダイオキシン除染剤５の塩酸性水溶液によって一部が溶解することなどにより内壁面２から除去せしめられ、また、これに含まれるダイオキシンは塩酸性水溶液と反応触媒との作用によって分解される。
【００１７】
このようにしてダイオキシン除染剤５を煙突１の内壁面２に所定時間（例えば１６時間程度）接触させ、除染処理を行ったら、前記の液導入口６を利用して煙突１内のダイオキシン除染剤５をポンプ７によって排出し、廃液タンク（図示せず）に貯留する。なお、このようにして除染処理後のダイオキシン除染剤５を排出したら、必要に応じて、液導入口６から再度水等の洗浄液を導入し、煙突１内を洗浄する。
その後、このようにしてダイオキシン除染処理を終了した煙突１を、解体、あるいは改修に処す。
【００１８】
また、廃液タンクに貯留した使用後のダイオキシン除染剤５については、脱水機等によって固液分離を施す。そして、固形分については再度洗浄処理等を施し、残留するダイオキシンをより十分に分解させるとともに、重金属等についても廃棄可能な無害な形態となるように処理する。また、液分についても、これに残留する有害物を除去処理し、無害化した後廃棄する。
【００１９】
このようなダイオキシン除染方法にあっては、煙突１の被除染部となる内壁面２をダイオキシン除染剤に直接接触させるので、内壁面２の付着物３に含まれるダイオキシンを原位置で分解することができ、したがって掻き取り等の作業を不要にして煙突１の解体工事や改修工事を容易にすることができる。
また、作業に伴って発生する粉塵等の発生量を抑制することができるので、排気処理施設の要求容量を削減することができ、これによりコストの低減化等を図ることができる。
さらに、養生材、保護材等の使用量を削減することができ、これにより二次発生汚染物の量を削減することができる。また、改修などのリノベーション工事の際には、本方法による除染によって内部の構造を大きく変更することなく無害化することができ、これにより該煙突１の再利用を図ることができる。
【００２０】
なお、前記例では、ダイオキシン除染剤５を煙突１内に導入した後、単にその状態を保持することでこれを煙突１の内壁面２の付着物３に接触させたが、本発明では、該付着物３とダイオキシン除染剤５との接触によるダイオキシンの分解をより効果的にするべく、以下に述べるような種々の態様が可能である。
【００２１】
まず、ダイオキシン除染剤５を導入するのに先立つ前処理として、前記煙突１の内壁面２の表面、すなわち被除染部となる付着物３の表面に、接触促進剤を塗布あるいは散布し、付着物３の濡れ性を高めて該付着物３とダイオキシン除染剤５との接触を促進させるのが好ましい。接触促進剤としては、界面活性剤またはアルコール類などが用いられる。界面活性剤としては、特に限定されることなく種々のものが用いられ、具体的には陰イオン系、陽イオン系、非イオン系および両性のものが使用可能である。アルコール類としては、低級アルコールが好ましく、具体的にはメタノール、エタノール、プロパノール等が用いられる。
【００２２】
このように予め付着物３の表面に接触促進剤を塗布あるいは散布しておけば、付着物３の濡れ性が高くなることにより該付着物３とダイオキシン除染剤５との接触効率が高まり、したがってダイオキシン除染剤５による付着物３中のダイオキシンの分解作用が向上し、処理時間の短縮化が可能になる。
【００２３】
また、ダイオキシン除染剤５を導入するに先立ち、煙突１の略閉空間内にセラミックスなどのダイオキシン除染剤５に安定な充填物を詰めておけば、この略閉空間の実質的な容積を小さくすることができ、これにより該略閉空間内に導入するダイオキシン除染剤５の量を少なくしてコスト低減化を図ることができる。
【００２４】
また、煙突１の前記略閉空間内にダイオキシン除染剤５を導入した後、付着物３と該ダイオキシン除染剤５との接触処理を行っている間には、前記液導入口６を利用し、あるいは予め煙突１内の下部に別の配管（図示せず）を設けておき、コンプレッサー等によってここから煙突１内に空気を吹き込み、ダイオキシン除染剤５を流動させるようにするのが好ましい。
【００２５】
このように空気を吹き込めば、ダイオキシン除染剤５が流動することによって付着物３上に滞留していた除染剤５が流動し、フレッシュな除染剤５（分解反応に寄与していない除染剤５）と入れ替わることにより、除染剤５による付着物３中のダイオキシンの分解効果が高まる。したがって、このような空気の吹き込みによっても、処理時間の短縮等を図ることができる。
なお、このような空気の吹き込みについては、煙突１等の設備をほぼ完全な閉空間とした場合、吹き込んだ空気を設備上部から排出させ、さらにこれを設備下部に導入する、循環方式としてもよい。
【００２６】
また、ダイオキシン除染剤５中の酸は、付着物３中の煤塵等や、コンクリートなどのアルカリ物質と反応することによって中性化することがある。したがって、予め煙突１内にｐＨセンサー（図示せず）を設けておき、付着物３と該ダイオキシン除染剤５との接触処理を行っている間、連続的あるいは断続的にダイオキシン除染剤５のｐＨを測定し、これが所定範囲内、例えばｐＨ２〜６の範囲から外れた場合に、酸あるいはアルカリからなるｐＨ調製剤を液導入口６から導入し、ダイオキシン除染剤５のｐＨが所定範囲内に戻るようにするのが好ましい。
【００２７】
このようにｐＨを測定し、所定範囲内を維持するようにダイオキシン除染剤５のｐＨを調製すれば、ダイオキシン除染剤５のダイオキシン分解能が劣化することなく元の状態を維持するようになり、したがって除染処理時間の短縮等が可能になる。
【００２８】
また、ダイオキシン除染剤５中の反応触媒も、付着物３中の重金属等と反応して触媒としての活性を失うことがある。したがって予め煙突１内に、ダイオキシン除染剤５に用いた反応触媒の濃度を検出するセンサー（図示せず）を設けておき、付着物３と該ダイオキシン除染剤５との接触処理を行っている間、連続的あるいは断続的にダイオキシン除染剤５の反応触媒濃度を測定し、これが所定濃度より低下した場合に、所定濃度以上となるように反応触媒を導入するのが好ましい。ここで、反応触媒の濃度を検出するセンサーとしては、例えば反応触媒として銅イオンを用いた場合、当然銅イオンセンサーが用いられる。また、その場合に所定濃度としては、例えば金属換算量で２０ｍｇ／リットル程度とされる。
【００２９】
このように反応触媒の濃度を測定し、所定濃度以上を維持するように反応触媒の濃度を調製すれば、ダイオキシン除染剤５のダイオキシン分解能が劣化することなく元の状態を維持するようになり、したがって除染処理時間の短縮等が可能になる。
【００３０】
また、煙突１の前記略閉空間内にダイオキシン除染剤５を導入した後、付着物３と該ダイオキシン除染剤５との接触処理を行っている間には、一旦導入したダイオキシン除染剤５を略閉空間の下部から取出し、再度これを煙突１の上部から略閉空間に供給し、ダイオキシン除染剤５を循環させるようにするのが好ましく、このようにダイオキシン除染剤５を循環させれば、内壁面２上の付着物３と該ダイオキシン除染剤５との接触効率を高め、除染処理時間の短縮化を図ることができる。なお、このように循環させる場合、取出したダイオキシン除染剤５に固液分離を施し、液分のみを再度略閉空間に供給するのが好ましい。
【００３１】
また、このようにダイオキシン除染剤５を循環させる場合には、このダイオキシン除染剤５を上部から供給する際、スプレーノズルを用いて該ダイオキシン除染剤５を連続的にあるいは断続的にスプレーするのが好ましく、このようにスプレーすることで、内壁面２上の付着物３と該ダイオキシン除染剤５との接触効率をより一層高めることができる。
【００３２】
なお、前記例では、本発明の設備表面のダイオキシン除染方法を、解体あるいは改修に処される煙突内壁面のダイオキシンの除染に適用したが、本発明はこれに限定されることなく、焼却炉やこれに付随する各種の装置など、種々の設備のダイオキシン除染に適用可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の設備表面のダイオキシン除染方法は、装置や構造物などの設備表面の被除染部をダイオキシン除染剤に直接接触させる方法であるから、被除染部のダイオキシンを原位置で分解することができ、したがって掻き取り等の作業が不要にして設備の解体工事や改修工事（リノベーション工事）を容易にすることができる。
また、作業に伴って発生する粉塵等の発生量を抑制することができるので、排気処理施設の要求容量を削減することができ、これによりコストの低減化等を図ることができる。
【００３４】
さらに、養生材、保護材等の使用量を削減することができ、これにより二次発生汚染物の量を削減することができる。また、改修などのリノベーション工事の際には、本方法による除染によって内部の構造を大きく変更することなく無害化することができ、これにより設備の再利用を図ることができる。また、設備を解体した場合には、これが無害化されていることにより再資源化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の設備表面のダイオキシン除染方法を、ゴミ処理設備におけるゴミ焼却炉に付随する煙突内壁面の、ダイオキシンの除染に適用した場合の一実施形態を説明するための要部側断面図である。
【符号の説明】
１…煙突、２…内壁面、３…付着物、４…上部開口、５…ダイオキシン除染剤、６…液導入口、７…ポンプ

Claims

装置や構造物の設備の表面に付着したダイオキシンを除染するに際して、
被除染部を略閉空間にする工程と、
前記略閉空間内に液状のダイオキシン除染剤を充填し、該ダイオキシン除染剤を前記被除染部に所定時間接触させる工程と、を備え、
前記ダイオキシン除染剤を前記被除染部に所定時間接触させる工程では、前記略閉空間内に前記ダイオキシン除染剤を充填した後、前記略閉空間内に空気を吹き込んで前記ダイオキシン除染剤を流動させることを特徴とする設備表面のダイオキシン除染方法。
前記ダイオキシン除染剤は、低次価数と高次価数とをとり得る金属イオンからなる反応触媒が、塩酸性水溶液に溶解されてなるものであることを特徴とする請求項１記載の設備表面のダイオキシン除染方法。
ダイオキシン除染剤を前記被除染部に所定時間接触させている間、ダイオキシン除染剤のｐＨを測定し、これが所定範囲内から外れた場合に所定範囲内に戻るようｐＨ調製剤を導入することを特徴とする請求項１又は２記載の設備表面のダイオキシン除染方法。
ダイオキシン除染剤を前記被除染部に所定時間接触させている間、ダイオキシン除染剤中の反応触媒濃度を測定し、これが所定濃度より低下した場合に所定濃度以上となるように反応触媒を導入することを特徴とする請求項２記載の設備表面のダイオキシン除染方法。
前記略閉空間内にダイオキシン除染剤を導入するに先立ち、前記被除染部に界面活性剤またはアルコール類等の接触促進剤を塗布あるいは散布することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の設備表面のダイオキシン除染方法。
前記略閉空間内にダイオキシン除染剤を導入するに先立ち、該略閉空間内に、前記ダイオキシン除染剤に安定な充填物を詰めておくことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の設備表面のダイオキシン除染方法。
ダイオキシン除染剤を前記被除染部に所定時間接触させている際、前記略閉空間の下部からダイオキシン除染剤を取出してこれを該略閉空間の上部に供給し、ダイオキシン除染剤を循環させることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の設備表面のダイオキシン除染方法。