JP5250478B2 - 廃棄物の処理方法 - Google Patents
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Description
まず、塩化水銀(II)(HgCl2)等の水銀化合物を含む廃棄物を処理容器に収容する(図1中の矢印1)。なお、本発明は、この塩化水銀(II)(HgCl2)の他にも、Hg、HgCl、Hg2Cl2、HgO及び(CH3)2Hg等の水銀化合物を含む廃棄物の処理に適用可能である。このとき使用する処理容器は、二次廃棄物を軽減する観点から、ペットボトル等の薄い材質で、且つ、爆破処理により有毒物を発生させないものを使用することが望ましい。このとき、廃棄物に対して、硝酸カリウム(KNO3)や硝酸ナトリウム(NaNO3)等のアルカリ金属系の硝酸塩(塩素固定化剤)を添加する(図1中の矢印2)。このような添加は、例えば、廃棄物中に含まれる水銀化合物が塩化水銀(II)であれば、毒性が非常に強いので、塩化水銀(II)中の塩素を回収することにより、別の毒性の低い塩化カリウム(KCl)や塩化ナトリウム(NaCl)等の物質に変えることを目的として行われる。
KNO3+MCl→KCl+M+・・・(2)
KNO3の添加量(g)/KNO3の組成式量:廃棄物中のMClの含有量(g)/MClの組成式量=1:1・・・(4)
次に、廃棄物を収容した処理容器に対して補助爆薬(爆薬)を装着し、この補助爆薬に雷管を接続し、発破母線でつなぐ(図1中の矢印3)。なお、塩素固定化剤や硫黄系化合物を廃棄物に添加する方法には、上述したような塩素固定化剤や硫黄系化合物を廃棄物に対して直接添加する方法の他に、塩素固定化剤や硫黄系化合物を予め含ませておいた補助爆薬を廃棄物に対して添加する方法が含まれる。
次に、耐圧蓋を容器本体から取り外した状態で耐爆容器10の内部に処理容器を装着し、その後、耐圧蓋を本体に取り付けることにより、耐爆容器10の内部を密閉状態とする。
次に、処理容器に装着した補助爆薬を起爆し、廃棄物を爆破する。この爆破によって、廃棄物中の有機有毒物等は原子レベルに分解され且つ無害化される。このように分解された各成分は、水素、一酸化炭素または二酸化炭素等と結合するか、あるいは、未燃カーボンとして耐爆容器10の内部に爆破残渣として残る。
次に、爆破処理により発生した爆破後ガスをオフガス処理装置30でオフガス処理する(図1中の矢印5)。なお、爆破処理によって廃棄物中の水銀が少なくなっているので、水銀が大気中に放散する可能性は低い。そして、爆破後ガスを処理した後に、耐爆容器10の耐圧蓋を開ける。
次に、耐爆容器10の内部から爆破残渣を回収する。ここでは、電磁石を用いた回収工程(以下の工程6−1)と、遠心分離機を用いた回収工程(以下の工程6−2)とを組み合わせて、爆破残渣中から金属水銀や水銀化合物を回収する方法について説明する。
爆破残渣中の金属水銀は、爆破処理によって磁化されているため、電磁石を用いて容易に回収することができる(図1中の矢印6)。なお、金属水銀を回収する金属容器には、アマルガム(amalgam)が生成されない金属容器を使用する。
爆破残渣中の水銀化合物は、耐爆容器10の内壁に残りやすいので、当該内壁の表面を布材等で十分にワイプ処理する(図1中の矢印7)。そして、ワイプ処理した布材等を水または試薬で洗浄することにより(図1中の矢印8)、水銀化合物を水または試薬に移行させた後に、水または試薬を遠心分離機にかけて水銀化合物を取り除く(図1中の矢印9)。水銀化合物は分子量の差が大きいので、遠心分離機にて分離可能である。
次に、本発明の実験条件について具体的に説明する。
今回、有毒廃棄物として、化学剤のマスタードを模擬した有機物であるCEESを使用し、このCEESに水銀化合物として塩化水銀(II)(HgCl2)を含有させた状態で爆破処理を行った。なお、マスタード及びCEESの各分子式を、表2として下記に示す。この表2からも明らかなように、これらのマスタード及びCEESには、硫黄分(S)が含まれている。
次に、本発明の実験条件を、表3として下記に示す。
表3に示すように、CEESに含有させる塩化水銀(II)(HgCl2)の量は、定量できる量として0.6gに設定した。
表3に示すように、CEESに添加する高性能爆薬(PETN)の爆薬量の目安は、これまでの知見を踏まえ、CEESとの重量比で1:1とした。
表3に示すように、塩素固定化剤としてCEESに添加する硝酸カリウム(KNO3)は、爆破処理系内にある全ての塩素を回収する目的で添加量を設定した。より具体的には、CEESと塩化水銀(II)に含まれる全ての塩素を、塩化物として固定して回収可能な添加量(1.1g)を設定した。
また、酸素をCEESに添加すると、CEESの分解率が向上するだけでなく、爆破残渣中の未燃カーボンの量を少なくできるため、表3に示すように、酸素量はできるだけ多く設定した。
なお、本発明の比較例として、CEESに塩素固定化剤及び酸素を添加しない状態で爆破処理を行い(表3中の爆破 ♯1)、CEESに塩素固定化剤及び酸素を添加した状態(表3中の爆破 ♯2、♯3)との差を確認した。
爆破処理後において、ガス中の水銀量とガス成分とを測定した。この測定結果を、表4として下記に示す。表4に示すように、ガス中の水銀量とオリジナルの水銀との比率は、0.007%以下となり、耐爆容器10内部のガス中への水銀移行がほとんどなく、ガス中の水銀量が少ないことが判明した。したがって、大半の水銀が爆破残渣として残っていることが想定される。
以上、本実施形態の廃棄物の処理方法では、塩化水銀(II)を含有するCEES(廃棄物)を耐爆容器10の内部で爆破処理することにより、耐爆容器10内部のガス中への水銀移行を抑制できるので、大半の水銀を爆破残渣として容易に回収することができる。
10 耐爆容器(耐圧容器)
20 オフガス処理装置
30 遠心分離機
Claims (4)
- 水銀及び塩素を含む廃棄物に塩素固定化剤及び爆薬を添加した後、耐圧容器の内部で当該廃棄物を爆破処理することを特徴とする廃棄物の処理方法。
- 前記廃棄物にさらに硫黄化合物を添加した後に爆破処理することを特徴とする請求項1記載の廃棄物の処理方法。
- 前記塩素固定化剤は、硝酸カリウムまたは硝酸ナトリウムであることを特徴とする請求項1又は2に記載の廃棄物の処理方法。
- 前記廃棄物中の塩素を全量固定するために設定した物質量の塩素固定化剤を前記廃棄物に添加することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の廃棄物の処理方法。
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