JP5276631B2 - 底質の処理方法及び抽出装置 - Google Patents
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Description
〔1〕以下の工程(A)及び(B)を含む、残留性有機汚染物質を含有する底質の処理方法。
(A)底質を、前記底質に対する重量比率が3mL/g以上である、液体状態のジメチルエーテルに浸漬して、前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの第1の層と、前記底質中の水分及び前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルと、前記底質中の残留性有機汚染物質及び水分以外の成分からなる沈殿物とからなる第2の層とを形成させる工程
(B)前記第2の層のうち、前記底質中の水分及び残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの、少なくとも一部と、前記第1の層の少なくとも一部とを、回収する工程
〔2〕前記工程(A)において、浸漬時間は10分以上である、上記〔1〕に記載の処理方法。
〔3〕前記工程(A)において、前記底質は、浸漬に先立ち、長径10mm以下の細粒に成型処理される、上記〔1〕または〔2〕に記載の処理方法。
〔4〕さらに、以下の工程(C)を含み、工程(C)を1回又は2回以上行う、上記〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の処理方法。
(C)前記工程(A)における浸漬を、前記工程(B)における回収後の残部に、該残部中の底質に対する液体状態のジメチルエーテルの重量比率が3mL/g以上となるように、液体状態のジメチルエーテルを追加して行うほかは、工程(A)と同様に行い、続けて工程(B)を行う工程
〔5〕さらに、以下の工程(D)を含む、上記〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の処理方法。
(D)前記工程(B)において回収された液体状態のジメチルエーテルを気化させる工程
〔6〕さらに、以下の工程(E)を含む、上記〔5〕に記載の処理方法。
(E)前記工程(D)において気化した、気体状態のジメチルエーテルを液化して、前記工程(A)において再利用可能とする工程
〔7〕以下の(a)〜(c)を備える、残留性有機汚染物質を含有する底質の処理装置。
(a)底質を、前記底質に対する重量比率が3mL/g以上である、液体状態のジメチルエーテルに浸漬して、前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの第1の層と、前記底質中の水分及び前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルと、前記底質中の残留性有機汚染物質及び水分以外の成分からなる沈殿物とからなる第2の層とを形成させる浸漬槽
(b)前記第2の層のうち、前記底質中の水分及び残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの、少なくとも一部と、前記第1の層の少なくとも一部とを収容する分離液貯留槽
(c)前記浸漬槽及び前記分離液貯留槽間を連通し、前記浸漬槽の下方部と接続する分離液用流路
〔8〕以下の工程(A)及び(B)を含む、底質から残留性有機汚染物質を抽出する方法。
(A)底質を、前記底質に対する重量比率が3mL/g以上である、液体状態のジメチルエーテルに浸漬して、前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの第1の層と、前記底質中の水分及び前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルと、前記底質中の残留性有機汚染物質及び水分以外の成分からなる沈殿物とからなる第2の層とを形成させる工程
(B)前記第2の層のうち、前記底質中の水分及び残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの、少なくとも一部と、前記第1の層の少なくとも一部とを、回収する工程
(b1)、(b2)、(b3) 分離液貯留槽
(c) 分離液用流路
(d) ジメチルエーテル貯留槽
(e) 精製部
(g) ガス貯留槽
10、11、13、21、23 管
12、22、27 開口部
14 底質
15 液体状態のジメチルエーテル
16、17、24 残留性有機汚染物質を含む液体状態のジメチルエーテル
18、26 カラム
19 バルブ
本発明の対象は、残留性有機汚染物質を含む底質である。
また、ジメチルエーテルは6気圧〜7気圧の圧力で容易に液化され、水分を液化ジメチルエーテル100gあたり7g〜8g溶解する性質を有するとともに、残留性有機汚染物質もある程度溶解する性質を持つ。
本発明の処理方法は、以下の工程(A)及び(B)を含む。通常はこの順に行われる。
(A)底質を、前記底質に対する重量比率が3mL/g以上である、液体状態のジメチルエーテルに浸漬して、残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの第1の層と、前記底質中の水分及び前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルと、底質中の残留性有機汚染物質及び水分以外の成分からなる沈殿物とからなる第2の層とを形成させる工程
(B)前記第2の層のうち、前記底質中の水分及び残留性有機汚染物質水分を溶解している液体状態のジメチルエーテルの、少なくとも一部と、前記第1の層の少なくとも一部とを、回収する工程
効率的な処理の観点からは、好ましくは、第2の層のうち前記沈殿物以外の実質的に全部と第1の層の実質的に全部を回収する。前記沈殿物が回収されてもよいが、その回収量は少量であることが好ましい。
工程(D)における気化は、工程(B)において回収される、第2の層に由来する回収物中の液体状態のジメチルエーテル、及び第1の層に由来する回収物中の液体状態のジメチルエーテルの、それぞれについて別個に行ってもよいし、区別せずに行ってもよい。前者の場合には、第1の層に由来する回収物からは、残留性有機汚染物質を、水が実質的に含まれない状態で回収され得る。
気化後に得られる気体状態のジメチルエーテルは、更に精製されてもよい。精製は、カラム等を用いて行われ得る。
工程(E)を含むことにより、ジメチルエーテルまたはジメチルエーテルを含む混合物の再利用が可能であり、抽出を極めて効率に行うことができると共に、廃棄物を減らし環境への配慮も図ることができる。
本発明の抽出装置は、以下の(a)〜(c)を備える。
(a)底質を、前記底質に対する重量比率が3mL/g以上である、液体状態のジメチルエーテルに浸漬して、残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの第1の層と、前記底質中の水分及び前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルと、底質中の残留性有機汚染物質及び水分以外の成分からなる沈殿物とからなる第2の層と、を形成させる浸漬槽
(b)前記第2の層のうち、前記底質中の水分及び残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの、少なくとも一部と、前記第1の層の少なくとも一部とを収容する分離液貯留槽
(c)前記浸漬槽及び前記分離液貯留槽間を連通し、前記浸漬槽の下方部と接続する分離液用流路
底質14が、浸漬槽(a)に導入される。次に、バルブ19a、19b及び19cが開かれ、ガス貯留槽(g)から窒素ガス(N2ガス)による圧力がジメチルエーテル貯留槽(d)にかかり、液体状態のジメチルエーテル貯留槽(d)中の液体状態のジメチルエーテルが押し出され(約0.7MPa程度)、管11を介して浸漬槽(a)に流入する。バルブ19a、19b及び19cが閉じられ、浸漬槽(a)内で、底質14の液体状態のジメチルエーテル15への浸漬が行われ、2層が形成される。この際バルブ19dは閉じられている。
バルブ19c、19d及び19eが開かれて、ガス貯留槽(g)から窒素ガスが管10内に供給され、浸漬槽(a)内に形成された2つの層のうちの第2の層中、前記底質中の水分及び残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルが、浸漬槽(a)底部の開口部12から分離液用流路(c)を介して分離液貯留槽(b1)に送液される。浸漬槽(a)中の第2の層中の液体状態のジメチルエーテルの実質的に全量が、分離液貯留槽(b1)へ送液された後、バルブ19eが閉じられて浸漬槽(a)及び分離液貯液層(b1)へのガス供給が停止し、液体の移動が停止する。この際、少なくともバルブ19f、19g、19h、19i及び19jは閉じられている。
図1に概略的に示す抽出装置を用い、底質からの、残留性汚染物質のひとつであるPCBの抽出を行った。
流通式の装置(図4)を用いて、液体状態のジメチルエーテルを所定の液固比で、底質に、線速度0.396mm/秒で接触させたほかは、基本的に実施例1と同様に行った。図4の装置は、抽出槽(f)、ガス貯留槽(g)、分離液貯留槽(b3)、液体状態のジメチルエーテル貯留槽(d)及び精製部(e)を備える。図4の装置を用いて抽出を行う際の手順は以下の通りである。底質14が、抽出槽(f)にあらかじめ導入される。バルブ19m、19n、19o、19p、19qが開かれ、ガス貯留槽(g)から管10を介して窒素ガス(N2ガス)が系内に供給され、ガスの圧力により液体状態のジメチルエーテル貯留槽(d)から、液体状態のジメチルエーテル15が、管21を介して下部の開口部27より抽出槽(f)に上記線速度で連続的に送液される。抽出槽(f)を通過した液体状態のジメチルエーテルは、上部の開口部22に接続された管23を介して分離液貯留槽(b3)に送液される。上記バルブが閉じられ、分離液貯留槽(b3)内が、実施例1と同様に、バルブ19r、19s及び19tが開かれることで、減圧され、分離液貯留槽(b3)内の、水分や、残留性有機汚染物質を含む液体状態のジメチルエーテル24のうち、ほぼジメチルエーテルのみが気化する。気体状態のジメチルエーテルは管25を介して精製部(e)へ送出され、精製部に充填されたカラム26内を通過して、気体状態のジメチルエーテルを得る。
線速度0.132mm/秒としたほかは、基本的に比較例1と同様に行った場合の、水分抽出率の結果を図2に、PCB抽出率の結果を図3に示した。なお、図1の回分式の装置での、液体状態のジメチルエーテルの平均的な線速度を、浸漬時間、断面積、液固比及び底質充填量から便宜的に求めると0.062〜0.248mm/秒である。
Claims (8)
- 以下の工程(A)及び(B)を含む、残留性有機汚染物質を含有する底質の処理方法。
(A)底質を、前記底質に対する重量比率が3mL/g以上である、液体状態のジメチルエーテルに浸漬して、前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの第1の層と、前記底質中の水分及び前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルと、前記底質中の残留性有機汚染物質及び水分以外の成分からなる沈殿物とからなる第2の層とを形成させる工程
(B)前記第2の層のうち、前記底質中の水分及び残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの、少なくとも一部と、前記第1の層の少なくとも一部とを、回収する工程 - 前記工程(A)において、浸漬時間は10分以上である、請求項1に記載の処理方法。
- 前記工程(A)において、前記底質は、浸漬に先立ち、長径10mm以下の細粒に成型処理される、請求項1または2に記載の処理方法。
- さらに、以下の工程(C)を含み、工程(C)を1回又は2回以上行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の処理方法。
(C)前記工程(A)における浸漬を、前記工程(B)における回収後の残部に、該残部中の底質に対する液体状態のジメチルエーテルの重量比率が3mL/g以上となるように、液体状態のジメチルエーテルを追加して行うほかは、工程(A)と同様に行い、続けて工程(B)を行う工程 - さらに、以下の工程(D)を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の処理方法。
(D)前記工程(B)において回収された液体状態のジメチルエーテルを気化させる工程 - さらに、以下の工程(E)を含む、請求項5に記載の処理方法。
(E)前記工程(D)において気化した、気体状態のジメチルエーテルを液化して、前記工程(A)において再利用可能とする工程 - 以下の(a)〜(c)を備える、残留性有機汚染物質を含有する底質の処理装置。
(a)底質を、前記底質に対する重量比率が3mL/g以上である、液体状態のジメチルエーテルに浸漬して、前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの第1の層と、前記底質中の水分及び前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルと、前記底質中の残留性有機汚染物質及び水分以外の成分からなる沈殿物とからなる第2の層とを形成させる浸漬槽
(b)前記第2の層のうち、前記底質中の水分及び残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの、少なくとも一部と、前記第1の層の少なくとも一部とを収容する分離液貯留槽
(c)前記浸漬槽及び前記分離液貯留槽間を連通し、前記浸漬槽の下方部と接続する分離液用流路 - 以下の工程(A)及び(B)を含む、底質から残留性有機汚染物質を抽出する方法。
(A)底質を、前記底質に対する重量比率が3mL/g以上である、液体状態のジメチルエーテルに浸漬して、前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの第1の層と、前記底質中の水分及び前記残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルと前記底質中の残留性有機汚染物質及び水分以外の成分からなる沈殿物とからなる第2の層とを形成させる工程
(B)前記第2の層のうち、前記底質中の水分及び残留性有機汚染物質を溶解している液体状態のジメチルエーテルの、少なくとも一部と、前記第1の層の少なくとも一部とを、回収する工程
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