JP5379058B2 - 有害物質処理装置及び有害物質処理方法 - Google Patents
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Description
そこで、エネルギーの消費を減らし、効率的に浄化する技術が提案されている(特許文献1)。
なお、炭化物は、有害物質を吸着可能で、かつ、有害物質を吸着したまま着火されて赤熱する物質であればよく、例えばプラスチック製、ヤシガラ、活性炭、下水汚泥等が挙げられる。
これにより、炭化物系吸着材が有する無数の多孔質部で、有害物質及びその副生成物質等を吸着保持できる。
この結果、有害物質を、炭化物で吸着したまま炭化物の発熱で熱分解でき、有害物質の排ガスへの移行を抑制して、有害物質を処理することができる。
これにより、汚染土壌等に含まれた有害物質を、排出口側の未着火の前記炭化物に順次吸着保持させながら加熱処理が進行するため、有害物質の排ガスへの移行を抑制して、処理することができる。
請求項8に記載の発明は、請求項6に記載の有害物質処理方法において、前記吸着工程で使用され、前記有害物質及び前記副生成物質が吸着された前記炭化物系吸着材を、前記混合工程で、前記汚染土壌、前記汚染底質又は前記汚染焼却廃棄物と混合させ、混合土壌、混合底質又は混合焼却廃棄物として再使用することを特徴としている。
これにより、吸着工程で使用した炭化物系吸着材の有効利用ができる。
図1に示すように、第1の実施の形態に係る有害物質処理装置10は、混合装置36を有している。混合装置36は、PCB又はダイオキシン類の少なくとも一方の有害物質が含有された汚染土壌16と、着火されて発熱すると共に有害物質を吸着可能な炭化物18とを混合して混合土壌20を生成する。
そして、有害物質が除去された浄化土壌21は、加熱炉12の土壌取出口34から取り出される。
なお、有害物質を含有する汚染土壌を例に説明したが、これに限定されることなく、有害物質を含有する汚染底質、又は有害物質を含有する焼却された後の灰である汚染焼却廃棄物でもよい。即ち、汚染底質と、着火されて発熱すると共に有害物質を吸着可能な炭化物とを混合した混合底質、又は汚染焼却廃棄物と、着火されて発熱すると共に有害物質を吸着可能な炭化物とを混合した混合焼却廃棄物でもよい。
有害物質処理方法は、図1に示す有害物質処理装置を用いて下記の手順で実行される。
先ず、混合工程を実行する。混合工程は、混合装置36で、PCB又はダイオキシン類の少なくとも一方の有害物質が含有された、汚染土壌、汚染底質又は汚染焼却廃棄物16と、着火されて発熱すると共に有害物質を吸着可能な炭化物18とを混合する。
図2に実験装置40を示す。実験装置40は、中空の円筒状とされ、鉛直方向に設けられた加熱炉12を有している。加熱炉12の内部には、加熱処理部14が設けられ、加熱処理部14には、加熱炉12の外部で汚染土壌と炭化物を混合して生成された混合土壌20が投入されている。
また、砂利層42の深さは20mm、加熱処理部14に投入された混合土壌20の深さは80mmとした。
なお、混合土壌20に混合された炭化物の重量割合は、汚染土壌の種類や汚染の程度、使用する炭化物の種類等により適宜、最適値が決定される。
図3は、加熱処理部14の内部に投入された混合土壌20sの、着火されてから30分間の温度変化を示している。横軸は着火されてからの経過時間であり、縦軸は計測点の温度である。なお、着火は、木炭44がバーナで加熱されて赤熱された状態とし、実験はこの状態からスタートした。
なお、結果の棒グラフは、PCBに含まれる塩素の数ごとに積み重ねた総量を示したものであり、記号aは塩素の数が1個、記号bは2個、記号cは3個、記号dは4個、記号eは5個、記号fは6個、記号gは7個、記号hは8個、記号iは9個、記号jは10個の特性基を有するPCBであることを示す。
ここに、記号aはダイオキシン類のT4CDDsを、記号bはP5CDDsを、記号cはH6CDDsを、記号dはH7CDDs、記号eはO8CDDを、記号fはT4CDFsを、記号gはP5CDFsを、記号hはH6CDFsを、記号iはH7CDFs、記号jはO8CDFを、それぞれ示す。
即ち、混合土壌20の上層の特性T1、T2は、時間経過と共に急激に上昇した後、着火後90分程度まで500℃〜600℃の温度を維持しており、その後、着火後120分まで徐々に低下し300℃前後に到達する。
ここに、RUN1は、上述した予備実験の結果であり、空気空塔速度42mm/sec、処理時間30分、炭吸着カラム無しの条件であり、RUN2は、空気空塔速度50mm/sec、処理時間120分、炭吸着カラム無しの条件であり、RUN3は、空気空塔速度42mm/sec、処理時間120分、炭吸着カラム有り、の各条件を示す。なお、RUN1〜3は、いずれも炭化物の混合割合は20%とした。
これに対し、RUN2の条件では、約60%が分解され、約25%が排ガスに、約5%が氷冷部に、約10%が砂利に含有されている。
RUN3の条件では、約90%が分解され、残りの約10%が排ガス、炭吸着カラム、試料の下層に、試料の上層にそれぞれ含有されている。
そこで、RUN3の条件のごとく、空気空塔速度を42mm/secとし、炭吸着カラムを設け、排ガスに含まれたPCBを回収し、加熱源として再利用し付着したPCBを熱分解することで、約90%の分解を実現できることが確認された。
12 加熱炉
14 加熱処理部
16 汚染土壌(汚染土壌、汚染底質又は汚染焼却廃棄物)
18 炭化物
20 混合土壌
22 吸引口
24 排出口
26 ダクト(通風路、空気吸引装置)
28 炭化物系吸着材(吸着手段)
30 ブロワ(空気吸引装置)
36 混合装置
Claims (9)
- PCB又はダイオキシン類の少なくとも一方の有害物質が含有された汚染土壌、汚染底質又は焼却後の灰である汚染焼却廃棄物と、着火されて発熱すると共に前記有害物質を吸着可能な炭化物とを混合する混合装置と、
前記混合装置から、前記汚染土壌と前記炭化物が混合された混合土壌、前記汚染底質と前記炭化物が混合された混合底質、又は前記汚染焼却廃棄物と前記炭化物が混合された混合焼却廃棄物が投入され、前記炭化物が着火されて発熱し、前記炭化物の自己発熱で前記有害物質を加熱処理する加熱処理部が設けられた加熱炉と、
前記加熱炉の吸引口から吸引した加熱処理用の空気を、前記加熱処理部の前記炭化物の間を通過させた後、前記加熱炉の排出口から排出させる空気吸引装置と、
を有する有害物質処理装置。 - 前記空気吸引装置は、ブロアと、前記ブロアと前記排出口の間を連結する通風路とを有し、前記通風路には、前記炭化物の発熱に伴い熱分解又は揮発された、前記有害物質や副生成物質を吸着する吸着手段が設けられている請求項1に記載の有害物質処理装置。
- 前記吸着手段は、炭化物系吸着材である請求項2に記載の有害物質処理装置。
- 前記炭化物は、前記有害物質及び前記副生成物質を吸着処理させた前記炭化物系吸着材である請求項3に記載の有害物質処理装置。
- 前記加熱炉に投入された前記混合土壌、前記混合底質又は前記混合焼却廃棄物の前記吸引口側の端部には、前記炭化物の着火手段が設けられている請求項1〜4のいずれか1項に記載の有害物質処理装置。
- PCB又はダイオキシン類の少なくとも一方の有害物質が含有された汚染土壌、汚染底質又は汚染焼却廃棄物と、着火されて発熱すると共に前記有害物質を吸着可能な炭化物とを混合装置で混合する混合工程と、
前記汚染土壌と前記炭化物が混合された混合土壌、前記汚染底質と前記炭化物が混合された混合底質、又は前記汚染焼却廃棄物と前記炭化物が混合された混合焼却廃棄物を加熱炉に投入し、空気吸引装置により、前記加熱炉の吸引口から吸引された加熱処理用の空気を、前記炭化物の間を通過させながら前記炭化物に着火させ、着火された前記炭化物の自己発熱で前記有害物質を加熱処理する加熱処理工程と、
前記加熱処理工程で熱分解又は揮発された前記有害物質及び副生成物質を、前記空気吸引装置で加熱炉の排出口から吸引し、吸着処理用の炭化物系吸着材に吸着させる吸着工程と、
を有する有害物質処理方法。 - 前記加熱処理工程において、前記混合土壌、前記混合底質又は前記混合焼却廃棄物に混合された前記炭化物を、前記吸引口側から着火させ加熱処理を開始し、熱分解又は揮発された前記有害物質及び前記副生成物質を、前記排出口側の未着火の前記炭化物に順次吸着させる請求項6に記載の有害物質処理方法。
- 前記吸着工程で使用され、前記有害物質及び前記副生成物質が吸着された前記炭化物系吸着材を、前記混合工程で、前記汚染土壌、前記汚染底質又は前記汚染焼却廃棄物と混合させ、混合土壌、混合底質又は混合焼却廃棄物として再使用する請求項6に記載の有害物質処理方法。
- 前記加熱処理工程において、前記混合土壌、前記混合底質又は前記混合焼却廃棄物に混合された前記炭化物系吸着材、又は前記炭化物と前記炭化物系吸着材が混合された混合炭化物を、前記吸引口側から着火させ加熱処理を開始し、熱分解又は揮発された前記有害物質及び前記副生成物質を、前記排出口側の未着火の前記炭化物系吸着材、又は未着火の前記混合炭化物に順次吸着させる請求項8に記載の有害物質処理方法。
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