JP5595250B2 - 廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置及びpcbを含有する廃油の処理システム - Google Patents
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Description
ところで、その使用の後は、廃油としてドラム缶などで保管されている。
また、水熱酸化分解装置で廃油中のPCBを分解する際には、予め芳香族リン酸エステルを除去するので、芳香族リン酸エステルのアパタイト化が生じることがないので、絶縁油や潤滑油の水熱分解反応を効率的に行うことができる。
図1に示すように、廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置10Aは、芳香族リン酸エステル12を含む廃油13を保管する保管タンク11と、該保管タンク11からラインL1により送給された芳香族リン酸エステル12を含む廃油13を所定量供給する供給タンク14と、前記供給タンク14からラインL2により送給された廃油13を、内部に充填した金属鉄(Fe)と接触させて、極圧反応を進行させる反応手段20と、前記反応手段20を所定温度に加温する加温部21と、反応油19のリン(P)濃度を分析する分析部22と、前記反応油19を供給タンク14に戻す循環ラインL3と、前記分析部22の結果に基づき反応油19中の固形分を除去するフィルタ26と、前記フィルタ26通過後の芳香族リン酸エステル12が除去処理された処理廃油27を貯蔵する貯蔵タンク28とを具備するものである。
なお、図1中、符号V1は切替弁、P1、P3は送給ポンプ、ラインL4は送給ラインを各々図示する。
下記[化1]では、芳香族リン酸エステルとして、TCP(トリクレジルホスフェート)を例にし、金属鉄(Fe)を例にしている。
反応式に示すように、極圧反応分解によりTCP(トリクレジルホスフェート)が分解され、PをFePO4・2H2O、Fe2P、FeP2として無機化させている。
反応式に示すように、極圧反応分解によりTCP(トリクレジルホスフェート)が分解され、Pを(Zn3(PO4)2)、Zn3P2として無機化させている。
加水分解が進行しない間は、循環ラインL3を用いて、供給タンク14へ戻し、再度反応手段20による極圧分解処理を繰り返すようにしている。
ここで、フィルタ26としては、金属フィルタ(例えば鉄系メッシュフィルタなど)を用いることが好適である。これは金属フィルタにて、金属鉄(Fe)にリン(P)を付着除去することにより、油層中に微量に残存する芳香族リン酸エステル12を効率的に除去することができるからである。
なお、洗浄用の溶剤としては、例えばイソプロピルアルコール(IPA)、炭化水素系溶剤(例えば「NS100(商品名)」JX日鉱日石エネルギー株式会社)、ヘキサン、1−ブロモプロパンなどを例示することができる。
図2に示すように、廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置10Bは、芳香族リン酸エステル12を含む廃油13を保管する保管タンク11と、該保管タンク11からラインL11により送給された芳香族リン酸エステル12を含む廃油13を所定量供給する供給タンク14と、前記供給タンク14からラインL12により送給された廃油13に水供給タンク15Aからの水16Aを混合する撹拌手段17を備えた混合タンク18と、前記水16Aが混合された廃油13をラインL13により送給し、充填された金属鉄と接触させ、極圧反応させて、リン酸を無機化させる反応手段20と、前記反応手段20を加温する加温部21と、極圧反応液31中の油中のリン(P)又は水中のリン酸(H3PO4)の割合を分析する分析部22と、前記極圧反応液31を混合タンク18に戻す循環ラインL14と、前記分析部22の結果に基づき極圧反応液31を静置させ、油層23と水層24とに分離する静置タンク25と、前記油層23中の固形分を除去するフィルタ26と、前記フィルタ26通過後の芳香族リン酸エステル12が除去処理された処理廃油27を貯蔵する貯蔵タンク28と、前記水層24のリン酸を除去する廃水処理部29とを具備するものである。
なお、金属鉄の代わりに、金属亜鉛を用いるようにしてもよい。ここで、図2中、符号V1、V2は切替弁、P1〜P3は送給ポンプ、ラインL15〜L18は送給ラインを各々図示する。
なお、芳香族リン酸エステル12の含有量が少ない場合には、水16Aの添加量を下げるようにしている。
水16Aが添加された廃油13は、反応手段20において、実施例1と同様に極圧反応分解処理がなされ、芳香族リン酸エステルの無機化を行うようにしている。
このリン酸水溶液16Bを添加することにより、該リン酸水溶液16Bが可溶化剤として機能すると共に、廃油13中の液性が酸性(pH約5程度)に変化し、芳香族リン酸エステル12のエステル結合が切断され、芳香族リン酸エステル12の無機化が助長されることとなる。なお、リン酸水溶液16Bの濃度は限定されるものではないが、廃水処理部29における水処理の関係からは濃度が高いほうが好ましい。
これは、水16Aの代替としてリン酸水溶液16Bを用いることにより、水16Aの排水処理における減溶化を図ることができるからである。
極圧分解による乳化が進行しない間は、循環ラインL14を用いて、混合タンク18へ戻し、再度反応手段20による乳化を繰り返すようにしている。
ここで、所定の濃度としては、例えば油中に10%以下の芳香族リン酸エステル12が含まれている場合、水中におけるリン酸(H3PO4)の割合を判断する場合には、リン酸が20%程度以上となった場合に、極圧分解が進行し、芳香族リン酸エステルの無機化が完了したと判断する。
これに対し、油中におけるリン(P)の割合を判断する場合には、リンが10〜100ppm程度となった場合に、極圧分解が進行し、油層23から水層24へ移行が完了すると判断する。
この判断は、両方行ってもよいし、いずれか一方であってもよい。
この静置タンク25で所定時間静置させて、油層23と水層24とに分離させる。
極圧分解完了の閾値は、処理施設の要求によるが、一般には、反応後の油中に<100ppmが考えられる。水を添加した場合における水層側に存在する形態としては、リン酸(H3PO4)となり、金属(鉄)の表面においては、無機リン(Fe2P、FeP2)となる。
ここで、フィルタ26としては、油層23中に微量に残存する芳香族リン酸エステルを効率的に除去させるために、金属フィルタ(例えば鉄系メッシュフィルタなど)を用いて、金属鉄(P)にリンを付着除去するようにしている。
リン酸を固定処理する廃水処理部29には、例えばCa、Mg、Na、Alのいずれかを少なくとも含む固形吸着剤を充填した無機充填槽を有してなり、リン酸を金属塩で固定化(例えばアパタイト(Ca5(PO4)3(F,Cl,OH))を生成)するようにしている。その後pH調整槽においてpHを調整して後、外部へ排出する。
図4に示すように、廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置を備えた廃油処理システム100は、実施例1又は実施例2に係る廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置10A(10B、10C)と、PCBを水熱酸化分解処理する水熱酸化分解装置120とを具備するものである。
ここで、水熱酸化分解装置120の概略構成は、芳香族リン酸エステル12が除去された処理廃油27、油(反応促進用)35、水酸化ナトリウム(NaOH)32、純水33及び酸素(O2 )34を投入する筒形状の一次反応塔101と、分解処理反応を完結させる二次反応塔107と、冷却器108および反応器の減圧弁109を備えている。また、減圧弁109の下流には、排水(H2O,NaCl)114と排気ガス(CO2)112とに分離する気液分離装置110が配置されている。なお、上記二次反応塔107は必要に応じて省略することもできる。
12 芳香族リン酸エステル
13 廃油
16A 水
16B リン酸水溶液
18 混合タンク
19 反応油
20 反応手段
21 加温部
22 分析部
23 油層
24 水層
25 静置タンク
26 フィルタ
27 処理廃油
29 廃水処理部
30 判定部
31 極圧反応液
Claims (8)
- 芳香族リン酸エステルを含む廃油を所定量供給する供給タンクと、
前記供給タンクから送給された前記廃油を、内部に充填した金属鉄又は金属亜鉛と接触させて、芳香族リン酸エステルを加温下でリン酸鉄又はリン酸亜鉛に無機化する極圧反応を行う反応手段と、
前記反応手段を所定温度に加温する加温部と、
前記反応手段から反応油を取り出す送給ラインと、
前記反応手段から取り出した反応油のリン(P)濃度を分析する分析部と、
前記分析部の結果に基づき、反応が終了しない場合、前記反応油を前記供給タンクに戻し、反応を繰り返す循環ラインと、
前記分析部の結果に基づき、反応が終了した場合、前記反応油を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンクと前記分析部との間に設けられ、前記反応油中の前記金属鉄又は前記金属亜鉛の粉の固形分を除去するフィルタとを具備することを特徴とする廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置。 - 芳香族リン酸エステルを含む廃油を所定量供給する供給タンクと、
前記供給タンクから供給された前記廃油に水タンク又はリン酸水溶液タンクからの水又はリン酸水溶液を混合する撹拌手段を備えた混合タンクと、
前記混合タンクから送給された水又はリン酸水溶液が混合された前記廃油を、内部に充填した金属鉄又は金属亜鉛と接触させて、芳香族リン酸エステルを加温下でリン酸鉄又はリン酸亜鉛に無機化する極圧反応を行う反応手段と、
前記反応手段を所定温度に加温する加温部と、
前記反応手段から反応液を取り出す送給ラインと、
前記反応手段から取り出した反応液のリン(P)濃度を分析する分析部と、
前記分析部の結果に基づき、反応が終了しない場合、前記反応液を前記混合タンクに戻し、反応を繰り返す循環ラインと、
前記分析部の結果に基づき、反応が終了した場合、前記反応液を静置させ、油層と水層とに分離する静置タンクと、
前記静置タンクから油層を取り出し、前記油層中の前記金属鉄又は前記金属亜鉛の粉の固形分を除去するフィルタと、
前記フィルタ通過後の芳香族リン酸エステルが処理された処理廃油を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記静置タンクで分離した水層を取り出し、前記水層のリン酸を金属塩で固定処理する廃水処理部とを具備することを特徴とする廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置。 - 請求項2において、
前記水又はリン酸水溶液の添加量が10重量%以下であることを特徴とする廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
前記加温部の加温温度は80〜100℃であることを特徴とする廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置。 - 請求項2乃至4のいずれか一つにおいて、
前記分析部で分析し、水中のリン酸濃度又は油中の芳香族リン酸エステルの濃度が、所定濃度となった場合に、静置タンクへ切り替える操作を行う判定部を有することを特徴とする廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置。 - 請求項2乃至5のいずれか一つにおいて、
前記廃水処理部が、Ca、Mg、Na、Alのいずれかを少なくとも含む固形吸着剤を充填した無機充填槽を有してなり、リン酸を金属塩で固定化することを特徴とする廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一つにおいて、
前記廃油がポリ塩化ビフェニル(PCB)を含有することを特徴とする廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置。 - 請求項7の廃油中の芳香族リン酸エステル除去装置と、
芳香族リン酸エステルが除去された廃油中のポリ塩化ビフェニル(PCB)を分解処理する水熱酸化分解装置とを具備することを特徴とするポリ塩化ビフェニル(PCB)を含有する廃油の処理システム。
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