JPH1176976A - Pcb無害化処理方法およびその装置 - Google Patents

Pcb無害化処理方法およびその装置

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JPH1176976A
JPH1176976A JP23840297A JP23840297A JPH1176976A JP H1176976 A JPH1176976 A JP H1176976A JP 23840297 A JP23840297 A JP 23840297A JP 23840297 A JP23840297 A JP 23840297A JP H1176976 A JPH1176976 A JP H1176976A
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JP
Japan
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pcb
molten
molten salt
sodium
pipe
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JP23840297A
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English (en)
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Tetsuya Yanase
哲也 柳瀬
Akimitsu Hiraki
昭光 平木
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/82Recycling of waste of electrical or electronic equipment [WEEE]

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  • Fire-Extinguishing Compositions (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】個別の処理現場において、安全かつ比較的容易
な操作で必要量の金属Naを準備でき、その金属Naを
用いてPCBの無害化処理ができる。 【解決手段】溶融苛性ソーダまたは溶融塩化ナトリウム
をβアルミナからなる隔壁を介して電気分解して金属N
aを得る工程、および、得られた金属Naを変圧器など
電気機器に用いられていたPCBを含む電気絶縁油など
のPCB含有被処理液に混合し、その被処理液が含むP
CBを脱塩素反応によりビフェニル類に変化させる工
程、および処理後の絶縁油分を分離して回収する工程と
を一連の工程として行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有害物質であるP
CB(ポリ塩化ビフェニル)を含む絶縁油などを処理し
て無害化するPCB無害化処理システムに関するもので
あって、特に、金属ナトリウムにより脱塩素反応を行わ
せる方法および装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明が処理対象とするPCBは、化学
的、物理的に極めて安定な構造を備えた有機塩素化合物
であり、その耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性が優秀であ
るところから、日本では1954年頃から工業生産が始
まり、電力変圧器、コンデンサなどに封入される電気絶
縁油、合成ゴムの可塑剤などとして多用されてきた。と
ころが、それらが廃棄された場合でも、PCB分は土壌
や海水中に長期間にわたって残留、蓄積するうえ、肝臓
障害など人体に対する蓄積性毒性が問題視されるように
なり、1972年には生産および使用が禁止された経緯
がある。
【0003】このようなPCBを無害化する処理方法が
多く研究されてきた。例えば、金属Naとの置換反応に
基づく金属Na法、300℃、還元雰囲気下で水素との
触媒反応によるアルカリ触媒分解法、非プロトン系極性
溶媒に溶解したアルカリ水酸基との置換反応に基づく化
学抽出分解法、あるいは有機物が水の超臨界条件(37
4℃、220気圧)下で分解される原理を応用した超臨
界水酸化法などが知られている。
【0004】これら処理方法にうち、金属Na法は、P
CBに金属Na微粒子を反応させ、脱塩素化反応によっ
てPCBを無害物であるビフェニル類に変化させる方法
であり、次のような特徴があるところから、PCB含有
の変圧器絶縁油などの処理に好適であると考えられてい
た。
【0005】1)プロセスがシンプル、反応が常温〜1
30℃の温度で、常圧下で行える、有害物質を放出しな
い、PCBとの反応速度が早い、などにより、装置が単
純で小型化が可能であって、ランニングコストが安価と
なる。 2)汚染変圧器絶縁油中のPCBをppbレベルまで無
害化処理できる。 3)汚染変圧器絶縁油との反応性がない。
【0006】ところが、この金属Na法を実用化するに
は、反応成分である金属Naの取扱に問題があった。そ
れは、金属Na自体が、化学的に活性が高いため、Na
専用カートリッジを用いた運搬、あるいは耐火構造の保
管庫が必要となるというように、専用の保管設備と慎重
な取扱が必要とされるからである。従って、ナトリウム
製造施設から距離の離れた処理現場を対象とする場合、
所要の無害化処理システムの設置場所までナトリウムを
運搬して、専用の設備で保管しなければならないのであ
るが、この金属Na法には、このような運搬、保管など
取扱いに不都合な点があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、多くの離れた
処理現場において、順次個別に、前記金属Na法からな
るPCBの無害化処理を行うに当たって、安全かつ比較
的容易な操作で必要量の金属Naを準備でき、その金属
Naを用いてPCBの無害化処理ができるPCB無害化
処理方法およびその装置を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めになされた本発明のPCB無害化処理方法は、溶融苛
性ソーダまたは溶融塩化ナトリウムをβアルミナからな
る隔壁を介して電気分解して金属ナトリウムを得る工
程、および、得られた金属ナトリウムをPCB含有被処
理液に混合し、その被処理液が含むPCBを脱塩素反応
によりビフェニル類に変化させる工程とを一連の工程と
して行うことを特徴とするものである。
【0009】そして、この本発明のPCB無害化処理方
法は、前記PCB含有被処理液がPCB汚染土壌から抽
出したPCB抽出液、変圧器など電気機器に用いられて
いたPCBを含む電気絶縁油、または変圧器など電気機
器をそのまま、あるいは解体後洗浄して生じたPCBを
含む洗浄廃液である形態に好適に具体化することができ
る。
【0010】また、本発明のより具体的なPCB無害化
処理方法、前記PCB無害化処理方法において、PCB
を含む電気絶縁油を処理する方法であって、前記脱塩素
反応を行わせる工程に続いて、生成した塩類を分離し、
絶縁油分を回収する工程を一連の工程として行うことを
特徴とするものである。
【0011】さらに、上記の問題を解決するためになさ
れた本発明のPCB無害化処理装置は、金属ナトリウム
を得るための溶融塩電解装置と該溶融塩電解装置から金
属ナトリウムが供給されるPCB脱塩素反応装置とを備
えたPCB無害化処理装置であって、前記溶融塩電解装
置が、苛性ソーダまたは塩化ナトリウムを溶融状態で保
持、収容し得る反応槽内に、有底管状のβアルミナパイ
プと、そのβアルミナパイプの外側に配置した陽極と、
その内側に配置した陰極とを備えるとともに、この溶融
塩電解装置と前記PCB脱塩素反応装置との間にNa貯
溜槽を配置して、前記溶融塩電解装置のβアルミナパイ
プ内側から溶融金属ナトリウムを取り出して前記Na貯
溜槽に貯めたうえ、前記PCB脱塩素反応装置に供給で
きるよう接続自在としたことを特徴とするものである。
【0012】そして、この場合本発明のPCB無害化処
理装置は、前記溶融塩電解装置の陰極が耐食性金属パイ
プにより形成され、電解して得られた溶融金属ナトリウ
ムを取り出すための配管を兼ねている形態に好ましく具
体化することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明のPCB無害化処理
方法およびPCB無害化処理装置に係る実施形態を図1
〜2を参照して説明する。本発明のPCB無害化処理方
法は、図1に示すように工程(a)〜工程(e)から成
るものであり、先ず、工程(a)は、NaClまたはN
aOHを原素材として溶融塩電解して金属Naを取り出
す工程であり、図2に例示するような、金属ナトリウム
を得るための溶融塩電解装置1と該溶融塩電解装置1か
ら金属ナトリウムが供給されるPCB脱塩素反応装置
(図示せず)とを備えたPCB無害化処理装置を操作す
ることによって、実施することができる。
【0014】この図2には、溶融塩電解装置1と、これ
に付設するNa貯溜槽6が示してあり、この溶融塩電解
装置1は、苛性ソーダまたは塩化ナトリウムを溶融状態
で保持、収容し得る反応槽11、この反応槽11内に配
置される陽極3、陰極4、およびその両極3、4を隔離
するβアルミナパイプ2などからなる電解装置部品、お
よびその各電極3、4に所要の電圧をチャージするため
の電源5、その他所要の配管類から構成される。
【0015】そして、本発明の特徴とするところは、こ
の反応槽11に配置される電解装置部品は、有底管状の
βアルミナパイプ2がほぼ垂直に配設され、その側壁を
挟んで、その外側には、前記βアルミナパイプ2を包囲
する状態に配置された円筒状の陽極3と、βアルミナパ
イプ2の内側中央には管状の陰極4が配置されている。
そして、このβアルミナパイプ2は、Al2 3 分子5
〜11個に対して、Na2 O分子1個の比率で含むスピ
ネル構造のβ−アルミナ焼結体で形成されている。そし
て、このβ−アルミナ焼結体は、Naイオンなどを選択
的に透過可能な固体電解質を構成しているのである。
【0016】このような溶融塩電解装置1において、電
解用原素材としてNaCl(ZnCl2 を内比で60m
ol%添加する)またはNaOHを装填して、約350
℃程度に加熱して、溶融状態とする。この電解用原素材
の装填を容易に行えるようにするために、図2に例示す
る溶融槽12を前記反応槽11に連通させて配設するの
が好ましい。この溶融槽12で、NaClなどの電解用
原素材を加熱、溶融して、隣合う反応槽11に供給でき
るようにしているのである。なお、反応槽11の溶融塩
のレベルは減圧チューブ71を介して圧力調節すること
によって行うことができる。
【0017】なお、前記反応槽11、溶融槽12などは
耐熱、耐食性の金属、例えば高ニッケルクロム鋼である
インコネル合金材料などから製作されるのが好ましく、
また上記のように所定温度に保持するため、適宜に電気
ヒータ(図示せず)を内蔵させた保温部材13で装置全
体を被覆してある。
【0018】次いで、電源5から4〜10ボルト程度の
比較的低圧電力を各電極3、4に給電して電解操作を行
う。このとき、溶融塩中のNa分は、Naイオンとし
て、固体電解質であるβアルミナパイプ2を、外側から
内側に順次移動して、陰極4が設けられたβアルミナパ
イプ2内側部の陰極室41にNaとして集約される。
【0019】ここで、陰極4は、耐食性金属管、例えば
SUS金属管から形成されており、陰極室41に集約さ
れた溶融金属ナトリウムは、この陰極4である金属管の
内部を通って汲み上げられ、上部に分岐した取出管42
を経て、Na貯溜槽6に送られ、一端溜められるのであ
る。この図2の場合には、減圧ポンプ7によってNa貯
溜槽6の内部を減圧し、陰極室41との差圧によって、
電解して得た溶融金属ナトリウムを陰極室41からNa
貯溜槽6に送り込むようにしてある。
【0020】そして、Na貯溜槽6に一旦溜められた金
属ナトリウムは、必要に応じて、取出管61から取り出
され次のPCB脱塩素反応装置(図示せず)に供給され
るのである。この間の金属ナトリウムは、Na貯溜槽6
は勿論接続配管類においても、その融点である約98℃
以上の相当な温度に加温され、取扱いが容易である液体
状に保持されているのである。
【0021】なお、図2において、Naタンク43は、
この溶融塩電解装置1の運転当初において、前記βアル
ミナパイプ2内側部の陰極室41に予め装填しておく金
属ナトリウムを供給するための予備タンクである。ま
た、アルゴンボンベ44は、Naタンク43またはβア
ルミナパイプ2内側部の陰極室41を、ナトリウムと反
応性のないアルゴンガスによって与圧するためのもので
ある。また、圧力計45、62は、前記βアルミナパイ
プ2内側部、Na貯溜槽6の内部の圧力を監視するため
のものである。
【0022】以上、詳細に説明したように、βアルミナ
固体電解質を用いて金属ナトリウムを得る溶融塩電解法
においては、1)電流効率が100%近く極めて高い、
2)高純度のNaが得られ、精製操作が不要、3)運転
温度が通常のダウンズ法の600℃に比較して350℃
と低温で、設備が簡便、操作が容易である、また4)消
費電力原単位がダウンズ法の10600kwh/ton
−Naに比べて約1/2程度の4000〜5600kw
h/ton−Naと低く、製造コストが安価となるなど
の利点が得られる。
【0023】工程(b)は、金属ナトリウムを次工程の
脱塩素反応において、処理対象液であるPCB含有被処
理液との混合効率を高めるために粒径1〜10μm程度
の微細な粒子に分散する分散工程である。通常は、溶融
したNaを特殊な形状の翼で攪拌、分散する高速攪拌機
や渦巻流分散機が応用される。
【0024】続く工程(c)は、PCB含有被処理液中
のPCBから脱塩素反応によってCl分を離脱させる工
程であって、PCB含有被処理液、例えばPCB汚染土
壌から抽出したPCB抽出液、または変圧器、コンデン
サなど電気機器に用いられていたPCBを含む電気絶縁
油、あるいはそれら電気機器の内部を洗浄したPCBを
含む洗浄廃液のような処理対象と、先の工程で得られた
金属ナトリウム微粒子とを混合する。この場合、混合物
は常温〜130℃の範囲の温度、および常圧の条件下に
保持され、PCB中のビフェニル基に結合している塩素
分は、比較的迅速にNaと結合してNaClを生成し
て、ビフェニル基から離脱するとともに、塩素分がNa
に置換される反応式〔ビフェニル・Cl〕+〔Na〕→
〔ビフェニル・Na〕+〔NaCl〕が進行するのであ
る。
【0025】続いて、工程(d)では、水分を加えるこ
とによって、反応式〔ビフェニル・Na〕+〔H2 O〕
→〔ビフェニル・H〕+〔NaOH〕のように、Na成
分は水素と置換するとともに、NaOHとなって、ビフ
ェニルから離脱して水溶液側に抽出される。同時に先に
生じたNaClも水溶液側に移動する。
【0026】工程(e)では、所要量の酸、例えば塩酸
を加え、先に生じたNaOHを無害なNaClの形態に
中和すれば、被処理液が電気絶縁油の場合には、絶縁油
分とNaCl水溶液とに分別されるので、絶縁油分は、
リサイクルのため回収する。このときNaCl水溶液
は、脱水してNaClを回収するようにしてもよいし、
あるいは、必要がなければ廃水として系外に排出しても
よい。
【0027】また、この無害化処理に供されるPCB含
有被処理液としては、PCBを含む材料が適宜に対象と
され得るが、PCB汚染土壌からPCBを高濃度に抽出
したPCB抽出液、または変圧器、コンデンサなど電気
機器に用いられていたPCBを含む電気絶縁油、あるい
は変圧器など電気機器をそのまま、あるいは解体後洗浄
して生じたPCBを含む洗浄廃液などを対象とするのが
好適である。特に、電気絶縁油の場合には、本発明によ
りPCBを除去した後、絶縁油分を有価物として回収
し、再利用が可能となる利点が得られるのである。
【0028】
【発明の効果】本発明のPCB無害化処理方法およびそ
の装置は、以上に説明したように構成されているので、
多くの離れた処理現場でPCBの無害化処理を行うに当
たって、無害化処理装置まで管理に手間のかかる金属N
a自体を運搬する必要もなく、適宜の処理現場におい
て、安全かつ比較的容易な操作で必要量の金属Naを準
備でき、安全にPCBの無害化処理ができる。
【0029】さらに、操作内容が簡便であり、有害物質
が発生しないなどから、特に、トレーラトラックなどの
運搬車両に積載した装置によって実施可能であり、現地
処理に適しているという優れた効果がある。よって本発
明は従来の問題点を解消したPCB無害化処理システム
を構成するものとして、その工業的価値は極めて大なる
ものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための工程要約
図。
【図2】本発明の用いられる溶融塩電解装置の要部断面
図。
【符号の説明】
1 溶融塩電解装置、11 反応槽、12 溶融槽、1
3 保温部材、2 βアルミナパイプ、3 陽極、4
陰極、41 陰極室、5 電源、6 Na貯溜槽、7
減圧ポンプ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融苛性ソーダまたは溶融塩化ナトリウム
    をβアルミナからなる隔壁を介して電気分解して金属ナ
    トリウムを得る工程、および、得られた金属ナトリウム
    をPCB含有被処理液に混合し、その被処理液が含むP
    CBを脱塩素反応によりビフェニル類に変化させる工程
    とを一連の工程として行うことを特徴とするPCB無害
    化処理方法。
  2. 【請求項2】前記PCB含有被処理液がPCB汚染土壌
    から抽出したPCB抽出液、変圧器など電気機器に用い
    られていたPCBを含む電気絶縁油、または変圧器など
    電気機器をそのまま、あるいは解体後洗浄して生じたP
    CBを含む洗浄廃液である請求項1に記載のPCB無害
    化処理方法。
  3. 【請求項3】請求項2に記載のPCBを含む電気絶縁油
    を無害化する処理システムであって、前記脱塩素反応を
    行わせる工程に続いて、生成した塩類を分離し、絶縁油
    分を回収する工程とを一連の工程として行うことを特徴
    とするPCB無害化処理方法。
  4. 【請求項4】金属ナトリウムを得るための溶融塩電解装
    置と該溶融塩電解装置から金属ナトリウムが供給される
    PCB脱塩素反応装置とを備えたPCB無害化処理装置
    であって、前記溶融塩電解装置が、苛性ソーダまたは塩
    化ナトリウムを溶融状態で保持、収容し得る反応槽内
    に、有底管状のβアルミナパイプと、そのβアルミナパ
    イプの外側に配置した陽極と、その内側に配置した陰極
    とを備えるとともに、この溶融塩電解装置と前記PCB
    脱塩素反応装置との間にNa貯溜槽を配置して、前記溶
    融塩電解装置のβアルミナパイプ内側から溶融金属ナト
    リウムを取り出して前記Na貯溜槽に貯めたうえ、前記
    PCB脱塩素反応装置に供給できるよう接続自在とした
    ことを特徴とするPCB無害化処理装置。
  5. 【請求項5】前記溶融塩電解装置の陰極が耐食性金属パ
    イプにより形成され、電解して得られた溶融金属ナトリ
    ウムを取り出すための配管を兼ねている請求項4に記載
    のPCB無害化処理装置。
JP23840297A 1997-09-03 1997-09-03 Pcb無害化処理方法およびその装置 Pending JPH1176976A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001070470A (ja) * 1999-09-09 2001-03-21 Shukuji Asakura 有害有機化合物の分解・無害化処理方法及びその装置
WO2002094382A1 (fr) * 2001-05-23 2002-11-28 Ait Co., Ltd. Dispositif de traitement des bpc et procede de traitement des bpc par electrolyse

Cited By (2)

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030617