(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ＰＣＢ、ダイオキシン類、ＴＣＢ等の芳香族塩素化合物の有害物質を低コストで適正な処理をすることができる芳香族塩素化合物の処理方法及び処理装置を提供することにある。【解決手段】本発明の芳香族塩素化合物の処理方法は、芳香族塩素化合物に、過硫酸塩及びキレート鉄を添加して、前記芳香族塩素化合物を分解処理するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族塩素化合物に、過硫酸塩及びキレート鉄を添加して、前記芳香族塩素化合物を分解処理することを特徴とする芳香族塩素化合物の処理方法。
【請求項２】
前記キレート鉄が有機酸鉄であることを特徴とする請求項１記載の芳香族塩素化合物の処理方法。
【請求項３】
前記有機酸鉄がクエン酸鉄であり、クエン酸と鉄塩とを混合することにより調製されることを特徴とする請求項２記載の芳香族塩素化合物の処理方法。
【請求項４】
前記芳香族塩素化合物を分解処理する際のｐＨをアルカリ条件下とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の芳香族塩素化合物の処理方法。
【請求項５】
芳香族塩素化合物に、過硫酸塩及びキレート鉄を添加して、前記芳香族塩素化合物を分解処理させるための分解反応槽と、
前記分解反応槽に前記過硫酸塩を添加する過硫酸塩添加手段と、
前記分解反応槽に前記キレート鉄を添加するキレート鉄添加手段と、を備えることを特徴とする芳香族塩素化合物の処理装置。
【請求項６】
前記キレート鉄が有機酸鉄であることを特徴とする請求項５記載の芳香族塩素化合物の処理装置。
【請求項７】
前記有機酸鉄がクエン酸鉄であり、クエン酸と鉄塩とを混合して前記クエン酸鉄を生成させるための生成反応槽を備えることを特徴とする請求項６記載の芳香族塩素化合物の処理装置。
【請求項８】
芳香族塩素化合物に汚染された土壌、地下水に、過硫酸塩及びキレート鉄を添加して、前記芳香族塩素化合物を分解処理することを特徴とする芳香族塩素化合物の処理方法。
【請求項９】
前記芳香族塩素化合物に汚染された土壌、地下水の原位置に、前記過硫酸塩及び前記キレート鉄を添加することを特徴とする請求項８記載の芳香族塩素化合物の処理方法。
【請求項１０】
前記芳香族塩素化合物を分解処理する際のｐＨをアルカリ条件下とすることを特徴とする請求項８又は９記載の芳香族塩素化合物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香族塩素化合物を安全に効率よく処理する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
芳香族塩素化合物として知られているポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）は、熱により分解し難い、絶縁性が良い、不燃性である等の性質を有する物質であり、トランス及びコンデンサ用絶縁油等、幅広い分野で使用されていた。しかし、ＰＣＢは、人の健康及び生活環境に係る被害を生ずるおそれがある物質であり、その難分解性、高蓄積性、大気や移動性の生物種を介して長距離を移動するという性質から、環境汚染をもたらすものである。
【０００３】
このような状況に鑑み、我が国では、ＰＣＢ廃棄物に関しては、ＰＣＢ処理特別措置法に基づき処分することが義務付けられ、水熱酸化分解、還元熱化学分解等の定められた方法により、過去３０年間進まなかった処理が動き始めている（非特許文献１参照）。
【０００４】
一方、ＰＣＢ処理特別措置法の対象となっていない土壌、地下水等にも、低濃度ではあるがＰＣＢ汚染が存在することが顕在化している。ＰＣＢ処理特別措置法に基づく処分方法は、高濃度のＰＣＢを確実に処理することを目的としており、低濃度汚染物に適用するためにはエネルギー、コスト、処理安全性の点で課題がある。このため、低コストで適正な処理ができる方法の開発が望まれている。また、ＰＣＢ以外のトリクロロベンゼン等の芳香族塩素化合物についても、有害性の指摘と汚染の存在が明らかになってきており、低コストで適正な処理ができる方法が望まれている。
【０００５】
このような背景から、近年、従来の高温高圧処理よりは低い加温温度（１５０〜２５０℃）のフェントン処理で土壌浄化を行う方法（例えば、特許文献１参照）、フェントン酸化に活性炭を添加して土壌浄化を行う方法（例えば、特許文献２，３参照）、汚染土壌に鉄粉を添加し、マイクロ波で加熱、有機塩素化合物を揮散した後に還元する方法（例えば、特許文献４参照）が提案されている。
【０００６】
また、化学物質汚染の浄化方法として、過硫酸を用いる方法等も提案されている（例えば、特許文献５〜９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５５３４５４号公報
【特許文献２】特開２００６−２４７４８３号公報
【特許文献３】特開２００７−２１５５５２号公報
【特許文献４】特開２００４−２０２２９０号公報
【特許文献５】特開２００２−３０７０４９号公報
【特許文献６】特開２００６−７５４６９号公報
【特許文献７】特開２００６−３４１１９５号公報
【特許文献８】特表２００８−５０６５１１号公報
【特許文献９】特表２００７−５２１９４０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】山本、「環境浄化技術」、ｖｏｌ．４、Ｎｏ．８、ｐ．１−５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記これらの方法でも、加熱、ガス揮散等による運転管理、安全性に課題がある。また、特許文献２，５〜９の方法には、ＰＣＢ、ダイオキシン類、トリクロロベンゼン（ＴＣＢ）等の芳香族塩素化合物についての具体的な実施例は示されていない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ＰＣＢ、ダイオキシン類、ＴＣＢ等の芳香族塩素化合物の有害物質を低コストで適正な処理をすることができる芳香族塩素化合物の処理方法及び処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明の芳香族塩素化合物の処理方法は、芳香族塩素化合物に、過硫酸塩及びキレート鉄を添加して、前記芳香族塩素化合物を分解処理するものである。
【００１２】
（２）上記（１）記載の芳香族塩素化合物の処理方法において、前記キレート鉄が有機酸鉄であることが好ましい。
【００１３】
（３）上記（２）記載の芳香族塩素化合物の処理方法において、前記有機酸鉄がクエン酸鉄であり、クエン酸と鉄塩とを混合することにより調整されることが好ましい。
【００１４】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の芳香族塩素化合物の処理方法において、前記芳香族塩素化合物を分解処理する際のｐＨをアルカリ条件下とすることが好ましい。
【００１５】
（５）本発明の芳香族塩素化合物の処理装置は、芳香族塩素化合物に、過硫酸塩及びキレート鉄を添加して、前記芳香族塩素化合物を分解処理させるための分解反応槽と、前記分解反応槽に前記過硫酸塩を添加する過硫酸塩添加手段と、前記分解反応槽に前記キレート鉄を添加するキレート鉄添加手段と、を備えるものである。
【００１６】
（６）上記（５）記載の芳香族塩素化合物の処理装置において、前記キレート鉄が有機酸鉄であることが好ましい。
【００１７】
（７）上記（６）記載の芳香族塩素化合物の処理装置において、前記有機酸鉄がクエン酸鉄であり、クエン酸と鉄塩とを混合して前記クエン酸鉄を生成させるための生成反応槽を備えることが好ましい。
【００１８】
（８）本発明の芳香族塩素化合物の処理方法は、芳香族塩素化合物に汚染された土壌、地下水に、過硫酸塩及びキレート鉄を添加して、前記芳香族塩素化合物を分解処理するものである。
【００１９】
（９）上記（８）記載の芳香族塩素化合物の処理方法において、前記芳香族塩素化合物に汚染された土壌、地下水の原位置に、前記過硫酸塩及び前記キレート鉄を添加することが好ましい。
【００２０】
（１０）上記（８）又は（９）記載の芳香族塩素化合物の処理方法において、前記芳香族塩素化合物を分解処理する際のｐＨをアルカリ条件下とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＰＣＢ、ダイオキシン類、ＴＣＢ等の芳香族塩素化合物の有害物質を低コストで適正な処理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る芳香族塩素化合物の処理装置の構成の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る芳香族塩素化合物の処理装置の構成の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る芳香族塩素化合物の処理装置の構成の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る芳香族塩素化合物の処理システムの構成の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る芳香族塩素化合物の処理システムの構成の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る芳香族塩素化合物の浄化システムの構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係る芳香族塩素化合物の処理装置の構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、芳香族塩素化合物の処理装置１は、芳香族塩素化合物を分解させるための分解反応槽１０と、第１ポンプ１２及び過硫酸塩供給ライン１４を備える過硫酸塩添加手段と、過硫酸塩タンク１６と、第２ポンプ１８及びキレート鉄供給ライン２０を備えるキレート鉄添加手段と、キレート鉄タンク２２と、被処理水流入ライン２４と、処理水排出ライン２６と、を備えるものである。
【００２５】
分解反応槽１０の被処理水供給口（不図示）には、被処理水流入ライン２４が接続されており、分解反応槽１０の処理水排出口（不図示）には、処理水排出ライン２６が接続されている。また、分解反応槽１０の過硫酸塩供給口（不図示）と過硫酸塩タンク１６との間は、過硫酸塩供給ライン１４により接続されている。また、分解反応槽１０のキレート鉄供給口（不図示）とキレート鉄タンク２２との間は、キレート鉄供給ライン２０により接続されている。また、過硫酸塩供給ライン１４には、第１ポンプ１２が設けられ、キレート鉄供給ライン２０には、第２ポンプ１８が設けられている。
【００２６】
本実施形態において、過硫酸塩添加手段は、第１ポンプ１２、過硫酸塩供給ライン１４により構成されているが、過硫酸塩を分解反応槽１０に供給することができる構成であれば、必ずしも上記構成に制限されるものではない。また同様に、キレート鉄添加手段は、第２ポンプ１８、キレート鉄供給ライン２０により構成されているが、キレート鉄を分解反応槽１０に供給することができる構成であれば、必ずしも上記構成に制限されるものではない。
【００２７】
分解反応槽１０は、芳香族塩素化合物を含む溶液に、過硫酸塩及びキレート鉄を添加して、芳香族塩素化合物を分解処理するための槽であれば、その構造は特に制限されるものではないが、芳香族塩素化合物の分解効率を高める点で、分解反応槽１０内に撹拌装置（攪拌機、散気装置、水中ポンプ等）を設けることが好ましい。分解反応槽１０内での反応時のｐＨは７以下、好ましくは２〜５の範囲が好ましい。また、後述するような芳香族塩素化合物に汚染された地下水、土壌等の浄化において、重金属の溶出のおそれがある場合には、ｐＨを弱酸性からアルカリ域（ｐＨ５〜１０）で処理することも可能である。また、反応時の温度は１５〜３０℃の常温で実施することが可能であるが、必要に応じて加温して実施することも可能である。
【００２８】
以下に、本実施形態に係る処理装置１を用いた芳香族塩素化合物の処理について説明する。
【００２９】
被処理水流入ライン２４から分解反応槽１０に流入した被処理水に、第１ポンプ１２により、過硫酸塩が過硫酸塩供給ライン１４を介して供給され、第２ポンプ１８により、キレート鉄がキレート鉄供給ライン２０を介して供給される。これにより、分解反応槽１０において、芳香族塩素化合物の分解処理が行われる。分解反応槽１０は、攪拌機、ミキサー、水中ポンプ、エアレーション等で酸化剤と分解対象物質とを混合することが好ましい。また、水の滞留時間（反応時間）は、少なくとも５分以上とすることが好ましい。さらに、分解対象物質が１ｍｇ／Ｌ以下と低濃度の場合、分解反応槽１０を２〜３段に直列につないで、多段処理することがより効率的である。その結果、常温、常圧下で芳香族塩素化合物を効率的に分解させることができる。
【００３０】
例えば、ＰＣＢ分解実験のモデル物質でもあるＴＣＢ等の難分解性物質である芳香族塩素化合物が、過硫酸塩及びキレート鉄を添加することで分解促進されることは、本発明者の鋭意検討により初めて得られた知見である。そして、過硫酸塩及びキレート鉄を添加して、芳香族塩素化合物を分解する処理方法の方が、過硫酸単独で芳香族塩素化合物を分解処理するよりも、分解効率を上げることができる。
【００３１】
本現象に関わるメカニズムは明らかになっていないが、クエン酸鉄等のキレート鉄を添加することで、過硫酸の分解から生じる芳香族塩素化合物の分解に有効な硫酸ラジカルの生成を促進させるだけでなく、硫酸ラジカルを徐放的に放出すること、さらにはクエン酸等の有機物を入れることで有機ラジカルが生成すること等により、常温、常圧下で効率よく芳香族塩素化合物を分解すると考えられる。
【００３２】
なお、本発明者らは、過硫酸を用いて有機汚染物を浄化する方法（特開２００２−３０７０４９号公報、特許第４０２７２０９号公報）、過酸化水素とキレート鉄を含む鉄によるフェントン処理後に過硫酸塩を用いて有機汚染物質を浄化する方法（特開２００６−３４１１９５号公報）、及び過硫酸と過酸化水素とキレート鉄を含む鉄の存在下で、有機汚染物質を浄化する方法（特開２００６−７５４６９号公報）を提案している。しかし、特開２００２−３０７０４９号公報、特許第４０２７２０９号公報では、具体的に芳香族塩素化合物が分解する事例については示されていない。また、特開２００６−３４１１９５号公報では、フェントン処理により生じるヒドロキシラジカルにより分解した後に、過硫酸の酸化力で分解する方法であり、硫酸ラジカルを利用した方法ではない。また、特開２００６−７５４６９号公報では、過酸化水素の存在が必須の技術であり、鉄の形態に関してもキレート鉄、特に有機酸鉄を用いた特異的な促進効果については具体的な事例は示されていない。また、両方法とも分解対象物は、従来知られているオゾン、ヒドロキシラジカル等で常温、常圧で分解するトリクロロエチレン等であり、本実施形態と異なる。さらに、本実施形態は、過酸化水素を添加する装置が不要で、薬品コストも低く、更に分解対象物が従来常温、常圧では分解しないと考えられていた物質も対象となる点で、非常に有効である。
【００３３】
分解反応槽１０内の過硫酸塩濃度は、特に制限されるものではないが、例えば、芳香族塩素化合物の濃度の少なくとも１０倍以上であることが好ましく、少なくとも１０ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましく、さらに５００〜５００００ｍｇ／Ｌの範囲であることがより好ましく、さらに５００〜２００００ｍｇ／Ｌの範囲であることがより好ましく、さらに５００〜１００００ｍｇ／Ｌの範囲であることがより好ましい。また、過硫酸塩とキレート鉄との混合比は、特に制限されるものではないが、過硫酸塩が多いことが好ましく、モル混合比において過硫酸塩：キレート鉄が２：１〜５０：１の範囲であることがより好ましい。
【００３４】
本実施形態では、芳香族塩素化合物の分解反応終了後、処理水を処理水排出ライン２６から排出させる。処理水排出ライン２６を通る処理水のｐＨは、分解反応槽１０内での過硫酸の分解により生じる硫酸により、酸性に傾く場合がある。そのため、（反応中又は反応後の）分解反応槽１０又は処理水排出ライン２６に、苛性ソーダ等のアルカリ剤を注入し、中和することが好ましい。また、処理水には、未反応の過硫酸塩が残留している場合があるため、該過硫酸塩を処理するために、例えば、処理水排出ライン２６に亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム溶液等の還元剤を注入し、過硫酸塩を還元処理することが好ましい。
【００３５】
図２は、本発明の他の実施形態に係る芳香族塩素化合物の処理装置の構成の一例を示す模式図である。図２に示す芳香族塩素化合物の処理装置２において、図１に示す芳香族塩素化合物の処理装置１と同様の構成については同一の符合を付している。
【００３６】
図２に示す芳香族塩素化合物の処理装置２は、芳香族塩素化合物を分解させるための分解反応槽１０と、第１ポンプ１２と過硫酸塩供給ライン１４とを備える過硫酸塩添加手段と、過硫酸塩タンク１６と、第２ポンプ１８とキレート鉄供給ライン２０とを備えるキレート鉄添加手段と、キレート鉄を生成させるための生成反応槽２８と、被処理水流入ライン２４と、処理水排出ライン２６と、クエン酸添加手段としてのクエン酸供給ライン３０と、鉄塩添加手段としての鉄塩供給ライン３２と、を備えるものである。
【００３７】
生成反応槽２８のクエン酸供給口（不図示）には、クエン酸供給ライン３０が接続されており、生成反応槽２８の鉄塩供給口（不図示）には、鉄塩供給ライン３２が接続されている。また、生成反応槽２８のキレート鉄排出口（不図示）と分解反応槽１０のキレート鉄供給口（不図示）との間は、キレート鉄供給ライン２０により接続されている。それ以外の構成は、図１に示す芳香族塩素化合物の処理装置１と同様の構成である。
【００３８】
生成反応槽２８は、クエン酸鉄を生成するための槽であり、クエン酸鉄の生成効率を高める点で、生成反応槽２８内に撹拌装置（攪拌機、散気装置、水中ポンプ等）を設けることが好ましい。
【００３９】
以下に、本実施形態に係る処理装置２を用いた芳香族塩素化合物の処理について説明する。
【００４０】
クエン酸供給ライン３０からクエン酸を、鉄塩供給ライン３２から鉄塩を生成反応槽２８に供給し、混合してクエン酸鉄を生成させる。そして、被処理水流入ライン２４から分解反応槽１０に流入した被処理水に、第１ポンプ１２により、過硫酸塩が過硫酸塩供給ライン１４を介して供給され、第２ポンプ１８により、クエン酸鉄がキレート鉄供給ライン２０を介して供給される。このような方法によっても、上記同様に芳香族塩素化合物を分解することが可能である。また、クエン酸及び鉄塩からクエン酸鉄を生成させ、生成したクエン酸鉄を芳香族塩素化合物の分解に用いる方が、市販のクエン酸鉄を購入する場合よりも、処理コストを大幅に削減することができる。但し、本実施形態のように、クエン酸と鉄塩とを混合させる場合には、クエン酸鉄を充分に生成させてから、分解反応槽１０に供給することが好ましい。なお、クエン酸と鉄塩とを生成反応槽２８で混合させ、クエン酸鉄を生成することができればクエン酸供給ライン３０及び鉄塩供給ライン３２は必ずしも必要ではない。
【００４１】
図３は、本発明の他の実施形態に係る芳香族塩素化合物の処理装置の構成の一例を示す模式図である。図３に示す芳香族塩素化合物の処理装置３において、図１に示す芳香族塩素化合物の処理装置１と同様の構成については同一の符合を付している。
【００４２】
図３に示す芳香族塩素化合物の処理装置３は、芳香族塩素化合物を分解させるための分解反応槽１０と、第１ポンプ１２と過硫酸塩供給ライン１４とを備える過硫酸塩添加手段と、過硫酸塩タンク１６と、第２ポンプ１８とキレート鉄供給ライン２０とを備えるキレート鉄添加手段と、キレート鉄タンク２２と、被処理水流入ライン２４と、処理水排出ライン２６，２７と、活性炭装置３４と、を備えるものである。分解反応槽１０と活性炭装置３４との間は、処理水排出ライン２６により接続されている。
【００４３】
分解反応槽１０により処理された処理水には、未反応の過硫酸塩や芳香族塩素化合物が存在している場合がある。そこで、本実施形態では、処理水を活性炭装置３４に通水させ、活性炭処理を行うことにより、未反応の過硫酸塩や芳香族塩素化合物の処理を行うことができる。活性炭装置３４による活性炭処理は、例えば、粉末活性炭を用いた完全混合槽による活性炭処理、活性炭塔を用いた粒状活性炭の固定床による処理、粒状活性炭を用いた流動床による処理等を挙げることができる。但し、必ずしもこれらに制限されるものではない。
【００４４】
処理水を活性炭装置３４に通水させる際には、処理水排出ライン２６に苛性ソーダ等のｐＨ調整剤を注入し、処理水を中和又は処理水のｐＨを５．５〜７．５の範囲に調製することが、活性炭の寿命を延ばすことができる点から好ましい。また、活性炭装置３４への通水時の空塔速度は、１〜２０（１／ｈｒ）の範囲であることが好ましい。
【００４５】
さらに、活性炭の寿命を延ばすことができる点で、処理水排出ライン２６に亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、過酸化水素等の還元剤を注入し、残留する過硫酸塩を還元させることがより好ましい。
【００４６】
本実施形態の処理対象となる芳香族塩素化合物は、芳香族化合物の水素原子が塩素原子に置換された化合物であれば特に制限されるものではないが、例えば、ＰＣＢ、ダイオキシン類、ＴＣＢ等が挙げられる。
【００４７】
本実施形態に用いられる過硫酸塩は、過硫酸カリウムまたは過硫酸ナトリウムを好適に用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、本実施形態に用いられるクエン酸は、クエン酸、またはクエン酸ナトリウム等を好適に用いることができるが、これらに限定されるものではない。本実施形態に用いられる鉄塩は、２価鉄、または３価鉄の塩化鉄、硫酸鉄等を好適に用いることができるが、これらに制限されるものではない。
【００４８】
本実施形態に用いられるキレート鉄は、ＥＤＴＡ−鉄、クエン酸鉄、グルコン酸鉄等の有機酸鉄が挙げられるが、それらの中でもクエン酸鉄がコスト、分解効果、取り扱いの点から、より好ましい。
【００４９】
本実施形態の処理方法は、芳香族塩素化合物に汚染された水、排水、土壌、底質、汚泥、地下水等の汚染物の処理に好適に使用される。以下に、その一例を説明する。
【００５０】
図４は、本発明の他の実施形態に係る芳香族塩素化合物の処理システムの構成の一例を示す模式図である。図４に示すように、芳香族塩素化合物の処理システム４は、第１ポンプ３６及び過硫酸塩供給ライン３８を備える過硫酸塩添加手段と、過硫酸塩タンク４０と、第２ポンプ４２及びキレート鉄供給ライン４４を備えるキレート鉄添加手段と、キレート鉄タンク４６と、ラインミキサ４８と、注入ライン５０と、注入井戸５２と、第３ポンプ５４、揚水ライン５６、揚水井戸５８及び揚水タンク６０を備える揚水手段と、第４ポンプ６２と、第５ポンプ６４と、配管６６ａ，６６ｂと、活性炭装置３４と、を備える。
【００５１】
過硫酸塩タンク４０とラインミキサ４８とは、過硫酸塩供給ライン３８により接続されており、キレート鉄タンク４６とラインミキサ４８とは、キレート鉄供給ライン４４により接続されている。過硫酸塩供給ライン３８には、第１ポンプ３６が設けられており、キレート鉄供給ライン４４には、第２ポンプ４２が設けられている。注入ライン５０の一端は、ラインミキサ４８に接続されており、他端は注入井戸５２内に配置されている。
【００５２】
過硫酸塩及びキレート鉄は、過硫酸塩添加手段及びキレート鉄添加手段からラインミキサ４８及び注入ライン５０を介して、芳香族化合物に汚染された土壌、地下水の原位置に供給される。但し、ラインミキサ４８及び注入ライン５０は必ずしも必要ではなく、例えば、過硫酸塩供給ライン３８及びキレート鉄供給ライン４４を注入井戸５２内に設置し、過硫酸塩供給ライン３８及びキレート鉄供給ライン４４から直接、過硫酸塩及びキレート鉄を土壌、地下水の原位置に供給してもよい。
【００５３】
揚水手段は、浄化処理後の地下水を地表へ揚水するものである。ここで、揚水手段を構成する揚水井戸５８は、浄化処理後の地下水を揚水するために、少なくとも注入井戸５２より地下水の下流側に配置される必要がある。また、揚水井戸５８内に配置されている揚水ライン５６には、第３ポンプ５４が設けられている。また、揚水ライン５６は、揚水タンク６０に接続されている。
【００５４】
揚水タンク６０と活性炭装置３４との間は、配管６６ａにより接続されており、配管６６ａには第４ポンプ６２が設けられている。また、活性炭装置３４とラインミキサ４８とは、配管６６ｂにより接続されており、配管６６ｂには第５ポンプ６４が設けられている。
【００５５】
以下に、本実施形態に係る芳香族塩素化合物に汚染された土壌、地下水の処理方法について説明する。
【００５６】
第１ポンプ３６により、過硫酸塩タンク４０内の過硫酸塩を過硫酸塩供給ライン３８からラインミキサ４８へ、また、第２ポンプ４２により、キレート鉄タンク４６内のキレート鉄をキレート鉄供給ライン４４からラインミキサ４８へ供給する。ラインミキサ４８で過硫酸塩及びキレート鉄を混合した後、注入ライン５０から注入井戸５２を介して、芳香族塩素化合物に汚染された土壌、地下水の原位置に供給する。そうすると、過硫酸塩及びキレート鉄を添加した地下水が汚染領域Ｘを流れる間に、汚染領域Ｘに存在する芳香族塩素化合物が分解される。
【００５７】
次に、過硫酸塩及びキレート鉄の添加により浄化された地下水を、第３ポンプ５４により、揚水ライン５６から揚水タンク６０に送液する。揚水タンク６０内の水を再度、芳香族塩素化合物に汚染された地下水の原位置に供給する場合、第４ポンプ６２及び第５ポンプ６４を稼働させ、揚水タンク６０内の地下水を活性炭装置３４で活性炭処理し、残留していた芳香族塩素化合物を除去することが好ましい。そして、活性炭装置３４で活性炭処理した処理水を配管６６ｂからラインミキサ４８に供給し、再度土壌、地下水の原位置に供給する。また、揚水タンク６０内の水を地表に放出する場合も、活性炭装置３４で活性炭処理し、残留していた芳香族塩素化合物及び過硫酸塩を除去することが好ましい。
【００５８】
本実施形態では、芳香族塩素化合物に汚染された地下水、土壌の浄化において、汚染領域Ｘの過硫酸塩濃度は、特に制限されるものではないが、例えば、芳香族塩素化合物濃度の少なくとも１０倍以上となるように過硫酸塩を注入することが好ましく、さらに５００〜５００００ｍｇ／Ｌの範囲となるように過硫酸塩を注入することがより好ましく、さらに５００ｍｇ／Ｌ〜２００００ｍｇ／Ｌの範囲となるように過硫酸塩を注入することがより好ましく、さらに、５００〜１００００ｍｇ／Ｌの範囲となるように過硫酸塩を注入することがより好ましい。過硫酸塩濃度が５００ｍｇ／Ｌ未満では、土壌や地下水中に存在する有機物や無機イオンの影響で過硫酸塩が消費されてしまうため、芳香族塩素化合物を十分に分解することが困難となる。また、過硫酸塩濃度が５００００ｍｇ／Ｌ超では、薬品使用量が増加するため、コストが高くなる。
【００５９】
また、芳香族塩素化合物に汚染された地下水、土壌の浄化において、汚染領域ＸのｐＨを酸性（例えば、２〜５の範囲）にするより、汚染領域ＸのｐＨを弱酸性からアルカリ域（ｐＨ５超〜１０）にすることが好ましい。汚染領域ＸのｐＨが５以下となると、土壌からの重金属の溶出等が生じる場合がある。また、生態系に与える影響も大きくなる。これらのことから、汚染領域ＸのｐＨを弱酸性からアルカリ域（ｐＨ５超〜１０）にすることにより、建物の下の汚染を浄化する際や、浄化エリア周辺に湖沼池等が存在する地域での適用が可能となる。そして、過硫酸塩及びキレート鉄を添加して、芳香族塩素化合物を分解処理するに当たり、アルカリ条件でも芳香族塩素化合物を処理することができることは、本発明者により初めて得られた知見である。
【００６０】
通常、汚染領域ＸのｐＨは、過硫酸の分解により生じる硫酸により、酸性に傾く場合があるため、芳香族塩素化合物に汚染された土壌、地下水の原位置に、アルカリ剤を供給し、汚染領域ＸのｐＨを弱酸性からアルカリ域（ｐＨ５超〜１０）に調整することが好ましい。図５は、本発明の他の実施形態に係る芳香族塩素化合物の処理システムの構成の一例を示す模式図である。図５に示す芳香族塩素化合物の処理システム５において、図４に示す芳香族化合物の処理システム４と同様の構成については同一の符合を付し、その説明を省略する。図５に示す芳香族塩素化合物の処理システム５は、芳香族塩素化合物に汚染された土壌、地下水の原位置に、アルカリ剤を供給するアルカリ剤供給手段と、アルカリ剤タンク６８を備えている。アルカリ剤供給手段は、第６ポンプ７０及びアルカリ剤添加ライン７２を備えている。
【００６１】
アルカリ剤添加手段により、汚染領域ＸのｐＨを弱酸性からアルカリ域（ｐＨ５超〜１０）の範囲となるように、アルカリ剤が添加される。ここで、汚染領域ＸのｐＨをモニタリングするｐＨ計等のｐＨモニタリング手段を設け、モニタリングしたｐＨ値に基づいて、アルカリ剤添加手段によるアルカリ剤の添加量を調整することが好ましい。汚染領域ＸのｐＨのモニタリングは、例えば、揚水ライン５６又は揚水井戸５８内にｐＨ計を設置し、揚水ライン５６を通過する（又は揚水井戸５８内に溜まる）地下水のｐＨを測定することによって、汚染領域ＸのｐＨをモニタリングすることにより、行われる。
【００６２】
なお、上記実施形態は一例であって、例えば、本発明者らが提案している有機汚染物に汚染された水、排水、土壌、底質、汚泥、地下水等の汚染物を原位置で酸化剤と混練する方法（特開２００７−１０５５５６号公報参照）、有機汚染物に汚染された水、排水、土壌、底質、汚泥、地下水等の汚染物を掘削し、地上で酸化剤と混練する方法（特許第３７８４６５４号公報参照、特開２００３−７１４２５号公報、特開２００２−３２６０８０号公報参照）を用いて、芳香族塩素化合物を分解処理することも可能である。以下に、その一例を説明する。
【００６３】
図６は、本発明の他の実施形態に係る芳香族塩素化合物の浄化システムの構成の一例を示す模式図である。図６に示す芳香族塩素化合物の浄化システム６は、ベースマシン７４（被駆動部材を交換できるようになっているマシン）、下部に回転攪拌翼７６を備えた回転軸７８、回転軸７８を回転駆動する回転駆動源８０、過硫酸塩供給ライン８２及び第１ポンプ８４を備える過硫酸塩供給手段、過硫酸塩タンク８６、キレート鉄供給ライン８８及び第２ポンプ９０を備えるキレート鉄供給手段、キレート鉄タンク９２を備えるものである。
【００６４】
過硫酸塩及びキレート鉄は、第１ポンプ８４及び第２ポンプ９０により、過硫酸塩供給ライン８２及びキレート鉄供給ライン８８から、回転軸７８の上部に供給される。回転軸７８は、中空構造あるいは二重管構造で構成されており、その上部に供給されている過硫酸塩及びキレート鉄を内部に移送し、下部に設けた開口から汚染土壌、地下水中に注入、添加し、汚染物と浄化薬剤を直接混練できるように構成されている。
【００６５】
このような方法によっても、芳香族塩素化合物に汚染された地下水、土壌等の浄化を行うことが可能である。有機汚染物による汚染位置が浅い場合には、上記のように汚染土壌等を原位置で浄化する方法より、汚染土壌等を掘削し、回転式破砕混合工法等で汚染土壌等と過硫酸塩、キレート鉄を添加混練して浄化することが好ましい。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００６７】
（実施例１）
１，３，５−トリクロロベンゼン（ＴＣＢ）の分解試験を実施した。実施例１では、濃度０．１ｍｇ／ＬのＴＣＢを含む地下水に、濃度１００００ｍｇ／Ｌの過硫酸ナトリウム、濃度１３７６ｍｇ／Ｌのクエン酸及び９９６ｍｇ／Ｌの硫酸鉄七水和物（２価鉄として２００ｍｇ／Ｌ）を混合することにより調製したクエン酸鉄を添加した。ＴＣＢ分解反応における初期ｐＨは７．８であり、最終ｐＨは１．５であった。そして、反応開始から１２０時間後に、排水中のＴＣＢ濃度をＧＣ−ＭＳにより測定した。なお、分解試験における水温は１５〜２０℃の範囲で実施した。
【００６８】
（実施例２）
実施例２では、濃度０．１ｍｇ／ＬのＴＣＢを含む地下水に、濃度１００００ｍｇ／Ｌの過硫酸ナトリウム、濃度１３７６ｍｇ／Ｌのクエン酸及び９９６ｍｇ／Ｌの硫酸鉄七水和物（２価鉄として２００ｍｇ／Ｌ）を混合することにより調製したクエン酸鉄を添加した。また、過硫酸に対してモル比０．５の水酸化ナトリウムを添加した。ＴＣＢ分解反応における初期ｐＨは１２．４であり、最終ｐＨは７．８であった。そして、反応開始から１２０時間後に、排水中のＴＣＢ濃度をＧＣ−ＭＳにより測定した。なお、分解試験における水温は１５〜２０℃の範囲で実施した。
【００６９】
（比較例１）
比較例１では、濃度０．１ｍｇ／ＬのＴＣＢを含む地下水を１２０時間放置し、その後、該排水中のＴＣＢ濃度をＧＣ−ＭＳにより測定した。
【００７０】
（比較例２）
比較例２では、濃度０．１ｍｇ／ＬのＴＣＢを含む地下水に、濃度１００００ｍｇ／Ｌの過硫酸ナトリウムを添加し、反応開始から１２０時間後に、排水中のＴＣＢ濃度をＧＣ−ＭＳにより測定した。
【００７１】
【表１】
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【００７２】
表１に、実施例１，２及び比較例１，２のＴＣＢ濃度をまとめた。表１から判るように、ＴＣＢ含有水に過硫酸ナトリウム及びクエン酸鉄を添加した実施例１，２の方が、過硫酸ナトリウム添加のみの比較例２より、ＴＣＢの分解効率を向上させることができた。また、水酸化ナトリウムを添加してｐＨ調整した実施例２は、水酸化ナトリウム無添加の実施例１と同様の分解効率を示した。これにより、重金属の溶出抑制の点で、弱酸性から弱アルカリで処理することが好ましい実際の汚染地下水、土壌でも、好適に使用することができる処理方法であることを確認した。
【００７３】
（実施例３）
以下、ＰＣＢの分解試験を実施した。実施例３では、濃度０．０１ｍｇ／ＬのＰＣＢを含む水に、濃度１００００ｍｇ／Ｌの過硫酸ナトリウム、濃度１３７６ｍｇ／Ｌのクエン酸及び９９６ｍｇ／Ｌの硫酸鉄七水和物（２価鉄として２００ｍｇ／Ｌ）を混合することにより調製したクエン酸鉄を添加した。ＰＣＢ分解反応における初期ｐＨは７．８であり、最終ｐＨは１．５であった。そして、反応開始から２時間、２４時間、１６８時間後に、排水中のＰＣＢ濃度をＧＣ−ＭＳにより測定した。なお、分解試験における水温は１５〜２０℃の範囲で実施した。
【００７４】
（実施例４）
実施例４では、濃度０．０１ｍｇ／ＬのＰＣＢを含む水に、濃度１００００ｍｇ／Ｌの過硫酸ナトリウム、濃度１３７６ｍｇ／Ｌのクエン酸及び９９６ｍｇ／Ｌの硫酸鉄七水和物（２価鉄として２００ｍｇ／Ｌ）を混合することにより調製したクエン酸鉄を添加した。また、過硫酸に対してモル比０．５の水酸化ナトリウムを添加した。ＰＣＢ分解反応における初期ｐＨは１２．４であり、最終ｐＨは７．８であった。そして、反応開始から２時間、２４時間、１６８時間後に、排水中のＰＣＢ濃度をＧＣ−ＭＳにより測定した。なお、分解試験における水温は１５〜２０℃の範囲で実施した。
【００７５】
（比較例３）
比較例３では、濃度０．０１ｍｇ／ＬのＰＣＢを含む水を１６８時間放置し、その後、該水中のＰＣＢ濃度をＧＣ−ＭＳにより測定した。
【００７６】
【表２】
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【００７７】
表２に、実施例３，４及び比較例３のＰＣＢ濃度をまとめた。従来、常温、常圧では困難であったＰＣＢの分解において、ＰＣＢを含む水に過硫酸ナトリウム及びクエン酸鉄を添加した実施例３，４では、ＰＣＢを９０％処理できることを確認した。また、水酸化ナトリウムを添加してｐＨ調整した実施例３は、水酸化ナトリウム無添加の実施例４と同様の分解効率を示した。これにより、重金属の溶出抑制の点で、弱酸性から弱アルカリで処理することが好ましい実際の汚染地下水、土壌でも、好適に使用することができる処理方法であることを確認した。
【符号の説明】
【００７８】
１〜３  処理装置、４，５  処理システム、６  浄化システム、１０  分解反応槽、１２，３６，８４  第１ポンプ、１４，３８，８２  過硫酸塩供給ライン、１６，４０，８６  過硫酸塩タンク、１８，４２，９０  第２ポンプ、２０，４４，８８  キレート鉄供給ライン、２２，４６，９２  キレート鉄タンク、２４  被処理水流入ライン、２６，２７  処理水排出ライン、２８  生成反応槽、３０  クエン酸供給ライン、３２  鉄塩供給ライン、３４  活性炭装置、４８  ラインミキサ、５０  注入ライン、５２  注入井戸、５４  第３ポンプ、５６  揚水ライン、５８  揚水井戸、６０  揚水タンク、６２  第４ポンプ、６４  第５ポンプ、６６ａ，６６ｂ  配管、６８  アルカリ剤タンク、７０  第６ポンプ、７２  アルカリ剤添加ライン、７４  ベースマシン、７６  回転攪拌翼、７８  回転軸、８０  回転駆動源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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