(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ塩化ビフェニルにアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の化合物を反応させる反応槽（１）と、その反応槽（１）で生成された反応生成物を生物的に分解する生物処理装置（１１）とを具備し、且つ絶縁油に含有されるポリ塩化ビフェニルと、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の化合物との反応によって生成される反応生成物を、絶縁油と分離して抽出するための抽出槽（４）が、前記反応槽（１）と生物処理装置（１１）との間に設けられていることを特徴とする有機塩素化合物の分解装置。
【請求項２】
抽出槽（４）で抽出分離された反応生成物を含む被処理液のｐＨを調整するｐＨ調整槽（６）が、前記抽出槽（４）と生物処理装置（１１）との間に設けられている請求項１記載の有機塩素化合物の分解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機塩素化合物の分解方法とその装置、さらに詳しくは、電気絶縁油、熱媒体、有機性排液等に含有されているポリ塩化ビフェニル等の有機塩素化合物を脱塩素化した後に発生する反応生成物を処理する方法と、その方法に使用する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
周知のように、ポリ塩化ビフェニルは非常に安定で分解され難く、しかも絶縁性（電気抵抗）が高いことから、従前においては変圧器やコンデンサー等の絶縁材料や熱媒体或いはカーボンレス複写紙等に用いられていたが、現在では環境上の理由から使用が禁止されている。
【０００３】
しかし、従前から用いられて、また材料そのものの他に現在でも有機性排液及び排水中等に微量成分として残存している場合があり、これらをどのように分解，処理するかが重要な課題となっている。
【０００４】
このようなポリ塩化ビフェニルの分解，処理の手段として、一般には焼却による手段が多く用いられており、また焼却法は法律によって唯一の処理方法として認められているが、この焼却によれば、ダイオキシン等の別の有害物質を生じさせるおそれもあり、環境破壊や安全性の観点からは必ずしも十分ではなく、現在のところ、この化合物が含有される材料や廃棄物の処理は行われていない。
【０００５】
そこで、これを解決する他の手段として、たとえば炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩や水酸化物、並びにポリエチレングリコールと反応させてポリ塩化ビフェニルを分解，処理する方法、或いは金属ナトリウム及びブトキシアルコールを反応させてポリ塩化ビフェニルを分解，処理する方法等の化学的手段が開発されてきたが、ポリ塩化ビフェニルからの脱塩素反応制御方法の範囲にとどまっている。
【０００６】
これらの化学的手段によると、ポリ塩化ビフェニルの分解，処理という目的は一応達成できるが、そのポリ塩化ビフェニルの脱塩素化によって新たに生成されるビフェニル等の副生成物自体も毒性物質であり、これが残存すること自体好ましくなく、本来の完全無害化処理法としては未確立の状況となっている。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、ポリ塩化ビフェニルの脱塩素化処理という目的を達成しうることはもちろん、そのポリ塩化ビフェニルの脱塩素化処理後においても別の毒性物質を生成，発生させることのない分解方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その特徴は、ポリ塩化ビフェニルにアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の化合物を反応させる反応槽１と、その反応槽１で生成された反応生成物を生物的に分解する生物処理装置１１とを具備し、且つ絶縁油に含有されるポリ塩化ビフェニルと、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の化合物との反応によって生成される反応生成物を、絶縁油と分離して抽出するための抽出槽４が、前記反応槽１と生物処理装置１１との間に設けられていることである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に従って説明する。
【００１１】
図１は、一実施形態としての有機塩素化合物の分解装置の概略側面図を示す。
【００１２】
図１において、１は、ポリ塩化ビフェニルと金属ナトリウムを反応させるためのバッチ式反応槽で、内部に攪拌機２が設けられている。
【００１３】
３は、前記反応槽１へ供給する金属ナトリウムを貯留するためのナトリウム貯留槽を示す。
【００１４】
４は、ポリ塩化ビフェニルと金属ナトリウムとの反応によって生成したビフェニル、塩化ナトリウム等の反応生成物を、絶縁油と分離して抽出するための抽出槽で、内部に攪拌機５が設けられている。
【００１５】
６は、前記抽出槽４から抽出されたビフェニル等の副生成物と塩化ナトリウムとの水溶液のｐＨを調整するためのｐＨ調整槽で、内部に攪拌機７が設けられている。
【００１６】
８は、前記抽出槽４からの絶縁油をさらに分離するための遠心分離装置で、その遠心分離装置８で分離された絶縁油は再利用され、遠心分離装置８で分離されたビフェニル等の副生成物と塩化ナトリウムとの水溶液は、ｐＨ調整槽６へ供給される。
【００１７】
尚、遠心分離装置８で分離された絶縁油中に万一ポリ塩化ビフェニルが含有されている場合には、そのポリ塩化ビフェニルの濃度が分析計２１で検出され、ポリ塩化ビフェニルの回収工程１８へ返送されて、分離膜１９で濃縮された後、再度反応槽１へ供給される。この分離膜１９は、たとえば溶媒抽出等の方法でもよい。
【００１８】
９は、前記ｐＨ調整槽６に残存している絶縁油をさらに分離するための遠心分離装置で、この遠心分離装置９で分離された絶縁油は、前記遠心分離装置８へ供給され、遠心分離装置９で分離されたビフェニル等の副生成物と塩化ナトリウムとの水溶液は、次工程である生物処理工程へ供給される。
【００１９】
１０は、前記遠心分離装置９で分離されたビフェニル等の副生成物と塩化ナトリウムとの水溶液を貯留するための貯留槽、１１は該貯留槽１０から供給されるビフェニル等の副生成物を分解，処理するための生物処理装置で、曝気攪拌が可能となるよう散気管１２が設けられている。
【００２０】
１３は、前記生物処理装置１１で分解された生成物と、分解されなかったビフェニル等の副生成物及び塩化ナトリウムを分離して、濃縮するための濃縮装置で、電気透析膜やイオン交換膜等によって構成されている。
【００２１】
分解された化合物は、処理済水として放流され、分解されなかったビフェニル等の副生成物が分離されて抽出槽４へ返送される。
【００２２】
次に、上記のような構成からなる有機塩素化合物の分解装置で、有機塩素化合物を分解する方法について説明する。
【００２３】
本実施形態の有機塩素化合物の分解方法は、図２に示すようなポリ塩化ビフェニルの脱塩素化工程と、図３に示すようなビフェニル等の副生成物及び塩化ナトリウムの分離工程と、図４に示すような生物分解処理工程からなる。
【００２４】
ポリ塩化ビフェニルの分解工程においては、先ずポリ塩化ビフェニルと絶縁油を含む被処理液を、反応槽１に供給する。
【００２５】
この被処理液の供給に際し、分離膜によって予めポリ塩化ビフェニルを濃縮しておくことも可能であり、分離濃縮されたポリ塩化ビフェニルは再度原液に混合されることとなる。
【００２６】
次に、ナトリウム貯留槽３から金属ナトリウムを反応槽１に供給し、前述のポリ塩化ビフェニルとナトリウムとを反応させる。
【００２７】
この場合、反応効率を高めるために、攪拌機２で反応槽１内を攪拌する。
【００２８】
このポリ塩化ビフェニルとナトリウムとの反応によって、ビフェニル等の有機副生成物と塩化ナトリウムが生成されることとなる。
【００２９】
反応槽１で生成されたビフェニル等の有機副生成物と塩化ナトリウムとを含む被処理液は、次工程である分離回収工程へ供給されるが、その供給される被処理液中に未反応のポリ塩化ビフェニルが残存している場合には、分析計１４で検知されて再度反応槽１へ返送し、再度塩化ナトリウムと反応させる。
【００３０】
分析計１４でポリ塩化ビフェニルが検出されない場合には、反応槽１で生成されたビフェニル等の有機副生成物と塩化ナトリウムとを含む被処理液は、次工程の抽出槽４へ供給され、その抽出槽４へは水貯留槽１５から水が供給される。
【００３１】
この抽出槽４内は、攪拌機５で攪拌され、塩化ナトリウムが水に抽出される。また絶縁油は水溶液と分離されて再利用される。
【００３２】
抽出分離されたビフェニル及び有機副生成物と塩化ナトリウムとはｐＨ調整槽６へ供給され、塩酸貯留槽１６からｐＨ調整槽６へ塩酸が供給されてｐＨが調整される。
【００３３】
このｐＨ調整槽６の内部も攪拌機７で攪拌される。
【００３４】
上記のように、抽出槽４から分離された絶縁油は、再利用される前に遠心分離装置８で遠心分離され、分離された絶縁油が再利用に供されるとともに、微量に含有されているビフェニル等の有機副生成物と塩化ナトリウムとの水溶液はｐＨ調整槽６へ供給される。
【００３５】
ｐＨ調整槽６でｐＨ調整された被処理液は、別の遠心分離装置９で遠心分離され、残存している絶縁油は前記遠心分離装置８へ供給され、そこで再度遠心分離される。
【００３６】
一方、遠心分離装置９で分離されたビフェニル等の有機副生成物と塩化ナトリウムとを含む被処理液は、次工程である生物処理工程へ供給されるが、その供給される被処理液中に未反応のポリ塩化ビフェニルが残存している場合には、分析計１７で検知されてポリ塩化ビフェニルの濃縮工程１８へ返送されて、分離膜１９で絶縁油を分離した後、再度反応槽１へ供給される。
【００３７】
分析計１７でポリ塩化ビフェニルが検出されない場合には、反応槽１で生成されたビフェニル等の副生成物と塩化ナトリウムとを含む被処理液は、次の生物処理工程の貯留槽１０へ供給される。
【００３８】
次に、その貯留槽１０からビフェニル等の副生成物と塩化ナトリウムとを含む被処理液が生物処理装置１１へ供給される。
【００３９】
この生物処理装置１１内でビフェニル等の有機副生成物が微生物によって分解されることとなる。
【００４０】
この場合、散気管１２からエアーが供給されて曝気攪拌がされることとなる。
【００４１】
このようにして生物処理された被処理液は、濃縮装置１３で分離され、分解されなかったビフェニル等の副生成物及び塩化ナトリウムが分離されて前記分離回収工程の抽出槽４へ返送される。
【００４２】
また、放流される処理済水に万一ポリ塩化ビフェニルが含有されている場合には、分析計２０で検出されてポリ塩化ビフェニルの濃縮工程に返送される。
【００４３】
本実施形態では、上記のような処理工程において、反応槽１内での金属ナトリウムの反応率は９５％であり、反応後にポリ塩化ビフェニルは検出されなかった。
【００４４】
尚、この反応槽１内へ供給される原液のポリ塩化ビフェニルの濃度は、１０００ｐｐｍ  であった。
【００４５】
一方、放流される処理済水のＢＯＤは、１０ｐｐｍ  であった。
【００４６】
また、この処理済水には、その他の水質規制物質は含有されていなかった。
【００４７】
尚、上記実施形態では、ポリ塩化ビフェニルと反応させる物質としてナトリウムを用いたが、これに限らず、たとえばカリウム、ルビジウム等の他のアルカリ金属や、カルシウム、ストロンチウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属を用いることも可能であり、またこれらのアルカリ金属やアルカリ土類金属の化合物、さらにはこれらの混合物を用いることも可能である。
反応を効率的に促進させるために水素供与体を添加する場合があるが、水素供与体としてナフタレンを加えると、ナフチルビフェニル等のビフェニル誘導体が生成することがある。
【００４８】
たとえばカリウムを用いた場合には、ポリ塩化ビフェニルとの反応によって、ビフェニル等の有機副生成物と塩化カリウムが生成される。
【００４９】
また、生物処理の手段も、上記実施形態のような固定床式の生物処理装置１１を用いた手段に限定されるものではなく、たとえば活性汚泥法等を用いることが可能である他、これ以外の手段を用いることも可能である。
【００５０】
この場合、たとえば合成樹脂製の浮遊担体を生物処理装置内で浮遊させ、その担体に微生物を担持させることも可能である。
【００５１】
さらに、上記実施形態では、絶縁油を分離する手段として遠心分離による手段を用いたが、遠心分離以外にたとえば膜分離或いは電気泳動式の分離手段で分離することも可能である。
【００５２】
さらに、上記実施形態では、ｐＨ調整槽６を設けたため、抽出分離後の被処理液のｐＨをアルカリ側に傾かないように好適に調整しうるという利点が得られたが、このようなｐＨ調整槽６を設けることも本発明に必須の条件ではない。
【００５３】
尚、ポリ塩化ビフェニルの分解工程、ビフェニル等の反応副生成物の分離回収工程、及び生物分解処理工程に、それぞれ残存するポリ塩化ビフェニルの濃度を検出する分析計１４，１７，２０，２１  を設けるのは必ずしも本発明に必須の条件ではないが、少なくとも１つの分析計を設けて絶えず監視することが望ましい。
【００５４】
さらに、処理すべき被処理液の種類も、排水等に限定されるものではなく、ポリ塩化ビフェニルを含有する絶縁油、熱媒体、ポリ塩化ビフェニル含有物から抽出したポリ塩化ビフェニル含有液等のものであってもよく、要はポリ塩化ビフェニルを含むものであればよい。
【００５５】
【発明の効果】
叙上のように、本発明は、ポリ塩化ビフェニルにアルカリ金属を反応させて、ビフェニルを生成した後、そのビフェニルを生物処理によって分解するため、
ポリ塩化ビフェニルの分解処理という本来の目的を達成しうることはもちろん、従来の単に化学的に分解する方法で問題となっていたビフェニル等の有機副生成物をも好適に分解することができるという効果がある。
【００５６】
従って、処理後の液の毒性を著しく低下させて、事実上無害にすることが可能となる。
【００５７】
また、一般に行われている焼却のように、ダイオキシン等の別の有害物質を生じさせるおそれもなく、環境破壊や安全性の観点からも好ましいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態としての有機塩素化合物の分解処理装置の全体を示す概略側面図。
【図２】分解処理装置におけるポリ塩化ビフェニルの脱塩素化工程を示す概略側面図。
【図３】分離処理工程の概略側面図。
【図４】生物分解処理工程の概略側面図。
【符号の説明】
１…反応槽                ４…抽出槽
６…ｐＨ調整槽            １１…生物処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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