(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物で汚染された固形物中の水分を減圧蒸留によって除去した後、該有機ハロゲン化合物で汚染された固形物にアルカリ金属を添加し、有機ハロゲン化合物を分解処理して固形物を浄化することを特徴とする有機ハロゲン化合物で汚染された固形物の浄化方法。
【請求項２】
有機ハロゲン化合物で汚染された固形物を供給するとともに、アルカリ金属を添加して、固形物中の有機ハロゲン化合物とアルカリ金属とを反応させる反応装置（１）と、該反応装置（１）で固形物中の有機ハロゲン化合物とアルカリ金属とを反応させる前に予め固形物中の水分を除去するための減圧蒸留を行う蒸留装置（２）とが具備されてなることを特徴とする有機ハロゲン化合物で汚染された固形物の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ハロゲン化合物で汚染された固形物の浄化方法とその装置、さらに詳しくは、ポリ塩化ビフェニル、ダイオキシン、農薬等の有機ハロゲン化合物で汚染された土壌や汚泥等の固形物を浄化して無害化するための浄化方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、有機ハロゲン化合物の一種である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。しかし、従前から用いられていたものが残存する等、現在でも土壌や汚泥等の固形物中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，処理するかは重要な課題となっている。
【０００３】
また、近年では、ダイオキシン等の有機ハロゲン化合物も環境破壊や安全性の観点から、その処理が問題となっており、このようなダイオキシンも土壌や汚泥等の固形物中に微量成分として残存している場合がある。
【０００４】
このような有機ハロゲン化合物で汚染された汚染物を浄化する方法として、浄化対象物を300 〜400 ℃以上に加熱し、酸素を送り込んで燃焼させる熱分解法、有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上（たとえば300 ℃以上）に加熱し、蒸発させた後に冷却する熱脱着法、300 〜400 ℃以上に加熱し、主としてＮａＯＨやＫＯＨ等のアルカリ化合物を加え、炭化水素系溶媒の存在下で有機ハロゲン化合物の無害化を図る化学的な方法（ＢＣＤ法）等が行われている。
【０００５】
しかし、いずれの方法も高温で加熱されるため、その加熱により有機ハロゲン化合物が蒸発することとなり、その結果、周辺の環境に及ぼす影響が無視できず、環境破壊をもたらすという問題点があった。このような有機ハロゲン化合物の飛散を防止することも不可能ではないが、そのために大がかりな装置が必要となっていた。また、いずれの方法も高温で処理されるので、多大な熱エネルギーを要することとなっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、浄化のための処理温度を有機ハロゲン化合物の蒸気圧以下に下げることが可能であり、それによって有機ハロゲン化合物の飛散による周辺の環境破壊を防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するために、有機ハロゲン化合物で汚染された固形物の浄化方法とその装置としてなされたもので、浄化方法としての特徴は、有機ハロゲン化合物で汚染された固形物中の水分を減圧蒸留によって除去した後、該有機ハロゲン化合物で汚染された固形物にアルカリ金属を添加し、有機ハロゲン化合物を分解処理して固形物を浄化することである。
【０００８】
また、浄化装置としての特徴は、有機ハロゲン化合物で汚染された固形物を供給するとともに、アルカリ金属を添加して、固形物中の有機ハロゲン化合物とアルカリ金属とを反応させる反応装置１と、該反応装置１で固形物中の有機ハロゲン化合物とアルカリ金属とを反応させる前に予め固形物中の水分を除去するための水分除去装置とが具備されてなることである。
【０００９】
固形物中の水分を除去する水分除去装置としては、減圧蒸留を行う蒸留装置２が用いられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、常温以上好ましくは60℃以上200 ℃以下の加熱温度で反応する金属ナトリウム等のアルカリ金属を、有機ハロゲン化合物を含有する土壌、汚泥等の固形物に添加するため、沸点が上記温度よりはるかに高いポリ塩化ビフェニルやダイオキシン等の有機ハロゲン化合物が蒸発するおそれがなく、従って、周辺の環境に影響を及ぼすこともなく、環境破壊をもたらすこともないという効果がある。
【００１１】
この結果、従来のように、蒸発する有機ハロゲン化合物を捕獲するための大がかりな装置を設ける必要もなく、設備を小型化することができるという効果がある。
【００１２】
また、従来の方法に比べて低い温度で処理することができるので、従来のように多大な熱エネルギーを要することもない。
【００１３】
さらに、固形物にアルカリ金属を添加する前に、予め固形物中の水分を除去するので、金属ナトリウムが土壌中の水分と反応して苛性ソーダになるおそれもなく、金属ナトリウムとポリ塩化ビフェニル等の有機ハロゲン化合物との反応に支障を生ずることもないという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面に従って説明する。
先ず、一実施形態としての、有機ハロゲン化合物で汚染された固形物の浄化装置について説明する。
【００１５】
図１において、１は、有機ハロゲン化合物の一例としてのポリ塩化ビフェニルを含有する土壌を供給するとともに、金属ナトリウムの粉末を絶縁油に分散させたナトリウム分散剤を添加して、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反応装置で、この反応装置１には、さらに反応促進物質であるイソプロピルアルコールが添加される。
【００１６】
２は、ナトリウム分散剤が添加される前に、予め土壌中の水分を減圧蒸留で除去するための蒸留装置で、前記反応装置１の前段に設けられている。３は、前記蒸留装置２で除去された水分を活性炭で吸着するための吸着装置を示す。
【００１７】
４は、前記反応装置１で添加されたナトリウム分散剤のうち、未反応のナトリウム分散剤を土壌から分離するための分離装置で、その分離されたナトリウム分散剤を前記反応装置１へ返送するための返送ライン５が、該反応装置１と前記分離装置４とに接続されている。
【００１８】
６は、ナトリウム分散剤を分離した後の土壌からイソプロピルアルコールを減圧蒸留で分離するための蒸留装置で、その分離されたイソプロピルアルコールを前記反応装置１へ返送するための返送ライン７が、該反応装置１と前記蒸留装置６とに接続されている。
【００１９】
次に、このような浄化装置を用いて、有機ハロゲン化合物で汚染された固形物の浄化する方法を、図１及び図２に従って説明する。
【００２０】
先ず、ポリ塩化ビフェニルを含有する汚染土壌を蒸留装置２へ供給し、その蒸留装置２で土壌を減圧蒸留する。これによって、土壌中の水分が蒸発して一定量の水分が除去されることとなる。
【００２１】
すなわち、土壌中に水分が多量が含有されていると、後に添加される金属ナトリウムが土壌中の水分と反応して苛性ソーダになるおそれがあり、金属ナトリウムとポリ塩化ビフェニルとの反応に支障を生ずるおそれがあるため、上記減圧蒸留によって予め水分が除去されるのである。除去された水蒸気は、吸着装置３の活性炭で吸着して処理される。
【００２２】
次に、減圧蒸留後の土壌を反応装置１へ供給し、約100 ℃で加熱した状態で、反応装置１に金属ナトリウムの粉末を絶縁油に分散させたナトリウム分散剤を添加し、さらにイソプロピルアルコールを添加する。これによって、土壌中のポリ塩化ビフェニルとナトリウム分散剤中の金属ナトリウムとが反応し、ポリ塩化ビフェニルが脱塩素化されることとなる。また、イソプロピルアルコールが添加されることにより、ポリ塩化ビフェニルと金属ナトリウムとの反応が促進されることとなる。
【００２３】
さらに、土壌に含有されているポリ塩化ビフェニルは、一般に絶縁油に含まれているため、上述のように添加するアルカリ金属を絶縁油に分散させることで親和性が向上し、アルカリ金属と有機ハロゲン化合物との反応がより確実に行われることとなる。
【００２４】
上記のような反応後、土壌は分離装置４へ供給され、その分離装置でナトリウム分散剤のみが分離され、返送ライン５を介して前記反応装置１へ返送される。この分離後のナトリウム分散剤は未反応のものであり、上記反応装置１に返送されて再利用されることとなるのである。一方、分離後の土壌は蒸留装置６へ供給され、その蒸留装置６で減圧蒸留されてイソプロピルアルコールが分離される。この減圧蒸留の際に分離されたイソプロピルアルコールは、返送ライン７を介して前記反応装置１へ返送される。
【００２５】
このイソプロピルアルコールは反応装置１へ返送されて、ポリ塩化ビフェニルと金属ナトリウムとの反応促進剤として再利用されるのである。蒸留装置で分離された土壌は、無害化された乾燥物として得られることとなる。
【００２６】
以上のように、本実施形態においては、金属ナトリウムの粉末を絶縁油に分散させたナトリウム分散剤をポリ塩化ビフェニルと反応させてポリ塩化ビフェニルを脱塩素化処理するため、金属ナトリウムが反応する温度である常温以上好ましくは60℃以上200 ℃以下の範囲で処理できることとなり、従って沸点が約300 度であるポリ塩化ビフェニルが蒸発して土壌から飛散することがなく、周辺に影響を及ぼすこともないのである。
【００２７】
（実施例）
ＰＣＢについて反応装置での分解処理を行う際の温度を、常温、60℃、75℃、90℃、110 ℃に変えて、それぞれ残留ＰＣＢ率の経時変化を試験した。ここで、残留ＰＣＢ率は次式で示される。
残留ＰＣＢ率（％）＝（反応後ＰＣＢ濃度）／（反応前ＰＣＢ濃度）×１００
【００２８】
尚、ＰＣＢの初期濃度は360ppmで行った。試験結果を図３に示す。図３からも明らかなように、110 ℃では約５分でＰＣＢが完全に分解し、90℃では約10分で完全に分解し、75分では約15分で分解し、60℃では約95分で分解した。
【００２９】
常温でも、残留ＰＣＢ率は約120 時間で約75％まで低減することができ、常温でもＰＣＢの分解反応が可能であることが確認できた。これらより、常温でも分解処理は可能であるが、処理にかかる時間を考慮すると、60℃以上で処理するのが好ましい。また、処理温度を高くすると、短時間に処理できるようになるが、200 ℃を超えるとＰＣＢの蒸発が顕著になるため、200 ℃以下で分解処理を行うのが好ましい。
【００３０】
尚、上記実施形態で用いた金属ナトリウムは安価で一般的に入手し易い利点があるが、これに限らず、金属カリウム、金属ストロンチウム、金属リチウムやその合金を用いることも可能である。要は、アルカリ金属を油等の分散媒に分散させた分散剤が用いられればよいのである。
【００３１】
また、該実施形態では、反応促進剤としてイソプロピルアルコールを用い、このイソプロピルアルコールは官能基（反応基）が多く、低粘度のため反応性に優れていること、消毒薬等の医薬品に使用されるため安全性に優れていること、生物分解性があること等の利点があるが、反応促進剤の種類はこれに限定されるものではなく、たとえばエタノールやメタノール等を用いることも可能である。
【００３３】
さらに、上記実施形態では、分離後のナトリウム分散剤や蒸留後のイソプロピルアルコールを返送したため、これらを再利用できるという利点が得られたが、このように返送して再利用することも本発明に必須の条件ではない。
【００３４】
さらに、上記実施形態では、金属ナトリウムを絶縁油等の分散媒に分散させたため、親和性が向上し、アルカリ金属と有機ハロゲン化合物との反応がより確実に行われるという好ましい効果が得られたが、このような分散媒に分散させることは本発明に必須の条件ではない。
【００３５】
これ以外にも、アルカリ金属を添加した土壌等の固形物をアルカリ金属の融点以上に加熱しながら攪拌する方法や、粉砕混合する方法、アルカリ金属の蒸気を固形物にあてる方法によって被処理物中にナトリウムを分散させることも可能である。
【００３６】
さらに、上記実施例では、ポリ塩化ビフェニルを処理する場合について説明したが、処理すべき有機ハロゲン化合物の種類も、上記実施例のポリ塩化ビフェニルに限定されるものではなく、たとえばダイオキシンのようなものであってもよい。また、ＤＤＴやＢＨＣ等の農薬類であってもよい。要は、処理すべき土壌に有機ハロゲン化合物が含有されていればよいのである。
【００３７】
さらに、上記実施例では、有機ハロゲン化合物を含有する土壌を処理する場合について説明したが、土壌に限らず、たとえば有機ハロゲン化合物を含有する汚泥を処理する場合に本発明を適用することも可能である。さらに、有機ハロゲン化合物が付着した容器類や布地等の処理に本発明を適用することも可能である。要は、有機ハロゲン化合物が含有され、或いは付着等されることによって汚染された固形物であれば、本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施例としての固形物の浄化装置の概略ブロック図。
【図２】一実施例としての固形物の浄化工程を示す概略ブロック図。
【図３】反応時間と残留ＰＣＢ率の相関関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３９】
１…反応装置              ２…蒸留装置
４…分離装置
【図１】
0003730251.tif 000002
【図２】
0003730251.tif 000003
【図３】
0003730251.tif 000004