(57)【要約】【課題】  ＰＣＢの無害化処理開始の際に、無害化処理を完了させるための反応条件を定めることができ、この条件での反応によって、ＰＣＢの無害化処理を安定して完了させることができるＰＣＢの無害化処理方法を提供する。【解決手段】  容量が２０Ｌ以下の反応槽を有するトリータビリティ試験装置の反応槽内に、ＰＣＢを含有する処理対象物及び脱塩素化剤を、所定の脱塩素化剤濃度、脱塩素化剤比、添加速度、加熱冷却条件にて添加してＰＣＢの分解反応を行い、反応開始後の所定時間に該反応槽内のＰＣＢ濃度を測定して、ＰＣＢの処理完了に要する反応保持時間を求めた後、実設備で、同じ処理対象物及び脱塩素化剤を、前記の脱塩素化剤濃度、脱塩素化剤比、添加速度、加熱冷却条件、及び反応保持時間に基づいて得られる条件にて反応させることを特徴とするＰＣＢの無害化処理方法【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量が２０Ｌ以下の反応槽を有するトリータビリティ試験装置の反応槽内に、ＰＣＢを含有する処理対象物及び脱塩素化剤を添加して、所定の脱塩素化剤濃度、脱塩素化剤比、添加速度、加熱冷却条件にてＰＣＢの分解反応を行い、反応開始後の所定時間に該反応槽内のＰＣＢ濃度を測定して、ＰＣＢの処理完了に要する反応保持時間を求めた後、実設備で、同じ処理対象物及び脱塩素化剤を、前記の脱塩素化剤濃度、脱塩素化剤比、添加速度、加熱冷却条件、及び反応保持時間に基づいて得られる条件にて反応させることを特徴とするＰＣＢの無害化処理方法。
【請求項２】
トリータビリティ試験装置の反応槽において、ＰＣＢの分解反応中に、該反応槽での放熱量と実設備での放熱量の差に相当する熱量を補償入熱することを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢの無害化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱塩素化剤を用いた化学処理によるＰＣＢの無害化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣＢを無害化処理する方法として、従来は高温で焼却する方法しか認められていなかったが、近年、この高温焼却処理に加えて、新たにＰＣＢを化学反応により分解する化学処理が認められ、種々の化学処理法が検討され、実施され始めている。
【０００３】
化学反応によるＰＣＢの無害化処理方法として、金属Ｎａを絶縁油中に分散させた液（Ｓｏｄｉｕｍ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：以後ＳＤと言う。）等の脱塩素化剤を用いる方法が提案されている。ＳＤを用いる方法では、反応槽内で予熱されたべ−ス油と呼ばれる絶縁油にＳＤを添加し、そこにＰＣＢを含有する処理対象物（以下、単に処理対象物と言う。）を少しずつ添加して分解反応を行い、ＰＣＢを脱塩素化させる。
【０００４】
この反応は、ＮａとＰＣＢ中のＣｌのモル比（Ｎａ／Ｃｌ比）や反応温度、反応保持時間、反応を阻害する不純物混入の有無等により影響される。コンデンサー、トランス、その他ＰＣＢにより汚染された物を洗浄した液から回収した回収ＰＣＢや、保管状態が悪いＰＣＢ等、反応を阻害する不純物が含まれている可能性のあるＰＣＢについては、不純物混入のないＰＣＢの無害化処理に適用されるＮａ／Ｃｌ比、反応温度、反応保持時間と同じ条件では無害化できない場合がある。
【０００５】
このように、ＰＣＢを脱塩素化剤と反応させて無害化する処理方法においては、処理対象物の性状（不純物の含有等）によって反応性が変動するため、性状の分からない処理対象物については、脱塩素化剤比（処理対象物と脱塩素化剤の量比）、反応保持時間等の処理条件について、最適な条件が不明である。そこで、所定の条件を定め反応を行っても、ＰＣＢの無害化処理が完了しない場合が起こり得るので、安全上の問題が生じる。
【０００６】
この安全上の問題を防ぐために、所定条件での工程終了後にＰＣＢ濃度の分析を行い、無害化処理が完了していないことが判明した場合は、ＳＤ等の脱塩素化剤の追加添加や反応保持時間の延長等が行なわれる。しかし、この方法によれば、処理に必要な時間が延び、経済的に不利となるとともに、プラントを安定して稼動させる上でも問題となる。
【０００７】
そこで、このような問題がなく、ＰＣＢの分解反応（無害化処理）を、安定的に、かつ安全に行うことができるＰＣＢの無害化処理方法の開発が望まれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ＰＣＢの無害化処理開始の際に、無害化処理を完了させるための条件を定めることができ、この条件での反応によって、ＰＣＢの無害化処理を安定して完了させることができるＰＣＢの無害化処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、容量が２０Ｌ以下の反応槽を有するトリータビリティ試験装置の反応槽内に、ＰＣＢを含有する処理対象物及び脱塩素化剤を添加して、所定の脱塩素化剤濃度、脱塩素化剤比、添加速度、加熱冷却条件にてＰＣＢの分解反応を行い、反応開始後の所定時間に該反応槽内のＰＣＢ濃度を測定して、ＰＣＢの処理完了に要する反応保持時間を求めた後、実設備で、同じ処理対象物及び脱塩素化剤を、前記の脱塩素化剤濃度、脱塩素化剤比、添加速度、加熱冷却条件、及び反応保持時間に基づいて得られる条件にて反応させることを特徴とするＰＣＢの無害化処理方法（請求項１）により達成される。
【００１０】
トリータビリティ試験装置の反応槽の容量は２０Ｌ以下である。従って、トリータビリティ試験装置内での模擬実験に要する処理対象物は少量でよく、小規模な模擬実験であるので、容易に実施することができる。本発明者は、２０Ｌ以下との反応槽で、少量の処理対象物についての、小規模な模擬実験の結果によっても、実設備での大容量の反応槽内における大規模な分解反応の条件を決定できることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
このように、最適な処理条件をあらかじめ決定しておくことにより、実設備での反応をこの処理条件により確実に完了させることができるので、安全であり、又追加の脱塩素化剤の添加や反応保持時間の延長等の必要がなく、ＰＣＢ処理のプラントを安定的に稼動させることが可能になる。
【００１２】
トリータビリティ試験装置での反応（模擬実験）は、所定の脱塩素化剤濃度、脱塩素化剤比、添加速度、加熱冷却条件で行われる。ここで、脱塩素化剤濃度とは、脱塩素化剤とそれを希釈するベース油（絶縁油）等の希釈剤の合計量、すなわち反応槽に添加される全量から処理対象物量を引いた量に対する、脱塩素化剤中の分解反応に実際係わる成分の量、例えばＳＤの場合は金属Ｎａの量、の比を意味する。脱塩素化剤比とは、処理対象物量に対する脱塩素化剤量の比を意味する。
【００１３】
添加速度とは、処理対象物及び脱塩素化剤を反応槽内に添加する速度を意味する。ＳＤを用いる場合には、通常、先ずＳＤを反応槽に添加した後、処理対象物を、時間をかけて添加していくので、この処理対象物の添加速度に該当する。加熱冷却条件とは、反応開始時の温度（反応開始温度）、反応液（反応槽中の処理対象物、脱塩素化剤等の混合物）の単位体積当たりの加熱する熱量又は冷却により除去する熱量、及び加熱又は冷却により調整される反応温度を意味する。
【００１４】
さらに、この模擬実験により分解反応中の発熱等も測定可能であり、この測定結果に基づき実設備での温度の制御条件等も予測可能となる。又生成する反応副生成物の性状、例えば発泡の有無、反応槽への付着性の有無等も確認することが可能であり、実設備での分解反応の安全性を向上させることができる。
【００１５】
本発明のＰＣＢの無害化処理方法での処理対象物としては、コンデンサーやトランス等に封入されていた純度の高いＰＣＢも挙げられる。しかし、コンデンサーやトランス等を洗浄した液、その他のＰＣＢにより汚染されている物を洗浄した液から回収した回収ＰＣＢ等、％オーダーの濃度でＰＣＢを含みながらも、ＰＣＢの分解反応を阻害する不純物を含むもの、又ＰＣＢの濃度が不明なもの等について、本発明の効果が特に発揮される。
【００１６】
本発明で用いられる脱塩素化剤としては、ＳＤが代表的なものとして例示される。トリータビリティ試験装置内での処理対象物と脱塩素化剤の反応開始後、所定時間後に該反応槽内のＰＣＢ濃度の測定が行われる。ＰＣＢ濃度の測定は、通常、反応槽内の反応混合物をサンプリングし分析することにより行われる。従って、トリータビリティ試験装置の反応槽には、通常サンプリング手段が設けられている。
【００１７】
ＰＣＢの処理完了に要する反応保持時間とは、ＰＣＢ濃度が、目的とする基準値（通常０．５μｇ／ｇ以下）になるまでに要する時間である。この時間は、前記のＰＣＢ濃度の測定結果、好ましくは所定の時間間隔をおいて複数回行われたＰＣＢ濃度の測定結果から、理論式に基づいて計算して求めることも可能であるが、好ましくは、ＰＣＢ濃度の測定により、ＰＣＢ濃度が目的とする基準値に達していないことが判明した場合は、さらに分解反応を続け、ＰＣＢ濃度が目的とする基準値に達するまでＰＣＢ濃度の測定を繰り返して求められる。
【００１８】
前記のように２０Ｌ以下との小規模な反応槽での模擬実験により、実設備での反応条件（処理条件）を決定することができる。実設備での反応条件、すなわち、脱塩素化剤濃度、脱塩素化剤比、添加速度、加熱冷却条件、反応保持時間は、模擬実験での脱塩素化剤濃度、脱塩素化剤比、添加速度、加熱冷却条件、反応保持時間から求められ、通常好ましくは、実設備での反応条件は、模擬実験での反応条件と同一の条件が採用される。
【００１９】
金属ＮａとＰＣＢの反応は発熱反応である。そこで、反応温度の制御は、通常、反応熱及び冷却のバランスにより行なわれる。冷却は、絶縁油の添加等によっても行うことができる。しかし、反応槽からの放熱があるので、この放熱量により、冷却条件は影響される。なお、絶縁油の添加は、冷却と同時に希釈する効果もあるので、投入量管理は重要である。
【００２０】
反応槽内の液の体積に対する反応槽の表面積の比は、小規模な反応槽では実設備と比較して大きい。従って、模擬実験においては、たとえ断熱加工が施されていても、反応槽よりの放熱量が実設備と比較して大きいので、同様に冷却して、同じ反応温度の変動パターンとすることは困難であった。
【００２１】
反応温度の変動パターンが異なると、金属ＮａとＰＣＢの反応性も変わるので、実設備での反応の模擬を充分に行えない場合がある。そこで、好ましくは、トリータビリティ試験装置の反応槽において、ＰＣＢの分解反応中、該反応槽での放熱量と実設備での放熱量の差に相当する熱量を補償入熱する方法が採用される。補償入熱は、好ましくは、反応槽内に設けられたヒーターにより加熱して行われ、少なくとも処理対象物の添加中は行うことが好ましい。請求項２は、この好ましい態様に該当する。
【００２２】
補償入熱の量は、トリータビリティ試験装置の反応槽における△Ｔ／ｄｔ（放熱による単位時間あたりの温度低下）と、実設備における△Ｔ／ｄｔとの差である。それぞれの△Ｔ／ｄｔは、所定の温度の媒体を反応槽等に入れ、放熱させて温度低下を測定することにより求めることもできるし、装置の構造から計算により求めることも可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のＰＣＢの無害化処理方法によれば、実設備でのＰＣＢの分解処理を確実に完了させることができるので、安全が向上するとともに、追加の脱塩素化剤の添加や、反応保持時間の延長等が必要なく、ＰＣＢ処理のプラントを安定的に稼動させることが可能になる。例えば、脱塩素化剤としてＳＤを使用する反応の場合、より具体的には、次のような効果が得られる。
１）反応に必要な金属Ｎａ量が分かるため、ＳＤ量を節約することができる。
２）反応に必要な時間が分かるため、時間のロスを省くことができる。
３）反応中の温度制御のし易さが前もって分かるため、実設備での安全性が高まる。
４）反応副生成物の性状（発泡の有無、反応槽への付着性の有無）を前もって確認できるため、実設備でのトラブルを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明するが、本発明の範囲は、この形態により限定されるものではない。
【００２５】
図１は、本発明のＰＣＢの無害化処理方法に用いられるトリータビリティ試験装置の一例の系統図である。容量２０Ｌ以下の反応槽１には、攪拌手段２、ヒーター３、槽内パージのための窒素ライン入口４と出口５、ＳＤの添加、余剰のＮａの活性をなくすための水の添加及びサンプリングを行うための投入サンプリング口６、反応中（特にＰＣＢを含有する処理対象物の添加中）に反応槽を冷却するための冷却コイル７、温度計８が備え付けてあり、これに、処理対象物を供給するための処理対象物槽９及び絶縁油を供給するための絶縁油槽１０が、注入管１１を通じて反応槽１に接続されている。
【００２６】
注入管１１には、処理対象物、絶縁油をそれぞれ送液するためのポンプ１２、１３が設けられている。注入管１１の反応槽１への開口部は、液跳ねによる反応槽上壁部の汚染を防ぐため、反応液１４の液面下に設けられている。又、処理対象物を定量しながら添加するために、処理対象物槽９は、天秤１５上に乗せられている。
【００２７】
この装置は実設備を大幅にスケールダウンさせたものであり、基本的に実設備と同じ機能を持つ。模擬実験を行う場合は、先ず、絶縁油槽１０内の絶縁油（ベース油）を、希釈剤として、ポンプ１３により、反応槽１下の配管を通して反応槽１内に注入する。反応槽１内をヒーター３及び／又は冷却コイル７により所定の温度とした後、投入サンプリング口６よりＳＤを反応槽１内に添加する。槽内を所定の温度に保ちながら、窒素ライン入口４から窒素ガスによる槽内パージを行い、撹拌手段２により撹拌しながら、処理対象物槽９内の処理対象物を、ポンプ１２により注入管１１を通して反応槽１内に注入して分解反応を行う。なお、処理対象物の注入後、注入管１１を通して絶縁油の一部を反応槽１内に注入してフラッシングを行う。分解反応中、必要により、絶縁油槽１０内の絶縁油が、冷却剤として、反応槽１下の配管より反応槽１内に注入される。
【００２８】
ＰＣＢの分解反応中は、ヒーター３を使用して補償入熱がされる。反応開始後、所定の時間毎に投入サンプリング口６より、反応液をサンプリングし、反応液内のＰＣＢ濃度を分析する。反応は、ＰＣＢ濃度が所定の基準値以下になるまで続けられる。
【００２９】
参考例１
図１に示すトリータビリティ試験装置（反応槽容量２０Ｌ）を用い、コンデンサーから抜油したＰＣＢ（抜油ＰＣＢ：ＰＣＢ濃度はほぼ１００％）と、回収ＰＣＢ１、２について、無害化処理を行った。ここで、回収ＰＣＢ１、２は、いずれもＰＣＢ汚染物（ゴム手袋、塩ビホース、ウエス等）を、洗浄液を用いて除洗し、蒸留してこの洗浄液を取り除いた残留液である。無害化処理は、反応開始温度１２０℃、処理対象物（抜油ＰＣＢ、回収ＰＣＢ１、２）の添加時間は４０分、処理対象物添加後の反応温度を１４５℃に保持して行った。反応温度の保持は、ヒータにより、又必要により冷却コイルと冷却油による冷却により行った。その他の条件は、表１に示す。
【００３０】
表１の結果より、抜油ＰＣＢと比較し、汚染物洗浄液から回収したＰＣＢは、無害化のために多くのＳＤ量と長い反応時間が必要であることが分かる。
【００３１】
【表１】
2006167106.tif 000003
【００３２】
参考例２
図１に示すトリータビリティ試験装置（反応槽容量１Ｌ）を用い、１００％ＰＣＢについて、以下の反応条件で、分解反応を行い無害化処理した。この無害化処理は、補償入熱有りの場合と無しの場合について行い両者を比較した。補償入熱方法としては、実設備、試験装置における△T／dtを測定し、その差の熱量を、ヒーター３で加熱する方法により行った。
【００３３】
結果を表２に示す。補償入熱無しでは、反応に時間がかかり、実設備での反応を充分に模擬できない場合があることが示されている。
【００３４】
【表２】
2006167106.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明で用いられるトリータビリティ試験装置の系統図である。
【符号の説明】
【００３６】
１          反応槽
２          攪拌手段
３          ヒーター
４          窒素ライン入口
５          窒素ライン出口
６          投入サンプリング口
７          冷却コイル
８          温度計
９          処理対象物槽
１０        絶縁油槽
１１        注入管
１２、１３  ポンプ
１４        反応液
１５        天秤
【図１】
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