(57)【要約】    【目的】還元分解処理により生じる塩化物の、触媒の表面や近傍における結晶化が抑制されて、効率よく還元分解処理できる処理装置を得る。    【構成】有機塩素化合物を含む被処理物を処理槽１の溶媒中に投入して有機塩素化合物を溶媒中に抽出し、還元触媒２の存在下において還元させることによって有機塩素化合物を分解処理するものにおいて、還元触媒２を担持した活性炭繊維に内蔵した加温ヒーター３を作動させ、還元触媒を加温して還元分解処理する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機塩素化合物を含む被処理物を処理槽の溶媒中に投入して前記有機塩素化合物を溶媒中に抽出し、還元触媒の存在下において還元させることによって前記有機塩素化合物を分解処理する有機塩素化合物処理装置において、前記還元触媒を加温する触媒加温手段を備えたことを特徴とする有機塩素化合物処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の有機塩素化合物処理装置において、前記処理槽中の溶媒を処理槽外へと取出し、浄化処理したのち、再び前記処理槽中へと戻す溶媒再生装置を備え、かつ、該溶媒再生装置に、溶媒を冷却して温度を下げる溶媒冷却手段を備えたことを特徴とする有機塩素化合物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の有機塩素化合物に汚染された地下水や土壌を浄化する有機塩素化合物処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工業排水などによる地下水や土壌の汚染が進み、特に、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の有機塩素化合物による地下水や土壌の汚染が深刻な問題となっている。これらの有機塩素化合物によって汚染された物質を除去する方法としては、オゾン等の酸化剤を利用して処理する方法が広く用いられているが、このように酸化処理によって分解させる方法は、特に地下水の場合、共存物質の影響を受けやすく、それに伴って、必要な酸化剤の量が増大し、過大になるという問題点がある。
この酸化処理法に代わる処理方法としては、地下水中や土壌中の有機塩素化合物による汚染物質を一旦活性炭や吸着剤に吸着させて移行させ、効率的に分解を行う方法（例えば、特許文献１参照）や、有機塩素化合物による汚染物質を分離したのちアルコール等の溶媒中に抽出し、触媒共存下において還元反応を進行させ、脱塩素化する方法などが提案されている。このうち、後者の水素脱塩化反応を用いた処理方式としては、炭素数１４以上の有機溶媒を溶媒に用いて多塩素化芳香族化合物を分解処理する方法（例えば、特許文献２参照）が開示されている。しかしながら、この方法では高温下で処理することが必須条件であるので、装置の取り扱いが煩雑となり、必然的に処理費用も嵩むこととなる。これに対して、有機溶媒中の触媒の存在下において常温常圧で処理する方法（特許文献３参照）は、他の方法に比べて分解速度が極めて速いという特徴をもつ。
【０００３】
上記のように、有機塩素化合物の汚染物質を分離したのち溶媒中に抽出し、還元反応を進行させて脱塩素化する処理方法においては、脱塩素化の進行に伴って塩化物イオン（Ｃｌ−）や塩酸（ＨＣｌ）が蓄積する。過剰の塩化物イオンや塩酸が蓄積すると、上記の還元反応が阻害されるので、溶媒の再利用効率が低下するばかりでなく、いわゆる触媒毒として作用する恐れがある。したがって、溶媒中の還元反応の効率を所定のレベルに維持するためには、処理の進行に伴って蓄積する塩化物イオンを適切に除去する必要がある。塩化物イオンを除去する方法としては、アルカリ金属化合物、例えば水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加し、次式（１）のように中和反応を起こさせて反応効率を維持する方法が知られている。
【０００４】
［化１］
ＨＣｌ  ＋  ＮａＯＨ  →  ＮａＣｌ  ＋  Ｈ２Ｏ          （１）
この方法では、有機塩素化合物の分解量に見合うだけの水酸化ナトリウムを添加すれば、反応生成物として塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が生成する。一般に、水酸化ナトリウムの有機溶媒中における溶解度は、水中の溶解度に比べて低いので、水酸化ナトリウムの濃度が高まると、徐々に過飽和の水酸化ナトリウムが結晶化し、固形物として蓄積することとなる。
【特許文献１】特開２００４−３１３９８５号公報
【特許文献２】特許３１１０６６７号公報
【特許文献３】特開２００４−２４３２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、有機塩素化合物に汚染された地下水や土壌の浄化処理方法の一つとして、有機塩素化合物による汚染物質を分離したのちアルコール等の溶媒中に抽出し、例えばアルカリ金属化合物である水酸化ナトリウムを添加し、触媒共存下において還元反応を進行させ、塩化ナトリウムを結晶化させて取出し、脱塩素化する方法が用いられている。この処理方法においては、結晶化した上記の塩化物を適切に除去することによって還元反応が進行し、処理が行われることとなるが、本発明者による一連の実験結果によれば、上記の中和反応によって生じる塩化物は、特に還元触媒の表面、あるいはその近傍において選択的に結晶化が進み、時間の経過とともに堆積して還元触媒の活性部位が覆われ、反応効率が低下するという問題点が明らかとなった。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するために行われたもので、本発明の目的は、還元触媒を収納した溶媒中で有機塩素化合物を還元分解処理する有機塩素化合物処理装置において、還元分解処理により生じるアルカリ金属塩化物の、還元触媒の表面、あるいはその近傍における結晶化が適正に抑制されて、反応効率の低下を生じることなく還元分解処理され、さらには、有機塩素化合物処理装置に貯えられた溶媒が効果的に使用されて、効率よく運転される有機塩素化合物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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明においては、
有機塩素化合物を含む被処理物を処理槽の溶媒中に投入して有機塩素化合物を溶媒中に抽出し、還元触媒の存在下において還元させることによって有機塩素化合物を分解処理する有機塩素化合物処理装置において、
（１）上記の還元触媒を加温する触媒加温手段を備えることとする。
（２）さらに、（１）の有機塩素化合物処理装置において、上記の処理槽中の溶媒を処理槽外へと取出し、浄化処理したのち、再び処理槽中へと戻す溶媒再生装置を備え、かつ、この溶媒再生装置に、溶媒を冷却して温度を下げる溶媒冷却手段を備えることとする。
【発明の効果】
【０００７】
被処理物を処理槽の溶媒中に投入して含まれる有機塩素化合物を溶媒中に抽出し、還元触媒の存在下において還元させることによって有機塩素化合物を分解処理する有機塩素化合物処理装置においては、還元反応によって生じるアルカリ金属塩化物の溶媒中への溶解度が液相の温度に依存し、温度が高いほど溶解度が高く、結晶化しにくくなる。したがって、上記の（１）のように、有機塩素化合物処理装置に触媒加温手段を備えて還元触媒を加温することとすれば、還元触媒の温度が高くなり、還元触媒の表面やその近傍での結晶の析出、蓄積が抑制されることとなる。したがって、触媒の活性部位が結晶に覆われることによって生じる反応効率の低下を引起す恐れがなく、常に安定した分解効率を維持することができる。
一方、溶媒の温度が低ければ低いほど還元反応によって生じるアルカリ金属塩化物の溶媒中への溶解度が低くなり、結晶化しやすくなる。したがって、上記の（２）のように、処理槽中の溶媒を処理槽外へと取出し、浄化処理したのち、再び処理槽中へと戻す溶媒再生装置を備え、かつ、この溶媒再生装置に溶媒冷却手段を備えれば、この溶媒冷却手段によって溶媒が冷却され、含まれるアルカリ金属塩化物の結晶化が促進されるので、沈降分離や膜による固液分離が容易となる。したがって、本構成とすれば、溶媒再生装置で溶媒が効果的に再生されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の有機塩素化合物処理装置の最良の実施形態は、有機塩素化合物を含む被処理物を処理槽の溶媒中に投入して有機塩素化合物を溶媒中に抽出し、還元触媒の存在下において還元させることによって有機塩素化合物を分解処理する有機塩素化合物処理装置に、上記の還元触媒を加温する触媒加温手段を備えて構成した形態にある。また、さらに、処理槽中の溶媒を処理槽外へと取出し、浄化処理したのち、再び処理槽中へと戻す溶媒再生装置を備え、かつ、この溶媒再生装置に、溶媒を冷却して温度を下げる溶媒冷却手段を備えた形態とすればより好適である。
【実施例】
【０００９】
図１は、本発明の有機塩素化合物処理装置の一実施例の構成を模式的に示したフロー図である。図に見られるように、本実施例の有機塩素化合物処理装置は、有機塩素化合物還元分解装置１０、アルカリ金属化合物添加装置２０、並びに溶媒再生装置３０によって構成されている。この実施例の処理装置はテトラクロロエチレンを除外対象としており、有機塩素化合物還元分解装置１０の処理槽１の中に溶媒としてメタノールを貯え、このメタノール中に活性炭繊維に担持した還元触媒２を浸漬し、かつ、この還元触媒２を担持した活性炭繊維に加温ヒーター３を内臓している。また、アルカリ金属化合物添加装置２０は、水酸化ナトリウムを貯留したアルカリ金属化合物貯留槽４と、貯留した水酸化ナトリウムを処理槽１へと送る添加ポンプ５とによって構成され、溶媒再生装置３０は、溶媒循環ポンプ６と冷却装置７と分離槽８によって構成されている。
【００１０】
本処理装置においては、溶媒として所定量のメタノールを貯えた処理槽１の中に、テトラクロロエチレンを含む被処理物を投入し、アルカリ金属化合物貯留槽４に貯えられた水酸化ナトリウムを添加ポンプ５によって処理槽１のメタノール中へと添加し還元処理が行われ、塩化ナトリウムが生成される。なお、この還元処理に際しては、加温ヒーター３を作動させて触媒表面およびその近傍を常に加温した状態、例えば、３０℃〜７０℃に保持される。この加温によって、メタノール中の塩化ナトリウムの溶解度が高められ、触媒表面への塩化ナトリウムの付着が抑制されて還元反応が円滑に進行する。また、この還元処理の開始時および処理中には、処理槽１の中に窒素ガスと水素ガスが適宜注入され、槽内を還元雰囲気、すなわち水素雰囲気に保持して還元処理の促進が図られる。
本処理装置には溶媒再生装置３０が付設されており、以下のように処理槽１の中のメタノールの再生が行われる。すなわち、処理槽１中で還元処理が進むとメタノール中に蓄積した塩化物イオンが、添加された水酸化ナトリウムと反応して中和され、塩化ナトリウムが生成することとなるが、溶媒再生装置３０の溶媒循環ポンプ６を作動させて、処理槽１中の溶媒を分離槽８へと送り、メタノールから塩化ナトリウムを分離することによって、溶媒が再生される。特に本実施例の処理装置では溶媒再生装置３０の分離槽８の前段に冷却装置７が備えられているので、処理槽１から取出されたメタノールを冷却装置７を通して温度を下げることによって含まれる塩化ナトリウムの析出が促進され、分離槽８でより効果的に分離されることとなる。
【００１１】
なお、本実施例の有機塩素化合物処理装置においては、有機塩素化合物還元分解装置１０にアルカリ金属化合物添加装置２０と溶媒再生装置３０を併置して処理装置を構成しているが、有機塩素化合物還元分解装置１０のみで構成してもよく、また、有機塩素化合物還元分解装置１０とアルカリ金属化合物添加装置２０、あるいは、有機塩素化合物還元分解装置１０と溶媒再生装置３０とによって構成することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明の請求項１のように、有機塩素化合物を含む被処理物を処理槽の溶媒中に投入して有機塩素化合物を溶媒中に抽出し、還元触媒の存在下において還元させて有機塩素化合物を分解処理する有機塩素化合物処理装置において、還元触媒を加温する触媒加温手段を備えれば、既に述べたように、還元触媒の表面やその近傍での結晶の析出、蓄積が抑制され、常に安定した分解効率を維持できるので、処理速度の速い有機塩素化合物処理装置として効果的に使用される。
また、さらに、請求項２のように、上記の処理槽中の溶媒を取出して浄化処理し、再び処理槽中へと戻す溶媒再生装置を備え、かつ、この溶媒再生装置に溶媒を冷却して温度を下げる溶媒冷却手段を備えれば、この溶媒冷却手段によって溶媒が冷却され、含まれるアルカリ金属塩化物の結晶化が促進されるので、固液分離が容易となり、溶媒が効果的に再生されて使用されるので、効率よく運転される有機塩素化合物処理装置として特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の有機塩素化合物処理装置の一実施例の構成を模式的に示したフロー図
【符号の説明】
【００１４】
１    処理槽
２    還元触媒
３    加温ヒーター
４    アルカリ金属化合物貯留槽
５    添加ポンプ
６    溶媒循環ポンプ
７    冷却装置
８    分離槽
１０    有機塩素化合物還元分解装置
２０    アルカリ金属化合物添加装置
３０    溶媒再生装置
【図１】
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