(57)【要約】【課題】  比較的簡易な処理により、ダイオキシンを高濃度に含有する固体物質に対しても、基準値である３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ以下の低濃度にまでダイオキシン類を除去することができるダイオキシン類の分解方法及び装置を提供する。【解決手段】  固体状のダイオキシン類含有物質を混合しながら加熱するとともに、炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩からなるダイオキシン類分解薬剤を、該ダイオキシン類含有物質に添加時期を異ならせて複数回添加する。【選択図】  図１
2006095355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体状のダイオキシン類含有物質を攪拌しながら加熱するとともに、炭素
数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩からなるダイオキシン類分解薬剤を、該ダイオキ
シン類含有物質に添加時期を異ならせて複数回添加することを特徴とするダイオキシン類
の分解方法。
【請求項２】
請求項１において、炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩がギ酸ナ
トリウムであることを特徴とするダイオキシン類の分解方法。
【請求項３】
請求項１または２において、固体状のダイオキシン類含有物質が飛灰であ
ることを特徴とするダイオキシン類の分解方法。
【請求項４】
固体状のダイオキシン類含有物質を攪拌しながら加熱してダイオキシン類
を分解する装置であって、炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩からなるダイオキ
シン類分解薬剤が該ダイオキシン類含有物質に添加されるように少なくとも１箇所に設け
られた薬剤添加手段と、該薬剤添加手段から炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩
からなるダイオキシン類分解薬剤が該ダイオキシン類含有物質に添加時期を異ならせて複
数回添加されるように該薬剤添加手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするダ
イオキシン類の分解装置。
【請求項５】
請求項４において、炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩がギ酸ナ
トリウムであることを特徴とするダイオキシン類の分解装置。
【請求項６】
請求項４または５において、固体状のダイオキシン類含有物質が飛灰であ
ることを特徴とするダイオキシン類の分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオキシン類含有物質中のダイオキシン類の分解方法および装置に関する
ものであり、特に、炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩からなるダイオキシン類
分解薬剤とダイオキシン類含有物質を混合しながら加熱してダイオキシン類を分解する方
法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン類は、化学物質の合成過程や、廃棄物の燃焼過程で非意図的に生成される
物質であり、その発生源は多岐にわたっている。発がん性、生殖毒性、催奇性などの広い
範囲の毒性影響が報告されており、特に生殖毒性に関しては極めて低濃度でも生体に影響
を及ぼすことが懸念されている。毒性の強さに加えて、難分解性物質であるために、いっ
たん生成すると環境中に長く留まり、ダイオキシン類による環境汚染が大きな社会問題と
なっている。
【０００３】
ダイオキシン類で汚染された土壌や汚泥は、セメントで固化して有害物を封じ込める処
理が行われている。しかし、セメント固化物は、ダイオキシン類が外部へ漏出しないよう
に管理を続ける必要があり、セメント固化物の埋立地の利用も制限される。このために、
ダイオキシン類で汚染された土壌や汚泥中の有害物を化学的に分解して無害化し、有効に
利用し得る方法が検討されている。例えば、土壌などの固体状の物質中に含まれるＰＣＢ
やダイオキシンなどの芳香族ハロゲン化合物の分解方法として、汚染された固体状の物質
に、ギ酸ナトリウム又はギ酸カリウムを添加混合し、３００〜４５０℃に加熱する芳香族
ハロゲン化合物の分解方法が提案されている（特許文献１）。また、被処理物に含まれる
有機塩素化合物を除去又は無害化する処理方法として、ギ酸又はシュウ酸の塩を含有して
なる還元剤を被処理物に添加する還元剤添加工程と、還元剤が添加された被処理物を加熱
することにより、有機塩素化合物を還元して除去又は無害化する加熱工程を備える有機塩
素化合物の処理方法が提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平８−５２４５４号公報
【特許文献２】特開２００１−２５９６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の方法では、ダイオキシンを高濃度に含有する飛灰を対象とする場合、分解率
が不足する。平成１１年に公布された「ダイオキシン類対策特別措置法」のなかで、廃棄
物焼却炉に係るばいじんの濃度基準値が３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇに設定されたが、例えばダイ
オキシン類濃度が１００ｎｇ−ＴＥＱ／ｇの飛灰を３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇに低減するために
は、９７％の分解率が必要となり、通常の加熱脱塩素化装置を用いても、また、ギ酸ナト
リウムなどのダイオキシン類分解薬剤を使用しても、この分解率を達成することは容易で
はない。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑み、比較的簡易な処理により、ダイオキシンを高濃度に含有す
る固体物質に対しても、基準値である３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ以下の低濃度にまでダイオキシ
ン類を除去することができるダイオキシン類の分解方法及び装置を提供することを目的と
する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明（請求項１）のダイオキシン類の分解方法は、固体状のダイオキシン類含有物質
を攪拌しながら加熱するとともに、炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩からなる
ダイオキシン類分解薬剤を、該ダイオキシン類含有物質に添加時期を異ならせて複数回添
加することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２のダイオキシン類の分解方法は、請求項１において、炭素数１〜３のカルボン
酸のアルカリ金属塩がギ酸ナトリウムであることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３のダイオキシン類の分解方法は、請求項１または２において、固体状のダイオ
キシン類含有物質が飛灰であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明（請求項４）のダイオキシン類の分解装置は、固体状のダイオキシン類含有物質
を攪拌しながら加熱してダイオキシン類を分解する装置であって、炭素数１〜３のカルボ
ン酸のアルカリ金属塩からなるダイオキシン類分解薬剤が該ダイオキシン類含有物質に添
加されるように少なくとも１箇所に設けられた薬剤添加手段と、該薬剤添加手段から炭素
数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩からなるダイオキシン類分解薬剤が該ダイオキシ
ン類含有物質に添加時期を異ならせて複数回添加されるように該薬剤添加手段を制御する
制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５のダイオキシン類の分解装置は、請求項４において、炭素数１〜３のカルボン
酸のアルカリ金属塩がギ酸ナトリウムであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項６のダイオキシン類の分解装置は、請求項４または５において、固体状のダイオ
キシン類含有物質が飛灰であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、固体状のダイオキシン類含有物質を混合しながら加熱する際において
、炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩からなるダイオキシン類分解薬剤を、ダイ
オキシン類含有物質に添加時期を異ならせて複数回添加することにより、ダイオキシン類
分解薬剤を一度に添加するよりも効果的にダイオキシン類を分解できる。
【００１３】
炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩からなるダイオキシン類分解薬剤によるダ
イオキシン類分解作用は、主にダイオキシン類分解薬剤自身の熱分解に起因するものと考
えられるが、この熱分解は加熱初期に起こる。薬剤を一度に添加すると、熱分解生成物が
一気に発生し、ダイオキシン類の分解に寄与せずに無駄になる部分が増えてしまうために
、一度にある一定以上の量の薬剤を添加しても分解率の向上は期待できない。また、その
後新たな薬剤からの熱分解生成物の供給がないために、加熱時間を延ばしても、熱分解反
応は有意に促進されないと考えられる。一方、薬剤を添加時期を異ならせて複数回添加す
ると、熱分解生成物をダイオキシン類含有物質に複数回接触させることができるため、ダ
イオキシン類の分解が好適に進行すると考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明のダイオキシン類の分解方法及びダイオキシン類の分解装置の実施の形態
を詳細に説明する。
【００１５】
本発明において、「ダイオキシン類」とはポリ塩化−ｐ−ジベンゾダイオキシン類（Ｐ
ＣＤＤ）やポリ塩化ジベンゾフラン類（ＰＣＤＦ）等のダイオキシン類に限らず、フェノ
ール、ベンゼン、アセチレン等の有機化合物、クロロフェノール、クロロベンゼン等の塩
素化芳香族化合物や塩素化アルキル化合物等のダイオキシン前駆体、もしくは臭素化ダイ
オキシンや臭素化ジフェニルエーテル等のダイオキシン類縁物質をも包含する。
【００１６】
固体状のダイオキシン類含有物質としては、ダイオキシン類を含有するゴミ焼却炉など
の各種焼却炉から排出される飛灰及び焼却灰やダイオキシン類を吸着処理するために添加
された粉末活性炭、ダイオキシン類で汚染された土壌等が例示される。
【００１７】
炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩としては、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム
、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム等が
挙げられるが、これらのうち、ギ酸ナトリウムが特に好適である。
【００１８】
ダイオキシン類は炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩の熱分解生成物と接触す
ることにより効率良く分解されるので、炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩はダ
イオキシン類の分解処理温度で熱分解を起こすものが好ましい。
【００１９】
炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩は常温においては固体であるため、粉末状
態でダイオキシン類含有物質と混合するのが好ましい。しかし、炭素数１〜３のカルボン
酸のアルカリ金属塩は吸湿性が強く、表面積の大きい粉末状態で長時間大気環境中に放置
すると、水分を吸収して粉末粒子どうしがくっつきあって固結しやすい。従って、ゼオラ
イト、生石灰、シリカゲル、炭酸マグネシウム等の脱水剤や、油脂などの流動化剤を炭素
数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩と混合すると固結を防止できて好適である。
【００２０】
また、炭素数１〜３のカルボン酸のアルカリ金属塩からなるダイオキシン類分解薬剤の
粉末粒子の粒径は、粒径が小さすぎると吸湿性が大きくなり固結しやすくなり、粒径が大
きすぎると被処理物との混合性が悪くなる。具体的には、粒径２０μｍ〜５ｍｍの粒子を
９０重量％以上含有することが好ましく、粒径２０μｍ〜５ｍｍの粒子を９５重量％以上
含有することがより好ましい。
【００２１】
本発明のダイオキシン類の分解方法及び分解装置においては、ダイオキシン類を含む固
体状の被処理物を混合加熱するとともに、被処理物に炭素数１〜３のカルボン酸のアルカ
リ金属塩からなるダイオキシン類分解薬剤を複数回に分けて添加する。その際、加熱温度
は３００〜４５０℃が好ましい。加熱温度が３００℃未満であると、ダイオキシン類分解
薬剤の熱分解が不十分となり、ダイオキシン類の無害化が完全に進行しないおそれがある
。加熱温度が４５０℃を超えると、被処理物中の有機物が炭化して加熱装置に障害をもた
らすおそれがあり、熱エネルギーも無駄に費消されるおそれがある。
【００２２】
本発明においては、ダイオキシン類分解薬剤を被処理物に複数回に分けて添加するが、
一回に添加する薬剤の量は、被処理物中のダイオキシン類濃度によっても異なるが、被処
理物に対して、０．１〜１０ｗｔ％であることが好ましく、１〜５ｗｔ％であることがよ
り好ましい。また、被処理物に対する薬剤の添加回数は、２〜５回であることが好ましく
、２〜３回であることがより好ましい。
【００２３】
また、被処理物にダイオキシン類分解薬剤を添加してからの加熱時間は、加熱温度によ
っても異なるが、薬剤１回の添加の度に１〜３０分であることが好ましく、２〜１０分で
あることがより好ましい。過度に短すぎると分解が不十分となり、過度に長すぎると処理
コストが無駄に大きくなってしまう。
【００２４】
本発明により処理された灰や土壌は、そのまま、あるいはさらに前述の重金属固定化処
理等を施した後、例えば、固化処理、ドラム缶に詰めて保管する処理又は、埋立される。
【００２５】
本発明のダイオキシン類の分解装置の好適な形態として、図１、２を参照して説明する
。図１のダイオキシン類の分解装置は固体状のダイオキシン類含有物質をバッチ処理する
ためのものである。図示はしないが、反応器１内には攪拌羽根、流動化用空気吹込ノズル
などの攪拌手段が設けられている。
【００２６】
固体状のダイオキシン類含有物質は、被処理物供給部２からゲートバルブ６を介して反
応器１内に投入される。所要量のダイオキシン類含有物質を反応器１内へ導入した後、ゲ
ートバルブ６を閉じ、該ダイオキシン類含有物質を攪拌しながら薬剤貯留容器３内のダイ
オキシン類分解薬剤を反応器１内に添加する。このダイオキシン類分解薬剤の添加は、制
御手段９により時間をあけて複数回行われる。ダイオキシン類分解薬剤は装置内で添加す
るだけでなく、装置に被処理物を投入する前にダイオキシン類分解薬剤を混合しても良い
。
【００２７】
所要回数ダイオキシン類分解薬剤を添加した後、反応器１の底部の排出バルブ７を開き
、処理物を排出する。反応器１の上部の排ガス路から排出されるガスは煙道の集塵器手前
に戻すか、又は別途設けた集塵手段によりガス中の粉体を回収することが好ましい。集塵
手段により回収された粉体は反応器１の被処理物供給部２に戻すと好適である。反応器１
は図示しないヒータやエアヒータにより３００〜４５０℃に加熱される。
【００２８】
図２のダイオキシン類の分解装置は、固体状のダイオキシン類含有物質を連続的に処理
するための装置である。
【００２９】
筒状など所要の長さを有した形状の反応器１１内にはスクリューコンベヤやエアスライ
ド等の移送手段（図示略）が設置されており、被処理物供給部１２から害反応器１１内に
供給された固体状のダイオキシン類含有物質は、反応器１内を連続的に図の右方に向って
移動し、やがて反応器１１の他端の処理物取出口１５から排出される。該他端側には排ガ
ス路１４も設けられている。図示はしないが、反応器１１にはヒータが設けられ、３００
〜４５０℃に加熱される。移送手段がエアスライドの場合には、ヒータはエアヒータを用
いても良い。
【００３０】
反応器１１の一端側と他端側との間の部分には、反応器１１の長手方向に間隔をおいて
複数個（この実施の形態では３個）の薬剤添加部１６ａ、１６ｂ、１６ｃが設置されてい
る。該添加部１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対しては、制御手段１９ａ、１９ｂ、１９ｃによ
り、薬剤貯留容器１３内のダイオキシン類分解薬剤が供給される。
【００３１】
なお、ダイオキシン類分解薬剤は反応器１１内に添加するよりも前に添加しても良い。
この場合、固体状のダイオキシン類含有物質とダイオキシン類分解薬剤とを混合するため
の混練機や攪拌機などの混合手段を設けるのが好ましい。反応器１１は、また、ボールミ
ル、ロッドミル等の粉砕機のケーシングであっても良く、この場合、固形分は粉砕されつ
つダイオキシン類分解薬剤が添加されることになる。反応器１１は、キルンの壁体であっ
ても良い。
【００３２】
排ガス路１４から排出される排ガスや粉体は上記図１の場合と同様に処理される。
【実施例１】
【００３３】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に
よりなんら限定されるものではない。
実施例１
ダイオキシン類濃度１９３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇの都市ゴミ焼却飛灰３５ｇとギ酸ナトリウ
ム[関東化学(株)、特級、白色粉末、純度９８．０重量％以上、平均粒径２００μｍ] １
．７５ｇ（５ｗｔ％）とを乳鉢で十分混合した後、３５０℃に加温した三口フラスコに入
れ、飛灰の温度が３５０℃になってから１０分間３５０℃を保持した。その後飛灰にさら
にギ酸ナトリウム１．７５ｇを追加し、同様に飛灰の温度が３５０℃になってから１０分
間３５０℃を保持した。得られた処理物中のダイオキシン類濃度を測定した結果を表１に
示した。
比較例１
実施例１と同じダイオキシン類濃度１９３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇの都市ゴミ焼却飛灰３５ｇ
とギ酸ナトリウム３．５ｇ（１０ｗｔ％）とを乳鉢で十分混合した後、３５０℃に加温し
た三口フラスコに入れ、飛灰の温度が３５０℃になってから１０分間３５０℃を保持した
。得られた処理物中のダイオキシン類濃度を測定した結果を表１に示した。
比較例２
３５０℃での保持時間を２０分とした以外は比較例２と同じ条件で処理を行った。得ら
れた処理物中のダイオキシン類濃度を測定した結果を表１に示した。
実施例２
被処理物である都市ゴミ焼却飛灰のダイオキシン類濃度が２５．８ｎｇ−ＴＥＱ／ｇで
あること以外は実施例１と同じ条件で処理を行った。得られた処理物中のダイオキシン類
濃度を測定した結果を表１に示した。
比較例３
実施例２と同じダイオキシン類濃度２５．８ｎｇ−ＴＥＱ／ｇの都市ゴミ焼却飛灰３５
ｇとギ酸ナトリウム３．５ｇ（１０ｗｔ％）とを乳鉢で十分混合した後、３５０℃に加温
した三口フラスコに入れ、飛灰の温度が３５０℃になってから１０分間３５０℃を保持し
た。得られた処理物中のダイオキシン類濃度を測定した結果を表１に示した。
比較例４
３５０℃での保持時間を２０分とした以外は比較例３と同じ条件で処理を行った。得ら
れた処理物中のダイオキシン類濃度を測定した結果を表１に示した。
【００３４】
【表１】
2006095355.tif 000003
【００３５】
表１により、ギ酸ナトリウムを２回に分けて添加した実施例１及び実施例２では、処理
飛灰のダイオキシン類濃度が、それぞれ１．８ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ、０．２７ｎｇ−ＴＥＱ
／ｇであり、ダイオキシン類分解率はそれぞれ９９．１％、９８．９％に達しており、目
標値の３．０ｎｇ−ＴＥＱ／ｇを十分にクリアするダイオキシン類濃度の低減を達成でき
ていることがわかる。一方、ギ酸ナトリウムを一括添加した比較例１及び比較例３におい
ては、処理飛灰のダイオキシン類濃度が、それぞれ１２．７ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ、７．０ｎ
ｇ−ＴＥＱ／ｇ、ダイオキシン類分解率はそれぞれ９３．４％、７２．９％であり、目標
値の３．０ｎｇ−ＴＥＱ／ｇには遠く及ばず、分解処理としては不完全、不十分な結果で
あった。比較例１及び比較例３よりも加熱時間を２倍にして実施例１及び実施例２と同じ
２０分の処理を行った比較例２及び比較例４においても、目標値である３．０ｎｇ−ＴＥ
Ｑには遠く及ばず、加熱時間を延ばすだけでは分解率を大きく向上させることができない
ことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のダイオキシン類の分解装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明のダイオキシン類の分解装置の別の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、１１    反応器
２、１２    被処理物供給部
３、１３    薬剤貯留容器
４、１４    排ガス路
５、１５    処理物取出口
６、７、８    バルブ
９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ    制御手段
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ    薬剤添加部
【図１】
2006095355.tif 000004
【図２】
2006095355.tif 000005