(57)【要約】  【課題】  有機ハロゲン化合物や重金属等の汚染物質に汚染された汚染物を加熱により無害化処理するに際し、汚染物の含水率が大幅に変動した場合であっても、該汚染物の無害化処理を安定して行なうことができ、該加熱処理工程から汚染物質が漏出することをより確実に防止する。  【解決手段】  水分を含有した汚染物を加熱処理する加熱処理工程と、該加熱処理工程より生じた排ガスを浄化処理する排ガス処理工程とを備え、前記加熱処理工程から前記排ガス処理工程へと吸引する排ガスの吸引流量を、前記加熱処理工程に供給される前の汚染物の含水率測定値と、前記加熱処理工程において測定した圧力測定値とに基づいて調整する。【選択図】          図１
2006314887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含有した汚染物を加熱処理する加熱処理工程と、該加熱処理工程より生じた排ガスを浄化処理する排ガス処理工程とを備え、前記加熱処理工程から前記排ガス処理工程へと吸引する排ガスの吸引流量を、前記加熱処理工程に供給される前の汚染物の含水率測定値と、前記加熱処理工程において測定された圧力測定値とに基づいて制御することを特徴とする汚染物の加熱処理方法。
【請求項２】
前記加熱処理工程の圧力を−０．１〜０ｋＰａとなるように制御することを特徴とする請求項１記載の汚染物の加熱処理方法。
【請求項３】
水分を含有した汚染物を加熱処理する加熱処理炉と、該加熱処理炉より生じた排ガスを浄化処理する排ガス処理装置と、前記加熱処理炉から前記排ガス処理装置へと排ガスを吸引する排気ファンと、前記加熱処理炉に供給される前の汚染物の含水率を測定する水分計と、前記加熱処理炉内の圧力を測定する圧力計とを備え、前記排気ファンは、前記水分計による含水率測定値と前記圧力計による圧力測定値とに基づいて前記排ガス吸引流量を調整しうるように構成されてなることを特徴とする汚染物の加熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣＢなどの有機ハロゲン化合物や重金属等の汚染物質に汚染された汚染物の加熱処理方法および加熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイオキシンやポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）類などの有機ハロゲン化合物や重金属等の汚染物質に汚染された汚染物の処理方法としては、該汚染物を還元雰囲気下で加熱処理するとともに、該還元雰囲気下における加熱処理が負圧下において行なわれるように制御しながら排ガスを吸引し、吸引した排ガスを油洗浄式ガス洗浄設備等にて浄化処理する方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
斯かる従来の方法においては、汚染物中に含まれる有機ハロゲン化合物等の汚染物質は、還元雰囲気下における加熱によって分解又は蒸発され、排ガスとともに吸引された後に油洗浄式ガス洗浄装置へと送られて無害化処理され、一方、汚染物質の除去された被処理物は、清浄な状態となって該還元加熱処理工程から排出されることとなる。
また、斯かる従来の方法によれば、汚染物の還元加熱処理を負圧下において行なうため、汚染物質が外部へ漏出し難いという利点もある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９５９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の処理方法においては、汚染物に含まれる水分量が大きく変動したような場合に、安定した処理運転が阻害されやすく、汚染物質が拡散する虞もある。即ち、汚染物に含まれる水分量が急に増加した場合、還元加熱炉に供給された汚染物からは多量の水蒸気が発生し、炉内圧力を不安定にする。また、発生した水蒸気の量が更に多い場合には、該炉内圧力が大気圧以上にまで上昇し、汚染物質が炉外へ漏出することとなる。
【０００６】
尚、従来の処理方法においても、炉内圧力を測定する圧力計を備えており、該圧力計によって測定された圧力値に基づいて該炉内圧力を一定に保つように排ガス吸引量が調整されているが、還元加熱炉の温度は極めて高い（例えば、４００〜６００℃）ため、水蒸気の発生による炉内圧力の急激な増加には十分に対応しきれない。
【０００７】
また、圧力変動があっても正圧とならないように、十分な負圧で運転する方法も考えられるが、
（１）農薬等の汚染物質が十分に熱分解される前に蒸発する虞がある、
（２）還元雰囲気下で熱処理しようとしても、炉のシール部分から空気が流入し、炉内の酸素濃度が上昇する虞がある、
（３）排気ファンの容量が増大し、ダスト量も増大する虞がある、
などの種々の問題を生じることとなってしまう。
【０００８】
さらに、含水量の高い汚染物を予め脱水又は乾燥することにより、その含水量を下げる方法も考えられるが、脱水または乾燥のための装置やそこから発生する排ガスを処理するための装置などが別途必要となってしまい、汚染物の処理コストを増大させるという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、有機ハロゲン化合物や重金属等の汚染物質に汚染された汚染物を加熱により無害化処理するに際し、汚染物の含水率が大幅に変動した場合であっても、該汚染物の無害化処理を安定して行なうことができ、該加熱処理工程から汚染物質が漏出することをより確実に防止することを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく、本発明の汚染物の加熱処理方法は、水分を含有した汚染物を加熱処理する加熱処理工程と、該加熱処理工程より生じた排ガスを浄化処理する排ガス処理工程とを備え、前記加熱処理工程から前記排ガス処理工程へと吸引する排ガスの吸引流量を、前記加熱処理工程に供給される前の汚染物の含水率測定値と、前記加熱処理工程において測定した圧力測定値とに基づいて調整することを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、好ましくは、前記加熱処理工程の圧力を−０．１〜０ｋＰａ（ゲージ圧、以下同じ）となるように制御する。
【００１２】
また、本発明の汚染物の加熱処理装置は、水分を含有した汚染物を加熱処理する加熱処理炉と、該加熱処理炉より生じた排ガスを浄化処理する排ガス処理装置と、前記加熱処理炉から前記排ガス処理装置へと排ガスを吸引する排気ファンと、前記加熱処理炉に供給される前の汚染物の含水率を測定する水分計と、前記加熱処理炉内の圧力を測定する圧力計とを備え、前記排気ファンは、前記水分計による含水率測定値と前記圧力計による圧力測定値とに基づいて前記排ガス吸引流量を調整しうるように構成されてなることを特徴とする。
【００１３】
尚、本発明において、汚染物質とは、ＰＣＢやダイオキシン類等の有機ハロゲン化合物、農薬、重金属などの汚染物質そのものをいい、汚染物とは、該汚染物質が含まれた処理対象物、例えば、土壌、汚泥、廃棄物などをいう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る汚染物の処理方法および処理装置によれば、排ガス吸引流量を調整するに際し、加熱処理工程の圧力のみならず、そこに供給される汚染物の含水率もが考慮され、双方の値が排ガス吸引流量に反映されることとなるため、含水量の多い汚染物が供給された場合であっても、それによる突発的な水蒸気の大量発生を事前に予測でき、急激な圧力上昇が起こらないよう炉内圧力の安定化を図ることができる。
【００１５】
よって、本発明に係る汚染物の加熱処理方法および加熱処理装置によれば、有機ハロゲン化合物や重金属等の汚染物質に汚染された汚染物を加熱により無害化処理するに際し、汚染物の含水率が大幅に変動した場合であっても、該汚染物の加熱処理における圧力を安定させることができ、該加熱処理工程から汚染物質が漏出することをより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明に係る汚染物の処理装置の一実施形態を示した概略フロー図である。図１に示すように、本実施形態の汚染物の処理装置１０は、汚染物１（例えば、土壌）を加熱処理するための加熱処理炉１１と、該加熱処理炉１１へ汚染物を供給する供給装置１２とを備え、さらに該加熱処理炉１１から発生する排ガスを浄化処理するための排ガス処理装置として、順に集塵装置１４、ガス洗浄装置１５及び活性炭フィルタ１７を備える。また、該処理装置１０は、前記加熱処理炉１１の炉内圧力が負圧となるように排ガス３を吸引し、吸引した排ガス３を前記排ガス処理装置へと誘導する排気ファン１６を備え、さらに、前記供給装置１２内の汚染物１の含水率を測定する水分計２１と、前記加熱処理炉１１内の炉内圧力を測定する圧力計２２とを備える。そして、水分計２１による汚染物１の水分測定値４および圧力計２２による炉内の圧力測定値５は、それぞれ制御装置２３へと送られ、制御装置２３によって所定の演算が行われた後、排気ファン１６の回転数６として出力され、該回転数６によって排気ファン１６が運転されるように構成されている。
【００１７】
前記加熱処理炉１１は、処理対象である汚染物１を、所定の温度で加熱しうる構成のものであれば特に限定されない。該加熱処理炉１１としては、例えば、円筒状の加熱装置本体と、該加熱装置本体内部に配された回転軸および該回転軸に取り付けられたパドル翼と、該加熱装置本体の外側を覆うように形成されたジャケットとを備え、ジャケットには高温の間接加熱ガスが供給されるように構成されたものを使用することができる。また、加熱装置本体が回転する構成としてもよく、加熱処理炉１１内を還元雰囲気とするべく、加熱装置本体に不活性ガスが供給されるように構成されていてもよい。また、重金属汚染土壌のような汚染物を処理する場合には、該加熱処理炉１１は、上記のような間接加熱炉ではなく、炉内にバーナーが設けられてなる、いわゆる直接加熱炉であってもよい。
【００１８】
尚、前記還元雰囲気とは、正確には低酸素雰囲気であることを意味し、好ましくは酸素濃度が３vol％以下（以下単に％と記載する）、より好ましくは１％以下である雰囲気とする。
汚染物質がＰＣＢ等の有機ハロゲン化合物である場合には、前記不活性ガスとして窒素ガスを供給し、加熱処理炉１１内の酸素濃度を３％以下、好ましくは１％以下となるように構成される。
汚染物１が該加熱処理炉１１において加熱処理されると、該汚染物１中に含まれるＰＣＢ等の有機ハロゲン化合物は、分解あるいは蒸発され、被処理物から除去されることとなる。
【００１９】
該加熱処理炉１１の炉内圧力は、−０．１〜０ｋＰａとなるように制御することが好ましく、−０．０１〜−０．００１ｋＰａとなるように制御することがより好ましい。
炉内の圧力が０ｋＰａ以上であると、バッファ効果が小さく、被処理物やそれに含まれる様々な物質の膨張等による圧力変化に対応できないおそれがある。また、−０．１ｋＰａ以下であると、炉内を吸引しすぎることとなり、粉塵（ダスト）が飛散し、後段のバグフィルター等の排ガス処理設備に多大な負担がかかるおそれがある。さらに、可動部のシール性が不十分なところから炉内に空気が混入し、低酸素雰囲気下に保つことができなくなり、逆に可動部からの空気の混入を防止すべくシール性を高めようとすると多大なコストがかかるおそれがある。
【００２０】
また、汚染物質が有機ハロゲン化合物である場合、前記加熱処理炉１１の炉内温度は２００〜７００℃とすることが好ましく、４００〜６００℃とすることがより好ましい。炉内温度が２００℃よりも低温であれば、汚染物１中に含まれる有機ハロゲン化合物が除去されずに残存するおそれがあり、７００℃よりも高温であれば、除去効率が変わらずに加熱に要するエネルギーが無駄になるおそれがある。
また、該加熱処理炉１１における汚染物１の滞留時間は、通常２０〜１８０分とし、好ましくは、３０〜１２０分とする。
【００２１】
また、汚染物質が重金属である場合、前記加熱処理炉１１の炉内温度は４００〜１１００℃とすることが好ましく、５００〜１０００℃とすることがより好ましい。炉内温度が４００℃よりも低温であれば、汚染物１中に含まれる重金属が除去されずに残存するおそれがあり、１１００℃よりも高温であれば、除去効率が変わらずに加熱に要するエネルギーが無駄になるおそれがあり、被処理物である土壌等がスラグ化するおそれもある。
また、該加熱処理炉１１における汚染物１の滞留時間は、通常５〜１２０分とし、好ましくは、１０〜９０分とする。
【００２２】
前記不活性ガスとして窒素ガスを供給する場合には、窒素発生装置（図示せず）として膜分離方式のものやＰＳＡ方式のものを使用することができる。ＰＳＡ方式の窒素発生装置は、空気を高圧下で吸着材に接触させることにより、空気中の酸素を該吸着材に吸着させ、吸着材に吸着されにくい窒素を高濃度で得るものである。ＰＳＡ方式の窒素発生装置を採用することにより、９９．９９％の高純度窒素を発生させることができる。また、ＰＳＡ方式の窒素発生装置では、吸着処理後に減圧することによって吸着した気体（主に酸素）を吸着材から分離離脱させ、副生成物として濃度が３０〜３５％の高濃度酸素を発生させることができる。尚、前記ＰＳＡ方式の窒素発生装置においては、吸着材の充填された吸着塔を、２又は３塔以上配し、上述のような高圧下での吸着と減圧下での分離離脱とをそれぞれの塔で切り替えながら行なうことにより、高濃度の窒素ガスおよび酸素ガスを連続して得ることができる。また、該窒素発生装置にて副生した高濃度酸素は前記間接加熱ガスの燃焼用空気として使用するように構成してもよい。
【００２３】
また、集塵装置１４としては特に限定されないが、排ガスを高温に維持しつつ集塵することのできる、いわゆる高温バグフィルターを採用することが好ましく、これによってダストのみを捕集することができる。
【００２４】
ガス洗浄装置１５は、排ガス３を、例えば炭化水素油と気液接触させ、排ガス３中の有機ハロゲン化合物等を該炭化水素油中に分散又は溶解させることにより、前記加熱処理炉１１で発生した排ガス３を洗浄するものである。ガス洗浄装置１５において利用できる炭化水素油としては特に限定されず、排ガス中の有機ハロゲン化合物よりも沸点の低い油（例えば、炭素数８〜１５、好ましくは炭素数１０〜１２の炭化水素油等）が好ましく、中でも、有機ハロゲン化合物を溶解させやすく且つ低価格であるノルマルパラフィンが特に好ましい。
【００２５】
該ガス洗浄装置１５の下部から回収された油と水は、これらを処理するための排水処理設備（図示せず）へと送られ、清浄化された後、ガス洗浄装置１５において再利用されるか又は清浄な排水として放出されるように構成されている。
【００２６】
また、前記供給装置１２に備えられた水分計２１としては、高周波計測法、誘電率測定法などの原理を用いた各種水分計を使用することができる。
【００２７】
さらに、前記制御装置２３は、水分計２１によって測定された水分測定値４と、圧力計２２によって測定された炉内圧力の測定値５とに基づき、加熱処理炉１１の炉内圧力を前記のような所定の範囲内に制御するべく、前記排気ファン１６の回転数を調整するものである。
【００２８】
具体的には、水分測定値から単位体積あたりの被処理物内の水分量を計算し、それらの水分が全て気体に変化した際の体積を計算し、さらに、その計算結果に基づき、上記のような炉内圧力に保つための排気ファンの排気量を求め、排気ファンの回転数を変化させる。また、水分が炉内に供給されるタイミングについては、被処理物の供給流量を予め測定または設定しておくことにより計算できる。
【００２９】
尚、被処理物内の水分量が変動しないような定常状態である場合にも炉内は常時圧力計によって圧力が監視されており、予め設定された圧力値となるように制御されている。しかし、上記のごとく、例えば被処理物の水分量が大幅に変化した場合には、その被処理物が投入される前に予め排気ファンの回転数を上げて炉内を減圧し、炉内は正圧にならないように調整されるのである。
【００３０】
このように、本実施形態の処理装置１０によれば、加熱処理炉１１の炉内圧力５と、加熱処理炉１１に供給される汚染物１の水分測定値４によって排気ファン１６の回転数、即ち排ガス３の吸引流量が調整されることとなる。
従って、含水率の高い予期せぬ汚染物１が供給された場合であっても、加熱処理炉１１の前段において該汚染物１の含水率が水分計２１によって水分測定値４として検知され、予め排ガス３の吸引流量として反映されることとなる。即ち、含水率の高い汚染物１が加熱処理炉１１に供給される前の適切な時期に排気ファンの回転数を上げることができ、汚染物１が炉内に供給されて水蒸気が大量に発生したときには、既に排気ファン１６によって炉内圧力が事前に十分に低下された状態にあるため、炉内が正圧となることを防止できる。
また、逆に、汚染物１の含水率が大きく低下した場合においても同様であり、極度に含水率の低い汚染物１が加熱処理炉１１に供給されて水蒸気の発生量が大幅に減少した場合にも、炉内の急激な圧力低下を防止することができる。
【００３１】
さらに、排気ファンの回転数は水分の投入のタイミングに合わせて変更されるため、排気ファンの回転数上昇により炉内が所定の範囲を超えて減圧されることはほとんど無く、炉内に空気が混入するおそれもない。
【００３２】
このように、本実施形態に係る汚染物の加熱処理装置によれば、汚染物質に汚染された汚染物の含水率が大幅に変動した場合であっても、該汚染物の加熱処理における圧力を安定化し、汚染物質の漏出を確実に防止することができる。
【００３３】
また、前記加熱処理炉を還元雰囲気とする場合においても、常時、大きな負圧で運転する必要がなく、加熱処理炉のシール部分から流入する酸素量も最小限に抑えることができるため、安定して還元雰囲気（低酸素状態）を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る汚染物の処理装置の一実施形態を示した概略フロー図。
【符号の説明】
【００３５】
１        汚染物
３        排ガス
４        水分測定値
５        圧力測定値
６        排気ファンの回転数
１０      廃棄物の処理装置
１１      加熱処理炉
１２      供給装置
１６      排気ファン
２１      水分計
２２      圧力計
２３      制御装置
【図１】
2006314887.tif 000003