(57)【要約】【課題】  各種研究機関から排出される実験廃液を一元的に処理する。【解決手段】  試験研究機関から排出された実験廃液中に含まれる化学成分を検証しつつ最終的にフェライト化処理を行って無害化する。実験廃液中に含まれる化学成分の種類に優先順位を定め、優先順位の高い順に廃液の種類を分別し、無機系廃液として分別された特定の実験廃液に対しては、前処理系処理としてフェライト処理不可能な物質を廃液中から除去、或いは中和し、次いでフェライト化処理を行う。有機系廃液として分別された実験廃液に対しては、一括噴霧燃焼方式により熱分解し、燃焼ガスを洗浄した洗煙水に含まれるダイオキシン類およびフッ素を除去し、さらに洗煙水のフェライト化処理を行う。フェライト化処理は、前記燃焼ガスを洗浄した洗煙水及び無機系廃液中に含まれる重金属イオンをマグネタイトの沈降結晶格子中に取り組んで、洗煙水及び廃液中から除去する処理である。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験研究機関から排出された実験廃液中に含まれる化学成分を検証しつつ最終的にフェライト化処理を行って無害化する実験廃液の処理方法であって、
検証すべき化学成分に優先順位を定め、優先順位の高い化学成分を含む実験廃液を順に分別し、無機系廃液として分別された特定の実験廃液に対しては、前処理系処理としてフェライト処理不可能な物質を廃液中から除去、或いは中和し、次いでフェライト化処理を行い、
有機系廃液として分別された実験廃液に対しては、一括噴霧燃焼方式により熱分解し、燃焼ガスを洗浄した洗煙水に含まれるダイオキシン類およびフッ素を除去し、さらに洗煙水のフェライト化処理を行い、
フェライト化処理は、前記燃焼ガスを洗浄した洗煙水及び無機系廃液中に含まれる重金属イオンをマグネタイトの沈降結晶格子中に取り組んで、洗煙水及び廃液中から除去する処理であることを特徴とする実験廃液の処理方法。
【請求項２】
実験廃液中に含まれる化学成分を検証するに際して、シアン、水銀、フッ素・リン酸、有機物、硝酸の順に優先順位を定め、それぞれの化学成分が含まれた実験廃液の内、シアン含有廃液、水銀含有廃液、フッ素・リン酸含有廃液に対しては、前処理系処理として沈殿物を除去した後、それぞれの廃液に含まれる水銀、シアン、フッ素・リン酸を除去し、硝酸含有廃液に対しては前処理系処理として沈殿物を除去した後、硝酸に対しては中和した後に熱分解処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の実験廃液の処理方法。
【請求項３】
実験廃液中に含まれる化学成分を、シアン、水銀、フッ素・リン酸、有機物、硝酸の順に検証した後、さらに重金属含有廃液、アルカリ含有廃液として分別された廃液に対しては、沈殿物を除去したのち、フェライト化処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の実験廃液の処理方法。
【請求項４】
実験廃液中に含まれる化学成分のうち、有機物を含有する廃液に対しては、更に、ハロゲン、水又は難燃物質の含有、水との混合の有無を判別し、ハロゲンを含有するか又は水溶性の有機物を含有する廃液を可燃液、難燃性有機物を含む廃液を難燃液としてそれぞれ熱分解処理を行い、フェライト化処理は、その洗浄水について行うことを特徴とする請求項２に記載の実験廃液の処理方法。
【請求項５】
試験研究機関から排出された実験廃液中に含まれる化学成分の検証は、化学的分析法によるものであることを特徴とする請求項１に記載の実験廃液の処理方法。
【請求項６】
試験研究機関から排出された実験廃液中に含まれる化学成分の検証は、実験廃液の排出者の申請によるものであることを特徴とする請求項１に記載の実験廃液の処理方法。
【請求項７】
試験研究機関から排出された実験廃液中に含まれる化学成分の検証は、実験廃液の排出者に提供された実験廃液の分別基準に設定された優先順位に従って行うことを特徴とする請求項１に記載の実験廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種研究機関から排出される実験廃液を無害化処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
実験廃液とは、化学実験に使用した薬品の原液及び実験器具を一次・二次洗浄した濃厚な液体廃棄物をいう。大学を始め各研究機関での研究活動内容は多方面・多分野にわたっているため、活動内容に伴って扱われる化学物質は多種多様である。各研究機関では、教育・研究活動によって生じた実験廃液による環境汚染を防ぎ、安全に処理するための手順を規定している。
実験廃液は、大きく有機廃液と無機廃液とに分けられ、それぞれについての保管方法、処理方法は異なる。表１に実験廃液の分類を示す。
【０００３】
【表１】
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【０００４】
実験廃液の処理には、処理操作の安全性、効率化、省力化を図るため、廃液の分別を含めた廃液の受け入れ基準、分別貯留方法が研究機関ごとに設定されている。たとえば、筑波農林団地研究所の廃液処理基準では、表１に併せて示したように廃液の種類に応じて廃液タンクのポリ容器は、容器に貼り付けるテープの色及び容器の大きさが特定されており、廃液は、種類ごとに分別されてそれぞれの容器に分別貯留される。
【０００５】
実験廃液の処理に関しては、分別貯留された廃液がそれぞれの廃液ごとに固有の処理が行われるだけで、実験廃液の処理として必ずしも有効な処理が行われているわけではなく、また、各実験室から出された実験廃液は、必ずしも高精度に分別貯留されているとは限らないため、個々のポリ容器内の実験廃液ごとに、例えば生物的処理法、燃焼法、酸化法、活性炭吸着分離除去法などの処理を含めてそれぞれの廃液に固有の処理が行われれば良いというものではない。
【０００６】
有機廃液および無機廃液を含めて実験廃液が最終的に下水に放流できる程度に浄化することが必要である。化学プラント設備などで発生した無機物質及び有機物質の両方を含む廃水を浄化する方法として、たとえば、特許文献１には、金属もしくは金属化合物及び有機物質を含有する廃水（但し写真処理廃液を除く）を処理する方法において、主として前記廃水を高圧下で処理して前記金属もしくは金属化合物を不溶化または難溶化する第１酸化工程、該第１酸化工程から排出される固形物含有液を解圧後導入して固液分離を行い、該固液分離工程からの固形分除去液を導入して高圧下で触媒の存在下に、主として有機物質を酸化もしくは酸化分解する第２酸化工程を行って廃水を処理する方法が記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、（ｉ）燃焼ガスを液接触により洗浄しながら、該廃液の燃焼を行う燃焼工程と、（ｉｉ）該燃焼工程から生じる燃焼ガスの洗浄液中の重金属を凝集、分離する凝集処理工程とを行い、該燃焼工程にアルカリ性化合物を存在させ、かつ該凝集処理工程に凝集剤を用いる廃液処理方法が記載されている。
【０００８】
実験廃液に関しては、有機廃液と、無機廃液との分別はある程度の精度で大別されていると考えられ、化学プラント設備やメッキ工業設備の廃水の処理とは異なった対応が要求されてはいるが、従来、各種研究機関から排出される実験廃液は、化学物質の種類ごとに分別された実験廃液のそれぞれについて、個々に無害化処理を行うだけで、その有効処理については、未だに十分な検討が加えられていないだけでなく、特に問題であるのは、廃液の分別を含めた廃液の受け入れ基準が定められてはいるものの、現実にその基準を守って廃液が分別されているかどうかは必ずしも保証の限りではないことである。
【０００９】
つまり、分別精度は必ずしも保証されないという点である。極端な場合に、もし実験廃液中に特定の有毒物が混入しているのにも関わらず、そのような有毒物は混入していないものとして研究機関の各実験室に生じた実験廃液が分別廃棄されたときに、そのような有毒物が含まれていないものとして必要な処理が行われないまま放流されるような事態が発生することにもなりかねない。また、廃液処理のための処理剤が廃液中に投入されたときに、その処理剤と反応して有毒ガスが発生するような化学成分が廃液中に含まれていたときには、作業者は、生命に関わる危機にさらされることになる。
【特許文献１】特許公開平７−２４４８２
【特許文献２】特許公開２００２−１１４８１
【特許文献３】特公昭５１−２２３０７号公報
【特許文献４】特開２００１−７９３４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
解決しようとする問題点は、各種研究機関から排出される多種多様な化学物質を含む実験廃液の処理について、分別貯留された廃液の分別精度の問題を含めて、一元的に有効な無害化処理を行う手法が確立されていないという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、各種研究機関から排出される多種多様な化学物質を含む実験廃液の有効処理について、有機系廃液、無機系廃液の種類ごとに分別され、それぞれの容器に分別貯留されている実験廃液に含まれている化学物質を判定しつつ一元的に無害化処理を可能としたものであり、有機系廃液は、熱分解させ、熱分解によって発生するガス及び該ガスの洗浄水（洗煙水）に含まれるダイオキシン類を除去し、無機系廃液に対しては、前処理系処理のあと、ダイオキシン類を除去した前記ガスの洗浄水とともに最終的にフェライト法によって廃液中の有害金属を除去し、各種研究機関から排出される実験廃液を無害化することを最も主要な特徴とする。本発明において、ダイオキシン類とは、ポリ塩化ダイベンゾパラダイオキシンとその同族体並びにポリ縁かダイベンゾフランとその同族体などの関連物質を含むものとする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による実験廃液の処理方法によれば、研究機関から排出される有害な実験廃液は、有機系廃液、無機系廃液として分別の如何に関わず、実験廃液として一定の手順に従って、一元的に処理されるため、処理水は、その一部を除いて無害の固体、液体、気体の形で放流、放散、あるいは外部搬出することができ、有害物のまま排出される危険のある物質についても、固形物の形で排出されるため、後処理は容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
研究機関から排出される有害な化学物質を含む実験廃液を一元的に処理するという目的を、一定の手順に従って、実験廃液中に含まれる有害な化学物質の種類を判断しつつ無機系廃液に対しては、廃液中に含まれる化学物質に固有の前処理を行い、有機系廃液に対しては、燃焼処理後の後のダイオキシン類除去処理の洗煙水を含めて最終的にフェライト化処理を行うことによって実現した。
【実施例１】
【００１４】
図１（ａ）は、本発明による実験廃液の処理プロセスのフローを示す図である。各研究機関の各実験室から排出される実験廃液は、前記表１に示すように、実験廃液の種類ごとに分別されている。分別収集の廃液区分を考えるとき、廃液を排出する側からすると、区分が少ないほど複雑さがなく、収集作業が楽である。処理する側からすれば、区分が多いほど異種物質の混合が減少して、処理は容易となる。この点を考慮して、本発明においては、以下のように分別基準定めている。すなわち、図１（ｂ）において、本発明の処理方法は、液体のみを取り扱うものとし、実験廃液の分別基準として以下のように優先順位を設定している。すなわち、
【００１５】
１）少なくともシアンを含有する廃液は、他にどの様な化学物質を含んでいても、シアン含有廃液として分別する。
２）水銀を含有し、シアンを含有しない廃液は、他にどの様な化学物質を含んでいても水銀含有廃液として分別する。
３）フッ素・リン酸を含み、シアン、水銀を含有しない廃液は、他にどの様な化学物質を含んでいてもフッ素・リン酸含有廃液として分別する。
４）シアン、水銀、フッ素・リン酸を含有せず、有機物であって、且つハロゲンを含む廃液は、ハロゲン廃液として分別する。
５）シアン、水銀、フッ素・リン酸を含有せず、有機物であって、且つハロゲンを含まず、難燃性と判断されたものは難燃廃液として分別する。
６）シアン、水銀、フッ素・リン酸を含有せず、有機物であって、且つハロゲンを含まず、難燃性と判断されたものを含まず、さらに水溶性のものは難燃廃液として分別する。
【００１６】
７）シアン、水銀、フッ素・リン酸を含有せず、有機物であって、且つハロゲンを含まず、難燃性と判断されたものを含まず、さらに水溶性でないものは可燃不溶性廃液として分別する。
８）シアン、水銀、フッ素・リン酸、有機物を含まず硝酸を含む廃液は、硝酸含有廃液として分別する。
９）シアン、水銀、フッ素・リン酸、有機物、硝酸を含まず、アルカリを含む廃液は、アルカリ含有廃液として分別する。
１０）シアン、水銀、フッ素・リン酸、有機物、硝酸、アルカリを含まない廃液は、重金属含有廃液として分別する。
【００１７】
以上の分別基準は、図１（ｂ）に示す実験廃液分別表として研究機関の各実験室の実験担当者に交付され、実験担当者は、廃液排出者として自らが出した実験廃液を図１（ｂ）の分別表に基いて分別し、それぞれの廃液を規定の容器に分別貯留する。各実験室から排出される実験廃液が、指定された分別基準に従って正規に分別されているときには、それぞれの廃液は以下の手順に従って処理される。説明の順序として、まず、有機系廃液の処理について説明し、次いで無機系廃液の処理について説明する。
【００１８】
（１）有機系廃液処理の概要
有機系廃液（可燃不溶性廃液、可燃水溶性廃液、難燃性廃液、ハロゲン廃液）について、沈殿物を除去した後、可燃不溶性廃液とハロゲン廃液とを可燃液に、難燃性廃液と可燃水溶性廃液を難燃液に分類し、これら可燃液、難燃液を一括噴霧燃焼方式を用いて熱分解処理する。燃焼によって発生した燃焼ガスは、洗浄水で冷却・洗浄処理を行い、ガス中のダイオキシン類除去処理を行った後、ガスは大気中に放散させ、残存する燃焼灰は含有試験を行った上でその最終処理を処理業者に外部委託する。
【００１９】
一方、ガスの洗浄によって生じた洗浄水（洗煙水）については、液中のダイオキシン類およびフッ素を除去し、無機系廃液とともに後述するフェライト化処理を行う。
【００２０】
（２）無機系廃液処理の概要
無機系廃液については、廃液ごとに固有の前処理系処理を行う。特定の無機系廃液、すなわち、水銀含有廃液、シアン含有廃液、フッ素・リン酸含有廃液に対しては、前処理系処理として沈殿物を除去した後、それぞれの廃液中に含まれる水銀、シアン、フッ素・リン酸を除去し、硝酸含有廃液に対しては、沈殿物を除去した後、廃液中の硝酸を中和する。しかし、重金属含有廃液、アルカリ含有廃液については、前処理として沈殿物を除去した後、後処理系処理としてフェライト化処理を行う。フェライト化処理は、マグネタイトの沈降結晶格子中に無機系廃液中に含まれる重金属イオンを取り組んで、これら重金属を廃水中から除去する処理である。
【００２１】
フェライト化反応は、概ね以下のとおりである。すなわち、２価の金属イオンＭ２＋を含む廃液に、２価の鉄イオンを混合し、アルカリを加えると次の反応によって、混合水酸化物の沈殿が生成する。
ｘＭ２＋＋（３−ｘ）Ｆｅ２＋＋６ＯＨ−→ＭｘＦｅ（３−ｘ）（ＯＨ）６・・・（１）
この混合水酸化物を水溶液中で加熱、空気酸化を行うと、再溶解、酸化、晶析を経て最終的に次式の反応によってフェライトが生成され、その過程を経て廃液中の金属イオンもスピネルフェライトを形成する（特許文献３参照）。
ＭｘＦｅ３−ｘ（ＯＨ）６＋１／２Ｏ２  →  ＭｘＦｅ３−ｘＯ４  ・・・（２）
【００２２】
フェライト化処理の結果、廃水中に生成したフェライトスラッジのほか、沈降したフッ素、リン酸スラッジの最終処分を処理業者に外部委託する。沈降物を除いた処理水については、水質分析を行い、水質が排水基準内であれば、下水に放流する。
【００２３】
（３）実験廃液の処理システムの構成について
図２は、本発明方法を実現するシステムの構成図である。以下に図２を参照しながら本発明による実験廃液の処理方法を説明する。本発明による実験廃液の処理方法は、前述のとおり有機系廃液処理と、無機系廃液処理とに大別される。
【００２４】
（１）有機系廃液の処理システムの構成
有機系廃液処理系は、それぞれの廃液に含まれる沈殿物を除去した後の可燃液及び難燃液に対して熱分解処理と、冷却・洗浄処理と、ダイオキシン類除去処理とを順次に行う処理システムである。
（ａ）熱分解処理
図２において、熱分解処理は、噴霧燃焼方式を用いて行われる。噴霧燃焼方式とは、ロータリーバーナーにて廃液を噴霧しつつ廃液を熱分解させる処理である。廃液投入装置１から取り出された実験廃液を難燃性（可燃水溶性廃液、難燃性廃液、硝酸）と、可燃性（可燃不溶性廃液、ハロゲン廃液）とに区別し、難燃性廃液受槽２、可燃性廃液受槽３にそれぞれ投入される。各槽内の廃液は、個別に噴霧燃焼炉４内に導入されるようになっている。まず、噴霧燃焼炉４の側面に設置された助燃バーナー及び可燃バーナーに地下タンク５から助燃料（灯油）を供給し、助燃料の燃焼熱で炉内温度を上昇させる。
【００２５】
噴霧燃焼炉４内の温度が廃液処理可能温度（８５０℃以上）に達したときに、可燃バーナーへの助燃料の供給を止め、燃焼カロリーの高い可燃不溶性廃液を供給して燃焼させる。可燃水溶性廃液及び難燃性廃液は、噴霧燃焼炉４の上部に設置された難燃アトマイザーを通して自動的に噴霧され、炉内の高温に触れて熱分解される。噴霧燃焼炉４内の燃焼ガスは、システムの後段に装備した誘引排風機６で強制吸引しつつ順次燃焼ガスの冷却・洗浄処理、ダイオキシン類除去処理を行う。
【００２６】
（ｂ）冷却・洗浄処理
噴霧燃焼炉４内の燃焼ガスは、熱交換ダクトを通して冷却塔７内に送り込まれ、循環水槽８内で冷却水の給水を受けて冷却され、さらにスクラバー塔９にてアルカリ洗浄された後、冷却器１０ａにて凝縮し、ついでデミスター１０ｂに送り込まれ、ガス中に含まれる水分が除去される。
【００２７】
（ｃ）ダイオキシン類除去処理
燃焼ガス中のダイオキシン類除去処理は、デミスター１０ｂの後段に接続された燃焼ガス処理用のダイオキシン類除去装置１１内に燃焼ガスを導入して行う。使用するダイオキシン類除去装置１１の種類は必ずしも限定されるものではないが、この実施例においては、図３に示すようなハニカム状の活性炭１２の積層を用いている。
【００２８】
このハニカム状の活性炭１２は、Ｔｉ、Ｃｒ，Ｍｎ、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｖ，Ｍｏ又はＷの中から選ばれた少なくとも１種以上の金属を含む金属化合物を担持させたもので、燃焼ガスに含まれるダイオキシン類を高い除去率で除去することができることが特許文献４に強調されている。製品としては、例えば日本エンバイロケミカルズ株式会社製の活性炭フィルターエレメント（ハニカムカーボ白鷺）がある。デミスターを経由して水分が除去された燃焼ガスは、ダイオキシン類除去装置のハニカム状の活性炭１２に接触し、ガス中に含まれるダイオキシン類を活性炭に吸着させ、ダイオキシン類が除去された燃焼ガスをミキシングチャンバー１３内に送り込む。
【００２９】
ミキシングチャンバー１３は、冷却器１０ａで冷やされて低温（約４０℃）となった燃焼ガスに熱風を混合して加温し、燃焼ガス中の水蒸気の白煙の発生を低減させるものである。ミキシングチャンバー１３の熱風は、噴霧燃焼炉４内の高温ガスの温度で熱交換した外気を熱風発生炉１４に取り込み、熱風発生炉１４でさらに加温することによって発生させるものである。燃焼ガスを約２５０℃に加熱することによって、白煙の発生をほぼなくすことができる。
【００３０】
ミキシングチャンバー１３内の燃焼ガスは誘引排風機６によって強制吸引され、煙突１６から外気中に放出されるが、放出に先立って、モニタリング装置１７によって、燃焼ガス中の煤塵、ＨＣｌ、ＨＦ，ＳＯ２，ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の含有量が監視され、含有量の数値に問題があれば、投入廃液の種類、投入量の調整によってこれを制御する。
【００３１】
（ｄ）洗浄水及び燃焼灰の処理
燃焼ガスの冷却・洗浄処理に使用されたアルカリ洗浄水（洗煙水）は、循環水槽８に回収される。回収されたアルカリ洗浄水は、ダイオキシン類含有の虞があるため、数段に渡って洗煙水用ダイオキシン類除去処理装置１１ａ、１１ｂ・・を通して洗浄水中のダイオキシン類を吸着処理したあと、洗浄廃水受槽１８に受け入れる。洗浄廃水受槽１８内に受入れられた洗煙水のフッ素処理として塩化カルシウム及び苛性ソーダを作用させて洗煙水中のフッ素を除去する。洗煙水は、次いで後述する重金属系受槽２４内に送り込んで、無機系廃液とともに、フェライト化処理に備える。一方、噴霧燃焼炉４内に発生した燃焼灰は固形廃棄物として処理業者に外部委託する。
【００３２】
（２）無機系廃液処理システムの構成
無機系廃液処理系は、これを大別して前処理系処理と、後処理系処理としてフェライト化処理とを順次行う処理システムである。
（ａ）前処理系処理
前処理系処理は、無機系廃液の種類によって固有の処理を行う。すなわち、水銀含有廃液、シアン含有廃液、フッ素・リン酸含有廃液に対しては、分別された廃液の種類ごとに沈殿物を除去し、水銀処理、シアン処理、フッ素・リン酸処理を個別に行い、硝酸含有廃液に対しては硝酸の中和処理を行う。重金属含有廃液、アルカリ含有廃液に対しては、沈殿物を除去する以外に格別の処理は不要である。
【００３３】
１）水銀処理
水銀処理は、水銀含有廃液中の水銀のみを吸着除去する処理である。処理に際しては、水銀廃液投入槽１９内の廃液を廃液受槽２０から酸化分解槽２１内に順次移し、酸化分解槽２１内には、ボイラー１５に発生させた蒸気を送り込み、酸化分解槽２１内の廃液を７０℃に加温して過マンガン酸カリを加え、攪拌しつつ廃液中に含まれる有機物を酸化分解し、吸着塔２２内の水銀吸着樹脂に通水することによって廃液中の無機水銀、有機水銀を含めて廃液中から吸着除去する。水銀が除去された廃液は、一旦チェック槽２３に貯め、水銀の除去程度をチェックし、水銀含有量が規準以下であることを確認した後、重金属系受槽２４に貯めてフェライト化処理に備える。
【００３４】
２）シアン処理
シアン処理は、シアン含有廃液中のシアンを分解する処理である。シアンの分解方法としては、アルカリ塩素法を用いた例を示している。処理に際しては、シアン廃液投入槽２５内の廃液をシアン分解槽２６中に移し、シアン分解槽２６内で次亜塩素酸ナトリウムを加えてシアンを分解（一次分解、二次分解）し、残存シアンをシアン吸着塔２７内のシアン吸着樹脂に吸着させ、シアンが除去された廃液は、チェック槽２８に貯め、シアンの除去程度をチェックし、シアン含有量が規準以下であることを確認した後、重金属系受槽２４に貯めて後のフェライト化処理に備える。
【００３５】
３）フッ素・リン酸処理
フッ素・リン酸処理は、フッ素・リン酸含有廃液中のフッ素・リン酸を除去する処理である。処理に際しては、フッ素・リン酸廃液投入槽２９内の廃液をフッ素・リン酸処理槽３０中に移し、処理槽３０内に塩化カルシウムを加え、さらに苛性ソーダを加えて廃液を中性又はアルカリ性に調整することにより、水に不溶性のフッ化カルシウム、リン酸カルシウムの水酸化物を生成させ、ついで、脱水機３１にかけて生成物と、廃液とを固液分離する。固体成分が除かれた廃液はろ過水槽３２でろ過し、フッ素吸着塔３３を通して残存するフッ素を吸着除去し、チェック槽３４に貯め、フッ素とリン酸との除去程度をチェックし、重金属系受槽２４に貯めて後のフェライト化処理に備える。
【００３６】
４）硝酸中和処理
硝酸の除去に際しては、２００１年に硝酸性窒素などの排水基準が追加されたため、以下の硝酸中和処理が必要になった。硝酸中和処理は、処理槽内で廃液中に苛性ソーダを加え、廃液のｐＨを強酸から中性に調整する。中和調整された硝酸含有廃液は、難燃性廃液の希釈液として使用し、噴霧焼却炉内に噴霧し、燃焼分解させる。
【００３７】
（３）フェライト化処理
フェライト化処理は、前記前処理系処理で処理された水銀廃液、シアン廃液、フッ素・リン酸廃液および洗煙水ダイオキシン類除去処理において処理された廃液中に含まれる重金属をフェライトの結晶構造中に取り込んで無害化する処理である。フェライト化処理は（ａ）有機物の分解処理〜（ｆ）固液分離処理の手順によって行い、後処理として（ｇ）中和処理、（ｈ）高度排水処理を行う。
【００３８】
（ａ）有機物の分解処理
前記前処理系処理で処理された水銀廃液、シアン廃液、フッ素・リン酸廃液および重金属含有廃液、アルカリ含有廃液と、有機系廃液の処理における洗煙水ダイオキシン類除去処理において処理された廃液とを重金属系受槽２４に集め、ついで、溶解調整槽３５に移して廃液を攪拌混合しつつ、その混合液に対し、まず、混合液のｐＨを酸性領域に調整し、ついで過マンガン酸カリウムを加え、廃液中に含まれ、フェライト化反応の妨害物質となる有機物を分解する。
【００３９】
（ｂ）第一鉄塩投入並びに攪拌処理
廃液中に含まれる有機物を分解後、引き続いて廃液中に硫酸第一鉄を添加してこれを溶解させる。その添加量は、廃液５００ｌ（リットル）に対してＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ２５ｋｇである。
【００４０】
（ｃ）ｐＨ調整処理
第一鉄塩を溶解させた廃液を次に反応塔３６内に移し、反応塔３６内で、廃液中に苛性ソーダを加えて廃液のｐＨを９〜１０に調整する。
（ｄ）昇温処理
ｐＨを９〜１０に調整した廃液に、ボイラー１５に発生させた蒸気を吹き込み、廃液の液温を６５℃まで昇温する。
【００４１】
（ｅ）酸化反応処理
昇温された廃液にブロア３７から空気を吹き込み、廃液を酸化反応を進行させる。
（ｆ）固液分離処理
空気の吹込みによって、廃液の酸化反応が進み、フェライトが生成し、これが液中に沈降する。液中に沈殿したフェライトを含む廃液を次に脱水機３８に移して固液分離し、廃液中からスラッジを除去する。
（ｇ）中和処理
スラッジを除去した上澄み液は、活性炭塔３９を経由して中和槽４０内に導入する。上澄み液は、アルカリ領域のため、排水基準の範囲内のレベルに中和する。
【００４２】
（ｈ）高度排水処理
中和された上澄み液は、キレート樹脂塔４１内に通水して水中に残存する有害物質を吸着除去し、処理水をモニタリング槽４２内で水質分析を行い、その水質が排水規準値以下であることを確認し、処理水貯槽４３から下水道へ放流する。
【００４３】
なお、無機系廃液・有機系廃液は、いずれも投入槽に投入する前に、６０から１５０メッシュのふるいにかけて、廃液中の沈殿物（固形物）などを分離してから、処理を行なっている。水銀含有廃液の沈殿物（固形物）を除く他の沈殿物（固形物）は、噴霧焼却炉に設置してある自動投入装置より、焼却炉内に投入され、焼却処理される。また、沈殿物（固形物）の他に、有害物が付着しているウエスやフィルター等も同様に焼却処理される。ちなみに、自動投入装置は、投入物を投入装置にセットすると、全自動で動作する。投入口は、二重扉になっており、投入する際に焼却炉内部の空気が外部に漏れない密閉方式になっている。また、投入方法は、エアープッシャーによる押出し式である。
【００４４】
無機系廃液及び有機系廃液に生じた沈殿物については、図１に示すように水銀含有廃液から発生した沈殿物を除き、他の無機系廃液及び有機系廃液から発生した沈殿物は、有機系廃液の処理として行う可燃液と難燃液とともに噴射燃焼炉４に投入して熱分解処理する。熱分解処理によって生成された燃焼灰及び水銀含有廃液から生じた沈殿物は、各処理によって生成された前記スラッジとともに処理業者に外部委託する。
【００４５】
本発明は、各種試験研究機関から排出される有害な実験廃液のうち、有機系廃液に対しては、一括噴霧燃焼方式を用いて熱分解処理を行い、無機系廃液に対しては前処理系処理を行うものの、後処理系処理として、有機系廃液を燃焼させた後のガスの洗煙水を含めて前処理系処理後の無機系廃液と一緒にフェライト化処理を行うものであり、これによって、各種試験研究機関から排出される多様な実験廃液を一元的に無害化処理を行うものである。
【００４６】
実験廃液を発生源処理（原点処理）の理念に従い、実験廃液を的確に処理するには、その廃液の内容物を一番良く知っている実験室の担当者である排出者自身が、発生の都度、廃液の処理に直接関与することが理想的な処理である。しかし、現実的には、排出者自身が分別収集だけを担当し、廃液は、一時貯留を経て一箇所に集められ、そこで一括処理されるため、処理は実験室の担当者の手をはなれ、研究機関の管理者に任されることになる。
【００４７】
実験廃液の排出者と実験廃液を処理する管理者とが連携して分別し、収集する行為が重要な意味を持っている。とはいえ、適正に処理するには、実験廃液が排出される段階で正しく分別することが何よりも重要である。
【００４８】
各研究機関から排出された実験廃液が、予め定められた分別基準に従って正しく分別されている場合には、上記手順にしたがって処理できる。しかしながら、現実には設定された分別処理方法に従って正しく分別されないままに規定以外の容器内に貯留されたり、誤って分別されることがあって、その分別精度は必ずしも保証されていないという事態が予想される。本発明においては、分別精度が保証されていない実験廃液の処理を含めて、以下の手順で廃液の種類を判断しつつ一元的に処理する。
【００４９】
図１を参照しながら図４のフローに従ってその手順を説明する。本発明は、要するに、図１（ｂ）に示す実験廃液分類表に記載の手順に従って検証しつつ処理を行う。
（４）廃液を判断しつつ処理する手順
ａ）研究機関の各実験室から排出され、前述の排出基準に従い、専用の容器内に分別貯留された廃液について、有機系廃液、無機系廃液の区別に関わらず、まず、廃液中にシアンが含まれているかどうかを判断する（ステップＳ１）。
【００５０】
シアンは、フェライト化処理に際し、酸性条件のもとでは、揮発して危険である。もし、判断した実験廃液中にシアンが含まれていれば、これをシアン含有廃液として前述のシアン廃液処理を行う（ステップＳ２）。
ｂ）シアン廃液処理（ステップＳ２）を行った後の処理水について、他の化学成分が含まれているかどうかを判断する。ステップＳ２の処理後の処理水にシアン以外に他の化学物質が含まれていなければ、その処理水をフェライト化処理する。逆に処理水中に他の化学成分が含まれている場合に、まず、第１に水銀が含まれているかどうかを判断する（ステップＳ３）。
【００５１】
水銀は、フェライト化できない。もし、判断したシアン廃液処理後の処理水に水銀が含まれていれば、これを水銀含有廃液として前述の水銀廃液処理を行う（ステップＳ４）。ステップＳ４の処理後の処理水中にもし、水銀以外に他の化学物質が含まれていなければ、その処理水を後述するフェライト化処理に移す。
【００５２】
ｃ）水銀廃液処理（ステップＳ４）を行った後の処理水について、次にフッ素・リン酸が含まれているかどうかを判断する（ステップＳ５）。フッ素・リン酸は、フェライト化を妨げる成分である。もし、水銀廃液処理後の処理水中にフッ素・リン酸が含まれていれば、これをフッ素・リン酸含有廃液として前述のフッ素・リン酸廃液処理を行う（ステップＳ６）。ステップＳ６の処理後の処理水中にもし、フッ素・リン酸以外に他の化学物質が含まれていなければ、その処理水をフェライト化処理に移す。
【００５３】
ｄ）フッ素・リン酸廃液処理（ステップＳ６）を行った後の処理水について、次に有機物が含まれているかどうかを判断する（ステップＳ７）。もし、処理水中に中に有機物が含まれていれば、これを有機物系廃液と認定し、次にその有機系廃液中にハロゲンが含有されているかどうかを判断する（ステップＳ８）。もし、中にハロゲンが含まれていれば、これをハロゲン廃液と認定し、これを可燃液として扱って熱分解処理し（ステップＳ９）、熱分解によって発生した気体の冷却・洗浄水については、図１（ａ）に示す要領で冷却・洗浄ならびにダイオキシン処理、フッ素処理を順次に行い、その洗煙水をフェライト化処理に移す。一方、熱分解によって発生した気体は、ダイオキシン処理後、放散する。
【００５４】
ｅ）ステップＳ８において、処理水中にハロゲンが含まれていなければ、ついで難燃性かどうかを判断し（ステップＳ１０）、廃液が難燃性であると判断されたときには、これを難燃液として熱分解処理を行い（ステップＳ１１）、さらに冷却・洗浄ならびにダイオキシン処理、フッ素処理を順次に行い、その洗煙水をフェライト化処理に移す。
ｆ）ステップＳ１０において、廃液が難燃性ではないと判断されたときには、次に水溶性かどうかを判断し（ステップＳ１２）、水溶性と判断されたときには、これを難燃液として熱分解処理を行い（ステップＳ１３）、さらに冷却・洗浄ならびにダイオキシン処理、フッ素処理を順次に行い、その洗煙水をフェライト化処理に移す。
【００５５】
ｇ）ステップＳ１２において、廃液が水に混ざらないときには、可燃液として熱分解処理し（ステップＳ１４）、さらに冷却・洗浄ならびにダイオキシン処理、フッ素処理を順次に行い、その洗煙水をフェライト化処理に移す。
ｈ）一方、ステップＳ７において、廃液中に有機物が含まれないと判断されて時には、次に廃液中に硝酸が含まれているかどうかを判断し（ステップＳ１５）、廃液中に硝酸が含まれているときには、硝酸中和処理し（ステップＳ１６）、さらに熱分解処理（ステップＳ１７）した後、さらに冷却・洗浄ならびにダイオキシン処理、フッ素処理を順次に行い、その洗煙水をフェライト化処理に移す。
ｉ）ステップＳ１５において、廃液中に硝酸が含有されていないときには、アルカリ廃液、重金属含有廃液を加え、前記各ステップで生成した処理水、洗煙水とともにフェライト化処理し（ステップＳ１８）、その処理水が排出基準を満たしているかどうかを判断し、排出基準を満たしているかどうかを判定し（ステップＳ１９）、排出基準を満たしていれば、放流し、排出基準を満たしていなければ再処理を行う。
【００５６】
（５）実験廃液の分類について、
実験廃液中に含まれる化学物質の分類について、最も大事な事は、廃液の中にどのような化学物質が含まれているかを知ることであるが、単に廃液の中に含まれる化学物質を特定しただけでは十分ではない。本発明においては、前述のように単に廃液の中に含まれる化学物質を特定するだけでなく、化学物質毎の区分の他に処理に優先順位を決め、優先順位が高い区分で、分類が決まる。例えば、優先順位の上の位置にあるシアンと下の位置にある有機物とが混合した廃液があれば、それは優先順位の高いシアン廃液として先に処理するのである。
【００５７】
（６）実験廃液中に含まれる化学成分の検証について、
研究機関の各実験室から出された廃液中にどのような化学成分が含まれているかどうかの判断は、客観的な化学的な分析によるのが正確であるが、この様な検証を行うまでもなく、実験廃液中にどのような化学成分が含まれているかを最もよく知っているのは、実験担当者である廃液排出者本人である。廃液の排出者本人が、実験廃液を、指定された分別基準に従って正規に分別貯留していれば、化学的分析は不要である。すなわち、各実験室から出された廃液について、実験担当者の申請に基づいて分別貯留された容器のテープ、容量による表示に基づいて図４に示すフローの優先順位にしたがって各化学成分の含有の判断を行い、それぞれの化学成分含有廃液に固有の処理を経て、最終的にフェライト処理を行うことが最終の目標である。実験者、管理者が互いに協力することによって、莫大なエネルギーを消費することなく、発生源処理（原点処理）の理念を実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
自然科学の研究・開発および医療の検査等に使用される化学物質には人の健康や生活環境に被害を生じる恐れのあるものが多く、保管管理の徹底や研究課程で発生した実験廃棄物の回収・無害化処理は環境保全上から、すべての研究機関が積極的に取り組まなければならない課題である。その対応に関しては、自らが発した廃棄物は自らが処理をすることがもっとも望ましい。本発明によれば、研究機関の施設に本発明のシステムを構築することによって、実験廃液を一括処理し、無害化し、環境保全の責務を果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１（ａ）】本発明方法の概念図である。
【図１（ｂ）】本発明の処理において、化学物質含有廃液の分類の基礎となる実験廃液分別表である。
【図２】本発明方法を適用したシステムの構成図である。
【図３】ダイオキシン類の除去に用いるハニカム状活性炭を示す図である。
【図４】本発明による廃液中に含まれる化学成分を検証しつつ廃液処理を行う手順のフローを示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  廃液投入装置
２  難燃性廃液受槽
３  可燃性廃液受槽
４  噴霧燃焼炉
５  地下タンク
６  誘引排風機
７  冷却塔
８  循環水槽
９  スクラバー塔
１０ａ  冷却器
１０ｂ  デミスター
１１  ダイオキシン類除去装置
１１ａ，１１ｂ  洗煙水用ダイオキシン類除去処理装置
１２  ハニカム状の活性炭
１３  ミキシングチャンバー
１４  熱風発生炉
１５  ボイラー
１６  煙突
１７  モニタリング装置
１８  洗浄廃水受槽
１９  水銀廃液投入槽
２０  廃液受槽
２１  酸化分解槽
２２  吸着塔
２３  チェック槽
２４  重金属系受槽
２５  シアン廃液投入槽
２６  シアン分解槽
２７  シアン吸着塔
２８  チェック槽
２９  フッ素・リン酸廃液投入槽
３０  フッ素・リン酸処理槽
３１  脱水機
３２  ろ過水槽
３３  フッ素吸着塔
３４  チェック槽
３５  溶解調整槽
３６  反応塔
３７  ブロア
３８  脱水機
３９  活性炭塔
４０  中和槽
４１  キレート樹脂塔
４２  モニタリング槽
４３  処理水貯槽
【図１（ａ）】
2008049225.tif 000004
【図１（ｂ）】
2008049225.tif 000005
【図２】
2008049225.tif 000006
【図３】
2008049225.tif 000007
【図４】
2008049225.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月22日(2007.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験研究機関から排出された実験廃液中に含まれる化学物質を検証しつつ最終的にフェライト化処理を行って無害化する実験廃液の処理方法であって、
廃液中に含まれる化学物質をシアン、水銀、フッ素・リン酸、有機物、硝酸の順に優先順位を定めて順次廃水中に含まれる化学物質の有無の判断及び当該化学物質を処理するステップを設定し、研究機関から排出された廃液を、有機系廃液、無機系廃液の区別に関わらず、優先順位が上位のものから順に化学物質の含有の有無を判断し、それぞれの処理ステップにおいて、当該化学物質が含まれる廃液を処理した後、その処理水中にさらに他の化学物質が含まれているかどうかを判断し、他の化学物質が含まれていないと判断されたときに、それぞれの処理ステップにおいて処理された各廃液の処理水あるいは燃焼処理後の洗煙水をフェライト化処理することを特徴とする実験廃液の処理方法。
【請求項２】
それぞれの処理ステップにおいて行う実験廃液中の化学物質の種類の判断は、化学的分析法によるものであることを特徴とする請求項１に記載の実験廃液の処理方法。
【請求項３】
それぞれの処理ステップにおいて行う実験廃液中の化学物質の種類の判断は、実験廃液の排出者の申請によるものであることを特徴とする請求項１に記載の実験廃液の処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図１（ａ）は、本発明による実験廃液の処理プロセスのフローを示す図である。各研究機関の各実験室から排出される実験廃液は、前記表１に示すように、実験廃液の種類ごとに分別されている。分別収集の廃液区分を考えるとき、廃液を排出する側からすると、区分が少ないほど複雑さがなく、収集作業が楽である。処理する側からすれば、区分が多いほど異種物質の混合が減少して、処理は容易となる。この点を考慮して、本発明においては、以下のように分別基準を定めている。すなわち、図１（ｂ）において、本発明の処理方法は、液体のみを取り扱うものとし、実験廃液中に含まれる化学物質の分別基準として以下のように優先順位を設定している。すなわち、
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
シアンは、フェライト化処理に際し、酸性条件のもとでは、揮発して危険である。もし、判断した実験廃液中にシアンが含まれていれば、これをシアン含有廃液として前述のシアン廃液処理を行う（ステップＳ２）。
ｂ）シアン廃液処理（ステップＳ２）を行った後の処理水について、分別基準に定めた他の化学物質が含まれているかどうかを判断する。ステップＳ２の処理後の処理水にシアン以外に他の化学物質が含まれていなければ、その処理水をフェライト化処理する。逆に処理水中に他の化学成分が含まれている場合に、まず、第１に水銀が含まれているかどうかを判断する（ステップＳ３）。
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月14日(2007.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験研究機関から排出された実験廃液中に含まれる化学物質を検証しつつ最終的にフェライト化処理を行って無害化する実験廃液の処理方法であって、
廃液中に含まれる化学物質をシアン、水銀、フッ素・リン酸、有機物、硝酸の順に優先順位を定めて順次廃水中に含まれる化学物質の有無の判断及び当該化学物質を処理するステップを設定し、研究機関から排出された廃液を、有機系廃液、無機系廃液の区別に関わらず、優先順位が上位のステップから下位のステップの順に予め定められた化学物質の含有の有無を個別に順に判断し、それぞれのステップにおいて処理すべき特定の化学物質が含まれていれば、その化学物質が含まれる廃液を処理した後、その処理水中に、次のステップにおいて処理すべき化学物質が含まれているかどうかを判断し、当該化学物質が含まれているときには、その化学物質が含まれる廃液を処理し、他の化学物質が含まれていないと判断されたときには、処理された廃液の処理水あるいは燃焼処理後の洗煙水をフェライト化処理するステップを繰り返し、全ての処理のステップ終了後の処理水あるいは燃焼処理後の洗煙水を最終的にフェライト化処理することを特徴とする実験廃液の処理方法。