(57)【要約】【課題】有機ハロゲン化合物を含んだ土壌・焼却飛灰等の被処理物を熱分解する場合に分解効率がよい処理装置を提供することを課題とする。【解決手段】有機ハロゲン化合物を含む被処理物を減圧系内で攪拌しながらこれを前記有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満に加熱して熱分解前の被処理ガスを生成する被処理ガス生成装置（溝型攪拌乾燥機１ａ）と、この被処理ガスを減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解する熱分解装置（誘導加熱式熱分解装置１ｂ）とを具備した処理装置を解決手段とする。【選択図】          図１
2004290953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物を含む被処理物を減圧系内で攪拌しながらこれを前記有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満に加熱して熱分解前の被処理ガスを生成する被処理ガス生成工程と、
この被処理ガスを減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解する熱分解工程と、
を有することを特徴とする処理方法。
【請求項２】
少なくとも１種以上の重金属を含む被処理物を減圧系内で加熱して溶融すると共に融解液の表面からの重金属の最大蒸発速度の差を重金属の種別毎に制御して重金属を分離する溶融工程と、
前記溶融工程で分離した重金属を静電力により捕捉する重金属回収工程と、
を有することを特徴とする処理方法。
【請求項３】
有機ハロゲン化合物及び複数の重金属を含む複合汚染土壌を被処理物として、これを減圧系内で攪拌しながら前記有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満に加熱して熱分解前の被処理ガスを生成する被処理ガス生成工程と、
この被処理ガスを減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解する熱分解工程と、
前記被処理ガス生成工程で加熱処理された少なくとも１種以上の重金属を含む被処理物の残渣を減圧系内で加熱して溶融すると共に融解液の表面からの重金属の最大蒸発速度の差を重金属の種別毎に制御して重金属を分離する溶融工程と、
前記溶融工程で分離した重金属を静電力により捕捉する重金属回収工程と、
を有することを特徴とする複合汚染土壌の処理方法。
【請求項４】
前記溶融工程は、各重金属の原子量、融点、及びその融点における飽和蒸気圧力に基づいて各重金属間の最大蒸発速度の差を制御するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の複合汚染土壌の処理方法。
【請求項５】
前記被処理ガス生成工程において、前記被処理物からの前記有機ハロゲン化合物の気化速度を増加すべくキャリアーガスを導入するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の複合汚染土壌の処理方法。
【請求項６】
前記被処理ガス生成工程において、前記熱分解工程の後流側の熱分解処理ガスを浄化したガスを、前記キャリアーガスとして使用することを特徴とする請求項３に記載の複合汚染土壌の処理方法。
【請求項７】
有機ハロゲン化合物を含む被処理物を減圧系内で攪拌しながらこれを前記有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満に加熱して熱分解前の被処理ガスを生成する被処理ガス生成装置と、
この被処理ガスを減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解する熱分解装置と、
を具備したことを特徴とする処理装置。
【請求項８】
少なくとも１種以上の重金属を含む被処理物を減圧系内で加熱して溶融する溶融装置と、
融解液の表面からの重金属の最大蒸発速度の差を重金属の種別毎に制御して重金属を分離する重金属分離装置と、
前記重金属分離装置で分離した重金属を静電力により捕捉する重金属回収装置と、
を具備したことを特徴とする処理装置。
【請求項９】
有機ハロゲン化合物及び複数の重金属を含む複合汚染土壌を被処理物として、これを減圧系内で攪拌しながら前記有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満に加熱して熱分解前の被処理ガスを生成する被処理ガス生成装置と、
この被処理ガスを減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解する熱分解装置と、
前記被処理ガス生成装置で加熱処理された少なくとも１種以上の重金属を含む被処理物の残渣を減圧系内で加熱して溶融する溶融装置と、
融解液の表面からの重金属の最大蒸発速度の差を重金属の種別毎に制御して重金属を分離する重金属分離装置と、
前記重金属分離装置で分離した重金属を静電力により捕捉する重金属回収装置と、
を具備したことを特徴とする複合汚染土壌の処理装置。
【請求項１０】
前記重金属分離装置は、各重金属の原子量、融点、及びその融点における飽和蒸気圧力に基づいて各重金属間の最大蒸発速度の差を制御するように構成されたことを特徴とする請求項９に記載の複合汚染土壌の処理装置。
【請求項１１】
前記被処理ガス生成装置に、前記被処理物からの前記有機ハロゲン化合物の気化速度を増加すべくキャリアーガスを導入するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の複合汚染土壌の処理装置。
【請求項１２】
前記被処理ガス生成装置において、前記熱分解装置の後流側の熱分解処理ガスを浄化したガスを、前記キャリアーガスとして使用することを特徴とする請求項９に記載の複合汚染土壌の処理装置。
【請求項１３】
有機ハロゲン化合物を含む被処理物を減圧下で攪拌しながら加熱して熱分解前の被処理ガスを生成することを特徴とする有機ハロゲン化合物の処理方法。
【請求項１４】
前記加熱が高周波誘導加熱であることを特徴とする請求項１３に記載の有機ハロゲン化合物の処理方法。
【請求項１５】
前記攪拌が機械的攪拌であることを特徴とする請求項１３に記載の有機ハロゲン化合物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ハロゲン化合物又は少なくとも１種以上の重金属に汚染された被処理物を浄化するための処理方法及びその装置、有機ハロゲン化合物及び少なくとも１種以上の重金属により複合汚染された汚染土壌を浄化するための複合汚染土壌の処理方法及びその装置、及び有機ハロゲン化合物の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機ハロゲン化合物を含む処理対象物質（以下、「被処理物」という）から有機ハロゲン化合物を分離・除去する方法として、被処理物を減圧下で加熱した後、発生したガス状排出物を減圧下で加熱することにより、換言すると、酸素量の少ない状態で被処理物を加熱することによって、常温から熱分解温度に到達するまでの有機ハロゲン化合物、例えばダイオキシンの発生量を低減するようにしたものが知られている（特許文献１）。ここで、前段において「被処理物を加熱する」とは、「被処理物の少なくとも一部が熱分解する温度に加熱する」ことと解され、「少なくも一部が熱分解する温度とは」、「全部が熱分解する可能性のある温度」で、蒸発や沸点の温度ではないものと解される。また、後段の「ガス状排出物を加熱する」とは、ガス状排出物に含まれている有機ハロゲン化合物の全部を熱分解する」ということと解される。
【０００３】
【特許文献１】
特願２０００−５４２１２３号（国際公開番号ＷＯ９９／０５１３６６号公報（国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ９９／０１６６０号）、５頁の段落番号［００１７］、段落番号［００１９］、９頁の段落番号［００６８］等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の方法は、スタートアップ時の有機ハロゲン化合物の生成量を抑制するので、スタートアップ時の有機ハロゲン化合物の排出量を低減することができる点で有用な発明と思われる。しかし、土壌など有機ハロゲン化合物が液状になって含まれている場合の熱分解には不向きである。
すなわち、液状の有機ハロゲン化合物を含んだ土壌・焼却飛灰等を熱分解する場合には、減圧下で加熱しても有機ハロゲン化合物と土壌・焼却飛灰等との比熱の差や熱伝導率の差が原因で被処理物全体に熱が伝わりにくく、加熱されるのはどうしても加熱源付近が先に加熱されてしまう。
【０００５】
また、液状の有機ハロゲン化合物を含んだ土壌・焼却飛灰等を加熱して、蒸発と熱分解を同時に行おうとしても、全体が不均一加熱されることになるので、部分的な有機ハロゲン化合物の熱分解が起きやすくなる。その結果、土壌・焼却飛灰等には未分解の有機ハロゲン化合物が取り残されることになり、被処理物に対する処理が不十分なものとなる。これらの問題は有機ハロゲン化合物が固体状の状態で含まれる場合も同様である。
このため被処理物を減圧下で加熱し、加熱により得られたガス状排出物を減圧下で加熱するという工程を必要以上に繰り返し実施せざるを得ない。
【０００６】
また、土壌・焼却飛灰は、シリカ、アルミナを含んでおり、これらは強力な固体酸なので触媒作用があり、有機ハロゲン化合物を含む土壌・焼却灰等を加熱して蒸発と熱分解を同時に行おうとすると熱分解反応を起こしやすくなり、熱分解生成物の組成が複雑になる（生成物の選択性が悪化する）。そのため資源の有効利用は図れない。
【０００７】
また、被処理物が有機ハロゲン化合物及び少なくとも１種以上の重金属で汚染された複合汚染土壌である場合に、有機ハロゲン化合物を熱分解し、加熱処理された少なくとも１種以上の重金属を含む土壌を溶融した後に単にスラグとして回収するのでは土壌中の重金属を種別毎に回収することができず、その後の取り扱いをよくすることができないという問題もある。
【０００８】
本発明の主たる目的は、有機ハロゲン化合物を含んだ土壌・焼却飛灰等の被処理物を熱分解する場合に分解効率がよい処理方法及びその装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、土壌中の重金属を有用な資源として分離・回収できる複合汚染土壌の処理方法及びその装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、有機ハロゲン化合物を含む被処理物を減圧系内で攪拌しながらこれを前記有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満に加熱して熱分解前の被処理ガスを生成する被処理ガス生成工程と、この被処理ガスを減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解する熱分解工程とを有する処理方法である。
【００１０】
このように構成される請求項１の発明によると、
（１）有機ハロゲン化合物を含む被処理物を攪拌することにより被処理物の加熱面が常に更新されるようになるので被処理物が均一に加熱される。しかも減圧系内で前記有機ハロゲン化合物に熱分解反応が生じない温度未満で且つ前記有機ハロゲン化合物の蒸発する温度以上に加熱するので被処理物に分散していた有機ハロゲン化合物の全てを効率よく蒸発させて熱分解前の被処理ガスとすることができる。従って被処理ガスを効率よく生成させることができる。
（２）被処理物から分離したこの被処理ガスを、減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解すると、被処理物自体の触媒作用の影響を受けずに有機ハロゲン化合物が熱分解される。従って熱分解生成物の組成制御が容易になる。
（３）被処理ガス生成工程と熱分解工程とに分けて被処理物を熱分解する方法ととしたので分解効率を向上できる。
なお、本発明でいう被処理物に含まれる有機ハロゲン化合物とは、主として液状で被処理物に含まれているものを指すが、その際、固体や気体となって被処理物中に同伴している少量の有機ハロゲン化合物も含まれるものとする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、少なくとも１種以上の重金属を含む被処理物を減圧系内で加熱して溶融すると共に融解液の表面からの重金属の最大蒸発速度の差を重金属の種別毎に制御して重金属を分離する溶融工程と、前記溶融工程で分離した重金属を静電力により捕捉する重金属回収工程とを有する処理方法である。
【００１２】
請求項２に記載の発明によると、
（１）少なくとも１種以上の重金属を含む被処理物は、減圧系内で加熱して溶融されるので、大気圧下よりも溶融温度が低くなる。また、融解液の表面からの重金属の最大蒸発速度の差を重金属の種別毎に制御して重金属を分離すると、被処理物中の重金属がその種別毎に分離される。従って後段での重金属の分離・回収コストを低減できる。
（２）前記溶融工程で分離した重金属は、静電力により捕捉されるのでヒューム状の重金属であっても好適に回収される。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、有機ハロゲン化合物及び少なくとも１種以上の重金属を含む複合汚染土壌を被処理物として、これを減圧系内で攪拌しながら前記有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満に加熱して熱分解前の被処理ガスを生成する被処理ガス生成工程と、この被処理ガスを減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解する熱分解工程と、前記被処理ガス生成工程で加熱処理された重金属を含む被処理物の残渣を減圧系内で加熱して溶融すると共に融解液の表面からの重金属の最大蒸発速度の差を重金属の種別毎に制御して重金属を分離する溶融工程と、前記溶融工程で分離した重金属を静電力により捕捉する重金属回収工程とを有する複合汚染土壌の処理方法である。
【００１４】
請求項３に記載の発明によると、
（１）複合汚染土壌を処理する方法を、汚染物質である有機ハロゲン化合物を処理する系と汚染物質である重金属を処理する系とに分けて処理するようにしたので、それぞれの処理系にあった温度、圧力を自由に設定することができる。
従って運転条件の最適化が図りやすくなる。
（２）被処理ガス生成工程の後段に溶融工程を設けたことで、前記被処理ガス生成工程で加熱処理された少なくとも１種以上の重金属を含む被処理物の残渣を溶融する熱エネルギーが省力化されると共に、被処理ガス生成工程から所定の含液分の残渣が溶融工程へ排出される。従って溶融工程での液分の急激なガス化による破壊や水蒸気爆発等を防止できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記溶融工程は、各重金属の原子量、融点、及びその融点における飽和蒸気圧力に基づいて各重金属間の最大蒸発速度の差を制御するようにした複合汚染土壌の処理方法である。
【００１６】
請求項４に記載の発明によると、各重金属の原子量、融点、及びその融点における飽和蒸気圧力に基づいて各重金属間の最大蒸発速度の差が制御されるので、土壌中の重金属が種別毎に分離される。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記被処理ガス生成工程において、前記被処理物からの前記有機ハロゲン化合物の気化速度を増加すべくキャリアーガスが導入される複合汚染土壌の処理方法である。
【００１８】
請求項５に記載の発明によると、前記被処理ガス生成工程は減圧系なので少量のキャリアーガスで被処理ガスの生成速度をさらに向上させることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、前記被処理ガス生成工程において、前記熱分解工程の後流側の熱分解処理ガスを浄化したガスを、前記キャリアーガスとして使用する複合汚染土壌の処理方法である。
【００２０】
請求項６に記載の発明によると、前記被処理ガス生成工程において、前記熱分解工程の後流側の熱分解処理ガスを浄化したガスが、前記キャリアーガスとして使用されるので、浄化したガスを使用しないときよりも少ないキャリアーガス量で気化速度を増加させることが可能となる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、有機ハロゲン化合物を含む被処理物を減圧系内で攪拌しながらこれを前記有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満に加熱して熱分解前の被処理ガスを生成する被処理ガス生成装置と、この被処理ガスを減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解する熱分解装置とを具備した処理装置を提供するものである。
【００２２】
請求項７に記載の発明によると、
（１）有機ハロゲン化合物を含む被処理物を攪拌することにより被処理物の加熱面が常に更新されるようになるので被処理物が均一に加熱される。しかも減圧系内で前記有機ハロゲン化合物に熱分解反応が生じない温度未満で、且つ前記有機ハロゲン化合物の蒸発する温度以上に加熱するので被処理物に分散していた有機ハロゲン化合物の全てを効率よく蒸発させて熱分解前の被処理ガスとすることができる。従って被処理ガスを効率よく生成させることができる。
（２）被処理物から分離したこの被処理ガスを、減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解すると、被処理物自体の触媒作用の影響を受けずに有機ハロゲン化合物が熱分解される。従って熱分解生成物の組成制御が容易になる。
（３）被処理ガス生成装置と熱分解工程とに分けて被処理物を熱分解する装置としたので分解効率を向上できる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、少なくとも１種以上の重金属を含む被処理物を減圧系内で加熱して溶融する溶融装置と、融解液の表面からの重金属の最大蒸発速度の差を重金属の種別毎に制御して重金属を分離する重金属分離装置と、前記重金属分離装置で分離した重金属を静電力により捕捉する重金属回収装置とを具備した処理装置である。
【００２４】
請求項８に記載の発明によると、
（１）少なくとも１種以上の重金属を含む被処理物は、減圧系内で加熱して溶融されるので、大気圧下よりも溶融温度が低くなる。また、融解液の表面からの重金属の最大蒸発速度の差を重金属の種別毎に制御して重金属を分離すると、被処理物中の重金属がその種別毎に分離される。従って後段での重金属の分離・回収コストを低減できる。
（２）前記溶融装置で分離した重金属は、静電力により捕捉されるのでヒューム状の重金属であっても好適に回収される。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、有機ハロゲン化合物及び複数の重金属を含む複合汚染土壌を被処理物として、これを減圧系内で攪拌しながら前記有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満に加熱して熱分解前の被処理ガスを生成する被処理ガス生成装置と、この被処理ガスを減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解する熱分解装置と、前記被処理ガス生成装置で加熱処理された少なくとも１種以上の重金属を含む被処理物の残渣を減圧系内で加熱して溶融する溶融装置と、融解液の表面からの重金属の最大蒸発速度の差を重金属の種別毎に制御して重金属を分離する重金属分離装置と、前記重金属分離装置で分離した重金属を静電力により捕捉する重金属回収装置とを具備した複合汚染土壌の処理装置である。
【００２６】
請求項９に記載の発明によると、
（１）複合汚染土壌を処理する装置を、汚染物質である有機ハロゲン化合物を処理する系と汚染物質である重金属を処理する系とに分けて処理するようにしたので、それぞれの処理系にあった温度、圧力を自由に設定することができる。
従って運転条件の最適化が図りやすくなる。
（２）被処理ガス生成装置の後段に溶融装置を設けたことで、前記被処理ガス生成装置で加熱処理された少なくとも１種以上の重金属を含む被処理物の残渣が溶融する熱エネルギーが省力化されると共に、被処理ガス生成装置から所定の含液分の残渣が溶融装置へ排出される。従って溶融装置での液分の急激なガス化による破壊や水蒸気爆発等を防止できる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、前記重金属分離装置は、各重金属の原子量、融点、及びその融点における飽和蒸気圧力に基づいて各重金属間の最大蒸発速度の差を制御するように構成された複合汚染土壌の処理装置である。
【００２８】
請求項１０に記載の発明によると、各重金属の原子量、融点、及びその融点における飽和蒸気圧力に基づいて各重金属間の最大蒸発速度の差が制御されるので、土壌中の重金属が種別毎に分離される。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、前記被処理ガス生成装置において、前記被処理物からの前記有機ハロゲン化合物の気化速度を増加すべくキャリアーガスが導入される複合汚染土壌の処理装置である。
【００３０】
請求項１１に記載の発明によると、前記被処理ガス生成装置は減圧系なので少量のキャリアーガスで被処理ガスの生成速度をさらに向上させることができる。
【００３１】
請求項１２に記載の発明は、前記被処理ガス生成装置において、前記熱分解装置の後流側の熱分解処理ガスを浄化したガスを、前記キャリアーガスとして使用する複合汚染土壌の処理装置である。
【００３２】
請求項１２に記載の発明によると、前記被処理ガス生成装置において、前記熱分解工程の後流側の熱分解処理ガスを浄化したガスが、前記キャリアーガスとして使用されるので、浄化したガスを使用しないときよりも少ないキャリアーガス量で気化速度を増加させることが可能となる。
【００３３】
請求項１３に記載の発明は、有機ハロゲン化合物を含む被処理物を減圧下で攪拌しながら加熱して熱分解前の被処理ガスを生成する有機ハロゲン化合物の処理方法である。
【００３４】
請求項１３に記載の発明によると、
（１）有機ハロゲン化合物を含む被処理物を攪拌することにより被処理物の加熱面が常に更新されるようになるので被処理物が均一に加熱される。しかも減圧下で行なうので被処理物に分散していた有機ハロゲン化合物が大気圧下よりも効率よく蒸発する。その結果、これらの相乗効果により有機ハロゲン化合物の全てを効率よく熱分解前の被処理ガスとすることができる。従って被処理ガスを効率よく生成させることができる。
【００３５】
請求項１４に記載の発明は、前記加熱が高周波誘導加熱である有機ハロゲン化合物の処理方法である。
【００３６】
請求項１４に記載の発明によると、
前記加熱を高周波誘導加熱で行なうことで被処理物の加熱時間を短縮することができる。
【００３７】
請求項１５に記載の発明は、前記攪拌が機械的攪拌である有機ハロゲン化合物の処理方法である。
【００３８】
請求項１５に記載の発明によると、
前記攪拌が機械的攪拌であるので高出力・高トルクでの攪拌が可能となり、被処理物の攪拌効果を高くすることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１及び図２を参照して説明する。
なお、図１は、本発明に係る第一実施形態の複合汚染土壌の処理装置を示す全体構成図、図２は、本発明に係る第二実施形態の複合汚染土壌の処理装置の主要構成図である。
また、ここでは処理する被処理物として、有機ハロゲン化合物と複数の重金属に汚染された複合汚染土壌を処理する場合について説明する。
【００４０】
最初に図１を参照して、本発明に係る第一実施形態の複合汚染土壌の処理装置について説明する。なお、第一実施形態の複合汚染土壌の処理装置は、本発明に係る第一実施形態の複合汚染土壌の処理方法を具現化するための装置である。
本発明の第一実施形態に係る複合汚染土壌の処理装置は、
複合汚染された汚染土壌を処理する装置であって、
減圧系内で前記汚染土壌を攪拌しながら有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満、すなわち、前記有機ハロゲン化合物に熱分解反応が生じない温度未満で且つ前記有機ハロゲン化合物の蒸発する温度以上に加熱して、前記汚染土壌中の液分を気化させて熱分解前の被処理ガスを生成する被処理ガス生成装置である溝型攪拌式乾燥機１ａと、
前記溝型攪拌式乾燥機１ａ内で生成した被処理ガスを、減圧系内で有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解する熱分解装置である誘導加熱式熱分解装置１ｂとから主要部が形成される第一処理装置１と、
前記溝型攪拌式乾燥機１ａで加熱処理された複数の重金属を含む汚染土壌の残渣を減圧系内で加熱して溶融させると共に溶融した融解液の表面からの重金属の最大蒸発速度の差を制御して融解液に含まれる複数の重金属を順次分離する溶融装置である誘導加熱式溶融装置２ａと、
分離した前記重金属を前記誘導加熱式溶融装置２ａの後段で静電力により捕捉する重金属回収装置である電気集塵機２ｂとから主要部が形成される第二処理装置２と、
を含んで構成される。
【００４１】
前記第一処理装置１の後段、すなわち、誘導加熱式熱分解装置１ｂの下流には、熱分解ガス中の有用成分を分離・回収するため、前記誘導加熱式熱分解装置１ｂから排出される熱分解ガスから熱分解生成物である炭素粒子を分離する全円筒型サイクロン１ｃと、この全円筒型サイクロン１ｃから排出される熱分解ガス中から熱分解生成物であるハロゲンガス（例えば塩素ガス）を分離するハロゲン分離装置としての塩素分離装置１ｄと、前記塩素分離装置１ｄから排出される熱分解ガスを冷却する冷却装置１ｅと、前記冷却装置１ｅから排出される熱分解ガス中の未分解の有機塩素化合物やガス中の不純物を吸着分離する吸着装置１ｆと、第一処理装置１内を負圧に維持するための減圧発生手段としてのメカニカルブースタ付きの真空ポンプ１ｇとがこの順番に設けられている。
【００４２】
被処理ガス生成装置である溝型攪拌式乾燥機１ａの機内は一定の減圧雰囲気に保持されており、粉砕機（図示せず）で閉路粉砕され、振動篩等の分級機（図示せず）で分級された所定の大きさ、例えば２５ｍｍ以下の複合汚染された汚染土壌をロータリバルブを介して機内へ受け入れ、この汚染土壌をその機内で攪拌羽根により攪拌しながら溝型攪拌式乾燥機１ａの乾燥機本体のジャケットに、熱媒、例えばダウサームＡ（製品名）を流通させて３００℃〜４００℃に間接加熱し、前記汚染土壌中の有機ハロゲン化合物、例えばＰＣＢを蒸発・気化させて気体として脱液する装置である。
このように汚染土壌からＰＣＢや水分を脱液して液分を少なくする（例えば１５％以下）ことで、後述する第二処理装置２の誘導加熱式溶融装置２ａ内での水蒸気爆発や液分の急激なガス化膨張による誘導加熱式溶融装置２ａの破壊等不慮の事故を防止することが可能となる。
なお、溝型攪拌式乾燥機１ａ中で加熱処理された汚染土壌の残渣、すなわちシリカ、アルミナ等の残渣内部（固体の内部）に閉じ込められているＰＣＢは、後述する溶融装置内で完全に分解される。
【００４３】
前記粉砕機は溝型攪拌式乾燥機１ａの前段に、分級機は、前記粉砕機と溝型攪拌式乾燥機１ａとの間に配置される。
なお、本実施の形態では、図１に示すように、被処理ガス生成装置として溝型攪拌式乾燥機１ａを使用しているが、スタートアップの時間を短くするために、誘導加熱式の乾燥機を被処理ガス生成装置として使用してもよい。
誘導加熱式の被処理ガス生成装置を使用した場合は、溝型攪拌式乾燥機１ａ単独での加熱よりも応答性のよい加熱温度の制御ができる。
【００４４】
また、攪拌機の回転数は、溝型攪拌式乾燥機１ａへ投入される汚染土壌の性状によって変化させる。例えば汚染土壌中の含液分が高い場合には、回転数を低回転にして、土壌と伝熱面（加熱面）との滞留時間（接触時間）を大きくして土壌への熱供給量を増やすように制御される。
一方、汚染土壌中の含液分が低い場合には、回転数を高回転にして、土壌ができるだけ均一に加熱されるように制御される。
【００４５】
また、溝型攪拌式乾燥機１ａにおいては、前記汚染土壌からの有機ハロゲン化合物の気化速度を増加させるため、キャリアーガス（熱風）を減圧系の上流、すなわち溝型攪拌式乾燥機１ａの上流側に導入している。キャリアーガスとしては、酸素等の酸化剤を含まないガス、より好ましくは窒素、アルゴン等の不活性ガスを使用するのが好ましい。但し、キャリアーガスとして熱風ではなく常温のガスを使用すると、脱液している汚染土壌を逆に冷却してしまい気化速度が悪化するので、常温のガス又は冷却したガスは使用できない。
なお、本実施形態では、キャリアーガスは土壌の移動方向に対して並流に供給しているが向流に供給してもよい。
このように前記被処理ガス生成装置に、前記被処理物からの前記有機ハロゲン化合物の気化速度を増加させるためのキャリアーガスを導入するようにしたことにより、前記被処理ガス生成装置内は減圧系なので少量のキャリアーガスで被処理ガスの生成速度をさらに向上させることができる。
【００４６】
また、前記キャリアーガスとしては、前記誘導加熱式熱分解装置１ｂの後流側のガスを浄化したガス、例えば吸着装置１ｆの排ガスを、図示しないバイパス路を介して溝型攪拌式乾燥機１ａに戻してキャリアーガスとしても良い。
このように誘導加熱式熱分解装置１ｂの後流側の浄化したガスを、図示しないバイパス路を介して溝型攪拌式乾燥機１ａに還流させる構造としても良い。このようにすれば、複合汚染土壌からの有機ハロゲン化合物の気化速度が増加するので、熱分解前の被処理ガスの生成時間を短縮することができる。また、システム全体として汚染土壌の処理量を増加させることもできる。
また、前記キャリアーガスとして前記誘導加熱式熱分解装置１ｂの後流側のガスをバイパス路１ｂ１を介して前記誘導加熱式熱分解装置１ｂの上流側に還流すると、キャリアーガスに仮に未分解の有機ハロゲン化合物が残留していたとしても再処理が可能となるので、熱分解システムとしての効率及び信頼性が可及的に向上する。
【００４７】
有機ハロゲン化合物、例えばＰＣＢを熱分解するための熱分解装置である誘導加熱式熱分解装置１ｂは、誘導加熱コイルと誘導加熱管とから主要部が形成されている。
この誘導加熱コイルは、一本の銅製の管をコイル状に成型したものであり、高周波電源に接続されると共に冷却水の供給系及び冷却水の排出系に接続される。周知のように加熱をするときには高周波電源から電力が供給され、この銅管で発生する損失熱をコイルの内部に冷却水を流すことで除去している。
誘導加熱管は、中心部に非誘電体材料、例えばアルミナ管を設け、前記アルミナ管の外側に発熱体である誘電体材料、例えばタングステン（又はカーボン）、さらにその外側に透明の石英管を設けて、横断面が同心円状になるように設けたものである。この透明の石英管を外部から囲繞する誘導加熱コイルに電力が供給されると誘導電流により発熱体、例えばタングステンが発熱し前記アルミナ管が加熱される。また、このアルミナ管は脱塩化水素の触媒作用も有するため好適に有機塩素化合物を熱分解することができる。
なお、前記アルミナ管の温度は、ＰＣＢを熱分解する場合には１４００℃〜１６００℃の温度に加熱・保持される。
【００４８】
また、誘導加熱式熱分解装置１ｂには、未分解のＰＣＢを上流側（入口側）に戻すためのバイパス路１ｂ１が設けられている。このようにバイパス路１ｂ１を設けることで反応率（分解率）が劣化しても熱分解ガスを誘導加熱式熱分解装置１ｂの上流側（入口側）に戻すことができるので未分解のＰＣＢをそのまま大気放出することで引き起こされる環境汚染を低減することができる。
バイパス路１ｂ１を設けない場合は、誘導加熱式熱分解装置１ｂの下流側に未分解のＰＣＢを分解するための触媒装置を設けるようにしても良い。
なお、図１において、誘導加熱式熱分解装置１ｂは、横方向に設けられているが、縦方向に設けてもよい。
誘導加熱式熱分解装置１ｂを縦方向に設ければ、熱分解で生成する固形分粒子が重力により分離しやすくなり、前記固形分粒子が誘導加熱管内で滞留しにくくなる。
また、発熱体である誘電体材料としてタングステン（又はカーボン）の代わりにホウ化ジルコニウムを使用することもできるが、土壌等を溶融した溶融スラグに対して高耐食性であるという特性を生かせる場所にホウ化ジルコニウムを用いるのが好ましい。
【００４９】
全円筒型サイクロン１ｃは、有機ハロゲン化合物、例えばＰＣＢの熱分解反応で生成した熱分解ガス中の炭素粒子を分離するための装置である。１０マイクロメータ以下の炭素粒子が多い場合は、全円筒型サイクロン１ｃの内筒にバグフィルタを設けても良い。
バグの材質としては、例えば高温に耐えるステンレス繊維（例えばナスロン（製品名））やケブラー（デュポン社の製品名）の濾布で製造したバグフィルタを用いるのが好ましい。
本実施形態のように、円錐形のサイクロンではなく全円筒型サイクロン１ｃを設けることにより、サイクロン底部のガス流速が遅くなり、滞留時間を長く取ることができるので、誘導加熱式熱分解装置１ｂで生成した細かい炭素粒子がスリップ（系外への飛び出し）するのを防止することができる。
その結果、細かい炭素粒子を安定して捕捉でき、後段の塩素分離装置１ｄ、冷却装置１ｅ及び吸着装置１ｆが熱分解反応で生成した炭素粒子により閉塞されるのを低減させることができる。
また、全円筒型サイクロン１ｃを用いると下流の真空ポンプ１ｇへの炭素粒子の噛み込みも低減できる。
なお、全円筒型サイクロン１ｃの入口側に図示しない水冷式熱交換器を設けて、熱回収を行えば熱分解ガスの容量が減少し後段の各処理装置を小型化することができる。
【００５０】
ハロゲン分離装置である塩素分離装置１ｄは、全円筒型サイクロン１ｃで炭素粒子を分離・除去した熱分解ガス中の塩素との反応又は塩素を吸着して水素と塩素の混合ガス中から塩素を分離する装置である。
吸着剤としては金属製の金網（スチールウール）が充填されている。塩素ガスと金網又は熱分解反応後の塩化水素と金網が反応して好適に塩素を分離することができる。
吸着剤としては、金網（スチールウール）以外に、酸性白土、アルミノ珪酸カルシウム等無機系の吸着剤も使用できる。
また、熱分解ガス中の塩素を分離する塩素分離装置として湿式洗浄塔（例えば、湿式スクラバー）も使用することができるが、排水処理を不要とするには乾式処理方法を採用した方が好ましい。
【００５１】
熱分解ガスを冷却するための冷却装置１ｅは、ジャケット式の多管式熱交換器である。ジャケットに流す冷媒としては、例えば水が使用される。チラーユニットを使って冷却した水を使用すればさらに熱交換器を小型化することができる。
また、本実施形態では、減圧中、すなわち酸素の少ない状態で有機ハロゲン化合物、例えばＰＣＢを熱分解するので酸素存在下での熱分解法に比べて熱分解ガスの発生量が極めて少ない。そのため少量の冷媒で熱分解ガスを冷却することができる。
なお、「熱分解ガスを冷却する」とは熱分解ガスを冷却することで後段の装置の耐熱性を実質的に増加させという意味であり、先願のように有機ハロゲン化合物の再合成を防止するという意味ではない。
【００５２】
吸着装置１ｆは、前記冷却装置１ｅから排出される熱分解ガス中の未分解のＰＣＢや不純物を吸着・除去するための装置である。本実施形態では活性炭を充填した装置を使用している。吸着装置１ｆを設けることで後段の減圧発生手段であるメカニカルブースタ付きの真空ポンプ１ｇの材質のグレードを下げることが可能となるので設備コストを削減することができる。
【００５３】
減圧発生手段は、メカニカルブースタ付きの真空ポンプ１ｇから構成される。このような減圧発生手段を用いることにより短時間で系内を減圧することが可能となる。
なお、常圧から低圧に短時間で減圧できる減圧発生手段としてターボ分子ポンプもあるが、ターボ分子ポンプは、メカニカルブースタ付きの真空ポンプ１ｇと比較して騒音が大きくなるのとコスト高になるのであまり好ましくない。
【００５４】
このように構成される第一処理装置１は、最初に減圧発生手段としてメカニカルブースタ付きの真空ポンプ１ｇにより系内が減圧される。被処理ガス生成装置である溝型攪拌乾燥機１ａへ２個のロータリバルブを介して投入された汚染土壌は、キャリアーガス（熱風）を流通させた溝型攪拌式乾燥機１ａ内で攪拌羽根により攪拌されながら有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満に加熱され、熱分解前の被処理ガスを生成する。
このように汚染土壌を減圧系内で攪拌しながら前記有機ハロゲン化合物の蒸発温度以上で且つ前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度未満に加熱して熱分解前の被処理ガスを生成することで、汚染土壌を均一に加熱することができ、しかも有機ハロゲン化合物を熱分解させずに蒸発させることができるので、被処理ガスを効率よく生成させることができる。
また、攪拌が機械的攪拌であるので高出力・高トルクでの攪拌が可能となり、汚染土壌の攪拌効果を高くすることができる。
【００５５】
また、溝型攪拌乾燥機１ａへ汚染土壌を受け入れる時に２個のロータリバルブを使用することで、シール性が向上し系内の減圧を好適に維持することができる。なお、ロータリバルブには、必要に応じてジャケットを設けて冷却するようにしても良い。
また、被処理ガス生成装置として第一実施形態では間接加熱方式の溝型攪拌式乾燥機１ａを使用して気化しているが、攪拌による汚染土壌の舞い上がりを防ぐため、後述する第二実施形態の複合汚染土壌の処理装置のようにオーガ（スクリュウ）を内蔵した密閉型のナウタミキサ（製品名）を使用してもよい。
さらに、被処理ガス生成装置の熱媒としてはサーモオイルを使用しているが、沸点が低い有機ハロゲン化合物を気化させるときには、スチームや熱風の熱で汚染土壌を加熱するようにしてもよい。
【００５６】
溝型攪拌式乾燥機１ａで加熱され汚染土壌から脱液されて気化した有機ハロゲン化合物、例えばＰＣＢを含んだ被処理ガスは、後段の誘導加熱式熱分解装置１ｂへ導入される。誘導加熱式熱分解装置１ｂは、高温、例えば１４００℃の温度で運転されており、ＰＣＢはここで加熱されたアルミナ管と接触することで熱分解され、カーボン、水素、塩素等が混合した熱分解ガスとなって前記誘導加熱式熱分解装置１ｂから排出される。
このように溝型攪拌式乾燥機１ａで生成した被処理ガスを、減圧系内で前記有機ハロゲン化合物の熱分解温度以上に加熱して熱分解するようにしたことにより、汚染土壌自体の触媒作用の影響を受けずにＰＣＢを熱分解できる。従って熱分解生成物の組成制御が容易になる。
また、被処理ガス生成装置と熱分解装置とに分けて被処理物を熱分解する装置としたので分解効率の良い複合汚染土壌の処理装置を提供できる。
【００５７】
誘導加熱式熱分解装置１ｂから排出された熱分解ガスは、生成した炭素粒子が下流側の配管や減圧発生手段であるメカニカルブースタ付きの真空ポンプ１ｇを詰まらせないように最初に全円筒型サイクロン１ｃに導入される。
全円筒型サイクロン１ｃに導入された熱分解ガスは、円筒の接線方向に沿って旋回流を形成し、ゆっくりと内壁を下降しながら円筒の中心に設けられた内筒から出て行く間に細かい炭素粒子（例えば平均粒径１５マイクロメートル）は全円筒型サイクロン１ｃの底部に分離される。
【００５８】
全円筒型サイクロン１ｃで細かい炭素粒子（例えば平均粒径１５マイクロメートル）が分離された熱分解ガスは、次に、金属製の金網（スチールウール）を充填した塩素分離装置１ｄへと導入される。
塩素分離装置１ｄへと導入された熱分解ガスは、塩素と金属製の金網（スチールウール）との反応分離または吸着分離されて後段の熱分解ガスを冷却するための冷却装置１ｅへと導入される。
【００５９】
冷却装置１ｅに導入された熱分解ガスは、冷媒である水により固体壁を介して冷却される。
本実施形態では酸素ガスの少ない状態で熱分解したため、酸素ガスが多い状態で熱分解したときと比較して、誘導加熱式熱分解装置１ｂから排出される熱分解ガスの発生量が少なくなる。従って熱マスが小さくなるため、冷却装置１ｅのジャケット内に水を通液して熱分解ガスと接触させるだけで容易に熱分解ガスを冷却できる。
【００６０】
冷却装置１ｅで冷却された熱分解ガスは、さらに後段の活性炭を充填した吸着装置１ｆで熱分解ガス中の未反応ガスや水分等を吸着分離されて減圧発生手段であるメカニカルブースタ付きの真空ポンプ１ｇを介して大気中に放出される。
【００６１】
本実施形態では、水素の回収方法を省略しているが、排ガス中から水素を回収する方法としては、水素分離膜を設けた水素膜分離装置を真空ポンプ１ｇの吐出側に設けることで水素を分離するようにしている。また、分離した水素は、例えば水素吸蔵合金や水封式ガスホルダ等に回収し、必要な時に水素を供給できるようになっている。
【００６２】
次に、第二処理装置２の構成について説明する。
第二処理装置２は、複合汚染した汚染土壌を溝型攪拌式乾燥機１ａ内で加熱して有機ハロゲン化合物、例えばＰＣＢを気化して脱液した複数の重金属を含む汚染土壌の残渣をその内部に受けて減圧下で誘導加熱することにより溶融する溶融装置である誘導加熱式溶融装置２ａと、
前記誘導加熱式溶融装置２ａから排出される重金属の蒸気を静電力により捕捉する重金属回収装置である電気集塵機２ｂと、
前記誘導加熱式溶融装置２ａ内の圧力を調整する減圧発生手段と、
から主要部が構成される。
【００６３】
誘導加熱式溶融装置２ａは、誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの内側に設けられ、前記誘導加熱コイルの磁界によって誘導される電圧により加熱される誘電体材料、例えば、ホウ化ジルコニウム（発熱体）と、前記ホウ化ジルコニウムのさらに内側に設けられるライニング材（非誘電体材料）とから主要部が構成され、その中央部には複数の重金属を含む汚染土壌の残渣を溶融した融解液を貯留するための円筒状の容器と前記容器の底部には前記融解液を排出するための出口ノズルとが形成されている。
誘導加熱コイルは銅製のパイプをコイル状に巻いた管からできている。複数の重金属を含む汚染土壌の残渣を加熱するときは、高周波電源から電力が供給され、コイルに発生する損失熱を除去するためコイルの内部には冷却水が流される。ホウ化ジルコニウムは、誘導加熱コイルから発生する磁場の誘導電圧により加熱される（ジュール加熱）。また、ライニング材は、融解液側（ホウ化ジルコニウムの内側）に設けられ、融解液に対する耐食性が要求されるところなので、例えば不純物を混入して非誘電体材料にしたホウ化ジルコニウムやアルミナ−クロミアが使用される。
出口ノズルは、誘導加熱式溶融装置２ａの主要部と同様に誘導加熱コイル、前記誘導加熱コイルの内側に設けられ前記誘導加熱コイルの磁界によって誘導される電圧により加熱されるホウ化ジルコニウム（発熱体）、及びホウ化ジルコニウムのさらに内側に設けられるライニング材（非誘電体材料）とから構成されている。
なお、誘導加熱式溶融装置２ａの上部には、２つのノズルが設けられており、一方のノズルは、被処理ガス生成装置である溝型攪拌式乾燥機１ａの出口配管と、他方のノズルは、電気集塵機２ｂの入口配管と接続される。
すなわち、誘導加熱式溶融装置２ａは、主要部及び出口ノズルの一部を形成するホウ化ジルコニウム、上部の２つのノズルを除いて全てが非誘電体性の耐火物で構成されている。熱伝導率の小さい耐火物で構成することで誘導加熱式溶融装置２ａ全体から系外への放熱を少なくすることができる。
【００６４】
重金属回収装置である電気集塵機２ｂは、誘導加熱式溶融装置２ａから排出される排ガスを放電電極（陰極）−集塵電極（陽極）間に流通させて電界をかけ、放電電極を放電（コロナ放電）させて排ガス中の微粒子の表面に負の電荷を帯電させる。この負の電荷を帯びた微粒子は、クーロン力により集塵電極側（陽極側）に捕捉される。
このようにして電気集塵機２ｂを使用すれば、誘導加熱式溶融装置２ａで汚染土壌の残渣を溶融して発生した排ガス中の１マイクロメートル以下の細かいヒューム状の重金属もクーロン力により好適に回収できる。
なお、電気集塵機２ｂの捕捉効率が悪い場合には、水等を排ガス気流中に注入し見掛けのダスト抵抗を変化させるようにして集塵効率を向上させても良い。
また、電気集塵機２ｂの入口側に図示しない水冷式熱交換器を設けて熱回収し、電気集塵機入口のガス温度を調節するようにすれば、電気集塵機２ｂの捕捉効率を向上させ、かつ後段の処理装置を小型化することができる。
【００６５】
吸着装置２ｃは、電気集塵機２ｂから排出される排ガス中の水分や不純物を吸着分離するための装置である。本実施形態では活性炭を充填した装置を使用している。吸着装置２ｃを設けることで、電気集塵機２ｂから排出される排ガス中に同伴する金属を腐食する腐食成分も除去できるので、後段の減圧発生手段であるメカニカルブースタ付きの真空ポンプ２ｄの材質のグレードを下げることが可能となり設備コストを削減できる。
なお、電気集塵機２ｂから排出される排ガス中の水分が多すぎる場合は、活性炭の吸着能力の低下が激しくなるので、吸着装置２ｃの前段にデミスタ又は冷却器を設けて排ガス中の水分を下げてから排ガス中の水分や不純物を吸着分離するのが望ましい。
【００６６】
減圧発生手段は、図示しないメカニカルブースタ付きの真空ポンプ２ｄである。
このような減圧発生手段を用いることにより短時間で系内を減圧することが可能になる。
【００６７】
このように構成される第二処理装置２は、
最初、前記溝型攪拌式乾燥機１ａ内で加熱され有機ハロゲン化合物、例えばＰＣＢが脱液された汚染土壌の残渣を誘導加熱式溶融装置２ａに受けて減圧下で例えば１６００℃に誘導加熱する。このとき出口ノズルの出口は閉まっている。誘導加熱された前記汚染土壌は溶融して融解液となる。
融解液を誘導加熱式溶融装置２ａの溶融装置本体内に所定時間滞留させてプールを形成し、一定の液面が確保されたら出口ノズルを開とし、融解液を図示しないスラグ処理装置へと排出する。スラグ処理装置で無害化されたスラグは道路舗装材や骨材等として利用することができる。
なお、誘導加熱式溶融装置２ａの溶融装置本体内の融解液の液面高さは、汚染土壌の残渣の投入量と出口ノズルから排出する融解液量とを制御することでコントロールできる。
また、誘導加熱式溶融装置２ａを連続処理すると溶融する時間が不足する場合は、誘導加熱式溶融装置２ａを２基設けて、図示しない弁で流路を切り替えるようにすることで汚染土壌をどちらか一方の誘導加熱式溶融装置２ａ内で必ず溶融が行われているように運転することもできる。
【００６８】
誘導加熱することにより短時間で溶融された汚染土壌の残渣は融解液となり、融解液の表面から排出される重金属は、以下のように重金属分離装置により重金属の種別毎に順次分離される。
前記重金属分離装置は、誘導加熱式溶融装置２ａの出口−電気集塵機２ｂ間の配管に設けた圧力計Ｐ（例えばピラニ真空計）と図示しない温度計（例えば光高温計）及びこれらの計器からの信号に基づいて誘導加熱式溶融装置２ａの圧力や温度を計算・制御する制御装置とから構成される。
重金属分離装置をこのように構成することで、
▲１▼減圧下での各重金属の原子量（予めデータが制御装置にインプットされる）、融点、及びその融点における飽和蒸気圧力（予めデータが制御装置にインプットされる）とに基づいて各重金属の最大蒸発速度が求めることができる。
▲２▼さらに、融解液面からの最大蒸発速度が大きい重金属と小さい重金属との蒸発速度の差が大きくなるように誘導加熱式溶融装置２ａ内の圧力を設定することができる。
このような構成と作用を有する重金属分離装置によれば、溶融温度が一定の場合に、各重金属の蒸発速度の差ができるだけ大きくなるように圧力を設定することで重金属を種別毎に順次分離することができる。従って後段での重金属回収物を再生する場合のコスト及び時間を削減することができる。
【００６９】
なお、高減圧下における理論最大蒸発速度の関係式を以下に示す。
最大蒸発速度Ｇは、
Ｇ＝７．７７×Ｐ×（Ｍ／Ｔ）１／２［ｇ／ｃｍ２・ｓｅｃ］……（１）
ただし、Ｐはその重金属の絶対温度Ｔ［°Ｋ］における飽和蒸気圧力［Ｐａ］であり、Ｍは重金属の分子量［ｇ／ｍｏｌ］である。
なお、飽和蒸気圧力としては、できるだけ最大蒸発速度の差を大きく取るため１．３〜１００ｋＰａの範囲内の圧力で制御するのが望ましい。
【００７０】
このように誘導加熱式溶融装置２ａにおいて、前記溝型攪拌式乾燥機１ａ内で加熱処理された重金属を含む汚染土壌の残渣を、減圧系内で加熱して溶融すると共に融解液の表面からの各重金属の最大蒸発速度の差を制御して複数の重金属を順次分離するようにしたことにより、土壌中の重金属を種別毎に分離することができる。
【００７１】
前記誘導加熱式溶融装置２ａから排出され電気集塵機２ｂへ導入された重金属の蒸気（ヒュームを含む）は、放電電極（陰極）の放電により負電荷を帯び、静電力により電気集塵機２ｂの集塵電極側（陽極側）に捕捉されて重金属の種別毎に順次積層し多層膜を形成する。このようにして集塵電極（陽極）へ重金属を分離・回収すれば、後段で重金属を溶解して再生するときの分離エネルギーを省力化することができ、地球の資源を有効に使うことができる。
このように重金属分離装置で順次分離した重金属を、後段で静電力により捕捉するようにしたことにより、ヒューム状の重金属であっても好適に回収できる。
【００７２】
前記電気集塵機２ｂで重金属を分離された誘導加熱式溶融装置２ａの排ガスは、次に活性炭を充填した吸着装置２ｃへと導入されて電気集塵機２ｂで回収できなかった排ガス中の水分や微小な金属フューム等を分離される。微小な金属フューム等を分離された排ガスは、メカニカルブースタ付き真空ポンプ２ｄを介して大気中へと放出される。
【００７３】
このように少なくとも第一処理装置１と第二処理装置２とを含む第一実施形態の複合汚染土壌の処理装置によれば、第一処理装置１の溝型攪拌式乾燥機１ａから分岐して、複合汚染土壌の汚染物質（ＰＣＢ及び複数の重金属）のそれぞれを別々の処理系で処理することにより、それぞれの処理系内の圧力および温度を最適化することができるので、複合汚染土壌を好適に処理することができる。
【００７４】
また、このような構成と作用を有する第一実施形態の複合汚染土壌の処理装置によれば、以下のような効果も得られる。
（１）有機ハロゲン化合物を熱分解する方法及び汚染土壌を溶融する方法を誘導加熱方式としたため、従来よりもさらにスタートアップ時の有機ハロゲン化合物の生成量を低減できるとともに、熱分解装置や溶融装置のスタートアップに長くかかっていた時間を短縮することができるので、処理系全体の立ち上げ時間を短くすることができる。
（２）減圧系内で（殆ど酸素のない状態で）有機ハロゲン化合物を熱分解するので、有機ハロゲン化合物を空気雰囲気で燃焼したときと比較して、系外へ排出する排出ガス量を少なくすることができる。
（３）熱分解生成物は炭素、水素、塩素、塩化水素が主成分となるのでこれらを個々に回収して資源として再利用することが可能である。
【００７５】
次に、本発明に係る第二実施形態の複合汚染土壌の処理装置について図２を参照して説明する。なお、第二実施形態の複合汚染土壌の処理装置は、第二実施形態の複合汚染土壌の処理方法を具現化するための装置である。
第二実施形態の複合汚染土壌の処理装置は、第一実施形態の複合汚染土壌の処理装置の第一処理装置１と第二処理装置２とを三方弁３′を介して接続したものである。このように三方弁３′を介して接続すると、２つの処理系が１つの処理系となるので、処理装置全体のコンパクト化を図ることができる。
すなわち、第一実施形態の複合汚染土壌の処理装置に使用した溝型攪拌式乾燥機１ａの代わりに縦型のナウタミキサ１′ａ（製品名）を使用して、平面方向の設置スペースを小さくし、かつ、攪拌することによる汚染土壌の舞い上がりを抑制し、さらに誘導加熱式溶融装置２′ａ上部の吐出側の後流配管には前記三方弁３′を設けて、第一処理装置１′側で汚染土壌中の有機ハロゲン化合物を処理する時間と、第二処理装置２′側で汚染土壌中の重金属を処理する時間とをタイマーで設定して、処理時間が経過したら三方弁３′により処理経路を切り替えられるようにしたものである。
【００７６】
このようにすることにより、第一実施形態の複合汚染土壌の処理装置をさらに省スペース化・省コスト化することができる。
【００７７】
ここで第二実施形態の複合汚染土壌の処理装置１′で使用しているナウタミキサ１′ａ（製品名）についてもう少し詳しく説明する。
ナウタミキサ１′ａは、円錐形ケーシングの内側壁面に沿って自転・公転するオーガ（スクリュウ）を備えた密閉型の混合機である。
このような混合機の特性を生かして、本実施の形態では、その内部に熱風のキャリアーガスを流通させたナウタミキサ１′ａをジャケットタイプの縦型被処理ガス生成装置として使用し、前記ジャケットに流通させる熱媒としてサーモオイルを使用することにより、オーガで静かに攪拌しながら汚染土壌を有機ハロゲン化合物、例えばＰＣＢを熱分解させないで気化させることができる温度、例えば３００℃〜４００℃に加熱することができる。
【００７８】
ナウタミキサ１′ａ内で脱液され気化した有機ハロゲン化合物、例えばＰＣＢを含んだ被処理ガスは、ナウタミキサ１′ａの排ガス出口から誘導加熱式溶融装置２′ａの出口‐誘導加熱式熱分解装置１′ｂの入口間を連結する配管とを合流させる配管、すなわちバイパス路１′ａ１及び三方弁３′を経由して誘導加熱式熱分解装置１′ｂへと導入される。誘導加熱式熱分解装置１′ｂへと導入された被処理ガスはここで加熱されて熱分解する。ＰＣＢの熱分解生成物を含んだ熱分解ガスは、後段で第一実施形態の複合汚染土壌の処理装置と同様な熱分解ガスの処理装置で処理され、図示しないメカニカルブースタ付きの真空ポンプを介して大気中に放出される。
なお、ＰＣＢ処理中はナウタミキサ１′ａ内の汚染土壌は、ナウタミキサ１′ａの出口に設けた図示しないバルブが閉となっており、誘導加熱式溶融装置２′ａへ供給されないようになっている。
汚染土壌中の有機ハロゲン化合物、例えばＰＣＢの分解処理時間が経過したら三方弁３′の流路を誘導加熱式熱分解装置１′ｂ側の流路から電気集塵機２′ｂ側の流路に切り替える。
【００７９】
次に、ナウタミキサ１′ａ内で脱液され、気化した有機ハロゲン化合物、例えばＰＣＢを誘導加熱式熱分解装置１′ｂで処理し終わった汚染土壌の残渣は、前述したナウタミキサ１′ａの出口に設けたバルブを開とすることで誘導加熱式溶融装置２′ａに導入される。ここで汚染土壌の残渣は誘導加熱され、汚染土壌の残渣の溶融温度以上でかつＰＣＢの分解温度以上、例えば１６００℃に加熱されて溶融し融解液となる。誘導加熱式溶融装置２′ａの溶融装置本体内の融解液は、所定時間滞留した後、出口ノズルから系外に排出され図示しないスラグ処理装置へと導入される。
スラグ処理装置で無害化されたスラグは道路舗装材や骨材、建材あるいは埋め立てなどに利用することができる。
一方、誘導加熱式溶融装置２′ａの融解液面から排出される金属蒸気は、重金属の種別毎に電気集塵機２′ｂで分離・回収され、回収物は溶解・再生されて利用される。
あらかじめ重金属の種別毎に分離することができるので、後段で再生する場合の省エネ化・省コスト化を図ることができる。
【００８０】
電気集塵機２′ｂから排出された排出ガスは、活性炭を充填した吸着装置２′ｃを経てメカニカルブースタ付きの真空ポンプ２′ｄを介して大気中に排出される。
汚染土壌の溶融処理が終了したら三方弁３′を今度は電気集塵機２′ｂ側から誘導加熱式熱分解装置１′ｂ側に切り替える。
このように三方弁３′を繰り返し切り替えて土壌の汚染物質毎に処理するようにしたことで好適に複合汚染土壌を処理することができる。
なお、ナウタミキサ１′ａと誘導加熱式溶融装置２′ａの間にクッションタンクを設けて、さらに誘導加熱式溶融装置２′ａへの汚染土壌の投入量を調整するようにしてもよい。
【００８１】
なお、本発明は、上述した発明の実施形態に限定されるものではなく、発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施可能である。
例えば複合汚染土壌を処理するにあたり、汚染土壌中の重金属の処理が不要な場合には、第一処理装置１、１′だけを運転して汚染土壌中の有機ハロゲン化合物だけを処理することもできる。
また、被処理ガス生成装置は、少量の加熱した不活性ガス（例えばアルゴンガス）を導入する直接加熱方式で加熱しても良い。
さらに、第一実施形態の複合汚染土壌の処理装置における第二処理装置２の吸着装置２ｃは、第一処理装置１の吸着装置１ｆと共用してもよい。
また、第二処理装置の誘導加熱式溶融装置からの排ガスを処理する方法として、電気集塵機と吸着装置の組み合わせに代えて水冷式の冷却器とテトラフルオロエチレンをポリエステル基材の表面にコーティングした水蒸気透過膜を使った膜分離装置との組み合わせで処理してもよい。
【００８２】
【発明の効果】
１．請求項１に記載された発明によれば、
（１）被処理物に分散していた有機ハロゲン化合物の全てを効率よく蒸発させて熱分解前の被処理ガスとすることができる。従って被処理ガスを効率よく生成させることができる。
（２）被処理物自体の触媒作用の影響を受けずに有機ハロゲン化合物を熱分解できる。従って熱分解生成物の組成制御が容易になる。
（３）被処理ガス生成工程と熱分解工程とに分けて被処理物を熱分解する方法ととしたので分解効率を向上できる。
２．請求項２に記載された発明によれば、
請求項２に記載の発明によると、
（１）被処理物中の重金属をその種別毎に分離できる。従って後段での重金属の分離・回収コストを低減できる。
（２）前記溶融工程で分離した重金属を静電力により捕捉するようにしたのでヒューム状の重金属であっても好適に回収できる。
３．請求項３に記載された発明によれば、
（１）運転条件の最適化が図りやすくなる。
（２）溶融工程での液分の急激なガス化による破壊や水蒸気爆発等を防止できる。
５．請求項５に記載された発明によれば、
前記被処理ガス生成工程は減圧系なので少量のキャリアーガスで被処理ガスの生成速度をさらに向上させることができる。
６．請求項６に記載された発明によれば、
浄化したガスを使用しないときよりもキャリアーガスの使用量を少なくすることができる。
７．請求項７に記載された発明によれば、
（１）被処理物に分散していた有機ハロゲン化合物の全てを効率よく蒸発させて熱分解前の被処理ガスとすることができる。従って被処理ガスを効率よく生成させることができる。
（２）被処理物自体の触媒作用の影響を受けずに有機ハロゲン化合物を熱分解できる。従って熱分解生成物の組成制御が容易になる。
（３）被処理ガス生成装置と熱分解装置とに分けて被処理物を熱分解する方法ととしたので分解効率を向上できる。
８．請求項８に記載された発明によれば、
（１）被処理物中の重金属をその種別毎に分離できる。従って後段での重金属の分離・回収コストを低減できる。
（２）前記溶融装置で分離した重金属を、静電力により捕捉するようにしたのでヒューム状の重金属であっても好適に回収できる。
９．請求項９に記載された発明によれば、
（１）運転条件の最適化が図りやすくなる。
（２）溶融工程での液分の急激なガス化による破壊や水蒸気爆発等を防止できる。
１０．請求項１０に記載された発明によれば、
土壌中の重金属を種別毎に分離することができる。
１１．請求項１１に記載された発明によれば、
前記被処理ガス生成装置内は減圧系なので少量のキャリアーガスで被処理ガスの生成速度をさらに向上させることができる。
１２．請求項１２に記載された発明によれば、
浄化したガスを使用しないときよりもキャリアーガスの使用量を少なくすることができる。
１３．請求項１３に記載された発明によれば、
被処理ガスを効率よく生成させることができる。
１４．請求項１４に記載された発明によれば、
被処理物の加熱時間を短縮することができる。
１５．請求項１５に記載された発明によれば、
被処理物の攪拌効果を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第一実施形態の複合汚染土壌の処理装置を示す全体構成図である。
【図２】本発明に係る第二実施形態の複合汚染土壌の処理装置の主要部を示す構成図である。
【符号の説明】
１，１′              第一処理装置
１ａ                  溝型攪拌式乾燥機（被処理ガス生成装置）
１′ａ                ナウタミキサ（被処理ガス生成装置）
１ｂ，１′ｂ          誘導加熱式熱分解装置（熱分解装置）
１ｃ                  全円筒型サイクロン
１ｄ                  塩素分離装置（ハロゲン分離装置）
１ｅ                  冷却装置
１ｆ                  吸着装置
１ｇ                  メカニカルブースタ付きの真空ポンプ（減圧発生手段）
２，２′              第二処理装置
２ａ，２′ａ          誘導加熱式溶融装置（溶融装置）
２ｂ，２′ｂ          電気集塵機（重金属回収装置）
２ｃ，２′ｃ          吸着装置
２ｄ，２′ｄ          メカニカルブースタ付きの真空ポンプ（減圧発生手段）
３′                  三方弁
【図１】
2004290953.tif 000003
【図２】
2004290953.tif 000004