(57)【要約】【課題】有機塩素化合物に汚染された汚染物が水分を含む場合でも安全に加熱脱塩化により無害化できる有機塩素化合物の無害化処理方法を提供する。【解決手段】この有機塩素化合物の無害化処理方法は、有機塩素化合物を含有する汚染物を乾燥し（Ｓ０３）、乾燥した汚染物を粉砕し（Ｓ０５）、粉砕した汚染物へ有機塩素化合物無害化薬剤を投入し（Ｓ０６）、粉砕した汚染物と有機塩素化合物無害化薬剤とを混合した汚染物を加熱し（Ｓ０９）、汚染物の加熱時に発生するガスを処理する。乾燥工程で発生した水分と揮発した有機塩素化合物を含む空気とを燃焼装置で燃焼させることで有機塩素化合物を外部に放出させることなく無害化処理できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機塩素化合物を含有する汚染物を乾燥する工程と、
前記乾燥した汚染物を粉砕する工程と、
前記粉砕した汚染物へ有機塩素化合物無害化薬剤を投入する工程と、
前記粉砕した汚染物と前記有機塩素化合物無害化薬剤とを混合する工程と、
前記混合した汚染物を加熱する工程と、
前記汚染物の加熱時に発生するガスを処理する工程と、を含むことを特徴とする有機塩素化合物の無害化処理方法。
【請求項２】
前記粉砕した汚染物及び前記有機塩素化合物無害化薬剤をそれぞれ計量する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の有機塩素化合物の無害化処理方法。
【請求項３】
前記乾燥工程において発生した水分と前記水分とともに揮発した気体状の有機塩素化合物を含む空気とを燃焼装置に送り燃焼させることを特徴とする請求項１または２に記載の有機塩素化合物の無害化処理方法。
【請求項４】
前記燃焼装置に燃焼空気として送りこむ前記水分と前記有機塩素化合物とを含んだ空気から粉塵を予め集塵装置により集塵することを特徴とする請求項３に記載の有機塩素化合物の無害化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイオキシン類、ＰＣＢ等の有機塩素化合物を含んだ汚染物質を加熱脱塩素化法により無害化する処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題に対する社会の関心が高まる中で土壌汚染関連、廃棄物関連の諸法律の整備が進み、焼却施設や工場の跡地、産業廃棄物の不法投棄現場などにおいて有害物質による汚染物を現地サイト内で浄化可能な技術の開発が求められている。
【０００３】
ダイオキシン類、ＰＣＢ等の有機塩素系の有害化学物質を、加熱脱塩素化により無害化する技術としては、ダイオキシン類に対してのハーゲンマイヤー法などが広く知られている（例えば、特公平６−３８８６３号公報参照）。しかし、ハーゲンマイヤー法では窒素フローなどにより還元雰囲気を保ちながら汚染物を加熱する必要があること、処理物のダイオキシン類再合成を防ぐため急冷の必要があることなどからシステムの制御が複雑となる。そのため、ハーゲンマイヤー法は、現状では多様な汚染物の現場サイト内処理には適せず、主に清掃工場など固定施設から排出される焼却飛灰の無害化処理に用いられている。
【０００４】
また、加熱脱塩素化処理の場合、汚染土壌や湿潤させた焼却飛灰など水分を含む汚染物については、水分が加熱の効率を低下させ、還元雰囲気下での化学反応を阻害するなど処理が困難となる問題があり、汚染物の水分を安全に処理することが必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、上述のような従来技術の問題に鑑み、有機塩素化合物に汚染された土壌、底質、廃棄物等の汚染物が水分を含む場合でも、安全に加熱脱塩化により無害化できる有機塩素化合物の無害化処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による有機塩素化合物の無害化処理方法は、有機塩素化合物を含有する汚染物を乾燥する工程と、前記乾燥した汚染物を粉砕する工程と、前記粉砕した汚染物へ有機塩素化合物無害化薬剤を投入する工程と、前記粉砕した汚染物と前記有機塩素化合物無害化薬剤とを混合する工程と、前記混合した汚染物を加熱する工程と、前記汚染物の加熱時に発生するガスを処理する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この有機塩素化合物の無害化処理方法によれば、有機塩素化合物による汚染物を加熱脱塩素化により無害化するとき、水分を含んだ汚染物を乾燥させ、粉砕し、無害化薬剤を混入して加熱し脱塩素化することができるので、多様な性状の汚染物を安全に無害化できる。加熱による脱塩素化を行う前に汚染物を乾燥させるので、加熱工程における加熱効率の低下等の問題が起きない。また、汚染物が団粒化しても粉砕することで無害化を効率的に行うことが可能となる。
【０００８】
この場合、前記粉砕した汚染物及び前記有機塩素化合物無害化薬剤をそれぞれ計量する工程を更に含むことが好ましい。
【０００９】
また、前記乾燥工程において発生した水分と前記水分とともに揮発した気体状の有機塩素化合物を含む空気とを燃焼装置に送り燃焼させることにより、汚染物を乾燥のため加熱して揮発した気体状の有機塩素化合物が生じても燃焼して分解するので、乾燥工程で生じた水分とともに揮発された有機塩素化合物を外部に放出することなく無害化処理できる。この場合、前記燃焼装置に燃焼空気として送りこむ前記水分と前記有機塩素化合物とを含んだ空気から粉塵を予め集塵装置により集塵することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による有機塩素化合物の無害化処理方法を図１乃至図３を参照して説明する。図１は本実施の形態による有機塩素化合物の無害化処理方法に関する全体のフローを概略的に示す図である。図２は図１の有機塩素化合物の無害化処理方法における汚染物の処理工程を示すフローチャートであり、図３は同方法における熱風・排ガスの流れ工程を示すフローチャートである。
【００１１】
図１に示すように、本実施の形態による有機塩素化合物の無害化処理方法は、処理対象の汚染物の投入ホッパー１ａ、乾燥炉３ａ、粉砕装置５ａ、汚染物の計量装置６ａ、有機塩素化合物無害化薬剤の計量装置８ａ、混合装置９ａ、無害化炉１１ａ、排出装置１２ａ、及び定量供給装置２ａ、１０ａを含むシステムによって実施できる。
【００１２】
図１の有機塩素化合物の無害化処理方法における汚染物の処理工程Ｓ０１〜Ｓ１０及び熱風・排ガスの流れ工程Ｓ１１〜Ｓ２５について図１乃至図３により説明する。
【００１３】
〈汚染物の各処理工程Ｓ０１〜Ｓ１０〉
【００１４】
図１及び図２を参照し、処理対象となる汚染物は、焼却飛灰、焼却主灰、土壊、底質、粉砕物、沈殿物等のダイオキシン類、ＰＣＢ等の有機塩素化合物を含んだ汚染物質であり、手選別やふるい分けにより爽雑物を取り除いた後に、投入ホッパー１ａに投入される（Ｓ０１）。
【００１５】
次に、汚染物は、投入ホッパー１ａから定量供給装置２ａにより回転円筒型の乾燥炉３ａ内に供給される（Ｓ０２）。乾燥炉３ａの回転円筒外周の加熱ジャケット３ｂには例えば２００〜３００℃の熱風が熱風発生炉６ｂより供給され、また、乾燥炉３ａの回転円筒内部には例えば５０〜１２０℃の熱風が熱交換器１ｂより供給されることで汚染物の水分を乾燥させる（Ｓ０３）。乾燥炉３ａの回転円筒には１°〜２°程度の傾斜角が付けられており、回転によるすべりにより、汚染物は乾燥炉３ａ内を移動し、排出される。
【００１６】
上記乾燥工程Ｓ０３の際に、汚染物が焼却飛灰、特に焼却施設煙道で消石灰が吹き込まれたのちに飛散防止のため湿潤化された焼却飛灰である場合には、加熱により汚染物が乾燥炉３ａの内炉壁に付着し、汚染物の給送の妨げと熱効率の低下を招く可能性があるため、乾燥炉３ａの回転円筒内に円筒長手方向に配置された多段のパドル翼４を持つ付着防止装置４ａが設けられている。付着防止装置４ａの各パドル翼４が回転しながらその先端が乾燥炉３ａの回転円筒の内壁に付いた汚染物を掻き出すことで汚染物の乾燥炉３ａの内炉壁への付着を防止する（Ｓ０４）。
【００１７】
次に、乾燥処理された汚染物を粉砕装置５ａに通し、汚染物の粉砕を行う（Ｓ０５）。上述のように乾燥処理された汚染物は塊状に団粒化された状態のものであると無害化薬剤による効果が内部まで浸透しない可能性があるが、本工程によりかかる問題を解消できる。
【００１８】
次に、粉砕された汚染物は、処理汚染物計量装置６ａにより単位時間当たりの排出量が一定となるように無害化炉側の投入ホッパー７ａに投入されると同時に、無害化薬剤計量装置８ａからも単位時間当たりの排出量が一定となるように有機塩素化合物無害化薬剤（以下、「無害化薬剤」ともいう。）が無害化炉投入ホッパー７ａに投入される（Ｓ０６）。
【００１９】
次に、無害化炉投入ホッパー７ａ内の混合装置の混合軸９ａが回転しながら汚染物と無害化薬剤とが撹拌され混合される（Ｓ０７）。無害化薬剤が混合された汚染物は定量供給装置１０ａにより無害化炉１１ａ内に供給される（Ｓ０８）。
【００２０】
次に、無害化薬剤が混合された汚染物は回転円筒型の無害化炉１１ａの内部で加熱され、有害物質が分解される（Ｓ０９）。ここで、有機塩素化合物無害化薬剤としては公知のものを使用でき、例えば亜リン酸塩及び／又は次亜リン酸類を含有するダイオキシン類無害化薬剤「ダイオカットＡ−１０」（商品名、ミヨシ油脂株式会社製）を使用できる。例えば、添加量は汚染物に対し１〜１０重量％、加熱温度は２５０℃〜５００℃、滞留時間は約３０〜６０分であり、高温加熱であるほどダイオキシン類の分解率が高まる。
【００２１】
次に、所定の滞留時間を無害化炉１１ａ内で経過した後に無害化の完了した汚染物の残滓は、スクリューコンベア１２ａへ排出され、スクリューコンベア１２ａで搬送されながら冷却され、スクリューコンベア１２ａの排出口に取り付けられたロータリーバルブ１３ａから外部に排出される（Ｓ１０）。このロータリーバルブ１３ａによりスクリューコンベア１２ａ内への外気の進入を防ぐことで排出工程でのダイオキシン類の再合成を防止する。
【００２２】
以上のようにして、ダイオキシン類、ＰＣＢ等の有機塩素化合物を含んだ汚染物を無害化してその残滓を外部へと排出することができる。
【００２３】
〈熱風・排ガスの流れ工程Ｓ１１〜Ｓ２５〉
【００２４】
図１及び図３を参照して、熱交換器１ｂの新気導入口２ｂから新気が導入され（Ｓ１１）、この導入された新気が熱交換器１ｂ内を通過することで加熱され熱風となって乾燥炉３ａの回転円筒内に導入される（Ｓ１２）。なお、この導入された新気は後述の工程Ｓ１８のように乾燥炉３ａの加熱ジャケット３ｂを通過した後に熱交換器１ｂに導かれた熱風により熱量を受けて加熱される。
【００２５】
そして、乾燥炉３ａの回転円筒内に導入された熱風は、回転円筒内の汚染物の水分を蒸発させ（Ｓ１３）、その後、乾燥炉側のバグフィルタ４ｂに導かれ、気流に巻き上げられて熱風中に移行した汚染物から微細粉塵が取り除かれる（Ｓ１４）。
【００２６】
なお、バグフィルタ４ｂにより粉塵を取り除くので、後段に設置される排気ファン５ｂ、熱風発生炉６ｂ、熱交換器１ｂなどの内壁に粉塵が付着し堆積し各装置の効率が低下することを防止できる。
【００２７】
次に、バグフィルタ４ｂを通過した熱風は、排気ファン５ｂにより熱風発生炉６ｂに導入され（Ｓ１５）、熱風発生炉６ｂでバーナーの燃焼熱量を受け加熱されることで、乾燥炉３ａ内で水分とともに揮発した有機塩素化合物が燃焼し分解する（Ｓ１６）。
【００２８】
そして、熱風発生炉６ｂ内で加熱された熱風は、乾燥炉３ａの外周の加熱ジャケット３ｂ内を通過することで乾燥炉３ａの回転円筒の壁面を加熱し（Ｓ１７）、次に、その加熱ジャケット３ｂ内を通過した熱風は熱交換器１ｂ内を通過することで上記工程Ｓ１２のように導入口２ｂから導入された新気に熱量を与える（Ｓ１８）。
【００２９】
次に、熱交換器１ｂ内を通過した熱風は排煙ファン７ｂにより無害化炉側の燃焼炉８ｂに導かれて高温に例えば８００℃以上に加熱されることで、その熱風に含まれた有機塩素化合物が完全に燃焼し分解される（Ｓ１９）。
【００３０】
次に、燃焼炉８ｂで高温に例えば８００℃以上に加熱された熱風は、無害化炉１１ａの加熱ジャケット９ｂを通過する際に無害化炉１１ａの回転円筒の壁面に熱量を与え（Ｓ２０）、更に回転円筒内部を貫通する伝熱管１０ｂを通過する際に残りの熱量を無害化炉１１ａの回転円筒の内部に伝える（Ｓ２１）。
【００３１】
無害化炉１１ａの回転円筒の内部は連通管１１ｂにより燃焼炉８ｂと接続しており、無害化炉１１ａ内のガスが連通管１１ｂを通して燃焼炉８ｂに流入し、燃焼炉８ｂで高温例えば８００℃以上に加熱されることで、そのガスに未反応の有機塩素化合物が含まれていても燃焼し分解される（Ｓ２２）。
【００３２】
そして、無害化炉１１ａ内の伝熱管１０ｂを通過した熱風は、水タンク１２ｂ’から水が供給される減温器１２ｂに導かれて加水されて減温され（Ｓ２３）、その後、バグフィルタ１３ｂで燃焼時に発生した煤塵が取り除かれ（Ｓ２４）、送風機１４ｂにより排突１５ｂに送られ、排突１５ｂから排出される（Ｓ２５）。
【００３３】
なお、無害化炉１１ａ内の圧力が常に大気圧に対して負となるように送風機１４ｂの出力を制御することで無害化炉１１ａから外部へ有害物質が漏出することを防止できる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態による有機塩素化合物の無害化処理方法によれば、ダイオキシン類、ＰＣＢ等の有機塩素化合物による汚染物を加熱し脱塩素化することで無害化することができるが、このとき、水分を含んだ汚染物を処理するため予め乾燥させる乾燥炉３ａと、有機塩素化合物無害化薬剤を汚染物に混入して加熱し脱塩素化する無害化炉１１ａとを、一連のシステムとして設計し運転することで、多様な性状の汚染物に対して安全に無害化処理を行うことができる。また、汚染物に含まれる有機塩素化合物が揮発等して有害物質を含んだ排ガスが本システムの外部に排出されることがない。
【００３５】
また、本実施の形態による無害化処理方法は、無害化薬剤による有機塩素化合物の分解処理を行うものであるから、ハーゲンマイヤー法（還元加熱脱塩素方式）のように窒素フローなどの雰囲気制御が不要であり、そのための制御設備が要らない。このため、無害化処理システムをコンパクトに構成でき、好ましい。
【００３６】
また、本無害化処理方法では、スクリューコンベア１２ａが無害化処理後の冷却のための冷却設備を兼ねているが、ハーゲンマイヤー法のように有機塩素化合物の再合成を防ぐ目的で備えられているのではなく、処理物のハンドリングを容易にするために組込まれている。また、本無害化処理方法では、有機塩素化合物の再合成の防止については、無害化薬剤から発生した還元性のガスにより無害化炉１１ａ内の雰囲気が満たされること、ロータリーバルブ１３ａ等により外気の進入を防ぐことでその還元性ガスの拡散を防止することで実現している。
【００３７】
また、汚染物が汚染土壌や湿潤させた焼却飛灰などのように水分を含む場合、従来のシステム・方法では、無害化炉において水分が加熱の効率を低下させ、還元雰囲気下での化学反応を阻害するなど無害化処理が困難となるのに対し、無害化炉１１ａにおける加熱処理の前に乾燥炉３ａで汚染物を乾燥させることにより、無害化炉１１ａでの加熱効率の低下や還元雰囲気下での化学反応の阻害等の問題を解決できる。
【００３８】
上述の場合、乾燥炉３ａでの加熱により汚染物から蒸発した水分とともに揮発した有機塩素化合物を含むガスは熱風発生炉６ｂに導かれ、熱風発生炉６ｂでの高温加熱により燃焼させることで分解し無害化できる。このため、乾燥工程を無害化工程に前置したことにより有機塩素化合物を含むガスが発生しても、無害化し安全に処理することができる。
【００３９】
また、乾燥炉３ａでの乾燥等により汚染物が団粒化すると、団粒内部に汚染物質が閉じ込められた状態となり無害化処理の効力が及ばなくなるが、本実施の形態では乾燥炉３ａの後段に汚染物を粉砕する粉砕装置５ａを配置しているので、汚染物の団粒化に起因する問題はない。
【００４０】
また、乾燥炉３ａ内には汚染物の付着防止装置４ａが設置されているので、特に熱硬化性のある汚染物が乾燥炉３ａの回転円筒の内壁に付着して堆積することを防止できる。
【００４１】
【実施例】
次に、本発明による実施例として、処理能力２５０ｋｇ／時間を持つ図１のような実用炉により、ごみ焼却施設から排出されたダイオキシン類含有焼却飛灰について無害化処理を実施した。その結果を次の表１に示す。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１から分かるように、本実施例では、処理前のダイオキシン類濃度１．１ｎｇ−ＴＥＱ／ｇが処理後に０．００４６ｎｇ−ＴＥＱ／ｇまで低減し、ダイオキシン類分解率９９．６％を達成できた。また、排ガス中のダイオキシン類濃度も０．１４ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ３の低レベルを達成できた。
【００４４】
以上のように本発明を実施の形態及び実施例により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図１の付着防止装置４ａは一般的なパドル型のものを含め、各種の装置が使用可能である。また、有機塩素化合物無害化薬剤として各種の公知の薬剤を使用できることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、有機塩素化合物に汚染された土壌、底質、廃棄物等の汚染物が水分を含む場合でも、安全に加熱脱塩化により無害化できる有機塩素化合物の無害化処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による有機塩素化合物の無害化処理方法における全体のフローを概略的に示す図である。
【図２】図１の無害化処理方法による汚染物の処理工程を示すフローチャートである。
【図３】図１の無害化処理方法による熱風・排ガスの流れ工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３ａ        乾燥装置
４ａ        付着防止装置
４ｂ        バグフィルタ
６ａ        汚染物計量装置
６ｂ        熱風発生炉（燃焼装置）
８ａ        無害化薬剤計量装置
８ｂ        燃焼炉（別の燃焼装置）
１１ａ        無害化炉
１２ａ        スクリューコンベア
１３ａ        ロータリーバルブ
１２ｂ        減温器（ガス処理装置）
１３ｂ        バグフィルタ（ガス処理装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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