(57)【要約】【目的】汚染土壌内の有機塩素化合物を確実かつ短期間に分解除去する。【構成】本発明に係る有機塩素化合物の処理装置１は、有機塩素化合物を含む汚染水５が貯留される貯留槽２と、該貯留槽内に対向配置された陽極３ａ及び陰極３ｂと、該電極に電気接続された電源４とから概ね構成してあるが、陽極３ａには透水性を有する多孔質導電体６ａを隣接配置してあり、陰極３ｂには、同じく透水性を有する多孔質導電体６ｂを隣接配置してある。多孔質導電体６ａは、透水性を有する収容体内に導電性粒子である活性炭を充填するとともに該活性炭が陽極３ａに接触するように該電極に隣接配置してなり、かかる多孔質導電体６ａ等は、陽極３ａとの接触及び活性炭相互の相互接触により、全体が陽極３ａと同様の電解機能を有するとともに、活性炭が粒子状であるため、該活性炭同士の間隙を介して水が通過できるようになっている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機塩素化合物を含む汚染水に一対の電極を対向配置し、該電極間に通電することによって前記有機塩素化合物を電気分解する有機塩素化合物の処理方法において、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性を有する多孔質導電体を隣接配置したことを特徴とする有機塩素化合物の処理方法。
【請求項２】
有機塩素化合物を含む汚染水に一対の電極を対向配置し、該電極間に通電することによって前記有機塩素化合物を電気分解する有機塩素化合物の処理方法において、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性を有する多孔質導電体で構成したことを特徴とする有機塩素化合物の処理方法。
【請求項３】
前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成した請求項１又は請求項２記載の有機塩素化合物の処理方法。
【請求項４】
前記汚染水が通電処理された後の被処理水を所定の吸着材に接触させる請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の有機塩素化合物の処理方法。
【請求項５】
有機塩素化合物を含む汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理装置において、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性を有する多孔質導電体を隣接配置したことを特徴とする有機塩素化合物の処理装置。
【請求項６】
有機塩素化合物を含む汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理装置において、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性を有する多孔質導電体で構成したことを特徴とする有機塩素化合物の処理装置。
【請求項７】
前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成した請求項５又は請求項６記載の有機塩素化合物の処理装置。
【請求項８】
前記貯留槽の下流側に吸着材が内部に配置された吸着手段を連通接続した請求項５乃至請求項７のいずれか一記載の有機塩素化合物の処理装置。
【請求項９】
有機塩素化合物を含む汚染土壌内に埋設された集水手段と、該集水手段に集水された汚染水を揚水する揚水ポンプと、揚水された汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性を有する多孔質導電体を隣接配置したことを特徴とする有機塩素化合物の処理システム。
【請求項１０】
有機塩素化合物を含む汚染土壌内に埋設された集水手段と、該集水手段に集水された汚染水を揚水する揚水ポンプと、揚水された汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性を有する多孔質導電体で構成したことを特徴とする有機塩素化合物の処理システム。
【請求項１１】
前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成した請求項９又は請求項１０記載の有機塩素化合物の処理システム。
【請求項１２】
前記貯留槽の下流側に吸着材が内部に配置された吸着手段を連通接続した請求項９乃至請求項１１のいずれか一記載の有機塩素化合物の処理システム。
【請求項１３】
有機塩素化合物を含む汚染土壌内に形成された集水貯留手段と、該集水貯留手段に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性を有する多孔質導電体を隣接配置するとともに、前記一対の電極間を一方向に流れる地下水の流れが形成されるように前記集水貯留手段に地下水流入口及び地下水流出口を形成したことを特徴とする有機塩素化合物の処理システム。
【請求項１４】
有機塩素化合物を含む汚染土壌内に形成された集水貯留手段と、該集水貯留手段に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、
前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性を有する多孔質導電体で構成するとともに、前記一対の電極間を一方向に流れる地下水の流れが形成されるように前記集水貯留手段に地下水流入口及び地下水流出口を形成したことを特徴とする有機塩素化合物の処理システム。
【請求項１５】
前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成した請求項１３又は請求項１４記載の有機塩素化合物の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トリクロロエチレンなどの有機塩素化合物を無害化するための処理方法及び装置並びにシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場跡地内の土壌には、発ガン性物質であるトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの有機塩素化合物が含まれていることがあり、このような土壌をそのまま放置すると地下水等を介して有機塩素化合物が環境に拡散するおそれがある。そのため、このような汚染土壌に対しては所定の浄化処理を行なねばならない。
【０００３】
一方、最近では、微生物の活性を利用して環境中の汚染物質を分解無害化する技術、すなわちバイオレメディエーションの研究が進んできており、上述したような汚染土壌への適用も研究されるようになってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような微生物を利用した汚染物質の処理方法は、少なくとも実験室レベルでは十分な成果が確認されており、現実的な対応についても今後大いに期待されるところである。
【０００５】
しかしながら、土質状況によっては、分解菌の活性を十分上げることができず、該汚染土内の汚染物質を分解するのに長時間を要したり、場合によっては微生物分解自体が実質的に不可能になるという問題が懸念される。
【０００６】
また、汚染土に生石灰を混合することで、汚染土内に含まれている水分と生石灰との化学反応に伴う水和熱を発生させ、かかる水和熱を利用して汚染物質である有機塩素化合物を気化処理する方法も検討開発されている（特開平７−２７５８３７号公報参照）が、かかる方法では、汚染土が生石灰により強アルカリ性となり、埋め戻した後でアルカリ成分が地下水等に拡散したり生態系に悪影響を及ぼすといった事態が懸念される。
【０００７】
さらには、汚染土壌から土壌内空気を吸引したり土壌内地下水を揚水する方法、汚染土壌を高温に加熱する方法、鉄粉の還元作用を利用した方法などがあるが、空気吸引若しくは地下水揚水は、長時間を要するとともにその間に設備の維持にコストがかかる、高温加熱方法は土壌の生態系に悪影響を残す、鉄粉による還元方法は適用できる状況に制約が大きいなどの問題をそれぞれ生じていた。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、処理済みの土壌に悪影響を残すことなく確実かつ短期間に有機塩素化合物を除去処理可能な有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は請求項１に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水に一対の電極を対向配置し、該電極間に通電することによって前記有機塩素化合物を電気分解する有機塩素化合物の処理方法において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性を有する多孔質導電体を隣接配置したものである。
【００１０】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は請求項２に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水に一対の電極を対向配置し、該電極間に通電することによって前記有機塩素化合物を電気分解する有機塩素化合物の処理方法において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性を有する多孔質導電体で構成したものである。
【００１１】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は、前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成したものである。
【００１２】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法は、前記汚染水が通電処理された後の被処理水を所定の吸着材に接触させるものである。
【００１３】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理装置は請求項５に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理装置において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性を有する多孔質導電体を隣接配置したものである。
【００１４】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理装置は請求項６に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理装置において、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性を有する多孔質導電体で構成したものである。
【００１５】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理装置は、前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成したものである。
【００１６】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理装置は、前記貯留槽の下流側に吸着材が内部に配置された吸着手段を連通接続したものである。
【００１７】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは請求項９に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌内に埋設された集水手段と、該集水手段に集水された汚染水を揚水する揚水ポンプと、揚水された汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性を有する多孔質導電体を隣接配置したものである。
【００１８】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは請求項１０に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌内に埋設された集水手段と、該集水手段に集水された汚染水を揚水する揚水ポンプと、揚水された汚染水が貯留される貯留槽と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性を有する多孔質導電体で構成したものである。
【００１９】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは、前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成したものである。
【００２０】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは、前記貯留槽の下流側に吸着材が内部に配置された吸着手段を連通接続したものである。
【００２１】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは請求項１３に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌内に形成された集水貯留手段と、該集水貯留手段に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性を有する多孔質導電体を隣接配置するとともに、前記一対の電極間を一方向に流れる地下水の流れが形成されるように前記集水貯留手段に地下水流入口及び地下水流出口を形成したものである。
【００２２】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは請求項１４に記載したように、有機塩素化合物を含む汚染土壌内に形成された集水貯留手段と、該集水貯留手段に対向配置された一対の電極と、該電極に電気接続された電源とからなる有機塩素化合物の処理システムにおいて、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性を有する多孔質導電体で構成するとともに、前記一対の電極間を一方向に流れる地下水の流れが形成されるように前記集水貯留手段に地下水流入口及び地下水流出口を形成したものである。
【００２３】
また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムは、前記多孔質導電体を所定の収容体に導電性粒子を充填して構成したものである。
【００２４】
本発明に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理装置においては、有機塩素化合物を含む汚染水や該汚染水を貯留する貯留槽内に一対の電極を対向配置する。また、本発明に係る有機塩素化合物の処理システムにおいては、有機塩素化合物を含む汚染土壌内の汚染水を集水手段で集水し、これを揚水ポンプで揚水して一対の電極が対向配置された貯留槽内に貯留し、又は、有機塩素化合物を含む汚染土壌内に形成された集水貯留手段内に汚染水を集水貯留する。
【００２５】
次に、上述した電極間に通電する。
【００２６】
このようにすると、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、電極での酸化還元反応によって無害物質に分解される。例えば、陰極での還元反応であれば、塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解される。そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【００２７】
ここで、本発明においては、一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に透水性を有する多孔質導電体を隣接配置し、又は、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を透水性を有する多孔質導電体で構成してある。
【００２８】
そのため、透水性を有する多孔質導電体は電極と同様の機能を果たし、又は多孔質導電体が電極そのものとなるとともに、多孔質導電体が該多孔質導電体を通過する汚染水と接触する面積は、多孔質導電体の構造上、接触面が三次元的に拡がって非常に大きくなり、かくして、汚染水に含まれる有機塩素化合物を高い電気分解効率、換言すれば短時間で分解処理して無害化することが可能となる。
【００２９】
多孔質導電体を電極に隣接するにあたっては、一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に隣接配置すればよく、陰極及び陽極の両方に隣接配置してもよいし、いずれか一方でもよい。また、配置形態は任意であり、電極を取り囲むように配置してもよいし、他方の電極に対向する側だけに配置するようにしてもよい。なお、ここでいう隣接配置とは、通電可能なように相互に接触させて配置するという意味であることは言うまでもない。
【００３０】
多孔質導電体で電極を構成するにあたっても、一対の電極のうち、少なくとも一方の電極を多孔質導電体で構成すればよく、陰極及び陽極の両方を多孔質導電体で構成してもよいし、いずれか一方だけを多孔質導電体で構成してもよい。
【００３１】
多孔質導電体は、透水性と導電性を有する限り、どのように構成するかは任意であり、多孔質構造をどのように構成するか、多孔質材料として何を選択するか、あるいは全体の透水係数や厚みをどの程度に設定するかは、対象となる有機塩素化合物の濃度や汚染水の通水速度等を考慮して適宜定めればよい。
【００３２】
かかる多孔質導電体は、例えば紛状、粒状、フレーク状、破砕状といったさまざまな形状の導電体を集合させて構成することが可能であり、特に、所定の収容体に導電性粒子を充填して構成すれば、電極面で発生したガスをスムーズに遊離排出することができる。
【００３３】
この場合、構成単位である導電性粒子の粒径やそれらの間隙をどのようにするかは、やはり上述したと同様の観点で適宜定めればよい。
【００３４】
なお、かかる導電性粒子を活性炭で構成した場合には、上述した作用効果のみならず、活性炭が持つ吸着、触媒といった固有の特性により、有機塩素化合物の分解効率をさらに向上させるという顕著な作用効果も奏する。
【００３５】
汚染水に含有される有機塩素化合物を上述したように一対の電極による通電によって電気分解させるにあたっては、該電気分解のみによる処理でもかまわないが、他の処理を併用するようにしてもかまわない。
【００３６】
例えば、汚染水が通電処理された後の被処理水を所定の吸着材、例えば活性炭に接触させるようにしたならば、汚染水内における有機塩素化合物の濃度を電気分解で一定の基準まで下げた後、吸着材によってさらに濃度を下げることができるため、電気分解によるコスト高を未然に回避し、有機塩素化合物の処理をより合理的に行うことが可能となる。
【００３７】
本発明に係る処理装置又は処理システムの吸着手段としては、例えば活性炭吸着塔を採用することが考えられる。
【００３８】
また、本発明に係る処理システムの集水手段としては、例えば、トレンチ状の掘削溝や、円筒状の有底多孔管を採用することが考えられる。
【００３９】
また、本発明に係る処理システムにおいては、その集水貯留手段を例えば汚染土壌の地表から掘削された掘削溝で構成することが考えられる。なお、一対の電極間を一方向に流れる地下水の流れが形成されるように集水貯留手段に地下水流入口及び地下水流出口を形成するにあたっては、例えば、掘削溝の土留め材として不透水性の一対の矢板を対向配置するとともに、該掘削溝内に一対の電極のうち、一方を上段に他方を下段に配置し、上述した矢板のうち、地下水の上流側に位置する矢板に地下水流入口を設け、下流側に位置する矢板に地下水流出口を設けることが考えられる。このとき、地下水流入口は、下段に配置された電極のさらに下方位置に設け、地下水流出口は、上段に配置された電極のさらに上方位置に設けるようにすればよい。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
（第１実施形態）
【００４２】
図１は、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置を示した概念図である。同図でわかるように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置１は、有機塩素化合物を含む汚染水５が貯留される貯留槽２と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極としての陽極３ａ及び陰極３ｂと、これらの陽極３ａ及び陰極３ｂに電気接続された電源４とから概ね構成してあるが、陰極３ｂに対向する陽極３ａの側には、透水性を有する多孔質導電体６ａを該陽極３ａに隣接配置してあり、陽極３ａに対向する陰極３ｂの側には、同じく透水性を有する多孔質導電体６ｂを該陰極３ｂに隣接配置してある。
【００４３】
ここで、陽極３ａ、陰極３ｂについても例えば導電体に多数の透水孔を穿孔したり導電体を網目状に形成することで透水性を有するように構成してあるとともに、陰極３ｂ及び多孔質導電体６ｂと陽極３ａ及び多孔質導電体６ａは、貯留槽２内が３つの空間９ａ，９ｂ，９ｃに仕切られるように配置してあり、最上流側の空間９ａに連通するように貯留槽２に接続された供給管７から供給された汚染水が陰極３ｂ及び多孔質導電体６ｂを通過して空間９ｂに流入し、次いで、陽極３ａ及び多孔質導電体６ａを通過して最下流側の空間９ｃに流入し、しかる後、該空間に連通するように貯留槽２に接続された排水管８を介して貯留槽２内から被処理水として排水されるようになっている。
【００４４】
陽極３ａ及び陰極３ｂは、多孔質導電体６ａ，６ｂが例えば数ｃｍ〜数十ｃｍ離間するように配置し、電源４は、例えば１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加できるように構成しておくのがよい。なお、陽極側では活性炭が劣化するため、多孔質導電体６ａを陽極３ａに対して着脱自在に構成しておくのが望ましい。
【００４５】
多孔質導電体６ａは、透水性を有する収容体内に導電性粒子である活性炭を充填するとともに該活性炭が陽極３ａに接触するように該電極に隣接配置してなり、かかる多孔質導電体６ａは、陽極３ａとの接触及び活性炭相互の相互接触により、全体が陽極３ａと同様の電解機能を有するとともに、活性炭が粒子状であるため、該活性炭同士の間隙を介して水が通過できるようになっている。
【００４６】
活性炭は、例えば直径が５〜１０ｍｍ程度のものを用いることができる。
【００４７】
収容体は、例えば、活性炭の粒径よりも小さな大きさをメッシュサイズとする網目状プラスチック収容体で構成することができる。
【００４８】
多孔質導電体６ｂも多孔質導電体６ａと同様、透水性を有する収容体内に導電性粒子である活性炭を充填するとともに該活性炭が陰極３ｂに接触するように該電極に隣接配置してなり、全体が陰極３ｂと同様の電解機能を有するとともに、活性炭同士の間隙を介して水が通過できるようになっている。
【００４９】
本実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置１を用いて本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法を実施するには、まず、有機塩素化合物が含まれた汚染水５を供給管７を介して貯留槽２内の空間９ａに流入させる。汚染水５は、例えば汚染土壌から揚水されたものや、工場内の洗浄に使った後の洗浄水などが対象となる。
【００５０】
次に、陽極３ａ及び陰極３ｂ間に１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加して直流電流を通電する。
【００５１】
このようにすると、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、電極での酸化還元反応、例えば、陰極での還元反応であれば、塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に電気分解されるが、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置１は、一対の電極３ａ，３ｂに透水性を有する多孔質導電体６ａ，６ｂを隣接配置してある。
【００５２】
そのため、透水性を有する多孔質導電体６ａ，６ｂは、電極３ａ，３ｂと同様の電極機能を果たすとともに、該多孔質導電体を通過する汚染水５との接触面積が非常に大きくなり、電気分解の効率が向上する。
【００５３】
なお、上述した汚染水５の流入と通電は、並行かつ連続的に処理してもよいし、汚染水をいったん流入させた後、通電を行い、通電処理が終わったらこれを排水して次の汚染水を流入させるといったバッチ処理を繰り返すようにしてもよい。
【００５４】
ここで、通電量が増加すると、電気分解による有機塩素化合物の処理速度が速くなる反面、ジュール熱が発生してエネルギー効率が低下するとともに、発生熱による水温上昇によって有機塩素化合物が電気分解されずに気化し、気化ガスを処理するための設備が別途必要となる。
【００５５】
そのため、上述した通電作業を行うにあたっては、有機塩素化合物の気化が抑制される範囲で電気分解による処理速度ができるだけ向上するよう、電圧や電流の大きさ、通電時間等を適宜調整するのが望ましい。
【００５６】
次に、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置１及び処理方法の作用効果をカラム通水実験で確認したので、その概略を以下に説明する。
【００５７】
まず、カラムの内径と同等の直径を持ち厚さが１ｃｍ程度の中空電極内に活性炭を充填し、かかる電極を円筒カラム内に２ｃｍ程度離間配置した。
【００５８】
次に、有機塩素化合物であるトリクロロエチレン（以下ＴＣＥという）水溶液（初期濃度１ｍｇ／Ｌ、電気伝導度は地下水と同等）を３ｍＬ／分の流速で円筒カラム内で通水させながら、電極間に直流電流を３日間流し（電流値０．１Ａ）、ＴＣＥの残存量を計測した。
【００５９】
実験の結果をグラフにして図２に示す。図中、Ｎｏ．１は、活性炭を充填しない中空電極で通電を行った場合、Ｎｏ．２は、活性炭を充填した電極で通電した場合、Ｎｏ．３は活性炭を充填した電極で通電は行わない場合を示す。
【００６０】
同図でわかる通り、活性炭だけではＴＣＥはほとんど除去できず、電気分解だけでもＴＣＥを十分に分解除去することはできないが、活性炭を充填した電極に通電を行った場合には、数時間の間にＴＣＥの濃度を約２０分の１に落とすことが可能であることがわかる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理装置によれば、透水性を有する多孔質導電体６ａ，６ｂが電極３ａ，３ｂと同様の電極機能を果たすとともに、該多孔質導電体を通過する汚染水５との接触面積が非常に大きくなるので、汚染水５に含まれる有機塩素化合物を高い電気分解効率、換言すれば短時間で分解処理して無害化することが可能となり、電極面積や電圧を高くせずとも電気分解反応を促進させることができるとともに、高濃度汚染や短時間処理に適したものとなる。
【００６２】
そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。なお、塩化物や炭化水素といった反応生成物は、いずれも無害であるので、特に回収する必要はないが、必要であれば、貯留槽２に蓋をした上、該貯留槽内のガスを吸引回収するようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理装置１によれば、有機塩素化合物をわずかな電力でかつ短時間に無害化処理することが可能であり、ランニングコストが小さくかつ制御しやすい処理装置を容易に構築することが可能となる。
【００６４】
本実施形態では、多孔質導電体を一対の電極の両方に隣接配置したが、ＴＣＥの濃度等によっては、いずれか一方で足りる。
【００６５】
また、本実施形態では、電極３ａ，３ｂ及び多孔質導電体６ａ，６ｂを貯留槽２内が３つの空間９ａ，９ｂ，９ｃに仕切られるように配置することで、汚染水が電極３ａ，３ｂ及び多孔質導電体６ａ，６ｂを確実に通水するように構成したが、汚染水の流入量及び排水量を低く抑えることで貯留槽２内の汚染水の滞留時間を長くすることができるのであれば、図１のように、貯留槽２内を仕切る必要はなく、電極３ａ，３ｂ及び多孔質導電体６ａ，６ｂを貯留槽２内に単に対向配置すれば足りる。なお、かかる構成においては、透水性の電極３ａ，３ｂに代えて不透水性の電極を使用することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、陽極３ａを下流側に陰極３ｂを上流側に配置したが、逆の配置となってもよいことは言うまでもない。
【００６７】
また、本実施形態では、多孔質導電体６ａを陽極３ａに隣接配置するとともに、陰極３ｂに多孔質導電体６ｂを隣接配置するように構成したが、これに代えて電極３ａ，３ｂを省略し、電源４と多孔質導電体６ａ，６ｂを直接接続するようにしてもよい。かかる構成においては、多孔質導電体６ａ，６ｂ自体がそれぞれ陽極と陰極になる。
【００６８】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、電気分解処理と活性炭による吸着処理とを併用するようにしてもよい。
【００６９】
図３は、かかる変形例を示したものであり、同図に示す有機塩素化合物の処理装置１１は、上述した処理装置１と同様、有機塩素化合物を含む汚染水５が貯留される貯留槽２と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極としての陽極３ａ及び陰極３ｂと、これらの陽極３ａ及び陰極３ｂに電気接続された電源４とを備え、陰極３ｂに対向する陽極３ａの側には、透水性を有する多孔質導電体６ａを該陽極３ａに隣接配置し、陽極３ａに対向する陰極３ｂの側には、同じく透水性を有する多孔質導電体６ｂを該陰極３ｂに隣接配置してあるが、貯留槽２に接続された排水管８は、吸着手段としての活性炭吸着装置２１に接続してある。
【００７０】
かかる構成においては、通電処理された被処理水は、排水管８から排出された後、該被処理水に残留している有機塩素化合物や他の汚染物質が活性炭吸着装置２１内に充填された吸着材である活性炭に接触し吸着除去される。
【００７１】
すなわち、汚染水５内における有機塩素化合物の濃度を貯留槽２内における電気分解処理で一定の基準まで下げ、次いで、被処理水に残留する有機塩素化合物を活性炭吸着装置２１で吸着除去することでその濃度をさらに下げることが可能となるため、有機塩素化合物の濃度が高い場合や通水速度が速い場合あるいは電気分解困難な汚染物質を含んでいる場合などに適した構成となるとともに、電気分解によるコスト高を未然に回避し、有機塩素化合物の処理をより合理的に行うことができる。
【００７２】
（第２実施形態）
【００７３】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７４】
図４は、第２実施形態に係る有機塩素化合物の処理システムを示した全体図である。同図に示すように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理システム３１は、有機塩素化合物を含む汚染土壌３４内に埋設された集水手段としての掘削溝３３と、該掘削溝に集水された汚染水５を揚水する揚水ポンプ３２と、揚水された汚染水５が貯留される貯留槽２と、該貯留槽内に対向配置された一対の電極としての陽極３ａ及び陰極３ｂと、これらの陽極３ａ及び陰極３ｂに電気接続された電源４とから概ね構成してあるが、第１実施形態と同様、陰極３ｂに対向する陽極３ａの側には、透水性を有する多孔質導電体６ａを該陽極３ａに隣接配置してあり、陽極３ａに対向する陰極３ｂの側には、同じく透水性を有する多孔質導電体６ｂを該陰極３ｂに隣接配置してある。
【００７５】
ここで、陽極３ａ、陰極３ｂについても例えば多数の透水孔を穿孔することで透水性を有するように構成するとともに、陰極３ｂ及び多孔質導電体６ｂと陽極３ａ及び多孔質導電体６ａを、貯留槽２内が３つの空間９ａ，９ｂ，９ｃに仕切られるように配置し、揚水ポンプ３２に接続された供給管７を最上流側の空間９ａに連通するように貯留槽２に接続してあり、供給管７ａから供給された汚染水５が陰極３ｂ及び多孔質導電体６ｂを通過して空間９ｂに流入し、次いで、陽極３ａ及び多孔質導電体６ａを通過して最下流側の空間９ｃに流入し、しかる後、該空間に連通するように貯留槽２に接続された排水管８ａを介して貯留槽２内から被処理水として排水されるようになっている。
【００７６】
陽極３ａ、陰極３ｂ、多孔質導電体６ａ及び多孔質導電体６ｂについては、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００７７】
本実施形態に係る有機塩素化合物の処理システム３１を用いて本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法を実施するには、まず、汚染土壌３４内の地下水を掘削溝３３内に集水し、しかる後、揚水ポンプ３２を駆動することで掘削溝３３内に集水された汚染水５を供給管７を介して貯留槽２内の空間９ａに流入させる。揚水ポンプ３２は、掘削溝３３内への集水がスムーズに行われるよう、地下水位を考慮しながらその揚水速度を適宜調整する。なお、地下水位が低い場合には、必要に応じて地表から適宜散水すればよい。
【００７８】
次に、陽極３ａ及び陰極３ｂ間に１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加して直流電流を通電する。
【００７９】
このようにすると、透水性を有する多孔質導電体６ａ，６ｂは、第１実施形態と同様、電極３ａ，３ｂと同様の電極機能を果たすとともに、該多孔質導電体を通過する汚染水５との接触面積が非常に大きくなるため、例えば陰極側では、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に高い効率で電気分解され、無害化される。
【００８０】
ここで、第１実施形態でも述べたように、通電量が増加すると、電気分解による有機塩素化合物の処理速度が速くなる反面、ジュール熱が発生してエネルギー効率が低下するとともに、発生熱による水温上昇によって有機塩素化合物が電気分解されずに気化し、気化ガスを処理するための設備が別途必要となるが、本実施形態では、汚染水５が汚染土壌３４から揚水された地下水であるため、電気伝導度は０．１〜０．３ｍＳ／ｃｍ程度であって電流値は小さく、したがって消費電力もわずかである。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理システム３１によれば、第１実施形態と同様、透水性を有する多孔質導電体６ａ，６ｂが電極３ａ，３ｂと同様の電極機能を果たすとともに、該多孔質導電体を通過する汚染水５との接触面積が非常に大きくなるので、汚染水５に含まれる有機塩素化合物を高い電気分解効率、換言すれば短時間で分解処理して無害化することが可能となり、電極面積や電圧を高くせずとも電気分解反応を促進させることができるとともに、高濃度汚染や短時間処理に適したものとなる。
【００８２】
そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。なお、塩化物や炭化水素といった反応生成物は、いずれも無害であるので、特に回収する必要はないが、必要であれば、貯留槽２に蓋をした上、該貯留槽内のガスを吸引回収するようにしてもよい。
【００８３】
また、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理方法及び処理システム３１によれば、有機塩素化合物をわずかな電力でかつ短時間に無害化処理することが可能であり、ランニングコストが小さくかつ制御しやすい処理システムを容易に構築することが可能となる。
【００８４】
本実施形態では、多孔質導電体を一対の電極の両方に隣接配置したが、ＴＣＥの濃度等によっては、いずれか一方で足りる。
【００８５】
また、本実施形態では、電極３ａ，３ｂ及び多孔質導電体６ａ，６ｂを貯留槽２内が３つの空間９ａ，９ｂ，９ｃに仕切られるように配置することで、汚染水が電極３ａ，３ｂ及び多孔質導電体６ａ，６ｂを確実に通水するように構成したが、汚染水の流入量及び排水量を低く抑えることで貯留槽２内の汚染水の滞留時間を長くすることができるのであれば、第１実施形態と同様、貯留槽２内を仕切る必要はなく、電極３ａ，３ｂ及び多孔質導電体６ａ，６ｂを貯留槽２内に単に対向配置すれば足りる。なお、かかる構成においては、透水性の電極３ａ，３ｂに代えて不透水性の電極を使用することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、陽極３ａを下流側に陰極３ｂを上流側に配置したが、逆の配置となってもよいことは言うまでもない。
【００８７】
また、本実施形態では、多孔質導電体６ａを陽極３ａに隣接配置するとともに、陰極３ｂに多孔質導電体６ｂを隣接配置するように構成したが、これに代えて電極３ａ，３ｂを省略し、電源４と多孔質導電体６ａ，６ｂを直接接続するようにしてもよい。かかる構成においては、多孔質導電体６ａ，６ｂ自体がそれぞれ陽極と陰極になる。
【００８８】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、第１実施形態と同様、貯留槽２に接続された排水管８ａを、吸着手段としての活性炭吸着装置２１に接続することにより、汚染水５内における有機塩素化合物の濃度を貯留槽２内における電気分解処理で一定の基準まで下げ、次いで、被処理水に残留する有機塩素化合物を活性炭吸着装置２１で吸着除去することでその濃度をさらに下げることが可能となり、かくして電気分解によるコスト高を未然に回避し、有機塩素化合物の処理をより合理的に行うことができる。
【００８９】
（第３実施形態）
【００９０】
次に、第３実施形態について説明する。なお、上述の各実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９１】
図５は、第３実施形態に係る有機塩素化合物の処理システムを示した全体図である。同図に示すように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理システム４１は、有機塩素化合物を含む汚染土壌３４内に埋設された集水貯留手段としての掘削溝４２と、該掘削溝の孔壁４６ａ，４６ｂを覆うように掘削溝４２内に対向配置された一対の電極としての導電性矢板４７ａ，４７ｂと、該導電性矢板がそれぞれ陽極、陰極となるように電気接続された電源４とから概ね構成してあるが、第１実施形態と同様、導電性矢板４７ｂに対向する導電性矢板４７ａの側には、透水性を有する多孔質導電体６ａを該導電性矢板４７ａに隣接配置してあり、導電性矢板４７ａに対向する導電性矢板４７ｂの側には、同じく透水性を有する多孔質導電体６ｂを該導電性矢板４７ｂに隣接配置してある。
【００９２】
ここで、導電性矢板４７ａは、図６に示すように掘削溝４２に沿って隙間なく連続的に建て込んであるとともに、鋼製矢板本体４８に地下水流入口としての透水孔４９を多数穿孔してなり、該導電性矢板が地下水の上流側に建て込んであるため、透水孔４９を介して地下水が掘削溝４２内に自然流入するようになっている。
【００９３】
一方、導電性矢板４７ｂも導電性矢板４７ａと同様、掘削溝４２に沿って隙間なく連続的に建て込んであるとともに、鋼製矢板本体４８に地下水流出口としての透水孔４９を多数穿孔してなるが、該導電性矢板が地下水の下流側に建て込んであるため、透水孔４９を介して地下水が掘削溝４２内から自然流出するようになっている。
【００９４】
したがって、掘削溝４２内においては、導電性矢板４７ａから導電性矢板４７ｂに向かう地下水の流れが形成されることとなる。
【００９５】
多孔質導電体６ａ及び多孔質導電体６ｂについては、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００９６】
本実施形態に係る有機塩素化合物の処理システム４１においては、まず、地下水の自然の流れを利用して汚染土壌３４内の地下水を掘削溝４２内に集水貯留しながら、導電性矢板４７ａ及び導電性矢板４７ｂ間に１０〜３０ボルト程度の直流電圧を印加して直流電流を通電する。
【００９７】
このようにすると、透水性を有する多孔質導電体６ａ，６ｂは、第１実施形態と同様、電極機能を果たすとともに、該多孔質導電体を通過する汚染水５との接触面積が非常に大きくなるため、例えば陰極側では、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレンといった有害な有機塩素化合物は、塩素イオン等の塩化物と、エチレン、エタンなどの炭化水素に高い効率で電気分解され、無害化される。
【００９８】
ここで、第１実施形態でも述べたように、通電量が増加すると、電気分解による有機塩素化合物の処理速度が速くなる反面、ジュール熱が発生してエネルギー効率が低下するとともに、発生熱による水温上昇によって有機塩素化合物が電気分解されずに気化し、気化ガスを処理するための設備が別途必要となるが、本実施形態では、汚染水５が汚染土壌３４内の地下水であるため、電気伝導度は０．１〜０．３ｍＳ／ｃｍ程度であって電流値は小さく、したがって消費電力もわずかである。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理システム４１によれば、第１実施形態と同様、透水性を有する多孔質導電体６ａ，６ｂが電極機能を果たすとともに、該多孔質導電体を通過する汚染水５との接触面積が非常に大きくなるので、汚染水５に含まれる有機塩素化合物を高い電気分解効率、換言すれば短時間で分解処理して無害化することが可能となり、電極面積や電圧を高くせずとも電気分解反応を促進させることができるとともに、高濃度汚染や短時間処理に適したものとなる。
【０１００】
そして、これらの塩化物や炭化水素はいずれも無害物質であるため、結局、有害な有機塩素化合物が無害化されることとなる。
【０１０１】
また、本実施形態に係る有機塩素化合物の処理システム４１によれば、有機塩素化合物をわずかな電力でかつ短時間に無害化処理することが可能であり、ランニングコストが小さくかつ制御しやすい処理システムを容易に構築することが可能となる。
【０１０２】
本実施形態では、多孔質導電体を一対の導電性矢板４７ａ，４７ｂの両方に隣接配置したが、ＴＣＥの濃度等によっては、いずれか一方で足りる。
【０１０３】
また、本実施形態では、導電性矢板４７ａを地下水の上流側に導電性矢板４７ｂを下流側に配置したが、逆の配置となってもよいことは言うまでもない。
【０１０４】
また、本実施形態では、多孔質導電体６ａを導電性矢板４７ａに隣接配置するとともに、導電性矢板４７ｂに多孔質導電体６ｂを隣接配置するように構成したが、孔壁が崩落する懸念がないのであれば、導電性矢板４７ａ，４７ｂを省略し、電源４と多孔質導電体６ａ，６ｂを直接接続するようにしてもよい。かかる構成においては、多孔質導電体６ａ，６ｂ自体がそれぞれ陽極と陰極になる。
【０１０５】
また、本実施形態では、一対の電極を導電性矢板４７ａ，４７ｂとしたが、これに代えて図７に示す構成としてもよい。
【０１０６】
同図に示す有機塩素化合物の処理システム５１は、有機塩素化合物を含む汚染土壌３４内に埋設された集水貯留手段としての掘削溝４２と、該掘削溝内において上下二段に対向配置された一対の電極としての陽極５２ａ，陰極５２ｂと、該電極に電気接続された電源４とから概ね構成してあるが、第１実施形態と同様、陰極５２ｂに対向する陽極５２ａの側には、透水性を有する多孔質導電体６ａを該陽極５２ａに隣接配置してあり、陽極５２ａに対向する陰極５２ｂの側には、同じく透水性を有する多孔質導電体６ｂを該陰極５２ｂに隣接配置してある。
【０１０７】
ここで、掘削溝４２には、その孔壁４６ａ，４６ｂを覆うように不透水性矢板５３ａ，５３ｂを連続的に建て込んであるが、地下水の上流側に位置する不透水性矢板５３ａには、陽極５２ａの設置位置よりも下方の深さ位置にて地下水流入口としての通水開口５４を設けてあり、該通水開口を介して地下水が掘削溝４２内に自然流入するようになっている。
【０１０８】
一方、地下水の下流側に位置する不透水性矢板５３ｂには、陰極５２ｂの設置位置よりも上方の深さ位置にて地下水流出口としての通水開口５５を設けてあり、該通水開口を介して地下水が掘削溝４２内から自然流出するようになっている。
【０１０９】
したがって、掘削溝４２内では、通水開口５４から通水開口５５に向かう鉛直上向きの地下水の流れが形成されることとなる。
【０１１０】
なお、陽極５２ａ，陰極５２ｂは、陽極３ａ、陰極３ｂと同様、透水性を有するように構成しておく。
【０１１１】
多孔質導電体６ａ及び多孔質導電体６ｂについては、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略するとともに、本変形例の作用効果についても上述した実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る有機塩素化合物の処理方法及び装置並びにシステムによれば、透水性を有する多孔質導電体が電極機能を果たすとともに、該多孔質導電体を通過する汚染水との接触面積が非常に大きくなるので、汚染水に含まれる有機塩素化合物を高い電気分解効率、換言すれば短時間で分解処理して無害化することが可能となり、電極面積や電圧を高くせずとも電気分解反応を促進させることができるとともに、高濃度汚染や短時間処理に適したものとなる。
【０１１３】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置を示した全体図。
【図２】第１実施形態に係る有機塩素化合物の処理装置の作用を示したグラフ。
【図３】変形例に係る有機塩素化合物の処理装置を示した全体図。
【図４】第２実施形態に係る有機塩素化合物の処理システムを示した全体図。
【図５】第３実施形態に係る有機塩素化合物の処理システムを示した全体図。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う矢視図。
【図７】変形例に係る有機塩素化合物の処理システムを示した全体図。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　有機塩素化合物の処理装置
２　　　　　　　　　　　貯留槽
３ａ，３ｂ　　　　　　　電極
４　　　　　　　　　　　電源
５　　　　　　　　　　　汚染水
６ａ，６ｂ　　　　　　　多孔質導電体
２１　　　　　　　　　　活性炭吸着装置（吸着手段）
３２　　　　　　　　　　揚水ポンプ
３３　　　　　　　　　　掘削溝（集水手段）
４２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　掘削溝（集水貯留手段）
４９　　　　　　　　　　地下水流入口、地下水流出口
５４　　　　　　　　　　地下水流入口
５５　　　　　　　　　　地下水流出口
【図１】
2004016911.tif 000003
【図２】
2004016911.tif 000004
【図３】
2004016911.tif 000005
【図４】
2004016911.tif 000006
【図５】
2004016911.tif 000007
【図６】
2004016911.tif 000008
【図７】
2004016911.tif 000009