(57)【要約】【課題】低濃度のポリ塩化ビフェニルを確実に浄化し、また機器の使用状態に影響を与えずにポリ塩化ビフェニルを除去することが可能なポリ塩化ビフェニル浄化方法を提供する。【解決手段】ポリ塩化ビフェニルを含む媒体に吸着材を浸漬してポリ塩化ビフェニルを吸着させる工程と、前記吸着剤を前記媒体から回収する工程と、回収した前記吸着剤からポリ塩化ビフェニルを分離する工程と、分離したポリ塩化ビフェニルを分解処理して前記絶縁油を無害化する工程とからなることを特徴とするポリ塩化ビフェニル浄化方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ塩化ビフェニルを含む媒体に吸着材を浸漬してポリ塩化ビフェニルを吸着させる工程と、前記吸着剤を前記媒体から回収する工程と、回収した前記吸着剤からポリ塩化ビフェニルを分離する工程と、分離したポリ塩化ビフェニルを分解処理して前記絶縁油を無害化する工程とからなることを特徴とするポリ塩化ビフェニル浄化方法。
【請求項２】
前記吸着剤として活性炭、活性白土、活性アルミナ、シリカゲルから選択される少なくとも１つを使用する請求項１記載のポリ塩化ビフェニル浄化方法。
【請求項３】
前記吸着剤が電気絶縁性を有する吸着剤である請求項１記載のポリ塩化ビフェニル浄化方法。
【請求項４】
前記吸着剤として鋳型系吸着剤を使用する請求項１記載のポリ塩化ビフェニル浄化方法。
【請求項５】
前記吸着剤を不織布または布製の袋内に封入し、この吸着剤を封入した袋を媒体に浸漬する請求項１記載のポリ塩化ビフェニル浄化方法。
【請求項６】
電気機器の本体ケースと連通して前記媒体を循環する媒体循環経路を設け、この媒体循環経路内に吸着剤を収納した容器を接続し、前記電気機器の使用中に前記媒体循環経路を前記媒体が流通することにより前記容器内に収納された吸着剤と前記媒体とが接触してポリ塩化ビフェニルが吸着される請求項１記載のポリ塩化ビフェニル浄化方法。
【請求項７】
前記吸着剤が、外径１〜１０ｍｍの粒子状に形成された粒子状である請求項１記載のポリ塩化ビフェニル浄化方法。
【請求項８】
前記吸着剤が繊維状に形成された請求項１記載のポリ塩化ビフェニル浄化方法。
【請求項９】
前記吸着剤を前記媒体に浸漬した後、定期的に前記媒体を採取し、ポリ塩化ビフェニルの濃度を測定して経時的にモニターし、浄化時間の推定および前記吸着剤の補充または交換を行う請求項１記載のポリ塩化ビフェニル浄化方法。
【請求項１０】
前記吸着剤にポリ塩化ビフェニルを吸着させた後回収し、この吸着剤を溶剤で洗浄してポリ塩化ビフェニルを吸着剤から分離し、分離したポリ塩化ビフェニルを分解処理して無害化する請求項１記載のポリ塩化ビフェニル浄化方法。
【請求項１１】
前記吸着剤を回収した後、減圧加熱してポリ塩化ビフェニルを吸着剤から蒸発させ、蒸発させたポリ塩化ビフェニルを液化して回収し、分解処理する請求項１記載のポリ塩化ビフェニル浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力機器等に使用されていたポリ塩化ビフェニル浄化方法に係り、特に絶縁油（鉱油）中に含まれる極微量のポリ塩化ビフェニルを無害化処理することが可能なポリ塩化ビフェニル浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリ塩化ビフェニルは、良好な電気絶縁性と化学的安定性等の物性に優れるため、電気機器に使用されてきた。しかし、ポリ塩化ビフェニルが毒性を持つことが確認され、昭和４９年に化審法の定めにより生産中止となった。更に、昭和５１年からは、電気事業法の規制によりポリ塩化ビフェニルが含まれている電気工作物の新規施設が禁止された。
【０００３】
しかしながら、電気設備の中では依然としてかなりのポリ塩化ビフェニルを含んだトランスやコンデンサなどが使用されており、設備の経年劣化による影響も懸念されている。一方で、新たなポリ塩化ビフェニル処理技術の開発が進んできたことから、一定の処理目標を設定し、住民の理解を得ながら処理を推進すべきとの方向性が示されている。
【０００４】
一方、電気機器の絶縁媒体として用いられている鉱油中に極微量濃度のポリ塩化ビフェニルを含有するものがある。本来これらの機器の絶縁体にはポリ塩化ビフェニルは使用されていなかったのであるが、絶縁油の再生処理過程で混入したり、または作業員を経由して混入する等の理由によりポリ塩化ビフェニルに汚染されたものと考えられている。
【０００５】
また、事業者の廃業により管理責任者がいなくなる等の理由により紛失してしまう廃ポリ塩化ビフェニルが増えているという事実もあり、さらに、日本におけるポリ塩化ビフェニルの管理基準が欧米より相当厳しく設定されたために、極低濃度のポリ塩化ビフェニルが混入したものも管理の徹底と早期処理が要求されているという事情もある。
【０００６】
絶縁油中のポリ塩化ビフェニルを分解・除去する基本的なポリ塩化ビフェニル処理技術は、これまでにも開発されている。
【０００７】
従来のポリ塩化ビフェニル処理技術として代表的な方法に、金属ナトリウムやアルカリを用いた脱塩素による化学処理技術や光分解技術が挙げられ、実処理や様々なレベルの実試験データが公表されつつある。
【０００８】
また、吸着浄化を基本概念とするポリ塩化ビフェニル処理技術もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３１９４０３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献に記載の吸着技術において使用される吸着剤は、Ｃａ−Ｓｉ系焼結フィルターであるが、これは特殊な吸着剤であるため、コストや調達性において優れた吸着剤であるとはいえなかった。
【００１１】
また、従来実施されているポリ塩化ビフェニル処理方法の多くは、主に高濃度のポリ塩化ビフェニル濃度の物質を処理対象として考案された技術をベースとしている。すなわち、現在実施されているポリ塩化ビフェニル処理方法は、処理対象のポリ塩化ビフェニル濃度の高低に関係無く、基本的に処理対象の全量について無害化処理を行なう技術である。
【００１２】
しかしながら、極低濃度（例えばｐｐｍオーダー）のポリ塩化ビフェニルの分解処理は、高濃度ポリ塩化ビフェニルの分解処理に比べて特殊な状況が考えられる。１ｐｐｍの低濃度ポリ塩化ビフェニル汚染油を処理する場合、純ポリ塩化ビフェニル換算で１ｇを処理するために１０００ｋｇの油を処理する必要が有る。この浄化処理を化学分解法等の方法によって行えば、極少量のポリ塩化ビフェニルを浄化するにもかかわらず、処理対象量が大きいため、長大な設備を必要とする。また、処理効率が非常に低いため処理コストが非常に高いという問題が有った。
【００１３】
また、極低濃度のポリ塩化ビフェニルを処理する場合においては、従来の処理技術は十分な技術であるとはいえず、必ずしも期待されるような処理能力を提供しないこともあった。
【００１４】
さらに、通常の変圧器は、柱上変圧器に比べて容量が格段に大きいため、一般に機器から絶縁油を抜き取った後、化学処理等行なうために大型の無害化装置に入れて処理することを前提としている。この無害化処理の際、電気機器の長期停止も必要となるため、運用効率を低下させるものであった。
【００１５】
本発明は上述した事情を考慮してなされたものであり、低濃度のポリ塩化ビフェニルを確実に浄化し、また機器の使用状態に影響を与えずにポリ塩化ビフェニルを除去することが可能なポリ塩化ビフェニル浄化方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、ポリ塩化ビフェニルを含む媒体に吸着材を浸漬してポリ塩化ビフェニルを吸着させる工程と、前記吸着剤を前記媒体から回収する工程と、回収した前記吸着剤からポリ塩化ビフェニルを分離する工程と、分離したポリ塩化ビフェニルを分解処理して前記絶縁油を無害化する工程とからなることを特徴とする方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法の基本概念について、図を参照して以下に説明する。
【００１８】
図１において、容器１内には、電気機器等から抜き出した絶縁媒体２（鉱油）が封入されている。この絶縁媒体２内に数ｐｐｍ前後の低濃度のポリ塩化ビフェニル（以下ＰＣＢと称する）が混入しており、吸着剤３が鉱油２中に分散されている。
【００１９】
絶縁媒体２と吸着剤３とを容器内で攪拌するが、ＰＣＢ分子は、塩素を含有しているために分子内で分極する傾向が大きい極性分子である。そのため、鉱油成分の炭化水素分子とＰＣＢ分子との極性の差によって、ＰＣＢの方が鉱油に比較してより吸着剤に吸着されやすい傾向がある。
【００２０】
このような理由により、鉱油中に低濃度で含まれているＰＣＢは、鉱油２が吸着剤３に接触することにより選択的に吸着されて徐々に捕捉される。
【００２１】
上記吸着工程によってＰＣＢが規定の濃度以下になった後、吸着剤３を絶縁油２中から回収する。この後、回収した吸着剤３に吸着したＰＣＢを化学的方法等により分離してＰＣＢを分解処理することにより電気機器の絶縁媒体である鉱油を無害化することが可能である。
【００２２】
一方、図２に示すように、ロート４とフィルター（細かい網もしくは濾紙）５の内部に吸着剤３を入れ、その間隙に絶縁媒体２を流通させることも可能である。絶縁媒体中２に微量含まれるＰＣＢは、吸着剤３の間を流通する間に捕捉されるので絶縁媒体２からＰＣＢが除去されて減少する。
【００２３】
本発明者らは、下記要領にて鉱油の浄化実験を行い、本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法によるＰＣＢの浄化効果について検討した。すなわち、低濃度のＰＣＢを含む鉱油中に粉体状のヤシ殻系活性炭を投入して絶縁媒体（鉱油）中のＰＣＢ濃度の時間変化を測定した。ＰＣＢ濃度測定結果を表１に示す。
【００２４】
なお、活性炭投入量は鉱油１００ｇに対して活性炭約３ｇとした。ここで使用した活性炭は、ＰＣＢだけを選択的に吸着するものではないが、前述のように鉱油の主成分である炭化水素とＰＣＢ分子の極性の違いにより、ＰＣＢが選択的に吸着されていくものと考えられる。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１に示す結果に明らかなように、鉱油に含まれるＰＣＢの濃度は、時間の経過とともに漸次的に減少しており、１０時間後にはもとのＰＣＢの濃度に比較して１／８まで濃度が低下する。すなわち、吸着剤によりＰＣＢが選択的に吸着除去されることが判明した。
【００２７】
本発明のポリ塩化ビフェニルの浄化方法には、各種の吸着剤が使用可能である。また、媒体を撹拌する際の効率や濾過工程を考慮すると、吸着剤の物性のうち特に比重は使用する吸着剤を決定する指標として重要である。
【００２８】
本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法の吸着剤として使用可能な吸着剤と、その真比重および見掛比重とを表２に示す。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
吸着剤と鉱油とを分離するには、図２に示したような濾過方式を用いても良いが、処理対象である鉱油との比重差の大きい吸着剤を使用すれば、攪拌後静置することにより吸着剤は比重差により徐々に沈殿していく。
【００３１】
従って、上澄みである鉱油はＰＣＢをほとんど含まない程度にまで浄化される。なお、この上澄みの鉱油は、ＰＣＢ濃度を確認した後に、燃料油等として再利用することが可能である。
【００３２】
次に、沈殿した吸着剤を回収し、この吸着剤に吸着されたＰＣＢを無害化処理する。本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法においては、吸着剤によりＰＣＢを吸着するので、処理対象の体積が省かれ、ＰＣＢ浄化工程の合理化が実現する。
【００３３】
ＰＣＢだけを選択的に効率よく吸着するような吸着剤はまだ見出されていないが、発明者らの実施によると、本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法に使用可能な吸着剤として、市販の吸着剤である活性炭系、活性白土系、活性アルミナ系、シリカゲル系吸着剤が有効であった。これは本発明が処理対象とする鉱油中のＰＣＢ濃度は、元々極低濃度であるため、ＰＣＢと鉱油との化学構造的な違いによりＰＣＢの方がより吸着され易いため除去効率が向上したものと推定される。
【００３４】
なお、上述した吸着剤を使用する際には、吸着剤の一部が絶縁媒体内に混入する可能性がある。燃料油として再利用する場合には特に問題ないが、絶縁媒体として再利用する場合には、媒体の性能に影響しない吸着剤が選択される。
【００３５】
すなわち、上記吸着剤のうち、活性白土、活性アルミナ、シリカゲル等の電気絶縁性の高い吸着剤が、絶縁耐力を低下させないので電気機器の運転上望ましい。なお、炭素系吸着剤の場合には、絶縁媒体に微量でも混入すれば、絶縁耐力は大きく低下することが解っている。
【００３６】
一方、吸着剤として鋳型系吸着剤を用いても良い。鋳型系吸着剤とは、被吸着物質の分子構造と同等の形状を有する吸着部（通常凹形状なため鋳型系と言われる）を有する吸着剤であり、その形状により特定の物質だけを選択的に吸着することが可能な吸着剤である。現在このタイプの吸着剤が盛んに研究されており、本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法に適用することにより、さらに効率よく鉱油からＰＣＢ類を選択的に分離することが可能である。
【００３７】
本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法のさらに具体的な実施の形態について図３および図４を参照して説明する。
【００３８】
図３に示す第１の実施形態のポリ塩化ビフェニル浄化方法において、電気機器１０の本体ケースである電気容器１１には絶縁媒体１３が封入されており、その中にコイル１４が浸漬されている。吸着剤１５は不織布や布製の袋１６内に封入されており、袋１６内に入れた状態で絶縁媒体１３中に浸漬されることを特徴とする。
【００３９】
一方、図４に示す第２の実施形態のポリ塩化ビフェニル浄化方法において、電気機器２０は、吸着剤１５が入った筒状の容器１７を配管１８と配管１９とで電気容器１１と接続するように構成する。このようにして媒体循環経路を構成し、この媒体循環経路に絶縁媒体１３を流通させて、吸着剤１５によりＰＣＢを吸着する。
【００４０】
この電気機器１０および電気機器２０のような構成とすることにより、絶縁媒体１３が吸着剤１５に由来する異物により汚染されることが防止されるため、電気機器を使用状態としたままＰＣＢの吸着除去が可能である。
【００４１】
この第１の実施形態および第２の実施形態のポリ塩化ビフェニル浄化方法によれば、絶縁媒体１３のＰＣＢ濃度が規定の濃度以下になった場合は、吸着剤１５を封入した袋１６もしくは、容器１７を交換することにより容易にメンテナンスが可能である。この第１および第２の実施形態のポリ塩化ビフェニル浄化方法によれば、電気機器の通常運転により絶縁媒体が循環されてＰＣＢが吸着浄化されるので電気機器の運転を停止する必要がないという利点がある。
【００４２】
本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法に使用する吸着剤の形状としては、１〜１０ｍｍ直径のペレット状に造粒したものや、または繊維状に成形されたものが使用可能である。
【００４３】
吸着剤は表面積の大きい方が有利であるため、吸着性だけ考えると細かい形状の方が表面積が大きく有利である。しかし、細かい粒子の場合は、一般に粒子の隙間を通過する流体抵抗が大きいため、吸着剤間の絶縁媒体が入れ替わって接触する機会が少なくなり、その結果吸着効率が低下することが知られている。特に、吸着剤を粉体とした場合には、絶縁媒体に触れる外周部分だけが団子状となるので、ＰＣＢの吸着除去効率が低下する。
【００４４】
そこで本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法に使用する吸着剤は、外径１〜１０ｍｍのペレット状に造粒したものや、または繊維状に成形した吸着剤を使用する。このような形状に吸着剤を形成することにより、ＰＣＢ除去性能が向上する。
【００４５】
なお、浄化処理対象である絶縁媒体を電気機器から抜き取り、別容器に保管しているような場合には、粉体の吸着剤を直接添加して攪拌機等用いて分散した方が吸着効率が優れており、ＰＣＢ濃度の低下が早くなる。しかし、最終的に絶縁油と吸着剤を濾過して分離するような場合には、濾過効率も考えると数ミリ程度に造粒した吸着剤を用いた方が良い。
【００４６】
上述したように、本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法は、化学反応を伴うものではなく、物理吸着によるため、基本的に処理対象に吸着剤を投入して放置しておくだけでよく、特に熱や動力等のエネルギーを注入する必要はない。つまり、ＰＣＢが自然に吸着除去されるのを待って、定期的にもしくはある期間経た後、媒体中のＰＣＢ濃度を測定し、ＰＣＢが低濃度になって基準値以下に無害化されたことを確認した後、鉱油と吸着剤とを分離するので、従来のポリ塩化ビフェニル浄化方法に比較して処理コストが安いという利点がある。
【００４７】
また、媒体を自動的にサンプリングしていき、ＰＣＢ濃度の経時変化を調べられるようにシステムを構築することも可能である。この様な構成とすることにより吸着完了時間の推定が可能となるので、吸着剤の補充や交換を計画的に行なうことができる。
【００４８】
一方、ＰＣＢは媒体中から吸着剤に吸着されて濃縮されるため、最終的に吸着剤を浄化する工程が必要となる。すなわち、吸着剤を封入した袋または容器を回収して吸着剤を取り出し、この吸着剤を溶剤で洗浄することによりＰＣＢを吸着剤から分離させた後ＰＣＢを分解処理して無害化するが、本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法においては、このＰＣＢ分離工程において吸着剤を粉砕してＰＣＢの溶出を容易にすることを特徴とする。
【００４９】
表３に、ＰＣＢを吸着させた吸着剤をトルエンで洗浄した場合のトルエン中のＰＣＢ濃度について、吸着剤を粉砕した場合と吸着剤を粉砕せずに洗浄した場合との比較結果を示す。
【００５０】
【表３】
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【００５１】
表３に示すように、吸着剤を粉砕した場合には、吸着剤を粉砕せずに洗浄した場合に比較して同一時間でのＰＣＢのトルエン中への溶解濃度が大きく、ＰＣＢの溶解速度が向上していることが明らかとなった。
【００５２】
一方、トランス部材に付着・含浸されたＰＣＢを減圧雰囲気で蒸発除去する真空加熱浄化方法を用いても良い。減圧雰囲気とすることによりＰＣＢを吸着剤から低温で蒸発させて除去することができる。
【００５３】
また、吸着剤に吸着された媒体とＰＣＢの沸点の違いを利用して分離させることも可能である。すなわち、吸着剤を溶剤で予め洗浄した後、真空加熱してＰＣＢ浄化処理をしても良い。なお、洗浄効率をあげるために吸着剤を粉砕しても良いが、真空加熱の場合には、必ずしも粉砕しなくても良い。
【００５４】
また分離したＰＣＢの無害化処理する方法としては、化学処理や光触媒分解法等を適用することが可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明のポリ塩化ビフェニル浄化方法によれば、極低濃度のＰＣＢを効率的に分離して浄化することが可能であり、低エネルギーコストで、安全性にも優れたポリ塩化ビフェニル浄化方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るポリ塩化ビフェニル浄化方法の概念を示す構成図。
【図２】本発明に係るポリ塩化ビフェニル浄化方法の濾過による吸着を示す構成図。
【図３】本発明に係るポリ塩化ビフェニル浄化方法の第１の実施形態を示す構成図。
【図４】本発明に係るポリ塩化ビフェニル浄化方法の第２の実施形態を示す構成図。
【符号の説明】
１  容器
２  絶縁媒体（鉱油）
３  吸着剤
４  ロート
５  フィルター
１０  電気機器
１１  電気容器
１３  絶縁媒体（鉱油）
１４  コイル
１５  吸着剤
１６  袋
１７  容器
１８  配管
１９  配管
２０  電気機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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