(57)【要約】【課題】  農薬を含む処理対象物の無害化を効率よく確実に行うことができる農薬の処理方法及び農薬の処理装置を提供すること。【解決手段】  密閉可能な通路の第1の領域に農薬を含む処理対象物と減圧下で加熱処理された土壌との混合物を導入し、通路の第1の領域へ通じる第2の領域にアルカリを導入し、第2の領域を介して第1の領域を減圧しつつ、通路を加熱している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉可能な通路の第1の領域に農薬を含む処理対象物及び減圧下で加熱処理された土壌を導入し、
前記通路の第1の領域へ通じる第2の領域にアルカリを導入し、
前記第2の領域を介して前記第1の領域を減圧しつつ、前記通路を加熱する
ことを特徴とする農薬の処理方法。
【請求項２】
前記通路の第1の領域と第2の領域との間の第3の領域に、減圧下で加熱処理された土壌を導入することを特徴とする請求項1に記載の農薬の処理方法。
【請求項３】
前記第1の領域に導入する以前に前記農薬を含む処理対象物をアルカリと混合することを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の農薬の処理方法。
【請求項４】
前記第1の領域を減圧するための排気内を加熱し、前記農薬又は前記農薬に由来する有機塩素化合物の分解することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の農薬の処理方法。
【請求項５】
農薬を含む処理対象物及び減圧下で加熱処理された土壌が導入される第1の領域と、前記第1の領域に通じ、アルカリが導入される第2の領域とを有する密閉可能な通路と、
前記通路を減圧下で加熱する手段と
を具備することを特徴とする農薬の処理装置。
【請求項６】
前記通路は、前記第1の領域と第2の領域との間に、減圧下で加熱処理された土壌が導入される第3の領域を有すること特徴とする請求項５に記載の農薬の処理装置。
【請求項７】
前記通路の少なくとも一部は室内に設けられていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の農薬の処理装置。
【請求項８】
前記室は、前記領域毎に区分けされていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか1項に記載の農薬の処理装置。
【請求項９】
前記通路は、複数のＵ字状の配管を接続して構成されることを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の農薬の処理装置。
【請求項１０】
農薬を処理する方法であって、
農薬を気密領域に導入する工程と、
前記気密領域内を減圧にしつつ前記農薬を加熱する工程と
を具備することを特徴とする農薬の処理方法。
【請求項１１】
前記気密領域を減圧するための排気は、第１の圧力損失を有する第１の熱媒体が充填された第１の部分と、
前記第１の圧力損失より小さな第２の圧力損失を有する第２の熱媒体が充填された第２の部分とを通じて行うことを特徴とする請求項１０に記載の農薬の処理方法。
【請求項１２】
前記第１又は第２の熱媒体がアルカリであることを特徴とする請求項１１に記載の農薬の処理方法。
【請求項１３】
前記農薬をアルカリと混合する工程又は前記農薬とアルカリとを積層する工程を更に具備したことを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載の農薬の処理方法。
【請求項１４】
土壌中に埋設された農薬を掘り出す工程を更に具備したことを特徴とする請求項１０乃至請求項１３のいずれかに記載の農薬の処理方法。
【請求項１５】
有機ハロゲン化物を含む処理対象物体を処理することができる処理装置であって、
前記処理対象物体を収容して加熱することができる第１の気密領域と、
前記第１の気密領域を減圧することができる真空ポンプと、
前記第１の気密領域と前記真空ポンプとの間に設けられ、前記処理対象物体の加熱により生じたフラクションを加熱することができる第２の気密領域と、
前記第１の気密領域から前記第２の気密領域までのいずれかに設けられ、第１の圧力損失を有する第１の熱媒体が充填された第１の部分と、
前記第１の圧力損失より小さい第２の圧力損失を有する第２の熱媒体とが充填された第２の部分と
を具備することを特徴とする処理装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の処理装置であって、
前記第１の熱媒体及び前記第２の熱媒体のうち少なくとも一方がアルカリ性であることを特徴とする処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば土壌中から掘り起こした農薬（例えば使用残農薬や無登録農薬）又は土壌、コンクリートと農薬との混合物を無害化する農薬の処理方法及び農薬の処理装置に関する。
【０００２】
本発明は、土壌中又はコンクリート貯槽などから掘り起こした農薬を無害化する方法及び装置に関する
本発明は、一度埋設された後、掘り起こされたドラム缶などに保管されている農薬を無害化する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来から、野菜や米等の農産物を栽培する過程で害虫の駆除等を目的として農薬が用いられてきた。これらの農薬のうち例えばＰＣＰ（ペンタクロロフェノール）やクロルデン、ＢＨＣ（ヘキサクロルシクロヘキサン）、アルドリン、ディルドリン、エンドリン、ＤＤＴ、ＰＣＮＴ等の有機塩素系化合物の農薬は、人体に対して中毒性があること、人体に蓄積して肝臓等に悪影響を及ぼすこと、また製造工程においてダイオキシン類が混入することがあるから、現在では生産や使用、販売等が法律で禁止されている。
【０００４】
ところで、これらの農薬は法律により生産等が禁止された時点で大量のストックを抱えていたため、これら残存分については紙袋やビン等に封入して土壌中に埋設することとなった。
【０００５】
しかしながら、最近、このように土壌中に埋設した毒性の高い農薬が土壌中内に拡散し、その土地において農業ができない状況が生じたり、地下水を汚染することも生じている。そのため、土壌中に埋設した農薬を除去して無害化することが要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる土壌を無害化する一つの手法として、土壌中から農薬を掘り起こし、掘り起こした農薬を化学的処理により無害化することが考えられるが、これでは既に土壌中に拡散してしまった農薬については無害化することができない、という根本的な問題がある。また、掘り起こした土壌中には農薬の他に農薬を封入した紙袋やビン類の残骸が含まれていることから、これらの残骸を除去する工程が必要であり、その場合に技術的にもコスト的にも問題があった。
【０００７】
これに対して、本発明者らは、ＰＣＰ（ペンタクロロフェノール）やクロルデン、ＢＨＣ（ヘキサクロルシクロヘキサン）、アルドリン、ディルドリン、エンドリン、ＤＤＴ、ＰＣＮＴ等の農薬を真空中で加熱することにより分解することができることを見出した。この発明により、いずれの農薬も処理後の残渣中の濃度を著しく低減することが考えられる。
【０００８】
ところが、本発明者らは、かかる技術の開発の過程で、以下の新規な課題を見出した。即ち、密閉空間内に単に農薬を投入し、密閉空間を減圧下で加熱した場合には、密閉空間内の圧力が急激に上昇し、未処理農薬が残存することがあった。本発明者らの考察によれば、この現象は、通常農薬は有機物リッチであって、しかも通常化学種が一種であることから、特定の温度（例えばＢＨＣであれば１６９℃）から突然反応を生じ、急激な圧力の上昇を招いて密閉空間内の真空度が低下し、熱分解した分子間の平均自由行程が短くなり、分子間の再結合を生じている、と考えられる。
【０００９】
本発明は、このような事情に基づきなされたもので、農薬を含む処理対象物の無害化を効率よく確実に行うことができる農薬の処理方法及び農薬の処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
POPｓ（Persistent Organic Pollutants）と呼ばれている有害な化学物質に分類される農薬が知られている。これらの農薬には例えばＰＣＰ（ペンタクロロフェノール）やクロルデン、ＢＨＣ（ヘキサクロルシクロヘキサン）、アルドリン、ディルドリン、エンドリン、ＤＤＴ、ＰＣＮＴ等などの有機ハロゲン化物（有機塩素化物、有機臭素化物など）がある。これらの農薬は環境での残留性が高いだけでなく、人体に対する有毒性も極めて高く、蓄積性も大きいことから現在では生産、使用が禁止されている。使用が禁止された後、農業関係者らが保持していたこれらの農薬は地下に埋設されるなどして保管されており、日本国内だけでも数千トンを超える膨大な量が埋設されているとの報告もある。さらにこれらの農薬には、砒素、鉛、カドミウム、亜鉛、水銀などの有害な重金属や、農薬の製造過程で生成、混入するダイオキシン類も含まれている場合が多い。そして有害な農薬だけでなく、重金属やダイオキシン類が、土壌、地下水などへ拡散し、環境汚染を引き起こすことが心配されている。このためこれらの農薬を適切に処理する技術が強く望まれている。
【００１１】
ところで、農薬は、そのまま埋設されている場合だけでなく紙やビニールなどに包装された状態で、またガラスやプラスティックなどの容器に収容された状態で埋設されている場合が多い。農薬を処理するために掘り起こすとしても、農薬だけを取り出すことはできず、どうしても土砂、包装、容器などが混じってしまうのは不可避である。純粋なＰＣＰやクロルデン等の農薬の原体の場合には相当の処理が可能な技術であったとしても、土壌、岩石、包装または容器等が混じった場合には処理がきわめて困難になる。このようなことから農薬が確実に処理できる技術、特に土砂、包装、容器等が混入していてもそのまま処理することができる技術を提供することが緊要の課題である。
【００１２】
本発明に係る農薬の処理方法は、密閉可能な通路の第１の領域に農薬を含む処理対象物及び減圧下で加熱処理された土壌を導入し、前記通路の前記第１の領域へ通じる第２の領域にアルカリを導入し、前記第２の領域を介して前記第１の領域を減圧しつつ、前記通路を加熱することを特徴とする。
【００１３】
減圧下で加熱処理された土壌については、その生産方法は特許３０７６０２０号公報に詳しく記載されている。また、アルカリとしては、生石灰（ＣａＯ）やソーダ石灰等の各種アルカリ剤を挙げることができる。アルカリにより農薬の熱分解成分が中和される。本発明では、減圧下で加熱処理される農薬を含む処理対象物に減圧下で加熱処理された土壌を混合しておくことで、この土壌が通路内の気圧の急上昇を抑制する作用を果たすと共に、この土壌がアルカリとして機能し、この土壌が農薬分解成分を固定し、農薬化合物自体の再合成を抑制するばかりかダイオキシン類の再合成を防止する。加えて、本発明では、真空でかかる処理を行っていることから平均自由行程が非常に長くなり、上記再結合を効果的に防止することができる。また、この土壌が減圧側に対するコンダクタンス（抵抗）として機能し、第１の領域で熱分解された成分が第１の領域から第２の領域へ急激に流入することはなくなる。これにより、第２の領域においてアルカリによる農薬の熱分解成分の中和が不十分になることはなくなる。
【００１４】
土壌が通路内の気圧の急上昇を抑制する作用については、減圧下で加熱処理された土壌の熱伝導率が低いことに起因している。例えばこのような土壌に農薬が混合されていると、つまり農薬が土壌を介して分散していることになり、これにより領域内の農薬の位置に応じて各場所の農薬に熱伝導する時間の遅延のばらつきが大きくなる。これにより、領域内の農薬が同時に特定の温度に達して同時に反応を開始するのではなく、領域内の農薬が時間的にばらつきながら反応が開始されることになる。従って、本発明によれば、領域内の急激な圧力の上昇を抑制し、領域内の真空度の急激な低下を抑えることができる。よって、熱分解した分子間の平均自由行程が十分長くなり、分子間の再結合を抑えることができる。
【００１５】
本発明では、問題となる農薬がビニール袋ばかりでなく、ドラム缶やコンクリート貯槽内に密閉されているような場合にそのまま第１の領域に投入することができる。そのまま投入されたこれらの対象物は減圧加熱下で破壊され、密閉された農薬が第１の領域で処理される。これにより、作業者の安全性が確保される。作業者はドラム缶などから農薬を取り出す作業が不要になるからである。この場合に、土壌が混合されている状態であってももちろんこれらをまとめて第１の領域に導入し、一括して処理することが可能である。
【００１６】
本発明では、前記通路の前記第１の領域と第２の領域との間の第３の領域に、減圧下で加熱処理された土壌を導入することが好ましい。第３の領域にこのような減圧下で加熱処理された土壌を導入しておくことで、この土壌が還元剤として機能すると共に、この領域の土壌が上記と同様のコンダクタンスとして機能する。
【００１７】
本発明では、前記第１の領域に導入する以前に前記農薬を含む処理対象物をアルカリと混合することが好ましい形態である。これにより、農薬の熱分解成分の中和を確実に行うことができる。
【００１８】
本発明では、前記第１の領域を減圧するための排気内を加熱し、前記農薬又は前記農薬に由来する有機塩素化合物の分解することが好ましい形態である。例えば処理対象物体を加熱する空間を加熱するだけでなく、この空間を排気する排気系の中途に加熱部を設けたり、排気系の所定部（例えば処理対象物体の加熱部の直後から真空ポンプあるいは凝縮部の直前までの全体を加熱する場合を含む）を加熱する。各部の接続配管、バルブ等も加熱することが好ましい。これにより、農薬の加熱に際してダイオキシン類の合成を妨げたり、農薬に含まれていたり農薬に由来して合成されたダイオキシン類を分解（脱塩素反応を含む）することができる。さらに農薬化合物自体の再合成も妨げることができる。これは減圧下では分子の存在する空間の平均自由工程が長くなることと、還元性が大きくなることの寄与によると考えられる。
【００１９】
本発明の別の観点に係る農薬の処理装置は、農薬を含む処理対象物及び減圧下で加熱処理された土壌が導入される第１の領域と、前記第１の領域に通じ、アルカリが導入される第２の領域とを有する密閉可能な通路と、前記通路を減圧下で加熱する手段とを具備することを特徴とするものである。
【００２０】
通路としては、例えば配管を利用することが好ましい形態であり、複数のＵ字状の配管を接続して構成することが更に好ましい形態である。このような構成とすることで、通路を集約的に構成することができる。これにより、フットプリントが向上するばかりか、またエネルギー効率も向上する。
【００２１】
本発明では、単にチャンバーを連接するような構造ではなく、密閉可能な通路上に農薬を含む処理対象物と減圧下で加熱処理された土壌との混合物が導入される第１の領域と、第１の領域に通じ、アルカリが導入される第２の領域を設け、この通路上で処理を実行することで、農薬が急激に熱分解するようなことはなくなり、農薬を確実に熱分解することが可能となる。また、アルカリによる中和も確実に行われる。
【００２２】
本発明では、前記通路が、前記第１の領域と第２の領域との間に、減圧下で加熱処理された土壌が導入される第３の領域を有するように構成してもよい。この土壌が還元剤として機能すると共に、この領域の土壌がコンダクタンスとしても機能する。
【００２３】
本発明では、前記通路の少なくとも一部は室内に設けられていることが好ましい形態であり、更には前記室が、前記領域毎に区分けされていることがより好ましい。
【００２４】
ここで、本発明の農薬の処理方法は、農薬を気密領域に導入する工程と、前記気密領域内を減圧にしつつ前記農薬を加熱する工程とを具備したことを特徴とする。発明者らはＰＣＰ、ＢＨＣ、クロルデン、ディルドリンなどの農薬を真空中で加熱することにより分解することができることを見出した。いずれの農薬も処理後の残渣中の濃度を著しく低減することができた。
【００２５】
また本発明の処理方法は、農薬を処理するに際して、単に農薬を減圧下で加熱するだけでなく、気密領域内を減圧するための排気内を加熱し前記農薬又は前記農薬に由来する有機塩素化合物の分解する工程をさらに具備したことを特徴とする。例えば処理対象物体を加熱する空間を加熱するだけでなく、この空間を排気する排気系の中途に加熱部を設けたり、排気系の所定部（例えば処理対象物体の加熱部の直後から真空ポンプあるいは凝縮部の直前までの全体を加熱する場合を含む）を加熱する。各部の接続配管、バルブ等も加熱することが好ましい。これにより、農薬の加熱に際してダイオキシン類の合成を妨げたり、農薬に含まれていたり農薬に由来して合成されたダイオキシン類を分解（脱塩素反応を含む）することができる。さらに農薬化合物自体の再合成も妨げることができる。これは減圧下では分子の存在する空間の平均自由工程が長くなることと、還元性が大きくなることの寄与によると考えられる。
【００２６】
農薬は前記気密領域に導入する以前に土壌と混合するようにしてもよい。この土壌は、減圧下で加熱処理された土壌でもよい。また土壌以外に農薬をアルカリと混合するようにしてもよい。
【００２７】
すなわち農薬は原体のまま処理することも可能であるが、農薬が原体そのものであったり、原体に近い状態であるなどその濃度が高い場合には、媒体と混合して処理することが好適である（濃度が低い場合に、媒体と混合してから処理してももちろんよい）。ここでは、農薬原体とは、農薬としての効能を有する化学種そのもの、あるいは農薬として通常頒布される状態（前記化学種の他に溶媒、界面活性剤、鉱物質担体等を含む場合がある）をいう。農薬と混合する媒体としては、土壌、減圧下で一度処理した土壌、生石灰（ＣａＯ）やソーダ石灰等の各種アルカリ剤をあげることができる。
【００２８】
また本発明の農薬の処理方法は、土壌中に埋設された農薬を掘り出す工程と、掘り出した前記農薬を気密領域に導入する工程と、前記気密領域内を減圧にしつつ前記農薬を加熱する工程とを具備したことを特徴とする。この場合、処理後の土壌を前述した農薬（原体）の処理媒体として用いるようにしてもよい。
【００２９】
また本発明の処理方法は、掘り出した前記農薬と前記土壌とを分離することなく前記気密領域に導入することを特徴とする。例えば埋設された農薬の場合には、土壌や岩石、容器、包装が混在している場合が多い。本発明の処理方法では、これらの異物が混在していても特段の前処理を要することなくそのまま処理することができる。
【００３０】
本発明は、少なくとも１種の有機ハロゲン化物を含有する農薬の処理方法であって、前記農薬を気密領域に導入する工程と、前記気密領域を減圧にしつつ前記農薬を加熱する工程と、前記気密領域を非酸化性ガスで置換することを特徴とする。農薬の処理終了後、気密領域を酸素を含む気体や、その他ダイオキシン類生成能を有するガスで復圧すると、ダイオキシン類が再合成される恐れがある。本発明ではダイオキシンフリー（ダイオキシン類が欠乏していること）かつダイオキシン生成能を有しない非酸化性ガスで復圧（パージ）することにより、このような問題を解決している。ＰＯＰｓ農薬にはダイオキシン類が含有されていることから、このような構成は有用である。
【００３１】
前記有機ハロゲン化物から生じたハロゲン又はその化合物（例えば塩酸など）は、減圧下または常圧でアルカリと反応させる工程をさらに具備してもよい。この反応部は加熱するようにしてもよい。
【００３２】
本発明の農薬の処理方法は、農薬とダイオキシン類と有機溶媒とを含む処理対象物体を気密領域に導入する工程と、前記気密領域を減圧しつつ加熱して前記有機溶媒または前記農薬を気化させる工程と、前記気密領域をさらに加熱して前記ダイオキシン類を分解する工程と、を具備したことを特徴とする。気密領域で気化させた前記農薬は前記気密領域と接続された第２の気密領域で分解するように加熱するようにしてもよい。このような構成を採用することにより揮発性の高い農薬や、白灯油、ベンゼン、シクロヘキサンのような各種有機溶媒に溶解、分散した農薬においても処理することができる。すなわちクロルデンやＰＣＰのように揮発性の高い農薬が分解することなく第１の気密領域から排気されたとしても、第２の気密領域で分解処理することができる。
【００３３】
本発明は、N個のハロゲンを有する有機化合物からM個（Ｍ<Ｎ、Mは０以上の整数）のハロゲンを有する有機化合物を生産する方法であって、前記N個のハロゲンを有する有機化合物を減圧下で加熱し、前記N個のハロゲンの少なくとも一部を脱離させることを特徴とするものである。  
また本発明は、有機ハロゲン化物を処理する方法であって、減圧下で前記有機ハロゲン化物を構成するハロゲンの少なくとも一部を脱離させる工程と、
脱離させた前記ハロゲンまたはその化合物をアルカリと反応させて前記アルカリの塩を生じさせる工程と、を具備したことを特徴とする。  
また本発明は有機塩素化合物を含む農薬を処理する方法であって、前記有機塩素化合物を構成する塩素の少なくとも一部を脱離するように前記有機塩素化合物を減圧下で加熱する工程と、脱離した前記塩素やこの塩素に由来する塩酸をアルカリによって固定する工程と、を含むことを特徴とする。
【００３４】
発明者はダイオキシン類を真空中で加熱することにより、脱塩素反応が生じて分解することを見出した。例えばＰＣＤＤｓとして知られるダイオキシン類には、塩素数が４、５、６、７、８の異性体がある。そして例えば置換塩素数８のダイオキシンであるＯＣＤＤを真空中で加熱すると、炭素と酸素からなる骨格自体の分解とは別に塩素が脱離していき塩素数０〜７の分子を生じるのである。これは減圧加熱の状態では塩素の脱離が生じやすいためだと考えられる。
【００３５】
また４置換体のダイオキシンであるＴｅＣＤＤｓのうち２，３，７，８−ＴｅＣＤＤは最も毒性が高いとされる。脱塩素によりＯＣＤＤからＴｅＣＤＤｓが生成する場合、統計力学的に考えると塩素の置換は位置すべて個別であるので、ＴｅＣＤＤｓのうち２，３，７，８−ＴｅＣＤＤが生成する確率は小さなものとなる。さらに脱塩素が進むと塩素置換数が３より小さい化合物が生じるが、これらの化合物はＷＨＯの定めた係数（ＴＥＦ）によれば毒性を有しないとされている。
【００３６】
クロルデンやＰＣＰなどの有機塩素化合物、臭素化ダイオキシンなどの有機ハロゲン化物についても同様であって、これらの有機ハロゲン化物を減圧下で加熱することによりより毒性の小さい、または毒性のない化学物質を生じさせることができる。
【００３７】
脱離した塩素などのハロゲンは、酸化カルシウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリと反応させて塩として固定することが好ましい。アルカリスクラバーの場合は水処理が必要となるので、水処理を不要とする観点からは固体のアルカリを用いることが好ましいからである。また塩素による装置の腐食を防止する観点からは脱塩素した塩素やこの塩素に由来する塩酸はできるだけ速やかにアルカリと反応させることが好ましい。
【００３８】
真空中での固体状態のアルカリと塩素との反応性を向上させるために、アルカリは粒径は小さいほうが、また比表面積は大きいほうが好ましい。しかしながらあまり粒径を小さくすると真空ポンプで排気されたり、真空配管のコンダクタンスが大きくなりすぎることがあるので、粒径は数ｍｍ程度から数ｃｍ程度が好ましい。
【００３９】
本発明の処理装置は上述のような本発明の処理方法を実現することができるものである。すなわち本発明は、有機ハロゲン化物を含む処理対象物体を処理することができる処理装置であって、前記処理対象物体を収容して加熱することができる第１の気密領域と、前記第１の気密領域を減圧することができる排気系と、前記第１の気密領域と前記排気系との間に配設され、前記処理対象物体の加熱により生じたフラクションを加熱することができる第２の気密領域と、前記第２の気密領域と前記排気系との間に介挿され、内部に固形のアルカリを装填した反応室と、を具備したことを特徴とする。第２の気密領域は、ハロゲンを中和するだけでなく処理対象物に由来するダイオキシン類や農薬類を加熱分解する機能も有する。例えば処理対象物体を加熱し始めた後、所定の処理温度に到達するまでの間は、農薬等が蒸発して排気系を移動する可能性がある。第２の処理部を加熱しておくことでこのような排ガスの処理装置としても作用させることができる。
【００４０】
また本発明の処理装置は、有機ハロゲン化物を含む処理対象物体を処理することができる処理装置であって、前記処理対象物体を収容して加熱することができる第１の気密領域と、前記第１の気密領域を減圧することができる排気ポンプと、
前記第１の気密領域と前記排気ポンプとの間に配設され、前記処理対象物体の加熱により生じたフラクションを加熱することができる第２の気密領域と、前記第２の気密領域から前記排気系ポンプまでのいずれかに設けられ、内部に固形のアルカリを装填した反応部とを具備したことを特徴とする。上述のように本発明においては、処理対象物体を加熱する空間だけでなく、排気ポンプの直前までの所定部を加熱することが好ましい。これにより農薬の加熱に際してダイオキシン類の合成を妨げたり、農薬に含まれていたり農薬に由来して合成されたダイオキシン類を分解（脱塩素反応を含む）することができる。
【００４１】
ところで、これらの農薬は真空中で加熱すると急速に蒸発することがある。このため、蒸発量を制御しないとその後の処理系として非常に大規模のものが必要になる。このため蒸発した農薬の処理を行う処理部の処理能力等を考えると、蒸発した気体の処理部への流通量を適切に制御することが必要である。
【００４２】
その一方で、農薬中に含まれているダイオキシン類が上記の真空加熱処理により分解されるが、その再合成を極力抑える観点からかかる弁も例えば４００℃程度に加熱する必要があることが発明者の実験によりわかっている。従って、このような処理に用いられる各種の部材は相当の耐熱性が要求されることになる。しかも、ダイオキシン類が含まれた気体が流通する領域で仮に温度が低い領域が存在すると、その温度の低い領域でのダイオキシン類又はダイオキシンの先駆物質の濃度が高まり、その凝縮や再合成が生じる、という問題が発生する。
【００４３】
本発明は、このような事情に基づきなされたもので、気体の流通の制御を正確に行うことができる処理システムを提供することを目的としている。また、本発明は、そのような処理システムに好適な駆動伝達装置及び弁を提供することを目的としている。
【００４４】
本発明の別の目的は、ダイオキシン類の凝縮を効果的に防止しつつ、有機ハロゲン化物を含む処理対象物体を処理することが可能な処理システムを提供することにある。また、本発明は、そのような処理システムに好適な駆動伝達装置及び弁を提供することを目的としている。
【００４５】
かかる課題を解決するため、本発明者らは、ダイオキシン類（ＰＣＤＤｓ、ＰＣＤＦｓ、Ｃｏ−ＰＣＢ）、臭素化ダイオキシン、ＰＣＢ、農薬（ＰＣＰ、クロルデン、ＢＨＣ、ＨＣＢなど）、その他のＰＯＰｓを真空中で加熱することにより分解する技術を提唱している。これにより、いずれの農薬も処理後の残渣中の濃度を著しく低減することができることが確認された。本発明はこのような技術に適用するのに特に有用である。
【００４６】
本発明の主たる観点は、処理システムにおいて、加熱手段を有し、少なくとも有機ハロゲン化物を含む処理対象物体を処理する第１の処理部と、前記第１の処理部に連通し、前記処理対象物体に由来するハロゲンを中和する第２の処理部と、前記第２の処理部に連通した減圧手段と、前記第１の処理部と前記第２の処理部との間に設けられ、少なくとも気体の流通を制御する第１の弁とを具備することを特徴とするものである。
【００４７】
ここで、第１の処理部に有機ハロゲン化物（例えばダイオキシン類、PCP、クロルデンなどの有機ハロゲン化物）を含む処理対象物体が投入されると、第１の弁及び第２の処理部を介して第１の処理部に連通された減圧手段により減圧され、加熱手段により加熱された第１の処理部でこの処理対象物体が処理される。第１の処理部における蒸発物は真空ポンプなどの減圧手段による圧力差により第２の処理部にそのまま引き込まれる。第１の処理部乃至第２の処理部において処理対象物体に由来する有機ハロゲン化物が脱塩素、分解する。そして脱離したハロゲンは中和される。本発明では、第１の処理部から第２の処理部への気体の流通を第１の処理部と第２の処理部との間に介挿された第１の弁を介して制御しているので、第２の処理部における処理能力に律速することができ、確実に分解処理を行うとともに、脱離したハロゲンを中和することができる。従って、本発明により、例えば農薬、ダイオキシン類などの有害な有機ハロゲン化物の無害化を確実に行うことができる。
【００４８】
本発明では、第１の処理部に加熱手段を有するものであるが、処理系全体を加熱するような構成がより好ましい。これにより、有機ハロゲン化物の配管など系内への凝縮を規制することができる。ここで有機ハロゲン化物の凝縮を規制する環境とは、有機ハロゲン化物の凝縮を回避し、あるいは凝縮した有機ハロゲン化物の熱分解を促進する温度、圧力条件を有した環境のことである。例えばダイオキシン類などの有機ハロゲン化物は、真空中（圧力約１０―２〜約１０―７Ｔｏｒｒ程度）では約２５０℃〜約３００℃程度から脱ハロゲン反応が生じはじめる。約３００〜約４００℃程度では効率的に脱ハロゲン反応が生じ、約４００℃以上ではさらに効率的に脱ハロゲン反応が生じる。さらに高温側では脱ハロゲンのみならず、ダイオキシン類の蒸発、骨格の分解、複数のベンゼン核と結合した酸素の脱離などが生じる。約６００〜７００℃以上の真空処理の残渣にはほとんどダイオキシン類は検出されない。本発明は発明者らの得たこのような実験的知見に基づいてなされた。
【００４９】
全体の加熱方法としては、例えば第１の処理部や第２の処理部或いは第２の処理部の前段に配置されることがあるクラッキング炉にヒータを設け、あえて第１の弁に加熱手段を設けず、上記のヒータの熱を使って第１の弁を加熱するような構成でもよい。これにより、エネルギー効率を高め、かつ構成の簡略化を図ることができる。勿論第１の弁自体に加熱手段を設けても良く、いずれの形態であってもこれらの手段は第１の弁を加熱する手段に相当する。上記のように第２の処理部の前段にクラッキング炉を設けても良いが、あえてそのような炉を設けなくても勿論構わない。一方、第１の処理部の前段にパージ室を設けても勿論良い。
【００５０】
本発明は、前記処理システムにおいて、前記第１の処理部に連通し、前記処理対象物体に含まれる金属の蒸発物を凝縮させ回収するする凝縮部を更に具備することを特徴とするものである。
【００５１】
例えば処理対象物体には鉛、亜鉛、カドミウム、砒素など重金属が含まれている場合が多い、このよう場合に第１の処理部に上記構成の凝縮部（コンデンサー）を連通することで、これらの金属も併せて回収することができる。金属だけでなく例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムなどの金属塩を凝縮させて回収するようにしてもよい。これにより、例えば農薬により汚染された土壌等をこれらにより汚染されていない土壌よりも更に無害化することができ、その点に本発明の本質がある。ここで、凝縮部は冷却機構があればよく、その冷却機構としては空冷であってもよく、水冷であってもよい。要は蒸発物を凝縮できればよい。
【００５２】
本発明は、前記処理システムにおいて、前記凝縮部が少なくとも気流の流通を制御する第２の弁を介して前記第２の処理部に接続されていることを特徴とするものである。  
凝縮部から排出される気体にも処理対象物体に由来する有機ハロゲン化物が含まれていれば、凝縮部を第２の処理部に接続することで、第２の処理部において処理対象物体に由来する有機ハロゲン化物を処理することが可能となる。また、凝縮部を第２の弁を介して第２の処理部に接続することで、処理能力を第２の処理部の能力に律速することができ、有機ハロゲン化物を確実に分解するとともに脱離したハロゲンを中和することができる。
【００５３】
本発明は、前記処理システムにおいて、前記第１の処理部が段階的に前記処理対象物体を蒸発する第１の温度と前記処理対象物体に含まれる有機ハロゲン化物を熱分解する第２の温度と前記前記処理対象物体に含まれる金属を蒸発する第３の温度となるように前記加熱手段を制御する手段を具備することを特徴とするものである。
【００５４】
このように第１の処理室の温度を段階的に制御することにより第１の弁と第２の弁との切り替えタイミングよく行うことができ、配管、バルブ等への有機ハロゲン化物の凝縮を防止できる。
【００５５】
本発明の駆動伝達装置は、有機ハロゲン化物の凝縮を規制する環境を有する第１の領域と第２の領域とを仕切り、前記第１の領域と前記第２の領域との間を貫通する孔が設けられた仕切部材と、前記孔を介して進退可能に配置された棒状部材と、前記孔から前記第１の領域に向けて突出した棒状部材を前記第１の領域から隔離するように前記棒状部材の周囲に配置され、前記環境に耐え得る部材からなるベローズとを具備することを特徴とするものである。
【００５６】
本発明の駆動伝達装置は、例えば棒状部材の先端に弁体を設けてシリンダにより弁を開閉するための機構に用いることができる。また、棒状部材により容器等を搬送するための真空炉内の搬送プッシャー等に用いることも可能である。
【００５７】
本発明では、ベローズを有機ハロゲン化物の凝縮を規制する環境、例えば減圧下かつ高温に耐え得る部材により構成したので、この駆動伝達装置を高温の状態で使用することできる。しかも棒状部材を第１の領域から隔離するように棒状部材の周囲にこのベローズを配置したので、貫通孔におけるシールと棒状部材への凝縮防止との両方をこのベローズにより実現することができる。従って、本発明の駆動伝達装置では、有機ハロゲン化物の凝縮を防止することができる。
【００５８】
本発明の弁は、気体が通過する通過路を開閉する一対の弁体と弁座とを有し、外部に貫通する孔が設けられた弁本体と、前記弁本体内を有機ハロゲン化物の凝縮を規制する環境にする手段と、前記孔を介して進退可能に配置され、前記弁体に接続された棒状部材と、前記棒状部材を前記弁本体内の領域から隔離するように前記棒状部材の周囲に配置され、前記環境に耐え得る部材からなるベローズとを具備することを特徴とするものである。また作動時に弁体と弁座の軸を合わせるために、弁体に弁座の孔に整合するガイドを付けることが好適である。  
ここで、「弁本体内を有機ハロゲン化物の凝縮を規制する環境にする手段」は、弁本体内を高温状態にしたり、減圧状態にしたり、或いは不活性気体に置換したりする手段である。
【００５９】
本発明では、有機ハロゲン化物の凝縮を規制する環境、例えば高温の環境においてベローズをこの環境に耐え得る部材により構成したので、この弁を高温の状態で使用することでき、しかも棒状部材を弁本体内の領域から隔離するように棒状部材の周囲にこのベローズを配置したので、外部に繋がる貫通孔におけるシールと棒状部材への凝縮との両方をこのベローズで兼用できる。従って、本発明の弁では、有機ハロゲン化物の凝縮を防止することができる。
【００６０】
本発明の別の観点に係る弁は、気体が通過する通過路を開閉する一対の弁体と弁座とを有し、前記弁体と前記弁座側との接触面が金属製である弁本体と、前記弁本体内を有機ハロゲン化物の凝縮を規制する環境にする手段とを具備することを特徴とするものである。
【００６１】
本発明では、弁体と弁座側との接触面が金属製であるので、弁本体内を有機ハロゲン化物の凝縮を規制する環境、例えば高温であっても一定の開閉機能を有する。その一方で、弁体と弁座側との接触面が金属製である場合には閉時の密閉性を得るのに高精度を要する場合がある。しかしながら、例えば上記の処理システムに使用される弁では完全な密閉性が必ずしも必要ではなく、気体の流量を制御できれば良いので、この種のシステムに最良の弁として用いることが可能となる。弁体としては銅、銅合金、ニッケル、金、銀、パラジウムなどを例としてあげることができる。
【００６２】
本発明の扉は、第１の領域と前記第１の領域よりも低い圧力の第２の領域との間に設けられた扉であって、前記第１の領域側に配置された第１の扉と、前記第１の扉との間で所定の空間を有するように前記第２の領域側に配置された第２の扉と、前記所定の空間を前記第１の領域よりも低い圧力で、かつ、前記第２の領域よりも高い圧力となるよう制御する手段とを具備することを特徴とするものである。  
すなわち、第１の領域の圧力をＰ１、第２の領域の圧力をＰ２、第１の扉と第２の扉との間の空間の圧力をＰ３とすると、Ｐ１>Ｐ３>Ｐ２の関係となっている。  
従って、第２の領域から第１の領域へ気体が漏洩することはなく、第２の領域から第１の領域への熱の伝導を防止することができ、また第２の領域から第１の領域への汚染等も防止できる。よって、第２の領域が高温であっても第１の扉と空間との間をシールするための部材は耐熱性が要求されず、その逆にシールの冷却等を積極的に行っても、例えば第２の領域からの気体に起因する有機ハロゲン化物が第１の領域の例えばシールに凝縮することはない。また、第１の領域から第２の領域側に漏洩しようとする気体は、上記の条件により第１の領域の第２の領域との間の空間により漏洩が規制されることになる。このように本発明では異なる２つのシール部によって構成される間の空間を排気することによって、この空間から低圧側へのリークレートを低く抑制している。
【００６３】
本発明は、例えば第２の領域で有害物を処理する場合に好適である。有害物としては農薬、ダイオキシン類、ＰＣＢ類、重金属類、あるいはこれらに汚染された土壌等の処理対象物体をあげることができる。このような処理対象物体を減圧下で加熱処理する場合には、第２の領域を加熱するとともに、減圧することが必要である。一般に、高温で真空シールを行うことは困難である。本発明の弁のような構造を採用すれば弁としては大きなものが実現できるが、炉体のような大きさにするのは非常に難しい。そこで本発明では、第１の領域の圧力を常に第２の領域よりも大きくすることによって、第１の領域へのリークを抑制している。
【００６４】
なお、上記処理システムは、前記第１の処理部と前記弁と前記第２の処理手段と前記減圧手段とをこれらの順に沿って直線状に配置してもよい。これにより、本システムを移動可能なトレーラ等に搭載することが可能となる。よって、有害な農薬を公道を運搬することもなく、農薬が存在する場所に本システムを搬送し、その場でいわゆるオンサイトで農薬の無害化処理を行うことが可能となる。
【００６５】
本発明の別の観点に係る方法は、農薬を処理する方法であって、農薬を気密領域に導入する工程と、前記気密領域内を減圧にしつつ前記農薬を加熱する工程とを具備することを特徴とする。
【００６６】
ここで、前記気密領域の外側から間接的に加熱することが好ましい。このような構成により、農薬の分解挙動が穏やかになり、次第に加熱されるので、分解の始まりから終わりまでが時間的に引き延ばされ真空の維持に好ましい。
【００６７】
本発明の一の形態は、前記気密領域を減圧するための排気は、第１の圧力損失を有する第１の熱媒体が充填された第１の部分と、前記第１の圧力損失より小さな第２の圧力損失を有する第２の熱媒体が充填された第２の部分とを通じて行うことを特徴とするものである。
【００６８】
これにより、農薬の分解、気化に伴う排気系内の大きな圧力変動を回避し、安定した真空状態が実現することが分かった。この構成は、農薬、ＰＣＤなど有機物濃度が比較的高い場合に特に有効である（なお、ダイオキシン類汚染土壌は、高レベル汚染でもその化学的な濃度が極めて薄いのが通常である。）。圧力が大きく変動し、真空度が低い、例えば、最悪圧力が大気圧に近づくと、ダイオキシン類等の有機ハロゲン化物の生成確率が高くなってしまい真空の効果が減ってしまう。有機ハロゲン化物の分解率が低下するが、本発明によりそのような事態が回避できる。なお、第１の部分とは、例えば、真空加熱により生産した土壌が（第１の熱媒体）、第２の部分には、生石灰ＣａＯなどのアルカリが（第２の熱媒体）充填されてもよい。第１の部分に、真空加熱土壌とアルカリとを混合して充填することも排除しない。
【００６９】
本発明の一の形態は、前記第１又は第２の熱媒体がアルカリであることを特徴とする。
【００７０】
これにより、上記の作用効果に加え、農薬の脱ハロゲン、分解により生じるハロゲンが、アルカリにより塩として固定されるので、上流側でハロゲンがアルカリ固定されることになる。このことは、真空の効果、例えば、大気圧近傍より長い平均自由行程などがあるが、このような真空の効果に加え、更に排気系内でのダイオキシン類の生成や他の有機ハロゲン化合物の生成の抑制に極めて有効に働く、という作用効果がある。
【００７１】
本発明の一の形態は、前記農薬をアルカリと混合する工程又は前記農薬とアルカリとを積層する工程を更に具備したことを特徴とする。
【００７２】
例えば、第１の気密領域内で、土壌と農薬とを積層する。一番は当然土壌等のアルカリがある。これにより、分解挙動が穏やかになると共に、脱塩性や分解により生じたハロゲンがアルカリに固定され、下流側での再合成が抑制される。
【００７３】
本発明の一の形態は、土壌中に埋設された農薬を掘り出す工程を更に具備したことを特徴とする。
【００７４】
掘り出した農薬の少なくとも一部は包装されており、前記農薬の加熱はこの包装を分離することなくそのまま行われることを特徴としてもよい。真空加熱法の利点の一つは、紙袋やプラスチック袋、ガラス瓶、金属容器などの包装を分離することなく処理することである。農薬は蒸気圧が高く、このような前処理作業は、作業者が農薬に曝露する可能性が高い。また解除した包装容器を処理するのも難しい。真空加熱法では紙袋やプラスチック袋、ガラス瓶、金属容器等もそのまま処理することができる。従って安全なだけでなくコストも軽減できる。
【００７５】
本発明の別の観点に係る装置は、有機ハロゲン化物を含む処理対象物体を処理することができる処理装置であって、前記処理対象物体を収容して加熱することができる第１の気密領域と、前記第１の気密領域を減圧することができる真空ポンプと、前記第１の気密領域と前記真空ポンプとの間に設けられ、前記処理対象物体の加熱により生じたフラクションを加熱することができる第２の気密領域と、前記第１の気密領域から前記第２の気密領域までのいずれかに設けられ、第１の圧力損失を有する第１の熱媒体が充填された第１の部分と、前記第１の圧力損失より小さい第２の圧力損失を有する第２の熱媒体とが充填された第２の部分とを具備することを特徴とする。
【００７６】
ここで、前記第１の熱媒体及び前記第２の熱媒体のうち少なくとも一方がアルカリ性であることが好ましい形態である。
【発明の効果】
【００７７】
本発明によれば、農薬を含む処理対象物の無害化を効率よく確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
（実施形態１）
図１は本発明の一実施形態に係る処理装置の構成を示す図であり、図2はその平面的な図である。
【００７９】
図１及び図２に示すように、この処理装置１は、真空加熱炉２、バルブ室３、アルカリ炉４、凝縮装置５、メカニカルブースターポンプ６、スクリュー式真空ポンプ７及び排ガス処理ユニット８とを連通した構成とされている。
【００８０】
真空加熱炉２は、筐体９内に３本のＵ字状の配管１０、１１、１２を接続して構成される。配管１０の一側の上部と配管１１の一側の上部とが配管１３を介して接続され、配管１１の他側の上部と配管１２の他側の上部とが配管１４を介して接続されている。配管１２の一側の上部には配管１５が接続され、この配管１５はバルプ室３へ延設されている。このようにこの処理装置１では、配管１０、１１、１２等を接続することで密閉可能な通路を形成している。
【００８１】
筐体９は、上部に開口を有する本体１７と、本体１７の上部開口を塞ぐ蓋１８とを有する。筐体９内は、ヒーターなどの加熱手段１９により加熱されるようになっている。ヒーターは例えば筐体９内のＵ字状の配管１０、１１、１２の下方に配置してもよいし、そのＵ字状の配管１０、１１、１２の上方を覆うように配置してもよいし、またＵ字状の配管１０、１１、１２全体を囲うように配置してもよい。
【００８２】
各Ｕ字状の配管１０、１１、１２の上端部には、図３に示すように、それぞれキャップ１６が着脱可能に取り付けられている。このキャップ１６を配管１０、１１、１２から取り外して配管１０、１１、１２の通路内に処理対象物等を投入し、また配管１０、１１、１２の通路内から処理対象物等を取り出せるようになっている。
【００８３】
この実施形態では、配管１０における通路内には農薬を含む処理対象物と減圧下で加熱処理された土壌との混合物２０が導入される。混合物２０としては、処理対象物と土壌とを単に混合してもいいし、或いは通路内の上流から下流（排気側）に向けて土壌、処理対象物、土壌の順番に導入して、土壌の間に処理対象物を挟むように導入してもよい。
【００８４】
また、配管１１には、減圧下で加熱処理された土壌２１が導入され、配管１２には、アルカリ剤２２が導入される。
【００８５】
バルブ室３は、筐体２３内には例えば手動式のバルブ２４を設置して構成される。バルブ２４の一側には、真空加熱炉２から延設された配管１５が接続され、バルブ２４の他側には、アルカリ炉４へ延設される配管２５が接続されている。
【００８６】
図４にバルブ２４の構成例を示す。  
図４に示すように、弁本体３０は、下層室３１ａと上層室３１ｂとに仕切られ、これらの間は一対の弁座３２ａの弁座口３２ｂを介して連通し、下層室３１ａと弁座口３２ｂと上層室３１ｂとにより気体が通過する通過路３３を構成している。そして、通過路３１の下層室３１ａ側の一端には配管１５が接続され、通過路３１の上層室３１ｂ側の他端には配管２５が接続されている。
【００８７】
弁座３２ａ或いは弁本体３０全体は金属製であって、弁座口３２ｂにおける座面３２ｃは球面からなる。また、弁座口３２ｂのほぼ直上には貫通孔３４が設けられ、この貫通孔３４を介して棒状部材３５が進退可能に配置されている。
【００８８】
棒状部材３５の一端には、上記の弁座口３２ｂとの座面３２ｃが金属製で同形状（平面上）の弁体３６が設けられている。弁体の弁座口との接触面も断面が円になるようになっており、弁体の弁座口との接触を確実に行うことができる。なお弁体３６の断面Ｒは座面３２ｃの断面Ｒよりも小さくされている。棒状部材３５の他端には、棒状部材３５を進退駆動するための油圧式にシリンダ３９が接続されている。
【００８９】
弁本体３０内には、棒状部材３５の周囲を囲み、棒状部材３５を弁本体３０内から隔離するようにベローズ３７が設けられている。ベローズ３７はステンレスなどの耐熱性を有する金属でできている。また、ベローズ３７はその一端が弁体３６の上面に例えば溶接により固着され、他端がフランジ３７ａの裏面に固着されている。このフランジ３７ａは、本体３０側のフランジ３７ｂとの間で、ボルトとナットとの締結具３７ｃにより固定されている。なお、フランジ３７ａ、３７ｂ間にはガスケット３７ｄを介在させるようにした方がより好ましい。この例ではこのガスケット３７ｄも耐熱性を有するような金属で構成している。
【００９０】
バルブ２４は、バルプ室３内に設けられたヒーター等の加熱手段２６によって加熱されるようになっている。バルブ２４は、有機ハロゲン化物の凝縮が妨げられ、かつ凝縮した有機ハロゲン化物があるとすればその脱ハロゲン反応が起こるように温度調節することが好ましい。
【００９１】
そして、真空加熱炉２からアルカリ炉４へ流入する気体の量はダイナミックに変動するため、バルブ２４はこのような変動を制御している。
【００９２】
アルカリ炉４は、筐体４１内に３本のＵ字状の配管４２、４３、４４を接続して構成される。バルブ２４から延設される配管２５は、配管４２の他側の上部とが接続されている。そして、配管４２の一側の上部と配管４３の一側の上部とが配管４５を介して接続され、配管４３の他側の上部と配管４４の他側の上部とが配管４６を介して接続されている。配管４４の一側の上部には配管４７が接続され、この配管４７は凝縮装置５へ延設されている。このようにこの処理装置１では、配管１０、１１、１２、４２、４３、４４等を接続することで密閉可能な通路を形成している。
【００９３】
筐体４１は、上部に開口を有する本体４８と、本体４８の上部開口を塞ぐ蓋４９とを有する。筐体４１内は、ヒーターなどの加熱手段５０により加熱されるようになっている。ヒーターは例えば筐体９内のＵ字状の配管４２、４３、４４の下方に配置してもよいし、そのＵ字状の配管４２、４３、４４の上方を覆うように配置してもよいし、またＵ字状の配管４２、４３、４４全体を囲うように配置してもよい。
【００９４】
各Ｕ字状の配管４２、４３、４４の上端部には、図３に示したように、それぞれキャップ１６が着脱可能に取り付けられている。このキャップ１６を配管４２、４３、４４から取り外して配管４２、４３、４４の通路内にアルカリ剤５１を投入し、また配管４２、４３、４４の通路内からアルカリ剤５１を取り出せるようになっている。アルカリ剤５１としては、それぞれ固体状態のアルカリ（例えば生石灰（ＣａＯ））が充填されている。これにより、有機ハロゲン化物に由来する塩素などのハロゲンを中和し、塩として固定することができる。また例えばクロルデンはアルカリと接触すると塩素を放って分解することが知られている。したがってアルカリ反応器までクロルデンが到達したとしても、ここで分解させ、脱離した塩素も固定することができる。
【００９５】
凝縮装置５は、処理対象物に由来する、アルカンなどを冷却し凝縮させるものである。例えばアルカリ炉４から導入される気体を例えば冷却水、液体窒素などの冷媒と間接的に熱交換させて凝縮するものである。特に気体を効率的に熱交換して低温で凝縮することで、反応生成物をできるだけ捕捉することができるのに加え、農薬中に含まれていた水銀や鉛、砒素を捕捉することが可能になる。
【００９６】
真空ポンプ７は、これら直列に連接された真空加熱炉２、アルカリ炉４及び凝縮装置５等によって構成される通路を例えば０．５〜２０００Ｐａ程度減圧するように構成されている。
【００９７】
排ガス処理ユニット８は、真空ポンプ７の排気ガスを処理する。これは、二重の安全（フェイルセーフ）のために用いられる。すなわち、例えばアルカリ炉４のアルカリがハロゲンと反応しきってしまった場合など、排ガス処理ユニット８がハロゲンをアルカリにより捕捉する。これにより、ハロゲンが誤って外部に漏洩するようなことはなくなる。
【００９８】
また、農薬がクロルデンの場合には約５０ｗｔ％もの白灯油を含んでいる。この灯油（アルカンが主成分である）は冷却器で凝縮して回収する。しかしこれほど大量のアルカンがあるとすべてを凝縮するのが難しい場合もある。このような場合には、ルーツポンプなど乾式の真空ポンプを用いた方がよい。これにより、特に白灯油などの蒸発成分が真空ポンプの油に混ざることを防止することができる。
【００９９】
次に、このように構成された農薬の処理装置１の動作を説明する。  
まず、土壌から掘り起こしたビン等に貯蔵されている、或いは土壌や砂利等に混合している、ＰＣＰやクロルデン等のハロゲン化合物の農薬と減圧下で加熱処理された土壌との混合物を真空加熱炉２における配管１０に導入し、減圧下で加熱処理された土壌を配管１１に導入し、アルカリ剤を配管１２、４２、４３、４４に導入する。そして、真空加熱炉２内の配管１０、１１、１２を減圧下で加熱する。例えば、５〜１０００Ｐａの減圧下で、６００℃〜１０００℃で加熱する。これにより、農薬は熱分解（脱ハロゲンを含む）する。発明者は、６００℃で、ダイオキシン類はほぼ完全に分解されることを確認した。
【０１００】
次に、アルカリ炉４内では、ダイオキシン類、ＰＣＰ、クロルデンから脱離した塩素を生石灰（ＣａＯ）またはソーダ石灰（ＣａＯ＋ＮａＯＨ）と反応させて中和し、塩を生成する。クロルデンが未分解のまま飛んできてもアルカリ存在下で塩素を放って分解するので、この塩素も塩として捕捉する。
【０１０１】
なお、次亜塩素酸ナトリウム等の爆発性を有する成分を生じる可能性もある。反応性を向上させ、更にはダイオキシン類の発生を防止する観点から、アルカリ炉４は常に爆発可能性のある成分の分解温度（次亜塩素酸ナトリウムの場合約１５０〜２００℃）以上に保持する方がより好ましい。これによりアルカリ炉４に流入する成分は直ちに分解してとどまることがないため、爆発を防止することができる。また、このような条件下でもアルカリ炉４内でダイオキシン類等が検出される場合には、このアルカリ炉４内を真空排気したまま６００℃〜８００℃程度に加熱することで脱塩素、分解すればよい。
【０１０２】
そして、アルカリ炉４から導入されるガス（有機溶媒や反応生成物）を凝縮装置５により凝縮する。
【０１０３】
この実施形態に係る農薬の処理装置１では、真空加熱炉２において減圧下で加熱処理される農薬を含む処理対象物に減圧下で加熱処理された土壌を混合しておくことで、この土壌が通路内の気圧の急上昇を抑制する作用を果たすと共に、この土壌が還元剤として機能し、農薬化合物自体の再合成を抑制するばかりかダイオキシン類の再合成を防止する。また、この土壌が減圧側に対するコンダクタンス（抵抗）として機能し、真空加熱炉２で熱分解された成分が真空加熱炉２からアルカリ炉４へ急激に流入することはなくなる。これにより、アルカリ炉４においてアルカリによる農薬の熱分解成分の中和が不十分になることはなくなる。
（実施形態２）
図５は本発明の別の実施形態に係る装置構成を示す図である。
【０１０４】
図５に示すように、この処理装置６０は、２つの真空加熱室６１、６２と２つのバルブ室６３、６４と２つのアルカリ室６５、６６、それに凝縮装置５、メカニカルブースターポンプ６、スクリュー式真空ポンプ７及び排ガス処理ユニット８とから構成される。凝縮装置５、メカニカルブースターポンプ６、スクリュー式真空ポンプ７及び排ガス処理ユニット８については、上記の実施形態と同様である。
【０１０５】
第１及び第２の真空加熱室６１、６２は、それぞれ筐体６７、６８内に１本のＵ字状の配管６９、７０を配置して構成される。各配管６９、７０の一側の上部には配管７１、７２が接続され、各配管７１、７２はそれぞれバルプ室６３、６４へ延設されている。Ｕ字状の配管６９、７０の具体的な構成については、例えば図３に示した通りである。
【０１０６】
筐体６７、６８は、上部に開口を有する本体７３、７４と、本体７３、７４の上部開口を塞ぐ蓋７５、７６とを有する。筐体６７、６８内は、ヒーターなどの加熱手段７７、７８により加熱されるようになっている。  
そして、配管６９、７０における通路内には農薬を含む処理対象物と減圧下で加熱処理された土壌との混合物７９が導入される。
【０１０７】
第１のバルブ室６３には、２つのバルプ８０、８１が備えられている。バルプ８０には、第１の真空加熱室６１から延設された配管７１が接続され、バルプ８０とバルプ８１とが配管８２を介して接続され、バルプ８１の他端には配管８３が接続され、この配管８３が第１のアルカリ室６５に延設している。
【０１０８】
同様に、第２のバルプ室６４にも、２つのバルブ８４、８５が備えられている。バルプ８４には、第２の真空加熱室６２から延設された配管７２が接続され、バルプ８４とバルプ８５とが配管８６を介して接続され、バルプ８５の他端には配管８７が接続され、この配管８７が第２のアルカリ室６６に延設している。
【０１０９】
配管８２と配管８６とは配管８８を介して接続されている。  
また、各バルプ室６３、６４には、ヒーター等の加熱手段８９、９０が設けられている。
【０１１０】
第１及び第２のアルカリ室６５、６６は、それぞれ筐体１１２、１１３内に例えば５本のＵ字状の配管９１〜１００を配置して構成される。各配管９１、９６の一側の上部には、それぞれ第１の及び第２のバルプ室６３、６４から延在された配管８３、８７が接続され、また隣接する配管９１〜１００の上部でそれぞれ配管１０１〜１０８を介して接続されている。また、配管９５、１００はＹ字配管１０９を介して共通の凝縮装置５と接続されている。  
そして、例えば配管９１、９６にはそれぞれ減圧下で加熱処理された土壌１１０が導入され、残りの配管９２〜９５、９７〜１００にはそれぞれアルカリ剤１１１が導入される。
【０１１１】
以上のように構成された農薬の処理装置６０では、バルブ８０、８１、８４、８５の切り替えにより、連続的な運転が可能となる。このような処理装置６０では、配管内に導入された処理対象物等を入れ替える必要があるが、その際にバルブ８１、８２、８４、８５の切り替えにより第１及び第２の真空加熱室６１、６２のうち一方を運転した状態で他方で入れ替え作業を行い、第１及び第2のアルカリ室６５、６６のうち一方を運転した状態で他方で入れ替え作業を行うことで、連続的な運転を行うことができる。入れ替え作業が不要なときには、第１及び第２の真空加熱室６１、６２の両方を運転するようにしてもいいし、或いは第１及び第2のアルカリ室６５、６６の両方を運転するようにしてもよい。これにより、連続運転を可能にしつつ、更なる処理効率の向上を図ることができる。
【０１１２】
以下、本発明の効果を確認するために行った実験結果を説明する。
（実験の概要）
分解処理対象試料はトレーに入れ，真空加熱炉に導入する。炉内を減圧下間接加熱し，処理物を加熱処理する。生成した農薬由来排出ガスは常に約400℃に保持されているバルブ室を通り，アルカリ反応炉に導入される。反応炉は850℃の高温に加熱されており，排出ガス物質の熱分解，脱塩素化が起き，生成した塩素はアルカリで固定される。その後排ガスは冷却凝縮装置を通り，乾式ポンプを通過後排ガス処理ユニットに入り，処理後大気放出される。
（試験の内容）
1．供試農薬
残留農薬研究所提供の下記2種類の供試農薬を用いた。
クロルデン製剤：95%クロルデンを42%含有乳剤 （ディクトラン乳剤40）
γ-BHC：97.0%以上の粉末試薬品
2.予備試験
BHC供試薬剤は 約10 gとベントナイト 約300 g を混合し，未処理試料を調製した (農薬濃度 約3%)。クロルデン供試薬剤は10 mL (約10 g) と処理済土壌 (800℃の真空加熱処理後) 約1000g を混合し，未処理試料を調製した。未処理試料 を小規模実験炉で800℃真空加熱処理を行った。各供試農薬，処理後試料の各農薬，塩素及びダイオキシン類の分析をし，各農薬の分解率，系内での物質収支を求めた。結果の要約を下記に示す。
(1)BHC予備試験
BHC供試農薬のBHC含有量は97%であった。真空加熱処理後の残渣，アルカリ剤，コールドトラップ及び排ガス中にはBHCは検出されず，投入量に対するBHCの分解率は100%であった。塩素収支は88.7%であり，投入した有機塩素は無機塩素としてアルカリ剤中に87.1%，残渣中に1.6%残存した。ダイオキシン類の濃度分析結果は極めて低く問題となるレベルでなかった。
(2)クロルデン予備試験
クロルデン供試農薬のクロルデン含有量は7.4%であった。真空加熱処理後の残渣，アルカリ剤，コールドトラップ及び排ガス中にはクロルデンは検出されず，投入量に対するクロルデンの分解率は100%であった。塩素収支は68.4%であり，投入した有機塩素は無機塩素としてアルカリ剤中に64.9%，残渣中に3.1%及びコールドトラップ中に0.4%残存した。ダイオキシン類の濃度分析結果は極めて低く問題となるレベルでなかった。
3. 農薬の分析法
3-1．BHC分析法
α-BHC，β-BHC，γ-BHC及びδ-BHCの4異性体を分析対象化合物とし，4異性体の合量値をBHCの分析値とした。
3-1-1．実証会社
定量はGC/MSにより内標準検量線法で行った。試料はトルエンやジクロロメタンを使った有機溶媒抽出，脱水濃縮後フロリジルカラムで精製した。
3-1-2.残留農薬研究所
定量はECDを用いた内標準検量線法で行った。試料の前処理を下記に纏める。
1)供試農薬
アセトンに溶解。
2)液体試料
ヘキサンで抽出，ヘキサン層脱水後グラファイトカーボン+フロリジル+NH2連結ミニカラムで精製。
3)固体試料
メタノールで抽出，水を加えてヘキサンで転溶後，ヘキサン層脱水グラファイトカーボン+フロリジル+アルミナＮ連結ミニカラムで精製。
3-2.クロルデン分析法
cis-クロルデン及びtrans-クロルデンの2異性体を分析対象化合物とし，2異性体の合量値をクロルデンの分析値とした。残留農薬研究所では前記2異性体の他にoxy-クロルデン，cis-ノナクロル及びtrans-ノナクロルも分析し，クロルデン類としての分析値も求めた。
3-2-1．実証会社
定量はGC/MSにより内標準検量線法で行った。試料の前処理はBHC分析操作と同じ。
3-2-2. 残留農薬研究所
定量はECD又はGC/MSを用いた内標準検量線法で行った。試料の前処理を以下に纏める。
1)供試農薬
アセトンに溶解。
2)液体試料
ヘキサンで抽出，ヘキサン層脱水後グラファイトカーボン+フロリジル+NH2連結ミニカラムで精製。
3)固体試料
アセトンで抽出，水を加えてヘキサンで転溶後，以下液体試料と同じ。
4．塩素及びダイオキシン類等分析法
塩素及びダイオキシン類等の分析法概略を表1に示す。
【表１】
2005066456.tif 000003
【０１１３】
5．本試験
5-1．試験法
U字管真空加熱炉にあらかじめ800℃で真空加熱処理後土壌，供試農薬，容器瓶及び加熱処理後土壌を順次投入する（ＢＨＣ処理に際しては供試農薬を容器瓶ごと投入した）。真空加熱炉のバルブを閉めたまま，アルカリ反応炉を真空排気，次いで850℃に加熱する。真空下で生石灰の焼きだし，その後冷却器，凝縮器1及び凝縮器2をそれぞれ冷却する。次にバルブを開け真空加熱炉を真空排気，800℃に加熱，定常状態で約60分均熱処理する。終了後真空中で冷却，冷却完了後分析用試料採取及び系内の洗浄を行う。分析試料及び分析項目の一覧表を表3に示す。
【表２】
2005066456.tif 000004
【０１１４】
【表３】
2005066456.tif 000005
【０１１５】
5-2.結果
各試料の分析方法は第3及び第4項参照。一部試料については確認の為，残留農薬研究所においても分析した。
5-2-1.BHC処理試験
(1)BHC結果
a.BHC濃度分析結果
水試料を用いたBHCの回収率は102〜118％であった。
【０１１６】
α-BHC，β-BHC，γ-BHC及びδ-BHC の合量値としてのBHC分析結果を表4に要約する。
【０１１７】
BHC供試農薬のBHC含有量は提示値とほぼ一致した。
【０１１８】
また真空加熱処理後の残渣，熱媒体，アルカリ剤，コールドトラップ及び排ガス試料についてBHCは検出されなかった。また残留農薬研究所での分析結果も同様であった。
【表４】
2005066456.tif 000006
【０１１９】
b.BHCの収支及び分解率
BHCの収支及び分解率を表5に纏める。
【表５】
2005066456.tif 000007
【０１２０】
表 5に示されるようにBHCの分解率は100%であり，分解効率は実証試験要求水準を満たした。
(3)塩素結果
塩素の分析濃度結果及び物質収支の結果を表6及び表7に示す。
【表６】
2005066456.tif 000008
【０１２１】
【表７】
2005066456.tif 000009
【０１２２】
表6にみられるように，BHC供試農薬中の有機塩素は真空加熱処理後大部分は無機塩素としてアルカリ剤に熱媒体，残渣，及びコールドトラップ中に残存した。
【０１２３】
表7にみられるように塩素収支は95.3％と実証要求水準を満たした。ただしアルカリ剤の絶対量は表7-1の4試料の分析値から近似曲線の近似式を求め，その積分値から絶対量を求めた。
(3)ダイオキシン類結果
ダイオキシン類分析結果を表8に示す。
【表８】
2005066456.tif 000010
【０１２４】
供試農薬は0 pg-TEQ/gであった。しかし処理後の試料には若干検出されたが，コールドトラップ凝縮物を除き何れの試料も対応する基準値または指針値未満であり，問題ないと判断した。
【０１２５】
コールドトラップ凝縮物を単純に処理排水と見なすと排水基準値 (10 pg-TEQ/L)を超える。この要因として以下のことが考えられる。
(1)本実証試験では排出化学種とその量をできるだけ明らかにするため、活性炭フィルター等は使用せずに全排出ガスを液体窒素温度のコールドトラップに通過させる手法を採用した。コールドトラップ凝縮物中のダイオキシン類濃度は、小体積に物質を蓄積させた結果であると考えられる。
(2)「平成13年度  環境省請負業務  ダイオキシン類汚染土壌浄化技術実証調査」において、ダイオキシン類汚染土壌（1000pg-TEQ/g）を169kg処理した場合、ダイオキシン類全投入量170000ng-TEQに対し全排出量は24ng-TEQ（そのほぼ全てがコールドトラップ凝縮物）であった。コールドトラップ凝縮物を同様の未処理土壌に混入して再帰的に処理したとしてもダイオキシン類全投入量は170024ng-TEQとなるから全排出量には実質的に影響を及ぼさないと見なすことができる。今回の実証試験においても未処理に混入することで、適正な処理は可能だと考えられる。
【０１２６】
両分析機関の分析結果に差はないと判断した。
6-2-2.クロルデン処理試験
(1)クロルデン結果
a.クロルデン濃度分析結果
水試料を用いたクロルデン各異性体の添加平均回収率は74〜75％であった。
【０１２７】
Cis-クロルデン及びtrans-クロルデン の合量値としてのクロルデン分析結果を表9に要約する。
【表９】
2005066456.tif 000011
【０１２８】
供試農薬の分析結果はcis-クロルデン+ trans-クロルデン含有量で7.4 %であった。供試農薬クロルデン40乳剤の含有量は提示値と比べ極端に低かった。
【０１２９】
また真空加熱処理後の残渣，熱媒体，アルカリ剤，コールドトラップ及び排ガス試料についてクロルデンは検出されなかった。また残留農薬研究所での分析結果も同様であった。
b.クロルデンの収支及び分解率
クロルデンの収支及び分解率を表10に纏める。
【表１０】
2005066456.tif 000012
【０１３０】
表10に示されるようにクロルデンの分解率は100%であり，分解効率は実証試験要求水準を満たした。
(2)塩素結果
塩素の分析濃度結果及び物質収支の結果を表11及び表12に示す。
【表１１】
2005066456.tif 000013
【０１３１】
【表１２】
2005066456.tif 000014
【０１３２】
以上の結果から，供試農薬クロルデン40乳剤の塩素含有量は提示クロルデン含有量からの計算値とほぼ一致する。また平成12及び13年度の結果から供試農薬には無機塩素は含まれない事から，前記5種のクロルデン類の他に有機塩素系化合物が含まれていると考えられる。
【０１３３】
表12にみられるように，クロルデン供試農薬中の有機塩素は真空加熱処理後大部分は無機塩素としてアルカリ剤，熱媒体，残渣，及びコールドトラップ中に残存した。
(3)ダイオキシン類結果
ダイオキシン類分析結果を表13に示す。
【表１３】
2005066456.tif 000015
【０１３４】
供試農薬は0.0070 ng-TEQ/gであった。処理後の試料には若干検出されたが，コールドトラップ凝縮物を除き何れの試料も対応する基準値または指針値未満であり，問題ないと判断した。
【０１３５】
コールドトラップ凝縮物を単純に処理排水と見なすと排水基準値 (10 pg-TEQ/L)を超える。この要因として以下のことが考えられる。
(1)本実証試験では排出化学種とその量をできるだけ明らかにするため、活性炭フィルター等は使用せずに全排出ガスを液体窒素温度のコールドトラップに通過させる手法を採用した。コールドトラップ凝縮物中のダイオキシン類濃度は、小体積に物質を蓄積させた結果であると考えられる。
(2)「平成13年度  環境省請負業務  ダイオキシン類汚染土壌浄化技術実証調査」において、ダイオキシン類汚染土壌（1000pg-TEQ/g）を169kg処理した場合、ダイオキシン類全投入量170000ng-TEQに対し全排出量は24ng-TEQ（そのほぼ全てがコールドトラップ凝縮物）であった。コールドトラップ凝縮物を同様の未処理土壌に混入して再帰的に処理したとしてもダイオキシン類全投入量は170024ng-TEQとなるから全排出量には実質的に影響を及ぼさないと見なすことができる。今回の実証試験においても未処理に混入することで、適正な処理は可能だと考えられる。
【０１３６】
両分析機関の分析結果に差はないと判断した。
V.結論
実証試験を行い以下の結果が得られた。
(1)農薬の分解率
BHC及びクロルデンの分解率は100%であった。
(2)塩素収支
BHC及びクロルデン試験の塩素収支はBHC 95.3%及びクロルデン28.2%であった。変動の大きい原因はアルカリ剤中の塩素分布の不均一性が主要因と考えられる。また処理過程で無機塩素化した塩素が装置内に吸着したものと推測される。
【０１３７】
投入された供試農薬の有機塩素は大部分が無機塩素として土壌残渣，熱媒体，アルカリ剤，コールドトラップ中に残存している。
(3)ダイオキシン類
BHC及びクロルデン試験においてコールドトラップを除き，何れの試料中にも対応する基準値未満であり，問題なかった。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は各種野菜、穀物、果実等の農作物（植物体）の生産に好適に適用することができる。農薬に汚染された土壌からなる耕作地では、農薬が残留して危険だったり、微生物の働きが抑制されることから貧弱で付加価値の低い農作物が生産されるという問題がある。本発明を適用すれば、農薬汚染土壌を浄化することができるから、安全でしかも高品質で付加価値の高い農作物を生産することができる。これまで農薬を多用してきたために残留農薬の濃度が高い土壌を、上述の本発明により浄化処理する。この後この処理後土壌に有機物を混合してもよい。これは、減圧下で加熱された土壌は、元来の有機物は炭化されて、全体が無機化されているので、堆肥、コンポストなどの有機物と混合することが好ましいからである。そしてこの新たに調整した土壌を生産資材として、各種農作物を生産するのである。元来の土壌の炭化物は、活性炭のごとく多孔質で、微生物、バクテリアの生存に適した環境を提供し、植物の根の育成にも好ましい影響を与える。このように本発明を適用すれば、農薬汚染土壌を浄化することができるから、安全でしかも高品質で付加価値の高い農作物を生産することができる。
【０１３９】
また近年、輸入野菜等の残留農薬が話題となっている。輸入された後に残留農薬が検出された農作物の処理が問題である。本発明によればこのような農作物の処理も安全にしかも効率的に行うことができる。処理に際しては、例えば各種微生物を用いた生ゴミ処理装置など用いて減容するようにしてもよい。そして汚染農作物やその分解物を本発明の処理方法により処理して農薬を無害化する。その残渣は安全な土壌改良材として用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る農薬の処理装置の構成を示す概念的な斜視図である。
【図２】図１に示した農薬の処理装置の図である。
【図３】図１に示した農薬の処理装置におけるＵ字状の配管の具体的な構成を示す斜視図である。
【図４】図１に示した農薬の処理装置におけるバルブの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る農薬の処理装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１  農薬の処理装置
２  真空加熱炉
３  バルブ室
４  アルカリ炉
５  凝縮装置
６  メカニカルブースターポンプ
７  スクリュー式真空ポンプ
８  排ガス処理ユニット
１０〜１２、４２〜４４  Ｕ字状の配管
２０  混合物
２１  減圧下で加熱処理された土壌
２２  アルカリ剤
２４  バルブ
【図１】
2005066456.tif 000016
【図２】
2005066456.tif 000017
【図３】
2005066456.tif 000018
【図４】
2005066456.tif 000019
【図５】
2005066456.tif 000020