(57)【要約】【課題】安全性が高く、小型化が可能で、車両に載せて一般道路を移動させることもできるＰＣＢ分解システムを提供する。【解決手段】ＰＣＢ分解システム１００は、ＰＣＢを含有する油（ＰＣＢ含有油１０）を一時貯留する貯留槽１と、貯留槽１から供給されるＰＣＢ含有油１０を収容して分解処理する反応槽３と、反応槽３内へアルコール２０を供給する処理液供給器２と、反応槽３内へ金属カルシウム粉末と酸化カルシウムとの混合微粉体４０を供給する第一薬剤供給器４と、反応槽３内へ触媒５０を供給する第二薬剤供給器５と、反応槽３内で生成した処理済液６０を収容する処理済液槽６と、処理済液槽６から送給された処理済液６０を収容してアルコール分２１と廃油７０とに分離する分離槽７と、を備えている。【選択図】図１
2012165769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣＢを含有する油を収容する反応槽と、前記反応槽内へアルコールを供給する処理液供給器と、前記反応槽内へ金属カルシウム粉末を供給する第一薬剤供給器と、を備えたことを特徴とするＰＣＢ分解システム。
【請求項２】
前記金属カルシウム粉末の一次粒径が、３０ｎｍ〜１００ｎｍである請求項１記載のＰＣＢ分解システム。
【請求項３】
前記第一薬剤供給部から前記反応槽内へ供給する前記金属カルシウム粉末が、酸化カルシウム粉末に分散した金属カルシウム粉末である請求項１または２記載のＰＣＢ分解システム。
【請求項４】
ＰＣＢの脱塩素反応に対する触媒若しくは反応促進剤を前記反応槽内へ供給する第二薬剤供給器を設けた請求項１〜３のいずれかに記載のＰＣＢ分解システム。
【請求項５】
前記反応槽内で生成した処理済液から分離されたアルコール分の少なくとも一部を前記反応槽内で再利用する請求項１〜４のいずれかに記載のＰＣＢ分解システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のＰＣＢ分解システムを、一般道路を走行可能な自動車に搭載したことを特徴とする移動式ＰＣＢ分解システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスやコンデンサ等の絶縁性媒体等から回収した油分に含まれるポリ塩化ビフェニル（以下、「ＰＣＢ」という。）を分解して無害化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣＢは、化学的安定性が高く、また、絶縁性、不燃性等の特性を有しているところから、かつては、トランスやコンデンサ等の絶縁性媒体等として広く使用されていた。しかしながら、ＰＣＢは人体に対する毒性が極めて高いため、今日においては、その製造、輸入及び使用が厳しく規制されており、使用済みのＰＣＢ及びＰＣＢを含有する油は、保管が義務付けられている。そして、ＰＣＢの無害化処理方法に関して、種々の提案がなされている。
【０００３】
従来の主なＰＣＢの無害化処理方法として、金属ナトリウムによる脱塩素化分解処理が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。この方法は、金属ナトリウム粒子を分散させた溶媒中で、ＰＣＢに金属ナトリウム由来の電子を供与させて、ＰＣＢをアニオンラジカル化して、ＰＣＢに含まれる塩素の反応性を高め、該塩素と金属ナトリウムを反応させてＮａＣｌとすると共に、ビフェニル同士を高分子化して、無害の高分子化合物とする方法である。
【０００４】
また、ＰＣＢの無害化処理方法として、酸化カルシウムを加えたボールミルによるメカノケミカル処理が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この方法は、ＰＣＢ等に汚染された物質中の有機塩素系有害物を有機溶媒で抽出し、抽出後の液から有機溶媒を揮発除去し、有機溶媒除去後の残渣を酸化カルシウムや酸化カルシウム含有物質と混合し、メカノケミカル処理するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４６００２号公報
【特許文献２】特開２００１−４７０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２記載のＰＣＢ分解システムは、ＰＣＢ汚染が発生した場所からＰＣＢ汚染物質を回収してきて、１ヶ所で集中的に処理するという発想に基づいて開発されているため、処理装置及びその関連設備の大型化を招いている。例えば、特許文献１記載の装置は、蒸留装置を構成する加熱設備及び真空発生設備などが必要であるため装置の小型化を図ることが困難である。また、発火性の金属ナトリウムを使用するので、この取り扱いに慎重を期する必要があり、安全性の確保にも多大な手間を要する。
【０００７】
一方、特許文献２記載のメカノケミカル処理においては、ボールミル等の衝撃粉砕装置を用いるが、このときに使用する装置が高価であるだけでなく、回収してきた大量のＰＣＢ汚染物質を効率良く処理するためには、装置の大型化を回避することができない。
【０００８】
即ち、特許文献１，２に記載されたいずれのＰＣＢ分解システムも、車載型サイズの装置開発を目指したとき、安全性及びコストの観点から満足のいくものであるとは言えないのが実状である。
【０００９】
かかる状況下、本発明が解決しようとする課題は、取り扱いが容易で、安全性が高く、小型化が可能で、車両に載せて一般道路を移動させることもできるＰＣＢ分解システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＰＣＢ分解システムは、ＰＣＢを含有する油を収容する反応槽と、前記反応槽内へアルコールを供給する処理液供給器と、前記反応槽内へ金属カルシウム粉末を供給する第一薬剤供給器と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
このような構成とすれば、大気中での取り扱いが容易で高い還元力を有する金属カルシウム粉末により、常温・常圧の雰囲気でＰＣＢの脱塩素化が可能となり、加熱設備や真空設備等も必要しないので、取り扱いが容易であり、安全性が高く、小型化が可能である。また、安全性が高く、小型化が可能であるため、車両に載せた状態で一般道路を移動させることもできる。
なお、アルコールとしては、メタノール、エタノール等の低級アルコールが用いられ、通常、エタノールである。また、油分との相溶性を高めるため、イソプロパノールを含んでいてもよい。
【００１２】
ここで、前記金属カルシウム粉末の一次粒径が、３０ｎｍ〜１００ｎｍのナノサイズであることが望ましい。
金属カルシウムの表面は、通常、酸化カルシウムや炭酸カルシウム等の皮膜が形成され、その本来の活性が低下しているが、使用する金属カルシウム粉末の一次粒径がこの範囲であれば、攪拌程度の機械的作用により、表面の皮膜が剥離することができるため、反応槽において、金属カルシウム本来の活性を得ることができる。また、少量のアルコール等の適切な薬剤（反応促進剤）との接触によっても活性を回復する。なお、前記粒径は、電子顕微鏡による画像観察にて測定することができる。
【００１３】
ここで、前記第一薬剤供給部から前記反応槽内へ供給する金属カルシウム粉末に酸化カルシウムを混合させることが望ましい。
金属カルシウムは単独では粉砕が困難であり、ナノサイズの粒径にするには、適当な分散剤と共に、粒径の大きな金属カルシウムを混合させて粉砕することが好ましい。
ここで、分散材として、酸化カルシウム粉末を使用すると、微細な金属カルシウム粉末の形成を促進することのみならず、反応系において、酸化カルシウムが脱水剤として作用するため、好ましい。
なお、金属カルシウム粉末と、分散材としての酸化カルシウム粉末との混合比率は、特に制限されないが、通常、金属カルシウム粉末を１として、酸化カルシウム粉末が、５〜２０程度が好適である。
【００１４】
さらに、ＰＣＢの脱塩素反応に対する触媒を前記反応槽内へ供給する第二薬剤供給器を設ければ、反応槽内におけるＰＣＢの分解反応を促進させることができる。
ＰＣＢの脱塩素反応に対する触媒作用を有する金属として、Ｐｄ、Ｐｔ等の貴金属類などを挙げることができる。また、これらの触媒金属は、炭素やアルミナなどの担体に担持してもちいてもよい。
【００１５】
一方、前記反応槽内で生成した処理済液から分離されたアルコール分の少なくとも一部を前記反応槽内で再利用する構成とすれば、廃液量の削減及びアルコール使用量の低減を図ることができる。
【００１６】
次に、本発明の移動式ＰＣＢ分解システムは、前述したＰＣＢ分解システムのいずれかを、一般道路を走行可能な自動車に搭載したことを特徴とする。
【００１７】
このような構成とすれば、使用済みのＰＣＢが貯留されている倉庫や工場等にＰＣＢ分解システムを運び込んで、その場でＰＣＢの分解無害化処理を行うことができるため、作業性が高まり、安全性も向上し、システムの大型化を回避することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、安全性が高く、小型化が可能で、車両に載せて一般道路を移動させることもできるＰＣＢ分解システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態であるＰＣＢ分解システムを示す概略構成図である。
【図２】図１に示すＰＣＢ分解システムを利用した移動式ＰＣＢ分解システムを示す一部切欠平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１，図２に基づいて本発明の実施の形態であるＰＣＢ分解システム１００及び移動式ＰＣＢ分解システム２００について説明する。なお、ＰＣＢ分解システム１００及び移動式ＰＣＢ分解システム２００は一例であって、本発明がこれらに限定されるものではない。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態のＰＣＢ分解システム１００は、ＰＣＢを含有する油（ＰＣＢ含有油１０）を一時貯留する貯留槽１と、貯留槽１から供給されるＰＣＢ含有油１０を収容して分解処理する反応槽３と、反応槽３内へアルコール２０を供給する処理液供給器２と、反応槽３内へ金属カルシウム粉末と酸化カルシウムとの混合微粉体４０を供給する第一薬剤供給器４と、反応槽３内へ触媒５０を供給する第二薬剤供給器５と、反応槽３内で生成した処理済液６０を収容する処理済液槽６と、処理済液槽６から送給された処理済液６０を収容してアルコール分２１と廃油７０とに分離する分離槽７と、を備えている。
【００２２】
また、ＰＣＢの保管容器やコンデンサやトランス本体等（図示せず）の処理対象物を解体してＰＣＢ含有油１０を回収する自動解体抜油装置８、及びＰＣＢ含有油１０が抜き取られた後の保管容器等を洗浄する自動容器等洗浄装置９が、ＰＣＢ分解システム１００と別に設けられている。
【００２３】
貯留槽１内に貯留されているＰＣＢ含有油１０は、ポンプＰ１により、送液管１１を経由して反応槽３内へ供給され、処理液供給器２内のアルコール２０は、ポンプＰ２により、送液管１２を経由して反応槽３内へ供給される。ポンプＰ１，Ｐ２の前後の送液管１１，１２にはそれぞれ開閉バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４が配置されている。処理液供給器２には撹拌用モータＭ２及び液面センサＳ１が設けられている。
【００２４】
第一薬剤供給器４内の混合微粉体４０及び第二薬剤供給器５内の触媒５０はそれぞれ送給経路１３，１４を経由して反応槽３内へ供給される。反応槽３には、撹拌用モータＭ３及び液面センサＳ３が設けられている。
【００２５】
気密性を有する反応槽３内の被処理液３０（処理済液６０）は、ポンプＰ３により、送液管１５を経由して処理済液槽６内へ送り込まれる。ポンプＰ３の前後の送液管１５には開閉バルブ１５，１６が設けられている。処理済液槽６には、撹拌用モータＭ６及び液面センサＳ６が設けられている。処理済液槽６内に収容されている処理済液６０は、ポンプＰ６により、送液管１６を経由して分離槽７内へ送り込まれる。ポンプＰ６の前後の送液管１６には開閉バルブＶ７，Ｖ８が配置されている。分離槽７には液面センサＳ７が設けられている。
【００２６】
分離槽７内で分離され、その下方に溜まった廃油７０は、ポンプＰ７により、排液管１７を経由して、所定の処理場所へ排出することができる。ポンプＰ７の前後の排液管１７には開閉バルブＶ９，Ｖ１０が配置されている。
【００２７】
一方、分離槽７内で分離され、廃油７０の上方に溜まったアルコール分２１は、ポンプＰ８により、送液管１８を経由して処理液供給器２内へ送り込まれる。ポンプＰ８の前後の送液管１８には開閉バルブＶ１１，Ｖ１２が配置されている。
【００２８】
ここで、図１を参照して、ＰＣＢ分解システム１００を使用したＰＣＢ分解処理工程について説明する。図１に示す自動解体抜油装置８に処理対象物（保管容器やコンデンサやトランス本体等）を装入すると、ここで、ＰＣＢ含有油とそれ以外の固形物等とに分離され、抜き取られたＰＣＢ含有油１０は貯留槽１内へ送給され、前記固形物等は自動容器等洗浄装置９へ送り込まれ、付着しているＰＣＢ含有油等が洗浄除去される。
【００２９】
貯留槽１内に貯留されたＰＣＢ含有油１０は、ポンプＰ１によって反応槽３内へ送り込まれ、この反応槽３内において、処理液供給器２から供給されるアルコール２０と、第一薬剤供給器４から供給される金属カルシウム粉末と酸化カルシウムとの混合微粉体４０と、第二薬剤供給器５から供給される触媒（Ｐｄ／Ｃ）５０と混合され、撹拌用モータＭ３によって撹拌される。
【００３０】
反応槽３内において、ＰＣＢ含有油１０、アルコール２０、混合微粉体４０及び触媒
５０を混合し、撹拌すると、ＰＣＢの脱塩素反応が進行し、ＰＣＢが徐々に分解されていく。具体的な反応工程は以下の通りである。
2012165769.tif 000003
【００３１】
脱塩素反応によって反応槽３内に生成された被処理液３０はポンプＰ３によって処理済液槽６内へ送り込まれ、この処理済液槽６内において、再び、撹拌用モータＭ６によって撹拌処理される。
【００３２】
処理済液槽６内での撹拌後の処理済液６０はポンプＰ６によって分離槽７内へ送り込まれ、この分離槽７内に貯留される。分離槽７内で貯留された処理済液６０は、時間の経過に伴い、廃油７０とアルコール分２１とに分離していく。分離槽７の底部に溜まった廃油７０はポンプＰ７により排油管１７を通じて適切な場所へ排出して、燃料油として再利用することができる。
【００３３】
分離槽７内において廃油７０の上方に溜まったアルコール分はポンプＰ８により送液管１８を経由して処理液供給器２内へ送り込まれ、処理液供給器２内のアルコール２０と混合して反応槽３内へ供給され、脱塩素処理反応に再利用される。
【００３４】
以上のように、保管容器等によって保管されているＰＣＢ含有油１０をＰＣＢ分解システム１００を用いて処理すれば、毒性の無い廃油７０とアルコール分２１とに分解処理することができ、生成した廃油７０は燃料油として再利用可能であり、アルコール分２１は当該ＰＣＢ分解システム１００の処理液として再利用可能である。
【００３５】
また、ＰＣＢ分解システム１００は、大気中での取り扱いが容易で高い還元力を有する金属カルシウム粉末を使用することにより、常温・常圧の雰囲気下でＰＣＢの脱塩素化が可能であるため、加熱設備や真空設備等が不要で、安全性が高く、小型化が可能である。
【００３６】
次に、図２に基づいて、図１に示すＰＣＢ分解システム１００を利用した移動式ＰＣＢ分解システム２００について説明する。なお、図２に示す移動式ＰＣＢ分解システム２００において図１に示すＰＣＢ分解システム１００と共通する構成要件については図１と同じ符号を付して説明を省略する。ただし、４’，５’はそれぞれ第一薬剤供給器、第二薬剤供給器を示しており、第一薬剤供給器４、第二薬剤供給器５と同じ構造、機能を有している。
【００３７】
図２に示す移動式ＰＣＢ分解システム２００は、一般道路を走行可能な貨物搬送用の自動車２５の荷台２６上に、図１に示すＰＣＢ分解システム１００及び当該ＰＣＢ分解処理システム１００を操作、制御する操作制御部２７などを搭載した構成である。荷台２６上に搭載されたＰＣＢ分解システム１００及び操作制御部２７等は開閉可能なケーシング２３によって覆われている。
【００３８】
図２に示す移動式ＰＣＢ分解システム２００は、一般道路を自動車２５で走行して移動可能であるため、使用済みのＰＣＢが貯留されている倉庫や工場等にＰＣＢ分解システム１００を運び込み、その場でＰＣＢの分解無害化処理作業を行うことができる。このため、ＰＣＢを所定場所に運び集めて無害化処理する従来のＰＣＢ分解システムに比べ、作業性に優れ、ＰＣＢ含有油の保管容器等を自動車に積載して一般道路を走行して所定場所に運び込む必要も無くなるため、安全性も大幅に向上する。また、ＰＣＢ含有油を一ヶ所に回収して大量処理することを前提としていないので、ＰＣＢ分解システムの小型化を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のＰＣＢ分解システム及び移動式ＰＣＢ分解システムは、トランスやコンデンサ等の絶縁性媒体等から回収した油分に含まれるＰＣＢを無害化する手段として広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  貯留槽
２  処理液供給槽
３  反応槽
４，４’  第一薬剤供給器
５，５’  第二薬剤供給器
６  処理済液槽
７  分離槽
８  自動解体抜油装置
９  自動容器等洗浄装置
１０  ＰＣＢ含有油
１１，１２，１５，１６，１８  送液管
１３，１４  送給経路
１７  排液管
２０  アルコール
２１  アルコール分
２３  ケーシング
２５  自動車
２６  荷台
２７  操作制御部
３０  被処理液
４０  混合微粉体
５０  触媒
６０  処理済液
７０  廃油
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ６  撹拌用モータ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８  ポンプ
Ｓ１，Ｓ３，Ｓ６，Ｓ７  液面センサ
Ｖ１〜Ｖ１２  開閉バルブ
【図１】
2012165769.tif 000004
【図２】
2012165769.tif 000005