(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物を含む液体を超音波処理または水中や空気中で高速水噴流処理をしたのち、電気分解することを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解方法。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の分解方法において、電気分解したのち固液分離することを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解方法。
【請求項３】
請求項１と２のどれか１項に記載の有機ハロゲン化合物の分解方法において、超音波処理または高速水噴流処理は液体にキャビテーションを発生させることを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解方法。
【請求項４】
請求項１から３のどれか１項に記載の有機ハロゲン化合物の分解方法において、液体には予め界面活性剤が添加されていることを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解方法。
【請求項５】
有機ハロゲン化合物を含む液体を超音波処理する超音波発生装置と、超音波処理後の液体を電気分解する電解装置とを有することを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項６】
請求項５に記載の有機ハロゲン化合物の分解装置において、超音波発生装置と電解装置を１つの処理槽内に設けたことを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項７】
有機ハロゲン化合物を含む液体を高速水噴流処理する高速水噴流ノズルと、高速水噴流処理された液体を電気分解する電解装置とを有すること特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項８】
請求項７に記載の有機ハロゲン化合物の分解装置において、高速水噴流ノズルと電解装置を１つの処理槽内に設けたことを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。
【請求項９】
請求項５と７のどれか１項に記載の有機ハロゲン化合物の分解装置において、電解装置が電気分解した液体を固液分離する固液分離装置を有することを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物焼却施設から排出される灰や、埋立地浸出水や産業廃水等の汚水、また湖沼や海域の底土等に含まれる有機ハロゲン化合物を処理する分解方法および分解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ハロゲン化合物を分解する方法として、加熱処理、生物処理、電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理等様々な方法が既に提案されている。電気分解処理を用いる技術では、例えば灰を水と混合し、有機ハロゲン化合物を水溶液中に酸抽出し、上記水溶液を電気分解することで有機ハロゲン化合物を分解できるとし、１立のダイオキシン類含有水を電気分解（７Ｖ×８Ａ×１５分間）すると、６８．３％のダイオキシン分解率が得られたとしている。
また、一方超音波処理を単独で行う技術によれば、有機塩素化合物含有土壌を有機溶媒と混合し、２０〜１００ｋＨｚ程度の周波数をかけることにより土壌中のダイオキシン類を分解・除去できるとしている。高速水噴流処理を単独で行うと、水環境系の汚染に対して、高速水の噴流によるキャビティションによって、広い水域に低濃度で拡散している有害物質を処理することができるとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の各処理には次のような問題点がある。先ず、加熱処理は光熱を要するためプラントコストが高くなり、環境負荷が多く、また生物処理は処理時間が長く、電気分解処理は固体に付着している有機ハロゲン化合物を酸を用いて溶液中に移行させるのであるが、この方法は飛灰のようなアルカリ性の固体には有効であっても、そうでない固体には有効でなく、その上、酸を用いるので取り扱い上、危険が伴い、又、超音波処理は、特に固体に付着している物質に対しては充分な処理効果が得られず、水噴流処理はキャビテーション発生率が超音波によるキャビテーション発生率の１／１００ほどで、高濃度の汚染に対しては十分な分解効果が得られない。このように加熱処理、生物処理、電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理を各々単独で行う従来の方法には問題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の有機ハロゲン化合物の分解方法は、有機ハロゲン化合物を含む液体を超音波処理または水中や空気中で高速水噴流処理をしたのち、電気分解することを特徴とする。この場合、電気分解したのち固液分離することが好ましい。そして、超音波処理または高速水噴流処理は液体にキャビテーションを発生させるものであることが好ましい。更に、液体には予め界面活性剤を添加しておくことが好ましい。
又、有機ハロゲン化合物の分解装置として、有機ハロゲン化合物を含む液体を超音波処理する超音波発生装置と、超音波処理後の液体を電気分解する電解装置とを有することを特徴とする。この場合、超音波発生装置と電解装置を１つの処理槽内に設けることが好ましい。
又、有機ハロゲン化合物の分解装置として、有機ハロゲン化合物を含む液体を高速水噴流処理する高速水噴流ノズルと、高速水噴流処理された液体を電気分解する電解装置とを有すること特徴とする。この場合も、高速水噴流ノズルと電解装置を１つの処理槽内に設けることが好ましい。そして、上記各有機ハロゲン化合物の分解装置は、電解装置が電気分解した液体を固液分離する固液分離装置を有することが、より好ましい。
【０００５】
更に、前処理として、分級処理、破砕処理を行うのが好ましい。分級処理の目的は、粗大な固形物は超音波や噴流処理は受けにくいので排除し、均一に処理できる細かい固形物だけを処理対象とするためである。つまり、有機ハロゲン化合物は粗大固形物より微細固形物に多く付着しているので、微細固形物を処理すれば効率的だからである。粉砕処理は、処理系内の固形物が均一に超音波処理や高速水噴流処理を受けやすくするメリットがある。
又、超音波処理、高速水噴流処理の振動エネルギーや衝撃流によって、固形物に含有（吸着）されている有機物は固形物から水側に移行する。水側に移行させることによって酸化分解反応が起こり易くなる。また、これらの処理で固形物を更に微細化することにより、表面積が大きくなり、以後の分解反応が起き易くなる。これらの処理では、上述のように有機物を水側に移行させればよく、キャビテーションを発生させることを条件としないが、キャビテーションを発生させる方が好ましい。それは、ラジカル生成により有機物を分解できるからである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の分解方法は、前述したように、有機ハロゲン化合物を含む被処理対象媒体に対して電気分解処理と超音波処理あるいは高速水噴流処理を併用することにより有機ハロゲン化合物を効率的に分解処理することができ、特に、被処理対象媒体中の固体に吸着したり付着している有機ハロゲン化合物の分解に有効である。被処理対象媒体の中の固体の径が比較的大きいものについては、まず電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理を行う前工程での分級処理によって、比較的大きい固体をおよそ１００μｍ以下になるようにする。又、超音波処理において、被処理対象媒体に超音波を照射すると、超音波の振動エネルギーによって被処理対象媒体に含まれる固体の表面や内部に取り込まれた有機ハロゲン化合物等が液状分に移行するため、その後の電気分解処理において効率よく分解することができる。超音波処理において、被処理媒体が水を含むため、超音波を被処理媒体に照射すると、超音波の振動エネルギーによって被処理媒体に含まれている固体の表面に吸着したり付着し、若しくは内部に取り込まれた有機ハロゲン化合物等が液状分に移行するため、その後の電気分解処理で効率よく分解することができる。又、超音波処理において、超音波を溶液に照射すると、溶解している気体に作用してキャビテーションバブルの発生・拡散・膨張・圧壊が生じ、その際に数千度、数百気圧の反応場が形成される。このときその近くにある固体に付着している有機ハロゲン化合物は解離して微細化され、液状分に移行して分散する。更に、キャビテーションの周囲の水、溶存酸素、窒素等はキャビテーションにより、水素原子、酸素ラジカル、ヒドロキシラジカル、窒素ラジカル等を発生する。更に、発生したラジカルによって過酸化水素、亜硝酸、硝酸などの酸化性化合物が発生する。これらの各ラジカル及び各酸化性化合物は有機ハロゲン化合物と反応して分解する。
【０００７】
超音波処理において、超音波周波数は２０〜２０００ｋＨｚ、好ましくは２０〜２００ｋＨｚ程度であることが好ましい。それは、２０〜２００ｋＨｚではキャビテーションが発生し易いからである。また周波数は１種類でなければならないというわけではなく、必要に応じて複数の超音波を同時に照射することにより、処理効率が向上する。
超音波処理において、必要に応じて前述したように処理後に界面活性剤を添加しておくと、被処理対象物質が固体からより効率よく解離するため、処理効率が向上する。
【０００８】
高速水噴流処理によって、被処理対象媒体中の固体は細かく破砕される。具体的には第一の処理方法は、被処理対象媒体をノズル内に通し、固体がノズル内の高圧によって潰れることにより物理的に固体を破砕する方法である。第二の処理方法は、被処理対象媒体を水噴流噴出口の近傍に供給し、水噴流により発生したキャビテーションの崩壊圧により物理的に固体を破砕する方法である。第三の処理方法は、被処理対象媒体をノズル内に通し、固体がノズル内の高圧によって潰れることにより物理的に固体を破砕し、そのまま被処理対象媒体を水噴流噴出口から噴出し、水噴流により発生したキャビテーションの崩壊圧により物理的に固体をさらに微細に破砕する方法である。上記の第一、第二、第三の処理方法はどれを用いてもよい。
上記の第一、第三の処理方法について、被処理対象媒体をノズル内に通すと、ノズル内はポンプで高圧に維持されているため、ノズル内の固体は高圧により物理的に破砕される。これにより固体の表面積が大きくなり、固体に付着している有機ハロゲン化合物がヒドロキシラジカルと接触する確率が高くなる。このため、その後工程の電気分解処理において有機ハロゲン化合物を効率よく分解することができる。
上記の第二、第三の処理方法について、高速水噴流処理において水噴流を所定の形状の噴出口から水中に噴出すると、溶解している気体に作用してキャビテーションバブルの発生・拡散・膨張・圧壊が生じ、その際、瞬間的に数千度、数百気圧の反応場が形成される。このとき近傍に存在する固体は衝撃波によって物理的に細かく破砕される。これにより固体の表面積が大きくなり、固体に付着している有機ハロゲン化合物がヒドロキシラジカルと接触する確率が高くなる。さらに固体に付着している有機ハロゲン化合物の一部はキャビテーション効果で解離して微細化され、液状分に移行し、分散することによっても有機ハロゲン化合物がヒドロキシラジカルと接触する確率が高くなる。このためその後工程での電気分解処理において有機ハロゲン化合物を効率よく分解することができる。
【０００９】
高速水噴流処理において、キャビテーションは有機ハロゲン化合物を分解する効果がある。キャビテーションの周囲の水、溶存酸素、窒素等はキャビテーションにより、水素原子、酸素ラジカル、ヒドロキシラジカル、窒素ラジカル等を発生する。さらに発生したラジカルによって過酸化水素、亜硝酸、硝酸などの酸化性化合物が発生する。これらの各ラジカル及び各酸化性化合物は有機ハロゲン化合物を分解する。このため全体として有機ハロゲン化合物の分解効率が向上する。高速水噴流処理において、必要に応じて被処理対象媒体に界面活性剤を添加しておくと有機ハロゲン化合物が固体からより効率よく解離するため分散効率が向上する。高速水噴流処理では、水噴流を装置内で循環させて再利用することができる。
高速水噴流処理装置において、処理槽やキャビテーション発生用のノズルの材質は耐食性、耐圧性であるステンレス鋼、ステンレス合金、または炭素鋼等が望ましく、例えばステンレス鋼ＳＵＳ３０４等があげられる。キャビテーション発生用ノズルの形状は特に限定はされないが、水噴流の周りのキャビテーションの発達を助長させるホーンノズルが好ましい。
高速水噴流処理において、被処理対象媒体をノズルに通さない場合は、水噴流の軸方向に対して水噴流から発生する衝撃圧の分布における第１ピーク、第２ピークの位置に被処理対象媒体を供給することで、キャビテーションによるより大きな分解効果が得られる。また、このとき第２ピークの位置の方が第１ピークの位置よりキャビテーションが十分発達しているので、第２ピークの位置に供給するほうが分解効果はより大きい。
【００１０】
電気分解処理では、陽極にオゾン、ヒドロキシラジカルが生成する。また被処理対象媒体が金属イオンを含有している場合は、前記オゾンは金属イオン、例えば鉄イオン（II）や銅イオン（Ｉ）などと反応し、ヒドロキシラジカルを生成する。生成したヒドロキシラジカルによって有機ハロゲン化合物が分解する。
電気分解処理において、ヒドロキシラジカル等の活性成分を発生させるため、陽極の電位を２．０Ｖ以上、好ましくは２．３Ｖ以上に制御することでヒドロキシラジカル等の活性成分の発生を促進することができる。電気分解処理で用いる電極は、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、鉄、ニッケル、銅、銀、白金、金等で製造された金属電極、炭素電極、ダイヤモンド電極から選ばれた少なくとも１つの電極である。電気分解処理において、処理液のｐＨは特に限定されないが、ｐＨ５〜８に制御するのが望ましい。電気分解処理では、処理液中に重金属が含有されている場合は、陰極の表面に重金属を折出させて、回収することができる。
電気分解処理において、被処理対象媒体が重金属を含有している場合、重金属を除去するときは第２電解部を設ける。重金属を折出することが必要であれば、陰極の電位を、折出させたい重金属の標準電極電位よりも低く制御する（例えば−０．１Ｖ以下、好ましくは−０．９Ｖ以下）ことにより、電気分解処理により重金属を陰極表面に折出させることができる。電気分解処理において、重金属が折出した電極は別途洗浄するなどして折出物を取り除き、再利用することができる。
電気分解処理において、必要に応じて一定時間毎に電極への印加極性を反転させることにより、電極に硬度成分が折出するのを防止することができる。
被処理対象媒体中に多量の塩素イオンが含まれる場合（例えば海水を多量に含む場合）、電導度が高くなるため電気分解処理の処理効率が向上する上、電気分解処理によって次亜塩素酸が生成され、これにより被処理対象媒体中の有機物が分解するため、全体としての処理効率が向上する。さらに次亜塩素酸により被処理対象媒体が殺菌される。
【００１１】
電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理において、処理槽内の温度は０℃以上という他は特に限定されないが、５〜５０℃程度に制御することが望ましい。このように温度、圧力については特に限定されず、穏和な条件下で処理を行うことができるが、必要に応じて加熱、加圧することによって処理効率を向上させることができる。
被処理対象媒体の液固比（固体の重量を１としたときの液体の重量）は２より小さいと粘性が大きくなり、ノズルが閉塞したり、攪拌が困難になるので、好ましくは３以上であることが望ましい。したがって液固比の比較的低いものについては電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理を行う前段で、水を加えることにより処理効率が向上する。
陰極に重金属が折出することを阻害しないために、超音波照射部や水噴流噴出部と陰極は十分離れていることが望ましい。
必要に応じて処理槽の内部に攪拌装置を設け、被処理対象媒体を内部に供給した後、これを混合攪拌することで、処理効率が向上する。
【００１２】
電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理は連続式でも、バッチ式でもよく、また超音波処理での超音波照射は連続でも、間欠でもよい。
重金属とは、水銀、カドミウム、鉛、砒素、クロム、セレン等をいう。
界面活性剤は特に限定されないが、例えば直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等があげられる。
【００１３】
電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理の前工程で必要に応じて被処理対象媒体に酸化チタン等の光触媒を添加しておくと、処理工程で紫外線等の光を照射することによりラジカルの生成が促進され、処理効率が向上する。
電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理の前工程で必要に応じて被処理対象媒体に過酸化水素等の酸化剤を添加しておくと、処理工程で紫外線等の光を照射することによりラジカルの生成が促進され、処理効率が向上する。
電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理の前工程または後工程で必要に応じて被処理対象媒体に紫外線等を照射することによりラジカルの生成が促進され、処理効率が向上する。
電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理の前工程において、事前に被処理対象媒体に酸素及び／またはオゾンを溶解させておくか、キャビテーション発生領域に酸素及び／またはオゾンを含有する微細気泡状の気体を供給することにより、酸化作用、キャビテーションの気泡核の供給量が強化され、キャビテーションの威力が格段に高まるため分解効率が向上する。
【００１４】
本発明は、固体に吸着したり付着している有機ハロゲン化合物の分解に有効で、固体としては、例えば一般廃棄物及び／又は産業廃棄物の焼却設備や、焼却灰、焼却飛灰の溶融設備、もしくは熱分解ガス化溶融設備で発生した排ガスに含まれる灰、生汚泥、濃縮汚泥、脱水汚泥等の汚泥、海域、港湾、河川、湖沼等の水底に堆積しているヘドロ（底質）、またはそれを浚渫した浚渫泥土や、土壌、有機ハロゲン化合物を吸着した使用済み吸着材、例えば活性炭などを例示することができる。
【００１５】
請求項１に記載の有機ハロゲン化合物とは、ダイオキシン類、ＰＣＢ、ＤＤＴなどの有機塩素化合物をはじめ、これらの化合物中の塩素原子を他のハロゲン原子で置換した有機化合物などをいう。またここでいうダイオキシン類とはポリクロロジベンゾフランの１３５異性体、ポリクロロジベンゾパラジオキシンの７５異性体、１９９７年にＷＨＯが報告したコプラナーＰＣＢの１２異性体のことである。またここでいうＰＣＢとはポリクロロビフェニクルの２０９異性体のことである。
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の有機ハロゲン化合物の分解装置の好適な実施例を説明する。但し、この実施例に記載されている装置の形状や配置、また実施の条件等は、特に記載のない限り本発明の技術的範囲を限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎないことを了解されたい。
図１，２の実施例は、電気分解処理と超音波処理を併用する処理方法と、電気分解処理と高速水噴流処理を併用する処理方法を用いて、海域のダイオキシン類汚染底質を無害化処理するものである。
【００１７】
図１は電気分解処理と超音波処理を併用した処理装置の主要部分を示す。
ダイオキシン類汚染底質を海水ごと浚渫し、径の大きい固形物は予め分級処理と破砕処理を行ったものを被処理対象媒体１とした。被処理媒体１の５００ｍ立を第一電解処理槽４に投入し、界面活性剤（ＡＢＳ）２を添加した。固液分離した液相分を循環させた分１５を注入して液固比１０に調整した。
図１の装置はポンプ１６によって、固液分離した液相分の一部１５が循環するような仕組みになっている。すなわち超音波処理、第一電解処理、第二電解処理、固液分離（膜分離）処理を連続して行える。ただし固液分離による固相分１３や、重金属が折出した電極１０，１１はその都度、処理を停止して除去、交換した。
【００１８】
超音波発生装置３Ａを作動させて周波数２４ｋＨｚの超音波を被処理対象媒体１に連続的に照射し、界面活性剤２の作用も補助して被処理対象媒体中の固体に付着しているダイオキシン類を液状分に移行させた。第一電解部５〜７において、電圧＋２．５Ｖで通電し、ダイオキシン類の分解を図った。続いて被処理対象媒体を第二電解処理槽８に移し、第二電解部９において、電圧−０．５Ｖで通電し、重金属を陰極１０に折出させ、電極１０、１１は定期的に交換した。通電は１２０分行った。無害化された被処理対象媒体を固液分離装置１２により固液分離し、液相分の一部１５はポンプ１６により処理工程に戻し、液相分の残り１４は連続的に排出した。また固相分１３は定期的に除去した。なお本実施例ではｐＨ調整、温度制御は行わなかった。
超音波発生装置３Ａはヒイルシャー社製で２４ｋＨｚ、２００Ｗ（１００Ｖ−２Ａ）の連続照射方式の装置である。チップは直径１４ｃｍ、出力１００ｗ／ｃｍ2のものを用いて実施した。
【００１９】
図２は電気分解処理と高速水噴流処理を併用した処理装置の主要部分を示す。ダイオキシン類汚染底質を海水ごと浚渫し、径の大きい固形物は予め分級処理と破砕処理を行い、固液分離した液相分を循環させた分１５を混合して液固比１０に調製したものを被処理対象媒体１とした。被処理対象媒体１の５００ｍ立に界面活性剤を添加し、高速水流噴流処理用のキャビテーション発生ノズル３Ｂに注入した。
図２の装置は液相分循環用ポンプ１６によって、固液分離した液相部分の一部１５が循環するような仕組みになっている。すなわち高速水噴流処理、第一電解処理、第二電解処理、固液分離処理を連続して行える。ただし固液分離による固相分１３や重金属が折出した電極１０、１１はその都度、処理を停止して除去、交換した。
【００２０】
水噴流用ポンプ１７によって被処理対象媒体１をキャビテーション発生用ノズル３から第一電解処理層に高圧で噴出することにより被処理対象媒体１中の固体を細かく破砕した。また界面活性剤２の作用も補助して被処理対象媒体１中の固体に付着しているダイオキシン類を液状分に移行させた。第一電解部５において、電圧＋２．５Ｖで通電し、ダイオキシン類の分解を図った。続いて被処理対象媒体は第二電解処理槽８に移し、第二電解部９において、電圧−０．５Ｖで通電し、重金属を陰極１０に折出させ、電極１０，１１は定期的に交換した。通電は１２０分行った。無害化された被処理対象媒体を固液分離装置１２により固液分離し、液相分の一部１５は液相分循環用ポンプ１６により処理工程に戻し、液相分の残り１４は連続的に排出した。また固相分１３は定期的に除去した。なお本実施例ではｐＨ調製、温度制御は行わなかった。
【００２１】
水噴流噴出装置はＡＳＴＭ規格のものを用いた。またノズル３Ｂは図５に示すようなホーンノズルを用いた。電解処理槽２３、ノズル３Ｂの材質は共にステンレス鋼ＳＵＳ３０４を用いた。プランジャポンプ１０はジェットポンプＡＪＰ−３０４５Ｎ（最大吐き出し圧力２０ＭＰａ、最大吐き出し容量４．５立／ｍｉｎ）を用いた。
【００２２】
上記２つの装置の処理効果を、従来の電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理を単独で行った効果と対比して以下の表１に示す。本発明の上記２つの装置によれば、従来の処理に比べてダイオキシン類、ＰＣＢが低減されていて、特に懸濁性のダイオキシン類、ＰＣＢが共に大幅に低減されている。また界面活性剤を用いるとさらに低減されている。
【００２３】
【表１】
0003969114.tif 000002
【００２４】
本発明による電気分解処理と超音波処理を併用した装置、及び電気分解処理と高速水噴流処理を併用した装置を用いて、スクラバー排水中のダイオキシン類を無害化処理する実施例について述べる。
【００２５】
図３は本発明の電気分解処理と超音波処理を併用した処理装置の主要部分を示す。スクラバー排水を被処理対象媒体１とし、これを３０立とって電解処理槽２３に注入した。 図３の装置は超音波処理、電解処理、固液分離処理を連続して行える。但し、固液分離による固相分はその都度処理を停止して除去、交換した。
超音波発生装置２２Ａを作動させて周波数２４ｋＨｚの超音波を被処理対象媒体２１に連続的に照射し、被処理対象媒体２１中の固体に付着しているダイオキシン類を液状分に移行させた。電解部２４において、電圧＋２．５Ｖで通電し、ダイオキシン類の分解を図った。通電は６０分行った。無害化された被処理対象媒体を固液分離装置２７で固液分離し、液相分の２９は連続的に排出し、また固相分２８は定期的に除去した。なお本実施例ではｐＨ調製、温度制御は行わなかった。
超音波発生装置２２はヒイルシャー社製で２４ｋＨｚ、２００Ｗ（１００Ｖ−２Ａ）の連続照射方式の装置である。チップは直径１４ｃｍ、出力１００ｗ／ｃｍ2のものを用いて実施した。
【００２６】
図４は本発明の電気分解処理と高速水噴流処理を併用した処理装置の主要部分を示す。スクラバー排水を被処理対象媒体２１とし、これを３０立とってキャビテーション発生用ノズル２２Ｂに注入した。
図４の装置は高速水噴流処理、電解処理、固液分離処理を連続して行える。但し固液分離による固相分２８はその都度処理を停止して除去、交換した。
水噴流用ポンプ１７によって被処理対象媒体２１をキャビテーション発生用ノズル２２Ｂから電解処理槽２３に高圧で噴出することにより被処理対象媒体２１中の固体を細かく破砕した。電解部２４において、電圧＋２．５Ｖで通電し、ダイオキシン類の分解を図った。通電は６０分行った。無害化された被処理対象媒体を固液分離装置２７により固液分離し、液相分２９は連続的に排出し、また固相分２８は定期的に除去した。なお、本実施例でもｐＨ調製、温度制御は行わなかった。
水噴流噴出装置はＡＳＴＭ規格のものを用いた。また、キャビテーション発生用ノズル２２Ｂは図５に示すようなホーンノズルを用いた。電解処理槽２３、ノズル２２Ｂの材質は共にステンレス鋼ＳＵＳ３０４を用いた。水噴流用プランジャポンプ３０は、ジェットポンプＡＪＰ−３０４５Ｎ（最大吐き出し圧力２０ＭＰａ、最大吐き出し容量４．５立／ｍｉｎ）を用いた。
【００２７】
上記２つの装置の処理効果を、従来の単独で行った電気分解処理、超音波処理、高速水噴流処理の処理効果と対比して以下の表２に示す。本発明の処理では、従来に比べてダイオキシン類が低減されている。
【００２８】
【表２】
0003969114.tif 000003
【００２９】
【発明の効果】
本発明の電気分解処理と超音波処理を併用する処理方法については、被処理有機ハロゲン化合物が固体に付着している有機ハロゲン化合物である場合、超音波処理において、超音波振動、超音波キャビテーションの崩壊圧により固体の表面および内部から有機ハロゲン化合物を解離、分散させることにより、電気分解処理による有機ハロゲン化合物の分解率が飛躍的に向上する。
また超音波処理において、水に作用して水素原子とヒドロキシラジカルを生成すること、キャビテーション効果により水素原子、酸素ラジカル、ヒドロキシラジカル、窒素ラジカル等が生成すること、これらが反応して酸性化合物を生成することによって、各ラジカルや各酸性化合物の作用で有機ハロゲン化合物を分解する。そしてさらに電気分解処理において陽極でオゾン、ヒドロキシラジカルが発生し、さらに対象媒体中に重金属が含まれている場合はオゾンが溶液中の金属イオンと反応してヒドロキシラジカルを生成するため、ヒドロキシラジカルの作用で有機ハロゲン化合物を分解する。このように電気分解による分解以外にも有機ハロゲン化合物を分解することができるため全体として分解率は飛躍的に向上する。
【００３０】
一方、本発明の電気分解処理と水噴流キャビテーション処理を併用する処理方法については、被処理有機ハロゲン化合物が固体に付着している有機ハロゲン化合物である場合、高速水噴流処理については被処理対象媒体をノズル内に通し、加えて／または被処理対象媒体を水噴流噴出口の近傍に供給すると、前者はノズル内の水流の高圧によって、後者はキャビテーションの崩壊圧によって、夫々固体を物理的に破砕することができ、これにより固体の表面積が大きくなり、固体に付着している有機ハロゲン化合物がヒドロキシラジカルと接触する確率が高くなる。このためその後工程の電気分解処理における有機ハロゲン化合物の分解率が飛躍的に向上する。
【００３１】
また高速水噴流において、キャビテーション効果により水素原子、酸素ラジカル、ヒドロキシラジカル、窒素ラジカル等が生成すること、これらが反応して酸性化合物を生成することによって、各ラジカルや各酸性化合物の作用で有機ハロゲン化合物を分解する。そしてさらに電気分解処理において陽極でオゾン、ヒドロキシラジカルが発生し、さらに対象媒体中に重金属が含まれている場合はオゾンが溶液中の金属イオンと反応してヒドロキシラジカルを生成するため、ヒドロキシラジカルの作用で有機ハロゲン化合物を分解する。このように電気分解による分解以外にも有機ハロゲン化合物を分解することができるため全体として分解率は飛躍的に向上する。
【００３２】
このように電気分解処理や超音波処理や水噴流キャビテーション処理を単独で行うよりも併用して行う方が、処理効率が飛躍的に向上する。
【００３３】
本発明の処理いおいて、温度については特に指定されないので、高温を要する加熱処理に比べ、穏和な条件下で処理を行うことができる。
本発明の処理において、被処理対象媒体などの条件により異なるが、電気分解処理の通電時間はおよそ６０〜１２０分であり、一般に処理時間が長い生物処理に比べ短時間で処理を行うことができる。
【００３４】
被処理対象媒体中に多量の塩素イオンが含まれる場合(例えば海水を多量に含む場合）、電導度が高くなるため電気分解処理の処理効率が向上する上、電気分解処理によって次亜塩素酸が生成され、被処理対象媒体中の有機物を分解するため、全体としての処理効率が向上する。また次亜塩素酸によって被処理対象媒体が殺菌されるため、処理後の残渣は、必要に応じて凝集剤による安定化処理や、セメントによる固化処理などを施すことによって建設資材として再利用したり、または埋め立て処理あるいは水域に埋め戻す処理をするなど、開放系に戻すことができる。
【００３５】
超音波処理を行う際、被処理対象媒体に界面活性剤を加えることにより、有機ハロゲン化合物の分解効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気分解処理および超音波処理による有機ハロゲン化合物分解処理装置の一実施例の主要部分の説明図である。
【図２】本発明の電気分解処理および高速水噴流処理による有機ハロゲン化合物分解処理装置の一実施例の主要部分の説明図である。
【図３】本発明の電気分解処理および超音波処理による有機ハロゲン化合物分解処理装置の他の実施例の主要部分の説明図である。
【図４】本発明の電気分解処理および高速水噴流処理による有機ハロゲン化合物分解処理装置の他の実施例の主要部分の説明図である。
【図５】本発明の図２、図４の有機ハロゲン化合物分解処理装置で使用したキャビテーション発生用ノズルの断面図である。
【符号の説明】
１    被処理対象媒体
２    界面活性剤
３Ａ  超音波発生装置
３Ｂ  キャビテーション発生用ノズル
４    第一電解処理槽
５    第一電解部
６    第一電解部  陰極
７    第一電解部  陽極
８    第二電解処理槽
９    第二電解部
１０  第二電解部  陰極
１１  第二電解部  陽極
１２  固液分離装置
１３  固液分離後の固相分
１４  固液分離後の液相分の排出する分
１５  固液分離後の液相分の循環させる分
１６  液相分循環用ポンプ
１７  水噴流用ポンプ
２１  被処理対象媒体
２２Ａ  超音波発生装置
２２Ｂ  キャビテーション発生用ノズル
２３  電解処理槽
２４  電解部
２５  電解部の陰極
２６  電解部の陽極
２７  固液分離装置
２８  固液分離後の固相分
２９  固液分離後の液相分
３０  水噴流用ポンプ
３１  キャビテーション発生ノズルのスロート部入口
３２  スロート部入口径（＝φ６ｍｍ）
３３   スロート部入口長さ（＝２３．５ｍｍ）
３４   スロート部入口角度（＝２０°）
３５   スロート部
３６   スロート部径（＝φ１ｍｍ）
３７   スロート部長さ（＝４ｍｍ）
３９   スロート部出口
４０   スロート部出口径（＝φ１６ｍｍ）
４１   スロート部出口長さ（＝φ１２ｍｍ）
４２   スロート部出口角度（＝６０°）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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