(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害物質が付着又は含有又は保存されている被処理物を無害化する有害物質処理システムであって、
被処理物から有害物質を分離する第１の分離手段を有する前処理手段と、
前処理手段において処理された被処理物を構成する構成材から紙・木・樹脂等の有機物と金属等の無機物とに分離する第２の分離手段と、
上記分離された紙・木・樹脂等の有機物を微粉砕してスラリー化する微粉砕手段と、
前処理手段で分離した有害物質及び／又はスラリー中の有害物質を分解処理する有害物質分解処理手段と
を具備してなり、
上記スラリーの最大粒径が５００μｍ以下であると共に、水溶液となった場合に粘性を増加させる性質を発現させる水溶性高分子化合物からなる安定剤が上記スラリーに添加されている
ことを特徴とする有害物質処理システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記スラリーの平均粒径が１〜１００μｍである
ことを特徴とする有害物質処理システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
上記スラリーの２５℃における見かけ粘度が１０ＰａＳ以下である
ことを特徴とする有害物質処理システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、
上記スラリー濃度が０．０１〜５０重量％である
ことを特徴とする有害物質処理システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかにおいて、
上記スラリーの搬送速度が０．０１〜１０ｍ／秒である
ことを特徴とする有害物質処理システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかにおいて、
上記スラリーに分散剤を添加してなる
ことを特徴とする有害物質処理システム。
【請求項７】
請求項６において、
上記分散剤がアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤から選ばれる少なくとも１種のものである
ことを特徴とする有害物質処理システム。
【請求項８】
請求項６又は請求項７において、
上記分散剤の添加量がスラリーに対して０．１〜１０重量％である
ことを特徴とする有害物質処理システム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかにおいて、
上記無害化処理する被処理物がＰＣＢを含有するトランス、コンデンサ又は蛍光灯の安定器並びにＰＣＢ汚染物である
ことを特徴とする有害物質処理システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかにおいて、
上記有害物質分解処理手段が水熱分解処理する水熱分解処理手段又は超臨界水酸化処理する超臨界水酸化処理手段である
ことを特徴とする有害物質処理システム。
【請求項１１】
有害物質が付着又は含有又は保存されている被処理物を無害化する有害物質処理方法であって、
被処理物から有害物質を分離する第１の分離工程を有する前処理工程と、
前処理工程において処理された被処理物を構成する構成材から紙・木・樹脂等の有機物と金属等の無機物とに分離する第２の分離工程と、
上記分離された紙・木・樹脂等の有機物を微粉砕してスラリー化する微粉砕工程と、
前処理工程で分離した有害物質及び／又はスラリー中の有害物質を分解処理する有害物質分解処理工程と
を具備してなり、
前記微粉砕工程において、上記スラリーの平均粒径を５００μｍ以下にすると共に、水溶液となった場合に粘性を増加させる性質を発現させる水溶性高分子化合物からなる安定剤を上記スラリーに添加する
ことを特徴とする有害物質処理方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
上記有害物質分解処理工程が水熱分解処理する水熱分解処理工程又は超臨界水酸化処理する超臨界水酸化処理工程である
ことを特徴とする有害物質処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、変圧器等のＰＣＢ汚染機器の完全処理を図ることができる有害物質処理システム及び処理方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
近年では、ＰＣＢ（Polychlorinated biphenyl, ポリ塩化ビフェニル：ビフェニルの塩素化異性体の総称）が強い毒性を有することから、その製造および輸入が禁止されている。このＰＣＢは、１９５４年頃から国内で製造開始されたものの、カネミ油症事件をきっかけに生体・環境への悪影響が明らかになり、１９７２年に行政指導により製造中止、回収の指示（保管の義務）が出された経緯がある。
【０００３】
ＰＣＢは、ビフェニル骨格に塩素が１〜１０個置換したものであり、置換塩素の数や位置によって理論的に２０９種類の異性体が存在し、現在、市販のＰＣＢ製品において約１００種類以上の異性体が確認されている。また、この異性体間の物理・化学的性質や生体内安定性および環境動体が多様であるため、ＰＣＢの化学分析や環境汚染の様式を複雑にしているのが現状である。さらに、ＰＣＢは、残留性有機汚染物質のひとつであって、環境中で分解されにくく、脂溶性で生物濃縮率が高く、さらに半揮発性で大気経由の移動が可能であるという性質を持つ。また、水や生物など環境中に広く残留することが報告されている。
【０００４】
このＰＣＢは平成４（1997）年に廃ＰＣＢ、ＰＣＢを含む廃油、ＰＣＢ汚染物が廃棄物の処理及び清掃に関する法律に基づく特別管理廃棄物に指定され、さらに、平成９（1997）年にはＰＣＢ汚染物として木くず、繊維くずが、追加指定された。
【０００５】
ＰＣＢ処理物となる電気機器としては、高圧トランス、高圧コンデンサ、低圧トランス・コンデンサ、柱上トランスがあり、廃ＰＣＢ等としては、熱媒体に用いたものは絶縁油として用いたもの、また、これらの洗浄に用いた灯油等があり、廃感圧紙としては、ノーカーボン紙に使用されたカプセルオイルがあり、さらに、これらのＰＣＢの使用又は熱媒の交換、絶縁油の再生、漏洩の浄化、ＰＣＢ含有物の処理等の際に用いられた活性炭や、廃白土、廃ウェス類、作業衣等のＰＣＢ汚染物がある。現在これらは厳重に保管がなされているが、早急なＰＣＢの処理が望まれている。
【０００６】
近年では、このようなトランス等に使用されているＰＣＢを処理する技術が種々開発されており、例えば特開平９−７９５３１号公報に記載の技術が知られている。
【０００７】
図８に、上記提案にかかるＰＣＢの処理方法のフローチャートを示す。
【０００８】
図８に示すように、まず、ＰＣＢが封入されているトランスから油を抜き取り（ステップＳ９０１）、さらに溶剤洗浄によって内部に付着しているＰＣＢを除去し（ステップＳ９０２）、回収する（ステップＳ９０３）。洗浄後の溶剤は、トランスから抜き出した油と共に分解処理され（ステップＳ９０４）、無害化される。
【０００９】
つぎに、油抜きしたトランスを乾燥させてＰＣＢを無酸素下高温常圧加熱によって蒸発させ（ステップＳ９０５）、ＰＣＢの飛散を防止する。そして、乾燥後のトランスを解体し（ステップＳ９０６）、ケースとトランスコアを分離する。ケースは、電炉や転炉のスクラップ源に供される（ステップＳ９０７）。一方、トランスコアは、モービルシャー等によってその銅コイルを切断され、コイル線と鉄心とに分離される（ステップＳ９０８）。
【００１０】
分離された鉄心は溶融炉にて溶融され、回収される（ステップＳ９０９）。また、分離した銅コイルおよびこれに付着した紙などの有機物は、誘導加熱炉にて溶融される（ステップＳ９１０）。そして、上記溶融した銅は回収され、各溶融炉で発生したＰＣＢガスは、１２００℃で高温熱分解することにより無害化される（ステップＳ９１１）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＰＣＢ処理方法では、銅コイルに使用されている紙などの有機物を分離することなく、溶融炉にて燃焼させるようにしているため、ＰＣＢを含む排ガスが発生し、これを高温熱分解することで無害化しようとしているが、単に高温で分解することによってはＰＣＢや副生する恐れのあるダイオキシン類を十分に除去できない問題点がある。
【００１２】
また、銅コイルを洗浄することなく燃焼させているため、ＰＣＢが付着したまま銅を回収するおそれがある。
【００１３】
一方、銅コイルを洗浄することになれば、当該銅コイルに用いられている紙や木にＰＣＢが染み込んでいるために何十時間もかかってしまい、実用的ではないという問題点がある。
【００１４】
また、ＰＣＢの燃焼処理ではＰＣＢを保存していた容器や処理等の際に用いられた活性炭や、廃白土、廃ウェス類、作業衣等のＰＣＢ汚染物の処理をすることができず、完全処理ができないという問題がある。
【００１５】
本発明は上述した問題に鑑み、例えばＰＣＢで汚染された変圧器等のＰＣＢ汚染機器の容器及びその中身並びに処理等の際に用いられた活性炭や、廃白土、廃ウェス類、作業衣等のＰＣＢ汚染物を完全に処理することができる有害物質処理システム及びその方法を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための第一番目の発明は、有害物質が付着又は含有又は保存されている被処理物を無害化する有害物質処理システムであって、被処理物から有害物質を分離する第１の分離手段を有する前処理手段と、前処理手段において処理された被処理物を構成する構成材から紙・木・樹脂等の有機物と金属等の無機物とに分離する第２の分離手段と、上記分離された紙・木・樹脂等の有機物を微粉砕してスラリー化する微粉砕手段と、前処理手段で分離した有害物質及び／又はスラリー中の有害物質を分解処理する有害物質分解処理手段とを具備してなり、上記スラリーの最大粒径が５００μｍ以下であると共に、水溶液となった場合に粘性を増加させる性質を発現させる水溶性高分子化合物からなる安定剤が上記スラリーに添加されていることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００１７】
第二番目の発明は、第一番目の発明において、上記スラリーの平均粒径が１〜１００μｍであることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００１８】
第三番目の発明は、第一番目又は第二番目の発明において、上記スラリーの２５℃における見かけ粘度が１０ＰａＳ以下であることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００１９】
第四番目の発明は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、上記スラリー濃度が０．０１〜５０重量％であることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００２０】
第五番目の発明は、第一番目から第四番目の発明のいずれかにおいて、上記スラリーの搬送速度が０．０１〜１０ｍ／秒であることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００２１】
第六番目の発明は、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、上記スラリーに分散剤を添加してなることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００２２】
第七番目の発明は、第六番目の発明において、上記分散剤がアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤から選ばれる少なくとも１種のものであることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００２３】
第八番目の発明は、第六番目又は第七番目の発明において、上記分散剤の添加量がスラリーに対して０．１〜１０重量％であることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００２４】
第九番目の発明は、第一番目から第八番目の発明のいずれかにおいて、上記無害化処理する被処理物がＰＣＢを含有するトランス、コンデンサ又は蛍光灯の安定器並びにＰＣＢ汚染物であることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００２５】
第十番目の発明は、第一番目から第九番目の発明のいずれかにおいて、上記有害物質分解処理手段が水熱分解処理する水熱分解処理手段又は超臨界水酸化処理する超臨界水酸化処理手段であることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００２６】
第十一番目の発明は、有害物質が付着又は含有又は保存されている被処理物を無害化する有害物質処理方法であって、被処理物から有害物質を分離する第１の分離工程を有する前処理工程と、前処理工程において処理された被処理物を構成する構成材から紙・木・樹脂等の有機物と金属等の無機物とに分離する第２の分離工程と、上記分離された紙・木・樹脂等の有機物を微粉砕してスラリー化する微粉砕工程と、前処理工程で分離した有害物質及び／又はスラリー中の有害物質を分解処理する有害物質分解処理工程とを具備してなり、前記微粉砕工程において、上記スラリーの平均粒径を５００μｍ以下にすると共に、水溶液となった場合に粘性を増加させる性質を発現させる水溶性高分子化合物からなる安定剤を上記スラリーに添加することを特徴とする有害物質処理方法にある。
【００２７】
第十二番目の発明は、第十一番目の発明において、上記有害物質分解処理工程が水熱分解処理する水熱分解処理工程又は超臨界水酸化処理する超臨界水酸化処理工程であることを特徴とする有害物質処理方法にある。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明による有害物質処理システムの実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
本発明の有害物質処理システムのシステム構成の概略を図１に示す。
図１に示すように、本実施の形態にかかる有害物質処理システムは、有害物質が付着又は含有又は保存されている被処理物を無害化する有害物質処理システムであって、被処理物（例えばトランス、コンデンサ等）1001である有害物質( 例えばＰＣＢ等)1002 を保存する容器1003から当該有害物質1002を分離する第１の分離手段1004と、被処理物1001を構成する構成材1001ａ，ｂ，…を解体する解体手段1005とのいずれか一方又は両方を有する前処理手段1006と、前処理手段1006において処理された被処理物を構成する構成材（コア、コンデンサ素子部等）1001ａ，ｂ，…から紙・木・樹脂等の有機物1007と金属等の無機物1008とに分離する第２の分離手段1009と、上記前処理手段1006で分離された金属製の容器1003又は上記第２の分離手段1009で分離した金属等の無機物1008を洗浄液1010で洗浄する洗浄手段1011と、洗浄後の洗浄廃液1012及び前処理手段で分離した有害物質1001のいずれか一方又は両方を分解処理する有害物質分解処理手段1013とを、有害物質が付着又は含有する紙・木・樹脂等の有機物を微粉砕してスラリー1014とする微粉砕手段1015とを具備してなるものである。
なお、本実施の形態では、供給するスラリー1014中の有害物質（ＰＣＢ）の濃度を濃度計測装置1020を用いて計測するようにしている。
【００２９】
ここで、本発明で無害化処理する有害物質としては、上記ＰＣＢ以外に、例えば塩化ビニルシート、有害廃棄塗料、廃棄燃料、有害薬品、廃棄樹脂、未処理爆薬類等を挙げることができるが、環境汚染に起因する環境ホルモン等の有害物質であればこれらに限定されるものではない。
【００３０】
また、本発明で被処理物としては、例えば絶縁油としてＰＣＢを用いてなるトランスやコンデンサ以外に、有害物質である廃棄塗料等を保存している保存容器、火薬・爆薬類が充填された爆弾等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【００３１】
ここで、被処理物の一例であるトランス、コンデンサ又は蛍光灯の安定器の概略を図５〜７を用いて説明する。
【００３２】
図５は、一般的なトランスの構造を示す一部断面図である。
図５に示すように、トランス２００は、鉄心２０１に対して銅コイル２０２を巻いたトランスコア２０３を鉄製の容器２０４内に収納した構成であり、絶縁油２０５としてＰＣＢを内部に封入したものである。また、銅コイル２０２は、銅線に絶縁紙を巻き付けた構成であり、鉄枠２０７上部には碍子２０８が設けられている。また、容器２０４の開口部は蓋２０９により密封されている。
一般的なトランスの容量範囲は、５〜１００ｋＶＡであり、本発明ではすべての範囲において処理ができる。
【００３３】
図６は、一般的なコンデンサの構造を示す一部断面図である。
図６に示すように、コンデンサ２１０は、複数の素子２１１がプレスボード２１２を介して固定バンド２１３で束ねてなるものを絶縁紙２１４で覆った状態で容器２１５内に充填され、ＰＣＢが内部の封入口２１６から封入され封止されてなるものである。なお、符号２１７は接地端子、２１８は放電抵抗、２１９は高圧端子及び２２０は碍子を各々図示する。
上記素子２１１は、アルミ箔、絶縁紙、樹脂フィルム及びスペーサ等から構成されている。
一般的なコンデンサの容量範囲は、数〜５００ｋｖａｒであり、本発明ではすべての範囲において処理ができる。
【００３４】
図７は、一般的な蛍光灯の安定器を示す概略図である。
図７に示すように、安定器本体２３０は、安定器２３１と力率改善用コンデンサー２３２とからなり、上記コンデンサー２３２中に絶縁油としてＰＣＢが使用されている。
【００３５】
これらの被処理物から有害物質を取り出すための前処理が必要となるが、例えばトランス２００やコンデンサ２１０等では、ＰＣＢを液抜きした後に、構成材を分離処理、破砕処理をするようにしている。
【００３６】
抜き出したＰＣＢや爆薬等の有害物質は、有害物質分解処理手段1013で完全分解がなされる。なお、詳細については、後述する。
【００３７】
蛍光灯用の安定器２３０を構成するコンデンサー２３２の場合容量が小さいので前処理することなく、第２の分離手段1009に直接投入すること、又は必要に応じて裁断処理した後、アルミ箔を分離することで、無害化処理することができる。
【００３８】
また、爆弾の場合には、爆弾から火薬や爆薬を抜きだした後、容器を処理するようにしている。
なお、抜き出された火薬等は有害物質分解処理手段1013で処理され、容器は洗浄される。また、樹脂製の容器は切断・破砕処理した後、スラリー化することで、有害物質分解処理手段1013で処理される。
【００３９】
また、上記有害物質が液体等の流動性を有する場合には、有害物質分解処理手段1013に直接投入することで無害化処理がなされ、その保管した容器は、構成材に有機物を含む場合には、有機物をスラリー化して無害化処理することができる。
【００４０】
ここで、上記第２の分離手段1009と有害物質分解処理手段1013とは、一つの施設内等において一体的に設けても別に設けるようにしてもよく、特に限定されるものではない。
【００４１】
これは、有害物質を移動させることが困難な場合に、前処理手段1006と、第２の分離手段1009との無害化処理の前工程を行い、その後、分離されたものを、別途設置された有害物質分解処理手段1013において、処理すればよいからである。
【００４２】
また、洗浄手段1011も洗浄専用施設を別途設置して、洗浄溶剤の管理及び排ガス処理を集中的に行うようにする場合には、本システムに必ずしも一体に設けなくてもよい。
【００４３】
なお、連続して有害物質の無害化処理するには、一つの施設内に一体的に設けるようにすることが管理上で好ましい。また、本システムを架台等に設置し、架台毎搬送手段により搬送して、有害物質処理現場へ移動して現地にて処理することも可能である。
【００４４】
また、上記第２の分離手段1009は、構成材であるコア、コンデンサ素子部等1001ａ，ｂ，…を分離した後分割破砕する破砕手段を用いて、その後破砕片とすることにより、その後の処理の効率が向上する。
【００４５】
上記破砕手段としては、例えば２軸の剪断ミル等の破砕装置を挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４６】
また、上記第２の分離手段1009が破砕手段により破砕された破砕片から紙・木・樹脂等の有機物と金属等の無機物（銅線）とに選別する選別手段を含むことにより、有用な銅等の無機物を回収することができる。
例えば銅コイルにはＰＣＢに汚染された紙や木が含まれているため、破砕片から有機物である紙・木と無機物である銅線との分離を行い、有機物はＰＣＢが付着しているので、有害物質分解処理1013で分解処理を行うと共に、無機物は洗浄手段1011で洗浄処理を行うようにしている。
【００４７】
ここで、上記選別手段としては、例えば比重選別法、磁石選別法、ふるい選別法等の自動選別法を挙げることができるが、公知の選別手段により有機物と無機物とを分離することができるものであればこれらに限定されるものではない。
【００４８】
また、選別手法としては、乾式選別又は湿式選別のいずれであっても好ましい。上記乾式選別法の場合には、選別の前に脱脂処理手段及び乾燥処理手段により、脱脂・乾燥させることでその後の処理効率が向上する。
一方、湿式選別の場合には、上記脱脂処理及び乾燥処理が不要となり、しかも水処理での選別となるので、その後の、有害物質分解処理手段1013である例えば水熱分解処理手段へそのまま選別品を移動できるので、好ましい。
この湿式選別法の場合には、乾式選別法の場合に較べ、汚染した空気を処理する必要がないので、有利である。
また、上記湿式選別で用いた処理水は再利用することも可能である。
【００４９】
以下に代表的な選別方法として、湿式比重差分離方法、気中比重差分離方法、加熱前処理後気中比重差分離方法、物理的前処理後気中比重差分離方法、化学的分離方法を説明する。
【００５０】
湿式比重差分離方法は、流水が流れ且つ振動している斜面に、有機物と無機物との破砕片を投入し、比重差により、無機物は突き上げるような斜面の振動で水流に逆行して斜面を上方側に競り上がり、一方の有機物は水流と共に斜面を下方側に流れて分離する方法である。
【００５１】
気中比重差分離方法は、有機物と無機物との破砕物を気流中で落下させ、比重の軽い有機物を気流により吹き飛ばし、分離する方法である。
【００５２】
加熱前処理後気中比重差分離方法は、上記気中比重差分離方法が有機物や水分や油分で湿っている場合には、無機物との比重差が少なくなり分離が難しくなる。そこで、有機物と無機物との破砕片を乾燥（炭化）し、有機物を乾燥軽量化した後、気流中で落下させ、比重の軽い有機物を気流により分離する方法である。
【００５３】
物理的前処理後気中比重差分離方法は、例えばコンデンサ素子のように無機物であるアルミ箔も比較的軽く単純な気中比重差分離方法が困難な場合に、有機物と無機物との破砕片を加熱し、有機物を脆化させる。その後、細孔を有する円筒状の回転籠に入れ、円筒中心軸から円筒外部へ気流を発生させて、炭化物（脆化物）を気流により砕きつつ、細孔を介して円筒外へ排出し、アルミ箔を円筒内に残留させる分離方法である。なお、円筒内部に羽等を設けて回転攪拌させることで炭化物の破砕を促進させることができる。
【００５４】
化学的分離方法は酸アルカリ分離方法と、油水分離方法とがある。
酸アルカリ分離方法は、分別すべき無機物が金属（例えばＡｌ等）の場合に適用できる。先ず有機物と無機物との破砕片を酸若しくはアルカリにより溶解し、有機物を分別する。溶解後の金属は中和により金属塩として回収する。金属表面が樹脂や油分等で被覆されている場合には、酸アルカリによる溶解が妨害される場合があるが、この場合には、前処理として例えば加熱処理することで樹脂や油分を除去し、金属を迅速に溶解処理することができる。
【００５５】
また、油水分離方法は、コンデンサ素子等のアルミ箔と紙や樹脂フィルムを分別する場合に適用することができる。先ず、素子等を裁断後、水と灯油等の油の２相液中に投入する。攪拌によりアルミ箔やフィルムは剥がれて、バラバラとなる。紙はＰＣＢを含み比重が重いので、下層の水相下部に沈降する。一方のアルミ箔及びフィルムは油との親和性が高いため表面が油分がコーティングされ、その結果水との界面張力により水相側には移行せず、油と水との界面に集まる。それぞれを金網等で回収することで、分離することができる。
【００５６】
上記分離された紙・木・樹脂等の有機物は微粉砕手段1015によりスラリー化されている。
【００５７】
また、有害物質の各種処理等の際に用いられた活性炭や、廃白土、廃ウェス類、作業衣等のＰＣＢ汚染物を処理する場合には、必要に応じて裁断又は破砕手段を介して裁断・破砕した後、上記微粉砕手段1015へ供給して、スラリー1014とすることで、その後の、有害物質分解処理手段1013へそのまま連続して供給することができる。
【００５８】
これにより、有害物質のみならず、その処理に用いた容器、処理の際に発生する各種有害物質汚染物等を一貫して完全無害化することができる。
【００５９】
また、被処理物が例えば銃砲弾、魚雷、爆弾等の場合にも、爆殻を圧搾破砕等することで脆化させて破砕することができる。
【００６０】
ここで、上記脆化手段は構成材を加熱或いは冷凍、又は紫外線照射により脆化させる法を挙げることができるが、公知の脆化手段により構成材を脆化することができるものであればこれらに限定されるものではない。
【００６１】
上記有害物質分解処理手段1013は、水熱分解処理する水熱分解処理手段又は超臨界水酸化処理する超臨界水酸化処理手段又はバッチ式水熱分解処理手段等を挙げることができるが、公知の有害物質処理手段により有害物質を分解処理することができるものであればこれらに限定されるものではない。
上記有害物質分解処理手段1013は連続して処理する方法及びバッチ処理する方法を適宜採用することができる。
【００６２】
ここで、スラリーを連続して完全分解処理するような場合には、水熱酸化分解処理手段を用いることが好ましい。
【００６３】
ここで、以下に示す実施の形態においては、被処理物としてＰＣＢが含有された容器について、ＰＣＢの無害化及びその容器構成材の無害化処理する処理システムについて具体的に説明する。
【００６４】
ＰＣＢを含有する容器としては、例えばトランス、コンデンサ、蛍光灯の安定器等が存在し、これらの無害化処理を本システムで行うことができる。
上記トランスは前述した図５に示すものであり、低濃度（数ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ）ＰＣＢ容器であり、図６に示すようなコンデンサは１００〜６０％のＰＣＢを含有する高濃度ＰＣＢ容器であり、本発明のシステムではどちらの場合でもＰＣＢ及びその容器の完全無害化処理が可能となる。
【００６５】
本発明の処理設備において、ＰＣＢ等の有害物質は水熱分解において分解処理され、容器は洗浄工程において、洗浄処理される。
しかしその構成材である紙又は木又は樹脂等の有機物質はＰＣＢ等の有害物質が含浸しているので、洗浄処理では完全処理ができない。そこで本発明では、有害物質を含む有機物質を微粉砕してスラリー1014として、それを分解処理するようにしている。
【００６６】
このスラリー化処理の概要を以下に示す。
【００６７】
図２に示すように、第２の分離手段1009において発生した紙又は木等の有機物1007を、超微粉砕ミル９４にてスラリー化してスラリー1014を得る。
このスラリー化において、容器等に付着したＰＣＢを拭き取った布切れ等も同時にスラリー1014とすることもできる。
【００６８】
上記スラリー化は、図３に示す微粉砕ミルを用いて行うことができる。
図３に示すように、この微粉砕ミル９４は、分離した有機物を投入するホッパ１０１と、ホッパ１０１を取り付けた外筒ドラム１０２と、外筒ドラム１０２内に設置され内部で回転する内筒１０３と、外筒ドラム１０２内側および内筒１０３表面に設けた攪拌翼列１０４と、微粒化を促進させる充填物１０４ａと、内筒１０３の軸受１０５と、モータおよび減速機（図示省略）とから構成されている。
また、外筒ドラム１０２内の下流には、分級目板１０６が設けられ、ホッパ１０１と外筒ドラム１０２の取り付け部分には、スラリー化に用いる油または水を導入するためのノズル１０７が設けられている。さらに、外筒ドラム１０２の下流にはスラリーの排出口１０８が設けられ、この排出口１０８はスラリー1014を受けるスラリータンク１０９に繋がっている。
【００６９】
ここで、上記スラリー化工程においてスラリー化されたスラリー1014は、有害物質処理手段1013の１次反応器１２２において処理をするが、このスラリー1014の搬送を効率的に行なう必要がある。また、有害物質の各種処理等の際に用いられた活性炭や、廃白土、廃ウェス類、作業衣等のＰＣＢ汚染物を処理する場合にもスラリーとしているので、これらも同様である。
【００７０】
先ず、スラリーを分解処理する場合には、スラリーの搬送の場合に、粘性、粒径、静置安定性の特性が重要となる。
スラリー粘度は、スラリーの濃度及びスラリー平均粒径で決定され、スラリー濃度が高い場合には、粘度が高く、平均粒径が小さい場合には、粘度が高くなる。これらの条件を勘案してスラリーの性状を以下の条件とするのがよい。
【００７１】
上記スラリーの最大粒径は、５００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下とするのがよい。これは最大粒径が５００μｍを超える場合には、スラリーを搬送する搬送手段の弁等において閉塞等の動作不良を生じる場合があるからである。
【００７２】
上記スラリーの平均粒径は、１〜１００μｍの範囲、好ましくは１０〜１００μｍの範囲とするのがよい。これは平均粒径が小さいほうが分解反応が早く進み、またスラリーの安定性が増すが、１μｍ未満となると、スラリー粘度の上昇があるので、スラリー生成に時間がかかり、好ましくないからである。
【００７３】
また、上記スラリーの２５℃における見かけ粘度は、１０ＰａＳ（１００００ｃＰ／１００-S）以下、好ましくは３ＰａＳ（３０００ｃＰ／１００-S）以下とするのがよい。これは、１０ＰａＳを超える場合には、ポンプ圧送に負担がかかり、スラリーの搬送効率が低下し、好ましくないからである。
【００７４】
また、上記スラリー濃度は、０．０１〜５０重量％、好ましくは１〜１０重量％とするのがよい。これは、５０重量％を超える場合には、スラリーの粘度が増加し、搬送に負担が生じ、スラリーの搬送効率が低下し、好ましくないからである。また、０．０１重量％未満の場合には、水分量が多くなるので、単位時間あたりの有機物処理量が少なくなり、処理効率が悪くなるからである。
【００７５】
また、上記スラリーを搬送する場合の、配管内の流速は、０．０１〜１０ｍ／秒とするのが好ましい。これは、流速が０．０１ｍ／秒未満の場合には管内のずり速度が小さくなりスラリー粘度が増加し、ポンプでの搬送に負担がかかり、スラリーの搬送効率が低下し、好ましくないからである。また、１０ｍ／秒を超える場合には、スラリーに含まれる灰分等による管内の摩耗が問題となり、好ましくないからである。
【００７６】
上記スラリーには添加剤を加えるようにしてもよい。添加剤の添加は分散性を増してスラリーの凝集を防ぐための分散効果を発現させる場合と、安定性を増してスラリーの沈降を防ぐための安定効果を発現させる場合とがある。
よって、スラリーの調整の目的により分散剤と安定剤とを適宜使いわければよい。
【００７７】
すなわち、添加剤が無添加の場合には、フロキュレーション状態となり、切断面が活性となってスラリー粒子の凝集を起こしやすいからである。よって、このフロキュレーションを解消する目的でスラリーに応じた適切な分散剤を添加して粒子の凝集を防止するようにしている。
【００７８】
また、スラリー化した後には、貯溜スラリーを攪拌手段により攪拌するようにしてスラリーの凝集を防止することが好ましい。上記攪拌手段としては、例えばダブルヘリカル翼を用いたものを挙げることができる。
【００７９】
ここで、分散剤としては、特に限定されるものではないが、界面活性作用がある例えばアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤から選ばれるものの一種又は複数種を用いることができる。
【００８０】
上記アニオン性界面活性剤としては、例えばリグニンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム等を例示することができる。特に上記リグニンスルホン酸ナトリウムはパルプ廃液から回収されたものであり紙、木への吸着に効果が発揮される。
【００８１】
上記ノニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレン、ノニルフェニルエーテル等を例示することができる。
【００８２】
上記カチオン性界面活性剤としては、例えばアルキルアミン類を例示することができる。
【００８３】
上記安定剤としては、特に限定されるものではないが、水溶液となった場合に粘性を増加する性質が発現する水溶性高分子化合物を用いることができる。
【００８４】
上記水溶性高分子化合物としては、例えばカルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ），ポリビニアルコール（ＰＶＡ）等を例示することができる。
【００８５】
上記界面活性剤の添加量は有機物に対して０．１〜１０重量％、好ましくは0.３〜５重量％とするのがよい。これは、１０重量％を超えて添加しても更なる添加効率が発現せず、一方0.１重量％未満であると、添加効果が発現しないからである。
【００８６】
また、容器洗浄工程５５において使用した界面活性剤を含む洗浄水若しくはその洗浄剤を用いるようにしてもよい。
【００８７】
つぎに、水熱分解システムにて、被処理物の前処理手段1006で油抜きした絶縁油であるＰＣＢ、ステージ２での洗浄により発生した洗浄廃液、スラリー化工程で生成したスラリー1014等を水熱分解する。
【００８８】
この水熱分解は、熱水中で炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）の結晶を析出させ、この結晶の高い表面活性によりＰＣＢの塩素（Ｃｌ）と反応することでＮａＣｌを生成する工程（脱塩素反応）と、脱塩素後のＰＣＢおよび油分を酸化して二酸化炭素と水に分解する工程（酸化分解反応）とから構成されている。
この水熱分解では、炭酸ナトリウムを用いることでＰＣＢから分離したＣｌは腐食性の高いＨＣｌではなく、無害のＮａＣｌとなるため、環境中に排出することが可能になる。
【００８９】
図４は、有害物質処理手段1013で用いるＰＣＢの水熱分解処理システム１２０の構成図である。
【００９０】
図４に示すように、筒形状の一次反応器１２２と、燃焼用の油１２３ａ、液抜きしたＰＣＢ１２３ｂ、水酸化ナトリウム１２３ｃ及び水１２３ｄを各々加圧する加圧ポンプ１２４ａ〜ｄと、水と水酸化ナトリウムとの混合液を予熱する予熱器１２５と、例えば配管を巻いた構成の二次反応器１２６と、冷却器１２７および減圧弁１２８を備えている。また、減圧弁１２７の下流には、気水分離器１２９、活性炭槽１３０が配置されており、排ガス（ＣＯ2）１３１は煙突１３２から外部へ排出され、排水（Ｈ2Ｏ，ＮａＣｌ）１３３は別途、必要に応じて排水処理される。
また、酸素の配管１３５は、一次反応器１２２に対して直結している。
なお、反応器は、必要に応じて例えば１次反応器を並設したり、又は上記二次反応器１２６を必要に応じて省略することもできる。
【００９１】
上記装置において、加圧ポンプ１２４ａ〜ｄによる加圧により一次反応器１２２内は、約２６ＭＰａまで昇圧される。また、予熱器１２５は、ＰＣＢ、Ｈ2ＯおよびＮａＯＨの混合処理液１２３を３００℃程度に予熱する。また、一次反応器１２２内には酸素が噴出しており、内部の反応熱により３７０℃〜４００℃まで昇温する。この亜臨界状態の水熱中で析出した炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）の結晶とＰＣＢとが反応し、脱塩素反応および酸化分解反応を起こし、ＮａＣｌ、ＣＯ2およびＨ2Ｏに分解されている。
つぎに、冷却器１２７では、二次反応器１２６からの流体を１００℃程度に冷却すると共に後段の減圧弁１２８にて大気圧まで減圧する。そして、気水分離器１２９によりＣＯ２および水蒸気と処理水とが分離され、ＣＯ2および水蒸気は、活性炭槽１３０を通過して環境中に排出される。
【００９２】
ここで、反応器である１次反応器１２２及び二次反応器１２２内でのＰＣＢの水熱分解反応について説明する。
【００９３】
まず、反応開始時には油、有機溶剤等が酸化剤供給源から塔内に供給される酸化剤（本実施形態では酸素を使用する）により酸化され二酸化炭素を生成する。例えば、有機溶剤としてトルエン（Ｃ6Ｈ5ＣＨ3）を使用した場合を例にとると、Ｃ6Ｈ5ＣＨ3＋９Ｏ2→４Ｈ2Ｏ＋７ＣＯ2の反応によりＣＯ2が生成する。この酸化反応は発熱反応であり、これにより系内の温度は上昇し、それに応じて圧力も上昇する。
本実施形態では、一次反応器１２２内の温度、圧力はそれぞれ３７０℃、２６ＭＰａ程度に維持した場合に最もＰＣＢの分解率が向上することが判明している。
【００９４】
上記により生成したＣＯ2は、一次反応器１２２内にＰＣＢとともに供給された水酸化ナトリウムと反応し炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）を生成する。
２ＮａＯＨ＋ＣＯ2→Ｎａ2ＣＯ3＋Ｈ2Ｏ            （Ａ）
次に、上記（Ａ）の反応により生成したＮａ2ＣＯ3は、ＰＣＢと反応し、ＰＣＢを脱塩及び酸化分解する。
Ｃ12Ｈ6Ｃｌ4＋１２．５Ｏ2＋２Ｎａ2ＣＯ3
→４ＮａＣｌ＋３Ｈ2Ｏ＋１４ＣＯ2    （Ｂ）
なお、上記の塩素数４のＰＣＢの場合であるが、他の塩素数のものについても同様な反応が生じ、ＰＣＢがＨ2Ｏ、ＣＯ2、ＮａＣｌに分解される。
上記（Ｂ）の反応により生じたＣＯ2は更に、上記（Ａ）の反応によりＮａＯＨと反応し（Ｂ）の反応に必要とされるＮａ2ＣＯ3を生成するようになる。
ところで、上記（Ｂ）のＰＣＢ分解反応においては、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）は反応剤として作用する他に、（Ｂ）の分解反応は促進する触媒としても作用している。また、上記（Ｂ）の分解反応はアルカリ雰囲気（例えばｐＨ１０以上）で促進されることが判明している。
【００９５】
上記水熱分解装置１２０によれば、現在でのＰＣＢの排出基準値（３ｐｐｂ）以下の０．５ｐｐｂ以下まで分解でき、完全分解ができる。
これによりＰＣＢ含有物品の完全処理が可能となり、ＰＣＢの完全消滅が可能となる。
【００９６】
また、１次反応器１２２に供給されるスラリー1014の性状を上述した特有のパラメータとすることで、スラリーの搬送効率及び分解効率が向上し、ＰＣＢ等の有害物質の迅速的且つ効率的な処理を行なうことができる。
【００９７】
このように、上記水熱分解システム１２０を用いることで、熱水中にて確実にＰＣＢを分解することができるようになる。また、ＰＣＢ以外の有機化合物も分解可能であり、ＰＣＢ中に含まれるダイオキシン類、ＰＣＢに汚染された紙、木、布などの有機物、およびケースの洗浄に使用する洗浄剤も同様に分解処理が可能になる。なお、上記水熱分解方法は本願出願人により既に開示されており、詳しくは特開平１１−６３９号公報、特開平１１−２５３７９５号公報等を参照されたい。以上のＰＣＢ処理方法によれば、ＰＣＢを含むトランス等を安全かつ確実に処理することができる。
【００９８】
上記システムにおいて、上記スラリー1014及び洗浄廃液1012並びに外部から供給されるＰＣＢ汚染物のＰＣＢの濃度が様々であっても、水熱分解処理装置１２０で処理する前において、ＰＣＢ濃度計測手段1020を用いて計測するようにしている。
上記ＰＣＢ濃度計測手段1020は、例えば一定量採取した試料（スラリー）を炭化させる炭化手段と、該炭化した試料から有機ハロゲン化物を有機溶剤で抽出する抽出手段と、該有機溶剤中の有機ハロゲン化物を測定する蛍光Ｘ線測定手段とを具備してなり、スラリー1014中に含浸する有機ハロゲン化物の全量が炭化によりむきだしにし、該ＰＣＢを有機溶剤で抽出し、塩素のＸ線強度からＰＣＢ濃度を簡易且つ迅速に計測するものである。
これにより、高濃度ＰＣＢであるか、低濃度ＰＣＢ（数ｐｐｍ）であるかをその都度確認することができる。よって、必要に応じて、そのＰＣＢ濃度に応じた分解処理をすることができる。
【００９９】
以上述べたように、上記実施の形態およびその変更例では、本願出願人による水熱分解装置を挙げたが、当該構成に限定されず、同原理を実施できる装置であればどのような構成であってもよい。さらに、上記実施の形態やその変更例においては、ＰＣＢ処理方法として水熱分解法を挙げたが、これに代えて超臨界水酸化法を用いるようにしてもよい。超臨界水酸化法は、高圧ポンプにより臨界圧力以上に水を加圧し、この中にＰＣＢを含む有機物や洗浄廃液を投入し、酸化剤によって酸化分解するものである。超臨界水酸化法によれば、極めて短時間で高い反応効率が得られる。また、水熱分解法と同様に、ダイオキシンなどの有害物質が発生しないという利点がある。
【０１００】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明によれば、例えばＰＣＢ等の有害物質を分解処理する処理設備に供給されるスラリーの性状を上述した特有のパラメータとすることで、スラリーの搬送効率及び分解効率が向上し、ＰＣＢ等の有害物質の迅速的且つ効率的な処理を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  有害物質処理システムのシステム構成概略図である。
【図２】  微粉砕手段の概略図である。
【図３】  微粉砕ミルの工程図である。
【図４】  水熱分解処理システムの概略図である。
【図５】  一般的なトランスの構造を示す断面図である。
【図６】  一般的なコンデンサの構造を示す断面図である。
【図７】  一般的な安定器の構造を示す断面図である。
【図８】  従来のＰＣＢの処理方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1001  被処理物
1002  有害物質（例えばＰＣＢ)
1003  容器
1004  分離手段
1005  解体手段
1006  前処理手段
1007  有機物
1008  無機物
1009  分離手段
1010  洗浄液
1011  洗浄手段
1012  洗浄廃液
1013  有害物質分解処理手段
1014  スラリー
1015  スラリー化手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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