(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受け入れたハロゲン化炭化水素を含む被処理液と接触させるための１乃至複数段の触媒層を内部に備え、また前記被処理液に対して超音波を加振する超音波加振手段と紫外線を照射する紫外線照射手段とを備え、触媒の存在下及び超音波加振と紫外線照射の下で前記被処理液中のハロゲン化炭化水素の分解反応を行わせる第１分解槽と、受け入れたハロゲン化炭化水素を含む被処理液と接触させるための１乃至複数段の触媒層を内部に備え、また被処理液に対して超音波を加振する超音波加振手段と紫外線を照射する紫外線照射手段と被処理液にアルカリ液を加えるアルカリ注液手段とを備え、触媒とアルカリの存在下及び超音波加振と紫外線照射の下で前記第１分解槽を通過してきた被処理液中のハロゲン化炭化水素の分解反応を行わせる第２の分解槽とを少なくとも有するハロゲン化炭化水素の分解処理装置であって、
一方の分解槽においては触媒層に疎水性の触媒を多く使用し、他方の分解槽においては分解槽の触媒層には親水性の触媒を多く使用することで、第１分解槽と第２分解槽での触媒層の全体としての極性を異ならしめると共に、一方の分解槽においては超音波加振手段による超音波の周波数を低く、他方の分解槽では超音波加振手段による超音波の周波数を高く設定してあることを特徴とするハロゲン化炭化水素の分解処理装置。
【請求項２】
第１分解槽においては触媒層に疎水性の触媒を多く使用すると共に周波数の低い超音波を用い、第２分解槽においては触媒槽に親水性の触媒を多く使用すると共に周波数の高い超音波を用いることを特徴とする請求項１に記載のハロゲン化炭化水素の分解処理装置。
【請求項３】
第１分解槽においては高賦活活性炭を主たる触媒とし、超音波加振手段による超音波の周波数を２０〜６０ｋＨｚとし、第２分解槽においては高活性酸化チタンを主たる触媒とし、超音波加振手段による超音波の周波数を１００〜５００ｋＨｚとし、且つ第１、第２分解槽での紫外線照射手段による紫外線の波長を１５０〜３００ｎｍとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のハロゲン化炭化水素の分解処理装置。
【請求項４】
被処理液を分解槽に送る前に予め加温するための加温手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のハロゲン化炭化水素の分解処理装置。
【請求項５】
分解槽を経た被処理液を中和させるための中和槽と、該中和槽を経た被処理液を活性炭等の吸着層に通すことで残余のハロゲン化炭化水素を吸着除去するための吸着塔とを備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のハロゲン化炭化水素の分解処理装置。
【請求項６】
ハロゲン化炭化水素はトリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、ジクロルメタンを含む塩素系ハロゲン化炭化水素であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のハロゲン化炭化水素の分解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハロゲン化炭化水素の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、ジクロルメタン等のハロゲン化炭化水素は、高性能の溶解性、特殊溶剤機能を有するものとして従来から用いられてきたが、その発ガン性が議論の対象とされてきたため、微量といえども完全に処理して無害化する必要が生じてきた。
これまで使用済み等のハロゲン化炭化水素やその含有排水は、廃液処理業者による引き取り、或いは高温分解法やその他の処理により無害化の上、廃棄されてきたが、廃棄物規制、環境改善等の観点から抜本的な無害化策が必要とされてきた。
また最近では、高温・触媒分解法、脱塩素化法等の無害化対策が開発されてはいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらハロゲン化炭化水素の処理を高温にて行う場合は、処理コストが高くつき、更に熱分解に伴ってダイオキシン等の反応中間生成物の副成のリスクもあり、実現化には大きな足かせとなっていた。
このため、この種のハロゲン化炭化水素を安全に且つ確実に分解して無害化する新たな手段の開発、実用化の要請が益々増大しており、望まれるところであった。
【０００４】
そこで本発明は上記従来のハロゲン化炭化水素の高温分解処理装置等における問題を解消し、安全性、信頼性、省エネルギー性に優れた新たなハロゲン化炭化水素の分解処理装置の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、ハロゲン化炭化水素を含む被処理液に対して、触媒の存在下、超音波を加振すると共に紫外線を照射することで前記ハロゲン化炭化水素を効果的に分解することができることを知得し、またハロゲン化炭化水素を含む被処理液をアルカリ性に調整した上で、触媒の存在下、超音波を加振すると共に紫外線を照射することで前記ハロゲン化炭化水素を効果的に分解することができることを知得し、本発明を完成した。
即ち、本発明のハロゲン化炭化水素の分解処理装置は、受け入れたハロゲン化炭化水素を含む被処理液と接触させるための１乃至複数段の触媒層を内部に備え、また前記被処理液に対して超音波を加振する超音波加振手段と紫外線を照射する紫外線照射手段とを備え、触媒の存在下及び超音波加振と紫外線照射の下で前記被処理液中のハロゲン化炭化水素の分解反応を行わせる第１分解槽と、受け入れたハロゲン化炭化水素を含む被処理液と接触させるための１乃至複数段の触媒層を内部に備え、また被処理液に対して超音波を加振する超音波加振手段と紫外線を照射する紫外線照射手段と被処理液にアルカリ液を加えるアルカリ注液手段とを備え、触媒とアルカリの存在下及び超音波加振と紫外線照射の下で前記第１分解槽を通過してきた被処理液中のハロゲン化炭化水素の分解反応を行わせる第２の分解槽とを少なくとも有するハロゲン化炭化水素の分解処理装置であって、
一方の分解槽においては触媒層に疎水性の触媒を多く使用し、他方の分解槽においては分解槽の触媒層には親水性の触媒を多く使用することで、第１分解槽と第２分解槽での触媒層の全体としての極性を異ならしめると共に、一方の分解槽においては超音波加振手段による超音波の周波数を低く、他方の分解槽では超音波加振手段による超音波の周波数を高く設定してあることを第１の特徴としている。
また本発明のハロゲン化炭化水素の分解処理装置は、上記第１の特徴に加えて、第１分解槽においては触媒層に疎水性の触媒を多く使用すると共に周波数の低い超音波を用い、第２分解槽においては触媒槽に親水性の触媒を多く使用すると共に周波数の高い超音波を用いることを第２の特徴としている。
また本発明のハロゲン化炭化水素の分解処理装置は、上記第１又は第２の特徴に加えて、第１分解槽においては高賦活活性炭を主たる触媒とし、超音波加振手段による超音波の周波数を２０〜６０ｋＨｚとし、第２分解槽においては高活性酸化チタンを主たる触媒とし、超音波加振手段による超音波の周波数を１００〜５００ｋＨｚとし、且つ第１、第２分解槽での紫外線照射手段による紫外線の波長を１５０〜３００ｎｍとしたことを第３の特徴としている。
また本発明のハロゲン化炭化水素の分解処理装置は、上記第１〜第３の何れか特徴に加えて、被処理液を分解槽に送る前に予め加温するための加温手段を備えたことを第４の特徴としている。
また本発明のハロゲン化炭化水素の分解処理は、上記第１〜第４の何れか特徴に加えて、分解槽を経た被処理液を中和させるための中和槽と、該中和槽を経た被処理液を活性炭等の吸着層に通すことで残余のハロゲン化炭化水素を吸着除去するための吸着塔とを備えたことを第５の特徴としている。
また本発明のハロゲン化炭化水素の分解処理装置は、上記第１〜第５の何れか特徴に加えて、ハロゲン化炭化水素はトリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、ジクロルメタンを含む塩素系ハロゲン化炭化水素であることを第６の特徴としている。
【０００６】
上記第１の特徴によれば、被処理液は先ず第１分解槽に送られ、被処理液中のハロゲン化炭化水素が分解反応される。そして第１分解槽を通過した被処理液は更に第２分解槽に送られ、そこで第２回目として分解反応される。第１分解槽では、アルカリ液を加えることなく、触媒層と超音波加振と紫外線照射を行うことにより、先ずハロゲン化炭化水素の内の比較的分解されやすいもの等の一部の種類が先ず分解される。また第２分解槽では、被処理液にアルカリ液が加えられた上で、触媒層と超音波加振と紫外線照射とにより分解反応が進められ、その結果、第１分解槽で分解されなかった種類のハロゲン化炭化水素やその分解中間生成物等が更に分解される。このように、第１分解槽と第２分解槽とで２回にわたってハロゲン化炭化水素の分解反応を起こさせることで、被処理液中の種々のハロゲン化炭化水素の分解をより確実に行うことができる。
そして、特に第１の特徴によれば、一方の分解槽の触媒層には疎水性の触媒を多く使用し、他方の分解槽の触媒層には親水性の触媒を多く使用することで、第１分解槽と第２分解槽での触媒槽の全体としての極性を異ならしめることで、疎水性の触媒を多く使用している方の分解槽では、ハロゲン化炭化水素の内、疎水性の触媒によって分解されやすいものが効果的に分解され、親水性の触媒を多く使用している方の分解槽では、親水性の触媒によって分解されやすいものが効果的に分解される。これによって、被処理液中の種々のハロゲン化炭化物の分解を第１、第２の分解槽にてより確実に分解することができる。
加えて、一方の分解槽では超音波加振の周波数を低く、他方の分解槽では超音波加振の周波数を高く設定することで、低い周波数の超音波を用いている分解槽では、ハロゲン化炭化水素の内、低い周波数でも十分に分解反応するものや低い周波数でよく反応するものが効果的に分解され、また高い周波数の超音波を用いている分解槽では、低い周波数では反応が弱いものや高い周波数でよく反応するものが効果的に分解される。これによって、被処理液中の種々のハロゲン化炭化物の分解を第１、第２の分解槽にてより確実に分解することができる。
【０００７】
また上記第２の特徴によれば、上記第１の特徴による作用効果に加えて、第１分解槽では、アルカリ液が加えられることなく、疎水性の触媒を多く使用した触媒層により、周波数の低い超音波の加振と紫外線照射の下に、被処理液中のハロゲン化炭化水素の分解反応が行われる。これによって、被処理液中のハロゲン化炭化水素の内、それらの条件にあった比較的分解されやすい種類のハロゲン化炭化水素が先ず分解される。そして第２分解槽では、アルカリ液が加えられ、親水性の触媒を多く使用した触媒層により、周波数の高い超音波の加振と紫外線照射の下に、被処理液中のハロゲン化炭化水素の内、それらの条件にあった比較的分解され難い種類のハロゲン化炭化水素や反応中間生成物が分解される。これによって被処理液中の種々のハロゲン化炭化物の分解を第１、第２の分解槽にて、分解されやすいもの順に確実に分解してゆくことができる。
【０００８】
また上記第３の特徴によれば、上記第１又は第２の特徴による作用効果に加えて、第１分解槽では、アルカリ液が加えられることなく、高賦活活性炭を主たる触媒とし、周波数が２０〜６０ｋＨｚの超音波の加振と、１５０〜３００ｎｍの波長の紫外線照射の下に、被処理液中のハロゲン化炭化水素の分解反応が行われる。これによって、被処理液中のハロゲン化炭化水素の内、それらの条件にあった比較的分解されやすい種類のハロゲン化炭化水素が先ず分解される。そして第２分解槽では、アルカリ液が加えられ、高活性酸化チタンを主たる触媒とし、周波数が１００〜５００ｋＨｚの超音波の加振と、１５０〜３００ｎｍの波長の紫外線照射の下に、第１分解槽では分解されなかったハロゲン化炭化水素や反応中間生成物の分解が効果的に行われる。これによって、被処理液中に含まれる種々のハロゲン化炭化物の分解を第１、第２の分解槽にて順次確実に分解してゆくことができる。
【０００９】
また上記第４の特徴によれば、上記第１〜第３の何れかの特徴による作用効果に加えて、被処理液を分解槽に送る前に予め加温するための加温手段を備えたことで、被処理液を予め加温することができ、分解槽でのハロゲン化炭化水素の分解反応がより促進される。
【００１０】
また上記第５の特徴によれば、上記第１〜第４の何れかの特徴による作用効果に加えて、分解槽を経た被処理液を中和させるための中和槽と、該中和槽を経た被処理液を活性炭等の吸着層に通すことで残余のハロゲン化炭化水素を吸着除去するための吸着塔とを備えたことで、分解槽を経た被処理液中にハロゲン化炭化水素が完全には分解されずに残留することがあっても、それらの残留ハロゲン化炭化水素は活性炭等の吸着層にて吸着され、よって一層確実に被処理液から除去される。
【００１１】
また上記第６の特徴によれば、上記第１〜第５の何れかの特徴による作用効果に加えて、ハロゲン化炭化水素はトリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、ジクロルメタンを含む塩素系ハロゲン化炭化水素であるので、工業用等として多く使用されてきたそれら塩素系ハロゲン化炭化水素を、熱分解等によるダイオキシン等の有害物質の発生を引き起こすことなく、また大量のエネルギーを使用することなく、確実に分解させて無害化することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の装置の実施形態を更に説明する。
図１は本発明装置の実施形態にかかるハロゲン化炭化水素の分解処理装置の概略構成図である。
【００１３】
図１を参照して、ハロゲン化炭化水素若しくはハロゲン化炭化水素を含有する原液Ａに溶媒となる液Ｂを適当に加え或いは加えることなく、ハロゲン化炭化水素を含む被処理液Ｃとし、この被処理液Ｃを供給ポンプ１等を用いて供給し、フィルタ２を介してダスト等の固形物を除去した後、熱交換器３１や加熱器３２による加熱手段３によって適当に加温し、第１分解槽４に送る。
前記第１分解槽４を経た被処理液Ｃは第２分解槽５に送られる。
前記加熱手段３によって加熱された被処理液Ｃの温度を検出する温度センサ３２１が、加熱器３２に付随して或いは加熱器３２から第１分解槽４までの（第１分解槽４を含む）流路に設けられる。
【００１４】
前記第１分解槽４には、その内部に被処理液Ｃと接触させるための１乃至複数段の触媒層４１を備えている。この１乃至複数段の触媒層４１には、単一若しくは複数種類の触媒Ｓを組み合わせて充填している。
また第１分解槽４には、該分解槽４内の被処理液Ｃに対して超音波を加振するための超音波加振手段４２を設備している。
また第１分解槽４には、該分解槽４内の被処理液Ｃに対して紫外線を照射する紫外線照射手段４３を設備している。
その他に第１分解槽４には、該分解槽４に生じる極く微量の気相揮散ハロゲンを分解して大気連通させるための酸化チタン薄膜層等の気相ハロゲン用薄膜触媒層４４を設けている。
更に、第１分解槽４内の最終流路位置或いは第１分解槽４から第２分解槽５への途中の位置に、前記第１分解槽４において分解処理された被処理液Ｃのハロゲンイオン濃度を検出するためのハロゲンイオン濃度センサ４５を設けるようにすることができる。
【００１５】
前記第２分解槽５には、同様に、その内部に被処理液Ｃと接触させるための１乃至複数段の触媒層５１を備え、この１乃至複数段の触媒層５１に単一若しくは複数種類の触媒Ｓを組み合わせて充填している。
また第２分解槽５には、該分解槽５内の被処理液Ｃに対して超音波を加振するための超音波加振手段５２、紫外線を照射するための紫外線照射手段５３を設備している。
また第２分解槽５には、該分解槽５に生じる極く微量の気相揮散ハロゲンを分解して大気連通させるための酸化チタン薄膜層等の気相ハロゲン用薄膜触媒層５４を設けている。
また第２分解槽５内の最終流路位置或いはその下流位置に、前記第２分解槽５において分解処理された被処理液Ｃのハロゲンイオン濃度を検出するためのハロゲンイオン濃度センサ５５を設けている。
また第２分解槽５に対して、アルカリ液を注液して被処理液Ｃに加えるアルカリ注液手段５６として、アルカリタンク５６ａと流量調節器５６ｂが設けられている。流量調節器５６ｂは後述のコントローラ１８によって制御される。
【００１６】
前記第２分解槽５を経た被処理液Ｃは、搬送ポンプ７等により前記熱交換器３１に送られ、熱交換媒体として作用した後、中和槽８に送られる。
一方、前記第２分解槽５での被処理液Ｃの分解が十分でないと後述するコントローラ１８で判断された場合には、三方弁６等の弁を介して、被処理液Ｃの流路を切り換えて、前記第１分解槽４よりも上流の適当な流路位置、例えば供給ポンプ１の上流にリターンさせ、再分解に供されるようにすることもできる。
前記中和槽８に対して酸タンク８１が設けられ、流量調節器８２を経て適量の酸が中和槽８に供給されることで、被処理液Ｃを中和する構成とされている。
また前記中和槽８において中和処理された被処理液ＣのｐＨを検出するため、ｐＨセンサ８３が中和槽８内の最終流路位置或いは中和槽８の下流位置に設けられる。
【００１７】
前記中和槽８で処理された被処理液Ｃは、吸着塔９に送られる。吸着塔９には活性炭等の吸着剤からなる吸着層９１が配備されており、前記被処理液Ｃに残留しているハロゲン化炭化水素がある場合には、これを吸着除去する。吸着塔９を経た被処理液Ｃは排水１０等される。
前記吸着塔９に対して水蒸気供給手段１１が設けられている。該水蒸気供給手段１１から一定のインターバルをもって水蒸気を吸着処理停止状態の吸着塔９に送り込むことで、吸着層９１に吸着されているハロゲン化炭化水素を遊離させ、吸着層９１の再生を行うようにしている。前記吸着塔９を通過した水蒸気はコンデンサ１２によって凝縮された後、弁１３等を介して上記液Ｂとして供給ポンプ１の入口側に還流されるように構成されている。
【００１８】
なお被処理液Ｃ中のハロゲン化炭化水素の濃度が低い場合には、その被処理液Ｃを前記フィルタ２通過後に切換弁１４を介して前置吸着塔１５に送り、活性炭素等の吸着剤からなる吸着層１５１によってハロゲン化炭化水素を除去して排出１６することで、処理すべき被処理液Ｃの量を減らすようにしている。吸着層１５１に捕らえられたハロゲン化炭化水素は、適当なインターバルで前記水蒸気供給手段１１から供給される水蒸気によって遊離され、弁１７を介して前記熱交換器３１の手前の流路に戻される。
【００１９】
装置全体の運転制御はコントローラ１８で行うように構成している。コントローラ１８は、センサ３２１、４５、５５、８３やその他の装置各部のセンサ類からの情報を入力し、予め記憶させているプログラムに基づいて所定の制御動作を装置各部に指令する。
【００２０】
上記において原液Ａは、既述したようにハロゲン化炭化水素の液そのもの或いはハロゲン化炭化水素を含有する液とする。ハロゲン化炭化水素としては、トリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、ジクロルメタンが対象となる。その他にＰＣＢ、四塩化炭素、１．２−ジクロルエタン、シス−１．２−ジクロルエチレン、１．１．１−トリクロルエタン、１．１．２−トリクロルエタン、１．１−ジクロルエチレン、１．３−ジクロルプロペン等の塩素系炭化水素、フロン等のフッ素系炭化水素、ヨウ素系炭化水素、臭素系炭化水素が対象となる。
【００２１】
また前記液Ｂは水とするが、吸着塔９の吸着層９１の再生に用いた水蒸気の凝縮された水も液Ｂとして用いる。
原液Ａに対して加える液Ｂの量は、得られる被処理液Ｃのハロゲン化炭化水素濃度が予め定めた濃度範囲になるように調整する。前記濃度範囲は実験等でハロゲン化炭化水素の種類毎に適当な範囲を定めることができる。勿論、ハロゲン化炭化水素液そのものを被処理液Ｃとすることも可能である。
【００２２】
前記加熱手段３による被処理液Ｃの加熱は、必ずしも必要ではないが、良好な分解を促進するために加温するのが望ましい。加温の程度は、例えば３０〜６０℃とすることができるが、１５〜７０℃の範囲としてもよい。ハロゲン化炭化水素の種類や、その他の触媒の種類、超音波加振の条件に応じて、予め実験等により好ましい温度範囲を採用する。
加熱器３２の温度センサ３２１の検出温度はコントローラ１８に送られ、コントローラ１８は予め記憶させておいた設定温度と比較し、被処理液Ｃの温度が設定温度になるように加熱器３２を制御する。
【００２３】
前記第１分解槽４内に備えられている触媒層４１に充填される触媒Ｓは、主たる触媒Ｓとしての高賦活活性炭と従たる触媒Ｓとしての高活性酸化チタンとを３対１の割合で用い、触媒層４１の第１段に高賦活活性炭を充填し、第２段に高活性酸化チタンを充填するようにすることができる。
また第１分解槽４における超音波加振手段４２による超音波加振の周波数は、これを２０〜６０ｋＨｚとすることができる。また超音波加振の出力は、時間との関係もあるが、１０〜５０Ｗとすることができる。
一方、第２分解槽５内に備えられている触媒層５１に充填される触媒Ｓは、主たる触媒Ｓとしての高活性酸化チタンと従たる触媒Ｓとしての活性アルミナとを３対１の割合で用い、触媒層５１の第１段に高活性酸化チタンを充填し、第２段に活性アルミナを充填するようにすることができる。
また第２分解槽５における超音波加振手段５２による超音波周波数は、これを１００〜５００ｋＨｚとすることができる。また超音波加振の出力は、時間との関係もあるが、２０〜１５０Ｗとすることができる。
更に第１分解槽４及び第２分解槽５での紫外線照射手段４３、５３による紫外線照射の波長を１５０〜３００ｎｍとすることができる。
勿論、前記第１分解槽４及び第２分解槽５の内部に配備される触媒Ｓは、被処理液Ｃとの接触が十分に行われるように被処理液Ｃに対して浸漬された状態にするのが好ましい。
【００２４】
前記第１分解槽４の触媒層４１に用いられる触媒Ｓは、上記高賦活活性炭を主たる触媒Ｓとするが、従たる触媒Ｓは上記高活性酸化チタン以外のものを用いることができる。同様に前記第２分解槽５の触媒層に５１に用いられる触媒Ｓは、上記高活性酸化チタンを主たる触媒Ｓとするが、従たる触媒Ｓは上記活性アルミナ以外のものを用いてもよい。
【００２５】
また上記第１分解槽４の触媒層４１に疎水性の触媒Ｓを多く用い、第２分解槽５１に親水性の触媒Ｓを用いるようにすることができる。このように第１、第２の分解槽４、５において、用いる触媒Ｓの全体としての極性を異なるものにすることで、第１分解槽４においては、ハロゲン化炭化水素の内、疎水性の触媒によって分解されやすいものが効果的に分解され、また第２分解槽５では、親水性の触媒によって分解されやすいものが効果的に分解される。
勿論、第１分解槽４に親水性の触媒Ｓを多く用い、第２分解槽５に疎水性の触媒Ｓを多く用いるようにしてもよい。
【００２６】
また第１分解槽４と第２分解槽５とでそれぞれ使用される触媒Ｓは、必ずしも上記で限定した触媒Ｓに限定されるものではない。即ち、前記第１分解槽４及び第２分解槽５に用いられる触媒Ｓは、高賦活活性炭等の活性炭、高活性酸化チタン等の酸化チタン、活性アルミナ等のアルミナ、酸化銅、酸化ニッケルのうちの何れか１種類以上を有効物質として用いることができる。また触媒Ｓを他の物質と組み合わせて用いることができる。触媒Ｓはペレット状やフレーク状で、層をなして使用する。
前記した種々の触媒Ｓを第１分解槽４や第２分解槽５において、どのように選択して用いるかは、被処理液Ｃに含まれるハロゲン化炭化水素の種類、その他の条件に応じて予め実験等により適当な触媒Ｓ及びその組み合わせを決定することになる。
勿論、第１分解槽４はアルカリ液を加えるようにしていないことからしても、被処理液中のハロゲン化炭化水素の内の比較的分解されやすいものを先ず分解させるという、第１段的な分解層の役割を果たすものであるから、その分解されやすいハロゲン化炭化水素に対して適合するような触媒Ｓの種類を採用することになる。また第２分解槽５では、アルカリ液をも加えて、比較的分解され難いハロゲン化炭化水素をも分解させる役割を果たすものとして、より分解され難いハロゲン化炭化水素にも効き目のある強力な触媒Ｓの種類を採用することになる。
【００２７】
第１分解槽４及び第２分解槽５において、触媒層４１、５１は複数に区分された複数段の槽からなるようにすることができる。この場合には、各段の槽にはそれぞれ異なる触媒Ｓ或いは同種の触媒Ｓが充填され、被処理液Ｃは各段の槽を順次、短絡することなく通過しながら移動していく間に十分に触媒Ｓと接触し、且つ十分な反応時間を得ることができる。
【００２８】
第１分解槽４と第２分解槽５における超音波加振手段４２、５２による超音波周波数は、上記２０〜６０ｋＨｚと１００〜５００ｋＨｚに限定されるものではない。超音波加振手段４２、５２による超音波周波数は、第１分解槽４において低い周波数の超音波を用い、第２分解槽５において高い周波数の超音波とすることができる。
第１分解槽４で超音波加振の周波数を低く、第２分解槽５で超音波加振の周波数を高く設定することで、第１分解槽４では、ハロゲン化炭化水素の内、低い周波数でも十分に分解反応するものや低い周波数でよく反応するものが効果的に分解され、第２分解槽５ではは、低い周波数では反応が弱いものや高い周波数でよく反応するものが効果的に分解される。これによって、被処理液中の種々のハロゲン化炭化物の分解を第１、第２の分解槽にてより確実に分解することができる。
勿論、第１分解槽４で超音波加振の周波数を高く、第２分解槽５で超音波加振の周波数を低く設定するようにしてもよい。ただし、第１分解槽４は、被処理液Ｃ中のハロゲン化炭化水素の内の比較的分解されやすいものを先ず分解させるという第１段的な分解層の役割を果たすものであることを考慮するに、通常的には超音波加振についても周波数の低い超音波を用いる。一方、第２分解槽５では、分解が容易でないハロゲン化炭化水素をも分解させる目的から周波数の高い超音波を用いる。
【００２９】
上記第１分解槽４と第２分解槽５とでそれぞれ使用される超音波は、必ずしも上記で限定した超音波の周波数や触媒Ｓに限定されるものではない。第１分解槽４と第２分解槽５で用いる超音波の周波数は、１０〜５００ｋＨｚのものを、ハロゲン化炭化水素の種類や触媒Ｓの種類、その他の条件との関係において、予め実験等により好ましい分解が得られる周波数の範囲を定めることができる。
また超音波加振の出力については、勿論、時間との関係もあるが、第１分解槽４及び第２分解槽５において、上記した１０〜５０Ｗ、２０〜１５０Ｗに限定されるものではなく、ハロゲン化炭化水素の種類や触媒Ｓの種類、その他の条件との関係において、それぞれ予め実験によって適当な出力範囲を得ておくことになる。
第１分解槽４と第２分解槽５とにおける超音波加振手段４２、５２は、それぞれ被処理液Ｃに効率よく加振できるように、複数個を分散させて分解槽４、５の回りに配置させることができる。
【００３０】
前記第１分解槽４及び第２分解槽５で用いる紫外線照射の波長は１５０〜３００ｎｍとするが、より好ましくは２００〜２５０ｎｍとすることで、ハロゲン化炭化水素のより良好な分解反応を期待できる。
更に紫外線照射の出力は、照射時間との関係もあるが、第１分解槽４及び第２分解槽５において、ハロゲン化炭化水素の種類や触媒Ｓの種類、その他の条件との関係において、それぞれ実験によって予め適当な出力範囲を得ておくことになる。
【００３１】
前記アルカリ注液手段５６から第２分解槽５に注液され、被処理液Ｃに加えられるアルカリ液は、例えば水酸化ナトリウム水溶液とすることができるが、他のアルカリ水溶液とすることも可能である。
またアルカリを加える量は、例えば水酸化ナトリウムの場合はアルカリ濃度が０．１〜３０％とすることができるが、被処理液Ｃのハロゲン化炭化水素の濃度や温度条件、触媒の種類、超音波加振の条件に応じて、予め実験により適当なアルカリ濃度範囲を定めることになる。
【００３２】
被処理液Ｃの第１分解槽４、第２分解槽５での滞留時間は、それぞれの分解槽において、例えば５〜６０分、５〜１００分とするが、他の適当な時間とすることができる。他の条件との関係において、予め実験等により所定の分解割合となるのに必要な時間、最適時間を定めておくことができる。
【００３３】
上記したように第１分解槽４と第２分解槽５とは第１段と第２段の分解槽という役割を果たすものであるが、必ずしも一対で存在する必要はない。被処理液Ｃに含まれるハロゲン化炭化水素の種類等に応じて、第１分解槽４のようなアルカリ注液手段５６を設備しない分解槽を単独で設けるようにしてもよい。また第２分解槽５のようなアルカリ注液手段５６を設備した分解槽を単独で設けるようにしてもよい。
上記のように１つの分解槽を用いる場合において、触媒Ｓは、高賦活活性炭等の活性炭、高活性酸化チタン等の酸化チタン、活性アルミナ等のアルミナ、酸化銅、酸化ニッケルのうちの何れか１種類以上を有効物質として用いることができる。また触媒Ｓを他の物質と組み合わせて用いることができる。
前記した種々の触媒をどのように選択して用いるかは、被処理液Ｃに含まれるハロゲン化炭化水素の種類、その他の条件に応じて予め実験等により適当な触媒Ｓ及びその組み合わせを決定することになる。
また１つの分解槽を用いる場合において、超音波の周波数は１０〜５００ｋＨｚの範囲の中から、含まれるハロゲン化炭化水素の種類や触媒Ｓの種類、その他の条件との関係において、予め実験等により好ましい分解が得られる周波数のものを用いる。
また１つの分解槽を用いる場合において、紫外線照射の波長は１５０〜３００ｎｍの範囲の中から、含まれるハロゲン化炭化水素の種類や触媒Ｓの種類、その他の条件との関係において、予め実験等により好ましい分解が得られる波長のものを用いる。
またアルカリ液を加えるようにした１つの分解槽を用いる場合において、アルカリ液は、例えば水酸化ナトリウム水溶液とすることができるが、他のアルカリ水溶液とすることも可能である。またアルカリを加える量は、例えば水酸化ナトリウムの場合はアルカリ濃度が０．１〜３０％とすることができるが、被処理液Ｃのハロゲン化炭化水素の濃度や温度条件、触媒の種類、超音波加振の条件に応じて、予め実験により適当なアルカリ濃度範囲を定めることになる。
【００３４】
前記中和槽８は、被処理液Ｃと酸との十分な混合、十分な反応時間を考慮して、２室又はそれ以上の室に区分することができ、また最終段にｐＨセンサ８３を配置するようにすることができる。
ｐＨセンサ８３による検出値はコントローラ１８に送られ、コントローラ１８ではその検出値に応じて、酸タンク８１の流量調節器８２に制御動作指令を行う。
【００３５】
前記吸着塔９での吸着層９１と被処理液Ｃとの接触時間は、例えば３０分以上とし、また吸着塔９での液速度を１０ｍ／Ｈｒとして、最終的に排水１０される被処理液Ｃ中のハロゲン化炭化水素の濃度を１ｐｐｍ未満になるように調整することができる。
【００３６】
ところで超音波を加振することに関して、従来より音波や電磁波はあるレベルのエネルギーを有し、ある種の化学作用、物理作用を示すことが知られている。そして超音波は攪拌や混合作用、或いは振動効果を用いた付着物の剥離や洗浄等に多用されていることは言うまでもない。
これに対して本発明では、超音波がある特定の条件下で特殊な化学反応に機能する可能性があるという知見に基づいて、ハロゲン化炭化水素を含む液の分解反応に超音波の適用を試みたところ、反応を助長する機能を新たに見出し、本発明に至ったものである。
また紫外線の照射に関しても、ハロゲン化炭化水素を含む液の分解反応に紫外線照射の適用を試みたところ、反応を助長する機能を新たに見出し、本発明に至ったものである。
即ちＣ−Ｃｌ結合に関しては、触媒の存在下或いは触媒とアルカリの存在下において、超音波や紫外線を加振することで前記結合を切断し、ハロゲン化炭化水素の分解を促すことを見出し、同様に他のハロゲン化炭化水素の分解に対する超音波、及び紫外線照射の役割についても知見し、その結果、本発明を完成するに至ったのである。
【００３７】
【実施例】
図１に示すような装置を用い、金属洗浄に用いたトリクロルエチレン、及び水中に溶解したトリクロルエチレン、ジクロルメタンを溶解した被処理液Ｃを用いて、次に示す実験を行った。
被処理液Ｃ−トリクロルエチレン５０ｐｐｍ、ジクロルメタン１００ｐｐｍをむ水溶液
第１分解槽４
容    積          ：  ０．１００ｍ３
処理温度          ：  ２３〜６５℃
アルカリ濃度      ：  〜０．１％ＮａＯＨ
滞留時間          ：  ５〜６０分
超音波加振周波数  ：  ２０〜６０ｋＨｚ
超音波加振出力    ：  １０〜５０Ｗ
触    媒          ：  第１層−高賦活活性炭        ３
第２層−高活性酸化チタン    １
紫外線照射波長    ：  ２００ｎｍ（代表波長）
紫外線照射出力    ：  ８０Ｗ
第２分解槽５
容    積          ：  ０．１００ｍ３
処理温度          ：  ２３〜６５℃
アルカリ濃度      ：  ｐＨ＞１０
滞留時間          ：  ５〜１００分
超音波加振周波数  ：  １００〜３５０ｋＨｚ
超音波加振出力    ：  ２０〜１５０Ｗ
触    媒          ：  第１層−高活性酸化チタン    ３
第２層−活性アルミナ        １
紫外線照射波長    ：  ２００ｎｍ（代表波長）
紫外線照射出力    ：  ８０Ｗ
なおハロゲン化炭化水素の分解率の評価は、被処理液Ｃ中の塩素イオン濃度で行った。また吸着塔９の通過時間は１０ｍ／ｈｒで、約１０分とした。
【００３８】
上記実験の結果の一例を試験結果１、２として表１に示す。また同じ条件で触媒を用いない場合の結果も示す。
なお表１での滞留時間６０分は、第１分解槽４と第２分解槽５での合計時間である。
【００３９】
【表１】
0004057303.tif 000002
【００４０】
表１に示す実験結果から見られるように、触媒、超音波加振、紫外線照射、アルカリ液の添加によって、ハロゲン化炭化水素の分解を効率よく行うことが確認できた。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上の構成、作用よりなり、また請求項１に記載のハロゲン化炭化水素の分解処理装置によれば、アルカリ液が加えられない第１分解槽で先ず被処理液の中に含まれるハロゲン化炭化水素の内の比較的分解されやすいものを分解することができ、更にアルカリ液を加えるようにした第２分解槽で、第１分解槽で分解されなかった種類のハロゲン化炭化水素やその分解中間生成物等を分解することができる。よって被処理液中のハロゲン化炭化水素の分解、無害化を２段階にわたって、より確実に行うことができる。
特に一方の分解槽においては触媒層に疎水性の触媒を多く使用し、超音波の周波数を低く、他方の分解槽においては触媒層に親水性の触媒を多く使用し、超音波の周波数を高く設定してあるので、疎水性の触媒によって分解されやすいハロゲン化炭化水素と親水性の触媒によって分解されやすいハロゲン化炭化水素とを、２つの分解槽によって確実に分解し、無害化することができる。加えて、低い周波数でも十分に分解反応するものや低い周波数でよく反応するハロゲン化炭化水素と低い周波数では反応が弱いものや高い周波数でよく反応するハロゲン化炭化水素とを、２つの分解槽によって確実に分解することができる。
よって全体として、被処理液中の種々のハロゲン化炭化物をより効果的に分解、無害化することができる。
また請求項２に記載のハロゲン化炭化水素の分解処理装置によれば、上記請求項１に記載の構成による効果に加えて、第１分解槽はアルカリ液が加えられることなく、疎水性の触媒を多く使用し、第２分解槽はアルカリ液が加えられ、親水性の触媒を多く使用した触媒層により、周波数の高い超音波の加振と、紫外線照射の下に、被処理液中の比較的分解され難い種類のハロゲン化炭化水素や反応中間生成物を分解することができる。
よって被処理液中の種々のハロゲン化炭化物の分解を第１、第２の分解槽にて、分解されやすいものから順次確実に分解無害化してゆくことができる。
また請求項３に記載のハロゲン化炭化水素の分解処理装置によれば、上記請求項１又は２に記載の構成による効果に加えて、第１分解槽ではアルカリ液が加えられることなく、高賦活活性炭を主たる触媒とし、周波数が２０〜６０ｋＨｚの超音波の加振と、１５０〜３００ｎｍの波長の紫外線照射の下に、それらの条件にあった比較的分解されやすい種類のハロゲン化炭化水素の分解を効果的に進めることができ、また第２分解槽ではアルカリ液が加えられ、高活性酸化チタンを主たる触媒とし、周波数が１００〜５００ｋＨｚの超音波の加振と、１５０〜３００ｎｍの波長の紫外線照射の下に、第１分解槽では分解されなかったハロゲン化炭化水素や反応中間生成物の分解を効果的に進めることができる。
これによって、被処理液中に含まれる種々のハロゲン化炭化物を第１、第２の分解槽にて順次確実に且つ効果的に分解、無害化してゆくことができる。
また請求項４に記載のハロゲン化炭化水素の分解処理装置によれば、上記請求項１〜３の何れかに記載の構成による効果に加えて、加温手段で被処理液を予め加温することができ、分解槽でのハロゲン化炭化水素の分解、無害化をより促進させることができる。
また請求項５に記載のハロゲン化炭化水素の分解処理装置によれば、上記請求項１〜４の何れかに記載の構成による効果に加えて、分解槽を経た被処理液中にハロゲン化炭化水素が完全には分解されずに残留することがあっても、それらの残留ハロゲン化炭化水素を活性炭等の吸着層にて吸着して、被処理液から除去することができる。
また請求項６に記載のハロゲン化炭化水素の分解処理装置によれば、上記請求項１〜５の何れかに記載の構成による効果に加えて、工業用等として多く使用されてきたトリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、ジクロルメタンを含む塩素系ハロゲン化炭化水素を、熱分解等によるダイオキシン等の有害物質の発生を引き起こすことなく、また大量のエネルギーを使用することなく、確実に分解させて無害化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明装置の実施形態にかかるハロゲン化炭化水素の分解処理装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  供給ポンプ
２  フィルタ
３  加熱手段
４  第１分解槽
５  第２分解槽
６  三方弁
７  搬送ポンプ
８  中和槽
９  吸着塔
１０  排水
１１  水蒸気供給手段
１２  コンデンサ
１３  弁
１４  切換器
１５  前置吸着塔
１６  排出
１７  弁
１８  コントローラ
３１  熱交換器
３２  加熱器
４１、５１  触媒層
４２、５２  超音波加振手段
４３、５３  紫外線照射手段
４４、５４  気相ハロゲン用薄膜触媒層
４５、５５  ハロゲンイオン濃度センサ
５５  ハロゲンイオン濃度センサ
５６  アルカリ注液手段
５６ａ  アルカリタンク
５６ｂ  流量調節器
８１  酸タンク
８２  流量調節器
８３  ｐＨセンサ
９１  吸着層
３２１  温度センサ
Ａ  原液
Ｂ  液
Ｃ  被処理液
Ｓ  触媒
【図１】
0004057303.tif 000003