(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、
被処理物から有機ハロゲン化物を分離する分離手段と、
有機ハロゲン化物を分離した被処理物を洗浄する洗浄手段と、
上記分離した有機ハロゲン化物を分解処理する有害物質分解処理手段と、
洗浄手段からの洗浄廃液を貯蔵する洗浄廃液貯蔵槽と、
分離した有機ハロゲン化物を貯蔵する有機ハロゲン化物貯蔵槽と、
有害物質分解処理手段からの排水の一部を戻り水として貯蔵する戻り水貯蔵槽と、
上記洗浄廃液貯蔵槽、有機ハロゲン化物貯蔵槽及び戻り水貯蔵槽内の有機ハロゲン化物濃度を各々計測する計測手段と、
上記計測手段の判定結果より、上記有害物質分解処理手段に供給する有機ハロゲン化物濃度を調整する有機ハロゲン化物調整手段と
を具備してなり、
上記有害物質分解処理手段が、加熱・加圧された反応塔内において炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）の存在下、有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応および酸化分解反応により塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、二酸化炭素（ＣＯ2）等に分解させる水熱酸化分解装置である
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、
上記計測手段が吸光光度計である
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２において、
上記吸光光度計が紫外・可視吸光光度計又は赤外吸収スペクトル計である
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３において、
上記紫外・可視吸光光度計の測定波長が２００〜２８０ｎｍ、又は、上記赤外吸収スペクトル計の測定波長が６００−１６００ｃｍ-1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乃至４のいずれか一において、
上記被処理物がＰＣＢ含有絶縁油を内蔵したコンデンサ、トランス、蛍光灯安定器又はこれらの構成部材である
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において、
上記水熱酸化分解装置が、
筒形状の一次反応塔と、
油又は有機溶媒，有機ハロゲン化物，水（Ｈ2Ｏ）及び水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の各処理液を加圧する加圧ポンプと、
当該水を予熱する予熱器と、
配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応塔と、
二次反応塔からの処理液を冷却する冷却器と、
処理液を気液分離する気液分離手段と、
減圧弁と
を備えてなることを特徴とする有害物質処理システム。
【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。
ＰＣＢは、ビフェニル骨格に塩素が１〜１０個置換したものである。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り、環境中で分解されにくく、脂溶性で生物濃縮率が高い。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。
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。
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、柱上トランスがある。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る。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。
【０００３】
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。
【０００４】
図４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。
図４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。
【０００５】
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）。
【０００６】
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）。
【０００７】
【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。
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
本発明は上述した問題に鑑み、ＰＣＢのみならずＰＣＢで汚染された変圧器等のＰＣＢ汚染容器及びその構成材等の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を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する第１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、被処理物から有機ハロゲン化物を分離する分離手段と、有機ハロゲン化物を分離した被処理物を洗浄する洗浄手段と、上記分離した有機ハロゲン化物を分解処理する有害物質分解処理手段と、洗浄手段からの洗浄廃液を貯蔵する洗浄廃液貯蔵槽と、分離した有機ハロゲン化物を貯蔵する有機ハロゲン化物貯蔵槽と、有害物質分解処理手段からの排水の一部を戻り水として貯蔵する戻り水貯蔵槽と、上記洗浄廃液貯蔵槽、有機ハロゲン化物貯蔵槽及び戻り水貯蔵槽内の有機ハロゲン化物濃度を各々計測する計測手段と、上記計測手段の判定結果より、上記有害物質分解処理手段に供給する有機ハロゲン化物濃度を調整する有機ハロゲン化物調整手段とを具備してなり、上記有害物質分解処理手段が、加熱・加圧された反応塔内において炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）の存在下、有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応および酸化分解反応により塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、二酸化炭素（ＣＯ2）等に分解させる水熱酸化分解装置であることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、上記計測手段が吸光光度計であることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００１３】
第３の発明は、第２の発明において、上記吸光光度計が紫外・可視吸光光度計又は赤外吸収スペクトル計であることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明において、上記紫外・可視吸光光度計の測定波長が２００〜２８０ｎｍ、又は、上記赤外吸収スペクトル計の測定波長が６００−１６００ｃｍ-1であることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００１５】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一の発明において、上記被処理物がＰＣＢ含有絶縁油を内蔵したコンデンサ、トランス、蛍光灯安定器又はこれらの構成部材であることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００１７】
第６の発明は、第１の発明において、上記水熱酸化分解装置が、筒形状の一次反応塔と、油又は有機溶媒，有機ハロゲン化物，水（Ｈ2Ｏ）及び水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の各処理液を加圧する加圧ポンプと、当該水を予熱する予熱器と、配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応塔と、二次反応塔からの処理液を冷却する冷却器と、処理液を気液分離する気液分離手段と、減圧弁とを備えてなることを特徴とする有害物質処理システムにある。
【００１８】
【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。
【００１９】
［第１の実施の形態］
図１に有害物質処理システムの概略を示す。
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（例えばＰＣＢ）が付着又は含有又は保存されている被処理物（コンデンサ等）１００１を無害化する有害物質処理システムであって、被処理物１００１から有機ハロゲン化物（ＰＣＢ液）１００２を分離する分離手段１００４と、有機ハロゲン化物１００２を分離した被処理物１００３を洗浄する洗浄手段１０１１と、上記分離した有機ハロゲン化物１００２を分解処理する有害物質分解処理手段１０１３と、洗浄手段１０１１からの洗浄廃液１０１２を貯蔵する洗浄廃液貯蔵槽１０１と、分離した有機ハロゲン化物１００２を貯蔵する有機ハロゲン化物貯蔵槽１０２と、有害物質分解処理手段１０１３からの排水１３３の一部を貯蔵する戻り水貯蔵槽１０３と、上記洗浄廃液貯蔵槽１０１、有機ハロゲン化物貯蔵槽１０２及び戻り水貯蔵槽１０３の内部の有機ハロゲン化物濃度を各々計測する第１〜３計測手段１０４〜１０６とを具備してなるものである。
【００２０】
本実施の形態では被処理物１００１としてコンデンサを用いて説明する。該コンデンサはＰＣＢ含量１００％と高濃度ＰＣＢ液である。
【００２１】
上記計測手段１０４〜１０６は、各槽１０１〜１０３内の貯蔵液を外部へ取り出してその吸光度を吸光光度計で計測するものである。これにより、各槽１０１〜１０３内での有機ハロゲン化物１００２の濃度を計測することができる。この計測結果を基にして、有機ハロゲン化物供給の調整を有機ハロゲン化物調整手段（ＰＣＢ調整手段）１０７により行う。
【００２２】
すなわち、洗浄廃液貯蔵槽１０１の有機ハロゲン化物の濃度は容器洗浄の汚染の度合いによりｐｐｍ〜数％であり、有機ハロゲン化物貯蔵槽１０２の有機ハロゲン化物の濃度はコンデンサの場合には１００％である。戻り水貯蔵槽１０３の有機ハロゲン化物の濃度は数ｐｐｂ〜１０ｐｐｂ％であるので、これらの濃度を上記計測手段１０４〜１０６で計測し、ＰＣＢ調整手段１０７でその濃度を調整して有機ハロゲン化物の有害物質処理手段１０１３へＰＣＢ供給濃度を一定とすることで、該有害物質処理手段１０１３での処理が常に良好に且つ連続して行うことができる。
【００２３】
上記吸光光度計は紫外・可視吸光光度計又は赤外吸収スペクトル計を用いることが好ましく、その測定波長は特に限定されるものではないが、紫外・可視吸光光度計の場合には、２００〜２８０ｎｍ、赤外吸収スペクトル計の場合には、６００−１６００ｃｍ-1とするのが好ましい。赤外吸収スペクトルの主要なスペクトルとしては、Ｃ−Ｃｌの伸縮振動による吸収（７００〜８００ｃｍ-1近傍），芳香族炭化水素のＣ＝Ｃ伸縮振動、環Ｈの面内変角振動による吸収（１０００〜１６００ｃｍ-1近傍）が挙げられる。
【００２４】
上記被処理物１００１としては特に限定されるものではないが、ＰＣＢ含有絶縁油を内蔵したコンデンサ、トランス、蛍光灯安定器又はこれらの構成部材等であり、例えばＰＣＢを抜き出した後の容器及びその構成部材の洗浄処理をするものである。
【００２５】
また、例えばＰＣＢ等の有害物質を含有する塗料等を保存している保存容器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。
【００２６】
ここで、本発明において洗浄液とはＰＣＢ等の有害物質を洗浄除去する機能を有する溶剤であれば特に限定されるものではないが、例えばヘキサン、アセトン、トルエン、ジクロロメタン、ベンゼン、オクタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、炭化水素、代替フロン等を挙げることができる。
【００２７】
本発明において、有害物質分解処理手段１０１３は特に限定されるものではないが、有機ハロゲン化物であるＰＣＢを水熱酸化分解処理する水熱酸化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。
なお、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。
【００２８】
図３に水熱分解処理装置１２０の概略を示す。図３に示すように、サイクロンセパレータ１２１を併設した筒形状の一次反応塔１２２と、油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、水（Ｈ2Ｏ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の各処理液１２３ａ〜１２３ｄを加圧する加圧ポンプ１２４と、当該水を予熱する熱交換器１２５と、該熱交換器１２５の前において、水酸化ナトリウム１２３ｃと水１２３ｄとを混合する混合器１０１と、配管を螺旋状に巻いた構成又は筒状の構成の二次反応塔１２６と、冷却器１２７および減圧弁１２８とを備えてなるものである。また、減圧弁１２７の下流には、気液分離器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（Ｈ2 Ｏ，ＮａＣｌ）１３３は放出タンク１３４に溜められ、別途必要に応じて排水処理される。
【００２９】
処理液１２３となる油（又は有機溶剤）、ＰＣＢ、Ｈ2ＯおよびＮａＯＨの各処理液１２３ａ〜１２３ｄは処理液タンク１３５ａ〜１３５ｄから配管１３６ａ〜１３６ｄ及びエジェクタ１３７を介してそれぞれ導入されるが、本実施の形態では、水酸化ナトリウムは１２３ｃは供給水１２３ｄと予め混合器１０１で混合してから熱交換器１２５に供給するようにしている。
これにより、水酸化ナトリウムの高アルカリ液を一次反応塔１２２内に直接投入しないので、高アルカリによる腐蝕を防止することができる。
また、給水１２３ｄに対するアルカリ添加効果によって、沸点が上昇し、熱交換器１２５における給水温度の上昇を図ることができる。
【００３０】
また、酸素（Ｏ2 ）等の酸化剤は高圧酸素供給設備１３８により供給され、供給配管１３９は、一次反応塔１２２に対して直結されている。なお、油（又は有機溶剤）を入れるのは、特に高濃度ＰＣＢの分解反応促進のためと、分解装置１２０の起動時において反応温度を最適温度まで昇温させるためである。また、処理液としてさらに、上記ＰＣＢ、Ｈ2ＯおよびＮａＯＨを混合させて一次反応塔１２２に投入するようにしてもよい。
【００３１】
上記装置において、加圧ポンプ１２４による加圧により一次反応塔１２２内は、２６ＭＰａまで昇圧される。また、熱交換器１２５は、水酸化ナトリウムと混合したＨ2Ｏを３００℃以上に予熱する。
また、一次反応塔１２２内には酸素が噴出しており、内部の反応熱により３８０℃〜４００℃まで昇温する。サイクロンセパレータ１２１は、一次反応塔１２２内で析出したＮａ2ＣＯ3の結晶粒子の大きなものを分離し、Ｎａ2ＣＯ3の微粒子を二次反応塔１２６に送る。このサイクロンセパレータ１２１の作用により、二次反応塔１２６の閉塞が防止される。この段階までに、ＰＣＢは、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、二次反応塔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で大気圧まで減圧する。そして、気液分離器１２９によりＣＯ2および水蒸気と処理液とが分離され、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。
なお、サイクロンセパレータ１２１は必要に応じて設けるようにしてもよい。
【００３２】
このような処理装置１２０を用いてＰＣＢ含有油（例えばトランスやコンデンサ等の絶縁油）等及び残渣を処理することで、ＰＣＢが脱塩素化されビフェニル（（Ｃ6Ｈ5）2）等の脱塩素化物とされ、該ビフェニルが酸化剤等の作用によりＣＯ2、Ｈ2Ｏ等へと完全無害化がなされている。
【００３３】
また、第１〜３の計測手段１０４〜１０６を用いて各槽１０１〜１０３のＰＣＢ濃度を測定して、その結果をＰＣＢ調整手段１０７で調整することで、水熱酸化分解装置１２０での分解処理に付加がかかることなく、長期間に亙って連続して処理することができる。
また、冷却器１２７からの処理液中のＰＣＢ濃度を予め測定する計測装置１０８を設けるようにしてもよい。
【００３４】
［第２の実施の形態］
図２に有害物質処理システムの概略を示す。
図２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、図１に示す処理システムにおいて、汚染洗浄液（洗浄廃液）１０１２の再生処理を行う再生手段１１０を設けてなり、汚染洗浄液１０１２の再生利用を図るようにしている。これにより、汚染洗浄液１０１２の再生手段１１０により洗浄液の再利用が可能となると共に、その再生手段１１０からのＰＣＢを含む残渣１１２等は洗浄廃液貯蔵槽１０１内に送られるが、この槽１０１内のＰＣＢ濃度を計測する第１の計測手段１０４により、ＰＣＢ濃度を計測することができ、ＰＣＢ調整手段１０７で調整することで、水熱酸化分解装置１２０へ常に一定したＰＣＢ濃度での供給を維持することができる。
【００３５】
上記濃縮手段１１１としては排水１３３のＮａＣｌを脱塩する脱塩手段等を例示することができる。
脱塩手段としては、逆浸透膜装置、電気分解装置又は電気透析装置等を例示することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明によれば、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、被処理物から有機ハロゲン化物を分離する分離手段と、有機ハロゲン化物を分離した被処理物を洗浄する洗浄手段と、上記分離した有機ハロゲン化物を分解処理する有害物質分解処理手段と、洗浄手段からの洗浄廃液を貯蔵する洗浄廃液貯蔵槽と、分離した有機ハロゲン化物を貯蔵する有機ハロゲン化物貯蔵槽と、有害物質分解処理手段からの排水の一部を戻り水として貯蔵する戻り水貯蔵槽と、上記洗浄廃液貯蔵槽、有機ハロゲン化物貯蔵槽及び戻り水貯蔵槽内の有機ハロゲン化物濃度を各々計測する計測手段と、上記計測手段の判定結果より、上記有害物質分解処理手段に供給する有機ハロゲン化物濃度を調整する有機ハロゲン化物調整手段とを具備してなり、上記有害物質分解処理手段が、加熱・加圧された反応塔内において炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）の存在下、有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応および酸化分解反応により塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、二酸化炭素（ＣＯ2）等に分解させる水熱酸化分解装置であるので、各槽における有機ハロゲン化物（例えばＰＣＢ濃度）の計測ができ、有害物質分解処理手段へ供給する有機ハロゲン化物の全体の処理濃度の維持・管理が可能となる。これにより分解処理手段での分解反応の最適化を図ることができる。
【００３７】
例えばＰＣＢ原液、洗浄廃液、洗浄廃液濃縮物、排水等の各液状が異なるＰＣＢ供給液についてもＰＣＢ濃度が計測できるので、調整手段により有害物質分解処理手段へ供給する有機ハロゲン化物の濃度管理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかる有害物質処理システムの概略図である。
【図２】第２の実施の形態にかかる有害物質処理システムの概略図である。
【図３】水熱酸化分解装置の概要図である。
【図４】従来技術にかかるＰＣＢの処理方法のフローチャート図である。
【符号の説明】
１００１  被処理物
１００２  有機ハロゲン化物（ＰＣＢ液）
１００３  容器
１００４  分離手段
１０１１  洗浄手段
１０１３  有害物質分解処理手段
１０１  洗浄廃液貯蔵槽
１０２  有機ハロゲン化物貯蔵槽
１０３  戻り水貯蔵槽
１０４  第１計測手段
１０５  第２計測手段
１０６  第３計測手段
１１０  再生手段
１２２  一次反応器
１２３ａ〜１２３ｄ  処理液
１２４ａ〜１２４ｄ  加圧ポンプ
１２５  熱交換器
１２６  二次反応器
１２７  冷却器
１２８  減圧弁
１２９  気液分離器
１３０  活性炭槽
１３１  排ガス（ＣＯ2 ）
１３２  煙突
１３３  排水（Ｈ2 Ｏ，ＮａＣｌ）
１３４  放出タンク
１３５ａ〜１３５ｄ  処理液タンク
１３６ａ〜１３６ｄ  配管
１３７  エジェクタ
１３８  高圧酸素供給設備
【図１】
0004119630.tif 000002
【図２】
0004119630.tif 000003
【図３】
0004119630.tif 000004
【図４】
0004119630.tif 000005