(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化物からなる有害物質を含有する土壌を無害化するシステムであって、
有害物質含有土壌を真空加熱乾燥する真空加熱乾燥炉と、
該真空加熱乾燥炉から排出されるガス状の有害物質を水熱酸化分解する水熱酸化分解処理装置と
を具備し、
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、
上記一次反応塔に酸化剤を供給する供給手段と、
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、
上記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、加熱・加圧された上記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）に分解するものであり、
上記水熱酸化分解装置から排出されるＣＯ2主体の排ガスを上記真空加熱乾燥炉に供給する
ことを特徴とする有害物質含有土壌の処理システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記真空加熱乾燥炉から排出されるガス状の有害物質を吸着する吸着手段と、
該有害物質を吸着した吸着剤を粉砕する粉砕手段と
を具備し、
粉砕物を上記水熱酸化分解処理装置で分解処理する
ことを特徴とする有害物質含有土壌の処理システム。
【請求項３】
請求項１において、
上記真空加熱乾燥炉から排出されるガス状の有害物質を溶剤に吸着する溶剤吸収槽を具備し、
溶剤を上記水熱酸化分解処理装置で分解処理する
ことを特徴とする有害物質含有土壌の処理システム。
【請求項４】
請求項１において、
上記真空加熱乾燥炉から排出されるガス状の有害物質を上記酸化剤を供給するラインに供給する
ことを特徴とする有害物質含有土壌の処理システム。
【請求項５】
請求項１において、
上記真空加熱乾燥炉が、
有害物質含有土壌を搬送する搬送ベルトと、
該ベルトを覆い不活性ガス雰囲気中で真空加熱処理をする加熱炉本体と、
該炉本体からガス状の有害物質を上記水熱酸化分解装置へ導入する排出ラインと
を具備することを特徴とする有害物質含有土壌の処理システム。
【請求項６】
請求項５において、
上記加熱炉本体に内部の有害物質を計測する計測手段を具備する
ことを特徴とする有害物質含有土壌の処理システム。
【請求項７】
請求項１において、
上記真空加熱乾燥炉に供給する有害物質含有土壌を乾燥する乾燥手段を具備する
ことを特徴とする有害物質含有土壌の処理システム。
【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ＰＣＢ、ダイオキシン類等の有害物質に汚染された有害物質を含有する土壌等を無害化する有害物質含有土壌の処理システムに関する。
【０００２】
【背景技術】
例えば都市ゴミ焼却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉から排出される排ガス中には、窒素酸化物の他、ダイオキシン類やＰＣＢ類に代表される有害なハロゲン化芳香族化合物、高縮合度芳香族炭化水素、環境ホルモン等の有害物質が含有され、該ガスが付近の土壌（水田，畑地）を汚染する場合には、人体や動植物に被害をもたらし、自然環境を破壊するものとして、深刻な社会問題化している。
【０００３】
また産業廃物等を埋め立てる埋め立て処分場近傍にはそれによる汚染侵出水により、土壌が汚染される場合がある。
【０００４】
また、ヘドロ（港，河川堆積汚泥等）にも工場排水等による長期間に堆積された汚染物で有害物質が含有されている場合もある。
【０００５】
本発明は上述した問題に鑑み、例えばヘドロ，土壌等に含有する有害物質を簡易且つ迅速に分解処理する有害物質含有土壌の処理システムを提供することを課題とする。
【０００６】
【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、有機ハロゲン化物からなる有害物質を含有する土壌を無害化するシステムであって、有害物質含有土壌を真空加熱乾燥する真空加熱乾燥炉と、該真空加熱乾燥炉から排出されるガス状の有害物質を水熱酸化分解する水熱酸化分解処理装置とを具備し、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、上記一次反応塔に酸化剤を供給する供給手段と、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、上記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、加熱・加圧された上記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）に分解するものであり、上記水熱酸化分解装置から排出されるＣＯ2主体の排ガスを上記真空加熱乾燥炉に供給することを特徴とする有害物質含有土壌の処理システムにある。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、上記真空加熱乾燥炉から排出されるガス状の有害物質を吸着する吸着手段と、該有害物質を吸着した吸着剤を粉砕する粉砕手段とを具備し、粉砕物を上記水熱酸化分解処理装置で分解処理することを特徴とする有害物質含有土壌の処理システムにある。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明において、上記真空加熱乾燥炉から排出されるガス状の有害物質を溶剤に吸着する溶剤吸収槽を具備し、溶剤を上記水熱酸化分解処理装置で分解処理することを特徴とする有害物質含有土壌の処理システムにある。
【００１１】
第４の発明は、第１の発明において、上記真空加熱乾燥炉から排出されるガス状の有害物質を上記酸化剤を供給するラインに供給することを特徴とする有害物質含有土壌の処理システムにある。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明において、上記真空加熱乾燥炉が、有害物質含有土壌を搬送する搬送ベルトと、該ベルトを覆い不活性ガス雰囲気中で真空加熱処理をする加熱炉本体と、該炉本体からガス状の有害物質を上記水熱酸化分解装置へ導入する排出ラインとを具備することを特徴とする有害物質含有土壌の処理システムにある。
【００１４】
第６の発明は、第５の発明において、上記加熱炉本体に内部の有害物質を計測する計測手段を具備することを特徴とする有害物質含有土壌の処理システムにある。
【００１５】
第７の発明は、第１の発明において、上記真空加熱乾燥炉に供給する有害物質含有土壌を乾燥する乾燥手段を具備することを特徴とする有害物質含有土壌の処理システムにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明による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。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は本実施の形態にかかる有害物質含有土壌の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含有土壌の処理システムは、有害成分を含有する土壌を無害化するシステムであって、有害物質含有土壌１１を真空加熱乾燥する真空加熱乾燥炉１２と、該真空加熱乾燥炉１２から排出されるガス状の有害物質１３を水熱酸化分解する水熱酸化分解処理装置１４とを具備するものである。上記真空加熱乾燥炉１２での乾燥条件は土壌１１中に含有される有害物質１３の種類により左右されるが、例えば有害物質１３としてＰＣＢやダイオキシン類等を含む場合には、例えば４００℃，−７００ｍｍＨｇ程度とすればよい。
【００１８】
これにより、土壌１１中の有害物質１３を真空加熱乾燥によりガス状態で土壌１１中から追い出し、その後ガス状態の有害物質１３を水熱酸化分解処理装置１２０で処理することで完全処理をすることができ、無害化した処理済土壌１５を得ることができる。
【００１９】
ここで、処理する土壌１１としては、水田，畑地の耕作土壌、宅地土壌、低質土壌、港，河川堆積土壌であるヘドロ、廃棄物埋め立て地近傍の土壌等の各種有害物質に汚染され、自然治癒力では回復不能な土壌を例示することができるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、有害物質に汚染されている土壌であればいずれのものでも処理が可能である。
【００２０】
また、本実施の形態では、真空加熱乾燥炉１２に供給する有害物質含有土壌１１を予め乾燥する乾燥手段１６を具備している。上記乾燥手段１６としては、例えば流動層乾燥炉、風乾燥炉等を例示することができるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、土壌やヘドロ等を効率よく乾燥する乾燥手段であれば公知の乾燥手段を用いることができる。ここで、乾燥度合いは水分含量で５〜１０％程度とすることが望ましい。これは、１０％以上含水していると、真空加熱乾燥炉１２での加熱効率が低下し、望ましくないからである。
【００２１】
ここで、上記真空加熱乾燥炉１２の一例を図３に示す。
図３に示すように、本実施の形態にかかる真空加熱乾燥炉１２は、有害物質含有土壌１１を搬送する搬送ベルト２１と、該ベルト２１を覆い不活性ガス２２雰囲気中で真空加熱処理をする加熱炉本体２３と、該炉本体２３からガス状の有害物質１３を水熱酸化分解装置１２０へ導入する排出ライン２４とを具備するものであり、連続して有害物質含有土壌１１を無害化処理するようにしている。
【００２２】
また、上記加熱炉本体２３には、その内部の有害物質１３の濃度を計測する計測手段２５が設けられており、炉本体２３内の有害物質１３の濃度を監視するようにしている。これにより、土壌１１中の有害物質１３が気化され、排出ライン２４で水熱酸化分解処理装置１２０へ送られた場合には、有害物質含有土壌１１が無害化されたことが判明する。
【００２３】
ここで、上記有害物質を分解処理する上記水熱分解処理装置１２０は、加熱・加圧された反応塔内において炭酸ナトリウム（Ｎａ2 ＣＯ3 ）の存在下、有害物質である例えば有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化反応および有機物の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を例示することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
図２に水熱分解処理装置１２０の概略を示す。なお、本実施の形態では、有害物質としてＰＣＢやダイオキシン類等の有機ハロゲン化物に汚染された土壌を処理する場合について説明する。
【００２５】
図２に示すように、水熱酸化分解装置１２０は、サイクロンセパレータ１２１を併設した筒形状の一次反応器１２２と、ＰＣＢ（又はダイオキシン類）等の有機ハロゲン化物のガス状有害物質１３を一次反応器１２２内へ供給するガス圧送設備１４０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を加圧して一次反応器１２２へ供給する加圧ポンプ１２４と、当該水を予熱する熱交換器１２５と、配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器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。
この水熱酸化分解装置では、ガス状の有害物質１３のみならず、別途抜き出したＰＣＢを含有するトランス又はコンデンサ油を同時に処理する場合について説明する。
【００２６】
また、油（又は有機溶剤）１２３ａ、ＰＣＢ１２３ｂ、ＮａＯＨ１２３ｃ及びＨ2Ｏ１２３ｄの各処理液は各処理液タンク１３５ａ，１３５ｃ，１３５ｄから配管１３６ａ〜ｄ及びエジェクタ１３７を介してそれぞれ導入される。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、一次反応器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、特に高濃度の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。
【００２７】
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器１２２内は、２６ＭＰａまで昇圧される。また、熱交換器１２５は、Ｈ2Ｏ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３８０℃〜４００℃まで昇温する。サイクロンセパレータ１２１は、一次反応器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器１２６に送る。このサイクロンセパレータ１２１の作用により、二次反応器１２６の閉塞が防止される。この段階までに、ＰＣＢ（ダイオキシン類）等は、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、上記サイクロンセパレータ１２１は必要に応じて設けるようにすればよい。
【００２８】
本実施の形態では、上記水熱酸化分解装置１２０から排出される排ガス１３１を真空加熱乾燥炉１２に供給し、不活性ガス２２の代替としている。すなわち、水熱酸化分解処理装置１２０からの排ガス１３１はその組成がＣＯ2：９５％、ＣＯ，Ｎ2：４％、Ｏ2：１％とほとんど不活性成分のＣＯ2が主体であるからである。
【００２９】
このような処理装置１２０を用いてトランス又はコンデンサ油からのＰＣＢ１２３ｂ及びガス状の有機ハロゲン化物等の有害物質１３を同時に並行して処理することで、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。
【００３０】
また、上記ガス状有害物質１３をＯ2 を供給する高圧酸素供給設備１３８に供給して酸化剤である酸素と共に一次反応塔１２２内に供給するようにしてもよい。これにより、不活性ガスとして処理装置１２０からの排ガス１３１を利用した場合には、Ｏ2 の再利用を図ることもでき、効率的となる。
【００３１】
［第２の実施の形態］
図４は本実施の形態にかかる有害物質含有土壌の処理システムの概略図を示す。
図４に示すように、本実施の形態にかかる有害物質含有土壌の処理システムは、上記真空加熱乾燥炉１２から排出されるガス状の有害物質１３を活性炭３１で吸着する活性炭吸着槽３２と、該有害物質１３を吸着した活性炭３１をスラリー３３に粉砕する粉砕手段３４とを具備するものである。粉砕手段３４によるスラリー化は７０μｍ程度とするのが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、スラリーポンプの能力及び水熱酸化分解装置１２０での分解能力に応じて適宜変更することができる。なお、本実施の形態では吸収剤として活性炭３１を例示したが、本発明はこれに限定されず、有害物質１３を効率よく吸着するものであれば、活性炭３１に限定されるものではない。
【００３２】
図５に水熱酸化分解装置１２０を示す。活性炭を粉砕してスラリー３３としたものは一時的にタンク１５０に貯蔵されている。図５に示すように、水熱酸化分解装置１２０は、サイクロンセパレータ１２１を併設した筒形状の一次反応器１２２と、ＰＣＢ（又はダイオキシン類）等の有機ハロゲン化物を吸着した吸着剤のスラリー３３と、油（又は有機溶剤）、水（Ｈ2Ｏ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の各処理液１２３ａ、１２３ｃ、１２３ｄを加圧して一次反応器１２２へ供給する加圧ポンプ１２４と、当該水を予熱する熱交換器１２５と、配管を螺旋状に巻いた構成の二次反応器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。
【００３３】
このような処理装置１２０を用いてガス状の有機ハロゲン化物１３等を吸着した吸着剤の粉砕物であるスラリー３３を分解処理することで、脱塩素化されビフェニル（（Ｃ6 Ｈ5 ）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 、Ｈ2 Ｏ等へと完全無害化がなされている。
【００３４】
［第３の実施の形態］
図６は本実施の形態にかかる有害物質含有土壌の処理システムの概略図を示す。
図６に示すように、本実施の形態にかかる有害物質含有土壌の処理システムは、上記真空加熱乾燥炉１２から排出されるガス状の有害物質１３を溶剤４１で吸着する溶剤吸着槽４２を設けており、該有害物質１３を吸収した溶剤４１を水熱酸化分解処理装置１２０へ供給することで水熱分解処理するようにしている。
【００３５】
ここで、溶剤４１としては、例えばｎ−ヘキサン、イソプロピルアルコール、トルエン、メタノール等の有害物質１３を容易に吸収することのできる有機溶剤を例示することができるが、本発明はこれらに限定されず、有害物質１３を容易に吸収することのできる溶剤であればこれに限定されるものではない。なお、有害物質１３を吸収した溶剤４１は必要に応じて濃縮して、一部は回収して再度吸収に利用するようにしてもよい。
【００３６】
このような処理装置１２０を用いてガス状の有機ハロゲン化物１３等を吸収した有機溶剤を４１を分解処理することで、有機溶剤に溶解した有害物質が脱塩素化されてビフェニル（（Ｃ6 Ｈ5 ）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 、Ｈ2 Ｏ等へと完全無害化がなされている。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明によれば、有害成分を含有する土壌を無害化するシステムであって、有害物質含有土壌等を真空加熱乾燥する真空加熱乾燥炉と、該真空加熱乾燥炉から排出されるガス状の有害物質を水熱酸化分解する水熱酸化分解処理装置とを具備するので、有害物質を迅速に除去して完全無害化した土壌等とすることができる。
【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含有土壌の処理システムの概略図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる水熱酸化分解処理装置の概略図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる真空加熱炉の概略図である。
【図４】第２の実施の形態にかかる有害物質含有土壌の処理システムの概略図である。
【図５】第２の実施の形態にかかる水熱酸化分解処理装置の概略図である。
【図６】第３の実施の形態にかかる有害物質含有土壌の処理システムの概略図である。
【符号の説明】
１１  有害物質含有土壌等
１２  真空加熱乾燥炉
１３  有害物質
１４  水熱酸化分解処理装置
１５  処理済土壌
１６  乾燥手段
２１  搬送ベルト
２２  不活性ガス
２３  加熱炉本体
２４  排出ライン
３１  活性炭
３２  活性炭吸着槽
３３  スラリー
３４  粉砕手段
４１  溶剤
４２  溶剤吸着槽
１２０  水熱酸化分解処理装置
１２１  サイクロンセパレータ
１２２  一次反応器
１２３ａ〜１２３ｄ  処理液
１２４  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
【図１】
0004119631.tif 000002
【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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