還元加熱脱塩素法と金属Na分散体法(SP法)によるPCB汚染土壌処理
Contaminated

PCB

SoilTreatment

ProcessVia Hybrid
Processof ThermalDech10rination
SodiumDispersion
Process

and(技)研究開発部第2研究室
小倉正裕
Masabiro

Ogura

加賀城
Naoya

KagaJO

井出

直哉

昇明隆夫

ShoakiIdel

川井

Takao

Kawai

PCIiおよびダイオキシン類等のPOPs汚染土壌の処理方法として,比較的低温で処理可能であり,オンサイト処理可能な処理技術の開発をめざし,｢還元加熱脱塩素法＋金属Na分散体法+複合プ
ロセスによりPCB汚染土壌の処理試験をおこなった｡/ト型装置による試験の結果,還元加熱温度の上昇とともに残留PCI∋濃度は低下し,処理前濃度27mg几gに射し,650℃では0.0038mg/kgを示した｡排ガス洗浄油には処理前土壌中PCB量の1.3〜16%が捕捉されたが,SP法により0.1mg/kg未満にできることを確認した｡パイロット機での実証試験により,PCB濃度26mg化gの汚染土壌を残留PCB濃度0.0038mg化gまで処理し,PCB濃度9.8mg/kgの排ガス洗浄油は0.056mg几gまで処理できることを確認した｡本プロセスによるPCB分解率は99.9%であった｡

PCBs‑COntaminateddechlorination
POPsandmaterials

bencb‑SCale

test

as

suchPCBsthat

showedexaminedapplying也edispersion(SP process)to developsodium

toreduced丘･Om27mg几glweresoiltre釦ment

dioxinsin

andthepolluted

O.0038mg爬g

soilataattemperature

tha皿0.1mg/kg

PCBs丘om26mg化g
SCrubbingoil,andtoalso PCBs

PCB

1わJ.4β肋.2(2003/2)

O.0038皿g/kg

SPvia汚染土壌

easy

on‑Sitetreatment

anreductive

process

temperature.The

alowerresults

tempera仇汀e

w地increaslnggasthermalcleaning

forof
andoilof血econtentofcontaminatedsoil,andalso
process.The

pilot‑SCalefbr contaminateddecomposition

ofof650℃.The

SCrubberabsorbedar皿ge丘･Oml.3%to16%ofinitialPCBs
decon也minatedlesssystemdecreased

contentresidualPCBs

hybridrate

test

con丘Ⅲ1ed也esoil,弧d色･Om9.8mg/kg

of99.9%.

PCBs

contaminated

還元加熱脱塩素法

Themaldechlorination

金属Na分散体

Sodiumdispersion

神鋼パンテツク技報

soilprocess
oiltoreductionofO.056mg化g氏〉rまえがき
POPsの代表的な化合物であるPCBやダイオキシ

PCB汚染土壌処理工程では,汚染土壌を窒素雰囲気で加熱してPCBを脱塩素無害化させ処理土壌をン類の分解無害化技術は各種の方法が実用化されはえる｡還元加熱時に発生する排ガスは,排ガス洗浄じめているが,汚染土壌などの処理にはPCB,ダ装置を経由した後,活性炭フィルターを通して排出

イオキシン処理法をそのまま適用するには課題も多される｡排ガス洗浄油処理工程では,排ガス洗浄油

く,開発は緒についたところである｡に金属Naおよび水素供与体を添加してPCIiを脱塩素無害化した後,処理油は排ガス洗浄抽として再PCB,ダイオキシンそのものの処理法の一つとしてガイドブック1)･2)に記載されているSP法は,利用のため余剰のNaおよびNaClを渦中から水洗1997年にカナダPowertech社より基本技術を導入し,除去し処理油および処理排水とする｡

日本の基準に適合するための技術改良をおこない,

2.試験方法PCIi処理技術として旧3省庁(環境庁,厚生省,2.1土壌試料
非汚染土壌の4m皿ふるい通過分にカネクロール通産省)の技術評価を受けた技術である3)｡本法は,金属Na分散体と水素供与体を使用し,反応温度90KC‑300のアセトン溶液を添加･混合し乾燥させて℃でも高濃度PCI∋およびダイオキシン類を無害化調製した模擬汚染土壊を試験に使用した｡表1に試可能であり,重合体等の副生成物をほとんど生成し料の分析結果を示す｡

ない,排ガス生成量が少なく安全性に優れているな

2.2

試験方法

図2に試験装置の模式図を示す｡約500gの土壌どの特長がある4)･5)｡
一方,ハーゲンマイヤー法として低濃度ダイオキ
シン類汚染焼却飛灰の分解処理適用実績のある還元

試料を6L容量の回転炉に装入し,乾燥空気パー

加熱脱塩素法は,最終埋立処分場の凝集沈殿汚泥や窒素パージに切り替えて1〜6時間加熱後,50℃焼却由来の汚染土壌に含まれるダイオキシン類の分以下まで急冷し処理土壌をえた｡回転炉の排ガスは解試験により99%以上の高い分･解率がえられるこ洗浄瓶にて絶縁油に吸収させた後,活性炭を通過さとを確認している6)｡

せて排出した｡

l

ジ下で350〜650℃に昇温した｡所定温度に到達後,そこで,両者の特長を活かしたPCB､ダイオキ

排ガス洗浄油は,2L容量のセパラブルフラスコ

シン類等汚染土壌の処理方法として,処理温度が比内で金属Na分散体と水素供与体を添加,撹拝しな較的低温で,オンサイト処理可能な処理方法の開発

がら90℃,1時間で脱塩素化反応後,水を添加しを目指し,金属Na分散体法(SP法)と還元加熱て反応生成物であるNaClおよび余剰の金属Naを脱塩素法を組み合わせた複合プロセスによる一検討を
表1おこなった｡本報ではPCB汚染土壌処理試験をおPCB汚染土壌の分析結果

TablelAnalyticalresults

こなった結果について報告する｡

プロセスの概要を示す｡本プロセスはPCIi汚染土

usedSample

PCI∋s[mg/kg】(HRGC但RMS)

27

1.プロセス概要
図1に｢還元加熱脱塩素法＋金属Na分散体法+ofsample

Parameter

MoistureContent[%】

8.0Ig血tio皿Lossr%]

1.9

壌処理工程と排ガス洗浄抽処理工程から構成される｡

Dischargedgas

ACFilter

PC甲Contamlnated
Soil

ThermalDecblorinatio皿

GasCleanlng
Unit

ExbaustGas

Contalninated
Oil

Sp
Process

RecycleTreatedSoil

TreatedOil
GasCleaningOilTreatmentProcess

ContaIninatedSoilTreat皿entprOCeSS

図1

Wastewater｢還元加熱脱塩素法＋金属Na分散体法+プロセスの概要

Fig.1Sche皿atic

diagramofcombined

hybrid̲prOCeSS

Oftbermaldechlorination

神鋼パンテツク技報

andsodium

dispersion

processes

1わJ.4β肋.2(200β/2)l表2

還元加熱試験結果

Table2

Resulttestof themalrednction
TestNo.

123456550

Temperature[℃]

350

450

550

650550甘eatingTime[h]333316

InitialPCI】sContentofSoil[mg促g]

2727272727

0.17

0.028

'270.0066

0.00380.014

0.0089<0.0001<0.0001<0.0001<0.0001<0.0001

く0.0001

PC王isContentofEx血austGasCleaningOil[mg]

1.51

0.80

0.18

0.87

DecompositionRateofPCBsinSoil[%]

99.4

99.9

99.9

99.9

99.9

99.9

PCIisContentofTreatedSoil[mg几g]
PCI】sEx什action[mg/L][地鳥且〓○∽p①)宕h←ロ叫亡○叫)戸口亡OU亡OU∽碑Uh①0GasCleaningUnil

RotaryElectricFt汀naCe
Air/N2ContaminatedOil

0 0

NaDisper引On

Promoter

顎Ⅵbter

St包ticSeparator

0.001350

Contaminat(∋dOil

450550650

TreatedOil

甘eatingTemper由ure[℃]Se仕1er

図3
図2

試験装置の模式図

Fig.2

Scbematicdiagram

還元加熱温度と処理土壌中残留PCB濃度の関係
Relation

Fig.3
ofe叩erimentalunits

between

COnCentrationin

水和抽出した後,静置分離して処理抽と処理廃水をえた｡

heating
treatedtemperat∬eandPCBs

soil

解率は88,2〜98.6%となった｡
処理土壌のPCB溶出試験結果は,全て不検出

3.試験結果および考察(0.0001m封L一検液未満)を示し,土壌環境基準を3.1還元加熱試験結果満たした｡

表2に還元加熱試験結果を,図3に還元加熱温度

3.2

排ガス洗浄油処理試験結果

表3に排ガス洗浄油処理試験結果を示す｡排ガスと処理土壌中の残留PCIi濃度の関係を示す｡
処理土壌の残留PCB濃度は,還元加熱温度の上吸収後の洗浄渦中のPCB濃度は,0.35〜4.53mg/kg

昇とともに低下した｡その低下率は温度に依存し,であった｡還元加熱時に揮発したPCIiはSP法に350〜550℃では大きく低下したが,550〜650℃でより脱塩素化され,0.1mg/kg以下となることを確は小さくなる傾向を示した｡還元加熱温度550℃に認した｡

おいて土壌中残留PCB濃度に及ぼす処理時間の影

この結果,｢還元加熱脱塩素法＋金属Na分散体響を調査した結果,処理土壌の残留PCB濃度に顕法+複合プロセスによるPCB分解率は99.6〜99.8

著な違いは認められなかった｡%となった｡

土壌中PCB除去率は99.4〜99.9%であったが,排ガス洗浄抽中には0.18〜1.51mgの揮発PCBが含まれた｡したがって,還元加熱試験によるPCB分
lわJ.4β肋.2(2〃0β/2)

4.パイロット機による実証試験
小型装置での試験結果を踏まえ,パイロットスケー
ルの実証試験をおこなった｡
神鋼パンテツク技報

表3

排ガス洗浄抽処理試験結果

Table3Resultofgas

cleanlng

Oiltreatment

TestNo.

1234

InitialPCBsContentofOil[mg几g]

4.53

2.42

0.35

2.32

PCBsContentofTreatedOil[mg化g]

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

DecompositionRateofPCBsTbr肌ghtheProcess[%]

99.8

99.8

99.6

99.7

4.1実証試験装置
実証試験装置は,還元加熱装置,オイルトラップ,排ガス洗浄油処理装置からなる｡写真1に還元加熱

表4

PCB汚染土壌の分析結果

Table4

Analyticalresult装置,写真2に排ガス洗浄拍処理装置を示す｡装置

ofsampleused

Parameter

Sa皿pleの仕様は以下のとおりである｡

PCI∋sLmg/kg】(HRGC/HRMS)

261)還元加熱装置Moist∬eContent[%]

2.0

IgnitionLoss[%]

2.5･装置 形状:横型回転円筒型,スクレーパ
付法:￠700mmXlOOOmm･寸･空間 容 積:385L･加熱 方 式:燃焼ガスによる間接加熱方式l2)オイルトラップ･トラップ缶:SUS製20L缶,4本･排ガス洗浄抽:絶縁油

20L･排気ブロア:0.3m3/min,550mmAq･活性炭カラム:￠500mmX500m皿

3)排ガス洗浄油処理装置･減圧蒸留槽:20L容量,撹拝棟,抽回転式真空ポンプ,ヒーター付･反応槽:20L容量,撹拝機,ヒーター付

4.2･水和･抽水分離槽:20L容量,撹拝機付
気:凝縮器,活性炭フィルター･排土壌試料

写真1

還元加熱脱塩素装置

PhotoI

Tbemaldec血10rina‡ionequipment

非汚染土壊の5mmふるい通過分にカネクロール

阜KC‑300のアセトン溶液を添加･混合し乾燥させて調製した模擬汚染土壌を試験に使用した｡表4に試料の分析結果を示す｡
4.3

試験方法

土壌試料43.4kgを還元加熱装置に入れ,空気雰囲気下で530℃まで昇温した｡530℃到達後,窒素雰囲気に切り替え3時間還元加熱した後,50℃以下まで急冷し処理土壌をえた｡還元加熱排ガスはオイルトラップにて絶縁油に吸収させた後,活性炭を通過させた｡
排ガス吸収液は,排ガス洗浄抽処理装置において,金属Na分散体と反応促進剤を添加し,窒素雰囲気下,90℃,60分間の脱塩素化処理をおこなった｡
反応終了後,反応液を40℃以下に冷却した後,水JO

排ガス洗浄油処理装置

写真2を添加して余剰のNa分を水和抽出し,処理油と処

Photo

神鋼パンテツク技報

2Gas

c16an血goiltreatmentequlpmentlわg.4β肋.2(2〃￠3/2)

表5

パイロット機による実証試験結果

Table5

Resnltofpilot‑SCaletest
PCBs

ThermalDec血10rinationProcessContaminated

Ga弓

TreatedSoil

26[mg/kg]

PC王∋sDioxins[mg]1100[pg‑TEQ/g][ng‑TEq】

5600

1300.0038

9.80.15

1800.931.73632

理廃水をえた｡排ガスは活性炭フィルターを通して排出した｡

0.53〃g/m3N･TreatedOil

WasteⅥrater

0.056･

0,0002mg几

0.00931.00.00015

0.038ng‑TEQ/m3N

0.22

0.67

3.9Ratio

99.9%

99.3%

99.4%以上,PCB分解率は99.6%以上であった｡
果,PCB濃度26mg/kgが0.0038mg/kgに低減す試験結果を表5に示す｡土壌中のPCB濃度はることが確認された｡PCB濃度9.8mg化gの排ガ
ス洗浄抽は0.056mg/kgに低減した｡

26mg化g7う､ら0.0038mg/kgに,ダイオキシン類は130pg‑TEq/gから0.93pg‑TE(〕/gに分解無害化できl

Exa叫StGas4)土壌試料43.4kgをもちいた大型実証試験の結試験結果

4.4

TotalDecomposition

Cl笥冒ngSoilSPProcess

た｡排ガス洗浄油には処理前土壌中の初期PCB量5)処理土壌のPCB溶出試験結果は,全て不検出(0.0001mg几一検液未満)を示し,土壌環境基準を満たした｡の約16%がトラップされ,コプラナーPCBが1.7pg‑TEq/g,PCDDs＋PCDFsは不検出であった｡
SP法により処理油はPCBO.056mg爬g,ダイオキシ[参考文献]

ン類0.22pg‑TEq/gに分解無害化できた｡

1)(財)産業廃棄物処理事業振興財団:PCB処理技術ガ
イドブック(1999),p.321,p.340〜343

処理土壌のPCB溶出試験結果は,不検出(0.0001mgル検液未満)を示し,土壌環境基準を満たした｡
むす び｢還元加熱脱塩素法＋金属Na分散体法+複合プロセスによるPCIi汚染土壌処理試験をおこない,次の結果をえた｡

1)還元加熱温度の上昇とともに土壌の残留PCB濃度は低下し,処理前濃度27mg侭gに対して処

2)厚生省:高濃度ダイオキシン類汚染物分解処理技術マニュアル(1999),p.18‑20,p.36‑38,p.43‑493)(財)産業廃棄物処理事業振興財団:PC王き処理技術資料集増補版(2000),p.3‑5,p.5‑2〜5‑34)川井隆夫,大塚剛樹,小西泰雄,西村裕太:金属Na微粒子による絶縁油,土壌,排水汚染ダイオキシン類の分解無害化,粉体工学会誌,Vol.37,No.6(2000),
p.442〜448

理温度650℃では0.0038mg侭gを示した｡

2)排ガス洗浄油中には処理前土壌中PCB量の1.3〜16%が捕捉されたが,SP法により0.1mg/kg未満にできることを確認した｡

5)井出昇明,小倉正裕,川井隆夫:"新 sp法(高濃度PCli処理)における水素供与体の作用効果,エコインダストリー,Vol.7,No.9(2002),p.50〜556)小林哲男,牛越健一,児島大:浸出水および汚泥中のダイオキシン類処理,資源処理技術,Vol.48,No.23)還元加熱＋SP法による土壌中PCB除去率は(2001),p.133〜137

連絡先
小倉正裕

技術開発本部
研究開発部
第2研究室

TEL

O78‑992‑6525

FAX

O78‑992‑6504

E‑mailm.ogura@pantec.co.jp

1わ乙4β肋.2(200β/2)

神鋼パンテツク技報

JJ