TECFIN/CAL

PC

JVOTE

B処理技術について

川

井隆

夫

技術開発本部
研究開発部
主任研究員
工学博士に作用して数十倍から数千倍と非常に強くなること

ま えがき
PCBは化学的,熱的に安定で変質しにくいこと,も懸念されている物質の一つで,いわゆる内分泌撹乱

電気絶縁性が高いことから,主にトランスや■コンデ物質に位置づけされている2)｡従って,これ以上の環ンサーなどの電気機器の絶縁油及び熱交換器の熱媒境への拡散を防止するためにもPCBを無害化するこ体,そしてノンカーボン感圧紙などに用いられてきた｡とが急がれる｡
日本では4年前から環境庁,通産省,厚生省がそ

化学記号で表すと第1図のような構造をしており,塩素の数や結合位置によって209種の同族体がある｡

れぞれPCBの処理技術に関する諮問委貞会を設置

PCBはフロンや他の合成化学物質と同じようにし,技術の検討評価を進めてきたBr4)｡これに対応し我々にとって非常に有用であったが,製品としてのて1998年6月17日に廃掃法が改正され,検討評価をPCB中に含まれる不純物が問題となることが明ら進めてきた技術が使えるようになった｡

かになってきたoまた,PCBの塩素の数と結合する位置によっては,ダイオキシンと同等の毒性を示

1.

PCB処理技術の種類
PCB処理には従来より様々の方法が開発されてすもの(コプラナ‑PCB)やゞあることも明らかにいる5)が,開発時期によっては現状の基準を満たせなってきた｡

ないものもある｡ここでは,政府の技術検討委貞会

環境中に拡散したPCBは,微生物にとり込まれによって検討されたものを記載した｡このうち現時(1)‑(7)て生態系の食物連鎖により,魚や動物の脂肪に濃縮蓄積されてきている1)｡ pcBは泊によく溶解するこ点で使用できると評価された技術は,とと非常に安定で分解しにくいことから,一旦体内(1)燃焼法6)の技術である｡に蓄積されると凄かな申､分解,排出されない｡一方, PCBを1450℃以上の温度で燃焼し,炭酸ガス,生体に及ぼす影響に対して,他の化学物質と複合的塩化水素,水に分解する｡燃焼により発生する塩化水素(fICl)ガス,塩素(Cl)ガスは苛性ソーダ(NaOH)等により中和する｡ダイオキシンのよう2′3′な副生成物を生成させないように温度管理ならびに排ガスの処理に注意する必要がある｡( 2 )化学抽出分解法7)
PCBをジメチルイミダゾリノン(DMI)という｡14xのo7471y
5

第1図
Fig.

104

66ノ

Chemicalformula非プロトン系溶媒中に抽出し,210℃程度の温度で苛性ソーダ(NaOH)などと反応させて食塩(NaCl)などの塩としてPCBから塩素を除去し無PCBの化学構造式
I5′of PCBs.

害化する｡反応式に示すようにヒドロキシビフェニー
神鋼パンテツク技報

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ル類(PHBP)やビフェニール(BP)が生成する｡

ニール(BP)やビフェニール誘導体(BPs)が生成する｡

OHn

9@･clyaoH･H＋一身感･ムacIHOmclx

(≡琴

p=BP

PCB

300‑350℃＼◎‑◎＋NaCl＋H20BP(3)有機アルカリ金属分解法8)t‑BuOK(カリウムアルコキシド[ブトキシァルcl簡;､NaCl＋H2(Bp(6)金属ナトリウム法10･11)
金属ナトリウムとPCBとを反応させ,PCBの塩

200‑250℃の条件下でコールとの金属塩])を,PCBと反応させ,塩化カリウム(KCl)として素を食塩(NaCl)として脱離させる方法である｡

PCBから塩素を分離させる｡反応式に示されるよ他の化学法に比べて低温で処理できること,還元反うにヒドロキシビフェニール類が生成する｡薬剤コ

応であるのでダイオキシン類の二次生成がないのがストが高い｡

特徴である｡

世界的に最も多くの処理実績を誇っており,技術の安定性が非常に高いこと,処理コストも他に比べ23BH｡館H･KCl｡1眉⑥｡.＋｡H｡‑冒ヲ3.aCH3

PCB

HO⑨昏‑oBu･KCIHO%oE･KCI
Hydroxy

hiphenylsて安いことから,当社はこの方法に分類される技術を採用した｡
反応式を示したが,反応中間体にClを置換したビフェニールナトリウム(BP‑Na)を介して反応する場合(反応式A)10)と,ラジカル反応による直接置換(反応式B)ll)とがある｡
Metallic( 4 )触媒水素化脱塩素法8)Pdを触媒として180‑210℃の条件で水素ガスをNa

興十2(‑＋n'供給し, PCBの塩素を塩化水素ガスとして脱離さmClせる方法である｡高濃度のPCBを(3)の方法でnCl

a一興(‑'n)mNa

anNa
PB‑NaPCB処理しようとする場合の前処理法として開発された｡

反応式に示すようにビフェニール(BP)のほかに◎→◎
BP

フユニルシクロヘキサン(PCH)やビシクロヘキ
シル(BCH)などが生成する｡

H20◎個BP.2H

十(m＋n)NaOE◎→◎

BP十｡H＋HClcl駆cl＋H2諾慧訟◎‑◎@‑‑反応式AmPB'cl'‑＋n)Radical○{)reaction‑‑･反応式B

BCH( 7 )超臨界水酸化法12)(5)アルカリ触媒分解(BCD)法9)

水は臨界点(温度374℃,圧力22.1MPa)以上になると気体と液体のどちらでもない状態となり,PCBに苛性ソーダ(NaOH),苛性カリウム(KOH)等のアルカリ化合物を加え,炭素系触媒(不飽和炭化水素がよく用いられる)を用いて300‑泊を良く溶かす特性を示し,これを超臨界水という｡

350℃のもとで反応させ,ビフェニルと無機塩とには,分解する方法である｡反応式に示すように,ビフェれ,有機炭素古,a:水と炭酸ガスに分解される｡

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これにPCBと酸素とを溶解させて分解する｡反応
400‑650℃,圧力25MPaという条件で行わ

神鋼パンテツク技報

PCB
105aーB本技術は通産省の技術検討委貞会に実証試験結果の塩素分は塩酸となるのでアルカリ成分を添加してを報告し,評価を受けたところである｡今後,環境中和塩とするのが普通である｡非常にクリーンな技

癖ではあるが,反応条件が高温高圧で塩分濃度が高 庁のヒアリングを受け,厚生省の技術指針(ガイドいため,耐食性にすぐれた高価な材料が必要である｡

ライン)に,当社の実証実験結果が加えられる予定( 8 )紫外線照射＋微生物分解法18)である｡
化学法は燃焼法に比べて大気拡散がほとんどなく,メタノールやエタノールを加え,紫外線照射により脱塩素反応を行う｡

PCBの塩素数が低くなった

周囲環境に及ぼす影響も非常に小さいことが特徴でところ(4以下)で微生物により分解させる｡しかあることから,今後化学法による処理が盛んに行わし,分解にかかる時間が化学処理ではせいぜい数時れていくものと思われる｡

間であるのに対して1週間程度かかるなど,他の方[参考文献]

法に比べて,非常に低い残留濃度になるまで安定し1 )立川涼,田辺信介:有機塩素化合物による地球規模て分解させるのには難しいものがある｡

むすPCBに関する国際セミナー,の海洋汚染と影響,(1996)
テーマ講演1,2 ) Deborah
Cadbury:メス化する自然,(1998)集英社
3 ) PCB混入機器等処理推進調査検討委貞会:
PCB処

び

海外では早くから,PCBの化学分解処理が進められているが,日本でも本年6月の廃掃法改正によ理の推進について(中間報告),平成9年10月

り,化学的分解法が認められ,被処理抽の残留

4 ) PCB混入機器等処理推進調査検討委貞会:

PCB濃度が0.5ppm以下になれば特別管理廃棄物理の推進について(第二次報告)平成10年6月(1980), pp43‑47,丸善
5)日本化学会:PCB
PCBに関する国際セミ
6)海掘義一:PCB焼却処理,ナー,開発技術講演8,(1996)の指定が解かれることとなった｡
これに対応できるように,神鋼パンテツクはPCBを分解するプロセスと,そこから出る廃水を

7)戸間敏孔:化学抽出分解法によるPCB脱塩素無害
ECOTechnology,化処理技術の開発,
γol. 3,処理するプロセスを組み合わせ,脱塩素終了後に生5‑ll,成する廃水を分解するプロセスとを組合わせた技術

オキサイドによるPCB分解,めると次の通りである｡･分析限界値(20ppb)以下に分解する｡
10%の高濃度まで処理できる｡℃,･■反応温度が比較的低い(100ppmで9010 %で180℃)｡

PCBに関する国際セミナー,開発技術講演3,(1996)
9)谷口紳: BCD法によるPCBなどの難分解性有機塩素化合物の化学分解処理,
PCBに関する国際セミナー,開発技術講演3,(1996)

10)有泉彰,大塚哲郎,ほか:金属ナトリウム分散体法
によるPCBの脱塩素化とその分解挙動,環境化学,･還元反応であるので本質的にダイオキシン類の二次生成がない｡･カナダで10年間無事故操業の実績がある｡
PCB保管場･移動可能な装置にしているので,所に出向いて処理ができる｡(1997)
pp.793‑789,ll)川井隆夫,中西勉,ほか:神鋼パンテツク技報,(1998)
12)鈴木明,安生徳幸,ほか:超臨界水酸化法によるvol.7,

PCBsの安全分解技術,PCBに関する国際セミナー,開発技術講演6(1996),

13)金原和秀,志村稔,ほか:紫外線照射と微生物分解･廃水は生物処理により下水に放流できる基準に浄化し,副生廃棄物はほとん.ど残らない｡

106pp.

(1996)

8)大野正之,平田真義:カルシウムタ‑シャリ‑ブト(SPプロセス)を開発した｡本技術の特徴をまと･PCB処とを組み合わせたPCBの無害化,際セミナー,開発技術講演1,

神鋼パンテツク技報

Vol.

PCBに関する国(1996)

42 No.

1(1998/9)