SED法による低濃度PCB汚染柱上トランスの処理
Decontamination

lowof
by

transfo｢me｢sPCB

means

contaminatedSEDof(技)第1研究開発部第2研究室

Process

加藤Osamu治
Kato

小西Yoshio

義雄

Iくonishi

西村Yuta
川Nishimura

裕

TakaoKawai

井太隆夫

低濃度PCBに汚染された20kVA柱上トランスを構成する部材を溶媒抽出分解法で処理基準値以下に洗浄できた｡さらに,本法で絶縁紙などの抽含浸部材が日本の処理基準に合ったPCBレベ●ルに処理できることを確認した｡この実験には神鋼パンテツク研究所に設置した実験プラントを使用し,作業環境の安全性が十分に確保されていることを確認した｡
Shinkotion

Pantec(SED

processhaveinsulating

paper

The

experiment.
oftheactuallyworkingIt

baヤe

20 kVA

beenalso

confirmed

canbe
plant

was

that

theof

at

Shinkoclarified

that

the

duringtheexperiment

柱上トラ

safety

溶媒抽出分解法

laboratory

measurements

hasoffully

been

thewithJapanesecriteriaofoil suchas

PCB

wasusedatmosphericlowremovalfor

thiscondition

maintained.

Transformer

Solvent

処

理

基

準PCB

作

業

環

境

Working

ま えがき

thewithremoval

impregnatedadopt

Pantec

Pole

ス

to

decomposi‑

andcontaminatedPCB

thanmaterials

level

PCB

extraction
parts

lower

to

porousarea

solvent

Transformer

theinstalled

ン

means

Pole

decontaminateddecreased

testbyconfirmed
that

process)

PCB

concentration
Japan.
We

criteria.

has●

extraction
removalanddecomposition

process

criteria

environment

これらの進展を受け,厚生省は今後10年間で1989年,約400万台もの柱上トランスが50ppm

PCBの全廃を検討している2)が,現在のところ,以下のPCBに汚染されていることが判明し1),煤

低濃度PCB汚染抽処理が端緒につこうとしたとこ

管が義務づけられ今日に至っている｡しかし,容器ろである｡だが,コンデンサは受電設備機器のための腐食など保管リスクが高まりつつあり,処理技術小口保有者が多く,年数の経過とともに散逸が著しの開発とともに処理基準の策定が行われ,く,社会的問題となっており,処理のあり方が注目

1998年,処理抽ならびにPCB汚染物中の廃プラスチック類及び金属類の処理基準が告示された｡

されている｡

当社は, 1998年,溶剤抽出分解法(SED法)を
神鋼パンテツク技報

Vol.

44

No.

2(2001/2)

試1.2

開発し3),高濃度PCBに汚染されたトランス,コンデンサを処理基準値以下に洗音争できることを実証
した4)0

料

使用済みの20kVA柱上トランス(愛知電機株式会社製)を2台用いた｡残留油中のPCB濃度はそ

本法では洗浄剤としてパークロロエチレン

れぞれ8,97ppm,(PCE)を用いるが,本剤は安価であるだけでなく,0.72ppmであった｡柱上トラン

化学的安定性が高く,長期にわたり蒸留再生利用がスの外観及び外形寸法をそれぞれ写真1,第1図に,構成部品及び重量,重量比を第1表に示す｡コア可能であること,比熱,蒸発潜熱共に小さく加熱,(写真2,第2図)はワニス含浸タイプで,コイル蒸留等にかかるエネルギー消費が少ないこと,労働(写真3)と鉄心(写真4)から構成されている｡

衛生面での安全性が高く,普及していること等の特2.実験方法及び分析項目

徴がある｡

2.1実験方法

当社では,実試料を用いた検討を行うため研究所
にべンチ設備を建設し,設備概要については既に報洗浄フローを第3図に示す｡
柱上トランスは解体作業における作業者の安全確保ならびに工具や手袋などへの二次汚染を極少にす

告した5)0
今回,ベンチ設備を用いて低濃度PCB汚染柱上るため,まず,蓋を取り外し,一次洗浄装置内で洛トランスの洗浄を行い,良好な結果が得られたので,

I

415

報告する｡

E

1.実験設備ならびに試料実験には研究所に設置の試験設備ならびに実機使r

用済み柱上トランスを用いた｡⊂⊃ド‑〜1.1実験設備5)
実験設備は汚染機器を扱うためのグローブボック
ス及び一次洗浄装置,二次洗浄装置を備えた2階建

20て設備であり,設備全体として吸排気を完全制御し⊂⊃1̲rつ卜‑ている｡

0.7m3の一次洗浄装置は溶剤蒸気洗浄が可能で,洗浄容積を有し,最大225Lの溶剤を加熱できる｡

6600V

二次洗浄装置は銅,舵,小物部品等を浸漬洗浄する洗音争装置である｡本装置は溶剤の温度及び撹拝強度を任意に設定できるだけでなく,胴部に紙回収部を備えており,比重差により紙を回収できる｡
第1図

J

Fig.

20kVA柱上トランス外形寸法(単位:mm)
1Dimensions

第1表of

20kVA

柱上トランス構成部品及び重量,重量比

Table

I

Compositionof

20kVA柱上トランス外観

Photo.1

20kVA

Vol.

44No.

2

Transformer(2001/2)

SampleWeight

Rate

[kg]

[wt%]

Vessel

25.0

22.7

Lid

3.0

2.7

Core

48.0

43.6

Copperwire

24.0

21.8

InsulatlngpaPer

3.0

2.7

Wood

0.2

0.2

Insulators

2.8

2.6

Bolts,nuts,1ugsandotherparts

4.0

3.7

Parts

写真1

Transformer

Total

神鋼パンテツク技報

110.0

100.0

2

写真

コア外観

Photo.2

CoilCore

コイル断面

Photo.3

Sectionl⊂⊃･[め 160め 160

●Lid4

写真

鉄心外観

Photo.4
Fig･

Coil

め 160

270

第2図of

『而Lr)のl■廿寸

3

写真AssemblyCore

コア外形寸法(単位:mm)2

Dimensions

of

Coil

Core

Assembly●VesselPrimaⅣ

treatment

DecontaminatedvesselPrimarytreatment

Decontaminated

parts

Lid
lnsulators
O也er parts

Transformer

Lugs

P reliminary

O山ercle anlngparts
D e contaminate

Core

coil
assembly

Pr血aryCore

treatment

Unrolled

dstripsSecondarytreatmerlt

D econtamlnated
CopperCoil

ShredderPrimarytreatment

Pap erCOpperSecondarytreatmerlt

Se c ondary
treatment

D econtaminatedpaper

第3図Fig.

洗浄･フロー
3Flow

DiagramofTreatment

神鋼パンテツク技報

Vol.

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2(2001/2)

剤蒸気による予備洗浄を実施した｡この後,容器,を約70L加え,常温で30分間撹拝した｡所定時間経碍子などの部品,コイル及び鉄心に解体分類し,そ過後洗浄装置から取り出し,ドラフト内で乾燥した｡

れぞれ洗浄した｡

回収した絶縁紙は,乾燥重量約300gをSUS金洗浄溶斉rJは一次洗浄,二次洗浄共にパークロロエ

網製容器に入れ,約70Lの溶剤中で洗浄した｡

チレン(PCE)を使用し,洗浄毎に蒸留を行い再1回の洗浄時間は30分とした｡所定時間経過後,利用した｡

試料を採取して,溶剤の入れ替えを行い,これを計実験中に設備内外の大気試料を採取し,PCB濃2回繰り返して絶縁紙中のPCB濃度の変化を調査

度を分析し,作業環境に及ぼす影響を調査した｡

した｡

2.1.1容器及び蓋,碍子等小物部品

2.2

容器は開口部を下に向け,一次洗浄装置内で洗浄した｡

分析試料の採取方法及び全PCBの定量方法は予備洗浄後,解体した蓋･碍子･小物部品は洗浄｢特別管理産業廃棄物に係る基準の検定方法+に従っ力ゴに入れ一次洗浄装置内で洗浄した.

Iた｡

蒸気洗削ま試料が溶剤の沸点(121℃)到達時を容器,塞,碍子は,拭き取り試験法を適用した｡

終了とした｡洗浄後は洗浄装置内を減圧し,試料をただし,部材の面積が小さいため,拭き取り面積は乾燥した｡

100cm2とした｡

2.1.2

心鉄/ト物部品,鍋,絶縁紙は部材採取を適用した｡

鉄心はワニスに覆われた積層状態(塊)で一次洗作業環境大気試料の採取は実験設備の最大稼働時,浄装置内で洗浄と乾燥を行った後,解体及び切断を行い,長さが1m程度に分割して洗浄カゴに入れ,つまり,一次洗浄装置と二次洗浄装置を同時に稼動させた状態で設備内外の排気ガスを捕集し,試料と再度洗浄と乾燥を行った｡

した｡

2.1.3

3.結

コイル部材(銅及び絶縁紙)

果3.1洗浄結果

コイル及び,絶縁紙で被覆されたリード線は破砕機で約50mm以下に破砕後,全量を二次洗浄装置

洗浄結果を第3表に示す｡に投入した｡

容器内部側面のPCB付着量は洗浄前にもかかわ約70Lの溶剤を用い30分間撹拝洗浄と同時に絶らず処理基準値(0.1FLg/100cm2)以下であった｡

縁紙と鋼の分離を行った｡洗浄済み溶剤を蒸留再生

予備洗浄後,コアを取り外し,容器内部の底面から装置へ移送し,紙回収部から絶縁紙を回収した｡

試料を採取した結果,それぞれ0.68FLg/100cm2,洗浄装置内に残置した銅線チップに対し再度溶剤J

分析項目及び試料採取方法

第2表に,分析試料の採取工程を示す｡

0.19pg/100cm2であったが,一次洗浄後,共に走S 1a4mR,E!g%p&.i:'tI#fTT#喜e
T#ab2.e%
Assessment

Sampling｡fPCBCleanlng

BeforeAfterpreliminary

treatment

cleaning

Afterprlmary

Aftersecondary

Aftertertiary

treatment

treatment

treatment･VesselSidewall○Bottomsurface

○

○

○

○

○

･Lid

○

･Insulators○○･Bolts,nuts,1ugsandotherparts

○

(⊃○

(⊃

･Core
Surfaceofcore

Surfaceofsteelstrlp○･Copperwire･Insulatlngpaper

Vol.

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No.

2

(2001/2)

神鋼パンテツク技報

(⊃

○

○

○

○

(⊃

○

第3表
Table

洗浄結果
3

ResultsofTreatment

PartTreatment

Sampling

Beforetreatment
Vessel*1

Afterpreliminarycleanlng[FLg/100cm2]

Afterprlmarytreatment

SamplelSample2

Sidewall

0.03

N.D.*3Sidewall

N.D.*3

N.D.*3

Bottomsurface

0.68

0.19

Sidewall

N.D.*3

N.D.*3

Bottomsurface

N.D.*3

N.D.*3

Lid*1[FLg/100cm2]

Beforetreatment

N.D.*3

N.D.*3Insulators*l

Afterpreliminarycleanlng

0.25

0.02

[pg/100cm2]

Afterprlmarytreatment

N.D.*3

N.D.*3

Bolts,nuts,1ugsand

Afterpreliminarycleanlng

0.020

0.0006otherparts*2[mg/kg]

Afterprlmarytreatment

0.0009

N.D.*4

CoreOA7

0.04

Core

N.D.*3

N.D.*3

SteelstrlP

0.25

N.D.*3

Steelstrlp

N.D.*3

N.D.*3Afterpreliminarycleanlng

0.200.007

Afterprlmarytreatment

0.0005

N.D.*4Aftersecondarytreatment

N.D.*4

N.D.*4Afterprlmarytreatment

0.099

0.019

Aftersecondarytreatment

0.009

N.D.*4Aftertertiarytreatment

N.D.*4

N.D.*4Afterpreliminarycleanlng

Core*lAfterprlmarytreatment[FLg/100cm2]

Aftersecondarytreatment●

Copperwire*2[mg/kg]InsulatlngPaper[mg/kg]The
criteriaof PCB
Detection
limits;*3*2*1≦0.lug/100cm2,*40.01FLg/100cm2,0.0004mg/kg

removal;

量下限値以下となった｡≦0.01mg/kgを分析した結果では,試料1は0.20mgノkg,試料蓋は洗浄前からPCBは検出されなかった｡

2は0.007mg/kgであったが,銅と絶縁紙の分離

碍子は一次洗浄で定量下限値以下になり,小物部を兼ねた二次洗浄で処理基準値(0.01mg/kg)以●下になった｡

品は,試料1は0.0009mg/kg,試料2は定量下限

絶縁耗は二次洗浄で銅から分離された時点で既に値以下であった｡
鉄心は予備洗浄後,鉄心を覆っている絶縁ワニス0.1mg/kg以下になり,さらに2回の二次洗浄で表面を拭き取り試験した結果,試料1では0.47pgは定量下限値以下であった｡/100cm2であったが,試料2では0.04〟g/100cm23.2であり,処理基準値以下であった｡これを積層(塊)洗浄溶剤の蒸留再生

蒸留再生後の洗浄溶剤中のPCB濃度は定量下限状態で溶剤蒸気洗浄することにより,ワニス表面の値(0.02mg/kg)以下であったo

PCBは定量下限値以下になったが,内側部分採取

3.3

試料では,試料1は0.25/Jg/100cm2と基準値を超作業環境(大気)中のPCB測定結果

大気のPCB測定結果は設備内で0.71〟g/Nm3,PCB許容濃度6)o.1えていた｡試料2は定量下限値以下であった｡解体

排気口で0.46/Jg/Nm3を示し,後の洗浄では定量下限値以下になり,処理基準を充mg/m3の1/100以下であり,設備の安全性が十分に確保されていることが確認できた｡

たした｡

鋼はコイルの破砕産物である銅と絶縁耗の混合物
神鋼パンテツク技報

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44

No.

2(2001/2)

む

最も実用化が容易な方法であるといえる｡

びす

実低濃度PCB汚染トランス試料を用いて洗浄試験を行った結果,SED法で柱上トランスを構成する部材を処理基準値以下まで洗浄できることを確認[参考文献]
1 )産業廃棄物処理事業振興財団:ブック,

した｡

作業環境のPCB濃度は実験設備内外共に許容濃度の1/100以下であり,作業環境の安全性が十分に確保されていることが確認できた｡
本プロセスは,(a)大気圧以上の圧力にならないように設計されており比較的低温(MAX.
で処理すること,121℃)(b)洗浄溶剤が不燃性であること,(c)連続自動化ならびに密閉系での処理が可能である
ことから,数あるPCI∃汚染機器処理法のなかでもA2)産業廃棄物処理事業振興財団:井隆

夫3)川井隆夫ほか:神鋼パンテツク技報,(1998), p.16

Vol.42,No.24)小西義雄ほか:神鋼パンテツク技報,(1999), p.2

Vol.43,No.1

5)小西嘉雄ほか:神鋼パンテツク技報,(1999), p.114

Vol.43,No.2

6 )日本産業衛生学会:許容濃度表(2000年版)

技術開発本部
第1研究開発部(工学博士)

第2研究室
室長
TEFAX
E‑mailL

078‑992‑6525
078‑992‑6504

t.kalVai@pantec.co,jp

IVol.

44No.

2(2001/2)

PCB容器処理事情米国･カナダ調査報告書(2000)

連絡先
川

PCB処理技術ガイド(1999)

神鋼パンテツク技報