第22回廃棄物資源循環学会研究発表会講演論文集 2011

ポスター１

E2-9
産業廃棄物焼却施設における PFOS 含有泡消火薬剤分解処理の最適条件の検討（賛）大岡幸裕１)、○（賛）白土典広１)（正）小林正喜１)、１)(株)クレハ環境

１．はじめに
平成 21 年５月に開催された POPs 条約第４回締約国際会議（COP４）において、ペルフルオロ（オクタン－１－スルホン酸）又はその塩（以下、PFOS という。）が、条約付属書 B へ新たに追加となり、日本では平成 22 年４月１日
より一部用途を除いては製造、使用等が禁止となった。
平成 21 年 12 月に当社７号炉において実施した PFOS 燃焼実験の結果を受けて、「PFOS 含有廃棄物の処理に関する技術的留意事項」（以下、技術的留意事項という。）が策定された。PFOS を含む廃棄物は、この技術的留意事項に基づき、必要な要件を満たすことができる能力が確認された方法で分解処理することとされた。
現在、製造、使用等が禁止となった PFOS を含む製品として、消火薬剤が広く流通しており、その中でも、消火器や消火装置に充填された PFOS 含有泡消火薬剤の在庫量が多い事が知られている。そのため、これらの PFOS 非含有薬剤への交換が推進されており、効率的な処理方法が求められている。
そこで、PFOS 含有泡消火薬剤の更なる処理の効率化を目的とし、最適条件の検討を行った。
２．焼却施設概要
処理に使用した(株)クレハ環境７号炉（ロータリーキルン方式産業廃棄物焼却炉）は、図１の通りである。
：サンプリングポイント

排ガス調整汚泥

工場排水
脱水汚泥
PFOS 含有泡消火薬剤

燃えがらスラリー排水図 1 ７号炉フロー図およびサンプリングポイント
焼却施設は、１次燃焼炉（ロータリーキルン＋２次室）、２次燃焼炉（ジェットファーネス：JF 炉）で構成している。焼却温度は概ね１次燃焼炉で 1,100℃、２次燃焼炉で 900℃であり、ガス滞留時間は１次・２次燃焼炉合わせて約８秒である。燃焼ガスは、急冷塔にて約 80℃まで冷却し、洗浄塔で酸性ガス等を吸収後、電気集塵機にて煤塵を除去する。循環水の一部はスラリー排水として系外へ抜き出し、排水処理施設にて薬剤処理した後、（株）クレハいわき事業所へ送水し、河川放流している。
３．最適な投入条件の検討
３．１ 検討方法
平成 21 年 12 月に実施した PFOS 燃焼実験は、PFOS 含有泡消火薬剤（PFOS 濃度：0.63％）を４kg ずつ密閉ポリ容器へ小分けしたものを、自動投入設備から一定の間隔で１時間当たり平均 29.4 個（約 118kg/h）焼却炉へ投入する条件であった。排出事業者からの PFOS 含有泡消火薬剤の搬入形態は、10～20L のポリ容器もしくは 200L ドラム缶の荷姿であり、ここから４kg に小分けすることは、外部への飛散や漏洩などの懸念がある。そこで、分解処理の効率化を目的とし、搬入形態もしくはそれに近い小分け量での処理の検討、時間当たりの処理量上限の検討を併せて行った。なお、PFOS 含有泡消火薬剤は、原液（PFOS 濃度：約 0.67％）を使用した。
分析試料は、PFOS 投入の影響が速やかに確認出来ると考えられる事から、燃えがらを対象とした。評価は、未投入時（ブランク）と投入時（RUN）の燃えがら PFOS 濃度の比較にて行った。
３．２ 結果及び考察
投入条件および燃えがら PFOS 測定結果を表１に示す。１回の投入量が 10kg の条件（RUN１）では、投入回数を30 回/h まで増加しても、ブランクと変わらず燃えがらの PFOS 濃度は定量下限値未満であった。１回の投入量が 20kgの条件（RUN２）では、投入回数によらず燃えがらで PFOS が検出された。PFOS 含有泡消火薬剤は、投入後に気相へ移行した後に分解されると考えられる。PFOS 含有泡消火薬剤を焼却炉へ投入すると、速やかにロータリーキルン内に広がる。この時、１回の投入量が多い RUN２では、単位重量あたりの蒸発面積が RUN１に比べて小さくなり、PFOSの気相への移行が不完全となるため、燃えがらに PFOS が残存したと推察される。
【連絡先】〒974-8232 福島県いわき市錦町四反田 30 番地株式会社クレハ環境 白土 典広
TEL：0246-63-1231 FAX：0246-63-1380 E-mail：norihiro_shirado@kurekan.co.jp【キーワード】 PFOS、泡消火薬剤、分解処理、産業廃棄物焼却施設－523－第22回廃棄物資源循環学会研究発表会講演論文集 2011

そこで、ロータリーキルン内での PFOS 含有泡消火薬剤
表１ 投入条件とPFOS濃度の蒸発面積増加を目的とし、PFOS 含有泡消火薬剤とおが1回の投入量 投入回数
処理量
燃えがら[kg/回][回/h][kg/h][mg/kg]
くずの混合物を、薬剤としての１回の投入量が RUN２とブランク
000< 0.004
同量の 20kg の条件（RUN３）で投入し、燃えがらの再評薬
RUN１－１15150< 0.004
価を行った。その結果、RUN１と同様に投入回数によらず、10剤
RUN１－２30300< 0.004の燃えがらの PFOS 濃度が定量下限値未満となった。この結RUN２－１81600.012
み20
果より、表面積の大きな固形物と良く混合してから投入
RUN２－２153000.074
する事で、薬剤の蒸発面積も増加し、PFOS の気相への移ブランク
000< 0.001
ずお混 が RUN３－１8160< 0.001
20
行を促す事が出来たと考えられる。この効果は、汚泥等合 く RUN３－２ （薬剤として）15300< 0.001の固形廃棄物との混合でも期待出来る。
この検討結果を踏まえ、条件Ａ：自動投入設備による投入（RUN１－２と同条件、10kg/回×30 回/h）、及び、条件Ｂ：固形廃棄物と PFOS 含有泡消火薬剤を混合したもの（以下、調整汚泥という。）の供給クレーン投入の２条件で分解確認試験を行った。
４．分解確認試験
４．１ 試験方法
条件Ａでは、PFOS 含有泡消火薬剤を 10kg ずつ密閉ポリ容器へ小分けしたものを、自動投入設備から一定の間隔で１時間当たり約 30 個焼却炉へ投入した。条件Ｂでは、調整汚泥（PFOS 含有泡消火薬剤の混合率：8.2％）を、供給クレーンにより焼却炉へ投入した。焼却対象物の供給量及び排ガス、燃えがら、スラリー排水の排出量を表２に示す。また、測定時における焼却温度を表３に示す。
表３ 焼却温度
表２ 供給及び排出量
対象供給
排出PFOS含有泡消火薬剤
調整汚泥
排ガス（乾き）燃えがらスラリー排水

単位

条件A

条件B

kg/h
kg/h
m３N/h
kg/h
m３/h

293－
45,600
970
15－
2,730
42,600
1,062
15

対象
１次燃焼炉

２次燃焼炉

MAX
MIN
AVE
MAX
MIN
AVE

単位

条件A

条件B℃

1,204
1,092
1,155
1,027
954992

1,256
1,155
1,213
1,097
1,015
1,058４．２ 分析試料および測定結果
分析試料は、供給側として、PFOS 含有泡消火薬剤、調整汚泥を、排出側として、排ガス、燃えがら、スラリー排水、工場排水、脱水汚泥を対象とした。図１にサンプリングポイントを、表４に測定結果を示す。両条件の全ての対象において、排出目標値を超えないことを確認した。
表４ 測定結果
対象

項目

単位

PFOS含有泡消火薬剤
調整汚泥

ＰＦＯＳ
ＰＦＯＳ
ＰＦＯＳ
フッ化水素
ＰＦＯＳ
ＰＦＯＳ
ＰＦＯＳ
フッ素及びその化合物
ＰＦＯＳ

％
mg/kg

排ガス
燃えがら
スラリー排水工場排水
脱水汚泥

ng/m３N
mg/m３N
mg/kg
μg/L
μg/L
mg/L
mg/kg

濃度
条件A

条件B

0.81
－
< 0.3< 0.3< 0.004
0.006
0.006
2.0< 0.001－
66< 0.2< 0.3< 0.001
0.006
0.005
1.10.061

排出目標－－
検出されないこと※
53－283※目標値は定められていないが、生活環境保全上の観点から、検出されないこと（定量下限値（8ng/m３N)未満)が望ましいとされている。

４．３ PFOS の分解率以上の結果から、PFOS の分解率を算出した。なお、測定結果が定量下限値未満の場合は、定量下限値を用いた。
結果を表５に示す。両条件にて、技術的留意事項の要件である分解率 99.999％以上を確認した。
表５ PFOSの分解率
対象
供給

排出

PFOS含有泡消火薬剤
調整汚泥
排ガス
燃えがらスラリー排水
総排出量
分解率※

条件A
0.81 ％
0.3 ng/m３N
0.004 mg/kg
0.006 μg/L

条件B

293 kg/h

2,373,300 mg

45,600 m３N/h
970 kg/h
15 m３/h0.01368 mg
3.88 mg
0.09 mg
3.98368 mg
99.999832 ％66 mg/kg
0.2 ng/m３N
0.001 mg/kg
0.006 μg/L2,73042,600
1,062
15kg/hm３N/hkg/h
m３/h

180,180 mg
0.00852 mg
1.062 mg
0.09 mg1.16052 mg
99.999356 ％※分解率＝{ １－（排出量÷供給量 ）}×100５．まとめ
本検討より、条件Ａ：自動投入設備による投入（10kg 小分け物・約 30 回/h）、及び、条件Ｂ：調整汚泥の供給クレーン投入の両条件で、PFOS 含有泡消火薬剤を適切に分解処理出来ることを確認した。この結果から、PFOS 含有泡消火薬剤の搬入形態に応じた投入方法の選定が可能となり、効率的な処理を実施できる。なお、調整汚泥は１回に100t 程の廃棄物を混合、調整するため、PFOS 濃度を高くし難く、条件Ｂの PFOS 供給量は条件Ａより１桁少ない。
PFOS 含有泡消火薬剤は、製造メーカーにより PFOS 濃度にバラつき（原液で 0.005～２％）がある、発生状況により搬入される廃棄物の薬剤濃度も変わるため、PFOS の濃度管理が困難である。よって、PFOS 濃度が比較的高い薬剤を用いた本検討の様な処理条件を確立し、その結果を基に実際の処理可能量を考慮しなければならない。

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