溶媒抽出分解法によるPCB汚染容器除洗技術(SED法)の開発
The

development

contaminated

PCBofdevices‑Solvent

electric

Decomposion

Extraction(SED

Processfortechnology

removingand(技)研究開発部
川井process)

Takao

中隆

夫

I(awai西勉

Tsutomu
小西

Nakanishi

嘉Yoshio

雄

Konishi

神鋼パンテツクは溶媒抽出分解法によるPCB汚染電気機器のPCB除染技術(SED法)を確立した｡本プロセスは有機溶剤による容器洗浄工程と,洗浄により除去されたPCBの分解工程(SPプロセス)からなる｡洗浄技術については日本の基準値(表面の残留濃度0.1/Jg/100cm2以下,部材重量に対して0.01mg/kg以下)を充たすことを基礎実験により確認した｡分解工程はすでに実規模装置で実証実験を行い,処理油中の残留PCB濃度を20/∠g/kg以下にできることを確認済みである｡

ShinkoPanteccontaminatedprocessofPCBelectric

devicessolvent

has
content

suchasof metalbeenalreadytreatedト

is lower

コン

デ

than
the

oil showed

lower

ン

溶媒抽出分解法

process(that of0.01bythan

ThisofPCB

theuslng

been

surfaceactualisawithhas

via laboratory

mg/kg)

operation

process

capacitor.

technologyof Japan

performed

ン

ラ

and

extraction

standard

decomposition

andtransformer

solvent

PCB汚染電気機器

extraction

decomposition

andevaluation

thatofsolvent

The

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thesatisfies〃g/100cm2,processdeveloped(SPdispersion
resulthasfor

PCB

combination

uslng

SOdiumtheconfirmed
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electrictools

than0.1

TheSPtest.

the residual

20/∠g/kg.

PCB

contaminatedス

Transformer

サ

Capacitor
Solvent

extraction

anddecomposition

process

16

神鋼パンテツク技報

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42

No.

2(1999/3)

ま えがきそこで,比較的低温で処理可能な方法として,容器PCBは化学的に安定で分解しにくく種々の優れた性質を有すことから広く使用されてきたが,の溶媒洗浄を行なった後,洗浄によって抽出された
1968

PCBをSP法によって分解処理するプロセス,す年を前後して生物‑の毒性が判明して以来,製造はなわち溶媒抽出分解法を開発した｡

もとより保管管理が義務づけられて早くも20年以上

1.本技術の基本原理経過している｡環境リスクを考慮した場合,保管設

本技術の処理プロセスを第1図に示す｡

備の老巧化にともない,環境への拡散が危倶される本プロセスは前工程として容器の有機溶剤による状況となっているので早急に処理が望まれるところ

洗浄抽出工程と,後工程として抽出されたPCBをであるが,近年,より確実で二次拡散などの少ない金属ナトリウム分散体で反応分解するSPプロセス化学処理法などが開発実用化されつつある｡
これを受けて,
正により,法からなる｡

1998年6月廃掃法の20年ぶりの改2.

1洗浄抽出工程

PCB汚染物質の処理法として化学法な洗浄抽出工程では有機溶剤による洗浄と蒸留によ

らびに超臨界水酸化法が認められ,環境庁,厚生省,通産省が連携してこれらの新技術評価を進め,る溶剤の再生とPCBの濃縮をおこなう｡
1999

洗浄の基本的概念は次のようである｡

年3月にはPCBに汚染された電気絶縁油の処理に●

すなわち,有機溶剤の蒸気が常温のトランスやコ

関芸芸諾霊諾芸Apsl芸孟㌫諾!i,jut:‑÷は当社
ンデンサー構成部材の表面に接触し,その結果,揺触部で溶剤は冷却され表面で凝縮して,付着していではSP法を開発し,実証試験により技術を立証しるPCBを溶解除去する｡

た1),2)｡一方,絶縁油が納められていた電源トラン然滴下し,装置の下部に溜まる｡

PCBを溶解した溶剤は自スやコンデンサなど,機器容器の処理技術について

蒸気洗浄方法には,次のような特長がある7)0は,①被洗浄物の形状や大きさに制約されることが少1998年8月に処理基準値が官報にて告示された3)｡この値は先進各国と比較して100倍も厳しいものであり,新たな技術開発が必要である｡

ない｡②常に清浄な溶斉りで洗浄し,逆汚染されることなこれに対応する技術として,水素により800℃く短時間に能率的に洗浄可能である｡

で還元する方法4や,溶融金属中で高温分解する方

しかし,蒸気洗浄だけでは洗浄過程で洗浄槽内及法5),真空加熱分離法6)が提案されているが,いずれ

び被洗浄物の温度上昇により溶媒が凝縮しにくくなも高温を伴い,装置も比較的大がかりとなりやすい｡

る結果,洗浄効率が低下するので,液体洗浄と蒸気PCB

i

Cleanedc onta皿inatedvesselvesselSolvent in PCB】

Distillerl

WashingvessellllIll: concentratedLl

PCBI!

llll

SP process

Treatedoill

第1図

溶媒抽出分解法基本プロセス

Fig.

1Flow

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No.

diagram2(1999/3)

ofSEDprocess

神鋼パンテツク技報

17洗浄を併用することした｡
2.

積層鋼板の洗浄結果を第2図に示す｡試料表面の1抽出物の分解処理工程抜き出したPCB含有絶縁油及び洗浄液はS/100cm2以下の残留PCB濃度となった｡溶媒の違Pプいによる差は認められなかった｡

ロセスにより分解無害化する｡すなわち,洗浄抽出液およびPCB含有絶縁油を事前に絶縁油にてPCB濃度調整した後,7回の洗浄で基準値の0.1FLg

ふき取り試験の結果,

銅線試料は第3図に示すように9回の洗浄で0.01200℃以下の温度で金属ナトリウmg/kg以下となった｡積層鋼板試料同様溶媒の違いによる差は認められなかった｡

ム分散体を添加してPCBの脱塩素化反応を行い,分解無害化する｡

アルミ箔は同じく第3図に示すように,9回の洗3.基礎実験

浄で,溶媒がパークロレチレンの場合0.02mg/kg,3.

イソオクタンでは0.01mg/kgであった｡しかし,

1洗浄試験
PCBに汚染されたトランス･コア(積層鋼板

これはアルミ箔の形状が他のものに比べて変形･重(電磁鋼板)および鋼線,紙類)とコンデンサ･コ層しやすく,この結果として誤差が生じたと考えら

ア(アルミ箔,絶縁フイルム)を用い,溶媒にはパーれた｡

紙類および絶縁フイルムについて洗音争した結果をクロロエチレンとイソオクタンを用いて洗浄試験を第4図に示す｡他の試料と比較して,残留濃度はや行った｡
試料として,積層鋼板は5cmX15cm程度を1kg,はり非常に高いが,洗浄前500g/kgもの付着量で銅線は約10cm程度の長さを1kg,紙類およびアあったものが9回洗浄で約200mg/kgまで低下す

ルミ箔,絶縁フイルムは2cm角程度に大きさを調整して,それぞれ0.5kg,0.4kgを実験に用いた｡

06i1

試料を容器に入れ,秤量した後,試料が完全に漬

Almin!umーーーーーーー〔]‑Alminlum

害1.2

し,試料をサンプリングした｡(勺{ ‑二二=rF二二与＼1,E:1a(じフトチャンバー内で行った｡

P∠採取した試料はInternational

Standard

CEI‑
64(1997)にもとづいて残留PCB濃度をNumber分析した｡

第3図
Fig.

810()fextraction

音先浄回数に対する銅線およびアルミニウムの残留PCB濃度変化
3ResidualandPCB

concentration

alminiumof

numberwindings

asof washedcopperfunction
aorextraction.

Perchloroethylene‑‑‑‑‑●‑

Iso‑octane‑0‑‑‑

喜10

[PCE]
[ISO]'Jl

前述の操作を9回繰り返した｡一連の操作はドラIEC61‑619

LPCE]

Coppe叩SO]

104

̲EdbD

かるまで溶媒を加え,所定時間経過後,溶媒を分離

Copper‑‑‑‑tトー

茎一議‑
ヨし加,̲t<tLLLLtt.)

1()

D310且･J〇→ロコ:⊃

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104Nunlber

第2図Fig.

Jβ6Residual

PCB

magnetic
function

ofconcentration

steelinplate

numberofof washedtransformer

42

Nu皿berof extraction

洗i争回数に対するトランス積層鋼板の残留PCB
濃度変化
2‑‑◇‑‑

10

paper[1][PCE]‑‑△一一Paper[2川SO+Paper ＋ PP LPCE]
paper [2][1'CE] ‑＋ PP[ISO]paperLl川S()]一口ーーPaper

第4図
Fig.

as

洗音争回数に対する耗の残留PCB濃度変化
4Residual
aselectro‑6of extraction

aPCB

f■unction

concentration
ofof washedtimes.

extraction

paperaextraction.

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ることが明らかとなった｡
3.

PCB

分解実験

2

分解実験としては,

contaminatedvessels

10ppm‑10%濃度のPCB汚

染絶縁油を用いて無害化処理を行った結果を示す2)｡
10ppm濃度の場合,1時間,10分後に,1%では40分,

Oil drai□age

100ppmではDismantle

10%では3時間後に残留/ Separation

PCB濃度は20/∠g/kg以下となった｡しかも,ダイオキシン類,コプラナ‑PCBもほぼ完全に分解すSol ＼′cntWashiCl ea nedvessel

Cleanedng

ることが判った｡

4.洗浄抽出処理システムの構成
4.

1処理のフロー

metals

処理システムのフローを第5図に示す｡
本処理は基本的にコンデンサー,トランスともにScrap

Stock/ reuse同じであるが,構成部材と構造に違いがあるため,前処理や処理条件が両者でやや異なる｡●DistillatioTl

解体工場に搬入された機器はPCB汚染油等を抜SPき取った後,蒸気洗浄可能な程度に分離解体を行う｡

process｢PCB decorrlP〔)Sitionl

通常,容器や蓋,コアに分別する｡しかしながら,木材や耗類など多孔質物は洗浄にて所定の基準まで第5図

残留濃度が低下しない可能性が高いため,予備的にFig.

溶媒抽出分解法(SED法)処理フロー
5Flow

diagramofSED

Process

洗浄し,付着量を低下させた後保管用容器に保管し,を得た者のみが立ち入ることができる｡

新たな処理基準が設定されるまで保管する｡
洗浄設備に装入し,所定時間洗浄された部材のう

立ち入りに際しては施設に隣接した第一更衣室にち蓋や容器はそのままスクラップ再生利用する｡積て下着だけになり,第二更衣室にて専用の作業服に層鋼板を除いて,コイル等の部材はシュレッディン着替える｡さらに作業上衣を汚染油被曝防止用に着グした後,銅と紙類に分別し,紙類は保管,金属は用する｡作業施設内ではこのほか専用のヘルメット,スクラップとして供される｡

防護メガネ,手袋,靴を着用する｡

4.

設備の構成

2

作業後,使用した上衣は専用の廃棄物保管缶に廃本処理設備は次に示す①‑⑨の設備で構成されて①機器受入れ場‥ PCB使用電気機器の搬入場所●

棄するoその後,第一作業室にてシャワーを浴びて着替えをする｡作業着は汚れに応じて備え付けの洗いる｡

濯機で洗浄する｡②PCB貯蔵タンク:泊ぬき液,汚染有機溶媒貯装置の取り扱いならびに被処理物,本区域内で蔵タンク発生した廃棄物の取り扱いについては管理者の指定(彰処理前機器保管区域した者のみが取り扱いできるようにし,操業に際し(む解体作業区域:洗浄前の機器解体場所て専任作業者が作業を行うこととした｡(9洗浄処理区域

5.

⑥分解作業区域:除染コア分解分離場所

2

廃棄物管理

処理作業で発生する汚染作業着,舵,手袋,木材⑦除染終了コア分別装置

等は専用缶に保管し,基準値ならびに処理法が確定⑧除染終了コア分別作業区域

するまで保管管理される｡⑨除染物保管区域

5.

5.主要な安全対策

危険物管理

PCB,有機溶剤等の危険物取り扱いは国内法規

安全対策は基本的に各種法規ならびに監督庁の指導に準拠するが,次のような対策を講じることにした｡
5.

3に従って取り扱われる｡
5.

4

火災予防および防火対策

火災予防対策には自動火災報知器の設置により,1施設の立ち入り管理管理棟にて監視がなされる｡消火設備として絶縁油

本施設は特別管理区域に指定され,管理者の許可用にABC消火器,砂,乳化剤を備えるものとする｡

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神鋼パンテツク技報

19防火対策としては消防法規に準拠した仕様の部材

しかしながら,本溶剤には次にあげる特長がある｡

および機器を使用する｡なお,年に1回かならず事①通常の使用条件において不燃性で,引火･爆発故を想定した防災訓練を行う｡
5.の危険がない｡

作業者の安全対策

5②粘度,表面張力が小さいため,浸透力が大きく,定期的な作業者への安全教育および健康診断の実部品等の狭い隙間にも浸透し,付着した汚れを施は勿論のこと,万一の被曝対策として洗顔台およ溶解除去する事が可能である｡

び洗浄シャワーを設置する｡
6

5.

④洗浄後の汚れを含む廃液は,蒸留により汚れを環境対策分離し,回収した溶剤はリサイクル可能である｡

溶剤の地下漏洩対策として,床のコンクリート材④不燃性で,かつ適当な沸点を有し,蒸発熱が小使用のほか,床に漏洩時に散逸しないよう防油堤やさく,蒸気の比重が大きいため蒸気洗浄に適しピット,油受けを設置するなどの対策を講じた｡装ている｡

置自体にもこれらの対策を講じている｡⑤蒸発熱が小さいため,乾燥工程が不要である｡

処理施設内にはPCBの環境モニターが設置され,本処理においては閉鎖循環系で使用し,系外への定期的に環境測定分析を行うようにした｡また,換逸散が非常に少ないことから,処理溶斉りとして使用気扇およびダクトを所定の位置に設置し,強制換気する上で利点が多く,好適である｡このため,塩素をはかった｡

系有機溶剤の使用を考えている｡

PCB蒸気は空気より重いのでストックヤードでは換気口は床直上に,洗浄設備では装置むすび

開口部近傍と装置内に直結して設けることとした｡

本稿では,トランス,コンデンサなどのPCB含

なお,念のため排気は活性炭フィルターを介して外有機器のPCB除去を目的として,溶媒洗浄と抽出部に排気することとした｡

されたPCBの無害化を組み合わせた溶媒抽出分解

6.使用する有機溶剤汰(SED法)について基本概念および基礎実験結溶斉りの選定は非常に重要である｡油脂系の有機物洗浄に使用可能な溶剤としては,果をもとに処理設備のフローおよび設備上の安全対策について述べた｡

n‑ヘキサン,アル実機設備を用いた実証試験結果については政府のコールなどの炭化水素系溶剤と有機塩素系洛斉りがある｡

技術検討評価委員会に報告し,評価を受けているところである｡

いずれの溶剤も使用可能であるが,非塩素系溶剤
は,[参考文献]
1)川井隆夫ほか:神鋼パンテツク技報,(199B), p.90.

(彰一般に引火点が低く,装置を防爆仕様とする必要があること②生体に対する毒性に留意する必要があること③この結果として装置建屋の換気に細心の注意が必要であること

Vol.41,

No.2

Vol.42,2)川井隆夫ほか:神鋼パンテツク技報,(1998), p.34.
3 )官報告示:特別管理物に係る基準の検定方法の一部を改定する件,平成10年8月27日

No.1などの安全性管理にかなり厳重な管理が必要であり,

4)産業廃棄物処理振興財団:
ダ調査報告書, (1997)

本処理に対しての溶剤使用には不適当と判断した｡

5)

PCBに関する国際セミナー:口本環境衛生センター,(1996)

これに対して,塩素系溶剤は特別管理化学物質としで指定され,PCB処理事情米国･カナ

6)神戸弘己ほか:電気学会論文誌
B,118(3)(1998)
7 )最新洗浄技術総覧:産業技術サービスセンター(1996)
有害廃棄物の処理に関する調査報告書:
8)平成6年度
産業廃棄物処理事業振興財団(1995),
p.128.

PCBと同類に位置付けられており,本溶剤の使用は本質的な解決策となりにくいと指摘されている8)0

連絡先
川井隆

夫

技術開発本部

(工学博士)

中西勉

技術開発本部

研究開発部

小西嘉雄

技術開発本部

研究開発部

研究開発部

主任研究員
TE
FAX
E‑mail20

L

078‑992‑6525

TE078‑992‑6504

FAX

t.kawai@pantec.co.jp

E‑mailL

078‑992‑6525

TE078‑992‑6504

FAX

i.nakanishi@pantec.co.jp

神鋼パンテツク技報

E‑mailL

078‑992‑6525
078‑992‑6504

y.konishi@pantec.co.jp
Vol.

42

No.

2(1999/8)i.