ダイオキシン類の無害化処理方法
【課題】小規模でありながら効率的にかつ大量に、排水中のダイオキシン類を無害化処理する。
【解決手段】ステップＳ１で、脱硫塔内で循環している水酸化マグネシウム溶液（循環水）に、発生ガス中のダイオキシンを含む煤塵および塩素、硫黄酸化物などを溶解させて、その循環水を回収する。回収された循環水と、ヘキサンなど無極性溶媒とを接触させ、ダイオキシン類を無極性溶媒に抽出する（ステップＳ２）。その後、ダイオキシン類が抽出された無極性溶媒を減圧蒸留装置で濃縮する（ステップＳ３）。次に、ダイオキシン類が濃縮された無極性溶媒を、エタノールなどのアルコールに投入（ステップＳ４）するとともに、アルコール中に金属カルシウムまたは金属マグネシウムを適量添加する（ステップＳ５）。その後、アルコールを撹拌しながら、低圧水銀ランプにより紫外線を、アルコールに照射してアルコール中のダイオキシン類を分解させる（ステップＳ６）。
【解決手段】ステップＳ１で、脱硫塔内で循環している水酸化マグネシウム溶液（循環水）に、発生ガス中のダイオキシンを含む煤塵および塩素、硫黄酸化物などを溶解させて、その循環水を回収する。回収された循環水と、ヘキサンなど無極性溶媒とを接触させ、ダイオキシン類を無極性溶媒に抽出する（ステップＳ２）。その後、ダイオキシン類が抽出された無極性溶媒を減圧蒸留装置で濃縮する（ステップＳ３）。次に、ダイオキシン類が濃縮された無極性溶媒を、エタノールなどのアルコールに投入（ステップＳ４）するとともに、アルコール中に金属カルシウムまたは金属マグネシウムを適量添加する（ステップＳ５）。その後、アルコールを撹拌しながら、低圧水銀ランプにより紫外線を、アルコールに照射してアルコール中のダイオキシン類を分解させる（ステップＳ６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排水中のダイオキシン類を無害化処理する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン類は、廃棄物の焼却など有機物の過熱によって生成する場合がほとんどであるが、排ガス処理、化学品の製造や塩素漂白などで生成し、排水に排出される場合がある。例えば、アルミニウム製品製造工場や紙パルプ製造工場だけでなく、微量とはいえ広範囲の業種の排水からダイオキシン類が検出されている。
【０００３】
これら排水中のダイオキシン類の処理方法としては、「１：凝集沈殿法、２：清澄ろ過法、３：膜ろ過法、４：活性汚泥法、５：生物膜法、６：嫌気性処理法、７：吸着処理法、８：酸化法、９：超臨界水酸化法」などがあるが、これらは、いずれも効率やコスト面において問題がある（例えば、特許文献１から５参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２３９５９７号公報
【特許文献２】特開２００３−２６６０９０号公報
【特許文献３】特開２００５−２３７７７８号公報
【特許文献４】特開２００５−３４９３５１号公報
【特許文献５】特開２００６−０００８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、排水中のダイオキシン類の処理方法には、１から９の処理方法があることを示したが、「１の凝集沈殿法、２の清澄ろ過法、３の膜ろ過法」は、単独では、ダイオキシン類を十分に処理できないため、通常他の方法と組み合わせて適用することが普通である。このため、全体の設備が大型化し、また、凝集残渣の処理などが必要になる問題がある。
【０００５】
また、上記「４の活性汚泥法、５の生物膜法、６の嫌気性処理法」も単独では、ダイオキシン類を十分に処理できないため、「１の凝集沈殿法、２の清澄ろ過法、３の膜ろ過法」のいずれか、または複数と組み合わせて適用する処理を採っている。しかし、４から６は、生物処理のため維持管理が煩雑で発生した汚泥の処理が必要となる新たな問題が発生する。
【０００６】
なお、上記「７の吸着処理法」は、現存する技術の中では最も経済的であるが、排水の種類によっては適用できない場合があるとともに、吸着剤の処理も必要となる。
【０００７】
さらに、上記「８の酸化法」は、酸化剤と紫外線や、光触媒と紫外線を組み合わせるが、コストが割高なのに効率が低く、適用範囲が制限される問題がある。
【０００８】
さらにまた、「９の超臨界水酸化法」は、短時間で処理できる特長があるが、原理上大量処理に不向きで、工業的には実績がない。
【０００９】
上記のように各処理法の技術においては、上述した種々の問題がある。
【００１０】
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、小規模でありながら効率的にかつ大量に、排水中のダイオキシン類を無害化処理するダイオキシン類の無害化処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、上記の課題を達成するために、第１発明は、ダイオキシン類含有の水と無極性溶媒とを接触させた後、その水からダイオキシン類を無極性溶媒で抽出し、ダイオキシン類を抽出した無極性溶媒をアルコールに投入した後、アルコールを撹拌しながら紫外線を照射してダイオキシン類を分解することを特徴とする。
【００１２】
第２発明は、前記ダイオキシン類を分解した水を、中和処理をして放流することを特徴とする。
【００１３】
第３発明は、ダイオキシン類から分解によって脱離した塩素を、金属カルシウムまたは金属マグネシウムで塩として固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように、この発明によれば、発生ガスを処理した水の中からダイオキシン類を、小型で維持管理が簡便な紫外線照射によって無害化処理できるため、従来のように凝集沈殿や膜処理法などの処理技術が不要となり、経済性が向上する利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明するに当たり、ダイオキシン類を含む例として、例えば、アルミニウム合金製造溶解炉で発生した発生ガスについて述べる。
【００１６】
図１はこの発明の実施の形態を述べるためのフローチャートで、まず、ステップＳ１で、アルミニウム合金製造溶解炉での発生ガスを、排煙脱硫塔に導入し、この脱硫塔内で循環している水酸化マグネシウム溶液（循環水）に、発生ガス中のダイオキシンを含む煤塵および塩素、硫黄酸化物などを溶解させて、その循環水を回収する。
【００１７】
次に、回収された循環水と、ヘキサンなど無極性溶媒とを接触させ、ダイオキシン類を無極性溶媒に抽出する（ステップＳ２）。その後、ダイオキシン類が抽出された無極性溶媒を減圧蒸留装置で濃縮する（ステップＳ３）。なお、循環水と無極性溶媒とを接触させる方法としては、撹拌、震盪、シャワーなどがある。また、無極性溶媒は、ヘキサンだけでなく、シクロヘキサン、ｎ−デカン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、オクタン、イソオクタンなど常温かつ液状で、排水と混和せず低極性で不飽和結合を持たない溶媒であれば何でも良く、これらのうち２種類以上の溶媒を任意の比率で組み合わせても良い。
【００１８】
次に、ダイオキシン類が濃縮された無極性溶媒を、エタノールなどのアルコールに投入（ステップＳ４）するとともに、アルコール中に金属カルシウムまたは金属マグネシウムを適量添加する（ステップＳ５）。
【００１９】
なお、金属カルシウムおよび金属マグネシウムの形状は任意のもので良い。その後、アルコールを撹拌しながら、低圧水銀ランプにより紫外線（ＵＶ２５０ｎｍ）を、アルコールに照射してアルコール中のダイオキシン類を分解させる（ステップＳ６）。すると、アルコール中のダイオキシン類は、紫外線照射後、２４時間で完全に分解し、芳香族炭化水素およびフェノール類になった。上記ダイオキシン類の分解時には、特に加圧や加温の必要はない。
【００２０】
また、ダイオキシン類から脱離した塩素は、金属カルシウムまたは金属マグネシウムに塩化物として固定される。なお、無極性溶媒と接触させた循環水は、ダイオキシン類が分解されているので、中和処理した後、排水（放流）する。
【００２１】
前記紫外線照射時の溶媒であるアルコールは、エタノールだけでなく、メタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、第２ブタノール、第３ブタノール、シクロヘキサノールなど、常温かつ液状で、不飽和結合を持たないアルコールであれば何でも良く、これらのうち２種類以上の溶媒を任意の比率で組み合わせても良い。シクロヘキサノールが低温で凝固する場合には、２０℃以上に加熱しても良い。
【００２２】
また、ダイオキシン類を抽出した無極性溶媒に金属カルシウムまたは金属マグネシウムを投入し、紫外線を照射しても良い。なお、照射する紫外線は、２００から３００ｎｍの範囲で、２５４ｎｍの輝度が高いものが望ましく、紫外線照射用のランプは、低圧水銀ランプ以外でも、２５４ｎｍの発光があればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施の形態を述べるためのフローチャート。
【符号の説明】
【００２４】
Ｓ１…ダイオキシンを含む循環水回収ステップ
Ｓ２…ダイオキシン類を抽出ステップ
Ｓ３…無極性溶媒を濃縮するステップ
Ｓ４…無極性溶媒をアルコールに投入するステップ
Ｓ５…金属カルシウムまたはマグネシウムを添加するステップ
Ｓ６…紫外線照射ステップ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排水中のダイオキシン類を無害化処理する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン類は、廃棄物の焼却など有機物の過熱によって生成する場合がほとんどであるが、排ガス処理、化学品の製造や塩素漂白などで生成し、排水に排出される場合がある。例えば、アルミニウム製品製造工場や紙パルプ製造工場だけでなく、微量とはいえ広範囲の業種の排水からダイオキシン類が検出されている。
【０００３】
これら排水中のダイオキシン類の処理方法としては、「１：凝集沈殿法、２：清澄ろ過法、３：膜ろ過法、４：活性汚泥法、５：生物膜法、６：嫌気性処理法、７：吸着処理法、８：酸化法、９：超臨界水酸化法」などがあるが、これらは、いずれも効率やコスト面において問題がある（例えば、特許文献１から５参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２３９５９７号公報
【特許文献２】特開２００３−２６６０９０号公報
【特許文献３】特開２００５−２３７７７８号公報
【特許文献４】特開２００５−３４９３５１号公報
【特許文献５】特開２００６−０００８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、排水中のダイオキシン類の処理方法には、１から９の処理方法があることを示したが、「１の凝集沈殿法、２の清澄ろ過法、３の膜ろ過法」は、単独では、ダイオキシン類を十分に処理できないため、通常他の方法と組み合わせて適用することが普通である。このため、全体の設備が大型化し、また、凝集残渣の処理などが必要になる問題がある。
【０００５】
また、上記「４の活性汚泥法、５の生物膜法、６の嫌気性処理法」も単独では、ダイオキシン類を十分に処理できないため、「１の凝集沈殿法、２の清澄ろ過法、３の膜ろ過法」のいずれか、または複数と組み合わせて適用する処理を採っている。しかし、４から６は、生物処理のため維持管理が煩雑で発生した汚泥の処理が必要となる新たな問題が発生する。
【０００６】
なお、上記「７の吸着処理法」は、現存する技術の中では最も経済的であるが、排水の種類によっては適用できない場合があるとともに、吸着剤の処理も必要となる。
【０００７】
さらに、上記「８の酸化法」は、酸化剤と紫外線や、光触媒と紫外線を組み合わせるが、コストが割高なのに効率が低く、適用範囲が制限される問題がある。
【０００８】
さらにまた、「９の超臨界水酸化法」は、短時間で処理できる特長があるが、原理上大量処理に不向きで、工業的には実績がない。
【０００９】
上記のように各処理法の技術においては、上述した種々の問題がある。
【００１０】
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、小規模でありながら効率的にかつ大量に、排水中のダイオキシン類を無害化処理するダイオキシン類の無害化処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、上記の課題を達成するために、第１発明は、ダイオキシン類含有の水と無極性溶媒とを接触させた後、その水からダイオキシン類を無極性溶媒で抽出し、ダイオキシン類を抽出した無極性溶媒をアルコールに投入した後、アルコールを撹拌しながら紫外線を照射してダイオキシン類を分解することを特徴とする。
【００１２】
第２発明は、前記ダイオキシン類を分解した水を、中和処理をして放流することを特徴とする。
【００１３】
第３発明は、ダイオキシン類から分解によって脱離した塩素を、金属カルシウムまたは金属マグネシウムで塩として固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように、この発明によれば、発生ガスを処理した水の中からダイオキシン類を、小型で維持管理が簡便な紫外線照射によって無害化処理できるため、従来のように凝集沈殿や膜処理法などの処理技術が不要となり、経済性が向上する利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明するに当たり、ダイオキシン類を含む例として、例えば、アルミニウム合金製造溶解炉で発生した発生ガスについて述べる。
【００１６】
図１はこの発明の実施の形態を述べるためのフローチャートで、まず、ステップＳ１で、アルミニウム合金製造溶解炉での発生ガスを、排煙脱硫塔に導入し、この脱硫塔内で循環している水酸化マグネシウム溶液（循環水）に、発生ガス中のダイオキシンを含む煤塵および塩素、硫黄酸化物などを溶解させて、その循環水を回収する。
【００１７】
次に、回収された循環水と、ヘキサンなど無極性溶媒とを接触させ、ダイオキシン類を無極性溶媒に抽出する（ステップＳ２）。その後、ダイオキシン類が抽出された無極性溶媒を減圧蒸留装置で濃縮する（ステップＳ３）。なお、循環水と無極性溶媒とを接触させる方法としては、撹拌、震盪、シャワーなどがある。また、無極性溶媒は、ヘキサンだけでなく、シクロヘキサン、ｎ−デカン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、オクタン、イソオクタンなど常温かつ液状で、排水と混和せず低極性で不飽和結合を持たない溶媒であれば何でも良く、これらのうち２種類以上の溶媒を任意の比率で組み合わせても良い。
【００１８】
次に、ダイオキシン類が濃縮された無極性溶媒を、エタノールなどのアルコールに投入（ステップＳ４）するとともに、アルコール中に金属カルシウムまたは金属マグネシウムを適量添加する（ステップＳ５）。
【００１９】
なお、金属カルシウムおよび金属マグネシウムの形状は任意のもので良い。その後、アルコールを撹拌しながら、低圧水銀ランプにより紫外線（ＵＶ２５０ｎｍ）を、アルコールに照射してアルコール中のダイオキシン類を分解させる（ステップＳ６）。すると、アルコール中のダイオキシン類は、紫外線照射後、２４時間で完全に分解し、芳香族炭化水素およびフェノール類になった。上記ダイオキシン類の分解時には、特に加圧や加温の必要はない。
【００２０】
また、ダイオキシン類から脱離した塩素は、金属カルシウムまたは金属マグネシウムに塩化物として固定される。なお、無極性溶媒と接触させた循環水は、ダイオキシン類が分解されているので、中和処理した後、排水（放流）する。
【００２１】
前記紫外線照射時の溶媒であるアルコールは、エタノールだけでなく、メタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、第２ブタノール、第３ブタノール、シクロヘキサノールなど、常温かつ液状で、不飽和結合を持たないアルコールであれば何でも良く、これらのうち２種類以上の溶媒を任意の比率で組み合わせても良い。シクロヘキサノールが低温で凝固する場合には、２０℃以上に加熱しても良い。
【００２２】
また、ダイオキシン類を抽出した無極性溶媒に金属カルシウムまたは金属マグネシウムを投入し、紫外線を照射しても良い。なお、照射する紫外線は、２００から３００ｎｍの範囲で、２５４ｎｍの輝度が高いものが望ましく、紫外線照射用のランプは、低圧水銀ランプ以外でも、２５４ｎｍの発光があればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施の形態を述べるためのフローチャート。
【符号の説明】
【００２４】
Ｓ１…ダイオキシンを含む循環水回収ステップ
Ｓ２…ダイオキシン類を抽出ステップ
Ｓ３…無極性溶媒を濃縮するステップ
Ｓ４…無極性溶媒をアルコールに投入するステップ
Ｓ５…金属カルシウムまたはマグネシウムを添加するステップ
Ｓ６…紫外線照射ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオキシン類含有の水と無極性溶媒とを接触させた後、その水からダイオキシン類を無極性溶媒で抽出し、ダイオキシン類を抽出した無極性溶媒をアルコールに投入した後、アルコールを撹拌しながら紫外線を照射してダイオキシン類を分解することを特徴とするダイオキシン類の無害化処理方法。
【請求項２】
前記ダイオキシン類を分解した水は、中和処理をして放流することを特徴とする請求項１記載のダイオキシン類の無害化処理方法。
【請求項３】
ダイオキシン類から分解によって脱離した塩素は、金属カルシウムまたは金属マグネシウムで塩として固定することを特徴とする請求項１記載のダイオキシン類の無害化処理方法。
【請求項１】
ダイオキシン類含有の水と無極性溶媒とを接触させた後、その水からダイオキシン類を無極性溶媒で抽出し、ダイオキシン類を抽出した無極性溶媒をアルコールに投入した後、アルコールを撹拌しながら紫外線を照射してダイオキシン類を分解することを特徴とするダイオキシン類の無害化処理方法。
【請求項２】
前記ダイオキシン類を分解した水は、中和処理をして放流することを特徴とする請求項１記載のダイオキシン類の無害化処理方法。
【請求項３】
ダイオキシン類から分解によって脱離した塩素は、金属カルシウムまたは金属マグネシウムで塩として固定することを特徴とする請求項１記載のダイオキシン類の無害化処理方法。
【図１】
【公開番号】特開２００８−６８２２７（Ｐ２００８−６８２２７Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５０５７２（Ｐ２００６−２５０５７２）
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
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