有機ハロゲン化合物の無害化処理装置
【課題】分析室内で簡易に扱うことが可能な、有機ハロゲン化合物分析廃液の無害化装置を提供する。
【解決手段】反応器内に有機ハロゲン化合物を含有する被処理物と、処理に必要な物質を混入、攪拌して無害化処理を行う装置に、被処理物に応じて有機ハロゲン化合物の無害化に要する金属カルシウム、エタノール等の無害化物質の各分量、及び処理時間を演算し、演算したパラメータに基づいて無害化装置を制御する。
【解決手段】反応器内に有機ハロゲン化合物を含有する被処理物と、処理に必要な物質を混入、攪拌して無害化処理を行う装置に、被処理物に応じて有機ハロゲン化合物の無害化に要する金属カルシウム、エタノール等の無害化物質の各分量、及び処理時間を演算し、演算したパラメータに基づいて無害化装置を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオキシンに代表される有機ハロゲン化合物の無害化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン、ＰＣＢ等の有機ハロゲン化合物は環境に悪影響を及ぼす最も有害な物質の一つである。有機ハロゲン化合物の排出規制と義務づけに伴い、有機ハロゲン化合物の分析業務が急増している。分析業務の増加につれて、濃縮して分析された有機ハロゲン化合物の分析廃液が増加しており、その処理が問題となっている。
【０００３】
有機ハロゲン化合物の分析廃液は産業廃棄物であるが、産業廃棄物処理法上の問題から処分業者側では適切な引取方法・処理方法が確立されていない。このため、分析後は分析廃液を保管せざるを得ない状況にある。分析廃液は蓄積され、保管量は増加の一途を辿っており、分析室内で簡易に扱うことができる無害化装置の開発が求められている。
【０００４】
現在、ダイオキシン汚染物質から有機ハロゲン化合物を除去する方法及び装置については種々のものが提案されている。
【０００５】
特許文献１ではアルカリ金属等を用いた還元処理方法が提案されている。有機ハロゲン化合物をプロトン性溶媒存在下で、貴金属触媒のもと、アルカリ金属等を混合し、温和な条件下での有機ハロゲン化合物の無害化方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２では、ダイオキシン汚染物質の所定量を投入装置から回転ドラム本体内に投入し、この回転ドラム本体を正転し、このダイオキシン汚染物質を加熱しながら、排出口側へ移送させる前進工程と、前記回転ドラムを逆転させて投入口側へ移送させる逆進工程とを所定時間交互に繰り返し、ダイオキシンを熱分解して浄化した後、処理済物質として排出装置から排出している。
【０００７】
特許文献３では、ダイオキシン類を含む被処理液を、粉末活性炭を添加して、分離膜を有する膜ろ過工程と、促進酸化反応工程との間を一部循環させながら、膜ろ過工程からの膜透過水を処理水として得るとともに、ダイオキシン類を酸化分解処理している。促進酸化反応工程ではオゾンを注入し、オゾンによりダイオキシン類を酸化分解させている。
【特許文献１】特開２００５−０６６３２８公報
【特許文献２】特開２００５−２６２０１５公報
【特許文献３】特開２００６−０００８５４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の発明は無害化方法についてのみ記載されており、具体的な処理装置に関しては何ら記載がない。
【０００９】
特許文献２の無害化装置は、熱的に安定なダイオキシン類を約４００〜６００℃の高温度で熱分解するため、多くの熱エネルギーが必要であるという問題がある。また、加熱装置、冷却装置を必要とし、装置が複雑で大きいため、分析室で簡易に扱えないとともに、コストも高くなるという課題がある。
【００１０】
特許文献３の無害化装置は、ダイオキシン類を分離するろ過工程と、ダイオキシン類の酸化分解工程との２つの工程が必要である。このため、装置が複雑になるとともに、装置が大きくなり分析室で扱うのが困難という課題を有する。また、有機性排水や工業排水の処理にしか用いることができず、分析後の様々な形態の有機ハロゲン化合物の処理ができないという課題を有する。
【００１１】
このように現有の装置は複雑で大きな装置であり、分析室等で使用できるものではない。また、誰もが簡易に使用できるものではなく、熟練者でなければ適切に扱えないものである。
【００１２】
本発明では、分析業務によって生じた有機ハロゲン化合物の分析廃液を、分析室内で誰もが容易に無害化できる装置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】
【００１３】
本発明は、有機ハロゲン化合物を含有する被処理物と、プロトン性溶媒と、還元触媒と、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属とを混合し、前記有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン化及び／又は還元処理する反応器と、前記反応器の内容物を攪拌混合する攪拌装置と、前記被処理物の分量及び前記被処理物中の有機ハロゲン化合物の濃度を入力する入力装置と、前記有機ハロゲン化合物の無害化処理に要する前記プロトン性溶媒の添加量、前記還元触媒の添加量、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属の添加量、及び、処理時間を演算する演算装置と、前記演算装置から出力される無害化処理に要する前記プロトン性溶媒の添加量、前記還元触媒の添加量、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属の添加量、及び、前記処理時間を表示する表示装置と、前記処理時間に基づいて前記攪拌装置を制御する制御装置を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は前記反応器が略水平軸を中心に回転して前記内容物を攪拌することを特徴とする。
【００１５】
更に、本発明は前記反応器内部に攪拌翼を設け、略鉛直軸を中心に攪拌翼を回転させて前記内容物を攪拌することを特徴とする。
【００１６】
更に、本発明は前記反応器の内部に細粒化剤を収納したことを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明は前記入力装置は１以上の被処理物の分量及び被処理物中の有機ハロゲン化合物濃度を入力できることを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明は前記攪拌装置の前記反応器を設置する箇所に、前記反応器の抑止部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の無害化装置によると、被処理物の量及び有機ハロゲン化合物濃度の値から、演算装置によって被処理物に応じた適切な触媒量等、処理に要する物質の分量等が演算されて表示されるため、誰でも容易に有機ハロゲン化合物を無害化できる利点を有する。
【００２０】
また、演算装置によって被処理物に応じた必要な触媒量等が演算されて表示されるため、触媒等無害化に要する物質を無駄に使用することがなく、コストが安くなるという利点を有する。
【００２１】
更に、本装置は小型であるため、分析室内に設置又は携行して有機ハロゲン化合物の無害化処理をすることが可能である。
【００２２】
更に、本装置によって無害化した処理物は産業廃棄物ではないため、産業廃棄物処理法上の問題がなく、一般廃棄物として処分でき、分析廃液が蓄積する問題を解消できる。
【００２３】
更に、複数の被処理物をまとめて無害化するのに必要な触媒量等が、演算されて表示されるため、複数の濃度の異なる被処理物を一度に処理できる利点を有する。
【００２４】
更に、反応器内部に設けた邪魔板及び細粒化剤の作用により、保管容器等を破壊して内部の被処理物を無害化できるため、保管容器から被処理物を取り出す煩わしさがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明による有機ハロゲン化合物無害化装置の概略的構成を示す斜視図である。図２は反応器の断面図である。図３〜図７は攪拌装置に設置されたタッチパネル式操作盤の画面を示す正面図である。図８は本発明の無害化処理工程を示すブロック図である。図９は他の形態の有機ハロゲン化合物無害化装置の概略的構成を示す斜視図である。
【００２６】
図１を参照して、本発明による有機ハロゲン化合物無害化装置の概略的構成を説明する。無害化装置は、主に被処理物である分析廃液、プロトン性溶媒、還元触媒、プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属を充填する反応器２と、反応器の内容物を攪拌混合させる攪拌装置１と、攪拌装置１正面に設置されているタッチパネル式操作盤３と、攪拌装置１内部に設けられたシーケンサ演算制御装置（図示を省略）から構成される。
【００２７】
攪拌装置１は、上部に水平方向に平行に配設された２本のローラ１１ａ、１１ｂと、内部に収納された攪拌の動力源であるモータ（図示を省略）から構成されている。
【００２８】
モータは、動力伝達手段であるベルト（図示を省略）を介してローラの軸受部１３ａに接続されている。
【００２９】
ローラ１１ａは中心に軸があり、軸の両端を軸受部１３ａで支持している。ローラ１１ａは軸受け部にて動力伝達ベルトと接続し、モータの駆動に連動して回転するようになっている。ローラ１１ｂは中心に軸があり、軸の両端を軸受部１３ｂで支持されており、自在に回転できるようになっている。
【００３０】
ローラの表面はラバー製で滑りにくく、反応器２の攪拌を行いやすくしている。また、ローラ１１ａ、１１ｂともに、反応器２の攪拌中のズレや落下を防止すべく、抑止部材１２が設けてある。
【００３１】
モータはシーケンサ演算制御装置によって駆動制御されている。シーケンサ演算制御装置からの指令によりモータを駆動すると、動力伝達ベルトに接続されているローラ１１ａが回転する。
【００３２】
２本のローラ１１ａ、１１ｂの間に反応器２を横向きに設置して、ローラ１１ａが回転すると、摩擦力で反応器２が回転し始める。反応器２の回転に伴いローラ１１ｂも回転する。このため、反応器２が落下せずに安定して回転し、内容物が攪拌混合される。
【００３３】
図２は反応器２の構造を示す断面図である。
【００３４】
反応器２は、円筒状の容器であり、本体部２１と蓋部２６から構成される。本体部の一端は閉じられており、他端は開口している。蓋部２６は一端が平板状であり、他端に投入口部２２を有する。本体部２１と蓋部２６はボルト２７によって着脱できるようになっている。本体部２１と蓋部２６の間はパッキン２５を介して接続され、反応器２を横置きにしても、内容物が流出しない。また、密封状態で無害化処理が行われるため、処理中にガスが生成し、反応器２の内部圧力が上昇する。このため、反応器２は高圧に耐えうる設計となっている。
【００３５】
反応器本体２１内部には、邪魔板２３が設けられている。邪魔板２３の形状は反応物が遠心力によって反応器内壁に貼り付くのを防止できる形状であればよい。
【００３６】
反応器本体２１内部には細粒化剤２４が挿入されている。細粒化剤２４は、プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属と衝突して、金属を研磨、粉砕することにより、金属の活生化を促進する。また、被処理物の保管容器を破壊し、保管容器から被処理物を反応器内部に放出させる働きもする。このような細粒化剤２４としては、無機酸化物、たとえばシリカ、石英粉、石英砂等が例示される。
【００３７】
タッチパネル式操作盤３は攪拌装置１の正面に設置してあり、入力装置、及び、表示装置が一体となっている。詳細については後述する。
【００３８】
図３から図７を参照して入力装置、表示装置について説明する。
【００３９】
入力装置、表示装置は一体としてタッチパネル式操作盤３を構成している。図３は濃度・量積算画面である。図４は入力画面である。図５は分解条件画面である。図６は演算画面である。図７は自動運転画面である。
【００４０】
ここでは、プロトン性溶媒としてエタノール、プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属として金属カルシウム、還元触媒としてパラジウムカーボンを用いた場合について具体的に説明する。
【００４１】
図３（Ａ）、（Ｂ）は濃度・量積算画面３１、３２である。分解条件画面３４の「分解液」を押すと表示される。ここで被分解液中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）及び被分解液量（Ｌ）を入力する。入力には後述する入力画面３３にて行う。
【００４２】
濃度・量積算画面３１のＮｏ．１の濃度欄に、被処理液中の有機ハロゲン化合物濃度を入力し、容量欄に被処理液の容量を入力すると、量の欄に被処理液中の有機ハロゲン化合物量が計算されて表示される。
【００４３】
通常、分析業務においては、有機ハロゲン化合物の濃度を分析して保管しており、このような場合には新たに濃度を計測する必要はない。
【００４４】
本装置では複数の被処理液を同時に処理することが可能である。２以上の被処理液を同時に処理する場合、濃度・量積算画面の「次項」を押せば、Ｎｏ．２以降の欄の入力が可能となるので、上記同様、順次被処理液中の有機ハロゲン化合物濃度及び被処理液量を入力すればよい。
【００４５】
なお、２以上の被処理液を投入する場合、新たな被処理液を投入することによって、反応容器の許容量を超えるおそれがある。このため、反応容器の許容量を超えないように、新たな被処理液の濃度及び被処理液量を入力できないようにしてある。
【００４６】
濃度・量積算画面３２の合計欄には入力した全ての被処理液の量、及び、被処理液に含まれる有機ハロゲン化合物の積算量が演算装置により計算されて表示される。
【００４７】
「条件」を押すと分解条件画面３４に切り替わる。
【００４８】
図４は入力画面３３である。入力画面はテンキーを用いており、被分解液量や有機ハロゲン化合物濃度等、各項目へ数値を入力する際に使用する。テンキーにて数値を打ち込み、「ＥＮＴ」を押せば各項目に数値入力される。
【００４９】
図５は分解条件画面３４である。濃度・量積算画面３１、３２から分解条件画面３４に切り替わると、被分解液の総量、被分解液中の有機ハロゲン化合物の総量から、無害化処理に要するエタノール、金属カルシウム、パラジウムカーボンの各分量、及び、分解時間が演算されて表示される。
【００５０】
「攪拌速度」を押すと入力画面３３が表示され、任意の攪拌速度を入力できる。被処理物の容量や粘性に応じて攪拌速度の設定変更が可能である。
【００５１】
「分解液」を押すと濃度・量積算画面（Ａ）３１に切り替わり、また、「分解条件」を押すと演算画面３５に切り替わり、各項目への入力が可能となる。
【００５２】
「運転」を押せば、自動運転画面３７に切り替わる。
【００５３】
図６（Ａ）、（Ｂ）は演算画面３５、３６である。分解条件画面３４の「分解条件」を押すと演算画面３５が表示される。各項目を押すと入力画面３３が表示され、「次項」又は「前項」を押すことで、順次それぞれの定数ｋ（エタノールの比率に関する定数）、ａ（有機ハロゲン化合物量に対する金属カルシウム添加量定数）、ｂ（金属カルシウムにおける定数）、ｃ（有機ハロゲン化合物量に対するパラジウムカーボン添加量定数）、ｄ（パラジウムカーボンにおける定数）、ｅ（有機ハロゲン化合物量に対する分解時間に関する定数）、ｆ（分解時間における定数）を入力できる。「条件」を押すと分解条件画面３４に切り替わる。
【００５４】
図７は自動運転画面３７である。演算された無害化処理に要するエタノール、金属カルシウム、パラジウムカーボンの各分量、分解時間に加え、設定した攪拌速度が表示される。
【００５５】
反応器２内に被処理物を充填し、更に、表示されているエタノール、金属カルシウム、及びパラジウムカーボンの各分量を投入し、投入口部２２を閉じて、攪拌装置１のローラ１１ａ、１１ｂの間に設置する。自動運転画面３７の「ＳＴＡＲＴ」を押すと攪拌装置１が起動し、無害化処理が行われる。攪拌が始まると残りの処理時間が表示される。
【００５６】
次に、演算装置と制御装置について説明する。攪拌装置に演算装置と制御装置が一体となったシーケンサ演算制御装置が内蔵されている。シーケンサ演算制御装置にはタッチパネル式操作盤３で入力された被処理物の分量、及び、被処理物中の有機ハロゲン化合物の濃度から、処理に要するエタノールの添加量、金属カルシウムの添加量、パラジウムカーボンの添加量、及び、処理時間を演算するプログラムが組み込まれている。そして、演算された各々の値をタッチパネル式操作盤３に表示する。
【００５７】
演算した処理時間に基づいて、Ｄ／Ａコンバータ、モータドライバを介して、モータを制御している。
【００５８】
次に、図８を参照して本発明の無害化処理工程について説明する。
【００５９】
入力装置であるタッチパネル式操作盤３にて、被処理物の液量（Ｌ）及び被処理物中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）を入力する。
【００６０】
シーケンサ演算制御装置内の演算装置にプログラムされている以下の演算式にて、入力された数値から、エタノールの添加量（Ｌ）、金属カルシウムの添加量（ｇ）、パラジウムカーボンの添加量（ｇ）、処理時間（ｍｉｎ）が演算される。
【００６１】
【数１】
Ｌは被分解液の量（Ｌ）、ｋはエタノールの比率に関する定数である。ｋは投入する金属カルシウム量や、反応容器、反応装置の形態、及び、実験値等から決定される。
【００６２】
【数２】
ａは有機ハロゲン化合物量に対する金属カルシウム添加量定数、Ｘは被分解液中の有機ハロゲン化合物量（ｐｇ）、ｂは金属カルシウムにおける定数である。ａは金属カルシウムの表面劣化度、溶媒、実験値等から決定される。Ｘは操作盤３で入力した被分解液の量（Ｌ）と被分解液中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）から求められた、被処理液中の有機ハロゲン化合物の総量である。ｂは反応容器、反応装置の形態、及び、実験値等から決定される。
【００６３】
【数３】
ｃは有機ハロゲン化合物量に対するパラジウムカーボン添加量定数、Ｘは被分解液中の有機ハロゲン化合物量（ｐｇ）、ｄはパラジウムカーボンにおける定数である。ｃはパラジウムカーボンの劣化度、溶媒、及び、実験値等から決定される値である。Ｘは操作盤３で入力した被分解液の量（Ｌ）と被分解液中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）から求められた、被処理液中の有機ハロゲン化合物の総量である。ｄは反応容器、反応装置の形態、及び、実験値等から決定される。
【００６４】
【数４】
ｅは有機ハロゲン化合物量に対する分解時間に関する定数、Ｘは被分解液中の有機ハロゲン化合物量（ｐｇ）、ｆは分解時間における定数である。ｅは反応に要するエネルギー量、実験値等の関係から定められる値である。Ｘは操作盤３で入力した被分解液の量（Ｌ）と被分解液中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）から求められた、被処理液中の有機ハロゲン化合物の総量である。ｆは反応容器、反応装置の形態、及び、実験値等から決定される。
【００６５】
上記演算式によって求められたエタノールの添加量（Ｌ）、金属カルシウムの添加量（ｇ）、パラジウムカーボンの添加量（ｇ）、処理時間（ｍｉｎ）は、表示装置であるタッチパネル式操作盤３の分解条件画面３４、及び、自動運転画面３７に表示される。
【００６６】
反応器２の投入口部２２から、被処理物を充填し、更に、タッチパネル式操作盤３に演算して表示された金属カルシウム、エタノール、及びパラジウムカーボンの各分量を反応器２に入れ、投入口部２２を締めて密閉し、反応器２を攪拌装置１のローラ１１ａ、１１ｂの間に載せる。
【００６７】
タッチパネル式操作盤３の自動運転画面３７上の「ＳＴＡＲＴ」を押すと、シーケンサ演算制御装置からの指令により、Ｄ／Ａコンバータ、モータドライバを経由して攪拌装置１のモータを駆動する。シーケンサ演算制御装置は設定した攪拌速度で攪拌を行うように制御する。
【００６８】
モータの駆動に伴い、ローラ１１ａが回転し、反応器２が回転する。反応器２内部の被処理物、金属カルシウム、エタノール及びパラジウムカーボンが攪拌混合される。
【００６９】
演算した処理時間が経過すると、シーケンサ演算制御装置からの指令により、モータが停止し、自動的に攪拌が終了する。
【００７０】
処理終了後は反応器２の蓋部２６を取り外し、開口部から内容物を取り出せばよい。
【００７１】
無害化処理によって、有機ハロゲン化合物は脱ハロゲン化され、ポリクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン類（ＰＣＤＤｓ）やポリクロロジベンゾフラン（ＰＣＤＦｓ）などになる。また、有機ハロゲン化合物から塩素脱離によって生じた塩化物イオンがカルシウムイオンにトラップされた塩化カルシウム、また、脱塩素化された有機性残さなどが生じる。これらのものは、もはや産業廃棄物ではないため、一般廃棄物として処理することができる。
【００７２】
被処理物が充填されている保管容器のまま、反応器２に入れて処理することも可能である。反応器の内部に設けられた邪魔板２３及び、内部に挿入された細粒化剤２４の作用により、保管容器が破壊されて保管容器内部の被処理物を無害化処理できる。これにより、保管容器から被処理物を取り出す煩わしさがなく、また、保管容器内に有機ハロゲン化合物が残存することもない。
【００７３】
次に図９を参照して、他の形態の実施としての有機ハロゲン化合物の無害化装置の概略的構成について説明する。装置４０はオートクレーブ式の無害化装置であり、主として反応器４１と、操作盤付制御装置４８から構成されている。
【００７４】
角柱立方体の装置４０上部から反応器４１が設置されており、反応器４１内部には攪拌軸４２があり、攪拌軸下部に２つの攪拌翼４３、４４が接続されている。攪拌軸上部は動力伝達ベルト（図示を省略）を介して、操作盤付制御装置４８に内蔵された動力源であるモータ（図示を省略）と接続している。
【００７５】
演算装置及び制御装置は装置上部の操作盤付制御装置４８に内蔵され、Ｄ／Ａコンバータ、モータドライバを介してモータを制御している。操作盤付制御装置４８には入力装置及び表示装置が一体となったタッチパネル式操作盤３が設置されている。
【００７６】
前述同様、タッチパネル式操作盤３にて被処理物の液量（Ｌ）及び被処理物中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）を入力すると、制御装置４８内の演算装置にプログラムされている演算式にて、入力された数値から、エタノールの添加量（Ｌ）、金属カルシウムの添加量（ｇ）、パラジウムカーボンの添加量（ｇ）、及び、処理時間（ｍｉｎ）が演算される。
【００７７】
演算された各々の数値は表示装置であるタッチパネル式操作盤３に表示される。
【００７８】
反応器４１は上部のボルト４７を取り外すことにより開口でき、反応器４１内部に被処理物を充填し、更に、タッチパネル式操作盤３上に演算して表示された金属カルシウム、エタノール、及びパラジウムカーボンの各分量を反応器４１内に充填する。
【００７９】
タッチパネル式操作盤３の自動運転画面３７上の「ＳＴＡＲＴ」を押すと、シーケンサ演算制御装置からの指令により、Ｄ／Ａコンバータ、モータドライバを経由して操作盤付制御装置４８内の内蔵モータを駆動する。
【００８０】
モータの駆動により、動力伝達ベルトを介して攪拌軸４２が回転し、攪拌翼４２、４３によって、反応器４１内の被処理物、金属カルシウム、エタノール及びパラジウムカーボンが攪拌混合される。
【００８１】
演算した処理時間が経過すると、制御装置からの指令により、モータを停止し、自動的に攪拌が終了する。
【００８２】
処理後はニードルバルブハンドル４５を緩めると、ドレン口４６から反応器４１内の内容物が排出される。無害化処理後の内容物は産業廃棄物ではないため、一般廃棄物として処理することができる。
【００８３】
本装置では様々な形態の有機ハロゲン化合物の分析廃液を無害化することが可能である。被処理物に水が含まれる場合であっても、効率的に有機ハロゲン化合物を分解、無害化することが可能であり、また固体に吸着している有機ハロゲン化合物であっても、容易に有機ハロゲン化合物を溶出させ、これを無害化することもできる。また被処理物に無極性有機溶媒が含まれていても有機ハロゲン化合物を無害化できる。
【００８４】
本発明の無害化処理方法で無害化可能な被処理物である有機ハロゲン化合物を例示すれば、ポリクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン類、ポリクロロジベンゾフラン類、ポリクロロビフェニル類、臭化ダイオキシン類などダイオキシン類、含ハロゲン化農薬、及びポリ塩化ビフェニル（以下ＰＣＢと記す）、テトラクロロエチレン（以下ＰＣＥと記す）、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）などの脂肪族塩素化合物である。
【００８５】
被処理物中に、２種以上の有機ハロゲン化合物が含まれていてもよい。また有機ハロゲン化合物は、単独で存在している場合のほか、他の物質を含む場合であっても本発明の無害化処理方法で無害化することが可能である。たとえば、排ガス中にダイオキシン類が含まれる場合にあっては、ダイオキシン類を分離回収することなく、無害化することができる。同様に排水中に有機ハロゲン化合物が含まれる場合、廃油あるいは有機溶媒に含まれる場合であってもよい。さらに飛灰（フライアッシュ）や土壌に吸着された有機ハロゲン化合物であっても、有機ハロゲン化合物を分離回収することなく無害化することができる。
【００８６】
また、プロトン性溶媒は、水素イオンを供与することが可能な溶媒であって、具体的には、水、アルコール類が例示される。ここで使用可能なアルコール類は、低級アルコールである。これを例示すれば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールである。これらは単独で使用することも、また混合して使用することも可能である。この際アルコール類と水を混合して使用してもよい。さらに、アルコール類に他の有機溶媒が含まれる場合であってもよい。取扱及び反応性を考えれば、メタノール又はエタノールを主成分とするアルコールが好ましい。
【００８７】
プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属は、プロトン性溶媒に溶解し電子を供与することが可能な物質であって、具体的には、アルカリ金属、金属カルシウムなどのアルカリ土類金属、アルミニウムなどの第３族元素、鉄、亜鉛、及びこれら元素を含む合金が例示される。これは単独で使用してもよく、混合して使用してもよい。プロトン性溶媒に溶解し電子移動による還元力を有する金属の種類は、特に限定されないけれども、金属カルシウムを好適に使用することができる。また金属カルシウムは、粉粒体の形状で使用することが好ましい。
【００８８】
還元触媒は、有機ハロゲン化合物の分解反応時の活性化エネルギーを低減する役目を果すものであって、ここで使用可能な還元触媒としては、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、プラチニウムなど貴金属触媒、ニッケル、ニッケルーモリブデンなどの金属触媒が例示される。また、使用形態として金属そのものでも有効であるが、担体に坦持された形態の方が好ましい。ここで使用可能な担体としては、活性炭、シリカ、アルミナ、シリカーアルミナが例示される。
【００８９】
還元触媒としては、活性炭にロジウムを坦持したロジウムカーボン触媒が好ましい。有機ハロゲン化合物の無害化性能及び価格の点から、より好ましくは、活性炭にパラジウムを坦持したパラジウムカーボン触媒である。また、粉粒体の形状で使用することが好ましい。
【実施例】
【００９０】
図１に示す、水平軸中心に攪拌を行う無害化装置を用いて、ダイオキシン分析廃液の無害化処理を行った。
【００９１】
（実施例１）ダイオキシン濃度２６００ｐｇ／Ｌである分析廃液０．５Ｌの無害化処理を行った。
【００９２】
タッチパネル式操作盤３にて、被分解液の液量０．５Ｌ及び被分解液中のダイオキシン濃度２６００ｐｇ／Ｌを入力し、演算装置により、投入するエタノールの添加量０．５Ｌ、金属カルシウムの添加量３７ｇ、パラジウムカーボンの添加量３．６ｇ、及び、処理時間１３８０ｍｉｎが計算される。
【００９３】
反応容器に被分解液を投入し、更に、演算によって得られた無害化処理に必要なエタノール量、金属カルシウム量、パラジウムカーボン量を投入した。反応器に蓋をし、回転台の上に載せ、分解を行った。
【００９４】
演算装置によって得られた処理時間が終了すると装置が停止した。反応器の内容物を取り出し、ダイオキシン濃度を計測したところ、９９％以上のダイオキシンを分解していることを確認した。
【００９５】
（実施例２）同様に、ダイオキシン濃度８４０ｐｇ／Ｌの被分解液０．５Ｌの無害化処理を行った。
【００９６】
（実施例３）同様に、ダイオキシン濃度１８００ｐｇ／Ｌの被分解液０．５Ｌの無害化処理を行った。
【００９７】
いずれの実施例も実験終了後にダイオキシン濃度を計測したところ、９９％以上のダイオキシンを分解していることを確認した。
【００９８】
表１に実施例１〜３の実験条件を示す。
【００９９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明による無害化処理装置は、被処理物に応じて適切な触媒量等、処理に要する物質の分量で処理できる。このため、誰でも容易に有機ハロゲン化合物の無害化をすることができ、分析業務で生じる分析廃液等の処理に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明による有機ハロゲン化合物無害化装置の全体図である。
【図２】本発明による反応器の断面図である
【図３】本発明によるタッチパネル式操作盤の濃度・量積算画面を示す平面図である。
【図４】本発明によるタッチパネル式操作盤の入力画面を示す平面図である。
【図５】本発明によるタッチパネル式操作盤の分解条件画面を示す平面図である。
【図６】本発明によるタッチパネル式操作盤の演算画面を示す平面図である。
【図７】本発明によるタッチパネル式操作盤の自動運転画面を示す平面図である。
【図８】本発明による無害化処理工程を示すブロック図である。
【図９】本発明による更に他の実施形態としての有機ハロゲン化合物無害化装置の透視図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 攪拌装置
２ 反応器
３ タッチパネル式操作盤
１１ ローラ
１２ 抑止部材
１３ 軸受部
２１ 容器本体
２２ 投入口部
２３ 邪魔板
２４ 細粒化材
３１ 濃度・量積算画面１／２
３２ 濃度・量積算画面２／２
３３ 入力画面
３４ 分解条件画面
３５ 演算画面１／２
３６ 演算画面２／２
３７ 自動運転画面
４０ オートクレーブ型無害化装置
４１ 反応器
４２ 攪拌軸
４３ 攪拌翼
４４ 攪拌翼
４８ タッチパネル式操作盤付制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイオキシンに代表される有機ハロゲン化合物の無害化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン、ＰＣＢ等の有機ハロゲン化合物は環境に悪影響を及ぼす最も有害な物質の一つである。有機ハロゲン化合物の排出規制と義務づけに伴い、有機ハロゲン化合物の分析業務が急増している。分析業務の増加につれて、濃縮して分析された有機ハロゲン化合物の分析廃液が増加しており、その処理が問題となっている。
【０００３】
有機ハロゲン化合物の分析廃液は産業廃棄物であるが、産業廃棄物処理法上の問題から処分業者側では適切な引取方法・処理方法が確立されていない。このため、分析後は分析廃液を保管せざるを得ない状況にある。分析廃液は蓄積され、保管量は増加の一途を辿っており、分析室内で簡易に扱うことができる無害化装置の開発が求められている。
【０００４】
現在、ダイオキシン汚染物質から有機ハロゲン化合物を除去する方法及び装置については種々のものが提案されている。
【０００５】
特許文献１ではアルカリ金属等を用いた還元処理方法が提案されている。有機ハロゲン化合物をプロトン性溶媒存在下で、貴金属触媒のもと、アルカリ金属等を混合し、温和な条件下での有機ハロゲン化合物の無害化方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２では、ダイオキシン汚染物質の所定量を投入装置から回転ドラム本体内に投入し、この回転ドラム本体を正転し、このダイオキシン汚染物質を加熱しながら、排出口側へ移送させる前進工程と、前記回転ドラムを逆転させて投入口側へ移送させる逆進工程とを所定時間交互に繰り返し、ダイオキシンを熱分解して浄化した後、処理済物質として排出装置から排出している。
【０００７】
特許文献３では、ダイオキシン類を含む被処理液を、粉末活性炭を添加して、分離膜を有する膜ろ過工程と、促進酸化反応工程との間を一部循環させながら、膜ろ過工程からの膜透過水を処理水として得るとともに、ダイオキシン類を酸化分解処理している。促進酸化反応工程ではオゾンを注入し、オゾンによりダイオキシン類を酸化分解させている。
【特許文献１】特開２００５−０６６３２８公報
【特許文献２】特開２００５−２６２０１５公報
【特許文献３】特開２００６−０００８５４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の発明は無害化方法についてのみ記載されており、具体的な処理装置に関しては何ら記載がない。
【０００９】
特許文献２の無害化装置は、熱的に安定なダイオキシン類を約４００〜６００℃の高温度で熱分解するため、多くの熱エネルギーが必要であるという問題がある。また、加熱装置、冷却装置を必要とし、装置が複雑で大きいため、分析室で簡易に扱えないとともに、コストも高くなるという課題がある。
【００１０】
特許文献３の無害化装置は、ダイオキシン類を分離するろ過工程と、ダイオキシン類の酸化分解工程との２つの工程が必要である。このため、装置が複雑になるとともに、装置が大きくなり分析室で扱うのが困難という課題を有する。また、有機性排水や工業排水の処理にしか用いることができず、分析後の様々な形態の有機ハロゲン化合物の処理ができないという課題を有する。
【００１１】
このように現有の装置は複雑で大きな装置であり、分析室等で使用できるものではない。また、誰もが簡易に使用できるものではなく、熟練者でなければ適切に扱えないものである。
【００１２】
本発明では、分析業務によって生じた有機ハロゲン化合物の分析廃液を、分析室内で誰もが容易に無害化できる装置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】
【００１３】
本発明は、有機ハロゲン化合物を含有する被処理物と、プロトン性溶媒と、還元触媒と、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属とを混合し、前記有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン化及び／又は還元処理する反応器と、前記反応器の内容物を攪拌混合する攪拌装置と、前記被処理物の分量及び前記被処理物中の有機ハロゲン化合物の濃度を入力する入力装置と、前記有機ハロゲン化合物の無害化処理に要する前記プロトン性溶媒の添加量、前記還元触媒の添加量、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属の添加量、及び、処理時間を演算する演算装置と、前記演算装置から出力される無害化処理に要する前記プロトン性溶媒の添加量、前記還元触媒の添加量、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属の添加量、及び、前記処理時間を表示する表示装置と、前記処理時間に基づいて前記攪拌装置を制御する制御装置を具備することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は前記反応器が略水平軸を中心に回転して前記内容物を攪拌することを特徴とする。
【００１５】
更に、本発明は前記反応器内部に攪拌翼を設け、略鉛直軸を中心に攪拌翼を回転させて前記内容物を攪拌することを特徴とする。
【００１６】
更に、本発明は前記反応器の内部に細粒化剤を収納したことを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明は前記入力装置は１以上の被処理物の分量及び被処理物中の有機ハロゲン化合物濃度を入力できることを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明は前記攪拌装置の前記反応器を設置する箇所に、前記反応器の抑止部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の無害化装置によると、被処理物の量及び有機ハロゲン化合物濃度の値から、演算装置によって被処理物に応じた適切な触媒量等、処理に要する物質の分量等が演算されて表示されるため、誰でも容易に有機ハロゲン化合物を無害化できる利点を有する。
【００２０】
また、演算装置によって被処理物に応じた必要な触媒量等が演算されて表示されるため、触媒等無害化に要する物質を無駄に使用することがなく、コストが安くなるという利点を有する。
【００２１】
更に、本装置は小型であるため、分析室内に設置又は携行して有機ハロゲン化合物の無害化処理をすることが可能である。
【００２２】
更に、本装置によって無害化した処理物は産業廃棄物ではないため、産業廃棄物処理法上の問題がなく、一般廃棄物として処分でき、分析廃液が蓄積する問題を解消できる。
【００２３】
更に、複数の被処理物をまとめて無害化するのに必要な触媒量等が、演算されて表示されるため、複数の濃度の異なる被処理物を一度に処理できる利点を有する。
【００２４】
更に、反応器内部に設けた邪魔板及び細粒化剤の作用により、保管容器等を破壊して内部の被処理物を無害化できるため、保管容器から被処理物を取り出す煩わしさがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明による有機ハロゲン化合物無害化装置の概略的構成を示す斜視図である。図２は反応器の断面図である。図３〜図７は攪拌装置に設置されたタッチパネル式操作盤の画面を示す正面図である。図８は本発明の無害化処理工程を示すブロック図である。図９は他の形態の有機ハロゲン化合物無害化装置の概略的構成を示す斜視図である。
【００２６】
図１を参照して、本発明による有機ハロゲン化合物無害化装置の概略的構成を説明する。無害化装置は、主に被処理物である分析廃液、プロトン性溶媒、還元触媒、プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属を充填する反応器２と、反応器の内容物を攪拌混合させる攪拌装置１と、攪拌装置１正面に設置されているタッチパネル式操作盤３と、攪拌装置１内部に設けられたシーケンサ演算制御装置（図示を省略）から構成される。
【００２７】
攪拌装置１は、上部に水平方向に平行に配設された２本のローラ１１ａ、１１ｂと、内部に収納された攪拌の動力源であるモータ（図示を省略）から構成されている。
【００２８】
モータは、動力伝達手段であるベルト（図示を省略）を介してローラの軸受部１３ａに接続されている。
【００２９】
ローラ１１ａは中心に軸があり、軸の両端を軸受部１３ａで支持している。ローラ１１ａは軸受け部にて動力伝達ベルトと接続し、モータの駆動に連動して回転するようになっている。ローラ１１ｂは中心に軸があり、軸の両端を軸受部１３ｂで支持されており、自在に回転できるようになっている。
【００３０】
ローラの表面はラバー製で滑りにくく、反応器２の攪拌を行いやすくしている。また、ローラ１１ａ、１１ｂともに、反応器２の攪拌中のズレや落下を防止すべく、抑止部材１２が設けてある。
【００３１】
モータはシーケンサ演算制御装置によって駆動制御されている。シーケンサ演算制御装置からの指令によりモータを駆動すると、動力伝達ベルトに接続されているローラ１１ａが回転する。
【００３２】
２本のローラ１１ａ、１１ｂの間に反応器２を横向きに設置して、ローラ１１ａが回転すると、摩擦力で反応器２が回転し始める。反応器２の回転に伴いローラ１１ｂも回転する。このため、反応器２が落下せずに安定して回転し、内容物が攪拌混合される。
【００３３】
図２は反応器２の構造を示す断面図である。
【００３４】
反応器２は、円筒状の容器であり、本体部２１と蓋部２６から構成される。本体部の一端は閉じられており、他端は開口している。蓋部２６は一端が平板状であり、他端に投入口部２２を有する。本体部２１と蓋部２６はボルト２７によって着脱できるようになっている。本体部２１と蓋部２６の間はパッキン２５を介して接続され、反応器２を横置きにしても、内容物が流出しない。また、密封状態で無害化処理が行われるため、処理中にガスが生成し、反応器２の内部圧力が上昇する。このため、反応器２は高圧に耐えうる設計となっている。
【００３５】
反応器本体２１内部には、邪魔板２３が設けられている。邪魔板２３の形状は反応物が遠心力によって反応器内壁に貼り付くのを防止できる形状であればよい。
【００３６】
反応器本体２１内部には細粒化剤２４が挿入されている。細粒化剤２４は、プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属と衝突して、金属を研磨、粉砕することにより、金属の活生化を促進する。また、被処理物の保管容器を破壊し、保管容器から被処理物を反応器内部に放出させる働きもする。このような細粒化剤２４としては、無機酸化物、たとえばシリカ、石英粉、石英砂等が例示される。
【００３７】
タッチパネル式操作盤３は攪拌装置１の正面に設置してあり、入力装置、及び、表示装置が一体となっている。詳細については後述する。
【００３８】
図３から図７を参照して入力装置、表示装置について説明する。
【００３９】
入力装置、表示装置は一体としてタッチパネル式操作盤３を構成している。図３は濃度・量積算画面である。図４は入力画面である。図５は分解条件画面である。図６は演算画面である。図７は自動運転画面である。
【００４０】
ここでは、プロトン性溶媒としてエタノール、プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属として金属カルシウム、還元触媒としてパラジウムカーボンを用いた場合について具体的に説明する。
【００４１】
図３（Ａ）、（Ｂ）は濃度・量積算画面３１、３２である。分解条件画面３４の「分解液」を押すと表示される。ここで被分解液中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）及び被分解液量（Ｌ）を入力する。入力には後述する入力画面３３にて行う。
【００４２】
濃度・量積算画面３１のＮｏ．１の濃度欄に、被処理液中の有機ハロゲン化合物濃度を入力し、容量欄に被処理液の容量を入力すると、量の欄に被処理液中の有機ハロゲン化合物量が計算されて表示される。
【００４３】
通常、分析業務においては、有機ハロゲン化合物の濃度を分析して保管しており、このような場合には新たに濃度を計測する必要はない。
【００４４】
本装置では複数の被処理液を同時に処理することが可能である。２以上の被処理液を同時に処理する場合、濃度・量積算画面の「次項」を押せば、Ｎｏ．２以降の欄の入力が可能となるので、上記同様、順次被処理液中の有機ハロゲン化合物濃度及び被処理液量を入力すればよい。
【００４５】
なお、２以上の被処理液を投入する場合、新たな被処理液を投入することによって、反応容器の許容量を超えるおそれがある。このため、反応容器の許容量を超えないように、新たな被処理液の濃度及び被処理液量を入力できないようにしてある。
【００４６】
濃度・量積算画面３２の合計欄には入力した全ての被処理液の量、及び、被処理液に含まれる有機ハロゲン化合物の積算量が演算装置により計算されて表示される。
【００４７】
「条件」を押すと分解条件画面３４に切り替わる。
【００４８】
図４は入力画面３３である。入力画面はテンキーを用いており、被分解液量や有機ハロゲン化合物濃度等、各項目へ数値を入力する際に使用する。テンキーにて数値を打ち込み、「ＥＮＴ」を押せば各項目に数値入力される。
【００４９】
図５は分解条件画面３４である。濃度・量積算画面３１、３２から分解条件画面３４に切り替わると、被分解液の総量、被分解液中の有機ハロゲン化合物の総量から、無害化処理に要するエタノール、金属カルシウム、パラジウムカーボンの各分量、及び、分解時間が演算されて表示される。
【００５０】
「攪拌速度」を押すと入力画面３３が表示され、任意の攪拌速度を入力できる。被処理物の容量や粘性に応じて攪拌速度の設定変更が可能である。
【００５１】
「分解液」を押すと濃度・量積算画面（Ａ）３１に切り替わり、また、「分解条件」を押すと演算画面３５に切り替わり、各項目への入力が可能となる。
【００５２】
「運転」を押せば、自動運転画面３７に切り替わる。
【００５３】
図６（Ａ）、（Ｂ）は演算画面３５、３６である。分解条件画面３４の「分解条件」を押すと演算画面３５が表示される。各項目を押すと入力画面３３が表示され、「次項」又は「前項」を押すことで、順次それぞれの定数ｋ（エタノールの比率に関する定数）、ａ（有機ハロゲン化合物量に対する金属カルシウム添加量定数）、ｂ（金属カルシウムにおける定数）、ｃ（有機ハロゲン化合物量に対するパラジウムカーボン添加量定数）、ｄ（パラジウムカーボンにおける定数）、ｅ（有機ハロゲン化合物量に対する分解時間に関する定数）、ｆ（分解時間における定数）を入力できる。「条件」を押すと分解条件画面３４に切り替わる。
【００５４】
図７は自動運転画面３７である。演算された無害化処理に要するエタノール、金属カルシウム、パラジウムカーボンの各分量、分解時間に加え、設定した攪拌速度が表示される。
【００５５】
反応器２内に被処理物を充填し、更に、表示されているエタノール、金属カルシウム、及びパラジウムカーボンの各分量を投入し、投入口部２２を閉じて、攪拌装置１のローラ１１ａ、１１ｂの間に設置する。自動運転画面３７の「ＳＴＡＲＴ」を押すと攪拌装置１が起動し、無害化処理が行われる。攪拌が始まると残りの処理時間が表示される。
【００５６】
次に、演算装置と制御装置について説明する。攪拌装置に演算装置と制御装置が一体となったシーケンサ演算制御装置が内蔵されている。シーケンサ演算制御装置にはタッチパネル式操作盤３で入力された被処理物の分量、及び、被処理物中の有機ハロゲン化合物の濃度から、処理に要するエタノールの添加量、金属カルシウムの添加量、パラジウムカーボンの添加量、及び、処理時間を演算するプログラムが組み込まれている。そして、演算された各々の値をタッチパネル式操作盤３に表示する。
【００５７】
演算した処理時間に基づいて、Ｄ／Ａコンバータ、モータドライバを介して、モータを制御している。
【００５８】
次に、図８を参照して本発明の無害化処理工程について説明する。
【００５９】
入力装置であるタッチパネル式操作盤３にて、被処理物の液量（Ｌ）及び被処理物中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）を入力する。
【００６０】
シーケンサ演算制御装置内の演算装置にプログラムされている以下の演算式にて、入力された数値から、エタノールの添加量（Ｌ）、金属カルシウムの添加量（ｇ）、パラジウムカーボンの添加量（ｇ）、処理時間（ｍｉｎ）が演算される。
【００６１】
【数１】
Ｌは被分解液の量（Ｌ）、ｋはエタノールの比率に関する定数である。ｋは投入する金属カルシウム量や、反応容器、反応装置の形態、及び、実験値等から決定される。
【００６２】
【数２】
ａは有機ハロゲン化合物量に対する金属カルシウム添加量定数、Ｘは被分解液中の有機ハロゲン化合物量（ｐｇ）、ｂは金属カルシウムにおける定数である。ａは金属カルシウムの表面劣化度、溶媒、実験値等から決定される。Ｘは操作盤３で入力した被分解液の量（Ｌ）と被分解液中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）から求められた、被処理液中の有機ハロゲン化合物の総量である。ｂは反応容器、反応装置の形態、及び、実験値等から決定される。
【００６３】
【数３】
ｃは有機ハロゲン化合物量に対するパラジウムカーボン添加量定数、Ｘは被分解液中の有機ハロゲン化合物量（ｐｇ）、ｄはパラジウムカーボンにおける定数である。ｃはパラジウムカーボンの劣化度、溶媒、及び、実験値等から決定される値である。Ｘは操作盤３で入力した被分解液の量（Ｌ）と被分解液中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）から求められた、被処理液中の有機ハロゲン化合物の総量である。ｄは反応容器、反応装置の形態、及び、実験値等から決定される。
【００６４】
【数４】
ｅは有機ハロゲン化合物量に対する分解時間に関する定数、Ｘは被分解液中の有機ハロゲン化合物量（ｐｇ）、ｆは分解時間における定数である。ｅは反応に要するエネルギー量、実験値等の関係から定められる値である。Ｘは操作盤３で入力した被分解液の量（Ｌ）と被分解液中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）から求められた、被処理液中の有機ハロゲン化合物の総量である。ｆは反応容器、反応装置の形態、及び、実験値等から決定される。
【００６５】
上記演算式によって求められたエタノールの添加量（Ｌ）、金属カルシウムの添加量（ｇ）、パラジウムカーボンの添加量（ｇ）、処理時間（ｍｉｎ）は、表示装置であるタッチパネル式操作盤３の分解条件画面３４、及び、自動運転画面３７に表示される。
【００６６】
反応器２の投入口部２２から、被処理物を充填し、更に、タッチパネル式操作盤３に演算して表示された金属カルシウム、エタノール、及びパラジウムカーボンの各分量を反応器２に入れ、投入口部２２を締めて密閉し、反応器２を攪拌装置１のローラ１１ａ、１１ｂの間に載せる。
【００６７】
タッチパネル式操作盤３の自動運転画面３７上の「ＳＴＡＲＴ」を押すと、シーケンサ演算制御装置からの指令により、Ｄ／Ａコンバータ、モータドライバを経由して攪拌装置１のモータを駆動する。シーケンサ演算制御装置は設定した攪拌速度で攪拌を行うように制御する。
【００６８】
モータの駆動に伴い、ローラ１１ａが回転し、反応器２が回転する。反応器２内部の被処理物、金属カルシウム、エタノール及びパラジウムカーボンが攪拌混合される。
【００６９】
演算した処理時間が経過すると、シーケンサ演算制御装置からの指令により、モータが停止し、自動的に攪拌が終了する。
【００７０】
処理終了後は反応器２の蓋部２６を取り外し、開口部から内容物を取り出せばよい。
【００７１】
無害化処理によって、有機ハロゲン化合物は脱ハロゲン化され、ポリクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン類（ＰＣＤＤｓ）やポリクロロジベンゾフラン（ＰＣＤＦｓ）などになる。また、有機ハロゲン化合物から塩素脱離によって生じた塩化物イオンがカルシウムイオンにトラップされた塩化カルシウム、また、脱塩素化された有機性残さなどが生じる。これらのものは、もはや産業廃棄物ではないため、一般廃棄物として処理することができる。
【００７２】
被処理物が充填されている保管容器のまま、反応器２に入れて処理することも可能である。反応器の内部に設けられた邪魔板２３及び、内部に挿入された細粒化剤２４の作用により、保管容器が破壊されて保管容器内部の被処理物を無害化処理できる。これにより、保管容器から被処理物を取り出す煩わしさがなく、また、保管容器内に有機ハロゲン化合物が残存することもない。
【００７３】
次に図９を参照して、他の形態の実施としての有機ハロゲン化合物の無害化装置の概略的構成について説明する。装置４０はオートクレーブ式の無害化装置であり、主として反応器４１と、操作盤付制御装置４８から構成されている。
【００７４】
角柱立方体の装置４０上部から反応器４１が設置されており、反応器４１内部には攪拌軸４２があり、攪拌軸下部に２つの攪拌翼４３、４４が接続されている。攪拌軸上部は動力伝達ベルト（図示を省略）を介して、操作盤付制御装置４８に内蔵された動力源であるモータ（図示を省略）と接続している。
【００７５】
演算装置及び制御装置は装置上部の操作盤付制御装置４８に内蔵され、Ｄ／Ａコンバータ、モータドライバを介してモータを制御している。操作盤付制御装置４８には入力装置及び表示装置が一体となったタッチパネル式操作盤３が設置されている。
【００７６】
前述同様、タッチパネル式操作盤３にて被処理物の液量（Ｌ）及び被処理物中の有機ハロゲン化合物濃度（ｐｇ／Ｌ）を入力すると、制御装置４８内の演算装置にプログラムされている演算式にて、入力された数値から、エタノールの添加量（Ｌ）、金属カルシウムの添加量（ｇ）、パラジウムカーボンの添加量（ｇ）、及び、処理時間（ｍｉｎ）が演算される。
【００７７】
演算された各々の数値は表示装置であるタッチパネル式操作盤３に表示される。
【００７８】
反応器４１は上部のボルト４７を取り外すことにより開口でき、反応器４１内部に被処理物を充填し、更に、タッチパネル式操作盤３上に演算して表示された金属カルシウム、エタノール、及びパラジウムカーボンの各分量を反応器４１内に充填する。
【００７９】
タッチパネル式操作盤３の自動運転画面３７上の「ＳＴＡＲＴ」を押すと、シーケンサ演算制御装置からの指令により、Ｄ／Ａコンバータ、モータドライバを経由して操作盤付制御装置４８内の内蔵モータを駆動する。
【００８０】
モータの駆動により、動力伝達ベルトを介して攪拌軸４２が回転し、攪拌翼４２、４３によって、反応器４１内の被処理物、金属カルシウム、エタノール及びパラジウムカーボンが攪拌混合される。
【００８１】
演算した処理時間が経過すると、制御装置からの指令により、モータを停止し、自動的に攪拌が終了する。
【００８２】
処理後はニードルバルブハンドル４５を緩めると、ドレン口４６から反応器４１内の内容物が排出される。無害化処理後の内容物は産業廃棄物ではないため、一般廃棄物として処理することができる。
【００８３】
本装置では様々な形態の有機ハロゲン化合物の分析廃液を無害化することが可能である。被処理物に水が含まれる場合であっても、効率的に有機ハロゲン化合物を分解、無害化することが可能であり、また固体に吸着している有機ハロゲン化合物であっても、容易に有機ハロゲン化合物を溶出させ、これを無害化することもできる。また被処理物に無極性有機溶媒が含まれていても有機ハロゲン化合物を無害化できる。
【００８４】
本発明の無害化処理方法で無害化可能な被処理物である有機ハロゲン化合物を例示すれば、ポリクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン類、ポリクロロジベンゾフラン類、ポリクロロビフェニル類、臭化ダイオキシン類などダイオキシン類、含ハロゲン化農薬、及びポリ塩化ビフェニル（以下ＰＣＢと記す）、テトラクロロエチレン（以下ＰＣＥと記す）、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）などの脂肪族塩素化合物である。
【００８５】
被処理物中に、２種以上の有機ハロゲン化合物が含まれていてもよい。また有機ハロゲン化合物は、単独で存在している場合のほか、他の物質を含む場合であっても本発明の無害化処理方法で無害化することが可能である。たとえば、排ガス中にダイオキシン類が含まれる場合にあっては、ダイオキシン類を分離回収することなく、無害化することができる。同様に排水中に有機ハロゲン化合物が含まれる場合、廃油あるいは有機溶媒に含まれる場合であってもよい。さらに飛灰（フライアッシュ）や土壌に吸着された有機ハロゲン化合物であっても、有機ハロゲン化合物を分離回収することなく無害化することができる。
【００８６】
また、プロトン性溶媒は、水素イオンを供与することが可能な溶媒であって、具体的には、水、アルコール類が例示される。ここで使用可能なアルコール類は、低級アルコールである。これを例示すれば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールである。これらは単独で使用することも、また混合して使用することも可能である。この際アルコール類と水を混合して使用してもよい。さらに、アルコール類に他の有機溶媒が含まれる場合であってもよい。取扱及び反応性を考えれば、メタノール又はエタノールを主成分とするアルコールが好ましい。
【００８７】
プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属は、プロトン性溶媒に溶解し電子を供与することが可能な物質であって、具体的には、アルカリ金属、金属カルシウムなどのアルカリ土類金属、アルミニウムなどの第３族元素、鉄、亜鉛、及びこれら元素を含む合金が例示される。これは単独で使用してもよく、混合して使用してもよい。プロトン性溶媒に溶解し電子移動による還元力を有する金属の種類は、特に限定されないけれども、金属カルシウムを好適に使用することができる。また金属カルシウムは、粉粒体の形状で使用することが好ましい。
【００８８】
還元触媒は、有機ハロゲン化合物の分解反応時の活性化エネルギーを低減する役目を果すものであって、ここで使用可能な還元触媒としては、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、プラチニウムなど貴金属触媒、ニッケル、ニッケルーモリブデンなどの金属触媒が例示される。また、使用形態として金属そのものでも有効であるが、担体に坦持された形態の方が好ましい。ここで使用可能な担体としては、活性炭、シリカ、アルミナ、シリカーアルミナが例示される。
【００８９】
還元触媒としては、活性炭にロジウムを坦持したロジウムカーボン触媒が好ましい。有機ハロゲン化合物の無害化性能及び価格の点から、より好ましくは、活性炭にパラジウムを坦持したパラジウムカーボン触媒である。また、粉粒体の形状で使用することが好ましい。
【実施例】
【００９０】
図１に示す、水平軸中心に攪拌を行う無害化装置を用いて、ダイオキシン分析廃液の無害化処理を行った。
【００９１】
（実施例１）ダイオキシン濃度２６００ｐｇ／Ｌである分析廃液０．５Ｌの無害化処理を行った。
【００９２】
タッチパネル式操作盤３にて、被分解液の液量０．５Ｌ及び被分解液中のダイオキシン濃度２６００ｐｇ／Ｌを入力し、演算装置により、投入するエタノールの添加量０．５Ｌ、金属カルシウムの添加量３７ｇ、パラジウムカーボンの添加量３．６ｇ、及び、処理時間１３８０ｍｉｎが計算される。
【００９３】
反応容器に被分解液を投入し、更に、演算によって得られた無害化処理に必要なエタノール量、金属カルシウム量、パラジウムカーボン量を投入した。反応器に蓋をし、回転台の上に載せ、分解を行った。
【００９４】
演算装置によって得られた処理時間が終了すると装置が停止した。反応器の内容物を取り出し、ダイオキシン濃度を計測したところ、９９％以上のダイオキシンを分解していることを確認した。
【００９５】
（実施例２）同様に、ダイオキシン濃度８４０ｐｇ／Ｌの被分解液０．５Ｌの無害化処理を行った。
【００９６】
（実施例３）同様に、ダイオキシン濃度１８００ｐｇ／Ｌの被分解液０．５Ｌの無害化処理を行った。
【００９７】
いずれの実施例も実験終了後にダイオキシン濃度を計測したところ、９９％以上のダイオキシンを分解していることを確認した。
【００９８】
表１に実施例１〜３の実験条件を示す。
【００９９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明による無害化処理装置は、被処理物に応じて適切な触媒量等、処理に要する物質の分量で処理できる。このため、誰でも容易に有機ハロゲン化合物の無害化をすることができ、分析業務で生じる分析廃液等の処理に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明による有機ハロゲン化合物無害化装置の全体図である。
【図２】本発明による反応器の断面図である
【図３】本発明によるタッチパネル式操作盤の濃度・量積算画面を示す平面図である。
【図４】本発明によるタッチパネル式操作盤の入力画面を示す平面図である。
【図５】本発明によるタッチパネル式操作盤の分解条件画面を示す平面図である。
【図６】本発明によるタッチパネル式操作盤の演算画面を示す平面図である。
【図７】本発明によるタッチパネル式操作盤の自動運転画面を示す平面図である。
【図８】本発明による無害化処理工程を示すブロック図である。
【図９】本発明による更に他の実施形態としての有機ハロゲン化合物無害化装置の透視図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 攪拌装置
２ 反応器
３ タッチパネル式操作盤
１１ ローラ
１２ 抑止部材
１３ 軸受部
２１ 容器本体
２２ 投入口部
２３ 邪魔板
２４ 細粒化材
３１ 濃度・量積算画面１／２
３２ 濃度・量積算画面２／２
３３ 入力画面
３４ 分解条件画面
３５ 演算画面１／２
３６ 演算画面２／２
３７ 自動運転画面
４０ オートクレーブ型無害化装置
４１ 反応器
４２ 攪拌軸
４３ 攪拌翼
４４ 攪拌翼
４８ タッチパネル式操作盤付制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物を含有する被処理物と、プロトン性溶媒と、還元触媒と、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属とを混合し、前記有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン化及び／又は還元処理する反応器と、
前記反応器の内容物を攪拌混合する攪拌装置と、
前記被処理物の分量及び前記被処理物中の有機ハロゲン化合物の濃度を入力する入力装置と、
前記有機ハロゲン化合物の無害化処理に要する前記プロトン性溶媒の添加量、前記還元触媒の添加量、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属の添加量、及び、処理時間を演算する演算装置と、
前記演算装置から出力される無害化処理に要する前記プロトン性溶媒の添加量、前記還元触媒の添加量、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属の添加量、及び、前記処理時間を表示する表示装置と、
前記処理時間に基づいて前記攪拌装置を制御する制御装置を具備することを特徴とする有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【請求項２】
前記反応器が略水平軸を中心に回転して前記内容物を攪拌することを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【請求項３】
前記反応器内部に攪拌翼を設け、略鉛直軸を中心に攪拌翼を回転させて前記内容物を攪拌することを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【請求項４】
前記反応器の内部に細粒化剤を収納したことを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【請求項５】
前記入力装置は１以上の被処理物の分量及び被処理物中の有機ハロゲン化合物濃度を入力できることを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【請求項６】
前記攪拌装置の前記反応器を設置する箇所に、前記反応器の抑止部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【請求項１】
有機ハロゲン化合物を含有する被処理物と、プロトン性溶媒と、還元触媒と、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属とを混合し、前記有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン化及び／又は還元処理する反応器と、
前記反応器の内容物を攪拌混合する攪拌装置と、
前記被処理物の分量及び前記被処理物中の有機ハロゲン化合物の濃度を入力する入力装置と、
前記有機ハロゲン化合物の無害化処理に要する前記プロトン性溶媒の添加量、前記還元触媒の添加量、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属の添加量、及び、処理時間を演算する演算装置と、
前記演算装置から出力される無害化処理に要する前記プロトン性溶媒の添加量、前記還元触媒の添加量、前記プロトン性溶媒に少なくとも一部は溶解し電子移動による還元力を有する金属の添加量、及び、前記処理時間を表示する表示装置と、
前記処理時間に基づいて前記攪拌装置を制御する制御装置を具備することを特徴とする有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【請求項２】
前記反応器が略水平軸を中心に回転して前記内容物を攪拌することを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【請求項３】
前記反応器内部に攪拌翼を設け、略鉛直軸を中心に攪拌翼を回転させて前記内容物を攪拌することを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【請求項４】
前記反応器の内部に細粒化剤を収納したことを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【請求項５】
前記入力装置は１以上の被処理物の分量及び被処理物中の有機ハロゲン化合物濃度を入力できることを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【請求項６】
前記攪拌装置の前記反応器を設置する箇所に、前記反応器の抑止部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の無害化処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１９４０６０（Ｐ２００８−１９４０６０Ａ）
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１２４７５（Ｐ２００６−１１２４７５）
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【出願人】（５９２１５７０９８）ラボテック株式会社 (10)
【出願人】（８０３０００１０４）財団法人ひろしま産業振興機構 (70)
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【出願人】（５９２１５７０９８）ラボテック株式会社 (10)
【出願人】（８０３０００１０４）財団法人ひろしま産業振興機構 (70)
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