有機物の分解方法および装置
【課題】有機化合物、余剰汚泥などを、ユーティリティー等の整わない環境下であっても消費エネルギーを抑制しつつ簡便に分解できる方法を提供する。
【解決手段】アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物（アルカリ化合物）を含む昇温された水溶液中で有機化合物を分解する有機化合物の分解方法であって、アルカリ化合物および／または有機化合物を含んでもよい水に、アルカリ化合物を添加することにより上記昇温された水溶液を得る工程を有する。有機塩素化合物とこの有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解工程を行った後に、上記有機化合物の分解方法を行う。これらの分解方法を行うための装置。
【解決手段】アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物（アルカリ化合物）を含む昇温された水溶液中で有機化合物を分解する有機化合物の分解方法であって、アルカリ化合物および／または有機化合物を含んでもよい水に、アルカリ化合物を添加することにより上記昇温された水溶液を得る工程を有する。有機塩素化合物とこの有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解工程を行った後に、上記有機化合物の分解方法を行う。これらの分解方法を行うための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処理や環境浄化等のために、有機化合物や余剰汚泥などに含まれる有機化合物を分解する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水、産業排水、屎尿、ごみ埋め立て汚水などの有機性汚水を活性汚泥法で生物学的に処理する活性汚泥法装置から大量の有機性汚泥（余剰汚泥、生汚泥など）が毎日発生しており、その量は日本全体で年間１０００万トンを上回る。有機性汚水の活性汚泥法ではこの余剰汚泥の処理、処分が最大の問題となっている。この余剰汚泥のような有機性汚泥は難脱水性であるため、多量の脱水助剤（ポリマーなど）を添加し、汚泥脱水機で水分８５％程度に脱水し、この脱水ケーキを埋め立て処分するか、又は焼却処分しているが、脱水助剤使用のコスト、脱水ケーキの埋め立て場所不足、焼却灰の処分場所の不足、焼却設備費用、焼却用重油コストの高さなど、多くの問題点を抱えている。
【０００３】
このような問題を解決するための方法として、有機性汚泥にオゾンを作用させて有機性汚泥の酸化分解による可溶化を行う「オゾンを利用した汚泥減量化法」が提案されている。この技術は、排水の活性汚泥処理工程から余剰汚泥発生量よりも多い量の活性汚泥を引き抜き、それをオゾン酸化した後、酸化したものをそのまま活性汚泥処理工程に返送する方法である。
【０００４】
また、有機塩素化合物（トリクロロエチレン等）の塩素と光の共存による分解、紫外線分解、オゾン分解等の酸化分解処理も知られている。この分解処理で生成する分解生成物等を含む処理後のガス（媒体）は、酸クロライドと塩素を含む。従来、溶液中にガスを曝気することで酸クロライドと塩素を溶液中に取り込むことで浄化ガスを得ている。しかし、溶液に溶けこんだ際、酸クロライドは加水分解されハロ酢酸類になる。ハロ酢酸は、近年、発ガン性などがあると指摘されているため河川水などの自然環境中に放出することは避けるべきである。そこで、幾つかの後処理が考案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されるように、溶液中に酸クロライドの有機塩素化合物と塩素を取り込むことで浄化ガスを得たのち、酸クロライドから生成したハロ酢酸と塩素を取り込んだ溶液に炭酸カルシウム系充填剤により吸着除去している。
【０００６】
また、特許文献２に開示されるように、溶液中のハロ酢酸の分解例として、微生物による分解がある。この場合は、溶液中の塩素が微生物の生育に影響を与えるため溶液から除去する前工程をもつことになる。
【０００７】
これらの方法では、ハロ酢酸が、完全に二酸化炭素、塩化物イオンまで分解されていなかったり、高濃度なハロ酢酸は微生物分解が困難であったりする場合がある。特に微生物分解は低濃度のトリクロロ酢酸でも分解が困難であり、分解可能であっても、５〜１０日など要することが一般的に知られている。
【０００８】
また、酸クロライドを酸性スクラバーでハロ酢酸として吸収し、アルカリスクラバーで塩素を次亜塩素酸として吸収し、浄化ガスを得、アルカリスクラバーでは、亜硫酸ナトリウムで、酸化還元電位をさげｐＨを調整し放流、酸スクラバーでは、電気分解や微生物によりハロ酢酸の分解をおこなっていたりする。
【特許文献１】特開平１０−３２３５３６号公報
【特許文献２】特開平０９−１２２４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のように、ハロ酢酸等の有機化合物や余剰汚泥等を分解する方法が知られているが、実際に分解処理を行う場所においては使用できる設備やユーティリティーが制限されることが多い。
【００１０】
本発明の目的は、有機化合物、余剰汚泥などを、ユーティリティー等の整わない環境下であっても、消費エネルギーを抑制しつつ簡便に分解できる方法を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、このような分解方法を好適に行うことのできる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明により、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液中で有機化合物を分解する有機化合物の分解方法であって、
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物および／または有機化合物を含んでもよい水に、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を添加することにより該昇温された水溶液を得る工程を有する有機化合物の分解方法が提供される。
【００１３】
前記有機化合物が、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロモノフルオロ酢酸、モノクロロジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸からなる群から選ばれる少なくとも一つであることができる。
【００１４】
前記有機化合物が、余剰汚泥に含まれる有機化合物であることができる。
【００１５】
前記金属化合物が、カリウム、ナトリウム、カルシウムおよびマグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一つの金属の酸化物、過酸化物および／または水酸化物であることが好ましい。
【００１６】
前記昇温された水溶液中の前記金属化合物の濃度を、１０質量％以上とすることが好ましい。
【００１７】
前記昇温された水溶液の温度を、８０℃以上とすることが好ましい。
【００１８】
本発明により、有機塩素化合物と該有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって該有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解工程；
該光分解工程で得られた気体を、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液に導入し、該分解生成物および塩素を分解するアルカリ分解工程；
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物、該分解生成物および／または塩素を含んでもよい水に、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を添加することにより該昇温された水溶液を得る工程
を有する有機塩素化合物の分解方法が提供される。
【００１９】
前記有機塩素化合物がトリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、１，１−ジクロロエチレン、トランス−１，２−ジクロロエチレン、クロロホルム、ジクロロメタンおよびクロロベンゼンからなる群から選ばれる少なくとも一つであることができる。
【００２０】
本発明により、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液中で有機化合物を分解する有機化合物の分解装置であって、
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物および／または有機化合物を含んでもよい水を収容する容器；および
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を該容器に供給する手段
を有する有機化合物の分解装置が提供される。
【００２１】
本発明により、有機塩素化合物と該有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって該有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解手段；
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物、該分解生成物および／または塩素を含んでもよい水を収容する容器；
前記光分解装置から得られる気体を、該容器に供給する手段；および
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を該容器に供給する手段
を有する有機塩素化合物の分解装置が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、有機化合物、余剰汚泥などを、ユーティリティー等の整わない環境下であっても、消費エネルギーを抑制しつつ簡便に分解できる方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の有機化合物の分解方法では、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液中において有機化合物を分解する。つまり、アルカリ雰囲気下で分解可能な有機化合物を高温のアルカリ溶液中に取り込むことで有機化合物を分解する。
【００２４】
そして、水（アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物および／または有機化合物を含んでいてもよい）に、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を添加することによって、上記昇温された水溶液を得る。
【００２５】
アルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物を水に添加すると、水和熱が発生する。この水和熱によって水溶液が加熱され、昇温された水溶液となるので、加熱ヒーターや電源などユーティリティーの整わない環境下でも、例えば８０℃以上の温度に水溶液の温度を上昇させることが可能となる。と同時に、生成する水酸化物（実際にはイオンとなっている）により、この水溶液はアルカリ水溶液となる。そこへ、アルカリ雰囲気によって分解可能な有機化合物を導入することで、消費エネルギーを抑制しつつ簡便に有機化合物を分解することができる。
【００２６】
本発明の有機化合物の分解方法において、分解対象としうる有機化合物の例としては、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロモノフルオロ酢酸、モノクロロジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸、等の有機化合物；および余剰汚泥を挙げることができる。
【００２７】
これらの有機化合物は、上記昇温された水溶液中で、加熱されたアルカリ（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど）の存在下で、脱塩素されながら分解される。さらに、アルカリ吸収された塩素は、次亜塩素酸になるが、次亜塩素酸は熱により酸素を発生して分解される。
【００２８】
また、余剰汚泥の分解の場合、熱およびアルカリによって余剰汚泥中の微生物の細胞が破壊され、余剰汚泥が減溶化される。例えば、余剰汚泥に直接アルカリ金属化合物および／またはアルカリ土類金属化合物を添加することで、汚泥中の微生物の細胞を破壊し、余剰汚泥を減溶化することができる。
【００２９】
アルカリ金属化合物を構成するアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムを挙げることができるが、入手容易性などの観点からナトリウムとカリウムが好ましい。これらアルカリ金属の酸化物、過酸化物および／または水酸化物をアルカリ金属化合物として用いることができる。
【００３０】
アルカリ土類金属化合物を構成するアルカリ土類金属としては、ベリリウム、マグネシウム、ルシウム、ストロンチウム、マグネシウム、バリウムを挙げることができるが、入手容易性などの観点からカルシウムとマグネシウムが好ましい。これらアルカリ土類金属の酸化物、過酸化物および／または水酸化物をアルカリ土類金属化合物として用いることができる。
【００３１】
アルカリ金属化合物および／またはアルカリ土類金属化合物を添加する水は、アルカリ金属化合物および／またはアルカリ土類金属化合物を含んでいてもよく、また分解対象である有機化合物を含んでいてもよい。例えば、有機化合物の分解を最初に行う場合などにおいては、市水や工業用水などの水に上記金属化合物を添加し、昇温された水溶液としたうえで有機化合物をこの水溶液に導入して有機化合物を分解することができ、あるいは有機化合物が含まれた水（例えば排水や余剰汚泥）に上記金属化合物を添加し、昇温された水溶液として有機化合物を分解することができる。また、一旦分解を行った後に分解を再開する場合や、分解を継続して行う場合などにおいては、すでに存在している上記金属化合物を含む水溶液に、さらに上記金属化合物を追加して添加することができる。
【００３２】
上記昇温された水溶液中のアルカリ金属化合物および／またはアルカリ土類金属化合物の濃度は、分解促進の観点から、これらの合計量として、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは３０質量％以上とする。
【００３３】
上記昇温された水溶液の温度は、分解促進の観点から、好ましくは８０℃以上、より好ましくは９０℃以上、さらに好ましくは９５℃以上とする。
【００３４】
上記有機化合物の分解方法を、光分解と組合せ、トリクロロエチレン等の有機塩素化合物の分解を行うこともできる。つまり、有機塩素化合物とこの有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解工程を行った後、光分解工程で得られた気体を、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液に導入し、分解生成物および塩素を分解するアルカリ分解工程を行う。このアルカリ分解工程で用いる昇温された水溶液を、前述の有機化合物の分解方法と同様にして得る。
【００３５】
この有機塩素化合物の分解方法において分解対象としうる有機塩素化合物の例としては、トリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、ｃｉｓ−１，２−ジクロロエチレン、１，１−ジクロロエチレン（塩化ビニリデン）、ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレン、クロロホルム、ジクロロメタンおよびクロロベンゼンを挙げることができる。
【００３６】
有機塩素化合物の分解を促進するガスとしては、例えば塩素ガスを挙げることができる。
【００３７】
本発明の有機塩素化合物の分解方法によれば、トリクロロエチレン等の有機塩素化合物を塩素等の存在下において光分解し、光分解で生成するモノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸などのハロ酢酸を速やかに連続的に分解することができる。しかも、ハロ酢酸を、例えばＧＣ−ＭＳ分析（ガスクロマトグラフ質量分析）法による検出限界以下まで分解することができるので、処理された液を、必要に応じてｐＨを調整して、地下水へ放流することが可能になる。また、前述の有機化合物の分解方法と同様、水にアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物を添加することにより、ヒーターなどにより水を加熱するのに比べ、速やかに高温にすることが可能になる。
【００３８】
さらに、実際の汚染現場での限られたユーティリティーの中（電源不足など）において、ハロ酢酸を分解することが可能となる。
【００３９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００４０】
図１は本発明の有機塩素化合物の分解方法を実施するための装置の一例を示す模式図である。
【００４１】
空気供給ポンプ９から空気が塩素発生装置１０に送られ、塩素発生装置１０から塩素含有ガス２が発生する。分解対象物を含む気体（被処理ガス）１は、塩素含有ガス２と混合され、この混合ガスが光分解装置３に導入される。光分解装置では、混合ガスに光を照射することにより、有機塩素化合物を分解する光分解工程が行われる。混合ガスに光が照射されると、塩素ガスが３００ｎｍから５００ｎｍの波長の光で励起して塩素ラジカルになる。この塩素ラジカルとテトラクロロエチレンやトリクロロエチレンのような分解対象物である有機塩素化合物が反応して酸素（含塩素）中間体を生成する。放出された塩素原子は２原子が会合すると塩素分子になるが、一部は元の有機塩素化合物と反応して炭素中心ラジカルを生成する。このようなラジカル反応の結果、光分解生成物として最終的に二酸化炭素、ハロ酢酸等の有機塩素化合物および塩素等を生成する。反応は連鎖的に進行するので、この反応の量子収率は一般的に高く、効率良く元の有機塩素化合物の濃度を低下させることができる。
【００４２】
光分解装置３から得られる光分解処理後のガスは、光照射により生成した光分解生成物及び塩素を含む気体４として、アルカリ分解槽５に導入される。
【００４３】
アルカリ分解槽は内部に水を収容し、ここにアルカリ供給手段１３からアルカリ金属化合物および／またはアルカリ土類金属化合物が添加される。この金属化合物の添加によって、水和熱が発生し、アルカリ分解槽内のアルカリ水溶液の温度が比較的高く保たれる。
【００４４】
比較的高温のアルカリ水溶液に気体４を接触させることによって、ハロ酢酸は二酸化炭素と塩化物イオンに分解され、塩素は塩化物イオンに分解される。つまり、光照射により生成した分解生成物及び塩素を含む気体４はアルカリ分解工程でアルカリ水溶液によって吸収および分解され、ｐＨ計６と塩酸供給ポンプ８連動させて塩酸タンク７から塩酸を供給することによりｐＨ６〜８に調整した浄化された処理水１２と、浄化された処理ガス１１が系外へ排出される。
【００４５】
なお、水和熱による発熱に加えて、ヒーターなどの加熱手段による加熱を併用することもできる。
【実施例】
【００４６】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４７】
＜実施例１＞
図１に示した構成の分解装置を用いた。光分解装置３として中空円筒状のガラス容器の中心部にブラックライト（東芝ライッテク社製、商品名：ブッラックライト蛍光ランプ）を設けた光反応槽を用い、アルカリ分解槽５には、内部に散気管を有し、また内部がテフロンライニングされたステンレス製の槽（寸法２００ｍｍ×２００ｍｍ×高さ４５０ｍｍ、有効容積４０リットル）を使用した。
【００４８】
トリクロロエチレン約５ｐｐｍＶ（ｐｐｍＶは体積百万分率を表す）を含む空気（流量：１０Ｌ／分）を被処理ガス１とした。一方、空気供給ポンプ９から空気を塩素発生装置１０に送り、塩素を含む空気２（塩素濃度：５ｐｐｍＶ、流量：５Ｌ／分）を得、これと上記被処理ガスとを混合して光照射装置３に導いた。
【００４９】
光分解装置では、トリクロロエチレン濃度に対し、塩素濃度約１／３（体積基準）になるように調整したトリクロロエチレンと塩素の混合ガスが、ブッラクライト照射中の中空円筒状のガラス容器中での滞留時間１分で、トリクロロエチレンは９９．９％分解された。
【００５０】
アルカリ分解槽５には、初めに水（２５℃）を入れておき、ここにアルカリ供給手段１３から酸化カルシウム（粒状）を添加し、３０質量％の酸化カルシウム水溶液とした。このときの酸化カルシウムの水和熱により、この水溶液の温度は９０℃となりｐＨ計６はｐＨ１４を示した。その後は、常時８０℃以上を維持するよう適宜、酸化カルシウムを添加した。
【００５１】
上記水溶液の中に、光分解生成物及び塩素を含む気体４を上記散気管を経て導入した。
【００５２】
処理液１２中のハロ酢酸濃度の経時変化をＧＣ−ＭＳを用いて追ったところ、図２に「アルカリ加熱」もしくは「加熱」として示すようにハロ酢酸濃度は常に検出限界以下であった。また、通常アルカリ吸収された塩素は、次亜塩素酸になっているが、次亜塩素酸の濃度を残留塩素計を用いて測定したところ、図３に示すように、次亜塩素酸は検出されなかった。処理を終えた水溶液に、ｐＨ計６と連動させた塩酸供給ポンプ８を用いて塩酸タンク７から塩酸を供給し、ｐＨ６〜８に調整すれば地下水へ放流可能であった。
【００５３】
＜実施例２＞
初期の水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリウム濃度を２０質量％とした。また図４に示すように、アルカリ分解槽内にさらに石英ヒーター１４を設け、補助的に水酸化ナトリウム水溶液を常に８０℃以上を保つよう加熱した。これ以外は実施例１と同様にして、トリクロロエチレンを含む空気を連続的に浄化した。
【００５４】
実施例１と同様、処理液中にハロ酢酸も次亜塩素酸も検出されず、ｐＨ６〜８に調整すれば地下水へ放流可能であった。また処理ガスとしては二酸化炭素などが排出された。
【００５５】
＜実施例３＞
図５に示すように、実施例１の装置から空気供給ポンプ９、塩素発生装置１０および光分解装置３を取り去り、被処理液１５としてトリクロロ酢酸を１０万ｐｐｍ含む水２０Ｌ（２５℃）をアルカリ分解槽５に導入し、次いでアルカリ供給手段１３から水酸化ナトリウムをここに添加し、３０質量％の水酸化ナトリウム水溶液とした。このとき水酸化ナトリウムの水和熱により、この水溶液の温度は９０℃となった。
【００５６】
１時間後にアルカリ分解槽内の水溶液中の１０万ｐｐｍトリクロロ酢酸は、９９．９％分解された。１時間後、ｐＨ計６と連動させた塩酸供給ポンプ８を用いて塩酸タンク７から塩酸を加えてｐＨを６〜８に調整し、処理液１２を排出した。
【００５７】
＜実施例４＞
図６に示すように、アルカリ分解槽内にさらに石英ヒーター１４を設けた。初期の水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリウム濃度を２０質量％とした。水和熱によりこの水溶液の温度が８０℃になったため、石英ヒーターによって補助的に加熱して水溶液の温度を９０℃とした。これ以外は実施例３と同様にして、トリクロロ酢酸を１０万ｐｐｍ含む水を浄化した。
【００５８】
水酸化ナトリウムを添加してから２時間後には、１０万ｐｐｍトリクロロ酢酸は、９９．９％分解された。２時間後、ｐＨ計６と連動させた塩酸供給ポンプ８を用いて塩酸タンク７から塩酸を加えてｐＨを６〜８に調整し、処理液１２を排出した。
【００５９】
＜比較例１＞
３０質量％の酸化カルシウム水溶液を作った後、この水溶液を２５℃になるまで放置した後に、光分解生成物および塩素を含む気体４を水溶液に導入し、その後は酸化カルシウムの添加を行わなかったこと（その後も水溶液はほぼ２５℃であった）以外は実施例１と同様にして上記気体の処理を行った。ハロ酢酸および次亜塩素酸の濃度が増加すると同時に、少量ではあるが、ハロ酢酸が次亜塩素酸に酸化分解されクロロホルムが生成した。
【００６０】
実施例１と同様にしてハロ酢酸濃度および次亜塩素酸の濃度を測定したところ、図２および３に「アルカリ非加熱」もしくは「非加熱」として示したように、いずれの濃度も増加した。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の方法及び装置は、有機塩素化合物に汚染された土壌や地下水浄化に利用することができ、またＶＯＣ大気浄化に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の有機塩素化合物の分解方法を実施するための装置の例を示す模式図である。
【図２】実施例１および比較例１におけるハロ酢酸濃度を示すグラフである。
【図３】実施例１および比較例１における残留塩素濃度を示すグラフである。
【図４】本実施の有機塩素化合物の分解方法を実施するための装置の別の例を示す模式図である。
【図５】本実施の有機化合物の分解方法を実施するための装置の例を示す模式図である。
【図６】本実施の有機化合物の分解方法を実施するための装置の別の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 分解対象物を含む気体（被処理ガス）
２ 塩素含有ガス
３ 光分解装置
４ 光照射により生成した分解生成物及び塩素を含む気体
５ アルカリ分解槽
６ ｐＨ計
７ 塩酸タンク
８ 塩酸供給ポンプ
９ 空気供給ポンプ
１０ 塩素発生工程
１１ 処理ガス
１２ 処理水
１３ アルカリ供給手段
１４ 石英ヒーター
１５ 分解対象物を含む溶液（被処理液）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処理や環境浄化等のために、有機化合物や余剰汚泥などに含まれる有機化合物を分解する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水、産業排水、屎尿、ごみ埋め立て汚水などの有機性汚水を活性汚泥法で生物学的に処理する活性汚泥法装置から大量の有機性汚泥（余剰汚泥、生汚泥など）が毎日発生しており、その量は日本全体で年間１０００万トンを上回る。有機性汚水の活性汚泥法ではこの余剰汚泥の処理、処分が最大の問題となっている。この余剰汚泥のような有機性汚泥は難脱水性であるため、多量の脱水助剤（ポリマーなど）を添加し、汚泥脱水機で水分８５％程度に脱水し、この脱水ケーキを埋め立て処分するか、又は焼却処分しているが、脱水助剤使用のコスト、脱水ケーキの埋め立て場所不足、焼却灰の処分場所の不足、焼却設備費用、焼却用重油コストの高さなど、多くの問題点を抱えている。
【０００３】
このような問題を解決するための方法として、有機性汚泥にオゾンを作用させて有機性汚泥の酸化分解による可溶化を行う「オゾンを利用した汚泥減量化法」が提案されている。この技術は、排水の活性汚泥処理工程から余剰汚泥発生量よりも多い量の活性汚泥を引き抜き、それをオゾン酸化した後、酸化したものをそのまま活性汚泥処理工程に返送する方法である。
【０００４】
また、有機塩素化合物（トリクロロエチレン等）の塩素と光の共存による分解、紫外線分解、オゾン分解等の酸化分解処理も知られている。この分解処理で生成する分解生成物等を含む処理後のガス（媒体）は、酸クロライドと塩素を含む。従来、溶液中にガスを曝気することで酸クロライドと塩素を溶液中に取り込むことで浄化ガスを得ている。しかし、溶液に溶けこんだ際、酸クロライドは加水分解されハロ酢酸類になる。ハロ酢酸は、近年、発ガン性などがあると指摘されているため河川水などの自然環境中に放出することは避けるべきである。そこで、幾つかの後処理が考案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されるように、溶液中に酸クロライドの有機塩素化合物と塩素を取り込むことで浄化ガスを得たのち、酸クロライドから生成したハロ酢酸と塩素を取り込んだ溶液に炭酸カルシウム系充填剤により吸着除去している。
【０００６】
また、特許文献２に開示されるように、溶液中のハロ酢酸の分解例として、微生物による分解がある。この場合は、溶液中の塩素が微生物の生育に影響を与えるため溶液から除去する前工程をもつことになる。
【０００７】
これらの方法では、ハロ酢酸が、完全に二酸化炭素、塩化物イオンまで分解されていなかったり、高濃度なハロ酢酸は微生物分解が困難であったりする場合がある。特に微生物分解は低濃度のトリクロロ酢酸でも分解が困難であり、分解可能であっても、５〜１０日など要することが一般的に知られている。
【０００８】
また、酸クロライドを酸性スクラバーでハロ酢酸として吸収し、アルカリスクラバーで塩素を次亜塩素酸として吸収し、浄化ガスを得、アルカリスクラバーでは、亜硫酸ナトリウムで、酸化還元電位をさげｐＨを調整し放流、酸スクラバーでは、電気分解や微生物によりハロ酢酸の分解をおこなっていたりする。
【特許文献１】特開平１０−３２３５３６号公報
【特許文献２】特開平０９−１２２４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のように、ハロ酢酸等の有機化合物や余剰汚泥等を分解する方法が知られているが、実際に分解処理を行う場所においては使用できる設備やユーティリティーが制限されることが多い。
【００１０】
本発明の目的は、有機化合物、余剰汚泥などを、ユーティリティー等の整わない環境下であっても、消費エネルギーを抑制しつつ簡便に分解できる方法を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、このような分解方法を好適に行うことのできる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明により、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液中で有機化合物を分解する有機化合物の分解方法であって、
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物および／または有機化合物を含んでもよい水に、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を添加することにより該昇温された水溶液を得る工程を有する有機化合物の分解方法が提供される。
【００１３】
前記有機化合物が、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロモノフルオロ酢酸、モノクロロジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸からなる群から選ばれる少なくとも一つであることができる。
【００１４】
前記有機化合物が、余剰汚泥に含まれる有機化合物であることができる。
【００１５】
前記金属化合物が、カリウム、ナトリウム、カルシウムおよびマグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一つの金属の酸化物、過酸化物および／または水酸化物であることが好ましい。
【００１６】
前記昇温された水溶液中の前記金属化合物の濃度を、１０質量％以上とすることが好ましい。
【００１７】
前記昇温された水溶液の温度を、８０℃以上とすることが好ましい。
【００１８】
本発明により、有機塩素化合物と該有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって該有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解工程；
該光分解工程で得られた気体を、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液に導入し、該分解生成物および塩素を分解するアルカリ分解工程；
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物、該分解生成物および／または塩素を含んでもよい水に、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を添加することにより該昇温された水溶液を得る工程
を有する有機塩素化合物の分解方法が提供される。
【００１９】
前記有機塩素化合物がトリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、１，１−ジクロロエチレン、トランス−１，２−ジクロロエチレン、クロロホルム、ジクロロメタンおよびクロロベンゼンからなる群から選ばれる少なくとも一つであることができる。
【００２０】
本発明により、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液中で有機化合物を分解する有機化合物の分解装置であって、
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物および／または有機化合物を含んでもよい水を収容する容器；および
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を該容器に供給する手段
を有する有機化合物の分解装置が提供される。
【００２１】
本発明により、有機塩素化合物と該有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって該有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解手段；
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物、該分解生成物および／または塩素を含んでもよい水を収容する容器；
前記光分解装置から得られる気体を、該容器に供給する手段；および
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を該容器に供給する手段
を有する有機塩素化合物の分解装置が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、有機化合物、余剰汚泥などを、ユーティリティー等の整わない環境下であっても、消費エネルギーを抑制しつつ簡便に分解できる方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の有機化合物の分解方法では、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液中において有機化合物を分解する。つまり、アルカリ雰囲気下で分解可能な有機化合物を高温のアルカリ溶液中に取り込むことで有機化合物を分解する。
【００２４】
そして、水（アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物および／または有機化合物を含んでいてもよい）に、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を添加することによって、上記昇温された水溶液を得る。
【００２５】
アルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物を水に添加すると、水和熱が発生する。この水和熱によって水溶液が加熱され、昇温された水溶液となるので、加熱ヒーターや電源などユーティリティーの整わない環境下でも、例えば８０℃以上の温度に水溶液の温度を上昇させることが可能となる。と同時に、生成する水酸化物（実際にはイオンとなっている）により、この水溶液はアルカリ水溶液となる。そこへ、アルカリ雰囲気によって分解可能な有機化合物を導入することで、消費エネルギーを抑制しつつ簡便に有機化合物を分解することができる。
【００２６】
本発明の有機化合物の分解方法において、分解対象としうる有機化合物の例としては、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロモノフルオロ酢酸、モノクロロジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸、等の有機化合物；および余剰汚泥を挙げることができる。
【００２７】
これらの有機化合物は、上記昇温された水溶液中で、加熱されたアルカリ（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど）の存在下で、脱塩素されながら分解される。さらに、アルカリ吸収された塩素は、次亜塩素酸になるが、次亜塩素酸は熱により酸素を発生して分解される。
【００２８】
また、余剰汚泥の分解の場合、熱およびアルカリによって余剰汚泥中の微生物の細胞が破壊され、余剰汚泥が減溶化される。例えば、余剰汚泥に直接アルカリ金属化合物および／またはアルカリ土類金属化合物を添加することで、汚泥中の微生物の細胞を破壊し、余剰汚泥を減溶化することができる。
【００２９】
アルカリ金属化合物を構成するアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムを挙げることができるが、入手容易性などの観点からナトリウムとカリウムが好ましい。これらアルカリ金属の酸化物、過酸化物および／または水酸化物をアルカリ金属化合物として用いることができる。
【００３０】
アルカリ土類金属化合物を構成するアルカリ土類金属としては、ベリリウム、マグネシウム、ルシウム、ストロンチウム、マグネシウム、バリウムを挙げることができるが、入手容易性などの観点からカルシウムとマグネシウムが好ましい。これらアルカリ土類金属の酸化物、過酸化物および／または水酸化物をアルカリ土類金属化合物として用いることができる。
【００３１】
アルカリ金属化合物および／またはアルカリ土類金属化合物を添加する水は、アルカリ金属化合物および／またはアルカリ土類金属化合物を含んでいてもよく、また分解対象である有機化合物を含んでいてもよい。例えば、有機化合物の分解を最初に行う場合などにおいては、市水や工業用水などの水に上記金属化合物を添加し、昇温された水溶液としたうえで有機化合物をこの水溶液に導入して有機化合物を分解することができ、あるいは有機化合物が含まれた水（例えば排水や余剰汚泥）に上記金属化合物を添加し、昇温された水溶液として有機化合物を分解することができる。また、一旦分解を行った後に分解を再開する場合や、分解を継続して行う場合などにおいては、すでに存在している上記金属化合物を含む水溶液に、さらに上記金属化合物を追加して添加することができる。
【００３２】
上記昇温された水溶液中のアルカリ金属化合物および／またはアルカリ土類金属化合物の濃度は、分解促進の観点から、これらの合計量として、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは３０質量％以上とする。
【００３３】
上記昇温された水溶液の温度は、分解促進の観点から、好ましくは８０℃以上、より好ましくは９０℃以上、さらに好ましくは９５℃以上とする。
【００３４】
上記有機化合物の分解方法を、光分解と組合せ、トリクロロエチレン等の有機塩素化合物の分解を行うこともできる。つまり、有機塩素化合物とこの有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解工程を行った後、光分解工程で得られた気体を、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液に導入し、分解生成物および塩素を分解するアルカリ分解工程を行う。このアルカリ分解工程で用いる昇温された水溶液を、前述の有機化合物の分解方法と同様にして得る。
【００３５】
この有機塩素化合物の分解方法において分解対象としうる有機塩素化合物の例としては、トリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、ｃｉｓ−１，２−ジクロロエチレン、１，１−ジクロロエチレン（塩化ビニリデン）、ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレン、クロロホルム、ジクロロメタンおよびクロロベンゼンを挙げることができる。
【００３６】
有機塩素化合物の分解を促進するガスとしては、例えば塩素ガスを挙げることができる。
【００３７】
本発明の有機塩素化合物の分解方法によれば、トリクロロエチレン等の有機塩素化合物を塩素等の存在下において光分解し、光分解で生成するモノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸などのハロ酢酸を速やかに連続的に分解することができる。しかも、ハロ酢酸を、例えばＧＣ−ＭＳ分析（ガスクロマトグラフ質量分析）法による検出限界以下まで分解することができるので、処理された液を、必要に応じてｐＨを調整して、地下水へ放流することが可能になる。また、前述の有機化合物の分解方法と同様、水にアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物を添加することにより、ヒーターなどにより水を加熱するのに比べ、速やかに高温にすることが可能になる。
【００３８】
さらに、実際の汚染現場での限られたユーティリティーの中（電源不足など）において、ハロ酢酸を分解することが可能となる。
【００３９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００４０】
図１は本発明の有機塩素化合物の分解方法を実施するための装置の一例を示す模式図である。
【００４１】
空気供給ポンプ９から空気が塩素発生装置１０に送られ、塩素発生装置１０から塩素含有ガス２が発生する。分解対象物を含む気体（被処理ガス）１は、塩素含有ガス２と混合され、この混合ガスが光分解装置３に導入される。光分解装置では、混合ガスに光を照射することにより、有機塩素化合物を分解する光分解工程が行われる。混合ガスに光が照射されると、塩素ガスが３００ｎｍから５００ｎｍの波長の光で励起して塩素ラジカルになる。この塩素ラジカルとテトラクロロエチレンやトリクロロエチレンのような分解対象物である有機塩素化合物が反応して酸素（含塩素）中間体を生成する。放出された塩素原子は２原子が会合すると塩素分子になるが、一部は元の有機塩素化合物と反応して炭素中心ラジカルを生成する。このようなラジカル反応の結果、光分解生成物として最終的に二酸化炭素、ハロ酢酸等の有機塩素化合物および塩素等を生成する。反応は連鎖的に進行するので、この反応の量子収率は一般的に高く、効率良く元の有機塩素化合物の濃度を低下させることができる。
【００４２】
光分解装置３から得られる光分解処理後のガスは、光照射により生成した光分解生成物及び塩素を含む気体４として、アルカリ分解槽５に導入される。
【００４３】
アルカリ分解槽は内部に水を収容し、ここにアルカリ供給手段１３からアルカリ金属化合物および／またはアルカリ土類金属化合物が添加される。この金属化合物の添加によって、水和熱が発生し、アルカリ分解槽内のアルカリ水溶液の温度が比較的高く保たれる。
【００４４】
比較的高温のアルカリ水溶液に気体４を接触させることによって、ハロ酢酸は二酸化炭素と塩化物イオンに分解され、塩素は塩化物イオンに分解される。つまり、光照射により生成した分解生成物及び塩素を含む気体４はアルカリ分解工程でアルカリ水溶液によって吸収および分解され、ｐＨ計６と塩酸供給ポンプ８連動させて塩酸タンク７から塩酸を供給することによりｐＨ６〜８に調整した浄化された処理水１２と、浄化された処理ガス１１が系外へ排出される。
【００４５】
なお、水和熱による発熱に加えて、ヒーターなどの加熱手段による加熱を併用することもできる。
【実施例】
【００４６】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４７】
＜実施例１＞
図１に示した構成の分解装置を用いた。光分解装置３として中空円筒状のガラス容器の中心部にブラックライト（東芝ライッテク社製、商品名：ブッラックライト蛍光ランプ）を設けた光反応槽を用い、アルカリ分解槽５には、内部に散気管を有し、また内部がテフロンライニングされたステンレス製の槽（寸法２００ｍｍ×２００ｍｍ×高さ４５０ｍｍ、有効容積４０リットル）を使用した。
【００４８】
トリクロロエチレン約５ｐｐｍＶ（ｐｐｍＶは体積百万分率を表す）を含む空気（流量：１０Ｌ／分）を被処理ガス１とした。一方、空気供給ポンプ９から空気を塩素発生装置１０に送り、塩素を含む空気２（塩素濃度：５ｐｐｍＶ、流量：５Ｌ／分）を得、これと上記被処理ガスとを混合して光照射装置３に導いた。
【００４９】
光分解装置では、トリクロロエチレン濃度に対し、塩素濃度約１／３（体積基準）になるように調整したトリクロロエチレンと塩素の混合ガスが、ブッラクライト照射中の中空円筒状のガラス容器中での滞留時間１分で、トリクロロエチレンは９９．９％分解された。
【００５０】
アルカリ分解槽５には、初めに水（２５℃）を入れておき、ここにアルカリ供給手段１３から酸化カルシウム（粒状）を添加し、３０質量％の酸化カルシウム水溶液とした。このときの酸化カルシウムの水和熱により、この水溶液の温度は９０℃となりｐＨ計６はｐＨ１４を示した。その後は、常時８０℃以上を維持するよう適宜、酸化カルシウムを添加した。
【００５１】
上記水溶液の中に、光分解生成物及び塩素を含む気体４を上記散気管を経て導入した。
【００５２】
処理液１２中のハロ酢酸濃度の経時変化をＧＣ−ＭＳを用いて追ったところ、図２に「アルカリ加熱」もしくは「加熱」として示すようにハロ酢酸濃度は常に検出限界以下であった。また、通常アルカリ吸収された塩素は、次亜塩素酸になっているが、次亜塩素酸の濃度を残留塩素計を用いて測定したところ、図３に示すように、次亜塩素酸は検出されなかった。処理を終えた水溶液に、ｐＨ計６と連動させた塩酸供給ポンプ８を用いて塩酸タンク７から塩酸を供給し、ｐＨ６〜８に調整すれば地下水へ放流可能であった。
【００５３】
＜実施例２＞
初期の水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリウム濃度を２０質量％とした。また図４に示すように、アルカリ分解槽内にさらに石英ヒーター１４を設け、補助的に水酸化ナトリウム水溶液を常に８０℃以上を保つよう加熱した。これ以外は実施例１と同様にして、トリクロロエチレンを含む空気を連続的に浄化した。
【００５４】
実施例１と同様、処理液中にハロ酢酸も次亜塩素酸も検出されず、ｐＨ６〜８に調整すれば地下水へ放流可能であった。また処理ガスとしては二酸化炭素などが排出された。
【００５５】
＜実施例３＞
図５に示すように、実施例１の装置から空気供給ポンプ９、塩素発生装置１０および光分解装置３を取り去り、被処理液１５としてトリクロロ酢酸を１０万ｐｐｍ含む水２０Ｌ（２５℃）をアルカリ分解槽５に導入し、次いでアルカリ供給手段１３から水酸化ナトリウムをここに添加し、３０質量％の水酸化ナトリウム水溶液とした。このとき水酸化ナトリウムの水和熱により、この水溶液の温度は９０℃となった。
【００５６】
１時間後にアルカリ分解槽内の水溶液中の１０万ｐｐｍトリクロロ酢酸は、９９．９％分解された。１時間後、ｐＨ計６と連動させた塩酸供給ポンプ８を用いて塩酸タンク７から塩酸を加えてｐＨを６〜８に調整し、処理液１２を排出した。
【００５７】
＜実施例４＞
図６に示すように、アルカリ分解槽内にさらに石英ヒーター１４を設けた。初期の水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリウム濃度を２０質量％とした。水和熱によりこの水溶液の温度が８０℃になったため、石英ヒーターによって補助的に加熱して水溶液の温度を９０℃とした。これ以外は実施例３と同様にして、トリクロロ酢酸を１０万ｐｐｍ含む水を浄化した。
【００５８】
水酸化ナトリウムを添加してから２時間後には、１０万ｐｐｍトリクロロ酢酸は、９９．９％分解された。２時間後、ｐＨ計６と連動させた塩酸供給ポンプ８を用いて塩酸タンク７から塩酸を加えてｐＨを６〜８に調整し、処理液１２を排出した。
【００５９】
＜比較例１＞
３０質量％の酸化カルシウム水溶液を作った後、この水溶液を２５℃になるまで放置した後に、光分解生成物および塩素を含む気体４を水溶液に導入し、その後は酸化カルシウムの添加を行わなかったこと（その後も水溶液はほぼ２５℃であった）以外は実施例１と同様にして上記気体の処理を行った。ハロ酢酸および次亜塩素酸の濃度が増加すると同時に、少量ではあるが、ハロ酢酸が次亜塩素酸に酸化分解されクロロホルムが生成した。
【００６０】
実施例１と同様にしてハロ酢酸濃度および次亜塩素酸の濃度を測定したところ、図２および３に「アルカリ非加熱」もしくは「非加熱」として示したように、いずれの濃度も増加した。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の方法及び装置は、有機塩素化合物に汚染された土壌や地下水浄化に利用することができ、またＶＯＣ大気浄化に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の有機塩素化合物の分解方法を実施するための装置の例を示す模式図である。
【図２】実施例１および比較例１におけるハロ酢酸濃度を示すグラフである。
【図３】実施例１および比較例１における残留塩素濃度を示すグラフである。
【図４】本実施の有機塩素化合物の分解方法を実施するための装置の別の例を示す模式図である。
【図５】本実施の有機化合物の分解方法を実施するための装置の例を示す模式図である。
【図６】本実施の有機化合物の分解方法を実施するための装置の別の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 分解対象物を含む気体（被処理ガス）
２ 塩素含有ガス
３ 光分解装置
４ 光照射により生成した分解生成物及び塩素を含む気体
５ アルカリ分解槽
６ ｐＨ計
７ 塩酸タンク
８ 塩酸供給ポンプ
９ 空気供給ポンプ
１０ 塩素発生工程
１１ 処理ガス
１２ 処理水
１３ アルカリ供給手段
１４ 石英ヒーター
１５ 分解対象物を含む溶液（被処理液）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液中で有機化合物を分解する有機化合物の分解方法であって、
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物および／または有機化合物を含んでもよい水に、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を添加することにより該昇温された水溶液を得る工程を有する有機化合物の分解方法。
【請求項２】
前記有機化合物が、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロモノフルオロ酢酸、モノクロロジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸からなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項１記載の分解方法。
【請求項３】
前記有機化合物が、余剰汚泥に含まれる有機化合物である請求項１記載の分解方法。
【請求項４】
前記金属化合物が、カリウム、ナトリウム、カルシウムおよびマグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一つの金属の酸化物、過酸化物および／または水酸化物である請求項１〜３の何れか一項記載の分解方法。
【請求項５】
前記昇温された水溶液中の前記金属化合物の濃度を、１０質量％以上とする請求項１〜４の何れか一項記載の分解方法。
【請求項６】
前記昇温された水溶液の温度を、８０℃以上とする請求項１〜５の何れか一項記載の分解方法。
【請求項７】
有機塩素化合物と該有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって該有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解工程；
該光分解工程で得られた気体を、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液に導入し、該分解生成物および塩素を分解するアルカリ分解工程；
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物、該分解生成物および／または塩素を含んでもよい水に、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を添加することにより該昇温された水溶液を得る工程
を有する有機塩素化合物の分解方法。
【請求項８】
前記有機塩素化合物がトリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、１，１−ジクロロエチレン、トランス−１，２−ジクロロエチレン、クロロホルム、ジクロロメタンおよびクロロベンゼンからなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項７記載の分解方法。
【請求項９】
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液中で有機化合物を分解する有機化合物の分解装置であって、
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物および／または有機化合物を含んでもよい水を収容する容器；および
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を該容器に供給する手段
を有する有機化合物の分解装置。
【請求項１０】
有機塩素化合物と該有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって該有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解手段；
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物、該分解生成物および／または塩素を含んでもよい水を収容する容器；
前記光分解装置から得られる気体を、該容器に供給する手段；および
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を該容器に供給する手段
を有する有機塩素化合物の分解装置。
【請求項１】
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液中で有機化合物を分解する有機化合物の分解方法であって、
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物および／または有機化合物を含んでもよい水に、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を添加することにより該昇温された水溶液を得る工程を有する有機化合物の分解方法。
【請求項２】
前記有機化合物が、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロモノフルオロ酢酸、モノクロロジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸からなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項１記載の分解方法。
【請求項３】
前記有機化合物が、余剰汚泥に含まれる有機化合物である請求項１記載の分解方法。
【請求項４】
前記金属化合物が、カリウム、ナトリウム、カルシウムおよびマグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一つの金属の酸化物、過酸化物および／または水酸化物である請求項１〜３の何れか一項記載の分解方法。
【請求項５】
前記昇温された水溶液中の前記金属化合物の濃度を、１０質量％以上とする請求項１〜４の何れか一項記載の分解方法。
【請求項６】
前記昇温された水溶液の温度を、８０℃以上とする請求項１〜５の何れか一項記載の分解方法。
【請求項７】
有機塩素化合物と該有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって該有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解工程；
該光分解工程で得られた気体を、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液に導入し、該分解生成物および塩素を分解するアルカリ分解工程；
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物、該分解生成物および／または塩素を含んでもよい水に、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を添加することにより該昇温された水溶液を得る工程
を有する有機塩素化合物の分解方法。
【請求項８】
前記有機塩素化合物がトリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、１，１−ジクロロエチレン、トランス−１，２−ジクロロエチレン、クロロホルム、ジクロロメタンおよびクロロベンゼンからなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項７記載の分解方法。
【請求項９】
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を含む昇温された水溶液中で有機化合物を分解する有機化合物の分解装置であって、
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物および／または有機化合物を含んでもよい水を収容する容器；および
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を該容器に供給する手段
を有する有機化合物の分解装置。
【請求項１０】
有機塩素化合物と該有機塩素化合物の分解を促進するガスとを含む被処理気体に対して光を照射することによって該有機塩素化合物を分解し、分解生成物および塩素ガスを含む気体を得る光分解手段；
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物、該分解生成物および／または塩素を含んでもよい水を収容する容器；
前記光分解装置から得られる気体を、該容器に供給する手段；および
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つの金属化合物を該容器に供給する手段
を有する有機塩素化合物の分解装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２５６９７４（Ｐ２００６−２５６９７４Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７２９０５（Ｐ２００５−７２９０５）
【出願日】平成１７年３月１５日（２００５．３．１５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１５日（２００５．３．１５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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