汚染物の浄化処理方法及びその装置
【課題】 排出される親水性ガスの量を低減できると共に、排ガスと接触させる油が引火する虞の少ない汚染物の浄化処理方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物を還元加熱することにより、該汚染物を浄化する還元加熱工程と、該還元加熱工程により生成した排ガスと油とを接触させることにより、排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理工程とを備えた汚染物の浄化処理方法であって、
前記排ガス処理工程では、油と水とを同時に排ガスと接触させることにより、排ガス中に含まれる親水性ガスを水に吸収させることを特徴とする汚染物の浄化処理方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物を還元加熱することにより、該汚染物を浄化する還元加熱工程と、該還元加熱工程により生成した排ガスと油とを接触させることにより、排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理工程とを備えた汚染物の浄化処理方法であって、
前記排ガス処理工程では、油と水とを同時に排ガスと接触させることにより、排ガス中に含まれる親水性ガスを水に吸収させることを特徴とする汚染物の浄化処理方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＨＣ、ＨＣＢ、ＤＤＴ、ドリン剤、ＰＣＢ、ダイオキシン等の有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物、特に、ＢＨＣ、ＨＣＢ、ＤＤＴ、ドリン剤等に汚染された農薬、該農薬を含む土など、有機塩素化合物に汚染された汚染物の浄化処理方法及び浄化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の汚染物の浄化処理方法としては、汚染物を還元加熱して有機ハロゲン化合物を熱分解させると共に、生成した排ガスを油と接触させることにより、排ガス中の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる方法が採用されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−２２５６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
斯かる従来の方法によれば、還元加熱により汚染物を浄化することができ、また、還元加熱により生成した排ガスを油と接触させることにより、排ガスに含まれる有機ハロゲン化合物を油に吸収させることができ、生成した排ガスを浄化することもできる。
【０００４】
しかしながら、斯かる従来の方法に於いては、汚染物を還元加熱すると、還元加熱後の排ガスには有機ハロゲン化合物以外に有機ハロゲン化合物の熱分解により生成した酸性ガス（例えば、塩素ガス、塩酸ガス等）等の親水性ガスが含まれることとなるため、有機ハロゲン化合物を油に吸収させるのみでは、排ガスを十分に浄化できないという問題がある。特に、農薬のように有機ハロゲン化合物濃度が数％〜数十％である汚染物を浄化処理する場合には、排ガス中に多量の酸性ガスが含まれることとなるため、この問題はより大きなものとなる。
更に、土壌中等に含まれる水分や酸化カルシウム等の酸素原子を保持した化合物が加熱によって酸素を放出し、汚染物の分解物と結合して親水性基を有した化合物が生成することも考えられ、これらを含む排ガスも油に吸収させるのみでは、排ガスを十分に浄化できず、例えば、後段の活性炭処理に負担をかけることとなる。
【０００５】
また、油が可燃性であることから、油が引火する虞もある。特に、比較的高温のまま、排ガスを油に接触させる場合に於いては、その虞が増大し、排ガス処理する装置を極めて強固な防曝構造とする等、万一に備えた対策が過度に必要となる。
【０００６】
従って、本発明は、上記問題点に鑑み、排出される親水性ガスの量を低減できると共に、排ガスと接触させる油が引火する虞の少ない汚染物の浄化処理方法および汚染物の浄化処理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】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物を還元加熱することにより、該汚染物を浄化する還元加熱工程と、該還元加熱工程により生成した排ガスと油とを接触させることにより、排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理工程とを備えた汚染物の浄化処理方法であって、
前記排ガス処理工程では、油と水とを同時に排ガスと接触させることにより、排ガス中に含まれる親水性ガスを水に吸収させることを特徴とする汚染物の浄化処理方法を提供する。
【０００８】
本発明に於いては、還元加熱工程により有機ハロゲン化合物が分解して親水性ガス（ハロゲンガス、ハロゲン化水素等）が生成し、該親水性ガスが排ガス中に含まれることとなるが、排ガス処理工程に於いて、排ガスを水と接触させることから、排ガス中の親水性ガスを水に吸収させることができ、親水性ガスの排出量を低減できる。
更に、油と同時に水を排ガスに接触させることから、油を単独で使用する場合に比べ、油の発火点等が高くなり、油が引火する虞も低減することができ、例えば、排ガスを高温のまま油及び水と接触させることもできる。
【０００９】
また、本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物を還元加熱し該汚染物を浄化する還元加熱装置と、該還元加熱装置により生成された排ガスと油とを接触させることにより排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理装置とを備えた汚染物の浄化処理装置であって、
前記排ガス処理装置は、油と水とを同時に排ガスと接触させることにより、排ガス中に含まれる親水性ガスを水に吸収させることを特徴とする汚染物の浄化処理装置を提供する。
尚、本発明に於いて、親水性ガスとは、アルコールやアセトン、ＳＯX、ＮＯX、ＨＣｌ、ＮＨ3のように常温（２５℃）で水とオクタノールの溶解分配比ＫOWで示すと２以下の物質からなる気体もしくはミスト状のものをいう。
ここで、ＫOW＝ｌｏｇ（Ｃi（ｎオクタノール溶解量）／Ｃi（Ｈ2Ｏ溶解量））
【発明の効果】
【００１０】
以上の通り、本発明によれば、排出される親水性ガスの量を低減できると共に、排ガスと接触させる油が引火する虞も低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、第１実施形態の汚染物の浄化処理装置を示す概略図である。
図１に示すように、本実施形態の汚染物Ａの浄化処理装置は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物Ａを還元加熱し、該汚染物Ａを浄化する還元加熱装置１と、該還元加熱装置１により生成された排ガスＤを油と接触させることにより、排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理装置１０とを備えて構成されている。
尚、本実施形態に於いて、汚染物Ａとして、例えば、農薬やＰＣＢに汚染された土、泥（底泥、汚泥等）等を挙げることができる。
【００１２】
前記還元加熱装置１は、内部で汚染物Ａを加熱する円筒状の加熱炉２と、該加熱炉２内を還元雰囲気にすべく加熱炉２内に窒素Ｂを供給する窒素供給装置３と、前記加熱炉２を加熱する燃焼装置６と、前記加熱炉２内に汚染物Ａを導入する汚染物導入部４と、加熱炉２から排出された浄化物（汚染物Ａが浄化されたもの）を冷却する冷却器５とを備えて構成されている。
ここで、還元雰囲気とは、水素等の還元ガス雰囲気を指すのみでなく、例えば窒素等の不活性ガス雰囲気等のように、空気よりも低酸素濃度である雰囲気を含むものである。
前記還元加熱装置１は、加熱炉２内で有機ハロゲン化合物が酸化することによってダイオキシン等の有害物質が生成されることを防止すべく、還元雰囲気、詳しくは、酸素濃度が３ｖｏｌ％以下好ましくは１ｖｏｌ％以下となるように設定されている。
また、前記加熱炉２の炉内温度が通常３５０〜７００℃、好ましくは、４５０〜６００℃で、汚染物Ａが加熱炉２内に導入されてから通常２０〜１８０分、好ましくは３０〜１２０分で排出されるように設定されている。
【００１３】
前記排ガス処理装置１０は、詳しくは、前記加熱炉２から排出された排ガスＤ中に含まれるダストを除去するための集塵装置１１と、ダストが除去された排ガスＤに油Ｃと水Ｅとを同時に接触させることにより、気化によって排ガスＤ中に含まれることとなった未分解の有機ハロゲン化合物を油Ｃに吸収させ、更に、有機ハロゲン化合物が熱分解することにより生成した親水性ガス（ハロゲンガス、ハロゲン化水素等）を水Ｅに吸収させる油水洗浄装置１２と、該油水洗浄装置１２から排出される油水含有液を水Ｅと油Ｃに分離する第１油水分離装置１３と、有機ハロゲン化合物を吸収した分離後の油Ｃにアルカリ金属を加えて有機ハロゲン化合物を分解する分解装置１４と、該分解装置１４により有機ハロゲン化合物が分解された油Ｃに、水Ｅを加えて油Ｃ中のアルカリ金属及び塩化アルカリ金属塩を水Ｅに抽出させる水和装置１５と、水和装置１５に於ける水和により生成された水和液を水Ｅと油Ｃとに分離する第２油水分離装置１６とを備えて構成されている。
尚、本実施形態に於いては、微量のダストを除去する活性炭吸着塔２６を介して、油水洗浄装置１２から排出された排ガスＤが大気中に放出されるように構成されている。
【００１４】
前記集塵装置１１としては、排ガスＤの集塵を行うことのできるバグフィルターが採用されている。該集塵装置１１は、未分解の有機ハロゲン化合物がスケーリングすることを抑制すべく、排ガスＤを高温（通常１８０〜３００℃）に維持しながら集塵しるように構成されている。
【００１５】
前記油水洗浄装置１２としては、一般に、筒状の本体を有し、本体内に於いて互いに衝突するようにガスと洗浄剤たる液体とを流すことにより、ガスと洗浄剤とを接触させてガスを洗浄するスクラバー１２と称されるものが用いられている。
前記スクラバー１２は、筒状に形成され且つ縦置きに配されて、内部で気液接触が行われるスクラバー本体１２ａを備え、該スクラバー本体１２ａ内に於いて、中段からバグフィルター１１によりダストの除去された排ガスＤが供給され、排ガスＤと油Ｃ及び水Ｅとが接触するように上方から油Ｃ及び水Ｅがそれぞれ別の散布口（散布管）から散布されるように構成されている。
更に、前記スクラバー１２は、下部の底から該油Ｃ及び水Ｅが、最上部から有機ハロゲン化合物の除去された排ガスＤが排出されるように構成されている。
また、前記スクラバー１２は、スクラバー本体１２ａ下部に、散布した油Ｃ及び水Ｅが貯留されるようになっており、更に、スクラバー本体１２ａの下部に貯留された油Ｃ及び水Ｅを循環させうるように構成されている。
具体的には、スクラバー本体１２ａの下部から油Ｃ及び水Ｅをそれぞれ抜き出し、抜き出した油Ｃをポンプ２３により上方に供給し、抜き出した水Ｅをポンプ２２により上方に供給し、上方からそれぞれ再度散布しうる循環機構をそれぞれ備えて構成されている。
尚、本実施形態に於いては、前記油Ｃとしては、水Ｅと層分離して下層に水層、上層に油層が形成されるように、水Ｅよりも比重の軽い炭化水素油Ｃが用いられて構成されている。
炭化水素油Ｃとしては特に限定されず、例えば沸点が９０℃以上のものを利用でき、鎖式炭化水素油、芳香族炭化水素油、脂環式炭化水素油を利用できる。
また、単独では安全性の問題から利用しにくいアルコール類も、本発明においては、油Ｃとして利用することができる。これはアルコール類を水と同時に流すことにより危険物の分類が安全側にシフトし、アルコール類を単独で使用する場合に比べ発火点等もあがるためである。このようなアルコール類としては、通常では水に溶解しないもの、即ち炭素数６以上のアルコールを利用することができる。
尚、処理対象の汚染物Ａが農薬を含有するものである場合には、芳香族炭化水素又は脂環式炭化水素を利用することが好ましい。これは農薬に含まれる有機ハロゲン化合物の構造が芳香族もしくは脂環式であるため、洗浄剤（有機ハロゲン化合物を吸収する油Ｃ）として芳香族炭化水素又は脂環式炭化水素を使用することで、未分解の有機ハロゲン化合物をより溶解させることができるためである。
また、処理対象汚染物がＰＣＢを含有するものである場合、鎖式の炭化水素を好適に利用でき、このような炭化水素油としては、炭素数９〜１３のノルマルパラフィンを挙げることができ、市販品としては、商品名「ＮＳクリーン」（ジャパンエナジー社製）を挙げることができる。ノルマルパラフィンは、後段の分解装置１４（分解工程）に於いてアルカリ金属を添加した際に、アルカリ金属と反応し難く、しかも、有機ハロゲン化合物を溶解し易いという利点がある。また、芳香族または脂環式の炭化水素油としてはトルエン、キシレン、ジメチルベンゼン等を挙げることができ、市販品としては、商品名「ＥＭクリーン」（ジャパンエナジー社製）等を挙げることができる。
【００１６】
前記スクラバー１２には、通常、スクラバー本体１２ａ下部に於ける水層と油層との界面位を認知するセンサーが備えられてなり（図示せず）、水層と油層との界面が油抜き出し位置よりも上にならないように管理されている。
即ち、水Ｅ及び油Ｃの抜き出し量、及び水Ｅ及び油Ｃの供給量が調整され、界面が所定の範囲内となるように管理されている。
【００１７】
前記第１油水分離装置１３は、スクラバー１２から排出された油Ｃ及び水Ｅを静置分離により分離する装置であり、貯留槽を備え、油Ｃを貯留槽上部から、水Ｅを下部から排出しうるように構成されている。
【００１８】
前記分解装置１４は、反応槽を備え、前記第１油水分離装置１３により水Ｅと分離された油Ｃにアルカリ金属を添加し、具体的にはナトリウムを分散体の状態で添加し、反応槽内で油Ｃに含まれる有機ハロゲン化合物を脱塩素化させる装置である。この分解装置１４に於いては、未分解のまま有機ハロゲン化合物が残存しないように、過剰の（脱ハロゲン化に理論上必要なアルカリ金属よりも多い）アルカリ金属が添加されるように設定されている。
【００１９】
前記水和装置１５は、分解装置１４によって有機ハロゲン化合物が分解され且つ未反応のアルカリ金属及び反応生成物（ハロゲン化アルカリ金属塩）を含む油Ｃに、水Ｅを添加してアルカリ金属及び反応生成物を水Ｅに抽出させて、水Ｅ及び油Ｃを含む水和液を排出する装置である。
【００２０】
本実施形態に於いては、水和装置１５で添加される水Ｅとして、水スクラバー１２から排出された水Ｅ（即ち、親水性ガスを吸収した水Ｅ）が用いられるように構成されている。
具体的には、前記第１油水分離装置１３から排出された水Ｅを貯留する水和用水貯留槽３０が備えられ、水和装置１５にて添加する水Ｅとして、該水和用水貯留槽３０内の水Ｅが水和装置１５に供給されるように構成されている。
前記水和装置１５に於いては、油Ｃ中に残存するアルカリ金属及び反応生成物が水Ｅに溶解されると共に、アルカリ金属が水Ｅに含まれるハロゲンガス、ハロゲン化水素（例えば、塩素、塩化水素等）によって中和されることとなる。
従って、水和装置１５内の水Ｅを中性域に保つことが可能となると共に、アルカリ金属の溶解した水Ｅ及び親水性ガスを吸収した水Ｅをそれぞれ排水処理するためのコストが低減されることとなる。
【００２１】
前記第２油水分離装置１６は、水和装置１５から排出される水和液を静置分離や蒸留等によって水Ｅと油Ｃに分離して排出する装置である。
本実施形態に於いて、第２油水分離装置１６から分離排出された油Ｃ及び水Ｅは、それぞれスクラバー１２に於いて散布される油Ｃ及び水Ｅとして再利用されうるように構成され、更に、複数回循環した後に排出されうるように構成されている。
【００２２】
本実施形態の汚染物Ａの浄化処理装置は、上記の如く構成されてなるが、次に、該装置を用いた汚染物Ａの浄化処理方法について説明する。
【００２３】
本実施形態の汚染物Ａの浄化処理方法は、主として、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物Ａを還元加熱することにより、該汚染物Ａを浄化する還元加熱工程と、該還元加熱工程により生成した排ガスＤを油Ｃと水Ｅとに同時に接触させることにより、排ガスＤ中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油Ｃに吸収させ、親水性ガスを水Ｅに吸収させる排ガス処理工程とを行うものである。
【００２４】
本実施形態に於いては、先ず、還元雰囲気下で汚染物Ａを加熱する前記還元加熱工程を行う。
具体的には、窒素供給装置３により加熱炉２内に窒素Ｂを供給して還元雰囲気とし、燃焼装置６により加熱炉２を加熱した状態で、中和剤を添加することなく、汚染物導入部４から汚染物Ａを加熱炉２内に導入して還元加熱する。
斯かる操作により、加熱炉２内では有機ハロゲン化合物の一部が熱分解する共に、未分解の有機ハロゲン化合物及び水分が蒸発する。
また、未分解の有機ハロゲン化合物、水分、熱分解生成物たる親水性ガスが、排ガスＤ中の成分として加熱炉２の外部に排出される。
【００２５】
次に、還元加熱工程により生成した排ガスＤの洗浄等を行う排ガス処理工程を実施する。
排ガス処理工程に於いては、詳しくは、排ガスＤに油Ｃと水Ｅとを同時に接触させることにより、気化によって排ガスＤ中に含まれることとなった未分解の有機ハロゲン化合物を油Ｃに吸収させ、更に、有機ハロゲン化合物が熱分解することにより生成した親水性ガス（ハロゲンガス、ハロゲン化水素等）を水Ｅに吸収させる油水洗浄工程と、油水洗浄後の油水含有液を水Ｅと油Ｃに分離する第１油水分離工程と、分離後の有機ハロゲン化合物を吸収した油Ｃにアルカリ金属を加えて有機ハロゲン化合物を分解する分解工程と、分解工程により有機ハロゲン化合物が分解された油Ｃに水Ｅを加えて、油Ｃ中のアルカリ金属及び塩化アルカリ金属塩を水Ｅに抽出させる水和工程と、水和により生成された水和液を水Ｅと油Ｃとに分離する第２油水分離工程とを実施する。
【００２６】
具体的には、先ず、前記油水洗浄工程に於いては、加熱炉２からの排ガスＤをスクラバー本体１２ａに供給し、スクラバー本体１２ａ内にて、油Ｃ及び水Ｅを上方から散布することにより排ガスＤと油Ｃ及び水Ｅとを十分に且つ同時に接触させて、排ガスＤ中の有機ハロゲン化合物及び親水性ガスをそれぞれ油Ｃ及び水Ｅに吸収させる。
斯かる操作により、スクラバー本体１２ａ内では、排ガスＤから有機ハロゲン化合物及び親水性ガスが除去されると共に、有機ハロゲン化合物を吸収した油Ｃ及び親水性ガスを吸収した水Ｅとが下部に貯留されることとなる。
斯かる操作の際に於いては、水Ｅの存在により、油Ｃの引火する虞が低減される。
【００２７】
次いで、第１油水分離工程に於いては、スクラバー１２の底から排出される油Ｃと水Ｅとを第１油水分離装置１３の貯留槽内に供給し、静置分離により、油Ｃと水Ｅとに分離する。
尚、分離した水Ｅは、水和用水貯留槽３０に供給して貯留する。
【００２８】
次いで、分解工程に於いては、水Ｅが分離された油Ｃを分解装置１４の反応槽に供給し、更に、過剰のナトリウム分散体、反応促進剤としての低級アルコール（例えば、イソプロピルアルコール）を添加し、該反応槽内に於いて脱塩素化反応（分解）を行う。
尚、ナトリウム分散体の添加量は、過剰量、即ち、分解に要する理論当量の２〜４倍となる量とするのが好ましい。
【００２９】
次いで、水和工程に於いては、有機ハロゲン化合物が分解された反応槽内の油Ｃを水和装置１５の水和槽に供給し、更に、水和用水貯留槽３０に貯留された水Ｅを水和槽に供給することにより水和を行う。
斯かる操作により、油Ｃ中に存在する未反応のアルカリ金属（ナトリウム）及び塩素化アルカリ金属塩（塩化ナトリウム）は、水Ｅに吸収され、アルカリ金属（ナトリウム）は水Ｅに溶解していた塩素、塩化水素によって中和される。
【００３０】
次いで、水和後の油Ｃ及び水Ｅからなる水和液を第２油水分離装置１６に供給し、静置分離又は蒸留により油Ｃと水Ｅとを分離し、分離した油Ｃ及び水Ｅをスクラバー１２にて散布する油Ｃ及び水Ｅとして、スクラバー１２に返送して再利用する。
【００３１】
本実施形態においては、油水分離後の水を水和に利用し、更にスクラバー用の水として再利用することにより、系外に放出される水の量を抑えることができる。
【００３２】
また、本実施形態の汚染物Ａの浄化処理方法（装置）に於いては、油Ｃと水Ｅとを同時に排ガスＤに接触させることから、油Ｃが引火する虞を低減でき、排ガスＤを十分に冷却せず高温のまま接触させることができる。特に、使用する油類の引火点が水の沸点より高い場合は、防爆構造としなくてすむメリットがある。
また、通常、水の潜熱が比較的高いため、接触により排ガスＤを十分に冷却することもできる。
【００３３】
尚、本実施形態においては第１油水分離後の水を水和用の水として利用したが、本発明においてはこれに限定されず、分離後の水を水処理し、水和用に別途水を添加する構成としても良い。
また、本実施形態において、スクラバー１２は、水と油とを別々の散布口から散布するものとなっているが、本発明に於いては、これに限定されず、同一の散布口から水と油とを混合した混合液を散布する構成としても良い。
特に、スクラバー１２の下部では、上部から散布される水及び油によって、油水が混合状態にあるが、これらを油水分離することなく、ポンプで循環し、同一の散布口から散布する構成としても良い。斯かる構成によれば、油水混合状態で効率よく散布することができる。
【００３４】
更に、本実施形態の汚染物の浄化処理装置に於いては、スクラバー１２から排出された油Ｃと水Ｅとを油水分離する第１油水分離装置１３として、静置分離により油水分離を行う装置を採用したが、本発明に於いては、蒸留により油水分離を行う装置や遠心分離により油水分離を行う装置を採用してもよい。
【００３５】
また、本実施形態に於いては、反応促進剤として、低級アルコールを使用したが、本発明に於いては水等を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一実施形態の汚染物の処理装置を示す概略図。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・還元加熱装置、１０・・・排ガス処理装置、１２・・・油水洗浄装置、１３・・・油水分離装置、１４・・・分解装置、１５・・・水和装置、
Ａ・・・土（汚染物）、Ｃ・・・油、Ｄ・・・排ガス、Ｅ・・・水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＨＣ、ＨＣＢ、ＤＤＴ、ドリン剤、ＰＣＢ、ダイオキシン等の有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物、特に、ＢＨＣ、ＨＣＢ、ＤＤＴ、ドリン剤等に汚染された農薬、該農薬を含む土など、有機塩素化合物に汚染された汚染物の浄化処理方法及び浄化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の汚染物の浄化処理方法としては、汚染物を還元加熱して有機ハロゲン化合物を熱分解させると共に、生成した排ガスを油と接触させることにより、排ガス中の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる方法が採用されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−２２５６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
斯かる従来の方法によれば、還元加熱により汚染物を浄化することができ、また、還元加熱により生成した排ガスを油と接触させることにより、排ガスに含まれる有機ハロゲン化合物を油に吸収させることができ、生成した排ガスを浄化することもできる。
【０００４】
しかしながら、斯かる従来の方法に於いては、汚染物を還元加熱すると、還元加熱後の排ガスには有機ハロゲン化合物以外に有機ハロゲン化合物の熱分解により生成した酸性ガス（例えば、塩素ガス、塩酸ガス等）等の親水性ガスが含まれることとなるため、有機ハロゲン化合物を油に吸収させるのみでは、排ガスを十分に浄化できないという問題がある。特に、農薬のように有機ハロゲン化合物濃度が数％〜数十％である汚染物を浄化処理する場合には、排ガス中に多量の酸性ガスが含まれることとなるため、この問題はより大きなものとなる。
更に、土壌中等に含まれる水分や酸化カルシウム等の酸素原子を保持した化合物が加熱によって酸素を放出し、汚染物の分解物と結合して親水性基を有した化合物が生成することも考えられ、これらを含む排ガスも油に吸収させるのみでは、排ガスを十分に浄化できず、例えば、後段の活性炭処理に負担をかけることとなる。
【０００５】
また、油が可燃性であることから、油が引火する虞もある。特に、比較的高温のまま、排ガスを油に接触させる場合に於いては、その虞が増大し、排ガス処理する装置を極めて強固な防曝構造とする等、万一に備えた対策が過度に必要となる。
【０００６】
従って、本発明は、上記問題点に鑑み、排出される親水性ガスの量を低減できると共に、排ガスと接触させる油が引火する虞の少ない汚染物の浄化処理方法および汚染物の浄化処理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】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物を還元加熱することにより、該汚染物を浄化する還元加熱工程と、該還元加熱工程により生成した排ガスと油とを接触させることにより、排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理工程とを備えた汚染物の浄化処理方法であって、
前記排ガス処理工程では、油と水とを同時に排ガスと接触させることにより、排ガス中に含まれる親水性ガスを水に吸収させることを特徴とする汚染物の浄化処理方法を提供する。
【０００８】
本発明に於いては、還元加熱工程により有機ハロゲン化合物が分解して親水性ガス（ハロゲンガス、ハロゲン化水素等）が生成し、該親水性ガスが排ガス中に含まれることとなるが、排ガス処理工程に於いて、排ガスを水と接触させることから、排ガス中の親水性ガスを水に吸収させることができ、親水性ガスの排出量を低減できる。
更に、油と同時に水を排ガスに接触させることから、油を単独で使用する場合に比べ、油の発火点等が高くなり、油が引火する虞も低減することができ、例えば、排ガスを高温のまま油及び水と接触させることもできる。
【０００９】
また、本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物を還元加熱し該汚染物を浄化する還元加熱装置と、該還元加熱装置により生成された排ガスと油とを接触させることにより排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理装置とを備えた汚染物の浄化処理装置であって、
前記排ガス処理装置は、油と水とを同時に排ガスと接触させることにより、排ガス中に含まれる親水性ガスを水に吸収させることを特徴とする汚染物の浄化処理装置を提供する。
尚、本発明に於いて、親水性ガスとは、アルコールやアセトン、ＳＯX、ＮＯX、ＨＣｌ、ＮＨ3のように常温（２５℃）で水とオクタノールの溶解分配比ＫOWで示すと２以下の物質からなる気体もしくはミスト状のものをいう。
ここで、ＫOW＝ｌｏｇ（Ｃi（ｎオクタノール溶解量）／Ｃi（Ｈ2Ｏ溶解量））
【発明の効果】
【００１０】
以上の通り、本発明によれば、排出される親水性ガスの量を低減できると共に、排ガスと接触させる油が引火する虞も低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、第１実施形態の汚染物の浄化処理装置を示す概略図である。
図１に示すように、本実施形態の汚染物Ａの浄化処理装置は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物Ａを還元加熱し、該汚染物Ａを浄化する還元加熱装置１と、該還元加熱装置１により生成された排ガスＤを油と接触させることにより、排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理装置１０とを備えて構成されている。
尚、本実施形態に於いて、汚染物Ａとして、例えば、農薬やＰＣＢに汚染された土、泥（底泥、汚泥等）等を挙げることができる。
【００１２】
前記還元加熱装置１は、内部で汚染物Ａを加熱する円筒状の加熱炉２と、該加熱炉２内を還元雰囲気にすべく加熱炉２内に窒素Ｂを供給する窒素供給装置３と、前記加熱炉２を加熱する燃焼装置６と、前記加熱炉２内に汚染物Ａを導入する汚染物導入部４と、加熱炉２から排出された浄化物（汚染物Ａが浄化されたもの）を冷却する冷却器５とを備えて構成されている。
ここで、還元雰囲気とは、水素等の還元ガス雰囲気を指すのみでなく、例えば窒素等の不活性ガス雰囲気等のように、空気よりも低酸素濃度である雰囲気を含むものである。
前記還元加熱装置１は、加熱炉２内で有機ハロゲン化合物が酸化することによってダイオキシン等の有害物質が生成されることを防止すべく、還元雰囲気、詳しくは、酸素濃度が３ｖｏｌ％以下好ましくは１ｖｏｌ％以下となるように設定されている。
また、前記加熱炉２の炉内温度が通常３５０〜７００℃、好ましくは、４５０〜６００℃で、汚染物Ａが加熱炉２内に導入されてから通常２０〜１８０分、好ましくは３０〜１２０分で排出されるように設定されている。
【００１３】
前記排ガス処理装置１０は、詳しくは、前記加熱炉２から排出された排ガスＤ中に含まれるダストを除去するための集塵装置１１と、ダストが除去された排ガスＤに油Ｃと水Ｅとを同時に接触させることにより、気化によって排ガスＤ中に含まれることとなった未分解の有機ハロゲン化合物を油Ｃに吸収させ、更に、有機ハロゲン化合物が熱分解することにより生成した親水性ガス（ハロゲンガス、ハロゲン化水素等）を水Ｅに吸収させる油水洗浄装置１２と、該油水洗浄装置１２から排出される油水含有液を水Ｅと油Ｃに分離する第１油水分離装置１３と、有機ハロゲン化合物を吸収した分離後の油Ｃにアルカリ金属を加えて有機ハロゲン化合物を分解する分解装置１４と、該分解装置１４により有機ハロゲン化合物が分解された油Ｃに、水Ｅを加えて油Ｃ中のアルカリ金属及び塩化アルカリ金属塩を水Ｅに抽出させる水和装置１５と、水和装置１５に於ける水和により生成された水和液を水Ｅと油Ｃとに分離する第２油水分離装置１６とを備えて構成されている。
尚、本実施形態に於いては、微量のダストを除去する活性炭吸着塔２６を介して、油水洗浄装置１２から排出された排ガスＤが大気中に放出されるように構成されている。
【００１４】
前記集塵装置１１としては、排ガスＤの集塵を行うことのできるバグフィルターが採用されている。該集塵装置１１は、未分解の有機ハロゲン化合物がスケーリングすることを抑制すべく、排ガスＤを高温（通常１８０〜３００℃）に維持しながら集塵しるように構成されている。
【００１５】
前記油水洗浄装置１２としては、一般に、筒状の本体を有し、本体内に於いて互いに衝突するようにガスと洗浄剤たる液体とを流すことにより、ガスと洗浄剤とを接触させてガスを洗浄するスクラバー１２と称されるものが用いられている。
前記スクラバー１２は、筒状に形成され且つ縦置きに配されて、内部で気液接触が行われるスクラバー本体１２ａを備え、該スクラバー本体１２ａ内に於いて、中段からバグフィルター１１によりダストの除去された排ガスＤが供給され、排ガスＤと油Ｃ及び水Ｅとが接触するように上方から油Ｃ及び水Ｅがそれぞれ別の散布口（散布管）から散布されるように構成されている。
更に、前記スクラバー１２は、下部の底から該油Ｃ及び水Ｅが、最上部から有機ハロゲン化合物の除去された排ガスＤが排出されるように構成されている。
また、前記スクラバー１２は、スクラバー本体１２ａ下部に、散布した油Ｃ及び水Ｅが貯留されるようになっており、更に、スクラバー本体１２ａの下部に貯留された油Ｃ及び水Ｅを循環させうるように構成されている。
具体的には、スクラバー本体１２ａの下部から油Ｃ及び水Ｅをそれぞれ抜き出し、抜き出した油Ｃをポンプ２３により上方に供給し、抜き出した水Ｅをポンプ２２により上方に供給し、上方からそれぞれ再度散布しうる循環機構をそれぞれ備えて構成されている。
尚、本実施形態に於いては、前記油Ｃとしては、水Ｅと層分離して下層に水層、上層に油層が形成されるように、水Ｅよりも比重の軽い炭化水素油Ｃが用いられて構成されている。
炭化水素油Ｃとしては特に限定されず、例えば沸点が９０℃以上のものを利用でき、鎖式炭化水素油、芳香族炭化水素油、脂環式炭化水素油を利用できる。
また、単独では安全性の問題から利用しにくいアルコール類も、本発明においては、油Ｃとして利用することができる。これはアルコール類を水と同時に流すことにより危険物の分類が安全側にシフトし、アルコール類を単独で使用する場合に比べ発火点等もあがるためである。このようなアルコール類としては、通常では水に溶解しないもの、即ち炭素数６以上のアルコールを利用することができる。
尚、処理対象の汚染物Ａが農薬を含有するものである場合には、芳香族炭化水素又は脂環式炭化水素を利用することが好ましい。これは農薬に含まれる有機ハロゲン化合物の構造が芳香族もしくは脂環式であるため、洗浄剤（有機ハロゲン化合物を吸収する油Ｃ）として芳香族炭化水素又は脂環式炭化水素を使用することで、未分解の有機ハロゲン化合物をより溶解させることができるためである。
また、処理対象汚染物がＰＣＢを含有するものである場合、鎖式の炭化水素を好適に利用でき、このような炭化水素油としては、炭素数９〜１３のノルマルパラフィンを挙げることができ、市販品としては、商品名「ＮＳクリーン」（ジャパンエナジー社製）を挙げることができる。ノルマルパラフィンは、後段の分解装置１４（分解工程）に於いてアルカリ金属を添加した際に、アルカリ金属と反応し難く、しかも、有機ハロゲン化合物を溶解し易いという利点がある。また、芳香族または脂環式の炭化水素油としてはトルエン、キシレン、ジメチルベンゼン等を挙げることができ、市販品としては、商品名「ＥＭクリーン」（ジャパンエナジー社製）等を挙げることができる。
【００１６】
前記スクラバー１２には、通常、スクラバー本体１２ａ下部に於ける水層と油層との界面位を認知するセンサーが備えられてなり（図示せず）、水層と油層との界面が油抜き出し位置よりも上にならないように管理されている。
即ち、水Ｅ及び油Ｃの抜き出し量、及び水Ｅ及び油Ｃの供給量が調整され、界面が所定の範囲内となるように管理されている。
【００１７】
前記第１油水分離装置１３は、スクラバー１２から排出された油Ｃ及び水Ｅを静置分離により分離する装置であり、貯留槽を備え、油Ｃを貯留槽上部から、水Ｅを下部から排出しうるように構成されている。
【００１８】
前記分解装置１４は、反応槽を備え、前記第１油水分離装置１３により水Ｅと分離された油Ｃにアルカリ金属を添加し、具体的にはナトリウムを分散体の状態で添加し、反応槽内で油Ｃに含まれる有機ハロゲン化合物を脱塩素化させる装置である。この分解装置１４に於いては、未分解のまま有機ハロゲン化合物が残存しないように、過剰の（脱ハロゲン化に理論上必要なアルカリ金属よりも多い）アルカリ金属が添加されるように設定されている。
【００１９】
前記水和装置１５は、分解装置１４によって有機ハロゲン化合物が分解され且つ未反応のアルカリ金属及び反応生成物（ハロゲン化アルカリ金属塩）を含む油Ｃに、水Ｅを添加してアルカリ金属及び反応生成物を水Ｅに抽出させて、水Ｅ及び油Ｃを含む水和液を排出する装置である。
【００２０】
本実施形態に於いては、水和装置１５で添加される水Ｅとして、水スクラバー１２から排出された水Ｅ（即ち、親水性ガスを吸収した水Ｅ）が用いられるように構成されている。
具体的には、前記第１油水分離装置１３から排出された水Ｅを貯留する水和用水貯留槽３０が備えられ、水和装置１５にて添加する水Ｅとして、該水和用水貯留槽３０内の水Ｅが水和装置１５に供給されるように構成されている。
前記水和装置１５に於いては、油Ｃ中に残存するアルカリ金属及び反応生成物が水Ｅに溶解されると共に、アルカリ金属が水Ｅに含まれるハロゲンガス、ハロゲン化水素（例えば、塩素、塩化水素等）によって中和されることとなる。
従って、水和装置１５内の水Ｅを中性域に保つことが可能となると共に、アルカリ金属の溶解した水Ｅ及び親水性ガスを吸収した水Ｅをそれぞれ排水処理するためのコストが低減されることとなる。
【００２１】
前記第２油水分離装置１６は、水和装置１５から排出される水和液を静置分離や蒸留等によって水Ｅと油Ｃに分離して排出する装置である。
本実施形態に於いて、第２油水分離装置１６から分離排出された油Ｃ及び水Ｅは、それぞれスクラバー１２に於いて散布される油Ｃ及び水Ｅとして再利用されうるように構成され、更に、複数回循環した後に排出されうるように構成されている。
【００２２】
本実施形態の汚染物Ａの浄化処理装置は、上記の如く構成されてなるが、次に、該装置を用いた汚染物Ａの浄化処理方法について説明する。
【００２３】
本実施形態の汚染物Ａの浄化処理方法は、主として、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物Ａを還元加熱することにより、該汚染物Ａを浄化する還元加熱工程と、該還元加熱工程により生成した排ガスＤを油Ｃと水Ｅとに同時に接触させることにより、排ガスＤ中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油Ｃに吸収させ、親水性ガスを水Ｅに吸収させる排ガス処理工程とを行うものである。
【００２４】
本実施形態に於いては、先ず、還元雰囲気下で汚染物Ａを加熱する前記還元加熱工程を行う。
具体的には、窒素供給装置３により加熱炉２内に窒素Ｂを供給して還元雰囲気とし、燃焼装置６により加熱炉２を加熱した状態で、中和剤を添加することなく、汚染物導入部４から汚染物Ａを加熱炉２内に導入して還元加熱する。
斯かる操作により、加熱炉２内では有機ハロゲン化合物の一部が熱分解する共に、未分解の有機ハロゲン化合物及び水分が蒸発する。
また、未分解の有機ハロゲン化合物、水分、熱分解生成物たる親水性ガスが、排ガスＤ中の成分として加熱炉２の外部に排出される。
【００２５】
次に、還元加熱工程により生成した排ガスＤの洗浄等を行う排ガス処理工程を実施する。
排ガス処理工程に於いては、詳しくは、排ガスＤに油Ｃと水Ｅとを同時に接触させることにより、気化によって排ガスＤ中に含まれることとなった未分解の有機ハロゲン化合物を油Ｃに吸収させ、更に、有機ハロゲン化合物が熱分解することにより生成した親水性ガス（ハロゲンガス、ハロゲン化水素等）を水Ｅに吸収させる油水洗浄工程と、油水洗浄後の油水含有液を水Ｅと油Ｃに分離する第１油水分離工程と、分離後の有機ハロゲン化合物を吸収した油Ｃにアルカリ金属を加えて有機ハロゲン化合物を分解する分解工程と、分解工程により有機ハロゲン化合物が分解された油Ｃに水Ｅを加えて、油Ｃ中のアルカリ金属及び塩化アルカリ金属塩を水Ｅに抽出させる水和工程と、水和により生成された水和液を水Ｅと油Ｃとに分離する第２油水分離工程とを実施する。
【００２６】
具体的には、先ず、前記油水洗浄工程に於いては、加熱炉２からの排ガスＤをスクラバー本体１２ａに供給し、スクラバー本体１２ａ内にて、油Ｃ及び水Ｅを上方から散布することにより排ガスＤと油Ｃ及び水Ｅとを十分に且つ同時に接触させて、排ガスＤ中の有機ハロゲン化合物及び親水性ガスをそれぞれ油Ｃ及び水Ｅに吸収させる。
斯かる操作により、スクラバー本体１２ａ内では、排ガスＤから有機ハロゲン化合物及び親水性ガスが除去されると共に、有機ハロゲン化合物を吸収した油Ｃ及び親水性ガスを吸収した水Ｅとが下部に貯留されることとなる。
斯かる操作の際に於いては、水Ｅの存在により、油Ｃの引火する虞が低減される。
【００２７】
次いで、第１油水分離工程に於いては、スクラバー１２の底から排出される油Ｃと水Ｅとを第１油水分離装置１３の貯留槽内に供給し、静置分離により、油Ｃと水Ｅとに分離する。
尚、分離した水Ｅは、水和用水貯留槽３０に供給して貯留する。
【００２８】
次いで、分解工程に於いては、水Ｅが分離された油Ｃを分解装置１４の反応槽に供給し、更に、過剰のナトリウム分散体、反応促進剤としての低級アルコール（例えば、イソプロピルアルコール）を添加し、該反応槽内に於いて脱塩素化反応（分解）を行う。
尚、ナトリウム分散体の添加量は、過剰量、即ち、分解に要する理論当量の２〜４倍となる量とするのが好ましい。
【００２９】
次いで、水和工程に於いては、有機ハロゲン化合物が分解された反応槽内の油Ｃを水和装置１５の水和槽に供給し、更に、水和用水貯留槽３０に貯留された水Ｅを水和槽に供給することにより水和を行う。
斯かる操作により、油Ｃ中に存在する未反応のアルカリ金属（ナトリウム）及び塩素化アルカリ金属塩（塩化ナトリウム）は、水Ｅに吸収され、アルカリ金属（ナトリウム）は水Ｅに溶解していた塩素、塩化水素によって中和される。
【００３０】
次いで、水和後の油Ｃ及び水Ｅからなる水和液を第２油水分離装置１６に供給し、静置分離又は蒸留により油Ｃと水Ｅとを分離し、分離した油Ｃ及び水Ｅをスクラバー１２にて散布する油Ｃ及び水Ｅとして、スクラバー１２に返送して再利用する。
【００３１】
本実施形態においては、油水分離後の水を水和に利用し、更にスクラバー用の水として再利用することにより、系外に放出される水の量を抑えることができる。
【００３２】
また、本実施形態の汚染物Ａの浄化処理方法（装置）に於いては、油Ｃと水Ｅとを同時に排ガスＤに接触させることから、油Ｃが引火する虞を低減でき、排ガスＤを十分に冷却せず高温のまま接触させることができる。特に、使用する油類の引火点が水の沸点より高い場合は、防爆構造としなくてすむメリットがある。
また、通常、水の潜熱が比較的高いため、接触により排ガスＤを十分に冷却することもできる。
【００３３】
尚、本実施形態においては第１油水分離後の水を水和用の水として利用したが、本発明においてはこれに限定されず、分離後の水を水処理し、水和用に別途水を添加する構成としても良い。
また、本実施形態において、スクラバー１２は、水と油とを別々の散布口から散布するものとなっているが、本発明に於いては、これに限定されず、同一の散布口から水と油とを混合した混合液を散布する構成としても良い。
特に、スクラバー１２の下部では、上部から散布される水及び油によって、油水が混合状態にあるが、これらを油水分離することなく、ポンプで循環し、同一の散布口から散布する構成としても良い。斯かる構成によれば、油水混合状態で効率よく散布することができる。
【００３４】
更に、本実施形態の汚染物の浄化処理装置に於いては、スクラバー１２から排出された油Ｃと水Ｅとを油水分離する第１油水分離装置１３として、静置分離により油水分離を行う装置を採用したが、本発明に於いては、蒸留により油水分離を行う装置や遠心分離により油水分離を行う装置を採用してもよい。
【００３５】
また、本実施形態に於いては、反応促進剤として、低級アルコールを使用したが、本発明に於いては水等を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一実施形態の汚染物の処理装置を示す概略図。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・還元加熱装置、１０・・・排ガス処理装置、１２・・・油水洗浄装置、１３・・・油水分離装置、１４・・・分解装置、１５・・・水和装置、
Ａ・・・土（汚染物）、Ｃ・・・油、Ｄ・・・排ガス、Ｅ・・・水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物を還元加熱することにより、該汚染物を浄化する還元加熱工程と、該還元加熱工程により生成した排ガスと油とを接触させることにより、排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理工程とを備えた汚染物の浄化処理方法であって、
前記排ガス処理工程では、油と水とを同時に排ガスと接触させることにより、排ガス中に含まれる親水性ガスを水に吸収させることを特徴とする汚染物の浄化処理方法。
【請求項２】
有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物を還元加熱し該汚染物を浄化する還元加熱装置と、該還元加熱装置により生成された排ガスと油とを接触させることにより排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理装置とを備えた汚染物の浄化処理装置であって、
前記排ガス処理装置は、油と水とを同時に排ガスと接触させることにより、排ガス中に含まれる親水性ガスを水に吸収させることを特徴とする汚染物の浄化処理装置。
【請求項１】
有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物を還元加熱することにより、該汚染物を浄化する還元加熱工程と、該還元加熱工程により生成した排ガスと油とを接触させることにより、排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理工程とを備えた汚染物の浄化処理方法であって、
前記排ガス処理工程では、油と水とを同時に排ガスと接触させることにより、排ガス中に含まれる親水性ガスを水に吸収させることを特徴とする汚染物の浄化処理方法。
【請求項２】
有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物を還元加熱し該汚染物を浄化する還元加熱装置と、該還元加熱装置により生成された排ガスと油とを接触させることにより排ガス中に含まれる未分解の有機ハロゲン化合物を油に吸収させる排ガス処理装置とを備えた汚染物の浄化処理装置であって、
前記排ガス処理装置は、油と水とを同時に排ガスと接触させることにより、排ガス中に含まれる親水性ガスを水に吸収させることを特徴とする汚染物の浄化処理装置。
【図１】
【公開番号】特開２００７−６１６６２（Ｐ２００７−６１６６２Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０１５９６（Ｐ２００５−２０１５９６）
【出願日】平成１７年７月１１日（２００５．７．１１）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１１日（２００５．７．１１）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
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