ＰＣＢ含有油泥処理装置
【課題】 本発明は、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥を無害化処理することに適したＰＣＢ含有油泥処理装置を提供することを目的としている。
【解決手段】本発明にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置の代表的な構成は、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥とＰＣＢを洗浄する溶剤との混合液を貯留する撹拌槽２０４と、撹拌槽内の混合液を撹拌する撹拌装置２０８と、油泥が沈降した後に上澄みの溶剤を抜き出す溶剤抜出装置２１０と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】本発明にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置の代表的な構成は、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥とＰＣＢを洗浄する溶剤との混合液を貯留する撹拌槽２０４と、撹拌槽内の混合液を撹拌する撹拌装置２０８と、油泥が沈降した後に上澄みの溶剤を抜き出す溶剤抜出装置２１０と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥を無害化処理するＰＣＢ含有油泥処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ塩化ビフェニル（以下ＰＣＢと略称する）は、化学的に安定している、熱により分解しにくい、電気絶縁性に優れている、沸点が高い、不燃性であるなどの性質を有する物質である。このため、変圧器、安定器、開閉器、計器用変成器、コンデンサ、サージアブソーバ、遮断器、整流器、放電コイル、リアクトル等に使用する絶縁油、ボイラーや熱交換器の熱媒体等幅広い分野で使用されてきた。わが国では、これまで約５９、０００トンのＰＣＢが生産され、このうち約５４，０００トンが国内で使用された（例えば非特許文献１）。
【０００３】
近年、ＰＣＢの人体への有毒性が明らかになり、わが国では１９７２年からは、ＰＣＢの新たな製造はされなくなった。さらに、１９７３年に制定された「化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律」に基づき、１９７４年からは、その製造、輸入等が事実上禁止となった。その後、我が国においては、高圧変圧器及び高圧コンデンサを始めとしたＰＣＢ廃棄物について、その処理体制の整備が著しく停滞していたため、長期にわたり処分がなされず、事業者において保管が行われてきた。このように処分のめどが立たないまま長期にわたる保管が継続する中で、ＰＣＢ廃棄物の紛失等が発生し、環境汚染の進行が懸念される状況となっている。
【０００４】
そこで「ポリ塩化ビフェニル廃棄物の適正な処理の推進に関する特別措置法」が２００１年に施行され、ＰＣＢおよびＰＣＢを含む廃油等を１５年以内に処分するよう義務付けた。
【０００５】
従来からのＰＣＢの処理法としては様々なものが提唱されており、代表的なものとしては、脱塩素化分解法、水熱酸化分解法、還元熱分解法、光分解法、プラズマ分解法などがある。
【０００６】
ＰＣＢそれ自体を処理する前段階として、ＰＣＢが付着した機器を部材ごとに解体する必要がある。例えば特許文献１（特開２００６−３３４５７２号）には、ＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器の解体および洗浄方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３３４５７２号
【非特許文献１】環境省 「ポリ塩化ビフェニル廃棄物処理基本計画」 ＜インターネットＵＲＬ http://www.env.go.jp/recycle/poly/plan/180320.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されているように、ＰＣＢ処理装置においては、洗浄処理を行う前に被処理物たる機器および部品を分解し、物によっては破砕する必要がある。このように分解や破砕するとき、微粉末が発生し、被処理物に付着したまま洗浄処理が行われる。
【０００８】
微粉末には金属粉のスラッジから木片、紙粉など様々なものが含まれており、材質も比重も多種多様である。洗浄により被処理物から除去された微粉末は大きなものはストレーナ（４０メッシュのフィルタ）で分離している。しかし、数ｎｍから数μｍくらいの大きさのものはストレーナでは分離できず、使用後の溶剤（洗浄液）と共に受入槽や蒸留塔に導入され、その底部に蓄積する。この蓄積した油泥は、ＰＣＢ処理装置の定期点検ごとに排出される。
【０００９】
上記のように粒子の細かい微粉末は、緻密なケーキ層（液中の懸濁物質が蓄積して形成するケーキ状の堆積層）を形成しやすい。ケーキ層には溶剤が自然通液しにくいため、溶剤中に堆積しているにもかかわらず、無害化処理は困難である。したがって定期点検時に排出された油泥には、極めて微量ながらも処理すべき濃度のＰＣＢが残留している。
【００１０】
しかしながら、上記のように微粉末からなる油泥を適切に処理する方法がなく、ＰＣＢ処理装置が稼働するにつれて増加するＰＣＢ含有油泥の処遇に苦慮していた。
【００１１】
そこで本発明は、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥を無害化処理することに適したＰＣＢ含有油泥処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置の代表的な構成は、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥とＰＣＢを洗浄する溶剤との混合液を貯留する撹拌槽と、撹拌槽内の混合液を撹拌する撹拌装置と、油泥が沈降した後に上澄みの溶剤を抜き出す溶剤抜出装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥を、無害化処理した後に、溶剤と油泥とを分離させることができる。すなわち、油泥が数ｎｍから数μｍ程度の極めて小さな微粉末であるとき、フィルタを用いて捕捉しながら通液しようとすれば目詰まりを生じてしまって効率が著しく低下するが、上記構成によれば高速かつ効果的に無害化処理することができる。
【００１４】
撹拌装置は、溶液中に挿入した攪拌羽根を回転させることによって行う機械撹拌であってもよい。なお、バブリングによる撹拌は有機溶剤が揮発してしまうため好ましくなく、スラリー循環による撹拌は金属微粉によるポンプ部品の摩耗を招くため好ましくない。これに対し上記のように攪拌機による機械撹拌を行うことにより、油泥と溶剤の混合液を支障なくよく撹拌することができる。
【００１５】
撹拌槽の底面に傾斜面を形成し、撹拌装置による下降流を傾斜面に沿わせることによって上昇流に変換してもよい。これにより撹拌槽内全体に行き渡る流れを生成し、よりよく撹拌を行うことができる。
【００１６】
吸引管の撹拌槽側の先端は昇降可能であって、上澄みの溶剤に上方から進入してもよい。堆積した油泥の高さに応じて吸引管を下降させることにより、堆積した油泥の表面近傍の溶剤まで吸引することができる。
【００１７】
吸引管の撹拌槽内部側の先端に上面が開口した容器状の集液桶を備えていてもよい。これにより、吸引管先端から溶剤を吸引する際の流れによって油泥を巻き上げてしまうことを防止することができる。特に集液桶を沈殿物に一部めり込ませた状態で、その集液桶の内部から吸引することにより、油泥を巻き上げることなく、かつ油泥のきわめて表面近傍の溶剤まで吸引することができる。
【００１８】
撹拌槽から排出した洗浄後の油泥を乾燥させるための脱液装置を備え、脱液装置は、減圧装置と、加熱装置とを有していてもよい。油泥が極めて粒子の小さい微粉末であることから、圧搾による脱液ではフィルタに早期に目詰まりを生じ、効率が上がらないという問題がある。しかし、加熱と減圧によって溶剤を蒸気化すれば円滑にフィルタを通過することができるため、目詰まりを生じることなく脱液、乾燥することができる。
【００１９】
脱液装置は、柔軟性を有するフィルタからなる濾布袋を設置可能であって、濾布袋に油泥を充填することでもよい。濾布袋は柔軟性を有するフィルタとすることにより、硬質のものよりも目の細かいフィルタを採用しやすい。また交換可能な袋体とすることにより、設置式のフィルタよりもバッチ処理が容易である。
【００２０】
濾布袋を支持する載置台を備え、加熱装置は載置台を加熱してもよい。減圧した状態において脱液装置の外壁から加熱したとしても、熱伝達媒体となるべき空気がほとんど存在しないため、油泥を加熱することが困難である。そこで濾布袋の載置台を加熱することにより、濾布袋に当接した載置台によって直接的に加熱することが可能となる。
【００２１】
加熱装置は、少なくとも傾斜方向の上方と下方で独立して温度制御可能としてもよい。脱液（乾燥）が進行すると上方よりも下方の方により多くの溶剤が残留し、上方が先に乾燥する。そこで上記のようにヒータを上下独立して温度制御可能としたことにより、上方のヒータの温度が所定温度以上に上昇した場合（上方が乾燥した場合）にはその加熱を低下または停止させることにより、効率的に脱液することができる。
【００２２】
濾布袋を支持する載置台を備え、載置台は、油泥の進入方向に対して下方に向かって約１５°以上傾斜していることが好ましい。これにより、濾布袋中に油泥を円滑に導入することができる。
【００２３】
脱液装置の蓋に、濾布袋の開口部を押さえて封止する閉塞部材と、濾布袋のほぼ全面を載置台に向かって圧迫する圧迫板を備えていてもよい。圧迫板は、濾布袋内の溶剤が蒸気化して脱液される際に、濾布袋を圧迫していることにより、濾布袋（すなわち油泥）を平坦に成形することができる。これにより、脱液装置の蓋を閉じるという１つの段取りによって、濾布袋の開口部を封止しつつ、同時に濾布袋の全面を圧迫することができる。
【００２４】
閉塞部材および圧迫板は共に濾布袋に向かって付勢されており、閉塞部材の方が圧迫板よりも濾布袋に向かって突出して配置されており、かつ、閉塞部材の付勢力の方が圧迫板の付勢力よりも強いことが好ましい。これにより、濾布袋から油泥が漏出することを防止することができる。
【００２５】
圧迫板は多数の開口を有していてもよい。これにより、圧迫板による圧搾で濾布袋の表面から漏出する溶剤を円滑に流出させることができる。多数の開口を有する圧迫板の例としては、パンチングメタル、網体、枠体などで構成することができる。
【００２６】
減圧装置には、水分離装置を設けていてもよい。特に減圧装置が油回転真空ポンプである場合には、動作油に水が混入すると動作油が浮いてしまい、動作不良を招くためである。
【００２７】
脱液装置から排出されたガスを冷却して液化させる凝縮器を備えていてもよい。これにより、排出された水と溶剤を回収して再利用することができる。
【００２８】
撹拌槽または脱液装置の上方に配置された排気ダクトと、排気ダクトに接続された活性炭フィルタとを備えていてもよい。これにより排出される雰囲気ガスに仮に微量のＰＣＢが混入していたとしても、確実に吸収して漏洩を防止することができる。
【００２９】
撹拌槽と脱液装置との間に、所定の容量を有する計量槽と、撹拌槽と計量槽との間の経路を開閉する第１バルブと、計量槽と脱液装置との間の経路を開閉する第２バルブとを備えていてもよい。これにより、撹拌槽に沈殿した油泥を所定容量の計量槽に移送して充填し、撹拌槽から計量槽への移送を停止した後に、計量槽から脱液装置に油泥を移送することができる。したがって、きわめて簡易に一定量の油泥を脱液装置に移送することができる。
【００３０】
計量槽は、上端が撹拌槽内の液面より上方に位置する空気抜き管を有していてもよい。これにより撹拌槽から計量槽に油泥を移送する際に、第１バルブを締めるのが遅れたとしても、計量槽から油泥があふれ出ることを防止することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置によれば、ＰＣＢが付着した数ｎｍから数μｍ程度の極めて小さな微粉末を含む油泥を、高速かつ効果的に無害化処理した後に、溶剤と油泥とを分離させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置の実施形態について説明する。以下の実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００３３】
［ＰＣＢ処理装置］
図１は機器のＰＣＢ無害化処理を行う装置の概略構成を示す図であって、本実施形態にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置の処理対象となる「ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥」が生じる過程について説明する。
【００３４】
図１に示すＰＣＢ処理装置５００は、処理対象となる機器の例としての柱上変圧器の洗浄と再資源化を行うための設備である。ＰＣＢ処理装置５００は大別して、受入解体設備５１０と、洗浄設備５２０、判定設備５３０、払出設備５４０を備えている。
【００３５】
受入解体設備５１０では、一時保管所５１２に受け入れられた機器を解体ライン５１４において碍子、金属、ケース（鉄）、木材などの材質に応じて分解する。特に柱状変圧器では鉄心と銅製のコイルを分離機５１６において分解する。これらの解体や分離された被処理物は材質毎に分類し、所定の形状と容量を有するバケット（不図示）に入れられた状態で洗浄設備５２０の洗浄機５２２へと搬送される。
【００３６】
洗浄設備５２０では、被処理物は洗浄機５２２においてバケットごと溶剤に浸漬される。被処理物には主として表面にＰＣＢが付着しており、浸積洗浄および超音波洗浄によって洗浄される。洗浄に用いる溶剤としては既知の様々なものを使用することができるが、例えばウンデカン（Ｃ１１Ｈ２４）などの有機化合物を利用することができる。コイルには絶縁紙が巻き付けられているため、洗浄後に破砕機／選別機５２４へと搬送して銅と絶縁紙を分離・選別した後に、さらに銅線は銅二次洗浄機５２５において再度洗浄する。分離した絶縁紙は、焼却処分によって高温無害化することができる。洗浄した被処理物、および二次洗浄したコイルの銅線は、判定設備５３０の判定機５３２へと搬送される。
【００３７】
判定設備５３０において、判定機５３２では、溶剤に洗浄後の被処理物等を浸漬し、溶剤のＰＣＢ濃度を測定することにより、卒業（洗浄が完了したか否か）を判定する。卒業判定に合格すると、払出設備５４０の払出前保管所５４２に一時的に保管された後に払い出しされ、再利用できる材質はリサイクル設備へと搬出され、再利用できないものは産業廃棄物として焼却処分などの適正な処理が施される。
【００３８】
上記構成のＰＣＢ処理装置において、洗浄機５２２または銅二次洗浄機５２５で使用した溶剤は、使用済溶剤の受入槽５２７に回収され、蒸留塔５２８において再生処理された後に、循環して再利用される。一方、受入解体設備５１０において分解や破砕された被処理物には、微粉末を含む破片が付着しており、洗浄によって溶剤に混入して溶剤と共に回収される。洗浄機５２２や銅二次洗浄機５２５と受入槽５２７の間にはストレーナ５２６が配置されており、４０メッシュのフィルタによって大きめの破片を回収している。しかし数ｎｍから数μｍくらいの大きさのものはストレーナ５２６では分離できず、使用後の溶剤と共に受入槽５２７や蒸留塔５２８に導入され、その底部に蓄積する。この蓄積した破片は、油泥としてＰＣＢ処理装置の定期点検ごとに排出される。
【００３９】
油泥はＰＣＢが付着した微粉末を含み、微粉末は金属粉のスラッジから木片、紙粉など様々なものが含まれており、材質も比重も多種多様である。洗浄機５２２や銅二次洗浄機５２５において溶剤に浸漬されていることからＰＣＢの濃度は低下しているものの、完全には除去されておらず、極めて微量ながらも処理すべき濃度のＰＣＢが残留している。そこで本発明は、以下のＰＣＢ含有油泥処理装置およびＰＣＢ含有油泥処理方法によって、油泥の処理を行う。
【００４０】
［ＰＣＢ含有油泥処理装置およびＰＣＢ含有油泥処理方法］
図２〜図４は本実施形態にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置を示す図であって、図２はＰＣＢ含有油泥処理装置の正面図、図３はＰＣＢ含有油泥処理装置の側面図、図４はＰＣＢ含有油泥処理装置の平面図である。
【００４１】
図２乃至図４に示すＰＣＢ含有油泥処理装置（以下、単に「処理装置１００」という。）は大別して、撹拌分離部２００と、計量移送部２２０と、脱液乾燥部２４０とを備えている。
【００４２】
図２に示すように、撹拌分離部２００には、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥がドラム缶１０２に収容されて搬入される。ドラム缶１０２はローラコンベア２０２によって撹拌槽２０４へと移動し、パワーシリンダー２０６によって持ち上げられつつ傾けられ、油泥を撹拌槽２０４へと投入する。また撹拌槽２０４へは、ＰＣＢを洗浄するための溶剤が、例えば油泥と同量程度投入される。ここで用いる溶剤は、上記説明したＰＣＢ処理装置５００において用いた溶剤と同じ材質であることが好ましい。
【００４３】
撹拌槽２０４には、貯留した油泥と溶剤の混合液を撹拌する撹拌装置２０８と、油泥が沈降した後に上澄みの溶剤を抜き出す溶剤抜出装置２１０とを備えている。また撹拌槽２０４は蓋２０４ａを備えており、撹拌中には蓋を閉じるように構成されている。
【００４４】
撹拌装置２０８はモータ２０８ａの駆動軸の先端に撹拌羽根２０８ｂを備えている。撹拌羽根２０８ｂは撹拌槽２０４の底部近傍に配置されており、貯留した混合液に下降流を生じさせることにより機械撹拌する。一方、撹拌槽２０４の底面には、撹拌装置２０８による下降流と対向する位置に傾斜面２０４ｂが形成されており、下降流を傾斜面２０４ｂに沿わせることによって上昇流に変換している。これにより撹拌槽内全体を循環する流れを生成し、よりよく撹拌を行うことができる。
【００４５】
溶剤抜出装置２１０は、図３に示すように、撹拌槽より下方に設置された溶剤貯槽２１２と、一端が溶剤貯槽２１２に接続され他端が撹拌槽２０４内の溶剤に挿入された吸引管２１４とを有している。
【００４６】
上記構成の撹拌槽２０４、撹拌装置２０８、溶剤抜出装置２１０を用いて、油泥に付着したＰＣＢを処理する工程について説明する。図５は油泥の洗浄工程を説明するフローチャート、図６は撹拌槽内の油泥と溶剤の状態を説明する模式図である。
【００４７】
まず撹拌槽２０４に油泥と溶剤を投入して貯留し（Ｓ１０２）、図６（ａ）に示すように撹拌装置２０８を用いて混合液を所定時間（例えば１時間）撹拌する（撹拌工程：Ｓ１０４）。撹拌羽根２０８ｂの回転速度は、例えば２００ｒｐｍとすることができる。図６（ｂ）に示すように、所定時間（例えば１２時間）静置し、油泥を沈降させる（静置分離工程：Ｓ１０６）。図６（ｃ）に示すように、油泥が沈降した後の上澄みの溶剤を抜き出す（溶剤抜出工程：Ｓ１０８）。
【００４８】
次に抜き出した溶剤のＰＣＢ濃度を測定し（Ｓ１１０）、基準値以下であるか否かを判定する（Ｓ１１２）。基準値以上であった場合には図６（ｄ）に示すように撹拌槽に再び溶剤を補充し（Ｓ１１４）、基準値以下となるまで撹拌工程（Ｓ１０４）〜溶剤抜出工程（Ｓ１０８）を繰り返す。基準値以下であった場合には、撹拌槽２０４の排出口２０４ｃ（図２参照）から計量槽へ払い出しをする（Ｓ１１６）。このとき、撹拌羽根２０８ｂは数ｒｐｍ程度の超低速回転を行うことにより、油泥を円滑に送出する。
【００４９】
上記構成によれば、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥を、無害化処理した後に、溶剤と油泥とを分離させることができる。すなわち、油泥が数ｎｍから数μｍ程度の極めて小さな微粉末であるとき、フィルタを用いて捕捉しながら通液しようとすれば目詰まりを生じてしまって効率が著しく低下するが、上記のように静置による沈降を行うことにより、高速かつ効果的に分離することができる。なお、一般に微粉末は沈降が遅いが、撹拌することにより逆に早期に沈降することがわかった。これは、底部に溜まった金属粉を撹拌によって巻き上げることにより、溶剤中に浮遊する紙粉などを付着させ、もしくは紙粉を分散させることによって沈降を促進させることができると考えられる。
【００５０】
また、油泥のＰＣＢ濃度を直接測定することは困難であるが、抜き出した溶剤のＰＣＢ濃度を測定することにより、油泥のＰＣＢ濃度を間接的に測定して無害化処理の達成を判定することができる。
【００５１】
なお吸引管２１４は、撹拌槽２０４側の先端が昇降可能となっており、溶剤に上方から進入することができる。堆積した油泥の高さに応じて吸引管を下降させることにより、堆積した油泥の表面近傍の溶剤まで吸引することができる。
【００５２】
図７は吸引管２１４の先端に設けた集液桶を説明する図である。図７（ａ）に示すように、吸引管２１４の撹拌槽２０４側の先端には、さらに上面が開口した容器状の集液桶２１４ａが設けられている。吸引管２１４がこの集液桶２１４ａの内部から吸引することにより、吸引する際の溶剤の流れによって油泥を巻き上げてしまうことを防止することができる。特に図７（ｂ）に示すように、集液桶２１４ａを沈殿物（油泥）に一部めり込ませた状態で、その集液桶２１４ａの内部から吸引することにより、油泥を巻き上げることなく、かつ油泥のきわめて表面近傍の溶剤まで吸引することができる。
【００５３】
計量移送部２２０は撹拌槽から脱液乾燥部２４０へと油泥を移送するものであって、所定の容量を有する計量槽２２４と、撹拌槽２０４と計量槽２２４との間の経路を開閉する第１バルブ２２２と、計量槽２２４と脱液装置との間の経路を開閉する第２バルブ２２６とから構成される。
【００５４】
第１バルブ２２２を開くことによって撹拌槽２０４に沈殿した油泥を計量槽２２４に移送する。このとき第２バルブ２２６は閉塞した状態にある。そして計量槽２２４が充填されたら第１バルブ２２２を閉塞する。そして第２バルブ２２６を開くことにより、脱液乾燥部２４０へと油泥を移送する（油泥移送工程）。ここで、計量槽２２４を所定の容量（例えば１０リットル）としていることにより、極めて簡易に、一定量の油泥を移送することができる。なおこの容量は後述する濾布袋の容量以下とすることが好ましい。
【００５５】
また計量槽２２４は、上端が撹拌槽２０４内の混合液の液面より上方に位置する空気抜き管２２８を有している。これにより撹拌槽２０４から計量槽２２４に油泥を移送する際に、第１バルブ２２２を締めるのが遅れたとしても、計量槽２２４から油泥があふれ出ることを防止することができる。
【００５６】
脱液乾燥部２４０は、脱液装置２５０と、減圧装置２６０、加熱装置２６２、凝縮器２６４を備えている。図８は脱液装置の構成を説明する図である。
【００５７】
図８に示すように、脱液装置２５０は油圧装置２４２によって開閉可能な蓋２５２を有し、蓋２５２を閉塞して密封することによって真空容器とすることができる。また脱液装置２５０の内部には濾布袋２８０を載置するための載置台２５４が設けられており、計量移送部２２０から移送された油泥は濾布袋２８０の内部に充填される。載置台は油泥の進入方向に対して下方に向かって約１５°以上傾斜しており、濾布袋２８０中に油泥を円滑に導入することができる。傾斜角度は油泥の粘度にもよるが、１５°以下では流動性が悪く、濾布袋２８０内に円滑に充填することが難しい。一方、加熱性と濾布袋の成形性（平坦性）は、傾斜角度が小さいほど好ましい。このため、傾斜は水平に対して１５°程度とすることが好ましい。
【００５８】
濾布袋は柔軟性を有するフィルタによって袋体を形成したものである。柔軟性を有するフィルタは硬質のものよりも目の細かいフィルタを採用しやすく、また洗浄によって目詰まりを取り除きやすい。また交換可能な袋体とすることにより、設置式のフィルタよりもバッチ処理が容易である。濾布袋の具体例としては、石炭灰用の網目の非常に細かい袋を用いることができる。
【００５９】
また蓋２５２には、濾布袋２８０の開口部を押さえて封止する閉塞部材２５２ａと、濾布袋２８０のほぼ全面を載置台２５４に向かって圧迫する圧迫板２５２ｂを備えている。圧迫板２５２ｂは、濾布袋２８０内の溶剤が蒸気化して脱液される際に、濾布袋２８０を圧迫していることにより、濾布袋２８０（すなわち油泥）を平坦に成形する。また圧迫板２５２ｂは多数の開口を有しており、圧迫板２５２ｂによる圧搾で濾布袋２８０の表面から漏出する溶剤を円滑に流出させることができる。多数の開口を有する圧迫板の例としては、パンチングメタル、網体、枠体などで構成することができる。
【００６０】
閉塞部材２５２ａおよび圧迫板２５２ｂは共に濾布袋２８０に向かってバネ部材によって付勢されている。閉塞部材２５２ａの方が圧迫板２５２ｂよりも濾布袋２８０に向かって突出して配置されている。また、閉塞部材２５２ａの付勢力の方が圧迫板２５２ｂの付勢力よりも強く設定されている。これにより、脱液装置の蓋を閉じるという１つの段取りによって、濾布袋２８０の開口部を封止しつつ、同時に濾布袋２８０の全面を圧迫することができる。上記バネ部材としてコイルばねを図示しているが、板バネなど他の弾性部材を用いてもよい。なお閉塞部材２５２ａおよび圧迫板２５２ｂを付勢する付勢部材としては、弾性部材に限定するものではなく、例えばリンク機構などを用いた押圧部材であってもよい。
【００６１】
加熱装置２６２は載置台２５４の下面に設けられており、載置台２５４を加熱することによって濾布袋２８０を直接加熱する。減圧した状態において脱液装置２５０の外壁から加熱したとしても、熱伝達媒体となるべき空気がほとんど存在しないため、油泥を加熱することが困難である。そこで濾布袋２８０の載置台２５４を加熱することにより、効率的に熱を伝達することが可能となる。また加熱装置２６２は、載置台２５４の傾斜方向の上方と下方に２分割して設けられており、独立して温度制御可能となっている。
【００６２】
図４に示すように、脱液装置２５０には凝縮器２６４および第１ドレン回収ポット２６８を介して減圧装置２６０が接続されている。脱液装置２５０から排出された蒸気は凝縮器２６４によって液化され、水または溶剤として第１ドレン回収ポット２６８に蓄積される。
【００６３】
また図３に示すように、脱液装置２５０には第２ドレン回収ポット２７０が接続されており、脱液装置２５０内で滴下した溶剤および水を回収するよう構成されている。
【００６４】
図９は減圧加熱乾燥工程を説明するフローチャートである。まず濾布袋２８０を脱液装置２５０内の載置台２５４の上に設置し（Ｓ２０２）、計量槽２２４から油泥を導入する（Ｓ２０４）。濾布袋２８０は容量に制限が生じるが、上記の油泥移送工程によれば一定量ずつの油泥を移送することができるため、好適に濾布袋を充填することができる。
【００６５】
次に油圧装置２４２を動作させ、蓋２５２を閉じることにより脱液装置２５０を密封しつつ、閉塞部材２５２ａによって濾布袋２８０の開口部を圧迫して封止し（Ｓ２０６）、あわせて圧迫板２５２ｂによって濾布袋２８０の全面を圧迫する（Ｓ２０８）。濾布袋２８０は油泥が極めて粒子の小さい微粉末であることから即座に目詰まりするが、少量の水または溶剤は圧搾されて脱液される。このとき滴下した液体は、第２ドレン回収ポットに回収する。
【００６６】
次に、加熱装置２６２によって加熱しつつ、減圧装置２６０によって脱液装置２５０の内部を真空に近い程度まで減圧する（減圧加熱乾燥工程：Ｓ２１０）。濾布袋２８０は、圧迫によって目詰まりしていたとしても、蒸気化すれば円滑にフィルタを通過することができるため、目詰まりしているか否かにかかわらず脱液、乾燥することができる。
【００６７】
減圧加熱乾燥工程においては、加熱温度は６０℃以下とする。特に溶剤としてウンデカン（Ｃ１１Ｈ２４）を用いる場合には、引火点が７０℃であるため、安全性を考慮して６０℃以下とすることが好ましい。
【００６８】
減圧加熱乾燥が進行すると、上方よりも下方の方により多くの溶剤が残留し、上方が先に乾燥する。そこで上下の加熱装置２６２の温度をそれぞれ監視し（Ｓ２１２）、上方の加熱装置の温度が所定温度以上に上昇した場合（上方が乾燥した場合）には、その加熱を低下または停止させる（Ｓ２１４）。これにより、効率的に脱液することができる。
【００６９】
さらに減圧加熱乾燥を行っている間は、凝縮器２６４の入口温度を監視し（Ｓ２１６）、温度が高い間は水であるとして回収し（Ｓ２１８）、温度が急激に低下したより後は溶剤であるとして回収する（Ｓ２２０）。油泥には溶剤ばかりではなく水も混入しているが、水は廃棄処理し、溶剤は蒸留して再使用するため、別離して回収する要請がある。水と溶剤とでは蒸気圧の差異から水の方が先に蒸発するが、水分蒸発が終了すると溶媒が蒸発を開始まで蒸気の流れが途絶えるために、凝縮器の入口温度が低下する。また系内に水が存在する条件では沸点の低い溶媒は蒸発しないので、水が凝縮器に凝集しきった段階で、水を系外に排出した後、真空度を上げて溶剤の蒸発、回収を行う必要がある。そこで、この温度低下を検知することにより、水と溶剤とを分離して回収することができる。
【００７０】
そして、減圧加熱乾燥を所定時間継続し（Ｓ２２２）、所定時間が継続したら加熱および減圧を停止する（Ｓ２２４）。なお所定時間は、油泥に含まれる水および溶剤の潜熱および熱損失から概ね算出することができる。
【００７１】
そして脱液（乾燥）が終了した濾布袋２８０を取り出す（Ｓ２２６）。濾布袋２８０は、圧迫板２５２ｂによって圧迫されながら乾燥されたため平坦となっており、既存のＰＣＢ処理装置５００のバケットに収容することができる。そして図１に示した洗浄機５２２に投入し、通常の機器の被処理物と同様にＰＣＢ卒業判定装置にかけることができ、新たに専用の卒業判定装置を設ける必要がない。
【００７２】
なお、減圧装置２６０には、不図示の水分離装置を設けていてもよい。凝縮器２６４で液化して第１ドレン回収ポット２６８で回収するとしても、特に凝縮器２６４の能力が足りないと減圧装置２６０まで蒸気が到達して液化するためである。特に減圧装置２６０が油回転真空ポンプである場合には、動作油に水が混入すると動作油が浮いてしまい、動作不良を招くおそれがあるため、水分離装置を設けることは有効である。
【００７３】
また図２に示しように、撹拌槽２０４または脱液装置２５０の上方に排気ダクト１０４を配置し、排気ダクトからの排気経路に活性炭フィルタを設けてもよい。これにより排出される雰囲気ガスに仮に微量のＰＣＢが混入していたとしても、確実に吸収して漏洩を防止することができる。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７５】
例えば濾布袋２８０は内部の油泥を掻き出して再利用することも可能であるが、濾布袋として石炭灰用の袋を使用した場合は燃やしても有毒ガスを生じないため、乾燥させた汚泥を収容したまま焼却処分することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥を無害化処理するＰＣＢ含有油泥処理装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】機器のＰＣＢ無害化処理を行う装置の概略構成を示す図である。
【図２】ＰＣＢ含有油泥処理装置の正面図である。
【図３】ＰＣＢ含有油泥処理装置の側面図である。
【図４】ＰＣＢ含有油泥処理装置の平面図である。
【図５】油泥の洗浄工程を説明するフローチャートである。
【図６】撹拌槽内の油泥と溶剤の状態を説明する模式図である。
【図７】吸引管２１４の先端に設けた集液桶を説明する図である。
【図８】脱液装置の構成を説明する図である。
【図９】減圧加熱乾燥工程を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１００…処理装置、１０２…ドラム缶、１０４…排気ダクト、２００…撹拌分離部、２０２…ローラコンベア、２０４…撹拌槽、２０４ａ…蓋、２０４ｂ…傾斜面、２０４ｃ…排出口、２０６…パワーシリンダー、２０８…撹拌装置、２０８ａ…モータ、２０８ｂ…撹拌羽根、２１０…溶剤抜出装置、２１２…溶剤貯槽、２１４…吸引管、２１４ａ…集液桶、２２０…計量移送部、２２２…第１バルブ、２２４…計量槽、２２６…第２バルブ、２２８…空気抜き管、２４０…脱液乾燥部、２４２…油圧装置、２５０…脱液装置、２５２…蓋、２５２ａ…閉塞部材、２５２ｂ…圧迫板、２５４…載置台、２６０…減圧装置、２６２…加熱装置、２６４…凝縮器、２６８…第１ドレン回収ポット、２７０…第２ドレン回収ポット、２８０…濾布袋、５００…ＰＣＢ処理装置、５１０…受入解体設備、５１２…一時保管所、５１４…解体ライン、５１６…分離機、５２０…洗浄設備、５２２…洗浄機、５２４…破砕機／選別機、５２５…銅二次洗浄機、５２６…ストレーナ、５２７…受入槽、５２８…蒸留塔、５３０…判定設備、５３２…判定機、５４０…払出設備、５４２…払出前保管所
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥を無害化処理するＰＣＢ含有油泥処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ塩化ビフェニル（以下ＰＣＢと略称する）は、化学的に安定している、熱により分解しにくい、電気絶縁性に優れている、沸点が高い、不燃性であるなどの性質を有する物質である。このため、変圧器、安定器、開閉器、計器用変成器、コンデンサ、サージアブソーバ、遮断器、整流器、放電コイル、リアクトル等に使用する絶縁油、ボイラーや熱交換器の熱媒体等幅広い分野で使用されてきた。わが国では、これまで約５９、０００トンのＰＣＢが生産され、このうち約５４，０００トンが国内で使用された（例えば非特許文献１）。
【０００３】
近年、ＰＣＢの人体への有毒性が明らかになり、わが国では１９７２年からは、ＰＣＢの新たな製造はされなくなった。さらに、１９７３年に制定された「化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律」に基づき、１９７４年からは、その製造、輸入等が事実上禁止となった。その後、我が国においては、高圧変圧器及び高圧コンデンサを始めとしたＰＣＢ廃棄物について、その処理体制の整備が著しく停滞していたため、長期にわたり処分がなされず、事業者において保管が行われてきた。このように処分のめどが立たないまま長期にわたる保管が継続する中で、ＰＣＢ廃棄物の紛失等が発生し、環境汚染の進行が懸念される状況となっている。
【０００４】
そこで「ポリ塩化ビフェニル廃棄物の適正な処理の推進に関する特別措置法」が２００１年に施行され、ＰＣＢおよびＰＣＢを含む廃油等を１５年以内に処分するよう義務付けた。
【０００５】
従来からのＰＣＢの処理法としては様々なものが提唱されており、代表的なものとしては、脱塩素化分解法、水熱酸化分解法、還元熱分解法、光分解法、プラズマ分解法などがある。
【０００６】
ＰＣＢそれ自体を処理する前段階として、ＰＣＢが付着した機器を部材ごとに解体する必要がある。例えば特許文献１（特開２００６−３３４５７２号）には、ＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器の解体および洗浄方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３３４５７２号
【非特許文献１】環境省 「ポリ塩化ビフェニル廃棄物処理基本計画」 ＜インターネットＵＲＬ http://www.env.go.jp/recycle/poly/plan/180320.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されているように、ＰＣＢ処理装置においては、洗浄処理を行う前に被処理物たる機器および部品を分解し、物によっては破砕する必要がある。このように分解や破砕するとき、微粉末が発生し、被処理物に付着したまま洗浄処理が行われる。
【０００８】
微粉末には金属粉のスラッジから木片、紙粉など様々なものが含まれており、材質も比重も多種多様である。洗浄により被処理物から除去された微粉末は大きなものはストレーナ（４０メッシュのフィルタ）で分離している。しかし、数ｎｍから数μｍくらいの大きさのものはストレーナでは分離できず、使用後の溶剤（洗浄液）と共に受入槽や蒸留塔に導入され、その底部に蓄積する。この蓄積した油泥は、ＰＣＢ処理装置の定期点検ごとに排出される。
【０００９】
上記のように粒子の細かい微粉末は、緻密なケーキ層（液中の懸濁物質が蓄積して形成するケーキ状の堆積層）を形成しやすい。ケーキ層には溶剤が自然通液しにくいため、溶剤中に堆積しているにもかかわらず、無害化処理は困難である。したがって定期点検時に排出された油泥には、極めて微量ながらも処理すべき濃度のＰＣＢが残留している。
【００１０】
しかしながら、上記のように微粉末からなる油泥を適切に処理する方法がなく、ＰＣＢ処理装置が稼働するにつれて増加するＰＣＢ含有油泥の処遇に苦慮していた。
【００１１】
そこで本発明は、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥を無害化処理することに適したＰＣＢ含有油泥処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置の代表的な構成は、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥とＰＣＢを洗浄する溶剤との混合液を貯留する撹拌槽と、撹拌槽内の混合液を撹拌する撹拌装置と、油泥が沈降した後に上澄みの溶剤を抜き出す溶剤抜出装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥を、無害化処理した後に、溶剤と油泥とを分離させることができる。すなわち、油泥が数ｎｍから数μｍ程度の極めて小さな微粉末であるとき、フィルタを用いて捕捉しながら通液しようとすれば目詰まりを生じてしまって効率が著しく低下するが、上記構成によれば高速かつ効果的に無害化処理することができる。
【００１４】
撹拌装置は、溶液中に挿入した攪拌羽根を回転させることによって行う機械撹拌であってもよい。なお、バブリングによる撹拌は有機溶剤が揮発してしまうため好ましくなく、スラリー循環による撹拌は金属微粉によるポンプ部品の摩耗を招くため好ましくない。これに対し上記のように攪拌機による機械撹拌を行うことにより、油泥と溶剤の混合液を支障なくよく撹拌することができる。
【００１５】
撹拌槽の底面に傾斜面を形成し、撹拌装置による下降流を傾斜面に沿わせることによって上昇流に変換してもよい。これにより撹拌槽内全体に行き渡る流れを生成し、よりよく撹拌を行うことができる。
【００１６】
吸引管の撹拌槽側の先端は昇降可能であって、上澄みの溶剤に上方から進入してもよい。堆積した油泥の高さに応じて吸引管を下降させることにより、堆積した油泥の表面近傍の溶剤まで吸引することができる。
【００１７】
吸引管の撹拌槽内部側の先端に上面が開口した容器状の集液桶を備えていてもよい。これにより、吸引管先端から溶剤を吸引する際の流れによって油泥を巻き上げてしまうことを防止することができる。特に集液桶を沈殿物に一部めり込ませた状態で、その集液桶の内部から吸引することにより、油泥を巻き上げることなく、かつ油泥のきわめて表面近傍の溶剤まで吸引することができる。
【００１８】
撹拌槽から排出した洗浄後の油泥を乾燥させるための脱液装置を備え、脱液装置は、減圧装置と、加熱装置とを有していてもよい。油泥が極めて粒子の小さい微粉末であることから、圧搾による脱液ではフィルタに早期に目詰まりを生じ、効率が上がらないという問題がある。しかし、加熱と減圧によって溶剤を蒸気化すれば円滑にフィルタを通過することができるため、目詰まりを生じることなく脱液、乾燥することができる。
【００１９】
脱液装置は、柔軟性を有するフィルタからなる濾布袋を設置可能であって、濾布袋に油泥を充填することでもよい。濾布袋は柔軟性を有するフィルタとすることにより、硬質のものよりも目の細かいフィルタを採用しやすい。また交換可能な袋体とすることにより、設置式のフィルタよりもバッチ処理が容易である。
【００２０】
濾布袋を支持する載置台を備え、加熱装置は載置台を加熱してもよい。減圧した状態において脱液装置の外壁から加熱したとしても、熱伝達媒体となるべき空気がほとんど存在しないため、油泥を加熱することが困難である。そこで濾布袋の載置台を加熱することにより、濾布袋に当接した載置台によって直接的に加熱することが可能となる。
【００２１】
加熱装置は、少なくとも傾斜方向の上方と下方で独立して温度制御可能としてもよい。脱液（乾燥）が進行すると上方よりも下方の方により多くの溶剤が残留し、上方が先に乾燥する。そこで上記のようにヒータを上下独立して温度制御可能としたことにより、上方のヒータの温度が所定温度以上に上昇した場合（上方が乾燥した場合）にはその加熱を低下または停止させることにより、効率的に脱液することができる。
【００２２】
濾布袋を支持する載置台を備え、載置台は、油泥の進入方向に対して下方に向かって約１５°以上傾斜していることが好ましい。これにより、濾布袋中に油泥を円滑に導入することができる。
【００２３】
脱液装置の蓋に、濾布袋の開口部を押さえて封止する閉塞部材と、濾布袋のほぼ全面を載置台に向かって圧迫する圧迫板を備えていてもよい。圧迫板は、濾布袋内の溶剤が蒸気化して脱液される際に、濾布袋を圧迫していることにより、濾布袋（すなわち油泥）を平坦に成形することができる。これにより、脱液装置の蓋を閉じるという１つの段取りによって、濾布袋の開口部を封止しつつ、同時に濾布袋の全面を圧迫することができる。
【００２４】
閉塞部材および圧迫板は共に濾布袋に向かって付勢されており、閉塞部材の方が圧迫板よりも濾布袋に向かって突出して配置されており、かつ、閉塞部材の付勢力の方が圧迫板の付勢力よりも強いことが好ましい。これにより、濾布袋から油泥が漏出することを防止することができる。
【００２５】
圧迫板は多数の開口を有していてもよい。これにより、圧迫板による圧搾で濾布袋の表面から漏出する溶剤を円滑に流出させることができる。多数の開口を有する圧迫板の例としては、パンチングメタル、網体、枠体などで構成することができる。
【００２６】
減圧装置には、水分離装置を設けていてもよい。特に減圧装置が油回転真空ポンプである場合には、動作油に水が混入すると動作油が浮いてしまい、動作不良を招くためである。
【００２７】
脱液装置から排出されたガスを冷却して液化させる凝縮器を備えていてもよい。これにより、排出された水と溶剤を回収して再利用することができる。
【００２８】
撹拌槽または脱液装置の上方に配置された排気ダクトと、排気ダクトに接続された活性炭フィルタとを備えていてもよい。これにより排出される雰囲気ガスに仮に微量のＰＣＢが混入していたとしても、確実に吸収して漏洩を防止することができる。
【００２９】
撹拌槽と脱液装置との間に、所定の容量を有する計量槽と、撹拌槽と計量槽との間の経路を開閉する第１バルブと、計量槽と脱液装置との間の経路を開閉する第２バルブとを備えていてもよい。これにより、撹拌槽に沈殿した油泥を所定容量の計量槽に移送して充填し、撹拌槽から計量槽への移送を停止した後に、計量槽から脱液装置に油泥を移送することができる。したがって、きわめて簡易に一定量の油泥を脱液装置に移送することができる。
【００３０】
計量槽は、上端が撹拌槽内の液面より上方に位置する空気抜き管を有していてもよい。これにより撹拌槽から計量槽に油泥を移送する際に、第１バルブを締めるのが遅れたとしても、計量槽から油泥があふれ出ることを防止することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置によれば、ＰＣＢが付着した数ｎｍから数μｍ程度の極めて小さな微粉末を含む油泥を、高速かつ効果的に無害化処理した後に、溶剤と油泥とを分離させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置の実施形態について説明する。以下の実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００３３】
［ＰＣＢ処理装置］
図１は機器のＰＣＢ無害化処理を行う装置の概略構成を示す図であって、本実施形態にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置の処理対象となる「ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥」が生じる過程について説明する。
【００３４】
図１に示すＰＣＢ処理装置５００は、処理対象となる機器の例としての柱上変圧器の洗浄と再資源化を行うための設備である。ＰＣＢ処理装置５００は大別して、受入解体設備５１０と、洗浄設備５２０、判定設備５３０、払出設備５４０を備えている。
【００３５】
受入解体設備５１０では、一時保管所５１２に受け入れられた機器を解体ライン５１４において碍子、金属、ケース（鉄）、木材などの材質に応じて分解する。特に柱状変圧器では鉄心と銅製のコイルを分離機５１６において分解する。これらの解体や分離された被処理物は材質毎に分類し、所定の形状と容量を有するバケット（不図示）に入れられた状態で洗浄設備５２０の洗浄機５２２へと搬送される。
【００３６】
洗浄設備５２０では、被処理物は洗浄機５２２においてバケットごと溶剤に浸漬される。被処理物には主として表面にＰＣＢが付着しており、浸積洗浄および超音波洗浄によって洗浄される。洗浄に用いる溶剤としては既知の様々なものを使用することができるが、例えばウンデカン（Ｃ１１Ｈ２４）などの有機化合物を利用することができる。コイルには絶縁紙が巻き付けられているため、洗浄後に破砕機／選別機５２４へと搬送して銅と絶縁紙を分離・選別した後に、さらに銅線は銅二次洗浄機５２５において再度洗浄する。分離した絶縁紙は、焼却処分によって高温無害化することができる。洗浄した被処理物、および二次洗浄したコイルの銅線は、判定設備５３０の判定機５３２へと搬送される。
【００３７】
判定設備５３０において、判定機５３２では、溶剤に洗浄後の被処理物等を浸漬し、溶剤のＰＣＢ濃度を測定することにより、卒業（洗浄が完了したか否か）を判定する。卒業判定に合格すると、払出設備５４０の払出前保管所５４２に一時的に保管された後に払い出しされ、再利用できる材質はリサイクル設備へと搬出され、再利用できないものは産業廃棄物として焼却処分などの適正な処理が施される。
【００３８】
上記構成のＰＣＢ処理装置において、洗浄機５２２または銅二次洗浄機５２５で使用した溶剤は、使用済溶剤の受入槽５２７に回収され、蒸留塔５２８において再生処理された後に、循環して再利用される。一方、受入解体設備５１０において分解や破砕された被処理物には、微粉末を含む破片が付着しており、洗浄によって溶剤に混入して溶剤と共に回収される。洗浄機５２２や銅二次洗浄機５２５と受入槽５２７の間にはストレーナ５２６が配置されており、４０メッシュのフィルタによって大きめの破片を回収している。しかし数ｎｍから数μｍくらいの大きさのものはストレーナ５２６では分離できず、使用後の溶剤と共に受入槽５２７や蒸留塔５２８に導入され、その底部に蓄積する。この蓄積した破片は、油泥としてＰＣＢ処理装置の定期点検ごとに排出される。
【００３９】
油泥はＰＣＢが付着した微粉末を含み、微粉末は金属粉のスラッジから木片、紙粉など様々なものが含まれており、材質も比重も多種多様である。洗浄機５２２や銅二次洗浄機５２５において溶剤に浸漬されていることからＰＣＢの濃度は低下しているものの、完全には除去されておらず、極めて微量ながらも処理すべき濃度のＰＣＢが残留している。そこで本発明は、以下のＰＣＢ含有油泥処理装置およびＰＣＢ含有油泥処理方法によって、油泥の処理を行う。
【００４０】
［ＰＣＢ含有油泥処理装置およびＰＣＢ含有油泥処理方法］
図２〜図４は本実施形態にかかるＰＣＢ含有油泥処理装置を示す図であって、図２はＰＣＢ含有油泥処理装置の正面図、図３はＰＣＢ含有油泥処理装置の側面図、図４はＰＣＢ含有油泥処理装置の平面図である。
【００４１】
図２乃至図４に示すＰＣＢ含有油泥処理装置（以下、単に「処理装置１００」という。）は大別して、撹拌分離部２００と、計量移送部２２０と、脱液乾燥部２４０とを備えている。
【００４２】
図２に示すように、撹拌分離部２００には、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥がドラム缶１０２に収容されて搬入される。ドラム缶１０２はローラコンベア２０２によって撹拌槽２０４へと移動し、パワーシリンダー２０６によって持ち上げられつつ傾けられ、油泥を撹拌槽２０４へと投入する。また撹拌槽２０４へは、ＰＣＢを洗浄するための溶剤が、例えば油泥と同量程度投入される。ここで用いる溶剤は、上記説明したＰＣＢ処理装置５００において用いた溶剤と同じ材質であることが好ましい。
【００４３】
撹拌槽２０４には、貯留した油泥と溶剤の混合液を撹拌する撹拌装置２０８と、油泥が沈降した後に上澄みの溶剤を抜き出す溶剤抜出装置２１０とを備えている。また撹拌槽２０４は蓋２０４ａを備えており、撹拌中には蓋を閉じるように構成されている。
【００４４】
撹拌装置２０８はモータ２０８ａの駆動軸の先端に撹拌羽根２０８ｂを備えている。撹拌羽根２０８ｂは撹拌槽２０４の底部近傍に配置されており、貯留した混合液に下降流を生じさせることにより機械撹拌する。一方、撹拌槽２０４の底面には、撹拌装置２０８による下降流と対向する位置に傾斜面２０４ｂが形成されており、下降流を傾斜面２０４ｂに沿わせることによって上昇流に変換している。これにより撹拌槽内全体を循環する流れを生成し、よりよく撹拌を行うことができる。
【００４５】
溶剤抜出装置２１０は、図３に示すように、撹拌槽より下方に設置された溶剤貯槽２１２と、一端が溶剤貯槽２１２に接続され他端が撹拌槽２０４内の溶剤に挿入された吸引管２１４とを有している。
【００４６】
上記構成の撹拌槽２０４、撹拌装置２０８、溶剤抜出装置２１０を用いて、油泥に付着したＰＣＢを処理する工程について説明する。図５は油泥の洗浄工程を説明するフローチャート、図６は撹拌槽内の油泥と溶剤の状態を説明する模式図である。
【００４７】
まず撹拌槽２０４に油泥と溶剤を投入して貯留し（Ｓ１０２）、図６（ａ）に示すように撹拌装置２０８を用いて混合液を所定時間（例えば１時間）撹拌する（撹拌工程：Ｓ１０４）。撹拌羽根２０８ｂの回転速度は、例えば２００ｒｐｍとすることができる。図６（ｂ）に示すように、所定時間（例えば１２時間）静置し、油泥を沈降させる（静置分離工程：Ｓ１０６）。図６（ｃ）に示すように、油泥が沈降した後の上澄みの溶剤を抜き出す（溶剤抜出工程：Ｓ１０８）。
【００４８】
次に抜き出した溶剤のＰＣＢ濃度を測定し（Ｓ１１０）、基準値以下であるか否かを判定する（Ｓ１１２）。基準値以上であった場合には図６（ｄ）に示すように撹拌槽に再び溶剤を補充し（Ｓ１１４）、基準値以下となるまで撹拌工程（Ｓ１０４）〜溶剤抜出工程（Ｓ１０８）を繰り返す。基準値以下であった場合には、撹拌槽２０４の排出口２０４ｃ（図２参照）から計量槽へ払い出しをする（Ｓ１１６）。このとき、撹拌羽根２０８ｂは数ｒｐｍ程度の超低速回転を行うことにより、油泥を円滑に送出する。
【００４９】
上記構成によれば、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥を、無害化処理した後に、溶剤と油泥とを分離させることができる。すなわち、油泥が数ｎｍから数μｍ程度の極めて小さな微粉末であるとき、フィルタを用いて捕捉しながら通液しようとすれば目詰まりを生じてしまって効率が著しく低下するが、上記のように静置による沈降を行うことにより、高速かつ効果的に分離することができる。なお、一般に微粉末は沈降が遅いが、撹拌することにより逆に早期に沈降することがわかった。これは、底部に溜まった金属粉を撹拌によって巻き上げることにより、溶剤中に浮遊する紙粉などを付着させ、もしくは紙粉を分散させることによって沈降を促進させることができると考えられる。
【００５０】
また、油泥のＰＣＢ濃度を直接測定することは困難であるが、抜き出した溶剤のＰＣＢ濃度を測定することにより、油泥のＰＣＢ濃度を間接的に測定して無害化処理の達成を判定することができる。
【００５１】
なお吸引管２１４は、撹拌槽２０４側の先端が昇降可能となっており、溶剤に上方から進入することができる。堆積した油泥の高さに応じて吸引管を下降させることにより、堆積した油泥の表面近傍の溶剤まで吸引することができる。
【００５２】
図７は吸引管２１４の先端に設けた集液桶を説明する図である。図７（ａ）に示すように、吸引管２１４の撹拌槽２０４側の先端には、さらに上面が開口した容器状の集液桶２１４ａが設けられている。吸引管２１４がこの集液桶２１４ａの内部から吸引することにより、吸引する際の溶剤の流れによって油泥を巻き上げてしまうことを防止することができる。特に図７（ｂ）に示すように、集液桶２１４ａを沈殿物（油泥）に一部めり込ませた状態で、その集液桶２１４ａの内部から吸引することにより、油泥を巻き上げることなく、かつ油泥のきわめて表面近傍の溶剤まで吸引することができる。
【００５３】
計量移送部２２０は撹拌槽から脱液乾燥部２４０へと油泥を移送するものであって、所定の容量を有する計量槽２２４と、撹拌槽２０４と計量槽２２４との間の経路を開閉する第１バルブ２２２と、計量槽２２４と脱液装置との間の経路を開閉する第２バルブ２２６とから構成される。
【００５４】
第１バルブ２２２を開くことによって撹拌槽２０４に沈殿した油泥を計量槽２２４に移送する。このとき第２バルブ２２６は閉塞した状態にある。そして計量槽２２４が充填されたら第１バルブ２２２を閉塞する。そして第２バルブ２２６を開くことにより、脱液乾燥部２４０へと油泥を移送する（油泥移送工程）。ここで、計量槽２２４を所定の容量（例えば１０リットル）としていることにより、極めて簡易に、一定量の油泥を移送することができる。なおこの容量は後述する濾布袋の容量以下とすることが好ましい。
【００５５】
また計量槽２２４は、上端が撹拌槽２０４内の混合液の液面より上方に位置する空気抜き管２２８を有している。これにより撹拌槽２０４から計量槽２２４に油泥を移送する際に、第１バルブ２２２を締めるのが遅れたとしても、計量槽２２４から油泥があふれ出ることを防止することができる。
【００５６】
脱液乾燥部２４０は、脱液装置２５０と、減圧装置２６０、加熱装置２６２、凝縮器２６４を備えている。図８は脱液装置の構成を説明する図である。
【００５７】
図８に示すように、脱液装置２５０は油圧装置２４２によって開閉可能な蓋２５２を有し、蓋２５２を閉塞して密封することによって真空容器とすることができる。また脱液装置２５０の内部には濾布袋２８０を載置するための載置台２５４が設けられており、計量移送部２２０から移送された油泥は濾布袋２８０の内部に充填される。載置台は油泥の進入方向に対して下方に向かって約１５°以上傾斜しており、濾布袋２８０中に油泥を円滑に導入することができる。傾斜角度は油泥の粘度にもよるが、１５°以下では流動性が悪く、濾布袋２８０内に円滑に充填することが難しい。一方、加熱性と濾布袋の成形性（平坦性）は、傾斜角度が小さいほど好ましい。このため、傾斜は水平に対して１５°程度とすることが好ましい。
【００５８】
濾布袋は柔軟性を有するフィルタによって袋体を形成したものである。柔軟性を有するフィルタは硬質のものよりも目の細かいフィルタを採用しやすく、また洗浄によって目詰まりを取り除きやすい。また交換可能な袋体とすることにより、設置式のフィルタよりもバッチ処理が容易である。濾布袋の具体例としては、石炭灰用の網目の非常に細かい袋を用いることができる。
【００５９】
また蓋２５２には、濾布袋２８０の開口部を押さえて封止する閉塞部材２５２ａと、濾布袋２８０のほぼ全面を載置台２５４に向かって圧迫する圧迫板２５２ｂを備えている。圧迫板２５２ｂは、濾布袋２８０内の溶剤が蒸気化して脱液される際に、濾布袋２８０を圧迫していることにより、濾布袋２８０（すなわち油泥）を平坦に成形する。また圧迫板２５２ｂは多数の開口を有しており、圧迫板２５２ｂによる圧搾で濾布袋２８０の表面から漏出する溶剤を円滑に流出させることができる。多数の開口を有する圧迫板の例としては、パンチングメタル、網体、枠体などで構成することができる。
【００６０】
閉塞部材２５２ａおよび圧迫板２５２ｂは共に濾布袋２８０に向かってバネ部材によって付勢されている。閉塞部材２５２ａの方が圧迫板２５２ｂよりも濾布袋２８０に向かって突出して配置されている。また、閉塞部材２５２ａの付勢力の方が圧迫板２５２ｂの付勢力よりも強く設定されている。これにより、脱液装置の蓋を閉じるという１つの段取りによって、濾布袋２８０の開口部を封止しつつ、同時に濾布袋２８０の全面を圧迫することができる。上記バネ部材としてコイルばねを図示しているが、板バネなど他の弾性部材を用いてもよい。なお閉塞部材２５２ａおよび圧迫板２５２ｂを付勢する付勢部材としては、弾性部材に限定するものではなく、例えばリンク機構などを用いた押圧部材であってもよい。
【００６１】
加熱装置２６２は載置台２５４の下面に設けられており、載置台２５４を加熱することによって濾布袋２８０を直接加熱する。減圧した状態において脱液装置２５０の外壁から加熱したとしても、熱伝達媒体となるべき空気がほとんど存在しないため、油泥を加熱することが困難である。そこで濾布袋２８０の載置台２５４を加熱することにより、効率的に熱を伝達することが可能となる。また加熱装置２６２は、載置台２５４の傾斜方向の上方と下方に２分割して設けられており、独立して温度制御可能となっている。
【００６２】
図４に示すように、脱液装置２５０には凝縮器２６４および第１ドレン回収ポット２６８を介して減圧装置２６０が接続されている。脱液装置２５０から排出された蒸気は凝縮器２６４によって液化され、水または溶剤として第１ドレン回収ポット２６８に蓄積される。
【００６３】
また図３に示すように、脱液装置２５０には第２ドレン回収ポット２７０が接続されており、脱液装置２５０内で滴下した溶剤および水を回収するよう構成されている。
【００６４】
図９は減圧加熱乾燥工程を説明するフローチャートである。まず濾布袋２８０を脱液装置２５０内の載置台２５４の上に設置し（Ｓ２０２）、計量槽２２４から油泥を導入する（Ｓ２０４）。濾布袋２８０は容量に制限が生じるが、上記の油泥移送工程によれば一定量ずつの油泥を移送することができるため、好適に濾布袋を充填することができる。
【００６５】
次に油圧装置２４２を動作させ、蓋２５２を閉じることにより脱液装置２５０を密封しつつ、閉塞部材２５２ａによって濾布袋２８０の開口部を圧迫して封止し（Ｓ２０６）、あわせて圧迫板２５２ｂによって濾布袋２８０の全面を圧迫する（Ｓ２０８）。濾布袋２８０は油泥が極めて粒子の小さい微粉末であることから即座に目詰まりするが、少量の水または溶剤は圧搾されて脱液される。このとき滴下した液体は、第２ドレン回収ポットに回収する。
【００６６】
次に、加熱装置２６２によって加熱しつつ、減圧装置２６０によって脱液装置２５０の内部を真空に近い程度まで減圧する（減圧加熱乾燥工程：Ｓ２１０）。濾布袋２８０は、圧迫によって目詰まりしていたとしても、蒸気化すれば円滑にフィルタを通過することができるため、目詰まりしているか否かにかかわらず脱液、乾燥することができる。
【００６７】
減圧加熱乾燥工程においては、加熱温度は６０℃以下とする。特に溶剤としてウンデカン（Ｃ１１Ｈ２４）を用いる場合には、引火点が７０℃であるため、安全性を考慮して６０℃以下とすることが好ましい。
【００６８】
減圧加熱乾燥が進行すると、上方よりも下方の方により多くの溶剤が残留し、上方が先に乾燥する。そこで上下の加熱装置２６２の温度をそれぞれ監視し（Ｓ２１２）、上方の加熱装置の温度が所定温度以上に上昇した場合（上方が乾燥した場合）には、その加熱を低下または停止させる（Ｓ２１４）。これにより、効率的に脱液することができる。
【００６９】
さらに減圧加熱乾燥を行っている間は、凝縮器２６４の入口温度を監視し（Ｓ２１６）、温度が高い間は水であるとして回収し（Ｓ２１８）、温度が急激に低下したより後は溶剤であるとして回収する（Ｓ２２０）。油泥には溶剤ばかりではなく水も混入しているが、水は廃棄処理し、溶剤は蒸留して再使用するため、別離して回収する要請がある。水と溶剤とでは蒸気圧の差異から水の方が先に蒸発するが、水分蒸発が終了すると溶媒が蒸発を開始まで蒸気の流れが途絶えるために、凝縮器の入口温度が低下する。また系内に水が存在する条件では沸点の低い溶媒は蒸発しないので、水が凝縮器に凝集しきった段階で、水を系外に排出した後、真空度を上げて溶剤の蒸発、回収を行う必要がある。そこで、この温度低下を検知することにより、水と溶剤とを分離して回収することができる。
【００７０】
そして、減圧加熱乾燥を所定時間継続し（Ｓ２２２）、所定時間が継続したら加熱および減圧を停止する（Ｓ２２４）。なお所定時間は、油泥に含まれる水および溶剤の潜熱および熱損失から概ね算出することができる。
【００７１】
そして脱液（乾燥）が終了した濾布袋２８０を取り出す（Ｓ２２６）。濾布袋２８０は、圧迫板２５２ｂによって圧迫されながら乾燥されたため平坦となっており、既存のＰＣＢ処理装置５００のバケットに収容することができる。そして図１に示した洗浄機５２２に投入し、通常の機器の被処理物と同様にＰＣＢ卒業判定装置にかけることができ、新たに専用の卒業判定装置を設ける必要がない。
【００７２】
なお、減圧装置２６０には、不図示の水分離装置を設けていてもよい。凝縮器２６４で液化して第１ドレン回収ポット２６８で回収するとしても、特に凝縮器２６４の能力が足りないと減圧装置２６０まで蒸気が到達して液化するためである。特に減圧装置２６０が油回転真空ポンプである場合には、動作油に水が混入すると動作油が浮いてしまい、動作不良を招くおそれがあるため、水分離装置を設けることは有効である。
【００７３】
また図２に示しように、撹拌槽２０４または脱液装置２５０の上方に排気ダクト１０４を配置し、排気ダクトからの排気経路に活性炭フィルタを設けてもよい。これにより排出される雰囲気ガスに仮に微量のＰＣＢが混入していたとしても、確実に吸収して漏洩を防止することができる。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７５】
例えば濾布袋２８０は内部の油泥を掻き出して再利用することも可能であるが、濾布袋として石炭灰用の袋を使用した場合は燃やしても有毒ガスを生じないため、乾燥させた汚泥を収容したまま焼却処分することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥を無害化処理するＰＣＢ含有油泥処理装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】機器のＰＣＢ無害化処理を行う装置の概略構成を示す図である。
【図２】ＰＣＢ含有油泥処理装置の正面図である。
【図３】ＰＣＢ含有油泥処理装置の側面図である。
【図４】ＰＣＢ含有油泥処理装置の平面図である。
【図５】油泥の洗浄工程を説明するフローチャートである。
【図６】撹拌槽内の油泥と溶剤の状態を説明する模式図である。
【図７】吸引管２１４の先端に設けた集液桶を説明する図である。
【図８】脱液装置の構成を説明する図である。
【図９】減圧加熱乾燥工程を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１００…処理装置、１０２…ドラム缶、１０４…排気ダクト、２００…撹拌分離部、２０２…ローラコンベア、２０４…撹拌槽、２０４ａ…蓋、２０４ｂ…傾斜面、２０４ｃ…排出口、２０６…パワーシリンダー、２０８…撹拌装置、２０８ａ…モータ、２０８ｂ…撹拌羽根、２１０…溶剤抜出装置、２１２…溶剤貯槽、２１４…吸引管、２１４ａ…集液桶、２２０…計量移送部、２２２…第１バルブ、２２４…計量槽、２２６…第２バルブ、２２８…空気抜き管、２４０…脱液乾燥部、２４２…油圧装置、２５０…脱液装置、２５２…蓋、２５２ａ…閉塞部材、２５２ｂ…圧迫板、２５４…載置台、２６０…減圧装置、２６２…加熱装置、２６４…凝縮器、２６８…第１ドレン回収ポット、２７０…第２ドレン回収ポット、２８０…濾布袋、５００…ＰＣＢ処理装置、５１０…受入解体設備、５１２…一時保管所、５１４…解体ライン、５１６…分離機、５２０…洗浄設備、５２２…洗浄機、５２４…破砕機／選別機、５２５…銅二次洗浄機、５２６…ストレーナ、５２７…受入槽、５２８…蒸留塔、５３０…判定設備、５３２…判定機、５４０…払出設備、５４２…払出前保管所
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥とＰＣＢを洗浄する溶剤との混合液を貯留する撹拌槽と、
前記撹拌槽内の混合液を撹拌する撹拌装置と、
油泥が沈降した後に上澄みの溶剤を抜き出す溶剤抜出装置と、
を備えたことを特徴とするＰＣＢ含有油泥処理装置。
【請求項２】
前記撹拌槽から排出した洗浄後の油泥を乾燥させるための脱液装置を備え、
前記脱液装置は、減圧装置と、加熱装置とを有することを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢ含有油泥処理装置。
【請求項３】
前記脱液装置は、柔軟性を有するフィルタからなる濾布袋を設置可能であって、
前記濾布袋に油泥を充填することを特徴とする請求項２に記載のＰＣＢ含有油泥処理装置。
【請求項４】
前記濾布袋を支持する載置台を備え、該載置台は、油泥の進入方向に対して下方に向かって約１５°以上傾斜していることを特徴とする請求項３に記載のＰＣＢ含有油泥処理装置。
【請求項５】
前記脱液装置の蓋に、
前記濾布袋の開口部を押さえて封止する閉塞部材と、
前記濾布袋のほぼ全面を前記載置台に向かって圧迫する圧迫板を備えたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のＰＣＢ含有油泥処理装置。
【請求項６】
前記撹拌槽と前記脱液装置との間に、
所定の容量を有する計量槽と、
前記撹拌槽と前記計量槽との間の経路を開閉する第１バルブと、
前記計量槽と前記脱液装置との間の経路を開閉する第２バルブとを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のＰＣＢ含有油泥処理装置。
【請求項１】
ＰＣＢが付着した微粉末を含む油泥とＰＣＢを洗浄する溶剤との混合液を貯留する撹拌槽と、
前記撹拌槽内の混合液を撹拌する撹拌装置と、
油泥が沈降した後に上澄みの溶剤を抜き出す溶剤抜出装置と、
を備えたことを特徴とするＰＣＢ含有油泥処理装置。
【請求項２】
前記撹拌槽から排出した洗浄後の油泥を乾燥させるための脱液装置を備え、
前記脱液装置は、減圧装置と、加熱装置とを有することを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢ含有油泥処理装置。
【請求項３】
前記脱液装置は、柔軟性を有するフィルタからなる濾布袋を設置可能であって、
前記濾布袋に油泥を充填することを特徴とする請求項２に記載のＰＣＢ含有油泥処理装置。
【請求項４】
前記濾布袋を支持する載置台を備え、該載置台は、油泥の進入方向に対して下方に向かって約１５°以上傾斜していることを特徴とする請求項３に記載のＰＣＢ含有油泥処理装置。
【請求項５】
前記脱液装置の蓋に、
前記濾布袋の開口部を押さえて封止する閉塞部材と、
前記濾布袋のほぼ全面を前記載置台に向かって圧迫する圧迫板を備えたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のＰＣＢ含有油泥処理装置。
【請求項６】
前記撹拌槽と前記脱液装置との間に、
所定の容量を有する計量槽と、
前記撹拌槽と前記計量槽との間の経路を開閉する第１バルブと、
前記計量槽と前記脱液装置との間の経路を開閉する第２バルブとを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のＰＣＢ含有油泥処理装置。
【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２００９−１０６８０３（Ｐ２００９−１０６８０３Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７９０３５（Ｐ２００７−２７９０３５）
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（５９１１３０３１９）東電環境エンジニアリング株式会社 (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（５９１１３０３１９）東電環境エンジニアリング株式会社 (27)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]