JP4831837B2 - アルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器及び有害物質汚染部材の洗浄・無害化方法 - Google Patents
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Description
本発明は、例えばＰＣＢ等の有機ハロゲン化物質を無害化処理する際に、洗浄効率を向上させるために、アルミニウム含有量の判定を行うアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器及び有害物質汚染部材の洗浄・無害化方法に関する。
近年有機ハロゲン化物であるＰＣＢの汚染物を完全処理することが提案され、ＰＣＢ処理設備が稼動している。
ＰＣＢ汚染された各種の電気機器のなかでも、蛍光灯安定器、水銀灯安定器は、そのサイズが例えば５×５×３０ｃｍ等と柱状トランス等に較べて比較的小さく、またＰＣＢは液体状態ではなく、絶縁紙等に含浸されているため、無害化処理を効率よく行うことが難しく、処理されずにそのままの状態で保管されている。
ＰＣＢ汚染された各種の電気機器のなかでも、蛍光灯安定器、水銀灯安定器は、そのサイズが例えば５×５×３０ｃｍ等と柱状トランス等に較べて比較的小さく、またＰＣＢは液体状態ではなく、絶縁紙等に含浸されているため、無害化処理を効率よく行うことが難しく、処理されずにそのままの状態で保管されている。
このため、本出願人は先に蛍光灯安定器を処理する方法として、安定器中からコンデンサを取り出し、各部材毎に個別に処理することを提案した（特許文献１）。
ところで、各部材毎に処理する際に、洗浄処理工程があるが、蛍光灯安定器に含まれるアルミニウムの含有量が高いと、洗浄処理を効率良く行うことができない、という問題がある。
これは、アルミニウムは箔状態の場合には極めて薄く、その他の金属（例えば鉄）にへばりつく結果、例えばＰＣＢをその内部に含有することとなるので、洗浄効果が発揮できず、洗浄の卒業判定（ＰＣＢ含有量：０．０１ｍｇ／Ｋｇ）基準以下とするには、洗浄操作を繰り返す必要がある。
従来においては、部材中のアルミニウムの含有量の計測は、ＪＩＳ法（Ｍ８２２０-1955）によっているが、この方法は時間を要し、しかもＰＣＢの処理設備内において迅速に対応できないという、問題がある。
ここで、実験室でのアルミニウムの測定方法の一例を示す。
１．「酸溶解―元素分析法」
先ず、被処理物を適量（１０〜１００ｇ程度）、分析試料としてビーカに採取秤量した後、希塩酸を加えて部材に同伴するアルミニウムを溶解する。
次に、アルミニウムが完全に溶解した後、メスフラスコに液をろ過しながら移しいれ、純水で定容し分析検液とする。
その後、分析検液中のアルミニウム濃度を原子吸光分析装置（ＪＩＳ Ｇ１２５７）やプラズマ発光分析装置（ＪＩＳ Ｇ１２５８）で求める。
そして、求めたアルミニウム濃度から分析試料重量ベースの含有濃度として計算で求める。
１．「酸溶解―元素分析法」
先ず、被処理物を適量（１０〜１００ｇ程度）、分析試料としてビーカに採取秤量した後、希塩酸を加えて部材に同伴するアルミニウムを溶解する。
次に、アルミニウムが完全に溶解した後、メスフラスコに液をろ過しながら移しいれ、純水で定容し分析検液とする。
その後、分析検液中のアルミニウム濃度を原子吸光分析装置（ＪＩＳ Ｇ１２５７）やプラズマ発光分析装置（ＪＩＳ Ｇ１２５８）で求める。
そして、求めたアルミニウム濃度から分析試料重量ベースの含有濃度として計算で求める。
そこで、洗浄効果を向上させるために、部材中に含まれるアルミニウムの含有量を迅速に判定する機器の出現が望まれていた。
本発明は、前記問題に鑑み、例えばＰＣＢ等の有機ハロゲン化物質を無害化処理する処理設備において、簡易迅速に部材中のアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器及び有害物質汚染部材の洗浄・無害化方法を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、アルミニウムを含む金属廃棄物に有機ハロゲン化物が含有する際に、該アルミニウム含有量を水素発生量により計測する水素ガス計測器であって、金属廃棄物試料を内筒内に投入する測定筒と、該測定筒内にアルカリ剤を注入するアルカリ注入筒と、測定筒とアルカリ注入筒とを連通可能に連結するバルブとを具備してなり、前記バルブを開放して、測定筒内にアルカリ剤を注入し、前記測定筒内でアルミニウムとアルカリ剤との反応により発生した水素を計測することを特徴とするアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器にある。
第２の発明は、第１の発明において、発生した水素ガスを捕集するガス捕集筒を具備することを特徴とするアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器にある。
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記アルカリ剤が水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムであることを特徴とするアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器にある。
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、金属廃棄物試料を内筒内に投入する際、アセトン又はイソプロピルアルコールを混入してなることを特徴とするアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器にある。
第５の発明は、有機ハロゲン化物を含有する部材を破砕する破砕工程と、破砕した部材を粗洗浄する粗洗浄工程と、第１乃至４のいずれか一つの発明のアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器を用いて水素発生量を求め、発生した水素ガス量を基に、予め求めた水素ガス量とアルミニウム量との関係から、アルミニウム量を求め、所定のアルミニウムの含有基準であるか否かを判定するアルミニウム含有量判定工程と、アルミニウム含有量が所定値以下の場合に、アルカリ洗浄するアルカリ洗浄工程とを含むことを特徴とする有害物質汚染部材の洗浄・無害化方法にある。
また、以下の構成とするようにしてもよい。
（１） 金属廃棄物中に残存するＰＣＢ付着アルミニウム含有量の判定方法は、ＰＣＢが付着したアルミニウムを含む金属廃棄物を洗浄した後、該金属廃棄物に、ＰＣＢが付着したアルミニウムが所定値以上含まれているか否かを判定する判定方法であって、ＰＣＢが付着したアルミニウムを含む金属廃棄物試料を計測し、水素ガス計測器の測定筒の内筒内に投入する工程と、該測定筒内と連結するバルブを有するアルカリ注入筒から、バルブを開放してアルカリ剤を注入する工程と、前記測定筒内でアルミニウムとアルカリ剤との反応により発生した水素を計測する水素ガス計測工程と、発生した水素ガス量を基に、予め求めた水素ガス量とアルミニウム量との関係から、アルミニウム量を求め、所定のアルミニウムの含有基準であるか否かを判定するのが好ましい。
（２） （１）において、前記アルカリ剤が水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムであるのが好ましい。
（３） （１）において、金属廃棄物試料を内筒内に投入する際、アセトン又はイソプロピルアルコールを混入するのが好ましい。
（４） （１）において、水素ガス計測器が、ＰＣＢが付着したアルミニウムを含む金属廃棄物試料を内筒内に投入してなる測定筒と、該測定筒内にアルカリ剤を注入するアルカリ注入筒と、測定筒とアルカリ注入筒とを連通可能に連結するバルブとを具備してなり、前記バルブを開放して、測定筒内にアルカリ剤を注入し、前記測定筒内でアルミニウムとアルカリ剤との反応により発生した水素を計測するのが好ましい。
（５） また、ＰＣＢ汚染部材の洗浄・無害化方法は、ＰＣＢを含有する部材を破砕する破砕工程と、破砕したＰＣＢが付着したアルミニウムを含む金属廃棄物を粗洗浄する粗洗浄工程と、（１）のＰＣＢ付着アルミニウム含有量の判定方法を用いてアルミニウム含有量を判定するアルミニウム含有量判定工程と、アルミニウム含有量が所定値以下の場合に、ＰＣＢが付着したアルミニウムを含む金属廃棄物をアルカリ洗浄するアルカリ洗浄工程とを含むのが好ましい。
また、以下の構成とするようにしてもよい。
（１） 金属廃棄物中に残存するＰＣＢ付着アルミニウム含有量の判定方法は、ＰＣＢが付着したアルミニウムを含む金属廃棄物を洗浄した後、該金属廃棄物に、ＰＣＢが付着したアルミニウムが所定値以上含まれているか否かを判定する判定方法であって、ＰＣＢが付着したアルミニウムを含む金属廃棄物試料を計測し、水素ガス計測器の測定筒の内筒内に投入する工程と、該測定筒内と連結するバルブを有するアルカリ注入筒から、バルブを開放してアルカリ剤を注入する工程と、前記測定筒内でアルミニウムとアルカリ剤との反応により発生した水素を計測する水素ガス計測工程と、発生した水素ガス量を基に、予め求めた水素ガス量とアルミニウム量との関係から、アルミニウム量を求め、所定のアルミニウムの含有基準であるか否かを判定するのが好ましい。
（２） （１）において、前記アルカリ剤が水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムであるのが好ましい。
（３） （１）において、金属廃棄物試料を内筒内に投入する際、アセトン又はイソプロピルアルコールを混入するのが好ましい。
（４） （１）において、水素ガス計測器が、ＰＣＢが付着したアルミニウムを含む金属廃棄物試料を内筒内に投入してなる測定筒と、該測定筒内にアルカリ剤を注入するアルカリ注入筒と、測定筒とアルカリ注入筒とを連通可能に連結するバルブとを具備してなり、前記バルブを開放して、測定筒内にアルカリ剤を注入し、前記測定筒内でアルミニウムとアルカリ剤との反応により発生した水素を計測するのが好ましい。
（５） また、ＰＣＢ汚染部材の洗浄・無害化方法は、ＰＣＢを含有する部材を破砕する破砕工程と、破砕したＰＣＢが付着したアルミニウムを含む金属廃棄物を粗洗浄する粗洗浄工程と、（１）のＰＣＢ付着アルミニウム含有量の判定方法を用いてアルミニウム含有量を判定するアルミニウム含有量判定工程と、アルミニウム含有量が所定値以下の場合に、ＰＣＢが付着したアルミニウムを含む金属廃棄物をアルカリ洗浄するアルカリ洗浄工程とを含むのが好ましい。
本発明によれば、例えばＰＣＢ等の有機ハロゲン化物質を無害化処理する処理設備において、簡易迅速に部材中のアルミニウム含有量を判定することができ、しかも有害物質汚染部材の効率的な洗浄・無害化方法を提供することができる。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
本発明による実施例に係るアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例に係るアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器の概略図である。
図１に示すように、本実施例に係るアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器１０は、アルミニウムを含む金属廃棄物に有機ハロゲン化物が含有する際に、アルミニウム含有量を計測する判定器であって、金属廃棄物試料を内筒内に投入する測定筒１１と、該測定筒１１内にアルカリ剤を注入するアルカリ注入筒１２と、発生した水素ガスを捕集するガス捕集筒１３と、前記測定筒１１とアルカリ注入筒１２とガス捕集筒１３とを連通可能に連結するバルブＶ1〜Ｖ4とを具備するものである。
図１は、実施例に係るアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器の概略図である。
図１に示すように、本実施例に係るアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器１０は、アルミニウムを含む金属廃棄物に有機ハロゲン化物が含有する際に、アルミニウム含有量を計測する判定器であって、金属廃棄物試料を内筒内に投入する測定筒１１と、該測定筒１１内にアルカリ剤を注入するアルカリ注入筒１２と、発生した水素ガスを捕集するガス捕集筒１３と、前記測定筒１１とアルカリ注入筒１２とガス捕集筒１３とを連通可能に連結するバルブＶ1〜Ｖ4とを具備するものである。
ここで、前記アルカリ注入筒１２に供給するアルカリ剤としては、アルミニウムと反応して水素が効率的に発生する水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム等を用いるのが好ましい。例えば１０〜２０％のＮａＯＨかＫＯＨを使用するのが好ましい。
また、有機ハロゲン化物（ＰＣＢ）や絶縁油との反応妨害対策として、溶解液にアセトンやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の添加剤を添加するのがより好ましい。
また、反応促進手段として、遥動操作や超音波振動操作を行うのが好ましい。
このアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器１０を用いて、アルミニウムの含有量の計測を行う工程を図２乃至４を参照しつつ説明する。
＜工程１＞
先ず、電子天秤でアルミニウムを含有した鉄の試料を計量する。
次に、計量した試料を測定筒１１内の内筒１１ａ内に入れる。
次に、１０％ＮａＯＨを、アルカリ注入筒１２に入れる。終了時の各筒容積を読取り、集計する。
先ず、電子天秤でアルミニウムを含有した鉄の試料を計量する。
次に、計量した試料を測定筒１１内の内筒１１ａ内に入れる。
次に、１０％ＮａＯＨを、アルカリ注入筒１２に入れる。終了時の各筒容積を読取り、集計する。
＜工程２＞
その後、アルカリ注入筒１２の１０％ＮａＯＨを、弁Ｖ1〜Ｖ3を操作して、測定筒１１に移送する。
アルミニウムとＮａＯＨとの反応で水素ガスの泡が測定筒１１内で発生する。この水素の発生に伴い、測定筒１１内のシリンジ１１ｂが移動する。
その後、アルカリ注入筒１２の１０％ＮａＯＨを、弁Ｖ1〜Ｖ3を操作して、測定筒１１に移送する。
アルミニウムとＮａＯＨとの反応で水素ガスの泡が測定筒１１内で発生する。この水素の発生に伴い、測定筒１１内のシリンジ１１ｂが移動する。
アルミニウムの含有量にもよるが、約１５〜６０分程度で水素の発生は完了する。
なお、測定筒１１内で発生した水素ガスが測定筒１１の容量よりも多い場合には、ガス捕集筒１３に弁Ｖ1、Ｖ4を切り替えて捕集する。
なお、測定筒１１内で発生した水素ガスが測定筒１１の容量よりも多い場合には、ガス捕集筒１３に弁Ｖ1、Ｖ4を切り替えて捕集する。
＜工程３＞
終了後の各筒容積を読取り、集計し計算する。ここで、測定筒１１内での水素ガス量をＸ1、ガス捕集筒１３内での水素ガス量をＸ2とすると、水素ガス量は両者の総和となる。
終了後の各筒容積を読取り、集計し計算する。ここで、測定筒１１内での水素ガス量をＸ1、ガス捕集筒１３内での水素ガス量をＸ2とすると、水素ガス量は両者の総和となる。
ここで、アルミニウム１ｍｇで１．２４４７ｍＬの水素が生成される（図５の水素ガス量とアルミニウム量との関係図参照）。
ここで、測定筒１１内の初期の容量が１０ｍＬであり、終了後の容量が７０ｍＬであるとする。水酸化ナトリウムを入れたアルカリ注入筒１２の初期の容量が５０ｍＬであり、終了後の容量が０ｍＬであるとする。
ガス捕集筒１３の初期の容量が０ｍＬであり、終了後の容量が３０ｍＬであるとする。
このような場合には、終了後の総容量が１００ｍＬであり、初期の総容量が６０ｍＬであるので、１００−６０＝４０ｍＬとなる。
よって、アルミニウム量は３２．１ｍｇとなり、アルミの比率は０．０６２４となる。
ガス捕集筒１３の初期の容量が０ｍＬであり、終了後の容量が３０ｍＬであるとする。
このような場合には、終了後の総容量が１００ｍＬであり、初期の総容量が６０ｍＬであるので、１００−６０＝４０ｍＬとなる。
よって、アルミニウム量は３２．１ｍｇとなり、アルミの比率は０．０６２４となる。
ここで、アルカリ洗浄に移行することができる被洗浄部材中のアルミニウム含有量の制限値を０．０６％以下とすると、基準以上のアルミニウムが含有されているので、粗洗浄を行う必要があると判定することができる。
また、制限値（０．０６％）以下の場合には、引き続きアルカリ洗浄工程を行うことができることとなる。
また、制限値（０．０６％）以下の場合には、引き続きアルカリ洗浄工程を行うことができることとなる。
図６に有害物質汚染部材の洗浄・無害化方法であるＰＣＢを含む蛍光灯安定器の洗浄処理のフローチャートについて説明する。
図６に示すように、有機ハロゲン化物を含有する部材を破砕する破砕工程（Ｓ１１）と、破砕した部材を粗洗浄する粗洗浄工程（Ｓ１２）と、前記アルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器を用いてアルミニウム含有量を判定するアルミニウム含有量判定工程（Ｓ１３）と、アルミニウム含有量が所定値以下（例えば０．０６％以下：ＯＫ）の場合に、アルカリ洗浄するアルカリ洗浄工程（Ｓ１４）とを含むものである。
図６に示すように、有機ハロゲン化物を含有する部材を破砕する破砕工程（Ｓ１１）と、破砕した部材を粗洗浄する粗洗浄工程（Ｓ１２）と、前記アルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器を用いてアルミニウム含有量を判定するアルミニウム含有量判定工程（Ｓ１３）と、アルミニウム含有量が所定値以下（例えば０．０６％以下：ＯＫ）の場合に、アルカリ洗浄するアルカリ洗浄工程（Ｓ１４）とを含むものである。
また、アルミニウム含有量が所定値以上（例えば０．０６％以上：ＮＯ）の場合に、再度粗洗浄工程（Ｓ１２）で洗浄を行うか、別に処理する別処理工程（Ｓ２０）として、再度アルミニウム含有量判定工程（Ｓ１３）を行うようにする。
これにより、アルカリ洗浄工程Ｓ１４及び仕上げ洗浄工程Ｓ１５での洗浄効率の向上を図ることができると共に、アルカリ剤、仕上げ洗浄剤の使用量の削減を図ることができる。
このように、本発明に係る計測装置では、構成が簡易であると共に、コンパクトであるので、現場においても迅速計測が可能となる。しかも安価に製造することができる。
また、計測時間も約３０分間前後で測定が完了するので、迅速計測が可能となる。
測定結果もアルカリ剤とアルミニウムとの反応は直線性があり、計測結果の精度がある。従来の手分析の精度と同等である。
測定結果もアルカリ剤とアルミニウムとの反応は直線性があり、計測結果の精度がある。従来の手分析の精度と同等である。
また、測定操作時の安全性があり、現場でも専任の分析担当者でなくとも計測が容易であるので、安全で現場使用可能である。
以上のように、本発明によれば、例えばＰＣＢ等の有機ハロゲン化物質を無害化処理する処理設備において、簡易迅速に部材中のアルミニウムの含有量を判定することができ、しかも有害物質汚染部材の効率的な洗浄・無害化方法を提供することができる。
１０ アルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器
１１ 測定筒
１２ アルカリ注入筒
１３ ガス捕集筒
Ｖ1〜Ｖ4 バルブ
１１ 測定筒
１２ アルカリ注入筒
１３ ガス捕集筒
Ｖ1〜Ｖ4 バルブ
Claims (5)
- アルミニウムを含む金属廃棄物に有機ハロゲン化物が含有する際に、該アルミニウム含有量を水素発生量により計測する水素ガス計測器であって、
金属廃棄物試料を内筒内に投入する測定筒と、
該測定筒内にアルカリ剤を注入するアルカリ注入筒と、
測定筒とアルカリ注入筒とを連通可能に連結するバルブとを具備してなり、
前記バルブを開放して、測定筒内にアルカリ剤を注入し、
前記測定筒内でアルミニウムとアルカリ剤との反応により発生した水素を計測することを特徴とするアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器。 - 請求項１において、
発生した水素ガスを捕集するガス捕集筒を具備することを特徴とするアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器。 - 請求項１又は２において、
前記アルカリ剤が水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムであることを特徴とするアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器。 - 請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
金属廃棄物試料を内筒内に投入する際、アセトン又はイソプロピルアルコールを混入してなることを特徴とするアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器。 - 有機ハロゲン化物を含有する部材を破砕する破砕工程と、
破砕した部材を粗洗浄する粗洗浄工程と、
請求項１乃至４のいずれか一つのアルミニウム含有量判定に用いる水素ガス計測器を用いて水素発生量を求め、発生した水素ガス量を基に、予め求めた水素ガス量とアルミニウム量との関係から、アルミニウム量を求め、所定のアルミニウムの含有基準であるか否かを判定するアルミニウム含有量判定工程と、
アルミニウム含有量が所定値以下の場合に、アルカリ洗浄するアルカリ洗浄工程とを含むことを特徴とする有害物質汚染部材の洗浄・無害化方法。
Priority Applications (1)
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