図面 (/)

技術 化学物質分解剤組成物及びそれを用いた化学物質の分解処理方法

出願人 株式会社ADEKAADEKA総合設備株式会社
発明者 金田崇良冨岡英和
出願日 2011年5月30日 (9年6ヶ月経過) 出願番号 2011-120620
公開日 2012年12月13日 (7年11ヶ月経過) 公開番号 2012-246434
状態 特許登録済
技術分野 消化剤;有害な化学剤の無害化 固体廃棄物の処理 酸化・還元による水処理 汚泥処理 触媒 他類に属さない組成物
主要キーワード フェロシアン化ナトリウム 配合モル数 フェリシアン化ナトリウム 浄化コスト 観測井戸 ブロモトリフルオロメタン フェロシアン化 トキサフェン
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年12月13日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (0)

図面はありません

課題

トリクロロエチレン等の化学物質分解効率が高く、且つ過硫酸塩が短時間で消費されることなく分解能力を長期に維持することのできる化学物質分解剤組成物を提供すること。

解決手段

過硫酸塩1モルに対して、2価又は3価の鉄イオン0.1〜1モル及びアスコルビン酸0.005〜0.1モルを含有する化学物質分解剤組成物とする。この化学物質分解剤組成物を、化学物質に汚染された土壌又は水と接触させることで、当該化学物質を効率よく分解処理することができる。

概要

背景

従来、有機塩素化合物などの化学物質洗浄剤などとして半導体工場クリーニング店工場)などで広く使用されてきたが、その環境負荷が大きいため、近年はその使用が敬遠されている。しかしながら、既に使用されたこれらの化学物質が、土壌地下水混入している場合も多く、土地の再利用をするに際し大きな社会問題となっているのが現状である。そこで様々な手段で、こうした汚染土壌汚染水浄化する試みがなされている。

汚染土壌や汚染水を物理的に除去する方法や、汚染物質生物的あるいは化学的に分解する方法が知られているが、物理的な方法は、除去した汚染土壌等の二次的な処理が必要となる欠点がある。また、生物的に汚染物質を分解する方法においては、環境への影響が少ないという利点はあるものの、高濃度の汚染物質や有機塩素化合物等の難分解性化合物への適用は難しい。これに対して化学的に分解する方法では、現地で汚染物質の分解が可能であるため二次的な処理は不要であり、更に高濃度の汚染物質や有機塩素化合物等の難分解性化合物への適用も可能である。

化学的に分解する方法としては、過酸化水素過硫酸塩を用いて汚染物質を酸化分解する方法が知られている。分解方法としては地盤中に注入する方法が一般的であるが、過酸化水素は不安定で分解が早いため、地盤に注入すると直ちに分解してしまい、浄化する範囲が極端に狭くなる欠点がある。一方、過硫酸塩は安定であるため、酸化剤として使用するためには触媒等の活性化剤が必要である。こうした触媒としては鉄イオン等の金属イオンを使用することが知られており、更に幅広いpH領域に対応させるため、あるいは触媒の鉄イオン等がオキシ水酸化鉄等の不溶性物質になることを抑制するために、クエン酸グルコン酸等のキレート剤を併用することが知られている(例えば、特許文献1及び2を参照)。過硫酸塩と触媒とを含む組成物は、キレート剤の使用により汚染物質の酸化分解の分解効率や分解速度を一定の範囲でコントロールできる。近年、過硫酸塩を含む組成物による汚染物質の分解処理活発に検討されている。

概要

トリクロロエチレン等の化学物質の分解効率が高く、且つ過硫酸塩が短時間で消費されることなく分解能力を長期に維持することのできる化学物質分解剤組成物を提供すること。過硫酸塩1モルに対して、2価又は3価の鉄イオン0.1〜1モル及びアスコルビン酸0.005〜0.1モルを含有する化学物質分解剤組成物とする。この化学物質分解剤組成物を、化学物質に汚染された土壌又は水と接触させることで、当該化学物質を効率よく分解処理することができる。なし

目的

本発明は、化学物質の分解効率が高く、且つ過硫酸塩が短時間で消費されることなく分解能力を長期に維持することのできる化学物質分解剤組成物を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

過硫酸塩(A)、2価又は3価の鉄イオン(B)及びアスコルビン酸(C)を含有することを特徴とする化学物質分解剤組成物

請求項2

過硫酸塩(A)1モルに対して、2価又は3価の鉄イオン(B)を0.1〜1モル、アスコルビン酸(C)を0.005〜0.1モル含有する水溶液であることを特徴とする請求項1に記載の化学物質分解剤組成物。

請求項3

過硫酸塩(A)が過硫酸ナトリウム又は過硫酸カリウムであり、2価又は3価の鉄イオン(B)のイオン源硫酸鉄であり、且つアスコルビン酸(C)がL−アスコルビン酸であることを特徴とする請求項1又は2に記載の化学物質分解剤組成物。

請求項4

請求項1〜3の何れか一項に記載の化学物質分解剤組成物を、化学物質汚染された土壌又は水と接触させて当該化学物質を分解処理することを特徴とする化学物質の分解処理方法

技術分野

0001

本発明は、化学物質によって汚染された土壌に添加することで、当該化学物質を効率よく分解処理することができる化学物質分解剤組成物及びそれを用いた化学物質の分解処理方法に関する。

背景技術

0002

従来、有機塩素化合物などの化学物質が洗浄剤などとして半導体工場クリーニング店工場)などで広く使用されてきたが、その環境負荷が大きいため、近年はその使用が敬遠されている。しかしながら、既に使用されたこれらの化学物質が、土壌や地下水混入している場合も多く、土地の再利用をするに際し大きな社会問題となっているのが現状である。そこで様々な手段で、こうした汚染土壌汚染水浄化する試みがなされている。

0003

汚染土壌や汚染水を物理的に除去する方法や、汚染物質生物的あるいは化学的に分解する方法が知られているが、物理的な方法は、除去した汚染土壌等の二次的な処理が必要となる欠点がある。また、生物的に汚染物質を分解する方法においては、環境への影響が少ないという利点はあるものの、高濃度の汚染物質や有機塩素化合物等の難分解性化合物への適用は難しい。これに対して化学的に分解する方法では、現地で汚染物質の分解が可能であるため二次的な処理は不要であり、更に高濃度の汚染物質や有機塩素化合物等の難分解性化合物への適用も可能である。

0004

化学的に分解する方法としては、過酸化水素過硫酸塩を用いて汚染物質を酸化分解する方法が知られている。分解方法としては地盤中に注入する方法が一般的であるが、過酸化水素は不安定で分解が早いため、地盤に注入すると直ちに分解してしまい、浄化する範囲が極端に狭くなる欠点がある。一方、過硫酸塩は安定であるため、酸化剤として使用するためには触媒等の活性化剤が必要である。こうした触媒としては鉄イオン等の金属イオンを使用することが知られており、更に幅広いpH領域に対応させるため、あるいは触媒の鉄イオン等がオキシ水酸化鉄等の不溶性物質になることを抑制するために、クエン酸グルコン酸等のキレート剤を併用することが知られている(例えば、特許文献1及び2を参照)。過硫酸塩と触媒とを含む組成物は、キレート剤の使用により汚染物質の酸化分解の分解効率や分解速度を一定の範囲でコントロールできる。近年、過硫酸塩を含む組成物による汚染物質の分解処理が活発に検討されている。

先行技術

0005

特開2010−082600号公報
特開2011−020108号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、過硫酸塩と触媒とを含む組成物は、触媒の量が少ないと分解効率が極端に低くなってしまう。一方、触媒の量を多くすると分解効率は上がるが、過硫酸塩が短時間で大量に消費され、過硫酸塩と触媒とを含む組成物が土壌中に拡散する前に汚染物質を分解する効力が短時間で消失するため、土壌中の狭い範囲の汚染物質しか分解できない欠点があった。
従って、本発明は、化学物質の分解効率が高く、且つ過硫酸塩が短時間で消費されることなく分解能力を長期に維持することのできる化学物質分解剤組成物を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

そこで、本発明者等は、鋭意検討した結果、化学物質の分解効率が高く、且つ分解能力が長期にわたって維持される組成物を見出し、本発明に至った。即ち、本発明は、過硫酸塩(A)、2価又は3価の鉄イオン(B)及びアスコルビン酸(C)を含有することを特徴とする化学物質分解剤組成物である。

発明の効果

0008

本発明によれば、化学物質の分解効率が高く、且つ過硫酸塩が短時間で消費されることなく分解能力を長期に維持することのできる化学物質分解剤組成物を提供することができる。

0009

本発明の化学物質分解剤組成物は、過硫酸塩(A)、2価又は3価の鉄イオン(B)及びアスコルビン酸(C)の3成分を含有する組成物である。
分解の対象となる化学物質は、有機物であれば種類を選ばず、例えば、ヘキサン石油エーテル等の脂肪族炭化水素化合物ベンゼントルエンキシレンナフタレンアントラセンフェナントレンピレンクリセン等の芳香族炭化水素化合物灯油軽油重油ガソリン、軽油、潤滑油等の石油製品ジクロロメタンクロロホルム四塩化炭素ブロモトリフルオロメタンブロモクロロジフルオロメタンジブロモジフルオロメタンジブロモテトラフルオロエタントリブロモフルオロメタンテトラクロロエチレントリクロロエチレン、1,1−ジクロロエチレン、1,2−ジクロロエチレン、クロロエチレンヘキサクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジクロロテトラフルオロエタン、1,3−ジクロロプロペン、2−クロロ−1,3−ブタジエンが挙げられる。ハロゲン化脂環式化合物としては、例えば、1,2,3,4,5,6−ヘキサクロロシクロヘキサンアルドリン(Aldrin)、ディルドリン(Dieldrin)、エンドリン(Endrin)、クロルデン(Chlorden)、ヘプタクロル(Heptachor)、マイレックス(Mirex)、トキサフェン(Toxaphene)が挙げられる。ハロゲン化芳香族化合物としては、例えば、ジクロロジフェニルトリクロロエタンDDT)、2,4−ジクロロフェノール、2,4,5−トリクロロフェノール、2,4,6−トリクロロフェノール、ペンタクロロフェノールポリ塩化ビフェニル類(PCB)、ダイオキシン類等の有機ハロゲン化合物等が挙げられる。本発明の化学物質分解剤組成物は、難分解性として知られる有機ハロゲン化合物に対して効果的に使用することができる。

0010

上記の化学物質が混入した対象物を浄化する目的で、本発明の化学物質分解剤組成物は使用されるが、こうした対象物としては、例えば、土壌、汚泥工場排水生活排水河川水湖沼水、地下水等が挙げられる。

0011

本発明の化学物質分解剤組成物に使用される(A)成分の過硫酸塩としては、例えば、過硫酸リチウム過硫酸ナトリウム及び過硫酸カリウム等が挙げられる。これらの中でも、過硫酸ナトリウム及び過硫酸カリウムが好ましく、経済的に安価で水溶性の高い過硫酸ナトリウムが更に好ましい。上記した過硫酸塩は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。

0012

本発明の化学物質分解剤組成物に使用される(B)成分は2価又は3価の鉄イオンである。これらの鉄イオンのイオン源は、水に溶解あるいは分散するものであれば特に限定されないが、水への溶解性が良好なことから鉄塩を使用することが好ましい。こうした鉄塩としては、例えば、塩化鉄(II)、塩化鉄(III)、過塩酸鉄(II)、過塩酸鉄(III)、臭化鉄(II)、臭化鉄(III)、ヨウ化鉄(II)、ヨウ化鉄(III)、硝酸鉄(II)、硝酸鉄(III)、チオシアン酸鉄(II)、チオシアン酸鉄(III)、酢酸鉄(II)、シュウ酸鉄(III)、硫酸アンモニウム鉄(II)、硫酸アンモニウム鉄(III)、硫酸カリウム鉄(III)、硫酸鉄(II)、硫酸鉄(III)、フェロシアン化ナトリウムフェリシアン化ナトリウムフェロシアン化カリウムフェリシアン化カリウムフェロシアン化アンモニウムフェリシアン化アンモニウム等が挙げられ、有機物質分解率経済性の点から、塩化鉄(II)、塩化鉄(III)、硝酸鉄(II)、硝酸鉄(III)、硫酸鉄(II)、硫酸鉄(III)が好ましく、塩化鉄(II)、硝酸鉄(II)、硫酸鉄(II)が更に好ましく、塩化鉄(II)及び硫酸鉄(II)が最も好ましい。これらの鉄塩は無水塩でもよいし水和物でもよく、水への溶解または分散のしやすさを考慮して、適宜選択すればよい。なお、本発明において水和物とは結晶水を有する塩をいい、例えば、硫酸鉄(II)は無水塩の他に、一水和物四水和物五水和物及び七水和物が知られている。上記した鉄イオンのイオン源は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。

0013

本発明の化学物質分解剤組成物に使用される(C)成分はアスコルビン酸である。アスコルビン酸には、L体とD体の2つの光学異性体が存在するが、安全性が高く、安価であることからL−アスコルビン酸が好ましい。なお、上記(B)成分と(C)成分とが複合して、例えば、アスコルビン酸鉄塩等を形成してもよい。

0014

本発明の化学物質分解剤組成物に使用される(A)成分、(B)成分及び(C)成分の配合比は特に規定されないが、化学物質を効率よく分解する点から、(A)成分1モルに対して、(B)成分を0.1〜1モル、好ましくは0.2〜0.8モル、より好ましくは0.3〜0.7モル配合し、更に(C)成分を0.005〜0.1モル、好ましくは0.01〜0.05モル、より好ましくは0.01〜0.03モル配合すればよい。(B)成分が0.1モルより少ないと化学物質の分解が進まない場合があり、1モルを超えると(A)成分が短時間で消費されて持続性が損なわれる場合や、配合量に見合った効果が得られない場合がある。また(C)成分が0.005モルより少ないと化学物質の分解が進まない場合があり、0.1モルを超えると(A)成分が短時間で消費されて持続性が損なわれる場合がある。

0015

本発明の化学物質の分解処理方法は、本発明の化学物質分解剤組成物(以下、「本薬剤」という)を、化学物質に汚染された土壌又は水と接触させ、当該化学物質を分解処理する方法である。
化学物質に汚染された工場排水や地下水等の汚染水を浄化する場合には、汚染水に本薬剤を添加した後、攪拌を行って混合する。本薬剤は、添加後に汚染水中で素早く分散することから水溶液の状態が好ましい。本薬剤の添加量は、化学物質の種類や量によって適宜決めればよく、具体的には、化学物質1モルに対して、本薬剤中の(A)成分である過硫酸塩が5〜50モルになるように添加するのが好ましく、8〜30モルがより好ましく、10〜20モルが更に好ましい。過硫酸塩の量が5モル未満の場合は化学物質の分解が完全に終了しない場合があり、50モルを超えると添加量に見合った効果が得られない場合がある。なお、過硫酸塩の添加量が5モル未満であっても、必要量の本薬剤をその後に追加添加することで化学物質を分解処理することが可能である。本薬剤を添加後は、添加剤が均一に分散していれば攪拌を続けていても静置してもよい。更に、定期的に汚染水をサンプリングして汚染物質のモニタリングを行い、化学物質の濃度が目標値以下に達すれば分解処理が終了する。なお、化学物質の濃度が目標値以下に達しない場合は、一定量の本薬剤を汚染水に追加すればよい。

0016

次に、化学物質により汚染された土壌を浄化する場合について説明する。汚染された土壌を浄化するには、汚染された土壌を掘り返し、当該土壌に水を加えてスラリー状にしてから分解処理してもよいし、汚染された土壌に本薬剤を直接注入して分解処理してもよい。スラリーにして浄化する方法は、掘削や土壌撹拌が必要であることによる浄化コストや、土壌のスラリー化による土粒子構造変化間隙率の増大による地盤の脆弱対策の必要性等の問題がある。よって汚染土壌の浄化方法としては、浄化コストや地盤の安定性の点から、土壌に本薬剤を直接注入することが好ましい。なお、本薬剤を土壌に直接注入する場合において、本薬剤を構成する成分をそれぞれ別々に土壌に注入してもよい。

0017

土壌に注入する本薬剤は、注入後に土壌中に広がりやすいことから水溶液の状態が好ましく、具体的には、(A)成分である過硫酸塩が1〜20質量%の水溶液になるように本薬剤を水で希釈し、浄化しようとする土量1m3に対して、水で希釈した本薬剤中の(A)成分である過硫酸塩が0.5〜50kgになるように本薬剤の水溶液を添加するのが好ましく、1〜40kgがより好ましく、2〜20kgが更に好ましい。過硫酸塩が0.5kg未満の場合は化学物質の分解速度が遅くなる場合や、分解が完全に終了しない場合があり、50kgを超えると環境に悪影響を与える場合や、添加量に見合った効果が得られない場合がある。また、本薬剤を構成する成分をそれぞれ別々に土壌に注入することも可能であり、この場合は過硫酸塩が1〜20質量%水溶液の溶液Aと、鉄イオン及びアスコルビン酸の合計の濃度が0.05〜30質量%水溶液の溶液Bをそれぞれ調整し、溶液A及び溶液Bを別々に土壌に注入すればよいが、化学物質を効率よく分解するためには最初に溶液B、次に溶液Aの順で土壌に注入することが好ましい。しかしながら別々に注入する場合は、各成分の比率が本発明の範囲内になるように調整して注入しなければならないため、こうした調整の必要がない本薬剤を直接注入する方法が好ましい。

0018

本薬剤を土壌に注入する場合には、汚染深度に達する注入用の井戸を、例えば、1〜20m、好ましくは1.5〜5m程度の間隔で設置する。また、本薬剤の拡散を促進するために揚水用の井戸を設置し、地下水を揚水しながら本発明の分解処理方法に用いる薬剤を注入することが好ましい。注入井戸の間に観測井戸を設置し、定期的に地下水あるいは土壌をサンプリングし、化学物質の分解率のモニタリングを行い、化学物質の濃度が目標値以下に達したら注入を停止すればよい。

0019

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
下記試験方法に従い、粉砕及び乾燥した土とトリクロロエチレン(TCE)とを含むモデル汚染土壌に対して薬剤を使用してTCEの分解試験を行った。

0020

<試験方法>
120mlの遮光バイアル瓶に、粉砕及び乾燥した土を10g、TCEが200mg/lの水溶液を50g入れた。表1及び表2に記載のモル比で各成分を配合し、過硫酸塩の濃度が6000mg/lになるように水で希釈して各薬剤(実施例1〜8及び比較例1〜7)を調製した。これらの薬剤50gを、土とTCE水溶液の入った遮光バイアル瓶にそれぞれ添加した。その後、遮光バイアル瓶を上下に振って内容物を均一化し、25℃の恒温槽内に静置した。この時点(分解前)でのTCE濃度は100mg/lである。
2日間静置後、遮光バイアル瓶中の上澄み水を10ml採取し、ガスクロマトグラフィーを用いて残存TCE量と残存過硫酸塩量とを測定した。ガスクロマトグラフィーの条件は下記の通りである。なお、比較例2及び比較例3については、残存過硫酸塩量が0%になるまで(7日間静置)分解を続けた。2日静置後のデータを表1及び表2に、7日間静置後の比較例2及び比較例3のデータを表3に示す。

0021

<ガスクロマトグラフィー条件>
機器GC−2014(島津製作所株式会社製)
カラム:InterCap1(内径0.25mm、長さ30m、膜厚1.5μm;GLサイエンス社製)
カラム温度:40℃から200℃に昇温(5℃/min)
インジェクション温度:200℃
ディテクター温度:250℃
注入量:0.1ml
スプリット比:1:50

0022

下記表1及び2において、各成分の数字はモル比であり、過硫酸ナトリウムあるいは過硫酸カリウム1モルに対するその他の化合物配合モル数である。

0023

0024

0025

実施例

0026

上記結果より、実施例の薬剤はいずれもTCE濃度を1mg/l未満に低下させており、本発明の薬剤の分解能力が高いことが分かる。また、実施例では過硫酸塩も一定量以上残存しており、2日経過後も分解能力を維持していることが分かる。一方、比較例の薬剤はいずれもTCE濃度を1mg/l未満に低下させることができなかった。また、比較例では過硫酸塩の残量が0%になるまで試験を継続してもTCE濃度が1mg/l未満に達していないことから、本発明の薬剤と比較例の薬剤との間には、分解能力に大きな差があることが確認された。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 太平洋セメント株式会社の「 パーム椰子殻を含むバイオマス燃料の受発注システム」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】需要者側に過度な負担を課すことなく、需要者が要求する品質及び数量を満足するPKSを安定的に供給することのできる受発注システムを提供する。【解決手段】受発注システムは、燃料管理基地が保有するバイ... 詳細

  • 株式会社ニッシンの「 スラッジ除去装置」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】工作機械で使用した後のクーラント液に含まれるスラッジ等の固形分や不純油等の油分を効率的に除去して清澄なクーラント液を再生すると共に、固形分の除去に用いた濾紙を再生して複数回の使用を可能とするス... 詳細

  • 前澤化成工業株式会社の「 厨房排水処理装置」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】厨房排水に含まれている厨芥や油脂分を、異臭を拡散させずに処理することができ、かつ小型化が容易な構成の厨房排水処理装置を提供する。【解決手段】シンク部と、シンク部の下方に配置されているグリースト... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ