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図面 (6)

課題

廃油又は廃液中リン酸トリブチル(TBP)分解処理できる廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置を提供する。

解決手段

リン酸トリブチル(TBP)を含む廃油11を貯蔵する貯蔵タンク12と、廃油11中に光触媒(TiO2スラリ)13aを導入する光触媒導入手段13と、前記貯蔵タンク12内に内装され、該貯蔵タンク12内に紫外線(UV)を照射する紫外線照射手段14と、前記貯蔵タンク12内で、紫外線照射による光分解によりリン酸トリブチル(TBP)を分解処理した光触媒13を含む処理液15を通過させ、紫外線ランプ16による紫外線(UV)照射により光分解する分解処理部17と、前記分解処理部17で分解処理された処理液18を貯蔵する処理液タンク19と、を具備する。

概要

背景

火力プラントなどでは、油圧機器タービンが用いられており、これらの機器には多量の潤滑油が供給されている。そして、付属設備として、交換油処理装置が必要となっている。

潤滑剤には、極圧添加剤としてのリン酸トリブチル(TBP)が用いられている。
また、リン酸トリブチル(TBP)は、極圧添加剤以外として、製紙や繊維化工程の消泡剤や、合成ゴムインク可塑剤触媒、安定剤など各種用いられている。
ここで、リン酸トリブチル(TBP)は、人体に対し毒性は確認されていないが、眼、皮膚、気道激しく刺激し、吸入すると頭痛吐き気咽頭痛意識喪失をおこすため有害である。

環境への排出は、廃棄物への移動と公共水域への排出が主体であり、環境へ排出する前に廃潤滑油廃水中のリン酸トリブチル(TBP)の分解処理を行う必要がある。

このリン酸トリブチル(TBP)は、核燃料再処理工程でも抽出剤として用いられており、その分解処理として、例えば濃硫酸を用いて150℃での炭化分解処理や、例えば高温(1300〜1500℃)での燃焼処理が、提案されている(特許文献1及び2)。

概要

廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解処理できる廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置を提供する。リン酸トリブチル(TBP)を含む廃油11を貯蔵する貯蔵タンク12と、廃油11中に光触媒(TiO2スラリ)13aを導入する光触媒導入手段13と、前記貯蔵タンク12内に内装され、該貯蔵タンク12内に紫外線(UV)を照射する紫外線照射手段14と、前記貯蔵タンク12内で、紫外線照射による光分解によりリン酸トリブチル(TBP)を分解処理した光触媒13を含む処理液15を通過させ、紫外線ランプ16による紫外線(UV)照射により光分解する分解処理部17と、前記分解処理部17で分解処理された処理液18を貯蔵する処理液タンク19と、を具備する。

目的

本発明は、前記問題に鑑み、廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)を分解処理できる廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

リン酸トリブチル(TBP)を含む廃油又は廃液貯蔵する貯蔵タンクと、前記廃油又は廃液中光触媒を導入する光触媒導入手段と、前記貯蔵タンク内内装され、該貯蔵タンク内に紫外線照射する紫外線照射手段と、前記貯蔵タンク内で、紫外線照射による光分解によりリン酸トリブチル(TBP)を一部分解処理した光触媒を含む処理液を通過させ、紫外線ランプによる紫外線(UV)照射により光分解する分解処理部と、前記分解処理部で分解処理された処理液を貯蔵する処理液タンクと、を具備することを特徴とする廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置

請求項2

請求項1において、前記処理液タンク内の前記廃液処理液中リン酸トリジブチル(TBP)を測定する分析手段と、前記分析手の分析により、リン酸トリジブチル(TBP)が規定値以下の場合、処理液貯蔵タンクに供給する供給ラインと、規定値以上の場合には再度分解処理する再処理ラインと、を具備することを特徴とする廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置。

請求項3

請求項1又は2において、前記貯蔵タンク内に酸化剤を導入する酸化剤導入手段を有することを特徴とする廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置。

請求項4

請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、前記分解処理部の前流側で、前記廃油又は廃液中に、酸化剤又はアルカリ添加剤を添加する添加剤供給手段を有することを特徴とする廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置。

請求項5

請求項1乃至4のいずれか一つにおいて、前記処理液中のリン酸を固定するリン酸固定手段を有することを特徴とする廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置。

技術分野

0001

本発明は、廃油又は廃液中リン酸トリブチル(TBP)分解装置に関するものである。

背景技術

0002

火力プラントなどでは、油圧機器タービンが用いられており、これらの機器には多量の潤滑油が供給されている。そして、付属設備として、交換油処理装置が必要となっている。

0003

潤滑剤には、極圧添加剤としてのリン酸トリブチル(TBP)が用いられている。
また、リン酸トリブチル(TBP)は、極圧添加剤以外として、製紙や繊維化工程の消泡剤や、合成ゴムインク可塑剤触媒、安定剤など各種用いられている。
ここで、リン酸トリブチル(TBP)は、人体に対し毒性は確認されていないが、眼、皮膚、気道激しく刺激し、吸入すると頭痛吐き気咽頭痛意識喪失をおこすため有害である。

0004

環境への排出は、廃棄物への移動と公共水域への排出が主体であり、環境へ排出する前に廃潤滑油廃水中のリン酸トリブチル(TBP)の分解処理を行う必要がある。

0005

このリン酸トリブチル(TBP)は、核燃料再処理工程でも抽出剤として用いられており、その分解処理として、例えば濃硫酸を用いて150℃での炭化分解処理や、例えば高温(1300〜1500℃)での燃焼処理が、提案されている(特許文献1及び2)。

先行技術

0006

特開平2−232599号公報
特開平6−347594号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、特許文献1及び2の提案は、高温処理設備や濃硫酸を用いるので、高温処理設備や耐酸性処理設備が必要となり、大掛かりな設備を準備し、莫大コストがかかる、という問題がある。

0008

そこで、簡易な装置で、廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP:Tributyl Phosphate)を簡易に分解処理する装置の出現が求められている。

0009

本発明は、前記問題に鑑み、廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)を分解処理できる廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解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

0010

上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、リン酸トリブチル(TBP)を含む廃油又は廃液貯蔵する貯蔵タンクと、前記廃油又は廃液中に光触媒を導入する光触媒導入手段と、前記貯蔵タンク内内装され、該貯蔵タンク内に紫外線照射する紫外線照射手段と、前記貯蔵タンク内で、紫外線照射による光分解によりリン酸トリブチル(TBP)を一部分解処理した光触媒を含む処理液を通過させ、紫外線ランプによる紫外線(UV)照射により光分解する分解処理部と、前記分解処理部で分解処理された処理液を貯蔵する処理液タンクと、を具備することを特徴とする廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置にある。

0011

第1の発明によれば、廃液又は廃油を貯蔵タンク内で酸化チタンにより含有するリン酸トリブチル(TBP)を酸化分解処理し、酸化分解処理した廃液又は廃油を抜き出し、分解処理部でさらに紫外線を照射して酸化分解処理させ、リン酸トリブチル(TBP)を有機酸ブチルアルコール)とリン酸とに分解することにより、廃液又は廃油中リン酸トリチル(TBP)を分解処理することができる。

0012

第2の発明は、第1の発明において、前記処理液タンク内の前記廃液処理液中のリン酸トリジブチル(TBP)を測定する分析手段と、前記分析手の分析により、リン酸トリジブチル(TBP)が規定値以下の場合、処理液貯蔵タンクに供給する供給ラインと、規定値以上の場合には再度分解処理する再処理ラインと、を具備することを特徴とする廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置にある。

0013

第2の発明によれば、分析手段でリン酸トリブチル(TBP)の濃度を測定して、規定値以下の場合には、処理タンクに供給して貯蔵し、規定値以上の場合には、上流側に戻すことで、再度リン酸トリブチル(TBP)の分解を行う。

0014

第3の発明は、第1又は2の発明において、前記貯蔵タンク内に酸化剤を導入する酸化剤導入手段を有することを特徴とする廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置にある。

0015

第3の発明によれば、貯蔵タンク内に、別途酸化剤を導入するので、酸化触媒の酸化に加えて酸化処理をより促進することができる。

0016

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、前記分解処理部の前流側で、前記廃油又は廃液中に、酸化剤又はアルカリ添加剤を添加する添加剤供給手段を有することを特徴とする廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置にある。

0017

第4の発明によれば、分解処理部に供給する前に酸化剤又はアルカリを添加するので、紫外線照射による酸化処理をより促進することができる。

0018

第5の発明は、第1乃至4のいずれか一つの発明において、前記処理液中のリン酸を固定するリン酸固定手段を有することを特徴とする廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置にある。

0019

第5の発明によれば、処理液中に含まれるリン酸を固定化処理することができる。

発明の効果

0020

本発明によれば、廃液又は廃油を貯蔵タンク内で酸化チタンにより酸化分解処理し、酸化分解処理した廃液又は廃油を抜き出し、分解処理部でさらに紫外線を照射して酸化分解処理させて、リン酸トリブチル(TBP)を有機酸(ブチルアルコール)とリン酸とに分解することにより、廃液又は廃油中のリン酸トリブチル(TBP)を分解処理することができる。

図面の簡単な説明

0021

図1は、実施例1に係る廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置である。
図2は、実施例1に係る他の廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置である。
図3は、実施例2に係る廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置である。
図4は、実施例3に係る廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置である。
図5は、実施例4に係る放射性廃液ガラス固化処理装置である。

0022

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

0023

図1は、実施例1に係る廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置の概略図である。図2は、実施例1に係る他の廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置の概略図である。
ここで、本実施例では、処理対象として油圧機器で使用した潤滑油廃油を用いている。

0024

図1に示すように、本実施例に係る廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置10Aは、リン酸トリブチル(TBP)を含む廃油11を貯蔵する貯蔵タンク12と、廃油11中に光触媒であるTiO2スラリ13aを導入する光触媒導入手段13と、前記貯蔵タンク12内に内装され、該貯蔵タンク12内に紫外線(UV)を照射する紫外線照射手段14と、前記貯蔵タンク12内で、紫外線照射による光分解によりリン酸トリブチル(TBP)を分解処理したTiO2スラリ13aを含む処理液15を通過させ、紫外線ランプ16による紫外線(UV)照射により光分解する分解処理部17と、前記分解処理部17で分解処理された処理液18を貯蔵する処理液タンク19と、を具備するものである。
ここで、図1中、符号L0は廃油供給ライン、L1は酸化触媒供給ライン、L2は処理廃油抜き出しライン、L3は処理液供給ライン、L4は処理液抜き出しライン、L5は処理液供給ライン、L6は処理液戻しライン、P1、P2はポンプを図示する。

0025

被処理液である廃油11は、極圧添加剤であるリン酸トリブチル(TBP)を含む潤滑剤であり、使用により劣化・分解されてリン酸ジブチル(DBP)や水分も多少含まれている。また、貯蔵タンク12内では、上層11A、中層11B、下層11Cの三層に分離されている。なお、貯蔵タンク12の底部には堆積物11Dが沈殿されている。

0026

ここで、下層11Cは、水層であり、水には各種塩分が含まれる。また、中層11Bは、リン酸トリブチル(TBP)及びリン酸ジブチル(DBP)及び水分であり、下層11Cと同様に各種塩分が水に含まれる。さらに、上層11Aは、リン酸トリブチル(TBP)及びリン酸ジブチル(DBP)である。

0027

貯蔵タンク12の底部より、廃油11の下層11C側から順に廃液抜き出しラインL2により抜き出し、分解処理部13を順次通過させる。

0028

廃油11には、貯蔵タンク12内に導入する前に、光触媒である酸化チタン(TiO2)のTiO2スラリ13をTiO2スラリ供給手段14から供給している。

0029

本実施例では、光触媒として使用する材料としてTiO2を用いるのが好ましい。また、TiO2を用いる場合、触媒性能に優れたアナターゼ型結晶構造を有するTiO2を用いるのが特に好ましい。また、本実施例においては、光触媒の材料としてTiO2を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、酸化亜鉛(ZnO)、硫化カドミウムCdS)、酸化鉄なども用いることができる。

0030

本実施例では、外部に設置した紫外線発生手段14aと、この発生した紫外線(UV)を光ファイバ14bにより内部に導入するようにしている。なお、内部に紫外線照射ランプそのものを設置するようにしてもよい。

0031

ここで、本実施例のように、光ファイバ14bを用いて貯蔵タンク12の内部紫外線を照射するのは、貯蔵タンク12内は油が劣化している場合、紫外線の透過率が低下する。よって導入された廃油11に満遍なく紫外線を照射するように、線状体である光ファイバを縦横に多数本配設している。

0032

また、光ファイバを担持体とし、その表面に酸化チタン(TiO2)からなるTiO2層を被覆したTiO2被覆光ファイバを用いるようにしてもよい。

0033

貯蔵タンク12内において、TiO2に紫外線(UV)が照射されることで、空気に由来する酸素(O2)と水(H2O)とが、TiO2により下記式のように反応して酸化剤を発生させる。そして下記反応式(3)、(4)により、リン酸トリブチル(TBP:[CH3(CH2)3O]3POOH)及びリン酸ジブチル(DBP:[CH3(CH2)3O]2POOH)をリン酸(H3PO4)として無機化させ、分解処理するようにしている。なお、リン酸ジブチル(DBP)の割合は、少ないので、以下の分解処理については、は微量であるので、リン酸トリブチル(TBP)の分解についての記載とする。
O2 → O2- ・・・(1)
H2O → OH- ・・・(2)
[CH3(CH2)3O]3POOH+O2-+OH-→3(C4H9OH)+H3PO4・2H2O ・・・(3)
[CH3(CH2)3O]2POOH+O2-+OH-→2(C4H9OH)+H3PO4・2H2O ・・・(4)

0034

この貯蔵タンク12で第1回目の光触媒のTiO2による酸化分解により、リン酸トリブチル(TBP)の一部が分解処理された処理液15は、次に処理廃油抜き出しラインL2を介して分解処理部17に導入される。

0035

この分解処理部17では、紫外線ランプ16から紫外線(UV)を照射することで、第2回目の光触媒のTiO2による酸化分解が行われ、リン酸トリブチル(TBP)を更に酸化分解する。

0036

また、分解処理部17には、加熱手段(図示せず)が設けられており、例えば80℃程度の加熱下において、リン酸トリブチル(TBP)を分解させている。
分解処理した処理液18は処理液タンク19内で貯留される。

0037

また、処理がなされていることを確認するために、処理液タンク19内の処理液18中のリン酸トリブチル(TBP)の含有量を分析手段20により測定するようにしている。

0038

そして、処理液18中のTBP量が規定値(TBP量が例えば100ppmのときを規定値とする)以下のとき、処理液抜き出しラインL4に設けた切替弁21を切替え、処理済貯蔵タンク22へ処理液18を処理液供給ラインL5により導入する。

0039

これに対して、規定値以上(TBPが例えば100ppm以上)のとき、切替弁21を切替え、規定値以上である処理液18を、貯蔵タンク12又は分解処理部17の前流側のいずれかに戻しラインL6-1、L6-2で戻し、再度処理する。

0040

戻す程度は、TBPの濃度が、100〜1000ppm程度の場合、分解処理部17の前に、戻しラインL6-1で戻すようにして、再度分解処理している。

0041

また、分解処理が不十分な場合、貯蔵タンク12の前に戻しラインL6-2で戻すようにして、再度分解処理している。

0042

分析手段20としては、ガスクロマトグラフ質量分析GC-MS)装置、高速液体クロマトグラフHPLC)装置などを用いることができる。

0043

また、図2に示す廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置10Bでは、処理済貯蔵タンク22で所定量貯蔵した後、リン酸固定化手段23により、リン酸を固定化するようにしている。

0044

これは、処理液18中には、TBPの分解によるリン酸を含むこととなるので、カルシウム(Ca)を充填したリン酸固定化手段23を通過させ、ここでリン酸をアパタイト(Ca5(PO4)3(OH))化させて、リン酸を固定するようにしている。その後廃棄することができる。

0045

本実施例によれば、TBPを含む廃油11に光触媒のTiO213a供給し、貯蔵タンク12内で光触媒のTiO2による第1回目の酸化分解処理をすると共に、さらに、分解処理部17により第2回目の酸化分解処理をさせ、リン酸トリブチル(TBP)を有機酸(ブチルアルコール)とリン酸とに分解することにより、廃液中のリン酸トリブチル(TBP)を所定濃度以下に分解処理することができる。
よって、本実施例の廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置を用いることで、リン酸トリブチル(TBP)を含有する例えば潤滑剤、消泡剤、可塑剤、触媒、安定剤などの廃油又は廃液を処理することで、環境への排出が可能となる。

0046

図3は、実施例2に係る廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置の概略図である。なお、実施例1に係る廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置の構成と重複する部材には同一符号を付してその説明は省略する。
実施例2に係る廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置10Cは、貯蔵タンク12内に酸化剤24を導入する酸化剤導入手段25を設けている。

0047

酸化剤24としては、例えば過酸化水素(H2O2)、オゾン(O3)、酸素(O2)を例示することができる。

0048

本実施例では、実施例1において、さらに酸化剤24を導入することで、貯蔵タンク12内における第1の酸化分解処理を助長させるようにしている。

0049

図4は、実施例3に係る廃油又は廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置である。なお、実施例1に係る廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置の構成と重複する部材には同一符号を付してその説明は省略する。
実施例3に係る廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置10Dは、実施例2の廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置10Cにおいて、さらに分解処理部17の前流側で添加剤26を添加剤供給手段27により供給している。ここで、添加剤26としては、酸化剤又はアルカリ剤のいずれか一方又は両方を用いることができる。

0050

ここで、アルカリ剤としては、例えば水酸化ナトリウム(NaOH)を例示することができる。他のアルカリ剤としては、例えば水酸化カルシウム(KOH)、水酸化リチウム(LiOH)、炭酸ナトリウム(Na2CO3)例示することができる。

0051

そして、徐々に抜き出された処理液15に添加剤26として水酸化ナトリウム水溶液を添加し、80℃程度の加熱下で、分解処理部17で鹸化反応を進行させて、下記反応式(5)により、リン酸ナトリウム(Na3PO4)として無機化させ、分離除去して処理するようにしている。
[CH3(CH2)3O]3POOH+NaOH+H2O→3(C4H9OH)+Na3PO4 ・・・(5)

0052

ここで、酸化剤としては、例えば過酸化水素(H2O2)、オゾン(O3)、酸素(O2)を例示することができる。

0053

また、徐々に抜き出された処理液15に、添加剤26として10%相当の例えば過酸化水素(H2O2)を添加し、80℃程度の加熱下で、分解処理部17で酸化反応を進行させて、酸化分解によりリン酸(H3PO4)として無機化させ、分離除去して処理するようにしている。

0054

また、さらに過酸化水素等の酸化剤を添加し、80℃程度の加熱下で、酸化反応を進行させて、H3PO4として無機化させると共に、アルカリ剤を添加して鹸化反応を行い、リン酸トリブチル(TBP)を無機化させ廃液中のリン酸トリブチル(TBP)を所定濃度以下に分解処理することができる。

0055

図5は、実施例4に係る放射性廃液のガラス固化処理装置の概略図である。なお、実施例1に係る廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置の構成と重複する部材には同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例に係る放射性廃液のガラス固化処理装置100は、実施例1の廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置10Aと、処理理後の処理液18を中和処理する中和タンク29と、中和物30をガラス固化するガラス固化装置であるガラス溶融炉32とを具備するものである。

0056

リン酸トリブチル(TBP:Tributyl Phosphate)は、例えば、ウラン(U)や、プルトニウム(Pu)などを抽出する溶媒として用いられており、抽出後のアルカリ濃縮廃液を、例えばガラス固化処理する必要がある。

0057

このガラス固化する工程において、リン酸トリブチル(TBP:Tributyl Phosphate)が、放射化分解により、リン酸ジブチル(DBP:Dibutyl Phosphate)に分解して不純物として水相側に含まれ。よって、後流側のガラス固化工程において、ガラス固化体に処理する際には、不純物の含有量が少ないことが求められている。

0058

本実施例では、被処理液として放射性アルカリ廃液11Aを対象とし、貯蔵タンク12の供給する際に、TiO2スラリ13aを供給し、貯蔵タンク12で光触媒のTiO2により第1回目の酸化分解処理をし、次にTiO2スラリ13aを含む処理液15を分解処理部17で紫外線照射による第2回目の酸化分解処理を行い、処理液タンク19に処理液18が供給される。この2回の分解処理において、リン酸トリブチル(TBP)から放射化分解された微量のリン酸ジブチル(DBP)が分解処理される。その後、DBPの量を分析手段20で測定し、DBPの含有量が所定値(例えば60ppm)以下の場合に、切替弁21の操作により中和タンク29に供給される。なお、規定値以上の場合には、再度分解処理がなされる。

0059

この中和タンク29で硝酸により中和された中和物30は、中和物抜き出しラインL10を介して、混合タンク31に供給される。この混合タンク31は、高レベル濃縮廃液貯蔵手段34からの廃液も供給される。そして、混合タンク31から抜き出しラインL11により抜き出された中和物30は、ガラス溶融炉32でガラス固化処理され、ガラス固化物33とされる。

0060

本実施例では、実施例1の廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置を用いているが、実施例2及び3の廃油又は廃液中のリン酸トリブチル(TBP)分解装置を用いるようにしてもよい。

0061

このように、本実施例によれば、放射性アルカリ廃液11A中に含まれる不純物のDBPの含有量を所定量以下とするので、不純物が少なく、ガラス固化性の効率が良好なものとなる。

実施例

0062

なお、図2乃至4に示すように、中和タンク29の後流側にリン酸固定手段23を設けることで、分解処理されたリン酸もアパタイト化処理され固定化される。

0063

10A〜10C廃油又は廃液中のトリブチル(TBP)分解装置
11 廃油
12貯蔵タンク
13a TiO2スラリ
13光触媒導入手段
14紫外線照射手段
15処理液
16紫外線ランプ
17分解処理部
18 処理液
19 処理液タンク

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