JP7141302B2 - Method and equipment for processing mineral oil in radioactive controlled areas - Google Patents
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本発明は、放射性管理区域内に保有されている鉱物油をその場で処理する方法及び装置に関し、特にシリコーン油を含む鉱物油をその場で処理する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for on-site treatment of mineral oil held within a radioactive controlled area, and more particularly to a method and apparatus for on-site treatment of mineral oil containing silicone oil.
一般産業分野における廃油の処理は、当該油に毒性がないものについては廃油として産業廃棄物業者がそのまま回収して以降、焼却処理などがなされる。PCBなどの毒性を有する油の処理は、法的に定められた特定施設内で行われている。 In the general industrial field, waste oil is collected as waste oil by an industrial waste disposal company and then incinerated if the oil is not toxic. Toxic oils, such as PCBs, are processed in legally specified facilities.
一方、原子力施設内で機器・装置に使用される油(タービン油、潤滑油など)は、放射性物質の汚染が皆無またはほとんどないにもかかわらず、液体のクリアランス法規制が未整備のため、当該施設外へ搬出できない場合が多く、放射線管理区域内に保管される。そのため、定期検査などで交換した使用済の廃油が放射線管理区域内に貯蔵され、その量も増加傾向にある。放射線管理区域内での非放射性汚染物は焼却処理されているが、廃油の焼却処理は進んでいない。特にシリコーンを含む油の場合、焼却することでケイ素酸化物が発生し、焼却炉の排気集塵系統に閉塞を生じさせるため、焼却による処理は現実的でない。 On the other hand, the oil (turbine oil, lubricating oil, etc.) used in the equipment and devices in nuclear facilities has little or no radioactive contamination, but due to the lack of liquid clearance laws and regulations, In many cases, it cannot be carried out of the facility, and is stored in a radiation controlled area. For this reason, used waste oil that has been replaced during periodic inspections is stored in radiation controlled areas, and the amount thereof is increasing. Non-radioactive contaminants in radiation controlled areas are incinerated, but the incineration of waste oil is not progressing. Particularly in the case of oil containing silicone, incineration generates silicon oxide, which clogs the exhaust dust collection system of the incinerator, and therefore incineration is not realistic.
焼却以外の廃油の分解処理方法としては、両親性溶媒を使用した電気分解処理方法(特許文献1)がある。しかし、当該処理方法は、溶媒に分散しやすい揮発性油を含むVOCを電気分解する技術であり、シリコーン油などの低揮発性の鉱物油の処理には適していない。低揮発性の鉱物油を分解する方法としては、ダイヤモンド電極を用いた電解酸化処理方法(特許文献2)がある。しかし、当該処理方法について本発明者らが追試験を行ったところ、低濃度のシリコーン油処理は可能であるが、20g/L以上の高濃度のシリコーン油を処理しようとすると、シリコーン油の分解に伴い液中にケイ素化合物が蓄積して、分解速度が徐々に低下し、停滞してしまう問題が認められた。また、処理液中に残留した油分は、ノルマルヘキサン抽出物濃度などの排水基準値を満たすために排水時には除去することが求められるが、通常行われる凝集剤または吸着材による除去は効率が悪く、固形廃棄物(二次廃棄物)の量が大きくなる問題が有った。 As a decomposition treatment method for waste oil other than incineration, there is an electrolysis treatment method using an amphiphilic solvent (Patent Document 1). However, this treatment method is a technique for electrolyzing VOCs containing volatile oils that are easily dispersed in solvents, and is not suitable for treatment of low-volatility mineral oils such as silicone oils. As a method for decomposing low-volatility mineral oil, there is an electrolytic oxidation treatment method using a diamond electrode (Patent Document 2). However, when the present inventors conducted additional tests on this treatment method, it was found that although low-concentration silicone oil treatment is possible, when trying to treat high-concentration silicone oil of 20 g / L or more, the decomposition of silicone oil As a result, the silicon compound accumulates in the liquid, and the decomposition rate gradually decreases, resulting in stagnation. In addition, the oil remaining in the treated liquid must be removed at the time of drainage in order to meet the wastewater standard values such as the n-hexane extract concentration, but the removal by the usual coagulants or adsorbents is inefficient. There was a problem that the amount of solid waste (secondary waste) increased.
東日本大震災以降、原子力発電所の再稼動については世論が否定的であり、震災前から廃炉が決まっていた原子力プラントを含めて、これから廃炉決定が早まるプラントが増加すると予想される。廃炉工程では大量の油が廃棄される。現状では、大量に発生する廃油も放射線管理区域内に保管しなければならず、保管場所が不足する。放射線で汚染されていない廃油を放射線管理区域内で迅速に無害化処理して減容化することが必要となる。また、廃油を放射線管理区域内で処理する場合には、二次処理物の発生を可能な限り低減することが求められる。
原子力施設管理区域での、シリコーン油を少なくとも含む鉱物油の効率的な処理方法が求められる。
Since the Great East Japan Earthquake, public opinion has been negative about the restart of nuclear power plants, and it is expected that the number of plants whose decommissioning decisions will be accelerated will increase in the future, including those that had been decided to be decommissioned before the earthquake. A large amount of oil is discarded in the decommissioning process. At present, large amounts of waste oil must be stored in a radiation controlled area, resulting in a shortage of storage space. It is necessary to rapidly detoxify and reduce the volume of waste oil that is not contaminated with radiation within a radiation controlled area. Moreover, when treating waste oil in a radiation controlled area, it is required to reduce the generation of secondary treated substances as much as possible.
There is a demand for an efficient method of treating mineral oil containing at least silicone oil in a nuclear facility controlled area.
放射線管理区域内に保有されているシリコーン油は、現状、処理法がないまま増加傾向にある。放射線管理区域内の保管スペースには上限があるため、原子力施設の運転管理上、何らかの処理が必要である。また、廃炉に向けて当該油の減容化が求められる。本発明は、上記課題を解決するべく、その処理方法及び装置を提供することにある。 The amount of silicone oil stored in radiation-controlled areas is currently on the rise without a treatment method. Since there is an upper limit to the storage space in the radiation controlled area, some sort of processing is required in terms of operation management of nuclear facilities. In addition, volume reduction of the oil is required for decommissioning. An object of the present invention is to provide a processing method and apparatus for solving the above problems.
上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意研究した結果、シリコーン油を含有する鉱物油を水に添加して乳化状態を維持して通電性を付与し、導電性ダイヤモンド電極を用いて電気分解を行う際に生成する親油性のケイ素化合物を除去してシリコーン油の分解速度を回復させることにより、油分を低減させた処理水を得ることができることを知見し、さらに親油性のケイ素化合物を除去した後の液体を再利用して、繰り返しシリコーン油処理に使用することにより、処理液の排水が不要となることを知見し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above problems, the present inventors have made intensive research, and as a result, added mineral oil containing silicone oil to water to maintain an emulsified state to impart conductivity, and use a conductive diamond electrode to provide electricity. We discovered that it is possible to obtain treated water with a reduced oil content by removing the lipophilic silicon compounds generated during decomposition to restore the decomposition rate of silicone oil. The inventors have found that by reusing the liquid after removal and repeatedly using it for silicone oil treatment, it becomes unnecessary to drain the treatment liquid, and have completed the present invention.
すなわち、本発明によれば、放射線管理区域内で鉱物油を処理する方法であって、シリコーン油を含有する鉱物油を水に添加し、導電性ダイヤモンド電極を用いて電気分解を行い、前記鉱物油を酸化分解する処理方法において、シリコーン油の分解により生成する親油性のケイ素化合物を含有する電気分解処理液をろ過することを特徴とする処理方法が提供される。 That is, according to the present invention, there is provided a method for treating mineral oil in a radiation controlled area, comprising: adding mineral oil containing silicone oil to water; Provided is a treatment method for oxidatively decomposing oil, characterized by filtering an electrolysis treatment liquid containing a lipophilic silicon compound produced by decomposition of silicone oil.
本発明の処理方法は、シリコーン油を含有する鉱物油を水に添加して乳化状態を維持して通電性を付与し、導電性ダイヤモンド電極を用いて電気分解を行う。電極表面でのシリコーン油の電気分解反応もしくはシリコーン油の部分分解産物の電気分解反応にあたり、親油性のケイ素化合物が共存することで物理的に反応が阻害され、電気分解速度が遅延すると考えられる。本発明の処理方法では、電気分解処理液から親油性のケイ素化合物を除去することによって、電気分解速度を回復させることができる。 In the treatment method of the present invention, a mineral oil containing silicone oil is added to water to maintain an emulsified state to impart electrical conductivity, and electrolysis is performed using a conductive diamond electrode. In the electrolysis reaction of silicone oil or the electrolysis reaction of partial decomposition products of silicone oil on the electrode surface, the coexistence of a lipophilic silicon compound physically inhibits the reaction and slows the electrolysis rate. In the treatment method of the present invention, the electrolysis rate can be recovered by removing the lipophilic silicon compound from the electrolysis treatment liquid.
鉱物油を水に添加して乳化状態を維持するために、鉱物油に対し、乳化剤を1/6(重量比)もしくはそれ以上の比率で添加することが好ましい。鉱物油と乳化剤との添加比率が大幅に異なると、乳化状態の維持ができず、電気分解することができない。 In order to maintain an emulsified state by adding mineral oil to water, it is preferable to add an emulsifier at a ratio of 1/6 (weight ratio) or more to mineral oil. If the addition ratio of the mineral oil and the emulsifier is significantly different, the emulsified state cannot be maintained and the electrolysis cannot be performed.
前記乳化剤は、粘度の異なる炭化水素2種以上(好ましくは、40℃の動粘度5~30mm2/s及び1~15mm2/sの組み合わせ)、ノニオン系界面活性剤(好ましくは、ポリオキシエチレン・アルキル(C8~C18)エーテル)2種以上、高級アルコール(C8~C18)及び水を含む有機系乳化剤、又は微細粒子を含む無機系乳化剤であることが好ましい。 The emulsifier includes two or more hydrocarbons with different viscosities (preferably a combination of kinematic viscosities of 5 to 30 mm 2 /s and 1 to 15 mm 2 /s at 40° C.), a nonionic surfactant (preferably polyoxyethylene • It is preferably an organic emulsifier containing two or more alkyl (C8-C18) ethers, a higher alcohol (C8-C18) and water, or an inorganic emulsifier containing fine particles.
本発明の方法では、鉱物油と水との乳化状態を形成する乳化槽内の水温は40℃程度に制御されることが分解効率上望ましい。前記乳化剤を選定するにあたり、40℃での乳化効果を予め確認しておくことが好ましい。 In the method of the present invention, the temperature of the water in the emulsifying tank, which forms an emulsified state of mineral oil and water, is desirably controlled at about 40° C. from the standpoint of decomposition efficiency. In selecting the emulsifier, it is preferable to confirm the emulsification effect at 40°C in advance.
前記水に、さらに電解質を添加することが好ましい。電解質としては、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムを挙げることができる。電解質として汎用されている塩化ナトリウムは、電気分解時に次亜塩素酸となり残留するので好ましくない。 It is preferable to further add an electrolyte to the water. Electrolytes include sodium hydroxide, sodium sulfate, and sodium bicarbonate. Sodium chloride, which is widely used as an electrolyte, is not preferable because it becomes hypochlorous acid and remains during electrolysis.
前記電解質としては炭酸水素ナトリウムが特に好適であり、電気分解する液に対して10g/L以上、好ましくは20g/L以上70g/L以上以下となるように添加することがより好ましい。10g/L未満であると、電気分解の効率が向上せず、電解質を添加する意味がない。70g/L以上を添加しても溶解が困難であり、また電気分解の効率が向上しないので、大量に添加する意味がない。 Sodium bicarbonate is particularly suitable as the electrolyte, and it is more preferable to add sodium bicarbonate to the solution to be electrolyzed in an amount of 10 g/L or more, preferably 20 g/L or more and 70 g/L or less. If it is less than 10 g/L, the efficiency of electrolysis is not improved, and it is meaningless to add an electrolyte. Even if 70 g/L or more is added, dissolution is difficult and the efficiency of electrolysis is not improved, so there is no point in adding a large amount.
本発明で処理することができるシリコーン油を含有する鉱物油は、成分として少なくともジメチルポリシロキサン、ジメチルフェニルポリシロキサンまたはメチルハイドロジェンポリシロキサンのいずれか1種を含む水不溶性のシリコーン油を含有する鉱物油であることが好ましい。 The mineral oil containing silicone oil that can be treated in the present invention is a mineral oil containing a water-insoluble silicone oil containing at least one of dimethylpolysiloxane, dimethylphenylpolysiloxane and methylhydrogenpolysiloxane as a component. Oil is preferred.
一般に電気分解処理においては乳化状態を維持するため、および電気分解槽に乳化液を供給するため、攪拌機や渦巻きポンプ、回転子による混合が行われるが、本発明者らが検討した結果、これらの操作により生じるせん断力によって前記親油性のケイ素化合物が分散してしまい、濾布による捕捉が困難となることが判明した。 In general, in order to maintain the emulsified state in the electrolysis process and to supply the emulsified liquid to the electrolysis tank, mixing is performed using a stirrer, a centrifugal pump, or a rotor. It has been found that the lipophilic silicon compound is dispersed by the shear force generated by the operation, making it difficult to capture with the filter cloth.
前記電気分解処理液のろ過の前に、前記親油性のケイ素化合物を含有する電気分解処理液を5分間以上、容積あたり撹拌強度16700rpm/m2未満の状態に維持することをさらに含むことが好ましい。本発明において「容積あたり撹拌強度G」は、以下の式で定義される。
ケイ素化合物を含有する電気分解処理液をろ過する前に、少なくとも5分間以上、容積あたり撹拌強度16700rpm/m2未満の低撹拌もしくは静置条件下に置くことにより、脱乳化が生じ、前記ケイ素化合物が自然凝集して、濾布による捕捉が可能となる。さらに好ましくは、1時間以上低撹拌もしくは静置条件下に置くことにより、ケイ素化合物の自然凝集が進行して凝集径が大きくなり、ろ過効率が改善する。 Before filtering the electrolysis treatment liquid containing the silicon compound, demulsification occurs by placing it under low stirring or static conditions with a stirring strength per volume of less than 16700 rpm / m 2 for at least 5 minutes or more, and the silicon compound naturally aggregates and can be captured by the filter cloth. More preferably, by placing the mixture under low stirring or standing conditions for 1 hour or more, spontaneous aggregation of the silicon compound proceeds to increase the size of the aggregates, thereby improving the filtration efficiency.
電気分解処理液の撹拌強度を上述の範囲に維持することにより、又は電気分解処理液を静置することにより、電気分解処理液に含有される親油性成分と親水性成分とは液液分離して、親油性成分を含有する油相が上部に浮上し、親水性成分を含有する水相が底部に沈降する。前記親油性のケイ素化合物を含有する電気分解処理液は、前記電気分解処理液の上部に浮上した油相を回収した液であることが好ましい。 The lipophilic component and the hydrophilic component contained in the electrolyzed liquid are liquid-liquid separated by maintaining the stirring strength of the electrolyzed liquid within the above range or by allowing the electrolyzed liquid to stand still. As a result, the oil phase containing lipophilic components floats to the top and the aqueous phase containing hydrophilic components settles to the bottom. It is preferable that the electrolyzed liquid containing the lipophilic silicon compound is a liquid obtained by recovering the oil phase that floats to the top of the electrolyzed liquid.
本発明においては、ケイ素化合物を電気分解処理液から効率よく除去することにより、シリコーン油の分解速度を回復することができる。また、ろ液を乳化槽に戻して再利用することができるため、排水の必要がなくなる。このため、排水処理時に油分除去のため通常行われる凝集剤や吸着材処理がほぼ不要となり、廃吸着材等の二次廃棄物の発生量を大幅に抑制することができる。 In the present invention, the decomposition rate of the silicone oil can be restored by efficiently removing the silicon compound from the electrolysis treatment liquid. In addition, since the filtrate can be returned to the emulsifying tank and reused, there is no need for drainage. For this reason, the coagulant and adsorbent treatment that is normally performed for oil removal during waste water treatment is almost unnecessary, and the amount of secondary waste such as waste adsorbents generated can be greatly reduced.
また本発明によれば、上記処理方法を実施するための処理装置も提供される。本発明の処理装置は、
シリコーン油を含有する鉱物油と、水とを混合し撹拌する乳化槽と、
ダイヤモンド電極を具備する電気分解槽と、
乳化槽にて調製された乳化液を電気分解槽に送る配管と、
前記親油性のケイ素化合物を含有する電気分解処理液をろ過するろ過装置と、を具備し、前記乳化槽から前記電気分解処理液の油相を含有する液を回収する手段を設けたことを特徴とする。
According to the present invention, there is also provided a processing apparatus for carrying out the above processing method. The processing apparatus of the present invention is
an emulsifying tank for mixing and stirring mineral oil containing silicone oil and water;
an electrolytic cell comprising diamond electrodes;
a pipe for sending the emulsion prepared in the emulsifying tank to the electrolytic tank;
and a filtering device for filtering the electrolyzed liquid containing the lipophilic silicon compound, and means for recovering the liquid containing the oil phase of the electrolyzed liquid from the emulsifying tank. and
本発明で用いることができるろ過装置としては、バグフィルタ、フィルタプレスなどの加圧ろ過装置を好ましく挙げることができる。使用する濾布は1μmの粒子の捕捉率が70~90%程度のポリプロピレン製などのものが好ましく用いられ、濾布表面にケイ素化合物がろ過ケーキ層を形成することによって効率よくケイ素化合物を濾別することができる。 As the filtration device that can be used in the present invention, pressure filtration devices such as bag filters and filter presses can be preferably mentioned. The filter cloth to be used is preferably made of polypropylene having a capture rate of 1 μm particles of about 70 to 90%, and the silicon compound forms a filter cake layer on the surface of the filter cloth to efficiently filter out the silicon compound. can do.
乳化槽から電気分解処理液の油相を含有する液を回収する手段は、乳化槽の上部に接続されていることが好ましい。油相は液の上部に浮上するため、乳化槽の上部に接続されている回収手段により、親油性のケイ素化合物を含有する電気分解処理液の油相を効率よく回収することができる。 The means for recovering the liquid containing the oil phase of the electrolyzed liquid from the emulsification tank is preferably connected to the upper part of the emulsification tank. Since the oil phase floats to the top of the liquid, the recovery means connected to the upper part of the emulsifying tank can efficiently recover the oil phase of the electrolyzed liquid containing the lipophilic silicon compound.
あるいは、乳化槽から電気分解処理液の油相を含有する液を回収する手段は、乳化槽の底部に接続されていてもよい。この場合には、乳化槽の底部から油相及び水相を含有する電気分解処理液を回収することになるため、ろ過装置に導入する前に油相を水相から分離する。 Alternatively, the means for recovering the liquid containing the oil phase of the electrolyzed liquid from the emulsification tank may be connected to the bottom of the emulsification tank. In this case, since the electrolyzed liquid containing the oil phase and the water phase is recovered from the bottom of the emulsifying tank, the oil phase is separated from the water phase before being introduced into the filtering device.
乳化槽から電気分解処理液の油相を含有する液を回収する手段は、乳化槽から排出される電気分解処理液を所定時間滞留させる滞留槽をさらに含むことが好ましい。乳化槽から回収した電気分解処理液が、油相を多量に含有する液であっても、油相と水相とが混在する液であっても、乳化槽から抜き出した後に所定時間滞留させることにより、親油性のケイ素化合物を含有する油相を抽出することができる。 It is preferable that the means for recovering the liquid containing the oil phase of the electrolyzed liquid from the emulsifying tank further includes a retention tank for retaining the electrolyzed liquid discharged from the emulsifying tank for a predetermined time. Regardless of whether the electrolyzed liquid recovered from the emulsification tank contains a large amount of oil phase or is a liquid containing both an oil phase and an aqueous phase, the liquid is retained for a predetermined time after being extracted from the emulsification tank. can extract the oil phase containing lipophilic silicon compounds.
本発明の処理装置は、電気分解槽にて電気分解された処理液を乳化槽に戻す循環配管をさらに具備することが好ましい。 Preferably, the processing apparatus of the present invention further comprises a circulation pipe for returning the treated liquid electrolyzed in the electrolysis tank to the emulsification tank.
本発明の処理方法及び処理装置において、電気分解にはダイヤモンド電極を用いる。本発明で用いるダイヤモンド電極は、導電性ダイヤモンドをホットフィラメントCVD法で金属基板表面に薄膜状にコーティングした電極である。ダイヤモンド電極は、水の電気分解における酸素発生と水素発生との電位差が大きく(熱力学の窓が大きい)、酸素が発生しにくい。酸素が発生しにくいため、水の電気分解以外の電解反応が進行しやすくなり、強力な酸化剤であるOHラジカルが発生する。鉱物油は分子量が大きく、通常の酸化剤では分解しにくい。白金、金、その他、グラファイト等の炭素電極から発生する強力な酸化剤であるオゾンを用いても、複数の中間生成物の残留が懸念され、鉱物油の完全な無害化処理は困難である。一方、典型的なOHラジカル発生法であるフェントン法は、第一鉄イオンと過酸化水素を作用させ、液の放出時の中和により水酸化鉄の汚泥が発生するため、二次廃棄物の発生を回避することが必要な放射線管理区域内での鉱物油の処理には不適である。 In the processing method and processing apparatus of the present invention, diamond electrodes are used for electrolysis. The diamond electrode used in the present invention is an electrode obtained by coating the surface of a metal substrate with a thin film of conductive diamond by the hot filament CVD method. A diamond electrode has a large potential difference between oxygen evolution and hydrogen evolution in the electrolysis of water (large thermodynamic window), and oxygen is less likely to occur. Since oxygen is less likely to be generated, electrolytic reactions other than electrolysis of water are likely to proceed, generating OH radicals, which are strong oxidizing agents. Mineral oil has a large molecular weight and is difficult to decompose with ordinary oxidizing agents. Even if ozone, which is a strong oxidizing agent generated from carbon electrodes such as platinum, gold, and graphite, there is concern that multiple intermediate products may remain, making it difficult to completely detoxify mineral oil. On the other hand, the Fenton method, which is a typical OH radical generation method, uses ferrous ions and hydrogen peroxide to act, and neutralizes the liquid when it is discharged, generating iron hydroxide sludge. Unsuitable for handling mineral oil in radiation controlled areas where it is necessary to avoid generation.
本発明によれば、処理方法が見出せずに放射性管理区域内に保有されているシリコーン油を含有する鉱物油を、乳化状態を維持したまま導電性ダイヤモンド電極を用いて電気分解し、シリコーン油の分解により生成する親油性のケイ素化合物を含有する電気分解処理液をろ過することにより、シリコーン油の有機炭素成分の無機化を効率よく進め、油由来の二次廃棄物の発生量を抑制し、効率よく無害化、水溶液化することができる。このため、放射性管理区域内での鉱物油の蓄積量増加を回避して、廃油の減容化が可能となり、原子力プラント運転上又は廃炉処理上の問題を解決することができる。
また本発明によれば、油分濃度が低減し、さらに発生したケイ素化合物を除去したろ液が得られるため、同ろ液を電気分解に再利用してシリコーン油の電気分解に繰り返し使用することができる。これによって排水の発生がほとんど無くなるため、ノルマルヘキサン抽出物濃度などの排水基準値を満たすための吸着材もしくは凝集剤処理が不要となり、廃吸着材などが発生しなくなる。このため、排水量だけでなく固形二次廃棄物の量をも大幅に低減できる。
According to the present invention, mineral oil containing silicone oil, which has been kept in a radioactive controlled area for which no treatment method has been found, is electrolyzed using a conductive diamond electrode while maintaining an emulsified state to remove silicone oil. By filtering the electrolysis treatment liquid containing the lipophilic silicon compound generated by decomposition, the organic carbon component of the silicone oil is efficiently mineralized, suppressing the amount of oil-derived secondary waste generated, Efficient detoxification and aqueous solution. For this reason, it is possible to avoid an increase in the amount of mineral oil accumulated in the radioactive controlled area, reduce the volume of waste oil, and solve the problems associated with nuclear plant operation and decommissioning.
In addition, according to the present invention, since the oil concentration is reduced and a filtrate from which the generated silicon compound is removed is obtained, the same filtrate can be reused for electrolysis and repeatedly used for electrolysis of silicone oil. can. As a result, almost no waste water is generated, so that no adsorbent or coagulant treatment is required to satisfy waste water standard values such as n-hexane extract concentration, and waste adsorbents and the like are not generated. Therefore, not only the amount of wastewater but also the amount of solid secondary waste can be greatly reduced.
以下、添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の処理方法を実施するための装置の実施形態例を、図1~4に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
An example embodiment of an apparatus for carrying out the treatment method of the invention is shown in FIGS. 1-4.
図1~4の処理装置は、シリコーン油を含有する鉱物油と乳化剤と水とを混合し撹拌する乳化槽10と、ダイヤモンド電極を具備する電気分解槽20と、乳化槽10にて調製された乳化液を電気分解槽20に送る配管30と、前記乳化槽から抜き出した電気分解処理液のろ過を行うろ過装置50と、を具備する。配管30は、乳化槽10にて調製された乳化液が乳化槽10の下部から配管30に流出させるように、乳化槽10に連結されている。
1 to 4 are prepared by an
乳化槽10又は配管30には、乳化液の乳化状態を保持する手段が設けられている。図1~4の実施形態においては、乳化槽10には、撹拌機及び回転子などの撹拌手段90が設けられており、配管30には渦巻きポンプ95が設けられている。
The
図1~4の実施形態では、電気分解槽20からの電気分解処理水を乳化槽10に戻す循環配管40を具備する。
In the embodiment of FIGS. 1-4, a
次に、図1~4に示す処理装置を用いた本発明の鉱物油の処理方法の共通点を説明する。各実施形態の特徴および実施形態ごとに特有の処理方法については共通点を述べた後で個別に説明する。 Next, common points of the mineral oil treatment method of the present invention using the treatment apparatus shown in FIGS. 1 to 4 will be described. Features of each embodiment and processing methods specific to each embodiment will be described individually after describing common points.
図1~4の実施形態では、放射線管理区域内に本発明の処理装置を設置し、乳化槽10に、水または排水を充填し、撹拌しながら、シリコーン油を含有する鉱物油及び乳化剤を添加する。乳化槽10の底部の乳化液は、配管30を介して電気分解槽20に送られる。乳化液は、乳化状態を維持したまま電気分解槽20内にて電気分解され、酸化されることにより油分が低減する。油分が消失した処理水は、循環配管40を介して乳化槽10に戻され、乳化液調製に用いられる。処理水中の油分及びCODマンガンもしくはCODクロムを測定し、油分解進捗の指標とする。
In the embodiment of FIGS. 1 to 4, the treatment apparatus of the present invention is installed in a radiation controlled area,
電気分解は水溶液反応であるため、水に不溶の油は単体では酸化分解できない。本発明では、乳化状態を維持して通電性を持たせる。鉱物油の種類によっても異なるが、特にシリコーン油のように乳化状態の保持時間が短い鉱物油の場合は、特定の乳化剤を用いる必要がある。好適な乳化剤は、炭化水素およびノニオン系界面活性剤を1種以上、かつ高級アルコールを含む。具体的には、炭化水素60~70wt%、n-パラフィン3~5wt%、POEアルキルエーテル10~30wt%、高級アルコール3~5wt%及び水5~10wt%からなる乳化剤が特に適切である。乳化剤の添加量は、鉱物油の重量の1/6もしくはそれ以上の比率であることが乳化および分解効率の点から好ましい。 Since electrolysis is an aqueous solution reaction, water-insoluble oil cannot be oxidatively decomposed by itself. In the present invention, an emulsified state is maintained to provide conductivity. Although it varies depending on the type of mineral oil, it is necessary to use a specific emulsifier especially in the case of mineral oil such as silicone oil, which has a short retention time in an emulsified state. Suitable emulsifiers include one or more hydrocarbon and nonionic surfactants and higher alcohols. Specifically, emulsifiers consisting of 60-70 wt.% hydrocarbons, 3-5 wt.% n-paraffins, 10-30 wt.% POE alkyl ethers, 3-5 wt.% higher alcohols and 5-10 wt.% water are particularly suitable. The amount of emulsifier added is preferably 1/6 or more of the weight of mineral oil from the viewpoint of emulsification and decomposition efficiency.
電気分解の効率を向上させるために、さらに電解質を添加することが好ましい。電解質としては、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムおよび炭酸水素ナトリウムが好ましい。 In order to improve the efficiency of electrolysis, it is preferable to further add an electrolyte. Preferred electrolytes are sodium hydroxide, sodium sulfate and sodium bicarbonate.
前記電解質は炭酸水素ナトリウムであることが特に好ましく、10g/L以上、好ましくは20g/L以上70g/L以上以下となるように添加することがより好ましい。 The electrolyte is particularly preferably sodium bicarbonate, and is more preferably added in an amount of 10 g/L or more, preferably 20 g/L or more and 70 g/L or more.
また、鉱物油の電気分解中に、鉱物油の分解よりも界面活性剤や高級アルコールの分解速度が大きいことに起因するか、又は脱乳化していることに起因して、油水分離が起こる場合がある。前者の場合は、乳化剤を鉱物油の残量の1/6もしくはそれ以上の比率で再添加することによって再び乳化させることができる。後者の場合は、乳化液を撹拌し続けることによって乳化状態を維持することができる。撹拌手法としては、ポンプによる循環、撹拌機による撹拌、超音波照射が挙げられる。ポンプは、電極部への液の供給のためにも必須であるが、撹拌効果を発揮させるためには混合効果の高い渦巻きポンプが好ましい。超音波照射は撹拌効果の他に発生ガスによる発泡を緩和する追加効果がある。特にキャビテーションによる混合力の高い低周波数の15~40kHzの超音波を使用することが好ましい。撹拌機は乳化槽へ設置してもよく、特に混合効果の高いせん断撹拌機が好ましい。 In addition, when oil-water separation occurs during electrolysis of mineral oil due to the decomposition rate of surfactants and higher alcohols being higher than that of mineral oil, or due to de-emulsification. There is In the former case, the emulsifier can be re-emulsified by re-adding the emulsifier at a rate of 1/6 or more of the remaining amount of mineral oil. In the latter case, the emulsified state can be maintained by continuing to stir the emulsified liquid. Stirring methods include circulation with a pump, stirring with a stirrer, and ultrasonic irradiation. A pump is also essential for supplying the liquid to the electrode section, but a centrifugal pump with a high mixing effect is preferable in order to exhibit a stirring effect. In addition to the stirring effect, ultrasonic irradiation has an additional effect of alleviating foaming caused by generated gas. In particular, it is preferable to use low-frequency ultrasonic waves of 15 to 40 kHz with high mixing force due to cavitation. A stirrer may be installed in the emulsifying tank, and a shear stirrer with a particularly high mixing effect is preferred.
次に、図1~4の各実施形態の特徴を個別に説明する。 Next, the features of each embodiment of FIGS. 1-4 will be individually described.
[第一実施形態]
本発明の処理方法を実施するための、乳化槽上層液のろ過を行う方式の装置の一実施形態を図1に示す。
図1の実施形態では、乳化槽の上部に浮上した油相を回収して、ろ過装置50に供給する手段として、乳化槽10の油相を送液ポンプ70に送る配管60と、送液ポンプ70から吐出した液をろ過装置50に送る配管80を具備する。また、ろ過装置50にて生じたろ液を乳化槽10に戻す配管が設けられていても良い。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows an embodiment of an apparatus for filtering the upper layer liquid of an emulsification tank for carrying out the treatment method of the present invention.
In the embodiment of FIG. 1, as a means for recovering the oil phase floating on the upper part of the emulsifying tank and supplying it to the
図示していないが、ろ過装置50にて生じたろ液を乳化槽10に戻す配管には、処理水を放流するための処理水配管が設けられていてもよい。また、乳化槽に水を補給する給水配管が設けられていても良い。
Although not shown, a pipe for returning the filtrate generated in the
また、図示していないが、乳化槽10の配管60と接続している部分にはトラフが設けられていてもよい。その場合、乳化槽上層液は、トラフの堰を乗り越えてトラフ内に入り、配管60を介して送液ポンプ70に供給される。
Moreover, although not shown, a trough may be provided at a portion of the
次に、図1に示す処理装置を用いた本発明のシリコーン油を含有する鉱物油の処理方法の特徴を説明する。
シリコーン油の電気分解が進行して液中にケイ素化合物が蓄積し、分解速度が低下してきた時点で、乳化槽の上部に浮上した油相を回収して、ろ過処理を行う。
Next, the characteristics of the method for treating mineral oil containing silicone oil according to the present invention using the treatment apparatus shown in FIG. 1 will be described.
When the electrolysis of the silicone oil progresses and the silicon compound accumulates in the liquid and the decomposition rate slows down, the oil phase that floats to the top of the emulsifying tank is collected and filtered.
乳化槽の上部に浮上した油相を回収して、ろ過装置50に供給するにあたって、攪拌手段90および渦巻きポンプ95を停止もしくは出力低下させ、乳化槽10内部の容積当たりの撹拌強度が16700rpm/m2以下である状態を5分間以上保持してから、送液ポンプ70を用いて乳化槽の上部から油相を回収して、ろ過装置50に供給する。好ましくは、乳化槽内部の液を1時間以上静置してから送液ポンプ70を用いて乳化槽の上部に浮上した油相を回収して、ろ過装置50に供給する。
When recovering the oil phase that floated to the top of the emulsification tank and supplying it to the
乳化槽内の液を微撹拌状態または静置状態に一定時間保持することにより、乳化槽の上部に油分が浮上し、油相を形成する。シリコーン油の分解を阻害する親油性のケイ素化合物は油分に随伴して浮上するため、この部分の油相を回収することによって、効率よく親油性のケイ素化合物をろ別することができる。 By holding the liquid in the emulsifying tank in a state of being slightly stirred or in a stationary state for a certain period of time, the oil content rises to the top of the emulsifying tank and forms an oil phase. Since the lipophilic silicon compound that inhibits the decomposition of the silicone oil floats along with the oil, the lipophilic silicon compound can be efficiently filtered off by recovering this part of the oil phase.
ろ過装置50によりろ過されたろ液は、乳化槽10に直接戻してもよく、任意の容器にいったん貯留してから乳化槽に戻して再利用しても良い。
また、ろ過装置50からのろ液または給水配管からの水を導入するなどにより、乳化槽の水位を上昇させることにより乳化槽の上部に浮上した油相を配管60もしくは前記トラフに導くこともできる。
The filtrate filtered by the
In addition, by introducing filtrate from the
[第二実施形態]
本発明の処理方法を実施するための、乳化槽上層液のろ過を行う方式の装置の一実施形態を図2に示す。
[Second embodiment]
FIG. 2 shows an embodiment of an apparatus for filtering the upper layer liquid of an emulsification tank for carrying out the treatment method of the present invention.
図2の実施形態では、乳化槽の上部に浮上した油相をろ過装置50に供給する手段として、乳化槽10からの油相を送液ポンプ70に送る配管60と、送液ポンプ70から吐出した液を滞留槽100に送る配管81と、滞留槽100から吐出した液をろ過装置50に送る配管82とを具備する。また、ろ過装置50にて生じたろ液を乳化槽10に戻す配管が設けられていても良い。
In the embodiment of FIG. 2, as a means for supplying the oil phase floating above the emulsifying tank to the
図示していないが、ろ過装置50にて生じたろ液を乳化槽10に戻す配管には、処理水を放流するための処理水配管が設けられていてもよい。また、乳化槽に水を補給する給水配管が設けられていても良い。
Although not shown, a pipe for returning the filtrate generated in the
また、図示していないが、乳化槽10内で配管60と接続している部分にはトラフが設けられていてもよい。その場合、乳化槽からの油相は、トラフの堰を乗り越えてトラフ内に入り、配管60を介して送液ポンプ70に供給される。
Moreover, although not shown, a trough may be provided at a portion of the
次に、図2に示す処理装置を用いた本発明の鉱物油の処理方法の特徴を説明する。
シリコーン油の電気分解が進行して、電気分解処理液中にケイ素化合物が蓄積し、分解速度が低下してきた時点で、乳化槽の上部に浮上した油相のろ過処理を行う。
Next, the features of the mineral oil processing method of the present invention using the processing apparatus shown in FIG. 2 will be described.
When the electrolysis of the silicone oil progresses and the silicon compound accumulates in the electrolysis treatment liquid and the decomposition rate slows down, the oil phase floating to the top of the emulsification tank is filtered.
乳化槽からの油相をろ過装置50に供給するにあたって、攪拌手段90および渦巻きポンプ95を停止もしくは出力低下させ、乳化槽10内部の容積あたり撹拌強度が16700rpm/m2未満である状態を5分間以上保持してから送液ポンプ70を用いて乳化槽からの油相を滞留槽100に供給する。好ましくは、滞留槽100において乳化槽からの油相を1時間以上滞留させてから、さらに送液ポンプ70を用いて滞留槽100からの吐出液をろ過装置50に供給する。
When the oil phase from the emulsifying tank is supplied to the
乳化槽内の電気分解処理液を微撹拌状態または静置状態に一定時間保持することにより、乳化槽液の上部に油分が浮上し、油相を形成する。シリコーン油の分解を阻害する親油性のケイ素化合物は油分に随伴して浮上するため、乳化槽の上部に浮上した油相を回収することによって効率よく親油性のケイ素化合物を回収することができる。 By holding the electrolyzed liquid in the emulsifying tank in a slightly stirred state or in a stationary state for a certain period of time, oil floats to the top of the emulsifying tank liquid to form an oil phase. Since the lipophilic silicon compound that inhibits the decomposition of the silicone oil floats together with the oil, the lipophilic silicon compound can be efficiently recovered by collecting the oil phase that has risen to the top of the emulsifying tank.
回収された乳化槽からの油相を滞留槽100で好ましくは1時間以上滞留させることにより、前記親油性のケイ素化合物の自然凝集が進行して凝集径が大きくなり、ろ過効率が改善する。滞留槽100の中で親油性のケイ素化合物は油成分に随伴して上方に移行するため、親油性のケイ素化合物を含有する電気分解処理液を効率よくろ過装置50に導くために配管82は滞留槽の上部に設置されることが好ましい。
By retaining the collected oil phase from the emulsifying tank in the
ろ過装置50によりろ過されたろ液は、乳化槽10に直接戻してもよく、任意の容器にいったん貯留してから乳化槽に戻して再利用しても良い。
また、ろ過装置50からのろ液または給水配管からの水を導入するなどにより、乳化槽の水位を上昇させることにより乳化槽からの油相を配管60もしくは前記トラフに導くことも好ましい。
The filtrate filtered by the
It is also preferable to raise the water level of the emulsifying tank by introducing the filtrate from the
[第三実施形態]
本発明の処理方法を実施するための、乳化槽から油相及び水相を含有する電気分解処理液を回収してろ過する方式の装置の一実施形態を図3に示す。
[Third Embodiment]
FIG. 3 shows an embodiment of an apparatus for carrying out the treatment method of the present invention, in which an electrolyzed solution containing an oil phase and an aqueous phase is recovered from an emulsifying tank and filtered.
図3の実施形態では、乳化槽からの電気分解処理液をろ過装置50に供給する手段として、乳化槽10から電気分解処理液を送液ポンプ70に送る配管61と、送液ポンプ70から吐出した液をろ過装置50に送る配管80を具備する。また、ろ過装置50にて生じたろ液を乳化槽10に戻す配管が設けられていても良い。
In the embodiment of FIG. 3, as a means for supplying the electrolyzed liquid from the emulsifying tank to the
図示していないが、前記ろ過装置50にて生じたろ液を乳化槽10に戻す配管には、処理水を放流するための処理水配管が設けられていてもよい。また、乳化槽に水を補給する給水配管が設けられていても良い。
Although not shown, a pipe for returning the filtrate generated in the
次に、図3に示す処理装置を用いた本発明の鉱物油の処理方法の特徴を説明する。
シリコーン油の電気分解が進行して液中にケイ素化合物が蓄積し、分解速度が低下してきた時点で、乳化槽から電気分解処理液を回収してろ過処理を行う。
Next, the features of the mineral oil processing method of the present invention using the processing apparatus shown in FIG. 3 will be described.
When the electrolysis of the silicone oil progresses and the silicon compound accumulates in the liquid and the decomposition rate decreases, the electrolyzed liquid is recovered from the emulsifying tank and filtered.
本実施形態では、乳化槽から電気分解処理液をろ過装置50に供給するにあたって、攪拌手段90および渦巻きポンプ95を停止もしくは出力低下させる操作は行わない。そのため、ろ過処理と電気分解処理を並行して実施することができる。
In this embodiment, when the electrolyzed liquid is supplied from the emulsifying tank to the
本実施形態では、送液ポンプ70の流速を低く制御することにより、乳化槽から電気分解処理液が回収されて、ろ過装置50内部の濾布表面に到達するまでの間に、ケイ素化合物の凝集を生じさせることが好ましい。例えば、電気分解処理液が乳化槽からろ過装置の濾布表面に到達するまでに5分間以上を要することが好ましい。
In the present embodiment, by controlling the flow rate of the
本実施形態では乳化槽の上部に浮上した油相でなく、油相と水相とが完全混合された混合液をろ過するため、油相に含まれる親油性のケイ素化合物だけでなく、水相に含まれる親水性のケイ素化合物もろ過対象となる。 In this embodiment, since the liquid mixture in which the oil phase and the water phase are completely mixed is filtered, not the oil phase that floats to the top of the emulsifying tank, the lipophilic silicon compound contained in the oil phase as well as the water phase is filtered. Hydrophilic silicon compounds contained in are also subject to filtration.
ろ過装置50によりろ過されたろ液は、乳化槽10に直接戻してもよく、任意の容器にいったん貯留してから乳化槽に戻して再利用しても良い。
The filtrate filtered by the
[第四実施形態]
本発明の処理方法を実施するための、乳化槽から油相及び水相を含有する電気分解処理液を回収してろ過を行う方式の装置の一実施形態を図4に示す。
[Fourth embodiment]
FIG. 4 shows an embodiment of an apparatus for carrying out the treatment method of the present invention, which collects an electrolyzed solution containing an oil phase and an aqueous phase from an emulsifying tank and filters it.
図4の実施形態では、乳化槽からの電気分解処理液をろ過装置50に供給する手段として、乳化槽10からの電気分解処理液を送液ポンプ70に送る配管61と、送液ポンプ70から吐出した液を滞留槽100に送る配管81と、滞留槽100から吐出した液をろ過装置50に送る配管82とを具備する。また、ろ過装置50にて生じたろ液を乳化槽10に戻す配管が設けられていても良い。
In the embodiment of FIG. 4, as a means for supplying the electrolyzed liquid from the emulsifying tank to the
図示していないが、前記ろ過装置50にて生じたろ液を乳化槽10に戻す配管には、処理水を放流するための処理水配管が設けられていてもよい。また、乳化槽に水を補給する給水配管が設けられていても良い。
Although not shown, a pipe for returning the filtrate generated in the
次に、図4に示す処理装置を用いた本発明のシリコーン油を含有する鉱物油の処理方法の特徴を説明する。
シリコーン油の電気分解が進行して液中にケイ素化合物が蓄積し、分解速度が低下してきた時点で、乳化槽から電気分解処理液を回収してろ過処理を行う。
Next, the characteristics of the method for treating mineral oil containing silicone oil according to the present invention using the treatment apparatus shown in FIG. 4 will be described.
When the electrolysis of the silicone oil progresses and the silicon compound accumulates in the liquid and the decomposition rate decreases, the electrolyzed liquid is recovered from the emulsifying tank and filtered.
本実施形態では、乳化槽からの電気分解処理液をろ過装置50に供給するにあたって、攪拌手段90および渦巻きポンプ95を停止もしくは出力低下させる操作は行わない。そのため、ろ過処理と電気分解処理を並行して実施することができる。
In this embodiment, when supplying the electrolyzed liquid from the emulsifying tank to the
乳化槽から電気分解処理液を回収して、滞留槽100で好ましくは1時間以上滞留させることにより、親油性のケイ素化合物の自然凝集が進行して凝集径が大きくなり、ろ過効率が改善する。滞留槽100の中で親油性のケイ素化合物は油成分に随伴して上方に移行するため、浮上したケイ素化合物を効率よくろ過装置50に導くために配管82は滞留槽の上部に設置されることが好ましい。
By recovering the electrolyzed liquid from the emulsification tank and retaining it in the
本実施形態では、乳化槽の上部に浮上した油相でなく、油相と水相とが完全混合された電気分解処理液をろ過するため、油相に含まれる親油性のケイ素化合物だけでなく、水相に含まれる親水性のケイ素化合物もろ過対象となる。 In the present embodiment , since the electrolyzed liquid in which the oil phase and the water phase are completely mixed is filtered, not the oil phase that floats to the top of the emulsifying tank, so that not only the lipophilic silicon compound contained in the oil phase but also the , hydrophilic silicon compounds contained in the aqueous phase are also subject to filtration.
ろ過装置50によりろ過されたろ液は、乳化槽10に直接戻してもよく、任意の容器にいったん貯留してから乳化槽に戻して再利用しても良い。
The filtrate filtered by the
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。
図1に示す処理装置を用いて、シリコーン油(信越化学工業株式会社製KF-50-100CS)の電気分解試験を行った。表1に示す運転条件にて、シリコーン油を処理した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples.
An electrolysis test of silicone oil (KF-50-100CS manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was performed using the treatment apparatus shown in FIG. The silicone oil was treated under the operating conditions shown in Table 1.
乳化槽内の電気分解処理液中のケイ素濃度は、原子吸光分析法により測定した。
乳化槽液相中の有機物濃度は、CODクロム濃度分析法(JIS K0102:2016蓋つき試験管を用いた吸光光度法)により測定した。CODクロムの測定値は、液中の油およびその分解物を含む全ての有機物濃度の指標となる。
また、乳化槽液相中の油分濃度は、HORIBA油分濃度計OCMA-305を使用し赤外吸収分析法により測定した。
The silicon concentration in the electrolyzed liquid in the emulsifying tank was measured by atomic absorption spectrometry.
The organic substance concentration in the liquid phase of the emulsifying tank was measured by the COD chromium concentration analysis method (JIS K0102:2016 spectrophotometric method using a test tube with a lid). COD chromium measurements provide an indication of the concentration of all organic matter, including oil and its decomposition products, in the liquid.
Also, the oil concentration in the liquid phase of the emulsifying tank was measured by infrared absorption spectrometry using a HORIBA oil concentration meter OCMA-305.
[実施例1]ろ液を再利用しての電気分解・ろ過交互運転
乳化剤として「EBAFOSE-9500」(荏原工業洗浄株式会社製準水系洗浄剤)を用い、シリコーン油の電気分解処理を約48時間行なった。その後に乳化槽内の処理液を1時間静置してから上部10%の液を回収して、カジカコーポレーション製R-1-PP濾布を用いて加圧ろ過した。得られたろ液を乳化槽に戻し、再びシリコーン油と乳化剤を添加して電気分解処理を行い、終了後に静置して上部10%の液をろ過する、という作業を繰り返した。試験結果を表2に示す。
[Example 1] Alternating electrolysis and filtration operation by reusing filtrate Using "EBAFOSE-9500" (semi-aqueous cleaning agent manufactured by Ebara Industrial Cleaning Co., Ltd.) as an emulsifier, electrolysis treatment of silicone oil is performed about 48 times. did the time. Thereafter, the treated liquid in the emulsifying tank was allowed to stand still for 1 hour, and the upper 10% of the liquid was collected and filtered under pressure using R-1-PP filter cloth manufactured by Kajika Corporation. The obtained filtrate was returned to the emulsifying tank, the silicone oil and the emulsifier were added again, the electrolysis treatment was performed, and after the completion of the electrolysis treatment, the solution was allowed to stand and the upper 10% of the liquid was filtered. Table 2 shows the test results.
なお、「EBAFOSE-9500」は、炭化水素(40℃の動粘度5~30mm2/s)、n-パラフィン(40℃の動粘度1~15mm2/s)、POEアルキルエーテル2種、高級アルコール(C8~C18)及び水からなる。 "EBAFOSE-9500" contains hydrocarbons (5 to 30 mm 2 /s kinematic viscosity at 40°C), n-paraffin (1 to 15 mm 2 /s kinematic viscosity at 40°C), two kinds of POE alkyl ethers, higher alcohol (C8-C18) and water.
表2に示すように、繰り返し運転の4回目までは毎回約14gのシリコーン油を投入し、5回目以降は新規の油投入はせずに乳化剤のみを添加しつつ残留している油を分解させた。7回目の処理後の油分濃度は5.2g/Lであった。積算の電気分解処理時間が336時間であったのに対し、分解された油の重量は50.8g、平均の分解速度は151mg油/L/hrであった。 As shown in Table 2, about 14 g of silicone oil was added each time up to the 4th time of repeated operation, and from the 5th time onwards, no new oil was added, and only the emulsifier was added to decompose the remaining oil. rice field. The oil concentration after the seventh treatment was 5.2 g/L. While the cumulative electrolysis treatment time was 336 hours, the weight of cracked oil was 50.8 g and the average cracking rate was 151 mg oil/L/hr.
発生した固体の2次廃棄物は、ろ集物11.3gであった。50.8gのシリコーン油を分解して11.3gの廃棄物が発生したことになり、減容化率は
(50.8-11.3)/50.8×100=77.8%であった。
The generated solid secondary waste was 11.3 g of filtered matter. Decomposing 50.8 g of silicone oil generated 11.3 g of waste, and the volume reduction rate was (50.8 - 11.3) / 50.8 x 100 = 77.8%. rice field.
この実施例における液中CODと積算分解油重量の推移を図5に、液中ケイ素重量の推移を図6に示す。図5、6に示されているように、7回の繰り返し運転を行うことにより液中のCOD濃度およびケイ素濃度はいったん上昇した後で減少し、最終的には初期の状態に近い濃度まで低減されている。 FIG. 5 shows changes in the COD in liquid and the cumulative weight of cracked oil in this example, and FIG. 6 shows changes in the weight of silicon in liquid. As shown in FIGS. 5 and 6, by repeating the operation seven times, the COD concentration and silicon concentration in the liquid once increased, then decreased, and finally decreased to a concentration close to the initial state. It is
また、図5の積算分解油重量の推移から分かるようにシリコーン油の分解速度は期間を通じてほぼ一定であった。 In addition, as can be seen from the transition of the accumulated weight of the cracked oil in FIG. 5, the decomposition rate of the silicone oil was almost constant throughout the period.
これらの結果から、本発明の方法を用いることによって、電気分解処理液を繰り返し使用しても分解速度の低下や分解産物の蓄積を生じることなく、効率的にシリコーン油を分解して廃棄物を減容化できることが示された。 From these results, it can be concluded that the method of the present invention efficiently decomposes silicone oil to produce waste without lowering the decomposition rate or accumulating decomposition products even when the electrolysis solution is repeatedly used. It was shown that the volume can be reduced.
[比較例]ろ液の再利用を行わず、1バッチごとに処理液を排出する運転
比較例として、COD濃度が低下するまで電気分解処理を行い、その後処理液を中和して、脱乳化剤および油吸着材を添加し、ろ過を行うことで油分濃度10mg/L以下となるようにした場合の油分解速度と二次廃棄物発生量を評価した。脱乳化剤として日本シールド製レフスE、油吸着材として日本シールド製レフスBAを試験に用いた。
[Comparative example] Operation in which the treated liquid is discharged for each batch without reusing the filtrate As a comparative example, the electrolytic treatment is performed until the COD concentration decreases, and then the treated liquid is neutralized and de-emulsified. and an oil adsorbent were added, and the oil concentration was adjusted to 10 mg/L or less by filtering, and the oil decomposition rate and the amount of secondary waste generated were evaluated. Refus E manufactured by Nippon Shield Co., Ltd. was used as a demulsifier, and Refus BA manufactured by Nippon Shield Co., Ltd. was used as an oil absorbent.
[比較例1]
比較例1では、実施例での投入量の1/2にあたる28gのシリコーン油を投入した場合の電気分解処理結果を評価した。結果を図7に示す。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, the electrolysis treatment results were evaluated when 28 g of silicone oil, which was half the amount used in the example, was added. The results are shown in FIG.
比較例1の条件では、シリコーン油の分解に伴い分解速度が徐々に低下し、分解率66%程度で分解が停滞してしまった。215時間の電気分解処理を行った後でも液中に9.5g/Lの油分が残留しており、処理を完結させることができなかった。
このことから、従来の方法では高濃度のシリコーン油は処理できないことが確認された。
Under the conditions of Comparative Example 1, the decomposition rate gradually decreased as the silicone oil decomposed, and the decomposition stagnated at a decomposition rate of about 66%. Even after 215 hours of electrolysis treatment, 9.5 g/L of oil remained in the liquid, and the treatment could not be completed.
From this, it was confirmed that conventional methods cannot treat high-concentration silicone oil.
[比較例2]
比較例2では、実施例での投入量の1/4にあたる14gのシリコーン油を投入して電気分解処理を行い、処理水に脱乳化剤および油吸着材を添加して、油分濃度10mg/L以下となるようにした場合の油分解速度と二次廃棄物発生量を評価した。結果を図8に示す。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, 14 g of silicone oil, which is 1/4 of the amount used in Example, was added and subjected to electrolysis treatment. We evaluated the oil decomposition rate and the amount of secondary waste generated when The results are shown in FIG.
比較例2の条件では、分解率80%程度で分解速度が低下したものの、197時間の運転で93%の油分解率を得ることができた。液中に0.95g/Lの油分が残留しており、これに脱乳化剤および油吸着材を合計2.5g/Lまで添加して2時間反応後に加圧ろ過したところ、油分濃度2.0mg/Lの処理液を得ることができた。 Under the conditions of Comparative Example 2, although the decomposition rate decreased at a decomposition rate of about 80%, an oil decomposition rate of 93% could be obtained after 197 hours of operation. 0.95 g/L of oil remained in the liquid, and a total of 2.5 g/L of demulsifier and oil adsorbent was added to this, and after reacting for 2 hours, pressure filtration was performed. /L of the treated liquid was obtained.
比較例2の条件での油分解速度は66mg油/L/hrであり、実施例と比較すると油分解速度は1/2以下に低下していた。 The oil decomposition rate under the conditions of Comparative Example 2 was 66 mg oil/L/hr, and the oil decomposition rate was reduced to 1/2 or less compared to the Examples.
また、発生した固体の2次廃棄物は、油吸着材等のろ集物5.82gであった(中和時および吸着反応時に発生するケイ素化合物凝集物を含む)。14gのシリコーン油を分解および吸着処理して5.82gの廃棄物が発生したことになり、減容化率は
(14-5.82)/14×100=58.4%であった。
実施例と比較すると、減容化率は1/1.3以下に低下していた。
The solid secondary waste generated was 5.82 g of filtered material such as oil adsorbent (including silicon compound aggregates generated during neutralization and adsorption reaction). 5.82 g of waste was generated by decomposing and adsorbing 14 g of silicone oil, and the volume reduction rate was (14 - 5.82)/14 x 100 = 58.4%.
The volume reduction ratio was lower than 1/1.3 as compared with the examples.
以上の結果から、本発明の方法は従来の方法に比べてシリコーン油の分解速度、二次廃棄物減容化率ともに優れていることが確認された。 From the above results, it was confirmed that the method of the present invention is superior to the conventional method in terms of both silicone oil decomposition rate and secondary waste volume reduction rate.
[実施例2、3および比較例3]
次に、容積あたり撹拌強度とろ集物回収量との関係を調べる試験を行った。
実施例1の5回目の繰り返し運転終了後と同条件の電解処理液を用い、容積あたり撹拌強度を変えて1時間静置または撹拌を行ってから、実施例1と同様に濾過を行った。試験結果を表3に示す。
Next, a test was conducted to examine the relationship between the stirring strength per unit volume and the amount of collected solids.
Using the electrolytically treated liquid under the same conditions as after the end of the fifth repeated operation in Example 1, the stirring strength per volume was changed and the solution was allowed to stand or stirred for 1 hour, and then filtered in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the test results.
容積あたり撹拌強度が16700[rpm/m2]よりも小さかった実施例2、3ではろ集物重量はほぼ一定であったが、容積あたり撹拌強度を16700[rpm/m2]まで増加させた比較例3では、ろ集物重量が半分以下にまで低下した。 In Examples 2 and 3 in which the stirring strength per volume was lower than 16700 [rpm/m 2 ], the weight of the filter cake was almost constant, but the stirring strength per volume was increased to 16700 [rpm/m 2 ]. In Comparative Example 3, the weight of the filter cake was reduced to half or less.
表3の結果から、容積あたり撹拌強度が16700[rpm/m2]以上となることにより、発生するせん断力によって前記親油性のケイ素化合物が分散してしまい、濾布による捕捉が困難になることが確認された。 From the results in Table 3, when the stirring strength per volume is 16700 [rpm/m 2 ] or more, the generated shear force causes the lipophilic silicon compound to disperse, making it difficult to capture with the filter cloth. was confirmed.
本発明の油処理方法は、原子力施設の放射性管理区域内に保有されている現状処分が困難な鉱物油の円滑な処理を遂行でき、設置スペースの確保など施設運転管理上の問題点を解決、また廃炉に向けて廃棄物残留の問題点をも解決する手段に成り得るものである。 The oil treatment method of the present invention can smoothly treat mineral oil that is currently difficult to dispose of in the radioactive controlled area of a nuclear facility, and solves problems in facility operation management such as securing installation space. It can also be a means of solving the problem of residual waste toward decommissioning.
Claims (7)
ダイヤモンド電極を具備する電気分解槽と、
乳化槽にて調製された乳化液を電気分解槽に送る配管と、
前記親油性のケイ素化合物を含有する電気分解処理液をろ過するろ過装置と、
を具備し、前記乳化槽から前記電気分解処理液の油相を含有する液を回収する手段を設けた、請求項1に記載の処理方法を実施するための処理装置。 an emulsifying tank for mixing and stirring a mineral oil containing silicone oil, an emulsifier, and water;
an electrolytic cell comprising diamond electrodes;
a pipe for sending the emulsion prepared in the emulsifying tank to the electrolytic tank;
a filtering device for filtering the electrolyzed liquid containing the lipophilic silicon compound;
and means for recovering the liquid containing the oil phase of the electrolyzed liquid from the emulsification tank.
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