(57)【要約】【課題】有機塩素化合物などの分解対象物の酸化分解処理で生成する処理ガス中の酸クロライド等の分解生成物と塩素を同時に除去分離した際に生成するハロ酢酸及び次亜塩素アルカリを二酸化炭素、塩化物イオンなどに完全に瞬時に連続的に分解する簡便な方法を提供する。【解決手段】  分解対象物と、前記分解対象物の分解を促進するガスと共存し、そのいずれかが塩素を成分として含む被処理気体に対して光を照射する工程と、照射後の生成した分解生成物、および生成または残留した塩素ガスを加熱されたアルカリ水溶液に導入し分解する工程を有することを特徴とする分解対象物の分解方法。【選択図】図１
2006130476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分解対象物と、前記分解対象物の分解を促進するガスと共存している被処理気体に対して光を照射することによって、前記分解対象物を分解する分解方法であって、
前記分解対象物、前記分解対象物の分解を促進するガスのいずれかが塩素を成分として含み、
前記被処理気体に光を照射する工程と、
前記光照射により生成した分解生成物、および前記分解対象物の分解反応後に生成した塩素ガスおよび前記分解対象物の分解を促進するガスに塩素を成分として含んだ場合において分解反応後に前記分解対象物の分解を促進するガスに残留した塩素ガス
を加熱されたアルカリ水溶液に導入し分解する工程
を有することを特徴とする分解対象物の分解方法。
【請求項２】
前記分解対象物がモノクロロエチレン、トリクロロエチレン、１,１,１-トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、cis-１,２-ジクロロエチレン、１,１-ジクロロエチレン(塩化ビニリデン)、trans-１,２-ジクロロエチレン、トリクロロメタン(クロロホルム)、モノクロロメタン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼンの少なくとも一つである有機塩素系化合物である請求項１に記載の分解方法。
【請求項３】
前記分解対象物の分解を促進するガスが塩素ガスであることを特徴とする請求項１または２に記載の分解方法。
【請求項４】
前記分解生成物が酸クロライドである請求項１〜３のいずれか１項に記載の分解方法。
【請求項５】
前記加熱されたアルカリ水溶液が、pＨ９〜pＨ14の範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の分解方法。
【請求項６】
前記加熱されたアルカリ水溶液は、80℃以上の温度であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体状有機塩素化合物の光分解処理後の分解生成物等を含む処理ガス(媒体)を溶液中に取り込むことで浄化ガスを得る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機塩素化合物の塩素と光の共存による分解、紫外線分解、オゾン分解等の酸化分解処理で生成する分解生成物等を含む処理後のガス(媒体)は、酸クロライドと塩素を含む。従来、溶液中にガスを曝気することで酸クロライドと塩素を溶液中に取り込むことで浄化ガスを得ている。しかし、溶液に溶けこんだ際、酸クロライドは加水分解されハロ酢酸類になる。ハロ酢酸は、近年、発ガン性などがあると指摘されているため河川水などの自然環境中に放出することは避けるべきである。そこで、幾つかの後処理が考案されている。
【０００３】
例えば、溶液中に酸クロライドの有機塩素化合物と塩素を取り込むことで浄化ガスを得たのち、酸クロライドから生成したハロ酢酸と塩素を取り込んだ溶液に炭酸カルシウム系充填剤により吸着除去している(特許文献１参照)。
【０００４】
また、溶液中のハロ酢酸の分解例として、微生物による分解がある(特許文献２参照)。この場合は、溶液中の塩素が微生物の生育に影響を与えるため溶液から除去する前工程をもつことになる。
【０００５】
これらの方法では、ハロ酢酸が、完全に二酸化炭素、塩化物イオンまで分解されていなかったり、高濃度なハロ酢酸は微生物分解が困難であったりする。特に微生物分解は低濃度のトリクロロ酢酸でも分解が困難であり、分解可能であっても、５〜10日ほど要することが一般的に知られている。
【０００６】
また、酸クロライドを酸性スクラバーでハロ酢酸として吸収し、アルカリスクラバーで塩素を次亜塩素アルカリとして吸収し、浄化ガスを得、アルカリスクラバーは、亜硫酸ナトリウムで、酸化還元電位をさげpＨを調整し放流、酸スクラバーは、電気分解や微生物によりハロ酢酸の分解をおこなっていたりする。
【特許文献１】特開平10-323536号公報
【特許文献２】特開平09-122441号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明では、有機塩素化合物の塩素と光の共存による分解、紫外線分解、オゾン分解等の酸化分解処理で生成する処理ガス中の酸クロライド等と塩素を同時に除去分離し、分離した際に、加水分解され生成するハロ酢酸及び次亜塩素アルカリを分解処理し、二酸化炭素、塩化物イオンなどに瞬時に連続的に分解し、酸化還元電位を下げる薬品を必要なく常時pＨ調整後、系外へ放流可能となる簡便な方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、分解対象物と、前記分解対象物の分解を促進するガスと共存している被処理気体に対して光を照射することによって、前記分解対象物を分解する分解方法であって、
前記分解対象物、前記分解対象物の分解を促進するガスのいずれかが塩素を成分として含み、
前記被処理気体に光を照射する工程と、
前記光照射により生成した分解生成物、および前記分解対象物の分解反応後に生成した塩素ガスおよび前記分解対象物の分解を促進するガスに塩素を成分として含んだ場合において分解反応後に前記分解対象物の分解を促進するガスに残留した塩素ガス
を加熱されたアルカリ水溶液に導入し分解する工程
を有することを特徴とする分解対象物の分解方法に関する。
【０００９】
上記の課題を解決する、好ましい条件は、分解処理後の気体を常に80℃以上の温度に加熱されたpＨ９〜pＨ14の範囲のアルカリ水溶液に導入することである。加熱されたアルカリ(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)の存在下での有機塩素化合物は、脱塩素されながら分解される。さらに、アルカリ吸収された塩素は、次亜塩素アルカリになっており加熱により酸素が発生し酸化分解を促進する。
【発明の効果】
【００１０】
分解対象物、特にトリクロロエチレン等の塩素系有機化合物を、前記分解対象物の分解を促進するガス、とりわけ塩素の存在下における光分解で生成する分解生成物、とりわけ酸クロライドやその加水分解で生じるモノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸などのハロ酢酸を瞬時に連続的に分解することで、常時、検出限界以下まで分解しているので常時pＨを調整すれば地下水へ放流可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は本実施の第一の形態に係る分解対象物質の分解方法の模式図である。
【００１３】
図中、３は光を照射する工程、５はアルカリ性水溶液を加熱する工程である。被処理ガスである分解対象物を含む気体１は、塩素ガス２と混合され、光を照射する工程３に導入される。光を照射する工程３では、光が照射される。光が照射されると、光を照射する工程３に注入された塩素ガスが300nｍから500nｍの波長の光で励起して塩素ラジカルになる。この塩素ラジカルとテトラクロロエチレンやトリクロロエチレンのような分解対象物である塩素系有機化合物が反応して酸素(含塩素)中間体を生成する。放出された塩素原子は２原子が会合すると塩素分子になるが、一部は元の有機塩素化合物と反応して炭素中心ラジカルを生成する。このようなラジカル反応の結果、光分解生成物として最終的に二酸化炭素、ハロ酢酸等の有機塩素化合物と塩素等を生成する。反応は連鎖的に進行するので、この反応の量子収率は一般的に高く、効率良く元の有機塩素化合物の濃度を低下させることができる。
【００１４】
光を照射する工程３からの光分解処理後のガスは、光照射により生成した分解生成物及び塩素を含む気体４としてアルカリ性水溶液が加熱する工程に導入され瞬時にハロ酢酸は二酸化炭素と塩化物イオン、塩素を塩化物イオン化に分解される。アルカリ性水溶液を加熱する工程５において光照射により生成した分解生成物及び塩素を含む気体４をpＨ９からpＨ14範囲のアルカリ性溶液に吸収分解せしめたガスは、処理ガス14として系外へ排出する。
【００１５】
(分解対象)
ここで分解対象となる汚染物質としては例えば、塩素化エチレン、塩素化メタン、塩素化エタン、塩素化ベンゼン等が挙げられる。具体的には塩素化エチレンとしては、エチレンの１〜４塩素置換体、即ちモノクロロエチレン、ジクロロエチレン(ＤＣＥ)、トリクロロエチレン(ＴＣＥ)、テトラクロロエチレン(ＰＣＥ)が挙げられる。更にジクロロエチレンとしては、例えば１,１-ジクロロエチレン(塩化ビニリデン)、cis-１,２-ジクロロエチレン、trans-１,２-ジクロロエチレンを挙げることができる。また塩素化メタンとしては、メタンの塩素置換体、例えばモノクロロメタン、ジクロロメタン、トリクロロメタン(クロロホルム)等が挙げられる。また塩素化エタンとしては、エタンの塩素置換体、例えば１,１,１-トリクロロエタンが挙げられる。また塩素化ベンゼンとしては、ベンゼンの塩素置換体、例えばモノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等が挙げられる。
【００１６】
分解対象とする有機塩素化合物を含有する汚染物質には特に制限はなく、塗装工場やドライクリーニング工場の排水、排ガス、上記汚染物質で汚染された土壌や地下水の浄化に適用することができる。例えば、エアーストリッピングの際に発生するガスや汚染された土壌からの真空抽出ガス等に含まれる汚染物質の除去に本発明を用いることができる。
【００１７】
(光照射手段)
本発明に用いることのできる光照射手段としては、例えば、波長300〜500nｍの光が好ましく、350〜450nｍの光を用いるのがより好ましい。また塩素ガスと分解対象物に対する光照射強度としては、例えば波長360nｍ近辺にピークを持つ光源では数百μＷ/cｍ2(300nｍ〜400nｍ間を測定)の強度で実用上十分の分解が進む。
【００１８】
本発明では、光として人体に影響の大きい250nｍ付近若しくはそれ以下の波長の紫外光を用いる必要が全くないため反応槽としてガラスやプラスティック等の使用が可能である。
【００１９】
そしてこの様な光の光源としては自然光(例えば、太陽光等)または人工光(水銀ランプ、ブラックライト、カラー蛍光ランプ、短波長(500nｍ以下)発光ダイオード等)を用いることができる。
【実施例】
【００２０】
本発明の効果を以下に具体的に構築した実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２１】
＜実施例１＞
実施例１では、光を照射する工程３として光反応槽、およびアルカリ性水溶液を加熱している工程５として、内部に散気管、石英ヒーターを備えたステンレス製(テフロンライニング)の寸法200ｍｍ×200ｍｍ×450ｍｍＨ、有効容積40リットルの槽を使用した。
【００２２】
トリクロロエチレン約５ppｍを含む空気を20ｍ3/分で光反応槽に通気し、次いでアルカリ・加熱槽にて加熱されているアルカリ水溶液中にハロ酢酸、塩素ガスを導入し瞬時に連続的に分解した。ハロ酢酸濃度は常に検出限界以下(図２)であり、通常アルカリ吸収された塩素は、次亜塩素アルカリになっているが次亜塩素アルカリ(図３)は検出されなかった。このことにより常時pＨを調整すれば地下水へ放流可能であった。
【００２３】
＜比較例１＞
実施例１で用いた同様の装置を用いて、加熱されていないアルカリ溶液中に酸クロライド等と塩素を連続的に吸収させていくとハロ酢酸および次亜塩素アルカリの濃度が増加すると同時に、少量ではあるが、ハロ酢酸が次亜塩素アルカリに酸化分解されトリクロロメタン(クロロホルム)が生成した。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
有機塩素化合物に汚染された土壌や地下水浄化に利用およびＶＯＣ大気浄化に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の第一の形態に係る分解対象物質の分解方法の模式図である。
【図２】アルカリ非加熱/加熱におけるハロ酢酸濃度を比較するグラフである。
【図３】アルカリ非加熱/加熱における残留塩素濃度を比較するグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１  分解対象物を含む気体
２  塩素ガス
３  光を照射する工程
４  光照射により生成した分解生成物及び塩素を含む気体
５  アルカリ性水溶液を加熱している工程
６  加熱ヒーター
７  pＨ計
８  塩酸タンク
９  水酸化ナトリウム水溶液タンク
10  塩酸供給ポンプ
11  水酸化ナトリウム供給ポンプ
12  空気供給ポンプ
13  塩素発生工程
14  処理ガス
15  処理水
【図１】
2006130476.tif 000003
【図２】
2006130476.tif 000004
【図３】
2006130476.tif 000005