(57)【要約】【課題】浄化効果が長期間持続する汚染ガスの浄化装置を提供すること。【解決手段】汚染ガス１０を浄化する汚染ガス１０の浄化装置４０であって、土壌からなる汚染ガス１０中に含まれる窒素酸化物１１を除去する窒素酸化物除去層２０と、汚染ガス１０中に含まれる硫化酸化物１２を除去する硫化酸化物除去層３０と、前記各層２０、３０に水５１を供給する給水手段５０と、からなり、水５１を供給した窒素酸化物除去層２０および硫化酸化物除去層３０に汚染ガス１０を通過せしめ、前記水５１に吸収された窒素酸化物１１および硫化酸化物１２を分解して、除去する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染ガスを浄化する汚染ガスの浄化装置であって、
土壌からなる汚染ガス中に含まれる窒素酸化物を除去する窒素酸化物除去層と、
汚染ガス中に含まれる硫化酸化物を除去する硫化酸化物除去層と、
前記各層に水を供給する給水手段と、からなり、
水を供給した窒素酸化物除去層および硫化酸化物除去層に汚染ガスを通過せしめ、前記水に吸収された窒素酸化物および硫化酸化物を分解して、除去することを特徴とする、
汚染ガスの浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載する汚染ガスの浄化装置において、
窒素酸化物除去層に生分解性プラスチックを配置したことを特徴とする、
汚染ガスの浄化装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する汚染ガスの浄化装置において、
窒素酸化物除去層の土壌に有機物汚染土を用いたことを特徴とする、
汚染ガスの浄化装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載する汚染ガスの浄化装置において、
硫化酸化物除去層に石灰を配置したことを特徴とする、
汚染ガスの浄化装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載する汚染ガスの浄化装置において、
窒素酸化物除去層に鉄粉を配置したことを特徴とする、
汚染ガスの浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染ガスの浄化装置に関するものであって、汚染ガスの中でも特に窒素酸化物、硫化酸化物を除去するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石油や石炭を燃焼すると、硫化酸化物や窒素酸化物が大気中に放出され、特に交通手段として多く用いられる車の排ガスには、これらの汚染物質が多く含まれており、大気を汚染する一原因となっている。高速道路、トンネル、一般道路など排ガスの排出量が多い場所では、特に大気の汚染はひどい。そこで、従来より汚染ガスから汚染物質を除去する対策がとられており、この方法の一つとして土壌やコンポスト中に生息する微生物を活用し、窒素酸化物を除去する方法が用いられている。これは、土壌中に排ガスを通気して、微生物の脱窒作用により汚染物質を分解除去するものであった。
しかし、長期に亘って脱窒作用を及ぼすには、土壌内の有機物のみでは足りなくなる。そこで、従来の汚染ガスの浄化装置には、長期に亘り有機物を供給する分解性有機物を混在させ、脱窒能力の永続性を確保していた（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３００２５１（第３−４頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の汚染ガスの浄化装置にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞一定期間は、分解性有機物によって脱窒作用の期間が保たれるとしても、消失後には再度補給する必要があり、定期毎にコストがかかる。
＜ロ＞また、汚染ガス中には数多くの汚染物質が含まれており、少しでも多くの汚染物質を除去することが望まれている。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、できるだけ低コストで脱窒作用を永続することができる、汚染ガスの浄化装置を提供することを目的とする。
また、汚染物質は窒素酸化物のみならず、併せて硫化酸化物も除去できる、汚染ガスの浄化装置を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の汚染ガスの浄化装置は、汚染ガスを浄化する汚染ガスの浄化装置であって、土壌からなる汚染ガス中に含まれる窒素酸化物を除去する窒素酸化物除去層と、汚染ガス中に含まれる硫化酸化物を除去する硫化酸化物除去層と、前記各層に水を供給する給水手段と、からなり、水を供給した窒素酸化物除去層および硫化酸化物除去層に汚染ガスを通過せしめ、前記水に吸収された窒素酸化物および硫化酸化物を分解して、除去することをを特徴としたものである。
ここで、窒素酸化物および硫化酸化物を分解するとは、其々の化合物が複数の除去がより簡単な化合物、若しくは単体に生成することをいう。
なお、窒素酸化物とは化学式ＮＯｘで表記される物質をいい、硫化酸化物とはＳＯｘであらわされる物質を言う。
【０００７】
また、本発明の汚染ガスの浄化装置は、前記した汚染ガスの浄化装置において、窒素酸化物除去層に生分解性プラスチックを配置したことを特徴とするものである。
【０００８】
さらに、本発明の汚染ガスの浄化装置は、前記した汚染ガスの浄化装置において、窒素酸化物除去層の土壌に有機物汚染土を用いたことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、本発明の汚染ガスの浄化装置は、硫化酸化物除去層に石灰を配置したことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、本発明の汚染ガスの浄化装置は、窒素酸化物除去層に鉄粉を配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
＜イ＞全体の構成
本発明は、下部から汚染ガス１０を通気して汚染ガス１０中の窒素酸化物１１および硫化酸化物１２を浄化する汚染ガス１０の浄化装置４０であって、土壌を具備する窒素酸化物除去層２０と、硫化酸化物除去層３０と、其々の層２０、３０に水５１を供給する給水手段５０とから構成しており、窒素酸化物除去層２０および硫化酸化物除去層３０へ水５１を浸透させて、構成するものである。
【００１３】
本例では、地表面に窒素酸化物除去層２０、その下に硫化酸化物除去層３０を配置した積層構造とし、窒素酸化物除去層２０の上部に配置する給水手段５０から散水した水５１は、窒素酸化物除去層２０を通じて硫化酸化物除去層３０まで浸透する形態とする。
以下、各部材構成について詳しく説明する。
【００１４】
＜ロ＞窒素酸化物除去層
窒素酸化物除去層２０は、汚染ガス１０を通気して汚染物質中の窒素酸化物１１を捕捉し、窒素ガスに還元する。
窒素酸化物除去層２０は、たとえば脱窒作用を有する微生物が生育する土壌と、有機物を供給する分解性有機物と、鉄粉６０とから構成した、三層からなる形態とすることができる。
【００１５】
土壌に存在する微生物は、窒素酸化物１１を窒素ガスに還元する。
分解性有機物は、分解して有機物などの水素供与体を微生物に供給するもので、たとえば生分解性プラスチック２１が使用できる。
鉄粉６０は、各種還元反応を促進させる役割を示す。
なお、窒素酸化物除去層２０は、土壌、分解性有機物、鉄粉６０が三層からなる形態に限られず、全部を撹拌混合した形態としてもよい。また、三層から構成する場合、分解性有機物および鉄粉６０は土壌に混在させた形態としてもよい。
【００１６】
＜ハ＞硫化酸化物除去層
硫化酸化物除去層３０は、汚染ガス１０を通気して汚染物質中の硫化酸化物１２を捕捉し、硫化カルシウムに変換する。
硫化酸化物除去層３０には、たとえば土壌と、石灰３１とからなる二層構造の形態を採用できる。
石灰３１は、硫化酸化物１２が水と反応して生成する硫酸と反応し、硫化カルシウムを生成する。
なお、硫化酸化物除去層３０は上記形態に限られず、両者を撹拌混合した形態としてもよい。
【００１７】
＜ニ＞給水手段
給水手段５０は、窒素酸化物除去層２０および硫化酸化物除去層３０に水５１を供給するものであって、各層の汚染ガス１０が通気する範囲全体に亘り、まんべんなく散水できるものであれば特に形態は問わず、公知のスプリンクラーなどを使用してもよい。
【００１８】
【実施例１】
以下図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。
＜イ＞浄化装置の形成
図２に示すように浄化槽７０内に、地表から底部に向けて窒素酸化物除去層２０、硫化酸化物除去層３０を順に配置し、最下部には汚染ガス１０が吹き込まれる空間７１を設ける。この空間７１は、汚染ガス１０を吸い込む吸気口７２に通じている。
硫化酸化物除去層３０および窒素酸化物除去層２０を所要の高さだけ充填する。この充填高さは、汚染ガス１０に含まれる硫化酸化物１２、窒素酸化物１１の含有量、または各層２０、３０の能力に応じて決定する。
窒素酸化物除去層２０には、土壌に生分解性プラスチック２１、鉄粉６０を撹拌混合したものを使用する。また、硫化酸化物除去層３０には、土壌に石灰３１を撹拌混合したものを用いる。
窒素酸化物除去層２０の上部には給水手段５０が設けられ、窒素酸化物除去層２０の表面に水５１を散水する。
【００１９】
＜ロ＞汚染ガスの供給
汚染ガス１０は、送風機７３などの動力によって吸気口７２から吸い込まれ、浄化槽７０の空間７１内に吹き込まれる。やがて空間７１内は汚染ガス１０で充満し、汚染ガス１０は浄化槽７０の上方に向けて上昇する。
浄化槽７０内の空間７１と硫化酸化物除去層３０との間には、汚染ガス１０が装置４０全体に分散して通気できるような仕切りを設ける。
【００２０】
汚染ガス１０は、最初に硫化酸化物除去層３０内を上昇する。
汚染ガス１０中に含まれる硫化酸化物１２（ＳＯｘ）は、土壌間隙に存在する水５１（Ｈ２Ｏ）と反応して硫酸（Ｈ２ＳＯ４）に形態を変化する。硫酸（Ｈ２ＳＯ４）は、さらに石灰３１（ＣａＣＯ３）と反応して硫化カルシウム（ＣａＳ）を形成し、結晶化する。
結晶化した硫化カルシウム（ＣａＳ）は、土壌を透過する汚染ガス１０または土壌間隙水によって除去される。
なお、土壌内に硫化カルシウムの残留が懸念される場合、硫化酸化物除去層３０を浄化槽７０から脱着形成とし、交換できる形態としてもよい。
【００２１】
硫化酸化物除去層３０を通過した汚染ガス１０は、窒素酸化物除去層２０に到達する。
窒素酸化物除去層２０では、汚染ガス１０に含まれる窒素酸化物１１（ＮＯｘ）が除去される。窒素酸化物１１（ＮＯｘ）は水（Ｈ２Ｏ）に溶解して、硝酸（ＮＯ３）あるいは亜硝酸（ＮＯ２）になる。硝酸あるいは亜硝酸は、土中に生息する脱窒菌２２によって窒素ガス（Ｎ２）等に還元され、浄化槽７０の上方から放出する。
【００２２】
このとき、上記の反応とは別に、生分解性プラスチック２１は微生物または加水分解によって徐々に分解され、有機物を生成する。
脱窒菌２２は、無酸素条件下において、この有機物を水素供与体として利用し、硝酸あるいは亜硝酸を窒素ガスに還元する。土中の有機物量には限界があり、有機物がなくなると脱窒菌２２は、硝酸、亜硝酸を窒素ガスに変換できなくなる。そこで、本発明では徐々に分解する生分解性プラスチック２１を土壌に混在させて、長期に亘って脱窒菌２２に有機物を供給し、微生物の脱窒作用を保持した。生分解性プラスチック２１は、水溶性の分解性有機物と異なり、有機物が過剰投与されることはないため、これによって二次汚染が引き起こされる心配も少ない。
さらに、鉄粉６０は、脱窒菌２２の還元反応を生分解性プラスチック２１と相俟って促進する。
【００２３】
【実施例２】
次に窒素酸化物除去層３０を構成する土壌に、有機物汚染土を用いた他の実施例を示す（図示せず）。
有機物汚染土とは、石油や有機塩素化合物など微生物が分解可能な有機物で汚染された土壌であり、脱窒菌２２はこの有機物を利用して窒素酸化物１１を浄化することができる。
【００２４】
また、生分解生プラスチック２１、鉄粉６０などと組み合わせることによって、より効果的な脱窒作用を示すことができる。
さらに、有機物汚染土も汚染ガス１０と共に浄化されるため環境性に優れ、また有機物を供給するコストも低減できる。
【００２５】
【実施例３】
以上は一般の道路に浄化装置４０を設けた場合について説明したが、図３は山間部に構築されたトンネルに配置した断面図である。この使用方法では、トンネル内は常にクリーンな状態に保つことができ、安全走行を行うことができる。
これらの方法は、長いトンネルにおいては、特に有効である。
【００２６】
つぎに、汚染ガスの浄化装置を室内用として図４のように構成し、室内実験を行った例を示す。
【００２７】
【実施例４】
φ４ｃｍのアクリルカラム８０に、底面から硫化酸化物除去層３０（珪砂８１、石灰３１）、窒素酸化物除去層２０（生分解性プラスチック２１＋鉄粉６０＋珪砂８１）の順で充填した。
汚染ガス１０は、アクリルカラム８０の下端から注入し、内部を通気させて上端より排出する。
なお、各充填物は下記の内容で使用した。
【００２８】
硫化酸化物除去層３０；
珪砂４号＝６ｃｍ、石灰＝２ｃｍ
窒素酸化物除去層２０；
生分解性プラスチック＋鉄粉＋珪砂＝４０ｃｍ
また、アクリルカラムの上・下端には、ガラスビーズ８２を各１ｃｍづつ積層した。
【００２９】
測定は、アクリルカラム８０への注入前および排出後のガスを採取して、それぞれの窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫化酸化物（ＳＯｘ）の量について測定した（表１）。
【００３０】
【表１】
2004136235.tif 000003
【００３１】
表１から窒素酸化物および硫化酸化物の入口濃度は、それぞれ２．０ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍであったが、アクリルカラムを通過した後は、共に０．０ｐｐｍとなり、窒素酸化物、硫化酸化物は浄化されたことを示している。
なお、この測定において、ガスの吹き込み流量は２００ｍｌ／ｍｉｎである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の汚染ガスの浄化装置は以上説明したようになるから、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞本発明は、浄化装置内に窒素酸化物除去層と硫化酸化物除去層とを備えるため、一度に両方の汚染物質を除去することができる。
また、生分解性プラスチックを窒素酸化物除去層に配置することによって、長期に亘り浄化することができる。
また、鉄粉を含有することによって微生物の反応は促進されるため、従来の浄化装置に比べてコンパクトにすることができる。
＜ロ＞さらに、有機物で汚染された有機物汚染土壌を用いることで、有機物を供給するコストが不要となると共に、有機物汚染土壌の浄化も同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚染ガスの浄化装置の実施例の説明図。
【図２】汚染ガスの浄化装置の実施例１の説明図。
【図３】汚染ガスの浄化装置の実施例３の説明図。
【図４】汚染ガスの浄化装置の実施例４の説明図。
【符号の説明】
１０・・・汚染ガス
１１・・・窒素酸化物
１２・・・硫化酸化物
２０・・・窒素酸化物除去層
２１・・・生分解性プラスチック
３０・・・硫化酸化物除去層
３１・・・石灰
４０・・・浄化装置
５０・・・給水手段
５１・・・水
６０・・・鉄粉
【図１】
2004136235.tif 000004
【図２】
2004136235.tif 000005
【図３】
2004136235.tif 000006
【図４】
2004136235.tif 000007