(57)【要約】【課題】気体状有機塩素化合物の分解浄化方法並びに装置において、塩素ガスの環境への放出を抑え、塩素を効率的に利用できる方法並びに装置を提供する。【解決手段】分解処理後の空気を吸着材に接触させ塩素を吸着材に吸着させる工程と、該吸着材から塩素を脱着し、塩素の発生源として利用する工程と、を有することを特徴とする汚染物質分解浄化方法、並びに装置。特に複数の吸着塔で塩素の吸着と脱着を交互に行なう浄化方法並びに装置。【選択図】図１
2005103520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素と、汚染物質とを空気に含有させた被処理気体に対して光照射手段からの光を照射することによって該汚染物質を分解処理する工程を有する汚染物質分解浄化方法において、
該分解処理後の空気を吸着材に接触させ塩素を吸着材に吸着させる工程と、
該吸着材から塩素を脱着し、前記分解処理用の塩素の発生源として利用する工程と、
を有することを特徴とする汚染物質分解浄化方法。
【請求項２】
該吸着材から塩素を脱着し、前記分解処理用の塩素の発生源として利用する工程が、該吸着剤に気体を送り込んで塩素を含む空気を発生させる工程を有する請求項１記載の汚染物質分解浄化方法。
【請求項３】
該吸着材を収納する吸着塔が複数個あり、少なくとも一方が塩素を吸着しているとき、他方が塩素を脱着している工程を有する請求項２記載の汚染物質分解浄化方法。
【請求項４】
該複数個の吸着塔において、
塩素を脱着させるため吸着塔内に送り込む空気が、他方の吸着塔内の吸着剤によって光分解処理後の空気を吸着処理した後の空気である請求項３記載の汚染物質分解浄化方法。
【請求項５】
塩素と、汚染物質とを空気に含有させた被処理気体に対して光照射手段からの光を照射することによって該汚染物質を分解処理する汚染物質分解浄化装置において、
該光照射を行なう手段と、
該汚染物質を分解する分解処理領域と、
該分解処理後の空気を吸着材に接触させ、塩素含有吸着材とする手段と、
該塩素含有吸着材から塩素を脱着し、前記分解処理用の塩素の発生源として再利用する手段と、
を有することを特徴とする汚染物質分解浄化装置。
【請求項６】
該吸着材を収納する吸着塔を複数個持つことにより、少なくとも一方の吸着塔における塩素吸着運転と、他方の吸着塔における塩素脱着運転とを同時に行なう請求項５に記載の汚染物質分解浄化装置。
【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分解方法及びそれに用いる分解浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年までの産業技術の発展に伴い有機塩素化合物(例えば塩素化エチレン、塩素化メタン等)が膨大に使用され、その廃棄処理は深刻な問題となってきている。また、使用済みのこれらの気体が、自然環境を汚染するなどの環境問題がおこっており、その解決に多大な努力が払われている。
【０００３】
これらを処理する方法として、例えば、塩素化エチレンを酸化剤や触媒を用いて分解する方法が有り、具体的には、オゾンで分解する方法(特開平３-38297号公報(特許文献１))、過酸化水素の存在下で紫外線を照射する方法(特開昭63-218293号公報(特許文献２))等が知られている。
【０００４】
また上記以外にも、酸化剤を用いずに気相で紫外線を照射する光分解法が既に試みられている。例えば、有機ハロゲン化合物を含む排ガスを紫外線照射処理して酸性の分解ガスとした後、アルカリで洗浄して無害化処理する方法(特開昭62-191025号公報(特許文献３))、有機ハロゲン化合物を含有する排水を曝気処理し、排出されるガスを紫外線照射した後、アルカリ洗浄する装置(特開昭62-191095号公報(特許文献４))等が提案されている。また、ＵＶ-Ｂ,Ｃの紫外線が一部の汚染物質を分解する現象を利用した光分解装置で、特開平９-299753号公報(特許文献５)、特開平10-180040号公報等(特許文献６)の開示例がある。
【０００５】
また、鉄粉による塩素化エチレンの分解も知られており(特開平８-257570号公報(特許文献７))、この場合、おそらく還元分解が生じていると推測されている。また、シリコン微粒子を用いたテトラクロロエチレン(以下、ＰＣＥと略記)の分解については還元分解も報告されている。
【０００６】
また、トリクロロエチレン(以下、ＴＣＥと略記)やＰＣＥなどの塩素化脂肪族炭化水素は、微生物により好気的あるいは嫌気的に分解されることが知られており、このような工程を利用して、分解あるいは浄化を行なうことも試みられている。
【０００７】
また、塩素ガスを含む気体と分解されるべき気体状有機塩素化合物とを混合せしめ、該混合気体に対して光照射する気体状有機塩素化合物の分解浄化装置が提案されている。この方法では塩素が存在することで比較的低い光エネルギーで分解が可能な点が優れている。
【０００８】
ここで、塩素ガスを含む気体を得る簡便で安全な手段として、塩素を含む溶液から発生する塩素ガスを用いている。この様な溶液は例えば、水に次亜塩素酸塩(次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カリウム)を溶解させることで得られる。またこの溶液に無機酸等を含ませた場合効率良く塩素ガスを発生させることができる。
【０００９】
なお、この他、本発明では特開平９-234338号公報(特許文献８)の記載が引用されている。
【特許文献１】特開平３-38297号公報
【特許文献２】特開昭63-218293号公報
【特許文献３】特開昭62-191025号公報
【特許文献４】特開昭62-191095号公報
【特許文献５】特開平９-299753号公報
【特許文献６】特開平10-180040号公報
【特許文献７】特開平８-257570号公報
【特許文献８】特開平９-234338号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし上記の気体状有機塩素化合物分解浄化装置は、以下のような不都合が生じる可能性があった。即ち、分解浄化装置では、光照射下で塩素ガス及び分解対象物質である気体状有機塩素化合物を混合せしめることによって分解反応を開始させるようにしていた。
【００１１】
ところが、分解処理の条件によっては、分解反応によってすべての塩素ガスが消費されるわけでなく、むしろその大半がそのまま排出され、環境中に放出されるという恐れがあった。また、大半が放出されるということは、系全体でみて分解に供される塩素が全塩素のうちの僅かな量であり非効率であることを意味する。
【００１２】
本発明は、環境への放出を抑え、塩素を効率的に利用する気体状有機塩素化合物を分解する装置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】
【００１３】
本発明は、排出された塩素を回収し再び分解反応に供することで、上記の課題を解決している。
【００１４】
即ち、上記目的を達成することの出来る本発明の一実施態様にかかる気体状有機塩素化合物の分解浄化方法は、
塩素と、汚染物質とを空気に含有させた被処理気体に対して光照射手段からの光を照射することによって該汚染物質を分解処理する工程を有する汚染物質分解浄化方法において、
該分解処理後の空気を吸着材に接触させ塩素を吸着材に吸着させる工程と、
該吸着材から塩素を脱着し、前記分解処理用の塩素の発生源として利用する工程と、
を有することを特徴とする汚染物質分解浄化方法に関する。
【００１５】
さらに、該吸着材から塩素を脱着し、前記分解処理用の塩素の発生源として利用する工程が、該吸着剤に気体を送り込んで塩素を含む空気を発生させる工程を有する前記記載の汚染物質分解浄化方法に関する。
【００１６】
また、吸着材を収納する吸着塔が複数個あり、少なくとも一方が塩素を吸着しているとき、他方が塩素を脱着している工程を有する前記記載の汚染物質分解浄化方法に関する。
【００１７】
さらに、該複数個の吸着塔において、
塩素を脱着させるため吸着塔内に送り込む空気が、他方の吸着塔内の吸着剤によって光分解処理後の空気を吸着処理した後の空気である前記記載の汚染物質分解浄化方法に関する。
【００１８】
また、上記目的を達成することの出来る本発明の一実施態様にかかる気体状有機塩素化合物の分解浄化装置は、
塩素と、汚染物質とを空気に含有させた被処理気体に対して光照射手段からの光を照射することによって該汚染物質を分解処理する汚染物質分解浄化装置において、
該光照射を行なう手段と、
該汚染物質を分解する分解処理領域と、
該分解処理後の空気を吸着材に接触させ、塩素含有吸着材とする手段と、
該塩素含有吸着材から塩素を脱着し、前記分解処理用の塩素の発生源として再利用する手段と、
を有することを特徴とする汚染物質分解浄化装置に関する。
【００１９】
また、該吸着材を収納する吸着塔を複数個持つことにより、少なくとも一方の吸着塔における塩素吸着運転と、他方の吸着塔における塩素脱着運転とを同時に行なう前記記載の汚染物質分解浄化装置に関する。
【発明の効果】
【００２０】
分解処理後の塩素を再利用することで、塩素を効率的に利用することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
[実施形態１]
本発明に係る分解浄化装置の一実施態様の基本構成について図１に基づき以下に説明する。
【００２２】
図１に於いて、11は分解対象物質を供給する手段で、分解対象物質は光反応槽３に供給される。光反応槽３の内部には光照射手段４が配置されている。６は塩素を含む気体を供給する手段で、例えば塩素を含む溶液(塩素溶液)に空気を送り込むことで塩素を含む気体が発生する。先ず６から供給される塩素を含む気体は供給制御弁７を介して、光反応槽３に送られ光反応槽３内で分解されるべき気体状有機塩素化合物と混合され、４の光照射手段で光照射が行なわれることで有機塩素化合物は分解される。
【００２３】
光分解処理後の気体は塩素吸脱着塔２に送られる。塩素吸脱着塔２は２a,２bと２つ用意し、一方の吸着材で処理ガス中の塩素の吸着除去を行ない、浄化ガスを得るとともに、他方では吸着材の再生及び吸着した塩素を脱離させることで塩素を含む気体の供給を行なう構成となっている。これが交互に行なわれる。
【００２４】
即ち、先ず図２に示すように分解処理後のガスは供給制御弁８を制御することで、塩素吸脱着塔２bの吸着材１bに流入する。吸着材１bに塩素は吸着され浄化済みの気体は分配制御弁10を経て排気管９から排出される。
【００２５】
このような状態で所定期間運転を行ない、吸着が十分程度行なわれたのち、図３に示す接続に切り替える。
【００２６】
図３に示すように分解処理後のガスは供給制御弁８を制御することで、今度は塩素吸脱着塔２aの吸着材１aに流入する。吸着材１aで塩素は吸着除去され浄化済みの気体は分配制御弁10を経て排気管９から排出される。このとき分配制御弁10を調整することで浄化済みの気体の一部を吸脱着塔２bの吸着材１bに流入させる。同時にヒータ12bで吸着材１bを加熱すると吸着材１bに既に吸着していた塩素が脱離し、供給制御弁５a、５b、７、８を制御することで塩素を含む気体が光反応槽３に供給され分解に利用される。このように分解に必要な塩素を塩素供給手段６から供給することはこの時点で不要となる。
【００２７】
このような状態で所定期間運転を行ない、吸着及び脱離が十分程度行なわれたのち、図４に示す接続に切り替える。
【００２８】
図４に示すように分解処理後のガスは供給制御弁８を制御することで、今度は塩素吸脱着塔２bの吸着材１bに流入する。吸着材１bで塩素は吸着除去され浄化済みの気体は分配制御弁10を経て排気管９から排出される。このとき分配制御弁10を調整することで浄化済みの気体の一部を吸脱着塔２aの吸着材１aに流入させる。同時にヒータ12aで吸着材１aを加熱すると吸着材１aに既に吸着していた塩素が脱離し、供給制御弁５a、５b、７、８を制御することで塩素を含む気体が光反応槽３に供給され分解に利用される。
【００２９】
分配制御弁10を調整することで浄化済みの気体の一部を吸脱着塔２の吸着材１に流入させ、反応に必要な塩素を含む気体を得ている。このとき浄化済みの気体の一部は排出管９から排出される。理想的には塩素は吸着材で吸着除去されるが、100％除去されない場合もあるこの場合は、排出管からの排出ガスを塩素を取り除く手段(不図示)に導入すると良い。
【００３０】
塩素を取り除く手段としては例えば、吸着材、スクラバーなどが使用できる。
【００３１】
また逆に、排出管９の下流にスクラバー等を設置することで吸脱着塔２において塩素を100％除去しない設計も可能である。
【００３２】
以上説明したように本発明の一形態では、吸着材を保持した容器を２つ用意し、一方の吸着材で塩素を含有する処理ガスを吸着処理するとともに、他方では吸着材の再生及び塩素を含む気体の獲得を行なう構成とし、これを交互に行なうことで連続運転を可能にしている。
【００３３】
上記のごとき交互に行なう形態、さらには複数個の吸着材を用意して順次処理を行なっていくメリーゴーランドタイプなども本発明に用いることができる。メリーゴーランドタイプとは、例えばＡ,Ｂ,Ｃの活性炭塔があったときに、Ａで吸着処理をしているとき、Ｂは脱離(再生)処理をしていて、Ｃは休止状態であり、次のステップでは、Ｃで吸着処理をしているとき、Ａは脱離(再生)処理をしていて、Ｂは休止状態であり、更に次のステップでは、Ｂで吸着処理をしているとき、Ｃは脱離(再生)処理をしていて、Ａは休止状態となるような、交互に繰り返すことで連続的処理を行なうタイプのことをいう。
【００３４】
また、塩素の吸着処理するとともに、他方では吸着材の再生及び塩素を含む気体の獲得を行なう構成として、吸着工程を行なう吸着領域と再生工程を行なう脱離領域を吸着材が交互に通過するロータ型の処理装置を本発明に使用することができる。
【００３５】
例えば吸着材を環状に設置し、ロータ形状に配置された吸着材を所定の速度で回転させることで、吸着領域と脱離領域を吸着材が交互に通過するようにする。即ち、塩素が吸着領域で吸着材に吸着・除去され、塩素が吸着した吸着材が吸着領域から脱離を行なう領域に移行すると、この領域で加熱され塩素が脱離し吸着材は再生される。このようにして処理は連続的に行なわれる。
【００３６】
以上、連続的に塩素の吸着及び脱着を行なう構成に関して説明してきたが、バッチ形式の処理などでは、一つの塩素吸脱着塔で対応が可能である。
【００３７】
(塩素吸着剤)
本発明にかかるシステムに使用できる吸着材はいかなるものでも良いが、一般に表面が多孔質の固体形状である。例えば、炭化水素化合物などの吸着に一般的に用いられる木材などのセルロース質物質やキチン質物質を炭化処理して作られる活性炭、活性炭素繊維の他に、シリカゲル、ゼオライト、鉄やアルミナなどの微粉末を焼成した多孔質金属、油分の吸着や消臭剤としても用いられる活性白土などが挙げられる。
【００３８】
塩素の吸収、脱着が効率よく進行する素材が望ましい。
【００３９】
(塩素分離手段)
吸着材から吸着物質の分離手段はいかなる手段でもよいが、加熱手段によるものや、圧力手段によるものが主たる手段である。
【００４０】
吸着材加熱手段としては、マイクロ波加熱、ヒータ加熱、スチームパイプまたは水蒸気脱離などの方法があるが、これらは吸着材との組み合わせによって決まる。
【００４１】
表面温度の一例を挙げると、120℃程度である。分離対象物質によってこれより高い温度が必要となるときもあるが、混在する物質の発火を考慮しながらこの温度を決める必要がある。
【００４２】
圧力による吸着材からの分離手段としては、分離時にポンプなどを用いて減圧環境を形成し分離する手段を用いることができる。圧力スイング脱着(ＰＳＡ)の装置及び技術を用いることができる。
【００４３】
分離に使用する気体はいかなるものでも良い。前述の説明では、分解処理後の気体を一方の塩素吸脱着塔の吸着材と接触させ塩素を吸着除去させ、その後の浄化気体の一部を用いて、他方の塩素吸着済みの吸着材から塩素を分離させ塩素を含む気体を得ている。
【００４４】
このような浄化気体の一部を分離に使用しても良いがその全部を使用する構成にしても良い。使用する割合を可変にしても良いし、全く使用せずに新たな気体を分離に使用する気体として系外から導入しても良い。
【００４５】
(塩素を含む気体を供給する手段)
分解のための運転稼動時は、塩素を含む気体を供給する手段６として例えば塩素ガスボンベなどの容器内に塩素を充填した構成を有する塩素ガス発生手段を用いることができる。また、塩素を含む水と空気を接触させて塩素ガスを発生させる手段を用いても良い。また分解対象物質を含む処理対象ガス(以下源ガスとも呼ぶ)を用いて光分解を行ない源ガスから塩素を発生させる塩素ガス発生手段を用いることができる。また、塩素の吸着した吸着材から気相中に塩素を分離する手段を用いることができる。
【００４６】
いずれにしても、光反応槽３内での塩素ガス濃度が５ppｍv(体積ppｍの意味。以下同じ)から1000ppｍv、望ましくは10ppｍvから500ppｍvになるよう塩素ガス供給量を調整する必要がある。
【００４７】
分解のための運転稼動時は、上記の塩素を含む気体を供給する手段から塩素ガスを供給し分解処理を行なうが、その後は、分解処理後の気体中の塩素を用いて分解処理を行なう。
【００４８】
つまり、分解処理後のガス中の塩素を吸着材で吸着処理し、その後吸着材に吸着した塩素を気体中に放出させ、この塩素を含む気体を反応場に供給する。
【００４９】
分解で塩素は消費されることは殆どなく、分解対象物質である塩素化合物から塩素が発生することから総合的には塩素濃度は増す傾向にあり、再び分解に使用する上で塩素量は殆ど問題にならない。
【００５０】
即ち、分解運転の初期に塩素を含む気体を供給する手段６から塩素を一端供給すれば、その後は系外から塩素を供給することなしに分解反応を継続させることができる。
【００５１】
分解運転の初期に塩素を含む気体を供給する手段６として、塩素を含む水と空気とを接触させ、例えば、塩素を含む水に空気を通すことで分解初期に必要な塩素を含む空気を発生させても良い。この場合、散気装置(バブラ)を用いることができる。散気装置は、液体に気体を吹き込むために用いられる通常の装置でかまわないが、気泡の大きさが塩素の気散に十分な表面積になるように選定されることが望ましい。また、散気装置の材質は、塩素を含む水の成分と反応しない素材が選定されていることが望ましい。例えば、焼結ガラス、多孔質セラミックス、焼結ＳＵＳ 316、繊維状のＳＵＳ 316で織った網等で作られた多孔質散気板や、ガラスまたはＳＵＳ 316等のパイプで作られたスパージャーなどを用いることができる。
【００５２】
ここで塩素を含む空気の供給源となる塩素を含む水として、例えば、電解質(例えば、塩化ナトリウムや塩化カリウムなど)を原水に溶解し、この水を一対の電極を有する水槽内で電気分解を行なうことによってその陽極近傍で得ることができる水を利用することができる。なお、塩素含有空気は、この陽極近傍で得ることができる水に空気を導入する手段を配置して得ることもできる。
【００５３】
この陽極近傍で得ることができる水として、水素イオン濃度(pＨ値)が１以上４以下、好ましくは２以上３以下、溶存塩素濃度が５ｍg/L以上200ｍg/L以下、好ましくは30ｍg/L以上120ｍg/L以下の性状をもつ水が好ましい。
【００５４】
また、塩素を含む空気の供給源となる塩素を含む水として上記した電解による方法以外に原水に種々の試薬を溶解して調製することもによっても得ることが可能である。例えば、水槽、該水槽に次亜塩素酸塩の水溶液を供給する手段、水槽に無機酸及び有機酸の少なくとも一方を含む水溶液を供給する手段を備えている塩素水生成手段を用いて得ることができる。
【００５５】
このような合成による塩素を含む水は、例えば、塩酸0.001ｍol/L〜0.1ｍol/L及び次亜塩素酸ナトリウム0.0001ｍol/L〜0.01ｍol/Lとすることにより得ることができる。次亜塩素酸塩としてはナトリウム塩以外のもの、例えばカリウム塩やカルシウム塩などを用いてもよい。こうして得られた塩素を含む水は、好ましくはpＨが1.0以上4.0以下、より好ましくは２以上３以下で溶存塩素濃度が２ｍg/L以上2000ｍg/L以下である。
【００５６】
これらの水からはすべて分解に必要な塩素を発生させることが可能であり、これと処理対象物ガスとを混合し光照射を行なうことで処理対象物質を分解することができる。
【００５７】
また源ガスを用いて光分解を行ない源ガスから塩素を発生させる構成では、源ガスを分解し得る光の波長を選ぶ必要がある。源ガスの汚染物質が一般的な有機塩素化合物の場合、例えば254nｍや185nｍの近紫外線を用いれば分解が可能である。この源ガスから塩素を発生させる光照射手段を、光反応槽３を照射する光照射手段４と兼ねる構成をとっても良い。
【００５８】
(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、例えばクロロメタン、ジクロロメタン、トリクロロメタン等が挙げられる。
【００５９】
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。
【００６０】
(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。
【００６１】
本発明では、初期段階で塩素を供給する場合、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。
【００６２】
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。
【００６３】
一方、初期段階で塩素を供給せず、源ガス自体の光分解により塩素を発生させる構成の場合、初期段階の照射には254nｍや185nｍの近紫外線(例えば殺菌灯)を用いる必要が生じ、石英管が必要となる。なお、源ガスから塩素を発生させる光照射手段を、光反応槽３を照射する光照射手段４と兼ねる構成の場合、波長300〜500nｍの光と254nｍや185nｍの近紫外線の双方が含まれる光を照射できることがより好ましい。
【００６４】
(分解反応機構)
本発明者らは塩素ガスの存在下で光照射すると有機塩素化合物の分解が進むことを既に見出しているが、その反応機構については不明の部分が多かった。しかし、塩素が特定範囲の波長の光を受けると解離してラジカルを生じることが既に知られている。本発明においても光照射により塩素ラジカルが発生し、分解対象物質と反応することでその結合を切断していると考えられる。
【００６５】
塩素ラジカルが有機塩素化合物を分解しこれを利用した例として例えば特開平９-234338号公報(特許文献８)がある。これは、有機塩素化合物を含有するガスを紫外線反応槽に導き、紫外線を照射して有機塩素化合物を分解する方法において、紫外線照射後のガスの一部を紫外線反応槽に返送することを特徴とする有機塩素化合物の光分解法である。この方法では光分解処理ガスの一部をそのまま返送しているため、返送率が高くなると塩素濃度は高くなるが処理できるガス量は減少する。また、塩素を含む光分解処理ガスの一部は排出される。
【００６６】
[実施形態２]
上記の実施形態１においては、処理ガス中の塩素を吸着して再び分解に利用する装置の例を示したが、分解処理と塩素の吸着の間に分解生成物の除去を行なう構成することも可能である。
【００６７】
このような例を図５に示した。このシステムにおいては、反応槽から排出される処理ガスに含まれる分解生成物が13の分解生成物の除去手段で除去される。
【００６８】
源ガスが有機塩素化合物の場合、主な分解生成物はトリクロロ酢酸、ジクロロ酢酸などのハロ酢酸であり、また分解の過程で有機塩素化合物から塩素が放出される。
【００６９】
ハロ酢酸などの分解生成物を除去する手段としてはトラップ槽、気液接触塔(スクラバー)などが使用できる。例えば、反応槽からの処理ガスを水などの水溶液と接触させることで分解生成物を気相から液相に移行させハロ酢酸などの分解生成物を含まない気体を排出することができる。水溶液のpＨを酸性側、例えばpＨを0.5以上５以下にすることで塩素は該水溶液に殆ど吸収されず、排出されるハロ酢酸などの分解生成物を含まない気体に含まれた状態で塩素吸脱着塔に供給される。
【００７０】
分解生成物は多くの場合酸性であるため、当初の水溶液のpＨは運転に従って低下する。これを考慮して当初の水溶液のpＨを設定すると良い。
【００７１】
また、分解生成物の除去手段にハロ酢酸などの分解生成物を分解する手段を施しても良い。
【００７２】
分解生成物除去手段によって、分解生成物が効率よく除去されることで、ハロ酢酸などの分解生成物が分解反応を阻害することなく、また分解生成物が吸着材に吸着することも防ぐことができる。
【００７３】
即ち、この分解生成物の除去手段では分解に必要な塩素のみを通過させ、他の分解生成物を除去することが可能である。
【実施例】
【００７４】
以下に本発明の実施例について図を参照しながら詳細に説明する。
【００７５】
(実施例１)
図１で模式的に示した処理装置を用いて本発明の実施を行なった。
【００７６】
図１で、汚染土壌から真空吸引された土壌ガスなどが光反応槽３に供給される。光反応槽３には光照射手段４が設置されている。塩素供給手段６(本実施例では塩素ボンベ)から光反応槽３に塩素が供給されている。本実施例では、光照射手段で300nｍ以下の光の波長を含まないブラックライト蛍光ランプを使用しているので、塩素ガスを含む空気の発生手段が必要となるが、例えば254nｍの波長の光を用いて分解を行なう場合は塩素ガスを含む空気の発生手段は必ずしも必要でない(後述・実施例３参照)。
【００７７】
分解処理後の気体は、前述したように塩素吸脱着塔２に送られる。塩素吸脱着塔２は２a,２bと２つ用意し、一方の吸着材で処理ガス中の塩素の吸着除去を行ない、浄化ガスを得るとともに、他方では吸着材の再生及び吸着した塩素を脱離させることで塩素を含む気体の供給を行なう構成となっている。これが交互に行なわれる。
【００７８】
この状態で連続的に運転を行ない、分解処理後の塩素が再利用できることを確かめた。
【００７９】
以上を実験的に確かめた例を示す。
【００８０】
分解対象物質として有機塩素化合物で汚染された土壌から真空吸引ポンプで吸引を行ない、汚染気体を光分解槽 に１立米/分(滞留時間:30秒)で送り込んだ。この汚染気体の主な汚染物質とその濃度は、トリクロロエチレン:５〜20ppｍv、テトラクロロエチレン:５〜30ppｍvであった。
【００８１】
塩素ボンベから塩素を供給して反応槽内の塩素濃度が50ppｍvとなるように調整した。
【００８２】
本実施例では外側から市販のブラックライト蛍光ランプ(東芝;ＦＬ40Ｓ ＢＬＢ)16本で照射をした。
【００８３】
反応槽の側面はフッ素系の樹脂膜で形成されており、300nｍ以上の波長が透過することを確かめた。
【００８４】
塩素吸脱着塔２に塔には吸着材として吸着材として、合成ゼオライトを充填した。
【００８５】
装置の運転を開始してから１日を経過した時点で、吸着材への流路を切り替え別の塩素吸脱着塔２で塩素の吸着を開始した。同時に、今まで塩素の吸着に使用していた塩素吸脱着塔にヒータで加熱し塩素を分離し、得られた塩素を含む気体を光反応槽３に導入した。このとき塩素ボンベ６からの塩素の供給を停止した。
【００８６】
その後、一日一回の割合で吸着材への流路の切り替えを行ない運転した。
【００８７】
この間の光分解部から排出される排気気体中のトリクロロエチレン及びテトラクロロエチレンの濃度を知るため、定期的にガスタイトシリンジでサンプリングし、ガスクロマトグラフィー(島津製作所(株)社製ＧＣ-14Ｂ(ＦＩＤ検出器付)、カラムはＪ&Ｗ社製ＤＢ-624)で測定したが、常に検出されなかった。
【００８８】
(実施例２)
図５に示した処理装置を用いて分解実験を行なった。
【００８９】
分解生成物の除去手段13が設置されている以外は実施例１とほぼ同様の装置を用いて分解実験を行なった。
【００９０】
分解処理後の気体にはハロ酢酸がミスト状で含まれている。分解生成物をトラップするための手段13に相当する分解生成物を吸収する気液接触塔には水道水が貯留され、この水はポンプにより循環を行なった。循環する貯留液は気液接触部で分解生成物であるハロ酢酸と接触し、ハロ酢酸を溶液側に吸収する。
【００９１】
運転５ヵ月後にこの貯留液のハロ酢酸濃度は0.4％に達していた。
【００９２】
また分解は良好に進んでおり、これにより分解に必要な塩素は、分解生成物の除去手段13を設置しても必要量反応槽に供給されたことが分かる。
【００９３】
(実施例３)
実施例１では、光照射手段４として、光の波長が300nｍ〜500nｍの光源(ブラックライト)を使用したが、本実施例では254nｍにピークをもつ光源(例えば殺菌灯)を使用した。このため本実施例では、殺菌灯を挿入する石英管が必要となる。これ以外は実施例１とほぼ同様の装置を用いて分解実験を行なった。
【００９４】
254nｍにピークをもつ光源若しくは185nｍにピークをもつ光源の光は塩素なしでも上記有機塩素化合物を分解することは知られているが、塩素が存在する方が分解効率は高くなる。また低濃度のときは分解率の向上が確認された。
【００９５】
さらに、254nｍにピークをもつ光源若しくは185nｍにピークをもつ光源の光による塩素を添加しない分解でも分解生成物として塩素が発生するためその２次処理が必要である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施態様にかかる分解装置の概略図である。
【図２】本発明の作用を説明する図である。
【図３】本発明の作用を説明する図である。
【図４】本発明の作用を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施態様にかかる分解装置の概略図である。
【符号の説明】
【００９７】
１a,b:吸着材
２a,b:塩素吸脱着塔
３:光反応槽
４:光照射手段
５a,b:供給制御弁
６:塩素を含む気体の供給手段
７:供給制御弁
８:供給制御弁
９:排気管
10:分配制御弁
11:分解対象物質を供給する手段
12a,b:ヒータ
13:分解生成物の除去手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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