(57)【要約】【課題】  本発明では、有機塩素化合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と塩素を同時に除去分離し、分離した際に生成するハロ酢酸及び塩素を分解処理し、二酸化炭素、塩化物イオンなどに完全に数時間で分解する簡便な方法を提供する。【解決手段】  ハロ酢酸を含む水溶液をアルカリ性にて酸素又は酸化剤の共存下で加熱分解する。【選択図】  図１
2005131008.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工程を有し、前記光を照射する工程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に余分であった分解を促進するガスを水溶液に導入する工程と、前記水溶液をアルカリ性において加熱する工程と、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、クロロホルム、ジクロロメタン、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記載の分解方法。
【請求項３】
前記分解対象物を促進するガスは塩素ガスであることを特徴とする分解対象物を分解する請求項１記載の分解方法。
【請求項４】
前記分解生成物は酸クロライドである請求項１記載の分解方法。
【請求項５】
前記水溶液をアルカリ性において加熱する工程ではｐＨ９〜ｐＨ１４の範囲のアルカリ性であることを特徴とする請求項１記載の分解方法。
【請求項６】
前記水溶液をアルカリ性において加熱する工程では、８０℃以上で加熱することを特徴とする請求項１記載の分解方法。
【請求項７】
前記水溶液をアルカリ性において加熱する工程にて、空気、酸素もしくは酸化剤を供給することによって分解を促進することを特徴とする請求項１記載の分解方法。
【請求項８】
請求項７記載の酸化剤は、ペルオキソ二硫酸カリウムやペルオキソ二硫酸ナトリウムのようなペルオキソ二硫酸塩類、二酸化マンガン、過酸化水素、過マンガン酸カリウムのような過マンガン酸塩類などを特徴とする請求項１記載の分解方法。
【請求項９】
有機塩素系化合物を塩素化酢酸に分解する手段と、前記手段に後続する手段であって前記塩素化酢酸を水溶液中でアルカリ加熱分解する手段とを有する分解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分解処理装置および分解方法に関する。より具体的に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、その際、溶液接触し、加水分解され生成したハロ酢酸と塩素を取り込んだ溶液の効率的な分解方法およびそれを可能にする装置に関する。
【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る。その後、酸クロライドが溶液と接触し、加水分解され、生成したハロ酢酸と塩素を取り込んだ溶液を炭酸カルシウム系充填剤により吸着除去をおこなっている（特許文献１）。
【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）。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。
【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】
【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日など要することが一般的に知られている。
【０００６】
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塩素を分解処理し、二酸化炭素、塩化物イオンなどに完全に数時間で分解する簡便な方法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】
【０００７】
よって本発明は、
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工程を有し、前記光を照射する工程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に余分であった分解を促進するガスを水溶液に導入する工程と、前記水溶液をアルカリ性において加熱する工程と、を有することを特徴とする分解対象物の分解方法を提供する。
【０００８】
また本発明は
有機塩素系化合物を塩素化酢酸に分解する手段と、前記手段に後続する手段であって前記塩素化酢酸を水溶液中でアルカリ加熱分解する手段とを有する分解処理装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
トリクロロエチレン等の塩素系有機化合物を塩素の存在下における分解で生成するモノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸などのハロ酢酸を速く検出限界以下まで分解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】
【００１０】
本発明は、分解処理後の気体を水溶液に導入し、導入後の水溶液をｐＨ９〜ｐＨ１４範囲のアルカリ性水溶液として８０℃以上の所定の温度で加熱することで、上記の課題を解決している。加熱することで、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、さらに加熱中、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。また、空気もしくは酸素を供給することで無機化まで酸化分解が促進される。また、０．６％以上酸化剤を添加することにより二酸化炭素や塩化物イオンまで酸化分解がさらに促進される。
【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、６はアルカリ性水溶液を加熱する工程、５は空気供給工程である。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を加熱する工程６に導入される。アルカリ性水溶液を加熱する工程６において、ｐＨ９からｐＨ１４のアルカリ性水溶液と接触し、吸収される。また、アルカリ性水溶液を加熱する工程６においては、必要に応じてさらにアルカリ等を加えて、水溶液のｐＨを調整し、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を吸収したアルカリ性水溶液を加熱する工程６において空気導入工程５で空気（酸素）を供給しながら、加熱して分解（ハロ酢酸を二酸化炭素と塩化物イオン、塩素を塩化物イオン化）する。
【００１５】
アルカリ性水溶液を加熱する工程６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せしめたガスは、処理ガス７として系外へ排出する。
【００１６】
図２は本実施の第二の形態に係る分解対象物質の分解方法の模式図である。
【００１７】
図中、３は光を照射する工程、８は酸吸収工程、９はアルカリ吸収工程、６はアルカリ性水溶液を加熱する工程、５は空気供給工程である。
【００１８】
被処理ガスである分解対象物を含む気体１は、実施の形態１と同様に塩素ガス２と混合され、光を照射する工程３に導入され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。
【００１９】
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として酸吸収工程８に導入される。酸吸収工程８において、ｐＨ３以下の酸性水溶液と接触し、ハロ酢酸のみが吸収され塩素ガスはアルカリ吸収工程９に送られる。アルカリ吸収工程９では、ｐＨ９からｐＨ１４のアルカリ性水溶液と接触し、塩素ガスを吸収する。
【００２０】
酸吸収工程８においてハロ酢酸を吸収した酸水溶液とアルカリ吸収工程９にて塩素ガスを吸収したアルカリ水溶液は共にアルカリ性水溶液を加熱する工程６にて混合される。混合された水溶液は、必要に応じてさらにアルカリ等を加えて、水溶液のｐＨを調整し、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を吸収したアルカリ性水溶液を加熱する工程６において空気導入工程５で空気（酸素）を供給しながら、加熱して分解（ハロ酢酸を二酸化炭素と塩化物イオン、塩素を塩化物イオン化）する。
【００２１】
酸吸収工程８においてハロ酢酸をアルカリ吸収工程９において塩素ガスを吸収せしめたガスは、処理ガス７として系外へ排出する。
【００２２】
図３は本実施の第三の形態に係る分解対象物質の分解方法の模式図である。
【００２３】
図中、３は光を照射する工程、８は酸吸収工程、６はアルカリ性水溶液を加熱する工程、５は空気供給工程である。
【００２４】
被処理ガスである分解対象物を含む気体１は、実施の形態１と同様に塩素ガス２と混合され、光を照射する工程３に導入され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。
【００２５】
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として酸吸収工程８に導入される。酸吸収工程８において、ｐＨ３以下の酸性水溶液と接触し、ハロ酢酸のみが吸収され塩素ガス再び光を照射する工程３に送られ再び分解対象物の分解に用いられる。
【００２６】
酸吸収工程８においてハロ酢酸を吸収した酸水溶液はハロ酢酸を濃縮した後、アルカリ性水溶液を加熱する工程６に送られ、水酸化ナトリウム水溶液供給タンク１６よりアルカリを、酸化剤タンク１５より酸化剤を必要量供給し、空気導入工程５で空気（酸素）を供給しながら、加熱して分解（ハロ酢酸を二酸化炭素と塩化物イオン、塩素を塩化物イオン化）する。
【００２７】
アルカリ性水溶液を加熱する工程６において加熱分解後の水溶液は、塩酸タンクから塩酸をｐＨ計１２にて制御しながら供給し中和処理する。中和処理後の水溶液は無機塩水溶液として処理水槽１２を経由し系外に排出される。
【００２８】
（実施例）
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。
【実施例１】
【００２９】
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する工程６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（登録商標）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。
【００３０】
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・加熱槽にて散気管を通じ塩素ガスを吸収させ、アルカリ性水溶液を加熱する工程６として用いた槽は、常にｐＨが９〜１４付近に保たれるよう調整し、ハロ酢酸の濃度が約６００００ｐｐｍに達した時点でとリクロロエチレンの供給を停止した。
【００３１】
その後、水溶液のｐＨを１３に調整し、空気導入工程５としてエアーポンプを用い０．８ｌ／ｍｉｎで空気を供給しながら常圧において、９５℃で３時間加熱処理した結果３時間後のハロ酢酸濃度は０．０２ｐｐｍ以下であり、ハロ酢酸の分解を確認した。
【実施例２】
【００３２】
実施例２では、図２に示すように酸吸収工程８で、酸クロライドを吸収し、アルカリ吸収工程９で塩素ガスを吸収し、それらをアルカリ性水溶液を加熱する工程に混合し、加熱を行う。酸吸収工程８及びアルカリ吸収工程９として、それぞれ寸法１００ｍｍ×２００ｍｍ×４５０ｍｍＨ、有効容積２０ｌの槽を使用した。アルカリ性水溶液を加熱する工程６としては内部に散気管，石英ヒーターを備えたステンレス製（内  テフロン（登録商標）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。
【００３３】
トリクロロエチレン約５ｐｐｍを含む空気を２０ｍ３／分で光反応槽１に通気し、次いで酸吸収槽にて散気管を通じガスを吸収させ、酸吸収槽２は、常にｐＨが１から３付近に保たれるよう調整し、アルカリ吸収槽はｐＨ９〜１４付近に調整した。酸吸収槽内のハロ酢酸濃度が約１２００００ｐｐｍに達したのち、酸吸収槽２、アルカリ吸収槽３それぞれから等量の溶液を加熱槽４に導入し、加熱槽４において、溶液のｐＨをｐＨ１４に保ちながら、ポンプを用い０．８ｌ／ｍｉｎで空気を供給しなが常圧にて９５℃で３時間加熱処理した結果、ハロ酢酸濃度は０．０２ｐｐｍ以下であったことからハロ酢酸の分解を確認した。
【実施例３】
【００３４】
実施例３では、図３に示すように光を照射する工程３として内容積３０ｌの光反応槽と酸吸収工程８として塩化ビニル製の４０ｌ水槽を循環型に配置した。また、アルカリ性水溶液を加熱する工程６として、内部に散気管１１，石英ヒーター（加熱ヒーター１０）を備えたステンレス製（テフロン（登録商標）（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。
【００３５】
テトラクロロエチレンが光反応槽入口で１７００ｐｐｍとなるように調製し、空気を３０ｌ／分で光反応槽及び酸吸収工程８としてもちいた水槽に通気し連続循環処理を行った。
【００３６】
１ヶ月連続運転後の酸吸収工程８として用いた水槽中の水溶液４０ｌ（ハロ酢酸濃度２０％）を、アルカリ性水溶液を加熱する工程６として用いた水槽に導入し、分解反応中のｐＨを水酸化ナトリウム水溶液を供給しｐＨ１３に連続的に調整した、また、酸化剤を注入し、空気導入工程５として用いたエアーポンプにて０．８ｌ／ｍｉｎでアルカリ性水溶液を加熱する工程６として用いた水槽に空気を供給しながら常圧において、９５℃で６時間加熱した結果、ハロ酢酸は０．０２ｐｐｍ以下であったことから分解の効果を確認した。分解後の水溶液はアルカリ性水溶液を加熱する工程６として用いた水槽においてｐＨ７から８に調節し、処理水槽２１を経由し排出処理水２２として系外に排出した。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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】本実施の第二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３】本実施の第三の形態に係る分解対象物質の分解方法の模式図である。
【符号の説明】
【００３８】
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  空気導入工程
６  アルカリ性水溶液を加熱する工程
７  処理ガス
８  酸吸収工程
９  アルカリ吸収工程
１０  加熱ヒーター
１１  散気管
１２  ｐＨ計
１３  ミストセパレーター
１４  排出空気
１５  酸化剤タンク
１６  水酸化ナトリウム水溶液タンク
１７  塩酸タンク
１８  酸化剤供給ポンプ
１９  水酸化ナトリウム供給ポンプ
２０  塩酸供給ポンプ
２１  処理水槽
２２  排出処理水
【図１】
2005131008.tif 000003
【図２】
2005131008.tif 000004
【図３】
2005131008.tif 000005