(57)【要約】【課題】  維持管理が容易で、装置のランニングコストおよび維持コストの低減を図ることができるガス処理装置を提供することである。【解決手段】  ガス処理装置は、オゾンによって有害物質を含むガスを処理するオゾン反応部と、前記オゾン反応部を経て処理されたガスを第１処理水と気液接触させて、前記処理されたガス中の水溶性の有害物質を第１処理水中に回収する回収部と、前記水溶性の有害物質が回収された第１処理水に加圧下でオゾンを供給して、微細気泡を含有させて第２処理水を得る液体処理部と、前記微細気泡を含有する第２処理水を貯留し、前記第２処理水を大気圧下に曝して、第２処理水中の微細気泡の消滅に伴って前記水溶性の有害物質を分解処理し、懸濁物を含有する第２処理水を、第１処理水と懸濁物とに分離する分離部と、前記分離部で分離された第１処理水を前記回収部に供給する供給部とを含む。【選択図】      図１
2016140814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンによって有害物質を含むガスを処理するオゾン反応部と、
前記オゾン反応部を経て処理されたガスを第１処理水と気液接触させて、前記処理されたガス中の水溶性の有害物質を第１処理水中に回収する回収部と、
前記水溶性の有害物質が回収された第１処理水に加圧下でオゾンを供給して、微細気泡を含有させて第２処理水を得る液体処理部と、
前記微細気泡を含有する第２処理水を貯留し、前記第２処理水を大気圧下に曝して、第２処理水中の微細気泡の消滅に伴って前記水溶性の有害物質を分解処理し、懸濁物を含有する第２処理水を、第１処理水と懸濁物とに分離する分離部と、
前記分離部で分離された第１処理水を前記回収部に供給する供給部とを含むことを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
前記オゾン反応部と前記回収部との間に、有害物質およびオゾンの分解のための触媒が充填される触媒部が設けられることを特徴とする請求項１に記載のガス処理装置。
【請求項３】
前記オゾン反応部と前記回収部との間に、有害物質およびオゾンの吸着のための吸着材が充填される吸着部が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のガス処理装置。
【請求項４】
前記オゾン反応部は、有害物質を含むガス中で沿面放電によって非平衡プラズマを発生させて、オゾンを発生させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項５】
前記オゾン反応部には、前記液体処理部に供給されるオゾンが導入されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス中に含まれる有害物質を除去するガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、脱臭方法には、
ａ）脂肪酸およびアミン類などを水に溶解させる、水洗法、
ｂ）高温で生じる脂肪酸を水で冷却し溶解させる、冷却法、
ｃ）悪臭の原因となる臭気成分を多孔質な活性炭の微細な空間に吸着して閉じ込める、活性炭吸着法、
ｄ）酸性水溶液およびアルカリ性水溶液に臭気成分、酸性成分およびアルカリ成分などを溶解させ、中和させる、酸アルカリ洗浄法、
ｅ）芳香性物質などによって別の臭いで臭気成分を覆い隠す、マスキング法、
ｆ）臭気成分を含むガスを８００℃以上の高温で燃焼させる、直接燃焼法、
ｇ）微生物にその栄養源となる脂肪酸およびアミン類を摂取させて分解させる、微生物分解法、
ｈ）硫黄化合物およびアルデヒド類などを塩素に反応させる塩素処理法、ならびに
ｉ）不飽和有機化合物、硫化水素、メルカプタン類、およびアルデヒド類などをオゾンおよびマンガン系触媒表面で吸着酸化を繰返し、化学的に脱臭する、気相オゾン触媒脱臭法、などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３０９１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
悪臭を大風量で処理するための装置の大型化を実現するためには問題が多く、最適化には困難が伴っている。最もよく知られた脱臭方法に活性炭吸着法があるが、活性炭を適切な充填体積（ＳＶ値）で装置化を図れば、膨大な設備体積が必要となる。また活性炭が吸着飽和に達すると、活性炭を再生させて吸着した臭気成分を放出しなければならない。この方法は、活性炭の交換費用も高くつき、コスト面で有効な方法ではない。
【０００５】
またオゾン（酸化力）を用いた脱臭方法がある。このような従来の気相オゾン脱臭方法では、窒素または硫黄化合物に対してはオゾン自体によるマスキング効果が期待できる。またさらに優れた脱臭効果が期待できる方法に、オゾン脱臭と活性炭脱臭とを組合せる方法がある。この方法では、臭気成分における臭いの原因となる二重結合を速やかに分解し、硫黄化合物、たとえば硫化水素（Ｈ２Ｓ）、メチルメルカプタン（ＣＨ３ＳＨ）、硫化メチル（（ＣＨ３）２Ｓ）、二硫化メチル（（ＣＨ３）２Ｓ２）、および二酸化硫黄（ＳＯ２）、ならびに窒素化合物、たとえばトリメチルアミン（ＣＨ３）３Ｎおよびアンモニア（ＮＨ３）等を活性炭表面で効率よく吸着させている。
【０００６】
しかしながら、この方法は、炭化水素（ＲＨ）およびその誘導体、たとえばアルコール（ＲＯＨ）、アルデヒド（ＲＣＯＨ）および有機酸（Ｒ（ＣＯＯ））等については、気相オゾン脱臭法と活性炭吸着法とによっても充分に解消されず、また活性炭への吸着の限界を把握することが困難であり、したがって維持管理が容易ではなく、さらに吸着した臭気成分が活性炭から離脱して再放出されることを防ぐためのランニングコストが維持管理上負担となっている。
【０００７】
また熱プラズマまたは８００℃以上の高温で臭気成分を燃焼させる直接燃焼法では、高度な設備と大量のエネルギとを必要とし、ダイオキシンおよび二酸化炭素（ＣＯ２）などの増加が伴う。このような方法は、地球環境保全に対して逆行する方法であり、省資源および省エネルギの観点からも問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、維持管理が容易で、装置のランニングコストおよび維持コストの低減を図ることができるガス処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、オゾンによって有害物質を含むガスを処理するオゾン反応部と、
前記オゾン反応部を経て処理されたガスを第１処理水と気液接触させて、前記処理されたガス中の水溶性の有害物質を第１処理水中に回収する回収部と、
前記水溶性の有害物質が回収された第１処理水に加圧下でオゾンを供給して、微細気泡を含有させて第２処理水を得る液体処理部と、
前記微細気泡を含有する第２処理水を貯留し、前記第２処理水を大気圧下に曝して、第２処理水中の微細気泡の消滅に伴って前記水溶性の有害物質を分解処理し、懸濁物を含有する第２処理水を、第１処理水と懸濁物とに分離する分離部と、
前記分離部で分離された第１処理水を前記回収部に供給する供給部とを含むことを特徴とするガス処理装置である。
【００１０】
また本発明において、前記オゾン反応部と前記回収部との間に、有害物質およびオゾンの分解のための触媒が充填される触媒部が設けられることを特徴とする。
【００１１】
また本発明において、前記オゾン反応部と前記回収部との間に、有害物質およびオゾンの吸着のための吸着材が充填される吸着部が設けられることを特徴とする。
【００１２】
また本発明において、前記オゾン反応部は、有害物質を含むガス中で沿面放電によって非平衡プラズマを発生させて、オゾンを発生させることを特徴とする。
【００１３】
また本発明において、前記オゾン反応部には、前記液体処理部に供給されるオゾンが導入されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、有害物質を含むガスは、オゾン反応部に導かれる。有害物質、特に非水溶性の有害物質は、その大部分が、オゾンなどの化学的活性種による化学反応によって分解除去される。
【００１５】
有害物質が処理されたガスであって、水溶性の有害物質を含むガスは、回収部に導かれる。このとき、化学的活性種は不安定であり、元の臭気成分に戻ったり、他の有害物質が生成される可能性がある。しかしながら回収部において、該ガスを第１処理水と気液接触させるので、回収部に供給されたガスから、化学的活性種、水溶性の有害物質を第１処理水の第１処理水中に捕集して分離する。このように処理されたガスは、排出部に導かれ、排出部から適切な処理を経て大気中に排出される。
【００１６】
このようにガスを処理した第１処理水は、液体処理部に導かれる。液体処理部では、水溶性の有害物質が回収された第１処理水に、加圧下でオゾンが供給されて微細気泡、たとえば直径５０μｍ以下のマイクロバブルが含有され、微細気泡を含む第２処理水が得られる。
【００１７】
この第２処理水は、分離部に導かれる。分離部では、第２処理水が貯留されて大気圧下に曝されることによって、第２処理水中の微細気泡が浮上消滅する。第２処理水に含有される微細気泡は負の電荷を帯びているとともに、微細気泡が消滅する際に、泡内部の温度が高温となり高圧となる。微細気泡が負の電荷を帯びていることによって、水溶性の有害物質を引き寄せ、微細気泡が消滅する際に生じる高温高圧状態によって、泡を形成するオゾンが分解され、強力なラジカルを発生し、このラジカルによって水溶性の有害物質が除去される。このようにして、液体処理部から供給された微細気泡を含有した第２処理水が処理される。第２処理水中の反応物などの懸濁物は、微細気泡の浮上に伴って、水面上にスカムとして浮遊する。このようにして、分離部では、第２処理水は、第１処理水と懸濁物とに分離される。分離部で分離された第１処理水は、供給部を経て、再び回収部へと導かれる。
【００１８】
このように、非水溶性の有害物質の処理に有効なオゾンによるガス処理と水溶性の有害物質の処理に有効な湿式のガス処理とを組み合わせることによって、従来の活性炭などを用いた吸着処理と比べて、維持管理を容易にし、装置のランニングコストおよび維持コストの低減を図ることができる。また、オゾンによるガス処理の後段のガス処理として湿式処理を行うので、後段のガス処理に触媒を用いた乾式処理を行う場合と比べて、高価な触媒を用いずに、安価な水を用いてガス処理を行うことができ、非常に経済的である。
【００１９】
また、ガス処理装置は第１処理水と気液接触させてガス中の水溶性の有害物質を回収する回収部を含んで構成されているので、元の有害物質に戻ったり、他の有害物質が生成されることを防ぐことができる。したがって、有害物質が含まれない安全なガスを排出することができる。
【００２０】
また、ガス処理装置は微細気泡を前記第１処理水に含有させて第２処理水を得る液体処理部と、第２処理水を大気圧下に曝して、第２処理水中の微細気泡の消滅に伴って前記水溶性の有害物質を分解処理し、懸濁物を含有する第２処理水を、第１処理水と懸濁物とに分離する分離部と、第１処理水を回収部に供給する供給部とを含んで構成されており、前記分離部では液体処理部において微細気泡を含有した第２処理水から、懸濁物をスカムとして分離して第１処理水を得る。したがって、懸濁物を分離処理した第１処理水を繰り返し用いることができる。
【００２１】
本発明によれば、前記オゾン反応部と前記回収部との間に、有害物質およびオゾンの分解のための触媒が充填される触媒部が設けられる。また前記オゾン反応部と前記回収部との間に、有害物質およびオゾンの吸着のための吸着材が充填される吸着部が設けられる。このように構成することによって、オゾン反応部のガス処理後に残存するオゾンの濃度を低減するとともに、吸着部に吸着されたオゾンによって、有害物質を分解するとともに充填された吸着材を再生することができる。
【００２２】
本発明によれば、前記オゾン反応部は、有害物質を含むガス中で沿面放電によって非平衡プラズマを発生させて、オゾンやＯＨラジカルなどの化学的活性種を発生させる。このように構成することによって、ガス処理を行うごく近傍でオゾンや寿命の短いが酸化力がオゾンよりも高いＯＨラジカルなどの化学的活性種を発生させることができるので、効率良くガスを処理することができる。
【００２３】
本発明によれば、前記オゾン反応部には、前記液体処理部に供給されるオゾンが導入される。このように構成することによって、新たにオゾンを発生させる装置を設ける必要がないので、装置のランニングコストおよび維持コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガス処理装置１の全体図である。
【図２】除塵部３、オゾン反応部４およびガス処理部１１が一体化したユニットを簡略化して示す正面図である。
【図３】オゾン反応部４の概略断面図である。
【図４】オゾン反応部４をガス流入口側からみた図である。
【図５】非平衡プラズマ発生素子１３の斜視図である。
【図６】非平衡プラズマ発生素子１３の部分断面図である。
【図７】電源装置１５の電気回路図である。
【図８】電源装置１５によって非平衡プラズマ発生素子１３に印加される電力の一例を示す波形図である。
【図９】ガス処理部１１の概略断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、触媒部１１Ａを構成する第１要素１１ａａの平面図であり、図１０（ｂ）は、触媒部１１Ａを構成する第１要素１１ａａの正面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、触媒部１１Ａを構成する第２要素１１ａｂの平面図であり、図１１（ｂ）は、触媒部１１Ａを構成する第２要素１１ａｂの正面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、吸着部１１Ｃの正面図であり、図１２（ｂ）は、吸着部１１Ｃの側面図である。
【図１３】気泡発生装置２２の横断面図である。
【図１４】図１３の切断線Ａ−Ａで気泡発生装置２２を切断した断面図である。
【図１５】反応室５４に設けられた状態の気泡発生装置２２を示す図である。
【図１６】第１処理水２５０が回収部５から液体処理部６、分離部７および供給部８を経て回収部５へと循環する流れの全体を示す概略図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係るガス処理装置１Ａの全体図である。
【図１８】オゾン反応部４Ａを示す部分断面図である。
【図１９】図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、ノズル２１５から噴射されるオゾンの噴射状態を模式的に示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係るガス処理装置１Ｂの全体図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態に係るガス処理装置１Ｃの全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明に係る技術を具体化するために例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明に係る技術内容は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るガス処理装置１の全体図である。ガス処理装置１は、導気手段１０と、除塵部３と、オゾン反応部４と、ガス処理部１１と、回収部５と、分離部７と、供給部８と、排出部９とを含んで構成される。導気手段１０は、ガス処理を行うべきガスをガス処理装置１に導く。導気手段１０と回収部５とは、ガス流路２１０を介して接続される。除塵部３、オゾン反応部４およびガス処理部１１は、ガス流路２１０に介在される。除塵部３は、塵埃および有害物質を含むガスから塵埃を除去する。オゾン反応部４は、オゾンによって有害物質を含むガスを処理する。ガス処理部１１は、残存するオゾンおよび有害物質を触媒によって分解させるとともに吸着材に吸着させる。
【００２７】
回収部５は、第１処理水と気液接触させてガス中の水溶性の有害物質を回収する。液体処理部６は、水溶性の有害物質が回収された第１処理水２５０に加圧下でオゾンを供給して、微細気泡を含有させて第２処理水を得る。分離部７は、微細気泡を含有する第２処理水を貯留し、第２処理水を大気圧下に曝して、第２処理水中の微細気泡の消滅に伴って水溶性の有害物質を分解処理し、懸濁物を含有する第２処理水を、第１処理水と懸濁物とに分離する。供給部８は、分離部７で分離された第１処理水を回収部５に供給する。排出部９は、有害物質が除去されたガスを大気中に排出する。なお、第１処理水２５０は、ｐＨ６〜７に調整された処理水である。
【００２８】
導気手段１０は、除塵部３に塵埃および有害物質を含むガスを押込み送風する押込ファンによって実現される。
【００２９】
図２は、除塵部３、オゾン反応部４およびガス処理部１１が一体化したユニットを簡略化して示す正面図である。該ユニットの筐体は、ガス流路２１０を構成する。除塵部３は、ガス処理装置１におけるガスの流下方向の最も上流側に設けられる。除塵部３は、塵埃および有害物質を含むガスから塵埃を除去する。除塵部３は、所定の目の粗さを有する濾布から成る濾過フィルタ（図示せず）、電気集塵機（図示せず）、またはそれらの組合せ等によって実現される。
【００３０】
オゾン反応部４は、除塵部３のガスの流下方向下流側に設けられる。オゾン反応部４は、有害物質を含むガス中で沿面放電によって非平衡プラズマを発生させて、オゾン、ＯＨラジカルなどの化学的活性種を発生させ、塵埃が除去された有害物質を含むガスを処理する。
【００３１】
図３および図４は、オゾン反応部４の構成を示す図である。オゾン反応部４は、中空の略直方体状の本体４ａと、本体４ａのガスの流下方向上流側に設けられるガス流入部１２と、本体４ａのガスの流下方向中央部に設けられ、ガス流入部１２に接続され、非平衡プラズマを発生させる、円筒状の非平衡プラズマ発生素子１３と、本体ａのガスの流下方向下流側に設けられ、非平衡プラズマ発生素子１３に接続されるガス排出部１４と、電源装置１５（図２参照）とを含んで構成される。オゾン反応部４のガス流入部１２のガスの流下方向上流側端部は、除塵部３に接続される。ガス流入部１２、非平衡プラズマ発生素子１３およびガス排出部１４はガス流路２１０を構成する。
【００３２】
ガス流入部１２は、ガスの流下方向上流側端部において略矩形状に開口しており、ガスの流下方向下流側に向かうにつれて、開口面積が減少するように設けられる。ガス流入部１２のガスの流下方向下流側端部は略矩形状に開口している。非平衡プラズマ発生素子１３のガスの流下方向上流側端部は、円形状に開口している。ガス流入部１２と非平衡プラズマ発生素子１３とは、ガスの流下方向下流側に向かって開口形状が略矩形状から円形状に遷移する第１遷移部１２ａを介して接続される。
【００３３】
非平衡プラズマ発生素子１３のガスの流下方向下流側端部は、円形状に開口している。ガス排出部１４は、ガスの流下方向上流側端部において略矩形状に開口しており、ガスの流下方向下流側に向かうにつれて、開口面積が増大するように設けられる。ガス排出部１４のガスの流下方向下流側端部は略矩形状に開口している。非平衡プラズマ発生素子１３とガス排出部１４とは、ガスの流下方向下流側に向かって開口形状が円形状から略矩形状に遷移する第２遷移部１４ａを介して接続される。
【００３４】
オゾン反応部４では、ガスに含まれる有害物質のうち、非水溶性の有害物質が効率よく分解除去される。
【００３５】
ここで非平衡プラズマとは、電離した電子の電子温度が電離したイオンのイオン温度に比べて高い状態で、電子温度とイオン温度とが熱力学的に平衡していない状態のプラズマである。このような非平衡プラズマにおいては、非平衡プラズマの温度が常温に保たれた状態で、高速の電子を得ることができる。このようにして得られた高速の電子をガス中の分子に衝突させて、ラジカル、励起分子、イオンあるいはオゾンなどの反応性に富む化学的活性種を生成する。
【００３６】
図５および図６は、非平衡プラズマ発生素子１３の構成の一例を示す図である。非平衡プラズマ発生素子１３は、円筒状に形成された、アルミナセラミックスから成る基体１３ａと、基体１３ａ内に埋設される円筒状のアース電極となる誘導電極１３ｂと、基体１３ａの内周面上に軸線方向に沿って設けられるとともに、周方向に間隔ｄをあけて設けられる複数のストリップ状の放電電極１３ｃと、放電電極１３ｃ間の基体１３ａの内周面上に設けられる、アルミナセラミックから成る腐食防止用の保護層１３ｄとを含む。ここで、非平衡プラズマ発生素子１３の寸法の一例は、長さが６００ｍｍ、内径が２００ｍｍ、放電電極１３ｃの間隔ｄが５ｍｍである。またガス流入部１２のガスの流下方向上流側開口面積は、非平衡プラズマ発生素子１３の入口側開口面積よりも大きい。ガス排出部１４のガスの流下方向下流側開口面積は、非平衡プラズマ発生素子１３の出口側開口面積よりも大きい。
【００３７】
図７は、電源装置１５の電気回路図を示す。図８は、電源装置１５によって非平衡プラズマ発生素子に印加される電力の一例を示す波形図である。電源装置１５は、交流電源１５ａおよび非平衡プラズマ発生素子１３に接続される。電源装置１５は、定電圧・定電流充電回路１５ｂと、高周波インバータ１５ｃと、高周波トランス１５ｄとが直列に接続されてなる。図８に示される電源装置１５の出力は、Ｖｐｐ＝１２．５ｋＶ、Ｉｐｐ＝２．６Ａ、Ｐ＝４８０Ｗ、ｆ＝１１ｋＨｚである。
【００３８】
非平衡プラズマを発生させるには、非平衡プラズマ発生素子１３の放電電極１３ｃおよび誘導電極１３間に、図８に示される波形の高周波交流電圧を印加して、沿面放電を発生させ、放電電極１３ｃから基体１３ａの内周面に沿って、非平衡プラズマである沿面ストリーマ１３ｅを進展させ、ガスを電離させる。図８に示されるように、短い立上り時間の間に質量の小さい電子だけが加速されて高速の電子が得られる。また高周波電圧の正の印加と負の印加との間に非平衡プラズマ発生素子１３にエネルギを供給しない期間を設けているので、この期間中に冷却が行われて、ガスの温度上昇が抑制され、ガスの温度は常温に保たれる。
【００３９】
図９〜図１２は、ガス処理部１１の構成を示す図である。ガス処理部１１は、オゾン反応部４のガス排出部１４に接続される。ガス処理部１１は、ガス流路２１０を構成する中空の略直方体状の本体１１ａと、本体１１ａ内に設けられ、オゾンおよび有害物質の分解のための触媒が充填される触媒部１１Ａと、本体１１ａ内に設けられ、オゾンおよび有害物質の吸着のための吸着材が充填される吸着部１１Ｂ，１１Ｃとを含む。本体１１ａは、ガスの流路を構成する。触媒部１１Ａは、ガスの流下方向上流側に設けられる。触媒部１１Ａは、略直方体状の第１枠体１１ａａ１と、第１枠体１１ａａ１の４つの側面と１つの主面とに取付けられた第１金網１１ａａ２とから成る第１要素１１ａａと、第１金網１１ａａ２が取付けられていない主面に適合する第２枠体１１ａｂ１と、第２枠体１１ａｂ１に取付けられた第２金網１１ａｂ２とから成る第２要素１１ａｂと、第１要素１１ａａおよび第２要素１１ａｂによって規定される空間内に充填されるマンガン系ハニカム触媒とを含む。マンガン系ハニカム触媒は、ハニカム構造を有する基体にマンガン系触媒が担持されたものである。またマンガン系ハニカム触媒は、オゾン、および不飽和有機化合物、硫化水素、メルカプタン類、およびアルデヒド類などの有害物質を分解するためのものである。
【００４０】
吸着部１１Ｂ，１１Ｃは、触媒部１１Ａよりもガスの流下方向下流側に設けられる。吸着部１１Ｂ，１１Ｃは、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の酸性ガスなどの有害物質を吸着するための酸性ガス吸着部１１Ｂと、オゾンを吸着するオゾン吸着部１１Ｃとを含む。オゾン吸着部１１Ｃは、酸性ガス吸着部１１Ｂよりもガスの流下方向下流側に設けられる。酸性ガス吸着部１１Ｂは、触媒部１１Ａの構成に類似し、マンガン系ハニカム触媒に代えて、酸性ガスハニカム吸着材が充填されている。酸性ガスハニカム吸着材は、ハニカム構造を有する基体に酸性ガス吸着材が担持されたものである。
【００４１】
オゾン吸着部１１Ｃは、略直方体状の第３枠体１１ｃ１と、第３枠体１１ｃ１の全面に取付けられる第３金網１１ｃ２と、第３枠体１１ｃ１および第３金網１１ｃ２によって規定される空間に充填される活性炭とを含む。活性炭にはマンガンが担持されている。このマンガンを担持した活性炭は、オゾンおよび有害物質を吸着し、吸着されたオゾンによって有害物質を分解するとともに再生される。ガス処理部１１のガス排出口は、回収部５の下部に接続される。
【００４２】
ここで、マンガンを担持した活性炭は、アンモニアを吸着除去するのに好適である。たとえば、都市ごみから廃棄物固形燃料（Refuse Derived Fuel、略称ＲＤＦ）を製造するＲＤＦ製造プラントにおいて、し尿汚泥の残渣を都市ごみに加えて廃棄物固形燃料を製造する場合がある。この場合、し尿汚泥の残渣が加わることによってアンモニアの臭気濃度が極めて高くなる。またこの臭気濃度はプラント内の気温に応じて大きく変動する（臭気濃度３０００〜３２０００）。この臭気濃度はし尿汚泥の残渣に含まれるアンモニアが大きく関与しているので、マンガンを担持した活性炭でアンモニアを吸着するとともに、活性炭に吸着したオゾンによってアンモニアを分解除去する。
【００４３】
排出部９は、後述する回収部５において化学的活性種および有害物質が除去されたガスを外部に排出することができるように、回収部５の上部に設けられる。排出部９は、ダクトによって回収部５と連結して設けられる。
【００４４】
回収部５は、ガス処理部１１のガスの流下方向下流側に設けられる。回収部５は、ガスに同伴する第１処理水の微粒子（以下、ミストと称する。）をガスから分離するミストセパレーター１８と、回収部５内に第１処理水を供給する処理水供給手段１９と、気液接触材２０とを含んで構成される。回収部５は、オゾン処理されたガスと第１処理水とを気液接触させる。回収部５には、第１処理水２５０が貯留される。回収部５には、貯留された第１処理水２５０に旋回流を与えるための撹拌手段が設けられてもよい。回収部５では、化学的活性種、水溶性の有害物質ならびにオゾン反応部４で発生した残存オゾンを第１処理水中に捕集して分離する。
【００４５】
ミストセパレーター１８は、ワイヤーメッシュデミスターやワイヤーメッシュブランケット等によって実現される。ミストセパレーター１８は、回収部５内の上部に設けられる。
【００４６】
処理水供給手段１９は、回収部５内であって、ミストセパレーター１８よりも下方に設けられる。本実施形態において、処理水供給手段１９は、水を噴霧するノズルによって実現される。処理水供給手段１９は、循環管２００を介して回収部５の下部に接続されている。循環管２００はパイプによって実現される。循環管２００には、循環ポンプ２０１、エゼクタ２０２およびオゾン反応塔２０３が介在される。エゼクタ２０２には、後述のオゾン発生装置５１と同様の構成のオゾン発生装置２０４が接続される。エゼクタ２０２は、循環ポンプ２０１によって回収部５の下部から汲み上げられた第１処理水２５０に、オゾンを導入する。オゾン反応塔２０３は、第１処理水にオゾンを混和する。オゾンが混和された第１処理水は、処理水供給手段に供給される。本実施形態において、処理水供給手段１９は、回収部５の軸線Ｌ１と垂直な仮想一平面上に設けられる。
【００４７】
気液接触材２０は、回収部５内であって、処理水供給手段１９よりも下方に設けられる。気液接触方式としては、多段方式と充填方式とがある。多段方式の場合、気液接触材２０は、回収部５の軸線Ｌ１に垂直な内部寸法と同じ寸法の板状に形成される。気液接触材２０は、ガスに第１処理水を完全に接液させるために、複数枚積層され、気液接触材層２１を構成する。また、気液接触材２０はステンレスまたは化成品から成る多面積接触型多孔材によって実現される。多面積接触型多孔材とは、たとえば複数の細かい孔が形成された多孔板である。
【００４８】
充填方式の場合、気液接触材２０は、通気性および通水性を有する基材と、該基材から垂下する多数のパイルとを含んで構成される。このように構成することで、気液接触材２０の表面積を増大させることができる。処理水供給手段１９から水が噴霧されると、基材を濡らした水は、基材を通過し、多数のパイルを伝って気液接触材２０全体を濡らす。このとき、水の供給速度が、水の基材通過速度を上回ると、基材表面に水が滞留し、基材の上方に臨む表面全体に水の薄膜が形成される。ガスは気液接触材２０の下方から供給されるので、ガスは多数のパイル表面に存在する水に接触するとともに、基材を通過して基材表面に達する。基材表面全体には、水の薄膜が形成されているので、ガスと水との接触を確実に行うことができる。
【００４９】
また回収部５の下部には、後述の浮上分離槽７０で懸濁物を分離した第１処理水が供給部８を介して供給されて貯留される。
【００５０】
他の実施形態において、オゾン処理されたガスが供給される回収部５の下部空間に、処理水供給手段１９に類似の構成を有する第１処理水を供給するための手段が設けられてもよい。このようにすることによって、回収部５の下部空間を第１処理水のミストで満たし、オゾン処理されたガスと第１処理水のミストとを接触させることができる。
【００５１】
液体処理部６は、気泡発生装置２２と、圧力反応器２３と、ポンプ装置２４（図１６参照）と、気体供給装置２５（図１６参照）とを含んで構成される。
【００５２】
図１３は、気泡発生装置２２の横断面図である。図１４は、図３の切断線Ａ−Ａで気泡発生装置２２を切断した断面図である。
【００５３】
気泡発生装置２２は、大略的に円筒状に形成され、耐腐食性の優れた材料、たとえばステンレス、チタンまたはカーボナイトおよびＡＢＳなどの合成樹脂から成る。以下では、気泡発生装置２２の軸線Ｌ２に平行な方向を軸線方向と称する。気泡発生装置２２は、筐体２６を含んで構成され、筐体２６には、第１筐体２７と、第２筐体２８と、第１蓋体２９と、第２蓋体３０とが含まれる。
【００５４】
第１筐体２７は、大略的に円筒状に形成される部材である。第１筐体２７の軸線は、気泡発生装置２２の軸線Ｌ２に一致している。第１筐体２７の内周面部３１は、部分的にテーパ状に形成されている。
【００５５】
第２筐体２８には、循環路形成部３６と処理水供給管路部３７とが含まれる。図１３および図１４を参照しつつ説明する。循環路形成部３６は、その軸線が軸線Ｌ２に一致する円筒状に形成される。循環路形成部３６は、第１筐体２７との間に循環流路３８を形成する。
【００５６】
処理水供給管路部３７は、円筒状に形成され、その軸線Ｌ３が軸線Ｌ２に垂直な仮想平面上に含まれるように循環路形成部３６の外周部に配設されている。第２筐体２８には、処理水供給管路部３７の軸線Ｌ３に沿って形成され、循環路形成部３６の内方に開口する処理水供給流路部３９が形成されている。
【００５７】
第１蓋体２９は、大略的に円筒状に形成され、その軸線が軸線Ｌ２に一致している。第１蓋体２９は、軸線Ｌ２に沿って延びる円筒状部４０と、円筒状部４０の軸線方向一端部に連なる円錐状部４０ａとを含む。円筒状部４０は、その内部空間がガス溜まり３２として機能する。さらに円錐状部４０ａには、その軸線Ｌ２に沿って延び、円錐状部４０ａの軸線方向両端部で開口する気体供給流路部４１が形成されている。気体供給流路部４１の円筒状部４０側の開口には、第１筐体２７内に供給された第１処理水が気体供給流路部４１を通ってガス溜まり３２に流入するのを防ぐ逆止弁３３が設けられる。
【００５８】
第２蓋体３０は、大略的に円盤状に形成され、その軸線が軸線Ｌ２に一致している。第２蓋体３０は、軸線Ｌ２に沿って、その軸線方向一端部および他端部で開口する排出流路部４２が形成される。
【００５９】
第２蓋体３０は、第２筐体２８の軸線方向他端部に、その軸線方向一端部が第１筐体２７の軸線方向他端部が当接している。このように構成することによって、気泡発生装置２２の内方に、第１筐体２７、第１蓋体２９および第２蓋体３０とによって囲まれる旋回空間４３が形成される。また第１筐体２７と第２筐体２８と第２蓋体３０とによって、円環状の循環流路３８を形成する循環流路部４４が形成される。この循環流路３８は、第１処理水を循環可能に形成されている。
【００６０】
第１筐体２７には、循環流路３８と旋回空間４３とを連通し、循環流路３８を循環する第１処理水を旋回空間４３に導入する複数の処理水導入流路部４５が形成されている。導入流路部である各処理水導入流路部４５は、第１筐体２７の軸線方向他端部に形成され、旋回空間４３に開口する開口部４６が互いに周方向に等間隔に形成されている。処理水導入流路部４５は、単数形成されても、複数形成されてもよい。
【００６１】
処理水導入流路部４５は、循環流路３８を循環する第１処理水を、旋回空間４３に導入可能に形成される。
【００６２】
図１５は、反応室５４に設けられた状態の気泡発生装置２２を示す図である。図１６は、第１処理水が回収部５から液体処理部６、分離部７および供給部８を経て回収部５へと循環する流れの全体を示す概略図である。図１６を参照して、ポンプ装置２４は、ポンプユニット４７と流量制御部４８と開閉弁４９とを有する。ポンプユニット４７は、吸入ポートから処理水を吸入可能に構成され、排出ポートから第１処理水を排出可能に構成される。ポンプユニット４７の吸入ポートは、回収部５に接続され、ポンプユニット４７の排出ポートは、ポンプユニット４７の処理水供給管５０によって処理水供給流路部３９に接続され、吸入ポートから吸入された第１処理水を処理水供給流路部３９に圧送可能に構成されている。ポンプユニット４７には、たとえばＥＢＡＲＡ製バレルドモータポンプＭＭＬＦ／ＡＡＶＦ型が用いられる。ポンプユニット４７から気泡発生装置２２に印加される圧力は、たとえば５〜６ｋｇ／ｃｍ２（４９０〜５８８ｋＰａ）である。
【００６３】
流量制御部４８は、ポンプユニット４７から圧送する第１処理水の流量および圧力を制御可能に構成される。開閉弁４９は、処理水供給管５０に介在し、処理水供給管５０の管路の開閉を可能に構成されている。
【００６４】
気体供給装置２５は、オゾン発生装置５１と気体供給管５２とを含んで構成される。オゾン発生装置５１は、吸入ポートから図示しない酸素濃縮装置によって空気から作られた濃縮酸素を吸入し、沿面放電による非平衡プラズマによってオゾンを発生させ、排出ポートから圧縮されたオゾンを排出するように構成される。オゾン発生装置５１の排出ポートには、気体供給管５２の一端部が接続される。気体供給管５２の他端部は、第１蓋体２９の円筒状部４０の軸線方向他端部に接続される。
【００６５】
オゾン発生装置５１は、その排出ポートが気体供給管５２、ガス溜まり３２および逆止弁３３を介して気体供給流路部４１に接続され、所定の気体であるオゾンを気体供給流路部４１に圧送可能に構成されている。気体供給管５２には、開閉弁５３が介在している。開閉弁５３は、管路を開閉可能に構成されている。オゾン発生装置５１を用いることによって、第２処理水のオゾンの溶存率を高めることによって、第２処理水の化学反応を促進することができる。また気体供給流路部４１に供給される所定の気体は、オゾンに限定されず、空気や他の気体、たとえば窒素、二酸化炭素および純酸素であってもよい。
【００６６】
このように構成される液体処理部６は、気泡発生装置２２が圧力反応器２３に設けられている。圧力反応器２３は、いわゆるオートクレーブであり、第１処理水を封入して大気圧より高い圧力に保持可能な反応室５４を有する。前記圧力は、たとえば２〜４ｋｇ／ｃｍ２（１９６〜３９２ｋＰａ）である。気泡発生装置２２は、反応室５４に設けられている。
【００６７】
図１５を参照して、このようにして構成される気泡発生装置２２は、開閉弁４９を開放してポンプユニット４７を駆動させると、処理水供給管５０および処理水供給流路部３９を介して、循環流路３８に第１処理水が供給される。
【００６８】
圧力反応器２３は、排出管５５および開閉弁５６を介して分離部７と機械的に接続される。
【００６９】
このような構成により、気泡発生装置２２は、処理水供給管路部３７から導入された第１処理水とオゾン発生装置５１からのオゾンとが供給されることによって、オゾンが直径５０μｍ以下のマイクロバブルなどの微細気泡となり、第１処理水とともに排出流路部４２から排出し、反応室５４内に微細気泡を放出する。なお、排出流路部４２の近傍に超音波発生器が設けられてもよい。排出流路部４２から放出される微細気泡に超音波発生器からの超音波を当てることによって、微細気泡をたとえばナノオーダーの直径を有する微細気泡とすることができる。
【００７０】
気体供給装置２５から供給されたオゾンは、第１蓋体２９内のガス溜まり３２に供給された後、逆止弁３３を介して気体供給流路部４１に供給される。したがって、気体供給装置２５からのオゾンの供給量が変動しても、ガス溜まり３２がバッファとして機能し、オゾンを気体供給流路部４１に安定して供給することができる。また、第１蓋体２９には逆止弁３３が設けられるので、気体供給装置２５からオゾンが供給されていない状態であっても、旋回空間４３内の処理液の気体供給装置２５側への逆流を防ぐことができる。
【００７１】
このようにして反応室５４内で微細気泡を発生させることができる。また反応室５４内に放出される第１処理水は、ポンプ装置２４によって圧送されるので、反応室５４内の圧力を高くすることができる。また微細気泡を発生させることによっても、反応室５４内の圧力を高めることができる。また反応室５４内で微細気泡は、キャビテーション現象によって、第１処理水に溶存する。このようにして第２処理水が得られる。
【００７２】
分離部７は、浮上分離槽７０と、スクレーパ７１と、スカム受け７２とを含んで構成される。浮上分離槽７０は、液体処理部６から供給された第２処理水を大気圧下で貯留する。浮上分離槽７０では、微細気泡の消滅によって、第２処理水中の水溶性の有害物質が分解されるとともに、微細気泡の浮上作用によって、第２処理水中の懸濁物を浮上凝集させて、第２処理水が、第１処理水と懸濁物とに分離される。懸濁物は、水面上にスカムとして浮遊する。
【００７３】
さらに詳しくは、溶存した微細気泡は、第２処理水が反応室５４から放出されて浮上分離槽７０に大気圧下で貯留されると、再度第２処理水中に現れる。第２処理水に含有される微細気泡は負の電荷を帯びているとともに、微細気泡が消滅する際に、泡内部の温度が高温となり高圧となる。微細気泡が負の電荷を帯びていることによって、水溶性の有害物質を引き寄せ、微細気泡が消滅する際に生じる高温高圧状態によって、泡を形成するオゾンが分解され、強力なラジカルを発生し、このラジカルによって水溶性の有害物質が除去される。このようにして、液体処理部６から供給された微細気泡を含有した第２処理水が処理される。第２処理水中の反応物などの懸濁物は、凝集しながら微細気泡の浮上に伴って、水面上にスカムとして浮遊する。このようにして、分離部では、第２処理水は、第１処理水と懸濁物とに分離される。
【００７４】
スクレーパ７１は、浮上分離槽７０に貯留される第２処理水の水面上に浮遊するスカムを掻き取って、浮上分離槽７０の外部に設けられるスカム受け７２に向けて押しやり、除去する。
【００７５】
図１６を参照して、供給部８は、浮上分離槽７０から第１処理水を排出する排出管５７を含んで構成される。供給部８は、浮上分離槽７０と回収部５とを機械的に接続する。排出管５７は、たとえばパイプによって実現される。排出管５７は、その一端部が回収部５の下部に機械的に接続され、他端部が浮上分離槽７０に機械的に接続される。
【００７６】
本実施形態において、処理水供給手段１９は、気液接触材２０の上部に設けられているけれども、処理水供給手段の下方に気液接触材を設け、その下方に別の処理水供給手段を設け、さらにその下方に別の気液接触材を設けるように形成してもよい。
【００７７】
本実施形態においては、１つのポンプ装置２４に対して１つの気泡発生装置２２が設けられているが、１つのポンプ装置２４に対して複数の気泡発生装置２２が設けられてもよい。
【００７８】
本実施形態によれば、非水溶性の有害物質の処理に有効なオゾンによるガス処理と水溶性の有害物質の処理に有効な湿式のガス処理とを組み合わせることによって、従来の活性炭などを用いた吸着処理のみの場合と比べて、維持管理を容易にし、装置のランニングコストおよび維持コストの低減を図ることができる。また、オゾンによるガス処理の後段のガス処理として湿式処理を行うので、後段のガス処理に触媒を用いた乾式処理を行う場合と比べて、高価な触媒を用いずに、安価な水を用いてガス処理を行うことができ、非常に経済的である。
【００７９】
またガス処理装置は塵埃および有害物質を含むガスから塵埃を除去する除塵部３を含んで構成されているので、オゾン反応部４には塵埃が除去されたガスが導かれ、オゾン反応部４を汚損することがない。したがって、清掃などの手間がかからず、維持管理を容易にすることができる。
【００８０】
また本実施形態によれば、ガス処理装置１は第１処理水と気液接触させてガス中の水溶性の有害物質を回収する回収部５を含んで構成されているので、オゾン反応部４で分解された有害物質が元の有害物質に戻ったり、他の有害物質が生成されることを防ぐことができる。したがって、有害物質が含まれない安全なガスを排出することができる。
【００８１】
また、ガス処理装置１は微細気泡を第１処理水に含有させて第２処理水を得る液体処理部６と、第２処理水を大気圧下に曝して、第２処理水中の微細気泡の消滅に伴って水溶性の有害物質を分解処理し、懸濁物を含有する第２処理水を、第１処理水と懸濁物とに分離する分離部７と、第１処理水を回収部５に供給する供給部８とを含んで構成されており、分離部７では液体処理部６において微細気泡を含有した第２処理水から、懸濁物をスカムとして分離して第１処理水を得る。したがって、懸濁物を分離処理した第１処理水を繰り返し用いることができる。
【００８２】
オゾン反応部４と回収部５との間に、有害物質およびオゾンの分解のための触媒が充填される触媒部１１Ａが設けられる。またオゾン反応部４と回収部５との間に、オゾンおよび有害物質の吸着のための吸着材が充填される吸着部１１Ｂ，１１Ｃが設けられる。このように構成することによって、オゾン反応部４のガス処理後に残存するオゾンの濃度を低減するとともに、吸着部１１Ｃに吸着されたオゾンによって、有害物質を分解するとともに充填された吸着材を再生することができる。
【００８３】
オゾン反応部４は、有害物質を含むガス中で沿面放電によって非平衡プラズマを発生させて、オゾンを発生させる。オゾンやＯＨラジカルなどの化学的活性種を発生させる。このように構成することによって、ガス処理を行うごく近傍でオゾンや寿命の短いが酸化力がオゾンよりも高いＯＨラジカルなどの化学的活性種を発生させることができるので、効率良くガスを処理することができる。
【００８４】
また本実施形態によれば、第１処理水を噴霧する処理水供給手段１９が、回収部５の軸線Ｌ１と垂直な仮想一平面上に設けられているので、排出部９に向かって上昇してくるガスに第１処理水を均一に気液接触させることができる。したがって、水溶性の有害物質を効率よく回収することができ、安全なガスを排出することができる。
【００８５】
また本実施形態によれば、複数の細かい孔が形成されたような多面積接触型多孔材を、複数積層し、気液接触材層２１を形成しているので、第１処理水がガスに気液接触する時間を多くすることができる。したがって、水溶性の有害物質を効率よく回収することができ、安全なガスを排出することができる。
【００８６】
また本実施形態によれば、ミストセパレーター１８を回収部５内の上部の全面にわたって設けるので、ガスに同伴するミストを回収部５内に留めることができる。したがって、有害物質の回収効率を一定に保つことができる。また、前記ミストには、水溶性の有害物質が溶存しているので、ミストを回収部５内に留めることにより、安全なガスを排出することができる。
【００８７】
なお本実施形態において、オゾン反応部４と回収部５との間に、触媒部１１Ａと吸着部１１Ｂ，１１Ｃの両方が設けられているが、これに限定されず、オゾン反応部４と回収部５との間に、触媒部１１Ａだけが設けられてもよく、または吸着部１１Ｂ，１１Ｃだけが設けられてもよい。
【００８８】
（第２実施形態）
図１７は、本発明の第２実施形態に係るガス処理装置１Ａの全体図を示す。第２実施形態に係るガス処理装置１Ａは、第１実施形態に係るガス処理装置１に類似しており、以下、第１実施形態に対する第２実施形態の相違点を中心に説明する。
【００８９】
第２実施形態に係るガス処理装置１Ａは、第１実施形態に係るガス処理装置１とはオゾンの導入方式が異なる。第２実施形態においては、第１実施形態におけるオゾン反応部４に代えて、図示しない酸素濃縮装置によって空気から作られた濃縮酸素をオゾン発生装置５１で沿面放電による非平衡プラズマによってオゾンを発生させ、オゾン発生装置５１で発生させたオゾンを、気体供給管５２のオゾン発生装置５１と開閉弁５３との間から、オゾン供給路２０５を介して、除塵部３およびガス処理部１１を接続するガス流路２１０のオゾン反応部４Ａに導入している。
【００９０】
図１８は、オゾン反応部４Ａを示す部分断面図である。オゾン反応部４Ａは、ガス流路２１０に介在されたベンチュリ部２１１によって実現される。ベンチュリ部２１１は、縮径部２１２と、ガスの流下方向下流側で縮径部２１２に連なる絞り部２１３と、ガスの流下方向下流側で絞り部２１３に連なる拡径部２１４とを含む。縮径部２１２は、その内周面がベンチュリ部２１１の中心軸線Ｌに対して約４５°の角度で傾斜して縮径する。絞り部２１３は、ベンチュリ部２１１における最小径を有する部分である。拡径部２１４は、その内周面がベンチュリ部２１１の中心軸線Ｌに対して約７°の角度で傾斜して拡径する。縮径部２１２のガスの流下方向上流側から、オゾン供給路２０５からのオゾンが供給される。オゾン供給路２０５からのオゾンは、ベンチュリ部２１１に向かって、ベンチュリ部２１１の中心軸線Ｌに位置するオゾン供給管２０５の先端に設けられるノズル２１５を介して噴射される。
【００９１】
ベンチュリ部２１１を流下するガスは、ベンチュリ効果によって増速されるとともに静圧が減圧される。このようなガスにオゾンを噴射することによって、オゾンがガス中に引き込まれて、効率良く混合される。
【００９２】
図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、ノズル２１５から噴射されるオゾンの噴射状態を模式的に示す図である。図１９（ａ）に示される例では、オゾンは、ノズル２１５を頂点として中空円錐状に噴射されている。すなわち、図１９（ａ）に示される例では、オゾンは、ノズル２１５の軸線Ｌｎに沿う方向に噴射されていない。図１９（ｂ）に示される例では、オゾンは、ノズル２１５を頂点として中実円錐状に噴射されている。すなわち、図１９（ｂ）に示される例では、オゾンは、ノズル２１５の軸線Ｌｎに沿う方向にも噴射されている。本実施形態では、オゾンは、図１９（ａ）に示される形態で噴射されるのが好ましい。なぜなら、図１９（ｂ）に示される形態の場合、ノズル２１５の軸線Ｌｎに沿う方向に噴射されるオゾンは、処理すべきガスに接触しにくいので、処理効率が低下するからである。
【００９３】
本実施形態によれば、オゾン反応部４Ａには、液体処理部６に供給されるオゾンが導入される。このように構成することによって、新たにオゾンを発生させる装置を設ける必要がないので、装置のランニングコストおよび維持コストの低減を図ることができる。また、オゾン発生装置５１によって、濃縮酸素から沿面放電による非平衡プラズマによってオゾンを発生させているので、第１実施形態のように空気中の濃縮されていない酸素からオゾンを発生させる場合と比較して、効率良くオゾンを発生させることができる。
【００９４】
（第３実施形態）
図２０は、本発明の第３実施形態に係るガス処理装置１Ｂの全体図を示す。第３実施形態に係るガス処理装置１Ｂは、第１実施形態に係るガス処理装置１に類似しており、以下、第１実施形態に対する第３実施形態の相違点を中心に説明する。
【００９５】
第３実施形態において、ガス処理装置１Ｂは、第１実施形態のガス処理装置１の構成に加えて、凝集剤添加部８０と、第２の液体処理部６Ａと、第２の分離部７Ａとをさらに含む。第２の液体処理部６Ａおよび第２の分離部７Ａの構成は、第１実施形態の液体処理部６および分離部７の構成に類似し、対応する構成の参照符号に添え字Ａを付して、その詳細な説明を省略する。第２の液体処理部６Ａおよび第２の分離部７Ａは第２の処理系統を構成する。処理水供給管５０Ａは、処理水供給管５０に介在される開閉弁４９の、第１処理水の流下方向上流側で、処理水供給管５０から分岐し、第２の液体処理部６Ａに接続される。処理水供給管５０Ａには、第１処理水の流下方向下流側に向かって、開閉弁４９Ａおよびポンプユニット４７Ａがこの順で介在される。凝集剤添加部８０は、回収部５と第２の液体処理部６Ａとの間に介在され、特にポンプユニット４７Ａよりも第１処理水の流下方向下流側に配置され、回収部５から液体処理部６Ａに供給されている第１処理水に、無機系凝集剤を添加する。本実施形態においては、無機系凝集剤は、天然材料、たとえば火山灰由来の無機系凝集剤である。無機系凝集剤は正の電荷を帯びていることが好ましい。
【００９６】
第２の液体処理部６Ａの圧力反応器２３Ａは、排出管５５Ａおよび開閉弁５６Ａを介して第２の分離部７Ａと機械的に接続される。第２の分離部７Ａの浮上分離槽７０Ａから第１処理水を排出する排出管５７Ａが、開閉弁５８Ａを介して、排出管５５の開閉弁５６の第１処理水の流下方向下流側に接続される。
【００９７】
第１処理水の処理としては、開閉弁４９，５６を閉じ、開閉弁４９Ａ，５６Ａ，５８Ａを開き、処理水供給管５０Ａ、ポンプユニット４７Ａ、凝集剤供給部８０、第２の液体処理部６Ａ、第２の分離部７Ａおよび排出管５７Ａから成る第２の処理系統を規定する。次いで、ポンプユニット４７Ａを駆動して、回収部５の第１処理水が処理水供給管５０Ａに導かれる。処理水供給管５０Ａを流下する第１処理水に、凝集剤供給部８０から無機系凝集剤が添加される。オゾン発生装置５１Ａからのオゾンの供給がなされない状態で、無機系凝集剤が添加された第１処理水が第２の液体処理部６Ａの気泡発生装置２２Ａに供給される。気泡発生装置２２Ａから圧力反応器２３Ａに排出された第２処理水は、排出管５５Ａを介して、第２の分離部７Ａの浮上分離槽７０Ａに供給される。
【００９８】
回収部５から第２の液体処理部６Ａに供給されている第１処理水に、無機系凝集剤を添加することによって、第２の液体処理部６Ａの気泡発生装置２２Ａにおいて該凝集剤が第２処理水中で強く撹拌され、第２の分離部７Ａの浮上分離槽７０Ａにおいて、強く撹拌された第２処理水において、正に帯電した凝集剤が負に帯電した固形成分を引き寄せて素早く凝集させる。無機系凝集剤によって凝集させた第２処理水中の固形成分は浮上分離槽７０Ａで浮上し、固形成分が第２処理水から分離される。このようにして、第１処理水が得られる。浮上分離槽７０Ａで得られた第１処理水は排出管５７Ａを介して、分離部７の浮上分離槽７０に供給され、さらに供給部８を経て回収部５に戻される。
【００９９】
回収部５に戻された第１処理水は、再び第２の処理系統に導入される。このとき、第２の液体処理部６Ａでは、オゾン発生装置５１Ａから気泡発生装置２２Ａにオゾンが供給される。第１処理水が固形成分を含んでいる場合、第１処理水に無機系凝集剤を添加すると効果的である。固形成分を含んだまま第２処理水を分離部で処理した場合、固形成分が微細気泡の作用を阻害し、ひいてはオゾンを分解してしまい、第２処理水中の水溶性の有害物質の分解除去が十分に進まないおそれがある。しかしながら、本実施形態では、固形成分のない第１処理水にオゾンの微細気泡が導入されるので、固形成分が第２処理水中の微細気泡に悪影響を与えることなく、第２の分離部７Ａにおける第２処理水の処理を効率よく行うことができる。この処理が複数回繰返されてもよい。
【０１００】
なお、変形例として、分離部において第２処理水に無機系凝集剤を添加した後、分離処理を行ってもよい。このようにすることによっても、オゾンが固形成分によって分解されることがなく、第２処理水のオゾン処理を効率よく行って、清浄な第１処理水を得ることができる。
【０１０１】
（第４実施形態）
図２１は、本発明の第４の実施形態に係るガス処理装置１Ｃの全体図である。第４実施形態に係るガス処理装置１Ｃは、第２実施形態に係るガス処理装置１Ａおよび第３実施形態に係るガス処理装置１Ｂに類似しており、以下、第２および第３実施形態に対する第４実施形態の相違点を中心に説明する。
【０１０２】
第４実施形態において、ガス処理装置１Ｃは、第２実施形態のガス処理装置１Ａの構成に加えて、第３実施形態のガス処理装置１Ｂと同様の凝集剤添加部８０と、第２の液体処理部６Ａと、第２の分離部７Ａとをさらに含む。これら凝集剤添加部８０、第２の液体処理部６Ａおよび第２の分離部７Ａは、第４実施形態のガス処理装置１Ｃと同様に、処理水供給管５０および排出管５５間に接続される。
【０１０３】
このような構成によっても、第３実施形態のガス処理装置１Ｂと同様の効果を達成することができる。
【０１０４】
第３および第４実施形態において、無機系凝集剤は、回収部５から第２の液体処理部６Ａに供給される第１処理水に直接添加されているが、気体供給管５２Ａを経て無機系凝集剤を供給してもよい。この場合、第１蓋体２９および第１蓋体結合体９０の内部壁材質は、セラミックスや合成樹脂など非磁性体から成るのが好ましい。このようにすることで、ガス溜まり３２内で無機系凝集剤自体が凝集したり、内壁に付着したりすることなく、無機系凝集剤が浮遊した状態の気体（オゾン）を気体供給流路部４１から噴出することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  ガス処理装置
３  除塵部
４，４Ａ  オゾン反応部
５  回収部
６  液体処理部
７  分離部
８  供給部
９  排出部
１０  導気手段
１１  ガス処理部
１３  非平衡プラズマ発生素子
１５  電源装置
１８  ミストセパレーター
１９  処理水供給手段
２０  気液接触材
２１  気液接触材層
２２  気泡発生装置
２３  圧力反応器
４７  ポンプユニット
４９  開閉弁
５１  オゾン発生装置
５４  反応室
【図１】
2016140814.tif 000003
【図２】
2016140814.tif 000004
【図３】
2016140814.tif 000005
【図４】
2016140814.tif 000006
【図５】
2016140814.tif 000007
【図６】
2016140814.tif 000008
【図７】
2016140814.tif 000009
【図８】
2016140814.tif 000010
【図９】
2016140814.tif 000011
【図１０】
2016140814.tif 000012
【図１１】
2016140814.tif 000013
【図１２】
2016140814.tif 000014
【図１３】
2016140814.tif 000015
【図１４】
2016140814.tif 000016
【図１５】
2016140814.tif 000017
【図１６】
2016140814.tif 000018
【図１７】
2016140814.tif 000019
【図１８】
2016140814.tif 000020
【図１９】
2016140814.tif 000021
【図２０】
2016140814.tif 000022
【図２１】
2016140814.tif 000023