CN100551467C

CN100551467C - 有机化合物的分解装置

Info

Publication number: CN100551467C
Application number: CNB021555478A
Authority: CN
Inventors: 木村一志; 内藤友之; 寺嶋高宏; 中藤誉子; 新田恒造; 野口真二
Original assignee: Hingyen Co Ltd
Current assignee: Hingyen Co Ltd; Koken Co Ltd
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: EP2022560A2; EP1350561A3; KR100509400B1; CN1448198A; US20030185728A1; KR20030078623A; AU2003200768A1; US7722830B2; US20060182671A1; CA2419857C; US7364710B2; CA2419857A1; EP1350561A2; AU2003200768B2; EP2022560A3

Abstract

液态有机化合物或气态有机化合物的分解装置，由紫外线分解单元2和中间生成物处理装置3构成。紫外线分解单元2对含有有机化合物的污染液或污染气体照射波长300nm以下的紫外线，使该有机化合物分解。酸性电解水供给管6和碱性电解水供给管7分别通过阀门与中间生成物处理装置3连接，向含有机化合物分解生成的中间生成物的污染液或污染气体中选择性地添加强碱性电解水和强酸性电解水，将中间生成物中和、分解。

Description

有机化合物的分解装置

技术领域

本发明涉及气态有机化合物或液态有机化合物的分解装置。

背景技术

三氯乙烯和四氯乙烯等有机化合物，因其优良的溶解能力，在半导体相关领域、金属油份洗净领域、干洗领域等领域中，作为洗净剂、溶剂被长期使用。

但是，近年得知，在这些氯系有机化合物中存在致癌性物质，其有害性被视为社会问题，以至于被限制排放。因而对于过去大量使用、排放这些氯系有机化合物的企业单位，其场地内和周边的土壤污染、地下水污染成为严重的问题。

另外，污染气体含有某种有机化合物时会发出恶臭，使环境恶化。

通常，为了净化地下水，用扬水泵汲取受污染的地下水，再用活性炭吸附除去其中含有的有机化合物，或者用气化装置使被污染地下水中的有机化合物作为排气分离，然后用活性炭等吸附分离，进行回收。因此，在受高浓度并且大范围污染的场所，必需有大型的活性炭吸附装置，设备成本的负担和运行费用均成为问题。

另外，为了净化土壤，抽吸土壤中的气体，用活性炭吸附除去其中含有的有机化合物，进行回收。因此，在受高浓度并且大范围污染的场所，必需有大型的活性炭吸附装置，设备成本的负担和运行费用均成为问题。

仅用活性炭吸附、除去土壤气体中含有的有机化合物时，必须频繁更换活性炭，与活性炭的更换作业、再生处理、废弃等有关的功夫和费用相当大，因此在进行土壤净化方面，企业的负担非常大。

可是，照射紫外线使有机化合物分解的技术已被公知，例如，在半导体晶片的表面洗净时，用受激准分子灯等照射高能紫外线(波长172nm)，使表面的有机化合物分解。在照射这样的高能紫外线时，有机化合物在极短的时间内分解。可是，由于受激准分子灯的价格极高，其设备成本相当大，电力消耗量也非常多，因此要在土壤气体的净化中利用是不实用的。

另外，在用廉价的低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯照射紫外线以分解有机化合物时，作为中间生成物产生氯化氢、卤代乙酸等反应性不稳定的物质，而且为将其分解至稳定的物质非常花费时间。

因此，在特开平8-24335号公报中，公开了对含有有机氯化物的气体照射含波长300nm以下紫外线的紫外线，使其分解成有氯原子的反应中间体，再施加微生物处理、使反应中间体分解的有机氯化物的分解方法。

但是，微生物处理虽然在有利于环境方面是优良的，但是管理很难，因分解速度非常慢而耗费处理时间，特别是存在不能与高浓度污染相适应的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液态有机化合物或气态有机化合物的分解装置，它能够以短时间高效率地分解含有机化合物的污染液或污染气体，经紫外线分解容易对产生的中间生成物进行处理，能实现最终排水处理中所使用的净化装置小型化，设备成本和运行费用低廉。

本发明的有机化合物的分解装置，具有：对含有有机化合物的污染液或污染气体照射波长300nm以下的紫外线，使该有机化合物分解的紫外线分解单元；和通过阀门分别连接酸性电解水供给管和碱性电解水供给管，向有机化合物分解生成的中间生成物或含中间生成物的污染液中选择性地添加强碱性电解水或强酸性电解水，使该中间生成物中和、分解的中间生成物处理装置。

考虑到含有污染液或污染气体的有机化合物经紫外线照射其化学键断裂而分解，而有机化合物分解结果生成的中间生成物因紫外线照射以不稳定的自由基状态混合存在。这些不稳定的中间生成物通过与强碱性电解水或强酸性电解水接触而中和或分解，能够变化成更稳定的无害物质。而添加或喷雾到污染液或污染气体中的强碱性电解水或强酸性电解水对人体无害，因此不必担心污染环境。

既可以将中间生成物处理装置连接在紫外线分解单元的下游，向通过该紫外线分解单元的污染液或污染气体中选择性地添加强碱性电解水和强酸性电解水；也可以将中间生成物处理装置设在紫外线分解单元的中间部，向该紫外线分解单元内的污染液或污染气体中选择性地添加或喷雾强碱性电解水和强酸性电解水。

有时也在紫外线分解单元的上游将强碱性电解水和/或强酸性电解水添加到污染液中。另外，在将中间生成物处理装置连接在紫外线分解单元下游时，有时也向紫外线分解单元内的污染气体中喷雾强碱性电解水和/或强酸性电解水。

按照这样的构成，用紫外线能够促进有机化合物的分解，从而可缩短处理时间。添加到紫外线分解单元内的强碱性电解水和强酸性电解水，由于与在中间生成物处理装置中所喷雾的强碱性电解水和强酸性电解水同时生成，因此抑制了成本的增大。

紫外线分解单元可以由在通过污染液的透明管的周围配置多个紫外线照射灯，同时在该紫外线照射灯的背后分别设置反射板的反应槽构成。藉此，由多个紫外线照射灯对污染液进行紫外线照射，使分解效率提高。

另外，紫外线分解单元也可以由内部配置紫外线照射灯的分解元件构成、在该分解元件的周壁形成气体入口，使得能沿分解元件的直径吹入污染气体。藉此，使污染气体难以沿分解元件的内面移动，污染气体在分解元件中的滞留时间变长，同时紫外线的照射强度提高，从而使分解效率提高。

再有，作为紫外线照射灯，可以使用低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、汞齐灯、卤素灯、受激准分子灯等。

将多所闻个反应槽串联连接时，即使是高浓度的有机化合物也能高效率分解，使其浓度降低。另一方面，将多个反应槽并联连接时，可以增加处理量。

为了对污染气体均一地照射紫外线，可将多个紫外线照射灯等间隔悬吊在分解元件的上面。由于紫外线强度与照射距离成反比，所以紫外线照射灯间的距离在100mm以下，优选在20mm以下。

污染液通过的透明管和紫外线照射灯的保护管，为防止较短波长的紫外线衰减，希望以能透过波长172nm以上的紫外线80％以上的合成石英玻璃为原料。

采用本发明的有机化合物的分解装置，由于用波长300nm以下的较高能量的紫外线使含在污染液或污染气体中的有害的有机化合物分解、用强碱性电解水或强酸性电解水使其最终产生的不稳定的中间生成物中和、分解，所以处理时间短，也不必用太大的装置。

另外，用紫外线照射不能分解的有机化合物，也能够因添加强碱性电解水或强酸性电解水而分解至较低级的化合物。

而且，用于中和中间生成物的强碱性电解水或强酸性电解水对人体无害，因此不必担心污染环境。

附图说明

图1是以方框图表示的本发明的液态有机化合物分解装置的一种实施方式。

图2是图1的分解装置中使用的反应槽的剖面图。

图3是试验1至试验5中使用的试验装置的简图。

图4A和图4B是表示试验1的TCE浓度的测定结果图。

图5A和图5B是表示试验2的1，1-DCE浓度的测定结果图。

图6A和图6B是表示试验3的反-1，2-DCE浓度的测定结果图。

图7A和图7B是表示试验4的顺-1，2-DCE浓度的测定结果图。

图8是表示试验5的1，1-DCE浓度、反-1，2-DCE浓度、顺-1，2-DCE浓度、TCE浓度、PCE浓度的测定结果图。

图9是表示试验6的TCE浓度的测定结果和分解率的图。

图10是表示试验7的TCE浓度的测定结果图。

图11是表示试验7的TCE分解率的计算结果图。

图12是试验8使用的试验装置的简图。

图13是表示试验8逐步降低流量时TCE浓度和TCE分解率的变化的图。

图14是表示试验8逐步提高流量时TCE浓度和TCE分解率的变化的图。

图15是试验9中使用的试验装置的简图。

图16是表示试验9中条件1的TCE浓度和TCE分解率的图。

图17是表示试验9中条件2的TCE浓度和TCE分解率的图。

图18是表示试验9中条件3的TCE浓度和TCE分解率的图。

图19是表示试验9中条件4的TCE浓度和TCE分解率的图。

图20是以方框图表示本发明的气态有机化合物分解装置的一个实施方式。

图21是图20的分解装置中使用的分解元件的侧剖面图。

图22是图21的分解元件的水平剖面图。

图23是表示试验10的污染浓度测定结果图。

图24是表示试验10的pH测定结果图。

图25是表示试验11的污染浓度测定结果图。

图26是表示试验11的pH测定结果图。

图27是表示试验12的有机化合物浓度随时间变化图。

图28是表示试验12的中间生成物浓度随时间变化图。

图29是表示试验13的有机化合物浓度随时间变化图。

图30是表示试验13的中间生成物浓度随时间变化图。

图31是表示试验14的有机化合物浓度随时间变化图。

图32是表示试验14的中间生成物浓度随时间变化图。

图33是表示试验15的有机化合物浓度随时间变化图。

图34是表示试验15的中间生成物浓度随时间变化图。

图35是表示试验16的有机化合物浓度随时间变化图。

图36是表示试验16的中间生成物浓度随时间变化图。

图37是表示试验17的有机化合物浓度随时间变化图。

图38是表示试验17的中间生成物浓度随时间变化图。

图39是表示试验18的有机化合物浓度随时间变化图。

图40是表示试验18的中间生成物浓度随时间变化图。

图41是表示试验19至试验24中使用的试验装置的简图。

图42是表示试验19的TCE浓度的测定结果图。

图43是表示试验19的TCE分解率的计算结果图。

图44是表示试验20的TCE浓度的测定结果图。

图45是表示试验20的TCE分解率的计算结果图。

图46是表示试验21的顺-1，2-DCE浓度的测定结果图。

图47是表示试验21的顺-1，2-DCE分解率的计算结果图。

图48是表示试验22的氯苯浓度的测定结果图。

图49是表示试验22的氯苯分解率的计算结果图。

图50是表示试验23的乙酸乙酯浓度的测定结果图。

图51是表示试验23的乙酸乙酯分解率的计算结果图。

图52是表示试验24的甲苯浓度的测定结果图。

图53是试验25中使用的试验装置的简图。

图54是表示试验25中测定的TCE浓度和TCE分解率的图。

图55是试验26中使用的试验元件的侧剖面图。

图56是试验26中使用的试验元件的水平剖面图。

图57是表示试验26的TCE分解率的图。

图58是试验26至试验29中使用的装置的简图。

图59A和图59B是表示试验26的TCE浓度随时间变化图。

图60A和图60B是表示试验28的PCE浓度随时间变化图。

图61A和图61B是表示试验29的顺-1，2-DCE的浓度随时间变化图。

图62是表示试验30的CMMS浓度的变化图。

具体实施方式

首先，用图1至图9对本发明的液态有机化合物的分解装置进行说明。

如图1所示，液态有机化合物的分解装置具有：与由污染土壤汲取含有机化合物的污染液的扬水装置(未图示)连接、并由扬水装置导入污染液的电解水添加槽1；连接在电解水添加槽1的下游的紫外线分解单元2；连接在紫外线分解单元2下游的中间生成物处理装置3；连接在中间生成物处理装置3下游的活性炭吸附单元4；和电解水生成装置5。

电解水生成装置5，使用オキシライザ一メデイカCL(商品名，株式会社三浦电子制)，用电解水生成装置5电解含氯化钠、氯化钾、氯化镁等水溶性电解质的水时，可由阳极侧取出强酸性电解水，而由阴极侧取出强碱性电解水。

这样得到的强酸性电解水和强碱性电解水对人体无害，因此即使作为功能水与污染液接触，也不用担心污染环境。

而且，以酸性电解水供给管6连接电解水生成装置5的阴极侧和电解水添加槽1，在开启设置在电解水添加槽1和酸性电解水供给管6的连接部分的阀门(未图示)时，将强酸性电解水添加到电解水添加槽1中的污染液中。

另外，以碱性电解水供给管7连接电解水生成装置5的阳极侧和电解水添加槽1，在开启设置在电解水添加槽1和碱性电解水供给管7的连接部分的阀门(未图示)时，将强碱性电解水添加到电解水添加槽1中的污染液中。

紫外线分解单元2是将2个反应槽11串联连接而构成。如图2所示，各反应槽11，在遮光外箱14的中央部配置与电解水添加槽1连接的透明管8，同时在其周围等间隔设置4个紫外线照射灯9，在各紫外线照射灯9的背后配置反射板10。

透明管8以能透过波长172nm以上的紫外线80％以上的合成石英玻璃作为原料，在其内部，通过在电解水添加槽1中添加了强酸性电解水和/或强碱性电解水的污染液。

作为紫外线照射灯9，用能照射波长300nm以下紫外线的低压水银灯等，但将紫外线的波长取254nm以下、优选取185nm时，能使有机化合物的分解效率提高。

在中间生成物处理装置3的上部和下部之间，由装有泵12的循环管13连接。因此，通过紫外线分解单元1流入中间生成物处理装置3的污染液，由泵12压升到循环管13内，送到中间生成物处理装置3的上部，使其在中间生成物处理装置3内进行循环。

另外，在中间生成物处理装置3中设pH测定装置23，以便能够测定流入中间生成物处理装置3内的污染液的pH。

此外，碱性电解水供给管7和酸性电解水供给管6分别通过阀门(未图示)连接循环管13，在与pH测定装置测定的污染液的pH对应而开启阀门时，强碱性电解水和强酸性电解水被选择性地添加到在中间生成物处理装置3中循环的污染液中。

在活性炭吸附单元4中内装活性炭过滤器，在通过中间生成物处理装置3的液体中含有的微量残留化合物在其中被吸附除去。

另外，装有泵16的出水管17与活性炭吸附单元4连接，以排出通过活性炭过滤器的净化的液体。

该液态有机化合物的分解装置使用如下。

将由污染土壤汲取的含有机化合物的污染液导入电解水添加槽，将电解水生成装置5生成的强酸性电解水和/或强碱性电解水添加到电解水添加槽内的污染液中。

在电解水添加装置1中添加了电解水的污染液，在构成紫外线分解单元2的2二个反应槽11的透明管8内顺序通过。其间，在周围设置的紫外线照射灯9对透明管8内的污染液连续照射紫外线。

于是，污染液中含有的有机化合物因紫外线照射而分解。而且由强酸性电解水和/或强碱性电解水促进该分解反应。

在通过紫外线分解单元2的污染液中，含有有机化合物分解结果产生的中间生成物，使含该中间生成物的污染液流入中间生成物处理装置3中。

流入中间生成物处理装置3的污染液，由pH测定装置23测定pH，并通过循环管13在中间生成物处理装置3内循环一定时间。而且在通过循环管13时，根据其pH向污染液中添加强碱性电解水或强酸性电解水，使污染液中含有的中间生成物被中和。

当然，由于污染液中含有的有机化合物，有时也会使含中间生成物的污染液呈中性，此时，则同时添加强碱性电解水和强酸性电解水，以使中间生成物分解。

另外，通过紫外线分解单元2后少量残存的有机化合物，也因添加强碱性电解水或强酸性电解水而进一步进行分解。在中间生成物处理装置3内循环一定时间的液体流入活性炭吸附单元4中，用活性炭过滤器吸附除去少量残留的中间生成物和有机化合物，然后排出到外界。

再有，如图1的虚线所示，也可以将酸性电解水供给管6和碱性电解水供给管7分别通过阀门与各反应槽11连接，将紫外线分解单元2作为中间生成物处理装置利用。

此时，在反应槽11中分别设pH测定装置23，根据所测定的污染液的pH通过开闭阀门，向反应槽11内的污染液中选择性地添加强酸性电解水和强碱性电解水，使中间生成物中和、分解。而且为处理中间生成物添加的强酸性电解水或强碱性电解水也使污染液中含有的有机化合物分解。

此时，在紫外线分解单元2的下游也可以不设置中间生成物处理装置3。

另外，也可以在紫外线分解单元2的上游侧不设电解水添加槽1，仅用紫外线使紫外线分解单元2中的污染液中含有的有机化合物分解，然后，向中间生成物处理装置3内的污染液中添加强碱性电解水或强酸性电解水。

而且，也可以使用在贮留污染液的水槽内部设置多个紫外线照射灯构成的紫外线分解单元。

实施例

作为试验1，如图3所示，将以7毫克/升的浓度含有三氯乙烯(以下称为“TCE”)的污染液500毫升装入玻璃瓶18中，添加5％强酸性电解水或蒸馏水，并且分别在玻璃瓶18的内部，准备：由石英管19保护设置的、照射波长254nm紫外线的紫外线照射灯9，和由石英管19保护设置的、照射波长185nm紫外线的紫外线照射灯9，持续20分钟，观察TCE浓度的变化。

图4A和图4B表示各试验物的TCE浓度的变化。

在试验2中，用1，1-二氯乙烷(以下称为“1，1-DCE”)代替TCE，采用与试验1同样的方法，计测1，1-DCE浓度，将其结果示于图5A和图5B。

试验3除用反-1，2-二氯乙烷(以下称为“反-1，2-DCE”)代替TCE以外，采用与试验1同样的方法，将测定反-1，2-DCE浓度的结果示于图6A和图6B。

在试验4中，除用顺-1，2-二氯乙烷(以下称为“顺-1，2-DCE”)代替TCE以外，采用与试验1同样的方法，将测定顺-1，2-DCE浓度的结果示于图7A和图7B。

由试验1至试验4可知，有机化合物经照射紫外线被分解，其浓度降低，特别是紫外线的波长长时，通过添加强酸性电解水能使分解效率提高。

在试验5中，将含有1，1-DCE 14.2毫克/升的污染液、含有反-1，2-DCE 16.5毫克/升的污染液、含有顺-1，2-DCE 14.2毫克/升的污染液、含有TCE 10.8毫克/升的污染液、含有四氯乙烯(PCE)9.8毫克/升的污染液分别装入与试验1所用试验装置同样的装置中各500毫升，添加5％强酸性电解水，对于照射波长254nm紫外线的情况和照射波长185nm的情况，调查20分钟后的浓度。将其结果示于图8。

由试验5的结果可知，含氯越多的有机化合物越容易分解。

在试验6中，将在含有TCE的污染液中添加5％的pH为2.53、电导率为0.236mS/m、氧化还原电位为1046mV的强酸性电解水的液体取5毫升加到石英制试管中，当用杀菌灯照射300nm以下的短波长紫外线时，如特开2001-170666号所记载的，对于用黑光照射300nm以上的长波长紫外线的情况，计测照射前后的TCE浓度，同时求出分解率。将其结果示于图9。TCE浓度是在用己烷萃取后，用气相色谱法测定。

由试验6可知，在用300nm以下的短波长紫外线照射时，与用300nm以上的长波长紫外线照射时相比，分解效率非常良好，在照射5分钟的情况下，得到近3倍的分解率。

在试验7中，采用与试验6同样的方法，由杀菌灯对石英制试管内的TCE污染液照射紫外线30秒钟，将强酸性电解水浓度变化成1、3、5、10％，同时调节石英制试管和杀菌灯的距离，使光强度变化成1.0、0.4、0.2mW/cm²，测定TCE浓度并求出TCE分解率。将TCE浓度示于图10，将TCE分解率示于图11。

由试验7的结果可知，强酸性电解水的浓度为5％时分解率最高，超过5％对分解率几乎没有影响。

试验8如图12所示，使用在水槽20的下游通过泵21和流量计22连接反应槽11的试验装置。反应槽11如图2所示，是在内径32mm的石英制透明管8的两侧，分别配置由杀菌灯构成的紫外线照射灯9和反射板10。在水槽20中，贮留着在TCE浓度为0.3毫克/升的污染液中添加5％的pH为2.53、电导率为0.236mS/m、氧化还原电位为1046mV的强酸性电解水的液体，改变处理流量测定TCE浓度，并求出分解率。

在图13中，示出使流量由8升/分钟降低到1升/分钟计测的结果，在图14中，示出使流量由2升/分钟上升到8升/分钟计测的结果。

由试验8的结果可知，流量变小时分解率变高，因此，为了不降低分解效率而增多处理量，可将多个反应槽并联连接，使污染液在各反应槽中以小流量流动。

在试验9中，使用如图15所示的试验装置。该试验装置是在水槽20的下游，通过泵21将第1反应槽11a和第2反应槽11b串联连接。这些反应槽11a和11b如图2所示，使用在内径10.5mm、有效长度60cm的石英制玻璃管8的周围设置由4个20W杀菌灯构成的紫外线照射灯9和反射板10的反应槽。在水槽20中，贮留着添加5％的pH为2.53、电导率为0.236mS/m、氧化还原电位为1046mv的强酸性电解水的TCE污染液。

然后，对于条件1：使TCE浓度为0.05毫克/升的污染液以流量800毫升/分钟流动的情况；条件2：使TCE浓度为0.03毫克/升的污染液以流量1000毫升/分钟流动的情况；条件3：使TCE浓度为0.3毫克/升的污染液以流量1000毫升/分钟流动的情况；条件4：使TCE浓度为3.0毫克/升的污染液以流量1000毫升/分钟流动的情况；分别测定使紫外线照射灯9全关闭时；仅打开第1反应槽11a的紫外线照射灯9时；仅打开第2反应槽11b的紫外线照射灯9时；打开第1反应槽11a和第2反应槽11b的紫外线照射灯9时排水侧的TCE浓度，同时求出TCE分解率。将条件1的情况示于图16、条件2的情况示于图17、条件3的情况示于图18、条件4的情况示于图19。

再有，图16至图18中示出的“理论值”，是由单独求出第1反应槽11a和第2反应槽11b的分解率的结果，计算求出通过两反应槽11a、11b后的分解率的值。

由试验9的结果可以确认，将多个反应槽11串联连接时，有机化合物的分解率上升，其值与理论值相当符合。另外可知，有机化合物的浓度变高时，分解效率也上升。

其次，用图20至62对本发明的气态有机化合物的分解装置进行说明。

如图20所示，气态有机化合物的分解装置具有：与由污染土壤抽吸含有机化合物的污染气体的气体吸引装置连接并导入污染气体的紫外线分解单元31；由连接在紫外线分解单元31的下游的洗涤器32构成的中间生成物处理装置；连接在洗涤器32的下游的活性炭吸附单元33；和电解水生成装置34。

电解水生成装置34，使用オキシライザ一メデイカCL(商品名，株式会社三浦电子制)，用电解水生成装置34电解含氯化钠、氯化钾、氯化镁等水溶性电解质的水时，可由阳极侧得到强酸性电解水，而由阴极侧得到强碱性电解水。

紫外线分解单元31，是将在不锈钢制的管子的内部设置多个由低压水银灯35(图21、图22)构成的紫外线照射灯的分解元件36双筒串联连接而构成。

低压水银灯35使用能透过波长172nm以上的紫外线80％以上的合成石英玻璃作为保护管，消耗电能13W，并照射波长254nm的紫外线和185nm的紫外线。

另外如图21所示，低压水银灯35由分解元件36的上面吊下，在分解元件36的上面中央配置1个灯，其余等间隔配置在上面周边部。

如图22所示，污染气体在一个分解元件36的周壁上部，由在直径一端形成的气体入口37导入，在另一个分解元件36的周壁上部，由在直径一端形成的气体出口38排出。

然后，以酸性电解水供给管39连接电解水生成装置34的阳极侧和紫外线分解单元31的个分解元件36，在开启设置在分解元件36和酸性电解水供给管39的连接部分的阀门(未图示)时，将强酸性电解水喷雾到分解元件36中。

而且，以碱性电解水供给管40连接电解水生成装置34的阴极侧和紫外线分解单元31的各分解元件36，在开启设置在分解元件36和碱性电解水供给管40的连接部分的阀门(未图示)时，将强碱性电解水喷雾到分解元件36中。

具有泵42的循环管41的两端连接洗涤器32的上下部，通过紫外线分解单元31流入洗涤器32下部的气体，由泵42压升到循环管41内，移送到洗涤器32的上部，在洗涤器32中循环。

另外，在洗涤器32中设pH测定装置55，可由该pH测定装置55测定流入洗涤器32内的污染气体的pH。

而且，循环管41分别通过阀门(未图示)与酸性电解水供给管39和碱性电解水供给管40连接，根据由pH测定装置55测定的污染气体的pH通过开放阀门，将强酸性电解水和强碱性电解水选择性地喷雾到在洗涤器32中循环的气体中，将含在气体中的中间生成物中和、分解。

此外，在由洗涤器32延伸的排水道43中设置排水中和罐44，同时将酸性电解水供给管39和碱性电解水供给管40分别通过阀门与排水中和罐44连接，将强碱性电解水或强酸性电解水添加到贮留在排水中和罐44内的排水中，使其中和后排出。

在活性炭吸附单元33中内设活性炭过滤器，通过洗涤器32的气体中含有的微量残留化合物在此处被吸附除去。

另外，装有泵45的排气管46与活性炭吸附单元33连接，使通过活性炭过滤器的清净气体排出。

这种气态有机化合物的分解装置如下使用。

如图22所示，将由土壤中吸取的含有机化合物的污染气体，沿其直径通过气体入口37导入到紫外线分解单元31内。将由电解水生成装置34生成的强酸性电解水和/或强碱性电解水喷雾到分解元件36内，在与导入的污染气体接触的同时，打开低压水银灯35对污染气体照射紫外线。

于是，污染气体中含有的有机化合物因紫外线照射而分解，由强酸性电解水和/或强碱性电解水促进其分解反应。

在通过了紫外线分解单元31而由气体出口38排出的污染气体中，含有有机化合物分解结果产生的中间生成物，含有该中间生成物的污染气体流入洗涤器32。

流入洗涤器32的污染气体，由pH测定装置测定其pH，同时通过循环管41在洗涤器32内循环一定时间。而且在通过循环管41时，根据pH测定装置55测定的pH，对污染气体喷雾强酸性电解水或强碱性电解水，将污染气体中含有的中间生成物中和。

污染气体中含有的有机化合物有时也会使含中间生成物的污染气体呈中性，此时，可以同时喷雾强酸性电解水和强碱性电解水，以使中间生成物分解。

另外，通过紫外线分解单元31后少量残存的有机化合物，也因喷雾强酸性电解水或强碱性电解水而进一步进行分解。

未分解的中间生成物的一部分，或通过中和生成的副产物的一部分，溶解在喷雾的电解水中，向排水道43排出。

由于由洗涤器32向排水道43排出的水大多带酸性或碱性，因此在排水中和罐44内添加强碱性电解水或强酸性电解水，使其中和后排出到外部。

在洗涤器32内循环一定时间的气体，流入活性炭吸附单元33，由活性炭过滤器吸附除去少量残留的中间生成物和有机化合物，然后排出到外界。

再有，也有利用紫外线分解单元31作为中间生成物处理装置的情况。此时，在各分解元件36中设pH测定装置55，根据pH测定装置55测定的pH，选择强酸性电解水和强碱性电解水，由所连接的酸性电解水供给管39和碱性电解水供给管40喷雾，将紫外线分解单元31内的污染气体中所含的中间生成物中和、分解。而且，为中和而喷雾的强酸性电解水和强碱性电解水，也分解污染气体中含有的有机化合物。此时，也可以不在紫外线分解单元31的下游设置洗涤器32。

另外，也可以不将酸性电解水供给管39和碱性电解水供给管40与紫外线分解单元31连接，仅用紫外线使紫外线分解单元31内的污染气体中含有的有机化合物分解，然后在洗涤器32内选择性地喷雾强碱性电解水和强酸性电解水。

实施例

在图20所示的气态有机化合物的分解装置中，取分解元件36的直径为200mm，长度为600mm，并且设置7套低压水银灯56。然后，在紫外线分解单元31中导入含三氯乙烯(以下称为“TCE”)的污染气体，同时每分钟喷雾100毫升pH为2.1～2.4的强酸性电解水。

此外，在洗涤器32中，每分钟喷雾1升pH为11.0的强碱性电解水，使污染气体以流量12.5升/分钟循环。

在试验10中，将TCE浓度50ppm的污染气体，以风量400升/分钟吹入紫外线分钟解单元31的气体入口37，在①紫外线分解单元31之前，②紫外线分解单元31和洗涤器32之间，③洗涤器32和活性炭吸附单元33之间，④活性炭吸附单元33之后的4个位置，在经过10分钟和经过30分钟后，测定TCE浓度、氯化氢浓度、光气浓度、氯浓度、臭氧浓度。将其结果示于图23。另外，在试验开始时、经过10分钟后、经过30分钟后，测定洗涤器32内的pH，将结果示于图24。

此外，在试验11中，将TCE浓度100ppm的污染气体，以风量400升/分钟吹入气体入口37，与试验10同样，在上述①、②、③、④4个位置，在经过10分钟后和经过30分钟后，测定TCE浓度、氯化氢浓度、光气浓度、氯浓度、臭氧浓度。在试验开始时、经过10分钟后、经过30分钟后，测定洗涤器32内的pH，将其结果分别示于图25和图26。

由试验10和试验11的结果可知，污染气体中含有的TCE经紫外线照射差不多分解，残留的有机化合物也在洗涤器32内循环期间分解到非常低的浓度。

另外可知，由紫外线照射分解有机化合物结果发生的中间生成物，在洗涤器32内大半被中和，而通过洗涤器32的气体中含有的极微量的有机化合物和中间生成物，也在活性炭吸附单元33中被完全吸附除去。

此外，在试验12至试验18中，用紫外线分解单元31，对于有机化合物内被称为7大恶臭物质的硫化氢、乙醛、吡啶、氨、三甲胺、乙酸、甲硫醇7个种类，将浓度100ppm的污染气体，以风量400升/分钟吹入气体入口37，与试验10同样，在上述①、②、③、④4个位置，计测有机化合物浓度，在②、③、④3个位置，测定中间生成物浓度。

在试验12中，对含硫化氢(H2S)的污染气体进行分解试验，对洗涤器32喷雾强碱性电解水，在试验开始之后、10分钟后、30分钟后、50分钟后和90分钟后，进行浓度测定。

图27表示H₂S浓度随时间的变化，图28表示作为中间生成物生成的SO₂浓度和臭氧浓度随时间的变化。

在试验13中，使含有乙醛(CH₃COH)的污染气体流动，对洗涤器32喷雾强酸性电解水，在试验开始之后、10分钟后、30分钟后和50分钟后进行浓度测定。图29表示乙醛浓度。图30表示作为中间生成物预想的乙酸(CH₃COOH)和臭氧的浓度。再有，虽然将乙酸预想为中间生成物，但是由图30可知，实际通过紫外线分解单元31后的污染气体中几乎不含乙酸，因此认为没有必要考虑乙酸的中和、分解。

试验14将含吡啶(C₅H₅N)的污染气体吹入气体入口37，对洗涤器32喷雾强酸性电解水，在试验开始之后、10分钟后、30分钟后和50分钟后进行浓度测定。图31表示吡啶浓度。图32表示作为中间生成物预想的NOx浓度和臭氧浓度。

在试验15中，将含吡氨(NH₃)的污染气体吹入气体入口37，对洗涤器32喷雾强酸性电解水，在试验开始之后、10分钟后、30分钟后和50分钟后进行浓度测定。图33表示氨浓度。图32表示作为中间生成物预想的NOx浓度和臭氧浓度。

在试验16中，使含有三甲胺((CH₃)₃N)的污染气体流动，对洗涤器32喷雾强酸性电解水，在试验开始之后、10分钟后、30分钟后和50分钟后进行浓度测定。图35表示三甲胺浓度，图36表示作为中间生成物预想的NOx浓度和臭氧浓度。再有，作为中间生成物虽预想了氨，但难以与三甲胺区别，因此不能测定其浓度。

另外，在试验14至试验16中，作为中间生成物虽预想NOx，但通过紫外线分解单元31后的污染气体中几乎不含NOx，因此认为也可以不考虑其中和、分解。

在试验17中，将含乙酸(CH₃COOH)的污染气体导入气体入口37，对洗涤器32喷雾强碱性电解水，在试验开始之后、10分钟后、30分钟后和50分钟后进行浓度测定。图37表示乙酸浓度。图38表示作为中间生成物发生的臭氧浓度。

在试验18中，将含甲硫醇(CH₃SH)的污染气体导入气体入口37，对洗涤器32喷雾强碱性电解水，在试验开始之后、10分钟后、30分钟后和50分钟后进行浓度测定。图39表示甲硫醇浓度。图40表示作为中间生成物预想的SO₂浓度、H₂S浓度和臭氧浓度。再有，在该试验中，没有从通过紫外线单元31后的气体中检测出作为中间生成物预想的H₂S。

由试验12至18的结果可知，用本发明的分解装置也能将恶臭物质基本国策本进行分解处理。

在试验19中，为了调查紫外线分解有机化合物的效果，如图14所示，准备了如下的试验装置：在气体混合槽47的下游，设置由上面悬吊10根紫外线灯48的容积180升的试验单元49、同时在试验单元49的上游侧和下游侧分别设置VOC监测器50而构成，将TCE浓度为50ppm的污染气体，以风量100升/分钟、200升/分钟、300升/分钟、400升/分钟连续地供给到该试验装置中。

然后，在将紫外线灯48开灯10根的模式1、开灯7根的模式2、开灯6根的模式3、开灯3根的模式4、开灯1根的模式5中，在紫外线分解单元2的上游侧和下游侧计测TCE浓度，将结果示于图42。另外，用式(1-下游浓度/上游浓度)×100％求出TCE分解率，示于图43。

在试验20中，除了用四氯乙烯(PCE)代替TCE以外，采用与试验19同样的方法进行验，将计测PCE浓度的结果示于图44，将PCE分解率示于图45。

试验21除了用顺-1，2-二氯乙烯(顺-1，2-DCE)代替TCE以外，采用与试验19同样的方法进行试验，将计测顺-1，2-DCE浓度的结果示于图46，将顺-1，2-DCE分解率示于图47。

另外，在试验22中，除了用氯苯代替TCE以外，采用与试验19同样的方法进行试验，将计测氯苯浓度的结果示于图48，将氯苯分解率示于图49。

试验23除了用乙酸乙酯代替TCE以外，采用与试验19同样的方法进行试验，将计测乙酸乙酯浓度的结果示于图50，将乙酸乙酯分解率示于图51。

在试验24中，将用浓度500ppm的甲苯代替TCE的气体，以100升/分钟供给与试验19同样的试验装置，将计测甲苯浓度的结果示于图52。

由试验19至试验24的结果可知，试验流量小的情况紫外线分解率高，而且含氯多的四氯乙烯容易用紫外线分解，不含氯的乙酸乙酯和甲苯则难以用紫外线分解。

为了调查喷雾强碱性电解水、强酸性电解水、其混合水并照射紫外线时的促进分解的效果，进行了试验25。在试验25中，如图53所示，将照射功率30W、波长254nm紫外线的紫外线灯48设置在内径120mm、高度1300mm的试验单元49内，将混合TCE气体和稀释用空气的气体以3升/分钟的流量导入试验单元49中。另外，用雾化器51将强酸性电解水、强碱性电解水、以1∶1混合强酸性电解水和强碱性电解水的混合水或水道水的任一种，以10升/分钟喷雾到试验单元49内，TCE浓度稳定后，重复紫外线灯48的开灯和关灯，以10分钟间隔测定由试验单元下游形成的取样口52取样的气体的TCE浓度。将其结果和TCE分解率示于图54。

由试验25的结果可知，在喷雾强酸性电解水、强碱性电解水、强酸性电解水和强碱性电解水的混合水时，与喷雾水道水的情况相比，分解效率明显提高。

在试验26中，使用图55和图56所示的试验装置。该试验装置具有在上面悬吊的可更换的紫外线灯48的试验单元件49。在试验单元49的周壁下部，沿直径形成导入气体的第1气体入口37a，同时沿切线形成导入气体的第2气体入口37b；在试验单元49的周壁上部，沿直径形成取出气体的第1气体出口38a，同时沿切线形成取出气体的第2气体出口38b。

然后，使用带保护管的、照射波长185nm的紫外线和波长254nm的紫外线的、输出为13W的紫外线灯48，或不带保护管的、照射波长185nm的紫外线和波长254nm的紫外线的、输出为40W的紫外线灯48，并且在使TCE浓度50ppm的气体以流量100升/分钟、200升/分钟、300升/分钟、400升/分钟由第1气体入口37a至第1气体出口38a的流路①中通过时，和由第2气体入口37b至第2气体出口38b的流路②中通过时，测定试验单元49上游侧和下游侧的TCE浓度，求出TCE分解率。将其结果示于图57。

由试验26的结果可知，将污染气体沿其直径向断面中心导入试验单元内时，与沿切线方向导入的场合相比，分解效率高。

据认为，这是由于在试验单元的切线方向导入气体时，由于气体沿单元的壁面流动，因此紫外线照射强度减弱，同时滞留在单元件内的时间也变短。

图58表示试验26至试验29中所用的试验装置。该试验装置将装入试验气体的四方形气囊53，与内装紫外线灯48的内径45mm、长度500mm、容积800毫升的试验单元49连接，用泵54抽吸达到一定浓度的气体并导入试验单元49。然后将紫外线灯48开灯20分钟，用VOC传感器观测气体浓度的变化。

作为紫外线灯48，使用照射185nm波长的紫外线和254nm波长的紫外线的东芝制GLS6UN、和照射254nm波长的紫外线的东芝制GLS6UJ和照射300nm以上波长的紫外线的黑灯(ミヤタエレバム制)，对最初气体浓度为10ppm的情况和100ppm的情况进行试验。

在试验26中，用三氯乙烯作为试验气体，将最初气体浓度取作10ppm时的TCE浓度示于图59A，取作100ppm时的TCE浓度示于图59B。

试验28用四氯乙烯作为试验气体，将最初气体浓度取作10ppm时的PCE浓度示于图60A，取作100ppm时的PCE浓度示于图60B。

在试验29中，用顺-1，2-二氯乙烯作为试验气体，将最初气体浓度取作10ppm时的顺-1，2-DCE浓度示于图61A，取作100ppm时的顺-1，2-DCE浓度示于图61B。

由试验26至试验29的结果可知，紫外线的波长为300nm以上时，只能与空白(无照射)测定值的浓度呈大致同样的变化，有机化合物不分解。

在试验30中，检验化学武器用毒气芥子气((ClCH₂CH₂)₂S)的紫外线分解效果的可能性。在500毫升的耐久容器内设置照射185nm波长和254nm波长紫外线的紫外线灯，将内装作为模拟芥子气试剂的硫酸·氯甲甲酯(ClCH₂SCH₃，以下称为CMMS)的四方形气囊与该耐久容器连接，用另外连接的泵抽吸，将耐久容器内的空气置换成CMMS。

然后，将紫外线灯开灯，测定CMMS的浓度，将其结果示于图62。

由试验30可知，虽然分解速度不太快，但用紫外线照射灯也能使模拟芥子气试剂分解达大约一半。

Claims

1.一种可有效分解含氯有机化合物及有效分解硫化氢、乙醛、吡啶、氨、三甲胺、乙酸、甲硫醇类恶臭物质的分解装置，具备：

对含有上述物质的污染液照射波长300nm以下的紫外线，使上述物质分解的紫外线分解单元；其特征在于，还具有通过阀门分别连接酸性电解水供给管和碱性电解水供给管，向含上述物质分解生成的中间生成物的污染液中选择性地添加pH＝11的强碱性电解水和强酸性电解水，以中和、分解上述中间生成物的中间生成物处理装置。

2.根据权利要求1所述的分解装置，其特征在于，将上述中间生成物处理装置连接在上述紫外线分解单元的下游，向通过该紫外线分解单元的污染液中选择性地添加强碱性电解水和强酸性电解水。

3.根据权利要求1所述的分解装置，其特征在于，将上述中间生成物处理装置设在上述紫外线分解单元的中间部，向该紫外线分解单元内的污染液中选择性地添加强碱性电解水和强酸性电解水。

4.根据权利要求1所述的分解装置，其特征在于，在上述紫外线分解单元的上游，将强碱性电解水和/或强酸性电解水添加到上述污染液中。

5.根据权利要求1所述的分解装置，其特征在于，紫外线分解单元由在通过污染液的透明管的周围配置多个紫外线照射灯，同时在紫外线照射灯的背后分别设置反射板的反应槽构成。

6.根据权利要求5所述的分解装置，其特征在于，多个上述反应槽串联连接。

7.根据权利要求5所述的分解装置，其特征在于，多个上述反应槽并联连接。

8.根据权利要求5所述的分解装置，其特征在于，上述透明管以通过波长172nm以上的紫外线80％以上的合成石英玻璃作为原料。

9.一种可有效分解含氯有机化合物及有效分解硫化氢、乙醛、吡啶、氨、三甲胺、乙酸、甲硫醇类恶臭物质的分解装置，具备：

对含有上述物质的污染气体照射波长300nm以下的紫外线，使该物质分解的紫外线分解单元；其特征在于，还具有通过阀门分别连接酸性电解水供给管和碱性电解水供给管，向上述物质分解生成的中间生成物中选择性地喷雾pH＝11的强碱性电解水和强酸性电解水，以中和、分解上述中间生成物的中间生成物处理装置。

10.根据权利要求9所述的分解装置，其特征在于，将上述中间生成物处理装置设置在上述紫外线分解单元的中间部，向该紫外线分解单元内的污染气体中选择性地喷雾强碱性电解水和强酸性电解水。

11.根据权利要求9所述的分解装置，其特征在于，将上述中间生成物处理装置连接在上述紫外线分解单元的下游，将强碱性电解水和强酸性电解水选择性地喷雾到通过该紫外线分解单元的污染气体中。

12.根据权利要求11所述的分解装置，其特征在于，将强碱性电解水和/或强酸性电解水喷雾到上述紫外线分解单元内的污染气体中。

13.根据权利要求9所述的分解装置，其特征在于，上述紫外线分解单元由在内部设置紫外线照射灯的分解元件构成，在该分解元件的周壁上形成气体入口，用于沿上述分解元件的直径吹入污染气体。

14.根据权利要求13所述的分解装置，其特征在于，多个上述紫外线照射灯以等间隔悬吊在上述分解元件的上面。

15.根据权利要求13所述的分解装置，其特征在于，上述紫外线照射灯的保护管以通过波长172nm以上的紫外线80％以上的合成石英玻璃作为原料。