CN102188907A - 有害物质去除装置及使用其进行空气净化的空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够高效率地氧化分解、处理被循环水捕集的有害气体成分、能够显著地降低有害气体成分分解时有害中间产物生成的有害物质去除装置及使用其进行空气净化的空气净化装置。该有害物质去除装置包括：位于筒状的容器主体(23)内侧的、在内部构成有气室(26)的紫外线透过性的分隔体(24)；位于气室(26)内的紫外线照射灯(30)；填充于容器主体(23)和分隔体(24)之间的流动床(25)内的载体负载型光催化剂(2)；用于将空气导入到气室(26)内的空气泵(38)；将气室(26)内的空气曝气到流动床(25)内的曝气管(42)。该有害物质去除装置使能够捕集有害气体成分的循环水经由流动床(25)循环流动。

Description

有害物质去除装置及使用其进行空气净化的空气净化装置

技术领域

本发明涉及分解、去除被循环水捕集的有害气体成分的有害物质去除装置及使用其进行空气净化的空气净化装置。

背景技术

作为对空气中的有害气体成分，例如挥发性有机化合物(例如甲醛和乙醛)、氮氧化合物进行净化的净化装置，公知有使用了气液接触器的空气净化装置。在使用了该气液接触器的空气净化装置中，将作为处理对象的空气吹向有水在循环的过滤器等气液接触器，使空气中所含有的有害气体成分溶解于该循环水中。此外，溶解有有害气体成分的循环水若其所溶解的气体的浓度增高，则其气体的捕集效率降低，因此，要定期进行循环水的更换，或者对溶解于循环水中的溶解气体成分进行化学分解。

采用定期地更换循环水的方法，维护作业性繁琐，在更换循环水时，需要暂时中止装置的运转。此外，由于使用水量增加，导致运转成本上升；而且当处理有害气体成分含量高的空气时，循环水的气体捕集效率会迅速降低。

因此，在专利文献1中，对溶解有该有害气体成分的循环水照射紫外线，由此对作为有害气体成分的有机化合物进行分解处理。

可是，在专利文献1所记载的有害气体成分的分解方法中，为了切实地分解处理被循环水捕集的甲醛等挥发性有机化合物，需要大功率的紫外线照射，存在能量转换效率差这样的问题。此外，装置本身大型化、生产成本上涨等问题也是不可否认的。

此外，在利用紫外线的照射来氧化分解、处理挥发性有机化合物时，在处理期间会生成例如乙醛等易挥发性有机化合物。因此，在紫外线照射的氧化分解处理不足的情况下，在该易挥发性有机化合物等中间产物与循环水一起到达气液接触器时，存在被再次排放到空气中的问题。

另一方面，在专利文献2中，除采用普通紫外光线和光催化剂结合处理水和空气中的有害物质外，还使用185nm的真空紫外光线，利用185nm真空紫外线和光催化剂之间的耦合作用对水中的有机化合物进行分解处理。

专利文献1：日本特开2005-313094号公报

专利文献2：中国专利第ZL03149785.3号说明书

发明内容

本发明是为了解决以往的技术课题而做出的，目的在于提供一种能够高效率地氧化分解、处理被循环水捕集的有害气体成分，能够显著地降低有害中间产物生成的有害物质去除装置及使用该装置的空气净化装置。

为了解决上述课题，本发明的有害物质去除装置的特征在于，其包括：筒状的容器主体；筒状的分隔体，其配置在上述容器主体的内侧，在该筒状的分隔体的内侧构成有气室，并且该筒状的分隔体具有紫外线透过性；紫外线照射部件，其设于上述分隔体内侧的气室内；载体负载型光催化剂，其填充在容器主体和分隔体之间，该有害物质去除装置使能够捕集有害气体成分的循环水经由容器主体和分隔体之间循环流动。

本发明的技术方案2以上述技术方案为基础，其特征在于，在上述容器主体和上述分隔体之间构成填充有上述载体负载型光催化剂的流动床。

本发明的技术方案3以上述各技术方案为基础，其特征在于，该有害物质去除装置包括用于将空气导入到上述气室内的空气导入部件。

本发明的技术方案4以上述各技术方案为基础，其特征在于，该有害物质去除装置包括用于将气室内的空气导出到上述容器主体和上述分隔体之间而进行曝气的曝气部件。

本发明的技术方案5以上述技术方案为基础，其特征在于，该有害物质去除装置包括：助氧化剂供给部件，其用于向上述容器主体和上述分隔体之间供给助氧化剂；助氧化剂供给量调整部件，其用于调整从该助氧化剂供给部件供给的助氧化剂的供给量。

本发明的技术方案6以上述技术方案为基础，其特征在于，上述助氧化剂是过硫酸盐。

本发明的技术方案7以上述各技术方案为基础，其特征在于，上述载体负载型光催化剂是氧化钛和钛的合金、钌和氧化钛的合金、金和氧化钛的合金或金和钌和氧化钛的合金。

本发明的技术方案8以上述各技术方案为基础，其特征在于，上述载体负载型光催化剂的体积是容器主体和分隔体之间的体积的1％～40％。

本发明的技术方案9是一种空气净化装置，其特征在于，该空气净化装置包括：技术方案1～技术方案8中任一项所述的有害物质去除装置；使含有有害气体成分的被处理空气与循环水接触的气液接触部件。

采用本发明的有害物质去除装置，通过使该有害物质去除装置包括：筒状的容器主体；筒状的分隔体，其配置在上述容器主体的内侧，在筒状的分隔体的内侧构成有气室，并且该筒状的分隔体具有紫外线透过性；紫外线照射部件，其设于该分隔体内侧的气室内；载体负载型光催化剂，其填充在上述容器主体和上述分隔体之间，该有害物质去除装置使能够捕集有害气体成分的循环水流经容器主体和分隔体之间从而使填充在上述容器主体和上述分隔体之间的载体负载型光催化剂被透过分隔体的、来自紫外线照射部件的紫外线激发，由此能够对被供给到容器主体和分隔体之间的循环水中所捕获的有害气体成分进行分解处理。

采用本发明的技术方案2，在上述技术方案的基础上，还在容器主体和分隔体之间构成填充有上述载体负载型光催化剂的流动床，因此，能够利用所供给的循环水使被填充于该容器主体和分隔体之间的载体负载型光催化剂流动，能够利用被激发的载体负载型光催化剂高效率地处理循环水中所捕获的有害气体成分。

采用本发明的技术方案3，在上述各技术方案的基础上，通过设置用于将空气导入到气室内的空气导入部件，能够利用紫外线照射部件将导入到气室内的空气臭氧化，能够利用如技术方案4所述的用于将气室内的空气导出到容器主体和分隔体之间而进行曝气的曝气部件，将在该气室内被臭氧化了的含有臭氧的空气在容器主体和分隔体之间曝气。

这样，含有臭氧的空气被通入到容器主体和分隔体之间，因此，即使是低功率的低压紫外线灯，也能够高效率地激发光催化剂，高效率地分解处理有害气体成分和分解时所产生的中间产物。

采用本发明的技术方案5，在上述技术方案的基础上，还包括：助氧化剂供给部件，其用于向容器主体和分隔体之间供给助氧化剂；助氧化剂供给量调整部件，其用于调整从该助氧化剂供给部件供给的助氧化剂的供给量，所以能够将规定量的助氧化剂供给到容器主体和分隔体之间。

此时，能够利用助氧化剂供给量调整部件将微量的助氧化剂供给到容器主体和分隔体之间，由此，能够利用该助氧化剂的存在来进一步提高由容器主体和分隔体之间的光催化剂带来的分解处理有机化合物的效率。

采用本发明的技术方案6，在上述技术方案的基础上，助氧化剂是过硫酸盐，所以能够利用容易得到的物质实现本发明。此外，即使是在处理后的循环水被排放到大气中的情况下，因为是微量的过硫酸盐，所以能避免对人体的不良影响。

采用本发明的技术方案7，在上述各技术方案的基础上，上述载体负载型光催化剂是氧化钛和钛的合金、钌和氧化钛的合金、金和氧化钛的合金或金和钌和氧化钛的合金，所以载体负载型光催化剂通过紫外线的照射容易被激发，能够有效地分解处理如上所述地被导入到容器主体和分隔体之间的循环水中所含有的有害气体等有机化合物。

采用本发明的技术方案8，在上述各技术方案的基础上，载体负载型光催化剂的体积是容器主体和分隔体之间的体积的1％～40％，所以能够确保利用向容器本体和分隔体之间送出循环水产生的载体负载型光催化剂的流动性，能够提高载体负载型光催化剂与循环水中所含有的有害气体等有机化合物的接触效率。

采用本发明的技术方案9的空气净化装置，通过包括技术方案1～技术方案8中任一项所述的有害物质去除装置和使含有有害气体成分的被处理空气与循环水接触的气液接触部件，能使通过气液接触部件同被处理空气接触的循环水中包含的有害物质高效分解，能够有效地消除有害气体成分和/或防止中间产物在该气液接触部件中被再次排放到大气中的问题。

由此，除了向循环水补给箱补充水之外，无需进行循环水的更换维护等，能够通过使被处理空气与循环水相接触而使有害气体等有机化合物溶解于循环水中，进而对溶解于该循环水中的有害气体等有机化合物进行分解处理。

附图说明

图1是空气净化装置的概略构成图。

图2是反应容器的立体图。

图3是反应容器的剖视图。

图4是反应容器的上部盖的立体图。

图5是上部盖和容器主体的后下方立体图。

图6是反应容器的下部盖的立体图。

图7是下部盖和分隔体的后上方立体图。

图8是表示空气的流动的反应容器的剖视图。

图9是表示被导入到流动床内的空气的流动的反应容器的剖视图。

图10是表示循环水的流动的反应容器的剖视图。

图11是说明了甲醛的分解处理效果的图。

图12是说明了由助氧化剂的添加带来的甲醛的分解处理效果的图。

图13是说明了甲醛的分解处理效果相对于助氧化剂的添加浓度的图。

具体实施方式

本发明的有害物质去除装置1是对被循环水捕集的有害气体成分、例如甲醛和乙醛等挥发性有机化合物进行分解处理的装置。在本实施例中，以将有害物质去除装置1用于空气净化装置W为例进行说明。图1是包括本发明的有害物质去除装置1的一实施例的空气净化装置W的概略构成图。实施例的空气净化装置W是将室内作为被处理空间、对该空间内的气体(空气、被处理空气)进行处理的装置。本实施例的空气净化装置W由气液接触部10和本发明的有害物质去除装置1等构成。

气液接触部10是用于使被处理空间内的气体(以下称为被处理空气)和有害物质去除装置1的循环水相接触的气液接触部件，在本实施例中，作为一例，气液接触部10由具有蜂窝构造的过滤构件构成。但是气液接触部10的构成方式不限于本例所说的蜂窝构造的过滤构件。

在气液接触部10的一侧设置有未图示的风扇，该风扇用于使被处理空间内的被处理空气通过该气液接触部10。通过风扇的运转，使被处理空气通过该气液接触部10，于是使被处理空气与循环水相接触。

在上述气液接触部10中与被处理空气相接触的液体是在有害物质去除装置1中被分解去除了有害气体成分后的循环水。在本实施例中，通过使被处理空气中的可溶于水的有害气体成分，例如甲醛、乙醛等挥发性有机化合物、氮氧化合物等化学物质在该气液接触部10中与循环水高效率地相接触，而使有害气体成分溶解于该循环水中而被捕集。该循环水由于持续吸收这样的有害气体成分，因而使循环水中的有害气体成分浓度逐渐上升，随着其浓度上升，气体的捕集效率降低，但在本实施例中，利用有害物质去除装置1对循环水进行处理，能显著地抑制有害气体成分浓度的上升，能维持气液接触部10的气体捕集效率。另外，该有害物质去除装置1的具体构造将在后面进行说明。

而且，在该气液接触部10的下方配设有用于容纳通过了气液接触部10的循环水的循环水槽11，在该循环水槽11上连接有配管13，在该配管13上设有循环水泵12。另外，在该循环水槽11上连接有用于对有害物质去除装置1的循环水路径和由气液接触部10、该循环水槽11所构成的一连串的循环水路径内的循环水的水量进行调整的水量调节器14，在该水量调节器14上连接有循环水补给箱15。由此，能够将主要在气液接触部10中由于蒸发而减少的该循环水路径内的循环水的水量维持恒定。

下面，参照上述图1以及图2～图7说明本发明的有害物质去除装置1。图2是表示反应容器20的立体图，图3是表示反应容器20的剖视图，图4是表示反应容器20的上部盖21的立体图，图5是表示上部盖21和容器主体23的后下方立体图，图6是表示反应容器20的下部盖22的立体图，图7是表示下部盖22和分隔体24的后上方立体图。

有害物质去除装置1包括：反应容器20；用于将空气(外部气体)导入到该反应容器20内的空气泵(空气导入部件)38；对反应容器20供给助氧化剂的助氧化剂注入泵4；助氧化剂箱3。

反应容器20包括：筒状的由耐压钢-例如不锈钢所构成的容器主体23；开闭自由的封闭该容器主体23的上表面开口的上部盖21；开闭自由的封闭容器主体23的下表面开口的下部盖22。而且，在该容器主体23内以与之成同心圆状地配设有筒状的分隔体24。

分隔体24由具有紫外线透过性的玻璃管构成，配设为与容器主体23的内壁面之间隔有规定间隔的状态。在上部盖21和下部盖22的内表面不仅形成有气密地与容器主体23的上端面和下端面相接的容器主体用槽21A、22A，并且形成有气密地与分隔体24的上端面和下端面相接的分隔体用槽21B、22B。另外，也可以在各盖21、22与容器主体23之间或各盖21、22与分隔体24之间夹设O型密封圈等密封件27。

此外，由该分隔体24和上部盖21、下部盖22所围成的空间形成气室26，此外，在容器主体23和分隔体24之间、即在由分隔体24、容器主体23、上部盖21、下部盖22所围成的空间内形成有流动床25。在本实施例中，流动床25的体积和气室26的体积的比率优选为5∶1～30∶1。

此外，在形成于容器主体23和分隔体24之间的流动床25中填充有光催化剂(载体负载型光催化剂)2，该光催化剂2负载于载体的表面上。在本实施例中，采用活性炭作为载体，采用氧化钛和钛的合金、钌和氧化钛的合金、金和氧化钛的合金或金和钌和氧化钛的合金作为光催化剂。除此以外，也可以采用具有光催化活性的氧化钛合金的粉末，也可以采用铱和白金的合金。另外，载体不限于此，也可以是沸石或金属薄片等。此外，光催化剂只要是能够通过吸收紫外线、可见光线而被激发活性化的物质即可，并不限定于上述物质。

此外，在本实施例中，使载体负载型光催化剂2的体积在流动床25的体积的1％～40％的范围内，将载体负载型光催化剂2填充到该流动床25内。

另外，在本实施例中，作为一个例子，在容器主体23和分隔体24之间形成流动床25，但不限于此，例如也可以形成固定床。固定床可以是在网眼类型的钛金属网上负载光催化剂而成的构件，或是在流动床25内填充包括光催化剂的粒径较大的粒子而成的构件，或是由涂有光催化剂的金属钛板或涂有光催化剂的金属钛块构成的构件。

在这种情况下，优选对筒状的容器主体23的内侧的整个面进行加工使其进行漫反射，或另行设置一层漫反射层。即，在单纯地为固定床的情况下，光催化剂只在与紫外线照射部件相对的面上被激发活化，因此，在其相反侧(背面侧)即远离紫外线照射部件的一侧不被激发活化。但是，通过这样地在筒状的容器主体的内侧实施使其进行漫反射那样的加工或设置漫反射层，能够提高光催化剂整体的激发活化的效率。

此外，在下部盖22的与气室26相对应的位置形成有未图示的气室连通用开口，该开口被气室下表面盖29开闭自由地封闭。在该气室下表面盖29上设有沿气室26延伸的紫外线照射灯(紫外线照射部件)30。在本实施例中，采用的是能够通过将空气中的氧臭氧化而生成臭氧的、所照射的紫外线的波长为185nm的紫外线照射灯。

通过将该气室下表面盖29安装到下部盖22上，紫外线照射灯30被配置在分隔体24内的气室26中。另外，在本实施例中，紫外线照射灯30和分隔体24之间的距离为1mm～10mm。图中附图标记31表示紫外线照射灯30的位于气室26内的端子，附图标记32表示紫外线照射灯30的位于气室下表面盖29侧的供电用端子，附图标记33表示该紫外线照射灯30的电线，附图标记34表示紫外线照射灯30的固定基座。

另一方面，在上部盖21的与气室26相对应的位置形成有未图示的气室连通用开口，该开口被气室上表面盖28开闭自由地封闭。在该气室上表面盖28上分别形成有空气(外部气体)导入口28A和空气(外部气体)排出口28B。在空气导入口28A插入有空气导入管36，并且在空气排出口28B上连接有空气排出管37。

空气导入管36的气室26内侧的端部位于下部盖22的附近，并在该处开口，并且在气室26外侧设有用于将外部气体送入到气室26内的空气泵(外部气体导入用空气泵)38和除尘用过滤器39(参照图1)。另外，上述空气泵38、除尘用过滤器39、空气导入管36都构成向气室26内导入空气的空气导入部件。

此外，在上部盖21的与流动床25相对应的位置形成有两个(多个)未图示的流动床连通用开口，且该两个流动床连通用开口位于隔着气室上表面盖28彼此大致相对的位置，一个流动床连通用开口被空气导入用盖40开闭自由地封闭。在该空气导入用盖40上形成有空气导入口40A，在该空气导入口40A中插入有空气导入管41。位于流动床25外的空气导入管41的端部通过连结螺母43和与上述气室26相连通的空气排出管37的端部装卸自由地相连接。

在空气导入管41的位于流动床25内的端部一体地形成有与该空气导入管41相连通的大致环状的曝气管42，该大致环状的曝气管42位于分隔体24和容器主体23之间且形成为围绕该分隔体24。在该曝气管42上隔有规定间隔地形成有多个喷出孔42A。空气导入管41和曝气管42构成曝气部件。

此外，另一个流动床连通用开口被内置有过滤器46的排出侧盖47开闭自由地封闭。在该排出侧盖47上连接有排出管45。如图1所示，该排出管45与气液分离装置48相连接，被气液分离装置48分离出来的气体被排放到大气中，被气液分离装置48分离出来的液体即循环水经过配管49被供给到构成上述空气净化装置W的气液接触部10。

另一方面，在下部盖22的与流动床25相对应的位置形成有流动床连通用开口52，该流动床连通用开口52在水平面上位于隔着分隔体24与上述排出侧盖47大致相对的位置(参照图7)。该流动床连通用开口52被内置有过滤器51的供水侧盖50开闭自由地封闭。在该供水侧盖50上连接有配管53，该配管53的一端与构成上述空气净化装置W的循环水泵12的排出侧相连接。由此，由与循环水泵12的排出侧相连接的配管53、流动床连通用开口52、流动床25、形成于上部盖21上的流动床连通用开口、排出管45、气液分离装置48形成有害物质去除装置1的一连串的循环水路径。

此外，在本实施例中，在位于流动床25的供水侧的配管53上连接有助氧化剂供给配管5，该助氧化剂供给配管5的一端与助氧化剂箱3相连接，且在助氧化剂供给配管5中设有作为助氧化剂供给量调整部件的助氧化剂注入泵4。在本实施例中，作为助氧化剂，例如采用过硫酸钠等过硫酸盐。具体地说，如后所述，优选该过硫酸盐的浓度在添加到流动床25的循环水中的状态下为约0.2g/L左右的稀薄浓度。此外，优选助氧化剂注入泵4采用滴注控制用的精密泵(例如蠕动型泵)。

利用以上的构成说明本实施例的空气净化装置W的动作。在本实施例的被处理空气中例如含有甲醛、乙醛等挥发性有机化合物(有害气体成分)。首先，接通空气净化装置W的电源，则循环水泵12、空气泵38、未图示的风扇开始运转，并且紫外线照射灯30被点亮。

由此，循环水槽11内的循环水被循环水泵12抽吸上来，经由配管13、53被供给到反应容器20的流动床25内。然后，通过了流动床25内的循环水经由形成在上部盖21上的流动床连通用开口、排出管45、气液分离装置48、配管49被供给到气液接触部10。另外，此时，利用配设在流动床连通用开口内的过滤器46、51阻止被填充于流动床25内的载体负载型光催化剂2从该流动床25流出。

由于风扇开始起动，因此，被该风扇加速、吹出的来自被处理空间的空气(被处理空气)被通风供给到气液接触部10。由此，在气液接触部10中，被处理空气和循环水高效率地接触，被处理空气中所含有的可溶解于水的挥发性有机化合物(有害气体成分)溶解于循环水中而被吸收。被吸收处理过有害气体成分的被处理空气被再次排放到被处理空间中。

在气液接触部10中，吸收了挥发性有机化合物的循环水利用自重流动到循环水槽11中。利用水量调节器14自循环水补给箱15向该循环水槽11中适当补给由于蒸发而减少了的循环水。然后，容纳在循环水槽11中的循环水在循环水泵12的作用下经由配管13、53被送出到反应容器20的流动床25。

在此，参照图8～图10，说明反应容器20中的循环水和空气的流动。图8是表示空气的流动的反应容器20的剖视图，图9是表示被导入到流动床25内的空气的流动的反应容器20的剖视图，图10是表示循环水的流动的反应容器20的剖视图。

利用空气泵38以规定流量、例如相对于流动床25的容积为0.5L/min/L～3L/min/L的流量向反应容器20的气室26内输送外部气体。通过设为该流量，能实现向流动床25内稳定地供给空气。在气室26内，紫外线照射灯30被点亮，从而被导入到该气室26内的外部气体所含有的氧被臭氧化而生成臭氧。由于空气导入管36在下部盖22附近开口，因此，在气室26内的距气室连通用开口最远的位置向气室26导入外部气体(图8参照)。

而且，外部气体在从气室26到达气室连通用开口的过程中被高效率地臭氧化。然后，从气室26内导出到空气排出管37的含有臭氧的空气经由空气导入管41到达配置在流动床25内的曝气管42。含有臭氧的空气被自形成于曝气管42上的喷出孔42A向流动床25内曝气(参照图9)。

在该流动床25中填充有活性炭负载的光催化剂(载体负载型光催化剂)2，并且，利用紫外线照射灯30从位于大致中央的具有紫外线透过性的由玻璃管构成的分隔体24内对该光催化剂2照射紫外线。由此，光催化剂2被激发活化。因此，被送出到流动床25内的循环水中所含有的挥发性有机化合物在该被激发活化了的光催化剂2的氧化还原作用下被分解处理(参照图10)。

此时，在紫外线照射灯30的作用下臭氧化了的空气在流动床25内被曝气，所以在被激发的光催化剂2的周围存在足够的作为氧化剂的臭氧，循环水中所含有的有机化合物、在本实施例中是甲醛、乙醛等挥发性有机化合物被高效率地分解处理。

特别是在本实施例中，在容器主体和分隔体之间构成有流动床25，因此，能够利用所供给的循环水使填充于该容器主体和分隔体之间的载体负载型光催化剂流动，能够利用被激发的载体负载型光催化剂高效率地处理循环水中所含有的有害气体成分即有机化合物。

在此，参照图11的实验结果，说明作为有害气体的一例的甲醛的分解处理效果。该实验条件是采用在活性炭上负载有氧化钛和钛的合金作为光催化剂，使紫外线照射灯30为10W。被供给到反应容器20内的循环水的流量为1L/min，以2mg/h向被处理空气供给甲醛。

在本实验中，为了比较，分别示出了对循环水进行电解水处理的情况(图中以◇表示)、以上述条件对光催化剂照射紫外线的情况(图中以□表示)、对光催化剂照射紫外线并且如上所述那样进行空气循环而对流动床25供给臭氧的情况(图中以△表示)。另外，在空气循环中，以0.4L/min供给氧。

由此，在1小时内被供给2mg甲醛的被处理空间内的空气中，在一个小时后，在循环水被电解水处理的情况下，甲醛浓度降低到1.25mg/L，在利用光催化剂处理循环水的情况和进一步对流动床25供给臭氧的情况下，甲醛浓度降低到1.1mg/L。由此可知，与由电解水进行处理的情况相比，被循环水吸收的甲醛的处理效率在采用光催化剂进行处理的情况下处理效率较高。这是因为：利用光催化剂对被循环水吸收的甲醛进行分解处理的处理能力高于利用电解水对被循环水吸收的甲醛进行分解处理的处理能力，从而能够将被循环水吸收的甲醛浓度维持得较低，所以对与该循环水接触的被处理空气的甲醛的处理效率变高。在再经过一定时间的情况下，该处理效率的差异变得更加显著。

此外，在对光催化剂照射紫外线并对该光催化剂的周围供给被臭氧化的空气的情况下，随着时间流逝，被处理空气的甲醛浓度变得更低。这是因为：在被激发的光催化剂的周围供给有足够的作为氧化剂的臭氧，从而能高效率地对循环水中所含有的有机化合物进行分解处理。另外，甲醛浓度未降低到1.0mg/L以下是由于甲醛不断地被补充到循环水中。

由此，对于被供给到对光催化剂照射了紫外线的流动床25内的循环水，由于如本实施例这样还将在气室26中被臭氧化了的空气供给到流动床25中，因而即使是使用低功率的低压紫外线灯30也能高效率地激发光催化剂，对于溶解于该循环水中的甲醛、乙醛等挥发性有机化合物，也能高效率地分解处理其有害气体成分和分解时产生的中间产物。

而且，在本实施例中，利用助氧化剂注入泵4自助氧化剂箱3将规定量例如循环水的助氧化剂浓度是0.2％左右的量(微量)的助氧化剂(在此是过硫酸钠)与循环水一起添加到反应容器20的流动床25中。

在此，参照图12的实验结果，说明添加助氧化剂对作为有害气体的一例的甲醛的分解处理效果。该实验条件是在活性炭上负载氧化钛和钛的合金以作为光催化剂，使紫外线照射灯30为185nm、10W。被供给到反应容器20中的循环水为300mL，且甲醛浓度为10mg/L，以0.4L/min向气室26内供给空气。

在本实验中，分别示出了不添加助氧化剂的情况(图中以◆表示)和以0.2g/L添加了助氧化剂(过硫酸盐)的情况(图中以▲表示)。

由此，在不添加助氧化剂的情况下，在实验开始时浓度为10mg/L左右的甲醛逐渐减少，经过20分钟后，降低到3.2mg/L左右。对此，在添加了助氧化剂的情况下，在经过了5分钟的时刻，甲醛浓度降低到4.2mg/L左右，在经过了10分钟的时刻，甲醛浓度降低到1.5mg/L左右。然后，20分钟后几乎所有的甲醛被分解处理。

这样，如本实施例所述，通过对反应容器20的流动床25添加助氧化剂，能够更显著地提高流动床25中的光催化剂分解处理有机化合物的效率和分解处理随着该分解处理所生成的中间产物的效率。

除了上述实验之外，参照图13的实验结果，说明助氧化剂的添加浓度对作为有害气体的一例的甲醛的分解处理效果。该实验条件是在活性炭上负载氧化钛和钛的合金以作为光催化剂，使紫外线照射灯30为185nm、10W。被供给到反应容器20内的循环水的流量为1L/min，以12.5mg/h向被处理空气中供给甲醛。

在本实验中，使被添加到该循环水中的助氧化剂、在此为过硫酸钠的浓度变化。图13中分别示出了不添加助氧化剂的情况(图中以×表示)、助氧化剂的浓度是0.2g/L的情况(图中以◆表示)、助氧化剂的浓度是0.5g/L的情况(图中以※表示)、助氧化剂的浓度是1.0g/L的情况(图中以■表示)、助氧化剂的浓度是1.2g/L的情况(图中以▲表示)。另外，在这种情况下，不进行上述那样的空气循环。

由此，就在1小时内供给有12.5mg的甲醛的被处理空间内的空气而言，在30分钟后，在不添加助氧化剂的情况下，循环水中的甲醛浓度降低到5.5mg/L左右，在助氧化剂的浓度是0.2g/L的情况下，甲醛浓度降低到3.0mg/L左右，在助氧化剂的浓度是0.5g/L的情况下，甲醛浓度降低到1.4mg/L左右，在助氧化剂浓度是1.0g/L和1.2g/L的情况下，几乎所有的甲醛都被分解处理。

由此可知，助氧化剂的浓度越高，甲醛的分解处理能力越强。此外可知，与不添加助氧化剂的情况相比，即使是例如0.2g/L的浓度等的稀薄浓度，也能够有效地提高甲醛的分解处理能力。

因此，在助氧化剂箱3中预先储存有低浓度的助氧化剂，并且能够利用助氧化剂注入泵4向流入到流动床25中的循环水每次微量地添加浓度低的助氧化剂，从而提高使用者操作助氧化剂的安全性，还能显著地降低补充助氧化剂和更换箱的作业，因此，能提高维护作业性。由此，能实现安全使用。

此外，在本实施例中，作为助氧化剂采用了过硫酸盐，因此，能够利用容易得到的物质实现本发明。此外，即使是处理后的循环水被排放到大气中的情况下，因为是微量的过硫酸盐，也能避免对人体的不良影响。

而且，在本实施例中，填充于流动床25内的载体负载型光催化剂2如上所述那样为该流动床25的体积的1％～40％，所以能够确保由向流动床25送出的循环水带来的载体负载型光催化剂2的流动性。由此，能够谋求提高载体负载型光催化剂2与循环水所含有的有害气体等有机化合物的接触效率。

此外，在本实施例中，从紫外线照射灯30到分隔体24之间的距离为1mm～10mm，因此能使从紫外线照射灯30到流动床25之间的距离更近，能确保导入到气室26内的外部气体被紫外线照射灯30臭氧化过的空气向流动床25内的供给，并且能提高透过了分隔体24的紫外线对流动床25内的载体负载型光催化剂2的紫外线照射效率。

这样，在循环水通过反应容器20的流动床25的过程中，被该循环水吸收的甲醛、乙醛等挥发性有机化合物被分解处理，并且在该分解处理时生成的中间生成物也被分解处理。

而且，分解处理后的循环水和流动床25内的气体被从形成在上部盖21上的流动床连通用开口送出到排出管45，经过该排出管45到达气液分离装置48。

在该气液分离装置48中，与循环水一起流出的气体被从循环水中分离出来而排放到大气中，循环水经过配管49被供给到气液接触部10。该循环水再次与被处理空气高效率地接触，可溶于水的有害气体成分(挥发性有机化合物)被吸收。

采用本实施例，被供给到空气净化装置W的气液接触部10的循环水能够利用有害物质去除装置1从循环水中分解去除含有中间产物的有害的有机化合物，所以能够将溶解于该循环水中的有机化合物的浓度维持为低浓度。

因此，除了对循环水补给箱补充水之外，不需要进行更换该循环水等维护作业性，能够实现反复使用同一循环水以高的捕集效率去除处理被处理空气中所含有的有害气体。此外，本发明的有害物质去除装置1也能利用被紫外线激发活性化了的光催化剂2以及供给到该光催化剂2周围的臭氧、助氧化剂分解去除容易挥发的、低分子量的中间生成物。因此，在气液分离器48中，能够消除有害气体、与有害气体相关的中间产物被再次排放到大气中的问题。

而且，采用本实施例，能够通过供给臭氧、助氧化剂使光催化剂发挥较高的分解处理能力，所以能抑制紫外线照射灯30的功率，能实现装置整体的小型化。此外，能通过使用对光催化剂2照射紫外线的紫外线照射灯30来产生被供给到流动床25的臭氧，所以无需设置用于生成臭氧的部件。

Claims (9)

1.一种有害物质去除装置，其特征在于，该有害物质去除装置包括：

筒状的容器主体；

筒状的分隔体，其配置在上述容器主体的内侧，在该筒状的分隔体的内侧构成气室，并且该筒状的分隔体具有紫外线透过性；

紫外线照射部件，其设于该分隔体内侧的气室内；

载体负载型光催化剂，其填充在上述容器主体和分隔体之间，

该有害物质去除装置使能够捕集有害气体成分的循环水经由上述容器主体和上述分隔体之间循环流动。

2.根据权利要求1所述的有害物质去除装置，其特征在于，在上述容器主体和上述分隔体之间构成填充有上述载体负载型光催化剂的流动床。

3.根据权利要求1或2所述的有害物质去除装置，其特征在于，该有害物质去除装置包括用于将空气导入到上述气室内的空气导入部件。

4.根据权利要求1所述的有害物质去除装置，其特征在于，该有害物质去除装置包括用于将上述气室内的空气导出到上述容器主体和上述分隔体之间而进行曝气的曝气部件。

5.根据权利要求1所述的有害物质去除装置，其特征在于，该有害物质去除装置包括：

助氧化剂供给部件，其用于向上述容器主体和分隔体之间供给助氧化剂；

助氧化剂供给量调整部件，其用于调整从上述助氧化剂供给部件供给的助氧化剂的供给量。

6.根据权利要求5所述的有害物质去除装置，其特征在于，上述助氧化剂是过硫酸盐。

7.根据权利要求1所述的有害物质去除装置，其特征在于，上述载体负载型光催化剂是氧化钛和钛的合金、钌和氧化钛的合金、金和氧化钛的合金或金和钌和氧化钛的合金。

8.根据权利要求1所述的有害物质去除装置，其特征在于，上述载体负载型光催化剂的体积是上述容器主体和分隔体之间的体积的1％～40％。

9.一种空气净化装置，其特征在于，该空气净化装置包括：

权利要求1～8中任一项所述的有害物质去除装置；

使含有有害气体成分的被处理空气与上述循环水接触的气液接触部件。

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