JP2000093984A - 有害物質除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は流体中の有害物質をオゾン、吸着材及び触媒を
用いて無害化する機能を持つ有害物質除去装置に関する
ものである。 ［課題］ 産業活動等に使用するあるいは産業活動等か
ら発生する流体中から有害物質を除去する事を課題とす
る。 ［解決手段］ 流体中の有害物質あるいはオゾンを吸着
材に吸着させることにより、有害物質分子とオゾン分子
の反応する機会を増大せしめる手段をとる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の属す技術分野］本発明は生活環境
に排出される流体（以下気体と液体を総称して流体と記
す）中より環境保全上有害な物質を除去するあるいは水
道水、飲料製造用水、洗浄用の超純水、クリーンルーム
の空気等人間生活並びに産業において使用される流体中
より、使用上有害な物質を除く流体の有害物質除去装置
に関するものである。

【０００２】［従来の技術］流体中より有害物質を除去
するために、吸着剤を用いる方法が広く実用されてい
る。吸着材はゼオライト系あるいは活性炭系のものが普
及している。 通常これらを粒状の吸着材として製作
し、円筒の容器の中に充填し、流体を流通させて有害物
質を除去する。

【０００３】［発明が解決しようとする課題］吸着材に
より有害物質を除去した場合、有害物質が吸着材に残存
し、それを廃棄物とすると、産業廃棄物の増大を招く。
特に有害物質が環境へ悪影響を及ぼす可能性のある場
合に環境上の問題になる。 吸着材を再生する場合は有
害物質が再び外部に放出される危険がある。本発明は有
害物質を除去するために吸着材を用い、且つ有害物質を
外部に放出する危険を伴わずに再生使用もしくは無再生
で連続使用可能な有害物質除去装置を実現する事を課題
とする。

【０００４】［課題を解決するための手段］本発明は上
記の課題を解決するために吸着材を使用して有害物質を
除去しつつ、同時にオゾンを添加して吸着された有害物
質によりオゾンを分解する事により、長時間吸着材を再
生せずに運転可能な有害物質除去装置を構成する。 ま
たは吸着材の再生時にオゾンを用いて有害物質を分解
し、環境に有害物質を放出することのない有害物質除去
装置を構成する。

【０００５】［発明の実施の形態］本発明による実施の
形態例を図１〜図６に示す。図１は有害物質とオゾンを
連続的に反応させ無害化する請求項２に関する実施形態
の例である。 同図において、有害物質含有流体入り
口１より流入した有害物質含有流体にオゾン発生器３よ
り、発生させたオゾン含有ガスを添加し、吸着材充填容
器２に通じてその内部で有害物質を吸着すると共にオゾ
ンと反応させて無害化して流体出口４より排出する。吸
着材はモレキュラーシーブ等の無機吸着材を使用する。

【０００６】図２は有害物質を吸着材で除去した後吸着
材の再生にオゾンを用いる請求項２に関する実施形態の
例である。 同図において、有害物質含有流体入り口１
より流入した有害物質含有流体を２基の吸着材充填容器
２のいずれか一方に通じてその内部で有害物質を吸着除
去し、流体出口４より排出する。 吸着材が有害物質を
吸着し破過（有害物質の下流側への流出）に至る以前
に、弁５〜８の操作により有害物質含有流体の流れを他
の吸着材充填容器に切り替え、オゾン発生器３で発生さ
せたオゾン含有ガスを有害物質を吸着した吸着材充填容
器に流通させ、オゾンと反応させて無害化する。

【０００７】図３は有害物質を吸着材で除去した後吸着
材を加熱し、発生する有害物質にオゾンを加え触媒に通
じて有害物質を無害化して放出する請求項３に関する実
施形態の例である。 同図において、有害物質含有流体
入り口１より流入した有害物質含有流体を２基の吸着材
充填容器２のいずれか一方に通じてその内部で有害物質
を吸着除去し、流体出口４より排出する。 吸着材が有
害物質を吸着し破過に至る以前に、弁５〜１２の操作に
より有害物質含有流体の流れを他の吸着材充填容器に切
り替え、有害物質を吸着した吸着材充填容器を加熱する
一方、オゾン発生器３にて生成されたオゾン含有ガスを
有害物質を吸着材で除去した後吸着材の再生にオゾンを
用いる実施形態の例である。 触媒は貴金属触媒、チタ
ン系触媒等の酸化触媒を使用する。

【０００８】図４は有害物質を含む水を吸着材を充填し
た容器の上部より下部に通じて、一方オゾン含有気体を
下部より上部に通じて有害物質をオゾンと反応させ無害
化する請求項４に関わる有害物質除去装置の形態例であ
る。 同図において有害物質含有水を上部の入り口
１６よりシャワー２０を通じて気液接触反応容器２２に
導入し、ラシヒリング形状の吸着材を充填している部分
１７を流下させる。一方オゾン発生器３で発生させたオ
ゾン含有気体をオゾン含有気体吹き出し口１９より気液
接触反応容器２２に導入し、吸着材充填部１７を上昇さ
せ、吸着材充填部２において気液交流接触を起こさせ、
有害物質含有水の中の有害物をオゾンで酸化させて無害
化する。

【０００８】図５は有害物質を除去するためにオゾン及
び吸着材とともに触媒を用いた請求項５に関わる形態例
である。 同図において、有害物質含有流体入り口１
より流入した有害物質含有流体にオゾン発生器３より、
発生させたオゾン含有ガスを添加し、吸着材２３と触媒
２４が充填された充填容器２５に通じてその内部で有害
物質を吸着すると共にオゾンと反応させて、さらに有害
物質で吸着材を通り抜ける部分を触媒酸化により無害化
して流体出口４より排出する。 触媒は貴金属触媒、Ｔ
ｉ系統の触媒等より有害物質の種類に応じて適切なもの
を選定する。

【０００９】図６は 含有する流体の入り口部に有害物
質以外の成分を除去するための吸着材を充填した容器、
及びフィルタを付加した請求項６に関する形態例であ
る。 同図において、有害物質含有流体入り口１より流
入した有害物質含有流体を２基の水分吸着器２６のいず
れか一方に通じてその内部で水分を吸着除去し、排出さ
れる乾燥した有害物質含有ガスにオゾン発生器３により
オゾン含有ガスを添加し吸着材充填容器２により有害物
質を除去すると共にオゾンと反応させて無害化する。

【００１０】［発明の効果］オゾンは特に有機物を酸化
し分解する能力が高く、吸着材に吸着させたダイオキシ
ン、トリハロメタンその他の有害有機物を効率よく酸化
分解しする他、一酸化炭素、シアン等の有害気体を酸化
し無毒化する。 さらに水中に溶解するＣｄなど多くの
金属はオゾンにより酸化されて不溶化し、水中に再び溶
出しない化学形態で吸着材に固定化される。 このよう
にオゾンは有害物質を無害化する機能があるが、流体と
オゾンを混合するだけでは有害物質の分子とオゾン分子
の出会う確率が小さく少量の有毒物質を除去するために
大量のオゾンを使用する必要がある。 本発明によれば
吸着材に有害物質を吸着し、有害物質を吸着材中に濃縮
させつつオゾンを接触させるもしくはオゾンを吸着材に
吸着する事により、有害物質分子とオゾン分子の出会う
確率は著しく増大し、有害物質を効率よく無害化する事
が可能になる。（以上請求項１に関する効果）

【００１１】又有害物質を含む流体を吸着材を充填した
容器に通じて有害物質を吸着して、除去した後、その吸
着材を充填した容器にオゾン含有流体を通じて有害物質
をオゾンと反応させて無害化する手段をとる事により、
流量が多く、且つ微小濃度の有害物質を含有する流体中
から吸着除去した有害物質とオゾンを効率よく反応させ
る事が出来る。 すなわち有害物質の除去効率を一定の
限度以上に保持するために、流体とオゾンの混合ガス中
のオゾン濃度を一定の限度以上に保持する必要があるが
流量の多い流体に請求項１における如く直接オゾンを加
えた場合は大流量のオゾン含有ガスを加える必要があ
り、その中の大部分のオゾンは有害物質と反応せずに吸
着材充填部で消滅し、あるいは下流に流出するが、吸着
後にオゾン含有ガスを加えることにより、小流量のオゾ
ン含有ガスであっても、オゾン発生器の発生するオゾン
濃度が希釈されず、従って有害物質を分解するのに要す
る最小限のオゾンの添加により有害物質の無害化が達成
できる。（以上請求項２に関する効果）

【００１２】有害物質を含む流体を吸着材を充填した容
器に通じて有害物質を吸着して、除去した後、その吸着
材を加熱して発生する有害物質に酸素またはオゾンを加
えて触媒に通じて酸化させて無害化する請求項３による
方法を用いることにより、吸着材からの有害物質の脱着
を加熱により確実にすると共に、貴金属触媒等の酸化触
媒により有害物質の分解を確実にする効果生じる。（以
上請求項３に関する効果）

【００１３】有害物質を含む水を吸着材を充填した容器
の上部より下部に通じて、一方オゾン含有気体を下部よ
り上部に通じて有害物質をオゾンと反応させ無害化する
方法を用いる事により、水とオゾン含有ガスは気液向流
接触しオゾンの水への溶解度が気液並流の場合に比べて
向上し、従ってオゾンと有害物質の反応効率を向上出来
る。（以上請求項４に関する効果）

【００１４】上記に述べた装置であって、有害物質を吸
着するための吸着材を充填した容器内に吸着材と共に触
媒を充填しあるいは吸着材を充填した容器と直列に触媒
を充填した容器を備えた有害物質除去装置は特にオゾン
との反応性が低く、吸着塔内のみの反応では残留する有
害物質に対して、さらに酸化触媒等の作用を加えてオゾ
ンとの反応を促進させる効果をもたらす。（以上請求項
５に関する効果）

【００１５】特に有害物質含有流体に有害物質以外の有
機物が混入している場合、上記に該当する有害物質除去
装置の有害物質を含有する流体の入り口部に有害物質以
外の成分を除去するための吸着材を充填した容器、触媒
を充填した容器あるいはフィルタ等を付加することによ
り、有害物質以外の有機物とオゾンの反応によるオゾン
の消耗を未然に防止出来る。（以上請求項６に関する効
果）

【００１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】有害物質とオゾンを連続的に反応させ無害化す
る請求項２に関する実施形態の例である。

【図２】有害物質を吸着材で除去した後吸着材の再生に
オゾンを用いる請求項２に関する実施形態の例である。

【図３】有害物質を吸着材で除去した後吸着材を加熱
し、発生する有害物質にオゾンを加え触媒に通じて有害
物質を無害化して放出する請求項３に関する実施形態の
例である。

【図４】有害物質を含む水を有害物質又はオゾンを吸着
する機能のある吸着材を充填した容器の上部より下部に
通じて、一方オゾン含有気体を下部より上部に通じて有
害物質をオゾンと反応させ無害化する請求項４に関わる
形態例である。

【図５】有害物質を除去するためにオゾン及び吸着材と
ともに触媒を用いた請求項５に関わる形態例である。

【図６】有害物質を含有する流体の入り口部に有害物質
以外の成分を除去するための吸着材を充填した容器、及
びフィルタを付加した請求項６に関する形態例である。

【符号の説明】

１ 有害物質含有流体入り口 ２ 吸着材充填容器 ３ オゾン発生器 ４ 流体出口 ５−１２ 開閉弁 １３ 吸着材再生ヒータ １４ 触媒反応器 １５ 触媒加熱ヒータ １６ 有害物質含有水入り口 １７ ラシヒリング形状吸着材 １８ 排気口 １９ オゾン含有気体吹き出し口 ２０ シャワー ２１ 水出口 ２２ 気液接触反応容器 ２３ 吸着材 ２４ 触媒 ２５ 充填容器 ２６ 水分吸着器 ２７ 再生ライン ２８ 循環ポンプ ２９ 凝縮器 ３０ フィルタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有害物質を含む流体にオゾン含有流体を
   混合し、有害物質またはオゾンを吸着する機能のある吸
   着材を充填した容器に通じて有害物質またはオゾンを吸
   着し、有害物質を吸着材の吸着点でオゾンと反応させ無
   害化する事を特徴とする有害物質除去装置。
2. 【請求項２】有害物質を含む流体を有害物質を吸着する
   機能を有する吸着材を充填した容器に通じて有害物質を
   吸着して、除去した後、その吸着材を充填した容器にオ
   ゾン含有流体を通じて有害物質をオゾンと反応させて無
   害化する事を特徴とする有害物質除去装置。
3. 【請求項３】有害物質を含む流体を有害物質を吸着する
   効果のある吸着材を充填した容器に通じて有害物質を吸
   着して、除去した後、その吸着材を加熱して発生する有
   害物質に酸素またはオゾンを加えで触媒に通じて酸化さ
   せて無害化する事を特徴とする有害物質除去装置。
4. 【請求項４】有害物質を含む水を有害物質又はオゾンを
   吸着する機能のある吸着材を充填した容器の上部より下
   部に通じて、一方オゾン含有気体を下部より上部に通じ
   て有害物質をオゾンと反応させ無害化する事を特徴とす
   る有害物質除去装置。
5. 【請求項５】上記請求項１，２，３，４に該当する装置
   であって、有害物質を吸着するための吸着材を充填した
   容器内に吸着材と共に触媒を充填しあるいは吸着材を充
   填した容器と直列に触媒を充填した容器を備える事を特
   徴とする有害物質除去装置。
6. 【請求項６】上記請求項１，２，３、４，５に該当する
   有害物質除去装置の有害物質を含有する流体の入り口部
   に有害物質以外の成分を除去するための吸着材を充填し
   た容器、触媒を充填した容器あるいはフィルタの少なく
   も一つを付加した有害物質除去装置。