JP2000336044A - ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解方法、それに用いる装置、排気ガスの浄化方法及びそれに用いる装置 - Google Patents

ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解方法、それに用いる装置、排気ガスの浄化方法及びそれに用いる装置

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JP2000336044A JP2000129992A JP2000129992A JP2000336044A JP 2000336044 A JP2000336044 A JP 2000336044A JP 2000129992 A JP2000129992 A JP 2000129992A JP 2000129992 A JP2000129992 A JP 2000129992A JP 2000336044 A JP2000336044 A JP 2000336044A
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欽也 加藤
Yuji Kawabata
祐司 川畑
Yasutsugu Yamada
康嗣 山田
Etsuko Sugawa
悦子 須川
Akira Kuriyama
朗 栗山
Takeshi Imamura
剛士 今村
Masanori Sakuranaga
昌徳 桜永
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 常温常圧下で、より環境に優しく、経済的か
つ安全で安定した分解が可能で、更には分解に伴って種
々の複雑な制御が必要ないハロゲン化脂肪族炭化水素化
合物または芳香族化合物の分解方法及びそれに用いる装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び芳
香族化合物の少なくとも一方を含む媒体と電解質を含む
水の電気分解によって生成する機能水とを光照射下にて
接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はハロゲン化脂肪族炭
化水素化合物または芳香族化合物の分解方法及びそれに
用いる装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年までの産業技術の発展に伴い様々な
有機化合物、例えば芳香族化合物やハロゲン化脂肪族炭
化水素が膨大に使用され、その廃棄処理は深刻な問題と
なってきている。また使用済みの各種のハロゲン化脂肪
族炭化水素が、自然環境を汚染するなどの環境問題がお
こっており、その解決に多大な努力が払われている。例
えば、ハロゲン化脂肪族炭化水素の一つであるフロンは
スプレーや冷媒として多量に用いられ、オゾンホールの
原因として地球規模の問題となっている。またトリクロ
ロエチレン(TCE)やテトラクロロエチレン(PCE)等の
塩素化脂肪族炭化水素は、金属部品、半導体部品、衣料
等の洗浄溶剤や反応溶剤として種々の産業で広くかつ大
量に使用されてきた。しかしこれら化合物の変異原性や
発ガン性など生体への毒性が指摘されて以来、これら化
合物の使用撤廃とともにこれまで使ってきた溶剤を処理
して無害化することが求められている。また、すでに自
然環境に漏洩したこれら化合物は河川や地下水や土壌の
汚染を引き起こしており、自然環境に拡散したこれら汚
染物質を経済的かつ効率的に浄化する技術が望まれてい
る。そしてそのための種々の技術が提案されている。
【0003】例えば塩素化脂肪族炭化水素化合物の分解
方法の例としては、燃焼処理する方法が挙げられる。こ
の方法は比較的簡便であるが、燃焼過程で塩素化脂肪族
炭化水素の分解生成物である塩化水素、塩素等が他の有
機物と反応し、ポリ塩化ビフェニルやダイオキシン等
の、より有毒な物質を排出する可能性が懸念される。ま
たエネルギー的に考えても高温処理が欠点である。
【0004】塩素化脂肪族炭化水素化合物の分解方法の
他の例として酸化剤や触媒を用いる方法が挙げられ、具
体的には例えばオゾンで分解する方法(特開平3-3829
7)、高温高圧下で湿式酸化分解する方法および過酸化
水素や鉄塩で酸化分解する方法(特開昭60-261590)等
が知られている。
【0005】また酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを
用いる方法も提案され(米国特許公報第5611642
号)、また、次亜塩素酸ナトリウムと紫外線照射と組み
合わせる手法が提案されている(米国特許公報第558
2741号)。酸化チタンなどの酸化物半導体微粒子か
らなる光触媒と液状の塩素化脂肪族炭化水素をアルカリ
条件下で懸濁して光照射により分解する方法も知られて
いる(日本特許公開平成7年144137号)。また、
白金系、アルミナ系、ジルコニア系などの酸化物を用い
て酸化分解を行う触媒法も知られている(市村博司ら:
同上;特開平6-31135)。
【0006】更に塩素化脂肪族化合物の分解方法として
酸化剤を用いずに気相で紫外線を照射させる光分解法が
すでに試みられている(関廣二ら:「地下水・土壌汚染
の現状と対策」日本水環境学会関西支部編、環境技術研
究協会、1995;特開平8-243351)。
【0007】TCEやPCEなどの塩素化脂肪族炭化水素は微
生物により好気的あるいは嫌気的に分解されることが知
られており、このような工程を利用して分解あるいは浄
化を行うことが試みられている。
【0008】またフッ素化脂肪族炭化水素化合物を触媒
で分解する例として例えば日本特許公開平成9年105
54号や米国特許公報第5340555号等が挙げられる。
【0009】また日本特許公開平成8年141367号
にはアルコールやエーテルなどの燃料をフロンガスと混
合して触媒存在下で燃焼させる分解方法が開示されてい
る。
【0010】米国特許公報第5393394号ではフロンガス
を直接あるいは溶媒に溶解させて、これに紫外線を照射
して分解する方法が開示されている。が提案されてい
る。また常温常圧のより温和な環境下におけるフロンの
分解方法として日本特許公開平成3年074507号ではフロ
ンを電解槽の電極に接触させて還元的に分解する方法が
述べられている。
【0011】更に他の有機化合物、例えば難分解性の芳
香族化合物、具体的にはビフェニル結合、ビフェニル骨
格を有する化合物(例えばポリ塩化ビフェニル等)の分
解には、(1)燃焼する、(2)紫外線または放射線の照射で
分解する、(3)微生物分解法、などの方法が提案されて
いる。また常温常圧のより温和な環境下におけるビフェ
ニル化合物の分解方法として、ビフェニル化合物を直
接、あるいは溶媒に溶解させて、これに紫外線を照射し
て分解する方法が開示されている。例えば、アルカリ性
アルコールにポリ塩化ビフェニルを溶解し、その溶液か
ら酸素を除去したのち、その溶液にイオン化放射線また
は紫外線を照射してポリ塩化ビフェニルを無害物質化す
る方法が例えば日本特許公告昭和52年47459号に開示さ
れている。この他にも紫外線によるPCB無害化処理技
術としては例えば日本特許番号第919505号や日本特許公
開昭和49年45027号、日本特許公開昭和57年166175号な
どに開示されている。
【0012】また酸化チタン触媒の光触媒機能を利用し
て、ポリ塩化ビフェニルなどを除去する方法が例えば日
本特許公開平成7年000819号に開示されている。また日
本特許公開平成8年000759号では、ポリ塩化ビフェニル
の光分解装置及びその方法が述べられている。ここで
は、紫外線による光分解を阻害する要因を取り除くこと
を目的に、光分解を阻害する要因として水、アルカリ金
属に限定しこの除去機構として反応槽内に電極を設け、
電極に直流電圧を印加し阻害する要因を除去しながらポ
リ塩化ビフェニルの紫外線による光分解を行なってい
る。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】この様にこれまで種々
のハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物
の分解方法が提案されてきているが、本発明者らの検討
によれば、分解の為の複雑な装置が必要であったり、分
解生成物の更なる無害化処理等が必要である場合が多
く、より問題点が少なく、環境に優しいハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解のための技
術が必要であるとの結論に至った。
【0014】本発明は、本発明者らによる新たな知見に
基づきなされたものであり、その目的はより環境に優し
く、分解によって生成する化合物が新たな環境汚染をひ
きおこしてしまう可能性がより低いハロゲン化脂肪族炭
化水素化合物または芳香族化合物の効率的な分解方法及
びそれに用いる装置を提供することを目的とする。
【0015】また本発明はハロゲン化脂肪族炭化水素化
合物または芳香族化合物を含む排気ガスをより効率良く
浄化する方法、及びそれに用いる装置を提供することを
他の目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記のような課題の達成
を目的として検討を行なったところ、殺菌効果(日本特
許公開平成1年-180293号)や半導体ウエハー上
の汚染物の洗浄効果(日本特許公開平成7年51675
号))を有することが報告されている水の電気分解によ
って得られる機能水、例えば酸性水が、光の照射をおこ
なうことでハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香
族化合物の分解能が著しく促進される事実を見出し本発
明に至った。
【0017】即ち、本発明の一実施態様にかかるハロゲ
ン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解方
法は、ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び芳香族化合
物の少なくとも一方を含む媒体と電解質を含む水の電気
分解によって生成する機能水とを光照射下にて接触させ
る工程を有することを特徴とするものである。
【0018】上記したような機能水と光の照射によって
種々のハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化
合物が分解が促進される理由は明らかでない。しかし例
えば塩化ナトリウム等の電解質を含む水の電気分解によ
って生成する水は、次亜塩素酸、もしくは次亜塩素酸イ
オンを含み、この次亜塩素酸あるいは次亜塩素酸イオン
が光の作用によって塩素ラジカルや水酸基ラジカルやス
ーパーオキサイドを誘起し、上記の分解反応を促進する
ものと考えられる。
【0019】また本発明の一実施態様にかかるハロゲン
化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解方法
は、ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び芳香族化合物
の少なくとも一方を含む媒体と次亜塩素酸を含む機能
水とを光照射下で接触させる工程を有することを特徴と
するものである。
【0020】本発明の一実施態様に係る排気ガスの浄化
方法は、ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び芳香族化
合物の少なくとも一方を含む排気ガスを、電解質を含む
水の電気分解によって生成する機能水と光照射下で接触
させて該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族
化合物を分解する工程を有することを特徴とするもので
ある。
【0021】本発明の一実施態様に係る排気ガスの浄化
方法は、ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び芳香族化
合物の少なくとも一方を含む排気ガスを次亜塩素酸を含
む機能水と光照射下で接触させ、該ハロゲン化脂肪族炭
化水素化合物または芳香族化合物を分解する工程を有す
ることを特徴とするものである。
【0022】本発明の一実施態様に係るハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置は、一
対の電極と該電極に電位をかける電源とを備えた容器、
該容器に電解質を溶解した水を供給する手段、光を照射
する手段、及びハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び芳
香族化合物の少なくとも一方を含む媒体を供給する手段
を有することを特徴とするものである。
【0023】本発明の一実施態様にかかるハロゲン化脂
肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置は、
分解処理槽、水の電気分解によって生成する機能水を該
分解処理槽に供給する手段、分解されるべきハロゲン化
脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物を該分解処理
槽に供給する手段、及び該分解処理槽に光を照射する手
段を有することを特徴とするものである。
【0024】本発明の一実施態様にかかるハロゲン化脂
肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置は、
次亜塩素酸を含む機能水を含む容器、該容器に光を照射
する手段、及び該容器にハロゲン化脂肪族炭化水素化合
物及び芳香族化合物の少なくとも一方を含む媒体を供給
する手段を有することを特徴とするものである。
【0025】また本発明の一実施態様に係る排気ガスの
浄化装置は、ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び芳香
族化合物の少なくとも一方を含む排気ガスの浄化装置で
あって排気ガス及び機能水の導入口及び排出口を備え、
該導入口及び排出口の間が充填剤で充填されている反応
容器、該排気ガスを該反応容器に導入する手段、電解質
を含む水の電気分解によって得られる機能水を該反応容
器に導入する手段、及び該反応容器内に光照射を行なう
手段を有することを特徴とするものである。
【0026】また本発明の一実施態様に係る排気ガスの
浄化装置は、ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び芳香
族化合物の少なくとも一方を含む排気ガスの浄化装置で
あって、排気ガス及び水の導入口及び排出口を備え、該
導入口及び排出口の間が充填剤で充填されている反応容
器、該排気ガスを該反応容器に導入する手段、次亜塩素
酸を含む機能水を該反応容器に導入する手段、及び該反
応容器内に光照射を行なう手段を有することを特徴とす
るものである。
【0027】なお特開平8−281271号には電解槽
内の染色排水中の染料を電気分解により発生する次亜塩
素酸又は/及び次亜塩素酸イオンにより分解する技術が
開示されている。また雑誌「水処理技術」Vol.37、N
o.5(1996)第33頁には電気化学反応を利用した
染色排水の処理について記載され、電解により染料の着
色成分分子を分解する方法としての間接電解法では電解
により酸化剤を発生させ、その酸化力で間接的に染料を
分解させるものであること、そしてその酸化剤として用
いられるのは次亜塩素酸が殆どであり、それは排水に塩
化ナトリウムを加えて電解する際にアノードで発生する
塩素ガスがカソードで発生する水酸イオンとの反応によ
って生じるものであることが記載されている。しかしこ
れらの特許公開公報及び雑誌にはこれらの方法によって
ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物や芳香族化合物が分解
可能であることを示唆する記載は一切ない。まして光を
照射し分解を進めることについては一切記述されていな
い。
【0028】
【発明の実施の形態】本発明の一実施態様に係るハロゲ
ン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解方
法は、水の電気分解によって生成する機能水と分解され
るべきハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化
合物とを光照射下で接触させる工程を有する点に一つの
特徴を有し、また次亜塩素酸を含む水溶液とハロゲン化
脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物若しくはハロ
ゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物を含む
媒体とを光照射下で接触させる工程を有する点に一つの
特徴を有している。
【0029】(機能水−酸性水)水の電気分解によって
生成する機能水とは、例えば電解質(例えば、塩化ナト
リウムや塩化カリウムなど)を原水に溶解し、この水を
一対の電極を有する水槽内で電気分解を行なうことによ
ってその陽極近傍で得ることができる、水素イオン濃度
(pH値)が1以上4以下、作用電極をプラチナ電極とし参
照電極を銀−塩化銀としたときの酸化還元電位が800 mV
以上1500 mV以下、かつ塩素濃度が5 mg/l以上150 mg/l
以下の性状をもつ水を指す。
【0030】上記したような特性の機能水を製造する場
合、電解前の原水中の電解質の濃度は例えば塩化ナトリ
ウムでは20 mg/l〜2000 mg/lが望ましく、そのときの電
解電流値は2A〜20Aとするのが望ましい。そしてこのよ
うな機能水を得る手段としては、市販の強酸性電解水生
成器(例えば、商品名:オアシスバイオハーフ;旭硝子
エンジニアリング(株)社製、商品名:強電解水生成器
(Model FW-200;アマノ(株)社製等)を利用すること
ができる。
【0031】またこのとき一対の電極間に隔膜を配置し
た場合、陽極近傍に生成される酸性水と陰極近傍にて生
成するアルカリ性の水との混合を防ぐことができ、ハロ
ゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解
をより効率的に行なう事ができる酸性水を得ることがで
きる。該隔膜としては例えばイオン交換膜等が好適に用
いられる。
【0032】(中性水)また、電気分解によって生成す
る機能水としては、例えば隔膜を有しない、或いは除去
した電解装置の陽極近傍で得ることのできる、例えば酸
化還元電位が300 mV以上1100 mV以下、かつ塩素濃度が2
mg/l以上100 mg/l以下であり、pHが4より大きく10以
下の特性を有しているような機能水でも、分解対象とな
る有機化合物やその濃度によっては、十分分解に用いる
ことができる。このような機能水は、電極間に隔膜を配
置し作成した酸性水とアルカリ性水とを混合して得るこ
ともできる。その場合、酸性水とアルカリ性水の混合比
は体積比で例えば1:0〜1:1が望ましい。
【0033】(合成機能水)また上記した電気分解によ
って生成する機能水とほぼ同等のハロゲン化脂肪族炭化
水素化合物または芳香族化合物分解能を奏する機能水
は、電解によってばかりでなく原水に種々の試薬を溶解
して調製することも可能である。例えば、塩酸0.001 N
〜0.1 N、塩化ナトリウム0.005 N〜0.02 N、および次亜
塩素酸ナトリウム0.0001M〜0.1Mとすることにより得
ることができる。また、pH4以上の機能水も電解によっ
てばかりでなく原水に種々の試薬を溶解して調製するこ
とも可能である。例えば、塩酸0.001 N〜0.1 N、水酸化
ナトリウム0.001N〜0.1N、および次亜塩素酸ナト
リウム0.0001M〜0.01M とすることにより得ることが
できるし、次亜塩素酸塩のみ、例えば次亜塩素酸ナトリ
ウム0.0001M〜0.1Mとすることでも得られる。塩酸と
次亜塩素酸塩でpHが4.0以下で塩素濃度が2 mg/l以上の
機能水を調整することもできる。上記の塩酸の代りに他
の無機酸または有機酸を使用することができる。無機酸
としては例えば、フッ酸、硫酸、リン酸、ホウ酸など
が、有機酸としては酢酸、ぎ酸、りんご酸、クエン酸、
シュウ酸などが利用できる。また、弱酸性水粉末生成剤
(例えば、商品名キノーサン21X(クリーンケミカル
株式会社製))として市販されているN3C3O3NaCl2等を
用いても機能水を製造することができる。これら薬品調
合による機能水も、実施例から明らかなように分解能力
に差はあるものの光を照射することで電解による機能水
の場合と同様にハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または
芳香族化合物を分解する能力を有す。ここで原水とは水
道水、河川水、海水等が挙げられる。これらの水のpHは
通常6〜8の間にあり、塩素濃度は最大でも1mg/リ
ットル未満であり、このような原水は当然のことながら
上記したようなハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または
芳香族化合物の分解能は有さない。
【0034】(分解対象ハロゲン化脂肪族炭化水素化合
物または芳香族化合物)分解されるべき対象としてのハ
ロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物とし
ては、例えばハロゲン化脂肪族炭化水素化合物や芳香族
化合物等が挙げられる。そしてハロゲン化脂肪族炭化水
素化合物の例としては、塩素原子またはフッ素原子の少
なくとも一方で置換された脂肪族炭化水素化合物が挙げ
られる。具体的には例えば、メタンの1〜4塩素置換体、
エタンの1〜6塩素置換体、エチレンの1〜4塩素置換体、
アセチレンの1〜2塩素置換体、プロパンの1〜8塩素置換
体、プロピレンの1〜6塩素置換体、アレン(プロパジエ
ン)の1〜4塩素置換体、アリレン(メチルアセチレン)
の1〜4塩素置換体、ブタンの1〜10塩素置換体、1-,2-,
あるいはiso-ブテンの1〜8塩素置換体、1,3-ブタジエン
の1〜6塩素置換体等)がある。
【0035】より、具体的には、トリクロロメタン、ジ
クロロメタン、1,1-ジクロロエチレン、cis-1,2-ジクロ
ロエチレン、tras-1,2-ジクロロエチレン、トリクロロ
エチレン、テトラクロロエチレン、さらには、トリクロ
ロフルオロメタン(フロン-11)、ジクロロジフルオロ
メタン(フロン-12)、クロロトリフルオロメタン(フ
ロン-13)、ブロモトリフルオロメタン(フロン-13B
1)、カーボンテトラフルオライド(フロン-14)、ジク
ロロフルオロメタン(フロン-21)、クロロジフルオロ
メタン(フロン-22)、トリフルオロメタン(フロン-2
3)、1,2-ジフルオロ-1,1,2,2-テトラクロロエタン、1,
1,2-トリクロロ-1,2,2-トリフルオロエタン(フロン-11
3)、1,2-ジブロモ-1-クロロ-1,2,2-トリフルオロエタ
ン(フロン-113B2)、1,2-ジクロロ-1,1,2,2-テトラフ
ルオロエタン(フロン-114)、1,2-ジブロモ-1,1,2,2-
テトラフルオロエタン(フロン-114B2)、2,2-ジクロロ
-1,1,1-トリフルオロエタン(フロン-123)、クロロジ
フルオロエタン(フロン-142)、1,1-ジフルオロエタン
(フロン-152)、テトラフルオロエタン、クロロペンタ
フルオロエタン、ヘキサフルオロエタン(フロン-116)
等が挙げられる。更にまた上記した化合物の共沸混合物
(例えばフロン-500、フロン-502)、フッ化ビニル、フ
ッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフ
ルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、六フッ
化プロピレン等が挙げられる。また上記以外の炭素原子
が3個までの脂肪族炭化水素で、水素原子がフッ素原
子、塩素原子および臭素原子等から選ばれる少なくとも
1つのハロゲン原子で置換したハロゲン化脂肪族炭化水
素等が挙げられる。
【0036】また芳香族化合物の具体例としてはベンゼ
ンやフェノール、塩素化ベンゼン、例えばクロロベンゼ
ン、1,4-ジクロロベンゼン(p-ジクロロベンゼン)、1,
2,3-トリクロロベンゼン、1,2,4-トリクロロベンゼン、
1,3,5-トリクロロベンゼン、テトラクロロベンゼン及び
ヘキサクロロベンゼンなどである。さらに、ベンゾトリ
フルオリド、ペルフルオロベンゼン、およびペルフルオ
ロメチルデカリンなどの環状あるいは芳香族ハロゲン化
炭化水素等が挙げられる。更にはビフェニル構造を有す
る化合物が挙げられる。ビフェニル構造を有する化合物
の具体例としてはビフェニル、デヒドロジバニリン酸、
2-クロロビフェニル、3-クロロビフェニル、4-クロロビ
フェニル、2,2'-ジクロロビフェニル、3,3'-ジクロロビ
フェニル、4,4'--ジクロロビフェニル、2,4'--ジクロロ
ビフェニル、2,3-ジクロロビフェニル、2,4-ジクロロビ
フェニル、2,5-ジクロロビフェニル、2,6-ジクロロビフ
ェニル、3,4-ジクロロビフェニル、3,5-ジクロロビフェ
ニル、2,4,4'-トリクロロビフェニル、2,2',5-トリクロ
ロビフェニル、2,3',5-トリクロロビフェニル、2,4',5-
トリクロロビフェニル、2',3,4-トリクロロビフェニ
ル、2,3,4-トリクロロビフェニル、2,3,6-トリクロロビ
フェニル、2,4,5-トリクロロビフェニル、2,4,6-トリク
ロロビフェニル等が挙げられ、更には上記した化合物に
結合している塩素原子がフッ素、または臭素原子に置換
したビフェニル系の化合物もまた分解可能である。
【0037】そして上記した種々の化合物の分解後の機
能水中には現状において環境に悪影響を与えるとされて
いるような有機化合物の新たな生成は例えばマススペク
トル等によっても全く観察されない。
【0038】(光源について)機能水によるハロゲン化
脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解の際に
照射する光としては、例えば、波長300〜500n
m、特には350〜450nmの光がハロゲン化脂肪族
炭化水素化合物または芳香族化合物の分解には特に好ま
しい。また機能水若しくは次亜塩素酸水溶液と分解対象
ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物と
の混合物に対する光照射強度は分解効率という観点か
ら、10μW/cm2〜10mW/cm2、特には50μW/
cm2〜5mW/cm2が好ましい。具体的には、例えば
波長365nmにピークを持つ光源では数百μW/cm2(300 nm
〜400 nm間を測定)の強度で実用上十分の分解が進む。
【0039】そしてこの様な光の光源としては自然光
(例えば、太陽光等)または人工光(水銀ランプ、ブラ
ックライト、カラー蛍光ランプ等)を用いることができ
る。
【0040】機能水もしくは次亜塩素酸水溶液とハロゲ
ン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物との混合
物に対する光の照射は、機能水に対して直接行ってもよ
く、或いはガラスやプラスティック等でできている透明
な容器を介して行なってもよい。また機能水を生成する
過程で光照射を行ってもよいし、生成後に照射してもよ
い。いずれにしろ、分解を著しく促進するには、機能水
とハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物
の接触時に光照射を行うのが望ましい。また機能水若し
くは次亜塩素酸水溶液を用いる本実施態様においては、
光として人体に影響の大きい光(例えば波長250nmの紫
外光等)を用いる必要がない。
【0041】上記の各種機能水はすべて光の照射によっ
て分解がすすむ。このとき、先の作用の項で説明したよ
うに、例えば塩化ナトリウム等の電解質を含む水の電気
分解によって生成する機能水は、次亜塩素酸、もしくは
次亜塩素酸イオンを含み、この次亜塩素酸あるいは次亜
塩素酸イオンが光の作用によって塩素ラジカルや水酸基
ラジカルやスーパーオキサイドを誘起し、ハロゲン化脂
肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解反応を促
進するものと考えられる。電気分解によって陽極近傍に
生成する機能水によるハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
または芳香族化合物の分解に寄与していると考えられる
機能水中の次亜塩素酸の量は、pHと塩素濃度から求める
ことができる。更にまた電解によって生成する機能水を
例えば純水等によって希釈したものを、ハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解に供するこ
ともできる。
【0042】例えば、10ppm程度のTCE汚染水ならばpH2.
1、酸化還元電位1150 mV、残留塩素濃度54 mg/lの機能
水を水で5倍以上希釈した機能水であっても4時間で0.
03ppm以下まで分解が進む。
【0043】また、希釈した機能水と同じ性状の機能水
を直接生成してもよい。
【0044】以下に機能水を用いたハロゲン化脂肪族炭
化水素化合物または芳香族化合物の分解に用い得るハロ
ゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解
装置について説明する。本実施態様において光照射下で
の機能水とハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香
族化合物との接触は、常温常圧下で行なえばよく、特殊
な設備や環境は不要である。例えば機能水を貯留した容
器にハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合
物或いはハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族
化合物を含む媒体を導入し光を照射するだけで良く、あ
るいは機能水が作製されている水槽中にハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物または芳香族化合物もしくはハロゲン
化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物を含む媒体
を光照射下で導入するだけで良い。ハロゲン化脂肪族炭
化水素化合物または芳香族化合物の分解装置の構成とし
ては例えば下記の1)や2)が挙げられる。
【0045】1)電解水生成装置に分解されるべきハロ
ゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物を直接
投入することによってハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
または芳香族化合物と酸性水とを接触させ、これに光照
射を行う様にした構成;図1は本発明に係るハロゲン化
脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置の
一実施態様の概略図である。図1において101は水槽
である。そして該水槽は陰極103及び陽極105、イ
オン交換膜等の隔膜107、該電極に繋がる電源10
9、電解質を含む水を該水槽内に供給するためのパイプ
111及びポンプ113、分解されるべきハロゲン化脂
肪族炭化水素化合物または芳香族化合物もしくはそれを
含む媒体を該水槽内に供給するためのパイプ115とポ
ンプ117を備え、また119は水槽101で該ハロゲ
ン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物と反応し
活性を失った機能水を収納するタンクである。そして水
槽101に電解質を溶解した水がパイプ111を通して
供給され水槽101が電解質を溶解した水で満たされ
る。電気分解用の電極103及び105に電源109か
ら電力が供給されると陽極105側に酸性水が生成す
る。ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合
物をパイプ115から所望の流量で連続的に水槽101
の陽極105側に供給するとともに、水槽101に設置
した光源166により光を照射する。ここでハロゲン化
脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物は機能水と接
触して、光照射により分解が促進される。ハロゲン化脂
肪族炭化水素化合物または芳香族化合物との反応により
失活した機能水は排水用パイプ118を通して水槽10
1からタンク119に排出される。また分解されたガス
は排出管121から排出される。ガスが排出されない場
合は必ずしも排出管121を必要としない。なおタンク
119に排出された水は再び電解質を溶解し水槽101
に供給する構成としてもよい。
【0046】また隔膜としては例えば、陰極103側及
び陽極105側の電解質水溶液を各々反対側に移動させ
ず、陽極側に存在する陽イオン(例えばNa+、C
2+、Mg2+、K+等)の陰極側への不可逆な移動を許
容し、また陰極側に存在する陰イオン(例えばCl-
SO4 2-、HCO3 -等)の陽極105側への不可逆な移
動を許容するようなイオン交換膜が好適に用いられる。
即ちイオン交換膜を用いることで、陽極側近傍に後述す
るような特性を有する機能水を効率良く生成させること
ができる。
【0047】なおハロゲン化脂肪族炭化水素化合物また
は芳香族化合物を含む媒体が水等の場合、この溶液によ
って水槽101内の電解質溶液が過度に希釈されない様
に、電解質を溶解した水の量または電解質の濃度とハロ
ゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物を含む
溶液の量等を制御して、電解により生成する酸性水の特
性が上記した範囲となるように制御することが好まし
い。またこの理由により分解すべきハロゲン化脂肪族炭
化水素化合物または芳香族化合物が気化させ易いもの
(具体的には例えばトリクロロチレンやテトラクロロエ
チレン等)であって、且つそれが水等の水性媒体中に含
有されている場合には、この媒体を直接水槽内に導入す
るよりも、予め曝気等によってハロゲン化脂肪族炭化水
素化合物または芳香族化合物を気化させ、気化したハロ
ゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物を水槽
に導入することが好ましい。なお気化させたハロゲン化
脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物を機能水中で
バブリングした場合、機能水中の塩素が塩素ガスとして
放出され機能水の性状が変化してしまう可能性があるた
め、この形態を採用する場合には水槽内で機能水が連続
的に生成される構成とするか、あるいは機能水が連続的
に供給される様な構成を採用することが好ましい。
【0048】また図2は分解対象が気体状のハロゲン化
脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物である場合の
分解装置の一実施態様の概略図である。図2において1
23は機能水生成装置、166は光照射装置、125は
機能水生成装置123にハロゲン化脂肪族炭化水素化合
物または芳香族化合物を導入するための導入管、127
はハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物
気体を含む空気を供給するガス供給装置、129は電解
質水溶液を貯蔵するタンク、131及び133はタンク
129から機能水生成装置123に電解質水溶液を供給
するための管及びポンプ、121はハロゲン化脂肪族炭
化水素化合物または芳香族化合物が分解された気体の排
気口である。
【0049】更に図3はハロゲン化脂肪族炭化水素化合
物または芳香族化合物が液状、若しくは液状の媒体に溶
解している場合の分解装置の実施態様の概略図である。
図3において137は液状ハロゲン化脂肪族炭化水素化
合物または芳香族化合物若しくはハロゲン化脂肪族炭化
水素化合物または芳香族化合物が溶解している液状媒体
を貯蔵するタンク、139及び141は137に貯蔵さ
れた液体を機能水生成装置123に供給するためのパイ
プ及びポンプである。
【0050】2)電解水生成装置で作成した機能水を分
解処理槽に移し、該分解処理槽にハロゲン化脂肪族炭化
水素化合物または芳香族化合物を導入し両者を接触さ
せ、これに光照射を行う様にした構成;図4はハロゲン
化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置
の他の実施態様の概略図である。機能水生成装置123
によって陽極側に形成される機能水は、所望の流量で連
続的に分解処理槽143にポンプ145及びパイプ14
7を介して供給される。ハロゲン化脂肪族炭化水素化合
物または芳香族化合物、例えばガス化した塩素化脂肪族
炭化水素は供給管115及びポンプ117を介して所望
の流量で連続的に分解処理槽143に供給されるととも
に、光照射装置166により分解処理槽143内部を光
照射する。分解処理槽143で塩素化脂肪族炭化水素と
機能水と接触し、光照射により分解処理が促進される。
処理で使われた機能水は分解処理槽143からタンク1
19に排出される。浄化されたガスは排出管121から
排出される。機能水生成装置123で機能水を生成後、
分解処理槽143で機能水とハロゲン化脂肪族炭化水素
化合物または芳香族化合物を接触させ光照射を行う本構
成では、ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族
化合物を機能水生成装置内に導入しないため機能水生成
装置の汚染を防止できる。また図示していないがタンク
119に排出される、処理で使われた機能水の一部若し
くは全部を機能水生成装置123に給送して、新たな機
能水の生成に再利用してもよい。
【0051】また図5はハロゲン化脂肪族炭化水素化合
物または芳香族化合物の分解装置の更に他の実施態様の
概略図であり、機能水生成装置123で形成された機能
水がポンプ145及びパイプ139を介して分解処理槽
143に供給される。一方液状のハロゲン化脂肪族炭化
水素化合物または芳香族化合物もしくはハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物または芳香族化合物が溶解している液
状媒体が貯蔵されているタンク137からはポンプ13
1及びパイプ133を介してハロゲン化脂肪族炭化水素
化合物または芳香族化合物が分解処理槽143に供給さ
れる。そして分解処理槽内は攪拌装置149によって攪
拌されるとともに、光照射装置166により分解処理槽
内を光照射する。これによりハロゲン化脂肪族炭化水素
化合物または芳香族化合物と機能水とが接触し、光照射
によりハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化
合物の分解が促進される。分解処理槽143に係る攪拌
手段を設けることで、ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
または芳香族化合物と機能水との接触効率を向上させ、
ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の
分解効率のより一層の改善を図ることができる。
【0052】図6はハロゲン化脂肪族炭化水素化合物ま
たは芳香族化合物の分解装置の他の実施態様の概略図で
あり、分解対象のハロゲン化脂肪族炭化水素化合物また
は芳香族化合物がトリクロロエチレン等の気化し易いも
のである場合を想定した装置である。図6において12
3は機能水生成装置、151−1〜151−5は各々カ
ラム状のハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族
化合物分解槽、166−1〜166−5は各々の分解槽
を光照射するための光照射装置、139は機能水水生成
装置123にて得られた酸性水を分解容器151−1に
供給するためのパイプ及びポンプを表す。そして図6に
おいてはハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族
化合物と酸性水とがより長い時間接する様に、5つの分
解槽151を直列につなぎ、第1〜第4の分解槽151
−1〜151−4で分解されなかったハロゲン化脂肪族
炭化水素化合物または芳香族化合物は順次下流側の分解
槽にて更に酸性水と接触かつ光照射することでより完全
な分解を図ることができる。尚連結する分解槽の数はハ
ロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の濃
度や分解され易さ等によって適宜選択することができ
る。
【0053】また該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物ま
たは芳香族化合物が気体状である場合には図7に示した
様な装置構成を採用することによって反応槽の長さを抑
えつつ、機能水とハロゲン化脂肪族炭化水素化合物また
は芳香族化合物の接触面積、接触時間を増大させること
が可能である。即ち図7において151は反応カラムで
あってその内部は、例えばハロゲン化脂肪族炭化水素化
合物または芳香族化合物を吸着するような充填剤157
で充填されている。166は反応カラム内部を光照射す
る光照射装置、159は気化したハロゲン化脂肪族炭化
水素化合物または芳香族化合物の反応カラム151への
導入手段、例えばブロワー128を備えたパイプであ
り、123は機能水生成装置、153は機能水生成装置
123で得られた機能水の貯留タンクである。そして貯
留タンク153に貯えられた機能水は、ポンプ155に
よって反応カラム151の上部から反応カラム151内
に滴下される。こうして反応カラム内にガス状のハロゲ
ン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物が各々反
応カラム151の上部から反応カラム151内に導入さ
れる。機能水は反応カラム151内の充填剤を流下し、
充填剤に吸着されたガス状のハロゲン化脂肪族炭化水素
化合物または芳香族化合物と接触かつ光照射によって該
ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物は
分解される。ここで用い得る充填剤は上記した様に、機
能水とハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化
合物の接触面積を増大させることができるものであれば
特に限定されず、例えば無機材料あるいはハロゲン化脂
肪族炭化水素化合物または芳香族材料で形成された多孔
質体、中空体、あるいは球状体等が挙げられる。化学工
業、医薬品工業、食品工業、あるいは排水処理システム
などで利用されているさまざまな粒子体を用いることが
できる。
【0054】図4、図5、図6及び図7において、機能
水生成装置123から供給される機能水は陽極側で得ら
れる酸性水でも良いし、陽極側で得られる酸性水と陰極
側で得られるアルカリ性水を混合した混合水のどちらで
もかまわない。
【0055】また、図4〜図7において、機能水生成装
置123を、次亜塩素酸水溶液若しくは次亜塩素酸塩水
溶液の供給装置に代えても良い。
【0056】(排気ガスの処理について)上記した各種
装置構成からも明らかな様に本発明に係る種々の実施態
様によれば気体状のハロゲン化脂肪族炭化水素化合物ま
たは芳香族化合物の分解も可能であることから本実施態
様は、工場等の燃焼炉やゴミ焼却炉から排出される排気
ガスの浄化にも有効に適用できる。
【0057】工場やゴミ焼却場などから排出される燃焼
ガスは煤煙をはじめ多くのハロゲン化脂肪族炭化水素化
合物または芳香族化合物を含んでおり、微細な粉塵は呼
吸器疾病などの原因に、またベンズピレンやダイオキシ
ンなどは強い発癌性・変異原性をもつことから、排気ガ
スの浄化は極めて重要な技術課題である。従来このよう
な有害ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族物
の除去対策は、集塵・脱硝・脱硫・あるいは脱塩などの
処理操作を、例えば直列に接続した排ガス処理装置を用
いてハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族物を
個別にかつ段階的に処理する方法で行われている。例え
ば日本特許公開平成5年115722号ではゼオライトのよう
なセラミックを排ガスフィルターとし、その機械的強度
や耐衝撃性、あるいはハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
または芳香族物の捕集効率を高めた浄化方法が提示され
ている。いずれもろ過効果のみで浄化処理を行うため比
較的大きな煤煙などは捕集できるが、分子状のハロゲン
化脂肪族炭化水素化合物または芳香族物は殆ど除去する
ことはできない。
【0058】一方、排ガス中のハロゲン化脂肪族炭化水
素化合物または芳香族物を触媒と接触させて処理する浄
化装置も多数提示されている。例えば、日本特許公開平
成5年149127号では、酸化触媒とその加熱装置により排
ガス中の煤煙やダイオキシンなどの有害ハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物または芳香族物を無害化する方法およ
び装置が開示されている。装置の規模は処理すべき排ガ
ス量やこれに含まれるハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
または芳香族物量に依存するが、焼却炉や土壌からの汚
染ガス抽出では50〜500 m3/hの排ガスが排出されるの
で、加熱装置が必要な排ガス処理施設はかなり大規模と
なり、またその運転コストも膨大になる。また日本特許
公開平成6年246133号では排気ガス中でコロナ放電を発
生させてハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族
物を加熱分解する方法が述べられている。いずれも、低
分子から高分子のハロゲン化脂肪族炭化水素化合物また
は芳香族物、あるいは煤煙などの粒子も分解無害化が可
能である。しかし、前述の触媒分解と同様、供給される
排ガス中の有害ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または
芳香族物の濃度が経時的に変化し、とくに低濃度汚染の
場合においても触媒の加熱あるいは高周波照射やコロナ
放電を持続させる必要があり、浄化のためのエネルギー
効率に問題がある。さらに以上のようなハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物または芳香族物の酸化処理では高濃度
の浄化処理は困難で、浄化装置を並列あるいは直列にな
らべて処理負担を軽減する必要もある。
【0059】より経済的に、また環境負荷の小さい排気
ガスの浄化方法として、微生物を用いる処理方法や装置
も提案されている。例えば米国特許第4009099では排ガ
ス中の煤煙やガス状の汚染物質を微生物により分解し除
去浄化を行う方法が述べられている。また米国特許第54
94574では、微生物を固定した充填剤を浄化反応容器に
充填し、これを反応容器内で循環させるとともに、有害
なハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族物を含
有する汚染水や汚染ガスをこの反応容器に通して浄化す
る方法が述べられている。しかし用いる微生物の資化能
力によって分解できるハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
または芳香族物は限られ、また分解に比較的長時間を要
する、などの解決されなければならない問題点を含んで
いる。
【0060】このような従来技術に対し、本実施態様は
上記したようにハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または
芳香族化合物と機能水とを接触させ、これに光照射を行
うだけでハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族
化合物を効率良く分解できることから、排気ガス中の種
々のハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合
物を、排気ガスと機能水とを接触・光照射するだけ排気
ガス中のハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族
化合物のいくつかは確実に分解され、排気ガスの浄化に
極めて有効な技術となることが予測される。そして本実
施態様にかかるハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または
芳香族化合物の分解技術を排気ガスの浄化に適用する場
合には上で説明した図7に示す構成や、以下に説明する
図8に示す構成の装置を好適に用いることができると考
えられる。
【0061】図8において161はゴミ焼却炉、163
はゴミ焼却炉から出る排気ガス中の煤塵を除去するため
の装置(例えば電気集塵装置など)、123は機能水生
成装置、165は機能水と粉塵が除去された排気ガスと
の反応槽、166は反応槽内部を光照射するための光照
射装置である。そして電解質水溶液貯蔵手段129は機
能水生成に必要な電解質水溶液(原水に水溶性の電解質
を溶解させたもの)が貯蔵されている。また煤塵除去装
置163は、ゴミ焼却時に生じる排ガスの中に多く含ま
れる煤塵を重点的に除去するもので、集められた煤じん
は取出し可能になっている。123は機能水生成手段で
あり 該機能水生成手段123の陽極近傍で得られる機
能水はは反応槽165に供給可能に構成されている。ま
た反応槽165は、排ガスと機能水とが効率よく接触す
るようになっており、ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
または芳香族物の分解を促進するように反応槽165の
内部あるいは外部には光照射装置166が設けられてい
る。さらにハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香
族化合物が除去され、浄化された排気ガスは反応槽16
5のガス排出手段121が備わっている。
【0062】次にこの構成を有する排気ガス除去工程を
説明すると、ゴミ焼却炉161からの排ガスは、まず集
じん装置163に導入され、大部分の煤じんはこの装置
で除去される。またタンク129からは電解質水溶液が
機能水生成手段123に供給され、機能水生成手段12
3において電解処理される。そして機能水生成手段12
3の陽極近傍で生じた機能水は反応槽165に送られ
る。反応槽165では排気ガスと機能水とが接触混和
し、光照射装置166により反応槽165内を光照射す
ることにより排気ガス中のハロゲン化脂肪族炭化水素化
合物または芳香族化合物が分解され、排気ガスが浄化さ
れる。次いで処理済の排気ガスは排気口121から 排
出され、またハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳
香族化合物の処理に用いた機能水も排水口118から排
出される。
【0063】本基本構成に係るゴミ焼却炉の排ガス処理
装置を、排ガス処理に実際に適用したところ、ハロゲン
化脂肪族炭化水素化合物または芳香族塩素化合物は99〜
99.7%分解除去された。これより、本基本構成は、極め
て優れた排ガスの浄化処理能力を有していることが明ら
かである。
【0064】なお図7及び図8に示した構成の装置を排
気ガスの浄化に用いる場合、反応槽165から排出され
る処理で使われた機能水の一部若しくは全部を新たな機
能水の生成に用いるように変形してもよい(不図示)。
即ち反応槽165から排出される処理で使われた機能水
の一部若しくは全部を電解水生成手段129に戻す構成
をとってもよい。更にまた図7や図8に示した構成の装
置において排気ガス中のハロゲン化脂肪族炭化水素化合
物または芳香族化合物の分解に使用した機能水は、排水
口118より排水として排出される構成としたが、この
排水が多量の煤煙など固形物を含む場合にはろ過や沈殿
などの処理を更に行ってもよい。
【0065】また図7に示す装置を用いて排気ガスの浄
化を行なう場合には、反応カラムにおける排気ガスの体
積分率が0.5以上となるように機能水と排ガスの供給速
度を調整し、気液の接触面積の増大と排ガスの平均滞留
時間の増大を図ることが好ましい。
【0066】図7、図8の機能水生成装置123から供
給される機能水は陽極側で得られる酸性水でも良いし、
陽極側で得られる酸性水と陰極側で得られるアルカリ性
水を混合した混合水のどちらでもかまわない。また、機
能水生成装置が薬品を溶解して調整した機能水を供給す
るものでも良い。
【0067】以上、機能水と光照射を用いたハロゲン化
脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解に用い
得るハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合
物の分解装置について説明したが、分解能力より装置構
成をより簡易にする観点から、図9に示した様に槽内の
イオン交換膜等の隔膜を取り除いた構成をとることもで
きる。即ち、隔膜をもたない装置から生成された機能水
も以上述べられてきたハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
または芳香族化合物の分解に用いることができる。
【0068】以上、本発明にかかる種々の実施態様につ
いて具体的に説明したが、本発明はこれら実施態様に限
定されるものでないことはいうまでもない。
【0069】例えば本発明の処理装置はゴミ焼却炉の排
気ガスに限らず、一般の排気ガス(自動車の排気ガス
等)の処理にも利用することもできる。
【0070】以下、実施例により本発明を詳述するが、
これらは本発明をなんら限定するものではない。
【0071】(電解機能水及び光によるハロゲン化脂肪
属炭化水素化合物の分解) (実施例1)電気分解で得た機能水と光照射によるトリ
クロロエチレンの分解 はじめに、強酸性機能水生成装置(商品名:強電解水生
成器(Model FW-200;アマノ(株)社製)を用いて機能
水を調製した。なお陽極及び陰極の間には隔膜が配置さ
れている。この装置を用いるとともに、電解する水の電
解質濃度、電解時間を種々変化させて、その結果陽極側
で得られる酸性の機能水のpHおよび酸化還元電位をpHメ
ーター((株)東興化学研究所、TCX-90iおよびKP900-2
N)および導電率メーター((株)東興化学研究所、TCX
-90iおよびKM900-2N)で、また塩素濃度を塩素試験紙
(アドバンテック)により測定した。その結果、電解質
である塩化ナトリウムの濃度(標準濃度は1000 mg/
l)、電解電流値、電解時間などによってこの機能水のp
Hは1.0〜4.0、酸化還元電位は800 mV〜1500 mV、また塩
素濃度は5 mg/l〜150 mg/lに変化した。そこで本実施例
ではハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合
物の分解実験に用いる機能水としてpH2.6、酸化還元電
位1000 mV、残留塩素濃度35 mg/lの機能水(以降「機能
水1」と略)、及びpH2.1、酸化還元電位1150 mV、残留
塩素濃度54 mg/lの機能水(以降「機能水2」と略)を
用意した。なお機能水1は電解質(塩化ナトリウム)濃
度を1000mg/l、電解時間を5分間とすることに
よって得られた。また機能水2は電解質(塩化ナトリウ
ム)濃度を1000mg/l、電解時間を11分間とす
ることによって得られた。次に27.5 ml容のガラスバイ
アル瓶を複数本用意し、2つのグループに分け、各々の
グループのガラスバイアル瓶に機能水1あるいは機能水
2を10 mlづつ入れ、テフロンライナー付 ブチルゴム栓
とアルミシールで密閉した。次に、ガラスバイアル瓶の
中のTCEがすべて機能水に溶解したときのTCE濃度が25 p
pmとなるようにTCEガスをガスタイトシリンジでブチル
ゴム栓を通して全てのガラスバイアル瓶に添加した後、
ブラックライト蛍光ランプ(商品名:FL10BLB;株式会
社東芝製、10W)の光を照射した。照射光量は0.1〜0.4mW
/cm2とした。各々のグループのガラスバイアル瓶中の気
相部分のTCE濃度の経時的変化を測定した。なおガラス
バイアル瓶中の気相部分のTCE濃度の測定は、ガラス
バイアル瓶の気相部分をガスタイトシリンジでサンプリ
ングし、TCE濃度をガスクロマトグラフィー(商品名:G
C-14B(FID検出器付);島津製作所(株)社製、カラム
はJ&W社製DB-624)で測定した。またこの気相TCE濃度よ
りガラスバイアル瓶の中のすべてのTCEがすべて機能水
に溶解したときのTCE濃度を経時的に求めた。その結果
を図10に示す。
【0072】機能水1および2に光照射を行うことによ
りTCEを分解できることがわかった。また、異なるpH、
酸化還元電位、および残留塩素濃度をもつ機能水につい
てもTCEが分解できることを確かめた。さらに、純水を
用いた対照実験ではTCEの分解は観測されず、機能水に
光照射を行うことにより分解が起こることを確かめた。
【0073】次に、TCEの初期濃度を10 ppm、50 ppm、
または120 ppmに変えた以外は上記と同様にして、機能
水2と光照射によるTCEの分解特性を評価した。その
結果を図11に示す。これよりTCEによる典型的な環境
汚染濃度である10 ppm程度の濃度のほか、100 ppmを超
える高濃度汚染についても分解浄化できることがわかっ
た。さらに、pH、酸化還元電位、および残留塩素濃度が
異なる機能水についてTCE分解を評価したところ、いず
れも経時的なTCEの濃度低下が観測され、機能水と光照
射によるTCE分解が確認された。
【0074】(実施例2)光照射による、電気分解で得
た機能水によるトリクロロエチレン汚染水の分解の促進 実施例1と同様にして機能水を調製した。本実施例では
pH2.3、酸化還元電位1050 mV、残留塩素濃度50 mg/lの
機能水を用意した。この機能水は電解質(塩化ナトリウ
ム)濃度を1000mg/l、電解時間を8分とするこ
とによって得られた。
【0075】次に200 ml容のガラスバイアル瓶に上記機
能水を50ml加え、このバイアル瓶に5ppmのTCE汚染
水を100ml加え、テフロンライナー付 ブチルゴム
栓とアルミシールで密閉した。これを3―4回緩やかに
攪拌した後、直射日光のあたるところに正午から2時間
放置した。照射光量は紫外線強度積算計で測定したとこ
ろ0.4〜1.2mW/cm2であった。そしてガラス
バイアル瓶の気相部分をガスタイトシリンジでサンプリ
ングし、TCE濃度をガスクロマトグラフィー(島津製作
所(株)製、FID検出器付きGC-14B 、カラムはJ&W製DB-
624)で測定した。その結果、汚染水中のTCE濃度は
環境基準値以下になっていた。
【0076】(実施例3)光照射による、電気分解で得
た機能水によるトリクロロエチレンの分解の促進 強酸性機能水生成装置(商品名:オアシスバイオハー
フ;旭硝子エンジニアリング(株)社製)を用いて機能
水を調製した。本実施例ではpH2.2、酸化還元電位1100
mV、残留塩素濃度50 mg/lの機能水を用意した。この機
能水は、電解質(塩化ナトリウム)濃度1000mg/lの水を
電解することによって得られた。次に27 ml容のガラス
バイアル瓶を複数本用意し、2倍、5倍、10倍、50
倍と機能水の希釈を行なった。機能水の効果を確かめる
ため機能水を含まない水だけのサンプルも用意した。希
釈した機能水、もしくは水のみを10 mlづつ入れ、テフ
ロンライナー付 ブチルゴム栓とアルミシールで密閉し
た。次に、ガラスバイアル瓶の中のTCEがすべて溶解し
たときのTCE濃度が10 ppmとなるようにTCEガスをガス
タイトシリンジでブチルゴム栓を通して全てのガラスバ
イアル瓶に添加した。これを3―4回緩やかに攪拌した
後、すべてのサンプルを日光のあたるところに4時間放
置した。光照射量は0.4〜1.2mW/cm2であった。各
々のガラスバイアル瓶中の気相部分のTCE濃度を測定し
た。なおガラスバイアル瓶中の気相部分のTCE濃度の
測定は、ガラスバイアル瓶の気相部分をガスタイトシリ
ンジでサンプリングし、TCE濃度をガスクロマトグラフ
ィー(島津製作所(株)製、FID検出器付きGC-14B 、カ
ラムはJ&W製DB-624)で測定した。その結果、2倍、5
倍希釈したものは4時間で検出限界値以下になり、10
倍希釈は1.1ppm、50倍希釈のサンプルは7.6ppmのTC
Eが残留していた。機能水を含まない水だけのサンプル
では分解が認められなかった。
【0077】(実施例4)電気分解で得た機能水による
トリクロロエチレンの分解の促進に影響を及ぼす光の波
実施例3と同様にして電解質(塩化ナトリウム)濃度1
000mg/lの水を電解することによって、pH2.2、
酸化還元電位1100 mV、残留塩素濃度50 mg/lの機能水を
用意した。次に27 ml容のガラスバイアル瓶を複数本用
意し、機能水を10 mlづつ入れテフロンライナー付 ブチ
ルゴム栓とアルミシールで密閉した。ガラスバイアル瓶
の中のTCEがすべて溶解したときのTCE濃度が10ppmとな
るようにTCEガスをガスタイトシリンジでブチルゴム栓
を通して全てのガラスバイアル瓶に添加した。これを3
―4回緩やかに攪拌した後、280nm、370nm、440nm若し
くは540nmのフィルタ特性をもつ各種フィルタ(商品
名:UTF-50S-28U、SCF-50-37L、SCF-50-44L、SCF-50-5
4;シグマ光機株式会社製)でサンプルを覆いこれを直
射日光のあたるところに放置した。光照射量は0.4〜1.2
mW/cm2であった。なお、このガラス瓶は300nm以下
の光を透過しない。2時間後、各々のガラスバイアル瓶
中の気相部分のTCE濃度を測定した。ガラスバイアル瓶
中の気相部分のTCE濃度の測定は、ガラスバイアル瓶
の気相部分をガスタイトシリンジでサンプリングし、TC
E濃度をガスクロマトグラフィー(島津製作所(株)
製、FID検出器付きGC-14B 、カラムはJ&W製DB-624)で
測定した。得られた結果をもとにそれぞれの波長域での
分解量を求め、分解率を算出した。その結果を以下に示
す。
【0078】
【表1】
【0079】以上の結果から明らかなように、照射する
光の波長が300nm〜550nm、特には350nm〜450nmの波長の
光が効果的であることが解った。
【0080】(実施例5)光照射による、電気分解で得
た機能水によるトリクロロエチレンの分解の促進と光照
射強度 実施例1と同様にして、電解質(塩化ナトリウム)濃度
1000mg/lの水を8分間電解することにより、pH
2.3、酸化還元電位1050 mV、残留塩素濃度48mg/lの機
能水を得た。次に27 ml容のガラスバイアル瓶を複数本
用意し、各々のバイアル瓶に、先に調整した機能水、該
機能水を純水で2倍に希釈したもの、及び該機能水を水
道水で5倍に希釈したものを10mlづつ加えた。機能
水の効果を確かめるため機能水を含まない純水だけの対
照サンプルを各々2組用意した。すべてのサンプルをテ
フロンライナー付 ブチルゴム栓とアルミシールで密閉
した。次に、ガラスバイアル瓶の中のTCEがすべて溶解
したときのTCE濃度が10 ppmとなるようにTCEガスをガ
スタイトシリンジでブチルゴム栓を通して全てのガラス
バイアル瓶に添加し、これを3〜4回緩やかに攪拌し
た。
【0081】光照射用の光源として、ブラックライト蛍
光ランプ(商品名:FL10BLB;株式会社東芝製、10W)、
365nmにピークをもつ光源(商品名:UVGL-58型ランプ;
UVP社製)及び380〜600nmの光を発するカラー蛍光ラ
ンプ(青)(商品名:FL20S・B;株式会社東芝製、10W)
を用意し、それぞれの光源を用いて先に調製したサンプ
ルを照射した。この時、ブラックライト蛍光ランプの方
の光強度は1.2mW/cm 2であり、UVGL-58型ランプは400μW
/cm2であった。なお光強度はTORAY製の紫外線強度積算
計(UV300)で測定した値である。また、デジタル
紫外線強度計(商品名:Model UVA-365 ; NTコーポレー
ション製)を用いて測定したところ、及びカラー蛍光ラ
ンプ(青)の光強度は57μW/cm2であった。
【0082】4時間光照射をした後、各々のガラスバイ
アル瓶中の気相部分のTCE濃度を測定した。なおガラス
バイアル瓶中の気相部分のTCE濃度の測定は、ガラス
バイアル瓶の気相部分をガスタイトシリンジでサンプリ
ングし、TCE濃度をガスクロマトグラフィー(商品名:G
C-14B(FID検出器付);島津製作所(株)製、カラム
は、商品名:DB-624;J&W社製)で測定した。
【0083】その結果、UVGL-58型ランプで照射したサ
ンプルでは、機能水のみのサンプル、及び2倍希釈サン
プルは環境基準値以下になり、5倍希釈のサンプルは1.
25ppmのTCEが残留していた。一方、ブラックライト
蛍光ランプで照射したサンプルでは、機能水のみのサン
プル、2倍希釈サンプル、及び5倍希釈サンプルのすべ
てが環境基準値以下になった。青色蛍光ランプを照射し
たサンプルでは、機能水のみのサンプルが環境基準値以
下になっていた。純水を用いたサンプルではどちらのラ
ンプを用いた場合にも分解が認められなかった。
【0084】(実施例6)電気分解で得た機能水と光照
射による再添加トリクロロエチレンの分解 実施例3と同様に、電解質(塩化ナトリウム)を100
0mg/l含む水を電解してpH2.2、酸化還元電位1100
mV、残留塩素濃度50 mg/lの機能水を用意した。次に27.
5 ml容のガラスバイアル瓶に機能水を10 ml入れ、テフ
ロンライナー付ブチルゴム栓とアルミシールで密閉し
た。次に、ガラスバイアル瓶の中のTCEがすべて機能水
に溶解したときのTCE濃度が50 〜60ppmとなるようにTCE
ガスをガスタイトシリンジでブチルゴム栓を通してガラ
スバイアル瓶に添加した後、ブラックライト蛍光ランプ
3本(東芝製、FL10BLB,10W)の光を照射した。光照射量
は2.0mW/cm2とした。またガラスバイアル瓶中の気
相部分のTCE濃度の測定は、ガラスバイアル瓶の気相
部分をガスタイトシリンジでサンプリングし、TCE濃度
をガスクロマトグラフィー(商品名:GC-14B(FID検出
器付);島津製作所(株)社製、カラムは商品名DB-62
4;J&W社製を使用)で測定した。光照射開始1時間後に
TCE濃度が0.1ppm以下となった為、TCE濃度が再び50 〜6
0ppmとなるようにTCEガスをガスタイトシリンジでブチ
ルゴム栓を通してガラスバイアル瓶に再添加し光照射を
継続して行った。この様にガラスバイアル瓶中のTCE
ガス濃度が0.1ppm以下となるたびに、ガラスバイア
ル瓶中のTCE濃度が50〜60ppmとなるようにガラスバイア
ル瓶中にTCEを添加した。その結果を図12に示す。この
結果から機能水のトリクロロエチレンの分解能は長期間
持続することが確認できた。
【0085】(実施例7)電気分解で得た機能水と光照
射によるテトラクロロエチレンの分解 TCEをテトラクロロエチレン(PCE)に変え、初期濃度を
1.0 ppm、2.5 ppm、または5.0 ppmとした以外は実施例
1と同様にして、機能水1と光照射によるPCEの分解特
性を評価した。その結果を図13に示す。これより機能
水と光照射によりPCEを分解できることがわかった。ま
た、純水を用いた対照実験ではPCEの分解は観測され
ず、PCE濃度の経時的な低下が機能水によるものであ
ることを確認した。さらに、pH、酸化還元電位、および
残留塩素濃度が異なる機能水についてPCE分解を評価し
たところ、いずれも経時的なPCEの濃度低下が観測さ
れ、機能水と光照射によるPCE分解が確認された。
【0086】(実施例8)電気分解で得た機能水と光照
射によるクロロホルムの分解 TCEに代えてクロロホルムを用い、また初期濃度を14 pp
m、32 ppm、または58ppmとした以外は実施例1と同様に
して、機能水2と光照射によるクロロホルムの分解特性
を評価した。その結果を図14に示す。これより、機能
水と光照射によりクロロホルムを分解できることがわか
った。さらに、pH、酸化還元電位、および残留塩素濃度
が異なる機能水についてクロロホルム分解を評価したと
ころ、いずれも経時的なクロロホルムの濃度低下が観測
され、機能水と光照射によるクロロホルム分解が確認さ
れた。
【0087】(実施例9)電気分解で得た機能水と光照
射によるトリクロロエチレンとテトラクロロエチレン混
合物の分解 TCEに代えてTCEとPCEの混合物を用いた以外は実施例1
と同様にして、機能水2と光照射によるTCEとPCEの
混合物の分解特性を評価した。なお初期TCE濃度およびP
CE濃度が10 ppmおよび5 ppmとなるようにガスタイトシ
リンジでTCEとPCEの混合物を各々のガラスバイアル瓶に
添加した。その結果を図15に示す。これより、機能水
と光照射によりTCEとPCEの混合物を分解できることがわ
かった。
【0088】(実施例10)電気分解で得た機能水と光
照射によるトリクロロエチレンとクロロホルム混合物の
分解 TCEに代えてTCEとクロロホルムの混合物を用いた以外は
実施例1と同様にして、機能水2と光照射によるTCEと
クロロホルムの分解特性を評価した。なお初期TCE濃度
およびクロロホルム濃度がともに10 ppmとなるようにガ
スタイトシリンジでTCEとクロロホルムの混合物を各々
のガラスバイアル瓶に添加した。その結果を図16に示
す。これより、機能水と光照射によりTCEとクロロホル
ムの混合物を分解できることがわかった。
【0089】(実施例11)電気分解により得た機能水
と光照射によるジクロロフルオロメタンの分解 TCEに代えて初期濃度5ppmのジクロロフルオロメタ
ンガスを用いた以外は実施例1と同様にして機能水のジ
クロロフルオロメタンガスの分解特性を評価した。その
結果を図17に示す。これより、機能水と光照射により
数時間〜数十時間でジクロロフルオロメタンを分解でき
ることがわかった。また、異なるpH、酸化還元電位、お
よび残留塩素濃度をもつ機能水についてもジクロロフル
オロメタンが分解できることを確かめ、機能水と光照射
により分解が起こることを確かめた。次に上記と同様に
して、異なる初期ジクロロフルオロメタン濃度における
機能水2による分解を評価した。初期ジクロロフルオロ
メタン濃度を10 ppm、および50 ppmとしたときのジクロ
ロフルオロメタン濃度の経時的変化を図17に示す。こ
れより、広い濃度範囲においてジクロロフルオロメタン
を分解浄化できることがわかった。さらに、pH、酸化還
元電位、および残留塩素濃度が異なる機能水についてジ
クロロフルオロメタンの分解を評価したところ、いずれ
も経時的な濃度低下が観測され、機能水と光照射による
ジクロロフルオロメタンの分解が確認された。
【0090】(実施例12)電気分解により得た機能水
と光照射によるクロロジフルオロメタンの分解 ジクロロフルオロメタンに代えてクロロジフルオロメタ
ン(アルドリッチ社製)を用いた以外は実施例11と同
様にして機能水2のクロロジフルオロメタンの分解特性
を評価した。なおクロロジフルオロメタンの初期濃度は
5.0 ppm、または10 ppmとした。その結果を図18に示
す。これより機能水と光照射によりクロロジフルオロメ
タンを分解できることがわかった。さらに、pH、酸化還
元電位、および残留塩素濃度が異なる機能水についてク
ロロジフルオロメタンの分解を評価したところ、いずれ
も経時的な濃度低下が観測され、機能水と光照射による
によるクロロジフルオロメタンの分解が確認された。
【0091】(実施例13)電気分解により得た機能水
と光照射による2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフルオロエタ
ンの分解 ジクロロフルオロメタンに代えて2,2-ジクロロ-1,1,1-
トリフルオロエタンを用いた以外は実施例11と同様に
して機能水2と光照射による2,2-ジクロロ-1,1,1-トリ
フルオロエタンの分解特性を評価した。なお2,2-ジクロ
ロ-1,1,1-トリフルオロエタンの初期濃度は2.0 ppm、ま
たは5.0 ppmとした。その結果を図19に示す。これよ
り、機能水と光照射により2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフ
ルオロエタンを分解できることがわかった。さらに、p
H、酸化還元電位、および残留塩素濃度が異なる機能水
について2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフルオロエタンの分
解を評価したところ、いずれも経時的な濃度低下が観測
され、機能水と光照射による2,2-ジクロロ-1,1,1-トリ
フルオロエタンの分解が確認された。
【0092】(実施例14)電気分解により得た機能水
と光照射によるテトラフルオロエタンの分解 ジクロロフルオロメタンに代えてテトラフルオロエタン
を用いた以外は実施例11と同様にして機能水2と光照
射によるテトラフルオロエタンの分解特性を評価した。
なおテトラフルオロエタンの初期濃度は1.0 ppm、また
は3.0 ppmとした。その結果を図20に示す。これより
機能水と光照射によりテトラフルオロエタンを分解でき
ることがわかった。さらに、pH、酸化還元電位、および
残留塩素濃度が異なる機能水についてテトラフルオロエ
タンの分解を評価したところ、いずれも経時的な濃度低
下が観測され、機能水と光照射によるテトラフルオロエ
タンの分解が確認された。
【0093】(実施例15)電気分解により得た機能水
と光照射によるビフェニルの分解 TCEに代えて初期濃度20ppmのビフェニル(関東化
学(株)社製)を用いた以外は実施例1と同様にして機能
水2と光照射による分解特性を評価した。ガラスバイア
ル瓶中の残留ビフェニル濃度は、分光光度計(商品名:
UV3100S;島津製作所(株)社製)を用いてベン
ゼン環の存在を示す230〜270nmの帯域の吸収ピ
ークの消失で測定した。光照射したバイアル瓶中のビフ
ェニルの吸収ピークは消失した。これにより、機能水と
光照射によりビフェニルを分解できることがわかった。
また、異なるpH、酸化還元電位、および残留塩素濃度を
もつ機能水についても光照射によりビフェニルが分解で
きることを確かめた。さらに、純水を用いた対照実験で
は光照射をおこなってもビフェニルの分解は観測され
ず、機能水と光照射により分解が起こることを確かめ
た。
【0094】(実施例16)電気分解により得た機能水
と光照射によるDDVAの分解 ビフェニルに代えて初期濃度10ppmのデヒドロジヴ
ァニリン酸 ( dehydrodivanillic acid (以降「DDVA」
と略)) を用いた以外は実施例15と同様にして機能水
2と光照射による分解特性を測定した。なおDDVAは
下記構造式で示される化合物であり、ビフェニル結合を
有する化合物である。
【0095】
【外1】
【0096】ガラスバイアル瓶中の残留DDVA濃度は、分
光光度計(商品名:UV3100S;島津製作所(株)
社製)を用いてベンゼン環の存在を示す特性吸収のピー
クの消失で測定した。その結果、光照射したバイアル瓶
中の残留DDVAの吸収ピークは消失し、機能水と光照射に
よりDDVAを分解できることを確認した。また異なるpH、
酸化還元電位、および残留塩素濃度をもつ機能水につい
ても光照射によりDDVAが分解できることを確かめた。さ
らに、純水を用いた対照実験では光照射をおこなっても
DDVAの分解は観測されず、機能水と光照射により分解が
起こることを確かめた。
【0097】(実施例17)電気分解により得た機能水
と光照射によるPCBsの分解 ビフェニルに代えて初期濃度15ppmのPCBs(商
品名:カネクロールKC-300;鐘淵化学株式会社製、平均
塩素化数:約3)を用いた以外は実施例15と同様にし
て機能水2と光照射の分解特性を評価した。なおPCB
sの残留濃度はガスクロマトグラフィーを用いて測定し
た。その結果光照射バイアル瓶中の残留PCBsの由来のピ
ークは消失し、機能水と光照射によりPCBsを分解できる
ことがわかった。また異なるpH、酸化還元電位、および
残留塩素濃度をもつ機能水についても光照射によりPCBs
が分解できることを確かめた。さらに、純水を用いた対
照実験では光照射をおこなってもPCBsの分解は観測され
ず、機能水と光照射により分解が起こることを確かめ
た。
【0098】(実施例18)電気分解により得た機能水
と光照射によるPCB廃液の分解 PCBsに代えて初期濃度が10ppmのPCB廃液を
用いた以外は実施例17と同様にして機能水2と光照射
の分解特性を評価した。その結果15 ℃、120 rpmで1時
間振とうした後のガラスバイアル瓶中の PCB廃液濃度を
ガスクロマトグラフィーにより測定したところ93〜9
7%のPCBが分解されていた。これより機能水により
数時間以内でPCB廃液を分解できることがわかった。ま
た、純水を用いた対照実験では光照射をおこなってもPC
B廃液の分解は観測されず、機能水と光照射により分解
が起こることを確かめた。更に、pH、酸化還元電位、お
よび残留塩素濃度が異なる機能水についてPCB廃液の分
解を評価したところ、いずれも経時的な濃度低下が観測
され、機能水と光照射によるPCB廃液の分解が確認され
た。
【0099】(実施例19)電気分解により得た機能水
と光照射によるトリクロロエチレン溶液の分解 本実施例では、溶液状態のトリクロロエチレンを直接機
能水に接触させTCEの分解の評価を行なった。27.5 ml容
のガラスバイアル瓶を用意し、そこに実施例1で用いた
機能水2と同じ特性を有する機能水を18 ml、及び200pp
m TCE溶液を2.0 ml加えテフロンライナーがついたブチ
ルゴム栓とアルミシールで密閉した。このガラスバイア
ル瓶に実施例1のように光を照射してTCEの分解を測定
した。15 ℃、120 rpmで3時間振とうしたのち0.5 mlず
つサンプリングした。サンプリングした液は直ちにn-ヘ
キサン 5 mlの入った容器に入れ、3分間攪拌した後n-
ヘキサン層を分取し、ECDガスクロマトグラフィーに
てTCE濃度を測定したところ0.03 ppm以下であった。ま
た、純水を用いた対照実験ではTCEの分解は観測され
ず、溶液状態で接触させても機能水と光照射により分解
が起こることを確かめた。
【0100】(実施例20)気体状態のトリクロロエチ
レンの分解装置 図2に示した装置を用意した。強酸性機能水生成装置1
23(商品名:強電解水生成器(Model FW-200;アマノ
(株)社製)の陽極側にTCEを含むガスを導入する導入
管125を設置した。この導入管125をTCEを含む空
気を供給するガス供給装置127(標準ガス発生装置、
商品名:ガステック、PD-1B)につなげた。一方電解質
を溶解した水を貯蔵したタンク129から電解質水溶液
を強酸性機能水生成装置123に供給するようにポンプ
131及びパイプ133を設置し、これを用いて強酸性
電解水生成装置の水槽101を電解質(塩化ナトリウ
ム)を1g/lの濃度で溶解した水で満たした。次いで
TCEを含む空気を気相濃度で3000 ppmで50 ml/minの
流量で連続的に送り込んだ。同時に強酸性電解水生成装
置を稼動させたところ、陽極付近でpH2.1、酸化還元電
位1150 mV、残留塩素濃度54 mg/lの性状の機能水の生成
が確認された。さらに光照射手段166(ブラックライ
ト蛍光ランプ(東芝製、FL10BLB,10W))で水槽101内
の照射を行なった。強酸性電解水生成装置123の陽極
105側の排水口118から排出される処理水は廃液タ
ンク119に貯留し、この廃液中のTCEをヘキサンで
抽出し、そこに含まれるTCEの濃度をECD検出器付ガ
スクロマトグラフィー(商品名:GC−14 B;島津製作所
(株)社製)用いて測定したところ、TCE濃度は0.03
ppm以下であった。
【0101】また排出管135から排出されるガス中の
TCE濃度をFID検出器付ガスクロマトグラフィー(商品
名:GC−14B;島津製作所(株)社製、カラムはJ
&W社製DB−624)で測定した。その結果、排出ガス
中のTCE濃度は1 ppm以下であり、本発明による装置によ
りTCEを高度に分解できることがわかった。
【0102】(実施例21)合成汚染液の分解装置 強酸性電解水生成装置123(商品名:強電解水生成器
(Model FW-200;アマノ(株)社製)を用いて図3に示
す分解装置を組み立てた。合成汚染液は汚染液供給槽1
37から機能水生成装置123の水槽101の陽極105
側に供給される様にパイプ139及びポンプ141を配
置した。また電解質を溶解した水は、電解質水溶液の貯
蔵タンク129から搬送ポンプ131及びパイプ133
によって水槽101 に供給される様にした。また汚染
液供給槽137内には下記に示す組成の合成汚染液を入
れた。
【0103】合成汚染液組成; TCE・・・ 1200mg PCE・・・ 1000mg クロロホルム・・・ 40mg 水・・・ 1リットル
【0104】次に水槽101が該合成汚染液と電解質水
溶液で満たされたところで、pH2.1、酸化還元電位1100
mV、残留塩素濃度50 mg/lを有する機能水を生成する条
件(電解質水溶液の電解質濃度1000mg/l、電解
時間で11分)で、強酸性電解水生成装置を稼動しさらに
光照射手段166(ブラックライト蛍光ランプ(商品
名:FL10BLB;株式会社東芝製、10W)で水槽101内を
照射した。1時間後に水槽101の出口118から排出
された廃液はタンク119に貯留し、その廃液中に含ま
れるTCE、PCE、クロロホルム濃度を測定したところすべ
て0.1 ppm以下であり、本装置により塩素化脂肪族炭化
水素を高度に分解できることがわかった。
【0105】(実施例22)機能水によるトリクロロエ
チレンの連続分解 図6に示す分解装置を用いてTCEの分解実験を行なっ
た。強酸性機能水生成装置123としては実施例1に用
いたものと同じ装置を用い、その陽極側で得られるpH2.
1、酸化還元電位1150 mV、残留塩素濃度54 mg/lを有す
る機能水をポンプ145を用いて100 ml/minの流量で連
続的に分解カラム151−1に供給した。分解カラム1
51はTCEガスの平均滞留時間を増すため5連とし、1
つの分解カラムはおよそ容積1200 mlとした。また光照
射手段166−1〜166−5として、ブラックライト
蛍光ランプ(商品名:FL10BLB;株式会社東芝製、10W)
を用いて、各々の分解カラムに光照射を行なった。光照
射量は1.2mW/cm2であったまた、分解カラム1
51の中にはTCEガスと機能水の接触を促進させるため
に充填剤(商品名:ビスコパール;レンゴー(株)社製)
を充填密度0.1g/cm3を充填した。一方、気相濃度で2
500 ppmのTCEを含む空気をガス供給装置127(標準ガ
ス発生装置、ガステック、PD-1B)から100 ml/minの流
量で連続的に分解カラム151―1のカラム下部に供給
した。分解カラム151―5の出口118から排出され
る機能水は廃液タンク119に貯留し、また排気口12
1から排出されるガス中のTCE濃度をガスクロマトグラ
フィーで測定した。その結果、排出ガス中のTCE濃度は
0.1 ppm以下であり、この装置によってTCEを高度に、ま
た連続的に分解除去できることがわかった。
【0106】(実施例23)機能水による合成汚染液の
連続分解 図5に示す分解装置を用いてハロゲン化脂肪族炭化水素
化合物または芳香族化合物の分解実験を行なった。強酸
性機能水生成装置123としては、商品名:オアシスバ
イオハーフ;旭硝子エンジニアリング(株)社製を用
い、その陽極側で得られるpH2.1、酸化還元電位1150 m
V、残留塩素濃度50 mg/lを有する機能水をポンプ145
を用いて45 ml/minの流量で連続的に分解容器143に
供給した。またタンク137には下記に示す組成の合成
汚染液を入れ、該合成汚染液を汚染液供給タンク137
から5 ml/minの流量で連続的に分解容器143に供給し
た。さらに光照射手段166(ブラックライト蛍光ラン
プ(東芝製、FL10BLB,10W))で水槽101内の照射を行
なった。光照射量は1.2mW/cm2とした。
【0107】合成汚染液組成; TCE・・・ 600mg PCE・・・ 600mg クロロホルム・・・ 30mg 水・・・ 1リットル
【0108】分解容器143は容積約6000 mlとし、TCE
の平均滞留時間は2時間であった。また、分解容器14
3中には合成汚染液と機能水の接触を促進させるために
攪拌器149設置されている。分解容器143の出口1
18から排出された廃液はタンク119に貯留し、その
廃液中に含まれるTCE、PCE、クロロホルム濃度を測定し
たところすべて0.1 ppm以下であり、機能水を用いた装
置により塩素化脂肪族炭化水素を高度に分解除去できる
ことがわかった。
【0109】(中性水) (実施例24)機能水と光照射によるトリクロロエチレ
ンの分解 はじめに、強酸性機能水生成装置(商品名:強電解水生
成器(Model FW-200;アマノ(株)社製等)を用いて機
能水を調製した。なお陽極及び陰極の間には隔膜が配置
した。この装置を用い、また電解する水の電解質濃度及
び時間を種々変化させて、その結果陽極側で得られる酸
性の機能水のpHおよび酸化還元電位をpHメーター
((株)東興化学研究所、TCX-90iおよびKP900-2N)お
よび導電率メーター((株)東興化学研究所、TCX-90i
およびKM900-2N)で、また塩素濃度を塩素試験紙(アド
バンテック)により測定した。その結果、電解質である
塩化ナトリウムの濃度(標準濃度は1000 mg/l)、電解
電流値、電解時間などによってこの機能水のpHは1.0〜
4.0、酸化還元電位は800 mV〜1500 mV、また塩素濃度は
5 mg / リットル〜150 mg / リットルに変化した。また
陰極側で得られるアルカリ性の機能水のpHは10〜1
3、酸化還元電位は−1000〜800mV、塩素濃度
は5mg/リットルであった。
【0110】そこで本実施例ではハロゲン化脂肪族炭化
水素化合物または芳香族化合物の分解実験に用いる機能
水としてpH5、酸化還元電位400mV、塩素濃度20mg
/リットルの機能水(以降「機能水1」と略)、及びpH
10、酸化還元電位620mV、塩素濃度20mg / リッ
トルの機能水(以降「機能水2」と略)を用意した。な
お機能水1は上記陽極側で得られる機能水と陰極側で得
られる機能水とを1:0.1の割合で混合することによっ
て得た。また機能水2は酸性水とアルカリ性水とを1:
1で混合することによって得た。
【0111】次に、27.5 ml容のガラスバイアル瓶を複
数本用意し、2つのグループ(グループ1及びグループ
2)に分け、グループ1の各々のガラスバイアル瓶に機
能水1を10mlづつ入れ、またグループ2の各々のガ
ラスバイアル瓶に機能水2を10mlづつ入れ、全てのガ
ラスばバイアル瓶をテフロンライナー付ブチルゴム栓と
アルミシールで密閉した。次にガラスバイアル瓶の中の
TCEがすべて機能水に溶解したときのTCE濃度が25 ppmと
なるようにTCEガスをガスタイトシリンジでブチルゴム
栓を通して全てのガラスバイアル瓶に添加した。両方の
グループにブラックライト蛍光ランプ(東芝製、FL10BL
B,10W)の光を照射しながら、15 ℃、120 rpmで振とう
し、各々のグループのガラスバイアル瓶中の気相部分の
TCE濃度の経時的変化を測定した。なお光照射量は0.
4mW/cm2とした。またこの気相TCE濃度よりガラス
バイアル瓶の中のすべてのTCEがすべて機能水に溶解し
たときのTCE濃度を経時的に求めた。その結果を図21
に示す。
【0112】これより機能水に光照射を行なうことによ
りTCEの分解が進むことがわかった。また、異なるpH、
酸化還元電位、および残留塩素濃度をもつ機能水につい
ても光照射によりTCEが分解されることを確かめた。
【0113】(実施例25)機能水と光照射によるテト
ラクロロエチレンの分解 TCEをテトラクロロエチレン(PCE)に変え、初期濃度を
5ppmとした以外は実施例24と同様にして、機能水1
及び機能水2と光照射によるPCEの分解特性を評価し
た。その結果図22に示す様にPCEの顕著な濃度低下
が観測され、このことから機能水によるPCEの分解が
光照射により促進されることが確認できた。更にpH、酸
化還元電位、および塩素濃度が異なる機能水についてPC
E分解特性を評価したところ、いずれも経時的なPCEの濃
度低下が観測され、光照射によるPCEの分解促進が確認
された。
【0114】(実施例26)隔膜のない電気分解で得た
機能水と光照射によるトリクロロエチレンの分解 陽極及び陰極間の隔膜を除去した強電解水生成器(Mode
l FW-200;アマノ(株)社製)を用い、電解する水の電
解質濃度を種々変化させて、陽極側で得られる酸性の機
能水のpHおよび酸化還元電位をpHメーター((株)東興
化学研究所、TCX-90iおよびKP900-2N)および導電率メ
ーター((株)東興化学研究所、TCX-90iおよびKM900-2
N)で、また塩素濃度を塩素試験紙(アドバンテック)
により測定した。その結果、電解質である塩化ナトリウ
ムの濃度(標準濃度は1000 mg/l)、電解電流値、電解
時間などによってこの機能水のpHは4.0〜10.0、酸化還
元電位は300 mV〜800 mV、また塩素濃度は2 mg/l〜70 m
g/lに変化した。そこで本実施例ではハロゲン化脂肪族
炭化水素化合物または芳香族化合物の分解実験に用いる
機能水としてpH7.9、酸化還元電位570 mV、残留塩素濃
度15 mg/lの機能水を用意した。なおこの機能水は電解
質濃度を1000mg/l、として強電解水生成器を1
1分稼動することによって得られた。次に27 ml容のガ
ラスバイアル瓶を複数本用意し、機能水を10 mlづつ入
れ、テフロンライナー付ブチルゴム栓とアルミシールで
密閉した。機能水の効果を確かめるため機能水を含まな
い純水だけを10 mlづつ入れたサンプルも用意した。次
にガラスバイアル瓶の中のTCEがすべて機能水に溶解し
たときのTCE濃度が5 ppmとなるようにTCEガスをガスタ
イトシリンジでブチルゴム栓を通して全てのガラスバイ
アル瓶に添加した。これを3〜4回緩やかに攪拌した
後、すべてのサンプルを直射日光のあたるところに2時
間放置した。光照射量は0.4〜1.2mW/cm2
あった。各々のグループのガラスバイアル瓶中の気相部
分のTCE濃度を測定した。なおガラスバイアル瓶中の気
相部分のTCE濃度の測定は、ガラスバイアル瓶の気相
部分をガスタイトシリンジでサンプリングし、TCE濃度
をガスクロマトグラフィー(島津製作所(株)製、FID
検出器付きGC-14B 、カラムはJ&W製DB-624)で測定し
た。またこの気相TCE濃度よりガラスバイアル瓶の中の
すべてのTCEがすべて機能水に溶解したときのTCE濃度を
求めた。その結果、隔膜のない電気分解で得た機能水の
入ったサンプルでは4時間で環境基準値以下になり、機
能水を含まない水だけのサンプルでは分解が認められな
かった。
【0115】これより、隔膜のない電気分解装置で調製
した機能水と光照射によりTCEを完全に分解できること
がわかった。また、異なるpH、酸化還元電位、および残
留塩素濃度をもつ機能水についてもTCEが機能水と光照
射により分解できることを確かめた。
【0116】(実施例27)隔膜のない電気分解で得た
機能水と光照射によるテトラクロロエチレンの分解 TCEをテトラクロロエチレン(PCE)に変え、初期濃度を
2.5 ppm以外は実施例26と同様にして、隔膜のない電
気分解で得た機能水によるPCEの分解特性を評価した。
その結果5時間で0.1ppm以下になり、機能水を含まない
水だけのサンプルでは分解が認められなかった。これよ
り、隔膜のない電気分解装置を用いて調製した機能水と
光照射により数時間以内でPCEを分解できることがわか
った。また異なるpH、酸化還元電位、および残留塩素濃
度が異なる機能水についてPCE分解を評価したところ、
いずれもPCEの濃度低下が観測され、隔膜のない電気分
解で得た機能水と光照射によるPCE分解が確認された。
【0117】(実施例28)隔膜のない電気分解で得た
機能水と光照射によるクロロホルムの分解 TCEに代えてクロロホルムを用い、また初期濃度を10 pp
mとした以外は実施例26と同様にして、隔膜のない電
気分解で得た機能水によるクロロホルムの分解特性を評
価した。その結果、24時間後に測定したところ0.1ppm
以下で、機能水を含まない水だけのサンプルでは分解が
認められなかった。これより、隔膜のない電気分解で得
た機能水と光照射によりクロロホルムを分解できること
がわかった。さらに、pH、酸化還元電位、および残留塩
素濃度が異なる機能水について光照射下でクロロホルム
分解を評価したところ、いずれも経時的なクロロホルム
の濃度低下が観測され、隔膜のない電気分解で得た機能
水と光照射によるクロロホルム分解が確認された。
【0118】(実施例29)隔膜のない電気分解により
得た機能水と光照射によるPCB廃液の分解 TCEに代えてPCB廃液を用い、また初期濃度を5 ppm
とした以外は実施例26と同様にして、隔膜のない電気
分解で得た機能水によるクロロホルムの分解特性を評価
した。
【0119】その結果、3.5時間で0.5ppm以下にな
り、機能水を含まない水だけのサンプルでは分解が認め
られなかった。
【0120】これより、隔膜のない電気分解で得た機能
水と光照射により数時間以内でPCBを分解できること
がわかった。さらに、pH、酸化還元電位、および残留塩
素濃度が異なる機能水について光照射下でPCB廃液分
解を評価したところ、いずれも経時的なPCBの濃度低
下が観測され、隔膜のない電気分解で得た機能水と光照
射によるPCBの分解が確認された。
【0121】(実施例30)電気分解で得た機能水によ
るトリクロロエチレンの分解の促進に影響を及ぼす光の
波長 強電解水生成器(Model FW-200;アマノ(株)社製)を
用いて機能水を調製した。なお陽極及び陰極の間の隔膜
は除去されている。本実施例ではトリクロロエチレンの
分解実験に用いる機能水としてpH7.9、酸化還元電位750
mV、残留塩素濃度15 mg/lの機能水を用意した。なお機
能水は電解質濃度を1000mg/l、として強電解水
生成器を11分稼動した。
【0122】次に27 ml容のガラスバイアル瓶を複数本
用意し、機能水を10 mlづつ入れテフロンライナー付 ブ
チルゴム栓とアルミシールで密閉した。ガラスバイアル
瓶の中のTCEがすべて溶解したときのTCE濃度が10ppmと
なるようにTCEガスをガスタイトシリンジでブチルゴム
栓を通して全てのガラスバイアル瓶に添加した。これを
3〜4回緩やかに攪拌した後、280nm, 370nm, 440nm, 5
40nmそれぞれのフィルタ特性をもつフィルタ(UTF-50S-
28U,SCF-50-37L,SCF-50-44L,SCF-50-54,シグマ光機株式
会社製)でサンプルを覆いこれを直射日光のあたるとこ
ろに放置した。なお、このガラス瓶は300nm以下の光を
透過しない。
【0123】2時間後、各々のガラスバイアル瓶中の気
相部分のTCE濃度を測定した。ガラスバイアル瓶中の気
相部分のTCE濃度の測定は、ガラスバイアル瓶の気相
部分をガスタイトシリンジでサンプリングし、TCE濃度
をガスクロマトグラフィー(島津製作所(株)製、FID
検出器付きGC-14B 、カラムはJ&W製DB-624)で測定し
た。
【0124】得られた結果をもとにそれぞれの波長域で
の分解量をもとめ分解率を算出した。その結果を下に示
す。
【0125】
【表2】
【0126】以上の結果から明らかなように、照射する
光の波長が300nm〜550nm、より詳しくは350nm〜450nmで
十分な分解が得られることが解った。
【0127】(合成機能水及び光によるハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物の分解) (実施例31)塩酸、塩化ナトリウム、および次亜塩素
酸ナトリウムで調製した機能水と光照射によるトリクロ
ロエチレンの分解 純水に塩酸0.001 N〜0.1 N、塩化ナトリウム0.005 N〜
0.02 N、および次亜塩素酸ナトリウム0.0001 M〜0.01 M
となるように調製した水溶液について、pH、酸化還元電
位、および残留塩素濃度を測定したところ、pHは1.0〜
4.0、酸化還元電位は800 mV〜1500 mV、また残留塩素濃
度は5 mg/l〜150 mg/lに変化し、実施例1と同様な性状
をもつ機能水が得られた。ここで、塩酸0.006 N、塩化
ナトリウム0.014 N、および次亜塩素酸ナトリウム0.002
Mとしたとき、pH2.3、酸化還元電位1180 mV、残留塩素
濃度105 mg/lとなり、この機能水を実験に供した。実験
方法については、TCEの初期濃度を10ppmあるいは
15ppmとした以外は実施例1と同様に行なった。その
結果を図23に示す。
【0128】これより、塩酸、塩化ナトリウム、および
次亜塩素酸ナトリウムにより調製された機能水と光照射
によりTCEを完全に分解できることがわかった。また、
同様にして調製した異なるpH、酸化還元電位、および残
留塩素濃度をもつ機能水についても光照射によりTCEが
分解することを確かめた。さらに、純水を用いた対照実
験ではTCEの分解は観測されず、TCEの分解が塩酸、塩化
ナトリウム、および次亜塩素酸ナトリウムで調製した機
能水と光照射によるものであることを確認した。
【0129】(実施例32)塩酸、塩化ナトリウム、お
よび次亜塩素酸ナトリウムにより調製した機能水と光照
射によるジクロロフルオロメタンの分解 トリクロロエチレンに代えてジクロロフルオロメタンを
用い、またジクロロフルオロメタンの初期濃度を5.0 pp
mあるいは10 ppmとした以外は実施例31と同様にして
機能水の分解特性を評価した。その結果を図24に示
す。これより、塩酸、塩化ナトリウム、および次亜塩素
酸ナトリウムにより調製された機能水と光照射によりジ
クロロフルオロメタンを分解できることがわかった。ま
た、同様にして調製した異なるpH、酸化還元電位、およ
び残留塩素濃度をもつ機能水に光照射を行うことにより
ジクロロフルオロメタンを分解できることを確かめた。
さらに、純水を用いた対照実験ではジクロロフルオロメ
タンの分解は観測されず、機能水と光照射により分解が
起こることを確かめた。
【0130】(実施例33)塩酸、塩化ナトリウム、お
よび次亜塩素酸ナトリウムにより調製した機能水と光照
射による2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフルオロエタンの分
TCEに代えて2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフルオロエタンを
用い、2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフルオロエタンの初期
濃度を2.0 ppm、または5.0 ppmとした以外は実施例31
と同様にして機能水と光照射による分解特性を評価し
た。なお。その結果を図25に示す。これより、機能水
と光照射により数十時間以内で2,2-ジクロロ-1,1,1-ト
リフルオロエタンを分解できることがわかった。また、
純粋を用いた対照実験では2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフ
ルオロエタンの分解は観測されず、機能水と光照射によ
り分解が起こることを確かめた。さらに、pH、酸化還元
電位、および残留塩素濃度が異なる機能水について2,2-
ジクロロ-1,1,1-トリフルオロエタンの分解を評価した
ところ、いずれも経時的な濃度低下が観測され、機能水
と光照射による2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフルオロエタ
ンの分解が確認された。
【0131】(実施例34)塩酸、塩化ナトリウム、お
よび次亜塩素酸ナトリウムにより調製した機能水と光照
射によるビフェニルの分解 TCEに代えて初期濃度15ppmのビフェニルを用い
た以外は実施例31と同様にして塩酸、塩化ナトリウ
ム、および次亜塩素酸ナトリウムにより調製した機能水
と光照射の分解特性を評価した。純水を用いた対照実験
ではビフェニルの分解は観測されず、一方、塩酸、塩化
ナトリウム、および次亜塩素酸ナトリウムにより調製し
た機能水に光照射(ブラックライト蛍光ランプ(東芝
製、FL10BLB,10W))を行なったガラスバイアル瓶中では
ビフェニル由来のピークは消失した。この結果から塩
酸、塩化ナトリウム、および次亜塩素酸ナトリウムによ
り調製した機能水と光照射がビフェニルの分解能を有す
ることがわかった。また、同様にして調製した異なるp
H、酸化還元電位、および残留塩素濃度をもつ機能水と
光照射についてもビフェニルを分解できることを確かめ
た。
【0132】(実施例35)塩酸、塩化ナトリウム、お
よび次亜塩素酸ナトリウムにより調製した機能水と光照
射によるPCBsの分解 ビフェニルに代えて初期濃度15ppmのPCBsを用
いた以外は実施例34と同様にして機能水と光照射のP
CBs分解能力を評価した。
【0133】純粋を用いた対照実験ではPCBsの分解は観
測されず、一方、塩酸、塩化ナトリウム、および次亜塩
素酸ナトリウムにより調製した機能水に光照射(ブラッ
クライト蛍光ランプ(東芝製、FL10BLB,10W))したガラ
スバイアル瓶中ではPCBs由来のピークは消失した。この
結果から機能水と光照射によりPCBsを分解できることが
わかった。さらに、pH、酸化還元電位、および残留塩素
濃度が異なる機能水と光照射についてPCBsの分解を評価
したところ、いずれも経時的な濃度低下が観測され、機
能水と光照射によるPCBsの分解が確認された。
【0134】(実施例36)硫酸、および次亜塩素酸ナ
トリウムを用いて調製した機能水と光照射によるトリク
ロロエチレンの分解 純水に硫酸0.006 N 、および次亜塩素酸ナトリウム0.00
2 Mとなるように調製した水溶液について、pH、酸化還
元電位、および残留塩素濃度を測定したところ、pHは2.
0、酸化還元電位は1200 mV 、また残留塩素濃度は120 m
g/lとなり、実施例1と同様な性状をもつ機能水が得ら
れ、この機能水を実験に供した。実験方法についてはTC
Eの初期濃度を10 ppm、30 ppm、および45 ppmとした以
外は実施例1と同様にして行なった。その結果を図26
に示す。
【0135】これより、硫酸、および次亜塩素酸ナトリ
ウムにより調製された機能水と光照射によりTCEを完全
に分解できることがわかった。また、同様にして調製し
た異なるpH、酸化還元電位、および残留塩素濃度をもつ
機能水についても光照射によりTCEが分解することを確
かた。さらに、純水を用いた対照実験ではTCEの分解は
観測されず、硫酸、および次亜塩素酸ナトリウムを用い
て調製した機能水と光照射により分解が起こることを確
かめた。
【0136】(実施例37)硫酸、および次亜塩素酸ナ
トリウムにより調製した機能水と光照射によるジクロロ
フルオロメタンの分解 TCEに代えてジクロロフルオロメタンを用い、ジクロロ
フルオロメタンの初期濃度を5.0 ppm、または10 ppmと
した以外は実施例36と同様にして機能水と光照射によ
る分解特性を評価した。その結果を図27に示す。
【0137】これより、硫酸、および次亜塩素酸ナトリ
ウムにより調製した機能水と光照射によりジクロロフル
オロメタンを分解できることがわかった。また、同様に
して調製した異なるpH、酸化還元電位、および残留塩素
濃度をもつ機能水についても光照射によりジクロロフル
オロメタンを分解することを確かめた。さらに、純水を
用いた対照実験ではジクロロフルオロメタンの分解は観
測されず、機能水と光照射により分解が起こることを確
かめた。
【0138】(実施例38)硫酸、および次亜塩素酸ナ
トリウムにより調製された機能水と光照射によるビフェ
ニルの分解 TCEに代えて初期濃度10ppmのビフェニルを用いた
以外は実施例36と同様にして機能水と光照射の分解特
性を評価した。その結果ビフェニル由来のピークは消失
した。この結果から硫酸および次亜塩素酸ナトリウムに
より調製した機能水と光照射がビフェニルを分解できる
ことがわかった。また、同様にして調製した異なるpH、
酸化還元電位、および残留塩素濃度をもつ機能水と光照
射についてもビフェニルを分解することを確かめた。さ
らに、光照射下の純水を用いた対照実験ではビフェニル
の分解は観測されず、機能水と光照射により分解が起こ
ることを確かめた。
【0139】(実施例39)電気分解で得た機能水と光
照射を用いたハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳
香族化合物を含む排気ガスの浄化 図7に示した機能水による気体状ハロゲン化脂肪族炭化
水素化合物または芳香族化合物の分解装置を用いて排気
ガス浄化の模擬実験を行なった。機能水生成装置123
(商品名:オアシスバイオハーフ;旭硝子エンジニアリ
ング(株)社製)の陽極105側で生成される機能水を
貯留タンク153に貯蔵し、そこからポンプ155を用
いて反応カラム151の上部から流下させた。貯留タン
ク153から反応カラム151への送液量は100ml
/minとした。此処で用いた反応カラムは、長さ100
cm、直径10cmで、内部に充填剤(商品名:ビスコ
パール;レンゴー(株)社製、粒径2mm)を密度0.1
g/cm3で充填したものを用いた。また図7の127
には排気ガスのモデルとして煤塵、エチレンクロライ
ド、ベンゼン、フェノール、トリクロロエチレン及びテ
トラクロロエチレンを下記第1表に記載した濃度で含む
空気(以降「排気ガス」と称する)を調製した。反応カ
ラム151は上部に機能水及び排気ガスの導入口を有
し、また下部にはガス排出口及び排水口を有している。
この反応カラムに先に調製した排気ガスを15ml/mi
nで導入するとともに、水の電気分解によって得た機能
水(水素イオン濃度(pH値)2.1、作用電極をプラチナ電
極とし参照電極を銀−塩化銀としたときの酸化還元電位
が1000mV、かつ塩素濃度が45mg/lを100
ml/minで導入した。そして充填剤表面において機能
水と排ガスを接触させるとともに、ブラックライト蛍光
ランプ(東芝製、FL10BLB,10W)の光を充填剤に照射し
た。反応カラム151の下部まで流下した機能水は排水
口118より排水として排出した。この排水中に含まれ
る各種ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化
合物濃度を測定するために該排水のヘキサン抽出物をEC
D付ガスクロマトグラフィーで測定したところ、エチレ
ンクロライド、ベンゼン、フェノール、トリクロロエチ
レン及びテトラクロロエチレンの濃度は何れも0.03p
pm以下であった。また反応カラム内で浄化された排気
ガスは反応カラム下部の排気ガス排出口121から処理
済ガスとして排出した。処理済み排気ガス中の各成分の
濃度を下記第1表に示す。
【0140】
【表3】
【0141】これより、本基本構成は極めて優れた排ガ
スの浄化処理能力を有していることが明らかである。ま
たここでは電気分解によって生成した機能水を用いた
が、これに限らず適当な試薬を水に溶解して同様な性状
をもつ機能水によっても同様の効果を得られることを確
認した。
【0142】(実施例40)弱酸性水粉末生成剤と光に
よる分解 弱酸性水粉末生成剤として商品名キノーサン21X(ク
リーンケミカル株式会社製)を用いた。キノーサン21
Xは殺菌用に市販されており主成分はN3C3O3NaCl2であ
る。このキノーサン21Xを175mg/Lの割合で水道水に
溶解し機能水を調整した。このとき機能水のpHは4.9、
酸化還元電位は780 mV、また塩素濃度は65mg / リット
ルであった。
【0143】次に27.5 ml容のガラスバイアル瓶を用意
し、機能水を10mlづつ入れテフロンライナー付ブチ
ルゴム栓とアルミシールで密閉した。次にガラスバイア
ル瓶の中のTCEがすべて機能水に溶解したときのTCE濃度
が3 ppmとなるようにTCEガスをガスタイトシリンジでブ
チルゴム栓を通して全てのガラスバイアル瓶に添加し
た。これを3―4回緩やかに攪拌した後、直射日光のあ
たるところに正午から2時間放置した。ガラスバイアル
瓶中の気相部分のTCE濃度の測定は、ガラスバイアル
瓶の気相部分をガスタイトシリンジでサンプリングし、
TCE濃度をガスクロマトグラフィー(島津製作所(株)
製、FID検出器付きGC-14B 、カラムはJ&W製DB-624)で
測定した。その結果、TCE濃度は環境基準値以下になっ
ており分解が確かめられた。
【0144】これより弱酸性水粉末生成剤による機能水
に光を照射することによりTCEを完全に分解できること
がわかった。またキノーサン21Xの溶解の割合を変化
させ、異なるpH、酸化還元電位、および残留塩素濃度を
もつ機能水も作成し、これらについてもTCEが分解でき
ることを確かめた。更に純水を用いた対照実験ではTCE
の分解は観測されず、弱酸性水粉末生成剤による機能水
と光照射により分解が起こることを確かめた。
【0145】(実施例41)酸化剤(次亜塩素酸ナトリ
ウム)と光による分解 水道水に次亜塩素酸ナトリウムを溶解し2mMに調整し
た。このとき機能水のpHは9.1、酸化還元電位は543 m
V、また残留塩素濃度は165 mg / リットルであった。こ
の機能水を機能水a.とした。これとは別に水道水に次亜
塩素酸ナトリウムを0.13mM溶解し、さらに塩酸を0.002N
溶解した溶液を調整した。このとき、この溶液のpHは2.
6、残留塩素濃度は9 mg / リットルであった。この機能
水を機能水b.とした。
【0146】次に27.5 ml容のガラスバイアル瓶を用意
し、機能水a.,b.を10mlづつ入れテフロンライナー
付ブチルゴム栓とアルミシールで密閉した。次にガラス
バイアル瓶の中のTCEがすべて機能水に溶解したときのT
CE濃度が10 ppmとなるようにTCEガスをガスタイトシリ
ンジでブチルゴム栓を通して全てのガラスバイアル瓶に
添加した。これを3―4回緩やかに攪拌した後、直射日
光のあたるところに正午から2時間放置した。ガラスバ
イアル瓶中の気相部分のTCE濃度の測定は、ガラスバ
イアル瓶の気相部分をガスタイトシリンジでサンプリン
グし、TCE濃度をガスクロマトグラフィー(島津製作所
(株)製、FID検出器付きGC-14B 、カラムはJ&W製DB-62
4)で測定した。その結果、TCE濃度はどちらも0.1ppm以
下になっており分解が確かめられた。
【0147】(実施例42)各種機能水による分解 水道水に次亜塩素酸ナトリウムを溶解し2mMに調整し
た。このとき機能水のpHは9.1、酸化還元電位は543 m
V、また残留塩素濃度は165 mg / リットルであった。こ
れを希釈し塩素濃度は10 mg / リットルにした溶液をサ
ンプルaとした。このときpHは7.1であった。実施例1の
機能水2を希釈し残留塩素濃度は10 mg /リットルにし
た溶液をサンプルbとした。このときpHは2.9であった。
実施例6の塩酸、塩化ナトリウム、および次亜塩素酸ナ
トリウムで作成した機能水も希釈し塩素濃度は10 mg /
リットルにした。この溶液のpHは3.1でサンプルcとし
た。27.5 ml容のガラスバイアル瓶を用意し、サンプル
a,b,cの機能水を10mlづつ入れテフロンライナー付
ブチルゴム栓とアルミシールで密閉した。次にガラスバ
イアル瓶の中のTCEがすべて機能水に溶解したときのTCE
濃度が10 ppmとなるようにTCEガスをガスタイトシリン
ジでブチルゴム栓を通して全てのガラスバイアル瓶に添
加した。これを3―4回緩やかに攪拌した後、ブラック
ライト蛍光ランプ(東芝製、FL10BLB,10W)の光を2時間
照射した。ガラスバイアル瓶中の気相部分のTCE濃度
の測定は、ガラスバイアル瓶の気相部分をガスタイトシ
リンジでサンプリングし、TCE濃度をガスクロマトグラ
フィー(島津製作所(株)製、FID検出器付きGC-14B 、
カラムはJ&W製DB-624)で測定した。その結果、サンプ
ルaのTCE濃度は4.6ppmに、サンプルbのTCE濃度は0.05pp
m以下に、サンプルcのTCE濃度は3.3ppmになっていた。
【0148】(電解機能水及び光によるジクロロメタン
の分解) (実施例43)電気分解で得た機能水と光照射によるジク
ロロメタンの分解 分解対象化合物をジクロロメタンとし、また照射光量を
0.8mW/cm2〜1.2mW/cm2とした以外は実施例1と同様にし
て機能水によるジクロロメタンの分解実験を行なった。
その結果を図28に示す。
【0149】次に、ジクロロメタンの初期濃度を60 ppm
に変えた以外は上記と同様にして、機能水と光照射によ
るジクロロメタンの分解特性を評価した。その結果を図
28に示す。これよりジクロロメタンによる50 ppmを超え
る高濃度汚染についても分解浄化できることがわかっ
た。さらに、pH、酸化還元電位、および残留塩素濃度が
異なる機能水についてジクロロメタン分解を評価したと
ころ、いずれも経時的なジクロロメタンの濃度低下が観
測され、機能水と光照射によるジクロロメタン分解が確
認された。
【0150】(実施例44)光照射による、電気分解で得
た機能水によるジクロロメタン汚染水の分解の促進 実施例43と同様の装置を用いて機能水を調製した。本実
施例ではpH2.3、酸化還元電位1050 mV、残留塩素濃度50
mg/lの機能水を用意した。この機能水は電解質(塩化
ナトリウム)濃度を1000mg/l、電解時間を8分
とすることによって得られた。
【0151】次に200 ml容のガラスバイアル瓶に上記機
能水を50ml加え、このバイアル瓶に5ppmのジクロロメ
タン汚染水を100ml加え、テフロンライナー付 ブ
チルゴム栓とアルミシールで密閉した。これを3―4回
緩やかに攪拌した後、直射日光のあたるところに正午か
ら2時間放置した。照射光量は、TORAY製の紫外線
強度計(SUV300T)で測定したところ0.4mW/cm2〜1.2mW/
cm2であった。そしてガラスバイアル瓶の気相部分をガ
スタイトシリンジでサンプリングし、ジクロロメタン濃
度をガスクロマトグラフィー(島津製作所(株)製、FI
D検出器付きGC-14B 、カラムはJ&W製DB-624)で測定し
た。その結果、汚染水中のジクロロメタンは検出限界以
下になっていた。
【0152】(実施例45)光照射による、電気分解で得
た機能水によるジクロロメタンの分解の促進 強酸性機能水生成装置(商品名:オアシスバイオハー
フ;旭硝子エンジニアリング(株)社製)を用いてpH2.
3、酸化還元電位1100 mV、残留塩素濃度60 mg/lの機能
水を用意した。この機能水は、電解質(塩化ナトリウ
ム)濃度1000mg/lの水を電解することによって得
た。次に27 ml容のガラスバイアル瓶を複数本用意し、
各々のバイアル瓶に2倍及び5倍に希釈した上記の機能
水を10mlずつ加え、また機能水を含まない水だけを
10 ml加えたサンプルも調製した。次に各々のバイアル
瓶をテフロンライナー付ブチルゴム栓とアルミシールで
密閉し、次いで各ガラスバイアル瓶の中のジクロロメタ
ンがすべて溶解したときのジクロロメタン濃度が10 p
pmとなるようにジクロロメタンガスをガスタイトシリン
ジでブチルゴム栓を通して全てのガラスバイアル瓶に添
加した。これを3―4回緩やかに攪拌した後、すべての
サンプルを日光のあたるところに4時間放置した。光照
射量は0.4mW/cm2〜1.2mW/cm2であった。各々のガラスバ
イアル瓶中の気相部分のジクロロメタン濃度を測定し
た。なおガラスバイアル瓶中の気相部分のジクロロメタ
ン濃度の測定は、ガラスバイアル瓶の気相部分をガスタ
イトシリンジでサンプリングし、ジクロロメタン濃度を
ガスクロマトグラフィー(島津製作所(株)製、FID検
出器付きGC-14B 、カラムはJ&W製DB-624)で測定した。
その結果、2倍、5倍希釈したものはいずれも4時間で
検出限界値以下になった。機能水を含まない水だけのサ
ンプルではジクロロメタンの分解が認められなかった。
【0153】(実施例46)電気分解で得た機能水による
ジクロロメタンの分解の促進に影響を及ぼす光の波長 分解対象化合物をジクロロメタンとした以外は実施例4
と同様にして機能水及び光照射によるジクロロメタンの
分解における波長依存性について実験した。その結果を
以下に示す。
【0154】
【表4】
【0155】以上の結果から明らかなように、照射する
光の波長が300nm〜550nm、特には350nm〜440nmの波長の
光が効果的であることが解った。
【0156】(実施例47)気体状態のジクロロメタンの
分解装置 分解対象化合物をジクロロメタンに代えて、ジクロロメ
タンの初期濃度を気相濃度1000 ppm、流量10 ml/minと
した以外は実施例20と同様にして分解実験を行なっ
た。その結果、廃液中のジクロロメタン濃度は0.1ppm以
下であった。また排出管135から排出される排出ガス
中のジクロロメタン濃度は1 ppm以下であり、本発明に
よる装置によりジクロロメタンを高度に分解できること
がわかった。
【0157】(実施例48)ジクロロメタン汚染液の分解
装置 強酸性電解水生成装置123(商品名:強電解水生成器
(Model FW-200;アマノ(株)社製)を用いて図3に示
す分解装置を組み立てた。合成汚染液は汚染液供給槽1
37から機能水生成装置123の水槽101の陽極105
側に供給される様にパイプ139及びポンプ141を配
置した。また電解質を溶解した水は、電解質水溶液の貯
蔵タンク129から搬送ポンプ131及びパイプ133
によって水槽101 に供給される様にした。また汚染
液供給槽137内には下記に示す組成の合成汚染液を入
れた。
【0158】合成汚染液組成; ジクロロメタン・・・ 1200mg 水・・・ 1リットル
【0159】次に水槽101が該合成汚染液と電解質水
溶液で満たされたところで、pH2.1、酸化還元電位1100
mV、残留塩素濃度62 mg/lを有する機能水を生成する条
件(電解質水溶液の電解質濃度1000mg/l、電解
時間で11分)で、強酸性電解水生成装置を稼動しさらに
光照射手段166(ブラックライト蛍光ランプ(商品
名:FL10BLB;株式会社東芝製、10W)で水槽101内を
照射した。1時間後に水槽101の出口118から排出
された廃液はタンク119に貯留し、その廃液中に含ま
れるジクロロメタン濃度を測定したところ0.1 ppm以下
であり、本装置によりジクロロメタンを高度に分解でき
ることがわかった。
【0160】(実施例49)機能水によるジクロロメタン
の連続分解 分解対象化合物をジクロロメタンに代えて、ジクロロメ
タンの初期濃度を気相濃度1500 ppm、流量75 ml/min、
光照射量は0.8〜1.2mW/cm2とした以外は実施例2
2と同様にして分解実験を行なった。その結果、排出ガ
ス中のジクロロメタン濃度は0.1 ppm以下であり、この
装置によってジクロロメタンを高度に、また連続的に分
解除去できることがわかった。
【0161】(実施例50)中性機能水と光照射によるジ
クロロメタンの分解 分解対象化合物をジクロロメタンに代えて、ジクロロメ
タンの初期濃度を10 ppm、光照射量は0.4〜1.2mW/c
2、照射時間2時間とした以外は実施例24と同様に
して分解実験を行なった。その結果、機能水1を用いた
実験では7.3ppm、機能水2を用いた実験では2.3ppmの
分解が示された。
【0162】これより中性の機能水に光照射を行なうこ
とによりジクロロメタンの分解が進むことがわかった。
また、異なるpH、酸化還元電位、および残留塩素濃度を
もつ機能水についても光照射によりジクロロメタンが分
解されることを確かめた。
【0163】(実施例51)隔膜のない電気分解で得た機
能水と光照射によるジクロロメタンの分解 分解対象化合物をジクロロメタンに代えて、ジクロロメ
タンの初期濃度を5 ppm、照射は直射日光のあたるとこ
ろ(照射量は0.4〜0.8mW/cm2)で2時間放置、と
した以外は実施例26と同様にして分解実験を行なっ
た。
【0164】その結果、隔膜のない電気分解で得た機能
水の入ったサンプルでは検出限界以下であり、機能水を
含まない水だけのサンプルでは分解が認められなかっ
た。
【0165】これより、隔膜のない電気分解装置で調製
した機能水と光照射によりジクロロメタンを完全に分解
できることがわかった。また、異なるpH、酸化還元電
位、および残留塩素濃度をもつ機能水についてもジクロ
ロメタンが機能水と光照射により分解できることを確か
めた。
【0166】(実施例52)塩酸、塩化ナトリウム、およ
び次亜塩素酸ナトリウムで調製した機能水と光照射によ
るジクロロメタンの分解 実施例31と同様にして調製したpH2.3、酸化還元電位1
180 mV、残留塩素濃度75 mg/lの機能水を用い、また分
解対象物として初期濃度20ppmのジクロロメタン、
光照射時間を3時間とした以外は実施例43と同様に行な
った。その結果ジクロロメタンの濃度は検出限界以下に
なっていた。
【0167】これより、塩酸、塩化ナトリウム、および
次亜塩素酸ナトリウムにより調製された機能水と光照射
によりジクロロメタンを完全に分解できることがわかっ
た。また、同様にして調製した異なるpH、酸化還元電
位、および残留塩素濃度をもつ機能水についても光照射
によりジクロロメタンが分解することを確かめた。さら
に、純水を用いた対照実験ではジクロロメタンの分解は
観測されず、ジクロロメタンの分解が塩酸、塩化ナトリ
ウム、および次亜塩素酸ナトリウムで調製した機能水と
光照射によるものであることを確認した。
【0168】(実施例53)硫酸、および次亜塩素酸ナト
リウムを用いて調製した機能水と光照射によるジクロロ
メタンの分解 実施例36と同様にして調製したpH2.0、酸化還元電位1
200 mV 、残留塩素濃度120 mg/lの機能水を実験に供し
た。実験方法についてはジクロロメタンの初期濃度を10
ppmとした以外は実施例52と同様にして行なった。その
結果をジクロロメタンの濃度は検出限界以下になってい
た。
【0169】これより、硫酸、および次亜塩素酸ナトリ
ウムにより調製された機能水と光照射によりジクロロメ
タンを完全に分解できることがわかった。また、同様に
して調製した異なるpH、酸化還元電位、および残留塩素
濃度をもつ機能水についても光照射によりジクロロメタ
ンが分解することを確かた。さらに、純水を用いた対照
実験ではジクロロメタンの分解は観測されず、硫酸、お
よび次亜塩素酸ナトリウムを用いて調製した機能水と光
照射により分解が起こることを確かめた。
【0170】(実施例54)弱酸性水粉末生成剤と光によ
る分解 分解対象化合物をジクロロメタンに代え、初期濃度を3
ppmとした以外は実施例40と同様にして分解実験を行
なったところ、ジクロロメタン濃度は検出限界以下にな
っており分解が確かめられた。
【0171】これより弱酸性水粉末生成剤による機能水
に光を照射することによりジクロロメタンを完全に分解
できることがわかった。またキノーサン21Xの溶解の
割合を変化させ、異なるpH、酸化還元電位、および残留
塩素濃度をもつ機能水も作成し、これらについてもジク
ロロメタンが分解できることを確かめた。更に純水を用
いた対照実験ではジクロロメタンの分解は観測されず、
弱酸性水粉末生成剤による機能水と光照射により分解が
起こることを確かめた。
【0172】(実施例55)酸化剤(次亜塩素酸ナトリ
ウム)と光による分解 水道水に次亜塩素酸ナトリウムを溶解し2mMに調整し
た。このとき機能水のpHは9.1、酸化還元電位は543 m
V、また塩素濃度は165 mg / リットルであった。この機
能水を機能水a.とした。これとは別に水道水に次亜塩素
酸ナトリウムを0.13mM溶解し、さらに塩酸を0.002N溶解
した溶液を調整した。このとき、この溶液のpHは2.6、
残留塩素濃度は9 mg / リットルであった。この機能水
を機能水b.とした。
【0173】次に27.5 ml容のガラスバイアル瓶を用意
し、機能水a.,b.を10mlづつ入れテフロンライナー
付ブチルゴム栓とアルミシールで密閉した。次にガラス
バイアル瓶の中のジクロロメタンがすべて機能水に溶解
したときのジクロロメタン濃度が10 ppmとなるようにジ
クロロメタンガスをガスタイトシリンジでブチルゴム栓
を通して全てのガラスバイアル瓶に添加した。これを3
―4回緩やかに攪拌した後、直射日光のあたるところに
正午から2時間放置した。ガラスバイアル瓶中の気相部
分のジクロロメタン濃度の測定は、ガラスバイアル瓶の
気相部分をガスタイトシリンジでサンプリングし、ジク
ロロメタン濃度をガスクロマトグラフィー(島津製作所
(株)製、FID検出器付きGC-14B 、カラムはJ&W製DB-62
4)で測定した。その結果、ジクロロメタン濃度はどち
らも0.1ppm以下になっており分解が確かめられた。
【0174】(実施例56)電気分解で得た機能水と光
照射によるcis-1,2-ジクロロエチレンの分解 分解対象化合物をcis-1,2-ジクロロエチレンに代え、初
期濃度を1.0 ppm、光照射条件を照射光量:0.2mW/cm2
0.6mW/cm2(1時間)とした以外は実施例43と同様にし
て分解実験を行なった。1時間後、各々のガラスバイア
ル瓶中の測定結果から平均を求めたところcis-1,2-ジク
ロロエチレンの平均の濃度は0.01ppmであった。さらに
1.5時間、同様の光照射を行なったところ、検出限界以
下になっていた。また純水を用いた対照実験ではcis-1,
2-ジクロロエチレンの分解は観測されず、機能水に光照
射を行うことにより分解が起こることを確かめた。
【0175】次に、10 ppmのcis-1,2-ジクロロエチレン
溶液を先の27.5 ml容のガラスバイアル瓶に気相のない
よう注ぎ、複数本用意した以外は上記と同様にして、機
能水と光照射によるcis-1,2-ジクロロエチレンの分解特
性を評価した。その結果、光照射1時間後には0.67ppm以
下に減少していた。さらに、pH、酸化還元電位、および
残留塩素濃度が異なる機能水についてcis-1,2-ジクロロ
エチレン分解を評価したところ、いずれも経時的なcis-
1,2-ジクロロエチレンの濃度低下が観測された。
【0176】(実施例57)太陽光による、電気分解で得
た機能水によるcis-1,2-ジクロロエチレンの分解 実施例56と同様の装置を用いて機能水を調製した。本実
施例ではpH2.3、酸化還元電位1050 mV、残留塩素濃度50
mg/lの機能水を用意した。この機能水は電解質(塩化
ナトリウム)濃度を1000mg/l、電解時間を8分
とすることによって得られた。
【0177】次に200 ml容のガラスバイアル瓶に上記機
能水を50ml加え、このバイアル瓶に20ppmとなるようにc
is-1,2-ジクロロエチレンを加え、テフロンライナー付
ブチルゴム栓とアルミシールで密閉した。これを3―4
回緩やかに攪拌した後、直射日光のあたるところに正午
から2時間放置した。照射光量は、TORAY製の紫外
線強度計(SUV300T)で測定したところ0.4mW/cm2〜0.8m
W/cm2であった。そしてガラスバイアル瓶の気相部分を
ガスタイトシリンジでサンプリングし、cis-1,2-ジクロ
ロエチレン濃度をガスクロマトグラフィー(島津製作所
(株)製、FID検出器付きGC-14B 、カラムはJ&W製DB-62
4)で測定した。その結果、cis-1,2-ジクロロエチレン
の濃度は0.03ppm以下に減少していた。
【0178】(実施例58)光照射による、電気分解で得
た希釈機能水によるcis-1,2-ジクロロエチレンの分解 強酸性機能水生成装置(商品名:オアシスバイオハー
フ;旭硝子エンジニアリング(株)社製)を用いて機能
水を調製した。本実施例ではpH2.3、酸化還元電位1100
mV、残留塩素濃度60 mg/lの機能水を用意した。この機
能水は、電解質(塩化ナトリウム)濃度を、0.1%とする
ことによって得られた。この機能水に水道水を加え70%
機能水、50%機能水を作成した。この希釈した機能水、
もしくは機能水の効果を確かめるため水道水のみを、そ
れぞれ10 mlづつ入れ、テフロンライナー付 ブチルゴム
栓とアルミシールで密閉した。次に、ガラスバイアル瓶
の中のcis-1,2-ジクロロエチレンがすべて溶解したとき
のcis-1,2-ジクロロエチレン濃度が1.0 ppmとなるよう
にcis-1,2-ジクロロエチレンガスをガスタイトシリンジ
でブチルゴム栓を通して全てのガラスバイアル瓶に添加
した。これを3−4回緩やかに攪拌した後、すべてのサ
ンプルを日光のあたるところに4時間放置した。光照射
量は0.4mW/cm2〜1.2mW/cm2であった。各々のガラスバイ
アル瓶中の気相部分のcis-1,2-ジクロロエチレン濃度を
測定した。なおガラスバイアル瓶中の気相部分のcis-1,
2-ジクロロエチレン濃度の測定は、ガラスバイアル瓶の
気相部分をガスタイトシリンジでサンプリングし、cis-
1,2-ジクロロエチレン濃度をガスクロマトグラフィー
(島津製作所(株)製、FID検出器付きGC-14B 、カラム
はJ&W製DB-624)で測定した。その結果、希釈した50%機
能水、70%機能水いずれも検出限界値以下になった。機
能水を含まない水道水だけのサンプルでは分解が認めら
れなかった。
【0179】(実施例59)電気分解で得た機能水による
cis-1,2-ジクロロエチレンの分解の促進に影響を及ぼす
光の波長 分解対象化合物をcis-1,2-ジクロロエチレンに代え、初
期濃度を10 ppm、光照射時間を0.5時間とした以外は実
施例46と同様にして実験を行なった。得られた結果を
もとにそれぞれの波長域での分解量を求め、分解率を算
出した。その結果を以下に示す。
【0180】
【表5】
【0181】以上の結果から明らかなように、照射する
光の波長が300nm〜550nm、特には350nm〜440nmの波長の
光が効果的であることが解った。
【0182】(実施例60)気体状態のcis-1,2-ジクロロ
エチレンの分解装置 分解対象化合物をcis-1,2-ジクロロエチレンに代え、気
相濃度を1000ppm、流速10ml/minとした以外は実施例47
と同様にして分解実験を行なった。
【0183】その結果、廃液中のcis-1,2-ジクロロエチ
レン濃度は検出限界以下であり、また排出管135から
排出されるガス中のcis-1,2-ジクロロエチレン濃度は20
ppm以下であった。本発明による装置によりcis-1,2-ジ
クロロエチレンを高度に分解できることがわかった。
【0184】(実施例61)中性機能水と光照射によるci
s-1,2-ジクロロエチレンの分解 分解対象化合物をcis-1,2-ジクロロエチレンに代え、初
期濃度を1.0 ppmとした以外は実施例50と同様にして
分解実験を行なった。その結果、機能水1を用いた実験
では0.28 ppm、機能水2を用いた実験では0.16 ppmの分
解が示された。
【0185】これより中性の機能水に光照射を行なうこ
とによりcis-1,2-ジクロロエチレンの分解が進むことが
わかった。また、異なるpH、酸化還元電位、および残留
塩素濃度をもつ機能水についても光照射によりcis-1,2-
ジクロロエチレンが分解されることを確かめた。
【0186】(実施例62)隔膜のない電気分解で得た機
能水と光照射によるcis-1,2-ジクロロエチレンの分解 分解対象化合物をcis-1,2-ジクロロエチレンに代え、初
期濃度を10 ppmとした以外は実施例51と同様にして分
解実験を行なった。その結果、隔膜のない電気分解で得
た機能水の入ったサンプルのcis-1,2-ジクロロエチレン
濃度は3.7 ppm以下になった。機能水を含まない水だけ
のサンプルでは分解が認められなかった。
【0187】これより、隔膜のない電気分解装置で調製
した機能水と光照射によりcis-1,2-ジクロロエチレンを
完全に分解できることがわかった。また、異なるpH、酸
化還元電位、および残留塩素濃度をもつ機能水について
もcis-1,2-ジクロロエチレンが機能水と光照射により分
解できることを確かめた。
【0188】(実施例63)塩酸、塩化ナトリウム、およ
び次亜塩素酸ナトリウムで調製した機能水と光照射によ
るcis-1,2-ジクロロエチレンの分解 分解対象化合物をcis-1,2-ジクロロエチレンに代え、初
期濃度を20 ppm、照射時間を2時間とした以外は実施例
52と同様にして分解実験を行なった。その結果cis-1,
2-ジクロロエチレンの濃度は0.05ppm以下になってい
た。
【0189】これより、塩酸、塩化ナトリウム、および
次亜塩素酸ナトリウムにより調製された機能水と光照射
によりcis-1,2-ジクロロエチレンを完全に分解できるこ
とがわかった。また、同様にして調製した異なるpH、酸
化還元電位、および残留塩素濃度をもつ機能水について
も光照射によりcis-1,2-ジクロロエチレンが分解するこ
とを確かめた。さらに、純水を用いた対照実験ではcis-
1,2-ジクロロエチレンの分解は観測されず、cis-1,2-ジ
クロロエチレンの分解が塩酸、塩化ナトリウム、および
次亜塩素酸ナトリウムで調製した機能水と光照射による
ものであることを確認した。
【0190】(実施例64)硫酸、および次亜塩素酸ナト
リウムを用いて調製した機能水と光照射によるcis-1,2-
ジクロロエチレンの分解 純水に硫酸0.006 N 、および次亜塩素酸ナトリウム0.00
2 Mとなるように調製した水溶液について、pH、酸化還
元電位、および残留塩素濃度を測定したところ、pHは2.
0、酸化還元電位は1200 mV 、また残留塩素濃度は120 m
g/lとなり、この機能水を実験に供した。実験方法につ
いてはcis-1,2-ジクロロエチレンの初期濃度を5 ppmと
した以外は実施例63と同様にして行なった。その結果を
cis-1,2-ジクロロエチレンの濃度は検出限界以下になっ
ていた。
【0191】これより、硫酸、および次亜塩素酸ナトリ
ウムにより調製された機能水と光照射によりcis-1,2-ジ
クロロエチレンを完全に分解できることがわかった。ま
た、同様にして調製した異なるpH、酸化還元電位、およ
び残留塩素濃度をもつ機能水についても光照射によりci
s-1,2-ジクロロエチレンが分解することを確かた。さら
に、純水を用いた対照実験ではcis-1,2-ジクロロエチレ
ンの分解は観測されず、硫酸、および次亜塩素酸ナトリ
ウムを用いて調製した機能水と光照射により分解が起こ
ることを確かめた。
【0192】(実施例65)弱酸性水粉末生成剤と光によ
る分解 分解対象化合物をcis-1,2-ジクロロエチレンに代え、初
期濃度を1.0 ppm、光照射を直射日光のあたるところに
午前10時から4時間放置、とした以外は実施例40と
同様にして分解実験を行なった。その結果、cis-1,2-ジ
クロロエチレン濃度は検出限界以下になっており分解が
確かめられた。
【0193】これより弱酸性水粉末生成剤による機能水
に光を照射することによりcis-1,2-ジクロロエチレンを
完全に分解できることがわかった。またキノーサン21
Xの溶解の割合を変化させ、異なるpH、酸化還元電位、
および残留塩素濃度をもつ機能水も作成し、これらにつ
いてもcis-1,2-ジクロロエチレンが分解できることを確
かめた。更に純水を用いた対照実験ではcis-1,2-ジクロ
ロエチレンの分解は観測されず、弱酸性水粉末生成剤に
よる機能水と光照射により分解が起こることを確かめ
た。
【0194】(実施例66)光照射による、電気分解で得
た機能水によるtrans-1,2-ジクロロエチレンの分解 分解対象化合物をtrans-1,2-ジクロロエチレンに代え、
初期濃度を15 ppmとした以外は実施例56と同様にして
分解実験を行なった。その結果trans-1,2-ジクロロエチ
レンの濃度は0.03ppm以下になっていた。
【0195】これにより、機能水と光照射によりtrans-
1,2-ジクロロエチレンを分解できることがわかった。ま
た、異なるpH、酸化還元電位、および残留塩素濃度をも
つ機能水についても光照射によりtrans-1,2-ジクロロエ
チレンが分解できることを確かめた。さらに、純水を用
いた対照実験では光照射をおこなってもtrans-1,2-ジク
ロロエチレンの分解は観測されず、機能水と光照射によ
り分解が起こることを確かめた。
【0196】さらに、実施例62のごとき、隔膜のない
電気分解で得た機能水、及び実施例63のごとき塩酸、
塩化ナトリウム、および次亜塩素酸ナトリウムで調製し
た機能水においても分解が起こることを確かめた。
【0197】(実施例67)光照射による、電気分解で得
た機能水による1,1-ジクロロエチレンの分解 分解対象化合物を1,1-ジクロロエチレンに代え、初期濃
度を65 ppmとした以外は実施例66と同様にして分解実
験を行なった。その結果、1,1-ジクロロエチレンの濃度
は0.03ppm以下になっていた。
【0198】これにより、機能水と光照射により1,1-ジ
クロロエチレンを分解できることがわかった。また、異
なるpH、酸化還元電位、および残留塩素濃度をもつ機能
水についても光照射により1,1-ジクロロエチレンが分解
できることを確かめた。さらに、純水を用いた対照実験
では光照射をおこなっても1,1-ジクロロエチレンの分解
は観測されず、機能水と光照射により分解が起こること
を確かめた。
【0199】さらに、実施例62のごとき、隔膜のない
電気分解で得た機能水、及び実施例63のごとき塩酸、
塩化ナトリウム、および次亜塩素酸ナトリウムで調製し
た機能水においても分解が起こることを確かめた。
【0200】(実施例68)電気分解で得た機能水と光照
射によるクロロベンゼンの分解 分解対象化合物をクロロベンゼンに代え、初期濃度を0.
6 ppm照射光量は0.2mW/cm2〜0.6mW/cm2、照射時間2時間
とした以外は実施例56と同様にして分解実験を行なっ
た。その結果、各々のガラスバイアル瓶中の測定結果か
ら平均を求めたところクロロベンゼンの平均の濃度は0.
03ppmであった。さらに1.5時間、同様の光照射を行なっ
たところ、検出限界以下になっていた。また純水を用い
た対照実験ではクロロベンゼンの分解は観測されず、機
能水に光照射を行うことにより分解が起こることを確か
めた。
【0201】次に、クロロベンゼンの初期濃度を6 ppm
に変えた以外は上記と同様にして、機能水と光照射によ
るクロロベンゼンの分解特性を評価した。その結果2時
間後には0.58ppmに減少していた。さらに、pH、酸化還
元電位、および残留塩素濃度が異なる機能水についてク
ロロベンゼン分解を評価したところ、いずれも経時的な
クロロベンゼンの濃度低下が観測された。
【0202】(実施例69)太陽光による、電気分解で得
た機能水によるクロロベンゼンの分解 実施例68と同様の装置を用いて機能水を調製した。本実
施例ではpH2.3、酸化還元電位1050 mV、残留塩素濃度50
mg/lの機能水を用意した。この機能水は電解質(塩化
ナトリウム)濃度を1000mg/l、電解時間を8分
とすることによって得られた。
【0203】次に200 ml容のガラスバイアル瓶に上記機
能水を50ml加え、このバイアル瓶に50ppmとなるように
クロロベンゼンを加え、テフロンライナー付 ブチルゴ
ム栓とアルミシールで密閉した。これを3―4回緩やか
に攪拌した後、直射日光のあたるところに正午から2時
間放置した。照射光量は、TORAY製の紫外線強度計
(SUV300T)で測定したところ0.4mW/cm2〜0.8mW/cm2
あった。そしてガラスバイアル瓶の気相部分をガスタイ
トシリンジでサンプリングし、クロロベンゼン濃度をガ
スクロマトグラフィー(島津製作所(株)製、FID検出
器付きGC-14B 、カラムはJ&W製DB-624)で測定した。そ
の結果、クロロベンゼンの濃度は26.5ppmに減少してい
た。
【0204】(実施例70)光照射による、電気分解で得
た希釈機能水によるクロロベンゼンの分解 強酸性機能水生成装置(商品名:オアシスバイオハー
フ;旭硝子エンジニアリング(株)社製)を用いて機能
水を調製した。本実施例ではpH2.3、酸化還元電位1100
mV、残留塩素濃度60 mg/lの機能水を用意した。この機
能水は、電解質(塩化ナトリウム)濃度を、0.1%とする
ことによって得られた。この機能水に水道水を加え70%
機能水、50%機能水を作成した。この希釈した機能水、
もしくは機能水の効果を確かめるため水道水のみを、そ
れぞれ10 mlづつ入れ、テフロンライナー付 ブチルゴム
栓とアルミシールで密閉した。次に、ガラスバイアル瓶
の中のクロロベンゼンがすべて溶解したときのクロロベ
ンゼン濃度が0.5 ppmとなるようにクロロベンゼンガス
をガスタイトシリンジでブチルゴム栓を通して全てのガ
ラスバイアル瓶に添加した。これを3―4回緩やかに攪
拌した後、すべてのサンプルを日光のあたるところに4
時間放置した。光照射量は0.4mW/cm2〜1.2mW/cm2であっ
た。各々のガラスバイアル瓶中の気相部分のクロロベン
ゼン濃度を測定した。なおガラスバイアル瓶中の気相部
分のクロロベンゼン濃度の測定は、ガラスバイアル瓶の
気相部分をガスタイトシリンジでサンプリングし、クロ
ロベンゼン濃度をガスクロマトグラフィー(島津製作所
(株)製、FID検出器付きGC-14B、カラムはJ&W製DB-62
4)で測定した。
【0205】その結果、希釈した50%機能水、70%機能水
いずれも4時間で検出限界値以下になった。機能水を含
まない水道水だけのサンプルでは分解が認められなかっ
た。
【0206】(実施例71)電気分解で得た機能水による
クロロベンゼンの分解の促進に影響を及ぼす光の波長 分解対象化合物をクロロベンゼンに代え、初期濃度を1.
0 ppm、照射時間2時間とした以外は実施例46と同様に
して実験を行なった。得られた結果をもとにそれぞれの
波長域での分解量を求め、分解率を算出した。その結果
を以下に示す。
【0207】
【表6】
【0208】以上の結果から明らかなように、照射する
光の波長が300nm〜550nm、特には350nm〜440nmの波長の
光が効果的であることが解った。
【0209】(実施例72)気体状態のクロロベンゼンの
分解装置 分解対象化合物をクロロベンゼンに代え、初期濃度を10
0 ppm、流量10ml/min以外は実施例47と同様にして分
解実験を行なった。その結果、廃液中のクロロベンゼン
濃度は検出限界以下であった。また排出管135から排
出されるガス中のクロロベンゼン濃度は5 ppm以下であ
り、本発明による装置によりクロロベンゼンを高度に分
解できることがわかった。
【0210】(実施例73)中性機能水と光照射によるク
ロロベンゼンの分解 分解対象化合物をクロロベンゼンに代え、初期濃度を10
ppm以外は実施例50と同様にして分解実験を行なっ
た。その結果、機能水1を用いた実験では0.78 ppm、機
能水2を用いた実験では0.21 ppmの分解が示された。
【0211】これより中性の機能水に光照射を行なうこ
とによりクロロベンゼンの分解が進むことがわかった。
また、異なるpH、酸化還元電位、および残留塩素濃度を
もつ機能水についても光照射によりクロロベンゼンが分
解されることを確かめた。
【0212】(実施例74)隔膜のない電気分解で得た機
能水と光照射によるクロロベンゼンの分解 分解対象化合物をクロロベンゼンに代え、初期濃度を5
ppm、流量10ml/minとした以外は実施例51と同様にし
て分解実験を行なった。その結果、隔膜のない電気分解
で得た機能水の入ったサンプルのクロロベンゼン濃度は
1.8 ppm以下になった。機能水を含まない水だけのサン
プルでは分解が認められなかった。
【0213】これより、隔膜のない電気分解装置で調製
した機能水と光照射によりクロロベンゼンを完全に分解
できることがわかった。また、異なるpH、酸化還元電
位、および残留塩素濃度をもつ機能水についてもクロロ
ベンゼンが機能水と光照射により分解できることを確か
めた。
【0214】(実施例75)塩酸、塩化ナトリウム、およ
び次亜塩素酸ナトリウムで調製した機能水と光照射によ
るクロロベンゼンの分解 分解対象化合物をクロロベンゼンに代え、初期濃度を5
ppmとした以外は実施例52と同様にして分解実験を行
なった。その結果クロロベンゼンの濃度は0.5ppm以下に
なっていた。
【0215】これより、塩酸、塩化ナトリウム、および
次亜塩素酸ナトリウムにより調製された機能水と光照射
によりクロロベンゼンを完全に分解できることがわかっ
た。また、同様にして調製した異なるpH、酸化還元電
位、および残留塩素濃度をもつ機能水についても光照射
によりクロロベンゼンが分解することを確かめた。さら
に、純水を用いた対照実験ではクロロベンゼンの分解は
観測されず、クロロベンゼンの分解が塩酸、塩化ナトリ
ウム、および次亜塩素酸ナトリウムで調製した機能水と
光照射によるものであることを確認した。
【0216】(実施例76)硫酸、および次亜塩素酸ナト
リウムを用いて調製した機能水と光照射によるクロロベ
ンゼンの分解 純水に硫酸0.006 N 、および次亜塩素酸ナトリウム0.00
2 Mとなるように調製した水溶液について、pH、酸化還
元電位、および残留塩素濃度を測定したところ、pHは2.
0、酸化還元電位は1200 mV 、また残留塩素濃度は120 m
g/lとなり、この機能水を実験に供した。実験方法につ
いてはクロロベンゼンの初期濃度を1.0ppmとした以外は
実施例75と同様にして行なった。その結果をクロロベ
ンゼンの濃度は検出限界以下になっていた。
【0217】これより、硫酸、および次亜塩素酸ナトリ
ウムにより調製された機能水と光照射によりクロロベン
ゼンを完全に分解できることがわかった。また、同様に
して調製した異なるpH、酸化還元電位、および残留塩素
濃度をもつ機能水についても光照射によりクロロベンゼ
ンが分解することを確かめた。さらに、純水を用いた対
照実験ではクロロベンゼンの分解は観測されず、硫酸、
および次亜塩素酸ナトリウムを用いて調製した機能水と
光照射により分解が起こることを確かめた。
【0218】(実施例77)弱酸性水粉末生成剤と光によ
る分解 分解対象化合物をクロロベンゼンに代え、初期濃度を0.
5 ppmとした以外は実施例65と同様にして分解実験を
行なった。その結果、クロロベンゼン濃度は検出限界以
下になっており分解が確かめられた。
【0219】これより弱酸性水粉末生成剤による機能水
に光を照射することによりクロロベンゼンを完全に分解
できることがわかった。またキノーサン21Xの溶解の
割合を変化させ、異なるpH、酸化還元電位、および残留
塩素濃度をもつ機能水も作成し、これらについてもクロ
ロベンゼンが分解できることを確かめた。更に純水を用
いた対照実験ではクロロベンゼンの分解は観測されず、
弱酸性水粉末生成剤による機能水と光照射により分解が
起こることを確かめた。
【0220】(実施例78)光照射による、電気分解で得
た機能水による1,4-ジクロロベンゼンの分解 強酸性機能水生成装置(商品名:オアシスバイオハー
フ;旭硝子エンジニアリング(株)社製)を用いて機能
水を調製した。本実施例ではpH2.3、酸化還元電位1100
mV、残留塩素濃度60 mg/lの機能水を用意した。この機
能水は、電解質(塩化ナトリウム)濃度を、0.1%とする
ことによって得られた。次に27 ml容のガラスバイアル
瓶に該機能水を10ml加えた。更に該ガラスバイアル瓶に
1,4-ジクロロベンゼンを15ppmとなるように加えた。こ
れには、溶解性を増すため0.3%となるようエチルアルコ
ールが予め加えられている。その後ブラックライト蛍光
ランプ(商品名:FL10BLB;株式会社東芝製、10W)の光
を2時間照射した。照射光量は0.2mW/cm2〜0.6mW/cm2
あった。ガラスバイアル瓶中の残留1,4-ジクロロベンゼ
ン濃度は、分光光度計(商品名:UV3100S;島津
製作所(株)社製)を用いてベンゼン環の存在を示す2
30〜270nmの帯域の吸収ピークの消失で測定し
た。その結果、光照射後ピークは減少し2時間後は、光
照射直前の40%に減少していた。
【0221】これにより、機能水と光照射により1,4-ジ
クロロベンゼンを分解できることがわかった。また、異
なるpH、酸化還元電位、および残留塩素濃度をもつ機能
水についても光照射により1,4-ジクロロベンゼンが分解
できることを確かめた。さらに、純水を用いた対照実験
では光照射をおこなっても1,4-ジクロロベンゼンの分解
は観測されず、機能水と光照射により分解が起こること
を確かめた。
【0222】さらに、実施例74の様な、隔膜のない電気
分解で得た機能水、及び実施例75の様な塩酸、塩化ナト
リウム、および次亜塩素酸ナトリウムで調製した機能水
においても分解が起こることを確かめた。
【0223】(実施例79)光照射による、電気分解で得
た機能水によるヘキサクロロベンゼンの分解 強酸性機能水生成装置(商品名:オアシスバイオハー
フ;旭硝子エンジニアリング(株)社製)を用いて機能
水を調製した。本実施例ではpH2.3、酸化還元電位1100
mV、残留塩素濃度60 mg/lの機能水を用意した。この機
能水は、電解質(塩化ナトリウム)濃度を、0.1%とする
ことによって得られた。次に27 ml容のガラスバイアル
瓶に80ppmとなるようヘキサクロロベンゼン水溶液を5ml
加えた。この溶液にはヘキサクロロベンゼンの溶解性を
増すためエチルアルコールを0.3%となるようくわえた。
さらに、先の機能水を5ml加え10mlとなるようにした。
その後ブラックライト蛍光ランプ(商品名:FL10BLB;
株式会社東芝製、10W)の光を2時間照射した。照射光量
は0.2mW/cm2〜0.6mW/cm2であった。ガラスバイアル瓶中
の残留ヘキサクロロベンゼン濃度は、分光光度計(商品
名:UV3100S;島津製作所(株)社製)を用いて
ベンゼン環の存在を示す230〜270nmの帯域の吸
収ピークの消失で測定した。図29にその結果をしめす。
図29中、が光照射を行なわなかったサンプル、が光
照射を行なったサンプル、が50%機能水溶液のみであ
る。、からバックグランドにあたるを差し引いた
した結果が、の光照射を行なわなかったサンプル、
の光照射を行なったサンプルである。
【0224】これにより、機能水と光照射によりヘキサ
クロロベンゼンを分解できることがわかった。また、異
なるpH、酸化還元電位、および残留塩素濃度をもつ機能
水についても光照射によりヘキサクロロベンゼンが分解
できることを確かめた。さらに、純水を用いた対照実験
では光照射をおこなってもヘキサクロロベンゼンの分解
は観測されず、機能水と光照射により分解が起こること
を確かめた。さらに、実施例74のごとき、隔膜のない電
気分解で得た機能水、及び実施例75のごとき塩酸、塩化
ナトリウム、および次亜塩素酸ナトリウムで調製した機
能水においても分解が起こることを確かめた。
【0225】(実施例80)実施例1で用いた「機能水
2」を用い以下の実験を行なった。27 ml容のガラスバ
イアル瓶を複数本用意し、TCE濃度が25ppmとなるよう機
能水溶液を加え、27mlとした。実施例1と同様に3時間
光照射を行なった後、機能水中のTCEをn-hexaneで抽出
し、ECDガスクロマトグラフィーにてTCE量を測定
したところTCE濃度は0.2〜0.8ppmであった。
【0226】(実施例81)実施例7で用いた機能水を
用い以下の実験を行なった。27 ml容のガラスバイアル
瓶を複数本用意し、PCE濃度が5.0ppmとなるよう機能水
溶液を加え、27mlとした。実施例7と同様に1時間光照射
を行なった後、実施例80と同様にECDでPCE濃度を
測定したところ0.2〜0.4ppmであった。
【0227】(実施例82)実施例43で用いた機能水を
用い以下の実験を行なった。27 ml容のガラスバイアル
瓶を複数本用意し、ジクロロメタン濃度が30ppmとなる
よう機能水溶液を加え、27mlとした。実施例43と同様に
光照射を行なった後、実施例80と同様にECDでジク
ロロメタン濃度を測定したところ1.8〜2.6 ppmであっ
た。
【0228】(実施例83)実施例56で用いた機能水2
を用い以下の実験を行なった。27 ml容のガラスバイア
ル瓶を複数本用意し、cis-1,2-ジクロロエチレン濃度が
1.0ppmとなるよう機能水溶液を加え、27mlとした。実施
例56と同様に光照射を行なった後、実施例80と同様に
ECDでcis-1,2-ジクロロエチレン濃度を測定したとこ
ろ0.1〜0.2ppmであった。
【0229】(実施例84)実施例68で用いた機能水を
用い以下の実験を行なった。27 ml容のガラスバイアル
瓶を複数本用意し、クロロベンゼン濃度が6 ppmとなる
よう機能水溶液を加え、27mlとした。実施例68と同様に
光照射を2時間行なった後、実施例80と同様にECD
でクロロベンゼン濃度を測定したところ1.2 〜1.4ppmで
あった。
【0230】(実施例85)実施例1で用いた「機能水
2」を用い以下の実験を行なった。27 ml容のガラスバ
イアル瓶を複数本用意し、1,1,1-トリクロロエタン濃度
が5.0ppmとなるよう機能水溶液を加え、27mlとした。実
施例1と同様に光照射を1時間行なった後、実施例80
と同様にECDで1,1,1-トリクロロエタン濃度を測定し
たところ0.2〜0.3 ppmであった。
【0231】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、常
温常圧下で経済的かつ安全で安定したハロゲン化脂肪族
炭化水素化合物または芳香族化合物の分解を行なうこと
ができる。
【0232】また種々のハロゲン化脂肪族炭化水素化合
物または芳香族化合物を含む排気ガスの浄化も極めて簡
単に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様にかかるハロゲン化脂肪族
炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置の概略図
である。
【図2】本発明の他の実施態様にかかるハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置の概略
図である。
【図3】本発明の他の実施態様に係るハロゲン化脂肪族
炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置の概略図
である。
【図4】本発明の他の実施態様にかかるハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置の概略
図である。
【図5】本発明の他の実施態様にかかるハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置の概略
図である。
【図6】本発明の他の実施態様にかかる気体状ハロゲン
化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置
の概略図である。
【図7】本発明の他の実施態様にかかる気体状ハロゲン
化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置
の概略図である。
【図8】本発明の一実施態様にかかる排気ガスの浄化装
置の概略図である。
【図9】本発明の他の実施態様に係るハロゲン化脂肪族
炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装置の概略図
である。
【図10】実施例1におけるTCE濃度の経時変化を示
すグラフである。
【図11】実施例1における初期濃度が各々異なるサン
プルの残存TCE濃度の経時変化を示すグラフである。
【図12】実施例6におけるTCEの再添加実験の経時
変化を示すグラフである。
【図13】実施例7における残存PCE濃度の経時変化
を示すグラフである。
【図14】実施例8における残存クロロホルム濃度の経
時変化を示すグラフである。
【図15】実施例9における残存TCE濃度及び残存P
CE濃度の経時変化を示すグラフである。
【図16】実施例10における残存TCE濃度及び残存ク
ロロホルム濃度の経時変化を示すグラフである。
【図17】実施例11における残存ジクロロフルオロメ
タン濃度の経時変化を示すグラフである。
【図18】実施例12における残存クロロジフルオロメ
タン濃度の経時変化を示すグラフである。
【図19】実施例13における残存ジクロロトリフルオ
ロメタン濃度の経時変化を示すグラフである。
【図20】実施例14における残存テトラフルオロメタ
ン濃度の経時変化を示すグラフである。
【図21】実施例24における残存TCE濃度の経時変
化を示すグラフである。
【図22】実施例25における残存PCE濃度の経時変
化を示すグラフである。
【図23】実施例31における残存TCE濃度の経時変
化を示すグラフである。
【図24】実施例32における残存ジクロロフルオロメタ
ン濃度の経時変化を示すグラフである。
【図25】実施例33における残存ジクロロトリフルオロ
メタン濃度の経時変化を示すグラフである。
【図26】実施例36における残存TCE濃度の経時変
化を示すグラフである。
【図27】実施例37における残存ジクロロフルオロメ
タン濃度の経時変化を示すグラフである。
【図28】実施例43における残存ジクロロメタン濃度
を示すグラフである。
【図29】実施例79における残存ヘキサクロロベンゼ
ン濃度を示すグラフである。
【符号の説明】
101 水槽 103 陰電極 105 陽電極 107 隔膜 109 電源 111、115、133、139、159 パイプ 113、117、131、141、145、155 ポ
ンプ 118 排水口 119 廃液タンク 121 排気口 123 機能水生成装置 125 導入管 127 ガス供給装置 128 ブロワー 129 電解質水溶液貯蔵タンク 137 ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族
化合物含有液体貯蔵タンク 143 分解処理槽 149 攪拌装置 151 反応カラム 153 貯留タンク 157 充填剤 161 ゴミ焼却炉 163 煤塵除去装置 165 反応槽 166 光照射装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/46 C02F 1/72 101 1/72 101 1/76 Z 1/76 C07B 37/06 C07B 37/06 61/00 D 61/00 63/02 Z 63/02 C07C 19/01 C07C 19/01 19/08 19/08 25/02 25/02 25/18 25/18 B01D 53/34 134E (72)発明者 山田 康嗣 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 須川 悦子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 栗山 朗 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 今村 剛士 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 桜永 昌徳 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内

Claims (48)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び芳
    香族化合物の少なくとも一方を含む媒体と電解質を含む
    水の電気分解によって生成する機能水とを光照射下にて
    接触させる工程を有することを特徴とするハロゲン化脂
    肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解方法。
  2. 【請求項2】 該機能水が電解質を含む水の電気分解に
    より、陽極近傍に生成する酸性水である請求項1記載の
    分解方法。
  3. 【請求項3】 該機能水が電解質を含む水の電気分解に
    より、陽極近傍に生成する酸性水と陰極近傍に生成する
    アルカリ性水との混合水である請求項1記載の分解方
    法。
  4. 【請求項4】 該混合水が該酸性水と該アルカリ性水と
    を1:1以下の割合で混合したものである請求項3記載
    の分解方法。
  5. 【請求項5】 該電解質が塩化ナトリウム及び塩化カリ
    ウムの少なくとも一方である請求項1記載の分解方法。
  6. 【請求項6】 ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び芳
    香族化合物の少なくとも一方を含む媒体と次亜塩素酸を
    含む機能水とを光照射下で接触させる工程を有すること
    を特徴とするハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳
    香族化合物の分解方法。
  7. 【請求項7】 該機能水が次亜塩素酸塩水溶液である請
    求項6記載の分解方法。
  8. 【請求項8】 該次亜塩素酸塩が次亜塩素塩酸ナトリウ
    ム及び次亜塩素塩酸カリウムの少なくとも一方である請
    求項7記載の分解方法。
  9. 【請求項9】 該機能水の塩素濃度が2〜2000mg
    /lである請求項6記載の分解方法。
  10. 【請求項10】 該水溶液が更に無機酸または有機酸を
    含む請求項6記載の分解方法。
  11. 【請求項11】 該無機酸または有機酸が塩酸、フッ
    酸、シュウ酸、硫酸、リン酸、ホウ酸、酢酸、ぎ酸、り
    んご酸及びクエン酸から選ばれる少なくとも一つである
    請求項10記載の分解方法。
  12. 【請求項12】 該機能水が水素イオン濃度(pH値)1
    以上4以下、酸化還元電位(作用電極:プラチナ電極、
    参照電極:銀−塩化銀電極)800〜1500mV、及び塩素濃
    度が5〜150mg/lなる特性を有する請求項1又は6記載の
    分解方法。
  13. 【請求項13】 該機能水が水素イオン濃度(pH値)
    4より大きく10以下、酸化還元電位(作用電極:プラ
    チナ電極、参照電極:銀−塩化銀電極)300〜110
    0mV、及び塩素濃度2〜100mg/lなる特性を有
    する請求項1または6記載の分解方法。
  14. 【請求項14】 該光が、波長300〜500nmの波
    長域の光を含む光である請求項1または6記載の分解方
    法。
  15. 【請求項15】 該光が、波長350〜450nmの波長域の
    光である請求項14記載の分解方法。
  16. 【請求項16】 該光の照射強度が10μW/cm2〜1
    0mW/cm2である請求項1または6記載の分解方
    法。
  17. 【請求項17】 該光の照射量が50μW/cm2〜5m
    W/cm2である請求項16記載の分解方法。
  18. 【請求項18】 前記水の電気分解によって生成する機
    能水とハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化
    合物若しくはこれらの少なくとも一方を含む媒体とを光
    照射下にて接触させる工程が、一対の電極を備え、該電
    極間に電位をかけるための電源を備えた容器であって内
    部に電解質を含む水を含む容器を用意する工程;該電極
    の少なくとも陽極の近傍にハロゲン化脂肪族炭化水素化
    合物または芳香族化合物を存在させる工程;該電極間に
    電位をかけて水を電気分解し、機能水を生成させる工
    程;及び該機能水に光照射する工程を有する請求項1記
    載の分解方法。
  19. 【請求項19】 該容器が、電気分解によって該陽極近
    傍に生成する機能水と陰極近傍に生成する機能水とが混
    合するのを防ぐための隔膜を該電極間に有する請求項1
    8記載の分解方法。
  20. 【請求項20】 該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物ま
    たは芳香族化合物若しくはこれらの少なくとも一方を含
    む媒体が気体状であって、該ハロゲン化脂肪族炭化水素
    化合物または芳香族化合物若しくはこれらの少なくとも
    一方を含む媒体を該陽極近傍でバブリングせしめて該陽
    極近傍に該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香
    族化合物、若しくはこれらの少なくとも一方を含む媒体
    を存在させる請求項19記載の分解方法。
  21. 【請求項21】 該バブリングを、該陽極近傍に機能水
    が生成した後に行なう請求項20記載の分解方法。
  22. 【請求項22】 該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物ま
    たは芳香族化合物若しくはこれらの少なくとも一方を含
    む媒体が液状であって、該ハロゲン化脂肪族炭化水素化
    合物または芳香族化合物若しくはこれらの少なくとも一
    方を含む媒体を該陽極近傍に供給して該ハロゲン化脂肪
    族炭化水素化合物または芳香族化合物を該陽極近傍に存
    在せしめる請求項19記載の分解方法。
  23. 【請求項23】 該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物ま
    たは芳香族化合物の供給を、該陽極近傍に該機能水が生
    成した後に行なう請求項22記載の分解方法。
  24. 【請求項24】 電解質を含む水の電気分解によって陽
    極近傍に生成する機能水を容器に供給する工程、及び該
    容器にハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化
    合物若しくはこれらの少なくとも一方を含む媒体を供給
    する工程、及び該容器に対して光を照射する工程を有す
    る請求項1記載の分解方法。
  25. 【請求項25】 該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物が
    塩素及びフッ素の少なくとも一方の元素で置換されてい
    る脂肪族炭化水素化合物である請求項1または6記載の
    分解方法。
  26. 【請求項26】 該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
    が、トリクロロメタン、ジクロロメタン、トリクロロフ
    ルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、クロロトリ
    フルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、クロロジフ
    ルオロメタン、トリフルオロメタン、1,1,1-トリクロロ
    エタン、1,2-ジフルオロ-1,1,2,2-テトラクロロエタ
    ン、1,1,2-トリクロロ-1,2,2-トリフルオロエタン、
    1,2-ジクロロ-1,1,2,2-テトラフルオロエタン、2,2-ジ
    クロロ-1,1,1-トリフルオロエタン、クロロジフルオロ
    エタン、1,1-ジフルオロエタン、テトラフルオロエタ
    ン、クロロペンタフルオロエタン、ヘキサフルオロエタ
    ン、クロロエチレン、ジクロロエチレン(1,1-ジクロロ
    エチレン、cis-1,2-ジクロロエチレン、tras-1,2-ジク
    ロロエチレン)、テトラクロロエチレン及びトリクロロ
    エチレンの内の少なくとも一つである請求項25記載の
    分解方法。
  27. 【請求項27】 該芳香族化合物がベンゼン、塩素化ベ
    ンゼン及びフェノールの少なくとも一つである請求項1,
    6記載の分解方法。
  28. 【請求項28】 該塩素化ベンゼンがクロロベンゼン、
    1,4-ジクロロベンゼン(p-ジクロロベンゼン)、1,2,3-
    トリクロロベンゼン、1,2,4-トリクロロベンゼン、1,3,
    5-トリクロロベンゼン、テトラクロロベンゼン及びヘキ
    サクロロベンゼンの内少なくとも一つである請求項27
    記載の分解方法。
  29. 【請求項29】 該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物ま
    たは芳香族化合物がビフェニル結合またはビフェニル骨
    格を有する化合物である請求項1または6記載の分解方
    法。
  30. 【請求項30】 該ビフェニル結合またはビフェニル骨
    格を有する化合物がビフェニル、デヒドロジバニリン
    酸、2-クロロビフェニル、3-クロロビフェニル、4-クロ
    ロビフェニル、2,2'-ジクロロビフェニル、3,3'-ジクロ
    ロビフェニル、4,4'-ジクロロビフェニル、2,4'-ジクロ
    ロビフェニル、2,3-ジクロロビフェニル、2,4-ジクロロ
    ビフェニル、2,5-ジクロロビフェニル、2,6-ジクロロビ
    フェニル、3,4-ジクロロビフェニル、3,5-ジクロロビフ
    ェニル、2,4,4'-トリクロロビフェニル、2,2',5-トリク
    ロロビフェニル、2,3',5-トリクロロビフェニル、2,4',
    5-トリクロロビフェニル、2',3,4-トリクロロビフェニ
    ル、2,3,4-トリクロロビフェニル、2,3,6-トリクロロビ
    フェニル、2,4,5-トリクロロビフェニル、2,4,6-トリク
    ロロビフェニル、また、上記の塩素がフッ素、および臭
    素で置換したビフェニル結合、ビフェニル骨格を有する
    化合物である請求項29に記載の分解方法。
  31. 【請求項31】 ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び
    芳香族化合物の少なくとも一方を含む排気ガスを、電解
    質を含む水の電気分解によって生成する機能水と光照射
    下で接触させて該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物また
    は芳香族化合物を分解する工程を有することを特徴とす
    る排気ガスの浄化方法。
  32. 【請求項32】 該機能水が電解質を含む水の電気分解
    によって陽極近傍に生じるものである請求項31記載の
    浄化方法。
  33. 【請求項33】 ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び
    芳香族化合物の少なくとも一方を含む排気ガスを次亜塩
    素酸を含む機能水と光照射下で接触させ、該ハロゲン化
    脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物を分解する工
    程を有することを特徴とする排気ガスの浄化方法。
  34. 【請求項34】 該機能水の塩素濃度が2mg/l以上200m
    g/l以下である請求項33記載の浄化方法。
  35. 【請求項35】 該機能水が水素イオン濃度(pH値)が
    1〜4、酸化還元電位(作用電極:プラチナ電極、参照
    電極:銀−塩化銀電極)が800mV以上1500mV以下、かつ
    塩素濃度が5mg/l以上150mg/l以下である請求項31また
    は33記載の浄化方法。
  36. 【請求項36】 該機能水が水素イオン濃度(pH値)が
    4〜10、酸化還元電位(作用電極:プラチナ電極、参照
    電極:銀−塩化銀電極)が300mV以上1100mV以下、かつ
    塩素濃度が2mg/l以上100mg/l以下である請求項31または
    33記載の分解方法。
  37. 【請求項37】 該排気ガスと該機能水とを接触させる
    工程が、該排気ガスを充填剤を充填した反応容器中を流
    下させる工程、及び該機能水を該反応容器に供給する工
    程を有する請求項31または33記載の浄化方法。
  38. 【請求項38】 該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物ま
    たは芳香族化合物が有機塩素化合物である請求項31ま
    たは33記載の浄化方法。
  39. 【請求項39】 一対の電極と該電極に電位をかける電
    源とを備えた容器、該容器に電解質を溶解した水を供給
    する手段、光を照射する手段、及びハロゲン化脂肪族炭
    化水素化合物及び芳香族化合物の少なくとも一方を含む
    媒体を供給する手段を有することを特徴とするハロゲン
    化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装
    置。
  40. 【請求項40】 ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物また
    は芳香族化合物若しくはこれら少なくとも一方を含む媒
    体を該電極の陽極側に供給する手段を有することを特徴
    とする請求項39に記載の分解装置。
  41. 【請求項41】 該一対の電極間に隔膜を具備する請求
    項39記載の分解装置。
  42. 【請求項42】 該隔膜がイオン交換膜もしくは微多孔
    膜である請求項41記載の分解装置。
  43. 【請求項43】 分解処理槽、水の電気分解によって生
    成する機能水を該分解処理槽に供給する手段、分解され
    るべきハロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化
    合物を該分解処理槽に供給する手段、及び該分解処理槽
    に光を照射する手段を有することを特徴とするハロゲン
    化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解装
    置。
  44. 【請求項44】 該水の電気分解によって生成する機能
    水を分解処理槽に供給する手段が水の電気分解によって
    陽極近傍に生成する機能水を分解処理槽に供給する手段
    である請求項43記載の分解装置。
  45. 【請求項45】 該分解処理槽が攪拌手段を具備してい
    る請求項43記載の分解装置。
  46. 【請求項46】 次亜塩素酸を含む機能水を含む容器、
    該容器に光を照射する手段、及び該容器にハロゲン化脂
    肪族炭化水素化合物及び芳香族化合物の少なくとも一方
    を含む媒体を供給する手段を有することを特徴とするハ
    ロゲン化脂肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分
    解装置。
  47. 【請求項47】 ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び
    芳香族化合物の少なくとも一方を含む排気ガスの浄化装
    置であって排気ガス及び機能水の導入口及び排出口を備
    え、該導入口及び排出口の間が充填剤で充填されている
    反応容器、該排気ガスを該反応容器に導入する手段、電
    解質を含む水の電気分解によって得られる機能水を該反
    応容器に導入する手段、及び該反応容器内に光照射を行
    なう手段を有することを特徴とする排気ガスの浄化装
    置。
  48. 【請求項48】 ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物及び
    芳香族化合物の少なくとも一方を含む排気ガスの浄化装
    置であって、排気ガス及び水の導入口及び排出口を備
    え、該導入口及び排出口の間が充填剤で充填されている
    反応容器、該排気ガスを該反応容器に導入する手段、次
    亜塩素酸を含む機能水を該反応容器に導入する手段、及
    び該反応容器内に光照射を行なう手段を有することを特
    徴とする排気ガスの浄化装置。
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