JP2001000576A - 汚染物質の分解方法及び分解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より効率的で且つ環境に優しい汚染物質の分
解方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 その分解方法は、機能水と汚染物質とを
反応槽に、該反応槽における気相の占める割合が５０〜
９９％となるように封入し、該反応槽の内容物に対して
光を照射する工程を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は媒体中に含まれる汚
染物質の分解方法およびそれに用いられる装置にに関す
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ハロゲ
ン化脂肪族炭化水素化合物（例えば塩素化エチレン、塩
素化メタン等）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、使用済みのこれらの気
体が、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。具体的な処
理方法を述べると、例えば塩素化エチレンを酸化剤や触
媒を用いて分解する方法として、オゾンで分解する方法
（特開平3-38297）あるいは過酸化水素の存在下で紫外
線を照射する方法（特開昭63-218293）等が知られてい
る。また、次亜塩素酸ナトリウムを酸化剤として用いる
ことも示唆されている（米国特許5525008,5611642）。
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
手法も提案されている（米国特許5582741）。更には酸
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
状の塩素化エチレン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（特開平7-14413
7）。

【０００３】上記以外にも、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。例
えば、有機ハロゲン化合物を含む排ガスを紫外線照射処
理して酸性の分解ガスとしたのち、アルカリで洗浄して
無害化処理する方法（特開昭６２−１９１０２５号公
報）、有機ハロゲン化物を含有する排水を曝気処理し、
排出されるガスを紫外線照射したのちアルカリ洗浄する
装置（特開昭６２−１９１０９５号公報）等が提案され
ている。また、恐らく還元分解と推測されている例とし
て鉄粉による塩素化エチレンの分解も知られているいる
（特開平8-257570）。シリコン微粒子を用いたテトラク
ロロエチレン（以下、PCEと略記）の分解については還
元分解も報告されている。

【０００４】トリクロロエチレン（以下、TCEと略記）
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。

【０００５】しかしながら何れの方法も、分解効率や処
理に必要な装置構成等に於いて十分実用的なものとは言
えず、より簡便な装置構成で効率良く気体状ハロゲン化
脂肪族炭化水素化合物を分解する方法が求められてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】この様にこれまで
種々の有機塩素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
しい有機塩素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。本発明は、このような本発明者らによ
る新たな知見に基づきなされたものであり、その目的は
より効率的で且つ環境に優しい汚染物質の分解方法及び
それに用いる装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【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
なうことで優れた有機塩素化合物の分解能を有している
という新たな知見を得た。

【０００８】その後さらに実用に即した形態について検
討を加えた結果、本発明者らはより効率的な分解には、
反応槽中の気体の比率が重要な要因であることを見出し
本発明をなすに至った。

【０００９】即ち、本発明の一実施態様にかかる汚染物
質の分解方法は、機能水と汚染物質とを反応槽に、該反
応槽における気相の占める割合が５０〜９９％となるよ
うに封入し、該反応槽の内容物に対して光を照射する工
程を有することを特徴とするものである。

【００１０】また本発明の一実施態様にかかる汚染物質
の分解装置は、汚染物質を含む媒体を貯蔵している第１
のタンク、機能水を貯蔵している第２のタンク、該汚染
物質と該機能水とを反応させる反応槽、該反応槽の内容
物に対して光を照射する手段、該第１および該第２のタ
ンクから各々該媒体および該機能水を該反応槽に供給す
る手段を具備している汚染物質の分解装置であって、該
分解装置は更に該反応槽に該媒体および該機能水を、該
反応槽における気体の占める割合が所定の割合に維持さ
れる様に該第１および該第２のタンクから各々該媒体お
よび該機能水を該反応槽に供給する手段を制御する手段
を備えていることを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施態様に係わる液体
状有機塩素化合物の分解方法は、機能水および汚染物質
を含む媒体とを反応槽に、該反応槽における気相の占め
る割合が５０〜９９％となるように封入し、該反応槽の
内容物に対して光を照射する工程を有するものである。

【００１２】このような分解方法を、本発明に係る分解
装置の一実施態様を示す図１に基づき以下に具体的に説
明する。図１に於いて１は反応装置であり、５は機能水
を含む貯蔵タンク、６は分解されるべき汚染物質を含む
媒体、例えばトリクロロエチレン等で汚染された水を含
む貯蔵タンク、８は貯蔵タンク５内の機能水および貯蔵
タンク６内の液体を反応槽４に導入するポンプである。
ポンプ８は、反応槽内に配置されている水位検知手段９
およびコンピュータ１０とによって制御され、反応槽４
への機能水および液体の導入量を任意に設定可能であ
る。また３は、反応槽４の内容物、即ち機能水と液体と
の混合物に対して光を照射する手段である。

【００１３】そして貯蔵タンク５内の機能水と貯蔵タン
ク６内の汚染水とはポンプ８によって反応槽４に注入さ
れる。そして反応槽４内の水位検知手段９によって、反
応槽４の総容積の５０〜９９％が気相となる様に機能水
と汚染水とが反応槽４に注入された時点で、コンピュー
タ１０によって制御されてなるポンプ８は機能水と汚染
水との反応槽４への注入を停止する。次いで反応槽４内
の機能水と汚染水との混合液体に対して、光照射手段３
を用いて光照射し、該機能水と該汚染物質とを反応さ
せ、該汚染物質を分解する。汚染物質の処理が終了した
反応槽内の液体は、例えばパイプ１１を介してタンク７
に流去する。

【００１４】このような構成を有する、機能水を用いた
液体中の汚染物質を分解装置の分解能力、分解効率は、
反応槽の気相の割合に依存し、その分解能力や分解効率
は、汚染物質の種類、濃度によ若干異なるものの、反応
槽における気相の占める割合が反応槽の全体積の５０〜
９９％、特には７０〜９７％とすることが好ましい。よ
り具体的には、例えば分解処理量が0.01g/l〜5g/lのと
き気体の比率は1％から50％の範囲が望ましい。また、
分解処理量が増す、若しくは分解しにくい分解対象物質
になるに従い、先の必要とする適切な気体の比率の範囲
は狭まる傾向にある。例えば、分解処理量が増加し、0.
1g/l〜5g/lの場合、気体の比率は3％から30％の範囲が
特に望ましい。

【００１５】（機能水）機能水としては、例えば電解質
を含む水の電気分解によって陽極側で生成する水、所謂
酸性水や、次亜塩素酸塩等を水に溶解して得られる合成
機能水等を用いることができる。

【００１６】（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。

【００１７】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。

【００１８】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、有機
塩素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。

【００１９】（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有機塩素化合物分解能
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〜0.0
2 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N3C3O3
NaCl2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有機塩素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有機塩素化
合物の分解能は有さない。

【００２０】上記の各種機能水はすべて光を照射下で液
体と混合することによって分解がすすむ。機能水と光の
照射によって分解が進む理由は明らかでないが、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、これが源となり、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、有機塩素化合物の分解反応を促進するものと考えら
れる。これらの考察は、実施例１〜６の結果より導かれ
る。つまり、実施例より汚染物質の量が増加するにつれ
て汚染物質を効率よく分解できる機能水量、つまり、装
置容積中にしめる機能水の割合が徐々に限定されていく
ことが解る。これらの結果より、汚染物質の分解反応の
主たる反応場は気相であると考えられ、機能水は分解反
応に必要な何らかの因子の供給源と考えられる。

【００２１】つまり、気相容積が増加すると反応場が増
加し、機能水は効率よく利用されるが、分解に必要な因
子の量が少ないため、分解装置としての限界は低い。ま
た、機能水量が増加することで分解に必要な因子の供給
量は増加するが、反応場の容積が減少し、効率が低下す
ると考えられる。

【００２２】この傾向は明細書中に記した光照射下の機
能水で分解されうる汚染物質すべてに関して観察でき、
反応槽の全体積に占める気相の適切な割合である５０〜
９９％、特には７０〜９７％という値は機能水の濃度や
分解対象物質の種類に対する依存性は低いと考えられ
る。

【００２３】電気分解によって陽極近傍に生成する機能
水による有機塩素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、有機塩素化
合物の分解に供することもできる。

【００２４】（分解対象有機塩素化合物）ここで分解対
象となる有機塩素化合物としては例えば、塩素化エチレ
ン、塩素化メタン等が挙げられる。具体的には塩素化エ
チレンとしては、エチレンの1〜4塩素置換体、即ちクロ
ロエチレン、ジクロロエチレン（以下、DCEと略記）、
トリクロロエチレンと、テトラクロロエチレンが挙げら
れる。更にジクロロエチレンとしては、例えば1,1-ジク
ロロエチレン（塩化ビニリデン）、cis-1,2-ジクロロエ
チレン、tras-1,2-ジクロロエチレンを挙げることがで
きる。また塩素化メタンとしては、メタンの塩素置換
体、例えばクロロメタン、ジクロロメタン、トリクロロ
メタン等が挙げられる。

【００２５】これらの有機塩素化合物は、比較的蒸気圧
が高く、また水に対して難溶性または微溶性である。従
って、これらの物質を水溶液中反応で分解するのは、通
常、非常に時間がかかり、非効率であると考えられる。
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。

【００２６】（光源について）機能水による有機塩素化
合物の分解の際に照射する光としては、例えば、波長30
0〜500ｎｍ、特には350〜450ｎｍの光が有機塩素化合物
または芳香族化合物の分解には特に好ましい。

【００２７】上記の波長は、分解に寄与していると考え
られる波長であり、実際の分解反応時に他の波長域の光
が混入することは何ら問題とならない。また機能水若し
くは次亜塩素酸水溶液と分解対象有機塩素化合物との混
合物に対する光照射強度は分解効率という観点から、10
μＷ／ｃｍ²〜10ｍＷ／ｃｍ²、特には50μＷ／ｃｍ²〜5
ｍＷ／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。

【００２８】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。

【００２９】機能水もしくは次亜塩素酸水溶液と有機塩
素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、機能水と有機塩素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250nmの紫外光を用いる必要がない。

【００３０】以下、実施例により本発明を詳述するが、
これらは本発明を何ら限定するものではない。

【００３１】

【実施例】（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
では分解実験に用いる機能水としてpH2.3、酸化還元電
位1100 mV、残留塩素濃度75 mg/lの機能水を用意した。
次に68.3ml容のガラスバイアル瓶を5本用意し、各ガラ
スバイアルに用意した機能水を2.0ml、7.0ml、10.0ml、
15.0ml、35.0mlづつ入れ、続いて、トリクロロエチレン
を各バイアルにそれぞれ40μl（約58.6mg）加えた後、
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。各バイアル瓶における、バイアル瓶の全体積に
対する気相の割合は、各々９７％、 ９０％、 ８５％、
７８％および４９％であった。

【００３２】次に、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。光照射中、約５分お
きにバイアル瓶を激しく攪拌し、照射時間の累計は６０
分とした。６０分の照射後、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、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
の残留TCE量を計算した。その結果は、下記表１に示し
た様に、機能水量2.0mlのバイアル瓶では、添加したTCE
の全量は分解できなかったが、機能水容積当たりの分解
量は最も大きい値を示した。機能水量7.0ml、10.0mlお
よび15.0mlのバイアル瓶は、添加したTCEのほぼ全量を
分解し、機能水中に残留するTCE濃度は環境基準値(0.03
ppm)を下回った。一方、機能水量35.0mlのバイアル瓶で
は、添加したTCEの90％以上を分解したものの残留TCE濃
度は環境基準値に達せず、反応装置容積当たりの効率と
しては機能水量7.0ml、10.0mlおよび15.0mlのバイアル
瓶に及ばなかった。

【００３３】

【表１】

【００３４】（実施例２）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 実施例１と同様にして機能水を調製した。本実施例で用
いた機能水の性状は、測定の結果、pH2.3、酸化還元電
位1070 mV、残留塩素濃度73 mg/lであった。

【００３５】次に実施例１同様にガラスバイアル瓶を５
本用意し、各ガラスバイアルに用意した機能水を2.0m
l、7.0ml、10.0ml、15.0ml、35.0mlづつ入れ、続いて、
トリクロロエチレンを各バイアルにそれぞれ50μl（約7
3.3mg）加えた後、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、実施例１同様に攪拌、
光照射した後、気相部のTCE濃度をガスクロマトグラフ
ィーで測定し、残留TCE量を求めた。その結果を下記表
２に示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】（実施例３）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 実施例１と同様にして機能水を調製した。本実施例で用
いた機能水の性状は、測定の結果、pH2.3、酸化還元電
位1100 mV、残留塩素濃度70 mg/lであった。

【００３８】次に実施例１同様にガラスバイアル瓶を５
本用意し、各ガラスバイアルに用意した機能水を2.0m
l、7.0ml、10.0ml、15.0ml、35.0mlづつ入れ、続いて、
トリクロロエチレンを各バイアルにそれぞれ60μl（約8
7.9mg）加えた後、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、実施例１同様に攪拌、
光照射した後、気相部のTCE濃度をガスクロマトグラフ
ィーで測定し、残留TCE量を求めた。結果を下記表３に
示す。

【００３９】

【表３】

【００４０】（実施例４）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 実施例１と同様にして機能水を調製した。本実施例で用
いた機能水の性状は、測定の結果、pH2.2、酸化還元電
位1100 mV、残留塩素濃度75 mg/lであった。

【００４１】次に実施例１同様にガラスバイアル瓶を５
本用意し、各ガラスバイアルに用意した機能水を2.0m
l、7.0ml、10.0ml、15.0ml、35.0mlづつ入れ、続いて、
トリクロロエチレンを各バイアルにそれぞれ70μl（約1
02.6mg）加えた後、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、実施例１同様に攪
拌、光照射した後、気相部のTCE濃度をガスクロマトグ
ラフィーで測定し、残留TCE量を求めた。結果を下記表
４に示す。

【００４２】

【表４】

【００４３】（実施例５）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 実施例１と同様にして機能水を調製した。本実施例で用
いた機能水の性状は、測定の結果、pH2.2、酸化還元電
位1110 mV、残留塩素濃度73 mg/lであった。

【００４４】次に実施例１同様にガラスバイアル瓶を５
本用意し、各ガラスバイアルに用意した機能水を2.0m
l、7.0ml、10.0ml、15.0ml、35.0mlづつ入れ、続いて、
トリクロロエチレンを各バイアルにそれぞれ80μl（約1
17.2mg）加えた後、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、実施例１同様に攪拌、
光照射した後、気相部のTCE濃度をガスクロマトグラフ
ィーで測定し、残留TCE量を求めた。その結果を下記表
５に示す。

【００４５】

【表５】

【００４６】（実施例６）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 実施例１と同様にして機能水を調製した。本実施例で用
いた機能水の性状は、測定の結果、pH2.2、酸化還元電
位1110 mV、残留塩素濃度71 mg/lであった。

【００４７】次に実施例１同様にガラスバイアル瓶を５
本用意し、各ガラスバイアルに用意した機能水を2.0m
l、7.0ml、10.0ml、15.0ml、35.0mlづつ入れ、続いて、
トリクロロエチレンを各バイアルにそれぞれ90μl（約1
31.9mg）加えた後、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、実施例１同様に攪拌、
光照射した後、気相部のTCE濃度をガスクロマトグラフ
ィーで測定し、残留TCE量を求めた。その結果を下記表
６に示す。本実施例ではいずれのバイアル瓶も環境基準
値を達成することができなかった。

【００４８】

【表６】

【００４９】（実施例７）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、 cis-1,2-ジクロロエチレン混
合物の分解 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で作製した電
気分解による機能水と同様な性状をもつ機能水が得ら
れ。本実施例では、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、p
H2.3、酸化還元電位1180 mV、残留塩素濃度105 mg/lと
なる機能水が得られ、この機能水を実験に供した。

【００５０】実験方法は、まず、汚染物質としてトリク
ロロエチレン90％、cis-1,2-ジクロロエチレン10％（重
量比）とした混合物を作製した。次に、実施例１同様の
68.3ml容のガラスバイアル瓶を５本ずつ５セット用意
し、各セットのガラスバイアルには用意した機能水をそ
れぞれ2.0ml、7.0ml、10.0ml、15.0ml、35.0mlづつ入れ
た。続いて、混合汚染物質を各セットごと以下に示す量
を加えた後、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。

【００５１】 汚染物質初期添加量 セット１；25μl セット２；30μl セット３；35μl セット４；40μl セット５；45μl

【００５２】次に、実施例１同様に攪拌、光照射した
後、気相部のTCEおよびcis-1,2-DCE濃度をガスクロマト
グラフィーで測定し、残留量を求めた。その結果を下記
表７に示す。なお、表中の残留汚染物質量は、TCE残留
量を示す。 cis-1,2-DCEの残留量は、ほぼ初期添加時の
比率で残留していた。

【００５３】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
により汚染物質を効率よく分解できる液相容積、気相容
積の比は、実施例１と同様であることが解った。また、
同様にして調製した異なる残留塩素濃度をもつ機能水に
ついても光照射により混合汚染物質の分解実験を行った
ところ、残留塩素量によって分解できる汚染物質の量は
増減するが適切な液相容積、気相容積の比は本実施例の
結果と同様な範囲であった。さらに、純水を用いた対照
実験では、分解は観測されず、汚染物質の分解が塩酸、
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。

【００５４】

【表７】

【００５５】（実施例８）酢酸、および次亜塩素酸水溶
液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 純水に酢酸 、および次亜塩素酸水溶液を添加し、pHは
2.0、酸化還元電位は1000 mV 、また残留塩素濃度は90
mg/lとなる水溶液を作製した。この実施例１と同様な性
状をもつ機能水を実験に供した。実験方法については汚
染物質の種類、および、初期添加量以外は実施例７と同
様にして行なった。

【００５６】 TCE初期添加量 セット１；40μl セット２；50μl セット３；60μl セット４；70μl セット５；80μl その結果を下記表８に示す。

【００５７】これより、酢酸、および次亜塩素酸水溶液
により調製された機能水と光照射によりTCEを効率よく
分解できる液相容積、気相容積の比は、実施例１と同様
であることが解った。また、同様にして調製した異なる
残留塩素濃度をもつ機能水についても光照射によりTCE
の分解実験を行ったところ、残留塩素量によって分解で
きる汚染物質の量は増減するが適切な液相容積、気相容
積の比は本実施例の結果と同様な範囲であった。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。

【００５８】

【表８】

【００５９】（実施例９）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 実施例１で用いた強電解水生成器（Model FW-200；アマ
ノ（株）社製）を陽極及び陰極間の隔膜を除去して用
い、電解する水の電解質濃度を種々変化させて、得られ
る機能水の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KM9
00-2N）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〜
100 mg/lに変化した。そこで本実施例では分解実験に用
いる機能水としてpH7.9、酸化還元電位700 mV、残留塩
素濃度55 mg/lの機能水を用意した。

【００６０】次に、実施例１同様の68ml容のガラスバイ
アル瓶を５本ずつ５セット用意し、各セットのガラスバ
イアルには用意した機能水をそれぞれ2.0ml、7.0ml、1
0.0ml、15.0ml、35.0mlづつ入れた。続いて、トリクロ
ロエチレンを各セットごと以下に示す量を加えた後、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。

【００６１】 セット１；25μl セット２；30μl セット３；35μl セット４；40μl セット５；45μl

【００６２】次に、実施例１同様に攪拌をおこないなが
ら、120分間光照射した後、気相部のトリクロロエチレ
ン濃度をガスクロマトグラフィーで測定し、残留量を求
めた。その結果を表９に示す。

【００６３】本実施例の結果より、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を効率よく分
解できる液相容積、気相容積の比は実施例１と同様の範
囲であることが解った。また、異なる残留塩素濃度をも
つ機能水についてもTCEの分解実験を行ったところ、残
留塩素量によって分解できる汚染物質の量は増減するが
適切な液相容積、気相容積の比は本実施例の結果と同様
な範囲であった。

【００６４】

【表９】

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
効率よく有機塩素化合物等の汚染物質を分解することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例を示す有機塩素化合物を
分解するための装置の概略図である。

【符号の説明】 １ 反応槽 ２ 汚染物質と機能水の収納容器 ３ 光照射装置 ４ 汚染物質機能水混合液 ５ 機能水作製装置 ６ 汚染物質容器 ７ 廃液容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E191 BA12 BD17 4G075 AA13 AA37 BA04 BA05 BA06 CA20 CA33 CA57 DA02 EA02 EB31 4H006 AA02 AC13 BA95 BE05 BE20 BE31 BE60

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機能水と汚染物質とを反応槽に、該反応
   槽における気相の占める割合が５０〜９９％となるよう
   に封入し、該反応槽の内容物に対して光を照射する工程
   を有することを特徴とする汚染物質の分解方法。
2. 【請求項２】 該反応槽における気相の占める割合が７
   ０%から９７％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
   より生成する水である請求項１記載の分解方法。
4. 【請求項４】 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。
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３または４に記載の
   分解方法。
6. 【請求項６】 該機能水が次亜塩素酸を含む機能水であ
   る請求項１記載の分解方法。
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１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2〜200 mg/lであ
   る請求項６記載の分解方法。
10. 【請求項１０】 該機能水が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
    〜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）800〜1500 mV、及び塩素濃度が5
    〜150 mg/lなる特性を有する請求項１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）
    4〜10、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）300〜1100ｍＶ、及び塩素濃度2
    〜100 mg/lなる特性を有する請求項１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/ｃｍ²〜10ｍ
    Ｗ/ｃｍ²である請求項１記載の分解方法。
17. 【請求項１７】 該光の照射量が50μＷ/ｃｍ²〜５ｍＷ
    /ｃｍ²である請求項１６記載の分解方法。
18. 【請求項１８】 汚染物質が揮発性有機塩素化合物であ
    る請求項１記載の分解方法。
19. 【請求項１９】 該揮発性有機塩素化合物がクロロエチ
    レン、1,1-ジクロロエチレン（塩化ビニリデン）、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、クロロメ
    タン、ジクロロメタン、トリクロロメタンから選ばれる
    少なくとも１つである請求項１８記載の分解方法。
20. 【請求項２０】 該汚染物質の濃度が該反応槽容積あた
    り0.01g/l〜5g/lである請求項１記載の分解方法。
21. 【請求項２１】 該汚染物質の濃度が該反応槽の容積あ
    たり0.1g/l〜5g/lである請求項２０記載の分解方法。
22. 【請求項２２】 汚染物質を含む媒体を貯蔵している第
    １のタンク、機能水を貯蔵している第２のタンク、該汚
    染物質と該機能水とを反応させる反応槽、該反応槽の内
    容物に対して光を照射する手段、該第１および該第２の
    タンクから各々該媒体および該機能水を該反応槽に供給
    する手段を具備している汚染物質の分解装置であって、
    該分解装置は更に該反応槽に該媒体および該機能水を、
    該反応槽における気体の占める割合が所定の割合に維持
    される様に該第１および該第２のタンクから各々該媒体
    および該機能水を該反応槽に供給する手段を制御する手
    段を備えていることを特徴とする汚染物質の分解装置。
23. 【請求項２３】 該所定の割合が反応槽の全体積の５０
    〜９９％である請求項２２記載の分解装置。
24. 【請求項２４】 該所定の割合が反応槽の全体積の７０
    〜９７％である請求項２２記載の分解装置。
25. 【請求項２５】 該光を照射する手段が、波長300〜500
    nmの波長域の光を含む光を発するものである請求項２２
    記載の分解装置。
26. 【請求項２６】 該光を照射する手段が、波長350〜450
    nmの波長域の光を含む光を発するものである請求項２２
    記載の分解装置。
27. 【請求項２７】 該光を照射する手段が、10μＷ/ｃｍ²
    〜10ｍＷ/ｃｍ²なる強度の光を発するものである請求項
    ２２記載の分解装置。
28. 【請求項２８】 該光を照射する手段が50μＷ/ｃｍ²〜
    5ｍＷ/ｃｍ²なる強度の光を発するものである請求項２
    ２記載の分解装置。