JP2002153731A

JP2002153731A - 汚染物質の分解装置及び分解方法

Info

Publication number: JP2002153731A
Application number: JP2000354341A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kawaguchi; 正浩川口; Kinya Kato; 欽也加藤; Akira Kuriyama; 朗栗山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2002-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】気相中で汚染物質に分解用の物質を光照射下
で作用させて汚染物質を分解する際における分解反応の
制御が容易となり、かつ分解効率的を向上させることが
できる汚染物質の分解方法およびそのための装置を提供
すること。【解決手段】反応槽内に設けられた気相反応領域内
に、第１の気体供給手段により分解対象物質としての汚
染物質を含む気体とを導入し、第２の気体供給手段によ
り該汚染物質の光照射下での分解のための物質を含む気
体を供給し、光照射下で該汚染物質を分解する際に、前
記第１の気体供給手段により前記気相反応領域内に供給
される汚染物質を含む気体の一部を前記第２の気体供給
手段へ分配して分解のための物質を含む気体を前記気相
反応領域に供給し、更に、濃度検知手段で検知した分解
に利用される物質の前記気相反応領域内の濃度に基づい
て、前記汚染物質を含む気体の一部の前記第２の気体供
給手段への分配量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体状ハロゲン化
脂肪族化合物などの汚染物質の分解処理用の装置及び分
解方法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。

【０００３】上記の如き問題に解決を与えるべき装置例
として、塩素ガスを含む気体と分解されるべき気体状ハ
ロゲン化脂肪族炭化水素化合物とを混合せしめ、該混合
気体に対して光照射する気体状ハロゲン化脂肪族炭化水
素化合物の分解装置が提案されている（例えば、ＥＰ１
０１０４５３Ａ１）。ここでは、塩素ガスを含む気体を
得る簡便で安全な手段として、塩素を含む溶液から発生
する塩素ガスを用いている。

【０００４】図１はその一態様の概略図であり、塩素ガ
スを含む空気の発生手段としては、塩素含有水を貯める
水槽（塩素ガス発生槽７）と該塩素含有水に空気を吹き
込むパイプ８及び空気の量を調整するためのバルブ９を
備えた装置を具備している。そして塩素含有水中を通過
した空気は塩素ガスを含んだ空気となり、反応槽５に導
かれる。１は分解対象ガスを供給する装置であり、反応
槽５に導かれ、反応槽５において塩素ガスを含んだ空気
と混合され、４の光照射手段によって混合気体に光を所
定の時間照射し、分解対象ガスは分解される。分解対象
ガス供給装置１の一般的な形態としては、汚染された地
下水を揚水し、空気等の気体で曝気することで地下水中
の汚染物質を気相に排出させる揚水曝気装置や汚染され
た土壌に空気等を通気させ汚染物質を排出させるロータ
リーキルンなどを挙げることができる。反応槽５で分解
されたガスは排気管６から排出される。

【０００５】塩素ガス発生槽７中に入れる塩素含有水と
しては、水素イオン濃度（ｐＨ値）１〜４及び塩素濃度
が５〜１５０ｍｇ／ｌなる特性を有する溶液等が用
いられる。この様な溶液は例えば、水に次亜塩素酸塩
（次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カリウム）を溶解
させることで得られる。またこの溶液に無機酸等を含ま
せた場合効率良く塩素ガスを発生させることができる。

【０００６】また電解質を含む水中に一対の電極を入
れ、その間に電位をかけることによって、陽極近傍に上
記した性情を示す溶液を生成させることができる。この
ような電解により生成する水は電解水、機能水などと呼
ばれ、その生成装置は殺菌用途等で市販されている。図
２に示すように、電解装置２２からなる機能水生成装置
によって陽極２３側に形成される機能水を、所望の流量
で連続的に塩素ガス発生槽７にポンプ２５及びパイプ２
６を介して供給される。図中、２４は陰極であり、２７
は陽極側、陰極側を隔てる隔壁である。通気をおこなう
気体は供給管８及びポンプ９を介して所望の流量で連続
的に塩素ガス発生槽７に供給される。その結果、塩素ガ
スを含む気体が排出管３から排出される。この塩素を含
むガスは反応槽５に導入し、後は上記した方法により分
解対象化合物が分解される。また処理で使われた機能水
は塩素ガス発生槽７からタンク１０に排出される。この
様に塩素含有水中に空気を通して塩素ガスを含む空気を
生成する方法は、塩素ボンベ等を用意する必要がなく、
塩素を安全、簡易、且つ安定して供給することができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の気体状ハ
ロゲン化脂肪族炭化水素化合物分解装置は、以下のよう
な不都合が生じる可能性があった。即ち、上記装置で
は、塩素を含むガスと汚染物質を含む分解対象ガスは別
々の系統から反応槽５に供給される。別々に供給され、
反応槽５で混合されたガスはお互いに希釈され、反応槽
５内部ではそれぞれの初期濃度より低濃度となり、分解
反応の効率は低下する。また、分解反応に最適になるよ
う塩素濃度、分解対象物質濃度を制御しようとした場
合、それぞれのガス流量を調節する必要があり、結果と
して反応槽５に流入する総ガス流量が変化する場合があ
った。これは、装置のより効率的な運用の障害となる場
合があるものであり解決が望まれる。

【０００８】本発明の目的は、気相中で汚染物質に分解
用の物質を光照射下で作用させて汚染物質を分解する際
における分解反応の制御が容易となり、かつ分解効率的
を向上させることができる汚染物質の分解方法およびそ
のための装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる汚染物質
の分解処理用の装置は、気相反応領域を有する反応槽
と、該気相反応領域に分解対象物質としての汚染物質を
含む気体を供給する第１の気体供給手段と、前記気相反
応領域に該汚染物質の光照射下での分解に利用する物質
を含む気体を供給する第２の気体供給手段と、前記気相
反応領域内を光照射する光照射手段と、を備えた汚染物
質の分解装置であって、前記第１の気体供給手段により
前記気相反応領域に供給される汚染物質を含む気体の一
部を前記第２の気体供給手段へ分配する気体分配手段
と、前記分解に利用する物質の前記気相反応領域内での
濃度を検知する濃度検知手段と、を更に有し、前記気体
分配手段は、前記濃度検知手段で検知した分解に利用さ
れる物質の前記気相反応領域内の濃度に基づいて、前記
汚染物質を含む気体の一部の前記第２の気体供給手段へ
の分配量を制御する分配量制御手段を更に有することを
特徴とするものである。

【００１０】また、本発明にかかる汚染物質の分解方法
は、反応槽内に設けられた気相反応領域内に、第１の気
体供給手段により分解対象物質としての汚染物質を含む
気体とを導入し、第２の気体供給手段により該汚染物質
の光照射下での分解のための物質を含む気体を供給し、
光照射下で該汚染物質を分解する汚染物質の分解方法で
あって、前記第１の気体供給手段により前記気相反応領
域内に供給される汚染物質を含む気体の一部を前記第２
の気体供給手段へ分配する工程と、前記分解に利用する
物質の前記気相反応領域内での濃度を検知する工程と、
を更に有し、前記濃度検知手段で検知した分解に利用さ
れる物質の前記気相反応領域内の濃度に基づいて、前記
汚染物質を含む気体の一部の前記第２の気体供給手段へ
の分配量を制御することを特徴とするものである。

【００１１】本発明によれば、反応槽に設けられた気相
反応領域へ導入される汚染物質を含む気体の一部を分流
として利用して、分解のために用いる物質の気相反応領
域への導入を行なうので、汚染物質を含む気体の気相反
応領域へ導入される総量あるいは時間当たりの流量は変
化せず、効果的な分解処理の制御が可能となる。さら
に、この分流の量を制御することで、分解のために用い
る物質の気相反応領域への導入量を適切に制御すること
ができ、効率的な分解処理が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、分解対象の汚染物質として
ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物を、汚染物質の分解の
ための物質として塩素を用いる場合を例として、本発明
について図面を参照して説明する。なお、ハロゲン化脂
肪族炭化水素化合物と塩素と組合せと同様の分解処理が
可能である物質の組合せを本発明に係る分解処理方法及
びそのための装置に適用することができる。

【００１３】（実施形態例１）本発明に係る分解装置の
一実施態様の基本構成について図３に基づき以下に説明
する。図３に於いて、３１は気相反応領域を有する反応
槽であり、塩素ガス発生装置である塩素含有水曝気槽３
２から塩素を含む空気が供給される。この塩素含有水曝
気槽３２に供給される空気は、分解されるべき気体状ハ
ロゲン化脂肪族化合物を含む汚染ガスの一部を分流とし
て用いる。

【００１４】つまり、バルブ３９で分配された汚染物質
を含む気体は、一部は、塩素含有水曝気槽３２に導入さ
れ塩素を含む気体となり、反応槽３１に導入され、直接
反応槽３１に導入された汚染物質を含む気体と混合され
る。

【００１５】混合された気体は、反応槽３１内で光照射
手段３３によって光照射がおこなわれ、分解されるべき
気体状ハロゲン化脂肪族化合物は、分解される。バルブ
３９で分配される汚染物質を含んだ気体は、制御装置３
４によって配分比を制御される。この際、配分比を決定
は、反応槽３１内に設けられた塩素濃度検出器３５の情
報に基づいて決定される。

【００１６】この装置では、ポンプ３８からバルブ３９
を介して反応槽３１に汚染物質を含む気体を供給する系
が第１の気体供給手段を構成し、バルブ３９から曝気槽
３９を経て塩素が付加された気体を反応槽３１に供給す
る系が第２の気体供給手段を構成している。

【００１７】塩素含有水（機能水）は所望の流量で連続
的に塩素含有水曝気槽３２にポンプ４０によって供給さ
れ、使用後は排出管３６から排出される。塩素含有水
は、機能水生成装置で作成される。

【００１８】次に、この基本構成によって得られる効果
を図１に示す装置との比較で説明する。

【００１９】図１に示す構成の装置では、汚染物質を含
む気体は、分解対象ガス供給装置１からパイプ２を経て
直接、反応槽５に供給される。一方、塩素を含んだ気体
は、塩素ガス発生槽７にポンプ９を用いて供給される空
気等の気体が塩素ガス発生槽７中に貯められた塩素含有
水を曝気することで発生し、パイプ３を経て、反応槽５
に供給される。図１に示す装置構成では、例えば、分解
対象ガス供給装置１で濃度ａの汚染ガスが単位時間あた
り流量Ａで発生したとし、塩素ガス発生槽７で濃度ｂの
塩素ガスが単位時間あたり流量Ｂで発生したとすると、
反応槽５内部の汚染物質濃度、塩素ガス濃度は、それぞ
れ以下のように表記できる。

【００２０】汚染ガス濃度：ａＡ／Ａ＋Ｂ塩素ガス濃度：ｂＢ／Ａ＋Ｂつまり、それぞれの濃度は反応槽内でお互いが希釈する
ことで低下する。これは、一般的に化学反応の効率を低
下させることを意味し、これは即ち装置効率の低下を意
味する。また、図１の構成では反応槽５内での最適な塩
素濃度を得るために塩素ガス発生槽７に供給する気体量
を調整すると、Ｂの値が変動するため反応槽５内部の汚
染対象ガス濃度も変動する。つまり、塩素ガス濃度の制
御には、同時に分解対象ガス量の調整が必要になるとい
うことである。結果として、分解対象ガスの濃度に変動
があるような場合には、反応槽５内に導入される気体総
量が変動することになり、装置の効率的運用は困難とな
る。

【００２１】一方、図３に示す本発明の一例の構成の装
置では、ポンプ３８によって供給される汚染物質を含む
ガスの単位時間流量Ｃで反応槽３１内に供給される気体
量は決定し、変動しない。さらに、反応槽３１内の塩素
濃度は、バルブ３９ので汚染ガス配分比で制御される。
つまり、反応槽３１内の塩素濃度を上昇させるために
は、バルブ３９で汚染ガスを分配知る際、直接反応槽３
１に流入するガスを減らし、塩素含有水曝気槽３２に流
入する気体量を増加させる。これによって、気体総量を
変化させずに塩素濃度を制御することができ、汚染物質
濃度に対応することができる。これによって、効率的な
装置運用が可能となる。

【００２２】（実施形態例２）本実施形態例では、図４
に示す分解対象となるガスで機能水への通気をおこなっ
ている装置との比較で本発明の効果を説明する。即ち、
図４に於いて、５は反応槽であり、反応槽の下部には機
能水が貯留されており、反応槽５の上部である気相部に
おいて、塩素を含む空気と分解されるべき気体状ハロゲ
ン化脂肪族化合物とを混合される。反応槽５内には４の
光照射手段で光照射がおこなわれる。

【００２３】分解されるべき気体状ハロゲン化脂肪族化
合物は分解対象ガス供給装置１から供給される。機能水
は所望の流量で連続的に反応槽５の下部にパイプ４２を
介して塩素含有水供給装置４４から供給される。通気を
おこなう気体は分解対象ガス供給装置１で作製された分
解対象である気体状ハロゲン化脂肪族化合物を含むガス
で、所望の流量で連続的に反応槽５の下部に供給する。
その結果、塩素ガスを含む気体と分解対象である気体状
ハロゲン化脂肪族化合物を含む混合気体が反応槽５の上
部である気相部に排出される。４の光照射手段によって
反応槽５内の混合ガスに光照射がおこなわれ、分解対象
物が分解される。

【００２４】図４に示す装置では、分解対象物質を含む
ガスが全量塩素含有水中を通過し、塩素を含んだガスと
なる構成である。この構成では、汚染物質濃度と塩素ガ
ス濃度はそれぞれ独立では制御できない。つまり、塩素
ガスの濃度は、塩素含有水に含まれる塩素濃度と塩素含
有水供給装置から供給される塩素含有水量と分解対象ガ
スの供給量によって決定され、塩素含有水の濃度、供給
量が一定であれば、分解対象ガスの供給量によって決ま
ることになる。塩素濃度は、汚染物質濃度ではなく、分
解対象ガスの供給量で決定される塩素ガス濃度は、分解
対象ガス量が増加すると相対的に低下する。分解対象ガ
スの供給量が増加するということは、分解対象ガスの反
応槽５内滞留時間の減少を意味し、短時間での分解が要
求される。このためには、塩素ガス濃度は高い方が望ま
しく、図４の構成では困難である。

【００２５】一方、図５に示す装置は、基本構成は実施
例１に示したものと同様であるが、分解対象ガスの供給
装置の一例として汚染水の曝気装置５０を示した。この
装置構成では、実施例１同様に分解対象ガスをバルブ３
９で分配することで反応槽３１内の塩素ガス濃度をガス
の総流量にかかわらず制御しうる。汚染水曝気装置５０
に供給される気体流量が変動した場合でも、塩素含有水
曝気装置３２の容量が十分に確保されていれば反応槽３
１内には十分な塩素を供給できる。これによって効率的
な汚染物質の分解が可能となる。

【００２６】（実施形態例３）本実施例では、図６に示
した装置について説明する。図６に示した装置は、図３
に示した装置の発展型であり、塩素濃度検出器３５から
の情報からバルブ３９で分解対象ガスを最適に分配する
ばかりでなくポンプ４０を制御することによって塩素含
有水の送液量も制御する。塩素含有水曝気装置３２から
供給される塩素を含んだガスの塩素濃度は、塩素含有水
曝気装置３２に供給される気体の流量と塩素含有水曝気
装置３２内の塩素含有水の塩素濃度によって決定され
る。通常、想定される分解対象物質を含んだガスの流量
に対して十分な濃度、容積を持つように塩素含有水曝気
装置３２は設計されるが、分解対象ガスが想定された流
量、濃度を超えるような緊急時には、ポンプ４０で供給
される塩素含有水の送液量を増加させることで対処する
ことが可能な場合もある。このような緊急時対応には、
気体の総流量をモニターし、反応槽３１内でのガスの滞
留時間を監視することが望ましい。滞留時間が各条件に
おける所定の最短時間よりも短い場合は、分解処理の未
完なガスが装置外に流出しないよう緊急停止可能な装置
構成が望ましい。

【００２７】以下、本発明における分解処理及びその装
置に適用される物質などについて説明する。

【００２８】(機能水について)本発明に用いることので
きる塩素溶液としての機能水は、例えば水素イオン濃度
(pＨ値)が１以上４以下、好ましくは２以上３以下、残
留塩素濃度が５ｍg/L以上 300ｍg/L以下、好ましくは 3
0ｍg/L以上 120ｍg/L以下の性状をもつと良い。

【００２９】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、陽極側よ
り上記の如きの性状の機能水を得ることができる。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
20ｍg/L〜2000ｍg/Lが望ましく、より好ましくは 200
ｍg/L以上 1000ｍg/L以下とするのがよい。また、この
とき一対の電極間に図２に示すように隔膜２７を配置し
て陽極の設置領域と陰極の設置領域とを仕切る場合、陽
極近傍に生成される酸性の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る。

【００３０】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。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】この溶液は、電解水、電解機能水、機能水
等と呼ばれ、除菌目的で使用されている。

【００３２】上記の特性を有する塩素溶液すなわち機能
水は、次亜塩素酸などを用いて試薬から調製することも
可能である。例えば、塩酸 0.001ｍol/L〜0.1ｍol/L、
塩化ナトリウム 0.005mol/L〜0.02ｍol/L、及び次亜塩
素酸ナトリウム 0.0001ｍol/L〜0.01ｍol/Lとすること
により得ることができる。

【００３３】また、塩酸と次亜塩素酸塩でpＨが４.０以
下で塩素濃度が２ｍg/L以上の 2000ｍg/Lの機能水を調
製することもできる。例えば、塩酸 0.001ｍol/L〜0.1
ｍol/L及び次亜塩素酸ナトリウム 0.0001ｍol/L〜0.01
ｍol/Lとすることにより得ることができる。

【００３４】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。

【００３５】ここで機能水調製に用いる原水としては水
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/L
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。

【００３６】(塩素ガスの濃度及び塩素ガス発生手段)上
記の塩素溶液すなわち機能水から分解に必要な光照射下
で分解対象物質としての汚染物質を分解するために利用
される物質である塩素ガスを発生させることが可能であ
る。塩素ガスを含む気体として、例えば機能水に空気を
通すことによって得られる塩素ガスを含有する空気を用
いることもできる。これと汚染物質を混合し光照射を行
なうことで汚染物質を分解することができる。

【００３７】また、機能水に空気を通すかわりに汚染物
質を含む空気を通すことで、汚染物質と塩素ガスとを含
む気体を得ても良い。この場合は比較的高濃度の塩素を
含む気体を得ることができる。

【００３８】そして、汚染物質と塩素を含む気体中にお
ける塩素ガスの初期濃度は、20ppmV〜500ppmV以下とな
るように調整することが好ましく、汚染物質濃度によっ
て異なるが、気体中の塩素ガス濃度を、特には 50ppmV
から 200ppmVとした場合、汚染物質の分解効率は特に顕
著なものとなる。

【００３９】(機能水に通気する手段)機能水に汚染物質
を含む気体を通気する場合、散気装置(バブラ)を用いる
ことができる。散気装置は、液体に気体を吹き込むため
に用いられる通常の装置でかまわないが、気泡の大きさ
が塩素の気散に十分な表面積になるように選定されるこ
とが望ましい。

【００４０】また、散気装置の材質は、機能水の成分と
反応しない素材が選定されていることが望ましい。例え
ば、焼結ガラス、多孔質セラミックス、焼結ＳＵＳ31
6、繊維状のＳＵＳ316 で織った網等で作られた多孔質
散気板や、ガラスまたはＳＵＳ316 等のパイプで作られ
たスパージャーなどを用いることができる。

【００４１】曝気の速さ、機能水の供給スピードなど様
々な因子があるが、塩素を含む空気の生成と分解反応の
領域(反応領域)が一体化している場合には、反応槽にお
ける液相の比率を５％〜３０％望ましくは１０％から２
０％にすると良い。また一体化されていない場合におい
ても塩素を含む空気を発生させる槽の容積と分解反応を
行なう槽の容積の比率は概ね１:２〜１:９が望ましい。

【００４２】(分解対象物質)ここで分解対象となる汚染
物質は、光照射下で分解のために利用される物質の作用
によって分解反応が始動するもので、例えば、上述した
ように分解に利用される物質として塩素を用いる場合に
は、有機塩素化合物、なかでもハロゲン化脂肪族炭化水
素化合物を分解対象物質とすることができる。ハロゲン
化脂肪族炭化水素化合物の具体例としては、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(ＤＣＥ)、
トリクロロエチレン(ＴＣＥ)、テトラクロロエチレン
(ＰＣＥ)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、trans-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。

【００４３】分解対象とする有機塩素化合物を含有する
汚染物質には特に制限はなく、塗装工場やドライクリー
ニング工場の排水、排ガス、上記汚染物質で汚染された
土壌や地下水の浄化に適用することができる。例えば、
エアーストリッピングの際に発生するガスや汚染された
土壌からの真空抽出ガス等に含まれる汚染物質の除去に
本発明を用いることができる。

【００４４】(光照射手段)本発明に用いることのできる
光照射手段としては、例えば、波長 300〜500nｍの光が
好ましく、350〜450nｍの光を用いるのがより好まし
い。また塩素ガスと分解対象物に対する光照射強度とし
ては、例えば波長360nm近辺にピークを持つ光源では数
百μＷ/cｍ²(300nm〜400nm間を測定)の強度で実用上十
分の分解が進む。

【００４５】本発明では光として人体に影響の大きい25
0nm付近若しくはそれ以下の波長の紫外光を用いる必要
が全くないため反応槽としてガラスやプラスティック等
の使用が可能である。

【００４６】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、短波長(500nm以下)発光
ダイオード等、)を用いることができる。

【００４７】(分解反応機構)本発明者らは塩素ガスの存
在下で光照射すると有機塩素化合物の分解が進むことを
既に見出しているが、その反応機構については不明の部
分が多かった。しかし、塩素が特定範囲の波長の光を受
けると解離してラジカルを生じることが既に知られてい
る。本発明においても光照射により塩素ラジカルが発生
し、分解対象物質と反応することでその結合を切断して
いると考えられる。

【００４８】また、本願発明の反応では酸素が必須であ
るが、これは塩素と水の分解により生じる酸素ラジカル
や空気中の通常の酸素の存在があれば十分である。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、反応槽に設けられた気
相反応領域へ導入される汚染物質を含む気体の一部を分
流として利用して、分解のために用いる物質の気相反応
領域への導入を行なうので、汚染物質を含む気体の気相
反応領域へ導入される総量あるいは時間当たりの流量は
変化せず、効果的な分解処理の制御が可能となる。さら
に、この分流の量を制御することで、分解のために用い
る物質の気相反応領域への導入量を適切に制御すること
ができ、効率的な分解処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の汚染物質の分解装置の構成を示す図であ
る。

【図２】従来の汚染物質の分解装置の一態様の構成を示
す図である。

【図３】本発明にかかる汚染物質の分解装置の一態様の
構成を示す図である。

【図４】本発明にかかる汚染物質の分解装置の一態様の
構成を示す図である。

【図５】本発明にかかる汚染物質の分解装置の一態様の
構成を示す図である。

【図６】本発明にかかる汚染物質の分解装置の一態様の
構成を示す図である。

【符号の説明】

１分解対象ガス供給装置２パイプ３パイプ４光照射手段５反応槽６排気管７塩素ガス発生槽８パイプ９バルブ１０タンク２２電解装置２３陽極２４陰極２５ポンプ２６パイプ３１反応槽３２塩素含有水曝気槽３３火照射手段３４制御装置３５塩素濃度検出器３６排出管３７排出管３８ポンプ３９バルブ４０ポンプ４１排出管４２パイプ４３ポンプ４４塩素含有水供給装置５０汚染水曝気装置５１パイプ５２汚染水流出口５３ポンプ５４ポンプ５５排出口

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）Ｃ０７Ｂ 37/06 Ｃ０７Ｃ 21/04 Ｃ０７Ｃ 19/03 Ｇ０１Ｎ 33/00 Ｃ 21/04 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３４ＥＧ０１Ｎ 33/00 ＺＡＢ (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Ｆターム(参考） 4D002 AA21 AC10 BA05 BA09 DA53 EA03 EA06 GA01 GA02 GA03 GB02 GB06 GB20 4D011 AA14 4D037 AA05 AA11 AB14 BA23 CA04 CA11 4H006 AA02 AC13 AC26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気相反応領域を有する反応槽と、該気相
反応領域に分解対象物質としての汚染物質を含む気体を
供給する第１の気体供給手段と、前記気相反応領域に該
汚染物質の光照射下での分解に利用する物質を含む気体
を供給する第２の気体供給手段と、前記気相反応領域内
を光照射する光照射手段と、を備えた汚染物質の分解装
置であって、前記第１の気体供給手段により前記気相反応領域に供給
される汚染物質を含む気体の一部を前記第２の気体供給
手段へ分配する気体分配手段と、前記分解に利用する物
質の前記気相反応領域内での濃度を検知する濃度検知手
段と、を更に有し、前記気体分配手段は、前記濃度検知手段で検知した分解
に利用される物質の前記気相反応領域内の濃度に基づい
て、前記汚染物質を含む気体の一部の前記第２の気体供
給手段への分配量を制御する分配量制御手段を更に有す
ることを特徴とする汚染物質分解用の装置。
【請求項２】前記分解に利用する物質が塩素である請
求項１に記載の装置。
【請求項３】前記第２の気体供給手段が、機能水の貯
溜槽と、該貯溜槽内に前記分配手段から分配された汚染
物質を含む気体を導入する気体導入手段と、該貯溜槽内
に導入された気体が該機能水と接触することで得られた
汚染物質及び塩素を含む気体を前記気相反応領域内に導
入する手段と、を有する請求項２に記載の装置。
【請求項４】前記濃度検知手段で検知した前記分解に
利用される物質の前記反応槽内での濃度に基づいて、前
記第２の気体供給手段の有する機能水貯溜槽への機能水
の供給量を制御する機能水供給制御手段をさらに有する
請求項３に記載の装置。
【請求項５】前記汚染物質を含む汚染水から該汚染物
質を気体に取り込ませて前記汚染物質を含む気体を調製
する汚染物質含有気体調製手段を有する請求項２〜４の
いずれかに記載の装置。
【請求項６】前記汚染物質含有気体調製手段が、汚染
水の貯溜槽と、該貯溜槽内に気体を導入する気体導入手
段と、該貯溜槽内に導入された気体が該汚染水と接触す
ることで得られた汚染物質含む気体を前記第１の気体供
給手段に供給する手段と、を有する請求項５に記載の装
置。
【請求項７】該機能水が次亜塩素酸イオンを含有する
請求項２〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】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２〜６のい
ずれかに記載の装置。
【請求項９】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２〜６のいずれかに
記載の装置。
【請求項１０】該混合水が該酸性水とアルカリ性水と
を１：１以下の割合で混合したものである請求項９に記
載の装置。
【請求項１１】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８〜１０のいずれ
かに記載の装置。
【請求項１２】該機能水が次亜塩素酸塩水溶液である
請求項２〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】該次亜塩素酸塩が次亜塩素酸ナトリウ
ム及び次亜塩素酸カリウムの少なくとも一方である請求
項１２に記載の装置。
【請求項１４】該機能水が更に無機酸または有機酸を
含む請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項１５】該無機酸または有機酸が塩酸、フッ
酸、硫酸、リン酸、ホウ酸、酢酸、ぎ酸、りんご酸、ク
エン酸及びシュウ酸から選ばれる少なくとも一つである
請求項１４記載の装置。
【請求項１６】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）８００〜１５００ｍＶ、及び塩
素濃度が５〜１５０ｍｇ／Ｌである請求項２〜６のいず
れかに記載の装置。
【請求項１７】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２〜１００ｍｇ／Ｌである請求項２〜６のいず
れかに記載の装置。
【請求項１８】該光が、波長３００〜５００ｎｍの波
長域の光を含む光である請求項１〜１７のいずれかに記
載の装置。
【請求項１９】該光が、波長３５０〜４５０ｎｍの波
長域の光である請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】該光の照射量が１０μＷ／ｃｍ²〜１
０ｍＷ／ｃｍ²である請求項１〜１９のいずれかに記載
の装置。
【請求項２１】該光の照射量が５０μＷ／ｃｍ²〜５
ｍＷ／ｃｍ²である請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】前記汚染物質がハロゲン化脂肪族炭化
水素化合物である請求項１〜２１のいずれかに記載の装
置。
【請求項２３】前記ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
が、塩素原子で置換されている脂肪族炭化水素化合物で
ある請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物が
トリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、
クロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，１−ジク
ロロエチレン、ｃｉｓ−１，２−ジクロロエチレン、ｔ
ｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレン、トリクロロメタ
ン（クロロホルム）及びジクロロメタンの中の少なくと
も一つである請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】反応槽内に設けられた気相反応領域内
に、第１の気体供給手段により分解対象物質としての汚
染物質を含む気体とを導入し、第２の気体供給手段によ
り該汚染物質の光照射下での分解のための物質を含む気
体を供給し、光照射下で該汚染物質を分解する汚染物質
の分解方法であって、前記第１の気体供給手段により前記気相反応領域内に供
給される汚染物質を含む気体の一部を前記第２の気体供
給手段へ分配する工程と、前記分解に利用する物質の前記気相反応領域内での濃度
を検知する工程と、を更に有し、前記濃度検知手段で検知した分解に利用される物質の前
記気相反応領域内の濃度に基づいて、前記汚染物質を含
む気体の一部の前記第２の気体供給手段への分配量を制
御することを特徴とする汚染物質の分解方法。
【請求項２６】前記分解に利用する物質が塩素である
請求項２５に記載の分解方法。
【請求項２７】前記第２の気体供給手段が、機能水の
貯溜槽と、該貯溜槽内に前記分配手段から分配された汚
染物質を含む気体を導入する気体導入手段と、該貯溜槽
内に導入された気体が該機能水と接触することで得られ
た汚染物質及び塩素を含む気体を前記反応槽内に導入す
る手段と、を有する請求項２６に記載の分解方法。
【請求項２８】前記濃度検知手段で検知した前記分解
に利用される物質の前記気相反応領域内での濃度に基づ
いて、前記第２の気体供給手段の有する機能水貯溜槽へ
の機能水の供給量を制御する請求項２７に記載の分解方
法。
【請求項２９】前記汚染物質を含む気体が該汚染物質
を含む汚染水から汚染物質を取り込むことで調製された
ものである請求項２６〜２８のいずれかに記載の分解方
法。
【請求項３０】前記汚染物質を含む気体の調製が、前
記気体の前記汚染水への接触により行なわれる請求項２
９に記載の分解方法。
【請求項３１】該機能水が次亜塩素酸イオンを含有す
る請求項２７〜３０のいずれかに記載の分解装置。
【請求項３２】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２７〜３
０のいずれかに記載の分解方法。
【請求項３３】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２７〜３０のいず
れかに記載の分解方法。
【請求項３４】該混合水が該酸性水とアルカリ性水と
を１：１以下の割合で混合したものである請求項３３に
記載の分解方法。
【請求項３５】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３２〜３４のいず
れかに記載の方法。
【請求項３６】該機能水が次亜塩素酸塩水溶液である
請求項２７〜３０のいずれかに記載の分解方法。
【請求項３７】該次亜塩素酸塩が次亜塩素酸ナトリウ
ム及び次亜塩素酸カリウムの少なくとも一方である請求
項３６に記載の分解方法。
【請求項３８】該機能水が更に無機酸または有機酸を
含む請求項３６または３７に記載の分解方法。
【請求項３９】該無機酸または有機酸が塩酸、フッ
酸、硫酸、リン酸、ホウ酸、酢酸、ぎ酸、りんご酸、ク
エン酸及びシュウ酸から選ばれる少なくとも一つである
請求項３８記載の装置。
【請求項４０】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）８００〜１５００ｍＶ、及び塩
素濃度が５〜１５０ｍｇ／Ｌである請求項２７〜３０の
いずれかに記載の分解方法。
【請求項４１】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２〜１００ｍｇ／Ｌである請求項２７〜３０の
いずれかに記載の分解方法。
【請求項４２】該光が、波長３００〜５００ｎｍの波
長域の光を含む光である請求項２５〜４１のいずれかに
記載の分解方法。
【請求項４３】該光が、波長３５０〜４５０ｎｍの波
長域の光である請求項４２に記載の分解方法。
【請求項４４】該光の照射量が１０μＷ／ｃｍ²〜１
０ｍＷ／ｃｍ²である請求項２５〜４３のいずれかに記
載の分解方法。
【請求項４５】該光の照射量が５０μＷ／ｃｍ²〜５
ｍＷ／ｃｍ²である請求項４４に記載の分解方法。
【請求項４６】前記汚染物質がハロゲン化脂肪族炭化
水素化合物である請求項２５〜４５のいずれかに記載の
分解方法。
【請求項４７】前記ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
が、塩素原子で置換されている脂肪族炭化水素化合物で
ある請求項４６に記載の分解方法。
【請求項４８】該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物が
トリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、
クロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，１−ジク
ロロエチレン、ｃｉｓ−１，２−ジクロロエチレン、ｔ
ｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレン、トリクロロメタ
ン（クロロホルム）及びジクロロメタンの中の少なくと
も一つである請求項４７に記載の分解方法。