JP2002153752A - 汚染物質の分解方法及びそれに用いる分解装置 - Google Patents

汚染物質の分解方法及びそれに用いる分解装置

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JP2002153752A JP2000354343A JP2000354343A JP2002153752A JP 2002153752 A JP2002153752 A JP 2002153752A JP 2000354343 A JP2000354343 A JP 2000354343A JP 2000354343 A JP2000354343 A JP 2000354343A JP 2002153752 A JP2002153752 A JP 2002153752A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分解処理開始時における汚染物質の反応領域
内からの排気の問題を解消できる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。 【解決手段】 反応容器内に設けられた気相反応領域
に、分解対象物質である汚染物質と、該汚染物質の光照
射下での分解のための物質とを導入し、光照射下でこれ
らを接触させて該汚染物質を分解処理する際に、該分解
処理の開始に当たって、前記気相反応領域への分解のた
めの物質の導入、前記気相反応領域への光照射及び前記
気相反応領域への汚染物質の導入を、この順で開始させ
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、気体状ハロゲン化
脂肪族化合物などの汚染物質の分解方法及びそれに用い
る分解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、１１は
塩素ガスを含む空気の発生手段であり、塩素溶液を含む
水槽１２と該溶液に空気を吹き込むパイプ１３及び空気
の量を調整するためのバルブ１４を備えている。そして
塩素溶液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。分解されたガスは排気管６から排出される。
【０００５】水槽１２中に入れる塩素溶液としては、水
素イオン濃度（ｐＨ値）１〜４及び塩素濃度が５〜１５
０ｍｇ／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
２１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１１にポンプ２５及びパ
イプ２６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１３及びポンプ１４を介して所望
の流量で連続的に塩素発生槽１１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
れた機能水は分解処理槽１１からタンク８に排出され
る。この様に塩素溶液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、分解装置で
は、光照射下で塩素を含む水等から供給された塩素ガス
及び分解対象物質である気体状ハロゲン化脂肪族炭化水
素化合物を混合せしめることによって分解反応を開始さ
せるようにしていた。ところが、分解対象物質が反応容
器内に導入され、分解反応が生じる以前に未分解の状態
でそのまま分解対象物質が排出され場合には、それを処
理する特別な操作が必要となる。あるいは、誤動作によ
り汚染物質が環境中に放出される可能性があった。
【０００８】本発明は上記の課題を解決することができ
る汚染物質の分解方法及びそのための装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる汚染物質
の分解方法は、反応容器内に設けられた気相反応領域
に、分解対象物質である汚染物質と、該汚染物質の光照
射下での分解のための物質とを導入し、光照射下でこれ
らを接触させて該汚染物質を分解処理する汚染物質の分
解方法であって、前記気相反応領域に汚染物質を導入す
る工程と、前記気相反応領域に該汚染物質の光照射下で
の分解のための物質を導入する工程と、前記汚染物質と
前記分解のための物質とが導入された気相反応領域に光
を照射して該汚染物質の分解処理を行なう工程と、を有
し、該分解処理の開始のための工程が、前記気相反応領
域への分解のための物質の導入、前記気相反応領域への
光照射及び前記気相反応領域への汚染物質の導入を、こ
の順で開始させる工程を含む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装置
は、気相反応領域を構成する反応容器と、該反応領域内
に汚染物質を導入するための汚染物質導入手段と、該反
応領域内に該汚染物質の光照射下での分解のための物質
を導入する分解処理用物質導入手段と、該反応領域に光
を照射するための光照射手段とを有する該汚染物質分解
処理用の装置であって、前記汚染物質導入手段、前記分
解処理用物質導入手段及び前記光照射手段を制御する制
御手段を有し、該制御手段が、前記気相反応領域中での
分解処理の開始指示の入力手段と、該入力手段によって
入力された分解処理の開始指示に従って、前記分解処理
用物質導入手段、前記光照射手段及び前記汚染物質導入
手段の動作をこの順に開始させる制御系を有することを
特徴とするものである。
【００１１】本発明によれば、分解処理の開始時におけ
る各動作の開始順を上記の特定された順番としたこと
で、分解反応の開始から初期段階における汚染物質の気
相反応領域からの排出という問題が解消され、気相反応
領域がら未分解の汚染物質が分解反応開始時に排出され
た場合に必要とされる操作を省略してより効率的な分解
処理を行なうことが可能となる。更に、この開始順をコ
ンピュータ上で予め設定されたプログラムに従って実行
することで、誤動作を行なう可能性を排除して装置の安
全管理を確実に行なうことが可能となる。
【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】（実施態様例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、５は気相反応領域を有する反応容
器からなる反応槽であり、塩素ガス発生槽１１からの塩
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
化合物とを混合して収納する容器であり、反応槽５内に
光照射がおこなわれる。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物質供給手段１から供給され
る。
【００１４】分解対象物質の供給は分解対象物質の供給
を制御する手段３４によって制御される。塩素を含む水
（機能水）は所望の流量で連続的に塩素ガス発生槽１１
にパイプ２６を介して機能水の供給を制御する手段３１
（バルブ）によって供給される。塩素を含む水は２１の
機能水生成装置で作成される。通気をおこなう気体は供
給管１３及び通気を制御する手段３２（バルブ）を介し
て所望の流量で連続的に塩素発生槽１１に供給する。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に導入され、分解対
象物質と混合後、４の光を照射する手段によって反応槽
５内に光照射がおこなわれ分解対象化合物が分解され
る。光を照射する手段４の光の照射は光の照射を制御す
る手段３３によって制御される。
【００１５】３１の機能水の供給を制御する手段は、開
始信号を得ることにより機能水の供給を開始する。３２
の通気を制御する手段は、通気の開始信号を待ち、通気
を開始するものである。３３の光の照射を制御する手段
は、照射の開始信号を待ち、照射を開始するものであ
る。３４は分解対象となるガスの供給を制御する手段
（バルブ）で、分解対象となるガスの供給の開始は、開
始信号を受けることにより供給がおこなわれる。３５は
塩素濃度検知手段であり、検知データに基づいて、作業
の進行を制御することも可能である。３６は光量の検知
手段であり、検知データに基づいて、作業の進行を制御
することも可能である。
【００１６】４０は制御手段としてのコンピュータを構
成するＣＰＵ若しくはエレクトリックボードで、３５、
３６等からの信号を受け予め定められたプログラムに従
った手順に基づいて３１，３２，３３，３４の運転開始
の制御をおこなう。
【００１７】次に、この基本構成によって得られる作用
を説明する。
【００１８】先ず、メインスイッチがｏｎとなることで
本分解装置の稼動が開始する。即ち、メインスイッチが
ｏｎ状態となった情報を受け、分解処理開始の指示が入
力手段によりＣＰＵ若しくはエレクトリックボード４０
に入力される。そして、そこから３１の機能水の供給を
制御する手段に開始信号が送られ、１１への機能水の供
給が開始する。機能水供給のステップの後、ＣＰＵ若し
くはエレクトリックボード４０から３２の通気を制御す
る手段に開始信号が送られ、塩素ガス発生槽１１への通
気がおこなわれる。３５は塩素濃度検知手段であり、検
知データが所定の値となったことをＣＰＵ若しくはエレ
クトリックボード４０が確認し、ＣＰＵ若しくはエレク
トリックボード４０から、３３の光の照射を制御する手
段に信号が送られ光が照射される。
【００１９】次に、光量の検知手段３６によって、検知
データが所定の値となったことをＣＰＵ若しくはエレク
トリックボード４０が確認し、ＣＰＵ若しくはエレクト
リックボードから、３４の分解対象となるガスの供給を
制御する手段にガスの供給の開始を指示する開始信号を
送られ分解対象となるガスの供給がおこなわれる以上の
ステップを踏むことで、未反応な分解対象ガスが排出管
６からそのまま排出されることがなくなる。図４に以上
の処理の流れを示す。
【００２０】なお、機能水からの塩素の供給が所定値に
達しているかどうか、あるいは光照射手段からの光量が
所定値以上かどうかを判定して、所定値を達成できてい
ない場合にアラームによる警告を行なうようにしてもよ
い。このようなアラーム機能を組み込んだ場合における
処理の流れを図５に示す。
【００２１】また、汚染物質の供給は、バルブ３４を開
く動作をＣＰＵまたはエレクトリックボードから指示す
ることで開始されるが、機能水の供給開始、通気の開始
又は光照射の開始の動作時に、バルブ３４が「閉」の状
態にあることを連続的または所定の時間的間隔を持って
定期的にチェックして、「開」状態となっている場合に
は、アラームが作動してバルブ３４を閉じる指示を行な
うとともに、各動作を一旦停止し、必要な処理を行なう
動作をプログラムに追加することもできる。
【００２２】（実施態様例２）実施形態例１では、分解
対象となるガスの供給と塩素を含む水（機能水）への通
気をそれぞれ別におこなったが本実施形態例では、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。
【００２３】即ち、図６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。
【００２４】分解されるべき気体状ハロゲン化脂肪族化
合物は分解対象物質供給手段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２６を
介して機能水の供給を制御する手段３１によって供給さ
れる。機能水は２１の機能水生成装置で作成される。通
気をおこなう気体は分解対象である気体状ハロゲン化脂
肪族化合物を含み、供給管１３及び通気を制御する手段
３２を介して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の光を照射す
る手段によって反応槽５内の混合ガスに光照射がおこな
われ分解対象化合物が分解される。光を照射する手段４
の光の照射は光の照射を制御する手段３３によって制御
される。ここで３７は反応槽５の下部に通気する気体が
分解対象物質を含む気体か、通常の空気かを選択する電
磁弁である。
【００２５】３１の機能水の供給を制御する手段は、開
始信号を得ることにより機能水の供給を開始するもので
ある。３２の通気を制御する手段は、通気の開始信号を
待ち、通気を開始するものである。３３の光の照射を制
御する手段は、照射の開始信号を待ち、照射を開始する
ものである。３５は塩素濃度検知手段であり、検知デー
タに基づいて、作業の進行を制御することも可能であ
る。３６は光量の検知手段であり、検知データに基づい
て、作業の進行を制御することも可能である。３７の電
磁弁は反応槽５の下部に通気する気体を選択するもの
で、選択を指示する信号によって供給元が選ばれる。
【００２６】４０は実施態様例１と同様のＣＰＵ若しく
はエレクトリックボードで、３５、３６等からの信号を
受け予め定められた手順に従い３１，３２，３３，の運
転開始の制御、３７の選択の制御をおこなう。
【００２７】次に、この基本構成によって得られる作用
を説明する。
【００２８】先ず、メインスイッチがｏｎとなることで
本分解装置の稼動が開始する。即ち、メインスイッチが
ｏｎ状態となった情報を受け、ＣＰＵ若しくはエレクト
リックボード４０から３１の機能水の供給を制御する手
段に開始信号が送られ、反応槽５の下部への機能水の供
給が開始する。機能水供給のステップの後、ＣＰＵ若し
くはエレクトリックボード４０から３７の電磁弁に信号
が送られ、通気気体として空気が選ばれる。３２の通気
を制御する手段に開始信号が送られ、反応槽５の下部へ
の機能水への通気がおこなわれる。３５は塩素濃度検知
手段であり、検知データが所定の値となったことをＣＰ
Ｕ若しくはエレクトリックボード４０が確認し、ＣＰＵ
若しくはエレクトリックボード４０から、３３の光の照
射を制御する手段に信号が送られ光が照射される。
【００２９】次に、光量の検知手段３６によって、検知
データが所定の値となったことをＣＰＵ若しくはエレク
トリックボード４０が確認し、ＣＰＵ若しくはエレクト
リックボードから、３７の電磁弁に信号が送られ、通気
気体として分解対象となるガスが選ばれる。このとき３
２の通気を制御する手段に信号が送られており分解対象
となるガスの供給がおこなわれる 以上のステップを踏むことで、未反応な分解対象ガスが
排出管６からそのまま排出されることがなくなる。図７
に以上の処理の流れを示す。
【００３０】（実施態様例３）上記の実施形態例１及び
２では、塩素を含むガスの発生方法として塩素を含む水
に通気を行っていたが本実施形態例では、塩素を含む水
を小粒化して塩素を含むガスの発生を促進し気液の接触
効率を高め分解反応を行っている。
【００３１】即ち、図８に於いて、５は反応槽であり、
反応槽５の上部には塩素を含む水を小粒化して噴出する
ノズル２が備え付けられている。機能水は所望の流量で
連続的に反応槽５のノズル２を介して機能水の供給を制
御する手段３１によって供給される。反応槽５の下部か
らは１の分解対象物質供給手段から分解対象物質が供給
される。反応槽５内で、機能水から発生した塩素を含む
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。また機能水と分解されるべき気体状ハロ
ゲン化脂肪族化合物が接触する。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。
【００３２】光を照射する手段４の光の照射は光の照射
を制御する手段３３によって制御される。３１の機能水
の供給を制御する手段は、開始信号を得ることにより機
能水の供給を開始するものである。３３の光の照射を制
御する手段は、照射の開始信号を待ち、照射を開始する
ものである。３４は分解対象となるガスの供給を制御す
る手段で、分解対象となるガスの供給の開始は、開始信
号を受けることにより供給がおこなわれる。３５は塩素
濃度検知手段であり、検知データに基づいて、作業の進
行を制御することも可能である。３６は光量の検知手段
であり、検知データに基づいて、作業の進行を制御する
ことも可能である。
【００３３】４０は実施態様例１と同様のＣＰＵ若しく
はエレクトリックボードで、３５、３６等からの信号を
受け予め定められた手順に従い３１，３３，３４，の運
転開始の制御をおこなう。
【００３４】次に、この基本構成によって得られる作用
を説明する。
【００３５】先ず、メインスイッチがｏｎとなることで
本分解装置の稼動が開始する。
【００３６】即ち、メインスイッチがｏｎ状態となった
情報を受け、ＣＰＵ若しくはエレクトリックボード４０
から３１の機能水の供給を制御する手段に開始信号が送
られ、反応槽５へ機能水の供給が開始する。機能水はノ
ズル２で小粒化し反応槽５内へ噴出される。３５は塩素
濃度検知手段であり、検知データが所定の値となったこ
とをＣＰＵ若しくはエレクトリックボード４０が確認
し、ＣＰＵ若しくはエレクトリックボード４０から、３
３の光の照射を制御する手段に信号が送られ光が照射さ
れる。
【００３７】次に、光量の検知手段３６によって、検知
データが所定の値となったことをＣＰＵ若しくはエレク
トリックボード４０が確認し、ＣＰＵ若しくはエレクト
リックボードから、３４の分解対象となるガスの供給を
制御する手段に信号が送られ、分解対象となるガスの供
給がおこなわれる 以上のステップを踏むことで、未反応な分解対象ガスが
排出管６からそのまま排出されることがなくなる。図９
に以上の処理の流れを示す。
【００３８】上記実施形態例１〜３では分解に必要な塩
素を含む空気の発生の後、光の照射を開始しているが、
光の照射の後に分解に必要な塩素を含む空気の発生をお
こなう手順でも良い。しかし、この手順においても汚染
物質の供給及びその選択は、必要な塩素を含む空気の発
生の後おこなう。
【００３９】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。
【００４０】(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。
【００４１】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、３及び５に示す隔膜２７を配
置した場合、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。
【００４２】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。
【００４３】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。
【００４４】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。
【００４５】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。
【００４６】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。
【００４７】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。
【００４８】(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。
【００４９】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。
【００５０】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。
【００５１】このような塩素ガスの生成・供給には、上
述したような電気分解による方法、薬品の調合による方
法が利用できるが、塩素ボンベ、カートリッジ等を用い
てこれを希釈して、直接的に所望の濃度の塩素ガスを得
ても良い。すなわち、上記の混合気体中の塩素濃度の濃
度範囲が実現され得るのなら、そのための方法は状況に
応じて最適なものを選択することができる。
【００５２】(機能水に通気する手段)機能水に汚染物質
を含む気体及び/または曝気用の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。
【００５３】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。
【００５４】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、処理槽にお
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。
【００５５】（機能水の反応領域への供給手段）図８に
示すような構成、すなわち気相反応領域中に直接機能水
を供給して気相反応領域を構成する気相にこれを接触さ
せて機能水から塩素を気相に導入する構成を用いる場合
には、機能水小滴化して気相反応領域に供給する方法を
用いることができる。その際に用いる小滴化のための装
置としては種々の構成のものを用いることができるが、
加熱蒸気式、噴霧式、シャワー状の噴霧ノズルによる方
式、超音波式などによる小滴化手段を用いることができ
る。
【００５６】小滴化した場合における液滴の直径は１ｍ
ｍ以下、好ましくは１０-5〜１０-1ｍｍ程度の範囲とす
ることができる。また、液滴が効果的に気相反応領域に
留まって塩素を気相に取り込ませる上では、気相反応領
域中に充填材を充填することもできる。機能水の小滴化
処理における温度には特に制限はないが、４〜５０℃、
好ましくは１０〜４０℃の範囲とすることができる。
【００５７】(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。
【００５８】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。
【００５９】(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。
【００６０】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。
【００６１】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。
【００６２】(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。
【００６３】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。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、分解処理の開始時にお
ける各動作の開始順を上記の特定された順番としたこと
で、分解反応の開始から初期段階における汚染物質の気
相反応領域からの排出という問題が解消され、気相反応
領域がら未分解の汚染物質が分解反応開始時に排出され
た場合に必要とされる操作を省略してより効率的な分解
処理を行なうことが可能となる。更に、この開始順をコ
ンピュータ上で予め設定されたプログラムに従って実行
することで、誤動作を行なう可能性を排除して装置の安
全管理を確実に行なうことが可能となる。
【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】図３に示す装置における各手段の動作を示すブ
ロック図である。
【図５】図３に示す装置における各手段の動作の他の態
様を示すブロック図である。
【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。
【図７】図６に示す装置での各手段の動作を示すブロッ
ク図である。
【図８】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９】図８に示す装置での各手段の動作を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
１ 分解対象ガス供給装置 ２ ノズル ３ 塩素含有空気導入管 ４ 光照射手段 ５ 反応槽 ６ 排気管 ８ タンク １１ 塩素含有空気発生手段 １２ 塩素溶液を含む水槽 １３ 気体を吹き込むパイプ１３ １４ 気体の量を調整するためのバルブを有するポン
プ ２１ 機能水生成装置 ２２ 電解装置 ２３ 陽極 ２４ 陰極 ２５ ポンプ ２６ パイプ ２７ 隔壁 ３１ バルブ ３２ バルブ ３３ 光照射制御系 ３４ バルブ ３５ 塩素濃度検知手段 ３６ 光量検知手段 ３７ 電磁弁 ４０ ＣＰＵ若しくはエレクトリックボード
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０１Ｊ 19/00 Ｃ０２Ｆ 1/46 Ａ Ｃ０２Ｆ 1/46 Ｃ０７Ｂ 35/06 37/06 Ｃ０７Ｂ 35/06 Ｃ０７Ｃ 19/01 37/06 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ Ｃ０７Ｃ 19/01 １３４Ｅ (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 BA09 CA01 CA06 CA20 DA53 GA02 GA03 GB08 GB20 4D061 DA02 DA03 DA04 DB07 DB08 DB10 EA02 EB04 EB12 ED12 ED13 FA03 FA11 4G068 DA10 DB01 DB03 DC10 4G075 AA03 AA05 AA15 AA37 AA61 BA01 BA04 BA05 BD03 BD04 BD12 BD13 BD22 BD23 BD27 CA20 CA32 CA33 CA57 DA01 DA04 EA01 EB01 EB21 EB31 EC01 FB02 FB04 FB06 FB12 FC04 4H006 AA05 AC13 AC26 BA95 BE36 BE53

Claims (47)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反応容器内に設けられた気相反応領域
    に、分解対象物質である汚染物質と、該汚染物質の光照
    射下での分解のための物質とを導入し、光照射下でこれ
    らを接触させて該汚染物質を分解処理する汚染物質の分
    解方法であって、 前記気相反応領域に汚染物質を導入する工程と、 前記気相反応領域に該汚染物質の光照射下での分解のた
    めの物質を導入する工程と、 前記汚染物質と前記分解のための物質とが導入された気
    相反応領域に光を照射して該汚染物質の分解処理を行な
    う工程と、を有し、 該分解処理の開始のための工程が、前記気相反応領域へ
    の分解のための物質の導入、前記気相反応領域への光照
    射及び前記気相反応領域への汚染物質の導入を、この順
    で開始させる工程を含むことを特徴とする汚染物質の分
    解方法。
  2. 【請求項２】 前記分解のための物質が塩素である請求
    項１に記載の分解方法。
  3. 【請求項３】 前記塩素の前記気相反応領域への導入
    は、機能水貯溜領域に供給した気体と該機能水貯溜域に
    ある機能水とを接触させて調製した塩素を含む気体を前
    記気相反応領域に導入することで行なわれる請求項２に
    記載の分解方法。
  4. 【請求項４】 前記汚染物質及び塩素の前記気相反応領
    域への導入は、機能水貯溜領域に供給した該汚染物質を
    含む気体と該機能水貯溜域にある機能水とを接触させて
    調製した該汚染物質及び塩素を含む気体を前記気相反応
    領域に導入することで行なわれる請求項２または３に記
    載の分解方法。
  5. 【請求項５】 前記塩素の前記気相反応領域への導入
    は、該気相反応領域中に機能水を供給して該気相反応領
    域を構成する気相と接触させることで該気相中に塩素を
    導入することで行なわれる請求項２に記載の分解方法。
  6. 【請求項６】 該機能水が次亜塩素酸イオンを含有する
    請求項２〜５のいずれかに記載の分解方法。
  7. 【請求項７】 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２〜５のい
    ずれかに記載の分解方法。
  8. 【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２〜５のいずれかに
    記載の分解方法。
  9. 【請求項９】 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８に記載
    の分解方法。
  10. 【請求項１０】 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７〜９のいずれか
    に記載の分解方法。
  11. 【請求項１１】 該機能水が次亜塩素酸塩水溶液である
    請求項２〜５のいずれかに記載の分解方法。
  12. 【請求項１２】 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１１に記載の分解方法。
  13. 【請求項１３】 該機能水が更に無機酸または有機酸を
    含む請求項１１または１２に記載の分解方法。
  14. 【請求項１４】 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１３記載の分解方法。
  15. 【請求項１５】 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２〜５のいず
    れかに記載の分解方法。
  16. 【請求項１６】 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２〜５のいず
    れかに記載の分解方法。
  17. 【請求項１７】 該光が、波長３００〜５００ｎｍの波
    長域の光を含む光である請求項１〜１６のいずれかに記
    載の分解方法。
  18. 【請求項１８】 該光が、波長３５０〜４５０ｎｍの波
    長域の光である請求項１７に記載の分解方法。
  19. 【請求項１９】 該光の照射量が１０μＷ／ｃｍ2〜１
    ０ｍＷ／ｃｍ2である請求項１〜１８のいずれかに記載
    の分解方法。
  20. 【請求項２０】 該光の照射量が５０μＷ／ｃｍ2〜５
    ｍＷ／ｃｍ2である請求項１９に記載の分解方法。
  21. 【請求項２１】 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１〜２０のいずれかに記載の分
    解方法。
  22. 【請求項２２】 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２１に記載の分解方法。
  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２２に記載の分解方法。
  24. 【請求項２４】 気相反応領域を構成する反応容器と、
    該反応領域内に汚染物質を導入するための汚染物質導入
    手段と、該反応領域内に該汚染物質の光照射下での分解
    のための物質を導入する分解処理用物質導入手段と、該
    反応領域に光を照射するための光照射手段とを有する該
    汚染物質分解処理用の装置であって、 前記汚染物質導入手段、前記分解処理用物質導入手段及
    び前記光照射手段を制御する制御手段を有し、該制御手
    段が、前記気相反応領域中での分解処理の開始指示の入
    力手段と、該入力手段によって入力された分解処理の開
    始指示に従って、前記分解処理用物質導入手段、前記光
    照射手段及び前記汚染物質導入手段の動作をこの順に開
    始させる制御系を有することを特徴とする汚染物質分解
    用の装置。
  25. 【請求項２５】 前記制御系がコンピュータに予め設定
    されたプログラムに従って前記各手段に動作の開始を指
    示するものである請求項２４に記載の装置。
  26. 【請求項２６】 前記分解のための物質が塩素である請
    求項２４または２５に記載の装置。
  27. 【請求項２７】 前記分解処理用物質導入手段が、機能
    水の貯溜槽と、該貯溜槽内に気体を供給する気体供給手
    段と、該貯溜槽内に供給された気体が該機能水と接触す
    ることで得られた塩素を含む気体を前記気相反応領域に
    導入する手段と、を有する請求項２６に記載の装置。
  28. 【請求項２８】 前記汚染物質導入手段及び前記分解処
    理用物質導入手段が、機能水の貯溜槽と、該貯溜槽内に
    汚染物質を含む気体を供給する気体供給手段と、該貯溜
    槽内に供給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に
    導入する手段により構成される請求項２６または２７に
    記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記分解処理用物質導入手段が、前記
    気相反応領域を構成する気相に機能水を導入して、該機
    能水を該気相に接触させて塩素を該気相に導入する機能
    水導入手段と、前記制御手段からの指示により該機能水
    導入手段による該気相への機能水の導入を停止する機能
    水導入停止手段と、を有する請求項２６に記載の装置。
  30. 【請求項３０】 該機能水が次亜塩素酸イオンを含有す
    る請求項２６〜２９のいずれかに記載の装置。
  31. 【請求項３１】 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２６〜２
    ９のいずれかに記載の装置。
  32. 【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２６〜２９のいず
    れかに記載の装置。
  33. 【請求項３３】 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３２に
    記載の装置。
  34. 【請求項３４】 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３１〜３３のいず
    れかに記載の装置。
  35. 【請求項３５】 該機能水が次亜塩素酸塩水溶液である
    請求項２６〜２９のいずれかに記載の装置。
  36. 【請求項３６】 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３５に記載の装置。
  37. 【請求項３７】 該機能水が更に無機酸または有機酸を
    含む請求項３５または３６に記載の装置。
  38. 【請求項３８】 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３７記載の装置。
  39. 【請求項３９】 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２６〜２９の
    いずれかに記載の装置。
  40. 【請求項４０】 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２６〜２９の
    いずれかに記載の装置。
  41. 【請求項４１】 該光が、波長３００〜５００ｎｍの波
    長域の光を含む光である請求項２４〜４０のいずれかに
    記載の装置。
  42. 【請求項４２】 該光が、波長３５０〜４５０ｎｍの波
    長域の光である請求項４１に記載の装置。
  43. 【請求項４３】 該光の照射量が１０μＷ／ｃｍ2〜１
    ０ｍＷ／ｃｍ2である請求項２４〜４２のいずれかに記
    載の装置。
  44. 【請求項４４】 該光の照射量が５０μＷ／ｃｍ2〜５
    ｍＷ／ｃｍ2である請求項４３に記載の分解方法。
  45. 【請求項４５】 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２４〜４４のいずれかに記載の
    装置。
  46. 【請求項４６】 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４５に記載の装置。
  47. 【請求項４７】 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４６に記載の方法。
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