JP3679167B2

JP3679167B2 - 揮発性有機化合物の処理装置

Info

Publication number: JP3679167B2
Application number: JP26155895A
Authority: JP
Inventors: 信康奥田; 武彦大沢; 俊夫斉藤; 孝寿小川; 猛広松
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2015-10-09
Also published as: JPH09103644A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は揮発性有機化合物の処理装置に関し、詳しくは光触媒活性による酸化分解作用を応用した処理効率の良好な揮発性有機化合物の処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
揮発性有機化合物は洗浄液や溶剤として広い業種で多量に使用されており、大気中及び土壌中に廃棄されることによる環境汚染が大きな問題となっている。
【０００３】
揮発性有機化合物の高濃度汚染源としては、有機溶剤や有機洗浄液を多量に使用する工場、クリーニング店等が挙げられ、十分な処理が行われない場合には排水や排気によって、その周辺の土壌・地下水・大気中に広く汚染が広がっている懸念がある。これら揮発性有機化合物の中には発ガン性を有すると示唆されるものもあり、健康被害を含めた重大な影響を及ぼす危険性があり、これらの有効な処理方法が検討されている。
【０００４】
揮発性有機化合物からなる汚染物質を浄化するための処理方法として、現在、以下の方法が知られている。
【０００５】
例えば、曝気による大気放散法がある。これは低濃度の有機化合物を含む気体を直接大気中に放散し、大気中での希釈を期待する方法であり、本質的な除去方法とはいえない。
【０００６】
また、有機化合物を含む気体を活性炭で処理する活性炭吸着法があり、この方法によれば目的とする有機化合物をほぼ検出限界以下にまで気体中から除去できるが、吸着限界を超えると活性炭の交換が必要となる。また、有機化合物を吸着した活性炭そのものを処理する必要があり、活性炭を再生するにあたり排出される高濃度の有機化合物を含んだ廃液の処理が必要となる。
【０００７】
さらに、有機化合物そのものを分解処理する方法として、触媒熱分解方法がある。この方法によれば２次汚染の懸念はないが、例えば、トリクロロエチレン（以下、ＴＣＥと称する）を処理する場合、２００〜４００℃の高温で触媒酸化するものであり、大規模な設備が必要で、且つ、消費されるエネルギー量も莫大である。
【０００８】
また、有機化合物を分解する別の方法として、微生物の働きを利用する方法もあるが、微生物の処理能力には限界がある。このため、低濃度・広範囲の汚染に対しては有効であるが、高濃度の有機化合物の処理には適さない。
【０００９】
近年、揮発性有機化合物のうち、特に溶剤として汎用のＴＣＥ等の揮発性有機塩素化合物が汚染物質として問題となっている。ＴＣＥを含む土壌・地下水の浄化方法としては、現在一般的に、曝気による大気放散法、及び、活性炭吸着法が用いられている。これらの方法はいずれも、前記と同様の問題がある。
【００１０】
一方、酸化チタン等の光触媒活性を有する物質（以下、適宜光触媒と称する）に紫外線を照射すると強力な酸化能を有するラジカルが生成され、このラジカルにより液体及び気体中の被酸化物質が酸化されることが知られている。
【００１１】
この光触媒活性を応用して前記有機化合物の処理を行うことが提案されており、例えば、特公平４−５４５１１号には、流体の浄化方法として、酸化チタンを透光性の物質により多孔性の塊状体とし、流体中に分散させ、紫外線照射により光分解する方法が記載されている。この方法によればバインダーにより酸化チタンを塊状にするため、光触媒反応に係る表面積が減少し、反応効率が悪いという問題がある。
【００１２】
また、酸化チタン微粒子を水中に懸濁させて、水中の汚染物質を浄化する方法も提案されているが、固体−液体反応で反応速度が遅く、さらに、処理後に粉末と被処理液とを分離する煩雑な固液分離工程を要し、連続処理には向かない等の問題点がある。
【００１３】
この固液分離工程を不要とするため、焼結やバインダー等により光触媒の固定化膜を生成し、これに水溶液中の揮発性有機化合物を接触させ、紫外線照射により光分解する方法も提案されている。
【００１４】
しかしながら、バインダー等を用いる固定化膜生成法では、反応に有効な光触媒の表面積が減少し、懸濁法によるよりもさらに反応速度が低下し、有機化合物の分解除去に時間がかかる。また、連続処理を行うと、固定化膜表面に排水中に含まれる不純物に由来する炭酸カルシウムなどの不溶成分が付着して表面が閉塞され、光触媒活性が低下する現象がみられる。このため、定期的な薬液洗浄等による固定化膜の再生処理や固定化膜の交換が必要となる等の問題がある。
【００１５】
前記水溶液中での反応速度の遅さを改良するため、曝気により水中の揮発性有機化合物を気化させた後、前記の光触媒固定化膜に接触させ、紫外線照射により光分解する方法も提案されている。この方法によれば、反応速度は改善されるものの、前記固定化膜の有する問題点、即ち、反応表面積の減少、固定化膜の再生／交換工程が必要となる等の問題はなお存在することになる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、前記課題を解決し、反応速度が早く、光触媒反応の効率が良好で、しかも、光触媒活性を有する物質の再生／交換工程が容易な、揮発性有機化合物の処理装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討の結果、揮発性有機化合物を光触媒による固体−気体反応により連続的に光酸化分解することにより、前記課題を解決し得ることを見いだし、本発明を完成した。
【００１８】
本発明の請求項１に係る揮発性有機化合物の処理装置は、被処理ガスを供給するガス吸入口と処理したガスを排出するガス排出口とを有する反応塔と、反応塔に接続され、且つ、光触媒粉末を循環させて反応塔内に散布する粉末移送ポンプと、上下に振動可能に反応塔に支持されると共に、振動して光触媒粉末を反応塔内に分散浮遊させる振動分散板と、反応塔内の光触媒粉末に光を照射する光源と、を備えてなり、該振動分散板が、金網で構成されることを特徴とする。
【００１９】
この装置によれば、気相中で紫外線を照射しながら、ＴＣＥ等の揮発性有機化合物を酸化チタン等の光触媒粉末と接触、反応させるため、反応速度が速く高効率的に光酸化分解を行うことができ、さらに、光触媒を粉末で循環させることにより、連続処理できる構造としたため、固定化による光触媒活性の低下や固定化膜の劣化に対する処理工程が不要となり、持続的に高効率的の処理を行うことができる。
【００２０】
本発明の請求項２に係る揮発性有機化合物の処理装置は、被処理ガスを供給するガス吸入口と処理したガスを排出するガス排出口とを有する反応塔と、反応塔に接続され、且つ、光触媒粉末を循環させて反応塔内に散布する粉末移送ポンプと、散布した光触媒粉末を担持するグラスファイバー網状体と、反応塔内の光触媒粉末に光を照射する光源と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
この装置によれば、前記請求項１記載の処理方法の特徴に加えて、光照射条件下で光触媒粉末がグラスファイバー表面に付着し、通気、水洗では落ちない付着強度を示すという機能を活用し、事前に固定化処理を行うことなく、装置内で光触媒粉末を散布することにより、装置内のグラスファイバー表面上に光触媒被膜を形成させることができるため、適宜、新たな触媒に更新することにより触媒の持つ最大限の光触媒酸化機能を維持することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は実施例１の揮発性有機化合物の処理装置１０を示す概略断面図である。
【００２３】
図１の揮発性有機化合物の処理装置１０の主要部を、例えば、内径が５０ｃｍ、高さが２ｍである反応塔１２が構成している。この反応塔１２は、被処理ガスを反応塔１２に導入するガス吸入口１４と、処理したガスを排出するガス排出口１６とを有している。被処理ガスは、図１に示すように反応塔１２の下部にあるガス吸入口１４から反応塔１２内に導入され、反応塔１２に滞留され、処理された後は、反応塔１２上部にあるガス排出口１６から反応塔１２外へ排出される。
【００２４】
反応塔１２上部に一端が接続されるパイプ１８の他端は、この反応塔１２の下端に接続されており、パイプ１８と反応塔１２とで光触媒粉末の循環系を構成している。このパイプ１８には光触媒粉末である酸化チタン粉末２０を循環、散布する粉末移送ポンプ２２が接続されている。粉末移送ポンプ２２は、図示されないモータ等の駆動手段及びその制御手段と接続されている。
【００２５】
反応塔１２内には、上下に振動可能に反応塔１２に支持されると共に、振動して光触媒粉末２０を反応塔１２内に分散浮遊させる振動分散板２４が配置されている。振動分散板２４は、図示されないモーター及びクランクなど公知の駆動手段によって、適宜、上下方向に振動される。振動分散板２４は前記駆動手段からの振動を伝達する振動棒２６に金網２８が固着されて構成される。
【００２６】
振動分散板２４の振動数は１００〜１０００ｒｐｍ（回／ｍｉｎ）の範囲で運転することが好ましい。通常は１５０〜３００ｒｐｍ（回／ｍｉｎ）程度で十分分散が行われるが、酸化チタン粒子に凝集が生じて金網２８に目詰まりが生ずる場合には、振動回数を増やすこともできる。
【００２７】
図２は、金網２８を示す正面図である。振動分散板２４に固着された金網２８は、反応塔１２の内径よりも小さい直径を有しており、中心は振動棒２６に固着され、周辺近傍には紫外線ランプ３０及びその保持部が貫通可能なサイズの開口部３２が設けられている。
【００２８】
金網２８のメッシュのサイズは酸化チタン粉末２０の粒径及び分散効率の観点から適宜選択することができる。また、金網２８の配置数は反応塔１２の大きさ及び分散効率の観点から、適宜選択することができる。
【００２９】
反応塔１２内の外周に沿って、光触媒反応に必要な光を照射する光源である紫外線ランプ（ブラックライト）３０が配置されている。
【００３０】
反応塔１２下部には、落下した酸化チタン粉末２０を回収、備蓄するホッパー３４を有する粉末回収室３６が配置されている。ここで回収された酸化チタン粉末２０は反応塔１２に接続された粉末移送ポンプ２２によって、パイプ１８を経て反応塔１２頂部へ循環され、散布される。
【００３１】
処理装置１０で処理される揮発性有機化合物は、予め、真空抽出、曝気（エアレーション）、吸引等の方法により気化されて被処理ガスとされる。
【００３２】
また、処理装置１０で処理されたガスは、ガス排出口１６に配置されたフィルター（図示せず）によって酸化チタン粉末２０と分離されて、反応塔１２外へ排出される。
【００３３】
ＴＣＥを例に挙げれば、酸素、水の存在下で紫外線を照射された酸化チタン表面で下記式１に示すように二酸化炭素と塩化水素に分解される。
【００３４】
ＣＨＣｌ₃＋１／２Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋３ＨＣｌ（酸化チタン＋紫外線照射の条件下）…（式１）
上記反応進行の条件として、酸素は常温常圧の大気中に存在する量で、水は常温で飽和水蒸気圧程度で十分であることが確認されており、揮発性有機化合物を大気で曝気気化させる場合には特別な操作は不要である。ただし、真空抽出法等で気化させる場合等、導入ガス中の酸素濃度が著しく低い場合には、大気を混合し被処理ガス中の酸素濃度が１０％以上となるように調整を行うことが、反応効率上好ましい。
【００３５】
ＴＣＥは前記式１に示す如く、処理されたガス中に塩化水素が存在するため、処理されたガスをそのまま大気中へ放出することは環境上好ましくない。従って、ガス排出口１６に接続する脱塩化水素装置３８を設け、塩化水素を除去する必要がある。
【００３６】
脱塩化水素装置３８は、水を満たした反応槽３８Ａと、処理されるガスを反応槽底部から水中へ放出するための細孔を有するパイプ３８Ｂとからなる。反応塔１２から排出された塩化水素を含む処理後のガスは、ガス排出口１６に接続する脱塩化水素装置３８の反応槽３８Ａ底部に設けられたパイプ３８Ｂへ導入され、パイプ３８Ｂの細孔から水中へ放出される。ここで水溶性の高い塩化水素（ＨＣｌ）は水中に溶解し、二酸化炭素（ＣＯ₂）は気体の状態でのこる。
【００３７】
このＣＯ₂を主成分とする排気は大気へそのまま放出することができる。また、ＨＣｌを含む排水は、ｐＨ調整槽（図示せず）でｐＨ調整し、中性域とした後、放流することができる。
【００３８】
この処理装置１０においては、光触媒として酸化チタン粉末２０を使用しているが、光触媒はこれに制限されるものなく、例えば、特公平２−９８５０号の記載の如き光触媒活性を有する物質として公知の物質を任意に使用することができる。光触媒のなかでも、酸化チタン、酸化鉄、酸化タングステン、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム等が代表的なものとして広く知られており、これらのうち、光触媒活性効果、安全性及びコストの観点からは、本実施例１に使用される酸化チタンが好ましい。
【００３９】
また、これら光触媒の光触媒活性を向上させるために、これらと共存して、光触媒反応において還元反応サイトになりうる金属、例えば、白金、金、パラジウム、銀、銅、ニッケル、コバルトからなる群から選択される金属を併用することもできる。これらのうち、効果の点からは白金、金、パラジウム、銀が好ましく、加工の容易さ、コストの観点からパラジウムが特に好ましい。
【００４０】
酸化チタン粉末２０の粒径は、特に制限はないが、分散性及び反応性の観点から０．１〜１０μｍ程度であることが好ましい。
【００４１】
また、光触媒反応に必要な光を照射する光源である紫外線ランプ（ブラックライト）３０の光量は、光触媒表面で０．１ｍＷ／ｃｍ²以上（波長３８０ｎｍの場合）であることが好ましい。
【００４２】
本実施例においては、振動分散板２４は、駆動手段からの振動を伝達する振動棒２６に金網２８が固着されて構成されており、各々の振動分散板２４の振動周期は一致している。この態様によれば反応塔１２内に存在する駆動部分及び伝達部分が少ないという利点があるが、反応性の点からは各振動分散板２４の振動周期は必ずしも一致しなくてもよく、複数の振動棒２６に固着されるような態様であっても、他の機械的、又は電磁気的な方法により各振動分散板２４が独立に振動されるものであってもよい。
【００４３】
酸化チタン粉末２０の振動分散の方法として、本発明は振動分散板２４の振動による方法と採用しているが、他の分散方法を排除するものではなく、例えば、気体ガスの流量を上げてガス流体により分散する方法、超音波により分散する方法等も適用することができる。分散効率からは、前記振動分散板２４によるものが好ましいが、その他の手段も反応条件によって単独で、又は、併用により適用することができる。
【００４４】
処理装置１０の主要部を構成する反応塔１２の大きさは、導入ガス中のＴＣＥ濃度および目標除去率、紫外線ランプの強度等により適宜選択することができる。例えば、処理される揮発性有機化合物の濃度が高い場合には、反応塔１２の容積を小さくする、又は、酸化チタン粉末２０の使用量を増加する、紫外線ランプ３０の強度、配置数を増加する、反応塔１２内への被処理ガスの滞留時間を長くするなどにより、目的とする反応効率を得ることができる。
【００４５】
本実施例１の処理装置１０の場合、流入ＴＣＥ濃度が１００ｐｐｍであり、被処理ガスの反応塔１２内滞留時間１５分で、処理能力は１時間当たり１．５ｍ³であった。
（実施例２）
図３は実施例２の揮発性有機塩素化合物の処理装置４０を示す概略断面図である。この実施例２では、反応塔１２内に設置したグラスファイバー網状体４２のグラスファイバー４４上に光触媒被膜を付着形成させる方式をとっている。
【００４６】
揮発性有機化合物の被処理ガスを導入するガス吸入口１４など、処理装置４０の主要部を構成する反応塔１２、光触媒反応を生起させる光源である紫外線ランプ３０、酸化チタン粉末２０の循環系を構成する粉末移送ポンプ２２とパイプ１８などは、前記実施例１の処理装置１０と同様であり、処理対象ガスをＴＣＥとした場合の被処理ガスの条件や処理されたガスの後処理方法（脱塩化水素処理）も、実施例１と同様である。
【００４７】
実施例２の処理装置４０においては、例えば、内径を４０ｃｍ、高さを２ｍとした反応塔１２内部に、グラスファイバー４４を網状に枠に固定したグラスファイバー網状体４２を複数段備えている。
【００４８】
グラスファイバー網状体４２は、図４にて正面図を示すように、細径のグラスファイバー４４を等間隔で格子状に枠４６に固定して構成される。枠４６の周囲には、紫外線ランプ３０及びその保持部が貫通可能なサイズの開口部４８が設けられている。
【００４９】
このグラスファイバー４４上に光触媒粉末２０を担持させて用いるものであり、このため、反応効率の観点からは、グラスファイバー網状体４２の構成は、有効比表面積が５０〜１００ｍ²／ｍ³となるように適当なグラスファイバー４４の径及び配置間隔を設定することが好ましい。ここで有効比表面積とは、塔容積当たりの光触媒が固定化しうるグラスファイバー４４の表面積を示す。
【００５０】
有効比表面積を１００ｍ²／ｍ³とした実施例２の処理装置４０の場合は、直径２ｍｍのグラスファイバー４４を５ｍｍピッチの格子状として枠４６に固定したグラスファイバー網状体４２が、垂直方向に１２．５ｍｍ間隔で配置されており、塔内実容積は総容積の９０％となる。
【００５１】
酸化チタン粉末２０がグラスファイバー４４上に付着担持される原理は、光照射により酸化チタン粉末２０が分極を起こし、グラスファイバー４４表面に静電気が発生することによる。
【００５２】
グラスファイバー４４上に静電的に付着することにより形成された酸化チタンの薄い被膜は、水洗や通気によっては剥離せず、しかも、十分な光触媒活性を有することが確認されている。
【００５３】
また、酸化チタン粉末２０の使用密度は、処理される物質の濃度などの条件により異なるが、通常は、１００ｍｇ／ｍ²以上であることが好ましく、本実施例２においては、比表面積を１００ｍ²／ｍ³としているため、光触媒密度は１０ｇ／ｍ³以上となる。
【００５４】
グラスファイバー４４表面に酸化チタン被膜を形成させる方法としては、被処理ガスを塔内に充填し、紫外線照射条件下で反応塔１２頂部より乾燥した酸化チタン粉末２０を散布する方法が挙げられる。散布後、１０分程度紫外線を照射することにより、グラスファイバー４４表面に酸化チタン被膜が形成される。
【００５５】
グラスファイバー４４表面で酸化チタン粉末２０が凝集をおこして十分に分散せず、グラスファイバー４４表面に酸化チタンの均一な被膜が形成されない場合は、グラスファイバー網状構造体４２を振動させながら粉末２０を供給することが好ましい。この場合は、実施例１の処理装置１０で振動分散板２４を駆動させたのと同様の駆動手段をグラスファイバー網状構造体４２にも適用することができる。
【００５６】
また、酸化チタン被膜を形成させる別の方法としては、被処理ガスを反応塔１２内に充填し、紫外線照射条件下で酸化チタンスラリー（酸化チタン粉末２０を１０〜２０ｇ／リットルの濃度で水に分散させたもの）を反応塔１２頂部から連続的に噴霧する方法が挙げられる。５分程度連続噴霧した後、スラリーの供給を止め、２０〜３０分程度紫外線ランプ３０を照射し、酸化チタン粉末２０に付着している水分を蒸発させ、グラスファイバー４４表面に酸化チタン被膜を形成する。
【００５７】
グラスファイバー４４表面に形成された酸化チタン被膜は、汚れの付着等により経時的に光触媒活性が低下するため、導入ガスの汚れ成分の濃度に応じて適宜、上記の被膜形成方法を繰り返して行い、酸化チタン粉末２０を再固定することが好ましい。再固定を行う際に、付着していた酸化チタン被膜は、一部が再固定処理時にかかる応力によって剥離するが、大部分はグラスファイバー４４上に残存し、その上に酸化チタン粉末２０がさらに付着して新しい被膜を形成する。このため、グラスファイバー４４等の担持体上には一定の膜厚で酸化チタンが維持されることになる。
【００５８】
通常の運転では、酸化チタン粉末２０の散布は、１回／１００時間程度の頻度で十分である。この方法によれば、焼結等によって形成された固定化膜に比較してメンテナンスを簡単に行うことができるため、煩雑な工程を必要とせず高い光触媒活性効果を維持させることができる。
【００５９】
実施例２での処理装置４０においては、流入ＴＣＥ濃度が１００ｐｐｍであり、被処理ガスの反応塔１２内滞留時間１５分で処理能力は１時間当たり１ｍ³であった。
【００６０】
本実施例２の処理装置４０では、グラスファイバー構造体４２を充填しているため、紫外線ランプ３０からの光の減衰が大きくなることから、実施例１の処理装置１０に比べて、反応塔１２内径を小さく設定しているが、反応塔１２の中心部でも紫外線強度があがるように、紫外線ランプ３０の本数や配置方法、グラスファイバー４４の材質、サイズ、配置間隔を変更すれば、反応塔１２内径をより大きくすることが可能である。
【００６１】
また、グラスファイバー４４の代わりに、光透過性であり、光触媒反応によって劣化せず、且つ、耐酸化性であって加工しやすい他の物質を酸化チタン粉末２０の担持体として使用することもできる。耐久性及びファイバー状に加工して表面積を大きくとりうる観点からは、本実施例のグラスファイバーが最適であるが、一定期間をおいて担持体そのものを交換するタイプの処理装置や処理対象物の物性等の条件に適合する場合、例えば、金属、樹脂、カーボン等をファイバー状に加工したものも用いることができる。
（実験例１）
前記実施例２の処理装置４０を用いて、ＴＣＥを処理し、ＴＣＥ濃度をＦＩＤ（水素炎イオン化検出器）にて経時的に測定した結果を図５のグラフに示す。ＴＣＥ初期濃度を１００ｍｇ／リットルとした。この時の被処理ガス中の酸素濃度は２０％、水分含有量は０．０３ｍｇ／ｍｌであり、酸化チタン粉末２０は平均粒径１μｍの乾燥粉末を用いた。照射光は晴天時の太陽光を想定し、３６０ｎｍの波長で５ｍＷ／ｃｍ²を照射し、光源としては１５Ｗの紫外線ランプ３０を６本を用いた。光触媒比表面積は１ｍ²／ｍ³とした。
【００６２】
グラフに明らかなように、ＴＣＥ分解処理は迅速に行われ、最初の５分間で８０％以上が処理されており、１５分後に残留したＴＣＥは０．２ｍｇ／リットルであり、９９％以上が分解されたことが明らかとなった。
【００６３】
前記各実施例の特徴について述べれば、実施例１では酸化チタンを粉末２０で用いるため、処理運転中に移送ポンプ２２による酸化チタン粉末２０の連続供給と振動分散板２４による拡散が必要であるが、紫外線の到達距離が長く、処理前操作が不要である。
【００６４】
実施例２ではグラスファイバー４４上に酸化チタン粉末２０を固定化し用いるため、固定化の操作（分散、紫外線照射）が必要であり、また、反応塔１２内にグラスファイバー網状体４２が存在するため、紫外線到達距離が実施例１の処理装置１０より短くなるが、処理運転中の操作が少なく、粉末移送ポンプ２２の使用頻度が少なくてすむ。
【００６５】
処理装置の適用される揮発性有機化合物の種類、濃度、要求される処理速度、用いる環境によって好適な態様を選択することができる。また、前記各実施例においては、いずれも、高濃度のＴＣＥの処理を目的とするため、グラスファイバー４４の密度や酸化チタン粉末２０の使用量が高くなっているが、被処理有機化合物のガス濃度が低濃度であれば、酸化チタン粉末２０の濃度（使用量）や紫外線ランプ３０の強度、本数及び反応塔１２内の被処理ガスの滞留時間などを、さらに小さくすることができる。
【００６６】
高濃度のＴＣＥを処理する場合には、前記したように反応塔１２中に高濃度の塩化水素ガスが発生するため、副生成物として他の塩素化合物を生成したり、処理装置１０、４０内の腐食を促進させる原因となる。従って、ＴＣＥ等の塩素を含む有機化合物を処理する場合には、処理装置１０、４０の材料を耐酸性とすることが必要である。
【００６７】
さらに、反応塔１２内に発生した塩化水素ガスの吸収するため、反応塔１２内に間欠的に水を噴霧する装置を追加することも有効である。水を散布する際、酸化チタン粉末２０表面に水の被膜ができると反応速度が低下するため、例えば、反応塔１２内を断面方向に複数のゾーンに分けて、反応塔１２頂部より、各ゾーン毎に間欠的に水を散布することが好ましい。
【００６８】
水散布したゾーンにおける酸化チタン粉末２０は、一時的に反応速度が低下するが、経時的に紫外線の照射により乾燥される。その時点でも他のゾーンの酸化チタン粉末２０は水の影響がなく、高い反応効率で処理が連続的に行われ、全体としては水散布による影響を低レベルに抑えることができる。各ゾーンへの水散布時間、散布の間隔は塩化水素濃度に応じて設定する。また、水散布により副生成物の生成等を抑えることもできる。
【００６９】
ここで用いられた塩化水素を溶解した処理水は、酸化チタン粉末２０を混合したまま循環利用し、ｐＨが２以下程度に高くなった場合、粉体を分離して上澄み液をｐＨ調整して再利用してもよく、また、前記脱塩化水素装置３８からの排水を処理するｐＨ調整層に移送して同時に処理してもよい。
【００７０】
本発明の処理装置は、光触媒粉末を気相反応で利用することにより、光触媒の有する能力を最大限に生かすことができる。これらの装置によれば、前記各実施例にも明らかなように、例えば、ＴＣＥを対象とした場合、導入ガス濃度１００ｐｐｍの高濃度でも、１５分の接触時間で９９％以上を炭酸ガスと塩化水素に分解することができ、非常に高効率な処理を行いうるものである。他の揮発性有機化合物についても、酸化により分解するものであれば何れの化合物にも、同様に効率的な処理装置として使用することが可能である。
【００７１】
本発明の処理装置は、揮発性有機化合物の発生及び／又は存在する全ての分野で利用することができる。本発明の処理装置は、前記の如く構造が簡単であり、廃棄物の問題もないことから、小規模から大規模処理まで自由に装置設計をすることができ、応用の範囲は広い。
【００７２】
具体的な適用分野としては、例えば、土壌浄化、水質浄化、大気浄化などを目的とする環境浄化装置や工場並びにクリーニング店の如き小規模事業所における排水、排気の処理装置等を挙げることができる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の揮発性有機化合物の処理装置は、光触媒活性を有する物質の再生／交換が不要で、光触媒反応の効率が良好であり、揮発性有機化合物を分解する処理速度が早いという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の揮発性有機化合物処理装置を示す概略断面図である。
【図２】実施例１の揮発性有機化合物処理装置に用いられる振動分散板に固着された金網を示す正面図である。
【図３】実施例２の揮発性有機化合物の処理装置を示す概略断面図である。
【図４】実施例２の揮発性有機化合物処理装置に用いられるグラスファイバー網状体を示す正面図である。
【図５】実施例２の揮発性有機化合物処理装置でＴＣＥを処理した場合のＴＣＥガス濃度の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０揮発性有機化合物の処理装置
１２反応塔
２２粉末移送ポンプ
２４振動分散板
４０揮発性有機化合物の処理装置
４２グラスファイバー網状体
４４グラスファイバー

Claims

被処理ガスを供給するガス吸入口と処理したガスを排出するガス排出口とを有する反応塔と、
反応塔に接続され、且つ、光触媒粉末を循環させて反応塔内に散布する粉末移送ポンプと、
上下に振動可能に反応塔に支持されると共に、振動して光触媒粉末を塔内に分散浮遊させる振動分散板と、
反応塔内の光触媒粉末に光を照射する光源と、を備えてなり、
該振動分散板が、金網で構成されることを特徴とする揮発性有機化合物の処理装置。
被処理ガスを供給するガス吸入口と処理したガスを排出するガス排出口とを有する反応塔と、
反応塔に接続され、且つ、光触媒粉末を循環させて反応塔内に散布する粉末移送ポンプと、
散布した光触媒粉末を担持するグラスファイバー網状体と、
反応塔内の光触媒粉末に光を照射する光源と、
を備えたことを特徴とする揮発性有機化合物の処理装置。