JP4222786B2 - 排気又は排煙の脱臭・浄化方法とその装置 - Google Patents

排気又は排煙の脱臭・浄化方法とその装置 Download PDF

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    • C02F1/4674Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、化学装置、排水処理装置、乾燥、焼却、し尿、廃棄物処理などのプロセス、焼き肉や焼き魚などの調理設備、病院、老健施設、事務所、家庭、パチンコ等ゲーム施設から出る排気または排煙の悪臭、煙、有害物質を効果的に除去すると共に殺菌消毒する方法と装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、化学装置、排水処理、乾燥、焼却、し尿、廃棄物処理などのプロセス、焼き肉や焼き魚などの調理設備から出る排気ガスの悪臭、煙、有害物質はアルカリ、酸などの薬液を吸収液として、充填塔、スプレ−塔、ヌレカベ塔、段塔、気泡塔などで吸収する方法や 活性炭などの粒状の吸着剤を用いる吸着装置が利用されている。これらはいずれも大掛かりな装置でかなり広いスペ−スが必要である。また排気または排煙の脱臭、浄化はその成分によっては上記のいくつかの方法を組み合わせなければ十分に対応することができないという問題があった。使用する薬剤の劣化に伴って性能が低下すること、薬剤の交換のコストが多くかかることなどの問題もある。
【0003】
タバコの煙が喫煙者だけ出なく室内にいる他の人にも被害を及ぼしている。喫煙者の肺がん、胃がんの原因になるだけでなく、乳幼児突然死症候群(SIDS)の原因の6割はタバコの煙である事が判ってきた。しかも広く普及し始めた空気清浄機は脱臭・除塵は出来ても、タバコの煙の有害成分中最も有害な一酸化炭素やニコチンの大部分を除去・清浄化できないという問題が明らかになってきた。(社団法人日本電気工業会:日本禁煙推進医師連盟会員・山岡雅顕医師H13.10)
【0004】
電解生成水に室内の空気を接触させることにより、室内の空気の除菌、浄化を行う方法を本発明者は、特開平6−292713において明らかにしている。しかし、今回対象としている上記の排気または排煙の悪臭、煙、有害物質は遥かに高濃度で異質の成分を多く含みこれまでの方法では十分ではない、また一部の水溶性有機物が水の中で塩素ガスに接触すると有害なトリハロメタンを生成しやすく、食塩水を電解する際 低いPHでは次亜塩素酸よりも、塩素の発生が多くなるのでトリハロメタンの発生が多くなるという問題があった。
【0005】
本発明者は、プール、浴槽、24時間風呂、養魚水槽、池、空調用水、洗車排水、合併処理水等の用水の電気分解による浄化殺菌方法と、その装置に関し次に挙げるような特許出願をしている。
(1)特願平 6−233739 「用水浄化方法及び浄化装置」
(2)特願平 9−299084 「水質浄化方法及びその機構」
(3)特願平11−371314 「排気又は排煙の脱臭、浄化方法」
(4)特願2000−168578「電解装置」
(5)特願2001−369794「電解装置」
(6)特願2001−402070「用水等の浄化殺菌」
【0006】
これらの発明のうち、(1)と(2)によってプール水や風呂水、空調用水の電解による浄化殺菌が可能になったが、電解装置の陽極として最も耐蝕性が高いといわれていた白金メッキチタン電極を使用していたが、負荷が高い場合には短時間で電解電圧が異常に高くなると言う問題があり、(3)ではフェライト陽極を用いることにより低い電気伝導度の用水でも安定した電気分解を行う事が出
来るようになった。
【0007】
(3)の特願平11−371314「排気又は排煙の脱臭、浄化方法」では電解質として臭素イオンと塩素イオンのモル比率が6:4の近傍になるように混合して用い生成する電解水の水素イオン濃度(PH)を6〜9の範囲となるようにした。しかし水素イオン濃度(PH)を6〜9の範囲ではタンパク質、オイル・油脂等のミストが十分に除去できない上に塩素ガスが生成する可能性があるという問題があった。
【0008】
(4)09−369487「電解装置」と(5)特願2000−168578「電解装置」では、新しい端子結合方法によるフェライト陽極を用いる事とにより、同じ条件で白金メッキチタン電極の場合の3乃至5倍の長時間耐久性能を得ることが出来た。この上更に、電流密度を高くする事が出来た。
【0009】
従来食塩水の電解でpHが弱酸性側で高い浄化殺菌効果があり、弱酸性になる様に食塩に酸を加えて電解しているが、たんぱく質を含む汚れや油脂、油等は分解浄化することが困難であり、酸性側では金属性の配管部品、熱交換器等の金属腐食の問題があった。又塩素ガスの生成によるトリハロメタンの発生の問題があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
この発明では排気または排煙の悪臭、煙、有害物質を簡易で、比較的小型な装置で除去、脱臭、浄化でき、薬材の交換、水の補給も少なく、後で処理に困る廃水も出ない上に、副生物としてトリハロメタンなどの発生が少ない上にタンパク質、オイル・油脂等のミストが十分に除去出来る方法を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明は以下の構成を基本とする手段を講じている。
(a)この発明の排気又は排煙の脱臭、浄化方法は、苛性ソーダ、苛性カリ又は次亜塩素酸ソーダ等のアルカリ性電解質グループと食塩、塩化カリ、臭化ナトリウム、臭化カリウム等の中性塩電解質グループの、両グループの中の何れか一つ、または複数を混合した電解質水溶液を電解反応装置(3)で電気分解し、生成した電解水をそのまま使用するか、水道水又は使用する用水に希釈混合して生成した電解水を吸収手段(脱臭塔)(2)に導き排気又は排煙に接触させることにより排気又は排煙中の悪臭、煙、有害物質を除去することを特徴とする。吸収手段(脱臭塔)2としては充填塔、スプレ−塔、ヌレカベ塔、棚段塔、気泡塔など通常用いられる方法で良い。
【0013】
(c)電解質水溶液を電解装置1で電気分解し生成した洗浄殺菌水のpHが8〜13とすることによってアルカリ性の洗浄殺菌水を生成する事が出来る。タバコの煙(一酸化炭素やニコチン)ではこの条件で一酸化炭素やニコチンは簡単に酸化され無害化されアルカリ性の洗浄殺菌水の中に溶解する。この場合一酸化炭素は二酸化炭素になり、炭酸塩と成るのでpHが低下するのでアルカリ性電解質を補給する事が必要である。
【0014】
(d)この発明の排気又は排煙の脱臭、浄化装置は、次亜塩素酸ソーダ、苛性カリ又は苛性ソーダ等のアルカリ性電解質グループと食塩、塩化カリ、臭化ナトリウム、臭化カリウム等の中性塩電解質グループの、両グループの中の何れか一つ、または複数を混合した電解質水溶液を電解反応装置(3)で電気分解し、生成した電解水を循環ポンプ(5)で用水循環経路(4)により吸収手段(脱臭塔)(2)に送りシャワースプレイし、そのシャワースプレイ水を繰り返し電解して循環使用することを特徴とする。
【0015】
吸収手段(脱臭塔)2で排気または排煙との接触を良くする為に電解水を噴霧するか充填物を用いるか、またはこの両者を併用し、排気または排煙と接触した後に吸収手段(脱臭塔)2の底に溜った電解水を抜き出し、電解反応装置3と吸収手段(脱臭塔)2の間に設けた用水循環経路4により循環を繰り返しながら電解する。そのシャワースプレイ水は繰り返し電解される事により常に脱臭、浄化作用が再生され排気又は排煙の脱臭、浄化効果が高い状態を維持する事が出来る。
【0016】
(e)電解反応装置3が導電性セラミックス又は導電性セラミックスの蒸着・溶射膜あるいは導電性を付加されたダイヤモンドの蒸着・溶射膜をその金属表面に形成した導電性金属を陽極とし、ステンレス、チタン等導電性材料を陰極とすることにより、耐食性に優れた電解反応装置とする事ができる。又電流密度を高くする事が可能となり、難分解性物質も酸化分解・浄化する事が出きる。
【0017】
(f)処理対象と成る排気又は排煙の悪臭、煙、有害物質が食堂、レストラン、食材加工作業場所などから発生する焼肉、焼き魚等による悪臭、煙、オイルミスト等、パチンコ店、ゲームセンター等の人いきれ、煙草の煙等、病院や老健施設の換気、屎尿・塵芥処理場、生体類焼却、下水処理場、皮革、パルプ、飼料、肥料、プラスチック、ゴム類製造・処理工場などの悪臭物質や有害物質並びにカビ、細菌、ウイルス等の有害微生物等である。ここにあげた以外にも広く適用することが出来る。
【0018】
これらの施設で発生する排気又は排煙の悪臭物質や有害物質は脂肪類及びタンパク質の分解したものであり、NやSを含む有機化合物が多く、アミン類、アンモニア、メチルメルカプタン、硫化水素、硫化メチル、トリメチルアミン、アセトアルデヒド、プロピオン酸、ノルマル酪酸、一酸化炭素やニコチン等非常に広い範囲にわたる。これら悪臭物質や有害物質並びにカビ、細菌、ウイルス等の有害微生物等の多くは集塵フィルター、高圧放電による帯電・イオン方式の集塵フィルターや脱臭フィルター、通常の吸収塔では殆ど除去できないが、本願の電解質を組み合わせた電解質水溶液を電解反応装置3による電気分解・洗浄殺菌水はこれら殆ど全てを酸化分解することが出来る。
【0019】
(g)処理対象と成る排気又は排煙の悪臭、煙、有害物質が工場で洗浄等に使用されたイソプロピルアルコール、エタノール、トルエン、キシロール、ベンジンなど有機溶剤、パークロルエチレン等の塩素系、フロンガス等のフッ素系有機溶剤、酒造工場やウィスキー、ワイン等のエージングセラーの貯蔵庫で発生するアルコール蒸気等であるが、これらは大気中に放出する事が出来ないので完全に浄化処理をする事が必要である。
【0020】
通常これらの事業所ではベントスクラバー等を経てこれら排気を大気中に放出している、本願ではこのベントスクラバー水を電解処理するだけで排気中に含まれる有機溶剤を酸化分解して除去する事が出来る。これら有機溶剤は簡単には分解しがたい物質であり、高い電流密度で電解して高い有効塩素濃度で処理する事が望ましい。
【0021】
(h)処理対象と成る排気又は排煙の悪臭、煙、有害物質が自動車、土木当事作業機械と其の動力源(ディーゼル機関等)、ボイラー、燃焼炉等から発生する燃焼排気ガスや煤煙等の硫黄酸化物、窒素酸化物、一酸化炭素、炭化水素、煤塵(煤なども含む)であり、これらはスモッグ、オキシダントの原因と成る。本願では簡単な吸収手段(脱臭塔)2と電解反応装置3を組み合わせ排気又は排煙の悪臭、煙、有害物質を除去する事が出来る。
【0022】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図1は浄化殺菌水の生成装置のフローシートであり、電解質水溶液容器2には次亜塩素酸ソーダ等の水溶液、又はこれらに食塩,塩化カリ等の塩類を溶解した電解質水溶液が貯留される。この電解質水溶液は定量ポンプ7により電解反応装置3に送入され電解されて、水道水又は用水と混合され浄化殺菌水が生成される。この浄化殺菌水は循環ポンプ5、用水循環経路4により吸収手段(脱臭塔)2に送られスプレ−ノズル11によりスプレ−される。このスプレー水は吸収手段(脱臭塔)2の中で排気又は排煙に接触し悪臭・有害物質を吸収すると共に酸化分解する。
【0023】
【実施例】
次にこの発明の構成をより具体的に説明する。
本発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図1は排気又は排煙の脱臭、浄化方法を示すシステムフロ−図であり、排気または排煙の発生部1からブロワ−または誘引ファンで排気または排煙を吸収手段(吸収塔)2に誘引し、電解循環水受槽8の用水を循環ポンプ5で循環経路4により電解反応装置3で電解処理した後に吸収手段(吸収塔)2の上部からスプレーノズル11などでシャワ−することにより排気又は排煙を脱臭、浄化する。シャワ−水は電解循環水受槽8に流下し貯留され、シャワ−水に吸収された悪臭成分、有害物質はシャワ−水中の有効塩素、活性酸素種による強い酸化作用により分解され無害化される。
【0024】
電解循環水受槽8のシャワ−水は循環ポンプ5で電解反応装置3に送られ再電解処理を受け、残存している悪臭成分、有害物質は強力な陽極酸化作用を受け分解浄化される、それと共にシャワ−水には有効塩素、活性酸素種が付与され、用水循環経路4を経て吸収手段(吸収塔)2に送られて排気又は排煙を脱臭、浄化する。
【0025】
し尿処理施設から出る悪臭を除去する実施例として、仮設トイレから採取したし尿を、バンドヒ−タ−を巻きつけた1リットルのビ−カ−に500cc取り、図1の排気または排煙の発生部1(密閉容器:容積10リットル)に入れ、攪拌機で緩やかに攪拌しながら約600℃に加温して悪臭を発生させて、風量0.1m/minのシロッコファンで吸収手段(吸収塔)2に送り込むとともに、電解循環水受槽の水を循環経路4、循環ポンプ5により吸収手段(吸収塔)2に送り、シャワ−し、さらに循環する。
【0026】
(比較例) 電解循環水受槽6の水量は8リットルで、はじめ比較のために、電解反応装置3は運転しないでpH12に調整した苛性ソーダ水溶液だけで悪臭を除去する実験を行った。吸収手段(吸収塔)2の充填物テラレットの層高は0.8mとした。電解水循環水量は0.8〜1リットル/分とした。循環水に悪臭は吸収移行したが、いずれも数分後には排出口7の排気の悪臭は除去出来なくなっていた。電解循環水受槽6に新しい水を補給し、その分をオ−バ−フロ−排出して、循環水を一部更新すれば、排気の悪臭を除去することが出来たが、その排水に移行した悪臭を除去する手段を用意しなければならないという問題がある。
【0027】
(実施例1)
次に電解反応装置3を運転して循環水に悪臭を吸収し、同時にその排水の悪臭を除去する本発明について説明する。電解反応装置は図2に示す陽極12が外径28mm、厚さ8mm、長さ280mmのニッケルフェライトの筒で、極間距離4mmを隔て、その外側の陰極13は外径42.7mm、厚さ3mm、電極部長さ280mm、全長325.1mmのSUS316Lパイプであって、その底部の非電導性材質から成る電極固定部19にはハロゲンイオンを含有する水溶液を極間反応部14に循環水流入口21があり、最上部の電極固定部19には電解殺菌洗浄水出口22がある。
【0028】
この電解槽装置2セルを並列に並べて10Aの定電流で電解を行った。食塩と臭化ナトリウムとを混合し苛性ソーダでpH12に調整した水溶液を電解質水溶液の容器6に入れ、循環水の電気伝導度が一定になるように定量ポンプ7で注入制御する。
【0029】
電解反応以外は比較実験と同じ条件で循環水を循環したが、蒸発による水分の減少はほとんどなく、この実験中に水の補給はしなかった。電解条件を変えて排出口9から出る排気の悪臭除去の出来る条件を求めた。悪臭の検知は臭覚で十分であるがガステック801で排気中のアンモニアをガス濃度検知管で測定した。アンモニアの濃度が5ppm以下では臭覚によって検知することが出来なかった。
【0030】
また比較例と同じ条件で電解をしないで循環水を循環した時には、排気中のアンモニアの濃度が18ppm、循環水のアンモニアの濃度は32ppm、CODは22ppmであったが、電解をしながら3時間、循環水を循環すると排気中のアンモニアの濃度が1ppm以下となり、臭覚によって検知することが出来なかった。
【0031】
電解条件は食塩と臭化ナトリウムとを臭素イオンと塩素イオンのモル比率が、6:4になるように混合したものを、循環水にたいして0.1%になるように加えて,電気伝導度を約2000μs/cmとして、10A,12Vで電解を行い、3時間後の循環水のアンモニア濃度が2.4ppm,CODは5.3ppmまで低下し、循環水の浄化は十分に行われていた。
【0032】
(実施例2) 本実施例は岡山県工業技術センター 食品工学研究室(福崎智司先生)へ委託した研究報告によるものである。
図3は容積50lのシャワーリング式脱臭装置に依る実験のフロー図である。悪臭ガス又は有害ガスの発生部1または悪臭ガス容器(ボンベ等)18からブロワ‐17で誘引し吸収手段(脱臭塔)2(この実施例では容積50リットル)に送りこむ。タンパク質の加水分解で発生する臭気成分として、ボンベ入りの硫化水素、メチルメルカプタンを悪臭標準ガスとして用いた。
【0033】
電解循環水受槽8のシャワー水に脱臭等への悪臭ガスの供給量33L/min,シャワー噴量3.7L/minの条件で実験した。シャワー水として▲1▼水道水、▲2▼水道水から調整したNaCl(0.1%)電気分解水、▲3▼水道水から調整したNaNO3電解水(0.1%)電気分解水を用いた。
【0034】
電解反応装置としてここでは、図4に示す浸漬型電解装置15を電解循環水受槽8に貯留されているシャワー水の中に直接浸漬して電解を行った。陰極にあけられた孔23の下の孔から受槽8に貯留されているシャワー水がエヤーリフト作用により極間反応部(電解通路)14に導入され電解を受ける、電解で生成した水素等の気体が気泡となって上昇する。このエヤーリフト作用で電解を受けたシャワー水は上昇し陰極にあけられた孔23の上の孔から自然に排出され、受槽8に貯留されているシャワー水も槽内で自然循環・混合される。
【0035】
分析:有効塩素濃度(次亜塩素酸の濃度からCl2に換算)は、ヨウ素滴底定法により測定した。 OVA(卵白アルブミン)はLowry−Folin法及び膳有機炭素分析装置(TOC−500A)で測定した。硫化水素、メチルメルカプタンは、検知管(光明理化学製)を用いて測定した。
【0036】
代表的な臭気成分として硫化水素、メチルメルカプタンの脱臭実験を行った。この結果を表1に示す。水道水、NaNO3電解水に依る脱臭効果は変わらず除去率は30〜43%であった。NaCl電解水(有効塩素濃度80mg/l)を用いた場合、硫化水素の除去率91〜93%、メチルメルカプタンではほぼ完全な除去が出来た。
【0037】
【表1】
【0038】
(実施例3)
本例はアミノ酸製造工場に図3に示すシャワーリング式脱臭装置を持ち込み、アルカリ性食塩電解水(有効塩素濃度110mg/L)を用いた脱臭試験を行った。
(1) 嫌気性排水処理槽(メタン発酵槽)から発生する硫化水素の脱臭硫化水素ガスの流量:65L/min (滞留時間:0.8min)
シャワーリング水量:3.7L/min
電解水中の有効塩素濃度(HOCl):110mg/L
比較のために現在良く利用されている「オゾンガス+水シャワー」法でも試験を行った。
この結果を表2に示す。
【0039】
【表2】
【0040】
(2) 原料(穀物)の加水分解槽から発生する悪臭ガスの脱臭
悪臭ガスの流量:33L/min (滞留時間:1.5min)
シャワーリング水量:3.7L/min
電解水中の有効塩素濃度(HOCl):140mg/L
比較のために現在良く利用されている「オゾンガス+水シャワー」法でも試験を行った。
この結果を表3に示す。
【0041】
【表3】
【0042】
(実施例4)
「喫煙の科学‐職場の空間分煙テキストブック」労働調査会」に依ると、1本のタバコ煙の主な有害物質はガス相成分で一酸化炭素20000μg(78.7%)、アセトアルデヒド1400μg(5.5%)、窒素酸化物600μg(2.4%)、シアン化水素200μg(0.8%)、アンモニア150μg(0.6%)であり、ガス相成分計89.2%である。
粒子相成分計10.8%で主なものは、ニコチン2000μg(7.9%)、カテコール460μg(1.8%)、その他のアルカロイド類200μg(0.8%)である。
【0043】
このうち最も多い一酸化炭素20000μg(78.7%)とニコチン2000μg(7.9%)は最も危険度の高い有害物質である。ところが現在出まわっている空気清浄機では殆ど除去できない。本実施例の電気分解殺菌洗浄水は一酸化炭素、ニコチンをそれぞれ酸化処理で一酸化炭素を二酸化炭素、さらに炭酸塩ととし、ニコチンは簡単に酸化されて無害なサイアミン(ビタミンB群)とする事ができる。(「喫煙の科学‐職場の空間分煙テキストブック」労働調査会)、表4はタバコの煙の有害物質「喫煙の科学‐職場の空間分煙テキストブック」労働調査会」のデータの抜粋であり、併せて実施例4で1時間に喫煙した時の有害物質の生成量(計算値)を示している。
【0044】
【表4】
【0045】
図5はタバコの煙等で汚れた室内空気をブロワー(誘引ファン)17で吸収手段(脱臭塔)2に誘引し電解殺菌洗浄水で酸化処理・浄化殺菌して清浄空気を室内に還流するフロー図であり装置の断面で示している。電解循環水受槽8の電解殺菌洗浄水は循環ポンプ5、用水循環経路4を経てスプレーノズル11からスプレーされ回転する フインローター20で液滴は更に微細なミストとなり誘引空気との接触を良くしている。
【0046】
この装置をNM社関西地区本部の喫煙コーナーに設置してマネージャー研修会当日テストを行った。床面積55平方メートル、容積144立方メートルの部屋で12時から13時の昼休みには喫煙者28人、喫煙タバコ36本、15時から16時の休憩時間は30人、39本であった。夫々の休憩時間の終わりに空気清浄テストを20分間行った。空気中の有害ガス濃度測定は吸い込み口と浄化された排気の排出口16で行った。(株)ガステックの検知管式気体測定器model801を使用した。アセトアルデヒド、アンモニアは検知できなかったが、一酸化炭素は検知できた。表5にこの結果を示す。
【0047】
一酸化炭素、アセトアルデヒド、窒素酸化物のいずれも分解浄化する事が出来た。このテストの前後に室内の写真撮影を行ったが、テスト前喫煙の煙で室内がぼうっとけむり、入り口から対角線8mの白板に書いてある文字が読めなかった。テスト後の写真では煙が取れくっきりとして、白板の文字もはっきり読み取る事が出来た。テスト前タバコを吸わない女子社員3人によれば頭が痛くなるくらい気分が悪かったが、テスト後気分もすっきりさわやかになり気持ちも良くなったと評価された。
【0048】
【表5】
【0049】
(実施例5) 酒造工場やウィスキー、ワイン等のエージングセラーの貯蔵庫等で発生するアルコール蒸気等はエージングセラーの貯蔵庫内で多い時にエタノール濃度が4000〜5000ppmになり安全対策を十分に行う必要がある。又換気扇(ブロワー)により排出されたエタノール濃度はブロワーで空気希釈され、1000pp以下にはなるが、周辺の樹木にエタノールが凝縮して、ここに繁殖した黒かび等により樹木が枯れるという問題もある。本実施例では図1の脱臭、浄化装置を用いて排気中のエタノールの分解浄化を行った。電解質としては食塩:臭化ナトリウムを重量比8:2で併せて電解質濃度が3%に成る様にした。電解後pHが6になるよう予め塩酸を加えたものと、電解後pHが12になるよう予め苛性ソーダを加えたものを用意した。
【0050】
バンドヒーターを巻きつけた1リットルのビーカーにエタノールを500cc取り、図1の排気または排煙の発生部1(密閉容器:容積10リットル)に入れブロワー(誘引ファン)17で吸収手段(脱臭塔)2に送入する。この時同時に空気取り入れ口17から取り入れた空気風量1m/minでエタノールを希釈して、その濃度が1000ppmに成る様にした。電解槽装置2セルを並列に並べて10Aの定電流で電解を行い、電解水の残留塩素濃度は500mg/L、電解水循環流量は2リットル/分で、電解循環水受槽8から用水循環経路4の循環用水(循環流量10リットル/分)に混合して吸収手段(脱臭塔)2に送られる。
【0051】
表6に酸性側でのテスト結果は示すが、電解では残留塩素濃度が高いために塩素ガスが発生し7時間後には排気中に20ppm以上になった。アルカリ側でのテスト結果は表7に示す様に、この電解条件では残留塩素濃度が高くても塩素ガスの発生は殆ど無く僅かに0.2ppmを検出しただけであり、吸収手段(脱臭塔)2での吸収率もたかく89〜90%、更に循環用水中エタノールの電解による分解率も30%以上あり、殆ど補給水を加えることなく連続運転をする事が出来た。
【0052】
【表6】
【表7】
【0053】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されていて、以下に記載されるような効果を奏する。
【0054】
(a) 請求項1の発明によれば、アルカリ性電解質である苛性ソーダと中性電解質である食塩の混合した水溶液を電気分解し、生成した電解水を吸収手段(脱臭塔)2に導き排気または排煙に接触させることにより排気又は排煙の悪臭、煙、有害物質を簡易で、比較的小型な装置で除去、脱臭、浄化でき、薬材の交換、水の補給も少なく、後で処理に困る廃水も出ない上に、副生物としてトリハロメタンなどの発生が少ない上にタンパク質、オイル・油脂等のミストが十分に除去出来るようになった。
【0055】
(b) 請求項2の発明によって、苛性ソーダ、苛性カリ又は次亜塩素酸ソーダ等のアルカリ性電解質グループと食塩、塩化カリ、臭化ナトリウム、臭化カリウム等の中性塩電解質グループの、両グループの中の少なくとも何れか一つ、または複数を混合した水溶液を電気分解の為の電解質水溶液とすることにより、広い範囲の対象物に的確に対応する事が出来るようになった。
【0056】
(c) 請求項3の発明によれば、電解質水溶液を電解装置1で電気分解し生成した洗浄殺菌水のpHが8〜13とすることによってアルカリ性の洗浄殺菌水を生成する事が出来る。タバコの煙(一酸化炭素やニコチン)ではこの条件で一酸化炭素やニコチンは簡単に酸化され無害化されアルカリ性の洗浄殺菌水の中に溶解する。この場合一酸化炭素は二酸化炭素になり、さらにアルカリ性の洗浄殺菌水の中で炭酸塩とる。ニコチンは簡単に酸化分解されて無害なサイアミン(ビタミンB群)とする事ができる。タバコ煙の主な有害物質のなかで最も多い一酸化炭素20000μg(78.7%)とニコチン2000μg(7.9%)等最も危険度の高い有害物質も完全に除去出来るようになった。
【0057】
(d) 請求項4の発明によれば、吸収手段(脱臭塔)2で排気または排煙との接触を良くする為に電解水を噴霧するか充填物を用いるか、またはこの両者を併用し、排気または排煙と接触した後に吸収手段(脱臭塔)2の底に溜った電解水を抜き出し、電解反応装置3と吸収手段(脱臭塔)2の間に設けた用水循環経路4により循環を繰り返しながら電解する。そのシャワースプレイ水は繰り返し電解される事により常に脱臭、浄化作用が再生され排気又は排煙の脱臭、浄化効果が高い状態を維持する事が出来るだけでなく補給水を大幅に減らす事が出来た。
【0058】
(e) 請求項5の発明によれば、導電性セラミックス又は導電性セラミックスの蒸着・溶射膜あるいは導電性を付加されたダイヤモンドの蒸着・溶射膜をその金属表面に形成した導電性金属を陽極とし、導電性材料を陰極とする電解装置であれば電気伝導度の低い用水でも、電解効率の高い電解を長時間安定して連続運転することが出来る。又難分解性物質を含む排気ガスでも高い電流密度で電解することによって容易に浄化することが出来るようになった。
【0059】
(f) 請求項6の発明によれば、処理対象と成る排気又は排煙の悪臭、煙、有害物質が食堂、レストラン、食材加工作業場所などから発生する焼肉、焼き魚等による悪臭、煙、オイルミスト等、パチンコ店、ゲームセンター等の人いきれ、煙草の煙等、病院や老健施設の換気、屎尿・塵芥処理場、生体類焼却、下水処理場、皮革、パルプ、飼料、肥料、プラスチック、ゴム類製造・処理工場などの悪臭物質や有害物質並びにカビ、細菌、ウイルス等の有害微生物等だけでなく、ここにあげた以外にも広く適用することが出来るように成った。
【0060】
これらの施設で発生する排気又は排煙の悪臭物質や有害物質は脂肪類及びタンパク質の分解したものであり、NやSを含む有機化合物が多く、アミン類、アンモニア、メチルメルカプタン、硫化水素、硫化メチル、トリメチルアミン、アセトアルデヒド、プロピオン酸、ノルマル酪酸、一酸化炭素やニコチン等非常に広い範囲にわたる。これら悪臭物質や有害物質並びにカビ、細菌、ウイルス等の有害微生物等の多くは集塵フィルター、高圧放電による帯電・イオン方式の集塵フィルターや脱臭フィルター、通常の吸収塔では殆ど除去できないが、本願の電解質を組み合わせた電解質水溶液を電解反応装置3による電気分解・洗浄殺菌水ではこれら殆ど全てを酸化分解することが出来るようになった。
【0061】
(g) 請求項7の発明によれば、処理対象と成る排気又は排煙の悪臭、煙、有害物質は、工場で洗浄等に使用されたイソプロピルアルコール、エタノール、トルエン、キシロール、ベンジンなど有機溶剤、パークロルエチレン等の塩素系、フロンガス等のフッ素系有機溶剤、酒造工場やウィスキー、ワイン等のエージングセラーの貯蔵庫で発生するアルコール蒸気等である。これらは大気中に放出する事が出来ないので完全に浄化処理をする事が必要である。
【0062】
通常これらの事業所ではベントスクラバー等を経てこれら排気をそのまま大気中に放出している、本願ではこのベントスクラバー水を電解処理するだけで排気中に含まれる有機溶剤を酸化分解して除去する事が出来る。これら有機溶剤は簡単には分解しがたい物質であるが、本発明はアルカリ性領域での電解であるので高い有効塩素濃度で処理しても電解装置の腐蝕損傷もなく、通常使用されているどのような電解装置でも長期間の電極寿命が保証できる。
【0063】
本発明は導電性セラミックス又は導電性セラミックスの蒸着・溶射膜あるいは導電性を付加されたダイヤモンドの蒸着・溶射膜をその金属表面に形成した導電性金属を陽極とし導電性材料を陰極とする電解装置であるので、高い電流密度で電解することが出来、容易に酸化分解・浄化することが可能になった、又電解効率の高い電解を長時間安定して連続運転することが出来るようになった。
【0064】
(h) 請求項8の発明によれば、処理対象と成る排気又は排煙の悪臭、煙、有害物質は自動車、土木作業機械と其の動力源(ディーゼル機関等)、ボイラー、燃焼炉等から発生する燃焼排気ガスや煤煙等の硫黄酸化物、窒素酸化物、一酸化炭素、炭化水素、煤塵(煤なども含む)等であるがアルカリ性の洗浄殺菌水をベントスクラバー水とするのでこれら排気又は排煙中の酸性物質である硫黄酸化物、窒素酸化物は吸収され易い、一酸化炭素、炭化水素なども電解処理するだけで酸化分解浄化することが簡単、安価な費用で出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】排気又は排煙の脱臭、浄化方法を示すシステムフロー図である。
【図2】円筒形の陽極12と陰極13で構成された電解装置の側面からみた断面図と平面図である。
【図3】シャワーリング式脱臭実験のフロー図である。
【図4】円筒形の陽極12と孔明きの陰極13で構成された浸漬型電解装置を電解循環水受槽8に浸漬した状態を示す断面図ある。
【図5】汚れた空気をブロワー(誘引ファン)17で吸収手段(脱臭塔)2に誘引し電解殺菌洗浄水で酸化処理・浄化殺菌して清浄空気を還流するフロー図(断面図)である。
【符号の説明】
1 悪臭ガス又は有害ガスの発生部
2 吸収手段(脱臭塔)
3 電解反応装置
4 用水循環経路
5 循環ポンプ
6 電解質水溶液容器
7 定量ポンプ
8 電解循環水受槽
9 電源・制御装置
10 ガス濃度計
11 スプレーノズル
12 陽極
13 陰極
14 極間反応部(電解通路)
15 浸漬型電解装置
16 浄化された排気の排出口
17 ブロワー(誘引ファン)
18 悪臭ガス容器(ボンベ等)
19 電極固定部
20 フインローター
21 循環水流入口
22 電解殺菌洗浄水出口
23 陰極にあけられた孔
24 端子本体
25 低融点金属結合部
26 陽極端子
27 陰極端子
28 電極部保護ケース
29 空気とり入れ口

Claims (2)

  1. 苛性ソーダ、苛性カリ又は次亜塩素酸ソーダ等のアルカリ性電解質グループと食塩、塩化カリ、臭化ナトリウム、臭化カリウム等の中性塩電解質グループの、両グループの中の何れか一つ、または複数を混合した電解質水溶液を電解反応装置(3)で電気分解し、生成した電解水をそのまま使用するか、水道水又は使用する用水に希釈混合して生成した電解水を吸収手段(2)に導きタバコの煙に接触させることによりタバコの煙中の悪臭、煙、有害物質を除去すると共に、電解質水溶液を電解反応装置(3)で電気分解し生成した洗浄殺菌水のpHが8〜13であるようにしたことを特徴とするタバコの煙の脱臭、浄化方法。
  2. 次亜塩素酸ソーダ、苛性カリ又は苛性ソーダ等のアルカリ性電解質グループと食塩、塩化カリ、臭化ナトリウム、臭化カリウム等の中性塩電解質グループの、両グループの中の何れか一つ、または複数を混合した電解質水溶液を電解反応装置(3)で電気分解し、生成した電解水を循環ポンプ(5)で用水循環経路(4)により吸収手段(2)に送りシャワースプレイし、そのシャワースプレイ水を繰り返し電解して循環使用すると共に、電解質水溶液を電解反応装置(3)で電気分解し生成した洗浄殺菌水のpHが8〜13であるようにしたことを特徴とするタバコの煙の脱臭、浄化装置。
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