JP4846683B2 - 二酸化炭素処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、二酸化炭素処理装置に関する。すなわち、二酸化炭素をフェントン法に基づき固定化処理する、処理装置に関するものである。
二酸化炭素は周知のごとく、炭素や炭素化合物の燃焼や、生物の呼吸等により発生するが、最近は地球温暖化要因とされ、グローバル問題化している。
すなわち二酸化炭素は、元々、空気中に約０．０３６％程度存在しているが、石油，石炭等の化石燃料の消費に伴い近年急増しつつあり、温室効果ガス，地球温暖化ガスとして、その対策が急務とされている。
このような二酸化炭素については、その排出規制対策が、目下各種検討，研究されると共に、開発，実施されている。
すなわち二酸化炭素は、元々、空気中に約０．０３６％程度存在しているが、石油，石炭等の化石燃料の消費に伴い近年急増しつつあり、温室効果ガス，地球温暖化ガスとして、その対策が急務とされている。
このような二酸化炭素については、その排出規制対策が、目下各種検討，研究されると共に、開発，実施されている。
これに対し、二酸化炭素の排出規制対策ではなく、二酸化炭素の固定化技術，有効利用技術に関しては、まだ検討，研究段階に留まっている。
すなわち、工場その他で大量発生して排出される二酸化炭素を、化学的，物理的方法で効率的に固定化処理したり、更に有用物質へと合成，活用する技術に関しては、経済性の観点からも種々検討，研究されてはいるが、その大規模処理用，大容量処理用の技術は、まだ開発，実施されてはいない。
この種の二酸化炭素の固定化技術としては、例えば次の特許文献１に示したものが挙げられる。
特開２００６−１５０２３２号公報
すなわち、工場その他で大量発生して排出される二酸化炭素を、化学的，物理的方法で効率的に固定化処理したり、更に有用物質へと合成，活用する技術に関しては、経済性の観点からも種々検討，研究されてはいるが、その大規模処理用，大容量処理用の技術は、まだ開発，実施されてはいない。
この種の二酸化炭素の固定化技術としては、例えば次の特許文献１に示したものが挙げられる。
《本発明について》
本発明の二酸化炭素処理装置は、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、二酸化炭素を固定化できると共に、第２に、しかもこれが効率的に，無駄なく，簡単容易に，コスト面にも優れつつ実現され、第３に、更に有用物質への合成，活用も可能な、二酸化炭素処理装置を提案することを、目的とする。
本発明の二酸化炭素処理装置は、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、二酸化炭素を固定化できると共に、第２に、しかもこれが効率的に，無駄なく，簡単容易に，コスト面にも優れつつ実現され、第３に、更に有用物質への合成，活用も可能な、二酸化炭素処理装置を提案することを、目的とする。
《請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項１については次のとおり。
請求項１の二酸化炭素処理装置は、二酸化炭素をフェントン法に基づき固定化処理する。そして処理槽と、該処理槽に付設された二酸化炭素注入手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段とを、備えている。
該処理槽は、水が溶媒として存している。該二酸化炭素注入手段は、該処理槽に対し二酸化炭素を注入して、該処理槽内を二酸化炭素溶存水化する。
該過酸化水素添加手段は、該処理槽の二酸化炭素溶存水に過酸化水素を添加する。該鉄イオン添加手段は、該処理槽の二酸化炭素溶存水に２価の鉄イオンを添加する。該ｐＨ調整手段は、該処理槽の二酸化炭素溶存水にｐＨ調整剤を添加して、二酸化炭素溶存水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする。
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項１については次のとおり。
請求項１の二酸化炭素処理装置は、二酸化炭素をフェントン法に基づき固定化処理する。そして処理槽と、該処理槽に付設された二酸化炭素注入手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段とを、備えている。
該処理槽は、水が溶媒として存している。該二酸化炭素注入手段は、該処理槽に対し二酸化炭素を注入して、該処理槽内を二酸化炭素溶存水化する。
該過酸化水素添加手段は、該処理槽の二酸化炭素溶存水に過酸化水素を添加する。該鉄イオン添加手段は、該処理槽の二酸化炭素溶存水に２価の鉄イオンを添加する。該ｐＨ調整手段は、該処理槽の二酸化炭素溶存水にｐＨ調整剤を添加して、二酸化炭素溶存水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする。
請求項２については、次のとおり。請求項２の二酸化炭素処理装置では、請求項１において、該二酸化炭素注入手段は、二酸化炭素を常時注入する。
該過酸化水素添加手段は、反応当初に過酸化水素水を全量添加する。該鉄イオン添加手段は、過酸化水素水の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン溶液を分割添加する。
そして該ｐＨ調整手段は、過酸化水素水の添加前に酸ｐＨ調整剤を添加すると共に、過酸化水素水の添加後において２価の鉄イオン溶液の分割添加毎に、アルカリｐＨ調整剤を添加すること、を特徴とする。
請求項３については、次のとおり。請求項３の二酸化炭素処理装置では、請求項２において、該鉄イオン添加手段は、硫酸第一鉄の水溶液を添加する。
そして該ｐＨ調整手段は、硫酸又はカセイソーダを添加し、もって二酸化炭素溶存水をｐＨ４程度に維持して、添加される過酸化水素の水と酸素への分解反応を抑制すること、を特徴とする。
該過酸化水素添加手段は、反応当初に過酸化水素水を全量添加する。該鉄イオン添加手段は、過酸化水素水の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン溶液を分割添加する。
そして該ｐＨ調整手段は、過酸化水素水の添加前に酸ｐＨ調整剤を添加すると共に、過酸化水素水の添加後において２価の鉄イオン溶液の分割添加毎に、アルカリｐＨ調整剤を添加すること、を特徴とする。
請求項３については、次のとおり。請求項３の二酸化炭素処理装置では、請求項２において、該鉄イオン添加手段は、硫酸第一鉄の水溶液を添加する。
そして該ｐＨ調整手段は、硫酸又はカセイソーダを添加し、もって二酸化炭素溶存水をｐＨ４程度に維持して、添加される過酸化水素の水と酸素への分解反応を抑制すること、を特徴とする。
請求項４については、次のとおり。請求項４の二酸化炭素処理装置では、請求項２において、該処理槽内では、全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されてＯＨラジカルを生成する。
そして、生成されたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする。
請求項５については、次のとおり。請求項５の二酸化炭素処理装置では、請求項４において、該処理槽内では更に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルを生成する。
そして、生成されたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする。
そして、生成されたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする。
請求項５については、次のとおり。請求項５の二酸化炭素処理装置では、請求項４において、該処理槽内では更に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルを生成する。
そして、生成されたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする。
請求項６については、次のとおり。請求項６の二酸化炭素処理装置では、請求項４又は５において、更に、生成されたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、連鎖的に繰り返される。
そして、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする。
請求項７については、次のとおり。請求項７の二酸化炭素処理装置では、請求項４又は５に記載した二酸化炭素処理装置において、更に、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンと過酸化水素とが反応して、少なくとも新たなＯＨラジカルを生成する反応が、連鎖的に繰り返される。
そして、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする。
請求項８については、次のとおり。請求項８の二酸化炭素処理装置では、請求項４，５，６又は７において、二酸化炭素は、ＯＨラジカルを触媒とした還元反応に基づき、蟻酸，ホルムアルデヒド，メタノール，又は酢酸として固定されること、を特徴とする。
そして、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする。
請求項７については、次のとおり。請求項７の二酸化炭素処理装置では、請求項４又は５に記載した二酸化炭素処理装置において、更に、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンと過酸化水素とが反応して、少なくとも新たなＯＨラジカルを生成する反応が、連鎖的に繰り返される。
そして、このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする。
請求項８については、次のとおり。請求項８の二酸化炭素処理装置では、請求項４，５，６又は７において、二酸化炭素は、ＯＨラジカルを触媒とした還元反応に基づき、蟻酸，ホルムアルデヒド，メタノール，又は酢酸として固定されること、を特徴とする。
《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）この処理装置は、その処理槽に、二酸化炭素注入手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段等が、付設されている。
（２）処理槽には水が導入されると共に、二酸化炭素注入手段から二酸化炭素が注入され、もって、二酸化炭素溶存水として溶液化される。
（３）そして二酸化炭素溶存水は、まず、ｐＨ調整手段から硫酸等が添加されて、ｐＨ４程度の弱酸性とされる。
（４）それから、過酸化水素添加手段から過酸化水素水が、全量添加される。
（５）そして二酸化炭素溶存水に対して、鉄イオン添加手段から２価の鉄イオン溶液が、分割添加されるが、その分割添加毎に、ｐＨ調整手段からカセイソーダ等が添加されて、弱酸性が維持される。
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）この処理装置は、その処理槽に、二酸化炭素注入手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段等が、付設されている。
（２）処理槽には水が導入されると共に、二酸化炭素注入手段から二酸化炭素が注入され、もって、二酸化炭素溶存水として溶液化される。
（３）そして二酸化炭素溶存水は、まず、ｐＨ調整手段から硫酸等が添加されて、ｐＨ４程度の弱酸性とされる。
（４）それから、過酸化水素添加手段から過酸化水素水が、全量添加される。
（５）そして二酸化炭素溶存水に対して、鉄イオン添加手段から２価の鉄イオン溶液が、分割添加されるが、その分割添加毎に、ｐＨ調整手段からカセイソーダ等が添加されて、弱酸性が維持される。
（６）そこで処理槽では、２価の鉄イオンを触媒として過酸化水素がＯＨラジカルを生成する。このＯＨラジカルの生成反応は、２価の鉄イオンが分割添加されるので、ＯＨラジカルそして２価の鉄イオンが浪費される反応が起こる虞もなく、更に弱酸性雰囲気なので、触媒機能が促進されると共に、過酸化水素の水と酸素への分解，浪費も回避されつつ、実施される。もって、ＯＨラジカルが効率良く生成される。
（７）又、ＯＨラジカルは、前記反応で生成された３価の鉄イオンと水酸化イオンの反応によっても、効率良く生成される。
（８）更にＯＨラジカルは、次の反応により、連鎖的に繰り返して生成される。すなわち、上記反応により生成されたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応することにより、新たなＯＨラジカルが生成される。他方、上記反応により生成された３価の鉄イオンと過酸化水素とが反応することによっても、新たなＯＨラジカルが生成される。
ＯＨラジカルは、このように上記（６）で述べたフェントン主反応以外の付随的，副次的，連鎖的反応によっても、効率良く生成される。
（７）又、ＯＨラジカルは、前記反応で生成された３価の鉄イオンと水酸化イオンの反応によっても、効率良く生成される。
（８）更にＯＨラジカルは、次の反応により、連鎖的に繰り返して生成される。すなわち、上記反応により生成されたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応することにより、新たなＯＨラジカルが生成される。他方、上記反応により生成された３価の鉄イオンと過酸化水素とが反応することによっても、新たなＯＨラジカルが生成される。
ＯＨラジカルは、このように上記（６）で述べたフェントン主反応以外の付随的，副次的，連鎖的反応によっても、効率良く生成される。
（９）そして、このように生成されると共に強力な酸化力を備えたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、水素ラジカルを生成し、この水素ラジカルが、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素と反応して、蟻酸を合成する。二酸化炭素は還元され、蟻酸として固定される。
（１０）更に蟻酸が、ホルムアルデヒド，メタノール，メタン，酢酸等々へと順次、還元，合成されて行く可能性もある。
（１１）処理槽では、このようにフェントン法等に基づき、二酸化炭素が固定化される。
（１２）この処理装置は、このように二酸化炭素を固定化するが、これは簡単容易に実現される。すなわち、その薬品添加量は反応理論値から容易に算出され、その構成も比較的簡単であり、安定的な処理も可能である。
（１３）さてそこで、本発明の二酸化炭素処理装置は、次の効果を発揮する。
（１０）更に蟻酸が、ホルムアルデヒド，メタノール，メタン，酢酸等々へと順次、還元，合成されて行く可能性もある。
（１１）処理槽では、このようにフェントン法等に基づき、二酸化炭素が固定化される。
（１２）この処理装置は、このように二酸化炭素を固定化するが、これは簡単容易に実現される。すなわち、その薬品添加量は反応理論値から容易に算出され、その構成も比較的簡単であり、安定的な処理も可能である。
（１３）さてそこで、本発明の二酸化炭素処理装置は、次の効果を発揮する。
《第１の効果》
第１に、二酸化炭素を固定化可能である。すなわち、本発明の二酸化炭素処理装置は、地球温暖化原因とされる二酸化炭素を、フェントン法等を利用して蟻酸，その他の有機高分子化合物として、固定化することができる。
この種従来例の排出規制対策とは異なり、固定化そして有効利用への道が開ける。
第１に、二酸化炭素を固定化可能である。すなわち、本発明の二酸化炭素処理装置は、地球温暖化原因とされる二酸化炭素を、フェントン法等を利用して蟻酸，その他の有機高分子化合物として、固定化することができる。
この種従来例の排出規制対策とは異なり、固定化そして有効利用への道が開ける。
《第２の効果》
第２に、しかもこれは、効率的に，無駄なく，簡単容易に，コスト面にも優れつつ、実現される。
まず、本発明の二酸化炭素処理装置では、２価の鉄イオン分割添加と弱酸性維持とにより、過酸化水素と鉄イオンによるＯＨラジカル生成が、効率的に無駄なく実施される。
そして、このようなフェントン主反応に加え、ＯＨラジカルは、３価の鉄イオンと水酸化イオンとが反応することによって、更に、生成されたＯＨラジカルが二酸化炭素溶存水の水と反応することによって、又、３価の鉄イオンと過酸化水素が反応することによっても、それぞれ連鎖的に繰り返して生成される。このようにＯＨラジカルは、フェントン主反応に加え、その付随的，副次的，連鎖的反応によっても生成され、高効率で生成される。
他方、過酸化水素，鉄イオン，ｐＨ調整剤等の添加使用量も、反応理論値から容易に算出され、過不足のない添加が可能となり、自動制御も容易である。そこで、過酸化水素の浪費，過剰添加，多量残存等の虞がなくなり、中和剤による後処理コストも削減される等、薬品コストが低減される。
しかも、これらは比較的簡単な構成により、安定的に実現され、この面からもイニシャルコストやランニングコストに優れている。これらにより、二酸化炭素の大規模処理，大容量処理へのスケールアップへの道が開ける。
第２に、しかもこれは、効率的に，無駄なく，簡単容易に，コスト面にも優れつつ、実現される。
まず、本発明の二酸化炭素処理装置では、２価の鉄イオン分割添加と弱酸性維持とにより、過酸化水素と鉄イオンによるＯＨラジカル生成が、効率的に無駄なく実施される。
そして、このようなフェントン主反応に加え、ＯＨラジカルは、３価の鉄イオンと水酸化イオンとが反応することによって、更に、生成されたＯＨラジカルが二酸化炭素溶存水の水と反応することによって、又、３価の鉄イオンと過酸化水素が反応することによっても、それぞれ連鎖的に繰り返して生成される。このようにＯＨラジカルは、フェントン主反応に加え、その付随的，副次的，連鎖的反応によっても生成され、高効率で生成される。
他方、過酸化水素，鉄イオン，ｐＨ調整剤等の添加使用量も、反応理論値から容易に算出され、過不足のない添加が可能となり、自動制御も容易である。そこで、過酸化水素の浪費，過剰添加，多量残存等の虞がなくなり、中和剤による後処理コストも削減される等、薬品コストが低減される。
しかも、これらは比較的簡単な構成により、安定的に実現され、この面からもイニシャルコストやランニングコストに優れている。これらにより、二酸化炭素の大規模処理，大容量処理へのスケールアップへの道が開ける。
《第３の効果》
第３に、更に有用物質への合成，活用も可能である。すなわち、本発明の二酸化炭素処理装置によると、二酸化炭素を、蟻酸，ホルムアルデヒド，メタノール，メタン，酢酸等々へと、固定可能である。二酸化炭素は、蟻酸，その他の有用な有機化合物へと合成され、その工業的利用価値は計り知れない。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
第３に、更に有用物質への合成，活用も可能である。すなわち、本発明の二酸化炭素処理装置によると、二酸化炭素を、蟻酸，ホルムアルデヒド，メタノール，メタン，酢酸等々へと、固定可能である。二酸化炭素は、蟻酸，その他の有用な有機化合物へと合成され、その工業的利用価値は計り知れない。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
《図面について》
以下、本発明の二酸化炭素処理装置を、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。
図１は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供し、構成フロー図である。
以下、本発明の二酸化炭素処理装置を、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。
図１は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供し、構成フロー図である。
《処理装置１の概要》
この二酸化炭素の処理装置１は、二酸化炭素（ＣＯ２）を、改良したフェントン法の処理プロセスに基づいて、固定化処理する。例えば、石油，石炭等の化石燃料の消費に伴い、工場その他で大量発生する二酸化炭素や、大気中から濃縮採取された二酸化炭素を、蟻酸（ＨＣＯＯＨ），その他の高分子有機化合物に合成，固定化する。
すなわち処理装置１では、フェントン試薬の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）を用いて、ＯＨラジカル（・ＯＨ）を生成すると共に、このＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水２等の水と反応して水素ラジカル（Ｈ・）を生成する。そして、この水素ラジカルが、二酸化炭素溶存水２の二酸化炭素を還元して、少なくとも蟻酸を生成せしめる。なおＯＨラジカルは、このようなフェントン主反応に加え、更に、その付随的，副次的，連鎖的反応や連鎖反応によっても生成される。
そして処理装置１は、処理槽３と、処理槽３に付設された水供給手段４，二酸化炭素注入手段５，過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８，後処理槽９等とを、備えている。
以下、これらについて詳細に説明する。
この二酸化炭素の処理装置１は、二酸化炭素（ＣＯ２）を、改良したフェントン法の処理プロセスに基づいて、固定化処理する。例えば、石油，石炭等の化石燃料の消費に伴い、工場その他で大量発生する二酸化炭素や、大気中から濃縮採取された二酸化炭素を、蟻酸（ＨＣＯＯＨ），その他の高分子有機化合物に合成，固定化する。
すなわち処理装置１では、フェントン試薬の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）を用いて、ＯＨラジカル（・ＯＨ）を生成すると共に、このＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水２等の水と反応して水素ラジカル（Ｈ・）を生成する。そして、この水素ラジカルが、二酸化炭素溶存水２の二酸化炭素を還元して、少なくとも蟻酸を生成せしめる。なおＯＨラジカルは、このようなフェントン主反応に加え、更に、その付随的，副次的，連鎖的反応や連鎖反応によっても生成される。
そして処理装置１は、処理槽３と、処理槽３に付設された水供給手段４，二酸化炭素注入手段５，過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８，後処理槽９等とを、備えている。
以下、これらについて詳細に説明する。
《処理槽３について》
まず、処理槽３について説明する。この処理装置１の処理槽３は、水が溶媒として存しており、図示例では、注入槽１０とｐＨ調整槽１１と本処理槽１２とから、構成されている。
まず注入槽１０には、多くの場合、常時連続的に水供給手段４から水が、溶媒として導入されると共に、二酸化炭素注入手段５から二酸化炭素が、媒質として注入され、もって二酸化炭素溶存水２が、溶液として形成される。このように炭酸イオン水ではなく、炭酸ガス入りの水つまり炭酸水が形成される。
二酸化炭素注入手段５からの注入は、気体である二酸化炭素の溶解度を上げるべく、なるべく低温かつ高圧（ヘンリーの法則）の分圧のもとで行われる。つまり常温以下であると共に、１気圧又は１気圧以上の加圧状態のもとで行われる。例えば、１．７１３Ｌ−ＣＯ２／Ｌ−Ｈ２Ｏ（０℃，１気圧）や、１．１９４Ｌ−ＣＯ２／Ｌ−Ｈ２Ｏ（１０℃，１気圧）や、０．８７８Ｌ−ＣＯ２／Ｌ−Ｈ２Ｏ（２０℃，１気圧）のもとで、行われる。
まず、処理槽３について説明する。この処理装置１の処理槽３は、水が溶媒として存しており、図示例では、注入槽１０とｐＨ調整槽１１と本処理槽１２とから、構成されている。
まず注入槽１０には、多くの場合、常時連続的に水供給手段４から水が、溶媒として導入されると共に、二酸化炭素注入手段５から二酸化炭素が、媒質として注入され、もって二酸化炭素溶存水２が、溶液として形成される。このように炭酸イオン水ではなく、炭酸ガス入りの水つまり炭酸水が形成される。
二酸化炭素注入手段５からの注入は、気体である二酸化炭素の溶解度を上げるべく、なるべく低温かつ高圧（ヘンリーの法則）の分圧のもとで行われる。つまり常温以下であると共に、１気圧又は１気圧以上の加圧状態のもとで行われる。例えば、１．７１３Ｌ−ＣＯ２／Ｌ−Ｈ２Ｏ（０℃，１気圧）や、１．１９４Ｌ−ＣＯ２／Ｌ−Ｈ２Ｏ（１０℃，１気圧）や、０．８７８Ｌ−ＣＯ２／Ｌ−Ｈ２Ｏ（２０℃，１気圧）のもとで、行われる。
そして、図示の処理槽３では、二酸化炭素溶存水２が、注入槽１０からｐＨ調整槽１１を経由して、本処理槽１２へと供給される。
ｐＨ調整槽１１では、付設されたｐＨ調整手段８から、ｐＨ調整剤が添加される。ｐＨ調整手段８は、注入槽１０から本処理槽１２に供給される途中の二酸化炭素溶存水２に対し、ｐＨ調整剤を添加して、二酸化炭素溶存水２を所定の弱酸性にｐＨ調整してから、本処理槽１２に供給する。
すなわち二酸化炭素溶存水２は、例えばｐＨ６以上であることが多いので、これをｐＨ３〜ｐＨ５程度、代表的にはｐＨ４程度に調整すべく、ｐＨ調整剤として硫酸等の酸ｐＨ調整剤が用いられる。このように事前にｐＨ調整しておく理由は、後述するように、過酸化水素と２価の鉄イオンによるＯＨラジカルの生成反応が、所期の通り効率良く行われるようにする為、等々である。
なお、このように処理槽３を、注入槽１０，ｐＨ調整槽１１，本処理槽１２から構成するのは、例えば、二酸化炭素の大規模処理，大容量処理，連続処理，高濃度処理等を行う場合である。これに対し、ｐＨ調整槽１１を使用せず、注入槽１０において代用的，兼用的に、上述したｐＨ調整を実施することも可能である。更に、注入槽１０，ｐＨ調整槽１１を共に使用せず、本処理槽１２のみで、二酸化炭素溶存水２の生成や事前のｐＨ調整を行うようにすることも可能である。
処理槽３は、このようになっている。
ｐＨ調整槽１１では、付設されたｐＨ調整手段８から、ｐＨ調整剤が添加される。ｐＨ調整手段８は、注入槽１０から本処理槽１２に供給される途中の二酸化炭素溶存水２に対し、ｐＨ調整剤を添加して、二酸化炭素溶存水２を所定の弱酸性にｐＨ調整してから、本処理槽１２に供給する。
すなわち二酸化炭素溶存水２は、例えばｐＨ６以上であることが多いので、これをｐＨ３〜ｐＨ５程度、代表的にはｐＨ４程度に調整すべく、ｐＨ調整剤として硫酸等の酸ｐＨ調整剤が用いられる。このように事前にｐＨ調整しておく理由は、後述するように、過酸化水素と２価の鉄イオンによるＯＨラジカルの生成反応が、所期の通り効率良く行われるようにする為、等々である。
なお、このように処理槽３を、注入槽１０，ｐＨ調整槽１１，本処理槽１２から構成するのは、例えば、二酸化炭素の大規模処理，大容量処理，連続処理，高濃度処理等を行う場合である。これに対し、ｐＨ調整槽１１を使用せず、注入槽１０において代用的，兼用的に、上述したｐＨ調整を実施することも可能である。更に、注入槽１０，ｐＨ調整槽１１を共に使用せず、本処理槽１２のみで、二酸化炭素溶存水２の生成や事前のｐＨ調整を行うようにすることも可能である。
処理槽３は、このようになっている。
《過酸化水素添加手段６について》
次に、処理装置１の処理槽３に付設された過酸化水素添加手段６について、説明する。過酸化水素添加手段６は、前述により弱酸性にｐＨ調整された、処理槽３の本処理槽１２の二酸化炭素溶存水２に対し、その反応当初において、過酸化水素の水溶液を、フェントン試薬として全量添加する。過酸化水素は、ＯＨラジカルの発生源となる。
過酸化水素の一回の反応当たりの添加量は、その二酸化炭素溶存水２中に含有される二酸化炭素の含有量，濃度次第であるが、その反応理論値を基準として多目に算出された実際必要量（必要モル数）が、反応当初に一度に全量添加される。次回の添加は、二酸化炭素溶存水２中から二酸化炭素がなくなった時、つまり次の反応時であり、この次の反応時に同様に、その全量が添加されることになる。
このように、この明細書において全量添加とは、反応に必要な薬剤量を１回に１００％全量一括添加すること、を意味する。
このように過酸化水素添加手段６から、過酸化水素が全量添加される。
次に、処理装置１の処理槽３に付設された過酸化水素添加手段６について、説明する。過酸化水素添加手段６は、前述により弱酸性にｐＨ調整された、処理槽３の本処理槽１２の二酸化炭素溶存水２に対し、その反応当初において、過酸化水素の水溶液を、フェントン試薬として全量添加する。過酸化水素は、ＯＨラジカルの発生源となる。
過酸化水素の一回の反応当たりの添加量は、その二酸化炭素溶存水２中に含有される二酸化炭素の含有量，濃度次第であるが、その反応理論値を基準として多目に算出された実際必要量（必要モル数）が、反応当初に一度に全量添加される。次回の添加は、二酸化炭素溶存水２中から二酸化炭素がなくなった時、つまり次の反応時であり、この次の反応時に同様に、その全量が添加されることになる。
このように、この明細書において全量添加とは、反応に必要な薬剤量を１回に１００％全量一括添加すること、を意味する。
このように過酸化水素添加手段６から、過酸化水素が全量添加される。
《鉄イオン添加手段７について》
次に、鉄イオン添加手段７について説明する。鉄イオン添加手段７は、このように過酸化水素が添加された後、処理槽３つまり本処理槽１２の二酸化炭素溶存水２に対し、間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン溶液を、フェントン試薬として分割添加する。
すなわち、液中で２価の鉄イオンを生じる物質、例えば硫酸第一鉄７水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）が、このような鉄塩として代表的に使用されるが、その他の無水塩や含水塩、例えば塩化鉄（ＦｅＣｌ２）やその水和物も使用可能である。そして２価の鉄イオンは、過酸化水素のＯＨラジカル生成反応の触媒として機能する。
この鉄イオンの１回の反応当たりの添加量は、反応理論値を基準として実際必要量が算出されるが、例えば、過酸化水素の１モルに対し０．５モル程度とされる。
そして鉄イオンは、複数回に分けて分割添加される。すなわち、１回の反応について必要量が、全量添加されずに３〜７回程度に分けて、例えば５回に分けて順次添加される。各回毎の添加タイミングは、前回添加したものがなくなった段階で、次回分が添加されて行くことになる。このように、この明細書において分割添加とは、反応に必要な薬剤量を複数回に分けて添加すること、を意味する。
次に、鉄イオン添加手段７について説明する。鉄イオン添加手段７は、このように過酸化水素が添加された後、処理槽３つまり本処理槽１２の二酸化炭素溶存水２に対し、間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン溶液を、フェントン試薬として分割添加する。
すなわち、液中で２価の鉄イオンを生じる物質、例えば硫酸第一鉄７水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）が、このような鉄塩として代表的に使用されるが、その他の無水塩や含水塩、例えば塩化鉄（ＦｅＣｌ２）やその水和物も使用可能である。そして２価の鉄イオンは、過酸化水素のＯＨラジカル生成反応の触媒として機能する。
この鉄イオンの１回の反応当たりの添加量は、反応理論値を基準として実際必要量が算出されるが、例えば、過酸化水素の１モルに対し０．５モル程度とされる。
そして鉄イオンは、複数回に分けて分割添加される。すなわち、１回の反応について必要量が、全量添加されずに３〜７回程度に分けて、例えば５回に分けて順次添加される。各回毎の添加タイミングは、前回添加したものがなくなった段階で、次回分が添加されて行くことになる。このように、この明細書において分割添加とは、反応に必要な薬剤量を複数回に分けて添加すること、を意味する。
２価の鉄イオンを分割添加する理由は、次のａ，ｂ，ｃのとおり。まずａ．もしも全量添加すると、後述する化学反応において、過酸化水素を反応物質とする原系から、ＯＨラジカルを生成物質とする生成系へと向かう正反応と同時に、ＯＨラジカルを消費する無駄な反応が起こってしまい、ロスが生じ、ＯＨラジカル生成のために使用した鉄イオンが、無駄に消費されることになる。これに対し分割添加すると、このような反応が抑制され、鉄イオンの無駄も解消される。
又ｂ．ＯＨラジカルは存在時間が瞬間的，超短寿命であるので、全量添加より分割添加した方が、その都度ＯＨラジカルが生成されて、本処理槽１２内の二酸化炭素溶存水２の隅々まで行き渡り、もって、水素ラジカルの生成そして二酸化炭素の還元が、より確実化，効率化，迅速化されるようになる。
更にｃ．分割添加すると、全量添加に比し残存する過酸化水素が少なくなるので、その分、中和剤による後処理コストも低減される。
このように鉄イオン添加手段７から、２価の鉄イオンが分割添加される。
又ｂ．ＯＨラジカルは存在時間が瞬間的，超短寿命であるので、全量添加より分割添加した方が、その都度ＯＨラジカルが生成されて、本処理槽１２内の二酸化炭素溶存水２の隅々まで行き渡り、もって、水素ラジカルの生成そして二酸化炭素の還元が、より確実化，効率化，迅速化されるようになる。
更にｃ．分割添加すると、全量添加に比し残存する過酸化水素が少なくなるので、その分、中和剤による後処理コストも低減される。
このように鉄イオン添加手段７から、２価の鉄イオンが分割添加される。
《ｐＨ調整手段８について》
次に、ｐＨ調整手段８について、説明する。ｐＨ調整手段８は、前述したように処理槽３の本処理槽１２に供給される前の二酸化炭素溶存水２、および本処理槽１２に供給された後の二酸化炭素溶存水２に対し、ｐＨ調整剤を添加して、二酸化炭素溶存水２を、例えばｐＨ４程度の弱酸性に維持する。
すなわちｐＨ調整手段８は、過酸化水素の添加前には、硫酸等の酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後は、上述した鉄イオンの添加毎に、カセイソーダ等のアルカリｐＨ調整剤を添加する。
二酸化炭素溶存水２を、ｐＨ３〜ｐＨ５程度代表的にはｐＨ４程度に維持することは、まずａ．過酸化水素の水と酸素への分解反応を、抑制すべく機能する。これと共にｂ．２価の鉄イオンの過酸化水素への電子供与を、促進すべく機能する。更にｃ．後述する付随的，副次的，連鎖的に繰り返されるＯＨラジカル生成反応を、促進，確実化すべく機能する。もって、これらａ，ｂ，ｃにより、ＯＨラジカルの生成が、効率良く進行するようになる。
これに対し、まず、水供給手段４から導入される水、そして注入槽１０からの二酸化炭素溶存水２は、例えばｐＨ６以上であることが多いので、前述したようにｐＨ調整槽１１において、ｐＨ調整手段８から例えば硫酸が添加されて、例えばｐＨ４程度にｐＨ調整される。又、本処理槽１２において、２価の鉄イオンが添加されると、そのままでは二酸化炭素溶存水２のｐＨが例えば２．８程度まで低下し酸性度が過度に上がるので、２価の鉄イオンの分割添加毎にその都度、例えばカセイソーダが添加され、もって例えばｐＨ４程度へと二酸化炭素溶存水２がｐＨ調整される。
ｐＨ調整手段８は、このようになっている。
次に、ｐＨ調整手段８について、説明する。ｐＨ調整手段８は、前述したように処理槽３の本処理槽１２に供給される前の二酸化炭素溶存水２、および本処理槽１２に供給された後の二酸化炭素溶存水２に対し、ｐＨ調整剤を添加して、二酸化炭素溶存水２を、例えばｐＨ４程度の弱酸性に維持する。
すなわちｐＨ調整手段８は、過酸化水素の添加前には、硫酸等の酸ｐＨ調整剤を添加し、過酸化水素の添加後は、上述した鉄イオンの添加毎に、カセイソーダ等のアルカリｐＨ調整剤を添加する。
二酸化炭素溶存水２を、ｐＨ３〜ｐＨ５程度代表的にはｐＨ４程度に維持することは、まずａ．過酸化水素の水と酸素への分解反応を、抑制すべく機能する。これと共にｂ．２価の鉄イオンの過酸化水素への電子供与を、促進すべく機能する。更にｃ．後述する付随的，副次的，連鎖的に繰り返されるＯＨラジカル生成反応を、促進，確実化すべく機能する。もって、これらａ，ｂ，ｃにより、ＯＨラジカルの生成が、効率良く進行するようになる。
これに対し、まず、水供給手段４から導入される水、そして注入槽１０からの二酸化炭素溶存水２は、例えばｐＨ６以上であることが多いので、前述したようにｐＨ調整槽１１において、ｐＨ調整手段８から例えば硫酸が添加されて、例えばｐＨ４程度にｐＨ調整される。又、本処理槽１２において、２価の鉄イオンが添加されると、そのままでは二酸化炭素溶存水２のｐＨが例えば２．８程度まで低下し酸性度が過度に上がるので、２価の鉄イオンの分割添加毎にその都度、例えばカセイソーダが添加され、もって例えばｐＨ４程度へと二酸化炭素溶存水２がｐＨ調整される。
ｐＨ調整手段８は、このようになっている。
《処理槽３における反応（その１：ＯＨラジカルの生成）について》
次に、処理槽３内における化学反応（その１）について、説明する。処理装置１の処理槽３の本処理槽１２内では、まず第１に、二酸化炭素溶存水２が攪拌，流下されると共に、添加された過酸化水素が、触媒として添加された２価の鉄イオンにて還元されて、ＯＨラジカルを生成する。
更に第２に、本処理槽１２内では、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルを生成する。
次に、処理槽３内における化学反応（その１）について、説明する。処理装置１の処理槽３の本処理槽１２内では、まず第１に、二酸化炭素溶存水２が攪拌，流下されると共に、添加された過酸化水素が、触媒として添加された２価の鉄イオンにて還元されて、ＯＨラジカルを生成する。
更に第２に、本処理槽１２内では、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルを生成する。
このようなＯＨラジカルの生成について、更に詳述する。まず第１に、本処理槽１２内では、次の化１，化２の反応式（化３の反応式）に基づき、ＯＨラジカルが生成される。これがフェントン主反応である。
すなわち、この第１のフェントン主反応では、まず化１の反応式において、鉄イオン添加手段７から順次分割添加される２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）は、二酸化炭素溶存水２が例えばｐＨ４程度の弱酸性雰囲気に維持されているので、触媒として化２の反応式の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）に対し、順次電子（ｅ−）を供与すると共に、自己は酸化して３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）となる。
そこで、化２の反応式において、過酸化水素添加手段６から最初に全量添加された過酸化水素は、化１の反応式に基づき電子が順次供与され、もってその都度、ＯＨラジカル（・ＯＨ）と水酸化イオン（ＯＨ−）が生成される。化１と化２の反応式をまとめて合成すると、化３の反応式となる。
なお、これらに際し、二酸化炭素溶存水２が弱酸性雰囲気に維持されているので、過酸化水素が水と酸素に分解され、浪費されてしまうことは抑制される。これに対し、もしも弱酸性雰囲気に維持されないと、次の化４の反応式により、過酸化水素は、発生期の酸素（Ｏ）を発生しつつ水分子になり、所期の化２（化３）の反応式によりＯＨラジカルを生成することなく浪費されてしまうことになる。なお、この発生期の酸素は、その酸化対象がない場合、溶存酸素分子（Ｏ２）となって系外にでる。
そこで、化２の反応式において、過酸化水素添加手段６から最初に全量添加された過酸化水素は、化１の反応式に基づき電子が順次供与され、もってその都度、ＯＨラジカル（・ＯＨ）と水酸化イオン（ＯＨ−）が生成される。化１と化２の反応式をまとめて合成すると、化３の反応式となる。
なお、これらに際し、二酸化炭素溶存水２が弱酸性雰囲気に維持されているので、過酸化水素が水と酸素に分解され、浪費されてしまうことは抑制される。これに対し、もしも弱酸性雰囲気に維持されないと、次の化４の反応式により、過酸化水素は、発生期の酸素（Ｏ）を発生しつつ水分子になり、所期の化２（化３）の反応式によりＯＨラジカルを生成することなく浪費されてしまうことになる。なお、この発生期の酸素は、その酸化対象がない場合、溶存酸素分子（Ｏ２）となって系外にでる。
第２に、本処理槽１２内では、上述した化３（化１，化２）の反応式のフェントン主反応によりＯＨラジカルが生成されるが、更に、次の化５，化６の反応式によっても、付随的，副次的，連鎖的に、ＯＨラジカル生成が可能である。
すなわち、化１の反応式で生成された３価の鉄イオンは、化２の反応式で生成された水酸化イオンから、化５，化６の反応式により、電子を奪ってＯＨラジカルを生成させ、自らは２価の鉄イオンに還元されて戻る。このように、化３（化１，化２）の反応式と化５，化６の反応式とが、連鎖的にバランス良く起こることにより、ＯＨラジカルがより効率的に生成される。
処理槽３の本処理槽１２内では、まずこの第１，第２のように、ＯＨラジカルが生成される。
すなわち、化１の反応式で生成された３価の鉄イオンは、化２の反応式で生成された水酸化イオンから、化５，化６の反応式により、電子を奪ってＯＨラジカルを生成させ、自らは２価の鉄イオンに還元されて戻る。このように、化３（化１，化２）の反応式と化５，化６の反応式とが、連鎖的にバランス良く起こることにより、ＯＨラジカルがより効率的に生成される。
処理槽３の本処理槽１２内では、まずこの第１，第２のように、ＯＨラジカルが生成される。
《処理槽３における反応（その２：更なるＯＨラジカルの生成）について》
次に、処理槽３における化学反応（その２）について、説明する。処理槽３の本処理槽１２内では、更に、上述した第１，第２に加え、第３，第４として、次の２つの反応により、付随的，副次的，連鎖的に、新たなＯＨラジカルが生成される。
まず第３に、次の反応にて新たにＯＨラジカルが生成される。すなわち、前記化３（化１，化２）や化５，化６の反応式にて生成されたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水２等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、次の化７，化８の反応式により、連鎖的に繰り返される。
次に、処理槽３における化学反応（その２）について、説明する。処理槽３の本処理槽１２内では、更に、上述した第１，第２に加え、第３，第４として、次の２つの反応により、付随的，副次的，連鎖的に、新たなＯＨラジカルが生成される。
まず第３に、次の反応にて新たにＯＨラジカルが生成される。すなわち、前記化３（化１，化２）や化５，化６の反応式にて生成されたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水２等の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、次の化７，化８の反応式により、連鎖的に繰り返される。
これらについて、更に詳述する。まずＯＨラジカルは、中性〜アルカリ性雰囲気下では、水分子から水素原子を引き抜いてこれを酸化し、酸素分子を発生せしめると共に、自身は還元されて水分子に帰す。
これに対し酸性雰囲気下では、化７の反応式により、ＯＨラジカルは、水分子（Ｈ２Ｏ）から電子（ｅ−）を引き抜き、自身は水酸化イオン（ＯＨ−）になるが、この引き抜き反応が、水分子をラジカル分裂させ活性化されて、新たなＯＨラジカル（・ＯＨ）とプロトン（Ｈ＋）を生成される。生成された水酸化イオンとプロトンは、化８の反応式にて、新たな水を生成して消滅する。
本処理槽１２の二酸化炭素溶存水２は、弱酸性雰囲気に維持されているので、このようにして新たなＯＨラジカルが生成されるが、更にこのように生成されたＯＨラジカルを基に、再びこのような一連の反応が連鎖的に起き、事後も同様に連鎖的に繰り返される。
つまり、前記化３等の反応式にてＯＨラジカルが一旦生成されると、これを開始反応，反応開始剤として、事後は連鎖的反応により、半永続的にＯＨラジカルが得られることになる。二酸化炭素の還元過程において触媒として消費された分を除いたＯＨラジカルが、プロトンの連鎖的な生成・消滅と共存的に、生成・消滅を繰り返す。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような繰り返し生成の意義は大きい。
第３として、このような反応により、ＯＨラジカルが生成される。
これに対し酸性雰囲気下では、化７の反応式により、ＯＨラジカルは、水分子（Ｈ２Ｏ）から電子（ｅ−）を引き抜き、自身は水酸化イオン（ＯＨ−）になるが、この引き抜き反応が、水分子をラジカル分裂させ活性化されて、新たなＯＨラジカル（・ＯＨ）とプロトン（Ｈ＋）を生成される。生成された水酸化イオンとプロトンは、化８の反応式にて、新たな水を生成して消滅する。
本処理槽１２の二酸化炭素溶存水２は、弱酸性雰囲気に維持されているので、このようにして新たなＯＨラジカルが生成されるが、更にこのように生成されたＯＨラジカルを基に、再びこのような一連の反応が連鎖的に起き、事後も同様に連鎖的に繰り返される。
つまり、前記化３等の反応式にてＯＨラジカルが一旦生成されると、これを開始反応，反応開始剤として、事後は連鎖的反応により、半永続的にＯＨラジカルが得られることになる。二酸化炭素の還元過程において触媒として消費された分を除いたＯＨラジカルが、プロトンの連鎖的な生成・消滅と共存的に、生成・消滅を繰り返す。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような繰り返し生成の意義は大きい。
第３として、このような反応により、ＯＨラジカルが生成される。
更に第４に、次の反応によっても、新たにＯＨラジカルが生成される。すなわち、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと、過酸化水素とが反応して、新たにＯＨラジカル等を生成する反応が、次の化９，化１０の反応式（化１１の反応式）により、連鎖的に繰り返される。
これらについて、更に詳述する。前記化３（化１）の反応式で生成された３価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）が、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と化９の反応式により反応し、もって、３価の鉄イオンが２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）に還元されると共に、酸素分子が電子と結合して生じたイオンであるスーパーオキシドアニオン（・Ｏ２ −）が生成される。そして、化１０の反応式により、このラジカルなスーパーオキシドアニオンが過酸化水素と反応して、ＯＨラジカル（・ＯＨ）を生成可能である。化９と化１０の反応式をまとめて合成すると、化１１の反応式が得られる。
すなわち、前記化３（化２）の反応式にてＯＨラジカル生成の源泉となっていた過酸化水素が残ってさえいれば、例え二酸化炭素の還元過程でＯＨラジカルが触媒として消費尽くされてしまった場合においても、余剰に存在する過酸化水素を基に、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に半永続的に生成され続けられることになる。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような生成継続の意義は大きい。
但し、化１１（化９，化１０）の反応式が確実に起こるためには、過酸化水素が水と溶存酸素に分解（前記化４の反応式を参照）しない程度の弱酸性雰囲気まで、ｐＨ調整手段８にてカセイソーダ等を、本処理槽１２の二酸化炭素溶存水２に加える等、ｐＨ操作が必要であり、そのｐＨ値をアルカリ側に移動させておくことが必要である。
更に、化９（化１１）の反応式で生じた２価の鉄イオンは、ｐＨを下げるが、上述により弱酸性雰囲気で安定存在する過酸化水素との共存を図るべく、必要なｐＨ操作を実施しておけば、前記化３等の反応式のフェントン主反応によるＯＨラジカルの生成も見込めるようになる。
処理槽３の本処理槽１２内では、このようにＯＨラジカルが生成される。
すなわち、前記化３（化２）の反応式にてＯＨラジカル生成の源泉となっていた過酸化水素が残ってさえいれば、例え二酸化炭素の還元過程でＯＨラジカルが触媒として消費尽くされてしまった場合においても、余剰に存在する過酸化水素を基に、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に半永続的に生成され続けられることになる。ＯＨラジカルは超短寿命であることに鑑み、このような生成継続の意義は大きい。
但し、化１１（化９，化１０）の反応式が確実に起こるためには、過酸化水素が水と溶存酸素に分解（前記化４の反応式を参照）しない程度の弱酸性雰囲気まで、ｐＨ調整手段８にてカセイソーダ等を、本処理槽１２の二酸化炭素溶存水２に加える等、ｐＨ操作が必要であり、そのｐＨ値をアルカリ側に移動させておくことが必要である。
更に、化９（化１１）の反応式で生じた２価の鉄イオンは、ｐＨを下げるが、上述により弱酸性雰囲気で安定存在する過酸化水素との共存を図るべく、必要なｐＨ操作を実施しておけば、前記化３等の反応式のフェントン主反応によるＯＨラジカルの生成も見込めるようになる。
処理槽３の本処理槽１２内では、このようにＯＨラジカルが生成される。
《処理槽３における反応（その３：二酸化炭素の還元，固定）について》
次に、処理槽３内における化学反応（その３）について、説明する。処理槽３の本処理槽１２内では、このようにフェントン主反応，その他にて生成されたＯＨラジカルを、酸化剤として触媒として、二酸化炭素が還元，固定化される。
これらについて、更に詳細に説明する。まず、ＯＨラジカルつまりヒドロキシラジカル（・ＯＨ）は、極めて強力な電子奪取力，酸化力，つまり活性力，分解力を有し、ラジカルで反応性に富んでおり、反応が激しいだけに、その存在時間はほんの瞬間的で、寿命の短い化学種である。
そして、生成されたＯＨラジカルが、次の化１２の反応式により、二酸化炭素溶存水２の水と反応して、水素ラジカルを生成する。
次に、処理槽３内における化学反応（その３）について、説明する。処理槽３の本処理槽１２内では、このようにフェントン主反応，その他にて生成されたＯＨラジカルを、酸化剤として触媒として、二酸化炭素が還元，固定化される。
これらについて、更に詳細に説明する。まず、ＯＨラジカルつまりヒドロキシラジカル（・ＯＨ）は、極めて強力な電子奪取力，酸化力，つまり活性力，分解力を有し、ラジカルで反応性に富んでおり、反応が激しいだけに、その存在時間はほんの瞬間的で、寿命の短い化学種である。
そして、生成されたＯＨラジカルが、次の化１２の反応式により、二酸化炭素溶存水２の水と反応して、水素ラジカルを生成する。
すなわち、化１２の反応式において、水相分散したＯＨラジカルは、二酸化炭素溶存水２の水分子（Ｈ２Ｏ）と反応し、もって水分子から電子もろとも水素原子（Ｈ）を引き抜いて酸化し、自身は新たな別の水分子（Ｈ２Ｏ）となると共に、酸素（Ｏ２）と水素ラジカル（Ｈ・）とを生成する。水素ラジカルは、遊離水素原子（Ｈ＝ｅ−＋Ｈ＋）、つまり発生期の水素，原子状水素，活性水素とも称される。
そして、このように生成され高い電子供与性を備えた水素ラジカルが、過酸化水素溶存水２の二酸化炭素（ＣＯ２）と、次の化１３の反応式にて反応して、蟻酸（ＨＣＯＯＨ）つまりカルボン酸（Ｒ−ＣＯＯＨ）を生成する。
そして、このように生成され高い電子供与性を備えた水素ラジカルが、過酸化水素溶存水２の二酸化炭素（ＣＯ２）と、次の化１３の反応式にて反応して、蟻酸（ＨＣＯＯＨ）つまりカルボン酸（Ｒ−ＣＯＯＨ）を生成する。
このように、化１３の反応式により二酸化炭素は還元され、もって蟻酸が合成される。
なお、この化１３の反応に際し、水素ラジカルの電子供与性は、前述により生成されていたＯＨラジカルが、酸化触媒として機能，貢献することにより高められる。すなわち、二酸化炭素の２個の２重結合はそれぞれ１個のπ電子結合を持つが、ＯＨラジカルが酸化触媒となって、π電子を引きずり出そうと引き抜きにかかっている途中で、１個のπ電子結合の対電子の両端に、それぞれ電子供与性の高い水素ラジカルの２原子が入り込んで取り付き，付加される。
このようにして二酸化炭素は、無機化合物としての炭酸塩ではなく、有機化合物として合成され固定化される。
なお、このような二酸化炭素の蟻酸への固定は、下記の化１４の反応式のようにも、表現可能である。すなわち化１３の反応式において、１モルの蟻酸は、１モルの二酸化炭素が２モルの水素ラジカルと反応することにより合成されるが、この２モルの水素ラジカルは、前述した化１２の反応式に基づき、触媒である２モルのＯＨラジカルにて生成される。従って、蟻酸を生成する反応式は、化１３の反応式と化１２の反応式の倍数とを合成した、次の化１４の反応式として表現することもできる。
なお、この化１３の反応に際し、水素ラジカルの電子供与性は、前述により生成されていたＯＨラジカルが、酸化触媒として機能，貢献することにより高められる。すなわち、二酸化炭素の２個の２重結合はそれぞれ１個のπ電子結合を持つが、ＯＨラジカルが酸化触媒となって、π電子を引きずり出そうと引き抜きにかかっている途中で、１個のπ電子結合の対電子の両端に、それぞれ電子供与性の高い水素ラジカルの２原子が入り込んで取り付き，付加される。
このようにして二酸化炭素は、無機化合物としての炭酸塩ではなく、有機化合物として合成され固定化される。
なお、このような二酸化炭素の蟻酸への固定は、下記の化１４の反応式のようにも、表現可能である。すなわち化１３の反応式において、１モルの蟻酸は、１モルの二酸化炭素が２モルの水素ラジカルと反応することにより合成されるが、この２モルの水素ラジカルは、前述した化１２の反応式に基づき、触媒である２モルのＯＨラジカルにて生成される。従って、蟻酸を生成する反応式は、化１３の反応式と化１２の反応式の倍数とを合成した、次の化１４の反応式として表現することもできる。
さて、処理槽３の本処理槽１２では、このようにして、二酸化炭素が蟻酸として固定される。
そして事後、このように生成された蟻酸が、後で詳述するように、ホルムアルデヒド，メタノール，メタンへと、ＯＨラジカルや水素ラジカルにて合成されて行くことも考えられる。そして更に、酢酸，アセトアルデヒド，エタノール，エタンと、合成されて行くことも可能である。なお、その還元合成反応に際しては、前述したところに準じ、それぞれＯＨラジカルが触媒機能を発揮する。
処理槽３の本処理槽１２では、このように二酸化炭素が還元，固定される。
そして事後、このように生成された蟻酸が、後で詳述するように、ホルムアルデヒド，メタノール，メタンへと、ＯＨラジカルや水素ラジカルにて合成されて行くことも考えられる。そして更に、酢酸，アセトアルデヒド，エタノール，エタンと、合成されて行くことも可能である。なお、その還元合成反応に際しては、前述したところに準じ、それぞれＯＨラジカルが触媒機能を発揮する。
処理槽３の本処理槽１２では、このように二酸化炭素が還元，固定される。
《後処理槽９等について》
次に、後処理槽９等について説明する。処理槽３の本処理槽１２には、後処理槽９が付設されている。
後処理槽９には、前述により、二酸化炭素が固定化された蟻酸、更にはホルムアルデヒド，メタノール，メタン，酢酸等と、水とが、本処理槽１２から排出される。二酸化炭素溶存水２は、有機化合物の生成物質と水となって、後処理槽９に排出される。
そして、これらの固定化物資つまり生成物質が、水と分離されて、後処理槽９から生成物槽１３へと排出，供給される。残った水は、後処理槽９から中和槽１４を経由して、外部排水される。中和槽１４では、このような水に対し必要に応じｐＨ調整剤が添加され、もって外部排水用にｐＨ調整される。又、その水中に僅かでも過酸化水素が残留している場合は、水質汚濁を回避すべくカタラーゼ等の中和剤が添加される。
後処理槽９は、このようになっている。
次に、後処理槽９等について説明する。処理槽３の本処理槽１２には、後処理槽９が付設されている。
後処理槽９には、前述により、二酸化炭素が固定化された蟻酸、更にはホルムアルデヒド，メタノール，メタン，酢酸等と、水とが、本処理槽１２から排出される。二酸化炭素溶存水２は、有機化合物の生成物質と水となって、後処理槽９に排出される。
そして、これらの固定化物資つまり生成物質が、水と分離されて、後処理槽９から生成物槽１３へと排出，供給される。残った水は、後処理槽９から中和槽１４を経由して、外部排水される。中和槽１４では、このような水に対し必要に応じｐＨ調整剤が添加され、もって外部排水用にｐＨ調整される。又、その水中に僅かでも過酸化水素が残留している場合は、水質汚濁を回避すべくカタラーゼ等の中和剤が添加される。
後処理槽９は、このようになっている。
《作用等》
本発明の二酸化炭素の処理装置１は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）この処理装置１は、フェントン法に基づく処理槽３を備えており、処理槽３には、水供給手段４，二酸化炭素注入手段５，過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８，後処理槽９等が、順に付設されている。図示の処理槽３は、注入槽１０，ｐＨ調整槽１１，本処理槽１２等からなっている。
本発明の二酸化炭素の処理装置１は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）この処理装置１は、フェントン法に基づく処理槽３を備えており、処理槽３には、水供給手段４，二酸化炭素注入手段５，過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８，後処理槽９等が、順に付設されている。図示の処理槽３は、注入槽１０，ｐＨ調整槽１１，本処理槽１２等からなっている。
（２）そしてまず、処理槽３の注入槽１０には、水供給手段４から水が溶媒として導入されると共に、二酸化炭素注入手段５から二酸化炭素が溶質として注入される。もって、二酸化炭素溶存水２が、溶液として形成される。
（３）それから二酸化炭素溶存水２は、処理槽３のｐＨ調整槽１１において、ｐＨ調整手段８から例えば硫酸等のｐＨ調整剤が添加され、もって、ｐＨ３〜ｐＨ５、例えばｐＨ４程度の弱酸性とされる。
（４）そして二酸化炭素溶存水２は、処理槽３の本処理槽１２に供給される。それからまず、過酸化水素添加手段６から過酸化水素の水溶液が、添加される。この添加は、全量添加で実施される。
（５）本処理槽１２では、このように過酸化水素が添加された後、二酸化炭素溶存水２に対して、鉄イオン添加手段７から２価の鉄イオン溶液が、添加される。この添加は分割添加により、複数回に分けて間欠的に順次実施される。
そして、このような鉄イオンの分割添加毎に、ｐＨ調整手段８から例えばカセイソーダ等のｐＨ調整剤が添加され、もって二酸化炭素溶存水２は、例えばｐＨ４程度の弱酸性を維持する。つまり、ＯＨラジカル生成に最適なｐＨへと、調整される。
そして、このような鉄イオンの分割添加毎に、ｐＨ調整手段８から例えばカセイソーダ等のｐＨ調整剤が添加され、もって二酸化炭素溶存水２は、例えばｐＨ４程度の弱酸性を維持する。つまり、ＯＨラジカル生成に最適なｐＨへと、調整される。
（６）さてそこで、本処理槽１２内では、次の第１，第２，第３，第４のように、ＯＨラジカルが生成される。
まず第１に、前記化３（化１，化２）の反応式のフェントン主反応により、２価の鉄イオンが、過酸化水素に電子を供与して３価の鉄イオンになり、電子を供与された過酸化水素が、ＯＨラジカルを生成する。
このＯＨラジカルは、２価の鉄イオンが分割添加されるので、ＯＨラジカルそして２価の鉄イオンが浪費される反応が起こる虞もなく、分割添加の都度、無駄なく効率良く生成される。
これに加え、このフェントン主反応によるＯＨラジカルの生成は、ｐＨ４程度の弱酸性雰囲気下に維持されていることによっても、一段と効率良く確実に実施される。すなわち、このように弱酸性雰囲気であることにより、まず、２価の鉄イオンの電子供与が促進されると共に、過酸化水素が、前記化４の反応式により水と酸素に分解，浪費される反応が回避され、能力いっぱいのＯＨラジカルを効率良く生成するようになる。
まず第１に、前記化３（化１，化２）の反応式のフェントン主反応により、２価の鉄イオンが、過酸化水素に電子を供与して３価の鉄イオンになり、電子を供与された過酸化水素が、ＯＨラジカルを生成する。
このＯＨラジカルは、２価の鉄イオンが分割添加されるので、ＯＨラジカルそして２価の鉄イオンが浪費される反応が起こる虞もなく、分割添加の都度、無駄なく効率良く生成される。
これに加え、このフェントン主反応によるＯＨラジカルの生成は、ｐＨ４程度の弱酸性雰囲気下に維持されていることによっても、一段と効率良く確実に実施される。すなわち、このように弱酸性雰囲気であることにより、まず、２価の鉄イオンの電子供与が促進されると共に、過酸化水素が、前記化４の反応式により水と酸素に分解，浪費される反応が回避され、能力いっぱいのＯＨラジカルを効率良く生成するようになる。
（７）第２に、ＯＨラジカルは、本処理槽１２内で前記化３（化１，化２）の反応式で生成された３価の鉄イオンと水酸化イオンに基づき、前記化５，化６の反応式によっても生成される。この面からも、ＯＨラジカルが効率良く生成される。なお、このＯＨラジカルの生成も、鉄イオンの分割添加の都度、連鎖的にそれぞれ生成される。
（８）更にＯＨラジカルは、上述した第１，第２に加え、次の第３，第４によって、一段と効率良く生成される。ＯＨラジカルは、上記（６）のフェントン主反応以外でも、その付随的，副次的，連鎖的反応によって、効率良く生成され続ける。
すなわち第３に、前記化３等により生成されたＯＨラジカルが、前記化７，化８の反応式により、二酸化炭素溶存水の水と反応することにより、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に繰り返し生成される。このような一連のＯＨラジカル生成反応が、繰り返される。
第４に、前記化３（化１）の反応式で生成された３価の鉄イオンと、過酸化水素とが、前記化１１（化９，化１０）の反応式により反応することによっても、新たにＯＨラジカルが、連鎖的に繰り返し生成される。このような一連のＯＨラジカル生成反応が、繰り返される。
なお、このようなＯＨラジカルの生成は、本処理槽１２内でフェントン試薬の過酸化水素が、使い尽くされてなくなった時に終了する。
すなわち第３に、前記化３等により生成されたＯＨラジカルが、前記化７，化８の反応式により、二酸化炭素溶存水の水と反応することにより、新たなＯＨラジカルが、連鎖的に繰り返し生成される。このような一連のＯＨラジカル生成反応が、繰り返される。
第４に、前記化３（化１）の反応式で生成された３価の鉄イオンと、過酸化水素とが、前記化１１（化９，化１０）の反応式により反応することによっても、新たにＯＨラジカルが、連鎖的に繰り返し生成される。このような一連のＯＨラジカル生成反応が、繰り返される。
なお、このようなＯＨラジカルの生成は、本処理槽１２内でフェントン試薬の過酸化水素が、使い尽くされてなくなった時に終了する。
（９）さて、このようにして生成されたＯＨラジカルは、強力な酸化力を備えており、前記化１２の反応式により、二酸化炭素溶存水２の水と反応して、水素ラジカルを生成する。
本処理槽１２内では、このように生成された水素ラジカルが、前記化１３等の反応式により、二酸化炭素溶存水２の二酸化炭素と反応して、蟻酸を合成する。つまり、二酸化炭素は還元されて、蟻酸として固定される。
本処理槽１２内では、このように生成された水素ラジカルが、前記化１３等の反応式により、二酸化炭素溶存水２の二酸化炭素と反応して、蟻酸を合成する。つまり、二酸化炭素は還元されて、蟻酸として固定される。
（１０）本処理槽１２内では、更にこの蟻酸が、ホルムアルデヒド，メタノール，メタン，酢酸等々へと順次、還元，合成されて行く連鎖ステップが、進行する可能性がある。
なお、進行が途中で止まる可能性や、全く進行しない可能性もある。又、カルボン酸，アルデヒド，アルコール，炭化水素（アルカン）の連鎖ステップの高次化の繰り返しも考えられる。
なお、進行が途中で止まる可能性や、全く進行しない可能性もある。又、カルボン酸，アルデヒド，アルコール，炭化水素（アルカン）の連鎖ステップの高次化の繰り返しも考えられる。
（１１）処理槽３の本処理槽１２では、このようにフェントン法等に基づき、二酸化炭素溶存水２の二酸化炭素が、蟻酸，その他の有機化合物として、固定化される。
そして、蟻酸等の固定化物質、つまり有用な有機化合物に合成された生成物質は、処理槽３の本処理槽１２から後処理槽９を経由した後、生成物槽１３へと供給される。水は、中和槽１４から外部排水される。
なお過酸化水素は、前述によりＯＨラジカル生成に無駄なく有効使用されるので、その残存量が僅かであり、中和槽１４におけるその中和剤の使用も極く僅か又は皆無となる（例えば、残存過酸化物イオン濃度は、使用過酸化水素の０％〜３％以下程度となる）。
そして、蟻酸等の固定化物質、つまり有用な有機化合物に合成された生成物質は、処理槽３の本処理槽１２から後処理槽９を経由した後、生成物槽１３へと供給される。水は、中和槽１４から外部排水される。
なお過酸化水素は、前述によりＯＨラジカル生成に無駄なく有効使用されるので、その残存量が僅かであり、中和槽１４におけるその中和剤の使用も極く僅か又は皆無となる（例えば、残存過酸化物イオン濃度は、使用過酸化水素の０％〜３％以下程度となる）。
（１２）この処理装置１では、上述したように、フェントン法に基づく二酸化炭素を固定化するが、これは簡単容易に実現される。
すなわち、過酸化水素，２価の鉄イオン，ｐＨ調整剤等のフェントン試薬等の薬品添加量は、反応理論値から実際必要量が容易に算出される。反応理論値より多目の例えば数倍程度が、実際必要量として添加され、もって添加量の最適化が実現される。
又、この処理装置１は、処理槽３を中心に、図示例では注入槽１０，ｐＨ調整槽１１，本処理槽１２よりなる処理槽３を中心に、水供給手段４，二酸化炭素注入手段５や、過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８等が、付設された構成よりなる。つまり、比較的簡単な構成よりなり、安定的な処理が可能である。
本発明の作用等は、このようになっている。
すなわち、過酸化水素，２価の鉄イオン，ｐＨ調整剤等のフェントン試薬等の薬品添加量は、反応理論値から実際必要量が容易に算出される。反応理論値より多目の例えば数倍程度が、実際必要量として添加され、もって添加量の最適化が実現される。
又、この処理装置１は、処理槽３を中心に、図示例では注入槽１０，ｐＨ調整槽１１，本処理槽１２よりなる処理槽３を中心に、水供給手段４，二酸化炭素注入手段５や、過酸化水素添加手段６，鉄イオン添加手段７，ｐＨ調整手段８等が、付設された構成よりなる。つまり、比較的簡単な構成よりなり、安定的な処理が可能である。
本発明の作用等は、このようになっている。
《処理槽３における反応（その後の還元反応）について》
以下、蟻酸以下の還元反応等について、説明しておく。
前述したように、二酸化炭素は蟻酸（ＨＣＯＯＨ）として固定されるが、生成された蟻酸が、事後、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）に、更に、ホルムアルデヒドがメタノール（ＣＨ３ＯＨ）に、メタノールがメタン（ＣＨ４）、メタン（ＣＨ４）が酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、・・・へと、次の化１５の反応式に示した連鎖ステップを順次辿り、ＯＨラジカルや水素ラジカルの作用に基づく還元反応等にて、合成されて行くことも考えられる。
これらについて更に詳述する。
以下、蟻酸以下の還元反応等について、説明しておく。
前述したように、二酸化炭素は蟻酸（ＨＣＯＯＨ）として固定されるが、生成された蟻酸が、事後、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）に、更に、ホルムアルデヒドがメタノール（ＣＨ３ＯＨ）に、メタノールがメタン（ＣＨ４）、メタン（ＣＨ４）が酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、・・・へと、次の化１５の反応式に示した連鎖ステップを順次辿り、ＯＨラジカルや水素ラジカルの作用に基づく還元反応等にて、合成されて行くことも考えられる。
これらについて更に詳述する。
上記化１５の反応式については、次のとおり。まずステップ（１）で、ＯＨラジカルが、蟻酸（ＨＣＯＯＨ）のカルボキシル基（-ＣＯＯＨ）の水素原子を奪って水分子となり、酸素分子とホルミル基（Ｈ・ＣＯ-）が遊離する。これにステップ（２）で、水素ラジカルが取り付いて、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）が生成される。
次でステップ（３）で、ホルムアルデヒドのアルデヒド基（-ＣＨＯ）の炭素原子と酸素原子の二重結合に、ＯＨラジカルが干渉して、その両端に水素ラジカル２原子を付加させることにより、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）が生成される。それからステップ（４）で、ＯＨラジカルがメタノールのアルコールＯＨ基の水素原子を奪い、自身は水分子になると共に、酸素分子（Ｏ２）と、残基のメチル基（ＣＨ３-）を遊離する。そしてステップ（５）で、これに水素ラジカルが取り付いて、メタン（ＣＨ４）が生成される。
そして、その還元合成反応に際しては、それぞれＯＨラジカルが触媒機能を発揮している。又、上述した連鎖ステップは、発生しない可能性や、途中で止まる可能性もある。
なお、上記化１５の反応式に示されたホルムアルデヒド，メタノール，メタンの各生成反応を、前記化１３の二酸化炭素を出発物質とした蟻酸生成の反応式をも含めつつ、順次各々についてまとめて合成すると、次の化１６の反応式中のステップ（１），（２），（３）のようになる。
次でステップ（３）で、ホルムアルデヒドのアルデヒド基（-ＣＨＯ）の炭素原子と酸素原子の二重結合に、ＯＨラジカルが干渉して、その両端に水素ラジカル２原子を付加させることにより、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）が生成される。それからステップ（４）で、ＯＨラジカルがメタノールのアルコールＯＨ基の水素原子を奪い、自身は水分子になると共に、酸素分子（Ｏ２）と、残基のメチル基（ＣＨ３-）を遊離する。そしてステップ（５）で、これに水素ラジカルが取り付いて、メタン（ＣＨ４）が生成される。
そして、その還元合成反応に際しては、それぞれＯＨラジカルが触媒機能を発揮している。又、上述した連鎖ステップは、発生しない可能性や、途中で止まる可能性もある。
なお、上記化１５の反応式に示されたホルムアルデヒド，メタノール，メタンの各生成反応を、前記化１３の二酸化炭素を出発物質とした蟻酸生成の反応式をも含めつつ、順次各々についてまとめて合成すると、次の化１６の反応式中のステップ（１），（２），（３）のようになる。
そして更には、メタン（ＣＨ４）から、上述した所に準じ、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ），アセトアルデヒド（ＣＨ３ＣＨＯ），エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ），エタン（Ｃ２Ｈ６）が合成されることも可能である。又、カルボン酸，アルデヒド，アルコール，炭化水素（アルカン）の連鎖ステップの高次化の繰り返しも考えられる。
前者については、前記化１３の反応式をも含めて合成すると、次の化１７の反応式で表現可能である。
前者については、前記化１３の反応式をも含めて合成すると、次の化１７の反応式で表現可能である。
１ 処理装置
２ 二酸化炭素溶存水
３ 処理槽
４ 水供給手段
５ 二酸化炭素注入手段
６ 過酸化水素添加手段
７ 鉄イオン添加手段
８ ｐＨ調整手段
９ 後処理槽
１０ 注入槽（処理槽）
１１ ｐＨ調整槽（処理槽）
１２ 本処理槽（処理槽）
１３ 生成物槽
１４ 中和槽
２ 二酸化炭素溶存水
３ 処理槽
４ 水供給手段
５ 二酸化炭素注入手段
６ 過酸化水素添加手段
７ 鉄イオン添加手段
８ ｐＨ調整手段
９ 後処理槽
１０ 注入槽（処理槽）
１１ ｐＨ調整槽（処理槽）
１２ 本処理槽（処理槽）
１３ 生成物槽
１４ 中和槽
Claims (8)
- 二酸化炭素をフェントン法に基づき固定化処理する処理装置であって、処理槽と、該処理槽に付設された二酸化炭素注入手段，過酸化水素添加手段，鉄イオン添加手段，ｐＨ調整手段とを、備えており、
該処理槽は、水が溶媒として存しており、該二酸化炭素注入手段は、該処理槽に対し二酸化炭素を注入して、該処理槽内を二酸化炭素溶存水化し、
該過酸化水素添加手段は、該処理槽の二酸化炭素溶存水に過酸化水素を添加し、該鉄イオン添加手段は、該処理槽の二酸化炭素溶存水に２価の鉄イオンを添加し、該ｐＨ調整手段は、該処理槽の二酸化炭素溶存水にｐＨ調整剤を添加して、二酸化炭素溶存水を所定の弱酸性に維持すること、を特徴とする二酸化炭素処理装置。 - 請求項１に記載した二酸化炭素処理装置において、該二酸化炭素注入手段は、二酸化炭素を常時注入し、
該過酸化水素添加手段は、反応当初に過酸化水素水を全量添加し、該鉄イオン添加手段は、過酸化水素水の添加後に間欠的に複数サイクル繰り返して、２価の鉄イオン溶液を分割添加し、
該ｐＨ調整手段は、過酸化水素水の添加前に酸ｐＨ調整剤を添加すると共に、過酸化水素水の添加後において２価の鉄イオン溶液の分割添加毎に、アルカリｐＨ調整剤を添加すること、を特徴とする二酸化炭素処理装置。 - 請求項２に記載した二酸化炭素処理装置において、該鉄イオン添加手段は、硫酸第一鉄の水溶液を添加し、
該ｐＨ調整手段は、硫酸又はカセイソーダを添加し、もって二酸化炭素溶存水をｐＨ４程度に維持して、添加される過酸化水素の水と酸素への分解反応を抑制すること、を特徴とする二酸化炭素処理装置。 - 請求項２に記載した二酸化炭素処理装置において、該処理槽内では、全量添加された過酸化水素が、触媒として分割添加される２価の鉄イオンにて、分割添加の都度還元されてＯＨラジカルを生成すると共に、
生成されたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする二酸化炭素処理装置。 - 請求項４に記載した二酸化炭素処理装置において、該処理槽内では更に、過酸化水素の還元反応にて生成された水酸化イオンが、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成された３価の鉄イオンにて酸化されて、ＯＨラジカルを生成すると共に、
生成されたＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする二酸化炭素処理装置。 - 請求項４又は５に記載した二酸化炭素処理装置において、更に、生成されたＯＨラジカルが二酸化炭素溶存水の水と反応して、新たなＯＨラジカルと水とを生成する反応が、連鎖的に繰り返されると共に、
このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする二酸化炭素処理装置。 - 請求項４又は５に記載した二酸化炭素処理装置において、更に、２価の鉄イオンの酸化反応にて生成される３価の鉄イオンと過酸化水素とが反応して、少なくとも新たなＯＨラジカルを生成する反応が、連鎖的に繰り返されると共に、
このように繰り返し新たに生成されるＯＨラジカルが、二酸化炭素溶存水の水と反応して、水素ラジカルを生成し、もって、二酸化炭素溶存水の二酸化炭素が、この水素ラジカルにて還元されて少なくとも蟻酸を生成すること、を特徴とする二酸化炭素処理装置。 - 請求項４，５，６又は７に記載した二酸化炭素処理装置において、二酸化炭素は、ＯＨラジカルを触媒とした還元反応に基づき、蟻酸，ホルムアルデヒド，メタノール，又は酢酸として固定されること、を特徴とする二酸化炭素処理装置。
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