JP5391123B2 - 空気浄化装置 - Google Patents
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Description
吸気口及び排気口を有する筺体と、
前記筺体内の吸気口と排気口の間に設けられ、気体と原水とを接触させる気液接触室と、
前記気液接触室内に設けられた原水供給手段と、
第1の流路及び第2の流路を介して前記筺体の気液接触室に連結されると共に原水を貯留する貯留手段であって、前記第1の流路を介して前記気液接触室から貯留手段に原水が供給され、前記第2の流路を介して前記貯留手段から原水供給手段に原水を供給する貯留手段と、
前記貯留手段内、又は第2の流路内に設けられた正極及び負極を有する電気分解手段と、
前記貯留手段内、又は第2の流路内に設けられた紫外線照射手段と、
を有する空気浄化装置に関する。
空気浄化装置では、紫外線照射手段及び電気分解手段を同時に作動させる。この際、原水中の有害物質の分解反応は、以下の2通りのメカニズム(A)、(B)によって促進されるものと考えられる。
185nm:644kJ/mol
254nm:469kJ/mol
365nm:327kJ/mol。
H2O→・OH + ・H (2)
このヒドロキシラジカルは高い反応性を有するため、原水中の(除去対象となる有害物質以外の)特定の物質は、ヒドロキシラジカルと優先的に反応する。この結果、電気分解による生成物質を、優先的に除去対象である有害物質と反応させることができる。
図1は、第1実施例の空気浄化装置を表す図である。図1に示すように、送風機11(送風手段に相当する)を運転することによって、吸気口2から気液接触室3を介して、排気口10まで空気が流れるようになっている。そして、ポンプ5を運転することによって貯留手段1内から第2の流路21を通って、気液接触室3内に設置された散水ノズル4a(原水供給手段に相当する)まで原水が供給される。気液接触室3内では、散水ノズル4aから原水が噴霧され、空気と原水が接触する。この際、空気と原水の気液界面を介して、空気中の有害物質が原水中に移動する。
本実施例は、第1実施例において、原水中に塩化物イオン及び塩素の少なくとも一方を含有し、空気中に含まれるアセトアルデヒド(CH3CHO)及びアンモニア(NH3)を処理した例である。
2Cl-→Cl2+2e- (4)
Cl2(aq)+H2O⇔HCl+HClO (5)。
NH2Cl+HClO→NHCl2+H2O (7)
2NHCl2+HClO→N2+3HCl+Cl2O (8)
NH2Cl+NHCl2→N2+3HCl (9)
CH3CHO+5HClO→5HCl+2CO2+2H2O (10)。
図2は、第3実施例の空気浄化装置を表すものであり、原水供給手段が噴霧ノズル4bとなっている点以外は、第1実施例と同様の構成を有する。このように、噴霧ノズル4bを用いることによって、より広範囲に小さい液滴径の液滴を噴霧することができる。この結果、気液の接触面積を大きくして、空気から原水への有害物質の移動量を大きくすることができる。
図5は、第4実施例の空気浄化装置を表すものである。第4実施例の空気浄化装置は第1実施例の空気浄化装置に対して更に、第1の測定手段15、及び第1の制御手段18を有する点が、第1実施例とは異なる。本実施例の空気浄化装置は、第1の制御手段18により、
(I)ポンプ5及び送風機11の作動(気液接触室3と貯留手段1間の原水の循環)、並びに電気分解手段7及び紫外線照射手段6の停止、
(II)電気分解手段7及び紫外線照射手段6の作動、並びに気液接触室3と貯留手段1間の原水の循環の停止、
を交互に行うよう制御されるようになっている。
図3は、第5実施例の空気浄化装置を表すものである。第5実施例の空気浄化装置は、第1実施例の空気浄化装置に対して更に、第2の測定手段12、第2の制御手段13、及び添加手段14を有する点が、第1実施例とは異なる。この第2の測定手段12、第2の制御手段13、及び添加手段14により、貯留手段1内に貯留された原水中のハロゲン成分からなる第1の物質の濃度を第1の値以上に制御できるようになっている。
上記各実施例において、第1〜第2の制御手段は、その機能を実現するように形成されていれば良く、例えば、コンピュータプログラムを読み取って対応する処理動作を実行できるハードウェアであれば良い。具体的には、CPU(Central Processing Unit)を主体として、これに、ROM、RAM(Random Access Memory)、I/F(Interface)ユニット等の各種デバイスが接続されたハードウェアなどで良い。また、第1〜第2の制御手段は、個々の独立した存在である必要はなく、複数の手段が1個の手段として形成されていること、ある手段が他の手段の一部であること、ある手段の一部と他の手段の一部とが重複していること等が可能である。
空気中のアンモニア濃度は、光明理化学工業製ガス検知管(NH3(SD)型105SD、又はNH3(SE)型105SE)を用いて測定した。そして、装置の運転時に、吸気口に供給される空気中のアンモニア濃度をC1、排気口より排出される空気中のアンモニア濃度をC2とした。空気中のアンモニア除去率は、下記式に従って、算出した。
(アンモニア除去率)=(1−C2/C1)×100。
空気中のアセトアルデヒド濃度は、厚生労働省の『シックハウス(室内空気汚染)問題に関する検討会中間報告書−第6回〜第7回のまとめについて』(http://www.mhlw.go.jp/houdou/0107/h0724-1.html)、及び
『シックハウス(室内空気汚染)問題に関する検討会中間報告書−第8回〜第9回のまとめについて』(http://www.mhlw.go.jp/houdou/2002/02/h0208-3.html)
に記載の方法に従って測定した。
(アセトアルデヒド除去率)=(1−C4/C3)×100。
DPD法(浄水試験方法 2001年版 17.3に記載)に従って測定した。
JIS K0101 36.5 「イオンクロマトグラフ法」に従って測定した。
JIS K0101 20.1 「燃焼酸化−赤外線式TOC分析法」に従って測定した。
第1実施例で示した空気浄化装置の吸気口に接続する形でブースを設け、ブース内でタバコを吹かせた。しばらくの間、電気分解手段及び紫外線照射手段を作動させずに、送風機とポンプを作動させた。次に、送風機とポンプを停止させた後、貯留手段から循環水を抜き取り、別の容器に貯め、貯留手段内には新たな水を貯留させた。この操作を数回、行うことによって、別の容器内に有害物質が溶存した原水を準備した。この時の原水中のアンモニア濃度は12ppm、TOC濃度は32ppmであった。
実施例1と同様に、第1実施例で示した空気浄化装置の吸気口に接続する形でブースを設け、ブース内でタバコを吹かせた。昼間(AM9:00−PM18:00)はブース内にタバコを吹かせ、空気浄化装置を作動させ、夜間(PM18:00−AM9:00)はブース内でタバコをふかさず、空気浄化装置も停止させる形で10日間、運転を行った。
紫外線照射手段を除いた以外は実施例1と同様にして、試験を行った。電気分解手段による処理を行った後の原水中のアンモニア濃度は8ppm、TOC濃度は30ppmであった。
紫外線照射手段を除いた以外は実施例2と同様にして、試験を行った。この結果を図8〜11に示す。
紫外線照射手段および電気分解手段を除いた以外は実施例2と同様にして、試験を行った。この結果を図8〜11に示す。
電気分解手段を除いた以外は実施例2と同様にして、試験を行った。この結果を図8〜11に示す。
2 吸気口
3 気液接触室
4a 散水ノズル
4b 散水スプレー
5 ポンプ
6 紫外線照射手段
7 電気分解手段
8 エリミネータ
9 除湿器
10 排気口
11 送風機
12 第2の測定手段
13 第2の制御手段
14 添加手段
15 第1の測定手段
16 第3の制御手段
17 電源
18 第1の制御手段
21 第2の流路
22 第1の流路
25、26 バルブ
Claims (9)
- 吸気口及び排気口を有する筺体と、
前記筺体内の吸気口と排気口の間に設けられ、気体と原水とを接触させる気液接触室と、
前記気液接触室内に設けられた原水供給手段と、
第1の流路及び第2の流路を介して前記筺体の気液接触室に連結されると共に原水を貯留する貯留手段であって、前記第1の流路を介して前記気液接触室から貯留手段に原水が供給され、前記第2の流路を介して前記貯留手段から原水供給手段に原水を供給する貯留手段と、
前記貯留手段内、又は第2の流路内に設けられた正極及び負極を有する電気分解手段と、
前記貯留手段内、又は第2の流路内に設けられた紫外線照射手段と、
を有し、
前記紫外線照射手段は、前記負極までの距離よりも前記正極までの距離が短くなるように、前記貯留手段内に配置される空気浄化装置。 - 更に、
前記吸気口を介して気体を吸入し、前記排気口を介して気体を排出させる送風手段を有する請求項1に記載の空気浄化装置。 - 更に、
前記貯留手段内の原水中に、ハロゲン成分を添加する添加手段を有する請求項1又は2に記載の空気浄化装置。 - 更に、
原水中の有害物質の濃度を測定する第1の測定手段を有する請求項1〜3の何れか1項に記載の空気浄化装置。 - 第1の測定手段が導電率計である請求項4に記載の空気浄化装置。
- 更に、
下記工程(I)及び(II)を交互に行うように制御し、
(I)前記気液接触室と貯留手段間の原水の循環、
(II)前記電気分解手段及び紫外線照射手段の作動、
前記工程(I)において所定時間における前記原水中の有害物質の濃度の変化量を計算し、前記工程(II)において前記変化量に応じて、前記電気分解手段による電気分解条件及び前記紫外線照射手段による紫外線照射条件のうち少なくとも一方の条件を変化させる第1の制御手段を有する請求項4又は5に記載の空気浄化装置。 - 更に、
原水中のハロゲン成分からなる第1の物質の濃度を測定する第2の測定手段と、
前記第2の測定手段によって測定された原水中の第1の物質の濃度が第1の値以下となったときに、前記添加手段に対して、前記原水中に第1の物質を添加するよう指示する第2の制御手段を有する請求項3に記載の空気浄化装置。 - 前記気体は、たばこの煙を含む空気であり、
前記原水は塩化物イオン、次亜塩素酸、次亜塩素酸イオン及び塩素からなる群から選択された少なくとも一種の物質を含有し、
前記空気浄化装置は、たばこの煙用の空気浄化装置である請求項1〜7の何れか1項に記載の空気浄化装置。 - 前記気体は、アンモニア及びアセトアルデヒドの少なくとも一方を含む空気であり、
前記原水は塩化物イオン、次亜塩素酸、次亜塩素酸イオン及び塩素からなる群から選択された少なくとも一種の物質を含有し、
前記空気浄化装置は、アンモニア及びアセトアルデヒド処理用の空気浄化装置である請求項1〜8の何れか1項に記載の空気浄化装置。
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