JP5908767B2 - 有害化合物を含む被処理物の処理方法 - Google Patents
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Description
図1を参照しつつバッチ式の実施形態について説明する。
<工程A>
工程Aでは、As、SbまたはSeである元素Xを含有する有害化合物を含む被処理物と酸化チタンとを接触させて、酸化チタンの表面に有害化合物を吸着させる。図1(a)、(b)に示すように、バッチ式の実施形態において、工程Aは、保持器4を被処理物2へと供給して、酸化チタン粒子3の表面に有害化合物1を吸着させる工程A1として実施される。保持器4は、酸化チタンとして酸化チタン粒子3を含むとともに、酸化チタン粒子3が通過できず有害化合物1およびラジカル供給源が通過できる隔壁を有し、当該隔壁により外部と区画された内部空間に酸化チタン粒子3を保持している。隔壁としては、金網、メッシュなどを用いればよい。図1(b)に示すように、被処理物2に含まれる有害化合物1は酸化チタン粒子3の表面に吸着され、この表面において濃縮される。
工程Bでは、有害化合物を吸着させた酸化チタンと被処理物とを分離する。図1(c)に示すように、バッチ式の実施形態において、工程Bは、被処理物2から保持器4を引き離す工程B1として実施される。酸化チタン粒子3と被処理物2との分離によって、被処理物2からは有害化合物が除去される。図示は省略するが、元素Xを含みながらも無毒であって酸化チタンに対する親和性に劣る化合物(ヒ素化合物について例示すればアルセノベタイン)は被処理物2に残存する。このように、工程AおよびBによって、有毒の化合物のみが被処理物2から抽出され、除去される。
工程Cでは、ラジカル供給源を含む処理相内において、被処理物と分離した酸化チタンに光を照射することにより、酸化チタンに吸着した有害化合物とラジカル供給源から発生したラジカルとを反応させて有害化合物を無害化する。図1(d)に示すように、処理相5内の酸化チタン粒子3には光が照射され、酸化チタン粒子3に含まれる酸化チタンが励起する。励起した酸化チタンと接触したラジカル供給源からはラジカルが発生し、このラジカルが有害化合物と反応する。好ましいラジカルとしては、メチルラジカル(・CH3)およびカルボキシメチルラジカル(・CH2CO2H)を例示できる。
図2を参照しつつ連続式の実施形態について説明する。
<工程A>
図2(a)に示すように、連続式の実施形態において、工程Aは、処理器10の内部空間へと被処理物12を供給して酸化チタンの表面に有害化合物を吸着させる工程A2である。処理器10は、被処理物12を保持するための内部空間と、内部空間に保持された被処理物12と接触するように保持された酸化チタンとを備えている。図示したように、本実施形態においても酸化チタンとしては酸化チタン粒子13が適しているが、処理器10内に配置される部材の表面に形成した酸化チタン薄膜を酸化チタンとして用いることもできる。図2(b)に示すように、被処理物12に含まれる有害化合物11は酸化チタン粒子13の表面に吸着され、濃縮される。
図2(c)に示すように、連続式の実施形態において、工程Bは、処理器10外へと被処理物12を排出する工程B2である。処理器10からの排出によって被処理物12から有害化合物1が分離される。図示した処理器2では、閉じていたコック17を開けることによって被処理物12が排出される。なお、連続式の実施形態では、工程Aと工程Bとを並行して実施することもできる。この場合は、有害化合物11が酸化チタン粒子13の表面に吸着するに足りる被処理物12の滞留時間が確保されるように、コック17の開閉度を調整し、被処理物12を処理器10へと供給しながら処理器10内の被処理物12を排出するとよい。
工程Cは、連続式の実施形態においても、バッチ式の実施形態と同様に実施される。図2(d)に示すように、処理相15内の酸化チタン粒子13には光が照射され、酸化チタン粒子13に含まれる酸化チタンが励起する。励起した酸化チタンと接触したラジカル供給源からはラジカルが発生し、このラジカルが有害化合物と反応する。なお、連続式の実施形態では、工程Cを、処理相15を処理器10内へと供給しながら、あるいは処理相15を処理器10外へと排出しながら、あるいは処理相15の供給および排出を同時に行いながら、実施してもよい。
ヒ素を含有する水溶液1mLを準備した。この水溶液は、三酸化二ヒ素(亜ヒ酸、iAs(III))、五酸化二ヒ素(ヒ酸、iAs(V))、モノメチルアルソン酸(MMA)、ジメチルアルソン酸(カコジル酸、DMA)、トリメチルアルシンオキシド(TMAO)、テトラメチルアルソニウムイオン(TeMA)およびアルセノベタイン(AsB)を、それぞれ50μg/Lの濃度で含んでいる。
以下の有害化合物を含むサンプル液a〜cを各1mLずつ準備した。サンプル液a〜cはいずれも、ラジカル供給源として酢酸を1mol/Lの濃度で含む。
・サンプル液b:50μg/Lの濃度のモノメチルアルソン酸(MMA)の水溶液
・サンプル液c:50μg/Lの濃度のヒ酸(iAs(V))の水溶液
2、12 被処理物
3、13 酸化チタン粒子
4 保持器
5、15 処理相
6、16 処理後生成物
10 処理器
17 コック
Claims (6)
- As、SbまたはSeである元素Xを含有する有害化合物を含む被処理物と酸化チタンとを接触させて、前記酸化チタンの表面に前記有害化合物を吸着させる工程Aと、
前記有害化合物を吸着させた前記酸化チタンと前記被処理物とを分離する工程Bと、
ラジカル供給源を含む処理相内において、前記被処理物と分離した前記酸化チタンに光を照射することにより、前記酸化チタンに吸着した前記有害化合物と前記ラジカル供給源から発生したラジカルとを反応させて前記有害化合物を無害化する工程Cと、
前記工程Cの後に、前記酸化チタンと、無害化された前記有害化合物を含む前記処理相とを分離する工程Dと、を具備し、
前記有害化合物は、少なくとも1つの水酸基を含み、
前記水酸基は、前記元素Xと直接結合しており、
前記ラジカル供給源は、カルボン酸、アルデヒドおよびアルコールから選ばれる少なくとも1種であり、
前記工程Cにおいて、前記有害化合物を、前記ラジカルとの反応により、前記元素Xと直接結合している水酸基を含まない化合物へと変化させて、前記水酸基を含まない化合物を前記酸化チタンの前記表面から離脱させ、
前記工程Dにおいて、前記酸化チタンの前記表面が前記有害化合物を再び吸着することができる状態で、前記酸化チタンを前記処理相から分離する、有害化合物を含む被処理物の処理方法。 - 前記工程Dの後、前記工程A、前記工程Bおよび前記工程Cをこの順にさらに実施する、請求項1に記載の処理方法。
- 前記酸化チタンとして酸化チタン粒子を含むとともに、前記酸化チタン粒子が通過できず前記有害化合物および前記ラジカル供給源が通過できる隔壁を有し、前記隔壁により外部と区画された内部空間に前記酸化チタン粒子を保持する保持器を用いる、請求項1または2に記載の処理方法。
- 前記工程Aは、前記保持器を前記被処理物へと供給して、前記酸化チタン粒子の前記表面に前記有害化合物を吸着させる工程A1であり、
前記工程Bは、前記被処理物から前記保持器を引き離す工程B1であり、
前記工程B1の後、前記工程Cを実施するために、前記保持器を前記処理相へと供給する、請求項3に記載の処理方法。 - 前記被処理物を保持するための内部空間と、前記内部空間に保持される前記被処理物と接触するように保持された前記酸化チタンと、を備えた処理器を用いる、請求項1または2に記載の処理方法。
- 前記工程Aは、前記処理器の前記内部空間へと前記被処理物を供給して、前記酸化チタンの前記表面に前記有害化合物を吸着させる工程A2であり、
前記工程Bは、前記処理器外へと前記被処理物を排出する工程B2であり、
前記工程B2の後、前記工程Cを実施するために、前記処理器の前記内部空間へと前記処理相を供給する、請求項5に記載の処理方法。
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