JPH0210035A - 廃オゾンの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、廃オゾンを無害化処理方法に関するものであ
る。

〔従来の技術及びその問題点〕

オゾンはその殺菌力や酸化力が強いことから広い分野で
利用されている。

即ち、排水の高次処理などの水処理への利用、居住域や
生産工程での脱臭への利用、食品の貯蔵や医療分野への
利用など、表−１に示す如く広い分野で各種の用途に用
いられている。

表−１０，の利用分野及び用途 しかし、一方ではオゾン利用後の未反応オゾン（廃オゾ
ン）の放出の問題がある。オゾン扛低濃度でも毒性が強
く、公害問題をひきおこす原因となる恐れがあるので廃
オゾンの完全な無害化処理が望１れている。

例えは、廃オゾン旋度はオＵ用分野或いは用途によって
も異なるが、一般に数ｐＩ）ｍ〜数百ｐｐｍ程度である
。そしてこれを排出する場合、研出濃度としてα１　ｐ
ｐｍ以下になるように処理する必要がある。例えば１０
０　ｐｐｍのオゾン’２ａ１ｐｐｍ以下の濃度にするに
は９９．９％以上の処理効率が必要である。

廃オゾンは、前述のようなオゾンの利用に際して放出さ
れる未反応のオゾンの他に、例えば複写機から発生する
オゾン或いは電子線加速器の′ＩＦｕ用等に際して発生
するオゾン等があり、これらも廃オゾンとして同様な問
題がある。

従来のオゾンの処理法として、活性炭法、触媒法、薬液
による洗浄法、熱分解法などが知られているが夫々次の
様な欠点がある。

■　活筐炭法ニオシンと活性炭が反応し、ＣＯやＣＯ２
ｉ生Ｊ或し活性炭が消耗する他、これらの反応は発熱反
応であるため、便用葡誤ると火災や爆発の恐れがおる。

このたり、運転、操作の管理全十分に行なう必要がおる
。また、圧損が尚く、ンンニングコストが比較的商い。

■　触媒法二間欠的な使用では効果が低い場合がおる。

■　薬液による洗浄法二薬剤費が高価である。

また、湿式法でろるため、スクラバー全必要とし、装置
が比較的大型化し、又廃液処理が必要でろる。

■　熱分解法＝５５０℃以上の縣度全必侠とするため経
済性及びコンパクト化の点で好ましくない。また、間欠
的な使用には不向きである。

また、これらの従来法においては、比較的高効率のオゾ
ンの処理は比較的高効率で行ない得るが、低＃度（例え
は数ｐｐｍ　）の場合には処理効率が低かった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、 １、　メッキ全施こした光電子放出材に紫外線及び／又
は放創ｉｆＭ全照射することにより発生する光電子によ
り気体中に含１れているオゾンを処理すること全特徴と
する廃オゾンの処理方法。

２　電場において、メッキ全流こした光電子放出材に紫
外線及び／又は放射線を照射する前記第１項記載の廃オ
ゾンの処理方法。

３　メッキを施こした光電子放出材が金メッキを施こし
たものである前記第１項又は第２項記載の廃オゾンの処
理方法。

４、　前記第１項乃至第５項の何れかに記載の廃オゾン
の処理方法と活性炭法又は触媒による廃オゾンの処理方
法を組み合わせて行なうことを特徴とする廃オゾンの処
理方法。

であって、前記の課題を解決するために、メッキを施こ
した九′電子放出材から放出式れる光電子により廃オゾ
ンを効率よく処理する方法、又は該方法と該方法以外の
廃オゾンの処理法とを併用して廃オゾンを処理する方法
である〇元′岨子放出材上へのメッキに通常常法によシ
数μｍの厚さにメッキすればよい。

つき゛に図面を用いて金メッキを施した光電子放出材を
用いる本発明方法を詳しく読切する。

第１図は、′電場を形成した光′電子放出材による本発
明を実施するのに適した廃オゾン処理装置の概略図であ
って、食品工場の廃オゾンの処理に適したものである。

符号１は食品殺菌設備よシ耕出される廃オゾンの入口部
でろる。中程度の濃度の廃オゾンは、を場を形成したオ
ゾン処理装置２で分解、処理され、極めて低濃度（αＩ
　Ｐｐｍ以下）となシ、出口５から排出される。

オゾン反応器２は、金メッキを施こした光電子放出材４
、紫外線ランプ５及び′電場を形成するための電極６よ
シ成る。

光電子放出材４は、紫外線ランプ５による照射を受け、
又電極６との間に電場を形成するように構成式れている
。

電場は、光電子放出材４と電極６との間に電圧を印加す
ることによシ形成される。

ここでは、光電子放出材４に紫外線を照射することによ
シ元電子放出材から光電子が放出される。

該光電子放出においては、光電子放出材表面又はその近
傍に電場を形成することにより光電子放出材表面からの
光電子の放出が促進される。

上ａｅのごとくして放出ちれた光電子は、オゾンと反尾
、シ、オゾンを分解する。

元′電子放出材からの光電子による廃オゾンの分解、除
去機部は、上ルビのごとく光電子放出材に電場を形成す
ることによジ向上し、廃オゾンは極めて低筬度に葦で分
解、除去ちれる。

これは、電場を形成することにより光電子放出材からの
光電子の放出が促進されるためと考えられる。

７は粗フィルターでめり、共存する比較的粗な粒子等を
予め捕集するものである。

この装置１ｔ、により、通常、１〜数１０　ｐｐｍ程度
の溌オゾンが０．　ｌｐｐｍ以下、好１しくに１ｌ１０
５ｐｐ以下まで処理される。

次に、光電子放出材について説明する。

光電子放出材は、紫外線照射により光電子を放出するも
のであれば何れでも良く、光電的な仕事関数の小さいも
の程好ましい。効果や経済性の面から、Ｂａ、　Ｓｒ、
　Ｃａ、　Ｙ、　Ｃ）（Ｌ、　Ｌａ、　Ｃｅ。

Ｎａ、　　Ｔｈ、　　Ｐｒ、　　Ｂｅ、　　Ｚｒ、　　
Ｆｅ、　　Ｎｉ、　　Ｚｎ、　　Ｃｕ。

Ａｇ、　　Ｐｔ、　　Ｃｄ、　　Ｐｂ、　　Ａｔ、　　
Ｃ，Ｍｇ、　　Ａｕ、　　Ｉｎ。

Ｂｉ　、　Ｎｌ）　ｊＳｉ　、　Ｔｉ　、　Ｔａ　、　
Ｓｎ　　のいずれか又はこれらの化合物又は合金又は混
合物が好’ＥＬ＜、これらは単独で又は二種以上を複合
して用いられる。複合材としては、アマルガムの如く物
理的な複合材も用いつる。

′！た、合金としては黄銅、青銅、リン青銅、ＡｇとＭ
ｇとの合金（Ｍｇが２〜２０ｗｔ％）　、　ＣｕとＢｅ
との合金（Ｂｅが１〜＋　Ｏｗｔ％）及びＢａとＭとの
合金を用いることができ、上記ＡｇとＭｇとの合金、Ｃ
ｕとＢｅとの合金及びＢａとＡｔとの合金が好ましい。

メッキ用金属としては通常金、アルミニウム、銀、亜鉛
が用いられるが金を綱いるのが効果の面から好ましい。

メッキ法は、電気メッキ、真空蒸着法、金属浸透法、メ
タリコン、キセ金法、無電極メッキ法等の宮法を適宜用
いることができる。

これらの材料の使用形状は、板状、ブリーン状、曲面状
、格子状、網状等測れの形状でもよいが、紫外線の照射
面積及び廃オゾン含有ガスとの接触…ｊ積の大きな形状
のものが好ましく、このような観点からは網状のものが
好筐しい。

ｆ、た、光電子放出の面からは、表向に多数の凹凸を設
けるのが好ましい。

光電子放出材の形状は、装置の形状、構造あるいは希望
する効率等により異なる。

光電子放出材からの光電子の放出は、本発明者がすでに
提案したように、紫外線の反＃′：ｉ面、特に曲面状の
反射面等を適宜用いて効率よく光電子放出材を照射する
ことにより効果的に実施することが出来る。

光′電子放出材の設置場Ｆ９Ｔは、第１図に示すように
カス流に平行、あるいはカス流に直角、あるいはこれら
の中間の位置に適宜設置出来る。

紫外線の柚類は、その照射によシ元電子放出材が光電子
を放出しうるものであれば何れでも良く、光電子放出材
の種類、形状、効果、経済性等に基いて適宜選択出来る
。

光源は、水銀灯、水素放電管、キセノン放電管、゛ライ
文ン放電管などを適宜利用することが出来る。光源の選
択においては、紫外線照射によるオゾンの発生が無いこ
とが好ましく、オゾンレス（オゾンの発生が無いランプ
）型のランプが好適に使用出来る。

光源の位置は、第１図に示す例ではオゾン反応器内部に
設置した場合を示すが、別の例として該反応器外側に設
置し紫外線を反射面の利用によシ、おるいは照射窓を通
して光電子放出材を照射するようにしても良い。

上記電場の強さは、光電子によるオゾンの分解が効果的
になるように電場を形成すれば良く、装置の形状、規模
、利用分野、光電子放出材料の材質、構造、効果等によ
り異なる。

該電場は、周知の方法で形成出来る。例えば、タングス
テン等の電極と光電子放出材との間にａ１〜２０ｋｖ１
好ましくは［１１〜５に■、より好ましくに０．１〜３
　ｋＶ　の電圧を印加することで得られる。

第１図に示す蔓では、タングステン電極と光電子放出材
との間隔５ｍとし１．５　ｋＶ　を印加するように構成
されている。

次に、別の例として、光電子による廃オゾン処理と、そ
れ以外の方法による廃オゾン処理とを組合せて行なう方
法について説明する。

第２図は、′電場を形成したメッキ音節こした光電子放
出材による廃オゾン処理設備と、該方法以外の廃オゾン
処理設備として触媒法による設備を併用した下水処理に
おける廃オゾン処理法を説明するフロー図である。

符号１０は、下水処理におけるオゾン反応装置（図示さ
れていない）から排出される廃オゾンの入口部であり、
筒凝度の廃オゾンは、触媒充填部１１で比較的低濃度ま
で分解され、次いで′ｗＬ場を形成した金メッキを施こ
した光電子放出材部１２で分解処理され、極く低磯匿（
αｌｐｐｍ以下）となｐ１出口１５から排出される。

触媒充填部１１は触媒が充填された反応器である。触媒
としては、通常ＭｎＯ２、Ｃｏ酸化物添７Ｊ［］　Ｍｎ
Ｏ２、Ｆｅｄ、　ＮｉＯなどの金属酸化物の触媒、Ａｇ
。

ｐｔ　、　ｐａ　　などの貴金属触媒を５ｉ０２やｒ−
アルミナなどに担持させた触媒が由いられる。

本図示例で用いた触媒はＣＯ＃化物添７ＪＱ　Ｍｎ（％
触媒でおる。触媒充填部１１におけるオゾン分所率は、
通常９０〜９９％程度である。

すなわち、触媒充填部１１では、数ｐｐｍ〜数１．００
０　ｐｐｍ、通常数＋　Ｏｐｐｍ〜数１００　ｐｐｍの
廃オゾンが１〜数１０　ｐｐｍ程度まで処理される。

１２は、を場を形成した光電子放出材部よりなシ、前述
の実施例の第１図で説明したごときオゾン反応器である
。ここでは、１〜数１０ｐｐｍの廃オゾンが極低濃度（
０，１ｐｐｍ以下）にまで分解、除去される。

本例では、光電子放出材に′を場を形成した場合を示す
が、電場を形成しないでも実施し得る。

又、本タリでは、光電子放出材へ紫外＃！を照射する場
合について説明したが、放射勝を照射しても同様に実施
し得る。

放射線を用いる場合の巌源も照射によシ光電子を放出す
るものであれば良く、α線、β線、γ線などが用いられ
、照射手段としてコバルト６０、セシウム１６７、スト
ロンチウム９０などの放射性同位元素、又は原子炉内で
生成する放射性廃果物及びこれに適当な処理加工を施こ
した放射性物質など適宜利用出来る。

光電子による廃オゾンの処理方法と併用する他の廃オゾ
ン処理法としては、廃オゾン濃度が高い場合高濃度のオ
ゾンが比較的低濃度まで処理される方法であれば何れで
も良く、処理効果、コスト、操作法、装置規模等から触
媒法、又は活性炭法が好ましい。

廃オゾン嬢度が比較的低い場合は、処理効果、操作性、
装置規模寺から本発明者がすでに提案したオゾン捕集剤
を用いる方法（特願昭６２−［７３２４）を好適に用い
ることが出来る。

廃オゾン処理法の好ましい形態の例を表１に不す０ 廃オゾン処理方法として、光電子による処理方法単独で
′ｒ′Ｔなうか或いに他の方法との併用で行なうかは、
廃オゾンの発生源の種類、規模、共存成分、経済性、操
作性、効果等に基いて通宜決めることが田米る。

表１　廃オゾン処理方式の例 実施例−１ 第１図に示すごとき、廃オゾン処理装置にオゾン発生器
から５ｐｐｍのオゾンを含む空気をＱ、　Ｉ　Ｌ　／　
ｍｉｎで流し、出口のオゾン＃度を御」定した。

オゾン発生器：放寛方式 光電子放出材＝　３μｍの浮石に金メッキしたＣｕ−Ｚ
ｎ合金 ４９Ｘ＋４９１１１のもの２枚 紫外線２ンプ：　水銀灯２０Ｗ（オゾンレス）ｔ　　場
　：　　１００　Ｖ／ｍ 装置大ささ：　５０ｘＴ５０ｘ２００瓢結果 出口のオゾン濃度はα０５　ｐｐｍ以下であった。

尚、１１Ｌ場を形成しないで同様に行なった場合、出口
のオゾン＃度はα２〜１５　ｐｐｍでめった。

また金メッキを施こしてないＣｕ−Ｚｎ合金を用いた場
合、出口のオゾン発生器は約０．１　ｐｐｍで隻′電場
を形成しないで同様に行った場合は［１５〜ａ　ａ　ｐ
ｐｍであった。

実施例−２ 実施例−１と同様、オゾン発生器より５００ＰＰｍのオ
ゾンを発生８せ、第２因に示すごとき廃オゾン処理装置
に０．２　Ｌ　／　ｍｉｎで通過させ、同様に出口オゾ
ン濃度を測定した。

触　　媒　　：径約６ｗのｃｏｇ化物添７ＪＥＪＭｎ０
２−　　　度　　　：　１５０℃ 装置の大きさ　：　　６０Ｘ１５０Ｘ！１５０１１１＋
光電子放出部は実施例−１と同じ 結果 出口オゾン濃度はα０５　ｐｐｍ以下であった。

〔発明の効果〕

（１）廃オゾン処理方法として、メッキを施こした光′
電子放出材に紫外線又は放射線を照射することにより発
生する光電子によシ処理することによシ、 ■　排出オゾン濃度を実質上無視出来る浸度まで減少す
ることが出来た。

■　連続使用、間欠使用のいずれの場合でも同様の効果
が得られる。

■　廃オゾンを高効率で長期間安定して処理することが
出来た。

ｔ２１　　ｆｔ＋において、光電子放出材又はその近傍
に′電場を設けることにより、 ■　光電子放出材からの光電子の放出が促進され、上記
（１１におけるオゾン処理効果が向上した。

（３）　　光電子によるオゾン処理方法とそれ以外の廃
オゾン処理法を併用することにより、■　多種多様な発
生源に対応出来る廃オゾン処理装置を提供出来た。

両方法の特長（長ｊ５Ｔ）を生かした実用上効果的な装
置が出来た。

即ち、触媒法及び活性炭法は、主に分解反応によるので
一般にＴｈｅ度オゾン程効果的である。

又、オゾン捕集剤による方法は、捕集（吸着）作用を用
いているので低濃度程効果的である。

これに対し、光電子を用いる方法は中程度の濃度ないし
低濃度で効果的でおる。

■　連続運転、間欠運転、又は入口濃度の変動する排ガ
スにおいても、実用性に富んだ廃オゾン処理装置が出来
た。

■　筒濃度廃オゾンを極低濃度１で減少することが出来
た。

（４）　　光電子によるオゾン処理において、微粒子類
が共存する場合は、微粒子類に荷電されるので、後方で
荷電微粒子の捕集を行えば、オゾン、微粒子類の除去さ
れた高清浄な気体が得られる。

（５）　　本発明のオゾン処理では、元′醒子によジオ
シンが分解され、酸素活性柚が一時的に生成されるので
（オゾンの分解過程；オゾン→酸素活性柚→酸素）、ウ
ィルス、バクテリヤ、酵母、かび等の微生物類が存在す
る場合は、これらは酸素活性種により殺菌されるので、
殺菌された高清浄な気体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明方法を実施する装置の概
略を示す図である０ ２・・・オゾン処理装置、４・・・金メッキを施こし′
ｆｉ−光電子放出材、５・・・紫外線ランプ、６・・・
電極、７・・・粗フイルタ−１１・・・触媒光横部、１
２・−・光′電子放出材都 第 図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、メッキを施こした光電子放出材に紫外線及び／又は
   放射線を照射することにより発生する光電子により気体
   中に含まれているオゾンを処理することを特徴とする廃
   オゾンの処理方法。 ２、電場において、メッキを施こした光電子放出材に紫
   外線及び／又は放射線を照射する特許請求の範囲第１項
   記載の廃オゾンの処理方法。 ３、メッキを施こした光電子放出材が金メッキを施こし
   たものである特許請求の範囲第１項又は第２項記載の廃
   オゾンの処理方法。 ４、特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載の
   廃オゾンの処理方法と活性炭法又は触媒による廃オゾン
   の処理方法を組み合わせて行なうことを特徴とする廃オ
   ゾンの処理方法。