JPH03143528A - オゾン処理方法 - 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、水処理や空気浄化等の目的で利用されるオゾ
ン処理から排出される廃オゾン、および各種放電管から
副生されるオゾンを除去する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

オゾンの利用は、水処理、殺菌、空気浄化などの分野を
中心に今後ますます増加するとみられるが、排ガス中に
はオゾンが残留している。また、各種放電管からはオゾ
ンが副生されそのまま排出される。これらの排出される
オゾンは、大気汚染に係る環境基準をはるかに越えた値
になることが多く、その処理が必要である。

従来、廃オゾンの処理技術には、活性炭法、薬液吸収法
、熱分解法、触媒法などがあった。

活性炭法は、オゾンを活性炭充填層に導き、２０１＋Ｃ
”→３Ｌ＋Ｃ” 但しＣ“は活性炭 なる反応によってオゾンを分解するものであり、この方
法は低濃度のオゾンを効率良く分解できるために幅広く
利用されている。

薬液吸収法は、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム
、第１鉄塩などの還元剤水溶液、または水酸化ナトリウ
ムなとのアルカリ水溶液にオゾンを吸収させる方法であ
る。

熱分解法は、重油、軽油などの燃焼室へオゾンを導いて
熱分解する方法である。

さらに触媒法は、例えば二酸化マンガンを主成分とした
ものでは、砂の表面にマンガン酸化物を付着させたもの
、シリカ・アルミナ質ゲル、粘土。

活性炭などとマンガン酸化物とを混合して焼成したもの
などの粒状触媒の充填層にオゾンを導き、主として ２０　、　＋Ｍ、０２→３０２　＋Ｍ、０２の反応によ
りオゾンを分解するものである。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来のオゾンの処理技術には次のよ
うな欠点かあった。

活性炭法の欠点としては、オゾンとの反応に伴う活性炭
粒子の粉化、副反応として一酸化炭素や二酸化炭素に酸
化されることによる活性炭の減少。

高濃度オゾンと接触させた場合の着火や爆発の危険性な
どが挙げられている。

薬液吸収法の場合は、オゾン吸収により薬液の組成が変
化するために吸収能力か低下すること、そのために薬液
の補充や廃液の処理が必要であり、煩雑であることなど
が挙げられている。

熱分解法は、活性炭処理では爆発の危険があるような高
濃度のオゾンを処理する場合に良〈実施されるが、コス
トか高い。

また触媒法は、触媒のオゾン分解性能か低く、処理速度
を大きくできない。

本発明は触媒法を利用するものであるが、従来のものに
比べて格段に大きな表面積をもった特定の触媒を用い、
大きな通気速度でかつ安全性高く経済的なオゾン処理を
可能とし、さらに装置を小型軽量化し、コンパクトでメ
ンテナンスを容易にすることを可能としたオゾン処理方
法を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、無機系繊維又は有機系高分子樹ＩＩＭ繊維の
表面に金属酸化物触媒を担持せしめて中空筒状ろ過材を
成形し、この中空′箭状ろ過材にオゾンを含有する被処
理ガスを通気するに際し、該被処理ガスの比較湿度を８
０％以下に調整して通気することを特徴とするオゾン処
理方法である。

〔作　用〕

本発明では、ガラス、金属などの無機系の又は有機系高
分子樹脂の繊維状、スポンジ状、網状。

フェルト状等の繊維を担体とし、この担体表面にマンガ
ン、ニッケル、コバルト、鋼、銀、亜鉛等の金属酸化物
触媒の単数又は複数を担持せしめたろ過材、好ましくは
マンガン酸化物単体又はマンガン酸化物を他の金属酸化
物と共に担持せしめたろ過材を中空筒状に成形して使用
することから、その比表面積を０．　Ｏ０５ｒｒｒ／ａ
ｌ＋’以上と従来の粒状触媒にはなかった格段に大きな
表面積とし、この中空筒状ろ過材へオゾンを含有する被
処理ガスを通気することによって、従来にない薄い層厚
て大きな通気速度による処理か可能となる。

なお、被処理ガスの比較湿度か８０％以下の場合には問
題はないが、被処理ガスに同伴される水分が増すに従っ
てオゾンの分解が不十分となる傾向が生じる。この問題
は触媒たるろ過材の表面か水分で濡れることによって被
処理ガスとの接触か阻害されることに起因している。こ
れを防ぐためには、被処理ガスの比較湿度か８０％以上
の場合には、加温、冷却、除湿剤による除湿等によって
その比較湿度を８０％以下に調整して水分の結露を防止
して通気処理することが必要である。

また、前記中空筒状ろ過材への通気は中空筒状ろ過材の
内側から外側へ、あるいは外側から内側へ、比較湿度８
０％以下の被処理ガスを通気することによって、従来に
ない薄い層厚及び大きな通気速度、例えば中空筒状ろ過
材の厚さ５０〜２００印でＳＶ２．０００−１０．　Ｏ
ＯＯＮｍ３−被処理ガス／ｍ３−ろ過材・ｈの通気速度
による効果的な処理か可能になる。

〔実施例〕

本発明の実施例について図面を参照しながら説明すると
、第１図において、１は湿度調整室で内部には湿度調整
器例えばヒーター２が配備され、３はオゾン分解室で内
部には、ガラス、金属なとの無機系の又は有機系高分子
樹脂の繊維状、スポンジ状、網状、フェルト状等の繊維
を担体とし、この担体表面にマンガン、ニッケル、コバ
ルト。

銅、銀、亜鉛等の金属酸化物触媒の単数又は複数を担持
せしめて中空筒状に成形したろ過材４か収容されている
。

湿度調整室ｌには、オゾンを含有する被処理ガスの流入
管５とオゾン分解室３に連通ずる連通管６が連結され、
流入管５から流入した被処理ガスがヒーター２によって
加温され、被処理ガスの比較湿度を８０％以下に調整で
きるようになっている。湿度調整室１の連通管６は、オ
ゾン分解室３内の中空筒状ろ過材４の内側に連通され、
またオゾン分解室３には中空筒状ろ過材４の外側に連通
ずる処理ガス流出管７が連結されている。

図中、８は湿度調整室ｌの連通管６の室内開口部を覆う
短絡防止用の邪魔板を示し、９はオゾン分解室３内部で
被処理ガスを中空筒状ろ過材４へ誘導するための邪魔板
を示す。

第２図の例では、容器１）内の中空筒状ろ過材４の内側
に湿度調整器たるヒーター２を配備し、容器１）には被
処理ガスの流入管５がヒーター２に連通ずるように連結
される一方、処理ガス流出管７が中空筒状ろ過材４の外
側に連通ずるように連結されている。

これら図示例の装置において、オゾンを含有する被処理
ガスは、流入管５から湿度調整室ｌ内又は容器１）内に
流入し、ヒーター２によって加温され比較湿度８０％以
下に調整されてガス中の水分の結露が防止され、中空筒
状ろ過材４の内側から外側へ通気されてガス中のオゾン
か分解処理され、処理ガス流出管７から流出する。

この場合、ろ過材の被表面積は０．００５　ｍ”　／　
ａｎ　’以上と大きく、しかも中空筒状に成形されてい
るために、層厚５０〜２００ｍｍという薄層で圧力損失
を大きくする二となく、ＳＶ　２．０００−１０．００
０　Ｎｍ’−被処理ガス／ｍ３−ろ過材・ｈという大き
な通気速度での処理が可能であり、従来の粒状触媒では
得られない高速処理を可能にする。

なお、前記第１図の例では、オゾン分解室３内の被処理
ガスの流れを、中空筒状ろ過材４の内側から外側に通過
させて処理ガス流出管７から流出しているが、湿度調整
室ｌから流出する被処理ガスを中空筒状ろ過材４の外側
に導き、内側へ通過させて処理ガス流出管７から流出す
るような構成にすることができる。

また、前記第２図の例でも、被処理ガスの流れを、ヒー
ター２を経て中空筒状ろ過材４の内側から外側に通過さ
せて処理ガス流出管７から流出しているが、ヒーター２
を中空筒状ろ過材４の外側周囲に配設し、被処理ガスを
ヒーター２を経て中空筒状ろ過材４の外側から内側に通
過させて処理ガス流出管７から流出するような構成にす
ることもできる。

次に実験例を示す。

（実験例１） Ａし尿処理場で排出された廃すシンガスを対象として行
った本発明の処理例を示す。

廃すシンガスの性状は、温度３０°Ｃ，オゾン濃度６ｇ
／Ｎｒｒｒ、絶対湿度は０．２９９　ｋｇ／ｋｇ’であ
り、比較湿度は１）０％であった。

ろ過材たる触媒は、平均径０．３ｍｍの有機系高分子樹
脂繊維にマンガン、コバルト、亜鉛の酸化物を担持せし
めて層厚２００皿の中空円筒体に成形したもので、水洗
塔方式＋加温方式によって廃すシンガスの比較湿度を２
０％に調整し、ＳＶを変化させ中空円冑ろ過材の内側か
ら外側へ通気した。

これらの結果は下表に示す通りであって、５Ｖ＝２．０
００〜１０．０００　Ｎｒｒｒ／ボ・ｈの範囲でオキシ
ダントの環境基準である０、　０６　ｖｏｌ、−ｐｐｍ
以下に処理されていた。

さらに、原ガス及び触媒の条件を同一にし、ｓ■＝２．
０００Ｎｒｎ’／ｒｒ？−ｈの処理において比較湿度を
変化させた場合の処理ガスオゾン濃度の変化を第３図に
示す。

オゾンの完全除去を行うためには比較湿度を２０％程度
とすることが望ましいが、比較湿度８０％まではオキシ
ダントの環境基準である０、０６ｖｏ１．　ｐｐｍ以下
に処理されており、８０％を越えると処理は急速に悪化
した。

（実験例２） 紫外線ランプから副生されたオゾンガスを対象として行
った本発明の処理例を示す。

オゾンガスの性状は、温度２０°Ｃ、オゾン濃度１０　
ｖｏｌ、　Ｉ）ｐｍ、比較湿度７０％であった。

ろ過材たる触媒は平均径０．０５ｍｍの無機系繊維にマ
゛″ンガン、コバルト亜鉛の酸化物を担持させて層厚１
００ｍｍの中空円筒体に成形し、この内側か６外側に比
較湿度は無調整とし、ＳＶを変化させてオゾンガスを通
気した。

これらの結果は下表に示す通りであり、湿度調整をする
ことなしに５Ｖ＝２．ＯＯＯ〜ｌｏ、００ＯＮｒｎ’／
ｒｎ’　Ｈｈの範囲でオキシダントの環境基準である０
、０６ｖｏ１．　ＰＩ１ｍ以下に処理されていた。

以下余白 （実験例３） 従来のマンガン砂を用いた場合と本発明による触媒を用
いた場合との圧力損失の比較を第４図に示す。

第４図は触媒への通気線速度ＬＶ（Ｎｒｎ’／−・ｈ）
と触媒１００−厚あたりの圧力損失の関係を示したもの
であり、マンガン砂は有効径０．６ｍｍ、本発明■は平
均径０．０５ｍｍの無機系繊維にマンガン酸化物を担持
せしめて厚さ１００ｍの中空円誇体に成形したもの、本
発明■は平均径０．３Ｍの有機系高分子繊維にマンガン
酸化物を担持せしめて厚さ１００ｍｍの中空円筒体に成
形したものである。

この中では、繊維径０．３印の本発明■の圧力損失が小
さく、ＬＶ８ＯＮｒｒｌ”／ｒｒｌ’−ｈのとき、９ｍ
ＨｔＯ／１００”ｍｕ−触媒であった。繊維径０．０５
ｍｍの本発明■の圧力損失は■のおよそ２倍程度であっ
た。

これ（コ対し、マンガン砂の圧力損失はＬＶ８ＯＮｒｒ
ｌ”／ｎｆ・ｈの段階ですでに２４ｍｍＨ２Ｏ／１００
ｍｍ−触媒であり、マンガン砂による処理は通常層高６
００〜１０００ｍｍを要するため通気抵抗の面からもあ
まり高速にできないことか分る。

また、マンガン砂による廃すシンガス処理の例を第５図
に示すが、加温方式により比較湿度を２０％に調整して
処理してもＳＶを４０ＯＮｒｒ？／　ｒｄ−ｈまで小さ
くしないと処理できなかった。

また本発明のオゾン処理装置形状の制限因子となるのは
廃ガスのオゾン濃度や処理Ｓｖではなく、圧力損失の大
きさにあると考えられる。したがって、処理ガス量が大
きい場合には断面積が大きく、層厚が小さいという充填
形式が必要となるため、単なる充填層の形式よりは中空
筒状の形式とし、この中空筒状のろ過材の内側から外側
へ、あるいは外側から内側へ通気する形が有利である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、使用するろ過材は無
機系繊維又は有機系高分子樹脂繊維の表面にマンガンそ
の他の金属酸化物触媒を担持させて中空筒状に成形した
極めて表面積の大きいもので、圧力損失低く、従来の粒
状触媒では得られなかった高速処理が可能であり、さら
に被処理ガスを比較湿度８０％以下に調整することによ
って効果的処理を確実にし、安全性高く経済的であり、
装置の小型化、軽量化を可能とし、コンパクトでメンテ
ナンスも容易となる等の多くの有益なる効果を期待する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の実施例を示す縦断
説明図、第３図は本発明における比較湿度と処理ガスオ
ゾン濃度の関係を示す線図、第４図は触媒へのＬＶと触
媒ｌＯＯ印厚あたりの圧力損失の関係を示す線図、第５
図は従来のマンガン砂を用いた場合のＳｖと処理ガスオ
ゾン濃度との関係を示す線図である。 １・・・湿度調節室、２・・・ヒーター、３・・・オゾ
ン分解室、４・・・中空篩状ろ過材、５・・・被処理ガ
スの流入管、６・・・連通管、７・・・処理ガス流出管
、８．９・・・邪魔板、＋１・・・容器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）無機系繊維又は有機系高分子樹脂繊維の表面に金
   属酸化物触媒を担持せしめて中空筒状ろ過材を成形し、
   この中空筒状ろ過材にオゾンを含有する被処理ガスを通
   気するに際し、該被処理ガスの比較湿度を８０％以下に
   調整して通気することを特徴とするオゾン処理方法。