JPH07155543A - 揮発性有機塩素化合物の処理方法及び装置 - Google Patents

揮発性有機塩素化合物の処理方法及び装置

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JPH07155543A
JPH07155543A JP5329605A JP32960593A JPH07155543A JP H07155543 A JPH07155543 A JP H07155543A JP 5329605 A JP5329605 A JP 5329605A JP 32960593 A JP32960593 A JP 32960593A JP H07155543 A JPH07155543 A JP H07155543A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 紫外線分解法において、十分な分解ができし
かも効率的で安全な揮発性有機塩素化合物の処理方法と
その装置を提供する。 【構成】 揮発性有機塩素化合物を含有する気相中に水
素源を付加した後、該気相を紫外線に曝露して前記気相
中の揮発性有機塩素化合物を分解することを特徴とする
揮発性有機塩素化合物の処理方法としたものであり、該
処理装置として、揮発性有機塩素化合物を含有する気相
21中に水蒸気又は水素を含む気体23を付加する水素
源付加装置22と、該水素源を付加された揮発性有機塩
素化合物24を含む気体に紫外線25を照射する紫外線
照射装置26とを有し、さらに紫外線照射後の気体27
をアルカリ剤により処理する湿式中和装置28とを備え
たこととしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、揮発性有機塩素化合物
の処理に係り、特に、トリクロロエチレン、テトラクロ
ロエチレン等の揮発性有機塩素化合物を気相中で分解処
理する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】揮発性有機塩素化合物による環境汚染と
くに土壌汚染・地下水・上水の汚染が報告され、社会的
に大きな問題となっている。汚染源としては主としてド
ライクリーニングや、金属工業・電子工業等の脱脂洗浄
剤の漏出に起因すると言われている。水中に含まれるこ
れらの揮発性有機塩素化合物は空気を液中に吹き込み曝
気するストリッピング方式で気相へ追い出し、これを吸
着剤で無害化する方式が一般的である。また、土中に井
戸を設置し、真空ポンプで井戸の内部を減圧しガス中に
抽出した揮発性有機塩素化合物を吸着剤にて処理する方
式も良く知られている。
【0003】前記ガスの吸着処理は比較的確実な方法で
あるが、対象成分濃度が低濃度のときには、吸着剤の飽
和吸着量が、数%(WT)以下と小さく、使い捨て又は
工場持ち帰り再生する場合には、多量の吸着剤を必要と
するため、設備費・ランニングコストも高くなる点が、
問題であった。使用済みの吸着剤についても廃棄物処分
又は吸着剤メーカーの工場にて再生するにしても再び環
境を汚染する恐れがあった。
【0004】そのため、吸着剤をその場で再生し、繰り
返し使用する方法が開発された。この方法は再生用ガス
又は水蒸気によって吸着成分を脱着し、続いてコンデン
サー(凝縮器)によって回収し、揮発性有機塩素化合物
を濃縮して廃棄処分している。これらの濃縮回収した揮
発性有機塩素化合物は、産業廃棄物として処分されるに
あたり、再び環境汚染を引き起こすことが懸念され、完
全で安全な処理方式とは言いがたいものであった。
【0005】そこで、紫外線を用いて揮発性有機塩素化
合物を分解無害化する方法が検討されている。例えば、
希薄な揮発性有機塩素化合物を含有するガス(ストリッ
ピングガスなど)に紫外線を照射する方法、ガス中の有
機塩素化合物を吸着剤に吸着させた後、吸着剤を加熱空
気によって再生し、再生排ガス中の揮発性有機塩素化合
物に紫外線を照射して分解する方法等である。しかしな
がら、これら従来の紫外線分解法では、十分な分解がで
きないという問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消し、紫外線分解法においても十分な分解がで
き、効率的でかつ安全な揮発性有機塩素化合物の処理方
法とその装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、揮発性有機塩素化合物を含有する気相
中に水素源を付加した後、該気相を紫外線に曝露して前
記気相中の揮発性有機塩素化合物を分解することを特徴
とする揮発性有機塩素化合物の処理方法としたものであ
る。本発明において、揮発性有機塩素化合物を含有する
気相としては、揮発性有機塩素化合物を含む溶液を曝気
して揮発性有機塩素化合物を気相中に移行させたもの、
あるいは、揮発性有機塩素化合物を含む排ガスを活性炭
に吸着させ、該活性炭から水蒸気又は熱風により脱着
後、凝縮液化した揮発性有機塩素化合物を含む溶液を、
曝気して揮発性有機塩素化合物を気相中に移行させたも
の等を用いることができる。
【0008】そして、前記処理方法において、水素源と
しては水蒸気又は水素を含む気体を用いることができ
る。また、本発明では、揮発性有機塩素化合物を含有す
る気相中に水蒸気又は水素を含む気体を付加する水素源
付加装置と、該水素源を付加された揮発性有機塩素化合
物を含む気体に紫外線を照射する紫外線照射装置とを備
えたことを特徴とする揮発性有機塩素化合物の処理装置
としたものである。さらに、本発明では、上記処理装置
において、紫外線照射後の気体をアルカリ剤により処理
する湿式中和装置を備えているのがよい。
【0009】上記のように、本発明は希薄なガスから濃
縮・回収して液化させた揮発性有機塩素化合物、又は使
用済みで廃棄処分しなければならない揮発性有機塩素化
合物等に空気を吹き込み、揮発した高濃度ガスに水素源
の存在下で紫外線を照射して、ガス中の揮発性有機塩素
化合物を、塩化水素、二酸化炭素及び水に分解した後、
さらにそのガスを苛性ソーダ等のアルカリ剤で湿式中和
し、保安フィルターとしての吸着剤を通過させた後、大
気へ放出させる揮発性有機塩素化合物処理方法を提供す
るものである。
【0010】照射する紫外線は短波長のものが有効であ
る。水銀ランプを使用する場合、水銀の共鳴線である波
長253.7nmと184.9nmを比較すると18
4.9nmの方が効果的である。そのため、光源はこの
波長を効率的に発生する低圧水銀ランプで、しかもこの
波長を透過する材質(合成石英)で構成されたものを用
いるべきである。なお、トリクロロエチレン(TCE)
及びテトラクロロエチレン分解の化学反応式は以下に示
す通りであると考えられる。
【0011】 トリクロロエチレン C2 HCl3 +2O2 +H2 → 2CO2 +3HCl C2 HCl3 + 3/2O2 +H2 O → 2CO2 +3HCl テトラクロロエチレン C2 Cl4 +2O2 +2H2 → 2CO2 +4HCl C2 Cl4 +O2 +2H2 O → 2CO2 +4HCl このように有機塩素化合物は分解され、水素との反応に
より有機塩素化合物中の塩素は塩化水素として固定され
る。なお、照射する気相中の揮発性有機塩素化合物濃度
は、TCEの場合、100ppmから50000ppm
程度が有効である。
【0012】また、揮発性有機塩素化合物の紫外線によ
る安定的な分解には当該物質濃度、特にその中の塩素原
子の量に応じて上記反応式に示されるように水素源が必
要である。その水素源を供給して必要量を確保する点が
本発明の要旨である。例えばTCE1molの分解には
水素原子が2mol必要であり、それは水分子では1m
olに相当する。大気中の水蒸気は天候に応じて変動す
る。気温10℃、相対湿度30%のとき、水蒸気濃度は
900ppmである。この濃度の水蒸気で分解できるト
リクロロエチレン濃度は最高900ppmである。その
ため、高濃度のTCEを安定して分解するためには水素
の供給源となる物質を安定して供給する必要がある。水
素の供給源としては水蒸気及び水素ガスなどがある。
【0013】
【作用】本発明の作用について、本発明の一例を示す図
1を参照しながら説明する。図1において、トリクロロ
エチレン、テトラクロロエチレン等の揮発性有機塩素化
合物を含有する原水1は、ストリッピング装置2に導か
れて上方から充填物3に散布され、下方から送風機4に
よって吹き込まれるストリッピングガス(空気など5)
により水中の揮発性有機塩素化合物が除去され、処理水
6となって流出する。一方、ストリッピング装置2から
排気される排ガス7中には、水中から追い出された揮発
性有機塩素化合物が含まれており、この排ガス7を吸着
剤8を充填した吸着装置9に導入して吸着剤8に接触さ
せることにより、排ガス7中の有機塩素化合物は吸着剤
8に吸着され、無害化された処理ガス10となって排出
される。吸着の条件は常温常圧で良い。
【0014】このような吸着条件において、吸着剤8は
吸着の進行によって吸着能を失うが、破過に達する以前
に排ガスの通気停止あるいは予備吸着装置への切り換え
を行ない、吸着剤8の吸着成分の脱着、再生を行なえば
良い。脱着、再生は、例えば吸着剤層にボイラー11で
発生させた水蒸気12をさらにヒーター13で加熱した
後供給し、吸着剤層を通過させ、吸着剤8に吸着された
揮発性有機塩素化合物を脱着する。脱着には水蒸気の他
空気等の高温気体を用いることができる。排出される揮
発性有機塩素化合物を含有する蒸気14はコンデンサー
15に導かれて凝縮回収される。凝縮回収された液は分
離槽16に導かれて、揮発性有機塩素化合物液17と水
18に分離され、水18は原水1に混合し再度ストリッ
ピング等処理される。一方、揮発性有機塩素化合物17
は廃液タンク19に導かれる。
【0015】廃液タンク19中の揮発性有機塩素化合物
液17にコンプレッサー等の空気源20から発生させた
空気の一部を通過させ、揮発性有機塩素化合物を高濃度
に含有するガス21を発生させる。そのガスに水素源付
加装置、即ち加湿槽22によって水素源である水蒸気を
含む加湿された空気23を混合させ、一定の濃度・風量
となるように調整する。
【0016】続いて、この揮発性有機塩素化合物及び水
蒸気を含有するガス24を、低圧紫外線ランプ25を内
蔵したUVリアクタ26の中に一定時間流し、紫外線に
よってガス中の有機塩素化合物を分解する。紫外線への
曝露時間は、紫外線ランプの強度とガス流量によって適
宜選定する。分解によって発生した塩化水素を含むガス
27は中和槽28に導かれて中和無害化され、最後に活
性炭を充填した保安フィルター29を通って無害化され
た処理ガス30として大気へ放出される。中和槽はスク
ラバ方式であっても良い。
【0017】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 実施例1 図1に示す装置を用いて、本発明に従って下記条件によ
り揮発性有機塩素化合物を処理した。
【0018】処理条件 (ストリッピング装置2) 方式 :テラレット充填塔(5m充填) 通気量(空気)/通水量 :30 通水速度 :60m/h 水質 原水中トリクロロエチレン :0.3〜0.6mg/リットル 処理水中トリクロロエチレン :<0.03mg/リットル
【0019】(吸着装置8) 方式 :繊維状活性炭吸着(水蒸気再生) 吸着剤通気SV :5000リットル/h 再生水蒸気流量 :30kg/h 入口(排ガス)トリクロロエチレン:2〜4ppm 出口(処理ガス)トリクロロエチレン:<0.33ppm 再生頻度 :8時間毎 再生時間 :30分
【0020】 (UVリアクタ26) 紫外線ランプ :低圧水銀ランプ(110w) 原ガス流量 :0.5〜3.8リットル/min 紫外線照射時間 :1〜8min UVリアクタ容積 :3.8リットル 原ガストリクロロエチレン濃度:18500ppm 原ガス水蒸気濃度 :25000ppm 処理ガストリクロロエチレン濃度:0.5ppm以下
【0021】 (中和槽28) 中和剤 :1規定苛性ソーダ溶液 (保安フィルター29) 充填剤 :粒状活性炭 SV :1000(リットル/hr)
【0022】上記の様にトリクロロエチレンは紫外線照
射によってほぼ100%分解されていることが分かっ
た。このとき原ガス中には十分量の水蒸気が含まれてい
た。また、UVリアクタ処理ガス中の炭酸ガス及び一酸
化炭素濃度を分析した結果を図2に示す。滞留時間8分
では一酸化炭素はほゞ消失し、炭酸ガス濃度は3750
0ppmとなった。この結果から、原ガスのトリクロロ
エチレン中に含まれる炭素がほぼ100%炭酸ガスに酸
化分解されていることがわかった。
【0023】実施例2 実施例1と同様の操作によって揮発性有機塩素化合物を
吸着剤に吸着、脱着し、凝縮させた液に空気を吹き込ん
でガス化させ、UVリアクタによって処理した。ただ
し、トリクロロエチレン濃度を約5000ppmとなる
ように設定した。 処理条件
【0024】 (UVリアクタ26) 紫外線ランプ :低圧水銀ランプ(110w) 原ガス流量 :1.0〜7.6リットル/min 紫外線照射時間 :0.5〜4min UVリアクタ容積 :3.8リットル 原ガストリクロロエチレン濃度:4900ppm 原ガス水蒸気濃度 :30,000ppm 処理ガストリクロロエチレン濃度:0.5ppm以下
【0025】(中和槽28) 中和剤 :1規定苛性ソーダ溶液 (保安フィルター29) 充填剤 :粒状活性炭 SV :1000リットル/h
【0026】上記の様にトリクロロエチレンは紫外線照
射によってほぼ100%分解されていることが分かっ
た。この時、原ガス中には十分量の水蒸気が含まれてい
た。また、UVリアクタ出口ガス中の炭酸ガス及び一酸
化炭素濃度を分析した結果を図3に示す。滞留時間4分
では一酸化炭素はほゞ消失し、炭酸ガス濃度は1010
0ppmとなった。この結果から、原ガスのトリクロロ
エチレン中に含まれる炭素がほぼ100%炭酸ガスに酸
化分解されていることがわかった。
【0027】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、揮発
性有機塩素化合物を効果的に無害化し、環境汚染を防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の処理方法に用いる装置の一例を示す工
程図。
【図2】UVリアクタ出口ガス中のCO2 とCOのガス
濃度を示すグラフ。
【図3】UVリアクタ出口ガス中のCO2 とCOのガス
濃度を示すグラフ。
【符号の説明】
1:原水、2:ストリッピング装置、3:充填物、4:
送風機、5:曝気気体、6:処理水、7:排気ガス、
8:吸着剤、9:吸着装置、10:吸着処理ガス、1
1:ボイラー、12:水蒸気、13:ヒーター、14:
脱着蒸気、15:コンデンサー、16:分離槽、17:
揮発性有機塩素化合物液、18:水、19:廃液タン
ク、20:コンプレッサー、21:揮発性有機塩素化合
物高濃度含有ガス、22:加湿槽、23:加湿空気、2
4:被処理ガス、25:低圧紫外線ランプ、26:UV
リアクタ、27:塩化水素を含む分解ガス、28:中和
槽、29:保安フィルター、30:無害化された処理ガ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/20 A (72)発明者 岩泉 孝司 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 三井 康弘 東京都港区港南1丁目6番27号 荏原イン フィルコ株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 揮発性有機塩素化合物を含有する気相中
    に水素源を付加した後、該気相を紫外線に曝露して前記
    気相中の揮発性有機塩素化合物を分解することを特徴と
    する揮発性有機塩素化合物の処理方法。
  2. 【請求項2】 揮発性有機塩素化合物を含む溶液を曝気
    して揮発性有機塩素化合物を気相中に移行させ、該気相
    に水素源を付加した後、紫外線に曝露して前記気相中の
    揮発性有機塩素化合物を分解することを特徴とする揮発
    性有機塩素化合物の処理方法。
  3. 【請求項3】 揮発性有機塩素化合物を含む排ガスを活
    性炭に吸着させ、該活性炭から水蒸気又は熱風により脱
    着後、凝縮液化した揮発性有機塩素化合物を含む溶液
    を、曝気して揮発性有機塩素化合物を気相中に移行さ
    せ、該気相に水素源を付加した後、紫外線に曝露して前
    記気相中の揮発性有機塩素化合物を分解することを特徴
    とする揮発性有機塩素化合物の処理方法。
  4. 【請求項4】 前記水素源が、水蒸気又は水素を含む気
    体であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の揮
    発性有機塩素化合物の処理方法。
  5. 【請求項5】 揮発性有機塩素化合物を含有する気相中
    に水蒸気又は水素を含む気体を付加する水素源付加装置
    と、該水素源を付加された揮発性有機塩素化合物を含む
    気体に紫外線を照射する紫外線照射装置とを備えたこと
    を特徴とする揮発性有機塩素化合物の処理装置。
  6. 【請求項6】 揮発性有機塩素化合物を含有する気相中
    に水蒸気又は水素を含む気体を付加する水素源付加装置
    と、該水素源を付加された揮発性有機塩素化合物を含む
    気体に紫外線を照射する紫外線照射装置と、紫外線照射
    後の気体をアルカリ剤により処理する湿式中和装置とを
    備えたことを特徴とする揮発性有機塩素化合物の処理装
    置。
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