JPH08131759A - 空気清浄化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理空気を直接オゾン水との反応を反応層
へ供給する従来法より高い効率で汚染空気を清浄化でき
る方法及び装置を提供する。 【構成】 被処理空気導入口２と反応層４の間に該被処
理空気を均一に分散させる拡散層３を設置する。反応層
に供給される前段階で被処理空気の均一化を行なうと、
反応層内での被処理空気の濃度勾配がなくなり、従来以
上の処理効率で汚染空気の清浄化を行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、し尿処理場又は工場等
における汚染された空気の脱臭や殺菌を行ない、前記空
気を清浄化するための方法及び装置に関し、特にオゾン
水を使用して前記清浄化を行なうための方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】オゾン水をはじめとする各種
処理剤を使用して汚染空気を清浄化する手法は従来から
広く実用化されている。当初は反応塔内に汚染空気を供
給しかつ前記反応塔の上方からオゾン水を雨滴状に散水
することにより前記空気を清浄化することが試みられて
いたが、この手法では両者の接触が十分に起こらず、極
めて不十分な結果しか得られなかった。この欠点を解消
するために、前記反応塔内に充填物を設け、この充填物
の下方から被処理空気を、又上方からスプレーノズルで
オゾン水を散水することによりそれぞれ前記充填物内に
供給し、該充填物内で両者を十分に接触させ反応効率を
向上させる装置が提案されている（特公平４−35206 号
公報）。

【０００３】この方法によると、両者の接触効率が向上
して効果的な空気清浄化を達成できるが、依然として若
干量の不純物が残留し、必ずしも満足できる処理方法と
はいえない。この欠点は、オゾン水の粒径を更に細かく
し、あるいは被処理空気を更に均一な状態で前記反応層
に供給することにより解消できる。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、このような欠点を解消するた
めに成されたもので、前記反応層に供給される被処理空
気の拡散をより以上に向上させて該反応層での被処理空
気つまり汚染空気の処理効率を満足できるレベルまで上
昇させることのできる空気清浄化方法及び装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明は、被処理空気
を空気清浄装置内の反応層に該反応層の一方面から供給
し、該反応層の同一面、反対面及び／又は側面から供給
されるオゾン水と接触させて前記被処理空気を清浄化す
る方法において、前記反応層の被処理空気供給側に該空
気を均一分散させる拡散層を設置したことを特徴とする
空気清浄化方法及び該方法に使用できる装置であり、前
記オゾン水は次亜臭素酸溶液により置換できる。以下本
発明をより詳細に説明する。

【０００６】本発明では、反応層における被処理空気と
オゾン水等の処理剤との接触効率を更に高めるために前
記反応層に供給される前段階で前記被処理空気を拡散層
を通してその分散度を更に均一にし、この均一化された
被処理空気を前記反応層に供給して、該反応層における
被処理空気と前記処理剤との反応効率を満足できるレベ
ルまで向上させることを意図している。

【０００７】本発明において前記被処理空気の清浄化を
行なう処理剤としては従来使用されている処理剤、つま
りオゾン水や次亜臭素酸溶液をそのまま使用すれば良
く、処理能力が高く、かつ使用後は酸素に分解するため
環境汚染の問題を殆ど生ずることのないオゾン水を使用
することが好ましい。汚染空気の清浄化に際してはオゾ
ンガスを汚染空気と接触させて処理することも可能であ
るが、該オゾンガスを使用すると両者の接触効率を高め
ることが非常に困難であること、及びその酸化力が前記
オゾンガスよりも強くかつその反応速度もオゾンガスと
比べて非常に速いため、本発明ではオゾン水を使用す
る。

【０００８】オゾン水による反応はオゾンガスと異な
り、ラジカル反応で進行する場合があり、非常に速い酸
化反応により被処理空気中の不純物を分解することが知
られ、オゾン水濃度が低いと酸化力が弱いことは当然で
ある。一方高濃度オゾン水による処理では、反応により
消費されたラジカルを速やかに供給することが可能にな
るため、オゾン水濃度は高いほど良いことになる。しか
しながらオゾン水は非常に分解が速く、特にスプレーノ
ズルやポンプ等のキャビテーションにより分解しやす
い。従って高濃度側にも好ましいオゾン水濃度の限界が
存在する。

【０００９】これらのことから、被処理空気中の不純物
濃度にもよるが、該オゾン水の濃度は一般的には0.3 〜
10ｍｇ／リットル程度とし、0.5 〜５ｍｇ／リットルと
することが好ましい。この範囲未満であると脱臭等の清
浄化処理が不十分となり、又この範囲を越えるとキャビ
テーション等によるオゾンの自己分解が激しくなり、高
価なオゾンを無駄に消費してしまうことになりあるいは
高濃度の残留オゾンが排出される空気中に混入して大気
に放出されることになり逆に環境汚染を引き起こす原因
となる。

【００１０】本発明方法で使用され又は本発明装置に供
給されるオゾン水は、前記濃度範囲になるようにオゾナ
イザで発生するオゾンガスを、オゾン水濃度計を使用し
て濃度を測定しながら水又は希釈オゾン水に溶解させて
調製し、スプレーノズルから装置内の反応層へ供給す
る。反応層への供給は好ましくは供給される被処理空気
の供給面と反対面から行なうが、同一面あるいは側面か
ら行なっても良い。オゾン水濃度は前記残留オゾン水貯
留槽内のオゾン濃度が０〜５ｍｇ／リットル、望ましく
は0.1 〜3.0 ｍｇ／リットルとなるよう調節しても良
い。

【００１１】該残留オゾン水貯留槽内のオゾン水はその
まま放流しても良いが、使用可能なオゾンが残存し、原
料水の使用量を減少させるためにも循環して使用するこ
とが望ましく、残留オゾン水貯留槽とスプレーノズルを
ポンプを有する循環ラインで接続し、前記残留オゾン水
貯留槽内のオゾン水を前記スプレーノズルに循環し再使
用する。この際に前記ポンプ入口側にオゾンガス導入口
を設けてオゾンガスと接触させ、オゾン水濃度を高めた
後に、スプレーノズルへ導いても良い。

【００１２】反応層へオゾン水をスプレーするスプレー
ノズルは従来のものをそのまま使用すれば良く、オゾン
水のその粒径が10〜300 μｍ程度の細かさになるよう前
記スプレーノズルの口径を選択すれば良い。オゾン水供
給量及び被処理空気量は装置の容量や被処理空気中の不
純物量に応じて適宜設定する。

【００１３】本発明で使用されるオゾン水のオゾン源は
特に限定されない。オゾンガスは、例えば無声放電法や
電解法により製造されるが、前者の無声放電法により製
造したオゾンはオゾンガス濃度が低く、又ＮＯｘを含む
ため水に溶解しにくく、硝酸が生成したり、装置中を循
環させると、時には濃縮が起こるといった欠点がある。
これに対し電解法により生成したオゾンガスは高濃度で
水に溶解し、オゾン以外は酸素であり副生成物を含有し
ないという利点があるため、電解法により製造したオゾ
ンを本発明のオゾン源として使用することが好ましい。
本発明では前述の通り、オゾン水に代えて次亜臭素酸溶
液を使用することもでき、該次亜臭素酸はオゾンと臭素
の反応で製造できる。

【００１４】本発明の拡散層は前述の通り、前記反応層
に供給される前の被処理空気を十分に均一分散させる機
能を有する。従って供給される被処理空気の実質的に全
てがその中を流通するよう被処理空気導入口に連設され
る。該拡散層はこのような目的を達成できる構造であれ
ば特に限定されないが、例えば１又は２以上のガイドベ
ーンが装着された、又は多数のスリット等を有し、装置
の内径とほぼ等しい内径を有し装置内に装着可能な構造
とする。該拡散層が装着された装置内に被処理空気を供
給すると、導入された空気が拡散層で十分に均一化され
るのに対し、前記拡散層の装着されていない装置に被処
理空気を供給すると、供給されたまま反応層に達するた
め、前記導入口からの距離等に応じて空気分布にむらが
生じて最大の処理効率が得られなくなる。

【００１５】本発明で使用する反応層は、供給されるオ
ゾン水中のオゾンと供給される被処理空気がその中で十
分に反応するものならば特に限定されず、例えばオゾン
や被処理空気中の不純物と反応しない物質から成る繊維
状の金属を絡み合わせて構成することができる。この反
応層に前記拡散層により均一分散された被処理空気を供
給すると、該空気は、前記反応層内に形成された、オゾ
ン水及び被処理空気が幾分かの抵抗を有する状態で流通
する経路内を偏ることなく流通し、前記空気の滞留時間
が比較的長くなり、両者の反応つまり被処理空気の清浄
化が十分に行なわれる。

【００１６】次に本発明に係わる空気清浄化装置を図１
及び図２に基づいて例示する。図１は、本発明に係わる
縦型空気清浄化装置の一例を示す概略断面図である。円
筒形の空気清浄化装置１は、側壁下部に側方に向かって
設置された被処理空気導入口２を有し、該被処理空気導
入口２の基端の前記装置１内には、多数のスリット等が
縦横に形成された短寸円柱状でその外径が前記装置の内
径に等しい拡散層３が配設されている。該拡散層３のや
や上方にはステンレス等を絡めて綿状にした反応層４が
設置され、該反応層４のやや上方には複数のオゾン水ス
プレーノズル５が側方から延びる供給パイプ６から下方
に向けて装着されている。

【００１７】前記空気清浄化装置１の下部は、外側に膨
出して残留オゾン水貯留槽７を形成し、該残留オゾン水
貯留槽７はポンプ８を有する循環ライン９を通して前記
スプレーノズル５への供給パイプ６へ接続されている。
なお10は前記供給パイプ６へ供給するオゾンを発生する
ためのオゾナイザ、11は清浄化空気の取出口である。

【００１８】このような構成から成る空気清浄化装置１
の被処理空気導入口２から、硫黄化合物や窒素化合物等
の悪臭を発生する物質を含む汚染空気（被処理空気）を
前記装置１の拡散層３に供給すると、供給された汚染空
気が拡散層３のスリットを通ることにより均一に分散し
た状態で拡散層３の上面に到達する。供給された空気は
この分散状態のまま反応層４に達し、反応層４内に進入
する。この反応層４内には、オゾナイザ10で発生したオ
ゾンガスを水に溶解させて調製されかつ上方のスプレー
ノズル５から供給されるオゾン水が滞留し、該オゾン水
と前記均一分散した汚染空気が反応層４内で十分に反応
して前記化合物等が分解し、悪臭除去や有害物質分解が
行なわれて清浄化空気とされた後に、取出口11から系外
に取り出される。

【００１９】この場合に装置内に供給される汚染空気が
直ちに反応層４に供給されるのではなく一旦拡散層３を
通されるため、横方向の濃度勾配が生ずることがなく、
均等な接触効率で反応層４中のオゾン水と接触して汚染
空気中に含まれる不純物が効果的にオゾン分解され、殆
ど不純物を含まない清浄化空気として清浄化空気取出口
11から取り出せる。又未反応オゾンは、残留オゾン水貯
留槽７に貯留されるが、この残留オゾン水は前記ライン
９を通して供給パイプ６に循環して再使用すると、オゾ
ンの有効利用及び使用水量の低減を達成できる。

【００２０】図２は、本発明に係わる横型空気清浄化装
置の一例を示す概略断面図である。円筒形の空気清浄化
装置21の左右両端はテーパ状に縮径して左方に被処理空
気導入口22が、右方に清浄化空気取出口23が形成され、
かつその中央部の上下には開口部24及び25が形成されて
いる。該被処理空気導入口22の基端の前記装置21内に
は、多数のスリット等が縦横に形成された拡散層26が配
設されている。該拡散層26の右方には、前記装置21の大
径部の内径と等しい外径を有する反応層27が内設され、
前記拡散層26及び反応層27間、及び上方開口部の外側の
それぞれには複数のオゾン水スプレーノズル28及び29が
設置され、それぞれ反応層27の側面及び上面にオゾン水
を供給するようにしている。30は前記スプレーノズル28
及び29へ供給するオゾンを発生するオゾナイザ、31は前
記開口部25から落下する残留オゾンの貯留槽である。図
２に示した装置を使用する場合も同様に、被処理空気導
入口22から汚染空気を供給し、スプレーノズル28及び29
からオゾン水を散水すると、図１の場合と同様にして汚
染空気の清浄化を行なうことができる。

【００２１】

【実施例】次に本発明装置を使用する空気清浄化の実施
例を記載するが、本実施例は本発明を限定するものでは
ない。

【実施例１】図１に示した装置を使用して被処理空気の
清浄化を行なった。内径50ｃｍ、高さ200 ｃｍの円筒形
の空気清浄化装置の内下部に、被処理空気導入口に接す
るように、多数のスリットを縦横に形成した短円柱状の
拡散層を前記装置の内壁に接するように設置し、前記空
気清浄化装置の該拡散層の上方に、ステンレスワイヤを
絡めて綿状にした反応層を前記装置の内壁に接するよう
に設置した。該反応層の上方には口径150 μｍのスプレ
ーノズル７個を設置した。

【００２２】被処理空気導入口から硫化水素8.3 ｐｐｍ
及びメチルメルカプタン0.82ｐｐｍを含有する汚染空気
を7.5 ｍ³ ／分の割合で供給し、前記スプレーノズルか
ら、電解法で製造したオゾンを水に溶解して調製した、
オゾン濃度が２ｍｇ／リットルのオゾン水を50リットル
／分で供給した。清浄化空気取出口から取り出された空
気中の硫化水素及びメチルメルカプタン濃度はそれぞれ
0.36ｐｐｍ及び0.028 ｐｐｍに減少していた。

【００２３】

【比較例１】拡散層層を設置しなかったこと以外は実施
例１と同一条件で汚染空気の清浄化を行なったところ、
清浄化空気取出口から取り出された空気中の硫化水素及
びメチルメルカプタン濃度はそれぞれ0.85ｐｐｍ及び0.
062 ｐｐｍであり、実施例１ほどの減少は達成できなか
った。

【００２４】

【実施例２】原料オゾンを実施例１の電解法に代えて無
声放電法により製造したオゾンとして、実施例１と同様
に空気清浄化を行なったところ、清浄化空気取出口から
取り出された空気中の硫化水素及びメチルメルカプタン
濃度はそれぞれ1.2 ｐｐｍ及び0.10ｐｐｍに減少してい
た。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、被処理空気を空気清浄装置内
の反応層に該反応層の一方面から供給し、該反応層の同
一面、反対面及び／又は側面から供給されるオゾン水と
接触させて前記被処理空気を清浄化する方法において、
前記反応層の被処理空気供給側に空気を均一分散させる
拡散層を設置したことを特徴とする空気清浄化方法であ
る。従来の空気清浄化装置では、装置内に供給された被
処理空気がそのままオゾン水等と反応する反応層に供給
されていたため、該反応層へ被処理空気が均一には供給
されず、反応層内で横方向の濃度勾配が生じて、オゾン
水との効率的な接触が達成されず、十分な汚染空気の清
浄化が行なわれなかった。

【００２６】これに対し本発明方法は前述の通り構成さ
れ、反応層へ供給される前段階に被処理空気を均一に分
散する拡散層を設置しているため、反応層へ供給される
被処理空気がほぼ完全に均一に分散し、最大の処理効率
が得られる。なお、前記オゾン水は次亜臭素酸溶液で代
替しても良い。同様に本発明装置でも、反応層の上流側
に被処理空気を通過させかつ均一分散させる拡散層を設
置してあるため、同一の効果が達成される。更に本発明
装置により空気清浄化を行なうと、残留オゾン水が貯留
されるが、該残留オゾン水は循環して反応層へ供給する
オゾン水のオゾン源とするとオゾンの有効利用と使用水
量の低減に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる縦型空気清浄化装置の一例を示
す概略断面図。

【図２】本発明に係わる横型空気清浄化装置の一例を示
す概略断面図。

【符号の説明】 １・・・空気清浄化装置 ２・・・被処理空気導入口
３・・・拡散層 ４・・・反応層 ５・・・スプレーノ
ズル ６・・・供給パイプ ７・・・残留オゾン水貯留
槽 ８・・・ポンプ ９・・・循環ライン 10・・・オ
ゾナイザ 11・・・清浄化空気取出口 21・・・空気清
浄化装置 22・・・被処理空気導入口 23・・・清浄化
空気取出口 24、25・・・開口部 26・・・拡散層 27
・・・反応層 28、29・・・スプレーノズル 30・・・
オゾナイザ、31・・・残留オゾン水貯留槽

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ０１Ｄ 53/18 Ｅ 53/77 53/38 Ｂ０１Ｄ 53/34 １１６ Ｄ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理空気を空気清浄装置内の反応層に
   該反応層の一方面から供給し、該反応層の同一面、反対
   面及び／又は側面から供給されるオゾン水と接触させて
   前記被処理空気を清浄化する方法において、前記反応層
   の被処理空気供給側に該空気を均一分散させる拡散層を
   設置したことを特徴とする空気清浄化方法。
2. 【請求項２】 被処理空気を空気清浄装置内の反応層に
   該反応層の一方面から供給し、該反応層の同一面、反対
   面及び／又は側面から供給される次亜臭素酸溶液と接触
   させて前記被処理空気を清浄化する方法において、前記
   反応層の被処理空気供給側に該空気を均一分散させる拡
   散層を設置したことを特徴とする空気清浄化方法。
3. 【請求項３】 被処理空気導入口、該導入口の上流側の
   反応層、該反応層にオゾン水を散水し該反応層で前記被
   処理空気と該オゾン水を反応させるスプレーノズル、前
   記反応層の下方に位置する残留オゾン水貯留槽、及び清
   浄化空気の取出口を含んで成る空気清浄化装置におい
   て、前記被処理空気導入口に、実質的に全ての前記被処
   理空気を通過させかつ均一分散させる拡散層を連設した
   ことを特徴とする空気清浄化装置。
4. 【請求項４】 残留オゾン水貯留槽とスプレーノズルを
   ポンプを有する循環ラインで接続し、前記残留オゾン水
   貯留槽内のオゾン水を前記スプレーノズルに循環し再使
   用するようにした請求項３に記載の装置。