JPH0373325B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の属する技術分野 本発明は、効率的にオゾンを分解する方法に関
する。 従来技術とその問題点 オゾンは強い酸化作用を有しまた分解して無害
な酸素となることから、上水の殺菌あるいは廃水
の脱色等に広く使用されている。このようなオゾ
ンの殺菌作用を利用して空気中の微生物を殺菌し
無菌空気を得ることができる。このような無菌空
気をバイオクリーンルーム、病院の待合室、食品
工場等に使用して所望の無菌的雰囲気を形成でき
る。 しかし、オゾン処理により得られた無菌空気に
はオゾンが残留している。オゾンは低濃度でも人
体に有害であり、通常作業場でのオゾン濃度を
0.1ppm以下にしなければならないとされている。
このため無菌空気中の残留オゾンを分解しオゾン
を含まない無菌空気を目的とする空間に供給する
必要がある。 従来、オゾン分解法として自然分解法、熱分解
法、吸着分解法、紫外線分解法等が知られてい
る。自然分解法は、オゾンを一定時間放置して分
解する方法である。オゾンはそれ自体化学的に不
安定であり、放置すると分解して酸素となる。し
かし常温におけるオゾンの半減期は16時間とかな
り長時間であるため工業上の利用性は乏しい。熱
分解法は、オゾンを加熱して酸素にする方法であ
る。この方法ではオゾン含有空気を少なくとも
270℃以上に加熱する必要があり加熱に要する運
転費が嵩むのみならず、熱分解後の空気を常温に
冷却するため工程が煩雑になる。吸着分解法は、
オゾンを活性炭に吸着させ吸着したオゾンが活性
炭と反応して炭酸ガスと酸素にする方法である。
この方法ではオゾンと活性炭が急激に反応して爆
発する危険性がある。また、紫外線分解法は分解
力が不十分であるためこの方法を単独で用いても
所望の分解効果を得ることができない。 このように従来のオゾン分解法ではそれぞれ欠
点があるため、オゾンにより空気を殺菌する方法
はほとんど実施されておらず、フイルターによる
雑菌の除去方法が従来から用いられていた。 発明の目的 本発明は従来技術の欠点を解消するものであ
り、従来よりもはるかに簡便かつ迅速にオゾンを
酸素に分解する方法を提供することを目的とす
る。 発明の要点 すなわち本発明は、オゾンを含有する気体に、
放電を起こさせることなくマイクロ波を照射して
オゾンを分解する方法である。 発明の実施態様 以下、添付図面を用い本発明を詳細に説明す
る。第１図は本発明の好適な態様を示す概略系統
図であり、オゾン発生帯域１、混合帯域２、マイ
クロ波照射帯域３、および作業空間４から構成さ
れている。この方法においては、作業空間４内の
空気をブロアーＢにより引き抜いて混合帯域２に
供給しここでオゾン発生帯域１から発生したオゾ
ンと空気とを混合する。オゾン混合空気をマイク
ロ波照射帯域に送りここでオゾンを分解して酸素
にし、得られた無菌空気を作業空間４に循環する
ことにより、作業空間４を無菌的雰囲気とする。 作業空間４は、無菌的雰囲気を必要とする空間
であれば何れの空間であつてもよく、例えば手術
室等のバイオクリーンルーム、病院の待合室、食
品製造工場あるいは製薬工場の建屋等である。第
１図の方法においては作業空間４にオゾンを含有
させることなく作業空間４を無菌的雰囲気とする
ことができるので、手術あるいは病院の待合室等
の人間の存在する空間を好適に無菌的雰囲気とす
ることができる。 作業空間４から引き抜かれた空気を混合帯域２
に送りここでオゾンと混合する。オゾン発生帯域
１は従来のオゾン発生器を用いることができ、例
えば無声電式オゾン発生器あるいはオゾンボンベ
であつてよい。混合帯域２内のオゾン濃度は数十
ppmないし数千ppmであつてよいが特に制限され
ない。混合帯域２においてオゾン混合空気を一定
時間滞留させて空気を殺菌してもよいが、後述す
るようにマイクロ波照射帯域３にてオゾンとマイ
クロ波による相乗効果により顕著な殺菌効果を奏
することから、混合帯域２の滞留時間を非常に短
かくし例えば配管にオゾンを注入する方式を採用
することができる。 混合帯域２から流出したオゾン混合空気をマイ
クロ波照射帯域３に導入し、ここでオゾン混合空
気にマイクロ波を照射する。マイクロ波照射帯域
３は、マイクロ波発生源、およびマイクロ波照射
空間から主として構成されており、オゾン混合空
気はこの照射空間にてマイクロ波照射を受ける。
マイクロ波の周波数は800MPHないし30GPHの範
囲が特に好ましい。マイクロ波照射帯域３におけ
るオゾン混合空気の滞留時間は特に限定されない
が数秒間ないし数分間であることができる。 驚くべきことに、オゾンにマイクロ波を照射す
るとオゾンが分解して酸素になるとともに照射さ
れた空気中の雑菌がほぼ完全に死滅することを本
発明者は見出した。従来、オゾン単独で空気雑菌
を行う場合十分な殺菌を行うためには数字時間程
度空気とオゾンを混合して保持する必要があり、
さらに得られた無菌空気中の残留オゾンを分解除
去しなければならなかつた。本発明の方法によれ
ば、オゾンの分解と殺菌という一見すれば相反す
る効果が同時にかつ非常に短時間で生じることが
見出されたのである。オゾン単独あるいはマイク
ロ波照射単独でほとんど残留効果の期待できない
ほどの短時間の例えば２分間の滞留時間でもオゾ
ンとマイクロ波を同時使用することにより、完全
な空気殺菌を行うことができるのである。この効
果はマイクロ波によりオゾンの分解性が飛躍的に
高まつたためと考えられる。 第２図は本発明の他の態様を示す概略系統図で
ある。この方法は、作業空間４の壁面に付着した
雑菌、作業空間４内に設置された手術台５あるい
はその他の物品表面上の付着した雑菌に対し効果
的に殺菌できる。オゾン発生帯域１からオゾンを
作業空間４に導入して数時間程度放置し表面殺菌
が完結した後、作業空間内のオゾン含有空気をブ
ロアーＢにより引き抜いてマイクロ波照射帯域３
に送りここでオゾンを酸素に分解した後作業空間
４に循環する。 従来、この種の表面雑菌においては主としてホ
ルマリンを使用しているが、ホルマリン殺菌法で
ホルマリンが物品の表面に残留すること等の問題
点があつた。本発明の方法ではオゾンが完全に分
解されて酸素となりオゾンが残留しない。 本発明の方法における化学反応は次のように考
えられる。オゾンの自己分解反応は次式により示
される： O₃→O₂＋（Ｏ） ……(1) O₃＋（Ｏ）→2O₂ ……(2) (1)式により得られる活性酸素（Ｏ）は極めて寿
命が短かいが非常に活性であり他のオゾンO₃と
すみやかに反応して酸素となる。すなわちO₃が
O₂に自己分解するとき、(1)式の反応が律速段階
であると考えられる。オゾンにマイクロ波を照射
するとオゾン分子の運動が活発になり(1)式の反応
が右側に急速に進行すると考えられる。 また活性酸素（Ｏ）は強い酸化作用を示し、有
機物の炭素や水素とより簡単に結びつき、有機物
を一酸化炭素、二酸化炭素および水蒸気に酸化分
解する。ここで有機物を空気中の雑菌と起き換え
て考えると、空気中の雑菌はオゾンの分解によつ
て生じた活性酸素の一部と反応して酸化分解され
て死滅すると考えられる。本発明の方法ではマイ
クロ波の照射により活性酸素が急激に増加して殺
菌速度が飛躍的に促進されたと考えられる。 殺菌すべき流体が空気の場合について今まで説
明してきたが、本発明は空気のみならず窒素等の
他の気体に対しても適用できる。 実施例 １ 無声放電式オゾン発生器によりオゾン濃度
5000ppmのオゾン化空気を250ml／minの流量で
マイクロ波照射装置に導入した。使用したマイク
ロ波照射装置は照射空間２、定格出力500Wで
2450MPHのマイクロ波を発生する。オゾン化空気
の滞留時間は８分であつた。マイクロ波照射装置
から流出する空気中のオゾン濃度を測定した結
果、マイクロ波を照射しないときは4800ppmであ
るのに対し、マイクロ波照射を行うと0.1ppm以
下となることがわかつた。なお、オゾン濃度の測
定は中性ヨウ化カリウム法により行つた。 実施例 ２ 本発明における殺菌効果について検討した。酵
母数1.7×10⁷個／mlの酵母培養液（S.formo−
sensis）を18ml／minの流量で噴霧室内に噴霧し
て酵母含有空気を形成した。この酵母含有空気を
３／minの流量で吸引するとともにこの空気に
オゾンを添加して吸引空気中のオゾン濃度を
300ppmとした。得られたオゾン含有空気を実施
例１と同じマイクロ波照射装置に導入した。マイ
クロ波照射装置での空気の滞留時間は２分間であ
る。マイクロ波照射装置入口および出口の空気中
のオゾン濃度および微生物数を測定した。オゾン
濃度は中性ヨウ化カリウム法により測定した。微
生物数については、ピンホールサンプラーを用い
測定すべき空気30を寒天培地に吹付け、得られ
た培地を31℃で48時間培養して培地表面に出現し
たコロニー数を計測しこれを微生物数とした。入
口側のオゾン濃度は平均300ppmであり、出口側
のオゾン濃度はマイクロ波照射を行なわない場合
280ppm、マイクロ波照射を行うと0.1ppm以下で
あつた。微生物数を第１表に示す。

【表】 本実施例から明らかな通り、オゾン含有空気を
マイクロ波照射するとオゾンは完全に分解すると
ともに空気中の微生物はほぼ完全に死滅すること
がわかる。 本発明の効果 本発明によれば、マイクロ波照射により極めて
短時間でオゾンをほぼ完全に酸素に分解できる。
特に従来の熱分解法あるいは活性炭吸着分解法と
比較して、処理後の冷却工程を必要とせずおよび
爆発等の危険性が全くない。さらに処理すべき流
体が浮遊微生物を含む場合はオゾンの分解ととも
に従来よりも1/100以下と短時間で殺菌を同時に
行うこともできる。また、本発明の方法は操作が
簡便でかつ装置を小型化できる。このため病院の
待合室等の小空間に設置して所望の無菌的雰囲気
を形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の態様を示す概
略系統図である。 １……オゾン発生帯域、２……混合帯域、３…
…マイクロ波照射帯域、４……作業空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ オゾンを含有する気体に、放電を起こさせる
   ことなくマイクロ波を照射してオゾンを分解する
   方法。 ２ 気体が空気である、特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。 ３ 気体が微生物を含有する、特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ４ マイクロ波の周波数が800MPHないし30GPH
   である、特許請求の範囲第１項記載の方法。