JPH09103644A

JPH09103644A - 揮発性有機化合物の処理装置

Info

Publication number: JPH09103644A
Application number: JP7261558A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Okuda; 信康奥田; Takehiko Osawa; 武彦大沢; Toshio Saito; 俊夫斉藤; Takatoshi Ogawa; 孝寿小川; Takeshi Hiromatsu; 猛広松
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 1997-04-22
Anticipated expiration: 2015-10-09
Also published as: JP3679167B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光反応速度が早く、光触媒反応の効率が
良好で、しかも、光触媒活性を有する物質の再生／交換
工程が容易な、揮発性有機化合物の処理装置を提供す
る。【解決手段】揮発性有機化合物の処理装置１０の主要
部をガス吸入口１４とガス排出口１６とを有する反応塔
１２が構成している。反応塔１２上部に一端が接続され
るパイプ１８の他端は、反応塔１２の下端に接続され、
パイプ１８と反応塔１２とで光触媒粉末の循環系を構成
しており、パイプ１８には酸化チタン粉末２０を循環、
散布する粉末移送ポンプ２２が接続されている。反応塔
１２内には、上下に振動して光触媒粉末２０を反応塔１
２内に分散浮遊させる振動分散板２４及び光触媒反応に
必要な光を照射する紫外線ランプ３０が配置されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は揮発性有機化合物の
処理装置に関し、詳しくは光触媒活性による酸化分解作
用を応用した処理効率の良好な揮発性有機化合物の処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】揮発性有機化合物は洗浄液や溶剤として
広い業種で多量に使用されており、大気中及び土壌中に
廃棄されることによる環境汚染が大きな問題となってい
る。

【０００３】揮発性有機化合物の高濃度汚染源として
は、有機溶剤や有機洗浄液を多量に使用する工場、クリ
ーニング店等が挙げられ、十分な処理が行われない場合
には排水や排気によって、その周辺の土壌・地下水・大
気中に広く汚染が広がっている懸念がある。これら揮発
性有機化合物の中には発ガン性を有すると示唆されるも
のもあり、健康被害を含めた重大な影響を及ぼす危険性
があり、これらの有効な処理方法が検討されている。

【０００４】揮発性有機化合物からなる汚染物質を浄化
するための処理方法として、現在、以下の方法が知られ
ている。

【０００５】例えば、曝気による大気放散法がある。こ
れは低濃度の有機化合物を含む気体を直接大気中に放散
し、大気中での希釈を期待する方法であり、本質的な除
去方法とはいえない。

【０００６】また、有機化合物を含む気体を活性炭で処
理する活性炭吸着法があり、この方法によれば目的とす
る有機化合物をほぼ検出限界以下にまで気体中から除去
できるが、吸着限界を超えると活性炭の交換が必要とな
る。また、有機化合物を吸着した活性炭そのものを処理
する必要があり、活性炭を再生するにあたり排出される
高濃度の有機化合物を含んだ廃液の処理が必要となる。

【０００７】さらに、有機化合物そのものを分解処理す
る方法として、触媒熱分解方法がある。この方法によれ
ば２次汚染の懸念はないが、例えば、トリクロロエチレ
ン（以下、ＴＣＥと称する）を処理する場合、２００〜
４００℃の高温で触媒酸化するものであり、大規模な設
備が必要で、且つ、消費されるエネルギー量も莫大であ
る。

【０００８】また、有機化合物を分解する別の方法とし
て、微生物の働きを利用する方法もあるが、微生物の処
理能力には限界がある。このため、低濃度・広範囲の汚
染に対しては有効であるが、高濃度の有機化合物の処理
には適さない。

【０００９】近年、揮発性有機化合物のうち、特に溶剤
として汎用のＴＣＥ等の揮発性有機塩素化合物が汚染物
質として問題となっている。ＴＣＥを含む土壌・地下水
の浄化方法としては、現在一般的に、曝気による大気放
散法、及び、活性炭吸着法が用いられている。これらの
方法はいずれも、前記と同様の問題がある。

【００１０】一方、酸化チタン等の光触媒活性を有する
物質（以下、適宜光触媒と称する）に紫外線を照射する
と強力な酸化能を有するラジカルが生成され、このラジ
カルにより液体及び気体中の被酸化物質が酸化されるこ
とが知られている。

【００１１】この光触媒活性を応用して前記有機化合物
の処理を行うことが提案されており、例えば、特公平４
−５４５１１号には、流体の浄化方法として、酸化チタ
ンを透光性の物質により多孔性の塊状体とし、流体中に
分散させ、紫外線照射により光分解する方法が記載され
ている。この方法によればバインダーにより酸化チタン
を塊状にするため、光触媒反応に係る表面積が減少し、
反応効率が悪いという問題がある。

【００１２】また、酸化チタン微粒子を水中に懸濁させ
て、水中の汚染物質を浄化する方法も提案されている
が、固体−液体反応で反応速度が遅く、さらに、処理後
に粉末と被処理液とを分離する煩雑な固液分離工程を要
し、連続処理には向かない等の問題点がある。

【００１３】この固液分離工程を不要とするため、焼結
やバインダー等により光触媒の固定化膜を生成し、これ
に水溶液中の揮発性有機化合物を接触させ、紫外線照射
により光分解する方法も提案されている。

【００１４】しかしながら、バインダー等を用いる固定
化膜生成法では、反応に有効な光触媒の表面積が減少
し、懸濁法によるよりもさらに反応速度が低下し、有機
化合物の分解除去に時間がかかる。また、連続処理を行
うと、固定化膜表面に排水中に含まれる不純物に由来す
る炭酸カルシウムなどの不溶成分が付着して表面が閉塞
され、光触媒活性が低下する現象がみられる。このた
め、定期的な薬液洗浄等による固定化膜の再生処理や固
定化膜の交換が必要となる等の問題がある。

【００１５】前記水溶液中での反応速度の遅さを改良す
るため、曝気により水中の揮発性有機化合物を気化させ
た後、前記の光触媒固定化膜に接触させ、紫外線照射に
より光分解する方法も提案されている。この方法によれ
ば、反応速度は改善されるものの、前記固定化膜の有す
る問題点、即ち、反応表面積の減少、固定化膜の再生／
交換工程が必要となる等の問題はなお存在することにな
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、前記課題を解決し、反応速度が早く、光触媒反応の
効率が良好で、しかも、光触媒活性を有する物質の再生
／交換工程が容易な、揮発性有機化合物の処理装置を提
供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、揮発性有機化合物を光触媒による固体−気体反
応により連続的に光酸化分解することにより、前記課題
を解決し得ることを見いだし、本発明を完成した。

【００１８】本発明の請求項１に係る揮発性有機化合物
の処理装置は、被処理ガスを供給するガス吸入口と処理
したガスを排出するガス排出口とを有する反応塔と、反
応塔に接続され、且つ、光触媒粉末を循環させて反応塔
内に散布する粉末移送ポンプと、上下に振動可能に反応
塔に支持されると共に、振動して光触媒粉末を反応塔内
に分散浮遊させる振動分散板と、反応塔内の光触媒粉末
に光を照射する光源と、を備えたことを特徴とする。

【００１９】この装置によれば、気相中で紫外線を照射
しながら、ＴＣＥ等の揮発性有機化合物を酸化チタン等
の光触媒粉末と接触、反応させるため、反応速度が速く
高効率的に光酸化分解を行うことができ、さらに、光触
媒を粉末で循環させることにより、連続処理できる構造
としたため、固定化による光触媒活性の低下や固定化膜
の劣化に対する処理工程が不要となり、持続的に高効率
的の処理を行うことができる。

【００２０】本発明の請求項２に係る揮発性有機化合物
の処理装置は、被処理ガスを供給するガス吸入口と処理
したガスを排出するガス排出口とを有する反応塔と、反
応塔に接続され、且つ、光触媒粉末を循環させて反応塔
内に散布する粉末移送ポンプと、散布した光触媒粉末を
担持するグラスファイバー網状体と、反応塔内の光触媒
粉末に光を照射する光源と、を備えたことを特徴とす
る。

【００２１】この装置によれば、前記請求項１記載の処
理方法の特徴に加えて、光照射条件下で光触媒粉末がグ
ラスファイバー表面に付着し、通気、水洗では落ちない
付着強度を示すという機能を活用し、事前に固定化処理
を行うことなく、装置内で光触媒粉末を散布することに
より、装置内のグラスファイバー表面上に光触媒被膜を
形成させることができるため、適宜、新たな触媒に更新
することにより触媒の持つ最大限の光触媒酸化機能を維
持することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

（実施例１）図１は実施例１の揮発性有機化合物の処理
装置１０を示す概略断面図である。

【００２３】図１の揮発性有機化合物の処理装置１０の
主要部を、例えば、内径が５０ｃｍ、高さが２ｍである
反応塔１２が構成している。この反応塔１２は、被処理
ガスを反応塔１２に導入するガス吸入口１４と、処理し
たガスを排出するガス排出口１６とを有している。被処
理ガスは、図１に示すように反応塔１２の下部にあるガ
ス吸入口１４から反応塔１２内に導入され、反応塔１２
に滞留され、処理された後は、反応塔１２上部にあるガ
ス排出口１６から反応塔１２外へ排出される。

【００２４】反応塔１２上部に一端が接続されるパイプ
１８の他端は、この反応塔１２の下端に接続されてお
り、パイプ１８と反応塔１２とで光触媒粉末の循環系を
構成している。このパイプ１８には光触媒粉末である酸
化チタン粉末２０を循環、散布する粉末移送ポンプ２２
が接続されている。粉末移送ポンプ２２は、図示されな
いモータ等の駆動手段及びその制御手段と接続されてい
る。

【００２５】反応塔１２内には、上下に振動可能に反応
塔１２に支持されると共に、振動して光触媒粉末２０を
反応塔１２内に分散浮遊させる振動分散板２４が配置さ
れている。分散振動板２４は、図示されないモーター及
びクランクなど公知の駆動手段によって、適宜、上下方
向に振動される。分散振動板２４は前記駆動手段からの
振動を伝達する振動棒２６に金網２８が固着されて構成
される。

【００２６】分散振動板２４の振動数は１００〜１００
０ｒｐｍ（回／ｍｉｎ）の範囲で運転することが好まし
い。通常は１５０〜３００ｒｐｍ（回／ｍｉｎ）程度で
十分分散が行われるが、酸化チタン粒子に凝集が生じて
金網２８に目詰まりが生ずる場合には、振動回数を増や
すこともできる。

【００２７】図２は、金網２８を示す正面図である。振
動分散板２４に固着された金網２８は、反応塔１２の内
径よりも小さい直径を有しており、中心は振動棒２６に
固着され、周辺近傍には紫外線ランプ３０及びその保持
部が貫通可能なサイズの開口部３２が設けられている。

【００２８】金網２８のメッシュのサイズは酸化チタン
粉末２０の粒径及び分散効率の観点から適宜選択するこ
とができる。また、金網２８の配置数は反応塔１２の大
きさ及び分散効率の観点から、適宜選択することができ
る。

【００２９】反応塔１２内の外周に沿って、光触媒反応
に必要な光を照射する光源である紫外線ランプ（ブラッ
クライト）３０が配置されている。

【００３０】反応塔１２下部には、落下した酸化チタン
粉末２０を回収、備蓄するホッパー３４を有する粉末回
収室３６が配置されている。ここで回収された酸化チタ
ン粉末２０は反応塔１２に接続された粉末移送ポンプ２
２によって、パイプ１８を経て反応塔１２頂部へ循環さ
れ、散布される。

【００３１】処理装置１０で処理される揮発性有機化合
物は、予め、真空抽出、曝気（エアレーション）、吸引
等の方法により気化されて被処理ガスとされる。

【００３２】また、処理装置１０で処理されたガスは、
ガス排出口１６に配置されたフィルター（図示せず）に
よって酸化チタン粉末２０と分離されて、反応塔１２外
へ排出される。

【００３３】ＴＣＥを例に挙げれば、酸素、水の存在下
で紫外線を照射された酸化チタン表面で下記式１に示す
ように二酸化炭素と塩化水素に分解される。

【００３４】ＣＨＣｌ₃＋１／２Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋３ＨＣｌ（酸化チタン＋紫外線照射の条件下）…（式１）上記反応進行の条件として、酸素は常温常圧の大気中に
存在する量で、水は常温で飽和水蒸気圧程度で十分であ
ることが確認されており、揮発性有機化合物を大気で曝
気気化させる場合には特別な操作は不要である。ただ
し、真空抽出法等で気化させる場合等、導入ガス中の酸
素濃度が著しく低い場合には、大気を混合し被処理ガス
中の酸素濃度が１０％以上となるように調整を行うこと
が、反応効率上好ましい。

【００３５】ＴＣＥは前記式１に示す如く、処理された
ガス中に塩化水素が存在するため、処理されたガスをそ
のまま大気中へ放出することは環境上好ましくない。従
って、ガス排出口１６に接続する脱塩化水素装置３８を
設け、塩化水素を除去する必要がある。

【００３６】脱塩化水素装置３８は、水を満たした反応
槽３８Ａと、処理されるガスを反応槽底部から水中へ放
出するための細孔を有するパイプ３８Ｂとからなる。反
応塔１２から排出された塩化水素を含む処理後のガス
は、ガス排出口１６に接続する脱塩化水素装置３８の反
応槽３８Ａ底部に設けられたパイプ３８Ｂへ導入され、
パイプ３８Ｂの細孔から水中へ放出される。ここで水溶
性の高い塩化水素（ＨＣｌ）は水中に溶解し、二酸化炭
素（ＣＯ₂）は気体の状態でのこる。

【００３７】このＣＯ₂を主成分とする排気は大気へそ
のまま放出することができる。また、ＨＣｌを含む排水
は、ｐＨ調整槽（図示せず）でｐＨ調整し、中性域とし
た後、放流することができる。

【００３８】この処理装置１０においては、光触媒とし
て酸化チタン粉末２０を使用しているが、光触媒はこれ
に制限されるものなく、例えば、特公平２−９８５０号
の記載の如き光触媒活性を有する物質として公知の物質
を任意に使用することができる。光触媒のなかでも、酸
化チタン、酸化鉄、酸化タングステン、酸化亜鉛、チタ
ン酸ストロンチウム等が代表的なものとして広く知られ
ており、これらのうち、光触媒活性効果、安全性及びコ
ストの観点からは、本実施例１に使用される酸化チタン
が好ましい。

【００３９】また、これら光触媒の光触媒活性を向上さ
せるために、これらと共存して、光触媒反応において還
元反応サイトになりうる金属、例えば、白金、金、パラ
ジウム、銀、銅、ニッケル、コバルトからなる群から選
択される金属を併用することもできる。これらのうち、
効果の点からは白金、金、パラジウム、銀が好ましく、
加工の容易さ、コストの観点からパラジウムが特に好ま
しい。

【００４０】酸化チタン粉末２０の粒径は、特に制限は
ないが、分散性及び反応性の観点から０．１〜１０μｍ
程度であることが好ましい。

【００４１】また、光触媒反応に必要な光を照射する光
源である紫外線ランプ（ブラックライト）３０の光量
は、光触媒表面で０．１ｍＷ／ｃｍ²以上（波長３８０
ｎｍの場合）であることが好ましい。

【００４２】本実施例においては、振動分散板２４は、
駆動手段からの振動を伝達する振動棒２６に金網２８が
固着されて構成されており、各々の振動分散板２４の振
動周期は一致している。この態様によれば反応塔１２内
に存在する駆動部分及び伝達部分が少ないという利点が
あるが、反応性の点からは各振動分散板２４の振動周期
は必ずしも一致しなくてもよく、複数の振動棒２６に固
着されるような態様であっても、他の機械的、又は電磁
気的な方法により各振動分散板２４が独立に振動される
ものであってもよい。

【００４３】酸化チタン粉末２０の振動分散の方法とし
て、本発明は振動分散板２４の振動による方法と採用し
ているが、他の分散方法を排除するものではなく、例え
ば、気体ガスの流量を上げてガス流体により分散する方
法、超音波により分散する方法等も適用することができ
る。分散効率からは、前記振動分散板２４によるものが
好ましいが、その他の手段も反応条件によって単独で、
又は、併用により適用することができる。

【００４４】処理装置１０の主要部を構成する反応塔１
２の大きさは、導入ガス中のＴＣＥ濃度および目標除去
率、紫外線ランプの強度等により適宜選択することがで
きる。例えば、処理される揮発性有機化合物の濃度が高
い場合には、反応塔１２の容積を小さくする、又は、酸
化チタン粉末２０の使用量を増加する、紫外線ランプ３
０の強度、配置数を増加する、反応塔１２内への被処理
ガスの滞留時間を長くするなどにより、目的とする反応
効率を得ることができる。

【００４５】本実施例１の処理装置１０の場合、流入Ｔ
ＣＥ濃度が１００ｐｐｍであり、被処理ガスの反応塔１
２内滞留時間１５分で、処理能力は１時間当たり１．５
ｍ³であった。（実施例２）図３は実施例２の揮発性有機塩素化合物の
処理装置４０を示す概略断面図である。この実施例２で
は、反応塔１２内に設置したグラスファイバー網状体４
２のグラスファイバー４４上に光触媒被膜を付着形成さ
せる方式をとっている。

【００４６】揮発性有機化合物の被処理ガスを導入する
ガス吸入口１４など、処理装置４０の主要部を構成する
反応塔１２、光触媒反応を生起させる光源である紫外線
ランプ３０、酸化チタン粉末２０の循環系を構成する粉
末移送ポンプ２２とパイプ１８などは、前記実施例１の
処理装置１０と同様であり、処理対象ガスをＴＣＥとし
た場合の被処理ガスの条件や処理されたガスの後処理方
法（脱塩化水素処理）も、実施例１と同様である。

【００４７】実施例２の処理装置４０においては、例え
ば、内径を４０ｃｍ、高さを２ｍとした反応塔１２内部
に、グラスファイバー４４を網状に枠に固定したグラス
ファイバー網状体４２を複数段備えている。

【００４８】グラスファイバー網状体４２は、図４にて
正面図を示すように、細径のグラスファイバー４４を等
間隔で格子状に枠４６に固定して構成される。枠４６の
周囲には、紫外線ランプ３０及びその保持部が貫通可能
なサイズの開口部４８が設けられている。

【００４９】このグラスファイバー４４上に光触媒粉末
２０を担持させて用いるものであり、このため、反応効
率の観点からは、グラスファイバー網状体４２の構成
は、有効比表面積が５０〜１００ｍ²／ｍ³となるよう
に適当なグラスファイバー４４の径及び配置間隔を設定
することが好ましい。ここで有効比表面積とは、塔容積
当たりの光触媒が固定化しうるグラスファイバー４４の
表面積を示す。

【００５０】有効比表面積を１００ｍ²／ｍ³とした実
施例２の処理装置４０の場合は、直径２ｍｍのグラスフ
ァイバー４４を５ｍｍピッチの格子状として枠４６に固
定したグラスファイバー網状体４２が、垂直方向に１
２．５ｍｍ間隔で配置されており、塔内実容積は総容積
の９０％となる。

【００５１】酸化チタン粉末２０がグラスファイバー４
４上に付着担持される原理は、光照射により酸化チタン
粉末２０が分極を起こし、グラスファイバー４４表面に
静電気が発生することによる。

【００５２】グラスファイバー４４上に静電的に付着す
ることにより形成された酸化チタンの薄い被膜は、水洗
や通気によっては剥離せず、しかも、十分な光触媒活性
を有することが確認されている。

【００５３】また、酸化チタン粉末２０の使用密度は、
処理される物質の濃度などの条件により異なるが、通常
は、１００ｍｇ／ｍ²以上であることが好ましく、本実
施例２においては、比表面積を１００ｍ²／ｍ³として
いるため、光触媒密度は１０ｇ／ｍ³以上となる。

【００５４】グラスファイバー４４表面に酸化チタン被
膜を形成させる方法としては、被処理ガスを塔内に充填
し、紫外線照射条件下で反応塔１２頂部より乾燥した酸
化チタン粉末２０を散布する方法が挙げられる。散布
後、１０分程度紫外線を照射することにより、グラスフ
ァイバー４４表面に酸化チタン被膜が形成される。

【００５５】グラスファイバー４４表面で酸化チタン粉
末２０が凝集をおこして十分に分散せず、グラスファイ
バー４４表面に酸化チタンの均一な被膜が形成されない
場合は、グラスファイバー網状構造体４２を振動させな
がら粉末２０を供給することが好ましい。この場合は、
実施例１の処理装置１０で振動分散板２４を駆動させた
のと同様の駆動手段をグラスファイバー網状構造体４２
にも適用することができる。

【００５６】また、酸化チタン被膜を形成させる別の方
法としては、被処理ガスを反応塔１２内に充填し、紫外
線照射条件下で酸化チタンスラリー（酸化チタン粉末２
０を１０〜２０ｇ／リットルの濃度で水に分散させたもの）
を反応塔１２頂部から連続的に噴霧する方法が挙げられ
る。５分程度連続噴霧した後、スラリーの供給を止め、
２０〜３０分程度紫外線ランプ３０を照射し、酸化チタ
ン粉末２０に付着している水分を蒸発させ、グラスファ
イバー４４表面に酸化チタン被膜を形成する。

【００５７】グラスファイバー４４表面に形成された酸
化チタン被膜は、汚れの付着等により経時的に光触媒活
性が低下するため、導入ガスの汚れ成分の濃度に応じて
適宜、上記の被膜形成方法を繰り返して行い、酸化チタ
ン粉末２０を再固定することが好ましい。再固定を行う
際に、付着していた酸化チタン被膜は、一部が再固定処
理時にかかる応力によって剥離するが、大部分はグラス
ファイバー４４上に残存し、その上に酸化チタン粉末２
０がさらに付着して新しい被膜を形成する。このため、
グラスファイバー４４等の担持体上には一定の膜厚で酸
化チタンが維持されることになる。

【００５８】通常の運転では、酸化チタン粉末２０の散
布は、１回／１００時間程度の頻度で十分である。この
方法によれば、焼結等によって形成された固定化膜に比
較してメンテナンスを簡単に行うことができるため、煩
雑な工程を必要とせず高い光触媒活性効果を維持させる
ことができる。

【００５９】実施例２での処理装置４０においては、流
入ＴＣＥ濃度が１００ｐｐｍであり、被処理ガスの反応
塔１２内滞留時間１５分で処理能力は１時間当たり１ｍ
³であった。

【００６０】本実施例２の処理装置４０では、グラスフ
ァイバー構造体４２を充填しているため、紫外線ランプ
３０からの光の減衰が大きくなることから、実施例１の
処理装置１０に比べて、反応塔１２内径を小さく設定し
ているが、反応塔１２の中心部でも紫外線強度があがる
ように、紫外線ランプ３０の本数や配置方法、グラスフ
ァイバー４４の材質、サイズ、配置間隔を変更すれば、
反応塔１２内径をより大きくすることが可能である。

【００６１】また、グラスファイバー４４の代わりに、
光透過性であり、光触媒反応によって劣化せず、且つ、
耐酸化性であって加工しやすい他の物質を酸化チタン粉
末２０の担持体として使用することもできる。耐久性及
びファイバー状に加工して表面積を大きくとりうる観点
からは、本実施例のグラスファイバーが最適であるが、
一定期間をおいて担持体そのものを交換するタイプの処
理装置や処理対象物の物性等の条件に適合する場合、例
えば、金属、樹脂、カーボン等をファイバー状に加工し
たものも用いることができる。（実験例１）前記実施例２の処理装置４０を用いて、Ｔ
ＣＥを処理し、ＴＣＥ濃度をＦＩＤ（水素炎イオン化検
出器）にて経時的に測定した結果を図５のグラフに示
す。ＴＣＥ初期濃度を１００ｍｇ／リットルとした。この時
の被処理ガス中の酸素濃度は２０％、水分含有量は０．
０３ｍｇ／ｍｌであり、酸化チタン粉末２０は平均粒径
１μｍの乾燥粉末を用いた。照射光は晴天時の太陽光を
想定し、３６０ｎｍの波長で５ｍＷ／ｃｍ²を照射し、
光源としては１５Ｗの紫外線ランプ３０を６本を用い
た。光触媒比表面積は１ｍ²／ｍ³とした。

【００６２】グラフに明らかなように、ＴＣＥ分解処理
は迅速に行われ、最初の５分間で８０％以上が処理され
ており、１５分後に残留したＴＣＥは０．２ｍｇ／リットル
であり、９９％以上が分解されたことが明らかとなっ
た。

【００６３】前記各実施例の特徴について述べれば、実
施例１では酸化チタンを粉末２０で用いるため、処理運
転中に移送ポンプ２２による酸化チタン粉末２０の連続
供給と振動分散板２４による拡散が必要であるが、紫外
線の到達距離が長く、処理前操作が不要である。

【００６４】実施例２ではグラスファイバー４４上に酸
化チタン粉末２０を固定化し用いるため、固定化の操作
（分散、紫外線照射）が必要であり、また、反応塔１２
内にグラスファイバー網状体４２が存在するため、紫外
線到達距離が実施例１の処理装置１０より短くなるが、
処理運転中の操作が少なく、粉末移送ポンプ２２の使用
頻度が少なくてすむ。

【００６５】処理装置の適用される揮発性有機化合物の
種類、濃度、要求される処理速度、用いる環境によって
好適な態様を選択することができる。また、前記各実施
例においては、いずれも、高濃度のＴＣＥの処理を目的
とするため、グラスファイバー４４の密度や酸化チタン
粉末２０の使用量が高くなっているが、被処理有機化合
物のガス濃度が低濃度であれば、酸化チタン粉末２０の
濃度（使用量）や紫外線ランプ３０の強度、本数及び反
応塔１２内の被処理ガスの滞留時間などを、さらに小さ
くすることができる。

【００６６】高濃度のＴＣＥを処理する場合には、前記
したように反応塔１２中に高濃度の塩化水素ガスが発生
するため、副生成物として他の塩素化合物を生成した
り、処理装置１０、４０内の腐食を促進させる原因とな
る。従って、ＴＣＥ等の塩素を含む有機化合物を処理す
る場合には、処理装置１０、４０の材料を耐酸性とする
ことが必要である。

【００６７】さらに、反応塔１２内に発生した塩化水素
ガスの吸収するため、反応塔１２内に間欠的に水を噴霧
する装置を追加することも有効である。水を散布する
際、酸化チタン粉末２０表面に水の被膜ができると反応
速度が低下するため、例えば、反応塔１２内を断面方向
に複数のゾーンに分けて、反応塔１２頂部より、各ゾー
ン毎に間欠的に水を散布することが好ましい。

【００６８】水散布したゾーンにおける酸化チタン粉末
２０は、一時的に反応速度が低下するが、経時的に紫外
線の照射により乾燥される。その時点でも他のゾーンの
酸化チタン粉末２０は水の影響がなく、高い反応効率で
処理が連続的に行われ、全体としては水散布による影響
を低レベルに抑えることができる。各ゾーンへの水散布
時間、散布の間隔は塩化水素濃度に応じて設定する。ま
た、水散布により副生成物の生成等を抑えることもでき
る。

【００６９】ここで用いられた塩化水素を溶解した処理
水は、酸化チタン粉末２０を混合したまま循環利用し、
ｐＨが２以下程度に高くなった場合、粉体を分離して上
澄み液をｐＨ調整して再利用してもよく、また、前記脱
塩化水素装置３８からの排水を処理するｐＨ調整層に移
送して同時に処理してもよい。

【００７０】本発明の処理装置は、光触媒粉末を気相反
応で利用することにより、光触媒の有する能力を最大限
に生かすことができる。これらの装置によれば、前記各
実施例にも明らかなように、例えば、ＴＣＥを対象とし
た場合、導入ガス濃度１００ｐｐｍの高濃度でも、１５
分の接触時間で９９％以上を炭酸ガスと塩化水素に分解
することができ、非常に高効率な処理を行いうるもので
ある。他の揮発性有機化合物についても、酸化により分
解するものであれば何れの化合物にも、同様に効率的な
処理装置として使用することが可能である。

【００７１】本発明の処理装置は、揮発性有機化合物の
発生及び／又は存在する全ての分野で利用することがで
きる。本発明の処理装置は、前記の如く構造が簡単であ
り、廃棄物の問題もないことから、小規模から大規模処
理まで自由に装置設計をすることができ、応用の範囲は
広い。

【００７２】具体的な適用分野としては、例えば、土壌
浄化、水質浄化、大気浄化などを目的とする環境浄化装
置や工場並びにクリーニング店の如き小規模事業所にお
ける排水、排気の処理装置等を挙げることができる。

【００７３】

【発明の効果】本発明の揮発性有機化合物の処理装置
は、光触媒活性を有する物質の再生／交換が不要で、光
触媒反応の効率が良好であり、揮発性有機化合物を分解
する処理速度が早いという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の揮発性有機化合物処理装置を示す概
略断面図である。

【図２】実施例１の揮発性有機化合物処理装置に用いら
れる分散振動板に固着された金網を示す正面図である。

【図３】実施例２の揮発性有機化合物の処理装置を示す
概略断面図である。

【図４】実施例２の揮発性有機化合物処理装置に用いら
れるグラスファイバー網状体を示す正面図である。

【図５】実施例２の揮発性有機化合物処理装置でＴＣＥ
を処理した場合のＴＣＥガス濃度の変化を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１０揮発性有機化合物の処理装置１２反応塔１８粉末移送ポンプ２２分散振動板４０揮発性有機化合物の処理装置４２グラスファイバー網状体４４グラスファイバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小川孝寿千葉県印旛郡印西町大塚１丁目５番株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者広松猛千葉県印旛郡印西町大塚１丁目５番株式会社竹中工務店技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理ガスを供給するガス吸入口と処理し
たガスを排出するガス排出口とを有する反応塔と、反応塔に接続され、且つ、光触媒粉末を循環させて反応
塔内に散布する粉末移送ポンプと、上下に振動可能に反応塔に支持されると共に、振動して
光触媒粉末を塔内に分散浮遊させる振動分散板と、反応塔内の光触媒粉末に光を照射する光源と、を備えたことを特徴とする揮発性有機化合物の処理装
置。
【請求項２】被処理ガスを供給するガス吸入口と処理し
たガスを排出するガス排出口とを有する反応塔と、反応塔に接続され、且つ、光触媒粉末を循環させて反応
塔内に散布する粉末移送ポンプと、散布した光触媒粉末を担持するグラスファイバー網状体
と、反応塔内の光触媒粉末に光を照射する光源と、を備えたことを特徴とする揮発性有機化合物の処理装
置。