JPS6393327A

JPS6393327A - 廃オゾンの処理方法

Info

Publication number: JPS6393327A
Application number: JP61237099A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Fujii; 敏昭藤井
Original assignee: Ebara Research Co Ltd
Current assignee: Ebara Research Co Ltd
Priority date: 1986-10-07
Filing date: 1986-10-07
Publication date: 1988-04-23
Also published as: JPH0257976B2

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、廃オゾンの処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕及び〔発明が解決しようとする問題点〕オゾン（Ｏｌ）は、その殺菌力や酸化力が強いことから
、広い分野で利用されている。

例えば、排水の高次処理などの水処理への利用、居住域
や生産工程での脱臭への利用、食品の貯蔵や医療分野へ
の利用がある。第１表にＯ３の用途しかしながら、一方
ではＯ３を利用後の未反応０３の放出（反応しないで流
出するＯ２．廃Ｏｚ）に伴う問題があるＯ０３は、低濃
度でも毒性が強く、公害問題をひき起こす原因となる恐
れがあるので、廃０．の完全かつ高効率な処理が望まれ
ている。

廃０３の濃度は、一般に数ｐｐｍ〜数百ｐｐｍ程度であ
る（分野、用途で異なる）が、大気へ排出するときの濃
度が０．１　ｐｐ−以下になる様、処理を行なう必要が
ある。したがって、例えば１００１００ｐｐを０．１　
ｐｐｍ＋以下にするには９９．９％以上の処理効率（高
効率な処理）が必要である。

また廃Ｏ１は、前述の例の様な０．の利用における未反
応０３の放出の他に、例えば、複写機から発生するＯ、
、？ｉ！子線加速器の利用等において発生するＯｌがあ
り、同様に廃０．による問題がある。

ところで、従来のＯ１処理法として活性炭法。

触媒法、薬液洗浄法、熱分解法などが知られているが、
夫々次の様な欠点がある。

■　活性炭法ｉ０ｓと活性炭が反応し、ＣＯやＣＯ。

を生成し活性炭が消耗する０反応が発熱反応であるため
、使用を誤ると火災や爆発の恐れがある。このため、運
転操作の管理を十分に行なう必要がある。また圧損が高
く、ランニングコストが比較的高い。

■　触媒法；間欠的な使用では効果が低い場合がある。

■　薬液洗浄法；薬則費が高価である。湿式法であるた
め、スクラバーを必要とし、装置が比較的大型化し、ま
た、廃液処理が必要である。

■　熱分解法；３５０℃以上を必要とするため経済性及
びコンパクト化の点で好ましくない。

また、間欠的な使用には不向きである。

さらに、これらΦ〜■の方法では、比較的高濃度のＯｌ
の処理は比較的高効率で行なえるが、低２４度（例、数
ｐｐｍ以下）の場合には処理効率が低いという問題点も
あった。

本発明者は上記従来の要求、従来法の欠点に鑑みイオン
交換繊維を用いることで廃Ｏｓ、特に、低濃度の廃Ｏ１
を高効率に処理する方法、及び必要により（廃Ｏ３の排
出源１種類等により）上記従来のＯ３処理法と組合せて
処理を行ない、多種多様な発生源からの廃Ｏ３の処理を
実用上一層効果的に行なう方法を、特願昭６１−１９２
１３４号明細書において提案した。

しかしながら、上記提案の方法ではイオン交換繊維の、
主として吸着作用を利用するものであるため使用により
イオン交換繊維がオゾンで飽和し、オゾン除去能力を失
うに至るので、適宜に新品と交換しなければならない問
題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解消するため、前記イオン交換
繊維等の捕集剤によりオゾンを捕集除去すると共に、該
捕集剤に紫外線を照射し、捕集されたオゾンを分解して
該捕集剤のオゾン捕集能力を維持または回復するように
したものである。

すなわち本発明は、天然繊維または人造繊維にイオン交
換体を支持させたイオン交換繊維、活性炭のいずれか少
なくとも一方からなるオゾン捕集剤にオゾン含有ガスを
接触させると共に、該オゾン捕集剤に紫外線照射を行な
い、捕集されたオゾンを分解処理することを特徴とする
廃オゾンの処理方法である。

また本発明はオゾン含有ガスを、オゾン分解触媒による
接触分解処理、活性炭による吸着分解処理、加熱による
熱分解処理、薬液による吸収処理のいずれか少なくとも
一つの処理を行なったのち、天然繊維または人造繊維に
イオン交換体を支持させたイオン交換繊維、活性炭のい
ずれか少なくとも一方からなるオゾン捕集剤にオゾン含
有ガスを接触させると共に、該オゾン捕集剤に紫外線照
射を行ない、捕集されたオゾンを分解処理することを特
徴とする廃オゾンの処理方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

まず、イオン交換繊維について説明すると、これは天然
繊維もしくは人造繊維（化学繊維もしくは合成繊維）ま
たは、これらの混紡糸もしくは混合糸等の支持体に陽イ
オン交換体及び／又は陰イオン交換体を支持させたもの
であり、その方法としては繊維状の支持体に直接支持さ
せてもよく、織物状、編物状または植毛状の形態にした
のち、これに支持させることもできる。いずれにしても
最終的にイオン交換体を支持した繊維となっていればよ
い。

前記天然繊維としては羊毛、絹等が、また、化学繊維と
してはレーヨンまたはアセテートが適用でき、合成繊維
としては炭化水素系重合体を素材とするもの、含フツ素
系重合体を素材とするもの、あるいはポリビニルアルコ
ール、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリロニトリ
ル、セルロース、酢酸セルロースなどが適用できる。

前記炭化水素系重合体としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブチレン、ポリブテン、ポリスチレン、
ポリα−メチルスチレン、ポリビニルシクロヘキサン、
ポリビニルアルコール、ポリアミド、セルロース、酢酸
セルロース、ポリエステル、アクリル、ポリウレタン等
の脂肪族系、芳香族系もしくは脂環式系の重合体または
それらの共重合体が用いられる。

また、前記含フツ素系重合体としては、ポリ四フッ化エ
チレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレ７−Ｂフフ化エ
チレン共重合体、四フッ化エチレンー六フフ化プロピレ
ン共重合体、フン化ビニリデン−六フッ化プロピレン共
重合体等が用いられる。

更に羊毛、絹、木綿、麻等、天然物を原料とした繊維を
用いることもできる。

また、上記原料を混合使用したものも用いられる。

これらの素材すなわち前記支持体は、空隙性材料として
用いられるものであり、前記支持体としては容易にグラ
フト化が行え、耐０．性が良く、機械的強度が大で、安
価な材料が好ましく装置の形状、経済性、効果等を考慮
して適宜に選択出来る。

イオン交換繊維を０１除去装置に組み込む際の形態とし
ては、例えば不織布状、織物状、編物状又は繊維状等が
適宜用いられ、Ｏ１除去効果、経済等を考慮して適宜法
めることが出来る。

なお、前記「繊維状」とは、イオン交換繊維そのままの
糸の状態を意味するもので、フィラメント（長繊維のも
の）、スフのいずれの形態でも適用できる。また、織物
等の場合は、これを支持体が異なる複数種類のイオン交
換繊維により構成することもでき、例えば、複数種類の
イオン交換繊維による混紡糸を使用したり、交織して構
成することも可能である。

イオン交換繊維は、アニオン交換繊維の方がカチオン交
換繊維に比べＯ２処理に効果的であるが、実用上はＯｌ
に他の臭気性成分等の汚染物質が同伴する場合が多いの
で、アニオン交換繊維、カチオン交換繊維のいずれも脱
臭用として兼用することが出来る０例えば、前者は酸性
ガス（例、　Ｈｉｓ。

Ｓ（ｈ　）の、後者はアルカリ性ガス（例、　Ｎ）１．
　）の１ｉＩｉ集、除去にそれぞれ効果的である。

次に、前記イオン交換体としては、特に限定されること
なく種々の陽イオン交換体または陰イオン交換体が使用
できる。

例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リンｉ！１２
基、フェノール性水酸基などの陽イオン交換基含有体、
第一級〜第三級アミノ基、第四アンモニウム基、スルホ
ニウム基、ホスホニウム基などの・陰イオン交換基含有
体、あるいは上記陽及び陰画者のイオン交換基を含有す
る重合型又は縮合型で、均質型又は不均質型のイオン交
換体が挙げられる。

これらの代表例としては、フェノールスルホン酸ソーダ
とアルデヒド又はケトン類との縮合ポリマー；芳香族ア
ミンとアルデヒド又はケトンとの縮合ポリマー；アクリ
ル酸、メタクリル酸、ビニルベンゼンスルホン酸、スチ
レン、ａｒ−ハロメチルスチレン、アシルオキシスチレ
ン、ヒドロキシスチレン、アミノスチレン、ビニルピリ
ジン、２−メチル−５−ビニルピリジン、２−メチル−
５−ビニルイミダゾール、アクリロニトリル、硫酸、ク
ロロスルホン酸、スルホン酸などの陽又は陰イオン交換
基又はこれに転換し得る基を存するモノマーの重合体が
ある。また上記モノマーとジビニルベンゼン、トリビニ
ルベンゼン、ブタジェン、エチレングリコール、ジビニ
ルエーテル、エチレングリコールジメタクリレートなど
の２個以上の２重結合を有するモノマーとの共重合体、
又はポリエチレン、ポリビニルフルオロカーボンエーテ
ル、ポリテトラフルオロエチレンにスチレンをグラフト
重合したポリマー等に、それぞれ必要に応じて陽及び／
又は陰のイオン交換基を導入するか、又はイオン交換基
に転換してなるイオン交換体などがある。

次に、支持体にイオン交換体を支持させる方法としては
、例えば、支持体に紫外線又はα線、β線、電子線、γ
線などの電離性放射線を照射し、または酸素、オゾン、
クロルスルホン酸、過酸化水素、過酸化ペンゾイール、
過酢酸などの酸化剤を用いて処理し、イオン交換体を形
成するモノマーをグラフト化し、これを支持させる方法
がある。

具体的には例えば、ポリエチレンに放射線を照射し、ヒ
ドロキシスチレンモノマーとイソプレンを含む溶液に浸
漬し、グラフト重合を行ない、反応後、四級アミノ化を
行なうことでイオン交換繊維が得られる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、図面は、
従来のオゾン分解触媒による一次処理と、本発明に係る
イオン交換繊維を充填して形成した充填体（以下、イオ
ン交換フィルターという）による二次処理とを併用した
場合のフローシートである。

すなわち、１は下水処理における０３反応装置（図示せ
ず）から放出される廃Ｏ１であり、比較的高濃度の廃Ｏ
ｓ　　１はオゾン分解触媒を充填して形成した反応器で
ある触媒充填部２で比較的低濃度まで分解され、次いで
イオン交換フィルター３で処理され、極低濃度（０，１
ｐｐｍ以下）の処理ガス４となり排出される。

前記分解触媒としては通常Ｍｎ０ｚ、　Ｃｏ酸化物添加
Ｍｎ０ｚ、　Ｆｅｄ、　ＮｉＯなどの金属酸化物の触媒
、Ａｇ、ＰＬ。

Ｐｄなどの貴金属をＳｉＯ□やγ−アルミナなどに担持
させた触媒、又は半導体材料等にＡｇ、Ｐｔ、Ｐｄなど
の貴金属を添加し、光照射を行なう光触媒が用いられる
。この実施例の触媒は、Ｇｏ酸化物添加のＨｎＯｔであ
る。触媒充填部２は、ここにおけるＯ５分解率が通常９
０〜９９％程度になるように使用される。すなわち、触
媒充填部２では、０．濃度数ｐｐｍ〜数千ｐｐｍ　、通
常数十ρｐＩｍ〜数百ｐｐｍの廃Ｏ１が濃度１〜数十ｐ
ｐｍ程度になるまで処理される。

次いで廃０．ｌは、イオン交換フィルター３により濃度
ｌ〜数十ρｐａｗ程度から０．１　ｐｐｍ以下、通常０
．Ｏ５ｐｐｍ以下まで処理される。

イオン交換フィルター３には、適宜時期に、すなわち廃
０．の処理の間、連続的に又はフィルターがほぼ０．で
飽和したときを見計らって間欠的に紫外線ランプ（図示
せず）等の紫外線源から紫外線が照射され、イオン交換
フィルター３に捕集されたＯｌが分解処理される。

紫外線源としては、イオン交換フィルター３に捕集され
た０、が分解できる紫外線を放出するものであれば良い
。また、通常紫外線としては、波長が１５０ｒｖ〜３０
０ｎ＋ｉのもの、例えば２５４ｎ１ｍ付近の紫外線が好
ましい、なお、３００ｎｍより短波長のうち０．を生成
する波長、例えば１８５ｎｍ付近の紫外線は使用しない
のが好ましい、紫外線に０３を生成する波長のものが含
まれる場合は、周知の方法により、不要な波長のものを
除去して用いることが出来る６例えば、紫外線除去用の
フィルターに通して除去すればよい、また、前記紫外線
ランプとしては、低圧水銀ランプや中〜高圧水銀ランプ
、重水素ランプが適用できる。

イオン交換フィルター３におけるイオン交換繊維の充填
量や充填比率、イオン交換繊維の形態等は除去対象物質
（０，が単独か、又はＯｌと臭気性成分か）の濃度や濃
度比率、充填容器の形状。

構造、用途、効果等を考慮して適宜法めれば良い。

実施例では、下水処理場で悪臭物質の除去も兼ねる場合
であるので、イオン交換フィルター３をアニオン交換繊
維とカチオン交換繊維を容積比４：１の割合で充填して
構成しである。

この実施例は、廃Ｏ１の前記−次処理法として触媒法を
用いた場合であり、この−次処理法は、比較的高濃度の
０．が比較的低濃度まで処理される方法であれば良いが
処理効率、コスト操作性。

装置規模等から触媒法または活性炭法が好ましい。

好ましい０．処理方法は、廃Ｏ７が比較的高濃度〜中濃
度の場合は、従来法による一次処理と、イオン交換繊維
及び／又は活性炭で廃０．を除去すると共に、この０．
を紫外線照射により分解処理する方法による二次処理を
併用し、また比較的低濃度の場合は前記二次処理用の方
法単独で行なうのが合理的であるが、廃Ｏ１の発生源の
種類。

規模、共存成分２経済性、効果等を考慮して適宜法める
ことが出来る。

なお、０．捕集用の活性炭はＯｌを捕集できるものであ
れば良く、粒状など通常の形状の他に繊維状や帯状のも
の、さらには周知の方法で製造、加工したものも使用可
能である。

（実験例１）ｆｌ＋　　実験条件後記の手段で製造したイオン交換繊維によるイオン交換
フィルター、または市販の活性炭にオゾン発生器からの
オゾン含有気体（０，濃度１０ｐｐｍ）をＩｌ／ｓｉｐ
で通過させ、イオン交換フィルター、または活性炭に対
する紫外線照射の有り、無しの場合について、それぞれ
長時間運転を行ない、出口オゾン濃度を測定した。

紫外線源；低圧水銀ランプ、ＩＯＷオゾン発生器；放電方式イオン交換フィルターの種類；アニオン交換フィルターイオン交換フィルターの大きさ；１００　＋ｕＸ１００龍×３０ｍ１活性炭；市版の試薬用活性炭、１００　ａｍ　Ｘ　１０
０　＋ｎ×３０１）に充填して使用（２）実験結果以下余白（実験例２）ｆｉ＋　　実験条件実験例１と同様、オゾン発生器からオゾン含有気体（ｏ
：＋？ａ度３５０ｐｐｍ）ｔ−発生ｃ’セ、図面ニ示し
た廃オゾン処理装置に２１　／ｍｉｎで通過させ、イオ
ン交換フィルターに対する紫外線照射の有り、無しの場
合について、それぞれ長時間連続運転を行ない、出口オ
ゾン濃度を測定した。

紫外線源；低圧水銀ランプ、ＩＯＷオゾン発生器；放電方式イオン交換フィルターの種類；アニオン交換フィルター触　　媒；Ｃｏ酸化物添加Ｍｎ０ｚ　（１５０℃）装置
の大きさくｔｍ）　　；２００縦×２００横×２５０高
（２）実験結果以下余白しかして、前記イオン交換繊維の製造法について説明す
ると、以下のとおりである。　　　　　　　　半■　ア
ニオン交換繊維：繊維状のポリプロピレン（直径３０μ
ｍ）に窒素中で電子線２０Ｍｒａｄを　　　Ｓ照射し、
次いでヒドロキシスチレンモノマーとイ　　　ンソプレ
ンを含む溶液に浸漬し、グラフト重合を行　　　丈なっ
た。反応後、四級アミノ化を行ない、アニオ　　　士ン
交換繊維を得た。

■　カチオン交換繊維：繊維状のポリプロビレ　　　２
ン（直径３０μｍ）に窒素中で電子線２０Ｍｒａｄを　
　　２照射し、次いでアクリル酸水溶液に浸漬し、グラ
　　　（］フト重合を行なった０反応後、水酸化ナトリ
ウム？８ｆｊ、で処理を行ない、カチオン交換繊維を得
た。　　　汀〔発明の効果〕　　　　　　　　　　　　
　　　　　　フ１、廃０３を処理するに際し、所定の０
．捕集剤　　　Ｓｌを用いると共に、これに紫外線を照
射することで、　　イ■　廃０３が高効率で長時間安定
して処理出来　　　ブる、　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　ｊ■　排出０．濃度が実質上
無視出来る濃度まで減少出来る、　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　ｉ■　連続使用２間欠使用のいず
れの場合でも間装の効果がある、 ■　０．以外の汚染物質（臭気性成分、例えば０□、　
Ｈｉｓ、　ＮＯｘ、　ＨＣＩ、　ＮＨＯ３１ＮＨ３、各
種溶媒。

ｄ剤頚、悪臭物質（メルカプタン、サルファイド頁、チ
オフェン類）、タール状物質あるいは微粒′Ｆ−）の捕
集、除去も同時に出来る、■　前記○、捕集剤の交換が
不要になる。

：、所定の０３捕集剤に紫外線照射を行なう方法ヒ従来
のオゾン分解触媒等によるＯ１処理法とを手用すること
で、 ■　多種多様な発生源からの廃０．の処理が可壮である
。すなわち、それぞれの長所を生かしたに周上効果的な
処理方法となる。具体的には、前己従来の０３処理法は
、分解反応によるものであしからＯｌが高濃度である程
、効果的である。−ｙ、前記０３捕集剤による方法は吸
着作用が主で５ると考えられるので低濃度程、効果的で
ある。

■　連続運転２間欠運転は勿論、廃０．濃度が１）なり
変動しても実用性の高い処理が出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例を示すフローシートである。１・・・廃Ｏ３，２・・・触媒充填部、３・・・イオン
交換フィルター、４・・・処理ガス。特許出願人　　株式会社荏原総合研究所代理人　弁理士
　　薬　　師　　　　　捻回　　依田孝次部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）天然繊維または人造繊維にイオン交換体を支持さ
せたイオン交換繊維、活性炭のいずれか少なくとも一方
からなるオゾン捕集剤にオゾン含有ガスを接触させると
共に、該オゾン捕集剤に紫外線照射を行ない、捕集され
たオゾンを分解処理することを特徴とする廃オゾンの処
理方法。
（２）前記紫外線照射を、波長が１５０ｎｍ〜３００ｎ
ｍの紫外線を使用して行なう特許請求の範囲第１項記載
の処理方法。
（３）前記イオン交換繊維を織物、編物または不織布に
加工したものに、オゾン含有ガスを接触させる特許請求
の範囲第１項又は第２項記載の処理方法。
（４）前記イオン交換繊維のフィラメントまたはスフを
充填して形成した充填体にオゾン含有ガスを接触させる
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の処理方法。
（５）前記イオン交換繊維として、陰イオン交換体を支
持させたものを使用する特許請求の範囲第１項〜第４項
のいずれか一つの項記載の処理方法。
（６）前記イオン交換繊維は、天然繊維又は人造繊維に
イオン交換体をグラフト重合させたものである特許請求
の範囲第５項記載の処理方法。
（７）オゾン含有ガスを、オゾン分解触媒による接触分
解処理、活性炭による吸着分解処理、加熱による熱分解
処理、薬液による吸収処理のいずれか少なくとも一つの
処理を行なったのち、天然繊維または人造繊維にイオン
交換体を支持させたイオン交換繊維、活性炭のいずれか
少なくとも一方からなるオゾン捕集剤にオゾン含有ガス
を接触させると共に、該オゾン捕集剤に紫外線照射を行
ない、捕集されたオゾンを分解処理することを特徴とす
る廃オゾンの処理方法。