WO2007058285A1 - 流体の浄化方法および浄化装置 - Google Patents

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liquid
nitrous oxide
fluid
container
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PCT/JP2006/322921
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Ryuji Sotoaka
Tomoyuki Azuma
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Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.
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    • Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Definitions

  • the present invention relates to a method for purifying a fluid such as gas or liquid and an apparatus therefor.
  • Fluid is a general term for gases and liquids, and is a substance whose shape can be freely changed. In general, a lot of impurities are mixed in the fluid, causing various adverse effects in each field.
  • gases and liquids contain a large amount of organic substances such as oil and proteins.
  • Organic substances contained in the gas may cause unpleasant odors, and oils contained in the liquid may cause environmental pollution. Therefore, when purifying such a fluid, it is important to decompose and remove organic substances contained in the fluid.
  • a method for purifying organic substances a method of decomposing organic substances by causing an acid-oxidation reaction is known (see Non-Patent Documents 1 and 2).
  • Non-Patent Document 1 Naotoshi Yamanouchi, Mitsuo Takeda, “Nitrous Oxide”, High Pressure Gas, Vol. 13 No. 3 (1976) pl05 ⁇ l l l
  • Non-patent document 2 "Photochemical reaction in the gas phase", edited by The Chemical Society of Japan, Chemical Review, Journal of Inorganic Photochemistry, Publication Center No. 39, (1983)
  • gas purification is currently required in various situations. For example, when circulating air in a building, taking outside air into a room, or releasing air generated by industrial activities to the outside world.
  • Liquid purifiers are similarly required in various situations. For example, when processing to return the used liquid used in various human activities to the natural world, or processing to obtain a liquid for a specific purpose from used liquid or liquid existing in the natural world Etc. [0007] The need for such fluid purification is now increasing, and there is a need for a simple method for purifying liquids.
  • Non-Patent Document 1 nitrous oxide is a stable gas at room temperature and normal pressure, and does not decompose by visible light.
  • nitrous acid even when nitrous acid was used, it was found that the gas was difficult to handle when oxidation was performed in the gas phase.
  • Non-Patent Document 2 when nitrous oxide is irradiated with light having a wavelength shorter than 240 nm, nitrous oxide is converted into nitrogen molecules (N) and atomic oxygen (O). The knowledge that it decomposes was obtained.
  • Non-Patent Document 2 includes N O
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a fluid purification method and apparatus capable of easily purifying fluid.
  • a fluid purification method in which ultraviolet light is irradiated in a state where nitrous acid nitrogen gas is in contact with a substance contained in the fluid is used.
  • the fluid purification method described above is characterized in that the fluid is a gas.
  • the fluid purification method described in any one of the above is characterized in that the fluid is a liquid.
  • the nitrous oxide gas is dissolved in the fluid.
  • V the fluid purification method described in any of the above.
  • the fluid purification method according to any one of the above, which is an ultraviolet light source power krypton iodine (Krl) excimer lamp.
  • a contact unit for bringing a substance contained in a fluid into contact with a solution containing nitrous oxide, and a light source for irradiating the substance in contact with the nitrous oxide with ultraviolet light are provided.
  • a fluid purifier for the fluid is provided.
  • the contact unit is the fluid purifier according to the above, including a storage unit that stores the fluid and the solution containing nitrous oxide. .
  • the present invention includes a contact unit for bringing a substance contained in a fluid into contact with nitrous oxide, and a light source for irradiating the substance in contact with the nitrous acid nitrogen with ultraviolet light.
  • the fluid purification apparatus described above was used.
  • the contact unit includes a container for bringing a substance contained in the fluid into contact with nitrous acid nitrogen dissolved in the fluid. This equipment was used.
  • the fluid purification apparatus according to any one of the above, wherein the ultraviolet light source is a krypton iodine (Krl) excimer lamp.
  • the ultraviolet light source is a krypton iodine (Krl) excimer lamp.
  • the substance is purified by irradiating the solution containing nitrous oxide with ultraviolet light in a state where the solution is in contact with the substance contained in the fluid. did. Therefore, the oxidation reaction can be easily controlled, and the fluid to be treated, that is, gas or liquid can be easily purified. Nitrous oxide nitrogen undergoes a separation reaction when irradiated with ultraviolet light having a wavelength that does not normally exist in nature. Therefore, for example, even if the treatment waste liquid is allowed to flow directly into the sewer, it does not have a harmful effect on the natural world.
  • the fluid can be easily purified. Further, when the fluid is a liquid, it is possible to recover the liquid to be processed without changing the concentration of the liquid to be processed. Furthermore, since no solvent for dissolving nitrous acid and nitrogen is required, purification can be carried out economically.
  • the fluid is a gas, the gas can be easily purified by oxidizing an organic substance or the like contained in the gas.
  • the fluid is a liquid
  • the liquid can be easily purified by oxidizing an organic substance or the like contained in the liquid. it can.
  • the ultraviolet light source is a krypton iodine (Krl) excimer lamp
  • Krl krypton iodine
  • excimer lamps have good rise and fall, etching can be performed only at predetermined times by turning the lamps on and off. Further, if the irradiation with ultraviolet light is stopped, the object to be processed is hardly dissolved.
  • excimer lamps have excellent characteristics such as low generation of ozone due to light emission, and can reduce environmental impact.
  • the contact substance is brought into contact with nitrous oxide or a solution containing nitrous oxide and brought into contact with nitrous oxide by the contact unit.
  • the fluid to be treated can be easily purified simply by irradiating the substance to be oxidized with ultraviolet light from the light source.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an apparatus used in a fluid purification method of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing the results of purification in Example 1 of the fluid purification method.
  • FIG. 3 is a graph showing the results of purification in Comparative Example 1 of the fluid purification method.
  • FIG. 4 is a graph showing the results of purification in Comparative Example 2 of the fluid purification method.
  • FIG. 5 is a graph showing the results of purification in Example 2 of the fluid purification method.
  • FIG. 6 is a graph showing the results of an experiment conducted by changing the wavelength of ultraviolet light and the irradiation time using the apparatus of the example of the fluid purification method.
  • FIG. 7 is a graph showing a UV absorption spectrum of a nitrous acid-nitrogen solution.
  • FIG. 8 is a graph showing a UV absorption spectrum of oxygen.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the gas purification apparatus in Example 1 of the gas purification apparatus.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the gas purification apparatus in Example 2 of the gas purification apparatus.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of a gas purifier according to another embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of a gas purifier according to still another embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration of a gas purifier according to still another embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration of a gas purifier according to still another embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic view showing a configuration of a gas purifier according to still another embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing a configuration of a gas purifier according to still another embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing the configuration of the liquid purification apparatus in Example 1 of the liquid purification apparatus.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing a configuration of a liquid purification device in Example 2 of a liquid state device.
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing a configuration of a liquid purification apparatus in Example 3 of the liquid state purification apparatus.
  • FIG. 20 is a schematic view showing a configuration of a liquid purification apparatus of another example.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing a configuration of a liquid purifier according to still another embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing a configuration of a liquid purifier according to still another embodiment.
  • FIG. 23 is a schematic view showing a configuration of a liquid purifier according to still another embodiment.
  • FIG. 24 is a schematic diagram showing a configuration of a liquid purifier according to still another embodiment.
  • FIG. 25 is a schematic diagram showing a configuration of a liquid purification apparatus according to still another embodiment.
  • FIG. 26 is a schematic view showing a configuration of a liquid purifier according to still another embodiment.
  • FIG. 27 is a schematic diagram showing a configuration of a liquid purification apparatus according to still another embodiment.
  • FIG. 28 is a schematic view showing a configuration of a liquid purification apparatus according to still another embodiment.
  • fluid is a general term for gases and liquids.
  • the solution containing nitrous oxide refers to a solution obtained by dissolving nitrous acid nitrogen gas in a solvent such as water.
  • the gas to be treated refers to a gas that is an object of the purification method according to the present invention.
  • the acidified substance is a target substance to be oxidized!
  • a methylene blue solution was used as an object to be processed.
  • the concentration of methylene blue in the aqueous solution was 10 ppm.
  • the aqueous methylene blue solution has a blue color, and when purified by oxidation, the blue color disappears and becomes colorless.
  • photocatalysts In order to reduce the absorbance at 665 nm of an aqueous methylene blue (lOppm) solution to about 10% of the initial level, photocatalysts generally require several tens of minutes to several hundred minutes.
  • a purifier 11 as shown in FIG. 1 was prepared.
  • the purification apparatus 11 includes a container 12 whose upper surface is open, and a lamp (light source) 13 that emits ultraviolet light.
  • the container 12 was a Teflon (registered trademark) processed inner surface of the container.
  • the light source 13 was installed immediately above the container 12 and in a position close to the container 12, and was able to irradiate the container 12 with ultraviolet light.
  • the light source was a high-pressure mercury lamp, and its output was 1200 watts.
  • a nitrous acid-nitrogen aqueous solution used for purification of a methylene blue aqueous solution was prepared.
  • the concentration of nitrous acid nitrogen in the solution was lOOOppm.
  • a methylene blue aqueous solution and a nitrous acid / nitrogen aqueous solution were put into the container 12 and mixed to obtain a mixed solution 14. Then, the light source 13 is turned on so that the mixture 14 in the container 12 A purification treatment was performed by irradiating with external light.
  • the ambient temperature at the place where the purifier 11 was installed was 24 ° C.
  • FIG. 2 is a graph showing the results of the purification process according to this example.
  • the horizontal axis of this graph is the light irradiation time (minutes), and the vertical axis is the 665 nm absorbance of the methylene blue aqueous solution.
  • the following Equation 1 is an equation for obtaining the light transmittance (T).
  • the symbol “Ii” is the intensity of the light incident on a certain substance
  • the symbol “Io” is the intensity of the light emitted therefrom.
  • Equation 2 is an equation for obtaining absorbance.
  • Example 2 the same purification apparatus 11 as in Example 1 was used. However, in this comparative example, an aqueous solution of helium (He) was prepared instead of the aqueous nitrous oxide solution. This helium aqueous solution is obtained by forcibly dissolving helium in water, and forcibly dissolving helium expels air components (N, O, CO, etc.) dissolved in water.
  • He aqueous solution of helium
  • Helium is a well-known inert gas that does not absorb light at a wavelength of 665 nm.
  • the concentration of helium was 16 ppm.
  • FIG. 3 is a graph showing the results of the purification process according to this comparative example.
  • the graph format is shown in Fig. 1. Is the same.
  • Example 2 the same purification apparatus 11 as in Example 1 was used. All conditions were the same as in Example 1 except that the light source 13 was not turned on. The methylene blue aqueous solution was purified by the same procedure as in Example 1.
  • FIG. 4 is a graph showing the results of the purification process according to this comparative example.
  • the format of the graph is the same as in Figure 1.
  • the mixed solution 14 obtained by mixing was allowed to stand for 60 minutes in the state in which methylene blue and nitrous acid nitrous acid were dissolved and was not irradiated with light having a wavelength of 240 nm or less. Even so, it was confirmed that the absorbance at 665 nm did not change. In other words, it was confirmed from a comparison between FIG. 2 and FIG. 4 that methylene blue would not be decomposed by acid without irradiating light to nitrous acid nitrogen.
  • the same purification apparatus 11 as in the first embodiment was used. All conditions were the same as in the example except that the light source 13 was temporarily turned off during the process.
  • the methylene blue aqueous solution was purified by the same procedure as in Example 1. In this example, the lamp was turned off when 0.5 minutes had elapsed since the lamp was turned on, and the lamp was turned on again when 1.5 minutes had elapsed since the lamp was turned on. In other words, the turn-off time was 1 minute.
  • FIG. 5 is a graph showing the results of the purification process according to this example.
  • the format of the graph is the same as in Figure 1.
  • the decomposition of methylene blue started with the start of irradiation with ultraviolet light, and the decomposition of methylene blue stopped when the irradiation with ultraviolet light was stopped. After that, when UV irradiation was resumed, the decomposition of methylene blue started.
  • the irradiation time of ultraviolet light is controlled. Therefore, it was confirmed that the acid time of the substance can be controlled.
  • the generation of atomic oxygen is started at the same time as the start of ultraviolet light irradiation to nitrous oxide, and the generation of atomic oxygen is considered to stop at the same time as the irradiation of ultraviolet light is stopped. Since the life is extremely short, the acid can be started and stopped substantially by starting and stopping the irradiation with ultraviolet light.
  • an oxidation reaction occurs only when ultraviolet light is irradiated, and the gas to be treated is purified. Therefore, the oxidation reaction can be easily controlled.
  • the acid / acid reaction occurs only during irradiation with ultraviolet light, corrosion of equipment used in the purification process can be minimized. Therefore, there is an advantage that corrosion countermeasures are not required for equipment such as a gas purification apparatus used for the purification process, or a simple one can be used even when necessary.
  • FIG. 6 shows the results.
  • the horizontal axis in FIG. 6 is a wavelength range of a measurement range of 200 to 340 nm
  • the vertical axis is absorbance.
  • Curve C1 is the absorbance when not irradiated with ultraviolet light
  • curve C2 is the absorbance when irradiated with ultraviolet light for 1 minute
  • curve C3 is the absorbance when irradiated with ultraviolet light for 3 minutes.
  • the light having a wavelength of 240 ⁇ m or more had zero absorbance, and the light was not absorbed at all. In other words, the dissociation of nitrous acid and nitrogen by irradiation with light energy was not performed.
  • Table 1 shows changes in the concentration of nitrous acid-nitrogen obtained from the absorbance at a wavelength of 205 nm shown in FIG.
  • the concentration at which the irradiation time was zero was calculated as the saturation concentration (value at a water temperature of 25 ° C), and the relative values of the respective absorbances were multiplied. It can be seen that the concentration of nitrous acid and nitrogen is significantly reduced by irradiation for 3 minutes.
  • the maximum wavelength ( ⁇ max) of ozone is 260 nm.
  • the Krl excimer lamp was developed by the present inventors based on the characteristics of the UV absorption spectrum (cited from BritJAnaesth., 44, 310 (1972)) of the nitrous oxide aqueous solution shown in FIG. It is.
  • the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents absorbance.
  • the UV absorption spectrum in this figure represents the absorption spectrum of water that has reached equilibrium with 100% nitrous acid, and water that has been equilibrated with helium is used as the reference cell.
  • the UV absorption spectrum of the aqueous nitrous oxide solution shows a peak exceeding 0.7 in the vicinity of 190 nm.
  • the emission wavelength of the low-pressure mercury lamp 16 is centered at 185 nm, and the absorbance at the wavelength of 185 nm is about less than 0.7, which is the peak of the UV absorption spectrum of nitrous acid-nitrogen aqueous solution. Since it is 0.05, the efficiency is extremely low.
  • an excimer lamp has characteristics suitable for the acid-oxidation reaction according to the present invention, such as good rise and fall.
  • the quartz tube is easily deteriorated by fluorine enclosed therein.
  • the fluoride excimer lamp has a problem that the compatibility between fluorine and the quartz tube is poor and the life is short.
  • the UV absorption spectrum of the aqueous nitrous oxide solution is steep near the peak, so even at a wavelength of 193 nm, the absorbance is greatly reduced compared to the peak value even though it is close to 190 nm. .
  • the present inventors have developed a Krl excimer lamp that emits light at an ultraviolet wavelength of 191 nm, which is extremely close to 190 nm, and adopted this lamp as a light source for the gas purification method and the gas purification device according to the present invention.
  • the Krl excimer lamp is manufactured by vaporizing solid iodine, measuring a predetermined amount, and enclosing it in a quartz tube.
  • the absorbance of the nitrous oxide aqueous solution with an emission wavelength of 19 lnm of the Krl excimer lamp L is about 0.65, which is close to the absorbance at the peak of the UV absorption spectrum of the aqueous nitrous oxide solution, and is efficient. Therefore, considering the generation of oxygen atoms due to the photodissociation of nitrous acid and nitrogen, for example, the Krl excimer lamp L is replaced with the low-pressure mercury lamp 16 because the low-pressure mercury lamp 16 has an absorbance of about 0.05 at an emission wavelength of 185 nm. Compared to conventional light sources, the generation efficiency of oxygen atoms is extremely high compared to conventional light sources.
  • the Krl excimer lamp has the general characteristics of the excimer lamp, which is suitable for the oxidation reaction according to the present invention, such that the rise and fall are good, and the quartz tube is deteriorated by the enclosed iodine. There is an advantage in that the life is long because the compatibility between KUGUI iodine and the quartz tube is good.
  • the ultraviolet light with a wavelength of 191 nm emitted by the Krl excimer lamp L is almost the same as the ultraviolet light with a wavelength of 185 nm emitted by the low-pressure mercury lamp, and is sufficiently large to decompose nitrous oxide and perform an oxidation reaction. Have energy.
  • the Krl excimer lamp L also has an excellent characteristic that ozone is not generated by light emission.
  • FIG. 8 shows the UV absorption spectrum of oxygen (cited from J. Chem. Phys., 21, 1206 (1953)). In the powerful spectrum, in the region from the wavelength of about 175 nm to the wavelength of about 200 nm, a very slight periodic fluctuation of the absorption coefficient is observed. Such a region is called the Syumanrunge band.
  • the wavelength of 191 nm emitted by the Krl excimer lamp L is included in the Syumann Runge band, corresponds to the so-called valley portion between the 5-0 band and the 4-0 band, and has a small absorption coefficient. Therefore, the dissociation of oxygen molecules with less absorption by oxygen molecules and the subsequent generation of ozone are small.
  • the Krl excimer lamp L is easy to handle because there is little generation of ozone as an environmental burden.
  • the wavelength of 185 nm of ultraviolet light emitted by a low-pressure mercury lamp is located on the 8-0 band in the Schmannmannge band and has a large absorption coefficient. Therefore, if there is an atmosphere between the low-pressure mercury lamp and the nitrous oxide solution, ultraviolet energy is absorbed by oxygen molecules and a large amount of ozone is generated immediately. The efficiency of the oxidation reaction is low, and the structure of the apparatus equipped with this becomes complicated, design problems, large size, and high cost.
  • the Krl excimer lamp L has the following advantages. In other words, even if the atmosphere exists between the Krl excimer lamp L and the nitrous acid solution, the ultraviolet light generated by the Krl excimer lamp L force is not absorbed by the oxygen molecules and the ultraviolet light is absorbed. Nitrous oxide can decompose nitrous oxide with high efficiency, which is difficult to weaken up to a nitrogen solution.
  • an ultraviolet ray is applied to a gas to be treated in a state where nitrous oxide (NO) contained in a nitrous oxide-containing solution is in contact with an oxidizable substance contained in the gas to be treated. It is a method of purifying gas by irradiating light to oxidize a substance to be oxidized and decompose and remove it.
  • NO nitrous oxide
  • the "oxidized substance” refers to, for example, an organic substance.
  • organic substances include oils and proteins that are decomposed by acid-acid reactions.
  • the gas to be treated includes, for example, indoor air to be cleaned, outside air taken into the room, exhaust from industrial activities such as factories, especially exhaust containing organic substances such as organic solvents, and decay caused by decay of organic substances such as living organisms.
  • the purified gas obtained by the purification treatment can be used in various applications and is useful. For example, clean room air or outside air can be used as room air!
  • An oxidation reaction performed by irradiating an oxidizable substance in contact with nitrous oxide with ultraviolet light has the following characteristics.
  • nitrous oxide When nitrous oxide is irradiated with ultraviolet light of 240 nm or less, dissociation of nitrous oxide occurs and atomic oxygen (O) is generated. When there is an oxidizable substance such as an organic substance, the oxidized substance is oxidized by the generated atomic oxygen (O).
  • the substance is oxidized only when irradiated with ultraviolet light, it can be said that nitrous acid nitrogen is stable unless irradiated with ultraviolet light. Therefore, if the light irradiation time is controlled, the oxidation time is controlled, and an acid-oxidation reaction can be caused only for a desired time. Further, by controlling the light irradiation region, the oxidation region can be controlled, and an acid-oxidation reaction can be caused only in a desired region.
  • the gas purification method of the present embodiment uses atomic oxygen generated by irradiation with ultraviolet light for the oxidation reaction. Since the oxygen has an extremely high acidity, organic substances are strongly decomposed. There are advantages to doing it.
  • nitrous oxide particularly a nitrous oxide-containing solution
  • nitrous oxide-containing solution has excellent characteristics that were not found in conventional oxide substances and thought to be contradictory. Yes.
  • nitrous acid-nitrogen has a property of high safety. Specifically, the aqueous nitrous oxide solution is harmless. Highly safe nitrous acid has the advantage of being easy to handle with low environmental impact.
  • nitrous acid-nitrogen having high safety has an advantage that a process for removing the purified gaseous nitrous acid-nitrogen is not necessarily required, and is preferable in terms of device fabrication. If a removal process such as a decomposition treatment is unnecessary, it is preferable because the gas purification process can be simplified.
  • nitrous oxide with excellent stability is easy to store for a long time.
  • Nitrous acid nitrogen is capable of causing an acid-acid reaction in a liquid, and has a characteristic that when an oxidation reaction is generated in a liquid, generation of ozone can be suppressed. Oxidation reactions occur all at once in the ultraviolet irradiation region, so that rapid purification treatment by oxidation is realized.
  • the gas purification method using nitric acid which is a strong acid as an oxidant, has a problem in that it is costly to take measures against corrosion of the device and costly to reduce the risk during production. is there. According to the gas purification apparatus of the present invention These points do not become a problem.
  • the nitrous oxide in the nitrous oxide-containing solution is contacted with the substance to be oxidized contained in the gas to be treated. It is necessary to let it be in a state where
  • Examples of the contacting step of bringing nitrous oxide into contact with the substance to be oxidized include a step of mixing a gas to be treated and a nitrous oxide-containing solution, and a step of causing nitrous oxide to be present in the gas to be treated. be able to.
  • a method of mixing the gas to be treated and the nitrous oxide-containing solution for example, a method of containing the gas to be treated and the nitrous oxide-containing solution in the same container, or a fluid in the container after containing the gas.
  • the method of mixing by stirring etc. can be mentioned.
  • Examples of the method for causing nitrous oxide to be present in the gas to be treated include a method for releasing the nitrous oxide-containing solution into the gas to be treated, a method for releasing the gas to be treated into the nitrous oxide-containing solution, and the like. Can be mentioned.
  • Examples of the method for releasing the nitrous oxide-containing solution into the gas to be treated include a so-called jetting method in which a nitrous acid-nitrogen solution is discharged, jetted, jetted or sprayed into the gas to be treated. it can.
  • Examples of the method for releasing the gas to be treated into the nitrous oxide-containing solution include a so-called jetting method in which the gas to be treated is discharged, jetted or jetted into the nitrous acid / nitrogen-containing solution. . More specifically, a publishing method can be mentioned.
  • the light source used in the gas purification method according to the present invention is preferably one that generates light having a wavelength of 240 nm or less.
  • Examples thereof include a high-pressure mercury lamp and a krypton iodine (Krl) excimer lamp (hereinafter referred to as a Krl excimer lamp).
  • the lamp output is not particularly limited. In general, when the same lamp is used, the rate of oxidative decomposition is affected by the output. In other words, when the lamp output is small, the rate of oxidative decomposition decreases, and conversely, when the lamp output is large, the rate of acidification decomposition increases.
  • the lamp output can be appropriately selected according to the desired oxidative decomposition rate.
  • a pretreatment step for improving the irradiation efficiency of ultraviolet light may be performed.
  • Examples of the pretreatment step include a dilution step of diluting the gas to be treated.
  • An example of the dilution step is the step of adding the treated gas or clean air that has been purified in advance.
  • the oxidative decomposition reaction during ultraviolet light irradiation is accelerated, and the purification rate and purification rate are improved.
  • gas purification was performed using a gas purification device.
  • the gas purification device generally has a configuration like the gas purification device shown in FIG. That is, this gas purifier will be described with reference to FIG. 9.
  • the lamp 25 was an electrolytically coupled high-frequency discharge lamp using krypton-iodine, that is, a Krl excimer lamp, and the output of the lamp 25 was 1200 watts. Details of the device configuration will be described later.
  • the gas purification apparatus of the present embodiment includes a contact unit for bringing an oxidant contained in a gas to be treated into contact with nitrous oxide contained in a nitrous oxide-containing solution, and the nitrous oxide. And a light source for irradiating the contacted acid-containing material with ultraviolet light.
  • the contact unit brings the oxidant substance such as an organic substance into contact with the nitrous oxide in the nitrous oxide-containing solution, and the oxidant substance in the state of contacting the nitrous oxide. Irradiate ultraviolet light from a light source to oxidize non-oxides, thereby oxidizing and decomposing oxidizable substances to purify the gas to be treated.
  • the contact unit includes a container for bringing the substance to be oxidized into contact with nitrous oxide in the nitrous oxide-containing solution.
  • the container include an open container having an opening and a sealed container used in a sealed state in terms of whether or not the force is open to the outside.
  • a mixed fluid when irradiating ultraviolet light to a fluid in which a gas to be treated and a nitrous oxide-containing solution are mixed (hereinafter referred to as a mixed fluid), it is determined whether or not the fluid can flow the mixed fluid.
  • a mixed fluid a fluid in which a gas to be treated and a nitrous oxide-containing solution are mixed
  • Examples of the open-type container include a processing tank for batch processing having an opening at the upper end, and a groove-shaped container having an upper end opened.
  • Examples of the sealed container include a tube-shaped container such as a sealed chamber and a pipe.
  • Examples of the storage container include the above-described batch processing chamber and chamber.
  • Examples of the fluid-type container include the above-described groove-shaped container and tube-shaped container.
  • the flow-through container preferably has a shape that ensures a wide ultraviolet light irradiation area.
  • the wide flow passage means a flow passage having a structure in which the flow passage width is wider than the depth of the mixed fluid flowing through the flow passage, for example, in the case of a flow-type and open container.
  • the ultraviolet light from the light source is applied to the mixed fluid in the container from the opening of the flow path.
  • a wide flow passage is, for example, a side corresponding to a surface irradiated with stronger ultraviolet light when the cross-sectional shape of the flow path is a quadrangle. It is a flow passage with a structure in which the thickness dimension of the channel cross section that intersects the irradiation direction is shorter than the width dimension.
  • examples of the sealed container include a container having a plurality of or many thin tubes, a flat cross-sectional tube having an elongated cross-sectional shape, and the like. In this way, even if the flow path cross-sectional area is the same, the ultraviolet light irradiation area is increased, and the ultraviolet light irradiation efficiency is improved.
  • a material for a sealed container such as a tube, a material having a higher ultraviolet light transmittance, such as glass, is preferred, and a material is more preferred.
  • the gas to be treated can be supplied from the opening, or the treated gas can be recovered from the opening, which is suitable for such treatment.
  • the sealed container is suitable as a container used in an apparatus in which the object to be treated is a gas, such as a gas purification apparatus.
  • the storage container is suitable, for example, when purifying a large amount of gas to be processed.
  • the fluid-type container is suitable for purification while circulating the gas to be treated and the mixed fluid.
  • the contact unit has a mixing means for positively contacting the oxidant contained in the gas to be treated with nitrous oxide.
  • Examples of the mixing means include a liquid supply unit that supplies a nitrous oxide-containing solution into the gas to be processed and a process gas supply unit that supplies the gas to be processed into the nitrous oxide-containing solution. It is preferable to have at least one of these! /.
  • a liquid supply device such as a liquid supply pipe for pouring a solution containing nitrous acid and nitrogen, such as an aqueous solution of nitrous acid and nitrogen, or nitrous oxide in the gas to be treated
  • a liquid discharger that discharges the solution.
  • the liquid discharger include a discharger, a sprayer, a sprayer, or a sprayer of a nitrous oxide-containing container.
  • Examples of the gas supply part to be processed include a gas discharger to be processed that discharges the gas to be processed into the nitrous oxide-containing solution.
  • Examples of the gas discharger to be processed include a discharger or an ejector for the gas to be processed.
  • the contact unit includes stirring means such as a stirrer for stirring the mixed fluid in order to ensure that the oxidant contained in the gas to be processed and nitrous oxide come into contact with each other! Good.
  • stirring means such as a stirrer for stirring the mixed fluid in order to ensure that the oxidant contained in the gas to be processed and nitrous oxide come into contact with each other! Good.
  • Examples of the gas purifier include a diluent supply unit that supplies a gas for dilution that improves the transparency of the gas to be processed into the gas to be processed.
  • Examples of the gas for dilution include treated gas and clean air. The diluent supply unit supplies at least one of these dilution gases. When the gas to be treated is diluted in this way, the ultraviolet light transmission efficiency is improved and the irradiation efficiency is improved.
  • a gas purification device particularly a gas purification device including a flow-type container
  • a device equipped with a circulation device that circulates a treated gas such as a mixed fluid or a gas to be treated that has been purified once.
  • a circulation device that circulates a treated gas such as a mixed fluid or a gas to be treated that has been purified once.
  • the purification process can be repeatedly performed on the gas to be treated.
  • Examples of the gas purification apparatus according to the present invention may further include a heating unit that heats the fluid to be processed and a cooling unit that cools the fluid to be processed.
  • the gas to be processed Mention may be made of those provided with a condenser for liquidizing the moisture in the treated gas.
  • the gas purification apparatus includes a light source that emits ultraviolet light.
  • the light source preferably generates light having a wavelength of 240 nm or less.
  • Examples include high-pressure mercury lamps and Krl excimer lamps.
  • the ultraviolet light irradiated by the Krl excimer lamp is easily absorbed by nitrous oxide, but has excellent resolution of nitrous oxide which is difficult to be absorbed by oxygen. Therefore, the oxidation reaction is performed efficiently, and gas purification is performed with high efficiency.
  • the generation of ozone is small, it is not always necessary to install a device for countermeasures against ozone, which contributes to simplifying and downsizing the structure of the gas purification device used when carrying out the gas purification method according to the present invention. .
  • the gas purification apparatus may include a controller that controls the output of the lamp.
  • An example of the controller is one that controls the output (illuminance) of ultraviolet light.
  • the output control method for example, on / off control can be mentioned.
  • Examples of the lamp for the light source that emits ultraviolet light include an external lamp installed outside the contact unit and an internal lamp installed inside the contact unit. More specifically, examples of the lamp include an external lamp installed outside the container of the contact unit and an internal lamp installed inside the container of the contact unit.
  • the container is an open-type container and the lamp is an external lamp
  • ultraviolet light is irradiated into the container from the opening of the container.
  • the open container has a portion made of an ultraviolet light transmissive material such as glass, the partial force container can be irradiated with ultraviolet light.
  • the container When the container is a sealed container and the lamp is an external lamp, the container needs to have a portion that also has an ultraviolet light transmitting material force. This partial force is also irradiated into the container by ultraviolet light.
  • the container material does not have to be an ultraviolet light transmissive material, regardless of whether it is an open type or a sealed type. Rather, a material that does not transmit ultraviolet light is preferred.
  • the lamp includes a fixed lamp fixed to the contact unit or the container, and a transfer lamp.
  • a moving lamp that is movably installed.
  • An example of the moving lamp is one that is integrated with a stirring device that stirs the fluid to be treated.
  • the contact unit may be provided with a plurality of containers for bringing the substance to be oxidized contained in the gas to be treated into contact with nitrous oxide.
  • a plurality of containers it is only necessary to irradiate ultraviolet light into one or more selected containers without the necessity of irradiating ultraviolet light of light source power into all the containers.
  • the first container for mixing the gas to be treated and the nitrous oxide-containing material, and the flow destination of the mixed fluid of the first container force. Irradiates the mixed fluid with ultraviolet light.
  • a second container for the purpose.
  • the gas purification apparatus 20 of the present embodiment includes a treatment tank (contact unit container) 21 to which a treatment target gas A to be purified is supplied and a treatment target gas A in the treatment tank 21.
  • Gas supply pipe 22 for supplying gas, nitrous oxide aqueous solution Nw tank 23, and nitrous acid / nitrogen aqueous solution Nw for supplying nitrous acid / nitrogen aqueous solution Nw from tank 23 to treatment tank 21
  • the tube 24 is provided with a lamp 25 for irradiating ultraviolet light into the processing tank 21 and a recovery device 26 for recovering the gas existing near the opening of the processing tank 21 by suction.
  • the treatment tank 21 is an open-type container having an opening at the upper end. And the processing tank 21 is provided with the discharge port 21a for discharging
  • the inner surface of the treatment tank 21 is processed with Teflon (registered trademark).
  • the gas supply pipe 22 to be processed is provided with an ejector 27 for jetting the gas to be processed on the downstream side thereof.
  • the ejector 27 includes a large number of ejection ports 27a for ejecting a gas to be processed.
  • the ejection port 27a communicates with the inside of the processing tank 21 through a vent 21b formed in the bottom surface of the processing tank 21. Yes. Therefore, the gas to be processed supplied through the gas supply pipe 2 to be processed is ejected from the ejector 27 into the treatment tank 21.
  • the lamp 25 is an electrolytic coupling type high frequency discharge lamp using krypton iodine, that is, a Kr I excimer lamp.
  • the output of lamp 25 was 1200 watts.
  • the collector 26 is installed with the suction port 26a facing the opening at the upper end of the treatment tank 21. ing.
  • the suction port 26a may be installed so as to cover the processing tank 21 or connected to the opening of the processing tank!
  • the nitrous acid / nitrogen aqueous solution Nw is caused to flow from the nitrous oxide supply pipe 24 into the treatment tank 21. Then, the gas to be processed A is supplied to the ejector 27 through the gas supply pipe 22 to be processed, and the gas to be processed A is ejected from the ejector 27 to the treatment tank 21. Then, the gas A to be treated is released into the nitrous oxide aqueous solution Nw in a so-called published state. As a result, an oxidizable substance such as an organic substance in the gas A to be treated comes into contact with the nitrous oxide dissolved in the nitrous oxide aqueous solution Nw.
  • the lamp 25 is turned on, and ultraviolet light is irradiated into the processing tank 21.
  • the nitrous acid-nitrogen dissolved in the nitrous acid-nitrogen aqueous solution Nw dissociates to produce atomic oxygen (O), and this atomic oxygen is converted into organic substances such as oil and protein (acidic substances).
  • O atomic oxygen
  • organic substances such as oil and protein (acidic substances).
  • the gas A to be treated is purified. That is, the organic substance is removed from the gas A to be processed by being decomposed into water, carbon dioxide, etc. by the acid.
  • the purified gas that is, the treated gas Ac of the gas to be treated A is released from the surface of the aqueous nitrous oxide solution Nw. Then, the released treated gas Ac is sucked into the collecting device 26 and collected.
  • the gas purification apparatus 30 of the present embodiment includes a sealed chamber 31, a nitrous oxide aqueous solution Nw tank 32, and a nitrous oxide aqueous solution Nw in the tank 32.
  • Nitrous oxide supply pipe 33 supplied to the chamber 31, a nitrous oxide aqueous solution Nw from the supply pipe 33, a jet 34 for ejecting the nitrous oxide aqueous solution Nw, a gas supply pipe 22 to be treated, and ultraviolet light toward the chamber 31.
  • a lamp 25 for irradiating.
  • the chamber 31 includes a drain port 31a for discharging the liquid in the chamber 31, and an exhaust port 3 lb for discharging the gas in the chamber 31.
  • the chamber 31 is a part of it. As described above, a glass transmission part 31c having excellent ultraviolet light transmission performance is provided. Therefore, ultraviolet light can be irradiated into the chamber 31 from the transmission part 31c.
  • the gas A to be treated is purified by such a gas purification device 30, the nitrous acid / nitrogen aqueous solution Nw is ejected into the chamber 31 by the ejector 34, and the gas to be treated is supplied. 22 Force Processed gas A is ejected into the chamber 31. As a result, a state is obtained in which the nitrous oxide in the aqueous nitrous oxide solution Nw contacts the oxidizable substance in the gas A to be treated.
  • the lamp 25 is turned on to irradiate the chamber 31 with ultraviolet light.
  • the substance to be oxidized contained in the gas to be treated A is decomposed by the oxidation reaction, and the gas to be treated A is purified.
  • the gas obtained by purification that is, the treated gas Ac of the gas to be treated A is discharged from the exhaust port 31b of the chamber 31 to the outside of the chamber 31 and collected.
  • the gas purification apparatus 20 of Example 1 is configured such that the opening force at the upper end of the treatment tank 21 can also irradiate the treatment tank 21 with ultraviolet light. Therefore, the material of the treatment tank 21 does not necessarily have to be excellent in ultraviolet light transmittance. However, the treatment tank 21 may have a high transmittance of ultraviolet light, particularly light having a wavelength of 190 ⁇ m, and the material may be used partially or entirely. When such a treatment tank 21 is used, the treatment gas A in the treatment tank 21 is purified by irradiating with ultraviolet light from the side or the lower side of the treatment tank 21 that only requires the opening force at the upper end of the treatment tank 21. Can be promoted.
  • the container of the gas purification apparatus 20 of Example 1 may be a force-sealed container that is a treatment tank 21 that is a so-called open container.
  • An example of the sealed container is a chamber 31 shown in FIG. Further, it may be composed of a container, that is, a processing tank 21 of the gas purification device 40 shown in FIG. 11 and a lid 21c that closes the upper end opening thereof.
  • the processing tank 21 and Z or part or all of the lid 21c thereof are made of a material having ultraviolet light transmission so that the processing tank 21 can be irradiated with ultraviolet light.
  • the lid 21c is made of glass.
  • the containers 21, 31 used in the gas purification apparatuses 20, 30 of the above embodiment are storage-type containers, but may be fluid-type containers. That is, a tube-shaped container 61 as shown in FIG. 12 may be used.
  • the container 61 is composed of a plurality of tubes 61a having a circular cross section, and a mixed fluid of the gas to be processed A and the nitrous oxide aqueous solution Nw is circulated in each tube 61a.
  • Each tube 61a is made of glass so that the mixed fluid in the tube 61a can be irradiated with external force ultraviolet light. Therefore, the gas to be treated A is purified by being irradiated with ultraviolet light when it flows through the tube 61a.
  • various methods can be used to recover the gas obtained by purification, that is, the processed gas A of the gas to be processed A.
  • the processed gas A of the gas to be processed A For example, as shown in FIG. A separation tank 61c is provided, and the treated gas Ac of the gas to be treated A is recovered from the exhaust port 6 Id connected to the storage tank 61c, and the spent liquid of the nitrous oxide aqueous solution Nw is removed from the drain port 61e. Let's collect it.
  • the container 62 shown in Fig. 13 may be used as the sealed and fluid type container.
  • the container 62 is formed of a tube 62a having a so-called flat cross-sectional shape in which the cross-sectional shape in the tube is an elongated shape, and is formed of a resin having ultraviolet light permeability.
  • a wider ultraviolet light irradiation area is secured even if the flow path cross-sectional area is the same. Further, since the channel thickness is thin, it becomes easy to transmit ultraviolet light to the mixed fluid flowing in the tubes 61a and 62a. For example, even if the mixed fluid is turbid, the entire gas to be processed can be irradiated with ultraviolet light. If the irradiated ultraviolet light passes through the mixed fluid, it is preferable because the entire mixed fluid flowing therethrough can be irradiated with ultraviolet light. Thus, if these containers 61 and 62 are used, the ultraviolet light irradiation efficiency can be improved.
  • the gas purifier 70 includes a circulator 71 that circulates the mixed fluid in a container such as the processing tank 21 so that the mixed fluid can be introduced into the processing tank 21 a plurality of times. But it ’s okay.
  • the circulator 71 includes a recovery pipe 71a, a three-way valve 71b installed in the middle, a circulation pipe 71c connected to the recovery pipe 71a through the three-way valve 71b, and a halfway of the circulation pipe 71c. And a downstream end of the circulation pipe 71c is connected to the supply pipe 22 of the gas A to be processed. If such a circulator 71 is installed, it is possible to irradiate ultraviolet light to the repeatedly processed gas Ac as necessary. The treated gas A can be purified with certainty.
  • a circulator 72 may be provided for the nitrous acid-nitrogen aqueous solution Nw.
  • This circulator 72 is similar to the circulator 71 of the treated gas Ac, and is connected to the recovery pipe 72a, a three-way valve 72b installed in the middle, and a circulation pipe connected to the recovery pipe 72a via the three-way valve 72b.
  • Pipe 72c and a circulation pump 72d installed in the middle of the circulation pipe 72c.
  • the downstream end of the circulation pipe 72c is connected to the tank 23 of the nitrous acid / nitrogen aqueous solution Nw. If such a circulator 72 is installed, the aqueous nitrous oxide solution Nw can be used repeatedly as necessary.
  • the mixing in the container is performed.
  • a movable mechanism that swings, vibrates, or rotates the container may be provided. A more homogeneous mixed fluid can be obtained by moving the container with a movable mechanism.
  • the gas purification device 80 may be provided with a stirring means for stirring the mixed fluid in a container such as the processing tank 21.
  • the gas purification device 80 shown in FIG. 15 includes a stirring tool 83 as stirring means.
  • the stirrer 83 includes a stir bar 83b extending in the horizontal direction at the tip of a bar-like support member 83a extending vertically.
  • the support member 83a can move up and down and rotate. Therefore, when the support member 83a is operated, the stirring rod 83b moves up and down and Z or rotates, and the mixed fluid in the processing tank 21 is stirred.
  • nitrous oxide can be brought into contact with the material to be oxidized for the entire mixed fluid.
  • the residence time of the gas to be treated A in the liquid is extended, so that the gas to be treated A is purified more reliably.
  • the supply device for supplying the gas to be processed A may be a mobile device that is not fixed to a container such as the gas purification device 90 or the processing tank 21, It may be portable.
  • an injector 94 that can be installed in or removed from the treatment tank 21 is used. This injector 94 is used.
  • the injector 94 injects the gas to be processed A into the nitrous oxide aqueous solution Nw that has flowed into the processing tank 21, and includes a large number of injection holes 94a. Therefore, the gas A Nitrous acid / nitrogen aqueous solution Nw can be supplied by publishing.
  • the injector 94 may be formed integrally with another device.
  • it may be formed integrally with the stirring rod 83b at the tip of the stirring tool 83 shown in FIG. With this configuration, it is possible to supply the gas A to be treated into the nitrous oxide aqueous solution Nw while stirring the nitrous oxide aqueous solution Nw with the stirring tool 84.
  • the lamp 25 is installed outside the container such as the processing tank 21 and the chamber 41.
  • the installation position of the lamp 25 is not limited to the outside of the container, and may be inside the container such as the treatment tank 21 as in the gas purification device 80 shown in FIG. If the installation position of the lamp 25 is in the container, the light source is installed very close to the gas to be processed A, and the ultraviolet light irradiation efficiency is improved.
  • the material of the container is not necessarily an ultraviolet light transmitting material, but is preferably a material that does not transmit ultraviolet light. If a material that does not transmit ultraviolet light is used, the ultraviolet light irradiation efficiency is improved.
  • the lamp 25 may be a movable or portable lamp that may not be fixed to the gas purifier or the container.
  • a lamp may be installed at the tip of the stirring tool 83 shown in FIG.
  • the mixed fluid can be uniformly mixed by stirring, and the entire mixed fluid can be uniformly irradiated with ultraviolet light.
  • the gas purification apparatus may include a controller that controls the execution and stop of the purification process by the on / off control of the Krl excimer lamp.
  • nitrous oxide is used as the substance to be oxidized contained in the liquid to be treated.
  • the "oxidized substance” refers to, for example, an organic substance.
  • organic substances include oils and proteins that are decomposed by acid-acid reactions. Therefore, according to the liquid purification method of the present invention, it is possible to purify various liquids to be treated containing an oxidizable substance such as an organic substance.
  • liquids to be treated include domestic waste liquids, industrial waste liquids, rainwater or groundwater, dams, lakes, rivers, and water taken by sea.
  • the purified liquid obtained by the purification process can be used in various applications and is useful.
  • it can be used as water for middle water used in so-called middle water.
  • middle water More specifically, it includes toilet water, cleaning water, dust prevention water to be sprayed to prevent dust from splashing, water for hitting water, cooling water used in various devices equipped with heating units, so-called miniature gardens and running water devices. Examples include running water used in displays.
  • the oxidation reaction can be easily controlled, corrosion of the equipment used for the liquid cleaner is minimized. In other words, the occurrence of equipment malfunctions due to corrosion is minimized. Therefore, there is an advantage that a countermeasure against corrosion is unnecessary for equipment such as a liquid purification device used when the liquid purification method according to the present invention is carried out.
  • the state in which the oxidant is brought into contact with nitrous oxide can be obtained, for example, by performing the following contact process.
  • the contacting step includes a step of mixing the liquid to be treated and nitrous oxide gas, a step of exposing the liquid to be treated to the nitrous acid-nitrogen gas, a step of allowing nitrous oxide to be present in the liquid to be treated, or nitrous acid. Examples thereof include a step of allowing an oxidizable substance to be present in a nitrous acid-containing nitrogen gas.
  • nitrous oxide gas refers to nitrous oxide that is not limited to nitrous oxide alone. It also includes gas containing elemental gases.
  • the liquid to be treated and the nitrous oxide gas for example, the liquid to be treated and at least one of the nitrous oxide gas and the nitrous oxide-containing solution are the same.
  • the method of accommodating in a container and the method of further stirring after accommodation can be mentioned.
  • Examples of the method of exposing the liquid to be treated to nitrous acid nitrogen gas include a method of covering nitrous acid nitrogen gas in the atmosphere of the liquid to be treated.
  • Examples of the method for allowing nitrous oxide to be present in the liquid to be treated include a method for releasing nitrous oxide gas into the liquid to be treated, and a method for adding nitrous oxide-containing water to the liquid to be treated. be able to.
  • the method for releasing nitrous acid nitrogen gas into the liquid to be treated includes, for example, a so-called jetting method in which nitrous acid nitrogen gas is discharged, jetted or jetted into the liquid to be treated. Can do. More specifically, a publishing method can be mentioned.
  • Examples of the method for causing the substance to be oxidized to exist in the nitrous acid-nitrogen gas include a method of releasing the liquid to be treated into the nitrous acid-nitrogen gas. More specifically, a so-called jetting method in which the liquid to be treated is discharged, jetted, jetted or sprayed can be mentioned.
  • the method of bringing nitrous oxide into contact with the oxidant contained in the liquid to be treated can be broadly classified by focusing on the state of the liquid to be treated.
  • a method of contacting nitrous oxide with nitrous oxide, a method of bringing nitrous oxide into contact with an oxidizable substance in a vapor of the liquid to be treated, and an oxidization contained in a gas-liquid coexisting material in which a part of the liquid to be treated is vaporized It is roughly classified into the method of contacting the substance with nitrous oxide.
  • the substance to be oxidized is brought into contact with nitrous oxide in a state in which the liquid to be treated remains in a liquid state, a gas state, or a gas-liquid two-phase state.
  • Examples of suitable methods for bringing part or all of the liquid to be treated into a gas state include a method of spraying, a method of vaporizing by heating, and a method of reducing the pressure of the liquid to be treated. .
  • the lamp (light source) used in the liquid purification method according to the present invention preferably generates light having a wavelength of 240 nm or less.
  • high-pressure mercury lamps and krypton iodine (Krl) Excimer lamps (hereinafter referred to as Krl excimer lamps) can be mentioned.
  • the lamp output is not particularly limited. In general, when the same lamp is used, the rate of oxidative decomposition is affected by the output. In other words, when the lamp output is small, the rate of oxidative decomposition decreases, and conversely, when the lamp output is large, the rate of acid decomposition increases.
  • the lamp output can be appropriately selected according to the desired oxidative decomposition rate.
  • a pretreatment step for improving the irradiation efficiency of ultraviolet light may be performed.
  • Examples of the pretreatment step include a dilution step of diluting the liquid to be treated.
  • Examples of the dilution step include a step of adding water and a step of adding nitrous oxide-containing water.
  • the diluted liquid to be processed has improved light transmittance. Therefore, the irradiation efficiency of ultraviolet light is improved.
  • a liquid purifier 11 having the same configuration as that of Example 1 was used except that the lamp 13 was a Krl excimer lamp.
  • a nitrous oxide aqueous solution used for purification was also prepared.
  • the concentration of nitrous acid nitrogen in the solution was lOOOppm.
  • the same methylene blue aqueous solution as that purified in Example 1 was subjected to the purification treatment.
  • a methylene blue aqueous solution and a nitrous oxide aqueous solution were put into the container 12 and mixed to obtain a mixed solution 14.
  • ramp 13 was turned on and the ultraviolet-ray was irradiated to the liquid mixture 14 in the container 12, and the cleansing process was performed.
  • the ambient temperature of the place where the liquid purifier 11 was installed was 24 ° C.
  • the purification performance was equivalent to or better than that of the apparatus of Example 1 using a high-pressure mercury lamp.
  • the trichlorethylene concentration which was present in a small amount in the mixed solution before the ultraviolet light irradiation, was lowered in the solution after the ultraviolet light irradiation.
  • the liquid purification apparatus of the present embodiment includes a contact unit for bringing an oxidant contained in a liquid to be treated into contact with nitrous oxide, and a light source for irradiating the oxidant with contact with the nitrous oxide with ultraviolet light. are provided.
  • nitrous oxide is contacted with an oxidizable substance such as an organic substance in the contact unit.
  • the non-oxide is oxidized by irradiating UV light from the light source to the oxidant in contact with the nitrous oxide, thereby oxidizing and decomposing the oxidant to purify the liquid to be treated. .
  • the contact unit for bringing the substance to be oxidized contained in the liquid to be treated into contact with nitrous oxide includes a container for bringing the substance to be oxidized into contact with nitrous oxide.
  • Examples of the container include an open container having an opening and a sealed container used in a sealed state from the viewpoint of whether or not the container is open to the outside.
  • a fluid in which the liquid to be treated and Z or a vaporized product thereof and at least one of nitrous acid-nitrogen gas, nitrous oxide gas, or nitrous acid-nitrogen-containing solution are mixed (
  • a storage type container and a fluid type container can be mentioned from the viewpoint of whether or not the mixed fluid is flowed.
  • Examples of the open-type container include a processing tank for batch processing having an opening at the upper end, and a groove-shaped container having an upper end opened.
  • Examples of the sealed container include a tube-shaped container such as a sealed chamber and a pipe.
  • Examples of the storage container include the above-described batch processing chamber and chamber.
  • Examples of the fluid-type container include the above-described groove-shaped container and tube-shaped container.
  • the flow-through container preferably has a shape that ensures a wide ultraviolet light irradiation area.
  • the wide flow passage means a flow passage having a structure in which the flow passage width is wider than the depth of the mixed fluid flowing through the flow passage, for example, in the case of a flow-type and open container.
  • the ultraviolet light from the light source is applied to the mixed fluid in the container from the opening of the flow path.
  • a wide flow passage is, for example, a side corresponding to a surface irradiated with stronger ultraviolet light when the cross-sectional shape of the flow path is a quadrangle. It is a flow passage with a structure in which the thickness dimension of the channel cross section that intersects the irradiation direction is shorter than the width dimension.
  • examples of the sealed container include a container having a plurality of or many thin tubes, a flat cross-sectional tube having an elongated cross-sectional shape, and the like. In this way, even if the flow path cross-sectional area is the same, the ultraviolet light irradiation area is increased, and the ultraviolet light irradiation efficiency is improved.
  • a material for a sealed container such as a tube, a material having a higher ultraviolet light transmittance, such as glass, is preferred, and a material is more preferred.
  • the open-type container is suitable as a container used when the treatment liquid is subjected to purification treatment in a liquid state or when the purification treatment is performed using a nitrous oxide-containing solution.
  • the hermetic container is suitable as a container used when purifying the vaporized material to be treated or when performing purification using nitrous oxide gas.
  • the storage container is suitable for purifying a large amount of liquid to be treated, for example.
  • the fluid-type container is suitable for purifying while circulating the liquid to be treated and the above mixed fluid.
  • an open and fluidized container is used when using a method in which the liquid to be treated is exposed to nitrous acid or nitrogen gas, or when purifying while circulating the liquid to be treated. Speak properly.
  • a closed and sealed container is used when circulating the vapor of the liquid to be treated or when using nitrous oxide gas and purifying the liquid to be treated or the vaporized liquid while circulating it. Is suitable.
  • the contact unit is preferably one having a mixing means for positively contacting the oxidized substance contained in the liquid to be treated and nitrous oxide.
  • a liquid supply unit for supplying a nitrous oxide-containing solution into the liquid to be processed or the vaporized liquid to be processed, and nitrous oxide gas to be supplied into the liquid to be processed or the vaporized liquid to be processed.
  • Gas supply unit to supply, liquid to be processed to supply liquid to be processed in nitrous oxide-containing solution or nitrous oxide gas, vaporized liquid to be processed in nitrous oxide-containing solution or nitrous oxide gas
  • the liquid supply unit includes, for example, a liquid feeder such as a liquid supply pipe for pouring a solution containing nitrous acid and nitrogen, such as a nitrous acid and nitrogen aqueous solution, into the container, Mention may be made of a liquid discharger that discharges a nitrous oxide-containing solution into the vapor.
  • a liquid discharger include a discharger, a sprayer, a sprayer, or a sprayer of a nitrous oxide-containing container.
  • Examples of the gas supply unit include a gas discharger that discharges nitrous oxide gas into the liquid to be processed and the vaporized liquid of the liquid to be processed.
  • a gas discharger for example, gas
  • gas There may be mentioned a discharger, an ejector or an injector. More specifically, examples of the discharger that discharges gas into the liquid to be treated include so-called publishing equipment. Further, when nitrous oxide gas is released toward the liquid to be treated, the liquid to be treated is placed in the nitrous oxide gas atmosphere.
  • the treatment liquid supply section includes, for example, a liquid supply device such as a treatment liquid supply pipe for pouring the treatment liquid into the container, or a treatment liquid discharger that discharges the treatment liquid into nitrous oxide gas.
  • a liquid supply device such as a treatment liquid supply pipe for pouring the treatment liquid into the container
  • a treatment liquid discharger that discharges the treatment liquid into nitrous oxide gas.
  • the treatment liquid discharger include a discharge liquid, an ejector, an injector, or a sprayer of the treatment liquid.
  • Examples of the vaporized substance supply unit include a vaporized substance discharger that discharges vaporized substances to be treated into a nitrous oxide-containing solution and nitrous oxide gas.
  • Examples of the vaporizer ejector include a sprayer of a liquid to be treated, a vaporizer ejector, and an injector. More specifically, examples of the discharger that discharges the vaporized material into the nitrous oxide-containing solution include a so-called publishing device.
  • the vaporized substance supply unit includes not only those in which all substances to be supplied are vaporized substances to be treated but also those in which at least a part is vaporized substances. Examples of means for vaporizing part or all of the liquid to be treated include a sprayer, a heater, and a decompressor.
  • the contact unit includes stirring means such as a stirrer for stirring the mixed fluid in order to reliably contact the oxidant contained in the liquid to be treated with nitrous oxide! It's good.
  • stirring means such as a stirrer for stirring the mixed fluid in order to reliably contact the oxidant contained in the liquid to be treated with nitrous oxide! It's good.
  • Examples of the liquid purifier include a diluent supply unit that supplies a diluent for improving the transparency of the liquid to be processed into the liquid to be processed.
  • Examples of the diluent include water and water containing nitrous acid and nitrogen. The diluent supply unit supplies at least one of these diluents.
  • liquid purification devices particularly liquid purification devices including flow-type containers, include those equipped with a circulation device that circulates the liquid to be treated that has been exposed to the mixed fluid or nitrous acid-nitrogen gas. be able to. By circulating, the liquid to be treated can be repeatedly purified.
  • Examples of the liquid purification apparatus according to the present invention may further include a heating unit that heats the fluid to be processed and a cooling unit that cools the fluid to be processed.
  • the fluid to be treated is a gas
  • a fluid having a condenser for liquidating the fluid to be treated can be mentioned.
  • the liquid purifier according to the present invention includes a light source for irradiating ultraviolet light.
  • the light source preferably generates light having a wavelength of 240 nm or less.
  • Examples include high-pressure mercury lamps and Krl excimer lamps.
  • the liquid purification apparatus may include a controller for controlling the output of the lamp.
  • An example of the controller is one that controls the output (illuminance) of ultraviolet light.
  • the output control method for example, on / off control can be mentioned.
  • Examples of the lamp for the light source that emits ultraviolet light include an external lamp installed outside the contact unit and an internal lamp installed inside the contact unit. More specifically, examples of the lamp include an external lamp installed outside the container of the contact unit and an internal lamp installed inside the container of the contact unit.
  • the container is an open-type container and the lamp is an external lamp
  • ultraviolet light is irradiated into the container from the opening of the container.
  • the open container has a portion made of an ultraviolet light transmissive material such as glass, the partial force container can be irradiated with ultraviolet light.
  • the container When the container is a hermetically sealed container and the lamp is an external lamp, the container needs to have a portion that also has an ultraviolet light transmitting material force. This partial force is also irradiated into the container by ultraviolet light.
  • the material of the container does not need to be an ultraviolet light transmissive material, regardless of whether it is an open type or a sealed type. Rather, a material that does not transmit ultraviolet light is preferred.
  • examples of the lamp include a fixed lamp fixed to the contact unit or the container, and a moving lamp installed so as to be movable.
  • An example of the moving lamp is one that is integrated with a stirring device that stirs the fluid to be treated.
  • the contact unit may be provided with a plurality of containers for bringing the substance to be oxidized contained in the liquid to be treated into contact with nitrous oxide. And if you have more than one container, It is not necessary to irradiate the container with ultraviolet light of light source power. It is sufficient that one or more selected containers are irradiated with ultraviolet light. Specifically, it is the first container for mixing the liquid to be treated and the nitrous oxide-containing material, and the outlet of the mixed fluid such as the first container force, and ultraviolet light is applied to the inflowed mixed fluid. Mention may be made of a second container for irradiation.
  • the liquid purification apparatus 120 of the present embodiment includes a treatment tank (contact unit container) 121 to which a treatment liquid F to be purified is supplied, and a treatment liquid F to the treatment tank 121.
  • a treatment tank (contact unit container) 121 to which a treatment liquid F to be purified is supplied
  • a treatment liquid F to the treatment tank 121 Liquid supply pipe 122 to be supplied, a nitrous oxide aqueous solution Nw tank 123 in which nitrous oxide is dissolved, and a nitrous oxide aqueous solution Nw supplied from the tank 123 to the treatment tank 121
  • a nitrogen supply pipe 124 and a lamp 125 for irradiating ultraviolet light toward the inside of the treatment tank 121 are provided.
  • the treatment tank 121 is an open-type container having an opening at the upper end.
  • the processing tank 121 includes a discharge port 121a for discharging the liquid in the processing tank 121.
  • the inner surface of the treatment tank 121 is processed with Teflon (registered trademark)!
  • the lamp 125 is an electrolytically coupled high-frequency discharge lamp using krypton-iodine, that is, a Krl excimer lamp.
  • the output of lamp 125 was 1200 watts.
  • the liquid to be treated is supplied to the treatment tank 121.
  • the liquid to be treated F is introduced from 122 and the nitrous acid-nitrogen aqueous solution Nw is introduced from the nitrous acid-nitrogen supply pipe 124.
  • the liquid F and the nitrous acid aqueous solution Nw are mixed in the treatment tank 121, and the nitrous oxide in the aqueous nitrous oxide solution Nw comes into contact with the oxidized material in the liquid F to be processed.
  • a state is obtained.
  • the mixed fluid M accommodated in the treatment tank 121 is a liquid.
  • the lamp 125 is turned on and ultraviolet light is irradiated toward the inside of the processing tank 121.
  • the nitrous oxide dissolved in the mixed fluid M in the ultraviolet light irradiation region dissociates and the atomic acid is dissociated.
  • Elemental oxygen (O) is generated, and this atomic oxygen is decomposed by strongly oxidizing the organic matter (oxidized substance) with oil and protein! That is, the organic substance is decomposed into water, carbon dioxide, etc. by oxidation, so that the liquid to be treated is removed.
  • the substance to be oxidized contained in the liquid F to be processed is decomposed by the oxidation reaction, and the liquid F to be processed is purified. Thereafter, the treated liquid in the treatment tank 121 is discharged from the discharge port 121a, and the treated liquid is recovered.
  • liquid purifier according to the next embodiment will be described. Note that the same components as those of the liquid purification device 120 (Example 1 of the liquid purification device) are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The same applies to the embodiments described below.
  • the liquid purification apparatus 130 of the present embodiment includes a treatment tank 121, a treatment liquid supply pipe 122 that supplies a treatment liquid F, and nitrous acid nitrogen gas Ng.
  • the treatment tank 121 is provided with a vent hole 121b on the bottom surface thereof, and the gas ejector 132 is provided with a gas jet hole 132a connected to the vent hole 121b. Therefore, nitrous acid nitrogen gas Ng can be supplied into the treatment tank 121 from the gas ejection holes 132a.
  • the lamp 125 was a Krl excimer lamp.
  • the liquid to be processed F is caused to flow into the processing tank 121. Then, nitrous acid nitrogen gas Ng is ejected from the gas ejector 132. Then, nitrous oxide gas Ng is released into the liquid F to be treated in a so-called publishing state. As a result, nitrous oxide is dissolved in the liquid F to be treated, and a state in which the nitrous oxide is in contact with the substance to be oxidized in the liquid F to be processed is obtained.
  • the lamp 125 is turned on and ultraviolet light is irradiated into the processing tank 121.
  • the substance to be oxidized contained in the liquid to be treated F is decomposed by the oxidation reaction, and the liquid to be treated F is purified.
  • the mixed fluid M in the treatment tank 121 is discharged from the discharge port 121a, and the processed liquid is recovered.
  • Example 3 of liquid purifier> Next, a liquid purification apparatus of Example 3 will be described.
  • the liquid purification apparatus 140 of the present embodiment includes a sealed chamber 141, a gas cylinder 142 storing nitrous oxide gas Ng, and a nitrous oxide in the gas cylinder 142.
  • Gas supply pipe part 143 for supplying elementary gas Ng to chamber 141, liquid to be processed supply pipe 122, liquid ejector 144 for injecting liquid F to be processed into chamber 141, and ultraviolet light toward chamber 141 A lamp 125 for irradiating is provided.
  • the chamber 141 includes a discharge port 141a for discharging the fluid in the chamber 141. Further, the chamber 141 includes a glass transmission part 14 lb having excellent ultraviolet light transmission performance. Therefore, ultraviolet light can be irradiated into the chamber 141 from the transmission part 141b.
  • the liquid F to be treated is purified with such a liquid purification apparatus 140, first, the chamber 141 is filled with nitrous acid nitrogen gas Ng. Then, the liquid F to be treated is ejected from the liquid ejector 144 into the chamber 141. As a result, the liquid F to be treated is ejected into the nitrous oxide gas Ng filled in the chamber 141. As a result, a state is obtained in which the nitrous oxide in the aqueous nitrous acid solution contacts the oxidizable substance in the liquid F to be treated. In this case, the mixed fluid M accommodated in the chamber 141 is in a gas state or a gas-liquid mixed state.
  • the lamp 125 is turned on to irradiate the chamber 141 with ultraviolet light.
  • the substance to be oxidized contained in the liquid to be treated F is decomposed by the oxidation reaction, and the liquid to be treated F is purified.
  • the mixed fluid M in the chamber 141 is discharged from the discharge port 141a. Thereby, the treated liquid is recovered.
  • the opening force at the upper end of the treatment tank 121 can also irradiate the treatment tank 121 with ultraviolet light. Therefore, the material of the processing tank 121 does not necessarily have to be excellent in ultraviolet light transmittance.
  • a material in which a material having a high transmittance of ultraviolet light, particularly light having a wavelength of 190 nm is used in part or in whole may be used. If such a treatment tank 121 is used, ultraviolet light is irradiated from the side or lower side of the treatment tank 121 only from the opening at the upper end of the treatment tank 121, so that the inside of the treatment tank 121 is irradiated. It is possible to promote the purification of the liquid F to be treated.
  • the containers of the liquid purification apparatuses 120 and 130 of Example 1 and Example 2 may be force-sealed containers that are processing tanks 121 that are so-called open containers.
  • An example of the sealed container is the chamber 141 of Example 3.
  • it may be a sealed container including a processing tank 121 and a lid 121c that closes the upper end opening thereof.
  • the processing tank 121 and Z or a part or all of the lid body thereof are made of a material having ultraviolet light transmittance so that the processing tank 121 can be irradiated with ultraviolet light.
  • the lid 121c is made of glass.
  • a connection tool (not shown) that can removably connect the tips of the liquid supply pipe 122 and the nitrous oxide supply pipe 124 is attached to the lid 121c, and the lid 121c is attached to the treatment tank 121.
  • the nitrous oxide aqueous solution and the nitrous acid / nitrogen gas may be supplied into the treatment tank 121 in a state where it is attached and sealed. If the treatment tank 121 can be supplied in a sealed state, nitrous oxide does not leak and can be used effectively. Note that the case where a sealed container such as the chamber 141 of the third embodiment is used has already been described in the third embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the container used in the liquid purification apparatus of the above embodiment is a storage-type container, but may be a fluid-type container. That is, a groove-shaped container 151 as shown in FIG. In this groove-shaped container 151, the liquid F to be treated and the aqueous nitrous oxide solution Nw flow in the container toward the discharge part 151a on the downstream side of the container 151 that does not stay in the container. .
  • a container 151 shown in FIG. 21 includes a rotating shaft 151b extending in the horizontal direction on the upstream side portion thereof.
  • the rotary shaft 151b is supported by a support member (not shown), and can move up and down the discharge portion 151a on the downstream side of the container 151. Therefore, move the discharge part 151a upward.
  • the flow rate of the mixed fluid M in the container 151 decreases, and when the discharge part 151a is moved downward, the flow rate of the mixed fluid M increases.
  • the fluid container may be an open container such as the groove-shaped container 151, but may be a closed fluid container. That is, it may be a tube-shaped container 161 as shown in FIG.
  • the container 161 is composed of a plurality of tubes 161a having a circular cross section, and the mixed fluid M is circulated in each tube 161a.
  • Each tube 161a is made of glass so that the fluid in the tube can be irradiated with external force ultraviolet light.
  • a container 162 shown in Fig. 23 may be used as a sealed and fluid type container.
  • the container 162 is made of a tube 162a having a so-called flat cross-section with an elongated cross-sectional shape inside the tube, and is made of a resin having ultraviolet light permeability.
  • the liquid purification apparatus 170 includes a circulator 171 that circulates the mixed fluid M in a container such as the processing tank 121 so that it can be introduced into the processing tank 121 a plurality of times. It may be prepared.
  • the circulator 171 includes a recovery pipe 171a, a three-way valve 171b installed in the middle, a circulation pipe 171c connected to the recovery pipe 171a via the three-way valve 171b, and a circulation pipe 17 lc.
  • a circulation pump 17 Id installed in the middle is connected, and the downstream end of the circulation pipe 17 lc is connected to the supply pipe 122 of the liquid F to be treated. If such a circulator 171 is installed, the mixed fluid M can be repeatedly irradiated with ultraviolet light as necessary, and the liquid F to be treated can be purified more reliably.
  • the liquid purification apparatus 180 may include a plurality of containers, specifically, two containers.
  • the liquid purifier 180 is a container having a groove shape into which the mixed fluid M discharged from the treatment tank 121 and its discharge port 121a flows as containers. 181.
  • the groove-shaped container 181 has the same shape as the groove-shaped container 151 described with reference to FIG. 21, and includes a rotation shaft 181a corresponding to the rotation shaft 151b. Therefore, detailed description is omitted.
  • the liquid purification apparatus 180 mixes the liquid F to be treated and the aqueous nitrous oxide solution Nw.
  • the obtained mixed fluid M is poured into a downstream groove-shaped container 181 where it is irradiated with ultraviolet light to be purified.
  • the mixed fluid M can be reliably irradiated with ultraviolet light in the groove-shaped container 181, and the liquid F to be treated can be reliably purified.
  • the mixing in the container is performed.
  • a means for more uniformly mixing the fluid M it may be provided with a movable mechanism that swings, vibrates or rotates the container. A more homogeneous mixed fluid can be obtained by moving the container with a movable mechanism.
  • the liquid purifier 191 may be provided with a stirring means for stirring the mixed fluid M in a container such as the processing tank 121.
  • a liquid purifying device 191 shown in FIG. 26 includes a stirring tool 183 as stirring means.
  • the stirrer 183 includes a stir bar 183b extending in the horizontal direction at the tip of a bar-like support member 183a extending vertically.
  • the support member 183a can move up and down and rotate. Therefore, when the support member 183a is operated, the stirring rod 183b moves up and down and Z or rotates, and the mixed fluid M in the treatment tank 121 is stirred. As a result, for the entire mixed fluid M, the oxidized material can be contacted with nitrous acid and nitrogen.
  • the liquid purification apparatus 191 may be further equipped with a dilute supply pipe 184 that supplies the dilute liquid W of the liquid F to be treated.
  • the diluent is water, but in addition, an aqueous solution of nitrous acid and nitrogen can be mentioned.
  • the diluent supply pipe 184 supplies at least one of these diluents.
  • the case where the liquid F is low in the UV light transmittance, such as when the liquid F to be treated is cloudy, is considered. In such a case, when a diluent is added, the ultraviolet light transmittance of the mixed fluid M is improved by the dilution, and the purification efficiency is improved. improves.
  • the liquid purification apparatus may further include a heating unit that heats the mixed fluid M and a cooling unit that cools the mixed fluid M.
  • the liquid purification apparatus includes a condenser that liquid-cleans the mixed fluid M after the purification treatment.
  • the lamp 125 is installed outside the container such as the processing tank 121 and the chamber 141.
  • the installation position of the lamp 125 is not limited to the outside of the container, and may be inside the container such as the processing tank 121 as in the liquid purification apparatus 192 shown in FIG. If the installation position of the lamp 125 is in the container, the light source is installed very close to the liquid F to be processed, and the ultraviolet light irradiation efficiency is improved.
  • the material of the container is not necessarily an ultraviolet light transmitting material, but is preferably a material that does not transmit ultraviolet light. If a material that does not transmit ultraviolet light is used, the efficiency of irradiation with ultraviolet light is improved.
  • the lamp 125 may be a movable or portable lamp that may not be fixed to the liquid purification apparatus 193 or the container.
  • the lamp 125 is installed at the tip of the stirring tool 183.
  • the mixed fluid M can be uniformly mixed by stirring, and the entire mixed fluid M can be uniformly irradiated with ultraviolet light.
  • the feeder for supplying the nitrous oxide gas or the nitrous oxide aqueous solution is not fixed to the container such as the liquid purifier 193 or the treatment tank 121. It can be mobile or portable.
  • the stirrer 183 is also an injector 185 that supplies nitrous acid nitrogen gas Ng. That is, the stirring tool 183 includes a hollow support member 183a and a hollow stirring bar 183b, and nitrous acid and nitrogen gas can be circulated through the support member 183a and the stirring bar 183b! / , Ru
  • the stirring rod 183b is formed with a number of injection holes (not shown) for injecting the nitrous acid nitrogen gas Ng.
  • the stirring tool 183 is also a publishing device for nitrous acid nitrogen gas Ng. Therefore, while stirring with a stirrer 183, nitrous acid nitrogen gas N in the mixed fluid M g can be supplied by publishing.
  • the Krl excimer lamp 125 is excellent in the light intensity rising performance at the start of irradiation and the light intensity falling performance at the end of irradiation. Therefore, by turning on / off the lamp 125, it is possible to easily perform on / off control of the acid-acid reaction. Therefore, the liquid purification apparatus may include a controller that controls the execution and stop of the purification process by the on / off control of the Krl excimer lamp.
  • the nitrous oxide gas can be supplied by a gas cylinder of compressed gas such as liquid gas filled in the high-pressure vessel, and this can be installed in the vicinity of the fluid purification device. It can also be supplied from a large-scale high-pressure vessel at a factory or factory using centralized piping. A small container such as a cassette-type gas cylinder may be installed and supplied to the fluid purification device, and a nitrous oxide production device is installed in the fluid purification device, in the vicinity of the fluid purification device, or in the workplace, and is produced by this production device. Nitrous acid nitrogen may be directly supplied to a container such as a processing tank in the fluid purification device.
  • Nitrous acid nitrogen gas can be produced as follows. Industrial methods include (1) ammonia oxidation method in which ammonia is heated at 200 ° C to 500 ° C in the presence of a metal oxide catalyst using oxygen or air, and (2) ammonia nitrate. Pyrolysis of ammonia, or ammonium nitrate decomposition method in which sodium nitrate is heated to produce a mixture of ammonium sulfate. (3) Sulfuric acid is divided into two or more stages to supply, or sulfuric acid is supplied. The method of reacting sulfamic acid and nitric acid while adding can be used on a practical scale.
  • nitrous acid and nitrogen can be generated by passing ozone gas and nitrogen gas through glass glass used in gas chromatography and the like, and a small amount of nitrous acid and nitrogen gas is efficiently produced. Suitable for producing well.
  • a diffuser plate or a diffuser tube made of a porous material made of plastic or ceramic is placed so as to be immersed in the solvent;
  • a method of supplying nitrous acid / nitrogen gas to this diffuser plate or diffuser tube from a gas cylinder or generator of the gas generator and publishing it in the solvent (2) Pressurized solvent using an ejector Using a negative nozzle, the nitrous oxide gas is sucked into the solvent and dissolved, and a pressurized tray tower, packed tower, shower tower, bubble tower, etc. are used.
  • Nitrous oxide nitrogen gas and solvent are brought into contact with each other and dissolved, and the solvent in contact with nitrous acid nitrogen gas pressurized in a pressure vessel is stirred and dissolved, pressurized in a small pressure vessel
  • Porous made of hydrophobic resin such as polytetrafluoroethylene
  • Uses membrane hollow fiber to improve hydrophobicity of resin and gas permeability of pores To dissolve the gas in the liquid, or to dissolve the gas that has permeated the resin in the liquid using a non-porous gas permeable membrane hollow fiber using the gas dissolution / diffusion mechanism inside the resin.
  • these methods can be used in combination with an ultrasonic wave or a magnetic field having a gradient to improve the dissolution amount and dissolution rate of the nitrous acid-nitrogen gas in the solvent.
  • a method for dissolving nitrous acid nitrogen gas in a solvent in a short time with efficiency that is wasted It is preferable to use a hollow fiber membrane.
  • Nitrous oxide-nitrogen in the solvent is almost constant by dissolving the nitrous acid-nitrogen gas in the solvent by the above-mentioned predetermined method and controlling the solution time, gas supply pressure, etc. It is possible to maintain the concentration. Therefore, there is an advantage that it is not always necessary to detect, record and manage the nitrous oxide concentration in the solvent in the fluid purification device.
  • nitrous oxide concentration can be performed as follows. (1) Has two or more electrolytic electrodes, working electrode and counter electrode, and if necessary, regenerative electrode, an ion exchange membrane that partitions the electrodes, and an electrolyte containing halogen ions Electrolysis method using an electrolytic cell that measures the current flowing when electrolyzing nitrous oxide or the total number of cron at that time, and (2) ultraviolet light having a predetermined wavelength containing nitrous oxide A spectrophotometric method in which the cell stored in a solvent is irradiated and the absorbance is measured by a light receiving system placed across the cell and facing the light source.
  • TN all specified in JIS K0102
  • Nonrogen Non-dispersed infrared absorption by transferring nitrous oxide dissolved in the solvent into the gas phase by pumping and diffusing inert gas in the nitrous oxide-containing solvent
  • a method of measuring the concentration of nitrous oxide in the gas phase using an ultraviolet light absorption altitude method or an electrochemical measurement sensor based on an oxygen ion conductive solid decomposition product It can be used for management of a state before supply of a solution such as a nitrous oxide aqueous solution used in the fluid purification method or the fluid purification apparatus according to the present invention, or for solution management in a container such as a treatment tank.
  • the fluid purification device does not need to be equipped with a device for decomposing and removing nitrous oxide.
  • nitrous acid nitrogen inhibits these treatments. There is nothing to do. Therefore, it is possible to carry out sludge treatment and the like without treating nitrous acid nitrogen in the treated liquid. Furthermore, nitrous oxide does not cause abnormal decomposition like oxidants such as hydrogen peroxide. Therefore, when the treated liquid containing nitrous oxide is transported to another work place or waste disposal site, there is an advantage that it is not necessary to treat the nitrous oxide in the waste liquid before transportation.
  • a method of decomposing waste water by irradiating it with ultraviolet light for a certain period of time (2) A method of electrolysis using a noble metal such as platinum as an anode, (3) Hydrogen in the presence of a catalyst
  • a noble metal such as platinum as an anode
  • Hydrogen in the presence of a catalyst include a method of reducing and decomposing by reaction with gas, and (4) a method of decomposing by utilizing microorganisms that breathe using oxygen in nitrous acid nitrogen in an anaerobic state.
  • the solvent of nitrous acid-nitrogen is not limited to the water described above, and the function of generating atomic oxygen dissociated by ultraviolet light irradiation is not impaired, and the generated atomic oxygen is consumed. Otherwise, it may be an organic solvent such as methanol, ethanol, isopropanol, methylcyclohexane, cyclohexane, acetonitrile, hexane, dioxane, glycerin, n-pentane, dichloromethane and the like.
  • the maximum soluble amount of nitrous oxide varies depending on the type of solvent. Since it is preferable that the maximum soluble amount is large, the maximum soluble amount is also taken into consideration when selecting a solvent.
  • a thickener for improving the viscosity may be added to a nitrous oxide-containing solution such as an aqueous nitrous oxide solution.
  • a thickener those that do not impair the function of generating atomic oxygen and do not consume the generated atomic oxygen are preferable.
  • the oxidant contained in the fluid to be treated is brought into contact with a solution containing nitrous oxide, there is! /, And is irradiated with ultraviolet light in this state.
  • the fluid to be treated can be easily purified.
  • the contact unit brings the oxidized material contained in the fluid to be treated into contact with nitrous oxide or a solution containing nitrous oxide, and the oxidized material in contact with the nitrous oxide.
  • the fluid to be treated can be easily purified simply by irradiating the substance with ultraviolet light of the light source.

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Abstract

　簡単に流体を浄化することができる流体浄化方法および流体浄化装置を提供すること。 　亜酸化窒素を含む溶液を、流体に含まれる物質に接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより、前記物質の浄化を行う物質の浄化方法。

Description

明 細 書
流体の浄化方法および浄化装置
技術分野
[0001] 本発明は、気体又は液体等の流体の浄化方法およびその装置に関する。
背景技術
[0002] 流体とは、気体及び液体の総称であり、形状を自由に変化させることのできる物質 のことである。一般に、流体中には数多くの不純物が混在しており、各分野において 種々の弊害を引き起こしている。
[0003] 例えば、気体や液体中には、油やたんぱく質などの有機物が多く含まれて 、る。気 体中に含まれる有機物は好ましくない臭いの原因になることがあり、また、液体中に 含まれる油等は環境汚染の原因になり得る。したがって、このような流体を浄化する 際、流体中に含まれる有機物の分解、除去が重要である。有機物の浄化処理方法と しては、酸ィ匕反応を起こして有機物を分解する方法が知られている (非特許文献 1、 2参照)。
[0004] 非特許文献 1 :山之内直俊、武田光雄、「亜酸化窒素」、高圧ガス、 Vol. 13 No. 3 ( 1976) pl05~l l l
非特許文献 2 :「気相における光化学反応」、日本化学会編，化学総説無機光化学 学会出版センター No. 39, (1983) pl4〜38
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] ところで、現在、気体の浄ィ匕は、様々な場面で必要とされている。例えば、建物内の 空気を循環させるとき、外気を室内に取り込むとき、あるいは産業活動で発生した気 体を外界に放出するときなどである。
[0006] また、液体の浄ィ匕についても同様に、様々な場面で必要とされている。例えば、各 種の人間活動で用いられた使用済みの液体を自然界に戻す処理を行うときや、使用 済みの液体や自然界等に存在する液体から所定用途の液体を得るための処理を行 うときなどである。 [0007] このような流体の浄ィ匕の必要性は、現在ますます高まりつつあり、簡単に液体を浄 化する方法が必要とされて 、る。
[0008] 本発明者等は、流体の浄化方法につ!ヽて鋭意研究を行う中で、亜酸化窒素 (N O
2
)を用いた酸化方法に関して、非特許文献 1より、亜酸化窒素は常温'常圧では安定 な気体であり、可視光による分解は起こらないとの知見を得た。ところが、さらに研究 を重ねる中で、亜酸ィ匕窒素を用いた場合であっても、酸化を気相中で行う場合には 、そのガスの取り扱いが困難であるという問題を見出した。
[0009] また、非特許文献 2より、亜酸ィ匕窒素に対して 240nmよりも波長の短い光を照射す ると、亜酸化窒素は窒素分子 (N )と原子状酸素 (O)とに分解するとの知見を得た。
2
しかし、オゾンの発生を抑制するため、処理チャンバ等の密閉装置が必要となり、必 要に応じて処理チャンバ内の温度を昇温させなければなら!、ため、亜酸化窒素によ る酸ィ匕のコストが高くなつてしまうという問題があった。また、非特許文献 2には、 N O
2 を用いた酸ィ匕反応を起こさせるための最適な波長は開示されていな力つた。
[0010] 本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、簡単に流体を浄化するこ とができる流体浄ィ匕方法およびその装置を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明者等は、先に出願した〔特願 2005— 146361号〕に記載したように、液中に 溶解した亜酸ィ匕窒素に光を照射することで、力かる従来の問題が一気に解決される 気体浄ィ匕方法およびその装置の発明に想到するに至った。すなわち、本発明にお いては、亜酸化窒素を含む溶液を、流体に含まれる物質に接触させた状態で前記溶 液に紫外光を照射することにより、前記物質の浄化を行う物質の浄化方法とした。
[0012] 本発明にお 、ては、亜酸ィ匕窒素ガスを、流体に含まれる物質に接触させた状態で 紫外光を照射する流体の浄化方法とした。
[0013] 本発明にお 、ては、前記流体が、気体であることを特徴とする前記に記載の流体 の浄化方法とした。
[0014] 本発明にお 、ては、前記流体が、液体であることを特徴とする前記の 、ずれかに記 載の流体の浄化方法とした。
[0015] 本発明においては、亜酸化窒素ガスが、流体中に溶存しているものである前記の V、ずれかに記載の流体の浄化方法とした。
[0016] 本発明においては、紫外光の光源力 クリプトン ヨウ素 (Krl)エキシマランプであ る前記のいずれかに記載の流体の浄ィ匕方法とした。
[0017] 本発明においては、流体に含まれる物質を、亜酸化窒素を含む溶液に接触させる ための接触ユニットと、前記亜酸化窒素に接触した前記物質に紫外光を照射する光 源とを備えて ヽる流体の浄ィ匕装置とした。
[0018] 本発明にお ヽては、前記接触ユニットは、前記流体と、前記亜酸化窒素を含む溶 液とを収容する収容部を備えている前記に記載の流体の浄ィ匕装置とした。
[0019] 本発明においては、流体に含まれる物質を、亜酸化窒素に接触させるための接触 ユニットと、前記亜酸ィヒ窒素に接触した前記物質に紫外光を照射する光源とを備え ている前記に記載の流体の浄化装置とした。
[0020] 本発明においては、前記接触ユニットは、流体に含まれる物質と、流体中に溶存す る亜酸ィ匕窒素とを接触させるための容器を備えている、前記に記載の流体の浄ィ匕装 置とした。
[0021] 本発明においては、前記紫外光の光源は、クリプトン ヨウ素 (Krl)エキシマランプ である前記のいずれかに記載の流体の浄化装置とした。
発明の効果
[0022] 本発明によれば、亜酸化窒素を含む溶液を、流体に含まれる物質に接触させた状 態で前記溶液に紫外光を照射することにより、前記物質の浄ィ匕を行うこととした。この ため、酸化反応の制御が容易であり、簡単に被処理流体、すなわち気体や液体の浄 化を行うことができる。また、亜酸ィ匕窒素は、自然界には通常存在しない波長を持つ た紫外光を照射することによって分離反応が生じる。そのため、例えば、処理廃液を 下水道等にそのまま流したとしても、自然界に対して有害な影響を与えることがない。
[0023] 本発明によれば、亜酸化窒素ガスを流体に含まれる物質に接触させた状態で紫外 光を照射することとしたので、容易に流体の浄ィ匕を行うことができる。また、流体が液 体である場合には、被処理液の濃度を変えることなく被処理液の回収等を行うことが できる。さらに、亜酸ィ匕窒素を溶解させる溶媒を必要としないため、経済的に浄化を 行うことができる。 [0024] 本発明にお 、ては、前記流体が、気体であることを特徴とするため、気体中に含ま れる有機物等を酸化処理することで、簡単に気体の浄化を行うことができる。
[0025] 本発明にお 、ては、前記流体が、液体であることを特徴とするため、液体中に含ま れる有機物等を酸化処理することで、簡単に液体の浄ィ匕を行うことができる。
[0026] 本発明によれば、紫外光の光源が、クリプトン ヨウ素 (Krl)エキシマランプである ため、本発明にかかるウエットエッチング方法における最適な光源の波長領域を有 する紫外光を作り出すことができる。また、エキシマランプは立ち上がり、立下りが良 好であるため、ランプのオン'オフにより、エッチングを所定時のみ行うことができる。 また、紫外光の照射を停止すれば、被処理物がほとんど溶解されない。さらに、ェキ シマランプは発光によるオゾンの発生が少な 、と 、う優れた特性を持っため、環境負 荷の低減が可能である。
[0027] 本発明の流体浄化装置によれば、接触ユニットで被処理気体に含まれる被酸化物 質を亜酸化窒素、あるいは亜酸化窒素を含んだ溶液に接触させ、亜酸化窒素に接 触した被酸化物質に光源からの紫外光を照射するだけで簡単に被処理流体を浄化 できる。
図面の簡単な説明
[0028] [図 1]本実施形態の流体浄化方法で用いた装置の構成を示す模式図である。
[図 2]流体浄ィ匕方法の実施例 1における浄ィ匕の結果を示すグラフである。
[図 3]流体浄ィ匕方法の比較例 1における浄ィ匕の結果を示すグラフである。
[図 4]流体浄ィ匕方法の比較例 2における浄ィ匕の結果を示すグラフである。
[図 5]流体浄ィ匕方法の実施例 2における浄ィ匕の結果を示すグラフである。
[図 6]流体浄化方法の実施例の装置を用いて紫外光の波長及び照射時間を変化さ せて行った実験結果を示すグラフである。
[図 7]亜酸ィ匕窒素溶液の UV吸収スペクトルを示すグラフである。
[図 8]酸素の UV吸収スペクトルを示すグラフである。
[図 9]気体浄ィ匕装置の実施例 1における気体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 10]気体浄ィ匕装置の実施例 2における気体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である [図 11]他の実施例の気体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 12]さらに他の実施例の気体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 13]さらに他の実施例の気体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 14]さらに他の実施例の気体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 15]さらに他の実施例の気体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 16]さらに他の実施例の気体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 17]液体浄ィ匕装置の実施例 1における液体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である
[図 18]液体状ィ匕装置の実施例 2における液体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である
[図 19]液体状ィ匕装置の実施例 3における液体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である
[図 20]他の実施例の液体浄化装置の構成を示す模式図である。
[図 21]さらに他の実施例の液体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 22]さらに他の実施例の液体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 23]さらに他の実施例の液体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 24]さらに他の実施例の液体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 25]さらに他の実施例の液体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 26]さらに他の実施例の液体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 27]さらに他の実施例の液体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
[図 28]さらに他の実施例の液体浄ィ匕装置の構成を示す模式図である。
符号の説明
20, 30, 40, 70, 80, 90 気体浄ィ匕装置
21 処理槽 (容器）
22 被処理気体供給管
23 タンク
24 亜酸化窒素供給管
25 ランプ (光源） 31 チャンバ
32 タンク
33 亜酸化窒素供給管
34 噴出器
61, 62 管形状の容器
71 循環器
83 撹拌具
120, 130, 140, 170, 180, 191, 192, 193 液体浄ィ匕装置 121 処理槽 (容器）
122 被処理液供給管
123 タンク
124 亜酸化窒素供給管
125 ランプ (光源）
131 ガスボンベ
132 噴出器
141 チャンバ
142 ガスボンベ
143 ガス供給管部
144 液噴出器
151 溝形状の容器
161, 162 管形状の容器
171 循環器
181 溝形状の容器
183 撹拌具
184 希釈液供給管
A 被処理気体
Ac 被処理気体の処理済み気体
F 被処理液 M 混合流体
Na 亜酸化窒素ガス
Nw 亜酸化窒素含有水溶液 (亜酸化窒素含有溶液）
発明を実施するための最良の形態
[0030] 上述のように、流体とは気体及び液体の総称である。ここで、亜酸化窒素を含む溶 液とは、亜酸ィ匕窒素ガスを水等の溶媒に溶解させることにより得られる溶液のことを いう。
[0031] また、被処理気体とは、本発明にかかる浄ィ匕方法の対象となる気体のことをいう。
[0032] また、被酸ィ匕物とは、酸化処理されるべき対象物質のことを!ヽぅ。
[0033] 以下に、本発明に力かる流体の浄ィ匕方法について説明する。
[0034] ここでは、被処理物としてメチレンブルー溶液を用いた。なお、当該水溶液におけ るメチレンブルーの濃度は lOppmであった。
[0035] メチレンブルー水溶液は青色を呈しており、酸化により浄化されると青色が消失し て無色になる。光触媒の酸化力評価ではメチレンブルー（lOppm)水溶液の 665nm の吸光度変化を測定するのが一般的である。また、メチレンブルー（lOppm)水溶液 の 665nmの吸光度が初期の 1割程度にまで減少するためには、光触媒では数十分 〜数百分程度の時間を要するのが一般的である。
[0036] <流体浄化方法の実施例 1 >
本実施例では、図 1に示されるような浄ィ匕装置 11を用意した。浄ィ匕装置 11は、上方 の一面が開放された容器 12と、紫外光を照射するランプ (光源） 13を備えるものであ つた。容器 12は、容器内表面がテフロン (登録商標)加工されたものであった。光源 1 3は、容器 12の真上であって、容器 12に近接する位置に設置されており、容器 12内 に向けて紫外光を照射できるものであった。また、光源は、高圧水銀ランプであり、そ の出力は 1200ワットであった。
[0037] また、メチレンブルー水溶液の浄ィ匕に用いる亜酸ィ匕窒素水溶液を用意した。当該 溶液における亜酸ィ匕窒素濃度は lOOOppmであった。
[0038] 浄化処理では、容器 12にメチレンブルー水溶液と亜酸ィ匕窒素水溶液とを投入して 混合し、混合液 14を得た。そして、光源 13を点灯させて容器 12内の混合液 14に紫 外光を照射し、浄化処理を行った。浄化装置 11が設置された場所の雰囲気温度は 2 4°Cであった。
[0039] 図 2は、本実施例による浄ィ匕の結果を示すグラフである。このグラフの横軸は光照 射時間（分)であり、縦軸はメチレンブルー水溶液の 665nm吸光度である。なお、次 の数式 1は光の透過率 (T)を求める式である。この式で符号「Ii」は、ある物質に入射 された光の強度であり、符号「Io」は、そこから出射された光の強度である。また、数式 2は、吸光度を求める式である。
[0040] [数 1] χ ΐ οο = τ (透過率） ■ ■ ■数式 1
I I
[0041] [数 2]
- log ^ = A (吸光度） ■ ■ ■数式 2
[0042] 図 2に示されるように、紫外光を 1分間照射すると約 5割のメチレンブルーが分解さ れ、 3分間照射すると約 9割のメチレンブルーが分解された。この結果、液体を浄ィ匕 できることが確認されると共に被処理気体を浄ィ匕できることが確認された。
[0043] <流体浄化方法の比較例 1 >
本比較例では、実施例 1と同じ浄ィ匕装置 11を用いた。ただし、本比較例では、亜酸 化窒素水溶液に換えて、ヘリウム (He)の水溶液を用意した。このヘリウム水溶液は、 水中にヘリウムを強制的に溶解させることにより得られたものであり、ヘリウムを強制 的に溶解させることで水中に溶解していた空気成分 (N , O , COなど）が追い出さ
2 2 2
れたものである。ヘリウムは、よく知られた不活性ガスであり、 665nmの波長の光線を 吸収しないものである。なお、ヘリウムの濃度は 16ppmであった。
[0044] そして、実施例 1と同様の手順でメチレンブルー水溶液とヘリウム水溶液とを混合し 、メチレンブルー水溶液を浄ィ匕した。
[0045] 図 3は、本比較例による浄ィ匕の結果を示すグラフである。なお、グラフの形式は図 1 と同じである。
[0046] 図 3に示されるように、紫外光を 1分間照射してもほとんどメチレンブルーは分解さ れておらず、 3分間照射してもメチレンブルーはあまり分解されていな力つた。この結 果は、実施例の結果とは著しくことなるものである。この結果、本発明に係る気体浄化 方法は、浄化方法として優れて ヽることが確認された。
[0047] <流体浄化方法の比較例 2 >
本比較例では、実施例 1と同じ浄ィ匕装置 11を用いた。光源 13を点灯させな力つた こと以外、全て条件は実施例 1と同じであった。そして、実施例 1と同様の手順でメチ レンブルー水溶液を浄化した。
[0048] 図 4は、本比較例による浄ィ匕の結果を示すグラフである。なお、グラフの形式は図 1 と同じである。
[0049] 図 4に示されるように、混合により得られた混合液 14にはメチレンブルーと亜酸ィ匕窒 素が溶解している力 240nm以下の波長の光を照射しない状態では、 60分間放置 しても、 665nm吸光度は変化しないことが確認された。つまり、図 2と図 4との比較か ら、亜酸ィ匕窒素に対して光を照射しなければ、メチレンブルーは酸ィ匕分解されないこ とが確認された。
[0050] <流体浄化方法の実施例 2 >
本実施例では、実施例 1と同じ浄ィ匕装置 11を用いた。光源 13を途中で一時的に消 灯させたこと以外、全て条件は実施例と同じであった。そして、実施例 1と同様の手順 でメチレンブルー水溶液を浄化した。なお、本実施例では、ランプ点灯から 0. 5分経 過した時点でランプを消灯状態にし、ランプ点灯から 1. 5分経過の時点で、ランプを 再点灯した。つまり、消灯時間は 1分間であった。
[0051] 図 5は、本実施例による浄ィ匕の結果を示すグラフである。なお、グラフの形式は図 1 と同じである。
[0052] 図 5に示されるように、紫外光の照射開始とともにメチレンブルーの分解が開始し、 紫外光の照射を停止すると、メチレンブルーの分解が停止した。その後、紫外光の照 射を再開すると、同時に、メチレンブルーの分解が開始した。この結果、亜酸化窒素 を用いる本実施形態の気体浄化方法によれば、紫外光の照射時間を制御することに よって、物質の酸ィ匕時間を制御することが可能であることが確認された。亜酸化窒素 への紫外光の照射の開始と同時に原子状酸素の発生が開始し、紫外光の照射の停 止と同時に原子状酸素の発生が停止していると考えられるところ、原子状酸素の寿 命は極めて短いので、実質的に、紫外光の照射の開始および停止によって、酸ィ匕の 開始および停止を行うことができる。
[0053] 上記説明から解るように、本発明に係る気体浄化方法では、紫外光を照射したとき のみ酸化反応が生じて被処理気体の浄化が行われる。したがって、酸化反応の制御 が容易である。また、酸ィ匕反応が生ずるのは紫外光を照射している間に限られるので 、浄ィ匕処理に用いられる機器の腐食を最小限に抑制することができる。したがって、 浄ィ匕処理に用いる気体浄ィ匕装置などの機器について腐食対策が不要になるか、必 要な場合でも簡単なものでよくなるという利点がある。
[0054] ここで、本発明に係る気体浄ィ匕方法で用いる亜酸ィ匕窒素 (N O)の吸光度（吸収ス
2
ベクトル)を測定した結果について説明する。測定では、上記実施例で用いた浄ィ匕 装置の容器に亜酸ィ匕窒素水溶液 (亜酸ィ匕窒素含有量約 lOOOppm)だけを収容して 紫外光を照射し、亜酸化窒素 (N O)の吸光度（吸収スペクトル)を測定した。
2
[0055] 図 6はその結果を示したものである。なお、図 6における横軸は、測定範囲 200〜3 40nmの波長帯域であり、縦軸は吸光度である。曲線 C1は、紫外光を照射しない場 合の吸光度であり、曲線 C2は紫外光を 1分間照射した場合の吸光度であり、曲線 C 3は、紫外光を 3分間照射した場合の吸光度である。グラフから明らかなように、 240η m以上の波長の光では、吸光度はゼロであり、光は全く吸収されな力つた。言い換え れば、光エネルギーの照射による亜酸ィ匕窒素の解離は行われな力つた。
[0056] 表 1は、図 6に示した波長 205nmにおける吸光度から求めた亜酸ィ匕窒素の濃度変 化を示すものである。なお、照射時間がゼロの濃度を飽和濃度 (水温 25°Cでの値）と して、各々の吸光度の相対値を掛け算にて算出したものである。 3分間の照射により 亜酸ィ匕窒素の濃度がかなり減少しているのがわかる。
[0057] [表 1] λ = 205nmの吸光度より求めた N20濃度の変化
照射時間 吸光度（相対値） N20濃度※
Omin 0.1 1 855 ( 1 00.0%) 1 068ppm
1 mm 0.06427 ( 54.2%) Ό 79ppm
0.02227 ( 1 8.8%) 20 ppm
※。^^の濃度を飽和濃度（水温 25°Cで計算により求めた）として、
各々の吸光度の相対値を掛けて算出。
[0058] 図 6に示した実験結果力 解るように、実質的にオゾン (O )の副生物の検出はされ
3
なかった。すなわち、オゾンの最大波長（ λ max)は 260nmである力 そこでの吸光 度は検出限界以下であった。
[0059] このように、亜酸ィ匕窒素含有溶液を用いる方法によればオゾンをほとんど発生しな いので、気体浄化装置に必ずしもオゾン対策のための装置を設置する必要がないと いう利点がある。したがって、オゾン対策用の装置を設ける必要がなぐ気体浄化装 置の構造を簡素化でき、装置を小型化できる。また、装置設計上の自由度が高まると いう利点が得られる。
[0060] また、 Krlエキシマランプについて詳細に説明する。
[0061] Krlエキシマランプは、図 7に示される亜酸化窒素水溶液の UV吸収スペクトル（Bri t.J.Anaesth.,44,310(1972)より引用）の特徴に基づいて、本発明者らによって開発さ れたものである。図 7において、横軸が波長を表し縦軸が吸光度を示す。同図の UV 吸収スペクトルは、 100%亜酸ィ匕窒素により平衡に達した水の吸収スペクトルを表し 、参照セルとしてヘリゥムにより平衡ィ匕された水を用いている。
[0062] 図 7に示されているように、亜酸化窒素水溶液の UV吸収スペクトルは、 190nm付 近において吸光度で 0. 7を超えるピークを示す。
[0063] たとえば低圧水銀ランプ 16の発光波長は 185nmを中心とするものであり、 185nm の波長での吸光度は、亜酸ィ匕窒素水溶液の UV吸収スペクトルのピークである 0. 7 を大きく下回る約 0. 05となるため、効率が極めて低い。
[0064] これに対して、亜酸化窒素水溶液の UV吸収スペクトルがピークを示す 190nm付 近を中心とした波長で発光するランプがある。このようなランプとしては、たとえば、ァ ルゴン—フッ素を用いた電解結合型高周波放電ランプ、いわゆるフッ化エキシマラン プが知られている。フッ化エキシマランプは 193nmを中心とした波長で発光する。
[0065] 一般に、エキシマランプは、立ち上がり、立下りがよいという、本発明にかかる酸ィ匕 反応に適した特性を有して 、る。
[0066] し力しながら、フッ化エキシマランプは、石英管が、これに封入されるフッ素によって 劣化しやすい。すなわちフッ化エキシマランプは、フッ素と石英管との相性が悪ぐ寿 命が短いという問題がある。また、図 7から明らかなように、亜酸化窒素水溶液の UV 吸収スペクトルはピーク付近で急峻であるため、 190nmに近いといえども、 193nm の波長では、吸光度がピークの値に比べて大きく低下する。
[0067] そこで、本発明者等は、 190nmに極めて近い 191nmの紫外波長で発光する Krl エキシマランプを開発し、このランプを本発明に係る気体浄化方法および気体浄ィ匕 装置の光源として採用した。 Krlエキシマランプは、固体のヨウ素を気化させて所定 量を量り取り石英管に封入する方法により製造したものである。
[0068] Krlエキシマランプ Lの発光波長 19 lnmの亜酸化窒素水溶液の吸光度は、亜酸 化窒素水溶液の UV吸収スペクトルのピークにおける吸光度に近い約 0. 65となるた め、効率が良い。したがって、亜酸ィ匕窒素の光解離による酸素原子の発生を考えると 、たとえば低圧水銀ランプ 16の発光波長 185nmにおける吸光度が約 0. 05であるこ とから、 Krlエキシマランプ Lは低圧水銀ランプ 16に比べると 10倍を超える効率で酸 素原子を発生させることが可能であって、従来の光源に比べて酸素原子の発生効率 が極めて高い。
[0069] Krlエキシマランプは、立ち上がり、立下りがよいという、本発明にかかる酸化反応 に適した、エキシマランプに一般の特性を有しているうえ、石英管が、封入したヨウ素 によって劣化しにくぐヨウ素と石英管との相性が良いため、寿命が長いという利点が ある。
[0070] また、 Krlエキシマランプ Lによって発せられる波長 191nmの紫外光は、低圧水銀 ランプによって発せられる波長 185nmの紫外光とほぼ同一の、亜酸化窒素を分解し て酸化反応を行うのに十分大きなエネルギーを持つ。
[0071] さらに、 Krlエキシマランプ Lは、発光によるオゾンの発生が少ないという優れた特 性を持つことも分力つた。 [0072] 図 8に、酸素の UV吸収スペクトル (J.Chem.Phys., 21, 1206(1953)より引用）を示す。 力かるスペクトルにおいて、波長 175nm付近から波長 200nm付近の領域では、非 常に細力な吸収係数の周期的変動が見られる。かかる領域は、シユーマンルンゲ帯 と呼ばれるちのである。
[0073] Krlエキシマランプ Lによって発せられる 191nmの波長は、シユーマンルンゲ帯中 に含まれており、 5— 0バンドと 4— 0バンドとの間のいわば谷の部分に相当し、吸収 係数が小さい。よって、酸素分子による吸収が少なぐ酸素分子の解離、及びそれに 引き続くオゾンの発生が少ない。環境負荷となるオゾンの発生が少ないため、 Krlェ キシマランプ Lの取り扱いは容易である。
[0074] この点、例えば、低圧水銀ランプによって発せられる紫外光の波長 185nmは、シュ 一マンルンゲ帯中の 8— 0バンド上に位置し、吸収係数が大きい。よって、低圧水銀 ランプと亜酸化窒素溶液との間に大気が存在すると、紫外光のエネルギーが酸素分 子に吸収されやすぐ多量にオゾンが発生するため、オゾン対策のための装置を要し 、酸化反応の効率が低ぐこれを備えた装置の構造の複雑化、設計上の問題、大型 ィ匕、高価格ィ匕を招くこととなる。
[0075] これに対し、 Krlエキシマランプ Lには次のような利点がある。すなわち、 Krlエキシ マランプ Lと亜酸ィ匕窒素溶液との間に大気が存在しても、 Krlエキシマランプ L力ゝら発 せられた紫外光のエネルギーが酸素分子に吸収されにくぐよって紫外光が亜酸ィ匕 窒素溶液に至るまでに弱まりにくぐ高効率で亜酸化窒素を分解できる。
[0076] したがって、上記実施例の気体浄化装置の光源として、高圧水銀ランプに替えて K rlエキシマランプを用いることにより、净ィ匕性能を向上させることができる。
[0077] また、大気による影響が少な 、から Krlエキシマランプ Lの配設位置の自由度が高 い。オゾン対策のための処理チャンバ等の密閉装置などを省略または簡略ィ匕できる 。よって、気体浄化装置として、酸化反応効率が高ぐ構造が簡単で設計の自由度 が高ぐ小型で低廉なものを提供できる。
[0078] 以下に、本発明に係る流体の浄化方法の中の気体浄化方法について説明する。
[0079] 本実施形態の気体浄化方法は、被処理気体中に含まれる被酸化物質に亜酸化窒 素含有溶液に含まれる亜酸化窒素 (N O)を接触させた状態で被処理気体に紫外 光を照射することで、被酸化物質を酸化させてこれを分解除去することにより、気体を 浄化する方法である。
[0080] ここでいう被酸ィ匕物質とは、たとえば有機物のことである。有機物としては、酸ィ匕反 応により分解される油、たんぱく質を挙げることができる。
[0081] したがって、本発明に係る気体浄化方法によれば、有機物などの被酸化物質を含 む種々の被処理気体を浄ィ匕することができる。被処理気体としては、たとえば、清浄 対象である室内空気、室内に取り込まれる外気、工場など産業活動の場力 排出さ れる排気、特に有機溶媒など有機物を含む排気、生物など有機物の腐敗により生ず る腐敗空気、地下や洞窟などを発生源とする有機物含有気体、ダム、湖沼、河川な どで活動する生物の生理現象に伴い発生する有機物含有気体などを挙げることがで きる。
[0082] そして、浄化処理により得られた浄化処理済み気体は、各種用途での利用が可能 であり、有用なものである。たとえば、清浄された室内空気や外気は室内空気として 用!/、ることができる。
[0083] 亜酸化窒素を接触させた状態の被酸化物質に紫外光を照射して行う酸化反応は、 簡単に説明すると、次のような特性を備えている。
[0084] 亜酸化窒素に 240nm以下の紫外光が照射されると、亜酸化窒素の解離が引き起 こって原子状酸素 (O)が発生する。有機物などの被酸化物質がある場合、この被酸 化物質は、発生した原子状酸素 (O)によって酸化される。
[0085] 紫外光を照射しているときのみ物質が酸化されることになるので、紫外光が照射さ れていない限り、亜酸ィ匕窒素は安定しているということができる。よって、光の照射時 間を制御すれば、酸化時間が制御され、所望の時間のみ酸ィ匕反応を生じさせること ができる。また、光の照射領域を制御することで、酸化領域が制御され、所望の領域 のみ酸ィ匕反応を生じさせることができる。
[0086] 酸ィ匕反応の制御が容易であるので、気体浄化に用いられる機器の腐食は最小限 に抑制される。つまり、腐食に起因した機器の不具合の発生が最小限に抑制される。 したがって、本発明に係る気体浄化方法を実施する際に用いられる気体浄化装置な どの機器について、腐食対策が不要になるという利点がある。 [0087] 本実施形態の気体浄化方法は、紫外光の照射によって発生する原子状酸素を酸 化反応に用いるものであるところ、当該酸素は酸ィ匕力が極めて大きいので、有機物を 強力に分解できると 、う利点がある。
[0088] なお、亜酸ィ匕窒素は、比較的入手容易であると共に安価なものである。したがって
、供給面およびコスト面のいずれの面でも優れており、継続的に用いる気体浄化方 法として適している。
[0089] また、上述の特性以外にも、亜酸化窒素、特に亜酸化窒素含有溶液は、従来の酸 化物質にあっては見られず、相反すると考えられていた優れた特性を同時に備えて いる。
[0090] たとえば、亜酸ィ匕窒素は安全性が高いという特性を有する。具体的には、亜酸化窒 素水溶液は無害である。安全性が高い亜酸ィ匕窒素は、環境に対する負荷が小さぐ 取り扱いが容易であるという利点を有する。また、安全性が高い亜酸ィ匕窒素は、浄ィ匕 された気体力 亜酸ィ匕窒素を除去する工程が必ずしも必要でないという利点があり、 装置製作上好ましい。分解処理などの除去工程が不要であれば、気体浄化工程の 簡素化を図ることができ好ましい。また、安定性に優れる亜酸化窒素は、長期保存が 容易である。亜酸ィ匕窒素は、液中で酸ィ匕反応を生じさせることが可能であるところ、 液中で酸化反応を生じさせた場合、オゾンの発生を抑制できると!ヽぅ特性を有する。 紫外光照射領域全体で一斉に酸化反応が生じるので、酸化による迅速な浄化処理 が実現される。
[0091] 亜酸ィ匕窒素を用いる気体浄ィ匕方法の優位性は、浄化に用いられる他の物質の性 質と対比させることでより明らかになる。たとえば過酸ィ匕水素水は、浄化に用いられる 物質である力 処理済み気体中に比較的長時間残留するという性質を有するもので ある。したがって、環境負荷を低減するためには分解処理が必要になるという煩雑さ や分解処理に要する費用が問題になる。また、オゾン水は、低濃度であっても有害 性があり、配管設備等の材質に与える負荷が大きぐやはり分解処理が必要で処理 費用がカゝさむという問題がある。また、酸化剤として強酸である硝酸を用いる気体浄 化方法では、装置の腐食への対策に費用が力かったり、製造時の危険性を低減させ るための費用が力かったりするという問題がある。本発明に係る気体浄化装置によれ ば、これらの点が問題になることがない。
[0092] ところで、本発明に係る気体浄化方法で被処理気体を浄化するには、上述したよう に、被処理気体に含まれる被酸化物質に亜酸化窒素含有溶液中の亜酸化窒素を接 触させた状態にする必要がある。
[0093] 被酸化物質に亜酸化窒素を接触させる接触工程としては、たとえば、被処理気体と 亜酸化窒素含有溶液とを混在させる工程、被処理気体中に亜酸化窒素を存在させ る工程を挙げることができる。
[0094] 被処理気体と亜酸化窒素含有溶液とを混在させる方法としては、たとえば、被処理 気体と亜酸化窒素含有溶液とを同一容器内に収容する方法や、収容後さらに容器 内の流体を撹拌などして混和させる方法を挙げることができる。
[0095] 被処理気体中に亜酸化窒素を存在させる方法としては、たとえば、被処理気体中 に亜酸化窒素含有溶液を放出する方法、亜酸化窒素含有溶液中に被処理気体を 放出する方法などを挙げることができる。
[0096] 被処理気体中に亜酸化窒素含有溶液を放出する方法としては、たとえば、被処理 気体中に亜酸ィ匕窒素溶液を吐出、噴出、噴射あるいは噴霧する、いわゆる噴出方法 をあげることができる。
[0097] 亜酸化窒素含有溶液中に被処理気体を放出する方法としては、たとえば、亜酸ィ匕 窒素含有溶液中に被処理気体を吐出、噴出あるいは噴射する、いわゆる噴出方法 を挙げることができる。より具体的には、パブリングする方法を挙げることができる。
[0098] 本発明に係る気体浄ィ匕方法で用いる光源としては、 240nm以下の波長の光を発 生するものが好ましい。たとえば、高圧水銀ランプやクリプトン ヨウ素 (Krl)エキシマ ランプ (以下、 Krlエキシマランプと称する）を挙げることができる。ランプ出力は特に 限定されることはない。一般に同一のランプを用いた場合、出力によって酸化分解の 速度が影響を受ける。つまり、ランプ出力が小さいと酸化分解の速度は低下し、逆に ランプ出力が大きいと酸ィ匕分解の速度は上昇する。所望の酸化分解速度に応じて、 適宜ランプ出力を選択することができる。
[0099] 本発明に係る気体浄化方法では、紫外光の照射効率を向上させる前処理工程を 行ってもよい。 [0100] 当該前処理工程としては、たとえば、被処理気体を希釈する希釈工程を挙げること ができる。希釈工程としては、先に浄化した処理済み気体や清浄空気を添加するェ 程を挙げることができる。希釈された被処理気体では紫外光照射時の酸化分解反応 が促進されることとなり、浄化速度や浄化率などが向上する。
[0101] <気体浄化方法の実施例 >
本実施例では、気体浄化装置を用いて気体浄化を行った。気体浄化装置は、概略 的には、図 9に示される気体浄ィ匕装置のような構成である。すなわち、この気体浄ィ匕 装置は、図 9を参照して説明すると、亜酸化窒素水溶液 Nwが供給される処理槽 21 と、この処理槽 21に被処理気体 Aをいわゆるパブリングにより噴射する噴出器 27と、 処理槽 21内に向けて紫外光を照射するランプ 25に相当する構成を備えるものであ る。ランプ 25は、クリプトン—ヨウ素を用いた電解結合型高周波放電ランプすなわち Krlエキシマランプであり、ランプ 25の出力は 1200ワットであった。なお、装置構成 の詳細については後述する。
[0102] このような装置を用いて、ホルムアルデヒドガスを含有するガスの浄化処理を行った ところ、処理槽 21の上端開口力も放出される処理済気体は、いわゆるホルムアルデヒ ド臭を伴わな 、ものであった。
[0103] 次に本発明に係る流体浄ィ匕装置の中の気体浄ィ匕装置について説明する。
[0104] 本実施形態の気体浄化装置は、被処理気体に含まれる被酸化物質を、亜酸化窒 素含有溶液に含まれている亜酸化窒素に接触させる接触ユニットと、前記亜酸化窒 素に接触した前記被酸ィ匕物質に紫外光を照射する光源とを備えるものである。
[0105] 気体浄化装置では、接触ユニットにて有機物などの被酸ィ匕物質に、亜酸化窒素含 有溶液中の亜酸化窒素を接触させ、亜酸化窒素を接触させた状態の被酸化物質に 光源からの紫外光を照射して非酸化物を酸化させ、これにより被酸化物質を酸化し 分解して被処理気体を浄化する。
[0106] 上記接触ユニットは、被酸化物質を亜酸化窒素含有溶液中の亜酸化窒素に接触 させるための容器を備えている。容器としては、外界に開口している力否かという観 点では、開口を有する開放型容器と、密閉された状態で用いられる密閉型容器とを 挙げることができる。 [0107] また、被処理気体と、亜酸化窒素含有溶液とが混在する流体 (以下、混合流体と称 する）に紫外光を照射するときに、当該混合流体を流動させる力否かという観点では 、貯留型容器と流動型容器とを挙げることができる。
[0108] 開放型容器としては、たとえば、上端に開口を備えるバッチ処理用の処理槽ゃ上 端が開口した溝形状の容器などを挙げることができる。密閉型容器としては、密閉式 のチャンバやパイプなどの管形状の容器などを挙げることができる。また、貯留型容 器としては、たとえば、上述したバッチ処理用の処理槽ゃチャンバなどを挙げることが できる。流動型容器としては、たとえば、上述した溝形状の容器や管形状の容器を挙 げることができる。
[0109] 流通型容器としては、紫外光照射面積が広く確保される形状が好ましい。具体的に は、幅広の流通路を有するものが好ましい。ここで、幅広の流通路とは、例えば流通 型であって且つ開放型の容器の場合、流通路を流れる混合流体の深さより流通路幅 の方が広い構造の流通路のことである。この場合、光源からの紫外光は流通路の開 口部から容器内の混合流体に照射される。また、管など、流通型であって且つ密閉 型の容器の場合、幅広の流通路とは、例えば流路断面形状が四角形の場合、より強 い紫外光が照射される面に対応する辺の幅寸法よりも、照射方向と交差する流路断 面の厚さ寸法の方が短くなつている構造の流通路のことである。
[0110] 密閉型容器としては、より具体的には、複数あるいは多数の細管を備えるものや、 細長の断面形状を有する扁平断面管などを挙げることができる。このようにすると、流 路断面積が同じでも、紫外光照射面積が大きくなり、紫外光照射効率が向上する。 なお、管などの密閉型容器の材料としては、例えばガラスなど、紫外光透過性材料 が好ましぐ紫外光透過率が高!、材料がより好ま 、。
[0111] 開放型容器を採用すると、開口から被処理気体を供給したり、開口から処理済み気 体を回収したりすることができるので、このような処理を行う場合に適している。密閉 型容器は、気体浄化装置のように処理対象が気体である装置で用いる容器として適 している。貯留型容器は、たとえば大量の被処理気体を浄ィ匕する場合に適している。 流動型容器は、被処理気体や上記混合流体を流通させながら浄化する場合に適し ている。 [0112] 被処理気体の浄化では、被処理気体に含まれる被酸化物質と亜酸化窒素とを確 実に接触させる必要がある。したがって、接触ユニットとしては、被処理気体に含まれ る被酸化物質と亜酸化窒素とを積極的に接触させる混合手段を有するものが好まし い。
[0113] 混合手段としては、被処理気体中に亜酸化窒素含有溶液を供給する液供給部や、 亜酸化窒素含有溶液中に被処理気体を供給する被処理気体供給部を挙げることが できる。これらのうちの少なくとも 、ずれか一つを有することが好まし！/、。
[0114] 液供給部としては、たとえば、亜酸ィ匕窒素水溶液などの亜酸ィ匕窒素含有溶液を容 器に注ぐ給液管などの給液器や、被処理気体中に亜酸化窒素含有溶液を放出する 液放出器を挙げることができる。液放出器としては、亜酸化窒素含有容器の吐出器、 噴出器、噴射器あるいは噴霧器などを挙げることができる。
[0115] 被処理気体供給部としては、たとえば、被処理気体を亜酸化窒素含有溶液中に放 出する被処理気体放出器を挙げることができる。被処理気体放出器としては、被処 理気体の吐出器あるいは噴出器などを挙げることができる。
[0116] 接触ユニットとしては、被処理気体に含まれる被酸化物質と亜酸化窒素とを確実に 接触させるために、上記混合流体を撹拌する撹拌機などの撹拌手段を備えて!/ヽても よい。
[0117] 気体浄ィ匕装置としては、さらに、被処理気体中に、当該被処理気体の透明度を向 上させる希釈用の気体を供給する希釈液供給部を挙げることができる。希釈用気体 としては、処理済み気体や清浄空気などを挙げることができる。希釈液供給部は、こ れらの希釈用気体のうちの少なくともいずれか 1つを供給する。このようにして被処理 気体を希釈すると、紫外光の透過効率が向上し、照射効率が向上する。
[0118] また、気体浄化装置、特に流通型容器を備える気体浄化装置としては、一且浄ィ匕 処理された混合流体や被処理気体などの処理済み気体を循環させる循環機器を備 えるものを挙げることができる。循環させることで、被処理気体に対して繰り返し浄ィ匕 処理を施すことができる。
[0119] 本発明に係る気体浄化装置としては、さらに、被処理流体を加熱する加熱部や、被 処理流体を冷却する冷却部を備えるものを挙げることができる。また、被処理気体の 処理済み気体中の水分を液ィ匕する凝縮器を備えるものを挙げることができる。
[0120] そして、本発明に係る気体浄化装置は、紫外光を照射する光源を備えて ヽる。
[0121] 光源としては、 240nm以下の波長の光を発生するものが好ましい。たとえば、高圧 水銀ランプや Krlエキシマランプを挙げることができる。
[0122] これらのうち、 Krlエキシマランプによって照射される紫外光は、亜酸化窒素に吸収 されやすい一方、酸素に吸収されにくぐ亜酸化窒素の分解能に優れている。したが つて、酸化反応が効率よく行われることとなり、気体の浄化が高効率で行われる。また 、オゾンの発生が少ないので、必ずしもオゾン対策のための装置を設置する必要が なぐ本発明に係る気体浄化方法を実施する際に用いる気体浄化装置の構造を簡 素化、小型化に寄与する。また、装置設計上の自由度が高まるという利点が得られる
[0123] 気体浄化装置は、ランプの出力を制御するコントローラを備えていてもよい。コント口 ーラとしては、たとえば、紫外光の出力（照度)を制御するものを挙げることができる。 出力制御方法としては、たとえば、オン'オフ制御を挙げることができる。
[0124] 紫外光を照射する光源用のランプとしては、接触ユニットの外部に設置された外設 ランプと、接触ユニットの内部に設置された内設ランプとを挙げることができる。より、 具体的には、ランプとしては、接触ユニットの容器の外部に設置された外設ランプと、 接触ユニットの容器の内部に設置された内設ランプとを挙げることができる。
[0125] 容器が開放型容器であり、ランプが外設ランプである場合、紫外光は容器の開口 から容器内に照射される。なお、開放型容器がガラスなどの紫外光透過性材料から なる部分を有するものであれば、その部分力 容器内に紫外光を照射できる。
[0126] 容器が密閉型容器であり、ランプが外設ランプである場合、容器は紫外光透過性 材料力もなる部分を有するものである必要がある。紫外光はこの部分力も容器内に 照射される。
[0127] ランプが内設ランプである場合、開放型であると密閉型であるとにかかわらず、容器 の材料は紫外光透過性材料である必要はない。むしろ、紫外光を透過しない材料が 好ましい。
[0128] また、ランプとしては、接触ユニットまたは容器に対して固定された固定ランプと、移 動可能に設置された移動ランプとを挙げることができる。移動ランプとしては、被処理 流体を撹拌する撹拌器具と一体になつたものを挙げることができる。
[0129] 接触ユニットとしては、被処理気体に含まれる被酸化物質と亜酸化窒素とを接触さ せる容器を複数備えるものであってもよい。そして、複数の容器を備える場合、全て の容器内に、光源力 の紫外光を照射する必要はなぐ選択した一つ以上の容器内 に紫外光を照射するようになっていればよい。具体的には、被処理気体と亜酸化窒 素含有物とを混合するための第 1容器と、第 1容器力 の混合流体の流出先であり、 流入された混合流体に紫外光を照射するための第 2容器を備えるものを挙げることが できる。
[0130] 以下、本発明に係る気体浄化装置の実施例を図面を参照しつつ説明する。
[0131] <気体浄化装置の実施例 1 >
図 9に示されるように、本実施例の気体浄化装置 20は、浄化対象である被処理気 体 Aが供給される処理槽 (接触ユニットの容器) 21と、処理槽 21に被処理気体 Aを供 給するための被処理気体供給管 22と、亜酸化窒素水溶液 Nwのタンク 23と、タンク 2 3から処理槽 21に亜酸ィ匕窒素水溶液 Nwを供給するための亜酸ィ匕窒素供給管 24と 、処理槽 21内に向けて紫外光を照射するランプ 25と、処理槽 21の開口寄りに存す る気体を吸引により回収する回収器 26とを備えている。
[0132] 処理槽 21は、上端に開口を備える開放型容器である。そして、処理槽 21は、その 側面に処理槽 21内の液体を排出するための排出口 21aを備えている。なお、処理 槽 21の内面はテフロン (登録商標)加工が施されている。
[0133] 被処理気体供給管 22は、その下流側に、被処理気体を噴出させる噴出器 27を備 えている。この噴出器 27は、被処理気体を噴出する多数の噴出口 27aを備えており 、噴出口 27aは、処理槽 21の底面に形成された通気孔 21bを介して処理槽 21内に 連通している。したがって、被処理気体供給管 2で供給された被処理気体は噴出器 2 7から処理槽 21内に噴出される。
[0134] ランプ 25は、クリプトン ヨウ素を用いた電解結合型高周波放電ランプすなわち Kr Iエキシマランプである。なお、ランプ 25の出力は 1200ワットであった。
[0135] 回収器 26は、吸引口 26aが処理槽 21の上端の開口に向けられた状態で設置され ている。なお、吸引口 26aは、処理槽 21を覆うように設置してもよぐ処理槽の開口に 連結された状態で設置されるものでもよ!/ヽ。
[0136] このような気体浄ィ匕装置 20で、被処理気体 Aを浄化する場合は、まず亜酸化窒素 供給管 24から処理槽 21に亜酸ィ匕窒素水溶液 Nwを流入させる。そして、被処理気 体供給管 22によって噴出器 27に被処理気体 Aを供給し、噴出器 27から処理槽 21 に被処理気体 Aを噴出させる。すると、被処理気体 Aが亜酸化窒素水溶液 Nw中に、 いわゆるパブリングされる状態で放出される。これにより、被処理気体 A中の有機物 などの被酸化物質は亜酸化窒素水溶液 Nw中に溶存する亜酸化窒素に接触する状 態になる。
[0137] この状態で、ランプ 25を点灯して、処理槽 21内に向けて紫外光を照射する。すると 、亜酸ィ匕窒素水溶液 Nw中に溶存している亜酸ィ匕窒素が解離して原子状酸素 (O) が生成され、この原子状酸素が油やたんぱく質といった有機物 (被酸ィ匕物質)を強力 に酸ィ匕して分解し、被処理気体 Aが浄化される。すなわち、有機物は、酸ィ匕により水 や二酸化炭素等に分解されることで、被処理気体 Aから除去される。浄化された気体 すなわち被処理気体 Aの処理済み気体 Acは、亜酸化窒素水溶液 Nwの水面から放 出される。そして、放出された処理済み気体 Acは、回収器 26に吸引されて回収され る。
[0138] <気体浄化装置の実施例 2 >
次の実施例の気体浄ィ匕装置について説明する。なお、上記気体浄化装置 20 (気 体浄化装置の実施例 1)と同一の構成については、同一の符号を付すこととしその説 明を省略することとする。これ以降に説明する実施例についても同様である。
[0139] 図 10に示されるように、本実施例の気体浄ィ匕装置 30は、密閉型のチャンバ 31と、 亜酸化窒素水溶液 Nwのタンク 32と、タンク 32内の亜酸化窒素水溶液 Nwをチャン バ 31に供給する亜酸化窒素供給管 33と、当該供給管 33からの亜酸化窒素水溶液 Nwを噴出する噴出器 34と、被処理気体供給管 22と、チャンバ 31内に向けて紫外 光を照射するランプ 25とを備えて 、る。
[0140] チャンバ 31はチャンバ 31内の液体を排出するための排液口 31aと、チャンバ 31内 の気体を排出するための排気口 3 lbとを備えている。また、チャンバ 31は、その一部 として、紫外光透過性能に優れるガラス製の透過部 31cを備えている。したがって、こ の透過部 31cからチャンバ 31内に紫外光を照射できる。
[0141] このような気体浄ィ匕装置 30で被処理気体 Aを浄ィ匕する場合は、噴出器 34によって チャンバ 31内に亜酸ィ匕窒素水溶液 Nwを噴出させると共に、被処理気体供給管 22 力 チャンバ 31内に被処理気体 Aを噴出させる。これにより、被処理気体 A中の被酸 化物質に亜酸化窒素水溶液 Nw中の亜酸化窒素が接触する状態が得られる。
[0142] この状態で、ランプ 25を点灯して、チャンバ 31内に向けて紫外光を照射する。これ により、被処理気体 A中に含まれていた被酸化物質が酸化反応により分解され、被 処理気体 Aが浄化される。浄化により得られた気体、すなわち被処理気体 Aの処理 済み気体 Acは、チャンバ 31の排気口 31bからチャンバ 31の外へと排出され回収さ れる。
[0143] ここでは、 2種類の気体浄ィ匕装置について説明したが、各気体浄化装置はいずれ も種々改変して用いられるものである。
[0144] 以下、本発明に係る気体浄化装置の改変実施例を説明する。
[0145] 実施例 1の気体浄ィ匕装置 20は、処理槽 21の上端の開口力も処理槽 21内に紫外 光を照射できるようになつている。したがって、処理槽 21の材料は、必ずしも紫外光 透過性に優れる材料でなくてよい。ただし、処理槽 21としては、紫外光、特に 190η mの波長の光の透過率が高 、材料が一部または全部に用いられたものでもよ 、。こ のような処理槽 21を用いれば、処理槽 21の上端の開口力もだけでなぐ処理槽 21 の横側や下側から紫外光を照射して、処理槽 21内の被処理気体 Aの浄化を促進す ることがでさる。
[0146] 実施例 1の気体浄ィ匕装置 20の容器は、いわゆる開放型容器である処理槽 21であ る力 密閉型容器でもよい。密閉型容器としては、例えば、図 10に示されるチャンバ 31を挙げることができる。また、図 11に示される気体浄化装置 40の容器すなわち処 理槽 21と、その上端開口を塞ぐ蓋体 21cとからなるものでもよい。この場合、処理槽 2 1内に紫外光を照射できるように、処理槽 21および Zまたはその蓋体 21cの一部ま たは全部を紫外光透過性を有する材料で構成する。この実施例では、蓋体 21cをガ ラス製とした。 [0147] 上記実施例の気体浄化装置 20, 30で用いられている容器 21, 31は、貯留型容器 であるが、流動型容器でもよい。つまり、図 12に示されるような管形状の容器 61でも よい。この容器 61は、断面円形の複数の管 61aからなるものであり、各管 61a内に被 処理気体 Aと亜酸化窒素水溶液 Nwとの混合流体を流通させるようになって 、る。各 管 61aはガラス製であり、管 61a内の混合流体に外側力 紫外光を照射できるように なっている。したがって、被処理気体 Aは、管 61aを流通するときに紫外光を照射さ れて浄化される。なお、浄化により得られた気体すなわち被処理気体 Aの処理済み 気体 Acの回収方法としては、種々の方法が考えられる力 例えば、図 12に示される ように、排出口 61bの下流側に気液分離用の貯留槽 61cを設け、この貯留槽 61cに 接続した排気口 6 Idから被処理気体 Aの処理済み気体 Acを回収し、排液口 61eか ら亜酸化窒素水溶液 Nwの使用済み液を回収するようにしてもょ 、。
[0148] また密閉型で流動型の容器としては、図 13に示される容器 62でもよい。この容器 6 2は、管内断面形状が細長形状であるいわゆる断面扁平形状の管 62aからなるもの であり、紫外光透過性を有する榭脂からなるものである。
[0149] 図 12または図 13に示された容器 61, 62では、流路断面積が同じでも、より広い紫 外光照射面積が確保されている。また、流路厚さが薄いので、管 61a, 62a内を流れ る混合流体に対して紫外光を透過させやすくなる。たとえば、混合流体が濁ったもの であっても、被処理気体全体に紫外光を照射できるようになる。照射した紫外光が混 合流体を透過すれば、そこを流れた混合流体全体に紫外光を照射させることができ ることになり好ましい。このように、これらの容器 61, 62を用いれば、紫外光照射効率 を向上させることができる。
[0150] 図 14に示されるように、気体浄ィ匕装置 70としては、処理槽 21などの容器内の混合 流体を、処理槽 21に複数回投入できるように循環させる循環器 71を備えるものでも よい。循環器 71は、回収用配管 71aと、その途中に設置された三方弁 71bと、この三 方弁 71bを介して回収用配管 71aに接続された循環用配管 71cと、循環用配管 71c の途中に設置された循環ポンプ 71dとを有するものであり、循環用配管 71cの下流 端は被処理気体 Aの供給管 22に接続されている。このような循環器 71を設置してお けば、必要に応じて繰り返し処理済み気体 Acに紫外光を照射させることができ、より 確実に被処理気体 Aを浄化できる。
[0151] なお、亜酸ィ匕窒素水溶液 Nwにつ 、ても循環器 72を設けてもょ 、。この循環器 72 は、処理済み気体 Acの循環器 71と同様、回収用配管 72aと、その途中に設置され た三方弁 72bと、この三方弁 72bを介して回収用配管 72aに接続された循環用配管 72cと、循環用配管 72cの途中に設置された循環ポンプ 72dとを有するものである。 そして、循環用配管 72cの下流端は亜酸ィ匕窒素水溶液 Nwのタンク 23に接続されて いる。このような循環器 72を設置しておけば、必要に応じて繰り返し亜酸化窒素水溶 液 Nwを利用できる。
[0152] また、気体浄ィ匕装置としては、設置されている容器がチャンバ 31 (図 10参照)や管 61aからなる容器 61 (図 12参照）など密閉型容器である場合、容器内の混合流体を より均質に混合させる手段として、容器を揺動、振動あるいは回転させる可動機構を 備えるものでもよい。可動機構によって容器を動かすことで、より均質な混合流体が 得られる。
[0153] 図 15に示されるように、気体浄ィ匕装置 80としては、処理槽 21などの容器内の混合 流体を撹拌する撹拌手段を備えるものでもよい。図 15に示される気体浄化装置 80は 、撹拌手段として撹拌具 83を備えるものである。この撹拌具 83は、上下に延びる棒 状の支持部材 83aの先端に水平方向に延びる撹拌棒 83bを備えるものである。支持 部材 83aは、上下動および回転可能になっている。したがって、支持部材 83aを作動 させると、撹拌棒 83bが上下動および Zまたは回転し、処理槽 21内の混合流体が撹 拌される。これにより、混合流体全体について、被酸化物質に亜酸化窒素を接触さ せることができる。また、撹拌することで、被処理気体 Aの液中での滞在時間が延長 されることとなり、被処理気体 Aの浄化がより確実に行われる。
[0154] また、図 16に示されるように、被処理気体 Aを供給する供給器は、気体浄化装置 9 0や処理槽 21などの容器に対して固定されていないものでもよぐ移動式、可搬式の ものでもよい。図 16に示される気体浄ィ匕装置 90では、処理槽 21内に設置し、または 取り出し可能な噴射器 94が用いられている。この噴射器 94が用いられている。この 噴射器 94は、処理槽 21内に流入させた亜酸化窒素水溶液 Nw中に被処理気体 Aを 噴射するものであり、多数の噴射孔 94aを備えている。したがって、被処理気体 Aを 亜酸ィ匕窒素水溶液 Nw中にパブリングにより供給することができる。
[0155] そして、噴射器 94は、他の器具に一体に形成されたものでもよい。例えば、図 15に 示される撹拌具 83の先端の撹拌棒 83bの部分に一体に形成してもよ 、。このような 構成にすれば、撹拌具 84で亜酸化窒素水溶液 Nwを撹拌しつつ被処理気体 Aを亜 酸化窒素水溶液 Nw中に供給できる。
[0156] ところで、最初に説明した 2つの実施例の気体浄化装置 20, 30では、処理槽 21や チャンバ 41などの容器の外にランプ 25が設置されている。し力し、ランプ 25の設置 位置は、容器の外に限られず、図 15に示される気体浄化装置 80のように、処理槽 2 1などの容器の内側でもよい。ランプ 25の設置位置が容器内であれば、被処理気体 Aのごく近くに光源が設置されることとなり、紫外光照射効率が向上する。
[0157] ランプ 25の設置位置が容器内のみである場合、容器の材料は、必ずしも紫外光透 過性の材料でなくてもよぐむしろ紫外光を透過しない材料が好ましい。紫外光を透 過しない材料を用いれば、紫外光照射効率が向上する。
[0158] そして、ランプ 25としては、気体浄ィ匕装置や容器に対して固定されていないもので もよぐ移動式、可搬式のものでもよい。たとえば、図 15に示される撹拌具 83の先端 にランプを設置してもよい。このような構造にすると、撹拌によって混合流体を均質に 混合できると共に、紫外光を混合流体全体に均一に照射できる。
[0159] Krlエキシマランプは、照射開始時の光強度の立ち上がり性能や、照射終了時の 光強度の立下り性能に優れている。したがって、このランプ 25をオン'オフさせること によって、簡単に酸ィ匕反応のオン'オフ制御を行うことが可能である。したがって、気 体浄ィ匕装置としては、 Krlエキシマランプのオン'オフ制御によって浄ィ匕処理の実施 および停止を制御するコントローラを備えるものでもよい。
[0160] 次に、本発明に係る流体浄化方法の中の液体浄化方法について説明する。
[0161] 本実施形態の液体浄化方法は、被処理液中に含まれる被酸化物質に亜酸化窒素
(N O)を接触させた状態で被処理液に紫外光を照射することで、被酸化物質を酸
2
化させてこれを分解除去することにより、液体を浄化する方法である。
[0162] ここでいう被酸ィ匕物質とは、たとえば有機物のことである。有機物としては、酸ィ匕反 応により分解される油、たんぱく質を挙げることができる。 [0163] したがって、本発明に係る液体浄化方法によれば、有機物などの被酸化物質を含 む種々の被処理液を浄ィ匕することができる。被処理液としては、たとえば、生活廃液 、産業廃液、雨水あるいは地下水や、ダム、湖沼、河川あるいは海力 取水された水 などを挙げることができる。
[0164] そして、浄化処理により得られた浄化処理済み液は、各種用途での利用が可能で あり、有用なものである。たとえば、いわゆる中水道で用いる中水道用水としての用途 を挙げることができる。より具体的には、トイレ用水、清掃用水、粉塵の飛散を防止す るためにまかれる粉塵防止用水、打ち水用水、発熱部を備える各種装置で用いられ る冷却用水、いわゆる箱庭や流水装置を含むディスプレイで用いられる流水用水な どを挙げることができる。
[0165] 亜酸化窒素を接触させた状態の被酸化物質に紫外光を照射して行う酸化反応は、 気体の浄化方法にっ 、ての実施例中にお 、て述べた通りである。
[0166] 本発明によれば、酸化反応の制御が容易であるので、液体浄ィ匕に用いられる機器 の腐食は最小限に抑制される。つまり、腐食に起因した機器の不具合の発生が最小 限に抑制される。したがって、本発明に係る液体浄化方法を実施する際に用いられ る液体浄ィ匕装置などの機器について、腐食対策が不要になるという利点がある。
[0167] ところで、本発明に係る液体浄化方法で被処理液を浄化するには、上述したように 、被処理液に含まれる被酸化物質に亜酸化窒素を接触させた状態にする必要があ る。そして、上述したように、オゾンの発生の抑制などを考慮すると、液中に溶存して Vヽる亜酸化窒素を、被処理気体に含まれる被酸化物質に接触させる方法が好ま ヽ 。例えば、亜酸化窒素含有溶液を用いる方法や、被処理液中に亜酸化窒素が溶存 される状態になる工程を有する方法が好まし 、。
[0168] 被酸化物質に亜酸化窒素を接触させた状態は、例えば、次のような接触工程を行 うこと〖こより得られる。接触工程としては、被処理液と亜酸化窒素ガスとを混在させる 工程、被処理液を前記亜酸ィ匕窒素ガスに晒す工程、被処理液中に亜酸化窒素を存 在させる工程あるいは亜酸ィ匕窒素を含有する亜酸ィ匕窒素ガス中に被酸ィ匕物質を存 在させる工程などを挙げることができる。
[0169] ここで、亜酸化窒素ガスとは、亜酸ィ匕窒素のみ力 なるガスだけではなぐ亜酸化窒 素を含んだガスをも含む意である。
[0170] これらのうち、被処理液と亜酸化窒素ガスとを混在させる方法としては、たとえば、 被処理液と、亜酸化窒素ガスまたは亜酸化窒素含有溶液のうちのすくなくともいずれ か一つとを同一容器内に収容する方法や、収容後さらに撹拌する方法を挙げること ができる。
[0171] 被処理液を亜酸ィ匕窒素ガスに晒す方法としては、たとえば、被処理液の雰囲気中 に亜酸ィ匕窒素ガスをカ卩える方法などを挙げることができる。
[0172] 被処理液中に亜酸化窒素を存在させる方法としては、たとえば、被処理液中に亜 酸化窒素ガスを放出する方法、被処理液に亜酸化窒素含有水を添加する方法など を挙げることができる。
[0173] そして、被処理液中に亜酸ィ匕窒素ガスを放出する方法としては、たとえば、被処理 液中に亜酸ィ匕窒素ガスを吐出、噴出あるいは噴射する、いわゆる噴出方法をあげる ことができる。より具体的には、パブリングする方法を挙げることができる。
[0174] 亜酸ィ匕窒素ガス中に被酸ィ匕物質を存在させる方法としては、たとえば、被処理液を 亜酸ィ匕窒素ガス中に放出させる方法を挙げることができる。より具体的には、被処理 液を吐出、噴出、噴射あるいは噴霧する、いわゆる噴出方法を挙げることができる。
[0175] また、被処理液に含まれる被酸化物質に亜酸化窒素を接触させる方法を、被処理 液の状態に着目して大別すると、液体の状態である被処理液中の被酸化物質に亜 酸化窒素を接触させる方法、被処理液の気化物中の被酸化物質に亜酸化窒素を接 触させる方法、被処理液の一部が気化された気液共存物中に含まれる被酸化物質 に亜酸化窒素を接触させる方法に大別される。つまり、本発明に係る液体浄化方法 では、被酸化物質は、被処理液が液体のままの状態、気体の状態または気液二相の 状態で亜酸化窒素に接触される。
[0176] 被処理液の一部または全部を気体の状態にする好適な方法としては、例えば、噴 霧する方法や、加熱により気化する方法、被処理液を減圧する方法を挙げることがで きる。
[0177] 本発明に係る液体浄ィ匕方法で用いるランプ (光源）としては、 240nm以下の波長の 光を発生するものが好ましい。たとえば、高圧水銀ランプやクリプトン ヨウ素 (Krl) エキシマランプ（以下、 Krlエキシマランプと称する）を挙げることができる。ランプ出 力は特に限定されることはない。一般に同一のランプを用いた場合、出力によって酸 化分解の速度が影響を受ける。つまり、ランプ出力が小さいと酸化分解の速度は低 下し、逆にランプ出力が大きいと酸ィ匕分解の速度は上昇する。所望の酸化分解速度 に応じて、適宜ランプ出力を選択することができる。
[0178] 本発明に係る液体浄ィ匕方法では、紫外光の照射効率を向上させる前処理工程を 行ってもよい。
[0179] 当該前処理工程としては、たとえば、被処理液を希釈する希釈工程を挙げることが できる。希釈工程としては、水を添加する工程や、亜酸化窒素含有水を添加するェ 程を挙げることができる。希釈された被処理液は光透過性が向上する。したがって、 紫外光の照射効率が向上する。
[0180] <液体浄化方法の実施例 >
本実施例では、ランプ 13が Krlエキシマランプであること以外、実施例 1と同じ構成 である液体浄ィ匕装置 11を用いた。また、浄化に用いる亜酸化窒素水溶液を用意した 。当該溶液における亜酸ィ匕窒素濃度は lOOOppmであった。
[0181] このような装置および亜酸ィ匕窒素水溶液を用いて、実施例 1で浄ィ匕したものと同じメ チレンブルー水溶液の浄ィ匕処理を行った。浄化処理では、容器 12にメチレンブルー 水溶液と亜酸化窒素水溶液とを投入して混合し、混合液 14を得た。そして、ランプ 1 3を点灯させて容器 12内の混合液 14に紫外光を照射し、浄ィ匕処理を行った。液体 浄ィ匕装置 11が設置された場所の雰囲気温度は 24°Cであった。その結果、高圧水銀 ランプを用いた実施例 1の装置を用いた場合と同等またはそれ以上の浄ィ匕性能であ つた。また、紫外光照射前の混合液中に微量存在していたトリクロロエチレン濃度が 、紫外光照射後の溶液では低下していた。
[0182] 次に本発明に係る流体浄ィ匕装置の中の液体浄ィ匕装置について説明する。
[0183] 本実施形態の液体浄化装置は、被処理液に含まれる被酸化物質を亜酸化窒素に 接触させる接触ユニットと、前記亜酸化窒素に接触した前記被酸化物質に紫外光を 照射する光源とを備えるものである。
[0184] 液体浄化装置では、接触ユニットにて有機物などの被酸化物質に亜酸化窒素を接 触させ、亜酸化窒素を接触させた状態の被酸化物質に光源からの紫外光を照射し て非酸化物を酸化させ、これにより被酸化物質を酸化し分解して被処理液を浄化す る。
[0185] 被処理液に含まれる被酸化物質を亜酸化窒素に接触させる接触ユニットは、被酸 化物質を亜酸ィ匕窒素に接触させるための容器を備えている。容器としては、外界に 開口しているカゝ否かという観点では、開口を有する開放型容器と、密閉された状態で 用いられる密閉型容器とを挙げることができる。
[0186] また、被処理液および Zまたはその気化物と、亜酸ィ匕窒素ガス、亜酸化窒素ガスま たは亜酸ィ匕窒素含有溶液のうちのすくなくともいずれか一つとが混在する流体 (以下 、混合流体と称する）に紫外光を照射するときに、当該混合流体を流動させるか否か t 、う観点では、貯留型容器と流動型容器とを挙げることができる。
[0187] 開放型容器としては、たとえば、上端に開口を備えるバッチ処理用の処理槽ゃ上 端が開口した溝形状の容器などを挙げることができる。密閉型容器としては、密閉式 のチャンバやパイプなどの管形状の容器などを挙げることができる。また、貯留型容 器としては、たとえば、上述したバッチ処理用の処理槽ゃチャンバなどを挙げることが できる。流動型容器としては、たとえば、上述した溝形状の容器や管形状の容器を挙 げることができる。
[0188] 流通型容器としては、紫外光照射面積が広く確保される形状が好ましい。具体的に は、幅広の流通路を有するものが好ましい。ここで、幅広の流通路とは、例えば流通 型であって且つ開放型の容器の場合、流通路を流れる混合流体の深さより流通路幅 の方が広い構造の流通路のことである。この場合、光源からの紫外光は流通路の開 口部から容器内の混合流体に照射される。また、管など、流通型であって且つ密閉 型の容器の場合、幅広の流通路とは、例えば流路断面形状が四角形の場合、より強 い紫外光が照射される面に対応する辺の幅寸法よりも、照射方向と交差する流路断 面の厚さ寸法の方が短くなつている構造の流通路のことである。
[0189] 密閉型容器としては、より具体的には、複数あるいは多数の細管を備えるものや、 細長の断面形状を有する扁平断面管などを挙げることができる。このようにすると、流 路断面積が同じでも、紫外光照射面積が大きくなり、紫外光照射効率が向上する。 なお、管などの密閉型容器の材料としては、例えばガラスなど、紫外光透過性材料 が好ましぐ紫外光透過率が高!、材料がより好ま 、。
[0190] 開放型容器は、被処理液を液体の状態で浄化処理を行う場合や、亜酸化窒素含 有溶液を用いて浄ィ匕処理を行う場合に用いる容器として適して ヽる。密閉型容器は 、被処理液の気化物について浄化処理を行う場合や、亜酸化窒素ガスを用いて浄 化処理を行う場合に用いる容器として適している。貯留型容器は、たとえば大量の被 処理液を浄化する場合に適している。流動型容器は、被処理液や上記混合流体を 流通させながら浄ィ匕する場合に適して 、る。
[0191] さらに言えば、開放型で流動型の容器は、被処理液を亜酸ィ匕窒素ガスに晒す方法 を用いる場合や、液体である被処理液を流通させながら浄ィ匕する場合に適して ヽる。 また、密閉型で密閉型の容器は、被処理液の気化物を流通させる場合や亜酸化窒 素ガスを用いる場合であって、被処理液またはその気化物を流通させながら浄化す る場合に適している。
[0192] 被処理液の浄化では、被処理液に含まれる被酸化物質と亜酸化窒素とを確実に接 触させる必要がある。したがって、接触ユニットとしては、被処理液に含まれる被酸ィ匕 物質と亜酸化窒素とを積極的に接触させる混合手段を有するものが好ましい。
[0193] 混合手段としては、被処理液または被処理液の気化物中に亜酸化窒素含有溶液 を供給する液供給部、被処理液または被処理液の気化物中に亜酸化窒素ガスを供 給するガス供給部、亜酸化窒素含有溶液中や亜酸化窒素ガス中に被処理液を供給 する被処理液供給部、亜酸化窒素含有溶液中や亜酸化窒素ガス中に被処理液の 気化物を供給する気化物供給部を挙げることができる。これらのうちの少なくともいず れか一つを有することが好まし!/、。
[0194] 液供給部としては、たとえば、亜酸ィ匕窒素水溶液などの亜酸ィ匕窒素含有溶液を容 器に注ぐ給液管などの給液器や、被処理液中や被処理液の気化物中に亜酸化窒 素含有溶液を放出する液放出器を挙げることができる。液放出器としては、亜酸化窒 素含有容器の吐出器、噴出器、噴射器あるいは噴霧器などを挙げることができる。
[0195] ガス供給部としては、たとえば、被処理液や被処理液の気化物中に亜酸化窒素ガ スを放出するガス放出器を挙げることができる。ガス放出器としては、たとえば、ガス の吐出器、噴出器あるいは噴射器を挙げることができる。被処理液中にガスを放出 する放出器としては、より具体的には、いわゆるパブリング機器を挙げることができる。 また、被処理液に向けて亜酸化窒素ガスを放出すると、被処理液が亜酸化窒素ガス 雰囲気に置かれることになる。
[0196] 被処理液供給部としては、たとえば、被処理液を容器に注ぐ被処理液供給管など の液供給器や、亜酸化窒素ガス中に被処理液を放出する被処理液放出器を挙げる ことができる。被処理液放出器としては、被処理液の吐出器、噴出器、噴射器あるい は噴霧器などを挙げることができる。
[0197] 気化物供給部としては、たとえば、亜酸化窒素含有溶液、亜酸化窒素ガス中に、被 処理液の気化物を放出する気化物放出器を挙げることができる。気化物放出器とし ては、たとえば、被処理液の噴霧器、気化物の噴出器あるいは噴射器を挙げることが できる。亜酸化窒素含有溶液中に気化物を放出する放出器としては、より具体的に は、いわゆるパブリング機器を挙げることができる。なお、気化物供給部には、供給す る物質の全てが被処理液の気化物であるもののみならず、少なくとも一部が気化物 であるものが含まれる。被処理液の一部または全部を気化する手段としては、たとえ ば、噴霧器、加熱器、減圧器を挙げることができる。
[0198] 接触ユニットとしては、被処理液に含まれる被酸化物質と亜酸化窒素とを確実に接 触させるために、上記混合流体を撹拌する撹拌機などの撹拌手段を備えて!/、てもよ い。
[0199] 液体浄ィ匕装置としては、さらに、被処理液中に、当該被処理液の透明度を向上さ せる希釈液を供給する希釈液供給部を挙げることができる。希釈液としては、たとえ ば、水、亜酸ィ匕窒素含有水などを挙げることができる。希釈液供給部は、これらの希 釈液のうちの少なくともいずれ力 1つを供給する。このようにして被処理液を希釈する と、紫外光の透過効率が向上し、照射効率が向上する。
[0200] また、液体浄化装置、特に流通型容器を備える液体浄化装置としては、上記混合 流体や亜酸ィ匕窒素ガスに晒された被処理液を循環させる循環機器を備えるものを挙 げることができる。循環させることで、被処理液に対して繰り返し浄化処理を施すこと ができる。 [0201] 本発明に係る液体浄化装置としては、さらに、被処理流体を加熱する加熱部や、被 処理流体を冷却する冷却部を備えるものを挙げることができる。また、被処理流体が 気体である場合は、当該被処理流体を液ィ匕する凝縮器を備えるものを挙げることが できる。
[0202] そして、本発明に係る液体浄ィ匕装置は、紫外光を照射する光源を備えて 、る。
[0203] 光源としては、 240nm以下の波長の光を発生するものが好ましい。たとえば、高圧 水銀ランプや Krlエキシマランプを挙げることができる。
[0204] 液体浄化装置は、ランプの出力を制御するコントローラを備えていてもよい。コント口 ーラとしては、たとえば、紫外光の出力（照度)を制御するものを挙げることができる。 出力制御方法としては、たとえば、オン'オフ制御を挙げることができる。
[0205] 紫外光を照射する光源用のランプとしては、接触ユニットの外部に設置された外設 ランプと、接触ユニットの内部に設置された内設ランプとを挙げることができる。より具 体的には、ランプとしては、接触ユニットの容器の外部に設置された外設ランプと、接 触ユニットの容器の内部に設置された内設ランプとを挙げることができる。
[0206] 容器が開放型容器であり、ランプが外設ランプである場合、紫外光は容器の開口 から容器内に照射される。なお、開放型容器がガラスなどの紫外光透過性材料から なる部分を有するものであれば、その部分力 容器内に紫外光を照射できる。
[0207] 容器が密閉型容器であり、ランプが外設ランプである場合、容器は紫外光透過性 材料力もなる部分を有するものである必要がある。紫外光はこの部分力も容器内に 照射される。
[0208] ランプが内設ランプである場合、開放型であると密閉型であるとにかかわらず、容器 の材料は紫外光透過性材料である必要はない。むしろ、紫外光を透過しない材料が 好ましい。
[0209] また、ランプとしては、接触ユニットまたは容器に対して固定された固定ランプと、移 動可能に設置された移動ランプとを挙げることができる。移動ランプとしては、被処理 流体を撹拌する撹拌器具と一体になつたものを挙げることができる。
[0210] 接触ユニットとしては、被処理液に含まれる被酸化物質と亜酸化窒素とを接触させ る容器を複数備えるものであってもよい。そして、複数の容器を備える場合、全ての 容器内に光源力 の紫外光を照射する必要はなぐ選択した一つ以上の容器内に 紫外光を照射するようになっていればよい。具体的には、被処理液と亜酸化窒素含 有物とを混合するための第 1容器と、第 1容器力ゝらの混合流体の流出先であり、流入 された混合流体に紫外光を照射するための第 2容器を備えるものを挙げることができ る。
[0211] 以下、本発明に係る液体浄化方法およびその浄化装置の実施例を図面を参照し つつ説明する。
[0212] <液体浄化装置の実施例 1 >
図 17に示されるように、本実施例の液体浄化装置 120は、浄化対象である被処理 液 Fが供給される処理槽 (接触ユニットの容器） 121と、処理槽 121に被処理液 Fを供 給するための被処理液供給管 122と、亜酸化窒素が溶存する亜酸化窒素水溶液 N wのタンク 123と、タンク 123から処理槽 121に亜酸化窒素水溶液 Nwを供給するた めの亜酸化窒素供給管 124と、処理槽 121内に向けて紫外光を照射するランプ 125 とを備えている。
[0213] 処理槽 121は、上端に開口を備える開放型容器である。そして、処理槽 121は、処 理槽 121内の液体を排出するための排出口 121aを備えている。なお、処理槽 121 の内面はテフロン (登録商標)加工が施されて!/、る。
[0214] ランプ 125は、クリプトン—ヨウ素を用いた電解結合型高周波放電ランプすなわち K rlエキシマランプである。なお、ランプ 125の出力は 1200ワットであった。
[0215] このような液体浄ィ匕装置 120で、油やたんぱく質などの有機物を含む生活排水など の被処理液 Fを浄ィ匕する場合は、まず、処理槽 121に、被処理液供給管 122から被 処理液 Fを流入させると共に、亜酸ィ匕窒素供給管 124から亜酸ィ匕窒素水溶液 Nwを 流入させる。これにより、被処理液 Fと亜酸ィ匕窒素水溶液 Nwとが処理槽 121内で混 在され、被処理液 F中の被酸化物質に亜酸化窒素水溶液 Nw中の亜酸化窒素が接 触する状態が得られる。なお、この場合、処理槽 121内に収容された混合流体 Mは 液体である。
[0216] この状態で、ランプ 125を点灯し、紫外光を処理槽 121内に向けて照射する。する と、紫外光照射領域の混合流体 Mに溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸 素 (O)が生成され、この原子状酸素が油やたんぱく質と!、つた有機物 (被酸化物質） を強力に酸ィ匕して分解し、被処理液 Fが浄化される。すなわち、有機物は、酸化によ り水や二酸ィ匕炭素等に分解されることで、被処理液カゝら除去される。
[0217] これにより、被処理液 F中に含まれていた被酸化物質が酸化反応により分解され、 被処理液 Fが浄ィ匕される。その後、処理槽 121内の処理済み液を排出口 121aから 排出し、処理済み液を回収する。
[0218] <液体浄化装置の実施例 2 >
次の実施例の液体浄ィ匕装置について説明する。なお、上記液体浄化装置 120 (液 体浄化装置の実施例 1)と同一の構成については、同一の符号を付すこととしその説 明を省略することとする。これ以降に説明する実施例についても同様である。
[0219] 図 18に示されるように、本実施例の液体浄ィ匕装置 130は、処理槽 121と、被処理 液 Fを供給する被処理液供給管 122と、亜酸ィ匕窒素ガス Ngが貯蔵されたガスボンベ 131と、ガスボンベ 131内の亜酸ィ匕窒素ガス Ngを噴出するガス噴出器 132と、処理 槽 121内に向けて紫外光を照射するランプ 125を備えて 、る。
[0220] 処理槽 121は、その底面に通気孔 121bを備えており、ガス噴出器 132は、通気孔 121bに接続されたガス噴出孔 132aを備えている。したがって、このガス噴出孔 132 aから処理槽 121内に亜酸ィ匕窒素ガス Ngを供給できる。また、ランプ 125は、 Krlェ キシマランプであった。
[0221] このような液体浄化装置 130で、被処理液 Fを浄化する場合は、まず、処理槽 121 に被処理液 Fを流入させる。そして、ガス噴出器 132から亜酸ィ匕窒素ガス Ngを噴出 させる。すると、亜酸化窒素ガス Ngが被処理液 F中に、いわゆるパブリングされる状 態で放出される。これにより、被処理液 F中に亜酸化窒素が溶存する状態になり、被 処理液 F中の被酸化物質に亜酸化窒素が接触する状態が得られる。
[0222] この状態で、ランプ 125を点灯して、処理槽 121内に向けて紫外光を照射する。こ れにより、被処理液 F中に含まれていた被酸化物質が酸化反応により分解され、被処 理液 Fが浄ィ匕される。その後、処理槽 121内の混合流体 Mを排出口 121aから排出し 、処理済み液を回収する。
[0223] <液体浄化装置の実施例 3 > 次に、実施例 3の液体浄ィ匕装置について説明する。
[0224] 図 19に示されるように、本実施例の液体浄ィ匕装置 140は、密閉型のチャンバ 141と 、亜酸化窒素ガス Ngが貯蔵されたガスボンベ 142と、ガスボンベ 142内の亜酸化窒 素ガス Ngをチャンバ 141に供給するガス供給管部 143と、被処理液供給管 122と、 被処理液 Fをチャンバ 141内に噴出する液噴出器 144と、チャンバ 141内に向けて 紫外光を照射するランプ 125を備えている。
[0225] チャンバ 141はチャンバ 141内の流体を排出する排出口 141aを備えている。また 、チャンバ 141は、紫外光透過性能に優れるガラス製の透過部 14 lbを備えている。 したがって、この透過部 141bからチャンバ 141内に紫外光を照射できる。
[0226] このような液体浄ィ匕装置 140で、被処理液 Fを浄化する場合は、まず、チャンバ 14 1内に亜酸ィ匕窒素ガス Ngを充填する。そして、液噴出器 144からチャンバ 141内に 被処理液 Fを噴出させる。これにより、被処理液 Fは、チャンバ 141内に充填された亜 酸化窒素ガス Ng中に噴出される。これにより、被処理液 F中の被酸化物質に亜酸ィ匕 窒素水溶液中の亜酸化窒素が接触する状態が得られる。なお、この場合、チャンバ 141内に収容された混合流体 Mは、気体状態または気液混合状態である。
[0227] この状態で、ランプ 125を点灯して、チャンバ 141内に向けて紫外光を照射する。こ れにより、被処理液 F中に含まれていた被酸化物質が酸化反応により分解され、被処 理液 Fが浄ィ匕される。その後、チャンバ 141内の混合流体 Mは排出口 141aから排出 される。これにより、処理済み液が回収される。
[0228] ここでは、 3種類の液体浄ィ匕装置にっ 、て説明したが、各液体浄化装置は!、ずれ も種々改変して用いられるものである。
[0229] 以下、本発明に係る液体浄化装置の改変実施例を説明する。
[0230] 実施例 1および実施例 2の液体浄化装置 120, 130は、処理槽 121の上端の開口 力も処理槽 121内に紫外光を照射できるようになつている。したがって、処理槽 121 の材料は、必ずしも紫外光透過性に優れる材料でなくてよい。ただし、処理槽 121と しては、紫外光、特に 190nmの波長の光の透過率が高い材料が一部または全部に 用いられたものでもよい。このような処理槽 121を用いれば、処理槽 121の上端の開 口からだけでなぐ処理槽 121の横側や下側から紫外光を照射して、処理槽 121内 の被処理液 Fの浄ィ匕を促進することができる。
[0231] 実施例 1および実施例 2の液体浄化装置 120, 130の容器は、いわゆる開放型容 器である処理槽 121である力 密閉型容器でもよい。密閉型容器としは、例えば、実 施例 3のチャンバ 141を挙げることができる。また、図 20に示されるように、処理槽 12 1と、その上端開口を塞ぐ蓋体 121cとからなる密閉型容器でもよい。この場合、処理 槽 121内に紫外光を照射できるように、処理槽 121および Zまたはその蓋体の一部 または全部を紫外光透過性を有する材料で構成する。この実施例では、蓋体 121c をガラス製とした。
[0232] また、蓋体 121cに、被処理液供給管 122や亜酸化窒素供給管 124の先端を着脱 自在に接続できる接続具（図示せず)を取り付けて、処理槽 121に蓋体 121cを取り 付けて密閉した状態で、処理槽 121内に亜酸化窒素水溶液、亜酸ィ匕窒素ガスを供 給できるようにしてもよい。処理槽 121を密閉した状態で供給できれば、亜酸化窒素 が漏れることがなく有効利用できる。なお、実施例 3のチャンバ 141のような密閉型容 器を用いる場合については、実施例 3で既に説明したので説明を省略する。
[0233] 上記実施例の液体浄化装置で用いられて!/ヽる容器は、貯留型容器であるが、流動 型容器でもよい。つまり、図 21に示されるような溝形状の容器 151でもよい。この溝形 状の容器 151では、流入された被処理液 Fや亜酸化窒素水溶液 Nwは、容器内に滞 留するのではなぐ容器 151の下流側の排出部 151aに向けて容器内を流動する。
[0234] このような容器 151を用いると、容器 151内を流動する混合流体 Mに紫外光を照射 することができ、流動する混合流体 Mに紫外光を照射させつつ被処理液 Fを浄化で きる。このようにすると、全ての混合流体 Mが所定の流路部分を通過させることができ るので、所定の流路部分に紫外光を照射することで、確実に混合流体 M全体に紫外 光を照射することができ、被処理液 F全体を確実に浄ィ匕できる。
[0235] なお、容器 151内を流れる混合流体 Mの流速を早くしたり、遅くしたりできるようにし ても良い。流速を調節できれば紫外光照射時間を調節できる。図 21に示される容器 151は、その上流側の側部に水平方向に延びる回転軸 151bを備えている。回転軸 151bは、図示されていない支持部材によって支持されており、容器 151の下流側の 排出部 151aを上下動できるようになつている。したがって、排出部 151aを上方に移 動させると、容器 151内の混合流体 Mの流速が遅くなり、排出部 151aを下方に移動 させると混合流体 Mの流速が速くなる。
[0236] 流動型容器としては、溝形状の容器 151のような開放型容器でもよいが、密閉型の 流動型容器でもよい。つまり、図 22に示されるような管形状の容器 161でもよい。この 容器 161は、断面円形の複数の管 161aからなるものであり、各管 161a内に混合流 体 Mを流通させるようになつている。各管 161aはガラス製であり、管内の流体に外側 力 紫外光を照射できるようになって 、る。
[0237] また密閉型で流動型の容器としては、図 23に示される容器 162でもよい。この容器 162は、管内断面形状が細長形状であるいわゆる断面扁平形状の管 162aからなる ものであり、紫外光透過性を有する榭脂からなるものである。
[0238] 図 22または図 23に示された容器 161, 162では、流路断面積が同じでも、より広い 紫外光照射面積が確保されている。また、流路厚さが薄いので、管 161a, 162a内を 流れる混合流体 Mに対して紫外光を透過させやすくなる。たとえば、被処理液 Fが濁 つたものであっても、被処理液全体に紫外光を照射できるようになる。照射した紫外 光が混合流体 Mを透過すれば、そこを流れた混合流体 M全体に紫外光を照射させ ることができることになり好ましい。このように、これらの容器 161, 162を用いれば、紫 外光照射効率を向上させることができる。
[0239] 図 24に示されるように、液体浄ィ匕装置 170としては、処理槽 121などの容器内の混 合流体 Mを、処理槽 121に複数回投入できるように循環させる循環器 171を備えるも のでもよい。循環器 171は、回収用配管 171aと、その途中に設置された三方弁 171 bと、この三方弁 171bを介して回収用配管 171aに接続された循環用配管 171cと、 循環用配管 17 lcの途中に設置された循環ポンプ 17 Idとを有するものであり、循環 用配管 17 lcの下流端は被処理液 Fの供給管 122に接続されて 、る。このような循環 器 171を設置しておけば、必要に応じて繰り返し混合流体 Mに紫外光を照射させる ことができ、より確実に被処理液 Fを浄ィ匕できる。
[0240] 図 25に示されるように、液体浄ィ匕装置 180としては、複数の容器、具体的には 2つ の容器を備えるものでもよい。図示されるように、液体浄化装置 180は、容器として、 処理槽 121と、その排出口 121aから排出された混合流体 Mが流入する溝形状の容 器 181とを備えている。なお、溝形状の容器 181は、図 21で説明した溝形状の容器 151と同一形状のものであり、回転軸 151bに相当する回転軸 181aを備えている。し たがって、詳細な説明を省略する。
[0241] この液体浄ィ匕装置 180は、上流側の処理槽 121において、被処理液 Fと亜酸化窒 素水溶液 Nwとを混合する。得られた混合流体 Mは下流側の溝形状の容器 181〖こ 流し込まれ、ここで紫外光照射されて浄ィ匕処理されるようになっている。このような構 成にすると、溝形状の容器 181内にお 、て混合流体 Mに確実に紫外光を照射でき、 被処理液 Fを確実に浄化できる。また、処理槽 121および溝形状の容器 181のいず れにつ 、ても、容器材料として紫外光透過性材料を用いる必要がなくなる。
[0242] また、液体浄ィ匕装置としては、設置されている容器がチャンバ 141 (図 19参照)や 管 161aからなる容器 161 (図 22参照）など密閉型容器である場合、容器内の混合流 体 Mをより均質に混合させる手段として、容器を揺動、振動あるいは回転させる可動 機構を備えるものでもよい。可動機構によって容器を動かすことで、より均質な混合 流体が得られる。
[0243] 図 26に示されるように、液体浄ィ匕装置 191としては、処理槽 121などの容器内の混 合流体 Mを撹拌する撹拌手段を備えるものでもよ ヽ。図 26に示される液体浄化装置 191は、撹拌手段として撹拌具 183を備えるものである。この撹拌具 183は、上下に 延びる棒状の支持部材 183aの先端に水平方向に延びる撹拌棒 183bを備えるもの である。支持部材 183aは、上下動および回転可能になっている。したがって、支持 部材 183aを作動させると、撹拌棒 183bが上下動および Zまたは回転し、処理槽 12 1内の混合流体 Mが撹拌される。これにより、混合流体 M全体について、被酸化物質 に亜酸ィ匕窒素を接触させることができる。
[0244] また、図 26に示されるように、液体浄ィ匕装置 191としては、さら〖こ、被処理液 Fの希 釈液 Wを供給する希釈液供給管 184を備えるものでもよ ヽ。ここでは希釈液は水で あるが、その他に、亜酸ィ匕窒素水溶液を挙げることができる。希釈液供給管 184は、 これらの希釈液のうちの少なくともいずれか 1つを供給する。被処理液 Fが濁っている 場合など、混合流体 Mの紫外光透過率が低い場合が考えられる。このような場合に 希釈液を投入すると、希釈により混合流体 Mの紫外光透過率が向上し、浄化効率が 向上する。
[0245] 液体浄化装置としては、さらに、混合流体 Mを加熱する加熱部や、混合流体 Mを 冷却する冷却部を備えるものでもよい。また、混合流体 Mが気体である場合、液体浄 化装置としては、浄ィ匕処理後の混合流体 Mを液ィ匕する凝縮器を備えるものが好まし い。
[0246] たとえば、最初に説明した 3つの実施例の液体浄ィ匕装置 120, 130, 140では、処 理槽 121やチャンバ 141などの容器の外にランプ 125が設置されている。しかし、ラ ンプ 125の設置位置は、容器の外に限られず、図 27に示される液体浄化装置 192 のように、処理槽 121などの容器の内側でもよい。ランプ 125の設置位置が容器内で あれば、被処理液 Fのごく近くに光源が設置されることとなり、紫外光照射効率が向 上する。
[0247] また、ランプ 125の設置位置が容器内のみである場合、容器の材料は、必ずしも紫 外光透過性の材料でなくてもよぐむしろ紫外光を透過しない材料が好ましい。紫外 光を透過しな 、材料を用いれば、紫外光照射効率が向上する。
[0248] 図 20に示されるように、ランプ 125としては、液体浄化装置 193や容器に対して固 定されていないものでもよぐ移動式、可搬式のものでもよい。図 20に示される液体 浄化装置では、ランプ 125は、撹拌具 183の先端に設置されている。このような構造 にすると、撹拌によって混合流体 Mを均質に混合できると共に、紫外光を混合流体 M全体に均一に照射できる。
[0249] また、図 28に示されるように、亜酸化窒素ガスや亜酸化窒素水溶液を供給する供 給器は、液体浄ィ匕装置 193や処理槽 121などの容器に対して固定されていないもの でもよぐ移動式、可搬式のものでもよい。図 28に示される液体浄ィ匕装置 193では、 撹拌具 183は、亜酸ィ匕窒素ガス Ngを供給する噴射器 185でもある。すなわち、撹拌 具 183は、中空の支持部材 183aと中空の撹拌棒 183bとを備えるものであり、支持 部材 183aおよび撹拌棒 183bの中に亜酸ィ匕窒素ガスを流通できるようになって!/、る 。そして撹拌棒 183bには亜酸ィ匕窒素ガス Ngを噴射するための噴射孔（図示せず） が多数形成されている。つまり、撹拌具 183は亜酸ィ匕窒素ガス Ngのパブリング装置 でもある。したがって、撹拌具 183で撹拌しながら混合流体 M中に亜酸ィ匕窒素ガス N gをパブリングにより供給することができる。
[0250] Krlエキシマランプ 125は、照射開始時の光強度の立ち上がり性能や、照射終了 時の光強度の立下り性能に優れている。したがって、このランプ 125をオン'オフさせ ることによって、簡単に酸ィ匕反応のオン'オフ制御を行うことが可能である。したがって 、液体浄化装置としては、 Krlエキシマランプのオン'オフ制御によって浄化処理の 実施および停止を制御するコントローラを備えるものでもよい。
[0251] 次に、本発明に係る流体浄化方法および流体浄化装置で用いられる亜酸化窒素 ガスの供給、亜酸化窒素を溶解して亜酸化窒素水溶液を得る方法、濃度検出などに ついて詳細に説明する。
[0252] まず、亜酸ィ匕窒素ガスの供給について説明する。
[0253] 亜酸化窒素ガスは、高圧容器に充填された液ィ匕ガス等の圧縮ガスのガスボンベに より供給可能であり、これを流体浄化装置近傍に設置することができる。工場や製造 所の大型高圧容器から集中配管を利用して供給することもできる。流体浄化装置に カセット式ガスボンベのような小型容器を装着し供給しても良 ヽし、流体浄化装置内 や流体浄化装置近傍又は作業場内に亜酸化窒素生成装置を設け、この生成装置 で生成した亜酸ィ匕窒素を直接、流体浄ィ匕装置内の処理槽などの容器に供給してもよ い。
[0254] 亜酸ィ匕窒素ガスは次のようにして生成することができる。工業的な方法として、（1) 酸素あるいは空気を使用して金属酸ィ匕物触媒存在下でアンモニアを 200°C〜500 °Cで加熱し生成するアンモニア酸化法、（2)硝酸アンモ-ゥムを熱分解する、もしく は硝酸ソーダを硫酸アンモ-ゥムの混合物を加熱し生成する硝酸アンモ-ゥム分解 法、（3)スルフアミン酸を二段階以上に分割し供給したり、硫酸を添加しながら、スル ファミン酸と硝酸を反応させる方法を、実用的な規模で用いることができる。
[0255] また、少量生産の場合は、ガスクロマトグラフィ等に用いられるガラスキヤビラリ内に オゾンガスと窒素ガスを通すことにより亜酸ィ匕窒素を生成させることができ、少量の亜 酸ィ匕窒素ガスを効率よく生成するのに適している。
[0256] 亜酸ィ匕窒素ガスを溶媒中へ溶解する方法としては、（1)プラスチック製ないしはセラ ミック製の多孔材よりなる散気板または散気管を溶媒中に没するように設置し、前述 のガスボンベや発生装置などから、この散気板または散気管に亜酸ィ匕窒素ガスを供 給し、溶媒中にパブリングさせる方法、（2)ェジ クタ一を使用し、加圧された溶媒を ェジェクタ一のノズルより噴出させ、発生した負圧を利用して亜酸化窒素ガスを溶媒 中に吸込ませ溶解させるもの、加圧された棚段塔、充填塔、シャワー塔、気泡塔など を用いて亜酸ィ匕窒素ガスと溶媒を接触させ溶解させるもの、耐圧容器中で加圧され た亜酸ィ匕窒素ガスに接した溶媒を攪拌し、溶解させるもの、小型耐圧容器中で加圧 された溶媒と亜酸化窒素ガスを高速攪拌混合し、溶解させるもの等のように機械的に 混合し、溶解する方法、（3)ポリテトラフルォロエチレンのような疎水性榭脂からなる 多孔質膜中空糸にて、榭脂の疎水性と孔の気体透過性を利用して気体を液体に溶 解させる、または非多孔質ガス透過膜中空糸にて、榭脂内部にて気体の溶解 ·拡散 機構を利用して榭脂を透過した気体を液体に溶解させることにより、任意の圧力で、 気泡を発生させることなく亜酸ィ匕窒素ガスを溶媒中に溶解させる中空糸膜を用いた 溶解方法等がある。なお、これらの装置構成は、被処理気体 Aを液中に噴出させる 構成、または、亜酸ィ匕窒素ガスなどの気体を被処理液 Fなどの液体中に噴出させる 構成としても用 、ることができる。
[0257] 更にこれらの方法に、超音波や勾配を有する磁場を併用し、亜酸ィ匕窒素ガスの溶 媒中への溶解量、溶解速度を向上させることができる。本発明にかかる流体浄化装 置に必要な亜酸化窒素ガスの濃度や亜酸化窒素含有液の量を考慮すると、亜酸ィ匕 窒素ガスを無駄なぐ効率よぐ短時間で溶媒中に溶解する方法として中空糸膜を使 用するのが好ましい。
[0258] 溶媒中の亜酸化窒素の濃度管理、検知法について説明する。
[0259] 溶媒中の亜酸ィ匕窒素は、前述の所定の方法により亜酸ィ匕窒素ガスを溶媒に溶かし 込み、その溶力しこみ時間やガスの供給圧力などを管理することで概ね一定の濃度 を維持することが可能である。そのため、流体浄化装置内に溶媒中の亜酸化窒素濃 度を検出、記録、管理は必ずしも必要としないという利点がある。
[0260] しかし、濃度を厳密に管理する必要が生じた場合、次のように亜酸化窒素濃度の 検出、管理等を行うことができる。（1)作用極と対極、必要に応じて再生極の 2つ以上 の電解電極と、電極間を仕切るイオン交換膜と、ハロゲンイオンを含む電解液を有す る電解セルを用い、亜酸化窒素を電解するときに流れる電流、あるいはその時の全ク 一ロン数を測定する電解セルによる電解法、（2)所定波長を有する紫外光を、亜酸 化窒素含有溶媒に貯留したセルに照射し、セルを挟んで光源に対向する位置に配 置された受光系によって吸光度を測定する分光測定法、（3)JISの K0102に規定さ れて ヽる TN (全窒素)分析法、（4)亜酸化窒素含有溶媒中に不活性ガスを圧送散 気させる等して、溶媒内に溶存する亜酸化窒素を気相中へ移動させて、非分散型赤 外線吸収法、紫外光吸光高度法や酸素イオン伝導性の固体分解質による電気化学 式の測定センサを用いて気相中の亜酸化窒素濃度を測定する方法、などを使用す ることができる。本発明に係る流体浄化方法や流体浄化装置で用いられる亜酸化窒 素水溶液などの溶液の供給前の状態の管理や、処理槽などの容器内における溶液 管理などに使用することができる。
[0261] 次に、亜酸ィ匕窒素の廃液処理について説明する。
[0262] 処理後の溶媒中には、多くとも数百 ppm程度の亜酸ィ匕窒素が残留するのみであり 、処理後のリンス水や他の工程の廃水との混合により、廃液中の亜酸ィ匕窒素はきわ めて少なくなる。そのために、基本的には、流体浄化装置は、亜酸化窒素を分解、除 外するための機器を備えて 、るものである必要はな 、。
[0263] また、廃液中の亜酸化窒素以外の成分を処理するために、中和処理、活性汚泥処 理、電解処理などを実施する場合には、亜酸ィ匕窒素がこれらの処理を阻害すること はない。したがって、処理済み液中の亜酸ィヒ窒素を処理することなく汚泥処理等を 実施することが可能である。さらに、亜酸化窒素は、過酸ィ匕水素などの酸化剤のよう な異常分解を起こすことがない。したがって、亜酸化窒素を含有した処理済み液を他 の作業場や廃棄物処理場などに輸送するとき、廃液中の亜酸化窒素を輸送前に処 理する必要はな 、と 、う利点を有する。
[0264] ただし、他の工程との関係や作業場全体の環境管理との関係により、流体浄化装 置で亜酸化窒素を分解し、流体浄化装置からの亜酸化窒素の排出量を低減する必 要があることも考えられる。この場合、排水中の亜酸ィ匕窒素の分解法として、次のよう な方法を用いることができる。（1)廃水に一定時間紫外光を照射して分解する方法、 (2)白金などの貴金属をアノードとして電気分解する方法、（3)触媒存在下での水素 ガスとの反応により還元分解する方法、（4)嫌気状態で亜酸ィ匕窒素内の酸素を用い て呼吸する微生物を利用して微生物分解する方法などである。これらの方法を必要 に応じて適用することができる。
[0265] 以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実 施形態に限定されるものではなぐ特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範 囲内において、種々の変形 ·変更が可能である。
[0266] たとえば、亜酸ィ匕窒素の溶媒は、上述の水に限るものでなぐ紫外光照射によって 解離された原子状酸素が生成される機能が損なわれず、生成された原子状酸素を 消費しなければ、メタノール、エタノール、イソプロパノール、メチルシクロへキサン、 シクロへキサン、ァセトニトリル、へキサン、ジ才キサン、グリセリン、 n—ペンタン、ジク ロルメタン等の有機溶媒であっても良い。溶媒の種類によって、亜酸化窒素の最大 可溶量が異なる。最大可溶量は大きいほうが好ましいため、溶媒の選択にはかかる 最大可溶量も考慮される。
[0267] 被処理液との混合性の観点から、亜酸化窒素水溶液などの亜酸化窒素含有溶液 に粘性を向上させる増粘剤を添加してもよい。増粘剤としては、原子状酸素が生成さ れる機能が損なわれず、生成された原子状酸素を消費しないものが好適である。
[0268] 本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列 挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限 定されるものではない。
産業上の利用可能性
[0269] 本発明によれば、被処理流体に含まれる被酸化物質に亜酸化窒素、ある!/、は亜酸 化窒素を含んだ溶液を接触させ、この状態で紫外光を照射することで簡単に被処理 流体を浄ィ匕できる。
また、本発明の流体浄化装置によれば、接触ユニットで被処理流体に含まれる被 酸化物質を亜酸化窒素、あるいは亜酸化窒素を含んだ溶液に接触させ、亜酸化窒 素に接触した被酸ィ匕物質に光源力 の紫外光を照射するだけで簡単に被処理流体 を浄化できる。

Claims

請求の範囲
[I] 亜酸化窒素を含む溶液を、流体に含まれる物質に接触させた状態で前記溶液に 紫外光を照射することにより、前記物質の浄ィヒを行う物質の浄ィヒ方法。
[2] 亜酸化窒素を、流体に含まれる物質に接触させた状態で紫外光を照射する流体の 浄化方法。
[3] 前記流体が、気体であることを特徴とする請求項 1記載の流体の浄化方法。
[4] 前記流体が、液体であることを特徴とする請求項 1又は 2記載の流体の浄化方法。
[5] 亜酸化窒素が、流体中に溶存して!、るものである請求項 2又は 4記載の流体の浄 化方法。
[6] 紫外光の光源が、クリプトン ヨウ素 (Krl)エキシマランプである請求項 1ないし 5の 何れか 1つに記載の流体の浄化方法。
[7] 流体に含まれる物質を、亜酸ィ匕窒素を含む溶液に接触させるための接触ユニットと
、前記亜酸ィ匕窒素に接触した前記物質に紫外光を照射する光源とを備えている請 求項 2記載の流体の浄化装置。
[8] 前記接触ユニットは、前記流体と、前記亜酸化窒素を含む溶液とを収容する収容 部を備えて 、る請求項 7記載の流体の浄化装置。
[9] 流体に含まれる物質を、亜酸ィ匕窒素に接触させるための接触ユニットと、前記亜酸 化窒素に接触した前記物質に紫外光を照射する光源とを備えている流体の浄ィ匕装 置。
[10] 前記接触ユニットは、流体に含まれる物質と、流体中に溶存する亜酸化窒素とを接 触させるための容器を備えて 、る、請求項 9記載の流体の浄化装置。
[II] 前記紫外光の光源は、クリプトン ヨウ素 (Krl)エキシマランプである請求項 7又は 9記載の流体の浄化装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015046014A1 (ja) * 2013-09-24 2015-04-02 旭有機材工業株式会社 紫外線殺菌装置
WO2017126237A1 (ja) * 2016-01-22 2017-07-27 株式会社日立製作所 培養生産物の処理装置、培養生産物の処理方法、及び培養生産物の精製装置
JP2018017728A (ja) * 2016-07-15 2018-02-01 ルーテック株式会社 汚染水処理装置、汚染水処理システム及び汚染水処理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63111930A (ja) * 1986-10-28 1988-05-17 Ebara Res Co Ltd ガス混合物中の亜酸化窒素の分解除去法
JPS63111929A (ja) * 1986-10-28 1988-05-17 Ebara Res Co Ltd ガス混合物中の亜酸化窒素の分解除去方法
JP2006008499A (ja) * 2004-05-21 2006-01-12 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 物質の酸化方法およびその酸化装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63111930A (ja) * 1986-10-28 1988-05-17 Ebara Res Co Ltd ガス混合物中の亜酸化窒素の分解除去法
JPS63111929A (ja) * 1986-10-28 1988-05-17 Ebara Res Co Ltd ガス混合物中の亜酸化窒素の分解除去方法
JP2006008499A (ja) * 2004-05-21 2006-01-12 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 物質の酸化方法およびその酸化装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015046014A1 (ja) * 2013-09-24 2015-04-02 旭有機材工業株式会社 紫外線殺菌装置
JPWO2015046014A1 (ja) * 2013-09-24 2017-03-09 旭有機材株式会社 紫外線殺菌装置
WO2017126237A1 (ja) * 2016-01-22 2017-07-27 株式会社日立製作所 培養生産物の処理装置、培養生産物の処理方法、及び培養生産物の精製装置
JP2018017728A (ja) * 2016-07-15 2018-02-01 ルーテック株式会社 汚染水処理装置、汚染水処理システム及び汚染水処理方法

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