JP4258355B2

JP4258355B2 - エチレンオキサイドの分解処理装置

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Publication number: JP4258355B2
Application number: JP2003379875A
Authority: JP
Inventors: 潤山本; 國晶室井; 晶大澤
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-11-10
Also published as: JP2005138076A

Description

この発明は、医療器具の滅菌処理に用いられるエチレンオキサイド滅菌装置から排出されるエチレンオキサイドが含まれる排ガスを対象とし、この排ガス中のエチレンオキサイドを効率よく分解処理できるようにしたものである。

エチレンオキサイドを用いた滅菌装置から滅菌処理後に排出される排ガスにあっては、その排出初期では、滅菌装置内に外気を導入することなく、装置内のガスを吸引するため、エチレンオキサイド濃度が高く、特にエチレンオキサイド源としてカートリッジ型のボンベを用いた滅菌装置では、排ガス中のエチレンオキサイド濃度はほぼ１００％である。そして、滅菌装置からの排ガスの排出が進むにつれて、排ガス中のエチレンオキサイド濃度は急激に低下する。

さらに、滅菌装置内のガーゼなどの被滅菌材料に付着、吸着しているエチレンオキサイドを除去するため、滅菌装置内に外気を導入し、しばらくしてから装置内のガスを再び吸引する洗浄と呼ばれる工程を数回繰り返す操作が行われ、この洗浄工程中に排出される排ガス中のエチレンオキサイド濃度も変動する。

このようなエチレンオキサイド濃度の変動の大きな排ガス中のエチレンオキサイドを、従来の酸化触媒を用いて分解する方法では、酸化触媒の処理能力を排ガス中のエチレンオキサイドの最高濃度に対応できるようにしなければならず、多量の酸化触媒を使用せねばならないなど、分解処理装置のコストが高騰する欠点がある。
このため、ＷＯ９９／６１１３７に開示されているように、排ガス中のエチレンオキサイド濃度の変動を少なくし、エチレンオキサイド濃度を低濃度にしてから分解処理装置に送り込む方法が提案されている。

この先行発明においては、図６に示すように、水などの液体を貯留する容器１に管２、弁３を介して滅菌装置（図示略）からの排ガスを導入し、曝気部材４から液体中に排ガスを曝気して、排ガス中のエチレンオキサイドを液体に溶解して吸収させる。排ガス中の大部分のエチレンオキサイドが吸収され、エチレンオキサイド濃度が大きく低減した排ガスは容器１から管５を経て酸化触媒が充填された触媒燃焼装置６に送られ、ここで分解処理される。
滅菌装置から供給される排ガス中のエチレンオキサイド濃度が低下した場合は、送気ポンプ７を動作させて、管２に外気を送り込み、この外気を容器１内の液体中に曝気し、液体中に溶解しているエチレンオキサイドを空気中に移行せしめる。このエチレンオキサイドが溶出した空気を触媒燃焼装置６に送り込んで分解処理するようにしている。

この分解処理方法では、排ガス中のエチレンオキサイド濃度の大きな変動幅が小さくされて平準化され、エチレンオキサイド濃度が低くなるため、高濃度のエチレンオキサイドを含む排ガスが触媒燃焼装置６に送り込まれることがなく、触媒燃焼装置６を小型化でき、設備コストを低減できるとされている。

しかしながら、この先行発明のエチレンオキサイドの分解処理方法にあっては、以下の問題点がある。
まず、エチレンオキサイドの分解手段として、酸化触媒を使用しているため、分解後の排出ガスが高温（３００〜４００℃）となり、このまま排出することができず、別途冷却装置や外気による希釈装置を設けなければならない。
また、容器１からの排ガス中のエチレンオキサイド濃度が何らかの理由により、十分低減されず、酸化触媒の処理能力を超える濃度のエチレンオキサイドが含まれた排ガスが触媒燃焼装置６に送り込まれた場合には、未分解のエチレンオキサイドが系外に排出されることがある。
さらに、送気ポンプ７を動作させるなどしているため、分解処理装置全体が正圧となり、装置から排ガスが外部に漏洩することがあり、これを防止するために機密性の高い装置構造とせねばならず、余分の設備コストがかかる。
国際公開番号ＷＯ９９／６１１３７

よって、本発明における課題は、分解処理後の排出ガスが高温になることがなく、何らかの理由により高濃度のエチレンオキサイドを含む排ガスが分解処理手段に流入しても未分解のエチレンオキサイドが系外に排出されることがないエチレンオキサイドの分解処理装置を得ることにある。また、装置からエチレンオキサイドを含む排ガスが外部に漏洩することがないエチレンオキサイドの分解処理装置を得ることにもある。

かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、
エチレンオキサイドを含む排ガスが導入され、この排ガス中のエチレンオキサイド濃度を低減化するバッファー部と、このバッファー部からの排ガス中のエチレンオキサイドを分解処理する分解部とを有し、上記分解部が、エチレンオキサイド分解能を有する酸化チタン粉末または酸化チタン粉末を圧縮成形加工したものを酸化チタンからなる担体に担持させた光触媒部材、または、酸化チタン粉末または酸化チタン粉末を圧縮成形加工したものを樹脂のバインダーで酸化チタンからなる基材に固着した光触媒部材を有する光触媒装置を備えたものであることを特徴とするエチレンオキサイドの分解処理装置である。

請求項２にかかる発明は、前記バッファー部が、水を満たした水槽と、この水槽内の水にエチレンオキサイドを曝気する散気管を備えた曝気槽であることを特徴とする請求項１に記載のエチレンオキサイドの分解処理装置である。

請求項３に係る発明は、前記分解部の後段に、前記バッファー部と前記分解部を負圧とする排気装置を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエチレンオキサイドの分解処理装置である。
請求項４にかかる発明は、曝気槽を２基以上直列に設けたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のエチレンオキサイドの分解処理装置である。
請求項５にかかる発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の分解処理装置に、光触媒部材を備えた水処理部を接続し、上記バッファー部をなす水槽の水をこの水処理部に送り込んで、この水に溶け込んだエチレンオキサイドを分解するようにしたことを特徴とするエチレンオキサイドの分解処理装置である。
また、本発明においては、先に記載の分解処理装置をエチレンオキサイド滅菌装置に接続し、エチレンオキサイド滅菌装置からの排ガス中のエチレンオキサイドを分解するようにしてもよい。

本発明では、エチレンオキサイドの分解処理手段として光触媒を採用しているので、エチレンオキサイドの分解処理後の排出ガスの温度が低く、このまま排出できる。また、光触媒による分解処理を行っているので、処理効率が高く、循環処理などの複雑な処理を要しない。
さらに、光触媒がエチレンオキサイドの吸着能力を有するので、高濃度のエチレンオキサイドを含む排ガスが万一、光触媒に流入しても、一旦光触媒に吸着されたのち、徐々に分解処理されるため、未分解のエチレンオキサイドが排出されることがないとともに、分解部での分解能力が小さいものでも対応できる。

また、分解処理装置全体が排気部によって負圧とするものでは、装置からエチレンオキサイドを含む排ガスが外部に漏れることがない。さらに、水処理部を設けたものでは、バッファー部をなす水槽の水に溶け込んだエチレンオキサイドを分解することができ、常にエチレンオキサイドが溶け込んでいない水として管理できる。
さらに、分解処理装置をエチレンオキサイド滅菌装置に接続したものでは、エチレンオキサイド滅菌装置から排出される排ガス中のエチレンオキサイドを効率よく分解処理できるとともに、排ガス中のエチレンオキサイド濃度の著しい変動があっても、これを完全に処理できる。このため、種々の種類のエチレンオキサイド滅菌装置からの排ガスを処理できる。

図１は、本発明の分解処理装置の例を示すもので、この例ではエチレンオキサイド滅菌装置に接続された状態のものを示してある。
図中符号１１は、エチレンオキサイド滅菌装置を示し、符号５１は分解処理装置を示す。この分解処理部５１は、バッファー部２１と、分解部３１と、排気部４１とから概略構成されている。

上記エチレンオキサイド滅菌装置１１は、滅菌チャンバー１２とエジェクター１３とから構成されている。この滅菌チャンバー１２は、その内部に注射器などの種々の医療器具等の被滅菌部材が収容され、別途設けられたカートリッジ式ボンベなどのエチレンオキサイド供給源１４から供給されるガス状のエチレンオキサイドが導入されて内部の被滅菌部材が滅菌処理されるようになっている。また、滅菌チャンバー１２には、外気に開放した管１５が弁１６を介して接続されており、この管１５から外気が導入できるようになっている。
また、滅菌チャンバー１２には、図示略の圧縮空気源からの圧縮空気を用いるエジェクター１３が付設されている。このエジェクター１３は、滅菌チャンバー１２内のエチレンオキサイドを含む排ガスを外部に排出する機能を有するものである。なお、エジェクター１３に代えて真空ポンプなどの排気手段を用いても良い。

分解処理装置５１のバッファー部２１は、第１曝気槽２２Ａと第２曝気槽２２Ｂとを直列に接続したもので、各曝気槽２２Ａ、２２Ｂは、図２に示すように、内部に水が満たされた水槽であり、この水槽内には曝気用の散気管２３Ａ、２３Ｂが水中に沈められて設けられている。第１曝気槽２２Ａの散気管２３Ａには流入管２４の一端が接続されている。流入管２４の他端はエチレンオキサイド滅菌装置１１から排出される排ガスの排出管１７に接続可能となっている。
また、第１曝気槽２２Ａの上部には水面から離れて開口する管２５Ａが取り付けられており、この管２５Ａは第２曝気槽２２Ｂの散気管２３Ｂに接続されている。また、第２曝気槽２２Ｂの上部には水面から離れて開口する管２５Ｂが取り付けられており、この管２５Ｂは分解部３１に接続されている。
これにより、エチレンオキサイド滅菌装置１１から流入管２４を通って流入する排ガスが第１曝気槽２２Ａで最初の曝気を受け、ついで第２曝気槽２２Ｂで２回目の曝気を受けた後、分解部３１に送られるようになっている。

また、流入管２４には、外気に開放した管２６が弁２７を介して接続されており、弁２７を開とすることで、外気が管２６から流入管２４を経て散気管２３から水中に曝気されるようになっている。
このバッファー部２１での散気管２３Ａ、２３Ｂによる曝気および管２５Ｂから分解部３１への排ガスの流入は、上記排気部４１による排気に起因して発生する曝気槽２２Ａ、２２Ｂ内および分解部３１内の負圧によってなされるようになっている。

バッファー部２１の後段には分解部３１が設けられている。この分解部３１は、光触媒装置または光触媒装置とプラズマ分解装置を具備するもので、バッファー部２１から管２５を経て供給される排ガス中のエチレンオキサイドを光触媒または光触媒とプラズマとの作用により分解するものである。
上記光触媒装置は、光触媒部材と、これに紫外線または可視光線を照射する光源を備えたものである。光触媒部材としては、特に限定されることはなく、エチレンオキサイドを吸着する能力を有する酸化チタン粉末またはこの酸化チタン粉末を圧縮成形加工したものを種々の担体に種々の形態で担持したものや、エチレンオキサイドを吸着する能力を有する酸化チタン粉末またはこの酸化チタン粉末を圧縮成形加工したものを樹脂などの種々のバインダーで基材に固着したものなどの公知のものが用いられる。
また、酸化チタン粉末としては、主にアナターゼ型結晶構造を有するものが用いられ、紫外線のみならず可視光線の照射によっても触媒機能を発揮するものが好ましい。

また、光触媒部材を構成する担体あるいは基材として親水性と吸着性を具備する材料を採用し、光触媒部材により高いエチレンオキサイドに対する吸着性を付与しておくこともできる。親水性と吸着性を有する担体あるいは基材として用いられる材料としては、ゼオライト、シリカゲル、珪藻土、酸化チタンなどが挙げられる。光触媒部材の形状としては、表面積が大きく、吸着能力が高いタブレット状や粒状とすることが好ましい。

また、上記プラズマ分解装置としては、特に限定されるものではなく、従来より知られている非平衡プラズマなどによるものなどが用いられる。この非平衡プラズマを形成する放電形式には、パルスストリーマ放電、無声放電、部分放電、沿面放電などが用いられ、なかでも沿面放電方式が窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生が抑えられて好ましい。

さらに、光触媒と非平衡プラズマとを併用する場合には、以下のような複合形態を採用することで分解効率が高いものとなる。
図３は、この複合形態の例としての分解部本体を示すもので、図３中符号３２はガラスなどの透明の誘電体からなるパイプを示す。このパイプ３２の外周面には第１の電極３３が設けられ、内周面には第２の電極３４が設けられている。これら電極３３、３４は、光透過性の金属薄膜やスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）などの透明導電体からなるもの、あるいはメッシュ状、スパイラル状の金属または印刷による導電体からなるものである。

このパイプ３２内には、粒状の光触媒部材３５、３５・・・が多数充填されている。また、パイプ３２の外方には、図示しない光源が設けられており、この光源からの紫外光、可視光がパイプ３２を透過して内部の光触媒部材３５、３５・・・に照射されるようになっている。
さらに、第１の電極３３と第２の電極３４とは、交流電源３６に接続され、交流電圧が印加されるようになっており、この交流電圧の印加によりパイプ３２内に非平衡プラズマが発生するようになっている。
そして、パイプ３２内に排ガスを流すことで、排ガス中のエチレンオキサイドが一旦光触媒部材３５、３５・・・に吸着され、これが徐々に光触媒とプラズマの作用によって分解されることになる。

このような複合形態では、光触媒およびプラズマ本来の分解作用に加えて、プラズマの発光による紫外線、可視光線により光触媒が励起されて分解が進む。また、プラズマにより発生するオゾンが光触媒の分解効率を高める。さらに、プラズマにより発生する一酸化炭素が光触媒の酸化作用により二酸化炭素に変化し、有害な一酸化炭素の発生率が小さくなるなどの効果がある。

分解部３１の後段には排気部４１が設けられている。この排気部４１は、分解部３１から管４２を経て排出される分解処理ガスを吸引して外部に排出するとともに、その前段にある分解部３１およびバッファー部２１の内部を負圧にするものである。この排気部４１には、通常の真空ポンプやエジェクターなどが用いられる。排気部４１から排出される分解処理ガスは管４３から系外に放出されるようになっている。また、この排気部４１は常時作動状態にあり、常時分解部３１およびバッファー部２１の内部を負圧とするようになっている。

また、水処理部６１が設けられている。この水処理部６１は、ガラスなどの透明パイプ内に上述の光触媒部材などの光触媒を充填してなる水処理部本体と、この透明パイプの外方に設置された紫外光、可視光を照射する光源とを備えたものである。この水処理部６１は、バッファー部２１の第１、第２曝気槽２２Ａ、２２Ｂに満たされた水をポンプでその水処理部本体に送り込み、ここで水に溶け込んだエチレンオキサイドを分解し、エチレンオキサイドが除かれた水を第１、第２曝気槽２２Ａ、２２Ｂに送り返す機能を有するものである。

この水処理部６１を設けることで、バッファー部２１をなす第１、第２曝気槽２２Ａ、２２Ｂの水を常にエチレンオキサイドが溶け込んでいない状態とすることができる。なお、この水処理部６１は必ずしも付設する必要はない。

次に、この分解処理装置５１を用いてエチレンオキサイド滅菌装置１１から排出されるエチレンオキサイドを含む排ガスを処理する方法について説明する。
滅菌チャンバー１２において滅菌処理が終了すると、まずエチレンオキサイド濃度の高い排ガスをエジェクター１３を動作させて排出し、この排ガスを管１７、２４からバッファー部２１に送る。ついで、弁１６を開として、エジェクター１３を間欠的に動作させ、管１５を介して外気を滅菌チャンバー１２内に導入し、滅菌チャンバー１２内に残存するエチレンオキサイドおよび被滅菌処理対象物に付着、吸着しているエチレンオキサイドを離脱させて、排ガスをバッファー部２１に送る動作（洗浄工程）を複数回行う。
このときの滅菌装置１１からの排出ガス量の時間変化を図４に示す。図４では、縦軸に排出ガス量を、横軸に経過時間を取ってある。排出初期の数十分の間では大きな排出量で排ガスが排出されるが、その後は間欠的な洗浄工程によって短時間の間だけ大きな排出量を示し、それ以外の時間では小さな排出量となっている。

この時、滅菌装置１１から排出される排ガスのエチレンオキサイド濃度をそのまま計測すると、この時間的変化は１００％近い高濃度から出発し、急激に且つ大きな変動を示すものとなる。図５の実線Ａに、このエチレンオキサイド濃度を示す。ここでは、縦軸にエチレンオキサイド濃度を、横軸に処理開始からの時間を取った。この変動は、先に説明した従来技術の排ガスのエチレンオキサイド濃度と同様の変動であり、初期の排ガスは、滅菌装置１１内のガス吸引によって、１００％近い高濃度を示す（ａ）。排出が進むにつれ、この濃度は急激に低下する（ｂ）。その後滅菌チャンバー１２に外気が導入されると、ガーゼ等に付着したエチレンオキサイドが放出され、再び滅菌チャンバー１２内にエチレンオキサイドの濃度が高くなる。この排ガスを吸引すると、一旦低くなったエチレンオキサイド濃度が若干高くなる（ｃ）が、再びこれが放出されると、エチレンオキサイドの濃度はまた低下する（ｄ）。これを繰り返す結果、このエチレンオキサイド濃度の変動幅は時間と共に小さくなり、エチレンオキサイド濃度も小さくなり、数分でほぼ０％となる。

バッファー部２１では、このエチレンオキサイド濃度の大きな変動を低減化し、少なくとも滅菌チャンバー１２から排出されるエチレンオキサイドの最高濃度未満の濃度に低減させる。具体的にはバッファー部２１から排出される排ガスにおけるエチレンオキサイド濃度がその爆発限界の３００００ｐｐｍ以下、好ましくは３０００ｐｐｍ以下とされることが好ましい。

滅菌装置１１からの排ガスは、排出管１７に接続された流入管２４を経てバッファー部２１の第１、第２の曝気槽２２Ａ、２２Ｂから水中に曝気される。排ガス中のエチレンオキサイドは、水溶性であるため水に容易に溶解する。排ガスの排出初期のエチレンオキサイド濃度が高い場合には、その大部分が水に溶解し、溶解しきれない一部のエチレンオキサイドが水中から空気中に移行し、この排ガスはエチレンオキサイド濃度が低減された状態で管２５から排出され、分解部３１に送られる。
このバッファー部２１での第１、第２の曝気槽２２Ａ、２２Ｂによる曝気は、排気部４１の常時動作により常時行われるようになっている。

また、洗浄工程で滅菌装置１１から排出される排ガスは、その大部分が空気であり、この排ガスを曝気することで、先に水中に溶解していたエチレンオキサイドがガス化して空気中に移行し、エチレンオキサイド濃度が低い排ガスとして管２５Ｂから分解部３１に送られる。
このようにバッファー部２１においては、滅菌部１１から排出されるエチレンオキサイド濃度の変化が激しい排ガス中のエチレンオキサイド濃度が低減化されて、滅菌部１１からの排ガスのエチレンオキサイドの最高濃度未満になってバッファー部２１から分解部３１に送り込まれる。このバッファー部２１から分解部３１に供給される排ガス中にエチレンオキサイド濃度の時間的な変化の例を、図５に破線Ｂで示す。

図５の破線Ｂは、第１曝気槽２２Ａから排出される排ガスのエチレンオキサイド濃度の時間的変化を示す。この変動は、先行発明による排ガスのエチレンオキサイド濃度の変動と同じである。第１曝気槽２２Ａにおいて、予めエチレンオキサイド濃度は低下されているため、初期段階では滅菌装置１１から排出されるガスのエチレンオキサイド濃度より遙かに低い（ａ´）が、処理開始して所定の時間が経過したときで比較すると、まずＡとＢでエチレンオキサイド濃度は逆転する（ｂ´）。これは水にエチレンオキサイドが飽和し、溶解されないまま排出されるためである。滅菌チャンバー１２内に外気を間欠導入して、ガーゼ等に付着したエチレンオキサイドが放出されても第１曝気槽２２Ａがあるため過敏な濃度の変動はみられない。この結果、エチレンオキサイドの濃度は一定に近づくが、これを第１曝気槽２２Ａで曝気することで、水に溶解していたエチレンオキサイドがガス化して排出されるため、エチレンオキサイド濃度はさらに低下する。

そして、第１曝気槽２２Ａで曝気された排ガスは、さらに第２曝気槽２２Ｂで曝気される。すなわち、第２曝気槽２２Ｂに流入する排ガス中のエチレンオキサイド濃度の時間的変化が破線Ｂで示された変化を伴う排ガスが、再度曝気されるため、第２曝気槽２２Ｂからの排ガスのエチレンオキサイド濃度の時間的変化はさらに平準化され、図５中、実線Ｃで示されるような変化となる。
この第２曝気槽２２Ｂからの排ガスのエチレンオキサイド濃度は、図５のＣに示されるように、排出初期の高濃度で多量の排ガスがバッファー部２１に流入しても、極めて低い濃度に抑えられ、それ以降は平均的濃度で分解部３１に送られることなる。また、バッファー部２１のかかる動作中において、特に滅菌装置１１が洗浄工程にあるときには、弁２７を開とし、管２６から外気を導入し、この外気を散気管２３から曝気することもできる。この外気による曝気を行うことで、曝気を継続的に行うことができ、いかなるタイプの滅菌装置に取り付けても、曝気時間が変わらず、処理効率を高く保てる。

バッファー部２１におけるエチレンオキサイド濃度の低減度合いは、これに続く分解部３１での分解能力に応じて設定すればよいが、本発明の場合は、滅菌装置１１から排出されるエチレンオキサイド濃度の最高濃度未満で、かつ光触媒部材の吸着能力以下で、しかも分解部３１での分解開始時間から終了時間までの経過時間に、分解部３１に流入されたエチレンオキサイド濃度の積分値が、光触媒または光触媒とプラズマとの分解能力の同じ経過時間での積分値以下に制御されていれば十分である。好ましくはエチレンオキサイドの爆発限界である３％以下とすることが好ましい。
また、２段の曝気槽２２Ａ、２２Ｂを設けているため、処理初期での大流量高濃度排出時のエチレンオキサイドの取りこぼし（分解部３１への高濃度エチレンオキサイドの流入）がなくなり、分解部３１では、これ以降の低い流量に合わせた最低限の分解能力で処理が可能である。また、分解部３１へ一定濃度のエチレンオキサイドを送り込むことができる。

バッファー部２１からの排ガスは、管２５Ｂを経て分解部３１に送られ、ここで分解処理される。分解部３１での分解処理は、エチレンオキサイド吸着能を有する光触媒部材またはこの光触媒部材とプラズマ分解装置との併用によって行われる。
この光触媒部材もしくは光触媒部材とプラズマによるエチレンオキサイドの分解処理は低温で進行し、その分解処理後の排出ガスは１００℃以下の低温となる。また、分解部３１に流入する排ガス中のエチレンオキサイド濃度が低いものとなっているので、エチレンオキサイドを完全に分解することができ、未分解のエチレンオキサイドが外部に排出されることがない。

また、分解部３１に流入する排ガス中のエチレンオキサイド濃度は、バッファー部２１において低減されているので、エチレンオキサイドを光触媒部材が完全に吸着することができ、光触媒部材は徐々にそのエチレンオキサイドを分解する。ここでの吸着とは、物質表面への物理的、化学的な付着を言うものとする。したがって、未分解のエチレンオキサイドが外部に排出されることがない。また、分解部３１の分解能力としては、その時点でエチレンオキサイドを完全に分解する能力を必須とはせず、完全に吸着することができれば、エチレンオキサイドを一時的に吸着して「ため込む」ことができるので、分解能力は低くても使用可能である。言い換えると、その時点での分解能力がその時点での濃度を下回っていても、上述の経過時間までに流入された投入濃度の積分値が分解能力の積分値以下となるように調整すればよい。つまり、見かけ上分解速度よりも吸着速度が速い状態となる。こうすると、高濃度のエチレンオキサイドに対応させる必要がなくなり、分解能力の小さなもので十分なレベルで分解処理が可能となり、設備全体を小型化、簡素化できる。

また、光触媒は元来親水性であり、それ自体でエチレンオキサイドを吸着する能力を有している。さらに、担体あるいは基材としてゼオライト、シリカゲル、珪藻土などの親水性、吸着性を有する材料を用いた場合には、担体あるいは基材にもエチレンオキサイドを吸着する能力を有する。このため、万一バッファー部２１から、高濃度のエチレンオキサイドを含む排ガスが流入しても、この光触媒部材がこの高濃度のエチレンオキサイドを一旦吸着し、徐々にこれを分解していくので、未分解のエチレンオキサイドが排気部４１に流れ出すことがない。

次いで、分解部３１で分解処理され、エチレンオキサイドが含まれない排ガスは、管４２を経て排気部４１に吸引され、管４３から系外に無害な清浄なガスとして排出される。この際、排気部４１によってバッファー部２１および分解部３１が常時負圧となっているので、バッファー部２１および分解部３１ならびに管路から排ガスが外部に漏れることがない。
また、排気部４１における排気能力を変えることで、バッファー部２１をなす水槽２２内の水に残留するエチレンオキサイドが少ない場合でも曝気効率を上げることができる。

また、バッファー部２１をなす第１、第２曝気槽２２Ａ、２２Ｂの水は、水処理部６１との間で循環し、この時に水に溶け込んでいるエチレンオキサイドが光触媒で分解され、エチレンオキサイドが溶け込んでいない状態とすることができ、各曝気槽２２Ａ、２２Ｂの水のエチレンオキサイド溶解能力が低下することがない。

本発明では、他の実施形態として、分解部３１での分解処理に光触媒を使用することなく、ゼオライト、シリカゲル、珪藻土などのエチレンオキサイド吸着能を有する吸着剤とプラズマとの作用によって行うことができる。
このものでは、バッファー部２１からの排ガス中のエチレンオキサイドが吸着剤に一旦吸着され、この吸着剤に吸着したエチレンオキサイドがプラズマの分解作用によって徐々に分解処理されることになる。このため、この実施形態においても、若干処理効率が低下するものの、先の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
この実施形態における具体的な処理装置の形態は、図３における光触媒部材３５に代えてゼオライト、シリカゲル、珪藻土などの吸着剤を用いるものなどを挙げることができる。

さらに、これ以外の実施形態として、滅菌装置１１からの排出ガス中のエチレンオキサイド濃度、光触媒部材、プラズマの分解能力などによっては、バッファー部２１での曝気槽２２を１基としてもよい。
また、排気部４１を取り去り、管２６から圧縮空気をバッファー部２１に送り込み、これにより排ガスを曝気し、分解部３１に流入させるようにしてもよい。

具体例を示す。
排ガス（エチレンオキサイド１００％）を水に曝気して、バッファー部２１からの排ガスのエチレンオキサイド濃度を２０００ｐｐｍに制御する。具体的には、バッファー部２１の水量と曝気空気量を調整する。この濃度は、２０００〜４０００ｐｐｍ以下で任意に設定できる。ここで分解能力１０００ｐｐｍの光触媒部材を用いる。なお、分解能力は触媒量とその触媒への接触時間を流量に応じて調整することで可能である。すると、分解能力を超えるガスが分解部２１に導入されることになる。最初は主としてガス中のエチレンオキサイドを分解するため、光触媒の分解能力１０００ｐｐｍに律速され、処理能力も１０００ｐｐｍとなる。それと同時に、光触媒にエチレンオキサイドが分解されずに吸着される。５時間後にはガス中のエチレンオキサイド濃度は触媒の分解能力以下になるが、光触媒がエチレンオキサイドを吸着しているので、光触媒は余剰能力でこのエチレンオキサイドを分解する。そして１０時間後にはガス中のエチレンオキサイド濃度はほぼ０ｐｐｍになる。

本発明は、エチレンオキサイド滅菌装置から排出されるエチレンオキサイドを含む排ガスの処理に用いられ、既設のエチレンオキサイド滅菌装置に後付で設置することができる。また、各種のエチレンオキサイド滅菌装置に対応することができる。

本発明の分解処理装置の一例を示す概略構成図である。本発明でのバッファー部の一例を示す概略構成図である。光触媒とプラズマとを複合した複合形態の第１の例を示す概略構成図である。滅菌チャンバーから排出される排ガスの排出量の時間的変化の例を示すグラフである。滅菌装置から排出される排ガス中のエチレンオキサイド濃度の時間的変化および第１、第２曝気槽部から排出される排ガス中のエチレンオキサイド濃度の時間的変化の一例を示すグラフである。先行発明におけるエチレンオキサイドの分解処理装置を示す概略構成図である。

符号の説明

２１・・・バッファー部、２２Ａ・・・第１曝気槽、２２Ｂ・・・第２曝気槽、２３Ａ（２３Ｂ）・・・散気管、３１・・・分解部、４１・・・排気部、５１・・・分解処理装置、６１・・・水処理装置

Claims

エチレンオキサイドを含む排ガスが導入され、この排ガス中のエチレンオキサイド濃度を低減化するバッファー部と、このバッファー部からの排ガス中のエチレンオキサイドを分解処理する分解部とを有し、
上記分解部が、エチレンオキサイド分解能を有する酸化チタン粉末または酸化チタン粉末を圧縮成形加工したものを酸化チタンからなる担体に担持させた光触媒部材、または、酸化チタン粉末または酸化チタン粉末を圧縮成形加工したものを樹脂のバインダーで酸化チタンからなる基材に固着した光触媒部材を有する光触媒装置を備えたものであることを特徴とするエチレンオキサイドの分解処理装置。
前記バッファー部が、水を満たした水槽と、この水槽内の水にエチレンオキサイドを曝気する散気管を備えた曝気槽であることを特徴とする請求項１に記載のエチレンオキサイドの分解処理装置。
前記分解部の後段に、前記バッファー部と前記分解部を負圧とする排気装置を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエチレンオキサイドの分解処理装置。
前記曝気槽を２基以上直列に設けたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のエチレンオキサイドの分解処理装置。
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の分解処理装置に、光触媒部材を備えた水処理部を接続し、上記バッファー部をなす水槽の水をこの水処理部に送り込んで、この水に溶け込んだエチレンオキサイドを分解するようにしたことを特徴とするエチレンオキサイドの分解処理装置。