JPH0257976B2

JPH0257976B2 -

Info

Publication number: JPH0257976B2
Application number: JP61237099A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Fujii
Original assignee: Ebara Research Co Ltd
Current assignee: Ebara Research Co Ltd
Priority date: 1986-10-07
Filing date: 1986-10-07
Publication date: 1990-12-06
Also published as: JPS6393327A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、廃オゾンの処理方法に関するもので
ある。〔従来の技術〕及び〔発明が解決しようとする問
題点〕オゾン（O₃）は、その殺菌力や酸化力が強い
ことから、広い分野で利用されている。例えば、排水の高次処理などの水処理への利
用、居住域や生産工程での脱臭への利用、食品の
貯蔵や医療分野への利用がある。第１表にO₃の
用途及び利用分野を示す。

【表】

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解消するため、前記イ
オン交換繊維等の捕集剤によりオゾンを捕集除去
すると共に、該捕集剤に紫外線を照射し、捕集さ
れたオゾンを分解して該捕集剤のオゾン捕集能力
を維持または回復するようにしたものである。すなわち本発明は、天然繊維または人造繊維に
イオン交換体を支持させたイオン交換繊維、活性
炭のいずれか少なくとも一方からなるオゾン捕集
剤にオゾン含有ガスを接触させると共に、該オゾ
ン捕集剤に紫外線照射を行ない、捕集されたオゾ
ンを分解処理することを特徴とする廃オゾンの処
理方法である。また本発明はオゾン含有ガスを、オゾン分解触
媒による接触分解処理、活性炭による吸着分解処
理、加熱による熱分解処理、薬液による吸収処理
のいずれか少なくとも一つの処理を行なつたの
ち、天然繊維または人造繊維にイオン交換体を支
持させたイオン交換繊維、活性炭のいずれか少な
くとも一方からなるオゾン捕集剤にオゾン含有ガ
スを接触させると共に、該オゾン捕集剤に紫外線
照射を行ない、捕集されたオゾンを分解処理する
ことを特徴とする廃オゾンの処理方法である。以下、本発明を詳細に説明する。まず、イオン交換繊維について説明すると、こ
れは天然繊維もしくは人造繊維（化学繊維もしく
は合成繊維）または、これらの混紡糸もしくは混
合糸等の支持体に陽イオン交換体及び／又は陰イ
オン交換体を支持させたものであり、その方法と
しては繊維状の支持体に直接支持させてもよく、
織物状、編物状または植毛状の形態にしたのち、
これに支持させることもできる。いずれにしても
最終的にイオン交換体を支持した繊維となつてい
ればよい。前記天然繊維としては羊毛、絹等が、また、化
学繊維としてはレーヨンまたはアセテートが適用
でき、合成繊維としては炭化水素系重合体を素材
とするもの、含フツ素系重合体を素材とするも
の、あるいはポリビニルアルコール、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、セル
ロース、酢酸セルロースなどが適用できる。前記炭化水素系重合体としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ボリブチレン、ポリブテ
ン、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレン、ポ
リビニルシクロヘキサン、ポリビニルアルコー
ル、ポリアミド、セルロース、酢酸セルロース、
ポリエステル、アクリル、ポリウレタン等の脂肪
族系、芳香族系もしくは脂環式系の重合体または
それらの共重合体が用いられる。また、前記含フツ素系重合体としては、ポリ四
フツ化エチレン、ポリフツ化ビニリデン、エチレ
ン−四フツ化エチレン共重合体、四フツ化エチレ
ン−六フツ化プロピレン共重合体、フツ化ビニリ
デン−六フツ化プロピレン共重合体等が用いられ
る。更に羊毛、絹、木綿、麻等、天然物を原料とし
た繊維を用いることもできる。また、上記原料を混合使用したものも用いられ
る。これらの素材すなわち前記支持体は、空隙性材
料として用いられるものであり、前記支持体とし
ては容易にグラフト化が行え、耐O₃性が良く、
機械的強度が大で、安価な材料が好ましく装置の
形状、経済性、効果等を考慮して適宜に選択出来
る。イオン交換繊維をO₃除去装置に組み込む際の
形態としては、例えば不織布状、織物状、編物状
又は繊維状等が適宜用いられ、O₃除去効果、経
済等を考慮して適宜決めることが出来る。なお、前記「繊維状」とは、イオン交換繊維そ
のままの糸の状態を意味するもので、フイラメン
ト（長繊維のもの）、スフのいずれの形態でも適
用できる。また、織物等の場合は、これを支持体
が異なる複数種類のイオン交換繊維により構成す
ることもでき、例えば、複数種類のイオン交換繊
維による混紡糸を使用したり、交織して構成する
ことも可能である。イオン交換繊維は、アニオン交換繊維の方がカ
チオン交換繊維に比べO₃処理に効果的であるが、
実用上はO₃に他の臭気性成分等の汚染物質が同
伴する場合が多いので、アニオン交換繊維、カチ
オン交換繊維のいずれも脱臭用として兼用するこ
とが出来る。例えば、前者は酸性ガス（例、
H₂S、SO₂）の、後者はアルカリ性ガス（例、
NH₂）の捕集、除去にそれぞれ効果的である。次に、前記イオン交換体としては、特に限定さ
れることなく種々の陽イオン交換体または陰イオ
ン交換体が使用できる。例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン
酸基、フエノール性水酸基などの陽イオン交換基
含有体、第一級〜第三級アミノ基、第四アンモニ
ウム基、スルホニウム基、ホスホニウム基などの
陰イオン交換基含有体、あるいは上記陽及び陰両
者のイオン交換基を含有する重合型又は縮合型
で、均質型又は不均質型のイオン交換体が挙げら
れる。これらの代表例としては、フエノールスルホン
酸ソーダとアルデヒド又はケトン類との縮合ポリ
マー；芳香族アミンとアルデヒド又はケトンとの
縮合ポリマー；アクリル酸、メタクリル酸、ビニ
ルベンゼンスルホン酸、スチレン、ar−ハロメチ
ルスチレン、アシルオキシスチレン、ヒドロキシ
スチレン、アミノスチレン、ビニルピリジン、２
−メチル−５−ビニルピリジン、２−メチル−５
−ビニルイミダゾール、アクリロニトリル、硫
酸、クロロスルホン酸、スルホン酸などの陽又は
陰イオン交換基又はこれに転換し得る基を有する
モノマーの重合体がある。また上記モノマーとジ
ビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ブタジエ
ン、エチレングリコール、ジビニルエーテル、エ
チレングリコールジメタクリレートなどの２個以
上の２重結合を有するモノマーとの共重合体、又
はポリエチレン、ポリビニルフルオロカーボンエ
ーテル、ポリテトラフルオロエチレンにスチレン
をグラフト重合したポリマー等に、それぞれ必要
に応じて陽及び／又は陰のイオン交換基を導入す
るか、又はイオン交換基に転換してなるイオン交
換体などがある。次に、支持体にイオン交換体を支持させる方法
としては、例えば、支持体に紫外線又はα線、β
線、電子線、γ線などの電離性放射線を照射し、
または酸素、オゾン、クロルスルホン酸、過酸化
水素、過酸化ベンゾイール、過酢酸などの酸化剤
を用いて処理し、イオン交換体を形成するモノマ
ーをグラフト化し、これを支持させる方法があ
る。具体的には例えば、ポリエチレンに放射線を照
射し、ヒドロキシスチレンモノマーとイソプレン
を含む溶液に浸漬し、グラフト重合を行ない、反
応後、四級アミノ化を行なうことでイオン交換繊
維が得られる。〔実施例〕本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、
図面は、従来のオゾン分解触媒による一次処理
と、本発明に係るイオン交換繊維を充填して形成
した充填体（以下、イオン交換フイルターとい
う）による二次処理とを併用した場合のフローシ
ートである。すなわち、１は下水処理におけるO₃反応装置
（図示せず）から放出される廃O₃であり、比較的
高濃度の廃O₃１はオゾン分解触媒を充填して形
成した反応器である触媒充填部２で比較的低濃度
まで分解され、次いでイオン交換フイルター３で
処理され、極低濃度（0.1ppm以下）の処理ガス
４となり排出される。前記分解触媒としては通常MnO₂、Co酸化物添
加MnO₂、FeO、NiOなどの金属酸化物の触媒、
Ag、Pt、Pdなどの貴金属をSiO₂やγ−アルミナ
などに担持させた触媒、又は半導体材料等にAg、
Pt、Pdなどの貴金属を添加し、光照射を行なう
光触媒が用いられる。この実施例の触媒は、Co
酸化物添加のMnO₂である。触媒充填部２は、こ
こにおけるO₃分解率が通常90〜99％程度になる
ように使用される。すなわち、触媒充填部２で
は、O₃濃度数ppm〜数千ppm、通常数十ppm〜
数百ppmの廃O₃が濃度１〜数十ppm程度になる
まで処理される。次いで廃O₃１は、イオン交換フイルター３に
より濃度１〜数十ppm程度から0.1ppm以下、通
常0.05ppm以下まで処理される。イオン交換フイルター３には、適宜時期に、す
なわち廃O₃の処理の間、連続的に又はフイルタ
ーがほぼO₃で飽和したときを見計らつて間欠的
に紫外線ランプ（図示せず）等の紫外線源から紫
外線が照射され、イオン交換フイルター３に捕集
されたO₃が分解処理される。紫外線源としては、イオン交換フイルター３に
捕集されたO₃が分解できる紫外線を放出するも
のであれば良い。また、通常紫外線としては、波
長が150nｍ〜300nｍのもの、例えば254nｍ付近
の紫外線が好ましい。なお、300nｍより短波長
のうちO₃を生成する波長、例えば185nｍ付近の
紫外線は使用しないのが好ましい。紫外線にO₃
を生成する波長のものが含まれる場合は、周知の
方法により、不要な波長のものを除去して用いる
ことが出来る。例えば、紫外線除去用のフイルタ
ーに通して除去すればよい。また、前記紫外線ラ
ンプとしては、低圧水銀ランプや中〜高圧水銀ラ
ンプ、重水素ランプが適用できる。イオン交換フイルター３におけるイオン交換繊
維の充填量や充填比率、イオン交換繊維の形態等
は除去対象物質（O₃が単独か、又はO₃と臭気性
成分か）の濃度や濃度比率、充填容器の形状、構
造、用途、効果等を考慮して適宜決めれば良い。実施例では、下水処理場で悪臭物質の除去も兼
ねる場合であるので、イオン交換フイルター３を
アニオン交換繊維とカチオン交換繊維を容積比
４：１の割合で充填して構成してある。この実施例は、廃O₃の前記一次処理法として
触媒法を用いた場合であり、この一次処理法は、
比較的高濃度のO₃が比較的低濃度まで処理され
る方法であれば良いが処理効率、コスト、操作
性、装置規模等から触媒法または活性炭法が好ま
しい。好ましいO₃処理方法は、廃O₃が比較的高濃度
〜中濃度の場合は、従来法による一次処理と、イ
オン交換繊維及び／又は活性炭で廃O₃を除去す
ると共に、このO₃を紫外線照射により分解処理
する方法による二次処理を併用し、また比較的低
濃度の場合は前記二次処理用の方法単独で行なう
のが合理的であるが、廃O₃の発生源の種類、規
模、共存成分、経済性、効果等を考慮して適宜決
めることが出来る。なお、O₃捕集用の活性炭はO₃を捕集できるも
のであれば良く、粒状など通常の形状の他に繊維
状や帯状のもの、さらには周知の方法で製造、加
工したものも使用可能である。実験例１ (1) 実験条件後記の手段で製造したイオン交換繊維による
イオン交換フイルター、または市販の活性炭に
オゾン発生器からのオゾン含有気体（O₃濃度
10ppm）を１／minで通過させ、イオン交換
フイルター、または活性炭に対する紫外線照射
の有り、無しの場合について、それぞれ長時間
運転を行ない、出口オゾン濃度を測定した。紫外線源；低圧水銀ランプ、10W オゾン発生器；放電方式イオン交換フイルターの種類；アニオン交換フ
イルターイオン交換フイルターの大きさ；100mm×100mm
×30mm 活性炭；市販の試薬用活性炭、100mm×100mm×
30mmに充填して使用 (2) 実験結果

【表】実験例２ (1) 実験条件実験例１と同様、オゾン発生器からオゾン含
有気体（O₃濃度350ppm）を発生させ、図面に
示した廃オゾン処理装置に２／minで通過さ
せ、イオン交換フイルターに対する紫外線照射
の有り、無しの場合について、それぞれ長時間
連続運転を行ない、出口オゾン濃度を測定し
た。紫外線源；低圧水銀ランプ、10W オゾン発生器；放電方式イオン交換フイルターの種類；アニオン交換フ
イルター触媒；Co酸化物添加MnO₂（150℃）装置の大きさ（mm）；200縦×200横×250高 (2) 実験結果

〔発明の効果〕

１廃O₃を処理するに際し、所定のO₃捕集剤を
用いると共に、これに紫外線を照射すること
で、廃O₃が高効率で長時間安定して処理出来
る、排出O₃濃度が実質上無視出来る濃度まで
減少出来る、連続使用、間欠使用のいずれの場合でも同
様の効果がある、 O₃以外の汚染物質（臭気性成分、例えば
So₂、H₂S、NOx、HCl、NHO₃、NH₃、各
種溶媒、溶剤類、悪臭物質（メルカプタン、
サルフアイド類、チオフエン類）、タール状
物質あるいは微粒子）の捕集、除去も同時に
出来る、前記O₃捕集剤の交換が不要になる。２所定のO₃捕集剤に紫外線照射を行なう方法
と従来のオゾン分解触媒等によるO₃処理法と
を併用することで、多種多様な発生源からの廃O₃の処理が可
能である。すなわち、それぞれの長所を生か
した実用上効果的な処理方法となる。具体的
には、前記従来のO₃処理法は、分解反応に
よるものであるからO₃が高濃度である程、
効果的である。一方、前記O₃捕集剤による
方法は吸着作用が主であると考えられるので
低濃度程、効果的である。連続運転、間欠運転は勿論、廃O₃濃度が
かなり変動しても実用性の高い処理が出来
る。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例を示すフローシートで
ある。１……廃O₃、２……触媒充填部、３……イオ
ン交換フイルター、４……処理ガス。

Claims

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