JPS586529B2 - 空気脱臭装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は悪臭成分を含む空気の脱臭装置に関する。

従来、オゾンを用いた脱臭装置は悪臭成分を含む空気に
オゾンを注入するか、一つたん被処理空気を水洗後オゾ
ンを注入して、気相反応で悪臭成分をオゾン酸化すると
ともに、オゾンの有する臭いによって悪臭成分の臭いを
中和して脱臭効果をあげていた。

この場合、悪臭成分含有濃度、反応温度、及び反応時間
の如何によってはオゾン酸化による脱臭が効果的に進行
する場合もある。

しかしｐｐｍオーダ以下の濃度の悪臭成分を含む被処理
空気に対しては、全悪臭成分濃度と同程度の濃度のオゾ
ンを注入しても常温近辺での酸化反応は援慢であり、脱
臭効果は主としてオゾン臭による悪臭の隠ぺいに頼らな
ければならない。

しかしオゾンは光化学スモックの主要成分であり、数ｐ
ｐｍ以上の濃度のオゾンに長時間瀑されることは人体及
び植物にとって有害である。

従って如何に減臭効果があっても主反応オゾンを多量に
放出することは好ましいことではない。

すなわちオゾン脱臭装置においてはオゾンの酸化作用に
よって脱臭効果を発揮すべきである。

この発明の目的は高濃度の未反応オゾンを放出すること
なく、悪臭成分のオゾン酸化効率を高めることを可能と
した新規なオゾン脱臭装置（以下単に装置と記す）を提
供するものである。

第１図はこの発明に係る空気脱臭装置の一実施例の系統
図である。

図において悪臭成分を含む被処理空気１は送風機２によ
りオゾン酸化器７に送給される。

このとき、ダクト内に設けられた拡散器３から、オゾン
発生器４で発生させた所定量のオゾン化空気５が注入さ
れて座処理空気１と均一に混合され、オゾンが注入され
た被処理空気６となってオゾン酸化器７に導入される。

このオゾン酸化器７内において被処理空気６は酸化促進
用粒状物質が充填された充填層床７１を通過し、含有せ
る硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル等の硫黄
系悪臭成分またはトリメチルアミン、ジメチルアミン等
のアンモニア性窒素を含む悪臭成分が酸化分解され悪臭
が除去された被処理空気８となって洗浄塔９に導入され
る。

この洗浄塔９において被処理空気８は、気液接触部９１
を通過する間にスプレー９２によって散布される還元性
の循環液９５と向流接触しで、未反応オゾンが分解除去
される。

更に被処理ガス８はステンレスまたはプラスチック繊維
等で形成されたデミスタ９３を通ってミスト分が分離さ
れ、無臭に近い清浄な処理空気１０となって系外に排出
される。

充填層床７１に充填されるところの悪臭成分のオゾン酸
化促進用粒状物質としては、三・四酸化鉄、二酸化マン
ガン、酸化ニッケル、銅酸化物等の遷移金属酸化物の単
体もしくはこれらの混合物、活性炭、α−アルミナ、ゼ
オライト等の吸着剤、または上記遷移金属酸化物の単体
もしくはこれらの混合物と上記吸着剤との混合物が適用
される。

悪臭成分のうち代表的な成分である硫化水素のオゾン酸
化反応は次の如く進行するものと推察される。

ここに記号（ａｄ）は粒状充填物表面に物理的または化
学的に吸着された状態を示し、単なる化学記号で表わさ
れた物質は気体の状態にあることを示す。

上記硫化水素のオゾン酸化反応は少くとも硫化水素とオ
ゾンのどちらか一方が充填層床７１内の充填物表面に吸
着された状態、換言すれば充填物表面に捕促・濃縮され
た状態で進行する。

上記硫化水素とオゾンとの反応式からも明らかなように
硫化水素を完全に二酸化硫黄と水に酸化分解するために
は硫化水素と当モル濃度以上のオゾンが必要である。

またオゾンは充填物表面で部分的に自己分解するので活
性炭以外の充填物を用いる場合には全悪臭成分をオゾン
酸化するために必要な化学当量のオゾン量の少くとも１
．１〜１．５倍以上、活性炭を充填物とする場合にはオ
ゾンの自己分解が活発に進むので化学量論的に必要なオ
ゾン量の少くとも３倍以上のオゾンを添加することが好
ましい。

充填物の大きさは、オゾン酸化促進能力の観点からは小
さい程よく、一方通風抵抗を小さくするためには大きい
程好ましい。

通常直径２〜６メッシュのペレツト状の成型品または直
径４〜１２ｍｍの球状のもの、または直径と高さが６〜
１５ｍｍ、肉厚が２〜４ｍｍの円筒状のものが用いられ
る。

充填層床７１の大きさは、通過する被処理空気６の空間
速度が約２，０００〜６，５０００ｈｒ−１となるよう
に設定する。

硫化水素以外の代表的な悪臭成分のオゾン酸化器７内に
おける脱臭反応を総括的に示せば下記のようになる。

メチルメルカブメンおよび二硫化メチル 主としてチオスルホン酸メチルと無水スルホン酸メチル
になる。

硫化メチル ジメチルスルホキシドとジメチルフルホンになる。

トリメチルアミン 主としてニトロメタンになる。

アンモニア オゾンとの反応性に乏しいが、充填物表面に蓄積された
酸性物質との中和反応により除去される。

例えばアルデヒド類 酸化されてカルボン酸になる。

窒素酸化物 最終的に硝酸になる。

上記悪臭成分のオゾン酸化生成物のうち常温における蒸
気圧が低い硫酸、硝酸、カルボン酸、硫酸アンモン等は
次第に充填層層床７１内の充填物表面に蓄積されて、そ
れらの重量が充填物重量に対して１．５〜４％以上にな
ると悪臭成分のオゾン酸化促進反応を阻害する。

従って充填層床７１を定期的に水洗してそれらを除去す
る必要がある。

第１図中のスプレー７２、ポンプ７６は充填層床７１を
洗浄液７６で洗浄するための装置である。

なお頻度は被処理空気中の悪臭成分濃度によって異なる
が、例えば下水処理場やごみ処理場の建屋の換気空気等
の希薄な悪臭性空気を対象とする場合には１，５００〜
３，０００ｈｒ毎に１回、充填層床７１の洗浄用の循環
水７４のｐＨが約５以上になるまで洗浄する。

オゾン酸化器７を通過した被処理空気８中には最大数ｐ
ｐｍの濃度の未反応オゾンが含まれているが、それを除
去するため、洗浄塔９内の洗浄液９４には少くとも２．
５ｍｍｏｌ／ｌ以上のチオ硫酸ソーダまたは７ｍｍｏｌ
／ｌ以上の亜硫酸ソーダ等の水溶性の還元剤を１種類以
上含み、ｐＨ７以上に調整された水溶液、または１００
ｍｍｏｌ／ｌ以上の過酸化水素を含みｐＨ９以上に調整
された水溶液を用いる。

このとき洗浄塔９として充填塔を用いれば空気中に１〜
１０ｐｐｍの濃度で含まれるオゾンに対して、ガス吸収
の起り易さをあらわすパラメータであるところのガス側
基準総括容量係数ＫＧａを求めると２５０〜８００ｋｇ
−ｍｏｌ／ｍ３・ｈｒ・ａｔｍとなる。

すなわち、ＫＧａが４００、オゾン濃度３ｐｐｍのとき
、洗浄塔９の気液接触部９１での被処理ガス８の質量流
量を１６０ｋｇｍｏｌ／ｍ３・ｈｒ・ａｔｍ、気液接触
部９１の高さを２ｍにすれば洗浄塔出口でのオゾン濃度
は０．０２ｐｐｍに低下し、我が国のオキシダント濃度
の環境基準０．０６ｐｐｍの１／３となり、排出オゾン
による二次公害の心配はない。

第２図はこの発明にかかる空気脱臭装置の性能を示す特
性図で表に示す過酷な処理条件下で実施した硫化水素除
去能力の測定結果を示すものである。

図中、曲線Ａは稼動開始後８日目までの硫化水素除去能
力の経時変化、曲線Ｂは曲線Ａの試験に供した後の充填
層床７１を水洗した後の硫化水素の除去曲線、曲線Ｃは
上記オゾン酸化・水洗再生操作を合計４回くり返した後
の硫化水素除去曲線である。

なお曲線Ｄとして比較のために硫化水素を含む被処理空
気にオゾンを添加しないときの硫化水素除去率の経時変
化を示す。

またオゾン酸化器７の充填層床７１を除去し、気相反応
で５秒間硫化水素をオゾン酸化したときの硫化水素除去
率は約１２％であった。

以上詳細に説明したようにこの発明に係る空気脱臭装置
は、従来の気相における悪臭成分のオゾン酸化に比較し
て悪臭成分のオゾン酸化効率が格段にすぐれており、ま
た活性炭などにより悪臭を吸着する方法と比較して充填
物の寿命が著しく長くなる特長を有する。

更に余剰オゾンの洗浄塔を設け未反応オゾンの排出を防
ぐようにしたので、オゾンを使用することに伴う二次公
害の発生の恐れがないなど実用上有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す系統図、第２
図はこの発明にかかる空気脱臭装置の性能を説明するた
めの特性図である。 図において１、６、８は被処理空気、２は送風機、３は
拡散器、４はオゾン発生器、５はオゾン化空気、７はオ
ゾン酸化器、７１は充填層床、７２、９２はスプレー、
７３、９３はデミスター、７４は洗浄水、７５は循環水
、７６、９８はポンプ、９は洗浄塔、９１は気液接触部
、９４は洗浄液、９５は循環液、１０は処理空気である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ オゾン発生装置、この装置で生成されたオゾン化気
   体を悪臭成分を含有する被処理空気に添加し混合する手
   段、遷移金属酸化物もしくは吸着剤またはこれらの混合
   物で形成されたオゾン酸化促進用の充填物を内蔵し導入
   された上記オゾン添加被処理空気と接触させて上記被処
   理空気中の悪臭成分とオゾンとの酸化反応を行なわせる
   オゾン酸化装置、このオゾン酸化装置を経た被処理空気
   を還元剤を含有する洗浄液で洗浄する手段、及び上記オ
   ゾン酸化装置に内蔵された充填物を水洗する洗浄装置を
   備えた空気脱臭装置。