JPH045485B2

JPH045485B2 -

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Publication number: JPH045485B2
Application number: JP62139860A
Authority: JP
Priority date: 1987-06-05
Filing date: 1987-06-05
Publication date: 1992-01-31
Also published as: JPS63305922A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、廃オゾンの無害化処理方法に関する
ものである。〔従来の技術及びその問題点〕オゾン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。即ち、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など、表−１に示す如く広い
分野で各種の用途に用いられている。

【表】

〔発明の目的〕

本発明は、上記問題点を解決したもので、種々
の濃度レベルの廃オゾンを低濃度まで分解し、か
つ長期間にわたつて安定に連続運転できる廃オゾ
ンの処理方法を提供することを目的とするもので
ある。〔発明の構成〕本発明は、電場において光照射されている光触
媒上に廃オゾン含有ガスを通ずることによりオゾ
ンを分解処理する方法、並びに該方法と該方法以
外の廃オゾンの処理方法、例えば活性炭法、触媒
法及び／又はオゾン捕集剤を用いる方法とを組み
合わせてオゾンを処理する方法である。つぎに図面に基づいて本発明を説明する。第１図は、電場において光照射されている光触
媒を用いて廃オゾンの処理設備を例えば食品工場
の廃オゾン処理に適用する例を示すものである。符号１は、食品殺菌に際して排出される廃オゾ
ンの入口部である。中程度の濃度の廃オゾンは、
電場を形成しかつ光照射された光触媒反応器２中
で分解処理され、極低濃度（0.1ppm以下）とな
り、出口３から排出される。光触媒反応器２は、光触媒剤４（４−１〜４−
６）、紫外線ランプ５及び光触媒材表面に電場を
形成するための電極（第２図、後述）から成る。光触媒材４は、紫外線ランプ５により紫外線の
照射を受けており、又電極により光触媒材の周囲
には電場が形成されている。第２図は、電場形成の一実施例を示す。光触媒材４は、Ti板電極６上に固定されてお
り、Ti板電極６と他の電極（タングステン）７
との間に電圧を印加することにより電場が形成さ
れる。光触媒材面を光線により照射することによりそ
の近傍に電子が放出され、廃オゾンは先ず電子の
作用で分解、除去される。次いで、電子の作用で分解、除去されなかつた廃オゾン
は、光触媒表面で分解、除去される。ここで、光触媒における廃オゾンの分解、除去
機能は、上述のごとく光触媒に電場を形成するこ
とにより向上し、廃オゾンは、極低濃度まで分
解、除去される。これは、光触媒材を電場におく
ことにより光触媒表面がオゾンに対して還元作用
を持つようになるため光触媒によるオゾンの分解
性が顕著に向上するものと考えられる。本発明によれば通常、１〜数10ppm程度のオゾ
ンが0.1ppm以下、好ましくは0.05ppm以下まで
処理される。つぎに光触媒材４−１〜４−６について説明す
る。光触媒材は、光照射により励起され、電子を放
出すると共に電場におくことにより、オゾン分解
作用が促進されるものであれば何れでも良い。通
常半導体材料が効果的であり容易に入手出来、加
工性も良いことから好ましい。硬化や経済性の面から、Se、Ti、Zn、Cu、
Al、Sn、Ga、In、Ｐ、As、Sb、Bi、Cd、Ｓ、
Te、Ni、Fe、Co、Ag、Mo、Sr、Ｗ、Cr、Pb
の化合物、又は合金、又は酸化物が好ましく、こ
れらは単独で、又二種類以上を複合して用いる。例えば、化合物としてはAlP、AlAs、GaP、
AlSb、GaAs、InP、GaSb、InAs、InSb、CdS、
CdSe、ZnS、MoS₂、WTe₂、Cr₂Te₃、MoTe、
Cu₂S、Ws₂、酸化物としてはTiO₂、Bi₂O₃、
CuO、CuO₂、ZnO、MoO₃、InO₃、Ag₂O、
PbO、SrTiO₃、BaTiO₃、Co₃O₄、Fe₂O₃、NiO
がある。電場の形成方法は、第２図に示すごとく周知の
方法を適宜用いることが出来る。光触媒材として
TiO₂をTi板上に固定し、TiO₂の上方1.5mm位の位
置にタングステン電極を設置すればよい。光触媒材の固定方法は、焼結、蒸着、スパツタ
リング等の周知の方法を適宜用いることが出来
る。電極の材料及び構造は、通常の電場形成の機器
類に使用されているもので良い。例えば電極材と
しては、ステンレス、銅、タングステンが線状、
網状、板状等の形状で適宜用いられる。これらの材料は、光照射やオゾンによる劣化を
考慮し、空気中での加熱処理、薬品処理、金属薄
膜の蒸着、TiO₂などの安定な半導体で表面コー
テイングなどを行い長期間にわたつての安定な材
料とすることが出来る。第２図において８は入口ガス流、９は出口ガス
流を示す。光触媒材４の形状は、廃オゾン含有空気が通過
出来る構造となつており、装置の形式などにより
格子状、板状、粒状、プリーツ状、網目状等何れ
でも良い。又、担体に担持して用いることが出来
る。これにより任意の構造のものとすることが出
来る。電場として印加する電圧は50V〜30KV、好ま
しくは0.1〜20KVであり、該電圧は装置の形式、
使用する電極の材質、構造或いは効率、経済性等
に基き適宜予備試験等で決めることが出来る。紫外線は、光触媒材の種類により定まる光吸収
領域の波長を放出するランプを選べば良い。例え
ばTiO₂の場合は、光吸収が近紫外部にあるため
近紫外部の波長の光を放出するランプを使用す
る。光源は、水銀灯、水素放電管、キセノン放電
管、ライマン放電管などを適宜利用することが出
来る。ランプは、オゾンレスランプのように、紫外線
の照射によるオゾンの生成がないタイプのものが
好ましいことは言うまでもない。光源の位置は、第１図に示すように光触媒反応
器内部に設置してもよいが、別の例として該反応
器外側に設置し紫外線を反射面の利用により、あ
るいは照射窓を通して光触媒材に照射するように
しても良い。次に、本発明方法による廃オゾン処理と、本発
明以外の方法による廃オゾン処理とを組合せて行
なう場合を説明する。第３図は、電場を形成した光触媒による廃オゾ
ン処理設備と、該方法以外の廃オゾン処理設備と
して触媒法による設備を併用した下水処理におけ
る廃オゾン処理法を説明するためのフロー図であ
る。第３図において符号１０は、下水処理における
オゾン反応装置（図示されていない）から排出さ
れる廃オゾンの入口部であり、高濃度の廃オゾン
は、触媒充填部１１で比較的低濃度まで分解さ
れ、次いで電場を形成した光触媒部１２で分解処
理され、極低濃度（0.1ppm以下）となり、出口
１３から排出される。触媒充填部１１は触媒が充填された反応器であ
る。触媒としては、通常MnO₂、Co酸化物添加
MnO₂、FeO、NiOなどの金属酸化物触媒、Ag、
Pt、Pdなどの貴金属触媒をSiO₂やγ−アルミナ
などに担持させた触媒が用いられる。触媒充填部１１におけるオゾン分解率は、通常
90〜99％程度である。すなわち、触媒充填部１１では、数ppm〜数
1000ppm、通常数10ppm〜数100ppmの廃オゾン
が１〜数10ppm程度まで処理される。１２は、電場を形成した光触媒反応器であり該
反応器は、前述実施例の第１図及び第２図で説明
したのと同様である。光触媒反応器１２では、触媒充填部１１で処理
出来ないで排出される廃オゾン（１〜数10ppm）
を電場において光照射されている光触媒上に通ず
ることにより極低濃度にまで分解、除去される。本発明方法と組み合わせる本発明以外の廃オゾ
ン処理法は、高濃度のオゾンが比較的低濃度まで
処理される方法であれば何れでも良く、処理効
果、コスト、操作性、装置規模等から触媒法、又
は活性炭法が好ましい。又、廃オゾン濃度が比較的低い場合は処理効
果、操作性、装置の規模等から本発明者がすでに
提案したオゾン捕集剤を用いる方法（特願昭62−
17324）を好適に用いることが出来る。廃オゾン処理法の好ましい形態の例を下に示
す。廃オゾン処理方法として、本発明方法を単独で
行なうか、あるいは本発明方法以外との併用を行
なうかは、廃オゾンの発生源の種類、規模、共存
成分、経済性、操作性、効果等に基いて適宜決め
ることが出来る。

【表】つぎに実施例を記載する。実施例１第１図に示すごとき、廃オゾン処理装置に、オ
ゾン発生器から5ppmのオゾンを含む空気を0.1
／minで流し、出口オゾン濃度を測定した。結果を表２に示す。電場の形成：第２図に示すごとく光触媒をTi板
（負極）上に固定し、光触媒表面とタングステ
ン電極（正極）を1.5mm離して2.0KVを印加。オゾン発生器：放電方式紫外線ランプ：水銀灯20W 装置大きさ：50×100×200mm

【表】又、TiO₂とCo₃O₄光触媒材について、約１カ
月の連続運転した結果（出口オゾン濃度）を表３
に示す。

【表】尚、比較例として、光触媒に電場をかけないで
行なつた結果は、いずれの光触媒も出口オゾン濃
度は1.1〜2.5ppmであつた。実施例２実施例１と同様にオゾン発生器より350ppmの
オゾンを発生させ、第３図に示す如き廃オゾン処
理装置に0.3／minで通過させ、同様に出口オ
ゾン濃度を測定した。結果を表４に示す。触媒：Co酸化物10重量％添加MnO₂（150℃）光触媒：TiO₂、Ag₂O 紫外線ランプ：水銀灯20W 装置大きさ：80縦×100横×300mm

【表】又、TiO₂とAg₂O光触媒材について、約１ケ月
の連続運転した結果（出口オゾン濃度）を表５に
示す。

〔発明の効果〕

１廃オゾン処理方法として、光触媒を用い光触
媒又はその周囲に電場を形成することにより、光触媒によるオゾン分解作用が顕著に向上
した。廃オゾンを高効率で長期間安定して処理す
ることが出来た。排出オゾン濃度を実質上無視出来る濃度
（極低濃度）まで減少することが出来た。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。２本発明方法と本発明以外の廃オゾン処理法を
併用することにより、多種多様な発生源に対応出来る廃オゾン処
理装置を提供出来た。両方法の特長（長所）を生かした実用上効
果的な装置が出来た。即ち、触媒法及び活性炭法は、主に分解反
応によるので一般に高濃度オゾン程効果的で
ある。又、オゾン捕集剤による方法は、捕集（吸
着）作用を用いているので中程度の濃度ない
し低濃度程効果的である。これに対し、本発明方法は中程度の濃度な
いし低濃度で効果的である。連続運転、間欠運転、又は入口濃度の変動
する排ガスにおいても、実用性に富んだ排オ
ゾン処理装置が出来た。高濃度廃オゾンを極低濃度まで減少するこ
とが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明するため光触媒反応
器の概略を示す図、第２図は電場を形成するため
の電圧の一例を示す図、第３図は本発明方法と本
発明以外の方法とを組み合わせて行なう場合を説
明するための概略図である。４，４−１〜４−６……光触媒材、５……紫外
線ランプ、６……Ti板電極、７……タングステ
ン電極、１１……触媒充填部、１２……光触媒反
応器。

Claims

【特許請求の範囲】１電場において光照射されている光触媒上に廃
オゾン含有ガスを通ずることを特徴とする廃オゾ
ンの処理方法。２光触媒が半導体である特許請求の範囲第１項
記載の廃オゾンの処理方法。３光触媒がSe、Ti、Zn、Cu、Sn、Al、Ga、
In、Ｐ、As、Sb、Bi、Cd、Ｓ、Te、Ni、Fe、
Co、Ag、Mo、Sr、Ｗ、Cr、Pbの化合物、又は
合金、又は酸化物より選ばれた一種又は二種以上
の複合体よりなる特許請求の範囲第２項記載の廃
オゾンの処理方法。４電場の電圧が50V〜30KVの範囲内にある特
許請求の範囲第１項乃至第３項の何れか１つに記
載の廃オゾンの処理方法。５特許請求の範囲１記載の方法とは別の廃オゾ
ンの処理方法と、特許請求の範囲１記載の廃オゾ
ンの処理方法とを組合せてなる特許請求の範囲第
１項記載の廃オゾンの処理方法。６特許請求の範囲１記載の方法とは別の廃オゾ
ンの処理方法として活性炭法、触媒法及びオゾン
捕集剤を用いる方法の内少なくとも１種の方法を
用いる特許請求の範囲第５項記載の廃オゾンの処
理方法。