排ガス処理方法および排ガス処理装置
【課題】イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる排ガス処理方法および排ガス処理装置を提供する。
【解決手段】この排ガス処理装置によれば、洗浄水のＴＯＣ濃度をＴＯＣ計２８で測定し、制御部としてのＴＯＣ調節計２９は洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、吸着材としての微生物が繁殖したリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４と小型炭１５に散水する散水量を制御する。したがって、吸着材への排ガスの流入量や排ガスの有機物濃度の変動に対応した散水量とすることができるので、排ガス処理の効率を向上できる。また、従来のような排ガスの前処理や吸着材の再生費用の発生を最小限に抑制できる。
【解決手段】この排ガス処理装置によれば、洗浄水のＴＯＣ濃度をＴＯＣ計２８で測定し、制御部としてのＴＯＣ調節計２９は洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、吸着材としての微生物が繁殖したリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４と小型炭１５に散水する散水量を制御する。したがって、吸着材への排ガスの流入量や排ガスの有機物濃度の変動に対応した散水量とすることができるので、排ガス処理の効率を向上できる。また、従来のような排ガスの前処理や吸着材の再生費用の発生を最小限に抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば半導体工場や液晶工場における有機化合物を含有する排ガスに対する排ガス処理方法および排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体工場や液晶工場から出る排ガスを処理する方法としては、次の(１)〜(３)の方法がある。
【０００３】
(１)活性炭やゼオライトによる吸着法
(２)排ガスを空気と混合して直接的に燃焼させる直接燃焼法
(３)水、酸、アルカリ溶液などの液体に対象とするガスを吸収させる方法
また、有機系排ガスを処理する場合、処理効率の観点から、上記(１)，(２)のどちらかの方法が採用されている。
【０００４】
しかし、上記(１)の方法は、有機系排ガスがダストやミストを含んでいると、バグフィルタやミストセパレータなどで有機系排ガスからダストやミストを除去する前処理が必要となる。このため、上記(１)の方法は、バグフィルタやミストセパレータ分、イニシャルコストが高くなるという問題がある。
【０００５】
また、上記(１)の方法は、上記有機系排ガスの処理回数の増加に伴って、活性炭やゼオライトの吸着能力が低下するため、活性炭やゼオライトを再生する必要がある。したがって、上記(１)の方法は、前処理に掛かる費用が生じる上に、活性炭やゼオライトの再生費用が生じるため、ランニングコストが高いという問題がある。
【０００６】
また、上記(２)の方法も、燃焼のための燃料が必要となるため、ランニングコストが高い問題がある。また、上記燃料を要する(２)の方法は、省エネを推進する時代では課題の多い方法である。
【特許文献１】特開２００５−１５２７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明の課題は、イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる排ガス処理方法および排ガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の排ガス処理方法は、排ガスが含む有機化合物を吸着する吸着材に洗浄水を散水する工程と、
上記吸着材に排ガスを導入する工程と、
上記洗浄水のＴＯＣ濃度を測定する工程と、
上記洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、上記吸着材に散水する散水量を制御する工程とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
この発明の排ガス処理方法によれば、洗浄水のＴＯＣ濃度を測定し、この洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、吸着材に散水する散水量を制御する。したがって、吸着材への排ガスの流入量の変動に対応した散水量とすることができるので、排ガス処理の効率を向上できる。また、従来のような排ガスの前処理や吸着材の再生費用の発生を最小限に抑制できる。したがって、この発明の排水処理方法によれば、イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる。
【００１０】
また、一実施形態の排ガス処理装置は、排ガスが導入され、この排ガスが含む有機化合物を吸着する吸着材を有すると共に上記吸着材に洗浄水を散水する散水部と、
上記散水部に供給すべき上記洗浄水を溜める溜め部と、
上記溜め部の洗浄水のＴＯＣ濃度を測定するＴＯＣ計と、
上記ＴＯＣ計で測定した上記洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、上記溜め部から上記散水部に供給する洗浄水の量を制御する制御部とを備える。
【００１１】
ここで、ＴＯＣとは、トータル・オーガニック・カーボン（全有機炭素）ということの略である。
【００１２】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、洗浄水のＴＯＣ濃度をＴＯＣ計で測定し、制御部は洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、吸着材に散水する散水量を制御する。したがって、吸着材への排ガスの流入量や排ガスの有機物濃度の変動に対応した散水量とすることができるので、排ガス処理の効率を向上できる。また、従来のような排ガスの前処理や吸着材の再生費用の発生を最小限に抑制できる。したがって、この実施形態の排水処理装置によれば、イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる。
【００１３】
また、一実施形態の排ガス処理装置は、上記溜め部から上記洗浄水が導入されると共にこの洗浄水を炭を通して上記溜め部に戻す炭充填部を備えた。
【００１４】
この実施形態によれば、炭充填部に充填されている炭が洗浄水に含まれる有機化合物を吸着するので、洗浄水の再利用効率を向上できると共に排ガス処理能力の向上を図れる。
【００１５】
また、一実施形態の排ガス処理装置は、上記散水部で散水された上記洗浄水は、上記溜め部に戻って上記溜め部と上記散水部との間で循環し、上記散水部から戻って上記溜め部に溜まる上記洗浄水には、有機化合物を吸着する吸着材が浸漬されている。
【００１６】
この実施形態によれば、散水部において、吸着材に散水された洗浄水は排ガスに含まれる有機化合物を含有することとなるが、この洗浄水に含まれる有機化合物は、溜め部が有する吸着材に吸着される。そして、この溜め部の吸着材に繁殖する微生物は溜め部の吸着材に吸着した有機化合物を分解する。また、溜め部の洗浄水が散水される散水部の吸着材にも微生物が繁殖することとなり、散水部の吸着材に繁殖した微生物が散水部の吸着材が吸着した有機化合物を分解する。
【００１７】
したがって、この実施形態によれば、散水部と溜め部の両方において、排ガス中の有機化合物を効率よく処理できる。よって、洗浄水の再利用効率も向上できる。
【００１８】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記散水部は、上記吸着材として、炭とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材とを有する。
【００１９】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、散水部において、吸着材としての炭と微生物が繁殖したリング型ポリ塩化ビニリデン充填材とに排ガス中の有機物が吸着され、洗浄水が散水されることで炭とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材に繁殖する微生物によって排ガス中の有機物を処理できる。したがって、排ガス処理効率のさらなる向上を図れる。
【００２０】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記散水部および上記溜め部は、吸着材としての炭を有する。
【００２１】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、散水部と溜め部の両方において、炭に繁殖する微生物によって、排ガス中の有機物を処理できる。
【００２２】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記散水部が有する炭を上記溜め部が有する炭よりも小型の炭とした。
【００２３】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、散水部では小型の炭によって排ガスに含まれる有機物の吸収効率をよくすると共に、溜め部では散水部が有する炭よりも大型の炭によって循環水流が発生するような適度な隙間を形成できる。
【００２４】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記吸着材としての炭は、活性炭、木炭、合成炭の３種の炭のうちの少なくとも１種の炭を含んでいる。
【００２５】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、活性炭、合成炭、木炭は、程度や能力の差はあるものの、有機物吸着能力があるので、排ガス中の有機物の処理に対して有効となる。
【００２６】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記吸着材としての炭は、備長炭である。
【００２７】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、備長炭は有機物に対する吸着能力があるので、排ガス中の有機物を効率よく処理できる。また、備長炭は形状が比較的大きなものが得られることから、微生物等の汚泥による閉塞の回避に有効である。
【００２８】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記溜め部内に、マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生機が設置されている。
【００２９】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、マイクロナノバブル発生機により、溜め部内に溜めた洗浄水にマイクロナノバブルを発生させて、微生物を活性化でき、その微生物により、洗浄水中の有機物を効率的に微生物分解できる。
【００３０】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記排ガスは、揮発性有機化合物を含有する排ガスである。
【００３１】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、排ガス中の各種揮発性有機化合物を効率よく処理できる。
【００３２】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記炭充填部は、導入された上記洗浄水にマイクロナノバブルを含有させるマイクロナノバブル発生機を有する。
【００３３】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、マイクロナノバブル発生機が発生するマイクロナノバブルによって、炭充填部(例えば活性炭塔)の内部で繁殖した微生物を活性化できる。したがって、炭充填部の内部の炭(例えば活性炭、木炭、合成炭、備長炭等)が吸着した有機物を、炭充填部の内部に繁殖し活性化された微生物によって強力に分解できる。
【００３４】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記散水部は、上記炭を有する炭層と上記リング型ポリ塩化ビニリデン充填材を有する充填材層とを積層した積層部を少なくとも１つ有する。
【００３５】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、散水部において、炭層と充填材層が積層された積層部でもって、さらなる排ガス処理効率の向上を図れる。
【００３６】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記散水部が有する上記リング型ポリ塩化ビニリデン充填材に微粉炭を付着させた。
【００３７】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、散水部において、微粉炭を付着させたリング型ポリ塩化ビニリデン充填材によって、排ガス中の有機化合物の吸着と分解とを同時に実施できる。
【発明の効果】
【００３８】
この発明の排ガス処理方法によれば、洗浄水のＴＯＣ濃度を測定し、この洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、吸着材に散水する散水量を制御する。したがって、吸着材への排ガスの流入量の変動に対応した散水量とすることができるので、排ガス処理の効率を向上できる。また、従来のような排ガスの前処理や吸着材の再生費用の発生を最小限に抑制できる。したがって、この発明の排水処理方法によれば、イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４０】
(第１の実施の形態)
図１は、この発明の排ガス処理装置の第１実施形態を模式的に示す図である。
【００４１】
図１において、符号１は排気入口であり、この排気入口１に設置された排気ファン２０によって、半導体工場や液晶工場からの有機化合物を含有する排ガスが排ガスの一例とし排ガス処理装置４に導入される。この排ガスが含有する有機化合物としては、揮発性有機化合物としての、イソプロピールアルコール、アセトン、酢酸ブチルなどがある。また、上記有機化合物としては、揮発性有機化合物に加えて非揮発性有機化合物を含むものもある。
【００４２】
この第１実施形態に排ガス処理装置４は、上部の散水部２と炭充填部としての活性炭塔部３０と下部の処理部３を備えている。処理部３は水槽３Ａを有し、散水部２に供給すべき洗浄水を溜める溜め部を構成する。この排ガス処理装置４によって処理された排ガスは、排ガス処理装置４の最上部に配置された排気出口１８より排出される。
【００４３】
この排ガス処理装置４では、下部の処理部３は、水槽３Ａ内に多孔板５が設置され、この多孔板５上に大型炭６が積層されている。この実施形態では、大型炭６を活性炭としたが備長炭としてもよい。なお、大型炭６とは、一例として、容積が３〜６(ｃｍ３)程度のものとし、代表的には約４(ｃｍ３)のものとする。
【００４４】
また、この多孔板５の端には縦方向(上下方向)に延びる仕切板１２が設置されている。この仕切板１２は積層された大型炭６と、ＴＯＣ(全有機炭素)計２８が設置された箇所とを仕切っている。また、積層された大型炭６の上には、マイクロナノバブル発生機９が配置されている。このマイクロナノバブル発生機９は、循環ポンプ１０に接続された配管Ｌ１でもって処理部３の水槽３Ａ内に溜まった洗浄水が供給されると共に、調節バルブ８Ｃを有する空気吸込管７から空気が供給される。一方、ＴＯＣ計２８は、水槽３Ａの外に設置された制御部としてのＴＯＣ調節計２９に接続され、このＴＯＣ調節計２９は、ＴＯＣ計２８が測定した水槽３Ａ内の洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、水槽３Ａの底付近に配管で接続された散水ポンプ１１の回転数を制御する。
【００４５】
この散水ポンプ１１は、水槽３Ａ内の溜めた洗浄水を、バルブ８Ａが設置された配管Ｌ３を経由して、散水部２の最上部に形成された排気出口１８下の箇所に配置した散水ノズル１７に送水し、この散水ノズル１７から洗浄水を散水する。
【００４６】
散水部２は、多孔板１３上にリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４が縦方向に２段に積層され、この積層されたリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４上に網１６に入れた小型炭１５が積層されている。ここで、小型炭１５とは、前述の大型炭６よりも容積が小さなものとする。このリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４と小型炭１５との積層部が縦方向に３段設置され、この３段の積層部上にさらにリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４が縦方向に２段に積層されている。
【００４７】
散水部２では、下部処理部３からの洗浄水が散水ノズル１７からリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４および小型炭１５に散水される。下部の処理部３からの洗浄水には処理部３で繁殖した微生物２７が含有されている。このため、この洗浄水が散水されるリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４の表面には時間の経過とともに微生物２７が繁殖する。リング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４に微生物が繁殖すると、この微生物は排ガス中の有機化合物を吸収、吸着、および分解する。
【００４８】
また、リング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４と同様に、小型炭１５にも微生物が繁殖する。小型炭１５は、排ガス中の有機化合物を吸着し、その後小型炭１５に繁殖した微生物により、吸着した有機化合物を分解する。
【００４９】
なお、小型炭１５としては、活性炭、合成炭、木炭などがあるが、排ガス入口１から導入される排ガスの濃度と排気出口１８から排気すべき処理後の排ガス濃度によって、最適な炭を選定すればよい。排ガス中の有機化合物の除去率を高めるためには活性炭が最も良い。
【００５０】
上記した如く、この排ガス処理装置４の下部の処理部３の水槽３Ａは、その内部に大型炭６を収納するための多孔板５と仕切壁１２が設置されていて、大型炭６は洗浄水中の有機化合物を吸着処理する。
【００５１】
この大型炭６には、時間の経過とともに、微生物２７が繁殖する。下部の処理部３の水槽３Ａ内に設置されたマイクロナノバブル発生機９から発生したマイクロナノバブルによって、その微生物２７は活性化してくる。この活性化した微生物２７によって、大型炭６が吸着した有機化合物を分解する。よって、大型炭６は自動再生された状態となる。なお、水槽３Ａ内では、一例として矢印で示されているような方向に水流が生じている。
【００５２】
マイクロナノバブル発生機９は、上述したように、配管Ｌ１によって循環ポンプ１０に接続されており、下部の処理部３の洗浄水をマイクロナノバブル発生機９に必要な圧力を加えた状態で供給している。また、マイクロナノバブル発生機９は、マイクロナノバブルを発生するために、空気が必要となるが、必要量の空気は、バルブ８Ｃと空気吸込管７から確保している。そして、上述の如く、処理部３における洗浄水中の一部の微生物２７は、散水ポンプ１１によって、上部の散水部２に移送され、リング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４と小型炭１５に微生物が繁殖することとなる。マイクロナノバブル発生機９は、市販されているものならば、メーカーを限定するものではなく、この実施形態では、具体的には、株式会社ナノプラネット研究所と株式会社オーラテックのものを採用した。
【００５３】
また、この実施形態の排ガス処理装置４は、活性炭塔部３０を有し、この活性炭塔部３０は、配管Ｌ３から分岐した配管Ｌ２に接続された活性炭塔２４を有している。この配管はバルブ８Ｂを有する。よって、この活性炭塔部３０へは、散水ポンプ１１によって、洗浄水の一部が移送される。活性炭塔部３０により、洗浄水中の有機化合物が処理される。
【００５４】
この排ガス処理装置４に導入される排ガス中の有機化合物濃度が上昇したときは、処理部３の水槽３Ａ内の洗浄水のＴＯＣ(全有機炭素)濃度も上昇する。そして、処理部３の水槽３Ａ内に設置されているＴＯＣ計２８が洗浄水のＴＯＣ濃度の上昇を感知して、このＴＯＣ濃度を表す信号をＴＯＣ調節計２９に出力する。このＴＯＣ調節計２９は上記ＴＯＣ濃度の上昇に連動して散水ポンプ１１を駆動するインバーターを制御して、散水ポンプ１１の出力を増加させる。その結果、散水部２での散水ノズル１７からの散水量が増加すると共に、活性炭塔２４への送水量が増加する。
【００５５】
これにより、散水部２での排ガス処理能力が上昇すると共に、活性炭塔２４の活性炭によって有機化合物を吸着してから水槽３Ａに戻される洗浄水の量が増加する。その結果、排ガス中の有機化合物濃度の上昇に対応できる。
【００５６】
ここで、３種類のバブルについて説明する。通常のバブル(気泡)は水の中を上昇して、ついには表面でパンとはじけて消滅する。一方、マイクロバブルは、直径が５０ミクロン(μｍ)以下の微細気泡で、水中で縮小していき、ついには消滅(完全溶解)してしまう。また、ナノバブルは、マイクロバブルよりさらに小さいバブル(直径が１ミクロン以下の１００〜２００ｎｍ)でいつまでも水の中に存在することが可能なバブルといわれている。そして、マイクロナノバブルとは、マイクロバブルとナノバブルとが混合したバブルといえる。
【００５７】
尚、上記実施形態では、炭充填部としての活性炭塔部３０を備えたが、活性炭以外の炭(木炭、合成炭、備長炭等)が充填された炭充填部を採用してもよい。また、上記実施形態において、散水部２が有するリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４に微粉炭を付着させてもよい。この場合には、散水部２において、微粉炭を付着させたリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４によって、排ガス中の有機化合物の吸着と分解とを同時に実施できる。
【００５８】
(第２の実施の形態)
次に、図２に、この発明の排ガス処理装置の第２実施形態を示す。この第２実施形態は、処理部３が大型炭６に替えて小型炭１５Ｆを有する点と、この小型炭１５Ｆが網１６Ｆに収納されている点が、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００５９】
前述の第１実施形態では、処理部３の水槽３Ａに大型炭６(一例として活性炭)を設置したので、揮発性有機化合物が洗浄水に多量に溶解した場合、大型炭６の揮発性有機化合物に対する吸着能力が不十分となる場合がある。
【００６０】
これに対して、この第２実施形態では、図２に示すように、水槽３Ａ内に小型炭１５Ｆ(一例として活性炭)を設置した。すなわち、複数の小型炭１５Ｆを収納した網１６Ｆを、多孔板５上に複数個配列した。この小型炭１５Ｆは大型炭６に比べて全体の表面積が大きく吸着能力に優れている。したがって、排ガスが含有する揮発性有機化合物が洗浄水に多量に溶解した場合に対応できるだけの排ガス処理能力を発揮できる。
【００６１】
(第３の実施の形態)
次に、図３に、この発明の排ガス処理装置の第３実施形態を示す。この第３実施形態は、図１の処理部３が有する大型炭６を備長炭１９に変更した点だけが、先述の第１の実施形態と異なる。よって、この第３実施形態では、先述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６２】
この第３実施形態は、排ガスが含有する揮発性有機化合物が比較的少量であり、揮発性有機化合物が洗浄水に少量に溶解している場合に適合する。備長炭１９にも活性炭と同様に微生物が繁殖して、吸着した洗浄水中の揮発性有機化合物を分解することとなる。
【００６３】
この第３実施形態では、水槽３Ａ内に配置する炭としては、活性炭と比較すると吸着能力の低い備長炭１９を採用したことにより、コストの低減を図れる。すなわち、備長炭１９は、活性炭ほどの吸着能力はないが、低濃度の揮発性有機化合物に対しては、有効である。また、備長炭１９は、活性炭と比較してコストが格段に低い。
【００６４】
(第４の実施の形態)
次に、図４に、この発明の排ガス処理装置の第４実施形態を示す。図１の第１実施形態では通常の活性炭塔２４が炭充填部として設置されていたのに対し、この第４実施形態では、活性炭塔２４に替えてマイクロナノバブル発生機９Ｆを内蔵した活性炭塔２４Ｆを備えた点だけが先述の第１実施形態と異なる。よって、この第４実施形態では、先述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて詳細説明を省略し、先述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６５】
図４に示すように、この第４実施形態は、活性炭塔２４Ｆはマイクロナノバブル発生機９Ｆを内蔵している。このマイクロナノバブル発生機９Ｆは空気吸込管７Ｆからバルブ８Ｆを経由して空気が供給されると共にポンプ９Ｆによってこの活性炭塔２４Ｆ内からの洗浄水が供給される。
【００６６】
このマイクロナノバブル発生機９Ｆが発生するマイクロナノバブルによって、活性炭塔２４Ｆ内の大型炭６Ｆの一例としての活性炭に繁殖した微生物が特に活性化する。したがって、水槽３Ａから散水ポンプ１１によって配管Ｌ３を経由して活性炭塔２４Ｆに導入された洗浄水中の揮発性有機化合物は、活性炭塔２４Ｆ内で、活性炭で吸着されると共に活性化した微生物によって効率的に分解される。したがって、排ガス中の揮発性有機化合物が高濃度である場合や、洗浄水の揮発性有機化合物濃度が高濃度になった場合にも対応できる処理能力を有する。
【００６７】
(第５の実施の形態)
次に、図５に、この発明の排ガス処理装置の第５実施形態を示す。この第５実施形態は、第１実施形態の散水部２に替えて散水部２Ｇを備え、この散水部２Ｇが散水部２のリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４に替えてプラスチック充填材２５を備えた点だけが、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第５実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて詳細な説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６８】
この第５実施形態が備える散水部２Ｇは、充填材として、網１６に収納された小型炭１５とプラスチック充填材２５を有している。この小型炭１５とプラスチック充填材２５は、前述の第１実施形態の小型炭１５とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４と同様に積層されている。このプラスチック充填材２５は、一般の排ガス処理装置に充填材として採用されており、リング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４に比べて、空気抵抗の少ない充填材である。
【００６９】
プラスチック充填材２５は、吸着能力が実質的に全くないので、揮発性有機化合物の処理は、散水部２の網１６に収納された小型炭１５と処理部３の大型炭６で行う。ただし、プラスチック充填材２５は、気体と液体とを接触させるには優れた充填材である。よって、このため、プラスチック充填材２５に導入された排ガスが含有する揮発性有機化合物はプラスチック充填材２５に散水された洗浄水へ効率よく移行されることとなる。そして、洗浄水が散水部２Ｇと処理部３との間を循環することによって、排ガスが含有する揮発性有機化合物は洗浄水へ吸収され、さらに、網１６に収納された小型炭１５、大型炭６および活性炭塔２４の活性炭に吸着され、それらに繁殖した活性化した微生物によって、分解されることとなる。
【００７０】
(第６の実施の形態)
次に、図６にこの発明の排ガス処理装置の第６実施形態を示す。この第６実施形態は、前述の第１実施形態の散水部２に替えて散水部２Ｈを備えた点だけが第１実施形態と異なる。よって、この第６実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００７１】
この第６実施形態が備える散水部２Ｈは、第１実施形態の散水部２の小型炭１５とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４との積層構造に替えて、プラスチック充填材２５のみの積層構造を備えている。この散水部２Ｈでは、充填材の全量がプラスチック充填材２５で構成されているので、排ガスに含まれる揮発性有機化合物を洗浄水へ吸収させる能力は増大する。そして、洗浄水中の揮発性有機物は、処理部３の大型炭６と活性炭塔２４の活性炭とによって吸着された後、微生物によって分解される。
【００７２】
(実験例)
図１の第１実施形態の排ガス処理装置に対応する排ガス処理の実験装置を製作した。この排ガス処理の実験装置における散水部２の容量を約１ｍ３とし、活性炭塔部３０の活性炭塔２４の容量を０.２ｍ３とし、処理部３の容量を約０.５ｍ３とした。また、この排ガス処理の実験装置では、上部の散水部２には、小型炭１５としての活性炭とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４を設置し、また、活性炭塔部３０の活性炭塔２４に活性炭を充填し、下部の処理部３に大型炭として大型合成活性炭を設置した。そして、１ケ月間、試運転を行った。この１ヶ月の試運転後、半導体工場からのアセトンを含有する排ガスを導入して、７日後のアセトンの処理前濃度と処理後の濃度を測定し、アセトンの除去率を測定したところ、９４％であった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明の排ガス処理装置の第１実施形態を模式的に示す図である。
【図２】この発明の排ガス処理装置の第２実施形態を模式的に示す図である。
【図３】この発明の排ガス処理装置の第３実施形態を模式的に示す図である。
【図４】この発明の排ガス処理装置の第４実施形態を模式的に示す図である。
【図５】この発明の排ガス処理装置の第５実施形態を模式的に示す図である。
【図６】この発明の排ガス処理装置の第６実施形態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 排気入口
２、２Ｇ、２Ｈ 散水部
３ 処理部
３Ａ 水槽
４ 排ガス処理装置
５ 多孔板
６、６Ｆ 大型炭
７、７Ｆ 空気吸込管
８Ａ、８Ｂ、８Ｃ バルブ
９、９Ｆ マイクロナノバブル発生機
１０ 循環ポンプ
１１ 散水ポンプ
１２ 仕切壁
１３ 多孔板
１４ リング型ポリ塩化ビニリデン充填材
１５ 小型炭
１６ 網
１７ 散水ノズル
１８ 排気出口
１９ 備長炭
２０ 排気ファン
２４、２４Ｆ 活性炭塔
２５ プラスチック充填材
２７ 微生物
２８ ＴＯＣ計
２９ ＴＯＣ調節計
３０ 活性炭塔部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば半導体工場や液晶工場における有機化合物を含有する排ガスに対する排ガス処理方法および排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体工場や液晶工場から出る排ガスを処理する方法としては、次の(１)〜(３)の方法がある。
【０００３】
(１)活性炭やゼオライトによる吸着法
(２)排ガスを空気と混合して直接的に燃焼させる直接燃焼法
(３)水、酸、アルカリ溶液などの液体に対象とするガスを吸収させる方法
また、有機系排ガスを処理する場合、処理効率の観点から、上記(１)，(２)のどちらかの方法が採用されている。
【０００４】
しかし、上記(１)の方法は、有機系排ガスがダストやミストを含んでいると、バグフィルタやミストセパレータなどで有機系排ガスからダストやミストを除去する前処理が必要となる。このため、上記(１)の方法は、バグフィルタやミストセパレータ分、イニシャルコストが高くなるという問題がある。
【０００５】
また、上記(１)の方法は、上記有機系排ガスの処理回数の増加に伴って、活性炭やゼオライトの吸着能力が低下するため、活性炭やゼオライトを再生する必要がある。したがって、上記(１)の方法は、前処理に掛かる費用が生じる上に、活性炭やゼオライトの再生費用が生じるため、ランニングコストが高いという問題がある。
【０００６】
また、上記(２)の方法も、燃焼のための燃料が必要となるため、ランニングコストが高い問題がある。また、上記燃料を要する(２)の方法は、省エネを推進する時代では課題の多い方法である。
【特許文献１】特開２００５−１５２７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明の課題は、イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる排ガス処理方法および排ガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の排ガス処理方法は、排ガスが含む有機化合物を吸着する吸着材に洗浄水を散水する工程と、
上記吸着材に排ガスを導入する工程と、
上記洗浄水のＴＯＣ濃度を測定する工程と、
上記洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、上記吸着材に散水する散水量を制御する工程とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
この発明の排ガス処理方法によれば、洗浄水のＴＯＣ濃度を測定し、この洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、吸着材に散水する散水量を制御する。したがって、吸着材への排ガスの流入量の変動に対応した散水量とすることができるので、排ガス処理の効率を向上できる。また、従来のような排ガスの前処理や吸着材の再生費用の発生を最小限に抑制できる。したがって、この発明の排水処理方法によれば、イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる。
【００１０】
また、一実施形態の排ガス処理装置は、排ガスが導入され、この排ガスが含む有機化合物を吸着する吸着材を有すると共に上記吸着材に洗浄水を散水する散水部と、
上記散水部に供給すべき上記洗浄水を溜める溜め部と、
上記溜め部の洗浄水のＴＯＣ濃度を測定するＴＯＣ計と、
上記ＴＯＣ計で測定した上記洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、上記溜め部から上記散水部に供給する洗浄水の量を制御する制御部とを備える。
【００１１】
ここで、ＴＯＣとは、トータル・オーガニック・カーボン（全有機炭素）ということの略である。
【００１２】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、洗浄水のＴＯＣ濃度をＴＯＣ計で測定し、制御部は洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、吸着材に散水する散水量を制御する。したがって、吸着材への排ガスの流入量や排ガスの有機物濃度の変動に対応した散水量とすることができるので、排ガス処理の効率を向上できる。また、従来のような排ガスの前処理や吸着材の再生費用の発生を最小限に抑制できる。したがって、この実施形態の排水処理装置によれば、イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる。
【００１３】
また、一実施形態の排ガス処理装置は、上記溜め部から上記洗浄水が導入されると共にこの洗浄水を炭を通して上記溜め部に戻す炭充填部を備えた。
【００１４】
この実施形態によれば、炭充填部に充填されている炭が洗浄水に含まれる有機化合物を吸着するので、洗浄水の再利用効率を向上できると共に排ガス処理能力の向上を図れる。
【００１５】
また、一実施形態の排ガス処理装置は、上記散水部で散水された上記洗浄水は、上記溜め部に戻って上記溜め部と上記散水部との間で循環し、上記散水部から戻って上記溜め部に溜まる上記洗浄水には、有機化合物を吸着する吸着材が浸漬されている。
【００１６】
この実施形態によれば、散水部において、吸着材に散水された洗浄水は排ガスに含まれる有機化合物を含有することとなるが、この洗浄水に含まれる有機化合物は、溜め部が有する吸着材に吸着される。そして、この溜め部の吸着材に繁殖する微生物は溜め部の吸着材に吸着した有機化合物を分解する。また、溜め部の洗浄水が散水される散水部の吸着材にも微生物が繁殖することとなり、散水部の吸着材に繁殖した微生物が散水部の吸着材が吸着した有機化合物を分解する。
【００１７】
したがって、この実施形態によれば、散水部と溜め部の両方において、排ガス中の有機化合物を効率よく処理できる。よって、洗浄水の再利用効率も向上できる。
【００１８】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記散水部は、上記吸着材として、炭とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材とを有する。
【００１９】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、散水部において、吸着材としての炭と微生物が繁殖したリング型ポリ塩化ビニリデン充填材とに排ガス中の有機物が吸着され、洗浄水が散水されることで炭とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材に繁殖する微生物によって排ガス中の有機物を処理できる。したがって、排ガス処理効率のさらなる向上を図れる。
【００２０】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記散水部および上記溜め部は、吸着材としての炭を有する。
【００２１】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、散水部と溜め部の両方において、炭に繁殖する微生物によって、排ガス中の有機物を処理できる。
【００２２】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記散水部が有する炭を上記溜め部が有する炭よりも小型の炭とした。
【００２３】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、散水部では小型の炭によって排ガスに含まれる有機物の吸収効率をよくすると共に、溜め部では散水部が有する炭よりも大型の炭によって循環水流が発生するような適度な隙間を形成できる。
【００２４】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記吸着材としての炭は、活性炭、木炭、合成炭の３種の炭のうちの少なくとも１種の炭を含んでいる。
【００２５】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、活性炭、合成炭、木炭は、程度や能力の差はあるものの、有機物吸着能力があるので、排ガス中の有機物の処理に対して有効となる。
【００２６】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記吸着材としての炭は、備長炭である。
【００２７】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、備長炭は有機物に対する吸着能力があるので、排ガス中の有機物を効率よく処理できる。また、備長炭は形状が比較的大きなものが得られることから、微生物等の汚泥による閉塞の回避に有効である。
【００２８】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記溜め部内に、マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生機が設置されている。
【００２９】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、マイクロナノバブル発生機により、溜め部内に溜めた洗浄水にマイクロナノバブルを発生させて、微生物を活性化でき、その微生物により、洗浄水中の有機物を効率的に微生物分解できる。
【００３０】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記排ガスは、揮発性有機化合物を含有する排ガスである。
【００３１】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、排ガス中の各種揮発性有機化合物を効率よく処理できる。
【００３２】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記炭充填部は、導入された上記洗浄水にマイクロナノバブルを含有させるマイクロナノバブル発生機を有する。
【００３３】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、マイクロナノバブル発生機が発生するマイクロナノバブルによって、炭充填部(例えば活性炭塔)の内部で繁殖した微生物を活性化できる。したがって、炭充填部の内部の炭(例えば活性炭、木炭、合成炭、備長炭等)が吸着した有機物を、炭充填部の内部に繁殖し活性化された微生物によって強力に分解できる。
【００３４】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記散水部は、上記炭を有する炭層と上記リング型ポリ塩化ビニリデン充填材を有する充填材層とを積層した積層部を少なくとも１つ有する。
【００３５】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、散水部において、炭層と充填材層が積層された積層部でもって、さらなる排ガス処理効率の向上を図れる。
【００３６】
また、一実施形態の排ガス処理装置では、上記散水部が有する上記リング型ポリ塩化ビニリデン充填材に微粉炭を付着させた。
【００３７】
この実施形態の排ガス処理装置によれば、散水部において、微粉炭を付着させたリング型ポリ塩化ビニリデン充填材によって、排ガス中の有機化合物の吸着と分解とを同時に実施できる。
【発明の効果】
【００３８】
この発明の排ガス処理方法によれば、洗浄水のＴＯＣ濃度を測定し、この洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、吸着材に散水する散水量を制御する。したがって、吸着材への排ガスの流入量の変動に対応した散水量とすることができるので、排ガス処理の効率を向上できる。また、従来のような排ガスの前処理や吸着材の再生費用の発生を最小限に抑制できる。したがって、この発明の排水処理方法によれば、イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４０】
(第１の実施の形態)
図１は、この発明の排ガス処理装置の第１実施形態を模式的に示す図である。
【００４１】
図１において、符号１は排気入口であり、この排気入口１に設置された排気ファン２０によって、半導体工場や液晶工場からの有機化合物を含有する排ガスが排ガスの一例とし排ガス処理装置４に導入される。この排ガスが含有する有機化合物としては、揮発性有機化合物としての、イソプロピールアルコール、アセトン、酢酸ブチルなどがある。また、上記有機化合物としては、揮発性有機化合物に加えて非揮発性有機化合物を含むものもある。
【００４２】
この第１実施形態に排ガス処理装置４は、上部の散水部２と炭充填部としての活性炭塔部３０と下部の処理部３を備えている。処理部３は水槽３Ａを有し、散水部２に供給すべき洗浄水を溜める溜め部を構成する。この排ガス処理装置４によって処理された排ガスは、排ガス処理装置４の最上部に配置された排気出口１８より排出される。
【００４３】
この排ガス処理装置４では、下部の処理部３は、水槽３Ａ内に多孔板５が設置され、この多孔板５上に大型炭６が積層されている。この実施形態では、大型炭６を活性炭としたが備長炭としてもよい。なお、大型炭６とは、一例として、容積が３〜６(ｃｍ３)程度のものとし、代表的には約４(ｃｍ３)のものとする。
【００４４】
また、この多孔板５の端には縦方向(上下方向)に延びる仕切板１２が設置されている。この仕切板１２は積層された大型炭６と、ＴＯＣ(全有機炭素)計２８が設置された箇所とを仕切っている。また、積層された大型炭６の上には、マイクロナノバブル発生機９が配置されている。このマイクロナノバブル発生機９は、循環ポンプ１０に接続された配管Ｌ１でもって処理部３の水槽３Ａ内に溜まった洗浄水が供給されると共に、調節バルブ８Ｃを有する空気吸込管７から空気が供給される。一方、ＴＯＣ計２８は、水槽３Ａの外に設置された制御部としてのＴＯＣ調節計２９に接続され、このＴＯＣ調節計２９は、ＴＯＣ計２８が測定した水槽３Ａ内の洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、水槽３Ａの底付近に配管で接続された散水ポンプ１１の回転数を制御する。
【００４５】
この散水ポンプ１１は、水槽３Ａ内の溜めた洗浄水を、バルブ８Ａが設置された配管Ｌ３を経由して、散水部２の最上部に形成された排気出口１８下の箇所に配置した散水ノズル１７に送水し、この散水ノズル１７から洗浄水を散水する。
【００４６】
散水部２は、多孔板１３上にリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４が縦方向に２段に積層され、この積層されたリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４上に網１６に入れた小型炭１５が積層されている。ここで、小型炭１５とは、前述の大型炭６よりも容積が小さなものとする。このリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４と小型炭１５との積層部が縦方向に３段設置され、この３段の積層部上にさらにリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４が縦方向に２段に積層されている。
【００４７】
散水部２では、下部処理部３からの洗浄水が散水ノズル１７からリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４および小型炭１５に散水される。下部の処理部３からの洗浄水には処理部３で繁殖した微生物２７が含有されている。このため、この洗浄水が散水されるリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４の表面には時間の経過とともに微生物２７が繁殖する。リング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４に微生物が繁殖すると、この微生物は排ガス中の有機化合物を吸収、吸着、および分解する。
【００４８】
また、リング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４と同様に、小型炭１５にも微生物が繁殖する。小型炭１５は、排ガス中の有機化合物を吸着し、その後小型炭１５に繁殖した微生物により、吸着した有機化合物を分解する。
【００４９】
なお、小型炭１５としては、活性炭、合成炭、木炭などがあるが、排ガス入口１から導入される排ガスの濃度と排気出口１８から排気すべき処理後の排ガス濃度によって、最適な炭を選定すればよい。排ガス中の有機化合物の除去率を高めるためには活性炭が最も良い。
【００５０】
上記した如く、この排ガス処理装置４の下部の処理部３の水槽３Ａは、その内部に大型炭６を収納するための多孔板５と仕切壁１２が設置されていて、大型炭６は洗浄水中の有機化合物を吸着処理する。
【００５１】
この大型炭６には、時間の経過とともに、微生物２７が繁殖する。下部の処理部３の水槽３Ａ内に設置されたマイクロナノバブル発生機９から発生したマイクロナノバブルによって、その微生物２７は活性化してくる。この活性化した微生物２７によって、大型炭６が吸着した有機化合物を分解する。よって、大型炭６は自動再生された状態となる。なお、水槽３Ａ内では、一例として矢印で示されているような方向に水流が生じている。
【００５２】
マイクロナノバブル発生機９は、上述したように、配管Ｌ１によって循環ポンプ１０に接続されており、下部の処理部３の洗浄水をマイクロナノバブル発生機９に必要な圧力を加えた状態で供給している。また、マイクロナノバブル発生機９は、マイクロナノバブルを発生するために、空気が必要となるが、必要量の空気は、バルブ８Ｃと空気吸込管７から確保している。そして、上述の如く、処理部３における洗浄水中の一部の微生物２７は、散水ポンプ１１によって、上部の散水部２に移送され、リング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４と小型炭１５に微生物が繁殖することとなる。マイクロナノバブル発生機９は、市販されているものならば、メーカーを限定するものではなく、この実施形態では、具体的には、株式会社ナノプラネット研究所と株式会社オーラテックのものを採用した。
【００５３】
また、この実施形態の排ガス処理装置４は、活性炭塔部３０を有し、この活性炭塔部３０は、配管Ｌ３から分岐した配管Ｌ２に接続された活性炭塔２４を有している。この配管はバルブ８Ｂを有する。よって、この活性炭塔部３０へは、散水ポンプ１１によって、洗浄水の一部が移送される。活性炭塔部３０により、洗浄水中の有機化合物が処理される。
【００５４】
この排ガス処理装置４に導入される排ガス中の有機化合物濃度が上昇したときは、処理部３の水槽３Ａ内の洗浄水のＴＯＣ(全有機炭素)濃度も上昇する。そして、処理部３の水槽３Ａ内に設置されているＴＯＣ計２８が洗浄水のＴＯＣ濃度の上昇を感知して、このＴＯＣ濃度を表す信号をＴＯＣ調節計２９に出力する。このＴＯＣ調節計２９は上記ＴＯＣ濃度の上昇に連動して散水ポンプ１１を駆動するインバーターを制御して、散水ポンプ１１の出力を増加させる。その結果、散水部２での散水ノズル１７からの散水量が増加すると共に、活性炭塔２４への送水量が増加する。
【００５５】
これにより、散水部２での排ガス処理能力が上昇すると共に、活性炭塔２４の活性炭によって有機化合物を吸着してから水槽３Ａに戻される洗浄水の量が増加する。その結果、排ガス中の有機化合物濃度の上昇に対応できる。
【００５６】
ここで、３種類のバブルについて説明する。通常のバブル(気泡)は水の中を上昇して、ついには表面でパンとはじけて消滅する。一方、マイクロバブルは、直径が５０ミクロン(μｍ)以下の微細気泡で、水中で縮小していき、ついには消滅(完全溶解)してしまう。また、ナノバブルは、マイクロバブルよりさらに小さいバブル(直径が１ミクロン以下の１００〜２００ｎｍ)でいつまでも水の中に存在することが可能なバブルといわれている。そして、マイクロナノバブルとは、マイクロバブルとナノバブルとが混合したバブルといえる。
【００５７】
尚、上記実施形態では、炭充填部としての活性炭塔部３０を備えたが、活性炭以外の炭(木炭、合成炭、備長炭等)が充填された炭充填部を採用してもよい。また、上記実施形態において、散水部２が有するリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４に微粉炭を付着させてもよい。この場合には、散水部２において、微粉炭を付着させたリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４によって、排ガス中の有機化合物の吸着と分解とを同時に実施できる。
【００５８】
(第２の実施の形態)
次に、図２に、この発明の排ガス処理装置の第２実施形態を示す。この第２実施形態は、処理部３が大型炭６に替えて小型炭１５Ｆを有する点と、この小型炭１５Ｆが網１６Ｆに収納されている点が、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００５９】
前述の第１実施形態では、処理部３の水槽３Ａに大型炭６(一例として活性炭)を設置したので、揮発性有機化合物が洗浄水に多量に溶解した場合、大型炭６の揮発性有機化合物に対する吸着能力が不十分となる場合がある。
【００６０】
これに対して、この第２実施形態では、図２に示すように、水槽３Ａ内に小型炭１５Ｆ(一例として活性炭)を設置した。すなわち、複数の小型炭１５Ｆを収納した網１６Ｆを、多孔板５上に複数個配列した。この小型炭１５Ｆは大型炭６に比べて全体の表面積が大きく吸着能力に優れている。したがって、排ガスが含有する揮発性有機化合物が洗浄水に多量に溶解した場合に対応できるだけの排ガス処理能力を発揮できる。
【００６１】
(第３の実施の形態)
次に、図３に、この発明の排ガス処理装置の第３実施形態を示す。この第３実施形態は、図１の処理部３が有する大型炭６を備長炭１９に変更した点だけが、先述の第１の実施形態と異なる。よって、この第３実施形態では、先述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて、詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６２】
この第３実施形態は、排ガスが含有する揮発性有機化合物が比較的少量であり、揮発性有機化合物が洗浄水に少量に溶解している場合に適合する。備長炭１９にも活性炭と同様に微生物が繁殖して、吸着した洗浄水中の揮発性有機化合物を分解することとなる。
【００６３】
この第３実施形態では、水槽３Ａ内に配置する炭としては、活性炭と比較すると吸着能力の低い備長炭１９を採用したことにより、コストの低減を図れる。すなわち、備長炭１９は、活性炭ほどの吸着能力はないが、低濃度の揮発性有機化合物に対しては、有効である。また、備長炭１９は、活性炭と比較してコストが格段に低い。
【００６４】
(第４の実施の形態)
次に、図４に、この発明の排ガス処理装置の第４実施形態を示す。図１の第１実施形態では通常の活性炭塔２４が炭充填部として設置されていたのに対し、この第４実施形態では、活性炭塔２４に替えてマイクロナノバブル発生機９Ｆを内蔵した活性炭塔２４Ｆを備えた点だけが先述の第１実施形態と異なる。よって、この第４実施形態では、先述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて詳細説明を省略し、先述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６５】
図４に示すように、この第４実施形態は、活性炭塔２４Ｆはマイクロナノバブル発生機９Ｆを内蔵している。このマイクロナノバブル発生機９Ｆは空気吸込管７Ｆからバルブ８Ｆを経由して空気が供給されると共にポンプ９Ｆによってこの活性炭塔２４Ｆ内からの洗浄水が供給される。
【００６６】
このマイクロナノバブル発生機９Ｆが発生するマイクロナノバブルによって、活性炭塔２４Ｆ内の大型炭６Ｆの一例としての活性炭に繁殖した微生物が特に活性化する。したがって、水槽３Ａから散水ポンプ１１によって配管Ｌ３を経由して活性炭塔２４Ｆに導入された洗浄水中の揮発性有機化合物は、活性炭塔２４Ｆ内で、活性炭で吸着されると共に活性化した微生物によって効率的に分解される。したがって、排ガス中の揮発性有機化合物が高濃度である場合や、洗浄水の揮発性有機化合物濃度が高濃度になった場合にも対応できる処理能力を有する。
【００６７】
(第５の実施の形態)
次に、図５に、この発明の排ガス処理装置の第５実施形態を示す。この第５実施形態は、第１実施形態の散水部２に替えて散水部２Ｇを備え、この散水部２Ｇが散水部２のリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４に替えてプラスチック充填材２５を備えた点だけが、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第５実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて詳細な説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００６８】
この第５実施形態が備える散水部２Ｇは、充填材として、網１６に収納された小型炭１５とプラスチック充填材２５を有している。この小型炭１５とプラスチック充填材２５は、前述の第１実施形態の小型炭１５とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４と同様に積層されている。このプラスチック充填材２５は、一般の排ガス処理装置に充填材として採用されており、リング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４に比べて、空気抵抗の少ない充填材である。
【００６９】
プラスチック充填材２５は、吸着能力が実質的に全くないので、揮発性有機化合物の処理は、散水部２の網１６に収納された小型炭１５と処理部３の大型炭６で行う。ただし、プラスチック充填材２５は、気体と液体とを接触させるには優れた充填材である。よって、このため、プラスチック充填材２５に導入された排ガスが含有する揮発性有機化合物はプラスチック充填材２５に散水された洗浄水へ効率よく移行されることとなる。そして、洗浄水が散水部２Ｇと処理部３との間を循環することによって、排ガスが含有する揮発性有機化合物は洗浄水へ吸収され、さらに、網１６に収納された小型炭１５、大型炭６および活性炭塔２４の活性炭に吸着され、それらに繁殖した活性化した微生物によって、分解されることとなる。
【００７０】
(第６の実施の形態)
次に、図６にこの発明の排ガス処理装置の第６実施形態を示す。この第６実施形態は、前述の第１実施形態の散水部２に替えて散水部２Ｈを備えた点だけが第１実施形態と異なる。よって、この第６実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００７１】
この第６実施形態が備える散水部２Ｈは、第１実施形態の散水部２の小型炭１５とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４との積層構造に替えて、プラスチック充填材２５のみの積層構造を備えている。この散水部２Ｈでは、充填材の全量がプラスチック充填材２５で構成されているので、排ガスに含まれる揮発性有機化合物を洗浄水へ吸収させる能力は増大する。そして、洗浄水中の揮発性有機物は、処理部３の大型炭６と活性炭塔２４の活性炭とによって吸着された後、微生物によって分解される。
【００７２】
(実験例)
図１の第１実施形態の排ガス処理装置に対応する排ガス処理の実験装置を製作した。この排ガス処理の実験装置における散水部２の容量を約１ｍ３とし、活性炭塔部３０の活性炭塔２４の容量を０.２ｍ３とし、処理部３の容量を約０.５ｍ３とした。また、この排ガス処理の実験装置では、上部の散水部２には、小型炭１５としての活性炭とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材１４を設置し、また、活性炭塔部３０の活性炭塔２４に活性炭を充填し、下部の処理部３に大型炭として大型合成活性炭を設置した。そして、１ケ月間、試運転を行った。この１ヶ月の試運転後、半導体工場からのアセトンを含有する排ガスを導入して、７日後のアセトンの処理前濃度と処理後の濃度を測定し、アセトンの除去率を測定したところ、９４％であった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明の排ガス処理装置の第１実施形態を模式的に示す図である。
【図２】この発明の排ガス処理装置の第２実施形態を模式的に示す図である。
【図３】この発明の排ガス処理装置の第３実施形態を模式的に示す図である。
【図４】この発明の排ガス処理装置の第４実施形態を模式的に示す図である。
【図５】この発明の排ガス処理装置の第５実施形態を模式的に示す図である。
【図６】この発明の排ガス処理装置の第６実施形態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 排気入口
２、２Ｇ、２Ｈ 散水部
３ 処理部
３Ａ 水槽
４ 排ガス処理装置
５ 多孔板
６、６Ｆ 大型炭
７、７Ｆ 空気吸込管
８Ａ、８Ｂ、８Ｃ バルブ
９、９Ｆ マイクロナノバブル発生機
１０ 循環ポンプ
１１ 散水ポンプ
１２ 仕切壁
１３ 多孔板
１４ リング型ポリ塩化ビニリデン充填材
１５ 小型炭
１６ 網
１７ 散水ノズル
１８ 排気出口
１９ 備長炭
２０ 排気ファン
２４、２４Ｆ 活性炭塔
２５ プラスチック充填材
２７ 微生物
２８ ＴＯＣ計
２９ ＴＯＣ調節計
３０ 活性炭塔部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスが含む有機化合物を吸着する吸着材に洗浄水を散水する工程と、
上記吸着材に排ガスを導入する工程と、
上記洗浄水のＴＯＣ濃度を測定する工程と、
上記洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、上記吸着材に散水する散水量を制御する工程とを備えたことを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項２】
排ガスが導入され、この排ガスが含む有機化合物を吸着する吸着材を有すると共に上記吸着材に洗浄水を散水する散水部と、
上記散水部に供給すべき上記洗浄水を溜める溜め部と、
上記溜め部の洗浄水のＴＯＣ濃度を測定するＴＯＣ計と、
上記ＴＯＣ計で測定した上記洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、上記溜め部から上記散水部に供給する洗浄水の量を制御する制御部とを備えることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記溜め部から上記洗浄水が導入されると共にこの洗浄水を炭を通して上記溜め部に戻す炭充填部を備えたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部で散水された上記洗浄水は、上記溜め部に戻って上記溜め部と上記散水部との間で循環し、
上記散水部から戻って上記溜め部に溜まる上記洗浄水には、有機化合物を吸着する吸着材が浸漬されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部は、上記吸着材として、炭とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材とを有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項６】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部および上記溜め部は、吸着材としての炭を有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部が有する炭を上記溜め部が有する炭よりも小型の炭としたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項８】
請求項６に記載の排ガス処理装置において、
上記吸着材としての炭は、活性炭、木炭、合成炭の３種の炭のうちの少なくとも１種の炭を含んでいることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項９】
請求項６に記載の排ガス処理装置において、
上記吸着材としての炭は、備長炭であることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記溜め部内に、マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生機が設置されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記排ガスは、揮発性有機化合物を含有する排ガスであることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１２】
請求項３に記載の排ガス処理装置において、
上記炭充填部は、
導入された上記洗浄水にマイクロナノバブルを含有させるマイクロナノバブル発生機を有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１３】
請求項５に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部は、
上記炭を有する炭層と上記リング型ポリ塩化ビニリデン充填材を有する充填材層とを積層した積層部を少なくとも１つ有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１４】
請求項５に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部が有する上記リング型ポリ塩化ビニリデン充填材に微粉炭を付着させたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１】
排ガスが含む有機化合物を吸着する吸着材に洗浄水を散水する工程と、
上記吸着材に排ガスを導入する工程と、
上記洗浄水のＴＯＣ濃度を測定する工程と、
上記洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、上記吸着材に散水する散水量を制御する工程とを備えたことを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項２】
排ガスが導入され、この排ガスが含む有機化合物を吸着する吸着材を有すると共に上記吸着材に洗浄水を散水する散水部と、
上記散水部に供給すべき上記洗浄水を溜める溜め部と、
上記溜め部の洗浄水のＴＯＣ濃度を測定するＴＯＣ計と、
上記ＴＯＣ計で測定した上記洗浄水のＴＯＣ濃度に応じて、上記溜め部から上記散水部に供給する洗浄水の量を制御する制御部とを備えることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記溜め部から上記洗浄水が導入されると共にこの洗浄水を炭を通して上記溜め部に戻す炭充填部を備えたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部で散水された上記洗浄水は、上記溜め部に戻って上記溜め部と上記散水部との間で循環し、
上記散水部から戻って上記溜め部に溜まる上記洗浄水には、有機化合物を吸着する吸着材が浸漬されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部は、上記吸着材として、炭とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材とを有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項６】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部および上記溜め部は、吸着材としての炭を有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部が有する炭を上記溜め部が有する炭よりも小型の炭としたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項８】
請求項６に記載の排ガス処理装置において、
上記吸着材としての炭は、活性炭、木炭、合成炭の３種の炭のうちの少なくとも１種の炭を含んでいることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項９】
請求項６に記載の排ガス処理装置において、
上記吸着材としての炭は、備長炭であることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記溜め部内に、マイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生機が設置されていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の排ガス処理装置において、
上記排ガスは、揮発性有機化合物を含有する排ガスであることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１２】
請求項３に記載の排ガス処理装置において、
上記炭充填部は、
導入された上記洗浄水にマイクロナノバブルを含有させるマイクロナノバブル発生機を有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１３】
請求項５に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部は、
上記炭を有する炭層と上記リング型ポリ塩化ビニリデン充填材を有する充填材層とを積層した積層部を少なくとも１つ有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１４】
請求項５に記載の排ガス処理装置において、
上記散水部が有する上記リング型ポリ塩化ビニリデン充填材に微粉炭を付着させたことを特徴とする排ガス処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１３６４１０（Ｐ２００７−１３６４１０Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３６８２８（Ｐ２００５−３３６８２８）
【出願日】平成１７年１１月２２日（２００５．１１．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２２日（２００５．１１．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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