VOC処理技術の種類と概要

VOCの処理技術は、大別して、燃焼法、吸着法、その他の方法、があります。

燃焼法

燃焼法は、VOC中の炭素を酸化してCO2にまで分解して処理する方法で、工場の排ガス処理などに多く利用されています。燃焼法を更に分類すると直接燃焼法、蓄熱燃焼法、触媒燃焼法があります。

分類	原理	主な用途	特長	課題
直接燃焼	VOCを直接燃焼させて酸化	塗装、印刷、化学プラントなど	実績大(装置安価・保守容易)、VOCの種類不問(燃焼温度750～850℃程度)	低濃度の場合は補助燃料費大、補助燃料による多量のCO2排出、燃焼に伴う2次汚染防止対策必要
蓄熱燃焼	蓄熱体(セラミックス)に熱を蓄えて燃焼	塗装、印刷、化学プラントなど	熱効率良好(90～95%)、自燃濃度が低い(VOCの種類により500ppm程度から自燃)	装置が高価で重い、断続運転は不適、ヤニ・タール、シリコンなど処理必要、(蓄熱材が目詰まり)
触媒燃焼	熱触媒を使用して低温で酸化	印刷、化学プラントなど	低温燃焼可能(350～450℃程度)、低Nox発生、保守容易	シリコン、リン、硫黄などで触媒が被毒し失活

吸着法は、VOCを物理的に吸着して捕集する方法です。吸着材には、活性炭、ゼオライト、シリカなどが使用されています。通常はVOCの吸着と脱着を繰り返して、吸着材を再生しながら使用します。

分類	原理	主な用途	特長	課題
活性炭(破砕状、繊維状、粒状、ハニカム成型品など)	吸着と脱着。脱着は、昇温、減圧、水蒸気の吹き付けなどで行う	化学プラント、洗浄、ビル・クリーンルームの空調など	VOCを回収して再利用が可能、捕集(吸着)時エネルギー不要、処理に伴う中間生成物発生なし	再生コスト、吸着材の劣化、脱着時にVOCが一部残留、可燃性で特にケトン類で発火が報告されている
無機系吸着材(ゼオライト、シリカなど)	吸着と脱着。脱着は、昇温、減圧など	化学プラント、ガソリンペーパーバックなど	VOCを回収して再利用が可能、不燃性、処理に伴う中間生成物の発生なし	活性炭に比較して、同等の表面積でコスト高
高分子吸着材	吸着と脱着。脱着は、昇温、減圧など	現在、国内では実施例不明(移動床方式いよる吸着)	形状が均一、摩耗粉が出ない、湿度に影響され難い	VOCの種類により吸着性能が大きく異なる

その他の方法として、光触媒、放電プラズマ、オゾン酸化、生物処理、薬液処理などがあります。光触媒は脱臭、抗菌などに多く使用されています。放電プラズマ、オゾン酸化、生物処理、薬液処理については、それぞれ特定の用途に向けた開発が進められています。

分類	原理	主な用途	特長	課題
光触媒	紫外線+光触媒(酸化チタン、酸化タングステンなど)	室内空気浄化、水処理、畜産物死骸保管倉庫等の脱臭	低ランニングコスト、保守容易、常温処理、(可視光利用が研究されている)	処理速度遅い、分解するVOCの量が少ない場合だけ使用可能(においの処理など)
放電プラズマ法	プラズマによる酸化。触媒との組合せが工夫されている	小売店の脱臭、家庭用空気清浄機	分解率が高い、省エネルギー、常温処理	空気中の放電は、Nox発生のおそれがある、排気中の二次生成物に注意が必要
オゾン酸化法	オゾンによる酸化	水処理で実用化、気体用は開発進行中	省エネルギー、保守が容易、常温処理	処理物質が限定される、排気中のオゾンを処理する必要がある
生物処理法	微生物・細菌などによる分解	畜産の悪臭、(国外では工場排気処理にも利用)	省エネルギー、保守が容易、常温処理、排気の再処理不要	処理速度が遅い、設備が大きく水の補給が必要
薬液処理法	水、酸・アルカリ、合成油などによる吸収及び分解	特定化学物質の回収、悪臭防止、効率的な液体への吸収方法など開発中	装置は小型・低コスト可能	特定化学物質の場合は効率的、薬液管理と廃液処理がコスト要因