JP2000140571A - 脱臭装置および脱臭方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薬注せずに循環水のｐＨ値の制御が可能な脱
臭装置を提供する。 【解決手段】 微生物担持用の担体が充填された充填
層、およびこの充填層を循環する循環水を含む担体充填
式生物脱臭手段と、この担体充填式生物脱臭手段に、窒
素系臭気を含む原ガスを供給する原ガス供給管と、前記
担体充填式生物脱臭手段の充填層を通過した原ガスが、
処理ガスとして排気管を介して導入される吸着型脱臭手
段および／または化学的脱臭手段と、前記原ガス供給管
から引き出され、前記吸着型脱臭手段および／または化
学的脱臭手段に原ガスを直接導入するバイパスライン
と、前記担体充填式生物脱臭手段の充填層に空気を導入
する空気導入管とを具備する脱臭装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、担体充填式生物脱
臭手段を有する脱臭装置および脱臭方法に係り、特にア
ンモニアをはじめとする窒素系悪臭成分を含むガスの脱
臭を行う脱臭装置および脱臭方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】悪臭の脱臭方法としては、悪臭物質を分
解し得る微生物が吸着された充填剤層に臭気を通気する
ことにより悪臭物質を生化学的に分解する方法が従来か
ら広く行われている（「最新防脱臭技術集成」、エヌ・
ティー・エス社、１９９７年、ｐ５３０）。特に、担体
充填式生物脱臭技術は、臭気分解のための微生物を表面
に担持した充填担体を充填層内に充填し、そこへ水分補
給および悪臭成分の酸化分解の生成物の除去のため散水
を行うことを特徴としている。こうした方法を用いて、
下水処理場などで硫化水素やメチルメルカプタンを主成
分とした臭気を処理対象とする技術は広く普及してお
り、既に確立した技術である。しかしながら、近年問題
になっている有機性廃棄物のコンポスト化施設などで発
生する高濃度のアンモニアを含む臭気の除去技術につい
ては、まだ報告が少ない。その運転制御方法について
も、循環水に酸を添加して循環水のｐＨ値を７．５以下
に抑制するとともに循環水中のアンモニア性窒素濃度を
１０００ｍｇ−Ｎ／リットル以下に制御するといった報
告がある程度である（特開平７−２４２４７号「充填式
生物脱臭塔の運転方法」（出願人（株）クボタ）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように担体充填式生物脱臭装置の循環水のｐＨ値を制
御するために酸を用いるとすると、薬注装置を設けなけ
ればならず、また、この際用いられる酸も硫酸などの強
酸である場合が多いため、多少なりとも危険を伴うこと
になる。

【０００４】そこで本発明は、薬注せずに循環水のｐＨ
値の制御が可能な脱臭装置および脱臭方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、微生物担持用の担体が充填された充填
層、およびこの充填層を循環する循環水を含む担体充填
式生物脱臭手段と、この担体充填式生物脱臭手段に、窒
素系臭気を含む原ガスを供給する原ガス供給管と、前記
担体充填式生物脱臭手段の充填層を通過した原ガスが、
処理ガスとして排気管を介して導入される吸着型脱臭手
段および／または化学的脱臭手段と、前記原ガス供給管
から引き出され、前記吸着型脱臭手段および／または化
学的脱臭手段に原ガスを直接導入するバイパスライン
と、前記担体充填式生物脱臭手段の充填層に空気を導入
する空気導入管とを具備する脱臭装置を提供する。

【０００６】また本発明は、微生物担持用の担体が充填
された充填層、およびこの充填層を循環する循環水を含
む担体充填式生物脱臭装置に、窒素系臭気を含む原ガス
を導入し、前記充填層を通過させることにより処理ガス
として排気して脱臭を行う方法において、前記循環水の
ｐＨおよび前記処理ガス中のアンモニア濃度の少なくと
も一方を測定し、この測定値が所定の値を越えた場合に
は、前記担体充填式生物脱臭装置への原ガスの導入を停
止するとともに前記担体充填式生物脱臭装置に新鮮な空
気を導入して、前記担体充填式生物脱臭装置の脱臭能を
回復させることを特徴とする脱臭方法を提供する。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００８】本発明の脱臭装置は、悪臭ガス、すなわち
アンモニアを主成分とする窒素系臭気ガスが導入される
担体充填式生物脱臭装置と、この生物脱臭装置で処理さ
れた悪臭ガスが処理ガスとして導入される吸着型脱臭装
置および／または化学的脱臭装置を具備し、さらに、生
物脱臭装置の脱臭能が低下した際には、この生物脱臭装
置の脱臭能を回復させる手段を有している。具体的に
は、本発明の脱臭装置においては、生物脱臭装置の脱臭
能が低下した際には、悪臭ガスは供給源から吸着型脱臭
装置および／または化学的脱臭装置に直接導入され、こ
れと同時に、担体充填式生物脱臭装置に新鮮な空気が導
入される。担体充填式生物脱臭装置への悪臭ガスの供給
を停止し、空気を導入することにより生物脱臭装置の脱
臭能を回復させた後には、空気の導入を停止して生物脱
臭装置への悪臭ガスの供給を再開する。これにより、充
填層中の脱臭に寄与する微生物の活性を損なうことな
く、アンモニア臭を担体充填式生物脱臭装置で効率よく
除去し続けることが可能となった。

【０００９】ここで、アンモニアの無臭化メカニズムに
ついて説明する。アンモニアは、アンモニア酸化細菌お
よび亜硝酸酸化細菌の２種類の菌の働きで酸化分解され
ることにより無臭となる。この酸化分解は硝化反応とよ
ばれ、まずアンモニア酸化細菌の作用によりアンモニア
が酸化して亜硝酸が生成し、さらに亜硝酸酸化細菌が亜
硝酸を酸化して硝酸が生じる。これら亜硝酸・硝酸の生
成反応とアンモニアの溶解反応とがバランスしていれ
ば、生物脱臭装置を循環する循環水のｐＨは中性に保た
れる。

【００１０】アンモニアの溶解度はｐＨ７．５を越える
と急激に低下するため、菌の硝化活性以上の過剰のアン
モニアガスが供給されてｐＨが上昇した場合には、アン
モニアの溶解度が低下する。その結果、生物脱臭装置出
口から未分解のアンモニアガスが空気中に放出される。
言い換えれば、ｐＨが７．５以上になることは生物脱臭
塔の処理能力以上のアンモニアが導入されているという
アラームシグナルを意味する。加えて、溶解アンモニア
量が硝酸・亜硝酸の量に対して過剰になると菌の活性が
阻害されて硝化反応が進みにくくなり、さらにバランス
が崩れるという悪循環が生じる。

【００１１】本発明者らは、安全かつ簡便に生物脱臭装
置の脱臭能の回復を図るには、原臭気ガスの供給を切り
替えることが有効であることを見出して本発明を成すに
至った。

【００１２】すなわち本発明においては、原臭気ガスの
供給経路にバイパスを設けて、吸着型脱臭装置および／
または化学的脱臭装置へ原臭気ガスを直接供給すること
を可能にした。上述したようなアラームシグナルに対応
して、原臭気アンモニアの供給を担体充填式生物脱臭塔
から吸着型脱臭装置および／または化学的脱臭装置へと
切り替える。これによって、生物脱臭塔内では硝化反応
が進行してｐＨの低下が引き起こされるので、生物脱臭
塔の原臭気アンモニア処理能力を回復させることができ
る。

【００１３】さらに、生物脱臭塔への原臭気ガスの通気
を停止した際には、この生物脱臭塔内にアンモニアを含
まない新鮮な空気を通気するので、塔内の過剰なアンモ
ニアのストリッピングが起こる。加えて、生物脱臭塔内
がより好気的環境となるので硝化反応が促進され、より
迅速なｐＨの低下を引き起こすことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を具
体的に説明する。

【００１５】図１は、本発明の脱臭装置の一例の構成を
表す概略図である。図示するように、高濃度アンモニア
を含む悪臭ガスは、原ガス供給管２より生物脱臭塔１に
導入される。原ガス供給管２には駆動装置付きの開閉バ
ルブ２ａが設けられており、このバルブ２ａの開閉によ
り生物脱臭塔１への悪臭ガスの導入を制御することがで
きる。また、生物脱臭塔１には、微生物担持用の担体が
充填された充填層３、この充填層に循環水を繰り返し散
水するための循環ライン４およびポンプ、循環水が滞留
する貯水部８が設けられている。こうした生物脱臭塔１
の充填層３を通過することにより無臭化した原ガスは、
処理ガスとして排気管５を経て活性炭吸着塔６に導入さ
れ、活性炭を通過することにより処理される。なお、活
性炭吸着塔６の代わりに、他の方式の吸着型脱臭装置ま
たは化学的脱臭装置を用いることもできる。

【００１６】本発明の脱臭装置においては、活性炭吸着
塔６に悪臭ガスを直接導入するためのバイパス管１０
が、原ガス供給管２から分岐して設けられており、この
バイパス管には駆動装置付きの開閉バルブ１０ａが配置
されている。さらに、生物脱臭塔１に空気を導入するた
めの空気導入管１１が、原ガス供給管２に接続して設け
られており、空気導入管１１は、駆動装置付きの開閉バ
ルブ１１ａおよびエアーポンプを具備している。

【００１７】生物脱臭塔１の貯水部８にはｐＨセンサー
７が配置され、散水循環ライン４を通る循環水のｐＨを
測定して、その信号は制御機９に入力される。この制御
機９から、前述の開閉バルブ２ａ、１０ａおよび１１ａ
を開閉するための制御信号が各バルブに出力される。具
体的には、ｐＨセンサー７の測定値が７．５未満の場合
には、原ガス供給管２のバルブ２ａを開、バイパス管１
０のバルブ１０ａを閉とする信号が制御機９から送られ
て原ガスが生物脱臭塔１に通気される。一方、ｐＨセン
サー７の測定値が７．５以上であるときは、原ガス供給
管２のバルブ２ａを閉、バイパス管１０のバルブ１０ａ
を開、空気導入管１１のバルブ１１ａを開とする信号が
制御機９から送られる。これによって、原ガスの供給は
生物脱臭塔１から活性炭吸着塔６に切り替えられ、原ガ
スはバイパス管１０を通って活性炭吸着塔６に直接通気
される。これと同時に、エアーポンプからの空気が導入
管１１から生物脱臭塔１に通気されて生物脱臭塔の脱臭
能を回復させる。

【００１８】上述したように図１に示した脱臭装置にお
いては、循環水のｐＨを測定することにより生物脱臭塔
の脱臭能を検知して、それに応じて生物脱臭塔への原ガ
スの供給・停止および空気の導入を制御しているので、
薬注することなく循環水のｐＨ制御が可能である。

【００１９】なお、生物脱臭塔の脱臭能を検知する手法
は、循環水のｐＨ測定に限定されるものではなく、生物
脱臭塔から排気管を経て導出される処理ガス中のアンモ
ニア濃度を測定することにより脱臭能を検知することも
可能である。

【００２０】図２は、本発明の脱臭装置の他の例の構成
を表す概略図である。図示する脱臭装置は、排気管５を
通過する処理ガス中のアンモニア濃度を測定するための
濃度センサー１２をｐＨセンサー７の代わりに設けた以
外は、図１に示した装置と同様の構成である。

【００２１】濃度センサー１２としては、例えば、半導
体臭気センサー、または排ガス中アンモニア濃度計等を
用いることができるが、これに限定されるものではな
い。濃度センサー１２からの信号は制御機９に入力さ
れ、この制御機９から開閉バルブ２ａ、１０ａおよび１
１ａを開閉するための制御信号が出力されて、図１に示
した装置の場合と同様に各開閉バルブの開閉が制御され
る。具体的には、処理ガス中のアンモニア濃度が悪臭防
止法に制定された基準値を越えない場合には、原ガス供
給管２のバルブ２ａを開、バイパス管１０のバルブ１０
ａを閉とする信号が制御機９から送られて、原ガスが生
物脱臭塔１に通気される。一方、処理ガス中のアンモニ
ア濃度が悪臭防止法に制定された基準値を越えた場合に
は、原ガス供給管２のバルブ２ａを閉、バイパス管１０
のバルブ１０ａを開、空気導入管１１のバルブ１１ａを
開とする信号が送られる。これによって、原ガスの供給
は生物脱臭塔１から活性炭吸着塔６に切り替えられて、
原ガスはバイパス管１０を通って活性炭吸着塔６に直接
通気される。これと同時に、エアーポンプからの空気が
導入管１１から生物脱臭塔１に通気されて生物脱臭塔の
脱臭能を回復させる。

【００２２】なお、必要に応じて、図１に示したような
循環水のｐＨを測定するｐＨセンサーを併用してもよ
い。

【００２３】さらに本発明の方法においては、各バルブ
の開閉を制御する信号を出力する制御機９を用いずに、
こうした作業を手動で行ってもよい。すなわち、生物脱
臭塔１の循環水を適宜採取してｐＨを測定する、あるい
は、排気管５中の処理ガスを適宜採取してアンモニア濃
度を測定することによって、その測定値から生物脱臭塔
の脱臭能を判断する。これらの測定値が上述したような
設定値を越える場合には、手動により原ガス供給管２の
バルブ２ａを閉じ、バイパス管１０のバルブ１０ａを開
き、さらに空気導入管１１のバルブ１１ａを開く。これ
によって、原ガスの供給は生物脱臭塔１から活性炭吸着
塔６に切り替えられて、原ガスはバイパス管１０を通っ
て活性炭吸着塔６に直接通気される。これと同時に、エ
アーポンプからの空気が導入管１１から生物脱臭塔１に
通気されて生物脱臭塔の脱臭能を回復させることができ
る。

【００２４】

【実施例】以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００２５】図１に示した構成の脱臭装置において、制
御機９からの信号を用いずに手動でバルブを開閉するよ
う設定し、ボンベアンモニアを空気で希釈し適当な濃度
にした原ガスを通気した。循環水のｐＨおよび出口アン
モニアガス濃度を測定して、その結果を入口アンモニア
ガス濃度の経時変化とともに図３のグラフに示した。

【００２６】まず原ガス供給管２のバルブ２ａを開、バ
イパス管１０のバルブ１０ａを閉として、５０ｐｐｍの
濃度のアンモニアを生物脱臭塔１に通気した。この通気
を２週間行ったところ、この間の循環水のｐＨは７．５
以下であり、生物脱臭塔の処理ガス中にアンモニアは検
出されなかった。

【００２７】その後、アンモニア濃度を１００ｐｐｍに
上昇させたところ、循環水ｐＨが７．５を越え、生物脱
臭塔の処理ガス中にアンモニアが検出されるようになっ
た。図３のグラフに示されるように、１９日経過後に
は、循環水ｐＨは８程度に達しており、出口アンモニア
ガス濃度も２２日経過後には、５０ｐｐｍ程度と最大値
に達している。そこで、２４日経過後に原ガスアンモニ
ア濃度を５０ｐｐｍに戻して生物脱臭塔への通気を続け
たところ、ｐＨは７．５以上で維持され、その後も生物
脱臭塔の処理ガス中に３０〜４０ｐｐｍ程度のアンモニ
アが検出され続けた。

【００２８】３０日経過後、原ガス供給管２のバルブ２
ａを閉、バイパス管１０のバルブ１０ａを開として原ア
ンモニアの供給を生物脱臭塔１から活性炭吸着塔６に切
り替えるとともに、空気導入管１１のバルブ１１ｂを開
として生物脱臭塔１に空気を導入したところ、１日間で
循環水ｐＨは７．５以下に低下し、出口アンモニアガス
濃度も２日で検出されない程度に低下した。その後、原
ガスアンモニア濃度を５０ｐｐｍの通気を再開しても、
循環水ｐＨは７．５以下に保持され、生物脱臭塔の処理
ガス中にアンモニアは検出されなかった。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、薬
注せずに循環水のｐＨの制御が可能な脱臭装置および脱
臭方法が提供される。本発明を用いることにより、薬注
装置を設けることなく、しかも安全にアンモニアを含む
臭気の脱臭が可能であり、その工業的価値は大なるもの
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の脱臭装置の一例の構成を表す概略図。

【図２】本発明の脱臭装置の他の例の構成を表す概略
図。

【図３】アンモニアの脱臭と循環水ｐＨとの経時変化を
表すグラフ図。

【符号の説明】

１…生物脱臭塔 ２…原ガス供給管 ３…充填層 ４…散水循環ライン ５…排気管 ６…活性炭吸着塔 ７…ｐＨセンサー ８…貯水部 ９…制御機 １０…バイパス管 １１…エアーポンプからの空気導入管 １２…濃度センサー ２ａ，１０ａ，１１ａ…バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮澤 邦夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 近藤 隆明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4D002 AA13 AB02 BA04 BA17 CA07 CA13 CA20 DA41 DA59 DA70 EA02 EA04 EA08 GA02 GA03 GB01 GB02 GB09 GB20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微生物担持用の担体が充填された充填
   層、およびこの充填層を循環する循環水を含む担体充填
   式生物脱臭手段と、 この担体充填式生物脱臭手段に、窒素系臭気を含む原ガ
   スを供給する原ガス供給管と、 前記担体充填式生物脱臭手段の充填層を通過した原ガス
   が、処理ガスとして排気管を介して導入される吸着型脱
   臭手段および／または化学的脱臭手段と、 前記原ガス供給管から引き出され、前記吸着型脱臭手段
   および／または化学的脱臭手段に原ガスを直接導入する
   バイパスラインと、 前記担体充填式生物脱臭手段の充填層に空気を導入する
   空気導入管とを具備する脱臭装置。
2. 【請求項２】 前記担体充填式生物脱臭手段の充填層を
   循環する循環水のｐＨを測定するｐＨ測定手段を具備す
   る請求項１に記載の脱臭装置。
3. 【請求項３】 前記排気管を介して吸着型脱臭手段およ
   び／または化学的脱臭手段に導入される処理ガス中のア
   ンモニア濃度を測定する濃度測定手段を具備する請求項
   １に記載の脱臭装置。
4. 【請求項４】 微生物担持用の担体が充填された充填
   層、およびこの充填層を循環する循環水を含む担体充填
   式生物脱臭装置に、窒素系臭気を含む原ガスを導入し、
   前記充填層を通過させることにより処理ガスとして排気
   して脱臭を行う方法において、 前記循環水のｐＨおよび前記処理ガス中のアンモニア濃
   度の少なくとも一方を測定し、この測定値が所定の値を
   越えた場合には、前記担体充填式生物脱臭装置への原ガ
   スの導入を停止するとともに前記担体充填式生物脱臭装
   置に新鮮な空気を導入して、前記担体充填式生物脱臭装
   置の脱臭能を回復させることを特徴とする脱臭方法。