JP2005007303A

JP2005007303A - 脱臭処理方法およびその装置

Info

Publication number: JP2005007303A
Application number: JP2003174883A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kitanaka; 敦北中
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】ゴミ処理場，下水，汚泥処理場などに発生する悪臭，異臭ガスを対象に、省エネ，低コストで効率よく脱臭が行える脱臭処理方法およびその装置を提供する。
【解決手段】臭気成分を含む被処理空気を光触媒脱臭工程と後段の生物脱臭工程とを経て脱臭するように、その装置を光触媒分解槽１と生物分解槽２とを組み合わせて構成し、光触媒分解槽には表面に光触媒を担持させて槽内に配置した多孔質の光触媒担体３、太陽光を集光して光触媒担体に照射する集光装置４、補助の励起光源（紫外線ランプ）５、および排水ドレーン６を備え、生物分解槽には臭気分解微生物を担持した微生物充填層７、該充填層に新水を散布する給水装置８を備え、さらに生物分解槽に生じた処理廃液をドレーン９から戻し回路１０を経て光触媒分解槽に返送して脱臭処理するようにする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物（ゴミ）処理場，下水，汚泥処理場などに発生する悪臭，異臭ガスに対する脱臭処理方法および脱臭処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンモニア，硫化水素，メチルメルカプタン，硫化メチル，スチレンなどの臭気成分を含む環境空気の脱臭方式として、従来より燃焼方式，吸着方式，オゾン方式，生物脱臭方式などの各種方式が周知である。また、最近では光触媒（酸化チタン）の励起によって発生するＯＨラジカルの酸化分解作用を応用した脱臭装置も実用化されている（例えば、特許文献１，２参照。）。さらに、光触媒を応用した汚水処理装置も知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
登録実用新案第３０３０２２７号公報
【特許文献２】
登録実用新案第３０３１９３７号公報
【特許文献３】
特開２００２−１７７９５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、頭記の廃棄物（ゴミ）処理場，下水，汚泥処理場などから発生する臭気を脱臭処理して悪臭公害から生活環境を守るには大規模な脱臭設備が必要となることから、建設費，運転，維持管理費の低コスト，省エネ化が望まれ、さらに脱臭処理に伴って発生する廃液などによる公害を防ぐ対策も必要である。
かかる観点から、本発明は廃棄物（ゴミ）処理場，下水，汚泥処理場などに発生する悪臭，異臭の除去を狙いに、シンプルな構成で、しかも少ない動力費，管理コストで経済的に運転でき、しかも脱臭処理の過程で生じた廃液も含めて系内で効果的に脱臭処理できるようにして低コスト，省エネ化を図った脱臭処理方法およびその装置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】
上記目的を達成するために、本発明の脱臭処理方法は、臭気成分を含む被処理空気の脱臭工程が光触媒脱臭工程およびこれに続く生物脱臭工程からなり、光触媒脱臭工程では担体の表面に担持した光触媒に太陽光，もしくは紫外線を照射して臭気成分を酸化分解させ、続く生物脱臭工程では臭気成分を生物分解させるとともに、該工程で生じた分解生成物を含む廃液を前段の光触媒脱臭工程に戻し、被処理空気と一緒に脱臭処理した上で系外に排出するようにするものとする（請求項１）。
【０００６】
また、前記の脱臭処理方法の実施に適用する脱臭処理装置を、光触媒分解槽と、該光触媒分解槽の後段に連通する生物分解槽との組み合わせからなり、光触媒分解槽には表面に光触媒を担持させて槽内のガス通路に配置した多孔質の光触媒担体、太陽光を集光して前記光触媒担体の表面に照射する集光装置、前記担体の表面に紫外線を照射する励起光源、および排水ドレーンを備え、生物分解槽には臭気分解微生物を担持した充填層、該充填層に新水を散布する給水装置、および槽内に生じた処理廃液のドレーンを備え、かつ生物分解層と光触媒分解槽との間に前記廃液の戻し管路を配管して構成するものとする（請求項２）。
【０００７】
上記のように無尽蔵な太陽エネルギーを活用する光触媒脱臭方式と、微生物の代謝による生物脱臭方式を巧みに組み合わせて被処理空気を脱臭処理することにより、省エネ，低ランニングコスト化が達成できる。また、生ゴミ，汚泥処理場など多湿の処理空気の処理過程で生じた臭気を含む水も同じ光触媒分解槽内で無臭化処理でき、さらに微生物の代謝作用による臭気分解に伴って生物分解槽内に生じた臭気を含む処理廃液も光触媒分解槽に返送して脱臭処理することで、薬剤などを使って処理することなしに系内で無臭，無害化して系外に排水できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示実施例に基づいて説明する。
まず、本発明による脱臭処理装置のシステムフローを図１に示す。図において、１は光触媒分解槽、２は光触媒分解槽１の後段に組み合わせた生物分解槽であり、一端に被処理空気の導入口１ａが開口した光触媒分解槽１の槽内には、表面に光触媒を担持した多孔質，通気性の光触媒担体３が被処理空気（原臭空気）の導風通路を横切るように縦向き姿勢に並べて固定床式に配置されている。また光触媒担体３の上方には太陽光を集光して光触媒担体３の表面に照射させる集光装置４を備え、槽内側で光触媒担体３の間には雨天，夜間時などに光触媒担体３に紫外線を照射して光触媒を励起させる補助励起光源（紫外線ランプ）５を備えており、さらに槽の底部から排水ドレーン７を引き出している。
【０００９】
一方、生物分解槽２には、臭気分解微生物（硫黄細菌，硝化細菌など）を担持した微生物充填層７と、微生物の育成と臭気成分を溶解させる生物分解処理用として微生物充填層７に上方から新水を散布供給する散水装置８、および微生物分解により槽内に生じた処理廃液のドレーン９を装備している。また、生物分解槽２に生じた処理廃液を光触媒分解槽１に戻すように、槽間には前記の廃液ドレーン９に連なる廃液戻り管路１０が配管されている。
ここで、前記の集光装置４は、太陽光の紫外域光を効率よく集光するように紫外線透過率の高い材質（石英などで）作られたレンズの集合体で構成されたもので、集光した太陽光を縦長な光触媒担体３に照射させるために、各集光レンズの焦点を例えば図２（ａ）〜（ｃ）で表すように設定して実施することができる。
【００１０】
すなわち、図２（ａ）は集光装置４を構成するレンズ４ａの焦点距離ｆを光触媒担体３のほぼ中央部に合わせて縦長な光触媒担体３の全長域に太陽光を平均的に照射させるようにしている。また、図２（ｂ）は各レンズの焦点距離ｆを段階的に変えて光触媒担体３の位置によって照射光強度に強弱を付けつつ、槽全体としての照射光強度の均一化を図るようにしている。さらに、図２（ｃ）は槽内底部に溜まっている臭気成分を含む液体（湿気を含んだ被処理空気の凝縮水，および生物分解槽２（図１参照）から光触媒分解槽１に戻した処理水）に焦点を合わせて太陽光を照射させるように長焦点レンズを用いている。そして、図２（ａ）〜（ｃ）の構成を適宜組み合わせて集光装置４を構成することで、槽内に配置した光触媒担体３に太陽光の紫外線を有効に照射して被処理空気，および槽内底部に溜まっている液体を脱臭処理できる。
【００１１】
上記の構成において、太陽が出ている日中は集光装置４で集光した太陽光が光触媒担体３の表面に照射され、これにより光触媒が励起して酸化力の強いＯＨラジカルを生成する。この状態で光触媒分解槽１の導入口１ａを通じて槽内に送り込んだ被処理空気中の臭気成分は、励起した光触媒との接触反応による酸化分解で脱臭された後、導出口１ｂより後段の生物分解槽２に送られる。また、光触媒分解槽１に導入される被処理空気が多湿である場合には、槽内を通過する過程で生じた凝縮水（臭気成分が溶解している）が槽内底部に溜まり、ここで前記と同様に光触媒との接触反応により脱臭された後、排水ドレーン６を通じて系外に排出される。なお、雨天，夜間時など太陽光が集光されない状況の下では、槽内に配備した補助励起光源５としての紫外線ランプを点灯して紫外線を光触媒担体３に照射して脱臭運転を継続的に行うようにする。
【００１２】
一方、光触媒分解槽１を通過した被処理空気は、続いて後段の生物分解槽２に導入され、散水装置８から散水される新水シャワーを浴びて被処理空気中に残存している臭気成分が十分に加湿された状態で微生物充填層７に移行する。そして、微生物の代謝作用により生物分解して脱臭された後、導出口２ａより大気中に放出される。また、散水装置８から散布され、微生物充填層７の層内を通過する過程で微生物分解の生成物などを取り込んだ異臭成分を含む処理廃液は、廃液ドレーン９より廃液戻し管路１０を経由して光触媒分解槽１に返送され、ここで光触媒との接触反応により脱臭した上で、排水ドレーン６より系外に排出する。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、無尽蔵な太陽光エネルギーを活用した光触媒脱臭方式と、微生物代謝を利用して臭気成分を分解する生物脱臭方式を組み合わせたことにより、脱臭処理装置の運転には被処理空気の送風ブロア，処理水の送水ポンプ，および補助励起光源などの補機類を除いて動力エネルギーの消費を必要とせず、また生物分解槽に生じた処理廃液も光触媒分解槽に戻すことで薬品などの処理剤を使わずに系内で脱臭処理して無臭化できる。
これによりゴミ処理場や汚泥，下水処理場などに適用する悪臭，異臭ガスの脱臭処理装置として、動力費，管理コスト面での経済的な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による脱臭処理装置のシステムフロー図
【図２】図１における集光装置の補足説明図であり、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ集光レンズの焦点距離を変えた実施例の模式図
【符号の説明】
１光触媒分解槽
２生物分解槽
３光触媒担体
４集光装置
５補助励起光源（紫外線ランプ）
６排水ドレーン
７微生物充填層
８散水装置
９廃液ドレーン
１０廃液戻り管路

Claims

臭気成分を含む被処理空気の脱臭工程が光触媒脱臭工程と生物脱臭工程からなり、光触媒脱臭工程では担体の表面に担持した光触媒に太陽光，もしくは紫外線を照射して臭気成分を酸化分解させ、続く生物脱臭工程で残りの臭気成分を生物分解させるとともに、該工程で生じた分解生成物を含む廃液を前段の光触媒脱臭工程に戻し、被処理空気と一緒に脱臭処理した上で系外に排出するようにしたことを特徴とする脱臭処理方法。
請求項１に記載の脱臭処理方法に適用する脱臭処理装置であって、光触媒分解槽と、該光触媒分解槽の後段に連通する生物分解槽との組み合わせからなり、光触媒分解槽には表面に光触媒を担持させて槽内のガス通路に配置した多孔質の光触媒担体、太陽光を集光して前記光触媒担体の表面に照射する集光装置、槽内に配置して前記担体の表面に紫外線を照射する補助励起光源、および槽外に引き出した排水ドレーンを備え、生物分解槽には臭気分解微生物を担持した微生物充填層、該充填層に新水を散布する給水装置、および槽内に生じた処理廃液のドレーンを備え、かつ生物分解層と光触媒分解槽との間に前記処理廃液の戻し管路を配管したことを特徴とする脱臭処理装置。