JP2005152128A

JP2005152128A - 悪臭ガスの脱臭方法と装置

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Publication number: JP2005152128A
Application number: JP2003392648A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Abe; 健蔵阿部; Masanori Kimura; 正憲木村
Original assignee: FUSO UNITEC KK
Current assignee: FUSO UNITEC KK
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】廃液中に未分解の次亜塩素酸やいおう分が流失しないようにし、かつ悪臭成分を除去するための薬品や補給水を有効利用し、廃水量を少なくする。
【解決手段】対象とするガスを、次亜塩素酸塩溶液と二段階接触させるに際し、（１）第１段階において第１吸収塔１下部よりガスを導入し、（２）塔上部より、第２段階のガス吸収後の処理液と第１段階のガス吸収後の処理液とを混合してｐＨ５〜７に調整した液を散布し、（３）第２段階において第２吸収塔２下部より第１段階処理後のガスを導入し、（４）塔上部よりｐＨ１０以上の次亜塩素酸塩溶液を散布する多成分系悪臭ガスの脱臭方法において、（Ａ）廃液を活性炭処理する，（Ｂ）第２段階処理液の次亜塩素酸塩濃度を調整して循環使用すると共に（Ｃ）その濃度調整手段として、処理液に水を補給するようにし、補給した量の液を第２段階処理液溜タンクからオーバーフローさせて第１段階後の処理液と混合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、次亜塩素酸塩と反応して脱臭できる悪臭ガスを脱臭するための方法と装置に関する。

本発明者らは、特許文献１においてアンモニアおよび硫化水素を含むガスの脱臭方法を提案した。この発明は、具体的には「アンモニア及び硫化水素を含むガスを、少なくとも二段階に分けて次亜塩素酸ソーダ溶液と接触させるに際し、第一段階において塔の下部より前記ガスを導入し、塔の上部より第２段階でガスと接触した次亜塩素酸ソーダ吸収液をｐＨ６．５以下に調整してから散布し、第二段階において塔の下部より第一段階を経たガスを導入し、塔の上部よりｐＨ１１以上の次亜塩素酸ソーダ溶液を散布することを特徴とするアンモニア及び硫化水素を含むガスの脱臭方法。」に関するものである。

しかしながら、この方法では悪臭成分におけるアルデヒドなどの濃度が高い場合に、それに応じて次亜塩素酸ソーダの濃度を高くしなければならないが、このような場合には、どうしても次亜塩素酸の分解が不十分となったり、反応生成物中のいおう分の除去が不完全になるという問題点があることが判ってきた。
また、特許文献１では、第２吸収塔の散液器から散布される処理液を循環使用していなかったため、１度第２吸収塔で散布された液はすべて第１吸収塔を経て廃棄されていたため、次亜塩素酸ソーダをはじめとする薬品の使用量および補給水の使用量が多くなり、コスト高になるうえ、廃水量が増大するという問題点も存在していた。

特公昭５４−１３４２９号公報

本発明の第１の目的は、廃液中に未分解の次亜塩素酸やいおう分などが流失したりすることがないようにする点にある。
本発明の第２の目的は、悪臭成分を除去するために用いる薬品や補給水をできるだけ有効利用し、廃水量を極力少なくする点にある。

本発明の第１は、悪臭成分を含むガスを、二段階に分けて次亜塩素酸塩溶液と接触させるに際し、（ｉ）第１段階において第１吸収塔の下部より前記ガスを導入し、（ii）第１吸収塔の上部より、第２段階において前記ガスと接触して得られた次亜塩素酸塩を含む吸収液と第１段階において前記ガスと接触して得られた次亜塩素酸塩を含む吸収液とを一体化した後、その液をｐＨ５〜７に調整して得られた溶液を散布し、（iii）第２段階において第２吸収塔の下部より第１段階の処理を経たガスを導入し、（iv）第２吸収塔の上部よりｐＨ１０以上の次亜塩素酸塩溶液を散布する多成分系悪臭ガスの脱臭方法において、
（Ａ）放出される水系を活性炭処理すること、
（Ｂ）第２段階で得られた処理液を、第２段階で用いる吸収液として循環使用すると共に
、吸収液の散布前にその次亜塩素酸塩の濃度を調整すること、および
（Ｃ）第２段階で得られた処理液における次亜塩素酸塩の濃度を調整する手段として、
第２段階で得られた処理液溜タンクに補給水を導入できるようにし、導入した補給水
の量に相当する量の液体を第２段階で得られた処理液溜タンクからオーバーフロー
させて第１段階で得られた処理液と一体化させるものであること、
を特徴とする悪臭ガスの脱臭方法に関する。
本発明の第２は、
（１）充填層とその上部に散液器を収納した第１吸収塔、
（２）第１吸収塔の充填層より下方に設けられた悪臭成分含有ガス導入口、
（３）第１吸収塔の下部に設けられた第１吸収塔処理液溜タンク、
（４）第１吸収塔処理液溜タンク内の処理液を第１吸収塔散液器に移送するための配管、
（５）前記散液器に移送されている前記処理液のｐＨを調整するため前記配管に酸成分
を供給するための配管、
（６）第１吸収塔処理液溜タンクから出た処理液に対する酸成分の供給が終了した液の
ｐＨを測定するためのｐＨ測定器、
（７）充填層とその上部に散液器を収納した第２吸収塔、
（８）第１吸収塔の上部より出た第１吸収塔処理ガスを第２吸収塔の充填層より下方に
導入するための配管、
（９）第２吸収塔上部に設けられた処理ガスを放出するための排気口、
（１０）第２吸収塔の下部に設けられた第２吸収塔処理液溜タンク、
（１１）第２吸収塔処理液溜タンクから前記処理液を第２吸収塔散液器に移送するため
の配管、
（１２）前記配管に次亜塩素酸塩を補充するための配管、
（１３）第２吸収塔散液器に移送される液のｐＨを調節するため前記配管にアルカリ成分
を供給するための配管、
（１４）第２吸収塔処理液溜タンクから出た処理液に対する次亜塩素酸塩の補充および
アルカリ成分の供給が終了したときの液のｐＨを測定するためのｐＨ測定器および
次亜塩素酸塩の濃度を測定するための次亜塩素酸塩濃度計、
（１５）第２吸収塔処理液溜タンクに補給水を導入するための補給水導入管、
（１６）第２吸収塔処理液溜タンクのオーバーフロー液を第１吸収塔処理液溜タンクに
移送するための配管、
（１７）第１吸収塔処理液溜タンクからの廃液を活性炭処理槽に移送するための配管、
（１８）活性炭処理槽、
および
（１９）活性炭処理槽に設けられた排水管、
よりなることを特徴とする悪臭ガス脱臭装置に関する。

前記悪臭成分としては、例えば、アンモニア（ＮＨ_３）、硫化水素（Ｈ_２Ｓ）、メタンチオール（ＣＨ_３ＳＨ）などのチオール類、ジメチルスルフィド（ＣＨ_３ＳＣＨ_３）などのスルフィド類、ジメチルジスルフィド（ＣＨ_３ＳＳＣＨ_３）などのジスルフィド類、トリメチルアミン〔（ＣＨ_３）_３Ｎ〕などのアミン類、アセトアルデヒド（ＣＨ_３ＣＨＯ）などのアルデヒド類などを挙げることができる。

「放出される水系を活性炭処理する」ことは、放出される水系を活性炭処理槽を通して排水することを意味している。活性炭処理は、通常、図に示すように活性炭処理槽へ処理液をポンプを用いて上向流で供給することにより行う。１ｇの活性炭によりほぼ０．５ｇの次亜塩素酸塩を無害化処理できる。活性炭処理層は、通常カラム状（円筒縦型）のものを用い、そのなかに粒度８〜３２メッシュ程度の活性炭を充填し、常温、常圧で第１吸収塔処理液溜タンクからの排水を３〜１０ｍ／時の通水速度で導入することにより処理する。

「第２段階で得られた処理液を、第２段階で用いる吸収液として循環使用すると共に、吸収液の散布前にその次亜塩素酸塩の濃度を調整する」という要件を設ける。
このようにすると、図１に示すように第２段階で得られた処理液は第２吸収塔処理液用導管１９、第２吸収塔処理液溜タンク２０、第２吸収塔用ポンプ１５、ｐＨ測定器２３、次亜塩素酸塩濃度計２６、第２吸収塔２という循環経路で処理液が循環するので、全体としてみるとこの循環系は、悪臭ガスの負荷変動に対応して第２段階で用いる吸収液のｐＨや次亜塩素酸塩の濃度が常に安定して制御されていることになり、その結果悪臭の除去効率も向上する。

第２吸収塔を中心に循環している処理液中における次亜塩素酸塩濃度は、第２吸収塔処理液がオーバーフローすることにより第１吸収塔処理液の次亜塩素酸塩濃度を少なくとも数１０ｐｐｍ以上、好ましくは５０〜１００ｐｐｍに維持できる濃度に調節することが望ましい。５０ｐｐｍを下廻ると悪臭ガスの除去率が低下し、１００ｐｐｍを上廻ると活性炭の寿命が短くなる。第２吸収塔を中心に循環している処理液中の次亜塩素酸塩の濃度は、悪臭ガスの濃度にもよるが、通常１００〜１０００ｐｐｍの範囲である。

なお、この循環系において、補給水を導入している理由は、つぎのとおりである。
悪臭ガス中には、必ず炭酸ガスが含まれている（清浄な空気も含まれている）ので、吸収塔内においては必ず下記の反応がおこっている（アルカリ成分がＮａＯＨとして説明）。
ＮａＯＨ＋ＣＯ_２→Ｎａ_２ＣＯ_３＋ＮａＨＣＯ_３
そのため処理液中にＮａ_２ＣＯ_３とＮａＨＣＯ_３が含有されてくる。そこで、補給水を導入し、その補給水に相当する量の処理液は、この循環系からオーバーフローさせ（例えばオーバーフロー液排液管２７によりオーバーフローさせ）循環系中におけるＮａ_２ＣＯ_３やＮａＨＣＯ_３の濃度が上昇しないように調整している。通常炭酸塩と酸性炭酸塩の第２吸収塔循環液中における濃度が４０００ｍｇ／リットル以下、好ましくは１５００〜３０００ｍｇ／リットルになるよう補給水の添加により調節するのが好ましい。
また、補給水は、第２段階で得られた処理液における次亜塩素酸塩の濃度を調整する手段としても機能している第２段階で得られた処理液溜タンクからオーバーフローした液は、第２１収塔処理液溜タンクにおいて第１段階で得られた処理液と一体化させることができる。
このようにオーバーフローさせることにより、補給水量分が第２段階で得られた処理液溜タンクから第１段階で得られた処理液溜タンクに送られる。
オーバーフローした液は、第２吸収塔を循環している循環系により、次亜塩素酸塩の濃度は常に一定に調整されているため、オーバーフロー液を第１吸収塔処理液と一体化させることは、第１吸収塔処理液中の次亜塩素酸塩の濃度の安定化にも寄与している。

第１吸収塔処理液も、第１吸収塔処理液用導管１１、第１吸収塔処理液溜タンク１２、第１吸収塔用ポンプ５、ｐＨ測定器１０、第１吸収塔１という循環経路で処理液が循環するので、全体としてみると、この循環系は悪臭ガスの負荷変動に対応して第１段階で用いる吸収液のｐＨや次亜塩素酸塩の濃度が常に安定して制御されていることになる。

次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩、例えばナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩などを挙げることができるが、コスト的にナトリウム塩が有利である。

本発明における活性炭処理に使用される活性炭に特別の制限はないが、石炭系活性炭やヤシガラ活性炭などを用いることができる。下水やし尿処理施設から発生する悪臭を除去するケースにおいては石炭系活性炭の方がヤシガラ活性炭より処理効率が高い。
活性炭処理は、通常活性炭を充填した処理槽に第1段階で得られた処理液溜に溜まっている処理液を供給することにより行う。

第1段階で散布するための、第２段階で前記ガスと接触して得られた次亜塩素酸塩吸収液のｐＨは５〜７、好ましくは、６〜７、とくに好ましくは６．５前後に調整しておくことが必要である。
これは、図２の各悪臭成分の総括容量係数（Ｋｇａ）（ガスが吸収液に移動する速度）と次亜塩素酸塩吸収液のｐＨの関係から充分理解することができよう。このようにｐＨを調整することにより悪臭ガスの吸収速度、酸化速度が高く、また反応モル比が少なくてよいという大きなメリットを有する。とくにｐＨを６．０〜６．５に調節することが薬品のロスを最小限に抑えるうえで好ましい。なお、図２のデータ作成のための条件はガス空塔速度１．７ｍ／秒、液ガス比２リットル／ｍ^３、塔径４０ｃｍ、充填高さ１．８ｍとし、ＮＨ_３の場合は５０ｐｐｍ、（ＣＨ_３）Ｎの場合は５ｐｐｍ、ＣＨ_３ＳＨの場合は５ｐｐｍ、Ｈ_２Ｓの場合は１００ｐｐｍ、ＣＨ_３ＳＣＨ_３の場合は５ｐｐｍ、ＣＨ_３ＳＳＣＨ_３の場合は５ｐｐｍ、ＣＨ_３ＣＨＯの場合は５ｐｐｍのガス濃度で測定したものである。

第２段階において散布する次亜塩素酸塩溶液のｐＨは１０以上、好ましくは１１以上とすることが必要である。この点も、図２を参照すれば明らかである。

第１吸収塔および第２吸収塔における散液量（循環液量）は、該散液量をＬ（リットル）、導入ガス量をＧ（ｍ^３）としたとき、
Ｌ／Ｇ＝２．５〜５リットル／ｍ^３
程度とするのが好ましく、また活性炭処理槽に廃水する（実質的に補給水量に相当）量Ｌ′（リットル）と導入ガス量Ｇ′との関係は
Ｌ′／Ｇ′＝０．０５〜０．０１リットル／ｍ^３
とすることが好ましい。

本発明において、アンモニアやアミン系の悪臭成分は、次亜塩素酸塩により無臭のＮ_２ガスとなり、硫化水素、チオール類、スルフィド類などのいおう含有化合物は、硫酸イオンやいおうに変化し、アルデヒド類は炭酸ガスに変化し、これにより無害化されるものと推定される。

本発明を図面を参照して詳細に説明する。
悪臭成分含有ガス導入口３より悪臭成分含有ガスを充填物層４を有する第1吸収塔１に導入する。一方、第１吸収塔１の上方に設けた散液器６より適切なｐＨに調節した第１吸収塔処理液が散布される。処理液は第１吸収塔処理液用導管１１を経て第１吸収塔処理液溜タンク１２に送られる前記第１吸収塔で散布される処理液は、第１吸収塔処理液溜タンク１２からポンプ５で散液器６に回送されるが、その回送の途中で、塩酸水溶液などの酸水溶液を酸成分貯留タンク８よりポンプで送ることにより混合し、混合時点より後段に設けたｐＨ測定器１０によりｐＨをチェックし、酸水溶液の補給量をチェックする。
第１吸収塔１の頂部より導管７を通った第１吸収塔処理済ガスは導入口１４より充填物層１７を第２吸収塔２に導入する。一方、第２吸収塔２の上方に設けた散液器１６より、適切なｐＨと濃度をもつ第２吸収塔用吸収液を散布する。第２吸収塔用吸収液は、第２吸収塔処理液溜タンク２０からポンプ１５で散液器１６に回送されるが、その回送の途中で、次亜塩素酸塩たとえば次亜塩素酸ソーダ液の貯留タンク２１からポンプ２２で補給される次亜塩素酸ソーダ液と、アルカリ成分たとえば苛性ソーダ液の貯留タンク２５からポンプ２４で供給される苛性ソーダ液を混合された後、ｐＨ測定器２３でｐＨを測定し、次亜塩素酸ソーダ液用濃度計２６でその濃度を測定した後、散液器１６に供給される。
第２吸収塔で散布された液は、第２吸収塔処理液用導管１９を通り第２吸収塔処理液溜タンク２０に集められる。ここには必要に応じて補給水導入管３０を通して補給水が補給され、１部はオーバーフロー液として、オーバーフロー液排液管２７を経て第１吸収塔処理液溜タンク１２に回送される。
第２吸収塔処理液のオーバーフロー分と第１吸収塔の処理液とを集めた第１吸収塔処理液溜タンク１２内の処理液の１部はポンプ３１により導管２８を通って活性炭処理槽１３に送られ、活性炭処理槽で浄化された水は、配水管２９より排水される。
また、第２吸収塔２の頂部からは、悪臭が除去された処理ガスが処理ガス排気口から排出される。

（１）廃水中に次亜塩素酸の不完全分解物やいおうが残存することがなくなった。
（２）廃水量が少なくなると共に、少ない薬品量で済むようになった。
（３）次亜塩素酸塩の濃度を次亜塩素酸用濃度計で測定し、その濃度を調整することにより、悪臭ガスの濃度変化に対して充分対応できる。

以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。

実施例１
下記表１に示される成分を含む悪臭ガス（表１の第１吸収塔入口における悪臭ガス量として示す）をガス導入量として１２０ｍ^３／分の割合で図１の悪臭成分含有ガス導入口３より第１吸収塔１に導入し、一方第１吸収塔内における散液量は、導入ガス１ｍ^３当たり３リットルとした。第２吸収塔処理液溜タンクに補給される補給水の量は導入ガス１ｍ^３当り０．０４リットルとした。これは実質５リットル／分に相当している。そのため第１吸収塔処理液溜タンク１２に第２吸収塔処理液溜タンク２０から供給される第２吸収塔処理液（オーバーフロー液量）（次亜塩素酸ソーダ２００ｐｐｍ）も５リットル／分となる。一方、第１吸収塔循環処理液のｐＨは酸成分溜タンク８より必要量を補給して６．５に調整した。また第２吸収塔循環処理液中の次亜塩素酸ソーダ濃度は次亜塩素酸ソーダ溜タンク２０および苛性ソーダ液貯留タンク３６より必要量を補給することにより２００ｐｐｍ、ｐＨは１１に調整した。活性炭処理槽１３への供給水量（排水量）は、補給水量中オーバーフロー液量と同じ５リットル／分である。
なお、活性炭処理槽の活性炭充填量は１５００ｋｇとした。
その結果、第１吸収塔出口および第２吸収塔出口におけるそれぞれの悪臭ガス量およびその除去率は表１に示すとおりであり、充分目的を達成していることが判る。

実施例２
実施例１と同様の要領で表２に示す処理条件で処理した結果は、同表に示すとおりであり、充分満足すべき結果が得られた。

実施例３
実施例１と同様の要領で表３に示す処理条件で処理した結果は、同表に示すとおりであり、充分満足すべき結果が得られた。

本発明の１例を示すフローシートである。各悪臭成分の総括容量係数（Ｋｇａ）と次亜塩素酸塩吸収液のｐＨの関係を示すグラフである。

符号の説明

１第１吸収塔
２第２吸収塔
３悪臭成分含有ガス導入口
４充填物層
５第１吸収塔用ポンプ
６散液器
７配管
８酸成分貯留タンク
９定量ポンプ
１０ｐＨ測定器
１１第１吸収塔処理液用導管
１２（濾過層）第１吸収塔処理液溜タンク
１３活性炭処理槽
１４第１吸収塔処理済ガス導入口
１５第２吸収塔用ポンプ
１６散液器
１７充填物層
１８処理ガス排気口
１９第２吸収塔処理液用導管
２０第２吸収塔処理液溜タンク
２１次亜塩素酸ソーダ液貯留タンク
２２定量ポンプ
２３ｐＨ測定器
２４定量ポンプ
２５苛性ソーダ液貯留タンク
２６次亜塩素酸ソーダ液用濃度計
２７オーバーフロー液排液管
２８配管
２９排水管
３０補給水導入管
３１ポンプ

Claims

悪臭成分を含むガスを、二段階に分けて次亜塩素酸塩溶液と接触させるに際し、（ｉ）第１段階において第１吸収塔の下部より前記ガスを導入し、（ii）第１吸収塔の上部より、第２段階において前記ガスと接触して得られた次亜塩素酸塩を含む吸収液と第１段階において前記ガスと接触して得られた次亜塩素酸塩を含む吸収液とを一体化した後、その液をｐＨ５〜７に調整して得られた溶液を散布し、（iii）第２段階において第２吸収塔の下部より第１段階の処理を経たガスを導入し、（iv）第２吸収塔の上部よりｐＨ１０以上の次亜塩素酸塩溶液を散布する多成分系悪臭ガスの脱臭方法において、
（Ａ）放出される水系を活性炭処理すること、
（Ｂ）第２段階で得られた処理液を、第２段階で用いる吸収液として循環使用すると共に
、吸収液の散布前にその次亜塩素酸塩の濃度を調整すること、および
（Ｃ）第２段階で得られた処理液における次亜塩素酸塩の濃度を調整する手段として、
第２段階で得られた処理液溜タンクに補給水を導入できるようにし、導入した補給水
の量に相当する量の液体を第２段階で得られた処理液溜タンクからオーバーフロー
させて第１段階で得られた処理液と一体化させるものであること、
を特徴とする悪臭ガスの脱臭方法。
（１）充填層とその上部に散液器を収納した第１吸収塔、
（２）第１吸収塔の充填層より下方に設けられた悪臭成分含有ガス導入口、
（３）第１吸収塔の下部に設けられた第１吸収塔処理液溜タンク、
（４）第１吸収塔処理液溜タンク内の処理液を第１吸収塔散液器に移送するための配管、
（５）前記散液器に移送されている前記処理液のｐＨを調整するため前記配管に酸成分
を供給するための配管、
（６）第１吸収塔処理液溜タンクから出た処理液に対する酸成分の供給が終了した液の
ｐＨを測定するためのｐＨ測定器、
（７）充填層とその上部に散液器を収納した第２吸収塔、
（８）第１吸収塔の上部より出た第１吸収塔処理ガスを第２吸収塔の充填層より下方に
導入するための配管、
（９）第２吸収塔上部に設けられた処理ガスを放出するための排気口、
（１０）第２吸収塔の下部に設けられた第２吸収塔処理液溜タンク、
（１１）第２吸収塔処理液溜タンクから前記処理液を第２吸収塔散液器に移送するため
の配管、
（１２）前記配管に次亜塩素酸塩を補充するための配管、
（１３）第２吸収塔散液器に移送される液のｐＨを調節するため前記配管にアルカリ成分
を供給するための配管、
（１４）第２吸収塔処理液溜タンクから出た処理液に対する次亜塩素酸塩の補充および
アルカリ成分の供給が終了したときの液のｐＨを測定するためのｐＨ測定器および
次亜塩素酸塩の濃度を測定するための次亜塩素酸塩濃度計、
（１５）第２吸収塔処理液溜タンクに補給水を導入するための補給水導入管、
（１６）第２吸収塔処理液溜タンクのオーバーフロー液を第１吸収塔処理液溜タンクに
移送するための配管、
（１７）第１吸収塔処理液溜タンクからの廃液を活性炭処理槽に移送するための配管、
（１８）活性炭処理槽、
および
（１９）活性炭処理槽に設けられた排水管、
よりなることを特徴とする悪臭ガス脱臭装置。