JP2008114165A - Ｖｏｃガスの処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水溶性のＶＯＣを高濃度に含む排気ガスを、生物処理する前段に水洗装置を設けて合理的な処理を行うことにより、安価で効率的で安定した処理性能が得られるＶＯＣガスの処理方法を提供すること。
【解決手段】水溶性のＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物を付着させた担体を充填した生物処理槽２に導いて生物分解するＶＯＣガスの処理方法において、生物処理槽２の前段に前処理槽１を設け、前処理槽１の水洗装置によりＶＯＣガス中の水溶性成分の一部を水洗水ｄ中に溶解させるとともに、溶解したＶＯＣを含む水洗水ｄを後段の生物処理槽２に送水して、生物処理槽２の循環水ｇとして使用し、水洗を施した前処理ガスｂ中の他のＶＯＣ成分とともに微生物により生物分解する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水溶性のＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含む排気ガスを生物処理する場合に、前処理用の水洗装置を合理的に組み合わせることにより、安価で効率的で安定した処理性能が得られるＶＯＣガスの処理方法に関する。

従来より、塗装工場や印刷工場、化学工場等では、塗料や接着剤、原料の化学物質に起因して、様々なＶＯＣガスが発生するため、ＶＯＣによる悪臭公害や光化学オキシダント生成の防止対策の観点から、これらのガスを排気ガスとして捕集した後、通常、燃焼炉に導いて酸化分解処理が行われている。

しかし、従来の燃焼法では、引火性のあるＶＯＣを扱う工場において火気を使用しなければならず、また助燃用に重油などの燃料を必要とすることから、近年、安全で最もエネルギー効率のよい生物処理の研究が進められている。
生物処理として最も効率的な充填方式では、通常、分解微生物をセラミックやプラスチック等の担体表面に付着させ、これらの担体を所定の高さまで充填し、この充填層に微生物に必要な水分を補給しながら、ＶＯＣガスを導くことで生物分解を行う。

一方、排気ガスには、ＶＯＣ以外に粉塵やタール、ミスト等の成分が含まれている場合が多く、生物処理槽に送気する前に、水洗等の前処理装置を設ける場合も少なくない。
通常、洗浄排水はそのまま下水等に放流するのが一般的であるが、水溶性のＶＯＣ成分が多量に含まれている場合には、そのまま放流すると問題となるため、活性汚泥の曝気槽などの水処理設備を設けて、排水中の有機物濃度を下げなければならないという問題があった。
そのため、設備全体が過大で非効率的となり、ＶＯＣ処理に要する費用も高くなるという問題があった。

本発明は、上記従来のＶＯＣガスの処理方法が有する問題点に鑑み、水溶性のＶＯＣを高濃度に含む排気ガスを、生物処理する前段に水洗装置を設けて合理的な処理を行うことにより、安価で効率的で安定した処理性能が得られるＶＯＣガスの処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のＶＯＣガスの処理方法は、水溶性のＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物を付着させた担体を充填した生物処理槽に導いて生物分解するＶＯＣガスの処理方法において、生物処理槽の前段に水洗装置を設け、ＶＯＣガス中の水溶性成分の一部を水洗水中に溶解させるとともに、溶解したＶＯＣを含む水洗水を生物処理槽に送水して、水洗を施した前処理ガス中の他のＶＯＣ成分とともに微生物により生物分解することを特徴とする。

この場合において、水洗水を生物処理槽に送水する前に、スクリーン装置により水洗水中の固形物を除去することができる。

また、生物処理槽に、分解微生物を付着させた担体の充填層と、栄養剤を含む水を貯留する水槽と、担体の上から該水槽の水を散水する散水装置とを設けることができる。

本発明のＶＯＣガスの処理方法によれば、前処理用の水洗装置によりＶＯＣガス中の水溶性成分の一部を水洗水中に溶解させた後、生物処理槽に送水して、生物処理槽の循環水として使用することにより、溶解したＶＯＣを前処理ガス中の他のＶＯＣ成分とともに生物分解するようにしているため、一時的に高濃度ＶＯＣが流入しても、前処理の水洗装置の緩衝作用により、生物処理槽に送られるＶＯＣガスの濃度を平準化することができ、これにより、効率的で安定した処理性能が得られるという効果を有する。
また、ＶＯＣが溶解した水洗水を、活性汚泥の曝気槽を別途設けて処理する必要がないため、設備費やランニングコストを低減できるという効果を有する。

この場合、水洗水を生物処理槽に送水する前に、スクリーン装置により水洗水中の固形物を除去することにより、ポンプや散水管のノズルの詰まりを防止することができる。

また、生物処理槽に、分解微生物を付着させた担体の充填層と、栄養剤を含む水を貯留する水槽と、担体の上から該水槽の水を散水する散水装置とを設けることにより、水槽の水を担体に循環してＶＯＣガスの分解を促進するとともに、微生物に栄養剤を供給してその増殖を促進することができる。

以下、本発明のＶＯＣガスの処理方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
本発明のＶＯＣガスの処理方法は、水溶性のＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物を付着させた担体を充填した生物処理槽２に導いて生物分解する。
そして、生物処理槽２の前段に前処理槽１を設け、前処理槽１の水洗装置によりＶＯＣガス中の水溶性成分の一部を水洗水ｄ中に溶解させる。
溶解したＶＯＣを含む水洗水ｄは、後段の生物処理槽２に送水して、生物処理槽２の循環水ｇとして使用し、水洗を施した前処理ガスｂ中の他のＶＯＣ成分とともに微生物により生物分解させる。

図１に、本発明のＶＯＣガスの処理方法の一実施例を示す。
塗装工場等のＶＯＣ発生源から排気ファン４によって捕集され、排出された排気ガスａは、まず前処理槽１へと導かれる。
前処理槽１は水洗装置が組込まれたもので、底部の水槽１３に貯留した水洗水ｄを水洗ポンプ５により揚水し、上部の水洗スクラバー１１により散水する。
水洗効果を上げるため、前処理槽１の内部には、接触材１２が充填されているが、水洗装置は、このような充填方式に限定されず、接触材を用いないものやベンチュリー管を用いるものなど、種々の方式を用いることができる。

水洗を施した前処理ガスｂは、中央の充填層２２に微生物を付着させた担体を充填した生物処理槽２へと導かれる。
また、生物処理槽２は、上部にスプレーノズルを配置した散水管２１が設けられ、底部の水槽２３から散水ポンプ７により、注入した栄養剤ｆを含む循環水ｇを散水管２１まで送水する配管が配置されている。
微生物を付着する担体は、セラミックやプラスチック、合成繊維等を様々な形状に加工したもの、あるいは発泡させたものなど、種々のものを使用することができ、特に限定されるものではないが、微生物の付着量が多く、消耗しにくい材料の担体を用いることが望ましい。
また、充填層２２の高さは、担体の重量や通気性、生物付着量等を考慮して所望の高さに設定されるが、一段に限らず、二段、三段に積重ねることも可能である。

一方、生物処理槽２への新水の補給は、前処理槽１の水洗水ｄを利用する。
排気ガス中に粉塵等の夾雑物がほとんど含まれない場合には、水洗水ｄを直接生物処理槽２の底部の水槽２３へと送水してもよいが、通常は、スクリーン装置３を設けて固形物を除去した後、移送ポンプ６によりスクリーン処理水を送水する。
なお、スクリーン装置３は、特に限定されるものではないが、後段の散水ポンプ７で散水した時に、ポンプや散水管のノズルを詰まらせるような大きさの固形物を除去できるスクリーン目幅、構造とする必要がある。

次に、本実施例のＶＯＣガスの処理方法の作用について説明する。
図１において、排気ファン４により前処理槽１へと送気された排気ガスａは、水洗スクラバー１１からの水洗水と接触することにより、水溶性のＶＯＣの一部が水中に溶解する。
この場合、ＶＯＣ成分により水に溶解するＶＯＣ量は決まっているため、溶解量を考慮して、新たに補給する補給水ｅの注入量を設定する必要がある。
補給水ｅの供給により、水洗水ｄの一部がオーバーフローし、スクリーン装置３へと導かれる。スクリーン装置３を通過した水洗水ｄは、水位差あるいは間欠的に移送ポンプ６を稼動し、生物処理槽２の底部の水槽２３へと送水される。

一方、前処理槽１を通過した前処理ガスｂは、生物処理槽２の充填層２２下部へと送られ、充填層２２内を上向きに流れる。
前処理ガスｂに残留するＶＯＣ成分は、充填層２２の担体の間隙を流れる間に、担体表面の水分中に徐々に溶解し、続いて担体に付着した微生物により、通常、炭酸ガスと水に分解される。
そのため、充填層２２内を上部へと流れるにつれてＶＯＣ濃度は低下し、微生物量や接触時間に対応した濃度まで除去されて、処理ガスｃとして槽外に排出される。
このとき、炭素源としてのＶＯＣ以外に、窒素やリン等の微量の栄養源を取込みながら分解微生物が増殖する。
また、ＶＯＣが微生物に取込まれる前に、ＶＯＣを水分中に溶解させる必要があることから、担体が常時水に濡れた状態を保つ必要がある。そこで、１〜３時間程度の間隔で散水ポンプ７を稼動し、注入した栄養剤ｆを含む循環水ｇを散水管２１から散水する。
このとき、循環水ｇには、前処理槽１において溶解した水溶性のＶＯＣが含まれており、散水に伴って充填層２２の担体と接触するため、該ＶＯＣ成分の分解微生物により、炭酸ガスと水に分解される。

なお、水洗水ｄを移送ポンプ６により底部の水槽２３に送水すると、底部の水槽２３の水位が上昇し、オーバーフロー配管から排水ｈとして排出されるが、循環水ｇには担体から自然に剥離、あるいは微生物の余剰分を強制的に剥離させた汚泥状固形物が含まれるため、底部の水槽２３内を攪拌しながら排水し、固形物を排出する必要がある。

以上により、本実施例のＶＯＣガスの処理方法は、前処理用の水洗装置によりＶＯＣガス中の水溶性成分の一部を水洗水中に溶解させた後、生物処理槽２に送水して、生物処理槽２の循環水ｇとして使用することにより、溶解したＶＯＣを前処理ガスｂ中の他のＶＯＣ成分とともに生物分解するようにしているため、一時的に高濃度ＶＯＣが流入しても、前処理の水洗装置の緩衝作用により、生物処理槽２に送られるＶＯＣガスの濃度を平準化することができ、これにより、効率的で安定した処理性能が得られるという効果を有する。
また、ＶＯＣが溶解した水洗水ｄを、活性汚泥の曝気槽を別途設けて処理する必要がないため、設備費やランニングコストを低減できるという効果を有する。

この場合、水洗水を生物処理槽２に送水する前に、スクリーン装置３により水洗水ｄ中の固形物を除去することにより、ポンプ６、７や散水管２１のノズルの詰まりを防止することができる。

また、生物処理槽２に、分解微生物を付着させた担体の充填層２２と、栄養剤を含む水を貯留する水槽２３と、担体の上から該水槽２３の水を散水する散水装置とを設けることにより、水槽２３の水を担体に循環してＶＯＣガスの分解を促進するとともに、微生物に栄養剤を供給してその増殖を促進することができる。

以上、本発明のＶＯＣガスの処理方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明のＶＯＣガスの処理方法は、ＶＯＣを含む排気ガスを微生物で処理するに際し、生物処理する前段に水洗装置を設けてＶＯＣを水洗水中に溶解させ、溶解したＶＯＣを前処理ガス中の他のＶＯＣ成分とともに生物分解するようにしていることから、一時的に高濃度ＶＯＣが流入しても、生物処理槽に送られるＶＯＣガスの濃度を平準化することができるＶＯＣガスの処理方法として広く好適に用いることができる。

本発明のＶＯＣガスの処理方法の一実施例を示すフロー図である。

符号の説明

１ 前処理槽
１１ 水洗スクラバー
１２ 接触材
１３ 底部の水槽
２ 生物処理槽
２１ 散水管
２２ 充填層
２３ 底部の水槽
３ スクリーン装置
４ 排気ファン
５ 水洗ポンプ
６ 移送ポンプ
７ 散水ポンプ
ａ 排気ガス
ｂ 前処理ガス
ｃ 処理ガス
ｄ 水洗水
ｅ 補給水
ｆ 栄養剤
ｇ 循環水
ｈ 排水

Claims (3)

1. 水溶性のＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物を付着させた担体を充填した生物処理槽に導いて生物分解するＶＯＣガスの処理方法において、生物処理槽の前段に水洗装置を設け、ＶＯＣガス中の水溶性成分の一部を水洗水中に溶解させるとともに、溶解したＶＯＣを含む水洗水を生物処理槽に送水して、水洗を施した前処理ガス中の他のＶＯＣ成分とともに微生物により生物分解することを特徴とするＶＯＣガスの処理方法。
2. 水洗水を生物処理槽に送水する前に、スクリーン装置により水洗水中の固形物を除去することを特徴とする請求項１記載のＶＯＣガスの処理方法。
3. 生物処理槽に、分解微生物を付着させた担体の充填層と、栄養剤を含む水を貯留する水槽と、担体の上から該水槽の水を散水する散水装置とを設けることを特徴とする請求項１又は２記載のＶＯＣガスの処理方法。

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