JP2008114169A

JP2008114169A - Ｖｏｃガスの処理方法

Info

Publication number: JP2008114169A
Application number: JP2006300354A
Authority: JP
Inventors: Teruhisa Yoshida; 輝久吉田; Yasuyuki Okuno; 泰幸奥野
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd; International Center for Environmental Technology Transfer
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd; International Center for Environmental Technology Transfer
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2008-05-22

Abstract

【課題】排水に伴って流出する栄養剤の量を最少限に抑えることにより、必要最少限の量の栄養剤を補給しながら安定かつ経済的な運転を行うようにしたＶＯＣガスの処理方法を提供すること。
【解決手段】ＶＯＣを含む排気ガスａ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１に導いて生物分解するＶＯＣガスの処理方法において、栄養剤を含む水を微生物に定期的に散水するとともに、過剰に増殖した微生物を担体から剥離させて処理槽１の底部の水槽１３に落下させ、水槽１３内の貯留水ｃをろ過装置４に導いて固液分離し、分離した固形物ｄを槽外に排出し、ろ過水ｅの全量又はその一部を生物処理槽１に返送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、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、排水に伴って流出する栄養剤の量を最少限に抑えることにより、必要最少限の量の栄養剤を補給しながら安定かつ経済的な運転を行うようにしたＶＯＣガスの処理方法に関するものである。

従来より、塗装工場、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良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、微生物量を保持するためには、死滅する微生物以上に増殖させる必要があるが、微生物は炭素源としてのＶＯＣ以外に窒素、リン等の微量の栄養源を必要とするため、栄養剤を溶解させた水を散水することで、微生物に供給している。
また、必要以上に微生物が増殖すると、充填した担体の隙間が減少して圧力損失が上昇し、ＶＯＣガスが流れにくくなるため、担体から微生物の一部を剥離させる必要がある。
通常、剥離した微生物や担体と担体の間に捕捉された固形物は、散水や担体充填層の洗浄運転を行うことによって底部の水槽へと落下させ、担体の目詰りを防止している。

ところで、微生物の増殖に伴って栄養剤が消費されることから、底部の水槽に栄養剤を補給する必要があるが、水槽内には余剰汚泥状の微生物や固形物が蓄積しているため、これらを排出する目的で、通常は栄養剤に加えて新たな水を補給することにより、オーバーフローさせている。
オーバーフローした排水には、本来排出すべき固形物に加えて栄養剤が含まれるため、栄養剤を無駄に消費することになる。
特に、ＶＯＣ濃度が高い時には、ＶＯＣ濃度に比例して栄養剤濃度を高くする必要があることから、上記排水に伴って排出される栄養剤も多くなって、ランニングコストが上昇するという問題点があった。

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、排水に伴って流出する栄養剤の量を最少限に抑えることにより、必要最少限の量の栄養剤を補給しながら安定かつ経済的な運転を行うようにした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、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、栄養剤を含む水を微生物に定期的に散水するとともに、過剰に増殖した微生物を担体から剥離させて処理槽底部の水槽に落下させ、該水槽内の貯留水をろ過装置に導いて固液分離し、分離した固形物を槽外に排出し、ろ過水の全量又は一部を生物処理槽に返送することを特徴とする。

この場合において、ろ過装置として、微細孔を有するスクリーン又はろ過膜を用いることができる。

本発明のＶＯＣガスの処理方法によれば、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、栄養剤を含む水を微生物に定期的に散水するとともに、過剰に増殖した微生物を担体から剥離させて処理槽底部の水槽に落下させ、該水槽内の貯留水をろ過装置に導いて固液分離し、分離した固形物を槽外に排出し、ろ過水の全量又は一部を生物処理槽に返送することから、栄養剤を無駄に排出することなく、栄養剤の消費によるランニングコストを低減するという効果を有する。

また、ろ過装置として、微細孔を有するスクリーン又はろ過膜を用いることにより、微生物を含む固形物と栄養剤を含むろ過水とを好適に固液分離することができる。

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、ＶＯＣを含む排気ガスａ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１に導いて生物分解するに際し、栄養剤を含む水を微生物に定期的に散水するとともに、過剰に増殖した微生物を担体から剥離させて生物処理槽１の底部の水槽１３に落下させ、該水槽１３内の貯留水ｃをろ過装置４に導いて固液分離し、分離した固形物ｄを槽外に排出し、ろ過水ｅの全量又はその一部を生物処理槽１に返送する。

具体的には、生物処理槽１の底部の水槽１３に落下した余剰汚泥や固形物を含む貯留水ｃを、攪拌しながら水面付近からオーバーフローさせるか、又は水槽１３の適切な位置からポンプで連続あるいは間欠的に引抜いてろ過装置４に導き、ろ過装置４に組込んだ微細孔を有するスクリーン又はろ過膜により固液分離を行い、分離した固形物ｄを槽外に排出し、栄養剤を含むろ過水ｅの全量又はその一部を生物処理槽１に返送する。

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２によって捕集され、排出された排気ガスａは、生物処理槽１へと導かれる。

生物処理槽１には、中央部に微生物を付着させた担体を充填した充填層１１と、上部にはスプレーノズルを配置した散水管１２とが設けられており、底部の水槽１３から散水ポンプ３により、水槽１３内部の貯留水を散水管１２まで送水する配管が配置されている。
微生物付着担体は、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、損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１１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１の近傍には、ろ過装置４及びろ過水槽５が設けられている。
ろ過装置４は、微細孔を有するスクリーンやろ過膜を組込んだもので、貯留水ｃを固形物ｄとろ過水ｅとに分離し、固形物ｄは系外に排出する。
ろ過水ｅは、下部のろ過水槽５に一時貯留した後、返送ポンプ６により、連続あるいは間欠的に生物処理槽１の底部の水槽１３へと返送する。

次に、図１を参照して、本実施例の作用について説明する。
排気ファン２により生物処理槽１の充填層１１の下部に送気された排気ガスａ中のＶＯＣは、充填層１１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１１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ｂ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３を稼動し、栄養剤を含む貯留水ｃを散水管１２から散水する。
貯留水ｃに含まれる栄養剤は、微生物によるＶＯＣの分解及び微生物の増殖に伴って消費されるため、別の配管から栄養剤及び補給水ｆを底部の水槽１３へと供給する必要がある。

一方、分解微生物が担体に十分蔓延した状態からは、増殖した微生物によって担体の間隙が塞がり、圧力損失が上昇して排気ガスが流れにくくなるため、定期的に担体表面の微生物の余剰分を除去することで担体間隙の目詰りを防止する。
そのための方法は、図では省略しているが、担体の充填層１１内に機械的な攪拌装置を設けたり、充填層１１内にノズルを設けて圧力水を噴射したり、あるいは充填層に底板を設けて水を所定の水位まで満たして溜洗いするなどの構造とする必要がある。
これにより、担体から剥離した微生物や、担体間隙に捕捉された固形物を、底部の水槽１３へと落下させる。
そのため、底部の水槽内の固形物濃度は徐々に高くなり、これを放置しておくと、水槽内で有機物が腐敗したり、散水ポンプや散水管、ノズル等が詰まるおそれがあることから、固形物の除去運転を行う。

図では省略しているが、底部の水槽１３内に攪拌機又はエア攪拌用の散気管を設け、余剰汚泥や固形物を含む貯留水を攪拌しながら水面付近からオーバーフローさせるか、又は水槽１３の適切な位置からポンプで連続あるいは間欠的に引抜いてろ過装置４へと導く。
そして、ろ過装置４に組込んだ微細孔を有するスクリーン又はろ過膜を用いて、水位差や圧力差により、固液分離を行う。
分離した汚泥等の固形物ｄは槽外に排出し、栄養剤を含むろ過水ｅは全量又はその一部を生物処理槽１の底部の水槽１３へと返送する。

以上により、本実施例のＶＯＣガスの処理方法は、生物処理槽１の底部の水槽１３に落下した余剰汚泥や固形物を含む貯留水ｃをろ過装置４に導き、該ろ過装置４により固液分離を行って、分離した固形物ｄを槽外に排出し、栄養剤を含むろ過水ｅを生物処理槽１に返送するため、栄養剤を無駄に排出することなく、栄養剤の消費によるランニングコストを低減するという効果を有する。
また、余剰汚泥などの固形物を排出することで、運転中に水槽１３内の有機物が腐敗して悪臭を発生する等のトラブルを防止することができ、適切な水分と栄養剤を供給しながら、所望の微生物量を保持して運転できるため、安定した処理性能を維持できるという効果を有する。

また、ろ過装置４として、微細孔を有するスクリーン又はろ過膜を用いることにより、微生物を含む固形物と栄養剤を含むろ過水とを好適に固液分離することができる。

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、排水に伴って流出する栄養剤の量を最少限に抑えることにより、必要最少限の量の栄養剤を補給しながら安定かつ経済的な運転を行えるという特性を有していることから、微生物によるＶＯＣガスの処理方法の用途に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生物処理槽
１１充填層
１２散水管
１３底部の水槽
２排気ファン
３散水ポンプ
４ろ過装置
５ろ過水槽
６返送ポンプ
ａ排気ガス
ｂ処理ガス
ｃ貯留水
ｄ固形物
ｅろ過水
ｆ栄養剤及び補給水

Claims

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、栄養剤を含む水を微生物に定期的に散水するとともに、過剰に増殖した微生物を担体から剥離させて処理槽底部の水槽に落下させ、該水槽内の貯留水をろ過装置に導いて固液分離し、分離した固形物を槽外に排出し、ろ過水の全量又は一部を生物処理槽に返送することを特徴とするＶＯＣガスの処理方法。
ろ過装置として、微細孔を有するスクリーン又はろ過膜を用いることを特徴とする請求項１記載のＶＯＣガスの処理方法。