JP2009207961A - Ｖｏｃガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過剰に増殖した微生物を剥離機構を設けることなく剥離するとともに、微生物の増殖による圧力損失の過剰な増加を防止し、長期間安定した性能を維持することができるＶＯＣの処理装置を提供すること。
【解決手段】ＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物が付着した担体４を設けた生物処理槽１に導いて生物分解するＶＯＣガス処理装置において、微生物の担体４を紐又は棒状に形成し、担体４を生物処理槽１の上部から所定間隔で多数吊り下げる。
【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（本明細書において、「ＶＯＣガス」という場合がある。）を生物処理するＶＯＣガス処理装置に関し、特に、過剰に増殖した微生物を剥離機構を設けることなく剥離するとともに、微生物の増殖による圧力損失の過剰な増加を防止し、長期間安定した性能を維持することができるＶＯＣガス処理装置に関するものである。

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、この燃焼法では、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、この担体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。

ところで、このようなＶＯＣガス処理装置を長期間運転し、微生物が過剰に増殖すると、担体気孔の閉塞や担体間の空隙の減少により圧力損失が上昇したり、空気の偏流現象が発生するため、動力消費が増加したり、ガスが通過せず処理に寄与しない場所が発生し有効処理容積が減少するといった問題があった。
この問題に対し、従来は、散水することによって担体充填層の洗浄運転を行ったり、装置内に設置された攪拌機により担体を攪拌することにより、余剰に発生した微生物を担体より剥離させ、装置の底部に配設した水槽に落下させ、担体の目詰まりを防止していた。

しかしながら、この従来のＶＯＣガス処理装置では、攪拌機を運転しても、担体充填槽内の担体全てを十分に攪拌することができず、担体層全体を有効に利用できない場合が多く、また、攪拌機を設置する必要があるため、その分製作費用が高価になっていた。
また、多数の担体を積み付けて充填する方式では、圧力損失の過剰な増加を防止するため、充填高さには限界があり、従って自然と装置の構造も制限され、十分な設置スペースがない場所への設置が困難な場合があった。

本発明は、上記従来のＶＯＣガス処理装置が有する問題点に鑑み、過剰に増殖した微生物を剥離機構を設けることなく剥離するとともに、微生物の増殖による圧力損失の過剰な増加を防止し、長期間安定した性能を維持することができるＶＯＣの処理装置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ガス処理装置は、ＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物が付着した担体を設けた生物処理槽に導いて生物分解するＶＯＣガス処理装置において、微生物の担体を紐又は棒状に形成し、該担体を生物処理槽の上部から所定間隔で多数吊り下げたことを特徴とする。

この場合において、生物処理槽に、吊り下げた担体の下部と接するように水を貯留することができる。

本発明のＶＯＣガス処理装置によれば、ＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物が付着した担体を設けた生物処理槽に導いて生物分解するＶＯＣガス処理装置において、微生物の担体を紐又は棒状に形成し、該担体を生物処理槽の上部から所定間隔で多数吊り下げることから、重力や槽内を通過するガスの流れの作用により、余剰菌は担体から自然と剥離するため、攪拌機等による余剰菌の剥離機構を特に設置しなくても、過剰に圧力損失が増加することを防止することができる。
また、担体を積み付けていく従来のＶＯＣガス処理装置では、担体層の厚さが増すほど圧力損失が増大してしまうため、担体層の厚さに制限があり、そのため装置の構造も制約されていたが、本発明のＶＯＣガス処理装置では、槽内に吊り下げる担体の間隔を広く設置することで、担体に付着する微生物が増殖してもガスの通路は確保されるため、生物処理槽が閉塞することはなく、また、担体の設置距離を長くすることもできるため、例えば、配管やダクト内部を生物処理槽として利用することも可能である。
その場合には、単位体積あたりに設置できる担体の数が少なく、処理装置の体積あたりの効率が低下することも考えられる。
しかし、従来の担体積み付け方式では、目詰まりによりガスが通過する場所に偏りが生じ、全く処理に寄与していない担体が多数発生する場合があるのに対し、本発明では、担体に付着する微生物量に関係なく、全担体表面にガスが確実に接触できるため、処理効率の急激な低下等がなく安定した排ガス処理をすることができる。

また、生物処理槽に、吊り下げた担体の下部と接するように水を貯留することにより、この水を介して、微生物に水分や栄養剤を補給したり、過剰に増殖し担体表面から剥離した微生物を系外に排出することができる。

以下、本発明のＶＯＣガス処理装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１に、本発明のＶＯＣガス処理装置の一実施例を示す。
塗装工場等のＶＯＣ発生源から排出された排気ガスａは、排気ファン２によって捕集され、生物処理槽１へと導かれる。
生物処理槽１の内部には、微生物を付着させた多数の紐又は棒状の担体４が所定間隔で吊り下げられており、該担体４の上には、スプレーノズルを配置した散水管７が設けられている。
生物処理槽１の下部には、栄養剤を含んだ循環水ｃが担体４の下部に接するように満たされており、生物処理槽１には、この循環水ｃを散水ポンプ３で散水管７まで送水する配管が付設されている。

微生物を付着する担体４は、セラミックやプラスチック、合成繊維等を生物処理槽１内に吊り下げられる形状に細長く加工したものであれば、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、担体４を設置する距離（面積）は、通気性や生物付着量、要求される処理性能、ＶＯＣガス処理装置の設置可能スペース等を考慮して自由に選択できる。
また、生物処理槽１の近傍には、栄養剤注入装置として、栄養剤注入ポンプ５と栄養剤貯留タンク６、及び貯留タンク６から生物処理槽１へと栄養剤ｄを注入する配管が設けられている。

次に、本実施例の作用について説明する。
図１において、排気ファン２により生物処理槽１の流入口に送気された排気ガスａ中のＶＯＣは、槽内に吊り下げられた担体４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４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、生物処理槽１の出口へ向かって流れるにつれて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４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ｄを含む循環水ｃを散水管７から散水する。
また、細い繊維を編みこんだ担体４を使用した場合は、担体長さが数ｃｍ程度であれば、毛細管現象により散水しなくても栄養剤と水分を補給することができる。

また、担体４から剥離した余剰菌は、生物処理槽１から排水ｆとして系外に排出される。
このような排水や水の蒸発により、生物処理槽１の水位が低下するため、補給水ｅとして水が補給される。
本実施例においては、重力や生物処理槽１内を通過するガスの流れの作用により、過剰に増殖した微生物は担体４より剥離される。
また、ガスの流れや担体４の下部に接している水の流れにより、吊り下げられた担体４が振動し、近接する他の担体４と接触したときなどにも、担体４からの微生物の剥離が起きる。

以上により、本実施例のＶＯＣガス処理装置は、通常のＶＯＣ処理の過程で、余剰菌は担体４の表面より自然と剥離されるため、圧力損失の増加を抑えるために攪拌機等の余剰菌の剥離機構を設置する必要がなく、装置の構成を簡略化するとともに、継続して安定した排ガス処理をすることができる。
また、ＶＯＣガス処理装置の形状を比較的自由にできるため、設置スペースに応じた設計をすることが可能である。

以上、本発明のＶＯＣガス処理装置について、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、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ガス処理装置は、過剰に増殖した微生物を剥離機構を設けることなく剥離するとともに、微生物の増殖による圧力損失の過剰な増加を防止し、長期間安定した性能を維持できることから、攪拌機等の余剰微生物を剥離する駆動部を省略したＶＯＣガス生物処理装置として広く好適に用いることができる。

本発明のＶＯＣガス処理装置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
２ 排気ファン
３ 散水ポンプ
４ 担体
５ 栄養剤注入ポンプ
６ 栄養剤貯留タンク
７ 散水管
ａ 排気ガス
ｂ 処理ガス
ｃ 循環水
ｄ 栄養剤
ｅ 補給水
ｆ 排水

Claims (2)

1. ＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物が付着した担体を設けた生物処理槽に導いて生物分解するＶＯＣガス処理装置において、微生物の担体を紐又は棒状に形成し、該担体を生物処理槽の上部から所定間隔で多数吊り下げたことを特徴とするＶＯＣガス処理装置。
2. 生物処理槽に、吊り下げた担体の下部と接するように水を貯留したことを特徴とする請求項１記載のＶＯＣガス処理装置。

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