JP2010201314A - 排ガスの処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機ハロゲン化合物を長期間安定して効率的に処理することができる排ガスの処理方法及び装置を提供する。
【解決手段】有機ハロゲン化合物を含有する排ガスを、排ガス配管１２を介して、ガス処理塔２４に供給して、有機ハロゲン化合物を分解する分解微生物が担体６４に担持された微生物層２５と接触させることで、有機ハロゲン化合物を生物学的に除去する。このとき、散布管２６から液体７６を散布して、微生物層２５を湿潤させた状態で排ガス処理を行う。微生物層２５に散布された液体７６は、ガス処理塔２４の底部のタンク２８に回収される。タンク２８には、タンク２８内の液体７６中の分解微生物（担体６４から剥がれ落ちたバイオフィルム）を捕集する捕集材６６が設けられている。捕集材６６により分解微生物が除去された液体７６は、散布管２６に循環され、再び微生物層２５に散布される。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ハロゲン化合物を含有する排ガスの処理方法及び装置に係り、特に微生物を用いて有機ハロゲン化合物を生物学的に分解処理する排ガスの処理方法及び装置に関する。

工場等から大気に排出される有機ハロゲン化合物、例えばジクロロメタン（ＤＣＭ）を含有する排ガスを処理する方法としては、排ガスを燃焼して無害化する方法、活性炭塔にガスを通過させて活性炭に吸着させる方法等が一般的に知られている。

しかし、排ガスを燃焼する方法は補助燃料等を必要としランニングコストが高くなると共に、活性炭吸着方法は定期的に活性炭を交換しなくてはならずメンテナンス上の問題がある。

一方、特許文献１には、有機ハロゲン化合物ではないが、揮発性有機化合物や無機悪臭物質を含有する排ガスを、揮発性有機化合物を分解する微生物が担体に担持された微生物層を有するガス処理塔により処理する方法が開示されている。この方法は、ガス処理塔内の微生物層に排ガスを接触させることで、排ガス中の揮発性有機化合物を生物学的に処理するものである。

また、特許文献２には、ジクロロメタンを特異的に分解する微生物を用いて、廃水中のジクロロメタンを生物学的に処理する方法が開示されている。特許文献２にはジクロロメタンを特異的に分解する微生物として、Hyphomicrobium sp. DM2、Methylobacterium sp. DM4、Pseudomonas sp.DM5Rが記載されている。

特許文献１及び２に記載された生物学的な処理方法は、排ガスを燃焼する方法や活性炭に吸着する方法に比べてランニングコストやメンテナンスの点で有利である。

特開２０００−２２５３１４号公報 ＷＯ９３／２２２４７号公報

しかしながら、生物学的な処理方法により連続的に排ガスを処理すると、担体に担持された微生物が次第に増殖して、担体表面にバイオフィルム（生物膜）を形成する。このバイオフィルムは、ある程度の厚さに成長すると、担体表面から剥がれ落ちて、微生物層の閉塞（目詰まり）の原因となるため、排ガス処理運転を長期にわたって安定して行うことは難しい。

また微生物層が、担体から剥がれ落ちたバイオフィルムにより閉塞を起こして、微生物層における排ガスの通気路が少なくなると、圧力損失が大きくなるだけでなく、排ガスと担体との接触面積が減少してしまい、効率的に排ガス処理を行うことができない。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、有機ハロゲン化合物を長期間安定して効率的に処理することができる排ガスの処理方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明に係る排ガスの処理方法は、有機ハロゲン化合物を含有する排ガスの処理方法であって、前記有機ハロゲン化合物を分解する分解微生物が担体に担持された微生物層に前記排ガスを接触させて、前記排ガスに含まれる前記有機ハロゲン化合物を分解処理する工程と、前記微生物層を湿潤させる液体を、散布手段により前記微生物層に散布する工程と、前記微生物層に散布された前記液体をタンクに回収する工程と、前記タンク内に設けられた捕集材により、前記タンク内の前記液体中の前記分解微生物を捕集する工程と、前記分解微生物が捕集された前記液体を前記タンクから前記散布手段に循環させる工程とを含むことを特徴とする。

上記排ガスの処理方法によれば、担体から剥がれ落ちた分解微生物（バイオフィルム）を液体とともにタンクに回収して、タンク内の液体中の分解微生物を捕集材により捕集することで、微生物層の閉塞を防止することができる。また、微生物層における排ガスの通気路を確保することで、圧力損失の増大を防止するとともに、排ガスと担体との接触面積の減少を防止することができる。これにより、排ガス処理運転を長期間安定して効率的に行うことができる。

なお、排ガス処理の対象である有機ハロゲン化合物としては、例えば、工場等において溶剤として一般的に使用される難分解性のジクロロメタンを挙げることができる。排気ガス中のジクロロメタンを効率的に除去することは大気汚染防止の観点から重要である。

上記排ガスの処理方法において、前記液体は前記分解微生物の培養液であることが好ましい。

ガス処理塔の微生物層に分解微生物の培養液を供給することで、分解微生物を活性化して、有機ハロゲン化合物の分解性能を向上させることができる。

この場合、前記培養液は、窒素濃度が１００ｐｐｍ以上４０００ｐｐｍ以下であり、リン濃度が１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。

上記濃度範囲の窒素及びリンを含む培養液を微生物層に供給することで、分解微生物を効果的に活性化させることができる。

上記排ガスの処理方法において、前記担体は、活性炭を主成分として含むことが好ましい。

分解微生物との親和性が高い活性炭を主成分とする担体を用いることで、有機ハロゲン化合物を効率的に分解することができる。

上記排ガスの処理方法において、前記分解微生物は、ハイホマイクロビウム（Hyphomicrobium）属の微生物を含むことが好ましい。

これにより、ジクロロメタンに代表される難分解性の有機ハロゲン化合物を効率的に分解することができる。

本発明に係る排ガスの処理装置は、有機ハロゲン化合物を含有する排ガスの処理装置であって、前記有機ハロゲン化合物を分解する分解微生物が担体に担持された微生物層を有するガス処理塔と、前記ガス処理塔に前記排ガスを供給するガス供給手段と、前記微生物層を湿潤させる液体を前記微生物層に散布する散布手段と、前記微生物層に散布された前記液体を回収するタンクと、前記タンク内に設けられ、前記タンク内の前記液体中の前記分解微生物を捕集する捕集材と、前記液体を前記タンクから前記散布手段に循環させる循環ポンプとを備えることを特徴とする。

上記排ガスの処理装置において、前記液体は前記分解微生物の培養液であることが好ましい。

この場合、前記培養液は、窒素濃度が１００ｐｐｍ以上４０００ｐｐｍ以下であり、リン濃度が１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。

前記排ガスの処理装置において、前記担体は、活性炭を主成分として含むことが好ましい。

前記排ガスの処理装置において、前記分解微生物は、ハイホマイクロビウム（Hyphomicrobium）属の微生物を含むことが好ましい。

本発明によれば、担体から剥がれ落ちた分解微生物を液体とともにタンクに回収して、タンク内の液体中の分解微生物を捕集材により捕集することで、微生物層の閉塞を防止することができる。また、微生物層における排ガスの通気路を確保することで、圧力損失の増大を防止するとともに、排ガスと担体との接触面積の減少を防止することができる。これにより、排ガス処理運転を長期間安定して効率的に行うことができる。

排ガス処理装置の一例を示す構成図である。 図１に示す排ガス処理装置に、前処理手段の第１例を組み合わせた構成を示す図である。 図１に示す排ガス処理装置に、前処理手段の第２例を組み合わせた構成を示す図である。 図１に示す排ガス処理装置に、前処理手段の第３例を組み合わせた構成を示す図である。 図１に示す排ガス処理装置に、前処理手段の第４例を組み合わせた構成を示す図である。 培養液の成分組成の一例を示す図である。 実施例における実験条件と結果とを示す表である。

以下、本発明の実施形態に係る排ガスの処理方法及び装置について説明する。

なお、本発明における有機ハロゲン化合物としては、例えばジクロロメタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トランス−１,２−ジクロロエチレン、シス−１,２−ジクロロエチレン、四塩化炭素、クロロエタン、クロロホルム、塩化ビニル、１,１−ジクロロエタン、１,２−ジクロロエタン、１,２−ジクロロプロパン、ジクロロブロモエチレン、１,１,１−トリクロロエタン、ブロモジクロロメタン、クロロジブロモメタン、ブロモホルムなどが挙げられるが、本実施の形態ではジクロロメタンの例で以下に説明する。

図１は、排ガス処理装置の一例を示す構成図である。なお、ジクロロメタンを分解する分解微生物をＤＣＭ分解微生物と言うことにする。

図１に示すように、ジクロロメタンを含有する排ガスは、排ガス配管１２を流れてガス処理塔２４の下部に供給される。ガス処理塔２４の高さ方向中央部には、ジクロロメタンを分解するＤＣＭ分解微生物が担体６４に担持されたＤＣＭ微生物層２５が設けられる。ＤＣＭ微生物層２５の下面に簀の子や金網等の多孔性部材を設けることで、ＤＣＭ微生物層２５を保持することができる。ＤＣＭ分解微生物としては、ハイホマイクロビウム（Hyphomicrobium）属の微生物を好適に使用することができ、ハイホマイクロビウム（Hyphomicrobium）属の微生物を含むコンソーシアム（複数菌の集合体）を使用することが好ましい。

担体６４に担持されるＤＣＭ分解微生物は、純粋培養したものでもよいが通常はＤＣＭ分解微生物を含有する活性汚泥を使用すると簡便である。例えば、ジクロロメタンを含有する廃水を処理する処理場の活性汚泥、土壌、湖沼の底泥等を用いてＤＣＭ分解微生物を培養した汚泥を好適に使用することができる。

ＤＣＭ分解微生物を担持する担体６４としては、表面積が大きく微生物が担持され易い性質、ＤＣＭ分解微生物と親和性を有する性質のものであることが好ましい。例えば、活性炭や、活性炭と微生物に対して親和性を有するプラスチックとのコンパウンド等のように活性炭をベース材料とした担体が好適である。具体的には、生物親和性の高いＰＶＡ（ポリビニルアルコール）のスポンジを基幹としたマイクロブレスＨＧＢ１０やマイクロブレスＨＬＬ１０（アイオン（株）製）、同様に生物親和性のＰＶＡを原料としたクラゲール（（株）クラレ製）、多孔質プラスチックと活性炭のコンパウンド担体であるＡＣＰ担体やＢＣＰ担体（デンカエンジニアリング（株）製）、活性炭繊維を加工したアドールＦＭＩ（ユニチカ（株）製）を好適に採用できる。

排ガス配管１２からガス処理塔２４の内部に供給された排ガス中のジクロロメタンは、ＤＣＭ微生物層２５において、二酸化炭素と水と塩酸（塩化物イオン）とに分解除去される。ＤＣＭ微生物層２５においてジクロロメタンが除去された排ガスは、ガス処理塔２４の頂部に設けられた処理配管３４から排出される。

なお、排ガス処理を長時間行うと、担体６４に担持された微生物が増殖して、担体６４の表面にバイオフィルム（生物膜）が形成される。バイオフィルムは、ある程度の厚さになると、担体６４から自然に剥がれ落ちることもあるが、定期的に担体６４の表面から剥離することが好ましい。例えば、図１に示すように、ＤＣＭ微生物層２５内に攪拌翼６０を設けて、担体６４を攪拌して互いに擦ることにより、バイオフィルムを剥離してもよい。このように、バイオフィルムを担体６４から定期的に剥離することで、ＤＣＭ微生物層２５に排ガスの通気路を確保することができる。

ＤＣＭ微生物層２５の上面にも簀の子又は金網等の多孔性部材を設けて、ＤＣＭ微生物層２５が一定の層厚みになるようにすることにより、ＤＣＭ微生物層２５の担体６４の密度を調整することも好ましい。これにより、排ガスがＤＣＭ微生物層２５を通気する通気抵抗が小さく、且つ排ガスが生物膜に効率的に接触されるように担体密度を保持することができる。

ガス処理塔２４の頂部には散布管２６が設けられると共にガス処理塔２４の底部にはＤＣＭ微生物層２５を湿潤させる液体７６が貯留されるタンク２８が設けられる。図１には、ガス処理塔２４の内部にタンク２８を設けた例を示しているが、タンク２８はガス処理塔２４の外部に別体として設けてもよい。

散布管２６とタンク２８とは、循環配管３０により連結されると共に、循環配管３０には循環ポンプ３２が設けられる。これにより、タンク２８に貯留された液体７６が散布管２６からＤＣＭ微生物層２５に散布され、ＤＣＭ微生物層２５において、ＤＣＭ分解微生物の生存に必要な湿潤環境が作られる。

ＤＣＭ微生物層２５に散布される液体７６は、水を含有するものであれば特に限定されないが、ＤＣＭ分解微生物の培養液であることが好ましい。ＤＣＭ分解微生物の培養液の組成としては、炭素、窒素、リンを主成分とした組成のものを使用することができる。かかる培養液中の成分として特に窒素濃度を１００ｐｐ以上４０００ｐｐｍ以下とし、リン濃度を１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。これは、培養液中の窒素濃度を１００ｐｐ以上４０００ｐｐｍ以下とし、リン濃度を１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下とすることが、分解微生物の活性化に重要だからである。より好ましい培養液中の窒素濃度は２００ｐｐ以上３０００ｐｐｍ以下であり、特に好ましい培養液中の窒素濃度は３００ｐｐ以上２０００ｐｐｍ以下である。また、より好ましい培養液中のリン濃度は１５０ｐｐ以上２０００ｐｐｍ以下であり、特に好ましい培養液中のリン濃度は２００ｐｐ以上１０００ｐｐｍ以下である。

またタンク２８には、ＤＣＭ微生物層２５から、担体６４から剥がれ落ちたバイオフィルムを含む液体７６が流れ込む。バイオフィルムを含む液体７６が循環されて、散布管２６から散布されると、ＤＣＭ微生物層２５の閉塞（目詰まり）の原因となる。そこで、本実施形態では、担体６４から剥がれ落ちたバイオフィルムを捕集する捕集材６６をタンク２８に設けている。これにより、タンク２８内の液体７６からバイオフィルムを除去して、ＤＣＭ微生物層２５の閉塞を防止することで、ＤＣＭ微生物層２５における圧力損失の上昇を抑えることができる。またＤＣＭ微生物層２５における排ガスの通気路がバイオフィルムにより閉塞されることを防止することで、排ガスと担体６４との接触面積の減少を抑えて、排ガス処理の効率を維持することができる。このように、担体６４から剥がれ落ちたバイオフィルムを捕集する捕集材６６をタンク２８内に設けることで、排ガス処理運転を長期間安定して効率的に行うことができる。

タンク２８の捕集材６６は、バイオフィルムを捕集可能なものであれば特に限定されないが、バイオフィルムを構成するＤＣＭ分解微生物との親和性が高い材質のものを用いることが好ましい。例えば、活性炭や、活性炭と微生物に対して親和性を有するプラスチックとのコンパウンド等のように活性炭をベース材料とした担体が好適である。具体的には、生物親和性の高いＰＶＡ（ポリビニルアルコール）のスポンジを基幹としたマイクロブレスＨＧＢ１０やマイクロブレスＨＬＬ１０（アイオン（株）製）、同様に生物親和性のＰＶＡを原料としたクラゲール（（株）クラレ製）、多孔質プラスチックと活性炭のコンパウンド担体であるＡＣＰ担体やＢＣＰ担体（デンカエンジニアリング（株）製）、活性炭繊維を加工したアドールＦＭＩ（ユニチカ（株）製）を好適に採用できる。

なお、捕集材６６は、ＤＣＭ微生物層２５の担体６４と異なるものを用いてもよいし、担体６４と同じものを用いてもよい。担体６４と同じものを捕集材６６として用いる場合、ＤＣＭ分解微生物が固定された捕集材６６が得られるので、これをＤＣＭ微生物層２５の担体６４として再利用することができる。これにより、担体６４の作製時におけるＤＣＭ分解微生物の培養の手間を省くことができる。

また排ガス処理を長期間継続すると、捕集材６６のバイオフィルム捕集能力が低下するため、定期的に排出弁７２を開いて、ガス処理塔２４の底部から捕集材６６を抜き取って、新しいものと交換することが好ましい。

次に、上記構成のガス処理塔２４に、排ガス中のジクロロメタン以外の夾雑ガス成分を除去する前処理手段を組み合わせた態様を説明する。これは、ガス処理塔２４での生物分解処理を行う前に、排ガス中に含有されるジクロロメタン以外の夾雑ガス成分を前処理手段で除去するように処理装置を構成したものである。これにより、ＤＣＭ分解微生物が夾雑ガス成分による悪影響を受けることがないので、高い処理効率で且つ長時間の安定処理を一層向上させることができる。

［前処理手段の第１例］
図２は、図１に示す排ガスの処理装置に前処理手段の第１例を組み合わせた概念図であり、前処理手段としてスクラバー塔を設けた場合である。

図２に示すように、ジクロロメタンを含有する排ガスは、排ガス配管１２を流れて先ずスクラバー塔１４の下部に供給される。一方、スクラバー塔１４の上部には散布管１６が設けられ、スクラバー塔１４内を上昇する排ガスに対して水が散布される。散布された水はスクラバー塔１４の底部に溜まり、循環配管１８及び循環ポンプ２０により再び散布管１６に循環される。これにより、排ガスと水とが気液接触する前処理工程が行われ、排ガス中に含有されるジクロロメタン以外の夾雑ガス成分のうち水溶性の夾雑ガス成分（メタノール、エタノール等）が水中に溶解されて除去又は低減される。この場合、散布管１６から散布する水としてアルカリ性の水又は酸性の水を散布することにより、夾雑ガス成分中の有機酸や有機塩基のような酸性成分やアルカリ性成分を効果的に除去することができる。また、排ガスと水との気液接触効率を高めるために、スクラバー塔１４の高さ方向中央部に、ラシヒリングを充填したラシヒリング層（不図示）を設けることが好ましい。なお、スクラバー塔１４による排ガスの水洗浄を継続すると、スクラバー塔１４の底部に溜まった水の夾雑ガス成分濃度が高くなるので、水を定期的に交換または補充等で連続希釈するための手段を付設することが好ましい。

夾雑ガス成分としては、工業的に通常使用される有機化合物を挙げることができる。例えば、メタノール，エタノール，フェノール等のアルコール類、エチルアミン，アニリン等のアミン類、アセトン，メチルエチルケトン等のケトン類、ホルムアルデヒド，アセトアルデヒド等のアルデヒド類、メチルエチルエーテル，ジエチルエーテル等のエーテル類、ギ酸，酢酸等のカルボン酸類、及びメタンエタン，エチレン，ベンゼン等の炭化水素類を挙げることができる。

次に、スクラバー塔１４で前処理工程を行った前処理ガスは、スクラバー塔１４の頂部から排出され、配管２２を流れてガス処理塔２４の下部に供給され、ＤＣＭ分解微生物を利用した生物分解処理が行われる。ガス処理塔２４では、既に説明したように、タンク２８内の液体７６には捕集材６６が設けられているため、タンク２８内の液体７６からバイオフィルムを除去することで、排ガス処理運転を長期間安定して効率的に行うことができる。

以上説明したように、ガス処理塔２４での生物分解処理工程の前段に前処理工程を設けて排ガスを多段処理することにより、ＤＣＭ分解微生物のジクロロメタンに対する分解性能を向上させることができると共に分解性能の経時低下を小さくすることができる。したがって、高い処理効率で且つ長時間のメンテナンスフリー運転が可能となるので、ジクロロメタンを効率的且つ経済的に処理することができる。

ジクロロメタン以外の夾雑ガス成分を除去する前処理工程を行うことでＤＣＭ分解微生物のジクロロメタンに対する分解性能を向上させることができる理由は、次の３つの理由であると考察される。

（１）ジクロロメタンは難分解性の化合物であるため、排ガス中にジクロロメタン以外の夾雑ガス成分が多く存在すると、ＤＣＭ分解微生物がジクロロメタンよりも分解し易い易分解性の化合物である例えばメタノール、エタノール等の夾雑ガス成分を分解してしまい、本来分解しなくてはならないジクロロメタンの分解率が低下する。

（２）夾雑ガス成分がＤＣＭ分解微生物の代謝に悪影響を及ぼすために、ＤＣＭ分解活性が低下する。

（３）夾雑ガス成分を栄養源として代謝するＤＣＭ分解微生物以外の雑微生物が優先繁殖し易くなるため、ＤＣＭ分解微生物の菌濃度が低下して分解性能が低下する。

上記（１）〜（３）はジクロロメタンで説明したが、上記した他の有機ハロゲン化合物についても同様である。

［前処理手段の第２例］
図３は、前処理手段の第２例を備えた排ガス処理装置１０の場合である。なお、第１例と同じ部材や装置は同符号を付して説明する。

図３の排ガス処理装置１０は、前処理手段として水槽３６を設けた場合であり、その他は図１と同様である。図３に示すように、ジクロロメタンを含有する排ガスは、排ガス配管１２を流れて水槽３６内に貯留された水中に供給される。これにより、排ガスは気泡となって水中を上昇し、水槽３６内上部のヘッドスペース部３８に溜まる。したがって、排ガスと水とが気液接触する前処理工程が行われ、排ガス中に含有されるジクロロメタン以外の水溶性の夾雑ガス成分が水中に溶解されて除去又は低減される。この第２例の場合も、水槽３６内に貯留された水としてアルカリ性の水又は酸性の水を使用することが好ましい。

水槽３６において前処理工程が行われた前処理ガスは、配管２２を流れてガス処理塔２４に送られ、ＤＣＭ分解微生物を利用した生物分解処理が行われる。

［前処理手段の第３例］
図４は、前処理手段の第３例を備えた排ガスの処理装置１０の場合であり、前処理手段として夾雑ガス成分を生物学的に除去するための前処理塔４０を設けた場合である。

前処理塔４０の高さ方向中央部には、排ガス中に含まれる夾雑ガス成分を分解する複合微生物が担体６８に担持された複合微生物層４２が設けられる。担体６８に担持される複合微生物として、夾雑ガス成分を構成する主たる化合物を予め検出して、検出した化合物を分解可能な微生物同士を寄せ集めたものを使用することが好ましい。具体的には、夾雑ガス成分を構成する主たる化合物の１つ又は複数を含有する廃水処理場の活性汚泥や、夾雑ガス成分が排気される工場周辺の土壌等を採取して分解微生物を培養し、担体６８に担持する方法を採用できる。

複合微生物層４２の担体６８は、担持される複合微生物との親和性が高いものを使用することが好ましい。また、複合微生物層４２の担体６８は、ＤＣＭ微生物層２５の担体６４と同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。

また、前処理塔４０の上部には散布管４４が設けられ、散布管４４と前処理塔４０底部の貯留タンク部４６との間が循環配管４８で連結されると共に、循環配管４８には循環ポンプ５０が設けられる。散布管４４からは複合微生物層４２を湿潤させるための液体７８（水又は複合微生物の培養液）が散布される。

なお、複合微生物層４２に排ガスの通気路を確保する観点から、ガス処理塔２４と同様に、担体６８の表面に形成されるバイオフィルムを定期的に剥離するための攪拌翼６２を設けることが好ましい。さらに、複合微生物層４２の閉塞を防止する観点から、担体６８から剥がれ落ちたバイオフィルムを捕集する捕集材７０を貯留タンク部４６に設けることが好ましい。

上記の如く構成された前処理手段の第３例によれば、ジクロロメタンを含有する排ガスは、排ガス配管１２を流れて前処理塔４０の下部に供給される。前処理塔４０に供給された排ガスは複合微生物層４２を通気する際に複合微生物と接触して排ガス中の夾雑ガス成分を生物分解する前処理工程が行われる。

前処理塔４０において前処理工程が行われた前処理ガスは、配管２２を流れてガス処理塔２４に送られ、ＤＣＭ分解微生物を利用した生物分解処理が行われる。

［前処理手段の第４例］
図５は、前処理手段の第４例を備えた排ガスの処理装置１０の場合であり、前処理手段として１段目に水槽３６を設け、２段目に前処理塔４０を設けた場合である。１段目の水槽３６による水溶性の夾雑ガス成分の除去は前処理手段の第２例と同様であり、２段目の前処理塔４０による夾雑ガス成分の複合微生物による除去は前処理手段の第３例と同様であるので、ここでの説明は省略する。符号５２は水槽３６と前処理塔４０とをつなぐ配管である。

このように、前処理手段として、水槽３６と前処理塔４０との両方を設けて予め排ガス中の夾雑ガス成分を水洗浄と複合微生物との両方で処理することで、単独で用いる場合に比べてガス処理塔２４に供給される前処理ガス中の夾雑ガス成分濃度を一層低減することができる。

前処理工程で処理された前処理ガスは、配管２２を流れてガス処理塔２４に供給され、ＤＣＭ分解微生物を利用した生物分解処理が行われる。

これにより、ＤＣＭ分解微生物のジクロロメタンに対する分解性能を一層向上させることができると共に分解性能の経時低下を小さくすることができる。

なお、第４例では前処理工程の１段目に水槽３６を設け、２段目に前処理塔４０を設けたが、１段目に前処理塔４０を設け、２段目に水槽３６を設けてもよい。また、第４例では水槽３６の例で説明したが、水槽３６に代えてスクラバー塔１４を設けてもよいことは言うまでもない。

なお、本実施の形態では、有機ハロゲン化合物の一例として、ジクロロメタンの例で説明したが、本発明が他の有機ハロゲン化合物を含有する排ガスにも適用できることは言うまでもない。また、他の有機ハロゲン化合物を含有する排ガスの場合、除去したい有機ハロゲン化合物が存在する土壌、廃水汚泥、湖沼の底泥等を採取して培養することで、分解微生物を得ることができる。

以下に、本発明に係る排ガスの処理方法及び装置の実施例を、ジクロロメタンの例で説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

本実施例では、排ガス（試料ガス）中のジクロロメタンをＤＣＭ分解微生物で分解するガス処理塔２４において、捕集材６６によるバイオフィルム捕集の効果を調べた。なお、前処理手段は使用せずにガス処理塔２４に排ガスを直接導入した。

［実施例１］
実験に用いたジクロロメタン（ＤＣＭ）含有排ガスは、ガスボンベ（容量４７リットル：（株）巴商会製）から５０ｐｐｍＤＣＭ濃度のＤＣＭガスをガス混合装置ＭＸ−２Ｓ（（株）ユタカ製）において空気と混合し、３〜５ｐｐｍＤＣＭ濃度に調製したものを使用した。

そして、調製した排ガスを１０リットル／分の流速でガス処理塔２４に導入した。また、ＤＣＭ以外の夾雑ガス成分としてメタノールを夾雑させた。メタノールを夾雑させる方法は、上記のガス混合装置と処理装置１０との間にガラス製のガストラップ器を設置し、その容器内に５０%メタノールを入れ、ＤＣＭ含有空気の流れに応じてメタノールが排ガス中に混入するようにした。

実験に使用したガス処理塔２４は、内径１０ｃｍの透明塩化ビニル製の円筒のものを使用した。そして、穴明き塩化ビニル板から作製した簀の子をガス処理塔２４内に設置し、その上にＤＣＭ分解微生物を含有する活性汚泥を付着させた担体を層状に敷きつめてＤＣＭ微生物層２５を形成した。ＤＣＭ微生物層２５の容量（体積）は５リットルとした。ガス処理塔２４の底部には、内容量４０リットルのタンク２８が設けられ、排ガスをタンク２８と簀の子との間に導入した。ガス処理塔２４の頂部には処理配管３４が設置され、処理配管３４とＤＣＭ微生物層２５の上端との間に散布管２６を設けた。そして、タンク２８に貯留された培養液が循環配管３０及び循環ポンプ３２により散布管２６からＤＣＭ微生物層２５に散布されるようにした。タンク２８には必要に応じて培養液及び捕集材６６を排出したり交換したりするための排出弁７２を設けた。

処理配管３４から排出される処理後の排ガス中ＤＣＭ濃度の測定は、作業環境測定ガイドブック５有機溶剤関係（（社）日本作業環境測定協会）に記載の個体捕集法（活性炭管）−ガスクロマトグラフ分析法に従って行なった。

ガス処理塔２４のＤＣＭ微生物層２５を形成するためのＤＣＭ分解微生物担持担体は次のようにして作製した。即ち、富士フイルム神奈川工場足柄サイトの終末処理場内の排水貯水槽から採取した活性汚泥を図６に示す組成の培養液に分散し、ＤＣＭを約５０〜２００ｐｐｍの濃度になるよう随時添加しながら馴致培養した。この馴致培養によりＤＣＭ分解微生物が培養されていることは、ジクロロメタンが分解することにより発生する塩化物イオン（ＨＣｌ）の濃度上昇等で確認した。そして、塩化物イオンの上昇等によりＤＣＭ分解微生物の培養が確認された後の培養液に担体を投入して、約１週間そのまま放置することにより、担体表面にＤＣＭ分解微生物が存在する活性汚泥の生物膜を形成し、ＤＣＭ分解微生物が担持された担体６４を作製した。

ＤＣＭ分解微生物を担持する担体６４は、マイクロブレスＨＬＬ１０（アイオン（株））を使用した。そして、上記２種類の担持担体を別々のガス処理塔２４にそれぞれ５リットル充填してＤＣＭ微生物層２５を形成した。

また、担体６４から剥がれ落ちるバイオフィルムを捕集する捕集材６６として、４リットルのマイクロブレスＨＬＬ１０（アイオン（株））をタンク２８に充填した。

上記構成のガス処理塔２４に試料ガス（排ガス）を通気して、排ガス処理開始から２４時間後のＤＣＭ除去率を測定した。また、「公害防止の技術と法規 水質編」経済産業省産業技術環境局監修の４．４．４浮遊物質に記載された方法で、排ガス処理開始から４週間後におけるタンク２８内の浮遊物質濃度ＳＳを測定した。

なお、ＤＣＭ除去率は、通気前の排ガス中のＤＣＭガス濃度をＡとし、通気後の排ガス中のＤＣＭガス濃度をＢとしたときに、
ＤＣＭ除去率（％）＝［（Ａ−Ｂ）／Ａ］×１００の式で表される。

［実施例２］
捕集材６６として、クラゲール（（株）クラレ）を用いた以外は、実施例１と同様の条件で排ガス処理実験を行って、排ガス処理開始から２４時間後のＤＣＭ除去率と、排ガス処理開始から４週間後におけるタンク２８内の浮遊物質濃度ＳＳとを測定した。

［実施例３］
捕集材６６として、活性炭系のＢＣＰ担体（デンカエンジニアリング（株））を用いた以外は、実施例１と同様の条件で排ガス処理実験を行って、排ガス処理開始から２４時間後のＤＣＭ除去率と、排ガス処理開始から４週間後におけるタンク２８内の浮遊物質濃度ＳＳとを測定した。

［実施例４］
捕集材６６として、活性炭系のアドールＦＭＩ（ユニチカ（株））を用いた以外は、実施例１と同様の条件で排ガス処理実験を行って、排ガス処理開始から２４時間後のＤＣＭ除去率と、排ガス処理開始から４週間後におけるタンク２８内の浮遊物質濃度ＳＳとを測定した。

［比較例１］
捕集材６６を使用しなかった以外は、実施例１と同様の条件で排ガス処理実験を行って、排ガス処理開始から２４時間後のＤＣＭ除去率と、排ガス処理開始から４週間後におけるタンク２８内の浮遊物質濃度ＳＳとを測定した。

（実験結果）
実施例１〜４及び比較例１における測定結果を図７の表に示す。

図７に示すように、捕集材６６を用いた場合（実施例１〜４）、捕集材６６を使用しなかった場合（比較例１）に比べて、排ガス処理開始から４週間後におけるタンク２８内の浮遊物質濃度ＳＳは低かった。これは、タンク２８内に設けられた捕集材６６が、担体６４から剥がれ落ちたバイオフィルムを捕集したからである。

また、捕集材６６を用いた場合（実施例１〜４）、捕集材６６を使用しなかった場合（比較例１）に比べて、排ガス処理開始から２４時間後におけるＤＣＭ除去率は高かった。これは、タンク２８内に設けられた捕集材６６が液体７６中のバイオフィルムを除去して、ＤＣＭ微生物層２５の閉塞を防止することで、排ガスと担体６４との接触面積が減少しなかったためである。

また、実施例１及び２と実施例３及び４との比較から、捕集材６６として活性炭系のＢＣＰ担体又はアドールＦＭＩを使用することで、液体７６中のバイオフィルムをより多く捕集して、ＤＣＭ処理率を改善可能であることが分かった。

１０…排ガス処理装置、１２…排ガス配管、１４…スクラバー塔、１６、２６、４４…散布管、１８、３０、４８…循環配管、２０、３２、５０…循環ポンプ、２２、５２…配管、２４…ガス処理塔、２８…タンク、３４…処理配管、３６…水槽、３８…ヘッドスペース、４０…前処理塔、４２…複合微生物層、４６…貯留タンク部、６０、６２…攪拌翼、６４、６８…担体、６６、７０…捕集材、７２、７４…排出弁、７６、７８…液体

Claims (12)

1. 有機ハロゲン化合物を含有する排ガスの処理方法であって、
   前記有機ハロゲン化合物を分解する分解微生物が担体に担持された微生物層に前記排ガスを接触させて、前記排ガスに含まれる前記有機ハロゲン化合物を分解処理する工程と、
   前記微生物層を湿潤させる液体を、散布手段により前記微生物層に散布する工程と、
   前記微生物層に散布された前記液体をタンクに回収する工程と、
   前記タンク内に設けられた捕集材により、前記タンク内の前記液体中の前記分解微生物を捕集する工程と、
   前記分解微生物が捕集された前記液体を前記タンクから前記散布手段に循環させる工程とを含むことを特徴とする排ガスの処理方法。
2. 前記有機ハロゲン化合物はジクロロメタンであることを特徴とする請求項１に記載の排ガスの処理方法。
3. 前記液体は前記分解微生物の培養液であることを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガスの処理方法。
4. 前記培養液は、窒素濃度が１００ｐｐｍ以上４０００ｐｐｍ以下であり、リン濃度が１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の排ガスの処理方法。
5. 前記担体は、活性炭を主成分として含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の排ガスの処理方法。
6. 前記分解微生物は、ハイホマイクロビウム（Hyphomicrobium）属の微生物を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の排ガスの処理方法。
7. 有機ハロゲン化合物を含有する排ガスの処理装置であって、
   前記有機ハロゲン化合物を分解する分解微生物が担体に担持された微生物層を有するガス処理塔と、
   前記ガス処理塔に前記排ガスを供給するガス供給手段と、
   前記微生物層を湿潤させる液体を前記微生物層に散布する散布手段と、
   前記微生物層に散布された前記液体を回収するタンクと、
   前記タンク内に設けられ、前記タンク内の前記液体中の前記分解微生物を捕集する捕集材と、
   前記液体を前記タンクから前記散布手段に循環させる循環ポンプとを備えることを特徴とする排ガスの処理装置。
8. 前記有機ハロゲン化合物はジクロロメタンであることを特徴とする請求項７に記載の排ガスの処理装置。
9. 前記液体は前記分解微生物の培養液であることを特徴とする請求項７又は８に記載の排ガスの処理装置。
10. 前記培養液は、窒素濃度が１００ｐｐｍ以上４０００ｐｐｍ以下であり、リン濃度が１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の排ガスの処理装置。
11. 前記担体は、活性炭を主成分として含むことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の排ガスの処理装置。
12. 前記分解微生物は、ハイホマイクロビウム（Hyphomicrobium）属の微生物を含むことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の排ガスの処理装置。

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