JP2010207707A

JP2010207707A - ガス処理装置および担体充填体

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Publication number: JP2010207707A
Application number: JP2009056009A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Takahashi; 祐一高橋; Takahiro Ozano; 貴弘小座野
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2010-09-24
Anticipated expiration: 2029-03-10
Also published as: JP5399102B2

Abstract

【課題】脱臭効率を向上でき目詰まりを抑制できるガス処理装置および担体充填体を提供する。
【解決手段】このガス処理装置１０は、菌液を収容する処理槽１１と、処理槽内の菌液を配管１２を通して循環させる循環駆動部１３と、処理対象のガスと処理槽からの菌液とを混合するように配管に配置された混合部１４と、ガス処理のための微生物を保持する多数の微生物担体を配管内に固定して充填した担体充填部１５と、を備え、担体充填部は、混合部の下流側に設けられ、混合部からの混合物が供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスの脱臭のためのガス処理装置およびそのための担体充填体に関する。

微生物脱臭の処理方式として微生物担体を用いた流動床式脱臭法が公知である（例えば、非特許文献１参照）。図４に非特許文献１の流動床式脱臭方式の模式図を示す。図４の流動床式脱臭方式は、曝気槽内に特殊形状のプラスチック製担体を充填し、槽内全体に流動させる流動床方式で、微生物が生育するプラスチック製担体（微生物担体）が流動することにより排水・酸素・微生物が接触するようにしたものである。このような流動床式脱臭方式によれば、微生物担体を用いることにより、微生物の存在密度を大きくし、微生物と酸素・臭気物質との接触効率を高めて、高負荷の臭気物質を処理可能である。

特許文献１は、処理槽内に生物膜付着担体を投入した流動床によって下排水の処理を行う排水処理装置を開示する。処理槽に、担体含有水を処理槽上部に上昇させる吐出管及びポンプを設けるとともに、内筒と外筒との間に担体含有水を処理槽下方に向けて流下させる下降流路を形成し、内筒の上端を外筒内の水面部分に開口させて下部を洗浄排水の排出部に接続し、外筒は、上部に吐出管を接続するとともに下端を水中に開口させる。

特開２００６−２１２６３６号公報（要約、図３）

「流動床式好気性有機廃水処理装置」株式会社神鋼環境ソリューション(ＵＲＬ［http://www.kobelco.co.jp/ICSFiles/afieldfile/2006/03/30/100pabiomover.pdf］平成２１年３月９日検索)

図４のような流動床式脱臭方式によると、微生物担体が菌液（排水処理の場合は処理対象水）中に浮遊した状態で存在しているため、必ずしも微生物担体と酸素・臭気物質が効率よく接触するとは限らない。このため、充分な脱臭効率を得ることができず、所定量の脱臭を行うには例えば図４の槽が大きくなり装置が大型化してしまう。また、特許文献１の排水処理装置においても生物膜付着担体が溶液中に個々ばらばらに充填されており、同様の問題が生じるおそれがある。

また、接触効率を改善するためには、ガスやガス＋菌液を微生物担体や吸着剤を充填した配管内を強制的に通す方法が考えられる。このような方法の実現のために、図５のように、配管の途中に微生物担体をカゴやネット状の袋などに詰めて設置することが考えられる。しかし、図５の従来例によれば、ガス等の入口側の領域Ａでは、分解対象物の負荷が高く、微生物も増殖しやすい環境にあるため、生成物等の影響により目詰まりが発生しやすい状態となることから、逆洗の頻度が高くなり、メンテナンス性が低下してしまう。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、脱臭効率を向上でき目詰まりを抑制できるガス処理装置および担体充填体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本実施形態によるガス処理装置は、菌液を収容する処理槽と、前記処理槽内の菌液を配管を通して循環させる循環駆動部と、処理対象のガスと前記処理槽からの菌液とを混合するように前記配管に配置された混合部と、ガス処理のための微生物を保持する多数の微生物担体を前記配管内に固定して充填した担体充填部と、を備え、前記担体充填部は、前記混合部の下流側に設けられ、前記混合部からの混合物が供給されることを特徴とする。

このガス処理装置によれば、多数の微生物担体を配管内に固定して充填した担体充填部に対し、処理対象のガスと菌液とを混合した混合物を供給するので、微生物担体と処理対象のガスとが効率よく接触することができ、このため、脱臭効率を向上させることができる。したがって、省スペースでの脱臭装置の設置が可能となる。

上記ガス処理装置において前記担体充填部は、前記多数の微生物担体を互いの間隔があくように配置したものであることが好ましく、これにより、生成物等による目詰まりが発生しにくくなり、逆洗の頻度が低下し、メンテナンス性が向上する。

また、前記担体充填部は、前記多数の微生物担体を前記混合物が流れる方向に並べて配置しかつ前記配管内の周方向に並べて配置したものであることが好ましい。また、前記担体充填部は着脱可能に構成されていることが好ましい。

本実施形態による担体充填体は、上述のガス処理装置において担体充填部として用いられるものである。この担体充填体によれば、多数の微生物担体を配管内に固定して充填し、この担体充填体に対し処理対象のガスと菌液とを混合した混合物が供給されるので、微生物担体と処理対象のガスとが効率よく接触することができ、このため、脱臭効率を向上させることができる。なお、担体充填体は、上述のガス処理装置の配管に対して着脱可能に構成されることが好ましい。

本発明によれば、脱臭効率を向上でき目詰まりを抑制できるガス処理装置および担体充填体を提供することができる。

本実施形態によるガス処理装置を概念的に示す図である。図１の担体充填部の要部鉛直断面図（ａ）、同じく要部水平断面図（ｂ）および充填される担体の平面図（ｃ）である。図１の循環駆動部の具体例を示す図である。非特許文献１の流動床式脱臭方式を示す模式図である。配管の途中に微生物担体をカゴやネット状の袋などに詰めて設置する従来例を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態によるガス処理装置を概念的に示す図である。図２は図１の担体充填部の要部鉛直断面図（ａ）、同じく要部水平断面図（ｂ）および充填される担体の平面図（ｃ）である。図３は図１の循環駆動部の例を示す図である。

図１のガス処理装置１０は、菌液が満たされる処理槽１１と、処理槽１１に接続された配管１２を通して処理槽１１内の菌液を循環させる循環駆動部１３と、を備え、処理槽１１内の所定の微生物製剤を含む菌液が処理槽１１の底部１１ａの近傍で配管１２を通して矢印方向ａに流れ、さらに矢印方向ｂ，ｃ，ｄに流れるようにして循環するようになっている。

ガス処理装置１０は、アンモニアガスを含むガスを脱臭処理する脱臭装置であり、導入口１６から処理対象のアンモニアガスを含むガスが導入され、脱臭処理された処理ガスが排気口１７から外部へと排出される。配管１２には、上流側から、循環駆動部１３と、気体液体混合部１４と、担体充填部１５とが順に接続されている。

循環駆動部１３は、図３のように、モータ（図示省略）により回転駆動される渦流攪拌機１３ａを備え、渦流攪拌機１３ａの駆動により、吸引口１３ｂから配管１２を通して処理槽１１からの菌液を吸引するとともに給気口１３ｃから外部の空気を吸引し、微細気泡を発生させて撹拌しながら排出口１３ｄから菌液を配管１２へと圧送することで、微細気泡を含んだ菌液が配管１２内で図１の矢印方向ｂに流れる。このように、循環駆動部１３は渦流攪拌機１３ａを備えることで微細気泡発生部を兼用している。

気体液体混合部１４は、導入口１６からのアンモニアガスを含むガスと循環駆動部１３からの微細気泡を含んだ菌液とが撹拌混合されて矢印方向ｃに送るようになっている。気体液体混合部１４では、特殊形状のエレメントを有し駆動部のない公知のスタティックミキサ（静止混合機）を用いて分割・転換・反転の作用によりガスと菌液とを効果的に充分に混合させることができる。

担体充填部１５は、多数の微生物担体が充填され、気体液体混合部１４から供給されるガスと菌液との混合物と、微生物担体に保持されて生育する微生物とが接触しながら矢印方向ｄに流れるようになっている。

担体充填部１５は、図２（ａ）〜（ｃ）のように、微生物が生息可能な多数個の微生物担体２５を円筒状のパイプ２０内に充填して構成され、図１のように、処理槽１１内に配置される。

微生物担体２５は、図２（ｂ）（ｃ）のように半径方向の複数箇所で突き出た略星形状の平面形状を有し、図２（ａ）のように所定長さに構成され、微生物との親和力に優れ、保持量が多くかつ微生物の繁殖に適する微細な空隙を有し、例えば、活性炭繊維から最外径８ｍｍ程度、長さ１０ｍｍ程度に構成される。

図２（ａ）の鉛直断面図のように、複数個の微生物担体２５が各軸棒２２に貫通して一個ずつ縦方向に所定間隔ｅを保つように取り付けられることで、棒状体２６ａ〜２６ｄが構成されている。複数個の微生物担体２５が軸棒２２に所定間隔ｅで取り付けられた各棒状体２６ａ〜２６ｄは、線部材２３により、パイプ２０の上端に配置された鉄鋼材料等からなる網板２１と下端に配置された鉄鋼材料等からなる網板２４との間に配置され、鉛直方向に吊り下げられた状態で固定されている。

図２（ｂ）の水平断面図のように、複数本の棒状体２６ａをパイプ２０内の最外周に配置し、複数本の棒状体２６ｂをその内周側に配置し、複数本の棒状体２６ｃをさらにその内周側に配置し、棒状体２６ｄをパイプ２０の中心に位置するように配置することで、複数個の微生物担体２５がそれぞれ取り付けられた棒状体２６ａ〜２６ｄを半径方向に所定間隔を保つようにして略同心円状に配置している。

上述のように、担体充填部１５は、円筒状のパイプ２０内に多数個の微生物担体２５を所定間隔の適度な間隔をあけて吊り下げるようにして配置して固定した吊り下げ固定構造となっている。

担体充填部１５は、パイプ２０の上端の外周部にフランジ部２０ａを有し、フランジ部２０ａと図２（ａ）に破線で示す配管１２ａのフランジ部１２ｂとがボルトナットで着脱可能なカートリッジタイプに構成されており、メンテナンス時に多数個の微生物担体２５とともに一体に交換可能になっている。

担体充填部１５は、図１のように、ガス処理装置１０の使用時に、全体が処理槽１１内の菌液に浸漬された状態となって、担体充填部１５内を矢印方向ｄに流れた菌液は処理槽１１内に戻る。

図１，図２のガス処理装置１０の担体充填部１５に充填される微生物担体としては、樹脂製のものではなく吸着剤を混合しているものが望ましく、例えば、ユニチカ株式会社から販売の商品名「生物処理担体」（活性炭繊維製）のチップ状のものを適用できる。

処理槽１１内の菌液は、塩素分を除去した水に市販の微生物製剤を添加したものを使用できる。この添加量は処理対象ガスのアンモニア濃度等により適宜決められる。使用可能な微生物製剤の例としては、株式会社守随本店から販売の商品名「ＳＨＢ５８００ＮＴ」や株式会社バイオレンジャーズから販売の商品名「テラザイム」がある。これらの場合、それぞれの添加量は、アンモニアガスの濃度を２，０００ｐｐｍとした場合、菌液１ｍ³あたり１Ｌ（ＳＨＢ５８００ＮＴ）、２ｋｇ（テラザイム）程度である。

図１，図２のガス処理装置１０によれば、多数個の微生物担体２５をパイプ２０内に充填した担体充填部１５を設置し、処理対象のアンモニアガスを含むガスが微細気泡を含む菌液と混合される気体液体混合部１４を担体充填部１５に前置し、担体充填部１５を気体液体混合部１４の下流側に配置したので、ガスが微細気泡を含む菌液に混合されてから担体充填部１５に供給される。このように、アンモニアガスを含むガスと菌液とが混合された混合物を担体充填部１５に供給し、担体充填部１５でパイプ２０内に固定された多数の微生物担体２５と接触させることができるので、ガスと微生物担体２５との接触効率が向上する。その結果、ガスと微生物とが効率よく接触きるので、アンモニアガスの脱臭効率が向上する。

上述のように、従来までは槽内に微生物担体を直接投入しているため微生物担体とガスとの接触効率が小さかったのであるが、図１，図２のガス処理装置１０によれば、ガスと微生物担体との接触効率が向上し、脱臭効率が向上することから、必要な菌液の容量が増えず、処理槽を大きくする必要がなく、省スペースでの脱臭装置の設置が可能となる。

また、担体充填部１５は、多数の微生物担体２５を適度な間隔をあけてパイプ２０内に固定する構造としたので、生成物等の影響による目詰まりの発生を抑制することができ、図４の従来構造のような逆洗の頻度が低くなり、メンテナンス性が良好となる。

また、担体充填部１５を配管１２ａに対し着脱可能なカートリッジ式に構成したので、交換が容易となり、メンテナンス性がさらに向上する。

以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、微生物担体は、他の構成であってもよいが、図２（ａ）（ｂ）のように、配管内に固定が容易なものが好ましい。

また、担体充填部１５は、交換可能なカートリッジ式に限定されず、配管１２ａに直付けするようにしてもよい。また、交換可能なカートリッジ構造として、フランジ構造に限定されず、例えば、配管１２ａに対しねじ込み式等に構成してもよいことはもちろんである。また、担体充填部１５のパイプ２０は、配管１２の他の部分のパイプと同サイズであってよいが、サイズは適宜変更してもよいことはもちろんである。

また、担体充填部１５は、図１では、内部での菌液の流れ方向ｄが略鉛直方向になるように配置したが、これに限定されず、水平方向または傾斜方向に流れるように設置してもよい。また、担体充填部１５が長く必要であるが、効率のよい設置が難しい場合等には、流れ方向ｄが螺旋状になるようにパイプ２０を螺旋状に構成するなどとしてもよい。

また、担体充填部１５の下端の網板２４は、省略してもよく、この場合、複数個の微生物担体２５が取り付けられた各棒状体２６ａ〜２６ｄは下端側で自由な吊り下げ構造となる。さらに、網板２１，２４は金網等の網目状部材から構成できるが、網板２１，２４に代えて、多数の小孔が形成された鉄鋼材料等からなる板材としてもよい。

また、担体充填部１５は、内部に空気を巻き込むと流れの効率が低下するので、図１のように、全体を処理槽１１内の菌液に浸漬することで空気を巻き込まずに効率よく菌液が流れるようにしたが、これに限定されず、内部を流れる菌液が満流であれば効率は同じであるので、上端側が水面から出て下端側が菌液に浸漬されるようにしてもよい。

また、図１のガス処理装置１０は、施設や部屋等で発生するアンモニアガス等を含む排ガスが導入口１６に導かれて脱臭処理するように使用されるが、処理対象とするガスはアンモニアガスに限定されず、他のガスを処理対象とすることができる。

本発明のガス処理装置によれば、アンモニアガス等を含むガスを効率よく脱臭処理することができ、装置の小型化を図ることができる。また、かかるガス処理装置に対し交換のための担体充填体を提供することができる。

１０ガス処理装置
１１処理槽
１２，１２ａ配管
１２ｂフランジ部
１３循環駆動部
１４気体液体混合部、混合部
１５担体充填部
２０パイプ
２０ａフランジ部
２５微生物担体
２６ａ〜２６ｄ棒状体
ｅ所定間隔

Claims

菌液を収容する処理槽と、
前記処理槽内の菌液を配管を通して循環させる循環駆動部と、
処理対象のガスと前記処理槽からの菌液とを混合するように前記配管に配置された混合部と、
ガス処理のための微生物を保持する多数の微生物担体を前記配管内に固定して充填した担体充填部と、を備え、
前記担体充填部は、前記混合部の下流側に設けられ、前記混合部からの混合物が供給されることを特徴とするガス処理装置。
前記担体充填部は、前記多数の微生物担体を互いの間隔があくように配置したものである請求項１に記載のガス処理装置。
前記担体充填部は、前記多数の微生物担体を前記混合物が流れる方向に並べて配置しかつ前記配管内の周方向に並べて配置したものである請求項１または２に記載のガス処理装置。
前記担体充填部は着脱可能に構成されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス処理装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガス処理装置において担体充填部として用いられる担体充填体。