JP2931633B2 - 生物脱臭用フィルタ - Google Patents

生物脱臭用フィルタ

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は工場、し尿処理場、廃水処理場、畜舎などで
発生する悪臭を微生物の力を利用して分解除去する生物
脱臭用フィルタに関する。
(従来技術) 一般に、微生物を利用した脱臭、いわゆる生物脱臭
は、臭気成分を含むガスと水と接触させて溶解し、
水に溶解した臭気成分を微生物表面に吸着し、吸着さ
れた臭気成分を微生物が分解することにより行われる。
脱臭の方式としては固相タイプと液相タイプに分類さ
れるが、このうち液相タイプは微生物を含む液の中に悪
臭ガスを溶解させて分解させる方式であり、活性汚泥ば
っ気槽に悪臭ガスを吹き込む方法やスクラバー法があ
る。しかし、これらの方法はばっ気や送液の動力を要す
るためにランニングコストが高くなるという欠点があっ
た。一方、固相タイプは種々の担体表面に微生物群を棲
息させ、その中を悪臭ガスを通気しながら分解させる方
式であり、適度な水分を補給したり、微生物による悪臭
の分解によって生じた無機塩類の除去のために少量の散
水をするだけでよいので、ランニングコストを安くでき
る利点があった。
従来、土壌脱臭がこの固相タイプの主なものである
が、脱臭効率を向上させるために、種々の脱臭装置が工
夫されている。これらの脱臭装置は、反応塔の内部に土
壌や繊維質泥炭(ピート)などの担体に微生物を保持さ
せたものを多段に配し、この担体に水または微生物の栄
養源を含む水を散布すると共に、臭気成分を含むガス、
すなち悪臭ガスを通過させる構造(特開昭53−59089
号、特開昭56−33021号、特開昭60−61023号、特開昭60
−156529号など)となっている。この装置では、担体を
悪臭ガスが通過する際に、担体に付着している水分に臭
気成分が溶解し、これが担体に棲息している微生物に吸
着され、分解される。
しかしながら、従来の担体では水の付与により担体自
体が移動して圧密化が生じやすく、また、担体間の空間
が狭いため、水の膜や微生物の生産する粘性膜によって
空間が閉塞されて、急激な圧力損失の上昇が起きること
があった。しかも、これを避けるために水の付与量を減
らすと、土壌を用いた脱臭装置などでは、臭気成分を水
へ溶解する作用が低下する上に、乾燥して土壌内に亀裂
が生じ、悪臭ガスの短絡が起きる問題もあった。
[発明が解決すべき課題] 本発明は上記従来技術の欠点を解消すべくなされたも
のであり、水の付与による圧密化や、ガスを通す空間の
閉塞が生じることがなく、低い圧力損失で良好な脱臭が
行える生物脱臭用フィルタを提供することを課題とす
る。
[課題を解決する手段] 上記課題に鑑みて、本発明者らは疎水性繊維が3次元
的に絡合してなる見かけ密度0.008〜0.10g/cm3の不織布
に、好気性微生物群を付着せしめたことを特徴とする生
物脱臭用フィルタを提供した。
本発明の生物脱臭用フィルタには、合成繊維や活性炭
素繊維などの疎水性繊維が使用される。これらの繊維が
使用される理由は、綿などの天然繊維やレーヨンなどの
再生繊維では付着した微生物による分解を受けて劣化が
生じやすく、また親水性が高すぎて繊維が給水によりへ
たるために圧密化が生じるからである。合成繊維や活性
炭素繊維は微生物による劣化を受ける心配がなく、綿な
どと比較すれば疎水性で水を含むことによるへたりもほ
とんどないため、これらの繊維で形成された不織布は含
水しても初期の形態が変化しない。使用する合成繊維と
しては、例えばポリプロピレン繊維、ポリエステル系繊
維、ポリアミド系繊維などが適している。また、とくに
活性炭素繊維は吸着性が高いため、臭気成分を繊維表面
に誘導しやすく、微生物による臭気成分の分解の効率も
高くなるので好ましい。
本発明では上述の疎水性繊維が3次元的に絡合された
見かけ密度0.008〜0.10g/cm3の不織布が使用される。3
次元的に繊維を絡合する手段としては、ニードルパンチ
法、水流絡合法などの繊維絡合手段が用いられる。3次
元的に絡合された繊維は、立体的な網状構造を呈し、繊
維間に安定した空間を形成する。なお、不織布形成にお
いて強度が要求される場合、繊維接着などの繊維結合手
段を併用してもよいが、バインダーは使用しない方がよ
い。これは、バインダーを使用すると繊維間の空間が閉
塞される上に、不織布内に保持できる水分量が著しく低
下し、臭気成分を十分に溶解できなくなって臭気成分の
除去効率が悪くなるからである。つまり、本発明の生物
脱臭用フィルタに使用する不織布では、不織布を構成す
る繊維には水によるへたりが生じないように、ある程度
の疎水性が要求されるが、不織布全体として見た場合に
は、臭気成分を溶解するのに十分な量の水を構造的に保
持する能力が必要となるのである。
また、上記不織布の見かけ密度は0.008〜0.10g/cm3
範囲にあることが必要で、見かけ密度がこれより大きく
なると繊維間に水の膜や微生物の生成する粘性膜が形成
されやすくなって圧力損失が大きくなり、見かけ密度が
これより小さくなると不織布内に保持される水と臭気成
分を含むガスとの接触の機会が少なくなるため、臭気成
分の除去能力が低下する。
この不織布に好気性微生物群を付着することによって
本発明の生物脱臭用フィルタは得られる。好気性微生物
群には、好気性活性汚泥や、悪臭物質を無臭化する特定
の微生物群、例えば好気性細菌であるThiobacillus属の
硫黄酸化細菌等の細菌群が使用できる。
好気性活性汚泥には、例えば除去対象となる悪臭を発
生する泥水をばっ気して泥水中に含まれる微生物によっ
て泥水成分を消化させた好気性消化汚泥が用いられる。
この好気性消化汚泥を不織布に含浸または通液すること
によって、活性汚泥が不織布に付着されるが、実際に生
物脱臭用フィルタとしての能力を高めるためには、馴養
を行う必要がある。馴養は生物脱臭用フィルタに、一定
時間対象となる悪臭を通過させることにより行われ、悪
臭成分を分解させることによって、対象となる悪臭を分
解する微生物を優先的に増殖させて一定レベルの脱臭能
力を持つフィルタとする。
なお、生物脱臭用フィルタは水に溶解した臭気成分を
微生物が分解する機構をとるため、常に一定量の水を含
んでいる必要があり、また、臭気成分の分解によって生
じた生成物によって水のpHが微生物の活動に適さない範
囲となるのを防ぐため、生成物を洗い流す必要があるこ
とから、フィルタの使用時には連続的または断続的に水
の補給が行われる。通常、この水は微生物の活性の高い
pH7の中性付近であることが望ましく、水道水であって
もよいが、pHの変動が少ないようにpH7の緩衝液を用い
るのがとくに良い。
(実施例1〜4、比較例) 繊維にポリプロピレン繊維(PP)、ポリエステル繊維
(PET)、ポリアミド繊維(PA)、活性炭素繊維(AC)
(実施例1〜4)、レーヨン繊維(RY)(比較例)を用
いて、各々目付100g/m2の繊維ウェブを作製し、これに
針密度100本/cm2の条件でニードルパンチを施して見か
け密度0.04g/cm3の不織布を得た。
次に、し尿処理場のばっ気槽から採取した好気性消化
し尿汚泥60mlを上記不織布に含浸して付着させ生物脱臭
用フィルタを得た。
上記フィルタを直径53mm、高さ163mm、体積360cm3
充填塔に充填し、臭気源としてメチルメルカプタン5ppm
含むガスを用い、空間速度(SV)50h-1の条件で下向流
で通気して馴養を行った。なお、pH7の0.1Mリン酸緩衝
液を2日に50mlの割合で散水した。
この馴養されたフィルタを用いて以下の方法で最大分
解速度Vmを求めた。又、ブランクとして好気性微生物群
を付着していないフィルタを参照した。
空間速度をそれぞれ200h-1とし、ガス中のメチルメル
カプタン濃度Sを5,10,30,50ppmと変化させてフィルタ
に通し、出入口部で各々メチルメルカプタンの濃度をガ
スクロマトグラフィーを用いて測定した。メチルメルカ
プタン濃度の出入口における差から除去速度を求めた。
メチルメルカプタンの除去は微生物による分解以外にフ
ィルタの物理的吸着などによっても生じるので、上記各
フィルタの除去速度からブランクカラムの除去速度を差
し引いて微生物による分解速度Rを求めた。出口におけ
る濃度Sと分解速度Rの各々の逆数の関係をプロットし
たところ、両者の逆数の間には次式で表す一次関数の関
係が成立っており、最小自乗法から求めた直線の接片の
値から最大分解速度Vmを求め、圧力損失と合せて第1表
に示した。
式:S/R=S/Vm+Ks/Vm なお、黒ぼく土を用いた土壌脱臭においては同等の体
積における圧力損失は200〜400mmH2O/mと高く、使用に
問題があった。
(実施例5〜6) ポリプロピレン繊維からなる目付160g/m2の繊維ウェ
ブを作製し、これに静水圧60kg/cm2の柱状水流により水
流絡合処理を施し、見かけ密度0.10g/cm3とした不織布
(実施例5)、または、熱融着性ポリプロピレン繊維か
らなる目付300g/m2の繊維ウェブを作製し、これに無押
圧下で140℃の熱風を吹きつけて繊維接着した見かけ密
度0.008g/cm3の不織布(実施例6)を用いたこと以外は
実施例1と同様にして生物脱臭用フィルターを作製し
た。
次いで、実施例1と同様にして馴養を行い、最大分解
速度と圧力損失とを求め、実施例1とともに第2表に示
した。
[発明の効果] 本発明は上述の構成からなるため、以下に示す効果を
奏する。
本発明の生物脱臭用フィルタは、合成繊維または活性
炭素繊維などの疎水性繊維を使用しているため、好気性
活性汚泥などの好気性微生物群の付着性が良く、綿など
の天然繊維を用いた場合のように微生物による劣化を受
けない。
そして、これら繊維が3次元的に絡合してなる見かけ
密度0.008〜0.10g/cm3の不織布を用いるため、形態が安
定で水の付与による圧密化が生じず、被処理気体の通過
のための所定の空間が保持されるので圧力損失も低い。
しかも、3次元的な網状構造となっているため、水の
抱水量と気−液接触界面とが多くなり、臭気成分を効率
よく溶解するとともに、臭気成分と微生物との接触の機
会を高めるので脱臭力に優れる。
この様に、本発明の生物脱臭用フィルタは、優れた効
果を奏するものであり、工場、し尿処理場、廃水処理
場、畜舎などで発生する悪臭を除くのに好適なものであ
る。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】疎水性繊維が3次元的に絡合してなる見か
    け密度0.008〜0.10g/cm3の不織布に、好気性微生物群を
    付着せしめたことを特徴とする生物脱臭用フィルタ。
  2. 【請求項2】疎水性繊維が合成繊維である請求項1に記
    載の生物脱臭用フィルタ。
  3. 【請求項3】疎水性繊維が活性炭素繊維である請求項1
    に記載の生物脱臭用フィルタ。
  4. 【請求項4】好気性微生物群が好気性活性汚泥である請
    求項1〜3のいずれかに記載の生物脱臭用フィルタ。
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