JP3447537B2 - 微生物脱臭装置および該装置の運転方法 - Google Patents

微生物脱臭装置および該装置の運転方法

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健次 福島
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機性廃棄物のコ
ンポスト化プラント、下水処理場、畜舎等で発生する臭
気に含まれているアンモニアガスを脱臭処理する微生物
脱臭装置およびその運転方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の微生物脱臭方法では、微生物脱臭
装置の立ち上げ時に、下水処理場の活性汚泥液を散布し
て臭気ガスを流し、その臭気ガスを処理することができ
る菌を増やしていた。これは、微生物を担持する担体に
は、ゼオライト、木炭、スラグ、セラミックス、活性
炭、PVAゲルなどの無機質材料、または有機質材料を
使用するが、これらの担体には、脱臭を行う菌はほとん
ど付着しておらず、したがって、活性汚泥等を用いて、
菌を添加し、ゆっくりと臭気負荷をあげながら菌を増や
す馴養と呼ばれる期間が必要であるためである。さらに
上記脱臭装置では、微生物の活動環境を整えるために水
分の管理が必要であり、散水装置を付設して必要に応じ
て担体に散水している。また、この散水では担体に固定
されている微生物が多少なりとも流されるので、散水さ
れて担体中を移動した水を回収して貯水タンクに収容
し、これを再度、散水に使用している。そして、上記担
体中で微生物が順調に活動すると、担体中を通過する臭
気成分が微生物によって分解され、脱臭作用が得られ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、臭気には各
種の臭気成分が含まれており、臭気発生源によっては、
臭気中にアンモニア成分が多く含まれている。しかし、
アンモニアを酸化処理する硝化細菌(主としてアンモニ
ア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌)の増殖速度は、他の従属
栄養細菌と比較した場合、1/30〜1/6であるた
め、アンモニアを処理するのに十分な菌密度になる前
に、臭気中の他の臭気成分を栄養源として他種の細菌の
増殖が早期に進行する。そして、上記したように脱臭で
は担体に散水を行うことが不可欠であるので、微生物を
固定しておくためには担体表面に付着していることが必
要である。しかし、担体の表面積には限りがあるため、
上記のように他種の細菌の増殖が優位に進行して担体表
面に固定されてしまうと、その後、硝化細菌が増殖して
も付着可能な担体表面が得られず、よって担体に固定さ
れることなく散水で流されてしまうので十分なアンモニ
ア分解性能が得られない。さらに、このような状態が長
く続くと臭気ガスのアンモニアにより担体のpHが上が
って硝化細菌の生育範囲以外の環境になるので、硝化細
菌の活性が失われるという問題が発生する。上記の理由
により、従来の脱臭装置では、高濃度のアンモニアを含
む臭気ガスを微生物脱臭で行うのは困難とされている。
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、
運転立ち上げ時に硝化細菌の優位性を確保して上記問題
を解決し、運転初期から良好なアンモニア脱臭性能を発
揮することができる微生物脱臭装置およびその運転方法
を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の微生物脱臭装置は、微生物を担持する担体と、
該担体に散水する散水設備と、散水した水を回収する貯
水タンクとを備えており、装置運転前に該貯水タンク内
水に液体培地と、他の細菌の増殖を抑えて優先的に培養
した硝化細菌とが添加されており、さらに運転の初期
に、負荷する臭気の送風量やアンモニア濃度を制御する
ことにより担体のpH上昇を抑制しつつ臭気ガスを担体
に供給可能としていることを特徴とする。
【0005】また、第2の発明の微生物脱臭装置の運転
方法は、微生物を担持する担体と、該担体に散水する散
水設備と、散水した水を回収する貯水タンクとを備え、
前記微生物によってアンモニアガスを含む臭気を脱臭す
る微生物脱臭装置の運転方法において、少なくとも運転
立ち上げ時迄に、予め他の細菌の増殖を抑えて優先的に
培養した硝化細菌を担体または散水中に添加するととも
に運転の初期に、負荷する臭気の送風量やアンモニア濃
度を制御することにより担体のpHを9.0以下に抑制
しつつ臭気ガスを担体に流すことを特徴とする。
【0006】本発明は、アンモニアを臭気成分として含
む臭気を対象とするものであり、その発生源としては、
前述したようにコンポスト化プラント、下水処理場、畜
舎が例示される。ただし、本発明としては、これらに限
定されるものではなく、アンモニアを含む臭気を発生す
るものであれば、その発生源を問わない。また、処理す
べきアンモニアの濃度も特に限定されるものではない
が、本発明では、500ppmを越える濃度のアンモニ
アを含む臭気においても確実にアンモニアの分解を行う
ことができる。なお、予め培養して添加される硝化細菌
は、主としてアンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌から
なる。本発明としては、上記の中で特定に細菌に限定さ
れるものではないが、アンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化
細菌とがバランスよく混在するものが望ましい。
【0007】上記微生物を担持する担体には、前述した
ように、ゼオライト、木炭、スラグ、セラミックス、活
性炭、PVAゲルなどの無機質材料、または有機質材料
を使用することができるが、アンモニアガスの吸着性に
優れたゼオライトが最適である。従来は、この担体に活
性汚泥を混合し、その中から硝化細菌を馴養していた
が、本発明では、硝化細菌の優位性を確保するため、活
性汚泥は使用せず、予め培養した硝化細菌のみで運転を
開始するのが望ましい。上記担体は、大規模の装置で
は、大地に穴を掘り、この穴に収容することができ、ま
た適当な容器に収容するようにしてもよい。担体の収容
部では、底部で散水した水を回収するように回収部を設
ける。例えば大地の穴に担体を収容している場合には、
地面中に水が浸透しないようにシートなどの水遮断層を
設け、この遮断層から水を採って貯水タンクに収容する
ことができる。貯水タンクに収容された水は、ポンプ等
によって散水設備に供給し、この散水設備から担体に水
を散水する。なお、散水設備の構成や、散水方法は本発
明としては特に限定されるものではない。
【0008】上記硝化細菌は、脱臭装置の運転に先立っ
て、予め適当な培地や環境等を定めて培養しておく。こ
の培養では他の細菌の増殖を抑えて硝化細菌を優先的に
増殖させるのが望ましい。この結果、硝化細菌の個数
が、他の細菌を含めた総個数に対し、90%以上となる
のが望ましい。また、硝化細菌の濃度は、運転前に培地
とともにタンクの貯水中に添加した状態で、貯水中に1
6個/ml以上存在するのが望ましい。
【0009】上記硝化細菌は、少なくとも運転立ち上げ
時までに担体または散水する水に添加するが、担体に均
一に添加できるように、散水の水に添加して散水ととも
に担体に添加するのが望ましい。硝化細菌の添加は、上
記のように運転立ち上げ迄に行うのが必須であるが、運
転後、硝化細菌の補給を目的に任意の時期に添加するこ
とも可能である。ただし、運転立ち上げ迄に行う添加と
は上記のように明らかに目的が異なっている。すなわ
ち、運転立ち上げ迄に行う添加では、硝化細菌を他の細
菌よりも優先的に担体に固定して、担体の表面を硝化細
菌で優先的に占有させることを目的としており、単なる
硝化細菌の補給とは異なる。その後、運転の続行におい
ても、担体への固定状態で硝化細菌が優位な状態が維持
され、臭気のアンモニア成分が確実かつ効率的に分解さ
れることになる。
【0010】なお、運転の初期には、担体のpH上昇を
抑制しつつ臭気ガスを担体に流すとともに、前記貯水タ
ンク内水を担体に散水しつつ散水した水を回収するよう
に循環させて硝化細菌を優先的に増殖させながら担体に
固定する。この方法により、優先的に増殖した硝化細菌
が循環しつつ次第に担体に固定されるので、担体の表面
において早期かつ確実に硝化細菌を優位に固定すること
ができ、運転早期から優れたアンモニア分解性能が得ら
れる。したがって、この運転方法は、従来の馴養のよう
に単に硝化細菌の増殖を意図するものではなく、担体の
表面を硝化細菌が優位に占めることが重要である。ま
た、pHの上昇抑制は、pHが硝化細菌の活動範囲外に
迄上がらない程度や所定のpH上限値を定めて行うこと
ができるが、硝化細菌の活性度を確保するためには、余
裕を見てpHの上限値を定めるのが望ましく、例えば、
このpH上限値として9.0を例示することができる。
上記条件の維持は、負荷する臭気の送風量やアンモニア
濃度を制御することにより行うことができる。
【0011】すなわち、本発明によれば、運転初期に十
分に増殖された硝化細菌が得られる。そして硝化細菌
中、アンモニア酸化細菌は、アンモニアを酸化して亜硝
酸に変え、この亜硝酸は、亜硝酸酸化細菌によって酸化
されて硝酸イオンとなる。この硝酸イオンは、脱窒細菌
により還元され窒素になって大気中に放出されたり、散
水の水に溶け込んで持ち去られることにより、高濃度の
アンモニアにおいても生化学的に良好に分解される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。脱臭槽1は、箱形形状からな
り、その底部に通水性の棚部1aを有するとともに、天
井部に近接して臭気管2が連結されており、該臭気管2
は、図示しない臭気源および送風装置に接続されてい
る。また、該脱臭槽1内には、前記棚部1aで支持する
ようにしてゼオライト粒からなる担体3が収容されてい
る。さらに、脱臭槽1の棚部1a下には、排気管4が連
結されているとともに、水受け部1bが確保されてお
り、該水受け部1bに戻り管5の一端が連結されてい
る。該戻り管5の他端は貯水タンク6に連結されてい
る。また貯水タンク6内には、ポンプ7の吸引側に接続
した揚水管8が配置されており、ポンプ7の吐出側に
は、散水管9を介して散水部10が接続されている。該
散水部10は、脱臭槽1内において上記担体3の上方に
位置されており、上記ポンプ7、揚水管8、散水管9、
散水部10によって散水設備が構成されている。
【0013】上記で説明した脱臭装置の動作について説
明すると、予め硝化細菌を液体培地で優先的に培養して
おき、この硝化細菌15(図中には模式的に記載)を貯
水タンク6内の水6a中に、培地とともに添加する。そ
して、臭気管2を通して定常時よりも少ない量の臭気を
脱臭槽1内に供給するとともに、ポンプ7を稼働させて
貯水タンク6内の水を揚水管8によって硝化細菌15と
ともに揚水して散水管9を等して散水部10から担体3
に向けて散水する。この散水は、一部が担体3間を通過
して棚部1aから水受け部1bに移動し、さらに戻り管
5を通して貯水タンク6に環流することにより循環す
る。この循環に際しては、硝化細菌15が増殖しながら
徐々に担体3に付着して固定化され、固体された硝化細
菌15も次第に増殖する。担体3の表面において硝化細
菌が優先的に固定されたことが確認された後、臭気管2
への臭気量を定常状態にすると、臭気中のアンモニア成
分が確実に分解され、アンモニアを殆ど含まない排気ガ
スが排気管4から脱臭槽1外部に排出される。
【0014】
【実施例】上記実施形態の脱臭装置を用いて、本発明の
実施例として予め硝化細菌を液体培地において優先的に
培養したものと、比較例として活性汚泥を用いたものと
を比較試験した。なお、予め硝化細菌を優先的に培養し
たものでは、細菌総個数に対し、硝化細菌の個数が約9
0%であり、その濃度は108個/mlであった。この
硝化細菌を液体培地100l(リットル)とともに、1
0m3の水を収容した貯水タンクに投入した。また、活
性汚泥うわずみ液では、硝化細菌の濃度が約106個/
mlであり、この活性汚泥うわずみ液100lを担体に
混合した。各試験では、運転初期にアンモニア濃度が3
00ppmの臭気を100m3/分の風量で脱臭槽に送
気し、それぞれ散水を行った。上記初期運転を2週間行
った後、臭気の風量を200m3/分に増加して定常状
態とし、その排気中のアンモニア濃度を測定したとこ
ろ、本発明の実施例では未検出であり、比較例では10
ppmであった。上記結果から、本発明の装置および方
法によれば、比較例に比べてアンモニアの分解性能が顕
著に優れていることが明らかとなった。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の微生物脱
臭装置によれば、微生物を担持する担体と、該担体に散
水する散水設備と、散水した水を回収する貯水タンクと
を備えており、装置運転前に該貯水タンク内水に液体培
地と他の細菌の増殖を抑えて優先的に培養した硝化細菌
とが添加されており、さらに運転の初期に、担体のpH
上昇を抑制しつつ臭気ガスを担体に供給可能としている
ので、運転初期に硝化細菌を効率よくかつ均一に担体に
接触させて、担体に優位に固定することができ、運転初
期から優れたアンモニアの分解性能を発揮する。
【0016】また、本発明の微生物脱臭装置の運転方法
によれば、運転立ち上げ時迄に、予め培養しておいた硝
化細菌を担体または散水中に添加するとともに運転の初
期に、担体のpHを9.0以下に抑制しつつ臭気ガスを
担体に流すので、立ち上げ迄に担体のpHが上がった
り、他の細菌が優位になるのを抑制して、硝化細菌を担
体に優位に固定することができ、その結果、優れたアン
モニア分解性能を引き出すことができる。また、上記運
転方法において、前記硝化細菌を、他の細菌の増殖を抑
えて優先的に増殖させたものとすれば、運転初期時に硝
化細菌の優位性を一層確実なものとし、他の細菌に比べ
て増殖速度の遅い硝化細菌においても担体への固定にお
いて優位性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の脱臭装置を示す概略図
である。
【符号の説明】
1 脱臭槽 2 臭気管 3 担体 5 戻り管 6 貯水タンク 7 ポンプ 8 揚水管 9 散水管 10 散水部 15 硝化細菌
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C02F 3/34 (72)発明者 福島 健次 広島県広島市安芸区船越南1丁目6番1 号 株式会社日本製鋼所内 (56)参考文献 特開 平7−80239(JP,A) 特開 平7−24247(JP,A) 特開 平2−2824(JP,A) 特開 平7−80238(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/34

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微生物を担持する担体と、該担体に散水
    する散水設備と、散水した水を回収する貯水タンクとを
    備えており、装置運転前に該貯水タンク内水に液体培地
    と他の細菌の増殖を抑えて優先的に培養した硝化細菌と
    が添加されており、さらに運転の初期に、負荷する臭気
    の送風量やアンモニア濃度を制御することにより担体の
    pH上昇を抑制しつつ臭気ガスを担体に供給可能として
    いることを特徴とする微生物脱臭装置。
  2. 【請求項2】 微生物を担持する担体と、該担体に散水
    する散水設備と、散水した水を回収する貯水タンクとを
    備え、前記微生物によってアンモニアガスを含む臭気を
    脱臭する微生物脱臭装置の運転方法において、少なくと
    も運転立ち上げ時迄に、予め他の細菌の増殖を抑えて優
    先的に培養した硝化細菌を担体または散水中に添加する
    とともに、運転の初期に、負荷する臭気の送風量やアン
    モニア濃度を制御することにより担体のpHを9.0以
    下に抑制しつつ臭気ガスを担体に流すことを特徴とする
    微生物脱臭装置の運転方法。
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CN110841392B (zh) * 2019-10-28 2021-08-13 江苏科技大学 一种水幕与鼓泡结合的油烟处理装置及方法

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