JP3500694B2 - 生物脱臭装置 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は生物脱臭装置に係り、特
に、微生物の付着性に優れる上に、耐久性にも優れ、各
種臭気成分の微生物による分解処理に有効な生物脱臭装
置用充填材を用いた生物脱臭装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】微生物による臭気成分の分解作用を利用
して被処理ガスの脱臭を行なう生物脱臭法は、安価な維
持費で実施することができ、操作も容易であることか
ら、工業的に非常に有利な方法である。 【０００３】従来、このような生物脱臭装置としては、
処理塔内に微生物を担持した充填材を充填し、この充填
層に被処理ガスを通気するものが提案されている。 【０００４】このような生物脱臭装置に充填される充填
材としては、次のような条件を具備することが望まれ
る。 被処理ガスを通気させるための空間を有するこ
と その空間の通気抵抗が少ないこと 空間の大き
さや分布が均一であり、被処理ガスと充填材とが均一に
接触できること 空間はまた、処理廃棄物を洗浄する
ために散水した際に、水が容易に流れ落ちる空間である
こと 充填材は水を含んだ時つぶれない程度の強度を
有すること 処理廃棄物の酸性に対して耐食性がある
こと 保水性が良く、臭気成分を分解する微生物を担
持し易く、また、微生物の生息に有利な材料であること 【０００５】従来、生物脱臭装置の充填材としては、天
然繊維状有機物（ピート）、又は、人工充填材が用いら
れている。 【０００６】また、特開昭５５−５９８２８号公報に
は、テトロン等の剛毛状の繊維体を脱臭装置に充填する
ことが記載されている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】天然繊維状有機物質
（ピート）は、比表面積、空隙率、保水性、親水性、微
生物付着性等の面において、生物脱臭装置の充填材とし
て優れた特性を有する反面、荷重に対する強度、分解に
対する抵抗性といった耐久性の面で問題を有し、水を含
んだ時の自重による荷重で圧密されて通過抵抗が増大す
る、７年程度の使用で分解して泥状となり、使用し得な
くなるといった欠点があった。 【０００８】また、従来の人工充填材には、樹脂系のも
のと、セラミック系のものとがあるが、いずれも粒径１
０〜３０ｍｍの塊状であるため、比表面積が小さく、微
生物の付着効率、被処理ガスの接触効率に劣り、また、
微生物の保持力も弱いことから、臭気分解効率が悪いと
いう欠点がある。また、特にセラミック系のものでは、
表面が濡れることはあっても、それ自体の保水性が殆ど
ないため、結果的に装置内の充填層への散水の頻度を増
やす必要があるという不具合もある。 【０００９】更に、特開昭５５−５９８２８号公報に開
示されるものでは、合成繊維は一般に疎水性であること
から、水分保持率が十分でなく、微生物が付着し難く、
また付着しても剥離し易いという欠点がある。 【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決し、比表
面積，空隙率，保水性，親水性，生物付着性等の面にお
いて、ピートと同等の優れた特性を備え、しかも、荷重
に対する強度、生物分解や酸分解に対する抵抗性といっ
た耐久性も著しく良好な充填材を用いた生物脱臭装置を
提供することを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明の生物脱臭装置
は、底部に悪臭ガスの吸気管を備え、上部に処理ガスの
排気管を備えた処理塔内に、支持部材上に充填材を充填
してなる充填層が形成されてなる生物脱臭装置におい
て、該充填材として、疎水性合成繊維をポリビニルアル
コールを用いて親水化処理した吸水性合成繊維の嵩高成
形体を用い、前記充填層を多段に形成したことを特徴と
する。 【００１２】以下に本発明を詳細に説明する。 【００１３】本発明の生物脱臭装置で使用される充填材
を構成する吸水性合成繊維は、疎水性の合成繊維をポリ
ビニルアルコールで親水性化処理して得ることができ
る。 【００１４】疎水性の合成繊維をポリビニルアルコール
で親水性化処理する方法としては、具体的には、次のよ
うな方法が挙げられる。即ち、疎水性の塩化ビニリデン
系繊維をポリビニルアルコールの１５重量％程度の水溶
液に浸漬後、芒硝や硫酸アンモニウム等の飽和水溶液か
らなる凝固浴中に浸漬して繊維表面上にポリビニルアル
コールをコートし、その後熱処理と、フォルマール化処
理を施す。熱処理は１００℃程度で５，６分乾燥後、２
００℃前後で２，３分空気中で加熱処理することにより
行なう。次に、ホルムアルデヒドでフォルマール化す
る。フォルマール化は芒硝２０〜２５重量％、ホルムア
ルデヒド５重量％を含む水溶液中で５０〜７０℃で３０
分程度処理することにより行なう。このフォルマール化
は、その度合が高くなるほど吸水性が失われるので、温
度と時間を調節することによりフォルマール化度を調整
する。 【００１５】なお、被処理ガスに対する耐腐食性に優れ
ること、例えば、臭気廃棄物である硫酸に対して耐食性
のあるものであれば良く、親水性化処理する疎水性合成
繊維としては、塩化ビニリデン系繊維の他ポリエステル
系繊維等を用いることができる。 【００１６】このような繊維を嵩高に成形して本発明で
用いる充填材とするには、例えば、繊維を容器にランダ
ムに詰め、水不溶性の接着剤、例えば熱硬化性樹脂、具
体的には、液状のエポキシ樹脂、アルキド樹脂、ウレタ
ン樹脂と硬化剤とを流下して熱処理し、繊維の接点を接
着した後、任意の形例えば直方体状に裁断すれば良い。
この成形における繊維の接着にポリビニルアルコールを
用いて、親水性化処理と成形とを同時に行なうこともで
きる。しかしながら、疎水性合成繊維を親水性化処理し
て本発明の充填材を製造する場合、上記成形と親水性化
処理とでは、成形を先に行ない、その後、成形体をポリ
ビニルアルコール水溶液に浸漬して前述の親水性化処理
を施すのが作業性、取り扱い性の面で好ましい。 【００１７】繊維を嵩高に成形、裁断して得られる充填
材は、例えば直方体形状の充填材である場合、その大き
さは４０〜６０ｃｍ×５０〜１００ｃｍ×３０〜４０ｃ
ｍ程度であることが、その取り扱い上好ましい。 【００１８】なお、本発明で用いる充填材は、吸水性合
成繊維のみからなる成形体に限らず、ポリビニルアルコ
ール系吸水性合成繊維とテトロン、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の
剛毛状合成繊維とをからみ合わせて成形した成形体であ
っても良い。剛毛状合成繊維の配合により、充填材を全
体としてより耐圧密性に優れた成形体とすることができ
る。 【００１９】このような充填材において、吸水性合成繊
維は、その繊維直径が太過ぎると比表面積が小さくな
り、逆に細過ぎると強度や取り扱い性、コスト等の面で
難がある。このため、吸水性合成繊維の繊維直径は０．
０１〜０．２ｍｍ程度であることが好ましい。また、繊
維長さには特に制限はないが、成形時の取り扱い性や成
形保形性等の面から１００〜２００ｍｍ程度であること
が好ましい。 【００２０】このような吸水性合成繊維の嵩高成形体
は、その密度が大き過ぎると使用時の通気抵抗が大き
く、また水抜きが遅くなる。逆に過度に低密度である
と、保形性、耐圧密性が不足し、充填材容量当りの吸水
性合成繊維の割合が少なく、従って付着微生物量が少な
くなり、処理効率が低下することとなる。このため、吸
水性合成繊維の成形体の密度は０．０３〜０．２５ｇ／
ｃｍ３程度であることが好ましい。 【００２１】なお、この吸水性合成繊維は、表面に化学
反応等を利用して凹凸を形成し、その比表面積を増やす
と共に、微生物の付着性を高めるようにすることもでき
る。 【００２２】なお、吸水性合成繊維と共に、前述の剛毛
状合成繊維を用いる場合、剛毛状合成繊維としては直径
０．１〜１．０ｍｍ，長さ１００〜２００ｍｍ程度のも
のが好ましく、その使用割合は、吸水性合成繊維：剛毛
状合成繊維＝１：０．５〜２．０（重量比）とするのが
望ましい。即ち、剛毛状合成繊維の割合が多過ぎると吸
水性合成繊維による微生物維持効果が低下し、少な過ぎ
ると剛毛状合成繊維を配合したことによる耐圧密性の改
善効果が得られないことから、上記範囲とする。 【００２３】次に、このような充填材を充填してなる本
発明の生物脱臭装置について、第１図，第２図，第３図
を参照して詳細に説明する。 【００２４】第１図及び第２図は各々本発明の生物脱臭
装置の一実施例を示す概略的な縦断面図、及びその詳細
を示す縦断面図、第３図は第２図の要部拡大図である。
これらの生物脱臭装置は、し尿処理場、下水処理場、そ
の他各種工場等から発生する、臭気成分として硫化水素
（以下、「Ｈ２Ｓ」と記す。）、メチルメルカプタン
（以下、「ＭＭ」と記す。）、硫化メチル（以下、「Ｄ
ＭＳ」と記す。）、二硫化メチル（以下、ＤＭＤＳ」と
記す。）等の硫黄系臭気物質を含む臭気ガスを生物脱臭
するために好適な装置である。 【００２５】本実施例の生物脱臭装置は、底部に悪臭ガ
スの給気管１を備え、上部に処理ガスの排出管２を備え
る処理塔３内に、充填層４、５、６が、上下方向に離し
て、３段に設けられ、下から順に、Ｈ２Ｓ分解層４、Ｍ
Ｍ分解層５及びＤＭＳ・ＤＭＤＳ分解層６が設定されて
いる。 【００２６】即ち、塔３内にはグリッド（格子体）７
ａ、７ｂ、７ｃが棚設され、その上に多孔板や網状シー
トなどの通気、通水性の支持部材８ａ、８ｂ、８ｃが載
置され、その上に吸水性合成繊維の成形体１１を充填し
充填層４、５、６が構成されている。これらの充填層
４、５、６には、それぞれ主としてＨ２Ｓ，ＭＭ，ＤＭ
Ｓ・ＤＭＤＳを分解する微生物が担持されている。 【００２７】なお、第２図において、吸水性合成繊維の
成形体１１の充填層４、５、６は一様の繊維層のように
示されているが、この充填層４、５、６は、実際には前
述のような大きさの吸水性合成繊維の成形体が複数個各
成形体間および成形体と槽壁との間にすき間がないよう
に充填されて形成される。 【００２８】１０ａ、１０ｂ、１０ｃは各充填層４、
５、６に、下水処理水又は上水を洗浄水として散布する
スプレーノズルを均一な配置で備える散水管であって、
各々、散水本管１０よりポンプＰにより給水される。 【００２９】本発明の装置においては、相互に上段と下
段の充填層の間で、下段の充填層に洗浄水を散布する散
水管の上に、ガス流は上向させるが、洗浄水は流下させ
ない仕切板１２ａ、１２ｂを設けると共に、この仕切板
１２ａ、１２ｂ上に溜る水を塔外に排出する排出管１３
ａ、１３ｂが設けられている。 【００３０】この仕切板１２ａ、１２ｂ及び排出管１３
ａ、１３ｂの構成について、第３図を参照して説明す
る。 【００３１】第３図に示す如く、仕切板１２ａは、悪臭
ガスを上向させるが、洗浄水は流下させないようにする
ため、仕切板１２ａには均一な配置で孔１４を開設し、
その各孔の縁に上端が閉じた盲筒１５を立設し、該盲筒
の上部側面に窓孔１６を形成して構成されている。排出
管１３ａは、処理塔３の壁面の仕切板１２ａの取付部に
形成された開口３ａに接続されている。 【００３２】第２図において、１７はエリミネータ、１
８は排水管である。 【００３３】このような生物脱臭装置により、悪臭ガス
の脱臭処理を行なうには、まず、悪臭ガスを供給管１よ
り処理塔３に導入する。悪臭ガスは充填層（Ｈ２Ｓ分解
層）４を通過する過程で含有されるＨ２Ｓが酸化分解さ
れる。次いで、充填層（ＭＭ分解層）５を通過する過程
で含有されるＭＭが酸化分解される。更に、充填層（Ｄ
ＭＳ・ＤＭＤＳ分解層）６を通過する過程でなお含有さ
れるＤＭＳが酸化分解される。また、悪臭ガス中に二硫
化メチルがあれば、それもＤＭＳ・ＤＭＤＳ分解層で酸
化分解される。 【００３４】このようにして、脱臭処理されたガスは、
エリミネータ１７で水分を除去した後、塔頂の排出管２
より排出される。なお、Ｈ２Ｓ、ＭＭ、ＤＭＳ、ＤＭＤ
Ｓ等の硫黄系悪臭成分は、微生物の作用により硫酸イオ
ンにまで酸化分解される。 【００３５】従って、各充填層４、５、６には悪臭成分
を酸化分解して脱臭処理し、除去した硫黄系物質とほぼ
等量の硫酸イオンが生成し、放置して置くと次第に蓄積
する。この硫酸イオンは微生物の生物反応を阻害するた
め、各充填層に散水管１０ａ、１０ｂ、１０ｃより洗浄
水を散布し、硫酸イオンを塔外に洗い流す必要がある。 【００３６】また、微生物の活性を維持するために水分
を補給する必要もある。 【００３７】なお、充填層の充填密度は、充填層１ｍ３
あたり乾燥吸水性合成繊維換算で２０〜１００ｋｇが好
ましい。充填層の充填高さは０．５〜１．５ｍ程度がよ
く、充填層の含水率（吸水性合成繊維重量と水分重量の
合計に占める水分重量の百分率）は、微生物の活性を維
持するため５０〜８０％好ましくは６０〜７０％とする
のが好ましい。従って、このような含水率を得るため
に、処理中に必要に応じて、水を散水管より散布するの
が望ましい。 【００３８】洗浄水の散水を行なう場合、本実施例の装
置においては、前述の如く仕切板１２ａ、１２ｂ及び排
水管１３ａ、１３ｂが設けられていることから、上段側
の充填層に散布した洗浄水が下段側の充填層にも降り、
その圧密化、圧力損失増大の進行が速まることが防止さ
れる。即ち、充填層５に散布された洗浄水は、仕切板１
２ａに阻止されて、充填層４に降りることなく、排水管
１３ａより排出される。同様に、充填層６に散布された
洗浄水は、仕切板１２ｂに阻止されて、充填層５に降り
ることなく、排水管１３ｂより排出される。 【００３９】充填層４に散布された洗浄水は、処理塔３
の底面に流下した後、排水管１８より排出される。 【００４０】このように、処理塔内に、吸水性合成繊維
の嵩高成形体を充填してなるＨ２Ｓ分解層、ＭＭ分解
層、ＤＭＳ分解層の充填層が、それぞれ独立して多段に
形成された生物脱臭装置によれば、 予め悪臭成分の
易分解性に応じた順でそれぞれの成分を分解する充填層
が直列配置されている状態であるため、馴養期間が殆ど
なく、早期より安定な脱臭処理を行なうことができ、装
置の立ち上げ期間を大幅に短縮することができる。
分解する悪臭ガスに応じて各充填層の運転管理を行なう
ことができるため、急激な負荷変動に対しても適切な処
理を講じて良好な対応をなすことができる。等の効果が
奏される。 【００４１】しかも、本実施例の生物脱臭装置では、上
段側の充填層に散布された洗浄水は下段側の充填層に降
ることなく、塔外に排水されるため、下段側の充填層の
圧密化、圧力損失の増大が上段側より速まることがな
く、長期間にわたり装置を安定に定常運転できる。従っ
て、多種類の硫黄系悪臭物質を含む悪臭ガスをも、極め
て安定に効率的に、低コストでほぼ完全に脱臭すること
ができる。 【００４２】なお、第１図〜第３図に示す生物脱臭装置
は、本発明の一実施例であって、本発明はその要旨を超
えない限り、図示の例に限定されるものではない。例え
ば、充填層は３段に形成するものに限られず、４段或い
は５段以上の複数段形成しても良い。また、２段であっ
ても良い。その他、仕切板や排水機構についても、他の
構成を採用することができる。 【００４３】 【作用】臭気成分を含む被処理ガスと微生物との接触機
会を増やすためには、充填材の比表面積を増やす必要が
あるが、その手段としては、細い繊維状にするか、或い
は細粒化することが考えられる。しかしながら、細粒で
は充填層の通気抵抗が大きく、水抜きが遅くなるため、
繊維状とするのが有利である。 【００４４】ところで、繊維状の充填材とした場合に
は、自重により圧密化する恐れがある。 【００４５】そこで、本発明においては、密度の小さい
素材でしかも強度の高い充填材とするために、繊維の嵩
高成形体とする。この嵩高成形体であれば、その空隙に
より通気抵抗が小さくなると共に水抜きも容易である。
しかも、成形体としての保形性により、耐圧密性にも優
れたものとなる。 【００４６】更に、本発明においては、繊維として吸水
性合成繊維を用いるため、その表面に、微生物の生存に
必要な水分を保水し、微生物を安定に担持することがで
きる。 【００４７】以下に実験例及び比較実験例を挙げる。 【００４８】実験例１ 第４図に示す生物脱臭装置により、表１に示す濃度の下
水処理施設、汚泥濃縮槽排ガスを処理した。なお、第４
図において、２１は原ガス導入管、２２はファン、２３
は生物脱臭塔、２４はドレン水排出管、２５は散水槽、
２６は散水ポンプ、２７は散水管、２８は充填層、２９
は処理ガス排出管である。 【００４９】充填層２８に充填する充填材としては、下
記のもの１６，２００ｇを用い、原ガスを空塔速度ＳＶ
＝２００ｈｒ−１で通気して処理を行なった。 充填材：吸水性合成繊維を成形してなる嵩高成形体 吸水性合成繊維種類＝塩化ビニリデン系繊維をポリビニ
ルアルコールで親水化処理したもの。 平均繊維直径＝０．１ｍｍ 平均繊維長さ＝１５０ｍｍ 嵩高成形体 大きさ：５０ｃｍ×６０ｃｍ×３０ｃｍの直方体×３段 密度 ：０．０６ｇ／ｃｍ３ 【００５０】得られる処理ガス濃度を表１に示した。 【００５１】また、充填材の圧力損失、圧密性、耐久性
を下記基準により評価し、結果を表２に示した。 圧力損失：充填層上下の差圧を差圧計で調べ、圧力損失
が、２０ｍｍａｑ未満を「良」，２０〜４０ｍｍａｑを
「可」，４０ｍｍａｑ以上を「不可」とした。 耐圧密性：運転３カ月後の充填層の高さを調べ、高さの
低下が１％未満を「良」，１〜３％を「可」，３％超を
「不可」とした。 耐久性 ：生物分解性、耐酸性を基準に、過去の実績と
推定により判断し、耐用年数が７年以上を「良」，３〜
７年を「可」，３年未満を「不可」とした。 【００５２】比較実験例１ 充填材として、天然有機性繊維（長繊維状ピート）を用
いたこと以外は実験例１と同様に行ない、得られた処理
ガス濃度を表１に、また、充填材性能を表２にそれぞれ
示した。 【００５３】比較実験例２ 充填材として、直径２ｍｍの多孔性セラミック粒を用い
たこと以外は実験例１と同様に行ない、得られた処理ガ
ス濃度を表１に、また、充填材性能を表２にそれぞれ示
した。 【００５４】 【表１】 【００５５】 【表２】 【００５６】表１，２より明らかなように、本発明で用
いる充填材は、天然有機性繊維と同等の脱臭性能を示
し、しかも、圧力損失、耐圧密性、耐久性の面では、従
来にない優れた性能を示すことが明らかである。 【００５７】 【発明の効果】以上詳述した通り、本発明で用いる充填
材は、比表面積及び空隙率が大きく、通気性、保水性、
親水性、生物付着性に優れ、しかも、耐圧密性、耐食
性、耐久性に優れた高性能充填材であり、安価に提供さ
れる。 【００５８】しかして、このような充填材を充填してな
る本発明の生物脱臭装置によれば、脱臭効率が高く、圧
力損失の増大などの充填材の圧密化による障害もなく、
しかも充填材の耐久性に優れることから、長期連続処理
が可能で、運転維持コストの安価な生物脱臭装置が提供
される。
に、微生物の付着性に優れる上に、耐久性にも優れ、各
種臭気成分の微生物による分解処理に有効な生物脱臭装
置用充填材を用いた生物脱臭装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】微生物による臭気成分の分解作用を利用
して被処理ガスの脱臭を行なう生物脱臭法は、安価な維
持費で実施することができ、操作も容易であることか
ら、工業的に非常に有利な方法である。 【０００３】従来、このような生物脱臭装置としては、
処理塔内に微生物を担持した充填材を充填し、この充填
層に被処理ガスを通気するものが提案されている。 【０００４】このような生物脱臭装置に充填される充填
材としては、次のような条件を具備することが望まれ
る。 被処理ガスを通気させるための空間を有するこ
と その空間の通気抵抗が少ないこと 空間の大き
さや分布が均一であり、被処理ガスと充填材とが均一に
接触できること 空間はまた、処理廃棄物を洗浄する
ために散水した際に、水が容易に流れ落ちる空間である
こと 充填材は水を含んだ時つぶれない程度の強度を
有すること 処理廃棄物の酸性に対して耐食性がある
こと 保水性が良く、臭気成分を分解する微生物を担
持し易く、また、微生物の生息に有利な材料であること 【０００５】従来、生物脱臭装置の充填材としては、天
然繊維状有機物（ピート）、又は、人工充填材が用いら
れている。 【０００６】また、特開昭５５−５９８２８号公報に
は、テトロン等の剛毛状の繊維体を脱臭装置に充填する
ことが記載されている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】天然繊維状有機物質
（ピート）は、比表面積、空隙率、保水性、親水性、微
生物付着性等の面において、生物脱臭装置の充填材とし
て優れた特性を有する反面、荷重に対する強度、分解に
対する抵抗性といった耐久性の面で問題を有し、水を含
んだ時の自重による荷重で圧密されて通過抵抗が増大す
る、７年程度の使用で分解して泥状となり、使用し得な
くなるといった欠点があった。 【０００８】また、従来の人工充填材には、樹脂系のも
のと、セラミック系のものとがあるが、いずれも粒径１
０〜３０ｍｍの塊状であるため、比表面積が小さく、微
生物の付着効率、被処理ガスの接触効率に劣り、また、
微生物の保持力も弱いことから、臭気分解効率が悪いと
いう欠点がある。また、特にセラミック系のものでは、
表面が濡れることはあっても、それ自体の保水性が殆ど
ないため、結果的に装置内の充填層への散水の頻度を増
やす必要があるという不具合もある。 【０００９】更に、特開昭５５−５９８２８号公報に開
示されるものでは、合成繊維は一般に疎水性であること
から、水分保持率が十分でなく、微生物が付着し難く、
また付着しても剥離し易いという欠点がある。 【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決し、比表
面積，空隙率，保水性，親水性，生物付着性等の面にお
いて、ピートと同等の優れた特性を備え、しかも、荷重
に対する強度、生物分解や酸分解に対する抵抗性といっ
た耐久性も著しく良好な充填材を用いた生物脱臭装置を
提供することを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明の生物脱臭装置
は、底部に悪臭ガスの吸気管を備え、上部に処理ガスの
排気管を備えた処理塔内に、支持部材上に充填材を充填
してなる充填層が形成されてなる生物脱臭装置におい
て、該充填材として、疎水性合成繊維をポリビニルアル
コールを用いて親水化処理した吸水性合成繊維の嵩高成
形体を用い、前記充填層を多段に形成したことを特徴と
する。 【００１２】以下に本発明を詳細に説明する。 【００１３】本発明の生物脱臭装置で使用される充填材
を構成する吸水性合成繊維は、疎水性の合成繊維をポリ
ビニルアルコールで親水性化処理して得ることができ
る。 【００１４】疎水性の合成繊維をポリビニルアルコール
で親水性化処理する方法としては、具体的には、次のよ
うな方法が挙げられる。即ち、疎水性の塩化ビニリデン
系繊維をポリビニルアルコールの１５重量％程度の水溶
液に浸漬後、芒硝や硫酸アンモニウム等の飽和水溶液か
らなる凝固浴中に浸漬して繊維表面上にポリビニルアル
コールをコートし、その後熱処理と、フォルマール化処
理を施す。熱処理は１００℃程度で５，６分乾燥後、２
００℃前後で２，３分空気中で加熱処理することにより
行なう。次に、ホルムアルデヒドでフォルマール化す
る。フォルマール化は芒硝２０〜２５重量％、ホルムア
ルデヒド５重量％を含む水溶液中で５０〜７０℃で３０
分程度処理することにより行なう。このフォルマール化
は、その度合が高くなるほど吸水性が失われるので、温
度と時間を調節することによりフォルマール化度を調整
する。 【００１５】なお、被処理ガスに対する耐腐食性に優れ
ること、例えば、臭気廃棄物である硫酸に対して耐食性
のあるものであれば良く、親水性化処理する疎水性合成
繊維としては、塩化ビニリデン系繊維の他ポリエステル
系繊維等を用いることができる。 【００１６】このような繊維を嵩高に成形して本発明で
用いる充填材とするには、例えば、繊維を容器にランダ
ムに詰め、水不溶性の接着剤、例えば熱硬化性樹脂、具
体的には、液状のエポキシ樹脂、アルキド樹脂、ウレタ
ン樹脂と硬化剤とを流下して熱処理し、繊維の接点を接
着した後、任意の形例えば直方体状に裁断すれば良い。
この成形における繊維の接着にポリビニルアルコールを
用いて、親水性化処理と成形とを同時に行なうこともで
きる。しかしながら、疎水性合成繊維を親水性化処理し
て本発明の充填材を製造する場合、上記成形と親水性化
処理とでは、成形を先に行ない、その後、成形体をポリ
ビニルアルコール水溶液に浸漬して前述の親水性化処理
を施すのが作業性、取り扱い性の面で好ましい。 【００１７】繊維を嵩高に成形、裁断して得られる充填
材は、例えば直方体形状の充填材である場合、その大き
さは４０〜６０ｃｍ×５０〜１００ｃｍ×３０〜４０ｃ
ｍ程度であることが、その取り扱い上好ましい。 【００１８】なお、本発明で用いる充填材は、吸水性合
成繊維のみからなる成形体に限らず、ポリビニルアルコ
ール系吸水性合成繊維とテトロン、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の
剛毛状合成繊維とをからみ合わせて成形した成形体であ
っても良い。剛毛状合成繊維の配合により、充填材を全
体としてより耐圧密性に優れた成形体とすることができ
る。 【００１９】このような充填材において、吸水性合成繊
維は、その繊維直径が太過ぎると比表面積が小さくな
り、逆に細過ぎると強度や取り扱い性、コスト等の面で
難がある。このため、吸水性合成繊維の繊維直径は０．
０１〜０．２ｍｍ程度であることが好ましい。また、繊
維長さには特に制限はないが、成形時の取り扱い性や成
形保形性等の面から１００〜２００ｍｍ程度であること
が好ましい。 【００２０】このような吸水性合成繊維の嵩高成形体
は、その密度が大き過ぎると使用時の通気抵抗が大き
く、また水抜きが遅くなる。逆に過度に低密度である
と、保形性、耐圧密性が不足し、充填材容量当りの吸水
性合成繊維の割合が少なく、従って付着微生物量が少な
くなり、処理効率が低下することとなる。このため、吸
水性合成繊維の成形体の密度は０．０３〜０．２５ｇ／
ｃｍ３程度であることが好ましい。 【００２１】なお、この吸水性合成繊維は、表面に化学
反応等を利用して凹凸を形成し、その比表面積を増やす
と共に、微生物の付着性を高めるようにすることもでき
る。 【００２２】なお、吸水性合成繊維と共に、前述の剛毛
状合成繊維を用いる場合、剛毛状合成繊維としては直径
０．１〜１．０ｍｍ，長さ１００〜２００ｍｍ程度のも
のが好ましく、その使用割合は、吸水性合成繊維：剛毛
状合成繊維＝１：０．５〜２．０（重量比）とするのが
望ましい。即ち、剛毛状合成繊維の割合が多過ぎると吸
水性合成繊維による微生物維持効果が低下し、少な過ぎ
ると剛毛状合成繊維を配合したことによる耐圧密性の改
善効果が得られないことから、上記範囲とする。 【００２３】次に、このような充填材を充填してなる本
発明の生物脱臭装置について、第１図，第２図，第３図
を参照して詳細に説明する。 【００２４】第１図及び第２図は各々本発明の生物脱臭
装置の一実施例を示す概略的な縦断面図、及びその詳細
を示す縦断面図、第３図は第２図の要部拡大図である。
これらの生物脱臭装置は、し尿処理場、下水処理場、そ
の他各種工場等から発生する、臭気成分として硫化水素
（以下、「Ｈ２Ｓ」と記す。）、メチルメルカプタン
（以下、「ＭＭ」と記す。）、硫化メチル（以下、「Ｄ
ＭＳ」と記す。）、二硫化メチル（以下、ＤＭＤＳ」と
記す。）等の硫黄系臭気物質を含む臭気ガスを生物脱臭
するために好適な装置である。 【００２５】本実施例の生物脱臭装置は、底部に悪臭ガ
スの給気管１を備え、上部に処理ガスの排出管２を備え
る処理塔３内に、充填層４、５、６が、上下方向に離し
て、３段に設けられ、下から順に、Ｈ２Ｓ分解層４、Ｍ
Ｍ分解層５及びＤＭＳ・ＤＭＤＳ分解層６が設定されて
いる。 【００２６】即ち、塔３内にはグリッド（格子体）７
ａ、７ｂ、７ｃが棚設され、その上に多孔板や網状シー
トなどの通気、通水性の支持部材８ａ、８ｂ、８ｃが載
置され、その上に吸水性合成繊維の成形体１１を充填し
充填層４、５、６が構成されている。これらの充填層
４、５、６には、それぞれ主としてＨ２Ｓ，ＭＭ，ＤＭ
Ｓ・ＤＭＤＳを分解する微生物が担持されている。 【００２７】なお、第２図において、吸水性合成繊維の
成形体１１の充填層４、５、６は一様の繊維層のように
示されているが、この充填層４、５、６は、実際には前
述のような大きさの吸水性合成繊維の成形体が複数個各
成形体間および成形体と槽壁との間にすき間がないよう
に充填されて形成される。 【００２８】１０ａ、１０ｂ、１０ｃは各充填層４、
５、６に、下水処理水又は上水を洗浄水として散布する
スプレーノズルを均一な配置で備える散水管であって、
各々、散水本管１０よりポンプＰにより給水される。 【００２９】本発明の装置においては、相互に上段と下
段の充填層の間で、下段の充填層に洗浄水を散布する散
水管の上に、ガス流は上向させるが、洗浄水は流下させ
ない仕切板１２ａ、１２ｂを設けると共に、この仕切板
１２ａ、１２ｂ上に溜る水を塔外に排出する排出管１３
ａ、１３ｂが設けられている。 【００３０】この仕切板１２ａ、１２ｂ及び排出管１３
ａ、１３ｂの構成について、第３図を参照して説明す
る。 【００３１】第３図に示す如く、仕切板１２ａは、悪臭
ガスを上向させるが、洗浄水は流下させないようにする
ため、仕切板１２ａには均一な配置で孔１４を開設し、
その各孔の縁に上端が閉じた盲筒１５を立設し、該盲筒
の上部側面に窓孔１６を形成して構成されている。排出
管１３ａは、処理塔３の壁面の仕切板１２ａの取付部に
形成された開口３ａに接続されている。 【００３２】第２図において、１７はエリミネータ、１
８は排水管である。 【００３３】このような生物脱臭装置により、悪臭ガス
の脱臭処理を行なうには、まず、悪臭ガスを供給管１よ
り処理塔３に導入する。悪臭ガスは充填層（Ｈ２Ｓ分解
層）４を通過する過程で含有されるＨ２Ｓが酸化分解さ
れる。次いで、充填層（ＭＭ分解層）５を通過する過程
で含有されるＭＭが酸化分解される。更に、充填層（Ｄ
ＭＳ・ＤＭＤＳ分解層）６を通過する過程でなお含有さ
れるＤＭＳが酸化分解される。また、悪臭ガス中に二硫
化メチルがあれば、それもＤＭＳ・ＤＭＤＳ分解層で酸
化分解される。 【００３４】このようにして、脱臭処理されたガスは、
エリミネータ１７で水分を除去した後、塔頂の排出管２
より排出される。なお、Ｈ２Ｓ、ＭＭ、ＤＭＳ、ＤＭＤ
Ｓ等の硫黄系悪臭成分は、微生物の作用により硫酸イオ
ンにまで酸化分解される。 【００３５】従って、各充填層４、５、６には悪臭成分
を酸化分解して脱臭処理し、除去した硫黄系物質とほぼ
等量の硫酸イオンが生成し、放置して置くと次第に蓄積
する。この硫酸イオンは微生物の生物反応を阻害するた
め、各充填層に散水管１０ａ、１０ｂ、１０ｃより洗浄
水を散布し、硫酸イオンを塔外に洗い流す必要がある。 【００３６】また、微生物の活性を維持するために水分
を補給する必要もある。 【００３７】なお、充填層の充填密度は、充填層１ｍ３
あたり乾燥吸水性合成繊維換算で２０〜１００ｋｇが好
ましい。充填層の充填高さは０．５〜１．５ｍ程度がよ
く、充填層の含水率（吸水性合成繊維重量と水分重量の
合計に占める水分重量の百分率）は、微生物の活性を維
持するため５０〜８０％好ましくは６０〜７０％とする
のが好ましい。従って、このような含水率を得るため
に、処理中に必要に応じて、水を散水管より散布するの
が望ましい。 【００３８】洗浄水の散水を行なう場合、本実施例の装
置においては、前述の如く仕切板１２ａ、１２ｂ及び排
水管１３ａ、１３ｂが設けられていることから、上段側
の充填層に散布した洗浄水が下段側の充填層にも降り、
その圧密化、圧力損失増大の進行が速まることが防止さ
れる。即ち、充填層５に散布された洗浄水は、仕切板１
２ａに阻止されて、充填層４に降りることなく、排水管
１３ａより排出される。同様に、充填層６に散布された
洗浄水は、仕切板１２ｂに阻止されて、充填層５に降り
ることなく、排水管１３ｂより排出される。 【００３９】充填層４に散布された洗浄水は、処理塔３
の底面に流下した後、排水管１８より排出される。 【００４０】このように、処理塔内に、吸水性合成繊維
の嵩高成形体を充填してなるＨ２Ｓ分解層、ＭＭ分解
層、ＤＭＳ分解層の充填層が、それぞれ独立して多段に
形成された生物脱臭装置によれば、 予め悪臭成分の
易分解性に応じた順でそれぞれの成分を分解する充填層
が直列配置されている状態であるため、馴養期間が殆ど
なく、早期より安定な脱臭処理を行なうことができ、装
置の立ち上げ期間を大幅に短縮することができる。
分解する悪臭ガスに応じて各充填層の運転管理を行なう
ことができるため、急激な負荷変動に対しても適切な処
理を講じて良好な対応をなすことができる。等の効果が
奏される。 【００４１】しかも、本実施例の生物脱臭装置では、上
段側の充填層に散布された洗浄水は下段側の充填層に降
ることなく、塔外に排水されるため、下段側の充填層の
圧密化、圧力損失の増大が上段側より速まることがな
く、長期間にわたり装置を安定に定常運転できる。従っ
て、多種類の硫黄系悪臭物質を含む悪臭ガスをも、極め
て安定に効率的に、低コストでほぼ完全に脱臭すること
ができる。 【００４２】なお、第１図〜第３図に示す生物脱臭装置
は、本発明の一実施例であって、本発明はその要旨を超
えない限り、図示の例に限定されるものではない。例え
ば、充填層は３段に形成するものに限られず、４段或い
は５段以上の複数段形成しても良い。また、２段であっ
ても良い。その他、仕切板や排水機構についても、他の
構成を採用することができる。 【００４３】 【作用】臭気成分を含む被処理ガスと微生物との接触機
会を増やすためには、充填材の比表面積を増やす必要が
あるが、その手段としては、細い繊維状にするか、或い
は細粒化することが考えられる。しかしながら、細粒で
は充填層の通気抵抗が大きく、水抜きが遅くなるため、
繊維状とするのが有利である。 【００４４】ところで、繊維状の充填材とした場合に
は、自重により圧密化する恐れがある。 【００４５】そこで、本発明においては、密度の小さい
素材でしかも強度の高い充填材とするために、繊維の嵩
高成形体とする。この嵩高成形体であれば、その空隙に
より通気抵抗が小さくなると共に水抜きも容易である。
しかも、成形体としての保形性により、耐圧密性にも優
れたものとなる。 【００４６】更に、本発明においては、繊維として吸水
性合成繊維を用いるため、その表面に、微生物の生存に
必要な水分を保水し、微生物を安定に担持することがで
きる。 【００４７】以下に実験例及び比較実験例を挙げる。 【００４８】実験例１ 第４図に示す生物脱臭装置により、表１に示す濃度の下
水処理施設、汚泥濃縮槽排ガスを処理した。なお、第４
図において、２１は原ガス導入管、２２はファン、２３
は生物脱臭塔、２４はドレン水排出管、２５は散水槽、
２６は散水ポンプ、２７は散水管、２８は充填層、２９
は処理ガス排出管である。 【００４９】充填層２８に充填する充填材としては、下
記のもの１６，２００ｇを用い、原ガスを空塔速度ＳＶ
＝２００ｈｒ−１で通気して処理を行なった。 充填材：吸水性合成繊維を成形してなる嵩高成形体 吸水性合成繊維種類＝塩化ビニリデン系繊維をポリビニ
ルアルコールで親水化処理したもの。 平均繊維直径＝０．１ｍｍ 平均繊維長さ＝１５０ｍｍ 嵩高成形体 大きさ：５０ｃｍ×６０ｃｍ×３０ｃｍの直方体×３段 密度 ：０．０６ｇ／ｃｍ３ 【００５０】得られる処理ガス濃度を表１に示した。 【００５１】また、充填材の圧力損失、圧密性、耐久性
を下記基準により評価し、結果を表２に示した。 圧力損失：充填層上下の差圧を差圧計で調べ、圧力損失
が、２０ｍｍａｑ未満を「良」，２０〜４０ｍｍａｑを
「可」，４０ｍｍａｑ以上を「不可」とした。 耐圧密性：運転３カ月後の充填層の高さを調べ、高さの
低下が１％未満を「良」，１〜３％を「可」，３％超を
「不可」とした。 耐久性 ：生物分解性、耐酸性を基準に、過去の実績と
推定により判断し、耐用年数が７年以上を「良」，３〜
７年を「可」，３年未満を「不可」とした。 【００５２】比較実験例１ 充填材として、天然有機性繊維（長繊維状ピート）を用
いたこと以外は実験例１と同様に行ない、得られた処理
ガス濃度を表１に、また、充填材性能を表２にそれぞれ
示した。 【００５３】比較実験例２ 充填材として、直径２ｍｍの多孔性セラミック粒を用い
たこと以外は実験例１と同様に行ない、得られた処理ガ
ス濃度を表１に、また、充填材性能を表２にそれぞれ示
した。 【００５４】 【表１】 【００５５】 【表２】 【００５６】表１，２より明らかなように、本発明で用
いる充填材は、天然有機性繊維と同等の脱臭性能を示
し、しかも、圧力損失、耐圧密性、耐久性の面では、従
来にない優れた性能を示すことが明らかである。 【００５７】 【発明の効果】以上詳述した通り、本発明で用いる充填
材は、比表面積及び空隙率が大きく、通気性、保水性、
親水性、生物付着性に優れ、しかも、耐圧密性、耐食
性、耐久性に優れた高性能充填材であり、安価に提供さ
れる。 【００５８】しかして、このような充填材を充填してな
る本発明の生物脱臭装置によれば、脱臭効率が高く、圧
力損失の増大などの充填材の圧密化による障害もなく、
しかも充填材の耐久性に優れることから、長期連続処理
が可能で、運転維持コストの安価な生物脱臭装置が提供
される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の生物脱臭装置の一実施例を示す概略的
な縦断面図である。 【図２】図１に示す装置の詳細を示す縦断面図である。 【図３】図２に示す装置の要部拡大図である。 【図４】実験例で用いた生物脱臭装置の概略的な縦断面
図である。 【符号の説明】 １ 給気管 ２ 排出管 ３ 処理塔 ４ 充填層（Ｈ２Ｓ分解層） ５ 充填層（ＭＭ分解層） ６ 充填層（ＤＭＳ・ＤＭＤＳ分解層） １０ 散水管 １１ 吸水性合成繊維の成形体
な縦断面図である。 【図２】図１に示す装置の詳細を示す縦断面図である。 【図３】図２に示す装置の要部拡大図である。 【図４】実験例で用いた生物脱臭装置の概略的な縦断面
図である。 【符号の説明】 １ 給気管 ２ 排出管 ３ 処理塔 ４ 充填層（Ｈ２Ｓ分解層） ５ 充填層（ＭＭ分解層） ６ 充填層（ＤＭＳ・ＤＭＤＳ分解層） １０ 散水管 １１ 吸水性合成繊維の成形体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 竹内 忠雄
東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗
田工業株式会社内
(56)参考文献 特開 昭55−59828（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−254681（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−241433（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−191522（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−19818（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01D 53/34
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 底部に悪臭ガスの吸気管を備え、上部に
処理ガスの排気管を備えた処理塔内に、支持部材上に充
填材を充填してなる充填層が形成されてなる生物脱臭装
置において、 該充填材として、疎水性合成繊維をポリビニルアルコー
ルを用いて親水化処理した 吸水性合成繊維の嵩高成形体
を用い、 前記充填層を多段に形成 したことを特徴とする生物脱臭
装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP09974894A JP3500694B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 生物脱臭装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09974894A JP3500694B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 生物脱臭装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH07303833A JPH07303833A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3500694B2 true JP3500694B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=14255626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09974894A Expired - Fee Related JP3500694B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 生物脱臭装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3500694B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4568481B2 (ja) * | 2003-04-15 | 2010-10-27 | エスポ化学株式会社 | 汚染気体の洗浄システム及びこの洗浄システムを用いた汚染気体の洗浄方法 |
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- 1994-05-13 JP JP09974894A patent/JP3500694B2/ja not_active Expired - Fee Related
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