JP4010405B2 - 生物脱臭方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、臭気ガスの生物学的脱臭に係り、特に、下水処理場、し尿処理場、各種工場等から発生する臭気ガスを生物学的に脱臭する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−２１９０２７号公報
微生物を付着させた担体を充填した充填層に、臭気ガスを通気して生物学的に脱臭する充填塔式生物脱臭法は、低ランニングコストで維持管理性が良いことが評価され、硫黄系悪臭物質を含む臭気ガスが発生する下水処理場等で脱臭対策における中心的役割を担っている。該充填塔の充填材には、悪臭物質の負荷に見合った量の余剰汚泥が生成し、この余剰汚泥を放置しておくと、充填材の目詰まり、比表面積の低下による悪臭物質除去性能の低下といった問題を生じる。このため、生成した余剰汚泥を充填層から適宜引抜くことが、該塔の処理効率を維持する上で必須条件となる。従来、充填層内の余剰汚泥の除去方法としては、塔内に水を充満し、空気逆洗する方法などが行われていた。しかしながら、この方法では、次のような問題点がある。
▲１▼ 本来、充填塔にはガスを流すだけであるのに対し、洗浄のために水を張る
ことから、塔の強度を増して充填塔を設計する必要がある。
▲２▼ 洗浄中はガスの送気を停止しなければならない。
▲３▼ 大量の水が必要となる。
【０００３】
この方法に対し、上記問題点を解決し、余剰汚泥を効率的に洗浄除去する方法として、微生物が付着した充填材が固定床を形成している反応槽に、有機性の排水又は排ガスを通して該排水又は排ガス中の有機物を微生物分解する方法において、該充填材上に増殖した微生物を剥離するにあたり、反応槽内の水保持量が増加するような気液流量比で、反応槽下部から気体を導入すると共に、反応槽上部から散水を行い、フラッディングにより充填材上の微生物の一部を剥離し、反応槽外に排出する微生物の剥離方法が知られている。しかし、実際、フラッディング程度の洗浄力では、塔内に水を充満して空気逆洗する方法ほどの微生物剥離効果を得ることが難しい。
【０００４】
一方、特開２００１−２１９０２７号公報では、直列多段に配備された充填塔の充填層に、悪臭物質及び／又は揮発性有機化合物を含む排ガスを通して、散水下に生物学的に酸化処理する排ガスの生物処理方法において、前記最上流の充填層における圧力損失が、１０００Ｐａを越えない時点で、少なくとも上流側２段の充填塔の充填層の通気順序及び通気方向を逆転させて通気し、最上流となった充填塔における指標値Ｂとなった後に、前記逆転通気において下流側となった充填塔の充填層に薬液を散水して、該充填層中の余剰微生物を除去する排ガスの生物処理方法を提唱している。充填層の洗浄用のための薬液として、硫酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、過酸化水素水、次亜塩素酸ナトリウム、オゾン等を含む薬液を用い、これらの薬剤の持つ洗浄能力により、容易に微生物を剥離できるものの、薬剤を散水した充填層においては、剥離する必要のない微生物まで剥離してしまい、一時的に悪臭物質除去性能が低下するため、装置を多段にして、各段ごとに個別の洗浄サイクルを設定しなければならないという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決し、微生物の増殖が顕著な充填層部位から余剰汚泥を効率的に剥離させることで、充填層の目詰まりを防止し、安定した脱臭性能を長期間にわたって発揮できる生物脱臭方法と装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、微生物を付着させた充填材を充填した充填層に、水を散布しながら臭気ガスを導入し、生物学的に脱臭する生物脱臭方法において、該脱臭により前記充填材上に増殖した微生物を剥離するにあたり、前記充填層内の水保持量が増加するような気液接触流量比で、該充填層下部から気体を通気すると共に充填層上部から散水を行って、充填層の一部においてフラッディングを生じさせ、該フラッディングを生じている部分に微生物剥離用の薬剤を注入して、前記充填材上の微生物の一部を剥離し、前記充填層外に排出することを特徴とする生物脱臭方法としたものである。
前記生物脱臭方法において、フラッディングを生じている部分は、前記充填層を流れる臭気ガスの流れ方向の圧力損失分布を測定することによって検知することができる。
また、本発明では、臭気ガスの導入口及び処理ガスの排気口と、内部に、微生物を付着させるための充填材を充填した充填層と、該充填層に水を散布する散水管とを備えた生物脱臭装置において、前記充填層には、充填層のフラッディング部分を検知するための、臭気ガス流れ方向の圧力損失分布を測定する装置を備えると共に、該充填層のフラッディン部分に対して微生物剥離用の薬剤を注入するための注入手段を備えたことを特徴とする生物脱臭装置としたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、生物脱臭装置の充填層内においては、微生物は層全体に均一に付着するのではなく、臭気入口側の充填層で増殖・付着が顕著であって、この部分の通気流路が狭くなりフラッディングを生じ易くなることをふまえ、公知のフラッディングによる微生物の剥離方法と、特開２００１−２１９０２７号公報記載の薬液による微生物の剥離方法に着目し、これらの方法の利点を生かして組合わせた方法、すなわち、フラッディングを生じている部分に対してのみ洗浄用薬剤を注入することによって、効率的に微生物の剥離・排出を行えることを見出してなされた。
すなわち、本発明では、フラッディングを生じて水を多量に保持しており、この水中に臭気ガスがバブリングされているような充填層部分に対して、洗浄用薬品を注入することで、少量の薬剤の使用で、高濃度の洗浄薬品による充填層の洗浄状態を創りだすと共に、洗浄の必要が無い充填層部分に対しては洗浄剤を接触させずに、微生物を維持させることができるのである。
【０００８】
本発明において、充填層のフラッディング部分の検知は、目視で確認しても良いが、フラッディングを生じている部分は通気抵抗が上昇するため、臭気ガス流れ方向の圧力損失分布を測定して確認しても良い。圧力損失分布の測定方法に制限はないが、臭気ガス流れ方向に一定の間隔をもって複数の圧力損失測定孔を設け、この間隔ごとにマノメ一夕を設置するのが一般的である。臭気ガス流れ方向の圧力損失分布において、圧力損失が集中している区間はフラッディングを生じている可能性が高いため、この区間に近い位置の洗浄剤注入手段から洗浄剤を注入する。
【０００９】
本発明の方法において、洗浄剤とは、充填材から微生物汚泥を剥離する効果があるものであれば良く、硫酸、塩酸、リン酸、有機酸などの酸剤や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ剤、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、オゾンなどの酸化剤等を含む薬液が使用できる。オゾンを利用する場合は、オゾンガスを直接、フラッディングの保持水中に通気しても良い。また、洗浄効率を上げるために、薬剤を組合わせたり、異なる薬液による複数回の洗浄を実施してもよい。
薬剤の濃度は、汚泥の剥離・分離性能をビーカーテスト等で事前に確認して決定しても良いし、実際に充填層を洗浄しながら調整しても良いが、例えば、洗浄用酸性水溶液の場合は、フラッデイングによって充填層に保持されている水に注入した際、保持水のｐＨが２以下になる酸濃度、アルカリ水溶液は、ｐＨ１０以上になるアルカリ濃度、次亜塩素酸ナトリウムは有効塩素濃度で３００ｍｇ／Ｌ以上、過酸化水素水は３００ｍｇ／Ｌ以上になる濃度で行うのが洗浄効率が高い。
【００１０】
洗浄剤の注入手段は、縦型の充填塔の場合は、充填塔の横に充填層の鉛直方向ごとに、適当な間隔をおいて洗浄剤注入孔を予め生物脱臭塔に設置しておいて、ここからポンプなどで洗浄剤を適宜注入すればよい。フラッディングを生じていない充填層部分に対しては、装置横の注入孔から薬品を注入しても充填層横方向に洗浄剤を十分に行渡らせることは困難であるが、本発明のように、フラッディングを生じている部分に洗浄剤を注入すれば、この部分の充填層には多量の水が保持されており、かつ、この保持水は臭気ガスの通気によって激しく撹拌されているため、極めて良好に充填層の隅々まで洗浄剤が行渡る。その一方で、充填層の横から、フラッディングを生じている部分にのみ洗浄剤を注入することができるため、フラッディングを生じずに正常に機能している充填層部分には洗浄剤を接触させなくて済むのである。
本発明の洗浄時間は、充填材からの微生物汚泥の剥離状況を観察して判断しても良いし、ガスを通気しながら充填層の圧力損失の低下度合いを指標にして判断しても良い。
【００１１】
以下に、本発明を図面を参照にして詳細に説明する。
図１は、本発明の生物脱臭方法に用いる生物脱臭装置の断面構成図である。
充填塔４は、微生物を担持させるための充填材を充填した充填層３と、臭気ガス導入口１と、処理ガス排出口２と、散水用水６を充填層３に散水するための散水部７と、散水後の水を排水するための排水管８と、充填層のフラッディング部分を検知するための、圧力損失分布の測定装置９と、充填層のフラッディング部分に対して微生物剥離用の洗浄剤を注入するための注入孔１０とを備える。
散水部７から充填層３に対して散水すると共に臭気ガス１を脱臭ファン１１で充填塔４に導入し、臭気ガスに含まれる悪臭物質を除去し、処理ガス２として排出する。また、充填材に微生物汚泥が蓄積し、充填層にフラッディングが生じれば、この部分５に対して洗浄用薬剤を注入孔１０から注入して充填材の微生物汚泥を剥離・排出する。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
図１に示す生物脱臭装置を用いて、下水処理施設の汚泥処理工程から発生する臭気を脱臭処理した。処理条件は次のとおりである。

【００１３】
脱臭処理開始４０日目から２００日目まで、硫化水素除去率９９％、メチルメルカプタン除去率９９％、硫化メチル除去率９８％の除去率を示した。しかし、２００日目前後から充填層底部にフラッディングが生じ始め、通気抵抗が急激に上昇した。そこで、２２０日目にフラッディング部位に近い位置の洗浄剤注入孔から、１０％過酸化水素水４０Ｌを注入した結果、フラッディングは解消した。また、悪臭物質の除去性能は一時的に低下したものの、洗浄から７日目で、硫化水素除去率９９％、メチルメルカプタン除去率９９％、硫化メチル除去率９５％まで回復した。
【００１４】
比較例１
実施例１と同じ条件で脱臭処理した。２００日目前後から充填層底部にフラッディングが生じ始め、通気抵抗が急激に上昇した。このままフラッディングを放置した結果、２５０日目に充填層全層がフラッディング状態となり、通気が不可能となった。
【００１５】
比較例２
実施例１と同じ条件で脱臭処理した。２００日目前後から充填層底部にフラッディングが生じ始め、通気抵抗が急激に上昇した。そこで、２２０日目に散水用水に１０％過酸化水素水４０Ｌを注入して充填層上部から散水したものの、散水用水の過酸化水素濃度が希薄であったため、フラッディングは完全に解消しなかった。その後、続けて、１０％過酸化水素水２００Ｌを注入して充填層上部から散水した結集、フラッディングは解消した。ただし、充填層全体にわたって付着微生物が剥離されたため、悪臭物質除去率が９０％以上となるまでに３５日間を要した。
【００１６】
これらの結果を、表１にまてめて示す。
【表１】

【００１７】
【発明の効果】
微生物を付着させるための充填材を充填した充填層に、水を散布しながら臭気ガスを導入し、生物学的に脱臭する生物脱臭方法において、該充填材上に増殖した微生物を剥離するにあたり、充填層内の水保持量が増加するような気液接触流量比で、充填層下部から気体を通気すると共に、充填層上部から散水を行い、フラッディングを生じさせ、フラッディングを生じている部分に対して微生物剥離用の洗浄剤を注入して、充填材上の微生物の一部を剥離し、充填層外に排出することで、充填層の目詰まりを防止し、安定した脱臭性能を長期間にわたって発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の生物脱臭方法に用いる生物脱臭装置の一例を示す断面構成図。
【符号の説明】
１：臭気ガス、２：処理ガス、３：充填層、４：充填塔、５：充填層のうちフラッディングを生じている部分、６：散水用水、７：散水部、８：排水、９：マノメータ、１０：洗浄剤注入孔、１１：脱臭ファン

Claims (3)

1. 微生物を付着させた充填材を充填した充填層に、水を散布しながら臭気ガスを導入し、生物学的に脱臭する生物脱臭方法において、該脱臭により前記充填材上に増殖した微生物を剥離するにあたり、前記充填層内の水保持量が増加するような気液接触流量比で、該充填層下部から気体を通気すると共に充填層上部から散水を行って、充填層の一部においてフラッディングを生じさせ、該フラッディングを生じている部分に微生物剥離用の薬剤を注入して、前記充填材上の微生物の一部を剥離し、前記充填層外に排出することを特徴とする生物脱臭方法。
2. 前記フラッディングを生じている部分は、前記充填層を流れる臭気ガスの流れ方向の圧力損失分布を測定することによって検知することを特徴とする請求項１記載の生物脱臭方法。
3. 臭気ガスの導入口及び処理ガスの排気口と、内部に、微生物を付着させるための充填材を充填した充填層と、該充填層に水を散布する散水管とを備えた生物脱臭装置において、前記充填層には、充填層のフラッディング部分を検知するための、臭気ガス流れ方向の圧力損失分布を測定する装置を備えると共に、該充填層のフラッディン部分に対して微生物剥離用の薬剤を注入するための注入手段を備えたことを特徴とする生物脱臭装置。

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