JP4022053B2

JP4022053B2 - 悪臭ガスの脱臭方法およびその装置

Info

Publication number: JP4022053B2
Application number: JP2001348899A
Authority: JP
Inventors: 健理千種; 正敏島田
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2021-11-14
Also published as: JP2003144839A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に下水処理、屎尿処理、畜産業施設、食品排水処理、生活排水処理、化製場から発生するアンモニアや有機酸、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチルなどの悪臭ガスを、微生物による生物脱臭効果及び生物脱臭効果が発現するまでの間、繊維状活性炭による湿式酸化触媒機構及び吸着機構を利用した、運転立ち上げ時から悪臭物質を効果的に除去できる好適な悪臭ガスの脱臭方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、下水処理場及び屎尿処理場等における悪臭物質の処理方法として、物理的、化学的処理方法が種々検討されているが、近年経済性等の件から微生物を利用した脱臭装置の開発が進められている。
【０００３】
生物を利用した脱臭は、接触材の表面に臭気成分を栄養源として繁殖する微生物を担持させ、この微生物により臭気成分を分解、脱臭する方法であり、現在、これらの接触材としては、土壌、腐植土、プラスチック、セラミックやその加工品、およびそれらに微生物を固着させたものが使用されている。
【０００４】
この生物脱臭において、充填塔に充填する接触材が粗な場合には、ガス通過の際の圧力損失は低く、容易に通過させることが可能であるが、ガスとの接触面積が小さいため、接触材と接触することなく、処理されないガスが多量に存在することとなり、これを防止するためには、充填塔を大規模なものとしてガスとの接触の機会を多くするなどの対策が必要であった。
【０００５】
一方、ガスとの接触表面積が大きくて、処理効率が高い密な接触材を使用した場合は、ガス通過の際の圧力損失が大きく、ガス通過速度を上げることが困難であり、この対策として動力の大きな送風機を使用する必要があったが、これにも限度があった。
さらに、土壌、腐植土、セラミックやその加工品による接触材は高重量であるので、充填塔やろ床等に接触材の重量に充分に耐えうることができる強度が要求されるため、コストが高くなっていた。
また、微生物を利用した脱臭方法は、臭気成分を分解する微生物の馴養を行う必要があり、脱臭効果が発生するまでにある程度の期間を要する。また、微生物の作用を利用しているため、冬場などの低温期になると、どうしても脱臭効率が低下するという問題があった。
【０００６】
また従来行われている粒状活性炭の吸着材を用いた物理的処理方法では、吸着量に限界があり、吸着が飽和に達すると、吸着材の交換及び再生の必要がある。特に、臭気成分ガス濃度が高い場合には、吸着材の寿命が短くなり、経済的負担が大きくなる。
【０００７】
さらに、湿潤の繊維状活性炭により室温下において、硫化水素流入濃度が数百〜数十ppmで、空塔速度（ＳＶ）100〜300hr^-1、線速度（ＬＶ）4.2〜15.0mm/sといった高濃度、低ＳＶ、低流速での酸化作用についての報告（臭気の研究、27巻6号平成8年）が成されている。
湿潤させた繊維状活性炭を含有するシート片を充填したカラム試験により、硫化水素、メチルメルカプタン等の硫黄系悪臭物質の湿式酸化分解が行われているものの、低濃度域での性能に関しては未知であり、かつ、処理速度が遅く、かなり大型の装置となったり、また、さらに、悪臭ガス中に含有するアンモニア、有機酸等にはあまり効果を発揮しないという問題もあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決し、下水処理、屎尿処理、畜産業施設、食品排水処理、生活排水処理、化製場などから発生する悪臭ガスを、繊維状活性炭を含有した接触材を用いた生物脱臭により、馴養期間を短縮でき、低温期の脱臭効率の低下も少なく、安い運転コストで臭気ガスを処理することができる方法およびその実施に好適な非常にコンパクトな装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題を解決するため鋭意検討した結果、微生物接触材として繊維状活性炭を含有した成形体を用いることにより上記問題を解決できるとの知見を得、本発明に到達した。
すなわち、本発明の第一は、悪臭物質を分解する微生物が固定化された接触材からなる充填層に悪臭ガスを接触させることにより脱臭する方法において、接触材として、混合重量比が繊維状活性炭：熱可塑性合成繊維＝９０：１０〜５：９５の範囲の繊維状活性炭と熱可塑性合成繊維を開繊・混合した後、複数本の繊維束を形成させ、この繊維束を熱処理して繊維間を接着すると共に棒状繊維収束体に形成し、次いで切断することにより得られる成形体を用いることを特徴とする悪臭ガスの脱臭方法を要旨とするものである。
また、本発明の第二は、生物脱臭塔に充填される微生物接触材として、混合重量比が繊維状活性炭：熱可塑性合成繊維＝９０：１０〜５：９５の範囲の繊維状活性炭と熱可塑性合成繊維を開繊・混合した後、複数本の繊維束を形成させ、この繊維束を熱処理して繊維間を接着すると共に棒状繊維収束体に形成し、次いで切断することにより得られる成形体を用いることを特徴とする生物脱臭装置を要旨とするものである。
【００１０】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明において、生物脱臭塔に充填する微生物を固定化する接触材としては、繊維状活性炭と熱可塑性合成繊維を主成分とする成形体を用いる必要がある。本発明で使用する繊維状活性炭は、石炭ピッチ、石油ピッチ、レーヨン、フェノール、アクリル、ビニロン系あるいは、セルロース系等を原料とし、通常の方法で不融、賦活処理して微細孔を形成したもので、比表面積は、ＢＥＴ法による測定値で、５００ｍ^２／ｇ以上のものが好ましい。比表面積が５００ｍ^２／ｇ未満になると、細孔が小さくなり臭気成分との接触が困難となる。
【００１１】
繊維状活性炭は、熱可塑性合成繊維と混合して、複数本の繊維束を形成した棒状繊維収束体としたものを、充填材として使用する。
【００１２】
繊維状活性炭と共に、充填材を構成する熱可塑性合成繊維としては、たとえば、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエステルなどからなる単成分繊維、あるいは芯部にポリエステル、鞘部にポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエステルなどを用いた芯鞘型複合繊維などがある。
【００１３】
繊維状活性炭と熱可塑性合成繊維との混合重量比は、９０：１０〜５：９５の範囲である。繊維状活性炭の割合が大きすぎると、構造体あるいは充填材の成形性が悪くなり、逆に少なすぎると臭気成分との接触が悪くなる。
【００１４】
本発明で用いられる棒状繊維収束体は、繊維状活性炭と熱可塑性合成繊維を開繊・混合した後、繊維束を形成させ、この繊維束を熱処理して繊維間を接着すると共に棒状繊維収束体に形成し、次いで、任意の長さに切断することにより得ることができる。
【００１６】
図１は、本発明の生物脱臭装置の一実施態様を示す概略説明図である。図１において、生物脱臭塔１には、生物接触材が充填された充填層２と、充填層２の上方に散水器３が、充填層２の下方には受水層４がそれぞれ配設されており、受水層４には悪臭ガス導入管と配水管が配設されているものである。図中５は、サイフォン防止管である。また、図２及び図３の例は、生物脱臭装置１に、２段の充填層２を設けたものである。充填層２は、上下方向および並列に配列させてもよく、３段以上の複数段とすることができる。
また、本発明の脱臭方法および脱臭装置においては、生物脱臭塔の後段に繊維状活性炭が充填された活性炭反応塔を設けてもよく、図４はそのような一例である。図中、１は生物脱臭塔であり、６は活性炭反応塔である。
【００１７】
上記のように、生物脱臭装置は、生物接触材充填層の上方に散水器を配設し、連続的又は間欠的に散水することにより、担体の表面が湿潤状態に保持され、微生物の付着と繁殖が促進されると共に、散水により酸化生成物が洗浄除去される。間欠的に散水する場合には、散水間隔は0.5〜４時間に１回程度が適当であり、一回当たりの散水時間は、散水器の形状及び吐出水量により異なるが、0.2〜15分が適当である。なお、散水器は充填層が複数の場合には、各充填層ごとに散水器を配設してもよく、あるいは一つの散水器ですべての充填層に散水するようにしてもよい。
【００１８】
脱臭の効果は、臭気成分の種類と濃度によって異なるが、臭気成分含有ガスの通気速度（LV）と空塔速度（SV）によって決定される。生物脱臭塔の一般的な悪臭ガスのＬＶは0.4m/s以下であれば良好であり、空塔速度は2000h^-1以下であれば、良好な処理を行うことができる。
【００１９】
また、生物脱臭装置の充填材は繊維製であるため、比表面積が大きく臭気物質との接触効率がよく、さらに、通気性が優れており、そのため圧力損失が非常に小さいため、低い動力のファンで運転することができる。また、充填材は、繊維状活性炭と熱可塑性合成繊維から形成されており、空隙率が大きく軽量にできるため、充填層２を１段で2000mm程度積層しても、圧密化することなく良好な処理が可能である。
【００２０】
【実施例】
本発明を実施例により具体的に説明する。実施例において、各種の硫黄化合物の濃度は、ガスクロマトグラフ法にて分析し求めた。
【００２１】
実施例１
比表面積1000m²/gのピッチ系繊維状活性炭20重量％と芯鞘型ポリエステル未延伸繊維80重量％とをカーディングマシンで開繊・混合し、1ｍあたり6ｇのカードスライバーとした。このカードスライバーを熱処理したのち切断し、外径８mm、長さ10mmの六葉柱状繊維収束体を得た。
【００２２】
図１に示す生物脱臭装置を用い、上記で得られた六葉柱状繊維収束体を生物接触材充填層に使用して悪臭ガスを処理した。なお、充填材は、微生物を植種した後、生物脱臭装置に充填した。
【００２３】
悪臭ガスとして、合併浄化槽から発生するガスを使用し、これを送風機により導入管を経て生物脱臭装置に導入し、充填層２を上向流により通気させ、臭気成分を繊維状活性炭含有充填材の表面に担持した微生物および繊維状活性炭により、吸着作用を併用した微生物分解により臭気の除去を行った。悪臭ガスは連続的に供給され、散水器３により適時散水を行い、受水部４に流入した洗浄水は、配水管によりサイフォン防止管５を経て、受水部４の水位に応じて排水した。表１に運転条件を、表２に処理結果を示すが、処理結果は非常に良好であった。
【００２４】
【表１】

【００２５】
【表２】

【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、繊維状活性炭含有繊維製充填材を微生物接触材として使用することにより、吸着効果を併用した微生物の生物脱臭効果が効率的となり、悪臭ガスを、高速かつ安い運転コストで高効率に処理できる脱臭方法および生物脱臭装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する生物脱臭装置の一実施態様を示す概略説明図である。
【図２】本発明で使用する生物脱臭装置の一実施態様を示す概略説明図である。
【図３】本発明で使用する生物脱臭装置の一実施態様を示す概略説明図である。
【図４】本発明で使用する生物脱臭装置の一実施態様を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１生物脱臭塔
２生物接触材充填層
３散水器
４受水部
５サイフォン防止管
６活性炭反応塔
７繊維状活性炭充填層

Claims

悪臭物質を分解する微生物が固定化された接触材からなる充填層に悪臭ガスを接触させることにより脱臭する方法において、接触材として、混合重量比が繊維状活性炭：熱可塑性合成繊維＝９０：１０〜５：９５の範囲の繊維状活性炭と熱可塑性合成繊維を開繊・混合した後、複数本の繊維束を形成させ、この繊維束を熱処理して繊維間を接着すると共に棒状繊維収束体に形成し、次いで切断することにより得られる成形体を用いることを特徴とする悪臭ガスの脱臭方法。
生物脱臭塔に充填される微生物接触材として、混合重量比が繊維状活性炭：熱可塑性合成繊維＝９０：１０〜５：９５の範囲の繊維状活性炭と熱可塑性合成繊維を開繊・混合した後、複数本の繊維束を形成させ、この繊維束を熱処理して繊維間を接着すると共に棒状繊維収束体に形成し、次いで切断することにより得られる成形体を用いることを特徴とする生物脱臭装置。