JP4660298B2

JP4660298B2 - 脱臭装置および脱臭方法

Info

Publication number: JP4660298B2
Application number: JP2005187496A
Authority: JP
Inventors: 哲也山本; 公原田; 三男小池; 剛安部
Original assignee: クボタ環境サ−ビス株式会社
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: JP2007007486A

Description

本発明は、汚泥再生処理センター、有機性廃棄物処理施設、汚泥乾燥機排ガス処理設備等に設けられる脱臭装置および脱臭方法に関する。

従来、この種の脱臭装置としては、微生物を利用した充填式生物脱臭塔がある。これは、微生物を高濃度に保持した充填材（担体）を塔内に充填し、上記微生物に原臭気ガス中に含まれる悪臭成分を分解させるものである。充填式生物脱臭塔では、充填材に散水して、微生物の育成と酸化生成物の排出とを行っている。尚、下記特許文献１には、上記のような充填式生物脱臭塔を２塔設置して、アンモニアを含む原臭気ガスを良好に脱臭する技術が記載されている。

しかしながら、上記充填式生物脱臭塔を用いた生物脱臭では、原臭気ガス中にアルデヒド類が含まれる場合、アルデヒド類の持つ殺菌力により微生物が阻害され、臭気の分解に支障を来たすといった問題があるため、原臭気ガスと微生物との接触時間を長くして負荷量を低く抑えざるを得なかった。

また、コンポスト臭気や汚泥乾燥機から排出される排ガス等にはアルデヒド類以外の多様な有機系臭気が含まれており、有機系臭気が充填式生物脱臭塔内で散水した水に溶けるとＢＯＤ成分となり、充填材の周囲に従属栄養細菌が異常増殖し、充填材が従属栄養細菌によって閉塞してしまい、充填式生物脱臭塔の脱臭能力が低下するという問題がある。

また、下記特許文献２には、原臭気ガスを、相対湿度８５％以上に保ち、酸化性流体（過酸化水素水等）の存在下で、活性炭含有ハニカム状吸着剤に接触させることによって、原臭気ガス中のアルデヒド類を吸着除去する処理方法が記載されている。

しかしながら、上記の従来形式では、上記吸着剤は吸着量が破過するため、定期的に交換する必要があった。特に、し尿処理や下水処理のように大規模で臭気の処理量が非常に多い施設では、定期的に、吸着剤を多量に交換しなければならず、運転コストが高くなるといった問題がある。
特開２０００−１０７５５６特開２００４−８９９６３

本発明は、アルデヒド類を含んだ原臭気ガスを効率良く脱臭することができ、この際、生物脱臭がアルデヒド類によって阻害されるのを軽減することができ、さらに、運転コストを安価にすることが可能な脱臭装置および脱臭方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本第１発明は、アルデヒド類を含む原臭気ガスを脱臭する脱臭装置であって、充填式生物脱臭塔の前段にアルカリ活性炭触媒洗浄塔を設け、上記アルカリ活性炭触媒洗浄塔は、触媒として作用する活性炭に上記原臭気ガスを接触させるとともに、苛性ソーダを注入して所定のｐＨに維持されたアルカリ洗浄液で上記原臭気ガスを洗浄するものであり、上記アルカリ活性炭触媒洗浄塔において、原臭気ガス中に含まれる硫化水素と二酸化炭素と洗浄液中の苛性ソーダと活性炭の触媒作用とによって生成されるチオ硫酸ナトリウムにより、原臭気ガス中のアルデヒド類を還元してアルコール類に変化させ、上記アルコール類を後段の充填式生物脱臭塔において分解除去するものである。

これによると、原臭気ガスがアルカリ活性炭触媒洗浄塔内に供給されてアルカリ洗浄液で洗浄されることにより、原臭気ガス中に含まれる二酸化炭素がアルカリ洗浄液中に含まれる苛性ソーダと反応して炭酸ナトリウムが生成され、生成された炭酸ナトリウムが活性炭の触媒作用により原臭気ガス中に含まれる硫化水素と反応してチオ硫酸ナトリウムが生成され、原臭気ガス中に含まれるアルデヒド類が上記チオ硫酸ナトリウムによって還元されて中間生成物であるアルコール類に変化する。

その後、上記原臭気ガスは、アルカリ活性炭触媒洗浄塔から排出されて充填式生物脱臭塔内に供給され、生物脱臭される。この際、原臭気ガスに含まれていたアルデヒド類は上記のように還元されてアルコール類に変化しているため、アルデヒド類の含有量が減り、充填式生物脱臭塔内の微生物に及ぼされる悪影響が軽減される。これにより、生物脱臭の能力が最大限発揮される。

また、アルカリ活性炭触媒洗浄塔内の活性炭は、吸着剤として用いられるのではなく、上記チオ硫酸ナトリウムを生成する際の触媒として作用するため、吸着剤のように破過することがなく、若干量を補充するだけでよい。したがって、活性炭を再生したり取り替える必要はなく、運転コストを安価にすることができる。

さらに、原臭気ガス中に含まれる有機系臭気がアルカリ活性炭触媒洗浄塔内のアルカリ洗浄液に捕捉されて除去されるため、アルカリ活性炭触媒洗浄塔から充填式生物脱臭塔へ供給される原臭気ガス中の有機系臭気の含有量が低減され、これにより、充填式生物脱臭塔内の充填材に従属栄養細菌が異常増殖するのを防止することができ、従属栄養細菌による充填材の閉塞を長期間にわたり防止できるため、充填式生物脱臭塔において効率良く生物脱臭することができる。

また、上記チオ硫酸ナトリウムは、原臭気ガス中に元来含まれている二酸化炭素と硫化水素とを利用して生成されるため、薬剤として別途添加する必要はなく、したがって、運転コストをさらに低減することができる。

また、本第２発明は、アルデヒド類を含む原臭気ガスを脱臭する脱臭方法であって、触媒として作用する活性炭に上記原臭気ガスを接触させるとともに、苛性ソーダを注入して所定のｐＨに維持されたアルカリ洗浄液で上記原臭気ガスを洗浄して、原臭気ガス中に含まれる硫化水素と二酸化炭素と混合液中の苛性ソーダと活性炭の触媒作用とによってチオ硫酸ナトリウムを生成し、原臭気ガス中のアルデヒド類を上記チオ硫酸ナトリウムによって還元してアルコール類に変化させ、上記アルコール類を微生物処理で分解除去するものである。

以上のように本発明によると、アルカリ活性炭触媒洗浄塔内において、原臭気ガス中に含まれるアルデヒド類がチオ硫酸ナトリウムによって還元されて中間生成物であるアルコール類に変化するため、アルデヒド類の含有量が減少する。したがって、その後、上記原臭気ガスが充填式生物脱臭塔内で生物脱臭される際、微生物に及ぼされる悪影響が軽減され、生物脱臭の能力が最大限発揮される。

また、アルカリ活性炭触媒洗浄塔内の活性炭は、触媒として作用するため、若干量を補充するだけでよく、再生したり取り替える必要はない。したがって、運転コストを安価にすることができる。

また、チオ硫酸ナトリウムは、原臭気ガス中に元来含まれている二酸化炭素と硫化水素とを利用して生成されるため、薬剤として別途添加する必要はなく、したがって、運転コストをさらに低減することができる。

また、アルカリ活性炭触媒洗浄塔から充填式生物脱臭塔へ供給される原臭気ガス中の有機系臭気の含有量が低減され、これにより、充填式生物脱臭塔内の充填材に従属栄養細菌が異常増殖するのを防止することができ、従属栄養細菌による充填材の閉塞を長期間にわたり防止できるため、充填式生物脱臭塔において効率良く生物脱臭することができる。

以下、本発明における実施の形態を図１に基いて説明する。
１は、汚泥の乾燥や堆肥化又はし尿処理等の際に発生する原臭気ガスＧ１を脱臭する脱臭装置であり、充填式生物脱臭塔３と、この充填式生物脱臭塔３の前段に設置された活性炭スラリー塔２（アルカリ活性炭触媒洗浄塔の一例）とで構成されている。

上記活性炭スラリー塔２は、筒状構造の塔本体部６と、塔本体部６の下部に設けられた貯槽部７とを備えている。塔本体部６内には、プラスチックのネットリング等からなる接触材８が装填されている。貯槽部７内には、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）を注入してｐＨ１０程度（所定のｐＨの一例）に維持されたアルカリ洗浄水に粉体（粉末）状の活性炭を混合した混合液９が貯留されている。また、塔本体部６には、混合液９の液面よりも上方かつ接触材８の下方へ原臭気ガスＧ１を供給するガス供給部１０が形成されている。塔本体部６の上端部には、接触材８を下方から上方へ通過した原臭気ガスＧ１を排出するガス排出部１１が形成されている。

塔本体部６内には、接触材８に対して上方から混合液９を散水する散水装置１２が設けられている。また、活性炭スラリー塔２には、貯槽部７内の混合液９を散水装置１２に供給する混合液循環装置１３が設けられている。この混合液循環装置１３は、貯槽部７の底部と散水装置１２との間に接続された循環管路１４と、循環管路１４に設けられたポンプ１５とで構成されている。さらに、貯槽部７には、苛性ソーダを投入する投入部１７と、水を補給する補給水供給部１８と、混合液９のｐＨ値を測定するｐＨ計１９とが設けられている。

上記充填式生物脱臭塔３は、筒状構造の塔本体部２５と、塔本体部２５の下部に設けられた貯槽部２６とを備えている。塔本体部２５内には、微生物を高濃度に保持した充填材２７（担体）が充填されている。尚、充填材２７として、セラミック，炭化物，プラスチック担体，スポンジ担体，ＡＬＣ粉砕品，コンクリート粉砕品等が使用されている。

また、貯槽部２６内には貯留水２８が貯留されている。塔本体部２５には、活性炭スラリー塔２のガス排出部１１から排出された臭気ガスＧ２を貯留水２８の表面よりも上方かつ充填材２７の下方へ供給するガス供給部２９が形成されている。塔本体部２５の上端部には、充填材２７を下方から上方へ通過した臭気ガスＧ２を処理後臭気ガスＧ３として排出するガス排出部３０が形成されている。

塔本体部２５内には、充填材２７に対して上方から貯留水２８を散水して微生物の育成と酸化生成物の排出とを行う散水装置３１が設けられている。また、充填式生物脱臭塔３には、貯槽部２６内の貯留水２８を散水装置３１に供給する貯留水循環装置３２が設けられている。この貯留水循環装置３２は、貯槽部２６の底部と散水装置３１との間に接続された循環管路３３と、循環管路３３に設けられたポンプ３４とで構成されている。さらに、貯槽部２６には、貯留水２８のｐＨを調整するための薬液を注入する薬液注入部３５と、水を補給する補給水供給部３６と、貯留水２８のｐＨ値を測定するｐＨ計３７とが設けられている。

尚、上記薬液注入部３５から薬液を注入することにより、適宜、貯留水２８のｐＨを生物脱臭に適した値に調整している。また、充填材２７への植種は活性汚泥の噴霧や活性汚泥への浸漬等で行われる。

上記活性炭スラリー塔２のガス排出部１１と充填式生物脱臭塔３のガス供給部２９との間は臭気ガス流通管路３８を介して接続されている。
以下、上記脱臭装置１を用いた脱臭方法を説明する。

活性炭スラリー塔２のポンプ１５を駆動して、貯槽部７内の混合液９を散水装置１２から接触材８に散水し、原臭気ガスＧ１をガス供給部１０から塔本体部６内に供給する。この原臭気ガスＧ１は、接触材８内を下方から上方へ通過し、この際、散水される混合液９で洗浄される。これにより、下記反応式（１）で示すように、原臭気ガスＧ１中に含まれる二酸化炭素が混合液９中に含まれる苛性ソーダと反応して、炭酸ナトリウムと水とが生成され、さらに、下記反応式（２）で示すように、上記炭酸ナトリウムが原臭気ガスＧ１中に含まれる硫化水素および酸素と反応して、チオ硫酸ナトリウムと二酸化炭素と水とが生成される。

この際、上記反応式（２）で示した反応は混合液９中の活性炭を触媒として起こる反応であり、その結果生じる上記チオ硫酸ナトリウムによって、下記反応式（３）で示すように原臭気ガスＧ１中のアルデヒド類の一部が還元されて中間生成物であるアルコール類に変化する。

これにより、活性炭スラリー塔２のガス排出部１１から排出され臭気ガス流通管路３８を通って充填式生物脱臭塔３のガス供給部２９へ供給される臭気ガスＧ２中のアルデヒド類の含有量が原臭気ガスＧ１中のアルデヒド類の含有量よりも減少する。

その後、上記充填式生物脱臭塔３内に供給された臭気ガスＧ２は、充填材２７内を下方から上方へ通過し、微生物により分解される。この際、臭気ガスＧ２は原臭気ガスＧ１と比べてアルデヒド類の含有量が減少しているため、充填式生物脱臭塔３内の微生物に及ぼされる悪影響が軽減される。これにより、生物脱臭の能力が最大限に発揮される。尚、上記アルデヒド類の還元により変換されたアルコール類は充填式生物脱臭塔３内で分解され除去される。このようにして生物脱臭された処理後臭気ガスＧ３はガス排出部３０から充填式生物脱臭塔３の外部へ排出される。

また、活性炭スラリー塔２内の混合液９中に含まれる活性炭は、吸着剤として用いられるのではなく、上記チオ硫酸ナトリウムを生成する際の触媒として作用するため、吸着剤のように破過することがなく、若干量を補充するだけでよい。したがって、活性炭を再生したり取り替える必要はなく、運転コストを安価にすることができる。

また、上記混合液９はアルカリ性に維持されているため、原臭気ガスＧ１中に含まれる有機系臭気が混合液９に捕捉されて除去される。したがって、活性炭スラリー塔２から充填式生物脱臭塔３へ供給される臭気ガスＧ２中の有機系臭気の含有量が低減され、これにより、充填材２７に従属栄養細菌が異常増殖するのを防止することができ、従属栄養細菌による充填材２７の閉塞を長期間にわたり防止できるため、充填式生物脱臭塔３において効率良く生物脱臭することができる。

さらに、活性炭スラリー塔２から充填式生物脱臭塔３へ供給される臭気ガスＧ２の臭気成分が限定されるため、生育する菌叢がその成分の脱臭に最適なものとなり、充填式生物脱臭塔３での臭気処理の効率がより一段と向上する。

また、上記チオ硫酸ナトリウムは、上記反応式（１）（２）で示したように、原臭気ガスＧ１中に元来含まれている二酸化炭素と硫化水素とを利用して生成されるため、薬剤として別途添加する必要はなく、したがって、運転コストをさらに低減することができる。

尚、脱臭装置１を運転している際、活性炭スラリー塔２内の混合液９は散水装置１２から常時連続的に散水され、充填式生物脱臭塔３内の貯留水２８は散水装置３１から間欠的もしくは連続的に散水される。

上記実施の形態では、活性炭スラリー塔２内の混合液９に粉体（粉末）状の活性炭を混合しているが、活性炭はペレット担体又はシート担体等の成型されているものであってもよい。

上記実施の形態では、活性炭スラリー塔２において、アルカリ洗浄水に活性炭を混合した混合液９で原臭気ガスＧ１を洗浄しているが、上記活性炭をアルカリ洗浄水に混合せず、上記活性炭を接触材８に成型して充填し、原臭気ガスＧ１を上記アルカリ洗浄水で洗浄しながら接触材８内を通過させてもよい。

上記実施の形態では、活性炭スラリー塔２において、触媒として活性炭を用い、苛性ソーダを添加して所定のｐＨに維持しているが、触媒として活性炭の代わりにマンガンを用い、苛性ソーダの代わりに次亜塩素酸ソーダを添加してもよい。この場合、ｐＨ８程度に調整し、生成される過マンガン酸の酸化作用により、ＣＨＯ基がＣＯＯＨ基（カルボン酸）になる。

本発明の実施の形態における脱臭装置の図である。

符号の説明

１脱臭装置
２活性炭スラリー塔（アルカリ活性炭触媒洗浄塔）
３充填式生物脱臭塔
Ｇ１原臭気ガス

Claims

アルデヒド類を含む原臭気ガスを脱臭する脱臭装置であって、充填式生物脱臭塔の前段にアルカリ活性炭触媒洗浄塔を設け、上記アルカリ活性炭触媒洗浄塔は、触媒として作用する活性炭に上記原臭気ガスを接触させるとともに、苛性ソーダを注入して所定のｐＨに維持されたアルカリ洗浄液で上記原臭気ガスを洗浄するものであり、上記アルカリ活性炭触媒洗浄塔において、原臭気ガス中に含まれる硫化水素と二酸化炭素と洗浄液中の苛性ソーダと活性炭の触媒作用とによって生成されるチオ硫酸ナトリウムにより、原臭気ガス中のアルデヒド類を還元してアルコール類に変化させ、上記アルコール類を後段の充填式生物脱臭塔において分解除去することを特徴とする脱臭装置。
アルデヒド類を含む原臭気ガスを脱臭する脱臭方法であって、触媒として作用する活性炭に上記原臭気ガスを接触させるとともに、苛性ソーダを注入して所定のｐＨに維持されたアルカリ洗浄液で上記原臭気ガスを洗浄して、原臭気ガス中に含まれる硫化水素と二酸化炭素と混合液中の苛性ソーダと活性炭の触媒作用とによってチオ硫酸ナトリウムを生成し、原臭気ガス中のアルデヒド類を上記チオ硫酸ナトリウムによって還元してアルコール類に変化させ、上記アルコール類を微生物処理で分解除去することを特徴とする脱臭方法。