JP4891206B2

JP4891206B2 - 脱臭剤

Info

Publication number: JP4891206B2
Application number: JP2007303460A
Authority: JP
Inventors: 泰人片山; 託也金丸; 伸二堀口
Original assignee: Ebara Jitsugyo Co Ltd
Current assignee: Ebara Jitsugyo Co Ltd
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2027-11-22
Also published as: JP2009125669A

Description

本発明は、下水処理場、農業集落排水、工場、厨房等から発生する悪臭ガスを脱臭する脱臭剤に関する。

わが国の国民の環境に対する関心は高く、特に市民生活の快適におくるための重要な要因の一つに臭気がある。臭気はあらゆる市民活動や生産過程等から放出されるが、都市化が進んだ人工密集地帯等では下水処理場、工場、厨房等の臭気が大きな社会問題となっている。また、地方においても、生活水準の高度化により、農業集落排水や堆肥工場の臭気に対する苦情が増加している。

一般に、下水処理場、工場、厨房、農業集落排水や堆肥工場の臭気は、活性炭で除去されることが多い。活性炭による臭気成分の吸着除去は多くの成分に有効であることから幅広く使用されている。しかし、活性炭は、高濃度の臭気成分に対して破過し易く、また、湿気を多く含む臭気を吸着すると寿命が極端に短くなるという欠点を持っている。

しかも、活性炭を製造するにあたって、大量の二酸化炭素が排出されるため、地球温暖化の観点からも活性炭の大量使用は問題となる。

この改善策として、以下の特許文献１乃至３に示すように、土壌を使用した脱臭剤が開発された。このような脱臭剤は、主に湿気を多く含んだ、水処理場、工場、厨房、農業集落排水や堆肥工場等の硫化水素臭やアンモニア臭の除去を目的に開発されている。一般に、土壌脱臭剤は、湿気を剤自体が吸収し、また適当な含水率になると吸着した水分は放出されるため、湿気の多い臭気でも活性炭のように寿命が短くなることはない。また、製造時に大量の二酸化炭素を放出することもない。
特開昭６１−２０９０３９号公報特開昭６２−３２９６０号公報特開平２−１３１１３７号公報

しかし、従来の土壌脱臭剤は、湿気を多く吸収すると、自己崩壊する位に脆くなりやすく、大きな欠点となっていた。そこで、ＰＶＡ等の粘結材を添加して自己崩壊性を防止する試みも試されているが、その結果、土壌脱臭剤特有の魁団状構造に存在する微細空隙までも、著しく減少させ、大幅に脱臭力を低下させる弊害を生じていた。

また、粘土やフミン酸やリグニンなどを多く含有する土壌では、加圧するだけで造粒させることは可能であるが、これ等と異なる土壌、例えば、珪砂や炭素を多く含んだ土壌では造粒性が著しく低く、脱臭剤の原料として使用するのが難しかった。

本発明が解決しようとする課題は、以上のような脱臭剤、特に土壌を用いた脱臭剤の問題点を解消し、湿気や水分を多く含んでも崩壊し難い脱臭剤を提供することであり、さらには、産業廃棄物の有効利用を図る脱臭剤を提供することである。

請求項１に係る発明では、乾燥重量で、土壌が３０〜６０％、金属鉄が２０〜５０％、炭化物が１０〜４０％、添加される塩化物イオンが脱臭剤全体の乾燥重量１ｋｇに対して０．０１１〜０．３５ｍｏｌであることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、請求項１に記載の脱臭剤において、塩化物イオンを含む塩が塩化ナトリウムであることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、請求項２に記載の脱臭剤において、塩化ナトリウムの含有率が乾燥重量で０．０７５〜０．３％であることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、請求項１乃至３のいずれかに記載の脱臭剤において、土壌が上水道処理施設の処理工程から得られる沈殿物であることを特徴とする。

請求項１に係る発明により、乾燥重量で、土壌が３０〜６０％、金属鉄が２０〜５０％、炭化物が１０〜４０％、添加される塩化物イオンが脱臭剤全体の乾燥重量１ｋｇに対して０．０１１〜０．３５ｍｏｌとすることにより、水分等を多く含んでも崩壊し難い、所謂、耐水性の高い、より好適な脱臭剤を提供することが可能となる。

請求項２に係る発明により、塩化物イオンを含む塩が塩化ナトリウムであるため、より崩壊し難い脱臭剤を提供することが可能となる。

請求項３に係る発明により、塩化ナトリウムの含有率が乾燥重量で０．０７５〜０．３％であるため、特に、耐水性が良好な脱臭剤を提供することが可能となる。

請求項４に係る発明により、土壌が上水道処理施設の処理工程から得られる沈殿物であるため、産業廃棄物の有効利用も図ることが可能な脱臭剤を提供することが可能となる。

本発明に係る脱臭剤について、以下に詳細に説明する。
本発明の脱臭剤は、土壌、金属鉄、炭化物及び塩化物イオンを含有することを特徴とする。各成分の配合比は、乾燥重量で、土壌が３０〜６０％、金属鉄が２０〜５０％、炭化物が１０〜４０％、添加される塩化物イオンが脱臭剤全体の乾燥重量１ｋｇに対して０．０１１〜０．３５ｍｏｌ（含有率では約０．０４〜１．２％に相当）であることが好ましい。本発明は、塩化物イオンを添加することで、鉄の反応皮膜がバインダーの役目をして構造強度が増し、水分や湿気を多く含んでも崩壊し難い脱臭剤を提供することが可能となる。

本発明における「土壌」とは、黒土、赤玉土など、一般的に「土壌」と呼ばれるものが該当するが、より好ましくは、無機質と有機物の重量比が９５：５〜６０：４０の範囲のものである。

また、本発明においては、「土壌」として上水道処理施設の処理工程から得られる沈殿物を使用することが可能である。このような沈殿物は、有害物質を含有せず、無機質と有機物の重量比が９５：５〜６０：４０である。本発明の「土壌」として使用できる。具体的には、一般工場や下水道、農業集落排水の排水汚泥も、上記条件さえ合致すれば、使用可能である。

本発明における「金属鉄」は、鉄粉として添加するのが望ましい。鉄粉の由来としては切削くず鉄粉、アトマイズ鉄粉、電解鉄粉、還元鉄粉等どのようなものでも差し支えないが、粉末の粒径は３００μｍ以下のものが望ましい。
ここで本発明において、粒径は、ＪＩＳ篩による値を示す。
また、「金属鉄」には、純鉄のほか、鉄化合物や鉄合金も含まれる。

本発明における「炭化物」は、活性炭等が好適に利用可能であるが、炭化装置にて製造された汚泥や植物等から得られる炭化物や、木炭の粉末等あらゆる固形の炭化物が利用可能である。また、利用される炭化物の粒径は、２００μｍ以下が望ましい。

本発明における「塩化物イオン」は、水溶性の塩化物または、塩化物イオンが溶解している溶液等で供給することも可能である。また、塩化物イオンは、ＫＣｌ、ＣａＣｌ_２、ＮａＣｌなどで供給することができ、特に、塩化ナトリウム塩の形で供給するのが最も良好である。また、本発明においては、上記塩化物イオンに換えて、フッ化物イオンや臭化物イオン等の他のハロゲン化物イオンを用いることも可能である。

塩化物イオンの量としては、脱臭剤全体の乾燥重量１ｋｇに対して０．０１１〜０．３５ｍｏｌ（含有率では約０．０４〜１．２重量％に相当）であることが好ましい。
また、塩化ナトリウムを利用する場合には、乾燥重量に対する含有率（重量％）を、０．０７〜２．０％、より好ましくは０．０７５〜０．３％とすることにより、脱臭剤の耐水性を特に高くすることが可能となる。

本発明の脱臭剤に係る実施例について説明する。
脱臭剤の作製、測定は以下のとおりとした。
配合は、乾燥重量で黒土３０％、粉末活性炭２５％、金属鉄粉４０％及び消石灰４％を基本としている。
上記配合に塩を添加せず造粒した区（実験区１，塩無添加区）、上記配合に、水に溶かしたＫＣｌを添加後造粒した区（実験区２，ＫＣｌ添加区）、上記配合に、水に溶かしたＣａＣｌ_２を添加後造粒した区（実験区３，ＣａＣｌ_２添加区）、上記配合に、水に溶かしたＮａＣｌを添加後造粒した区（実験区４，ＮａＣｌ添加区）を用意した。

なお、実験区２，３，４は、塩化物イオンであるＣｌが、得られる脱臭剤全体の乾燥重量の０．０６％になるように添加し、加える水の量は、全ての区で同一にした。造粒は、ヘンシェルミキサー（三井三池製作所製ＦＭ−１０）及びディスクペレッター（不二パウダル製Ｆ−５−Ｓ）を用いて造粒した。

以下のように、各実験区について、硬さ、耐水性、含水率を測定した。硬さについては剤をそのままで、また、耐水性は剤を水に３０分浸漬してから、各々破壊強度（計測器の表示単位：ｇ）を測定した。
作製した剤を、計り（ＴＡＮＩＴＡ社製０．２〜５ｋｇ）の台座に、剤を立てて載せ、亀裂又はつぶれが生じる時点の計りの値を読み取り、硬さとした。測定は１２回試行し、最大値、最小値を除いた１０の測定値の平均を取った。

また、耐水性の測定方法は、作製した剤を３０分間蒸留水に浸漬後、計り（ＴＡＮＩＴＡ社製０．２〜５ｋｇ）の台座に、剤を立てて載せ、亀裂又はつぶれが生じる時点の計りの値を読み取った。測定は１２回試行し、最大値、最小値を除いた１０の測定値の平均を取った。
さらに、耐水性試験を行った剤の含水率の測定方法は、赤外線水分計（Ｋｅｔｔ社製ＦＤ−６００）を用いて、計測した。

各実験区で実験を３回行った。各実験における剤の硬さ、耐水性、含水率の測定結果は表１に示す。

各実験区の、１回目〜３回目のデータの平均値について、等分散を仮定した２標本によるｔ検定を行った。その結果、次のことがわかった。
（１）硬さ、耐水性いずれも、塩無添加区とその他の区の間に、１％以下の危険率で有意差があった。
（２）硬さに関して、ＫＣｌ添加区とＮａＣｌ添加区の平均値について、１％以下の危険率で有意差があった。また、ＣａＣｌ_２添加区とＮａＣｌ添加区の間に、１％以下の危険率で有意差があった。
（３）耐水性に関して、ＮａＣｌ添加区とＫＣｌ、ＣａＣｌ_２添加区の間に、危険率５％以下の有意差があった。

よって、土壌を含む脱臭剤にＣｌを含む塩（ＫＣｌ、ＣａＣｌ_２、ＮａＣｌ）を添加して作製すると、添加しないものと比較して硬さ、耐水性が向上した。従って剤の硬さ、耐水性を向上させるのにＫＣｌ、ＣａＣｌ_２、ＮａＣｌの添加は効果があると認められる。また、添加されるＣｌの量が同一になるように塩を添加した場合、ＫＣｌ、ＣａＣｌ_２、ＮａＣｌの中ではＮａＣｌが最も剤の硬さ強化に効果があった。

次に、塩化物イオンの添加量に対する破壊強度の変化を調べるため、以下の実験を行った。
配合を、乾燥重量で黒土３０％、粉末活性炭２５％、金属鉄粉４０％及び消石灰４％を基本に、上記配合に塩を添加せず造粒した区（実験区５）、上記配合に、水に溶かしたＮａＣｌを０．０７５％添加後造粒した区（実験区６）、上記配合に、水に溶かしたＮａＣｌを０．１５％添加後造粒した区（実験区７）、上記配合に、水に溶かしたＮａＣｌを０．３％添加後造粒した区（実験区８）、なお、実験区６，７，８は、加える水の量は、全ての区で同一にした。造粒処理は、ヘンシェルミキサー（三井三池製作所製ＦＭ−２０Ｂ）、ディスクペレッター（不二パウダル製Ｆ−５）を用いて造粒した。

各実験区について、実施例１と同様に、硬さ、耐水性を測定した。なお、硬さについては剤をそのままで、また、耐水性は剤を水に３０分浸漬してから、各々破壊強度（計測器の表示単位：ｇ）を測定した。
測定結果を図１に示す。

図１のグラフより、ＮａＣｌの添加量が多いほど剤の強度強化に効果があることが理解される。
なお、０．３％添加では作製後に、剤が割れる現象が起こり始めた。よって、０．３％以上の添加は、経時的に剤が崩壊する現象が起こり得るため、塩化物イオンを含む塩の添加が多くなることは、不適当と考えられる。
従って、本実験の条件の一例として、ＮａＣｌの添加量は０．０７５〜０．３％が最適であると言える。なお、土壌の種類や、土壌、炭化物及び金属鉄の配合割合などにより、最適な塩化物イオンの含有率も自ずと変化することは言うまでもない。

上水道処理施設の処理工程から得られる沈殿物３０％、粉末活性炭２５％、金属鉄粉４０％、消石灰４％及びＮａＣｌを０．１５％の配合で造粒した区（実験区，浄水場沈殿物使用）と、黒土３０％、粉末活性炭２５％、金属鉄粉４０％、消石灰４％及びＮａＣｌを０．０７５％の配合で造粒した区（対照区，黒土使用）とを設定し比較した。造粒処理は、ヘンシェルミキサー（三井三池製作所製ＦＭ−２０Ｂ）、ディスクペレッター（不二パウダル製Ｆ−５）を用いて造粒した。

実験区及び対照区について、実施例１と同様に、硬さ、耐水性を測定した。なお、硬さについては剤をそのままで、また、耐水性は剤を水に３０分浸漬してから、各々破壊強度（計測器の表示単位：ｇ）を測定した。
測定結果を表２に示す。

表２の結果から、従来では、産業廃棄物とされていた上水道処理施設の処理工程から得られる沈殿物についても、脱臭剤として有効利用することが可能であることが理解される。
また、表３に、上水道処理施設の処理工程から得られる沈殿物の成分表を示す。なお、成分分析には、全炭素測定装置および蛍光Ｘ線分析装置を用いた。

以上のように、本発明によれば、土壌に金属鉄、炭化物、塩化物イオンを配合することにより、硬さや耐水性の強い脱臭剤を作ることができる。また、土壌に上水道処理施設の処理工程から得られる沈殿物を使用することにより、産業廃棄物の有効利用にも資することとなる。

ＮａＣｌの添加量と剤の硬さおよび耐水性の関係を示すグラフである。

Claims

乾燥重量で、土壌が３０〜６０％、金属鉄が２０〜５０％、炭化物が１０〜４０％、添加される塩化物イオンが脱臭剤全体の乾燥重量１ｋｇに対して０．０１１〜０．３５ｍｏｌであることを特徴とする脱臭剤。
請求項１に記載の脱臭剤において、塩化物イオンを含む塩が塩化ナトリウムであることを特徴とする脱臭剤。
請求項２に記載の脱臭剤において、塩化ナトリウムの含有率が乾燥重量で０．０７５〜０．３％であることを特徴とする脱臭剤。
請求項１乃至３のいずれかに記載の脱臭剤において、土壌が上水道処理施設の処理工程から得られる沈殿物であることを特徴とする脱臭剤。