JP5430474B2 - 生物学的ガス処理方法及び生物学的ガス処理装置 - Google Patents
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Description
微生物を担持した導電性微生物担体を有する気液接触部を備えた気液接触塔内に、酸化分解性被処理成分を含む被処理ガスと循環液とを導入し、前記気液接触部で気液接触させて、前記酸化分解性被処理成分を前記微生物によって酸化分解する生物学的ガス処理方法であって、
ラマン分光スペクトルにおける1580cm−1ピーク強度(P1)と1360cm−1ピーク強度(P2)の比(P1/P2)が0.85以上の粒状の高温焼成炭素からなる前記導電性微生物担体に正極とする電圧を印加した状態で、酸化分解性被処理成分の酸化分解を行うことを特徴とする生物学的ガス処理方法。
前記粒状の高温焼成炭素として、竹炭を破砕してなる粒状物を用いることを特徴とする請求項1記載の生物学的ガス処理方法。
微生物を担持した導電性微生物担体を有する気液接触部を備えた気液接触塔を有し、
気液接触塔には酸化分解性被処理成分を含む被処理ガスを導入する被処理ガス導入口と、酸化分解された処理ガスを排出する処理ガス排出口と、該気液接触塔内の上部から下方に向かって循環液を散布する循環液散布部と、散布された循環液を下方から排出する循環液排出口とを備え、
該循環液排出口から該気液接触塔の外部に排出された循環液を貯留する循環タンクと、循環タンク内の循環液を、配管を介して前記循環液散布部に移送する循環ポンプとを有し、前記気液接触部で気液接触させて、酸化分解性被処理成分を前記微生物によって酸化分解する生物学的ガス処理装置であって、
ラマン分光スペクトルにおける1580cm−1ピーク強度(P1)と1360cm−1ピーク強度(P2)の比(P1/P2)が0.85以上の粒状の高温焼成炭素からなる前記導電性微生物担体に正極とする電圧を印加する電位印加手段を有することを特徴とする生物学的ガス処理装置。
前記粒状の高温焼成炭素として、竹炭を破砕してなる粒状物を用いることを特徴とする請求項3記載の生物学的ガス処理装置。
木片を還元雰囲気下にて1000℃で焼成し、ラマン分光スペクトルにおける1580cm−1ピーク強度(P1)と1360cm−1ピーク強度(P2)の比(P1/P2)が0.80の木炭を得た。得られた木炭を破砕して、平均長径2〜5cm、平均短形1〜2cmの楕円体状の粒状物とし、以下の測定及び試験に供した。
1.ラマン分光ピーク比の測定
顕微ラマン分光分析装置(Jobin−Yvon製U−1000ラマンシステム)を用いて、粒状物表面における、1580cm−1ピーク強度(P1)と1360cm−1ピーク強度(P2)を測定し、強度比(P1/P2)を算出した。
粒状物について、窒素吸着法によるBET比表面積を測定した。
室温において、長さ140mm、幅、深さ共に10mmの溝を有する容器の溝に、上記の粒状物を砕いて充填して充填極を形成し、溝の長手方向の両端部に通電極を設け、長手方向に50mmの間隔を開けて充填極に電圧計の電極を差し込み、通電値10mAにおいて、直流四端子法によって充填極の表面導電性を測定した。本発明において、表面導電性は、好ましくは、1kΩcm以下、より好ましくは、200Ωcm以下、最も好ましくは100Ωcm以下である。
試験用の生物学的ガス処理装置が備える層高約100mm、内径約100mmの充填部に、上記の粒状物を充填し、28℃、+0.2(V vs Ag/AgCl)の電圧を印加し、該充填部において、下記被処理ガスと下記循環液とを向流で接触させて、生物脱硫試験を行った。被処理ガスには空気注入は行わなかった。
竹片を還元雰囲気下にて1250℃で焼成し、ラマン分光スペクトルにおける1580cm−1ピーク強度(P1)と1360cm−1ピーク強度(P2)の比(P1/P2)が1.00の竹炭を得た。得られた竹炭を破砕して、平均長径2〜5cm、平均短形1〜2cmの楕円体状の粒状物とし、比較例1と同様の測定及び試験に供した。
比較例1で得られた木炭からなる粒状物を還元雰囲気下にて1400℃で再焼成し、ラマン分光スペクトルにおける1580cm−1ピーク強度(P1)と1360cm−1ピーク強度(P2)の比(P1/P2)が1.20の木炭を得た。得られた木炭を、比較例1と同様の測定及び試験に供した。
竹片を還元雰囲気下にて1400℃で焼成し、ラマン分光スペクトルにおける1580cm−1ピーク強度(P1)と1360cm−1ピーク強度(P2)の比(P1/P2)が1.20の竹炭を得た。得られた竹炭を破砕して、平均長径2〜5cm、平均短形1〜2cmの楕円体状の粒状物とし、比較例1と同様の測定及び試験に供した。
ヤシガラ原料の活性炭を還元雰囲気下にて1400℃で再焼成し、ラマン分光スペクトルにおける1580cm−1ピーク強度(P1)と1360cm−1ピーク強度(P2)の比(P1/P2)が0.90〜1.0の再焼成ヤシガラ炭を得た。得られた再焼成ヤシガラ炭の平均粒径は約5mmであった。比較例1と同様の生物脱硫装置を用いて、生物脱硫試験を行い、以下の項目について評価を行った。各試験に際し、被処理ガスには空気注入は行わなかった。
1.硫化水素濃度の経時変化
被処理ガス中と、処理ガス中の各々の硫化水素濃度の経時変化を4日間に渡り測定した。
硫化水素濃度2200ppm(平均:変動幅1800〜2500ppm)の被処理ガス(28℃)の流速を変化させて充填部に供給し、検出電流値と処理ガス中の硫化水素濃度の流速依存性を測定した。
硫化水素濃度2200ppm(平均:変動幅1800〜2500ppm)の被処理ガス(28℃)を充填部に供給し、充填部において再焼成ヤシガラ炭に印加する電位を変化させて、処理ガス中の硫化水素濃度の電位依存性を測定した。
図6より、4日間の試験期間において、生物学的ガス処理の経時安定性が確認された。
実施例4と同様の装置を用いて、流量150ml/minの被処理ガスに対して、空気を5ml/min注入して充填部に供給した場合、処理ガス中の硫化水素濃度は0ppm(検知管において検出せず)であった。
図9に示したような従来の生物脱硫処理後のガス(硫化水素濃度2000〜2200ppm程度)を、実施例4と同様の装置を用いて、流量150ml/minで、空気を注入しないで供給した場合、処理ガス中の硫化水素濃度は0ppm(検知管において検出せず)であった。
実施例4と同様の装置を用いて、汚泥貯留施設から発生する排ガスを被処理ガスとして100ml/minの流速で、25℃、+0.4(V vs Ag/AgCl)の電位を印加した充填部に供給し、臭気成分の酸化分解を行った。検知管により、被処理ガス中及び処理ガス中の臭気成分の濃度測定を行った。被処理ガス中及び処理ガス中の臭気成分の組成を以下に示す。
実施例4と同様の装置を用いて、搾乳牛糞尿処理施設から発生するガスを被処理ガスとして100ml/minの流速で、25℃、−0.2(V vs Ag/AgCl)の電位を印加した充填部に供給し、亜酸化窒素の酸化分解を行った。GC−ECD分析により、被処理ガス中及び処理ガス中の亜酸化窒素濃度の測定を行った。被処理ガス中及び処理ガス中の亜酸化窒素濃度を以下に示す。
被処理ガス中の亜酸化窒素濃度:12000ppb
処理後の亜酸化窒素濃度:750ppb
2:充填層
3:電位印加極
4:対極
5:参照極
6:凝縮水注入部
7:凝縮水排出口
8:循環液タンク
9:ポンプ
10:被処理ガス導入部
11:処理ガス排出口
Claims (4)
- 微生物を担持した導電性微生物担体を有する気液接触部を備えた気液接触塔内に、酸化分解性被処理成分を含む被処理ガスと循環液とを導入し、前記気液接触部で気液接触させて、前記酸化分解性被処理成分を前記微生物によって酸化分解する生物学的ガス処理方法であって、
ラマン分光スペクトルにおける1580cm−1ピーク強度(P1)と1360cm−1ピーク強度(P2)の比(P1/P2)が0.85以上の粒状の高温焼成炭素からなる前記導電性微生物担体に正極とする電圧を印加した状態で、酸化分解性被処理成分の酸化分解を行うことを特徴とする生物学的ガス処理方法。 - 前記粒状の高温焼成炭素として、竹炭を破砕してなる粒状物を用いることを特徴とする請求項1記載の生物学的ガス処理方法。
- 微生物を担持した導電性微生物担体を有する気液接触部を備えた気液接触塔を有し、
気液接触塔には酸化分解性被処理成分を含む被処理ガスを導入する被処理ガス導入口と、酸化分解された処理ガスを排出する処理ガス排出口と、該気液接触塔内の上部から下方に向かって循環液を散布する循環液散布部と、散布された循環液を下方から排出する循環液排出口とを備え、
該循環液排出口から該気液接触塔の外部に排出された循環液を貯留する循環タンクと、循環タンク内の循環液を、配管を介して前記循環液散布部に移送する循環ポンプとを有し、前記気液接触部で気液接触させて、酸化分解性被処理成分を前記微生物によって酸化分解する生物学的ガス処理装置であって、
ラマン分光スペクトルにおける1580cm−1ピーク強度(P1)と1360cm−1ピーク強度(P2)の比(P1/P2)が0.85以上の粒状の高温焼成炭素からなる前記導電性微生物担体に正極とする電圧を印加する電位印加手段を有することを特徴とする生物学的ガス処理装置。 - 前記粒状の高温焼成炭素として、竹炭を破砕してなる粒状物を用いることを特徴とする請求項3記載の生物学的ガス処理装置。
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