JPH0650978B2 - 発酵槽の給排気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 発明の目的 産業上の利用分野 本発明は、汚泥やし尿等の有機排出物を発酵槽で発酵処
理する場合その発酵槽への空気供給と発酵排ガスの排出
処理装置、すなわち発酵槽の給排気装置に関するもので
ある。

従来の技術とその問題点 汚泥等の有機排出物を発酵させて処理する場合、発酵に
より発生する排ガス成分のうちアンモニア、硫化水素が
悪臭の原因となっており、その中でも特にアンモニアの
発生が多く、これを処理しないと大きな悪臭公害の要因
となるのである。

そこで従来よりこのアンモニアを主として酸処理するか
又は土壌微生物により生物処理することが行なわれてい
るのである。

この酸処理は薬品代などランニングコストが高く大きな
問題点となっており、また土壌微生物による生物処理は
広い面積の土地を必要とし建設費が高くなり、これも経
済的に大きな欠点を有しているのである。

本発明は上記の問題点を解決するべく種々検討した結果
得られたものであり、酸素富化空気を供給して排ガス量
を大幅に減少させ、排ガス中の悪臭成分を吸着して炭酸
ガスや窒素等の無臭ガスのみを放出させ悪臭公害の心配
がなく、しかも運転経費としてはポンプ等に要する電気
代の外にはほとんど不必要であるという経済的にもきわ
めて有利な発酵槽の給排気装置を提供しようとするもの
である。

ロ 発明の構成 本発明の構成は、発酵槽内に酸素富化空気を供給し前記
発酵槽の排ガス中より主として無臭ガスを排出させる装
置であって、空気中の窒素を吸着させて酸素富化を行う
ゼオライト充填筒、該ゼオライト充填筒を通過した空気
中の酸素量を検知する酸素濃度計、および該酸素濃度計
により感知された酸素量が所定濃度以下になった場合に
該ゼオライトに吸着した窒素を外部に排出する真空ポン
プを有する酸素富化空気の供給装置を備え、かつ、排ガ
ス中のアンモニア等悪臭成分を吸着させて無臭の炭酸ガ
ス・窒素等を放出する別のゼオライト充填筒、前記別の
ゼオライト充填筒を通過した放出ガス中のアンモニアの
存在を感知するアンモニア検知センサー、および該アン
モニア検知センサーによりアンモニアの存在が感知され
た場合に前記別のゼオライトに吸着されたアンモニア等
を前記発酵槽内へ戻す真空ポンプを有する無臭ガス排出
装置を備えたことを特徴とする発酵槽の給排気装置、を
要旨とするものである。

問題点を解決するための手段 悪臭防止には、発生源の減量化と悪臭を装置内へ封じ込
めることがその基本であると考え、従来の様に空気をそ
のまま供給していたのでは空気中に８０％も含まれる窒
素をそのまま排出する必要が生じるので、発酵に必要な
酸素を富化した空気を少量づつ供給する様にしてその排
ガス量を大幅に減少させたのである。そして、この排ガ
ス中からアンモニア等の悪臭成分を吸着分離して炭酸ガ
ス・窒素等の無臭ガスのみを放出する様にし、この吸着
したアンモニア等を発酵槽へ戻して再度分解処理させる
様にしたのである。

なお、この供給サイドの窒素吸着分離、及び排気サイド
のアンモニア吸着分離に用いる吸着剤としては共にゼオ
ライトが最適のものであり、吸着とその吸着物の分離と
が任意に実施し得るよう設計できるのである。

本発明を実施例をあげて図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明装置の１実施態様を模型的に示した説明
斜視図である。

この図の様に、上部にダンパ付投入口（１）を有する発
酵槽（２）があって、この発酵槽（２）の下部には発酵
物の取出しコンベヤー（３）が設置されていて、取出し
口（４）から固形物が排出されるのである。

本発明は、この様な発酵槽（２）内に給気管（２５）に
よって酸素富化空気を導入し吐出口（５）より噴出させ
る様になっており、一方、発酵槽（２）の発酵作用で発
生した炭酸ガス、アンモニア、窒素、その他のガス、及
び前記空気と共に導入される窒素などから構成される排
ガスを発酵槽（２）の下部に挿入された排気管（２６）
の吸入口（６）から吸い込んで、この排ガス中の無臭ガ
スのみを放出管（２８）より放出させるというものであ
る。

まず、酸素富化空気を発酵槽（２）内ヘ導入する供給装
置について説明すると、空気ポンプ（１１）によって空
気取入口（１６）から空気を取入れ、バルブ（１２）を
介して第１のゼオライト充填筒（１０）へ導入するので
ある。

このゼオライト充填筒（１０）において空気中の窒素は
ゼオライトに吸着され、給気管（２５）のパイプに流れ
て来る空気はその酸素含有率を大幅に増加したものとな
っているのである。

この給気管（２５）には酸素濃度計（９）、バルブ（１
３）、給気ブロワー（７）などが設けられており、また
給気管（２５）から分岐させたパイプによってバルブ
（１４）及び真空ポンプ（８）を介して窒素排出口（１
５）が設けられているのである。

つまり、ゼオライトが空気中から窒素を吸着して酸素富
化が行なわれている間はバルブ（１４）を閉塞し給気ブ
ロワー（７）によって酸素富化空気を開放されたバルブ
（１３）を通して発酵槽（２）に導き吐出口（５）から
噴出させるのである。そしてゼオライトの窒素吸着が飽
和状態となって給気管（２５）内の空気中の酸素量が所
定の濃度以下になるとこれを酸素濃度計（９）が感知す
るのである。

この感知が報知されると、空気ポンプ（１１）及び給気
ブロワー（７）を停止して、バルブ（１２）、及びバル
ブ（１３）を閉塞して、バルブ（１４）を開放し真空ポ
ンプ（８）を作動させ、ゼオライトに吸着された窒素を
分離させて、窒素排出口（１５）から放出させるのであ
る。そしてこのゼオライト充填筒（１０）の窒素が全部
排出されて真空になるとバルブ（１４）を閉塞し真空ポ
ンプ（８）を停止させ、バルブ（１２）（１３）を開放
して空気ポンプ（１１）及び給気ブロワー（７）により
前記と同様にして酸素富化空気を発酵槽（２）に供給す
るのである。

なお、このゼオライト充填筒（１０）は複数個設置する
こともでき、この場合は交互に作動させて、発酵槽
（２）に連続して酸素富化空気を供給することが可能と
なる。

このゼオライトによる窒素吸着によって通常酸素濃度を
５０％以上に向上させた酸素富化空気が得られ、例えば
酸素濃度計（９）を酸素濃度が５０％未満に低下したと
きに報知させる様にセットしておけば常に酸素濃度５０
％以上の空気が供給できる様になるのである。

この様にして導入された酸素富化空気は発酵槽（２）内
の好気性微生物の作用を大きく向上させ、投入口（１）
より投入された汚泥等を効果的に発酵処理させるのであ
る。

この発酵によって発生した排ガスの炭酸ガスは重いため
発酵槽（２）の下部に溜り、アンモニアや硫化水素の悪
臭成分は槽内上部に多く発生するが、排気作用によって
徐々に下部へ移行する間にも微生物に分解されて、吸入
口（６）に到達するまでにその量は大幅に減少するので
ある。この原理は土壌微生物による生物処理と同じであ
る。

次に、発酵槽（２）から排出される排ガス中より主とし
て無臭ガスを放出させる排出装置について説明すると、
排気ブロワー（１７）によって吸入口（６）から排気管
（２６）へ発酵槽（２）内の下層部に溜っている排ガス
を吸入し、バルブ（２１）を介して第２の（つまり、前
記供給サイドとは別の）ゼオライト充填筒（１８）に導
入させるのである。

このゼオライト充填筒（１８）において、排ガス中の悪
臭成分がこのゼオライトに吸着されるのである。

この排ガスの組成は、炭酸ガス、アンモニアを大部分と
する悪臭成分（以下、単にアンモニアという）、及び窒
素を主成分とし、この窒素は空気と共に導入されるもの
と発酵分解によって発生したものの両方を含んでいるの
である。

このゼオライトの吸着順位は、まずアンモニアを最も良
く吸着し、ついで窒素を良く吸着し、炭酸ガスも余裕が
あれば吸着するものとなっている。したがって通常、排
ガス中より最初のうちはアンモニアと共に窒素もゼオラ
イトに吸着され、炭酸ガスのみが放出管（２８）を通っ
て放出されるが、アンモニアの吸着性が強いため最初の
間に吸着された窒素は順次導入されるアンモニアと入れ
代ってゼオライトから分離し、炭酸ガスと共に放出管
（２８）よりバルブ（２３）を介して排気口（２４）か
ら放出されるものである。

この放出管（２８）にはアンモニア検知センサー（１
９）が設けられており、さらにバルブ（２２）を介して
返送管（２７）が分岐されていて、この返送管（２７）
には真空ポンプ（２０）が備えられているのである。

つまり、ゼオライト充填筒（１８）のゼオライトがアン
モニアの吸着で飽和状態となり、このアンモニアがゼオ
ライト充填筒（１８）より流出すると、これをアンモニ
ア検知センサー（１９）が感知するのである。この感知
が報知されると排気ブロワー（１７）を停止してバルブ
（２１）（２３）を閉塞し、バルブ（２２）を開放して
真空ポンプ（２０）を作動させ、ゼオライト充填筒（１
８）のゼオライトに吸着されたアンモニアを返送管（２
７）から発酵槽（２）へ戻してやるのである。

この様にして返送されたアンモニアは発酵槽（２）内の
微生物により再度分解処理されるのである。

そしてゼオライト充填筒（１８）が真空になってゼオラ
イトに吸着されたアンモニアが分離返送されてしまう
と、バルブ（２２）を閉塞し真空ポンプ（２０）を停止
させ、バルブ（２１）（２３）を開放して、排気ブロワ
ー（１７）を作動させて、前記と同様にして炭酸ガス・
窒素等の無臭ガスを放出させるのである。

なお、この排気サイドにおいても、複数のゼオライト充
填筒を設けて、交互に連続して吸着・分離を繰返しバル
ブの操作によって回路を開閉し、排気ブロワーや真空ポ
ンプは作動させたままで連続排気を行なうことも可能で
ある。

また本発明装置において、酸素濃度計やアンモニア検知
センサーの感知によって操作されるべき作動やバルブ開
閉を自動的に達成できる様に設計しても良いことは勿論
のことである。

ハ 発明の作用及び効果 以上詳細に説明した様に本発明は、ゼオライトの吸着作
用を利用して酸素富化空気を発酵槽へ供給し、この発酵
槽から排ガスを排出させるに際しては悪臭成分のアンモ
ニア等をゼオライトによって吸着させ無臭の炭酸ガス・
窒素等を外部へ放出させるものとなっているのである。

この供給サイドにおけるゼオライト充填筒のゼオライト
が窒素を吸着して飽和状態になるとこの窒素を真空ポン
プによって外部へ放出させるものであるため、このゼオ
ライトは吸着・分離を繰返して長期間にわたって使用で
きるものとなっており、一方排気サイドにおけるゼオラ
イト充填筒のゼオライトもアンモニア等の吸着で飽和状
態になるとこのアンモニア等を真空ポンプによって発酵
槽へ戻してしまうので、このゼオライトも吸着・分離を
繰返して長期間にわたって使用できるものとなっている
のである。

この発酵槽へ戻されたアンモニアは最終的には窒素にな
るまで分解されるものと考えられ、悪臭成分は完全にこ
の発酵槽と給排気装置内に封じ込められることになるの
である。

本発明装置は酸素富化空気を発酵槽へ供給するものであ
るため、従来の様に大量の空気を供給する必要はなく、
例えば、酸素濃度が５０％以上の酸素富化空気を供給す
る場合は従来量の１／２〜１／３にその給気量を減少さ
せることができ、したがって無駄な窒素導入が少ないの
で排出ガス量も大幅に減少し、排気量を減少させるとい
う悪臭防止の基本的原理に沿うものとなっているのであ
る。

しかも悪臭原因となるアンモニア等を前記した様にほぼ
完全に封じ込め分解してしまうものであって、主として
無臭ガスのみを放出するものであるため悪臭公害の心配
はなく、非常にすぐれた汚泥等の発酵処理装置となるの
である。

さらに本発明装置は、ポンプやブロワー等に要する電気
代の外にはほとんど運転経費を必要とせず設置面積も小
さくて良いなど、その経済的な利点はきわめて大きく、
汚泥等の発酵処理に甚大なる効果を奏するものとなるの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の１実施態様を模型的に示した説明
斜視図である。 （１）……ダンパ付投入口、（２）……発酵槽、（３）
……取出しコンベヤー、（４）……取出し口、（５）…
…吐出口、（６）……吸入口、（７）……給気ブロワ
ー、（８）……真空ポンプ、（９）……酸素濃度計、
（１０）……ゼオライト充填筒、（１１）……空気ポン
プ、（１２）……バルブ、（１３）……バルブ、（１
４）……バルブ、（１５）……窒素排出口、（１６）…
…空気取入口、（１７）……排気ブロワー、（１８）…
…ゼオライト充填筒、（１９）……アンモニア検知セン
サー、（２０）……真空ポンプ、（２１）……バルブ、
（２２）……バルブ、（２３）……バルブ、（２４）…
…排気口、（２５）……給気管、（２６）……排気管、
（２７）……返送管、（２８）……放出管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発酵槽内に酸素富化空気を供給し前記発酵
   槽の排ガス中より主として無臭ガスを排出させる装置で
   あって、空気中の窒素を吸着させて酸素富化を行うゼオ
   ライト充填筒、該ゼオライト充填筒を通過した空気中の
   酸素量を検知する酸素濃度計、および該酸素濃度計によ
   り感知された酸素量が所定濃度以下になった場合に該ゼ
   オライトに吸着した窒素を外部に排出する真空ポンプを
   有する酸素富化空気の供給装置を備え、かつ排ガス中の
   アンモニア等悪臭成分を吸着させて無臭の炭酸ガス・窒
   素等を放出する別のゼオライト充填筒、前記別のゼオラ
   イト充填筒を通過した放出ガス中のアンモニアの存在を
   感知するアンモニア検知センサー、および該アンモニア
   検知センサーによりアンモニアの存在が感知された場合
   に前記別のゼオライトに吸着されたアンモニア等を前記
   発酵槽内へ戻す真空ポンプを有する無臭ガス排出装置を
   備えたことを特徴とする発酵槽の給排気装置。