JPH09155147A - 生物脱臭装置および充填材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充填材の生物分解性が小さく、通気性、保水
性、微生物保持性が良好で、効率よく臭気成分を分解し
て脱臭することが可能な脱臭装置および充填材を得る。 【解決手段】 親水性無機質粒子４が表面に露出するよ
うに固着一体化した樹脂２の発泡成形体３からなる充填
材１を、処理槽内に充填した充填層に、臭気成分を含む
被処理ガスを通気して脱臭するようにした脱臭装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、臭気成分を分解す
る微生物を担持した充填層に被処理ガスを通気して脱臭
を行う生物脱臭装置、およびこれに用いる充填材に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】硫化水素やメチルメルカプタン、アンモ
ニア、有機酸等に起因する臭気除去として、生物反応を
利用した生物脱臭装置が広く採用されている。この装置
では、臭気成分を分解する微生物を担持した充填層に被
処理ガスを通気して脱臭している。

【０００３】これらの生物脱臭装置では、臭気成分を分
解除去する微生物を担持するために、種々の充填材が開
発されているが、それらの中でも天然のピートを原料と
したピートモスが最も好ましいとされている。ピートモ
スは繊維状のピートであって、低価格であるとともに、
通気性、保水性に富み、臭気成分を分解する微生物の担
体として有効である。

【０００４】しかしながら、ピートモスは天然の有機物
であるため、徐々にピートモス自体が生物分解され、通
気性が損なわれると共に、充填材容量が減少してしま
う。そこで３年から５年でピートモスの補充や交換を行
う必要性があるが、これらの作業は非常に面倒かつ困難
である。そこで、ピートモスに代わる充填材の開発が望
まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ピートモスが生物脱臭
装置の充填材として優れている点は、その低価格である
ことのほかに、ピートモスが空隙率が大きく、臭気ガス
を通ガスした際の圧損が非常に小さいこと、さらに保水
性に富んでいるため、臭気ガスの充填材表面での溶解速
度が高いこと、また微生物の増殖と微生物の保持が容易
であり、微生物が高密度で充填材に固定化されるため、
高負荷処理が可能となり、被処理ガスの濃度変動に対応
可能であること、充填材から有害な生成物が発生しない
ことなど、多くの物性があげられるが、このような特性
を備えた新しい充填材が要望されている。

【０００６】本発明の目的は、上記の要望に応えるた
め、生物分解が行われず、ピートモスと同等の良好な通
気性、保水性、微生物保持性能を有する充填材、および
これを用いて効率よく脱臭することが可能な脱臭装置を
提案することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の生物脱臭
装置および充填材である。 （１）臭気成分を分解する微生物を担持した充填層に被
処理ガスを通気して脱臭を行う生物脱臭装置において、
前記充填層は、親水性無機質粒子が表面に露出するよう
に固着、一体化した樹脂の発泡成形体からなる充填材に
より形成したものであることを特徴とする生物脱臭装
置。 （２）臭気成分を分解する微生物を担持させて脱臭を行
う充填層を形成するための充填材であって、親水性無機
質粒子が表面に露出するように固着、一体化した樹脂の
発泡成形体からなることを特徴とする充填材。

【０００８】本発明で用いる充填材は、親水性無機質粒
子が表面に露出するように固着、一体化した樹脂の発泡
成形体である。この発泡成形体は、マトリックスとなる
発泡状態の樹脂の表面に一部が露出するように親水性無
機質粒子が固着したものであり、使用中に容易に脱落し
ない程度に固着、一体化したものである。

【０００９】親水性無機質粒子としては、ゼオライト、
ケイソウ土、活性炭、アンスラサイトなど、臭気成分を
分解する微生物が付着する程度の親水性を有する無機質
の粒子である。ゼオライト、ケイソウ土、活性炭のよう
に多孔質のものが好ましいが、アンスラサイトのように
必ずしも多孔質でなくてもよい。これらの粒子の比重は
特に制限されないが、１．０〜５．０、好ましくは２．
０〜３．０のものが望ましい。また粒径は１０〜１００
μｍ、好ましくは１０〜５０μｍのものが望ましい。

【００１０】マトリックスとなる樹脂は、微生物によっ
て資化されにくく、発泡成形可能な樹脂であり、ポリス
チレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン
等があげられ、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよ
い。これらの樹脂の比重も特に制限されないが、好まし
くは０．９〜１．２のものが望ましい。

【００１１】これらの樹脂の発泡成形体は、樹脂自体が
発泡性を有する場合はその発泡性を利用し、また樹脂自
体が発泡性を有しない場合は例えば発泡剤を用いて発泡
させたものである。このとき生成する発泡層は連続気泡
でも独立気泡でもよいが、独立気泡を生成させ、液体に
対して浮上性を持たせ、軽量化するのが好ましい。発泡
倍率は通常５〜３０倍、好ましくは５〜１５倍とするの
が好適である。

【００１２】このような樹脂の発泡成形体に親水性無機
質粒子を固着、一体化させるためには、発泡成形後にバ
イング等の一体化手段によって無機質粒子を固着して一
体化することもできるが、発泡成形前の樹脂原料中に無
機質粒子を配合して混練し、これを発泡成形することに
より一体化するのが好ましい。

【００１３】樹脂に対する親水性無機質粒子の比率は樹
脂および無機質粒子の種類、発泡倍率、一体化方法等に
よって変わるが一般的には樹脂成分の重量に対して０．
１〜１０重量％、好ましくは０．３〜５重量％とするの
が好適である。

【００１４】いずれの場合もマトリックス樹脂が独立気
泡を有する発泡成形体を形成し、このマトリックス樹脂
に無機質粒子が少なくとも一部を表面に露出する状態で
固着一体化するように、樹脂と無機質粒子の種類、粒
径、比率、発泡率、一体化方法を選択するのが好まし
い。

【００１５】こうして得られる無機質粒子が一体化した
樹脂の発泡成形体の粒径、かさ比重等は特に制限はな
く、処理方法等によって任意に決定することができる
が、一般的に粒径１〜５０ｍｍ、好ましくは２〜２０ｍ
ｍ、かさ比重０．０１〜０．９、好ましくは０．０３〜
０．５のものを用いるのが好ましい。これにより液体に
浮上させた状態で充填層を形成でき、充填層の支持機構
およびシール機構が簡単になり、装置の強度は要求され
なくなる。

【００１６】上記の無機質粒子が一体化した樹脂の発泡
成形体はそのまま、または任意の処理を行ったのち脱臭
装置に充填して充填層を形成し、臭気成分を分解する微
生物を担持させて脱臭に供する。微生物の担持は、充填
層形成前に行ってもよい。

【００１７】充填層の形成は、前述のように比重の小さ
い充填材を用い、脱臭装置の下部に水深２００〜３００
ｍｍの水層を設け、その上部に充填材を１０００〜５０
００ｍｍの高さに浮上状態で充填するのが好ましい。充
填材上部は充填材の飛散を防止するために、充填材粒径
より目開きの小さい網を設置するのが好ましい。網を設
置する代わりに、厚さ１００ｍｍ付近のピートモス等の
材料を設置して充填材の飛散を防止してもよい。ピート
モスで飛散防止する場合、ピートモスの性状が変化した
ときには適宜、ピートモスを交換することができる。ピ
ートモス以外にも、多孔性で通気性の良好なスポンジ状
態のマット等を設置してもよい。

【００１８】こうして形成される充填層に微生物を担持
させるためには、既存の脱臭装置において生育している
微生物を採取して植種するのが好ましいが、下水処理場
等における活性汚泥を植種して訓養することもできる。
場合によっては被処理ガスを通気して脱臭操作を行うこ
とにより、自然発生物に微生物を担持させることもでき
る。

【００１９】上記の脱臭装置による脱臭方法は、臭気成
分を含む被処理ガスを装置下部から導入し、下部に水層
がある場合はその水層内を通過させて充填材層を上向流
で通過させ、装置上部から排出させる。このとき充填層
を絶えず湿潤状態に保つために、充填層上部から散水す
るのが好ましい。散水用水は地下水や工水を用いること
ができるが、装置下部の水層内液を循環使用するのが好
ましい。

【００２０】装置下部に水層部を設ける目的は、臭気ガ
スを充填材層に通過させる前に、ガスを湿潤状態とする
ためと、充填材層をささえる網状のスクリーンやグリッ
ドを不要とするためであるが、臭気ガスが十分な湿潤状
態であれば、必ずしも水層部を設ける必要性はない。こ
のように装置下部に水層部を設けない場合、充填材層を
支えるために、装置下部に充填材の粒径より小さい網を
設けることができる。

【００２１】充填する充填材の量や高さは、負荷量や臭
気ガスの分解性から任意に設定することができる。また
散水量も通ガス量や負荷量、発生する生産物量（例えば
硫化水素除去の場合は硫酸）等に応じて調整することが
できる。散水用水に装置下部の水層内液を循環する場合
は、中和処理を行ってから散水するのが好ましい。

【００２２】上記の充填材は、充填材表面にゼオライト
や活性炭等の親水性の無機質粒子の一部が露出している
ため、充填材表面が親水性となり、臭気ガスが溶解しや
すくなる。さらに、充填材の表面に微細な穴や凸凹が多
数に存在するため、臭気ガス成分を分解する微生物の付
着性能が高まり、充填材の表面に微生物が増殖しやすく
なる。通気性や保水性、さらに微生物の保持性能はピー
トモスと全く同等であり、ピートモスを用いた従来の脱
臭性能と同等の脱臭性能が得られる。

【００２３】上記の充填材は素材が樹脂と無機質成分で
あるため、生物により分解されることはなく、従来のよ
うにピートモスを用いた場合の問題点を解決することが
できる。また、発泡状態の樹脂成形品であるため、充填
材の価格は安価であるとともに、充填材の比重が極めて
小さいため、脱臭装置の構造を必要以上に強固とする必
要性がなく、装置コストが安価となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は実施形態の充填材を模式的に示
す一部の断面図である。図１において、充填材１はマト
リックス樹脂２の発泡成形体３に親水性無機質粒子４が
一部を表面に露出するように固着されて一体化してお
り、発泡成形体３はマトリックス樹脂２中に微細な独立
気泡５が無数に分散するように形成され、かさ比重が小
さく軽量に形成されている。

【００２５】このような充填材は樹脂原料中に無機質粒
子を配合して混練し、粒状に発泡成形することにより得
られる。こうして得られる充填材は内部にも無機質粒子
が分散しているが、発泡成形後に無機質粒子を付着させ
ると成形体の表面のみに無機質粒子を固着一体化させる
ことができる。

【００２６】図２は実施形態の脱臭装置を示す系統図で
ある。１０は脱臭装置であり、充填材１の充填層１１が
処理槽１２内の水層１３上に浮上した状態で形成されて
おり、その上部には網１４が設けられている。水層１３
に設けられた散気部材１５には被処理ガス導入路１６が
連絡し、処理槽１２の底部から水層１３内に被処理ガス
を導入するように構成されている。処理槽１２の上部は
開放していて処理ガス排出路１７を形成している。また
充填層１１の上方には散液部材１８が設けられ、水層１
３から循環液路１９がポンプ２０を介して連絡してい
る。２１は補給水路、２２は排水路である。

【００２７】上記の脱臭装置１０において、充填層１１
に微生物を担持させるためには、他の脱臭装置から採取
した微生物を充填層１１の上部から植種し、ポンプ２０
を駆動して水層１３の水を循環水路１９を通して循環
し、散液部材１８から連続的または間欠的に散液した状
態で、被処理ガス導入路１６から被処理ガスを導入して
充填層１１に通気することにより、微生物が増殖し充填
材１に担持される。

【００２８】この場合、充填材１の表面に露出する無機
質粒子４が親水性であるため、この部分を拠点として微
生物が増殖し、次第に充填材１の全表面を微生物汚泥が
覆うように生長し、担持される。充填材１が連続気泡の
場合は気泡内部にも微生物汚泥が付着するが、汚泥が生
長した後は表面の汚泥のみが脱臭に寄与することになる
ため、内部に汚泥を付着させる必要はない。独立気泡で
は内部の気泡は閉込められているため、水や汚泥は浸入
せず、軽量状態を保つことができる。

【００２９】上記の装置による脱臭操作は、上記操作の
継続であり、水層１３の水を連続的または間欠的に循環
しながら、被処理ガスを散気部材１５から散気して充填
層１１に通気することにより行う。この場合水層１３中
に散気された被処理ガスは水と接触することにより湿潤
状態になり、充填層１１中を上昇する間に担持された微
生物と接触し、これにより被処理ガス中の臭気成分が微
生物に摂取されて脱臭が行われ、脱臭された処理ガスは
処理ガス排出路１７から排出される。

【００３０】上記の処理中増殖した汚泥は一部剥離して
水層１３に落下するので、水層１３の水を一部排水路２
２より排出し、補給水を補給水路２１から補給する。被
処理ガス中に含まれる成分だけでは微生物の栄養が不足
する場合は、補給水中に栄養分を添加して処理を促進す
ることもできる。

【００３１】上記の処理により微生物が増殖し過ぎて、
充填層１１が閉塞した場合には、同量または散水量を多
くして充填層１１を攪拌したり、あるいは濾過装置の逆
洗と同様の操作、すなわち逆洗水を上向流通液して充填
層１１を展開して洗浄することにより、過剰に生成した
汚泥を剥離して充填層を再生することができる。

【００３２】

【実施例】以下、実施例について説明する。 実施例１、比較例１ ポリスチレン原料に対し粉末活性炭を０．６重量％混合
し、発泡倍率１５倍で平均粒径５ｍｍ、かさ比重０．０
７の粒状に成形した充填材（実施例１）と、従来の脱臭
装置に使用されているピートモス（比較例１…含水率５
０±５％、目開き８ｍｍのふるいで選別した繊維長８ｍ
ｍ以上のもの）を用いて生物脱臭性能の比較試験を行っ
た。試験にはポリスチレン充填材およびピートモス充填
材とも、直径３００ｍｍ、高さ２０００ｍｍのポリ塩化
ビニール製カラムからなる処理槽内に、それぞれの充填
材を１００ｌｉｔｅｒ（充填高さ１５００ｍｍ）充填し
て充填層を形成した。

【００３３】両カラムとも活性炭で脱塩素した水道水を
上部から５ｌｉｔｅｒ／分の流速で、かつ１０分間に１
回３０秒間通水の割合で間欠的に散水した。この場合、
実施例１のポリスチレン製充填材を充填した充填層の下
部には、高さ２００ｍｍの水層部を形成した。これらの
カラムに臭気成分として硫化水素を４５〜５０ｐｐｍ含
有させた空気からなる被処理ガスを１５０００ｌｉｔｅ
ｒ／ｈｒ（ＳＶ１５０ｈｒ^-1）で通気した。実施例１の
ポリスチレン製充填材を用いたカラムの場合は、水層内
に被処理ガスを吹込んだ。両カラムとも運転開始時に
は、都市下水処理場の曝気槽内余剰汚泥をカラム上部か
ら投入し、両充填材の表面に生物脱臭用微生物を植菌し
た。

【００３４】両カラムとも２０〜２２℃の室温下で３週
間連続運転を行い、充填材に微生物を増殖担持させた。
３週間後カラムからの排ガス中の硫化水素濃度を測定し
た結果、実施例１のポリスチレン製充填材、および比較
例１のピートモス充填材とも０．００１ｐｐｍ以下であ
り、被処理ガス中の硫化水素はほぼ完全に分解除去され
ていた。カラムの充填層の圧損は実施例１のポリスチレ
ン製充填材の場合は水頭損失４５〜５０ｍｍＡｑ、比較
例１のピートモス充填材の場合は水頭損失５０〜５５ｍ
ｍＡｑであった。同条件で５週間にわたり連続運転を行
ったが、排ガス中の硫化水素濃度、充填材の圧損には変
化がなかった。

【００３５】以上の試験結果から、ポリスチレンに粉末
活性炭を固着一体化させた充填材は、従来のピートモス
と全く同等の脱臭性能を発揮することが明かである。

【００３６】上記の実施例では、充填材の材質としてプ
ラスチック素材を用いることにより、生物分解の恐れの
ない充填材が得られ、長期間にわたり充填材の補充や交
換が不要となる。また親水性無機質粒子を固着一体化す
ることにより、通気性、保水性、微生物保持性を高く
し、効率のよい脱臭を行うことが可能となる。そして比
重の軽い充填材を用いることにより、脱臭装置の構造が
簡易となり、建設費が低減される。さらに粒状のものは
通気性に富んでいるため、通ガス時の圧損が少なく、ガ
ス吹き込み動力が低減される。

【００３７】

【発明の効果】以上の通り本発明の脱臭用の充填材は、
親水性無機質粒子が固着一体化した樹脂の発泡成形体か
らなるため、生物分解が行われず、通気性、保水性、微
生物保持性能が良好で、脱臭性能に優れた充填材が得ら
れる。

【００３８】本発明の脱臭装置は、上記のような充填材
により充填層を形成するため、充填層の生物分解が行わ
れず、通気性、保水性、微生物保持性能が良好で、効率
よく臭気成分を分解して脱臭することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の充填材を模式的に示す一部の断面図
である。

【図２】実施形態の脱臭装置を示す系統図である。

【符号の説明】

１ 充填材 ２ マトリックス樹脂 ３ 発泡成形体 ４ 親水性無機質粒子 ５ 独立気泡 １０ 脱臭装置 １１ 充填層 １２ 処理槽 １３ 水層 １４ 網 １５ 散気部材 １６ 被処理ガス導入路 １７ 処理ガス排出路 １８ 散液部材 １９ 循環水路 ２０ ポンプ ２１ 補給水路 ２２ 排水路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 臭気成分を分解する微生物を担持した充
   填層に被処理ガスを通気して脱臭を行う生物脱臭装置に
   おいて、 前記充填層は、親水性無機質粒子が表面に露出するよう
   に固着、一体化した樹脂の発泡成形体からなる充填材に
   より形成したものであることを特徴とする生物脱臭装
   置。
2. 【請求項２】 臭気成分を分解する微生物を担持させて
   脱臭を行う充填層を形成するための充填材であって、 親水性無機質粒子が表面に露出するように固着、一体化
   した樹脂の発泡成形体からなることを特徴とする充填
   材。