JPH09262429A - 硫化物含有ガスの脱硫装置 - Google Patents

硫化物含有ガスの脱硫装置

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JPH09262429A
JPH09262429A JP8076670A JP7667096A JPH09262429A JP H09262429 A JPH09262429 A JP H09262429A JP 8076670 A JP8076670 A JP 8076670A JP 7667096 A JP7667096 A JP 7667096A JP H09262429 A JPH09262429 A JP H09262429A
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JP
Japan
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biological desulfurization
water
tower
hydrogen sulfide
gas
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Application number
JP8076670A
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English (en)
Inventor
Tadao Takeuchi
忠雄 竹内
Akio Oyama
昭男 大山
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生物脱硫に必要な酸素を十分に供給して、消
化ガスを効率的に生物脱硫する。 【解決手段】 生物脱硫塔1の排水を曝気槽6で曝気
し、曝気処理液を膜濾過装置9で膜濾過し、濃縮水を生
物脱硫塔1の充填材層2に散水する。 【効果】 膜濾過で生物脱硫塔から流出した微生物が濃
縮されると共に、曝気により多量の溶存酸素が吹き込ま
れた水を散水するため、酸素を含まない消化ガスであっ
ても完全に酸化分解して、効率的に生物脱硫処理するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は硫化物含有ガスの脱
硫装置に係り、特に下水、し尿又は各種産業排水、或い
はこれらの排水処理で発生する汚泥を嫌気性処理する工
程から発生する消化ガス中の硫化水素を効率的に除去す
る装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、下水、し尿又は各種産業排水、或
いはこれらの排水処理で発生する汚泥を嫌気性処理する
工程から発生する消化ガス中の硫化水素を除去する方法
としては、次のような方法が提案されている。
【0003】 水洗法 アルカリ吸収法(NaOH等のアルカリに硫化水素
を吸収させる方法) 鉄系吸着剤による除去法(硫化水素を鉄系吸着剤に
硫化鉄の形で吸着させて固定化する方法) 上記従来の方法では、それぞれ次のような問題点があ
る。
【0004】 水洗法 多量の水を必要とする。硫化水素の除去が不完全であ
る。吸収した硫化水素の処理を要する。
【0005】 アルカリ吸収法 薬品使用量が多くランニングコストが高い。吸収した硫
化水素の処理を要する。NaOHは取り扱いに注意を要
し、運転管理上問題が多い。
【0006】 鉄系吸着剤による除去法 ランニングコストが高い。吸着済の吸着剤は、発熱性、
発火性を有し、取り扱い及び処分が困難である。
【0007】これに対して、硫化水素を微生物により酸
化分解して除去する生物脱硫法であれば、上記〜の
ような問題は解消される。
【0008】従来、生物脱硫法による消化ガスの脱硫装
置として、硫化水素を酸化分解する微生物が付着した充
填材層を有する生物脱硫塔に、消化ガスと空気又は酸素
とを導入して処理する装置が提案されている(特開平2
−26615号公報)。即ち、消化ガス中には酸素が含
有されていないため、この装置では、生物脱硫に必要な
酸素を、生物脱硫塔に空気又は酸素を導入することによ
り供給する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平2−266
15号公報記載の脱硫装置では、生物脱硫に必要な酸素
を、空気又は酸素を導入することにより供給している
が、気体状酸素は微生物による酸化反応に供されにく
く、硫化水素の酸化が不完全となり易い。そして、硫化
水素の一部が硫酸まで酸化されずに硫黄固体となり、こ
の硫黄固体が生物脱硫塔の充填材層の目詰りを引き起こ
すという問題があった。
【0010】本発明は上記従来の問題点を解決し、消化
ガスのように酸素を含有しない或いは酸素量が不足する
硫化物含有ガスであっても、生物脱硫に必要な酸素を十
分に供給して、効率的に生物脱硫を行うことができる脱
硫装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の硫化物含有ガス
の脱硫装置は、硫化物を微生物によって酸化分解する生
物脱硫塔と、該生物脱硫塔内に散水する散水手段と、被
処理ガスを該生物脱硫塔に導入する手段と、処理ガスを
該生物脱硫塔から排出する手段と、該生物脱硫塔から排
水する排水手段とを備えてなる硫化物含有ガスの脱硫装
置において、前記排水手段から排出された生物脱硫塔排
水を曝気処理する曝気槽と、該曝気槽の曝気処理液を膜
濾過する膜濾過装置と、該膜濾過装置の濃縮水を前記散
水手段に送給する手段とを設けたことを特徴とする。
【0012】本発明の硫化物含有ガスの脱硫装置におい
て、生物脱硫塔における硫化物の生物脱硫、例えば、硫
化水素を酸化分解する微生物が担持された充填材層を有
する生物脱硫塔における硫化水素の生物脱硫は、次のよ
うにして行われる。
【0013】即ち、生物脱硫塔内に導入された被処理ガ
ス中の硫化水素が充填材の表面の水に吸収される。そし
て、微生物が塔内に散水された水中の溶存酸素を利用し
てこの硫化水素の大部分を硫酸にまで完全に酸化分解す
る。硫化水素の酸化分解で生成した硫酸及び未分解の硫
化水素は生物脱硫塔排水中に含有されて排出されるが、
この生物脱硫塔排水中には、硫酸及び硫化水素と共に、
充填材層で増殖し、散水により流出した微生物が含有さ
れている。
【0014】この生物脱硫塔排水は曝気槽で曝気される
ことにより空気(酸素)が吹き込まれ、排水中の未分解
の硫化水素がこの曝気槽内で酸化分解され、また、水中
の酸素が飽和する。そして、この溶存酸素を十分に含む
曝気処理液は、膜濾過装置で膜濾過され、硫酸、その他
の溶解成分を含む膜濾過水が系外へ排出される。一方、
生物脱硫塔から流出した微生物が濃縮され、また、曝気
による溶存酸素を多量に含む濃縮水は返送されて生物脱
硫塔に散水される。
【0015】このように、膜濾過で生物脱硫塔から流出
した微生物が濃縮されると共に、曝気により多量の溶存
酸素が吹き込まれた水を散水するため、酸素を含まない
消化ガスであっても完全に酸化分解して、効率的に生物
脱硫処理することができる。
【0016】本発明においては、生物脱硫塔の散水中の
溶存酸素を生物脱硫の酸素源としており、十分な脱硫を
行うために散水量を比較的多くする必要がある。このた
めには例えば、充填材層を設けた生物脱硫塔において、
充填材として比較的大きさの大きいものを用いる必要が
ある。このように粗大な充填材を用い、多量の散水を行
うと、微生物は特に充填材から剥離し易くなり、生物脱
硫塔からの微生物の流出量が多くなるが、本発明では、
この流出した微生物を膜濾過装置で濃縮して循環するた
め、微生物の流失を防止して効率的な生物脱硫を行うこ
とができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して実施の形態
を詳細に説明する。
【0018】図1は本発明の硫化物含有ガスの脱硫装置
の一実施例を示す系統図である。
【0019】図1において、1は生物脱硫塔であり、硫
化水素を酸化分解する微生物が担持された充填材層2が
内部に設けられており、また、この充填材層2に散水す
る散水ノズル3が充填材層2の上方に取り付けられてい
る。
【0020】この充填材としては、特に制限はないが、
多孔性焼結物、プラスチック、コークス、スポンジな
ど、微生物が担持されやすく、表面積が大きく、通気
性、排水性が良いものが適当である。なお、本発明にお
いては、前述の如く、散水量を比較的多くするために、
この充填材は比較的大きさの大きいものであることが好
ましく、一般的には直径5〜20mm,高さ10〜40
mmの円柱又は円筒形、或いは10〜30mm×10〜
30mm×10〜30mmの塊状であることが好まし
い。
【0021】消化ガス等の被処理ガスは配管11よりこ
の生物脱硫塔1の下部に導入され、被処理ガス中の硫化
水素は充填材の表面の水に吸収され、充填材に担持され
た微生物が塔内に散水された水中の溶存酸素を利用して
この硫化水素の大部分を硫酸にまで完全に酸化分解し、
処理ガスは生物脱硫塔1の上部よりミストセパレーター
4を有する配管12より系外へ排出される。
【0022】硫化水素の酸化分解で生成した硫酸及び未
分解の硫化水素は、生物脱硫塔排水としてドレンポット
5を備える配管13を経て曝気槽6に導入される。この
生物脱硫塔排水中には、硫酸及び硫化水素と共に、充填
材層2で増殖し、散水により流出した微生物が含有され
ている。
【0023】曝気槽6は底部に曝気管7を有し、ブロワ
Bにより曝気が行われる。また、曝気槽6にはpH計8
が設けられていると共に、系内への補給水として砂濾過
水を供給する配管16、及び必要に応じて汚泥を排出す
るためのバルブV2 を備える配管17,19が設けられ
ている。
【0024】曝気槽6に導入された生物脱硫塔1の排水
は、この曝気槽6内で曝気処理されることにより空気
(酸素)が吹き込まれ、排水中の未分解の硫化水素がこ
の曝気槽6内で酸化分解され、また水中の酸素が飽和す
る。この曝気槽6の曝気量は、装置の規模や被処理ガス
の硫化水素濃度及び処理量等によっても異なるが、一般
的には、処理する消化ガス1m3 当り0.02〜0.1
3 程度とするのが好ましい。
【0025】また、微生物による硫化水素の酸化分解に
適当なpH範囲は2〜3であることから、このpH範囲
となるように、配管16より曝気槽6内へ供給する砂濾
過水給水量を調整する。
【0026】曝気により溶存酸素を十分に含んだ曝気処
理液は、次いで、ポンプPを備える配管14より膜濾過
装置9に導入され、膜濾過される。そして、硫酸、その
他の溶解成分を含む膜濾過水が、流量計F及びバルブV
1 を備える配管18,19を経て系外へ排出される。膜
濾過装置は微生物を濃縮でき、硫酸その他溶解成分を濾
過できれば良く、例えば、MF(精密濾過)、UF(限
外濾過)膜濾過装置が使用できる。また、膜の材質は、
無機、有機どちらでも良く、耐酸性のもので、曝気処理
液の硫酸酸性に耐えるものであれば良い。例えば、セラ
ミック、ポリプロピレン膜などが使用できる。なお、こ
の膜濾過水量は、通常の場合、曝気槽6の砂濾過水の補
給水量にほぼ等しい量に設定される。一方、生物脱硫塔
1から流出した微生物が濃縮され、また、曝気による溶
存酸素を多量に含む濃縮水は、配管15より生物脱硫塔
1に循環され、散水ノズル3より散水される。
【0027】生物脱硫塔1では、このように、膜濾過装
置9で生物脱硫塔1から流出した微生物が濃縮されると
共に、曝気槽6における曝気により多量の溶存酸素が吹
き込まれた水を散水するため、酸素を含まない消化ガス
であっても完全に酸化分解して、効率的な生物脱硫処理
することができる。
【0028】前述の如く、本発明においては、溶存酸素
を含む生物脱硫塔1の散水を生物脱硫で必要とされる酸
素の供給手段とするため、散水量を比較的多くする必要
があり、このために、充填材として比較的大きさの大き
いものを用いる。このように粗大な充填材を用いて、多
量の散水を行うと、充填材に担持された微生物が充填材
から剥離し易くなり、生物脱硫塔1から微生物が多量に
流出するようになるが、本発明では、この流出した微生
物を膜濾過装置9で濃縮して循環するため、微生物の流
失を防止することができる。
【0029】散水により生物脱硫に必要とされる酸素を
十分に供給するための散水量、即ち、膜濾過装置9から
配管15を経て散水ノズル3に送給される水量(以下
「循環水量」と称す。)は、装置の規模や被処理ガスの
硫化水素濃度及び処理量等によっても異なるが、一般的
には、処理する消化ガス1m3 当り0.1〜0.3m3
とするのが好ましい。
【0030】なお、図1においては、充填材に微生物を
担持した生物脱硫塔を例示したが、生物脱硫塔は、この
ような充填塔に限らず漏れ棚塔であっても良い。
【0031】このような本発明の硫化物含有ガスの脱硫
装置は、各種嫌気性処理工程から発生する消化ガス中に
含まれる硫化水素の生物脱硫に極めて有効であるが、硫
化水素等の硫化物を含み、酸素を含まない或いは酸素が
不足する他の被処理ガスの生物脱硫にも適用可能であ
る。
【0032】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。
【0033】実施例1 図1に示す本発明の硫化物含有ガスの脱硫装置により、
下水汚泥消化ガス(硫化水素濃度:500ppm)の処
理を行った。
【0034】脱硫装置の各部の仕様及び処理条件は次の
通りである。
【0035】装置仕様 生物脱硫塔:1000mm×1000mm×2000m
m(高さ)の塔内に、プラスチック製の網状板で形成さ
れた直径15mm,高さ20mmの円筒を充填材として
充填し、高さ1000mmの充填材層を形成したもの 曝気槽 :1000mm×2000mm,水深100
0mm 膜濾過装置:膜面積0.5m2 のUF膜を装着したもの処理条件 消化ガス通気量 :100m3 /hr 循環水量 : 20m3 /hr 曝気槽pH : 2.5 曝気槽曝気量 : 5m3 /hr 膜濾過装置濾過水量:0.5m3 /hr(濾過水中のS
4 2- 濃度:410mg/L) 砂濾過水補給水量 :0.5m3 /hr その結果、得られた処理ガスの硫化水素濃度は7ppm
で、硫化水素除去率は98.6%であった。
【0036】また、この脱硫処理運転を60日行った
後、脱硫塔内の充填材を観察したところ、硫黄は全く発
見されなかった。
【0037】比較のため、特開平2−26615号公報
の実施例1の装置を用いて実施例1と同一の消化ガスを
処理したところ、硫化水素ガス除去率は99%であった
が、60日経過後に脱硫塔内を検査したところ、充填材
1kg当り10gの硫黄付着が認められた。
【0038】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の硫化物含有
ガスの脱硫装置によれば、消化ガスのように酸素を含有
しない或いは酸素量が不足する硫化物含有ガスに、生物
脱硫に必要な酸素を十分に供給して硫化物を完全に酸化
分解することができ、効率的な生物脱硫を行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の硫化物含有ガスの脱硫装置の一実施例
を示す系統図である。
【符号の説明】
1 生物脱硫塔 2 充填材層 3 散水ノズル 6 曝気槽 9 膜濾過装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫化物を微生物によって酸化分解する生
    物脱硫塔と、該生物脱硫塔内に散水する散水手段と、被
    処理ガスを該生物脱硫塔に導入する手段と、処理ガスを
    該生物脱硫塔から排出する手段と、該生物脱硫塔から排
    水する排水手段とを備えてなる硫化物含有ガスの脱硫装
    置において、 前記排水手段から排出された生物脱硫塔排水を曝気処理
    する曝気槽と、 該曝気槽の曝気処理液を膜濾過する膜濾過装置と、 該膜濾過装置の濃縮水を前記散水手段に送給する手段と
    を設けたことを特徴とする硫化物含有ガスの脱硫装置。
JP8076670A 1996-03-29 1996-03-29 硫化物含有ガスの脱硫装置 Pending JPH09262429A (ja)

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