JPS5998717A - 細菌を利用する脱臭方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は悪臭気体を細菌の生化学的反応を利用して二次
汚染のない悪臭気体の脱臭方法に関するものである。

悪臭が一般に問題となっているところは、し尿処理場、
下水処理場、廃棄物処理場、と投揚、食品工場、化製品
工場、その他化学工場等数多く存在する。そして悪臭成
分としては化学工場などの特定のものを除いては、一般
にアンモニヤ、傾化水素、硫化メチル、メルカプタン、
アミン類など主な成分となっている。何れもその主成分
中にアンモニヤやアミン類のように窒素原子が、又一方
には硫化水素、硫化メチル、メルカプタンのように硫黄
原子が含まれている。

悪臭成分の除去方法は大別すると物理的方法と化学的方
法があり、前者は希釈、吸着、凝縮などの手段によって
いるが最も使われている方法は活性炭等による吸着であ
る。一方後者の化学的方法としては最も広く使われてい
る方法として化学的中和反応があり、これに随伴して化
学的酸化反応が併用されている。

又燃焼による完全酸化方法がある。

しかし活性炭による吸着法、又オゾン或いは重油等によ
る完全酸化法によって完全脱臭が行われたとしてもラン
ニングコストが高くつく許りでなく活性炭の再生時や、
完全燃焼法（ζよる燃焼時、悪臭ガス成分中の窒素原子
や硫黄原子の酸化によって有害な窒素酸化物（ＮＯｘ　
）或いは硫黄酸化物（Ｓ　Ｏｘ　）の副生によって二次
公害の原因を誘発するので優れた方法とは考えられない
。

現在最も普及されている化学的脱臭方法としては硫化水
素、アンモニヤ、アミン類は苛性ソーダ又は硫酸のよう
なアルカリ又は酸を用いて化学的に中和し、メルカプタ
ン、硫化メチルの様に中和反応しない成分は、次亜塩素
酸ソーダ、塩素、過マンガン酸カリ等の酸化剤とアルカ
リ又は酸の共存に於いて酸化して脱臭する方法がとられ
ている。しかしこのような化学反応に於いては常に薬液
濃度又は臭気濃度の変化等によって脱臭効果は極めて微
妙な変化を示すので常に薬液濃度をコントロールしなけ
ればならないし、脱臭即ち中和酸化反応が進行するにつ
れて薬液の補充は勿論であるが同時に反応物質によって
薬液濃度が上昇し、所謂スケーリング現象が充填物上に
起きて気液接触の変化を招くなど運転上充分な注意を払
わないと理論的に完全脱臭が出来るはずなのに予想外の
結果を示している場合が暫々見受けられる。又使用済薬
液は何れも酸性又はアルカリ性領域で排出されるので其
のま＼では勿論放流出来ず少くともｐＨ調節して放流し
なければならない。従って装置やメンテナンスの複雑性
が要求される。

本発明者は以上述べたようなランニングコストが高くな
く、装置やメンテナンスの複雑さの要求されない、且つ
二次汚染の心配のない新規な細菌による脱臭方法を提供
するものである。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明はアン毛ニヤ、硫化水素、硫化メチノペメル力ブ
タン、アミン、トルエン、ベンゼン等を含有する悪臭気
体と主として好気性乃至通性嫌気性細菌群の培養液と気
液接触させてこれら悪臭成分を酸化還元し無臭化すると
とを特徴とする脱臭方法である。先づ第１工程として、
悪臭気体と＃ｌｌ液液接触によって悪臭成分を細菌液に
含まれる細菌によって酸化或いは還元させて無臭化する
ものである。又、本第１工程に於ける噴霧状細菌液と悪
臭気体の接触による効率を高める重要な要素は気液接触
界面を通して物質移動抵抗の境膜を破壊することにある
。相間の物質移動効率をよくするには気液相間の乱れを
大きくするほど効率が比例して上昇することが理論上証
明されている。本発明に於いて更に効率を高めるために
スプレー室に中空の軽いボールを浮遊させ乍ら気液接触
させると更に悪臭物質や酸素の溶解度を高め好気性細菌
の活動を旺盛ならしめ脱臭効率を高めることが出来る。

次にこのようにして気液接触によって発生した細菌液ミ
ストを随伴する悪臭気体は次の充填材層に導入される。

一方この充填材層には少量の細酊液が常時流下されてい
る。気相中のミストはこ＼に捕捉され、更に充填材表面
上に多量に耐着生活する細菌と悪臭物質は反応して細菌
菌体に取り込まれ酸化或は還元されて無臭化される。充
填材には常に多量の細菌が充満している状態でなければ
ならない。従２て充填材の表面は滑らかでなく粗しよう
で且つ水分を保持し易いものが適している。

充填材として木材チップ、木クズ、木クズ成型品等の木
材質を充填材として用いると細菌の着床率が高い許りで
なく、木質部のセルローズ質が細菌によって徐々に分解
され同時に細菌に炭素源として１部利用される。従って
悪臭成分から従属栄養細菌にとり込まれる炭素源が少な
い場合、このような木質系充填材を用いると特に細菌液
に炭素源を添加することなく充填物からこれを得ること
が出来る。

又、一方粗しようとなった木質内部に嫌気性乃至通性嫌
気性的な菌の繁殖の場、とな９、表面に於ける好気的酸
化と相俟ってより多面的な酸化還元が期待され悪臭物質
のより高度な脱臭が期待される。又、このような半嫌気
的条件を与えるだめの充填物としてはアセテート不織布
、グラスウール、アスベスｌ−１素焼、木クズ、合成樹
脂等の多孔質成型品からなる球状乃至円筒状とした直径
１０咽〜３５論のもの、又は厚さ１０朔〜３５闇の板状
のものを充填物として利用する。この場合木質材料のよ
うに炭素源としての利用は出来ないが、これら充填材の
表面と内部に於いて好気的な菌と嫌気的な菌を弁接させ
て同一充填材に於いて夫々異った生化学的反応を行わせ
ることが出来、より脱臭効果を高めることが出来る。

本発明に於いて使用する好気性乃至通性嫌気性菌として
選用される直としては、次の様なものが挙げられる。

Ａ、亜硝酸菌、硝酸菌 ニトロソモナス属　（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ　）ニ
トロンコツカス属（Ｎ１ｔｒｏｓｏｃｏｃｃｕｓ　）ミ
クロコツカス属　（Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ　）ニトロ
バクチル属　（Ｎ１ｔｒｏｂａｃｔｅｒ　）Ｂ、硝酸塩
を窒素ガスに還元する細菌 バクテリウム　フルオレセンス （Ｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ　）バ
チルス　デニトリフィカンス （Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ　）
バクテリウム　デニトロフルオレセンス（Ｂａｃｔｅｆ
ｌｕｍ　ｄｅｎｉｔｒｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ　）シ
ュードモナス　デニトリフィカンス （Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎ
ｓ　）ヒフリオ　デニトリフィカンス （Ｖｉｂｒｉｏ　ｄｅｎｉｔｒｏｆｉｃａｎｓ　）Ｃ１
脱窒性繊維素分解菌 バチルス　セルローゼ　デンルベンス （Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｃｅｌｌｕｌｏｓａｅ　ｄｉｓｓ
ｏｌｖｅｎｓ　）バチルス　フェルキネウス （Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｆｅｒｒｕｇｉｎｅｕｓ　）シュ
ードモナス　フィプロリシス （Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｆｉｂｒｏｌｙｓｉｓ　）
クロストリヂウム　サーモセリウム （Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ　　ｔｂｅｒｍｏｃｅｌｌｕ
ｍ　）バクテリウム　セルラソルベンス （ＢａｃｔｅｒｉｕｍＣｅｌｌｕｌａｒＳｏｌｖｅｎｓ
　）Ｄ、パラフィン系炭化水素分解菌 ミコバクテリウム　アルバム （Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ａｌｂｕｍ）ミコバク
テリウム　ループラム （Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｒｕｂｒｕｍ　）ミク
ロコツカス　パラフィナ （Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ　　ｐａｒａｆｆｉｎａｅ　
）シュードモナス　フルオレセンス （Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ　
）Ｅ、芳香族化合物分解菌 ミクロコツカス　ビルトネンシス （Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ　ｐｉｌｔｏｎｅｎｓｉｓ　
）ミコバクテリウム　アグレステ （Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ａｇｒｅｓｔｅ　）７
ユードモナス　ラチオニス （Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｒａｔｈｉｏｎｉｓ　）シ
ュードモナス　デスモリテカム （Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｄｅｓｍｏｌｙｔｉｃｕｍ
　）Ｆ、硫黄に作用する細菌 ベギアトア　アルバ （Ｂｅｇｇｉａｔｏａ　ａｌｈａ　） チオバチルス　デニトリフィカンス （Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ　ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａ
ｎｓ　）チオバチルス　チオオキシダンス （Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ　　ｔｈｉｏｏｘｉｄａｎ
ｓ　）以上述べたような細菌は何れもアンモニヤ、硫化
水素、硫化メチル、メルカプタン、ベンゼン等の悪臭ガ
スと反応してこれ（ら成分を資化し、同時に酸化還元作
用が行われ脱臭される。一般にこれら成分が酸化又は還
元を受ける反応は主として生化学的反応によるものでそ
の代謝の詳細については不明の点が多い。

アンモニヤや硫化水素に関与する硝化菌や硫黄細菌のよ
うな独立栄養細菌はこのような無機化合物の酸化によっ
て得られるエネルギーに依存し、いづれも生長のだめの
炭素源として二酸化炭素を利用する。アンモニヤはニト
ロソモナス属によって亜硝酸に、亜硝酸はニトロバクタ
−属によって硝酸に酸化される。

２ＮＨ３＋３０２　＝　２ＨＮＯｚ　＋　２ＨｚＯ２Ｈ
ＮＯ２十０２＝　２ＨＮＯ３ 又、硫化水素は硫黄細菌によって酸化されて硫酸に迄酸
化される。

２Ｈ！Ｓ　＋　Ｃ）＋＝２Ｈ２０＋　８１８１　＋　３
０！　＋　２ＨｚＯ＝　２ＨｚＳＯ＋このようにアンモ
ニヤの酸化によって生成した硝酸は１部は菌体成分とし
て資化されるとともに大半の硝酸は所謂脱窒性細菌によ
って窒素瓦斯又は酸化窒素に迄還元される。このように
してアンモニヤや含窒素化合物は酸化菌によって酸化さ
れ硝酸態と；ケリ、更に脱窒性細菌によって窒素瓦斯な
どとなって無臭化されるとともに無害な形態となって処
理される。

一般に悪臭成分として窒素原子又は硫黄原子を含む化合
物は一般に悪臭が強いのが通例であるが、トルエン、ベ
ンゼン、インドール、ピリジン、フェノール等の悪臭物
質がある。このような悪臭物質に対してはシュードモナ
ス属、ミクロコツカス属、ミコバクテリウム属などの従
属栄養細菌が好んでこれら悪臭物質を炭素源として資化
し、無臭化することが出来る。このような従属栄養細菌
の場合アンモニヤの様な窒素源が必要であり、若し悪臭
物質の中に窒素源がない時は細菌液の中に栄養素となる
窒素源を補足する必要がある。

次に本発明実施の様態を示して本発明を説明する。図面
は本発明を実施するに当っての様態を示すものである。

図面に示す如く、悪臭成分を含有する気体はブロア１１
を経て脱臭塔１の底部に設けられたスプレー室２に導入
される。一方スプレー室の下部に配置された循環液槽３
に貯えられた細菌液５はポンプ６を介してスプレー７に
よって噴霧化さね、スプレー室２に於いて気液接触が行
われる。この時ガイド板１４の内側に中空ボール１３を
置くと下部より導入される悪臭ガスと上部からの噴霧液
と軽い中空ボールを介して激しく上下転動する。こ＼で
悪臭ガスと細菌液の境膜抵抗は少さくなり両者の物質移
動効率を高めることになり、より脱臭効率を高めること
が出来る。

スプレー室２に於いて気液接触した細菌液は１部ミスト
状となり気液混合してスプレー室２の上部に設けられた
充填材室４に導かれる。こ＼で細菌液のミストは充填材
によって捕捉され・るとともに、充填材の上部に設けら
れたノズル８より少量宛流下する細菌液と、充填材上に
着生する細菌群によって資化され悪臭成分は酸化、還元
を受けて無臭化された気体は排気孔１２より排出される
。

一方細菌液５は循環タンク３の中にあってポンプ６を介
して常に脱臭塔内を循環しているが気液接触によって１
部は排気中に蒸散される。又細菌の代謝産物によって細
菌液の塩類濃度は徐々に上昇する場合があるので細菌の
適正な繁殖を計るため常に一定量の細菌液をブローする
と同時に、一定量の水を常に補給しなければならない。

図面の９は補給水導入パイプであり、１０はブローパイ
プである。又悪臭成分の種類、濃度等によっては細菌の
正常な繁殖を計るため適当な炭素源、窒素源或いはミネ
ラル等を適宜細菌液に補充しなければならない。又ｐＨ
調整の心安となるときは適当量の酸或いはアルカリを補
充する心安がある。

尚悪臭物質の濃度或いは成分によっては脱臭塔を直列又
は並ｊｚｌｌｆこ配したり、又各細菌別の脱臭塔を配す
ることによってより高度な脱臭を計ることが出来る。次
に実施の１例を示す。

以下に示す様な実験装置と実験条件で３ケ月間連続運転
した結果は次の通りである。

脱臭塔　２５０胡グｘ　２　ｏｏｏ調 充填材室　　２５０咽ｍＸ１，２００個スプレー室　　
　２５０ｍｍ１ｆｌＸ　　４００＋＋＋ｍ循環液槽　　
６００　ｍｍ　Ｘ　３００　ｍｍ　Ｘ　３００　ｍｍ（
実容積　　６００ｗｎＸ３．００ｍｍＸ２３０＋＋＋＋
ｎ）スプレー室に噴霧する細菌液量　　　３　ｔ／＃Ｆ
＋＋充填材に流下させる細自液量　　　１２（７部ｍ充
　填　材　　木材チップ　　　２５Ｋｇ（空隙率　　６
０係） ブロー暇　　７±０．５ｔ／日 補充する水量　１０±１ｔ／日 悪臭気体送入量　　　３５０　ｔ７’７部菌液は硝酸菌
、亜硝酸菌、硫黄細菌を主体とするもので、３ケ月間特
別に栄養物やミネラルの補給は行わなかった。

ガス分析は乳用式検知管によった。

（１）試験結果（比較的低濃度の場合）アンモニヤ　　
　　　　１０〜３０　　　　ＮＤ　　　　９９．９以上
硫化水素　　　　１０〜３０　　　ＮＤエチルメルカプ
タン　　０２〜０．５　　　　ＮＤ（２）試験結果（比
較的高濃度の場合）アンモニヤ　　　　　　６０〜８０
　　　ｔｒ〜５　　９０以上硫化水素　　　　５０〜８
０　　ｔｒ〜５エチルメルカプタン　　０．２〜０．５
　　　　ｔｒ　　　　　−上記の表からも明らかなよう
に本発明の方法による悪臭物質の除去率は極めて顕著で
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施様態を示す説明図である。 図中の数字１は脱臭塔、２はスプレー室、３は循環槽、
４は充填材、５は細菌液、６はポンプ、７はスプレー、
８はノズル、９は補給水用パイプ、１０はブローパイプ
、１１は悪臭ガス導入プロア、１２は排気孔、１３は中
空ボール、１４は中空ポール用ガイド板である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）悪臭気体を好気性乃至通性嫌気性細菌を多量に含
   む細菌培養液（以下細菌液と称す）の噴霧液と接触させ
   悪臭物質を細菌液に吸収反応させる第１工程と、細菌液
   のミストと随伴する処理気体を充填材層に導入すると同
   時に一方に於て細菌液の１部をこの充填材層に少量宛流
   下させ乍らミストを補集すると同時に悪臭気体と接触さ
   せて悪臭物質を除去する第２工程と、細菌液を貯える循
   環槽に常時水又は栄養物を含んだ水を補給し、或いは必
   要に応じｐＨ調整し乍ら一方に於て少量をブローして細
   菌液の性状を定常に保つだめの第３工程の結合を特徴と
   する細菌を利用する脱臭方法及び装置。 （２）充填材が木材チップ、木クズ、木クズ成型品等の
   木材質からなる特許請求の範囲第１項記載の細菌を利用
   する脱臭方法及び装置。 （８）充填材がアセテート不織布、グラスウール、アス
   ベスト、素焼、木クズ、合成樹脂等の多孔質成型品で厚
   みが１０ｍｍ〜３５ｗｎの板状体又は直径がＩＯｙｒｍ
   〜３５配の球状体或いは円筒体からなる特許請求範囲第
   １項記載の細菌を利用する脱臭方法及び装置。 （４）充填材がアセテート不織布、グラスウーノペアス
   ベスト、素焼、木クズ、合成樹脂等の多孔質成型品で厚
   みが１０ｍ＋ｎ〜３５ｍの板状体又は直径が１０ｍｍ〜
   ３５覇の球状、或いは円筒体からなり且つ多孔質内部に
   土壌微粒子を含有することよりなる特許請求範囲第１項
   記載の細菌を利用する脱臭方法及び装置 （５）細菌液の噴霧液と悪臭気体を接触させる第１工程
   に於けるスプレー室内に軽い中空のボールを浮遊させ乍
   ら気液接触させることよりなる特許請求の範囲第１項記
   載の細菌を利用する脱臭方法及び装置。