JPS6019024A - 廃ガスの中からガス液状の不純物および揮発性及び／又は液体状の不純物を分離するための方法 - 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、特許請求の範囲第１項の上部概念に記載の化
学工業の加工設備の廃ガスの中から、ガス体状の不純物
及び揮発性及び／又は液体状の不純物を分離するための
方法に関する。

西ドイツ国特許公開第２４４５３１５号公報によれば上
記の方法の１つを実施するだめの装置が公知になってお
り、この装置は、吸収物質として０機物の破片の腐朽に
よって（ηられる堆肥を用い、この堆肥の腐朽は未だ完
全に終了していないものである。

上記の如きいわゆる生物学的フィルターとして知られて
いる装置はこれまでは、市町村の如き自治体から発生す
る半ば脱水された汚泥を堆肥にする堆肥設備からの不潔
な空気を濾過するため、即ち有機的な不純物を分離する
ために用いられている。更にこの様な生物学的フィルタ
ーを、特に化学工業の浄化および加工設備から発生ずる
廃ガスの不純物を分離するために使用することもすでに
提案されている。この様な廃ガスは、硫化水素、アンモ
ニア、アンモニウム化合物、ヂオレン又は脂肪族、環状
脂肪族又は芳香族炭化水素の形態の有機的ばかりでなく
無機的なガス体状の、及び揮発性及び／又は液体状の不
純物を含み、特に製薬工業の様な化学工業の浄化設備か
らの廃ガスの分析が示す如く、特に硫化水素、アンモニ
ア、アンモニウム化合物およびチオレンを含んでいる。

このことはペニシリンやセファロスポリンを造る時およ
びその際の廃水を浄化する時に発生する廃ガスにも当嵌
る。

長い間の研究の結果、上記の様な生物学的フィルターは
、これらの廃ガスが強くハロゲン化している場合には、
これらの廃ガスを分離するのに少しも適合していないこ
とが証明されている。実際には何時も混合ガスとし存在
している廃ガスが適当な組成になっているとき、数箇月
経過すると自然淘汰により、特殊な混合ガスに最適に作
用する微生物の株が発育し、この株はハロゲン化してい
る廃ガス成分でも分解する。しかし使用されている生物
学的物質の上記の様な偶然の作用は技術的に評価するこ
とはできない。

本発明の目的は、公知の方法を、使用されている生物学
的物質が微生物学的活動を始めるまでに長い時間を必要
としない様に、著しくハロゲン化された炭化水素の分解
に関してこの方法の効率を著しく改良し、そしてそのこ
とによ：り大規模な技術として取扱可能になるように改
良することである。

上記の目的は本発明により、特許請求の範囲第１項記載
の特徴ある方法により達成される。

本発明の上記とは別の特徴は実施態様型に記載されてい
る。

本発明による方法の場合にも、生物学的に活性な、例え
ば未だ完全に腐朽しておらず、緊密でなく砕は易い組成
を持ち、２０乃至５０％の孔隙率を持つ堆肥を基にして
得られる吸収物質が、３０乃至７０重量％の水分を含有
し従って乾燥物質の含有量は７０乃至３０重量％であり
、そして３０乃至７０重量％の有機物質を含有しそして
水分中のｐＨ値が５．５乃至８になっているほぼ一定の
高さの堆積物として密閉された容器を通過する様に導か
れており、この容器の底部の所ではその都度最低の位置
にある堆積物の層が取り′だされそして、場合によって
は新しい吸収物質を混合した後で、堆積物の上方に再び
載せられ、そして物質交換過程を導入する廃ガスはいわ
ゆる呼吸空気として、圧縮送風機を用いて導管系を介し
て容器の底部に導かれそして堆積物を貫流した後で吸引
送風機を用いて開口を介して吸い出され、堆積物の上方
に発生する真空が０．０７ハアル以上にならない様にな
っている。

驚くべきことに、ハロケン化された多量不純物を含む、
工業浄化設備からの混合ガスでも、本発明により造られ
た吸収物質として使用される堆積物を貫流する時はとん
ど完全にとりのぞかれることが示されている。ｔ＋）！
漬物を貫流する際そごに存在しているバクテリヤおよび
微生物は刺激され非電に活動的になる。この場合培養基
の量を減少しながら、即ち堆積物の量を減少しながら、
大体において物質交換過程によりハロゲン化された混合
ガスも置換されそして分解される。

廃ガスがハロゲン化された不純物を余りに多く含んでい
る場合には、必要な物質交換過程が容易に分解可能な物
質を加えてやることによって維持され、その際加える量
は、吸収物質を通過して出て来る清浄化された廃ガスが
１Ｍ毎に１５０ｍｇよりも少ない有機炭素Ｃを含む様に
配量されなりればならない。

通常の吸収物質、例えば泥炭又は褐炭から得られるコー
クス又は黒炭又は木炭から（Ｕられるコークスを用いる
場合に惹起される、混合ガスの一部分のみの結合および
これら吸収物質の孔が廃ガスの中に存在する浮遊物質に
よって急速に閉塞されることが本発明により完全に取除
かれる。このことは埃を含む廃ガスの場合に特に重要な
ことである。

本発明の別の特徴は次ぎのことに見出される。

即ち容器から引出された吸収物質が堆肥としてさらに使
用可能なこと。圧縮および吸引送風機を使用することに
よって、容器の中を通過する廃ガスの流動速度ばかりで
なく、堆積物の内ｇ１＋におし」る廃ガスの分圧を調節
することが可能であること。

絶えず不純物の分解が行われていることを保証するため
には、大量の装入量が望ましいのにもかかわらず、ガス
の圧力は少なくなっていなりればならない。何故ならば
分解に参加する微生物は高圧のもとではそれの活性が変
化するからである。適当な調節機により、搬入および搬
出装置の運搬能力ばかりでなく圧縮および吸引送風機の
運搬能力も変化させることにより、生物学的な分解およ
び変成過程がその都度の廃ガスの量並びにそれに含まれ
ている不純物に適合させられ、斯くして吸収物質の内部
に植付りられた微生物はそれの最適の生活条件とそれの
最大の活性を保持している。

本発明は添付図に略図的に示されたフィルター装置によ
って説明される。円筒形容器１の内部には隔離層を備え
た金属容器が形成されておりそして台２の上に立ち（添
付図参照）生物学的活性を有する物質の堆積物３が吸収
物質として存在している。生物学的物質は例えば、空気
の供給により制御される、有機物の破片の腐朽、例えば
炭素担持体で置換された有機的沈滞汚泥又は塵芥から得
られる未だ完全に腐朽していない堆肥の腐朽から成立っ
ている。西ドイツ国特許公告第２５４１０７０号公報記
載の方法の特徴によれば、この方法の操作によって、そ
の際得られた生物学的物質はその中に存在する微生物が
著しい仕物学的活性を持っ状態に置かれている。

この生物学的物質は金属容器に装入される前に種を植イ
］けられ、しかもそれは１立方米の生物学的物質に、ア
オカビ（白）の種類の菌を１ミリリットルに１０　乃至
１０Ｙ胞子を含む濃度のアオカビ濃縮物を１０リツトル
だけ植え伺けられる。

容器１は底面４を所有しており、この底面の上方部ムこ
は一様な１絞出を可能ならしめる搬出フライス５が移動
可能に配置されている。ＩＩ出ラフライス図示されてい
ない駆動装置により駆動されており、この駆動装置は１
つの軸のまわりに回転可能であり、斯くして搬出２ライ
スはそれの固有の運動に付加的に、図の紙面内に位置す
る縦軸の回りに時８１方向に、容器の底の上方部をゆっ
くり回転することが可能になっている。その際搬出フラ
イス５は堆積物３のその都度の一番下側の層を、容器の
底面中央に位置する開口８を介して搬出する。

搬出された材料は運搬装置１０に落下し、運搬装置はこ
の材料を矢印に沿っ°ζ混合位置１１に運び、この混合
位置には新しい材料の運搬装置１２と上昇運ＩＮ装置１
３が付設されている。このことにより引出された生物学
的物質は、必要な場合には新しい化物学的物質と混ぜ合
わされそして再び上方から容器１に供給される。ここで
は生物学的物質は回転分布器１５によって容器開口の中
に一様に分布される。最初は新しい生物学的物質のみが
使用されることは明らかである。

略図により示されている送風器１６と導管系１７とによ
り、清浄にずべき廃ガス又は清浄にすべき不潔な空気が
容器の下部に、すなわち容器の底部に導入される、この
ためノズル系１８が使用されている。容器１は上方が閉
鎖ささている。略図により示されている吸引導管２１と
前同様略図により示されている吸引送風器２２により、
堆積物を■流する不潔な空気が吸引される。これ自体は
公知であり図には示されていない調節装置によって、不
潔な空気が堆積物を貫流する速さが調節される。・この
際清浄にすべき廃ガスの挿入量が大量であっても、容器
内部のガスの圧力は低く維持されていることに注目しな
りればならない。理想的には廃ガスは堆積物を通って拡
散するだりでよい。

ガスの速さが２乃至１５　ｍ／ｍｉｎ　、特に２乃至Ｉ
Ｑｍ／ｍｉｎである時、技術的に実現可能な値としては
、堆積物の上方の真空程度が最大０．０７ハアルである
ことが示され、この特売ガスが堆積物の内部に滞留する
時間は少なくとも５０秒になっている。真空度を高める
ことは容器が内側に破裂する危険に直面する。

堆積物内の不潔な空気の実際的な滞留時間は次の式で得
られる。

ｔａ　＝Ａｘｈ　ｘＰ　ｘ３．６００　／ｖ　ｘｌｏｏ
　＝　（秒）ここで Δ＝流動断面　（ボ） １１−堆積の高さくｍ） Ｐ一孔隙率　（％） Ｖ＝１時間毎に送風されるガスの量＜ｄ／ｈ）である。

使用されている堆肥材料のその都度の粒子の大きさに依
存している孔隙率は、経験によれば２０％および５０％
の間を変動しているから、孔隙率の平均値として約４０
％と仮定すべきであるが、この値は、経験によれば堆積
材料の柱の重さによって、容器の内部では約３０％に減
少する。

調節すべきガスの速さ■１は次の式によってｆ４４られ
る。

Ｖｌ　＝Ｖｘ　１００／ＡＸＰＸ６０＝１　（ｍ　／ｍ
ｉｎ　）ここで　※＝送送風れるガスの量（ｒｒｒ／ｈ
）八−流動断面（ｍ′） Ｐ一孔隙率 である。

下方から矢印に従って導かれ、流動断面に亘って一様に
分布された廃ガスは、容器の」二から下に向かって移動
している堆積物を、即ち一つのフィルターを形成してい
る吸収物質を貫流しなければならない。この際、吸収と
生物学的置換によって、吸収物質による廃ガスの清浄化
が行われる。この吸収と生物学的置換とは生物学的現象
であり、従ってこの際別の腐朽過程が堆積物の内部に発
り［：、シ、この過程は腐朽消耗を惹起する。この様な
腐朽消耗又は腐朽消滅は新しい材料を、運搬装置１２を
介して供給されることで絶えず？ｉＩｉ償され、斯くし
て容器１は何時も完全に吸収物質が充がされ、即ち何時
も等しい高さの堆積物が存在している。廃ガス不純物の
その都度の容積と密度によって、容器はそれの循環過程
及び／又は供給過程をゆっくり又は速く運転される。即
ち吸収物質の中の貫流がゆっくり又は速（行われる。廃
ガスは何時も下から上に向って流れるから、最低位置の
フィルター層は何時も最も強（伺加された状態にある。

従って吸収物質のＩｌｉ出がこの層で行われ、新しい材
料をｆ＝Ｊ加された後で再び上方に供給される。この際
それと同時に塵埃を含む廃ガスによって充填された堆積
の下側の層がひっくり返され、斯くして、公知のフィル
ター°の場合の如く、吸収物質を追加するという様なこ
とが生起しない。一定の時間が経過した後で、吸収物質
は新しく菌を植（；Ｊりられた生物学的物質と完全に交
換しなりればならないことは明らかである。

容器１は約１０乃至２００Ｍの容積を有している。この
容器の充填の高さ、即ちフィルター層の高さは、下方の
層に許し得る孔隙率の限界値と堆積物の重さのみに依存
して定められる。ここに記載される実施例では充填の高
さは約６ｍ、その際堆積物容積は１００Ｍになっており
その際流動断面積は約１５．９　ｍである。一般的に容
積は流動して来るガスの量と不純物の種類と量とによっ
て選択するのが妥当である。このことは又生物学的に物
質の搬出量および菌を植付りられた新しい生物学的物質
の供給に関しても当嵌り、これらは前同様に生物学的フ
ィルターを貫流するガスの量と不純物の種類と量とに依
存する。基本的には、菌を植イ１けられた新しい生物学
的物質を少しも混合しないか、僅かに又は沢山混合する
ことが可能になっている。この図には示されていない測
定ゾンデを介して、フィルターの効率が測定されそして
それに従ってフィルター過程が、吸収物質にお６プる挿
入量と菌を植イ」けられた新しい生物学的物質の混合量
を変化させることにより制ｉＭＩＩされる。ずでに記載
した運搬装置１０よって使い尽くされた生物学的物質は
２０の所で取出される。

ここで問題になっている種類の多くの廃ガスは１００％
水分を含んでいるから、上記したフィルター装置に導か
れる廃ガスは、化物学的フィルターに供給する前に、水
分分離器に導かれる。

例 生物学的フィルターを約１０日間に亘って使用した後で
化学工業の浄化設備のいわゆる生物学的塔から出て来る
廃ガスの測定値。

■ 鵠 未だ完全に腐朽していない沈澱汚泥の堆肥がら成り立っ
ている生物学的フィルターの堆積−１００ｒｒｒ高さ　
−６，３ｍ 含水率　−６３，７３％ 有機物質（Ｔ、Ｓ、　）　＝６９．２　％ｐｌ＋値（水
中）＝　６．６３ 容器の種々異なる場所から試料が採取され、次の様な微
化物が確認された。

■　アクチノマイシズ　グロビスボラス（八ｃｔｉｎｏ
ｍｙｃｅｓ　ｇｌｏｂｉｓｐｏｒｕｓ　）ミクロコツカ
ス　アルビュス （Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ　ａｌｂｕｓ　）ミクロモノ
スポラ　ブルガリス （Ｍｉｃｒｏｍｏｎｏｓｐｏｒａ　ｖｕｌｇａｒｉｓ　
）血凱　チオカビ１重（白） （Ｐｅｎｆｃｉｌｌｊｕｍ　５ｐｅｃｉｅｓ　（ｗｅｊ
ｓｓ　）　）セファロスポリウム種 （Ｃｅｐｔ＋ａｌｏｓｐｏｒｉｕｍ　５ｐｅｃｉｅｓ）
ムコール種（Ｍｕｃｏｒ　５ｐｅｃｉｅｘ　）ザーシネ
ラ　アンヘラタ （Ｃｉｒｃｉｎｅｌｌａ　ｕｎｂｅｌｌａｔａ　）セフ
ァロテシウム種 （Ｃｅｐｂａｌｏむｂｃｃｉｕ’ｍ　５ｐｅｃｉｅｓ）
オビユラリア種 （Ｏｖｕｌａｒｉａ　５ｐｅｃｉｅｓ）ステムフィリウ
ム　ビリフオルメ （Ｓｔｅｍｐｌ＋ｙｌｉｕｍ　ｐｉｒｉｆｏｒｍｅ　）
小動物　土壌ダニ 線虫類（−腐生菌） アオカビ（白）とアクチノマイシズ　グ１：］、ヒスポ
ラスの植付密度は何時も著しく拡大している。

試料の周期は典型的な堆肥の臭に合致している。

この試料から、供給された塩素置換された炭化水率が多
量に除去されていることを推定することができる。

■ 試１ｌＬｌ 測定位置の状態−生物学的反応器の廃ガス筒の巾測定位
置の直径−１９０＋＋＊ 旧制断面　−０，０２８４ｍ 測定軸の数　−２ 測定軸毎の測定点の数−１ 測定位置はドイツ技術者’Ｉｌｆ、会２０６６（ＶＬ）
＋２０６６）によって指示された寸法に合致している。

化学工業（ファルヘンファブリうン　バイエル。

ウェルク　トルマゲン、Ｆａｒｂｅｎｆａｂｒｉｋｅｎ
　Ｂａｙｅｒ。

Ｗｅｒｋ　Ｄｏｒｍａｇｏｎ）の加工設備から排出され
、１平方メートル毎に平均値として２１■のクロールメ
タン、６９．５■のヂクロールメンシ、２５０　ｍｇの
ヂクロルエタン、４７■のキジロール、３２．５ｎｗの
エチルペンゾール、５．５　ｍｇのクロロペンゾールお
ヨヒ７０．５曙のクロールドルオール、約３００　ｍｇ
の詳細には分析されていない不純物を含み、その際廃ガ
スの残りの大部分は、大気中の空気の通常の成分および
有害な不純物にならないその他の物質、例えば水蒸気か
ら成る、清浄化すべき廃ガスを１４日に亘って装入し続
けた後で、それぞれ相異なる測定位置において、清浄に
ずべき廃ガスの中ばかりでなく清浄化された廃ガス中に
含まれている不純物がガスクロマトグラフで測定された
。その際ｆ４られた結果が次ぎの表に示されている。

不純物種類　清浄化前の廃ガス　清浄化後の廃ガ中の量
（■／ｍ′）　ス中の量（口Ｘ／ＩＴ？） 入口　出口 測定場所　測定場所 １　２　１　２ クロールメタン　２１　２１　＜３　＜３ヂクロルメク
ン　６９　７０　２０　２０ヂクロルエクン２５０２５
０　１３０１３０キジロール　４６　４８　１０　１０ エチルペンゾー ル　３２　３３　２．　２ クロルベンゾール　５　６　く２　〈２クロルドルオー
ル６８　７３　１６　１５本発明による方法が驚くべき
態様でハロゲン化された不純物を多量に含む廃ガスを高
能率的に清浄にすることができることが明らかである。

清浄化された廃ガスは環境をｌη染するものではない。

そのことはにおいを噴く試験により硼認することができ
、そのことから、詳細に分析されていない不純物も著し
く分解されていることが推論される。

【図面の簡単な説明】

添付図は、いわゆる生物学的フィルターを形成している
本発明によるフィルター装置の流動状態を示す略図であ
る。 ■・・・容器　２・・・台 ３・・・堆積物　５・・・搬出フライス１０・・・運搬
装置　１２・・・運１般装置１３・・・上昇運搬装置１
５・・・回転分布器１６・・・圧縮送風機　１８・・・
ノズル系２２・・・吸引送風機

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １つの容器に取囲まれ、物質交換過程を実施する好気性
   の微生物のだめの培養基として役立っている吸収物質を
   用い、この吸収物質を通過して廃ガスが強制的に導かれ
   、その際、機械的搬入及び搬出装置によって容器の上方
   から１８人されそして底部から搬出される吸収物体は、
   運搬装置により必要な場合には新しい吸収物質を混合さ
   れた後で再び容器の上方から供給される、化学工業の加
   工設備の廃ガスの中からガス体状の不純物および揮発側
   及び／又は液体状の不純物を分離するための方法におい
   て、脂肪族、環状脂肪族炭化水素及び／又は芳香族炭化
   水素の形態のハロゲン化された不純物を、廃ガ反に含ま
   れている不純物の２５重量％以」二含む廃ガスを連続的
   に分離するため、吸収物質として、アクチノマイシズグ
   ロビスボラス（八ｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ　ｇｌｏｂｉｓ
   ｐｏｒｕｓ　）を多量記植付りられた生物学的物質が用
   いられ、この物質には、伺加的にアオカビの種類の菌を
   植付けるため、１Ｍの吸収物体毎に、１ミリリットル毎
   に１０６乃至１０７の胞子を含む濃度のアオカビ濃縮物
   を５乃至１５リソ１−ル、特に９乃至１１リソ１−ルだ
   り添加されていることを特徴とする、化学工業の加二［
   設備の廃ガスの中からガス体状の不純物および揮発性及
   び／又は液体状の不純物を分離するだめの方法。 （２）廃ガスには、吸収物質に侵入する前に、容易に分
   解可能なガス体状の物質または揮発性及び／又は液体状
   の物質を加え、この物質の量は、吸収物質を通過して出
   て来る清浄化された廃ガスが１１Ｔ？毎に１５０■より
   も少ない有機炭素Ｃを含む様に配量されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）容易に分解可能な物質としてはヘンゾール、ドル
   オール、キジロール、メタノール及び／又はエタノール
   が配量されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の方法。 （４）　容易に分解可能な酉ｊＩ酸メチルエステルが配
   量されることを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第
   ３項記載の方法。 （５）吸収物質に供給される廃ガスの酸素含有量は少な
   くとも１０容積％に維持されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第４項までのうちのいずれか一
   つに記載の方法。 （６）供給される廃ガスは、大気中の空気とこれに配量
   された、２５重景％以上のハロゲン化された不純物を含
   む化学工業において発生する使用済み有機用祠との混合
   から成りたっていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項から第５項までのうちのいずれか一つに記載の方法
   。