JPS625646B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は悪臭ガスの処理方法に係り、特に二次
汚染等の弊害のない処理方法に関する。

一般にし尿や下水処理場において発生する悪臭
ガスは、発生源により一様ではないが悪臭防止法
で規制の対象となつているアンモニア、トリメチ
ルアミン、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化
メチル、二硫化メチルなどの悪臭成分を含有する
ことが知られている。

かゝる悪臭ガスを処理する方法として、従来よ
り接触酸化法、オゾン酸化法、吸着法、薬液洗浄
法等が試みられている。

接触酸化法は触媒の存在下比較的低温（一般に
200〜400℃）で悪臭成分を燃焼、酸化分解する方
法であるが、熱による触媒の損耗を避けるために
温度コントロールを要すること、悪臭成分の酸化
によりNOxやSOxが発生し二次公害のおそれがあ
ること、硫黄化合物は触媒毒の傾向があるため触
媒活性が低下し易いと等の欠点の他、装置が複雑
かつ大型化するという不利がある。

オゾン酸化法は悪臭ガスにオゾンを添加し、オ
ゾンの酸化力により悪臭成分を酸化する方法であ
るが、悪臭成分および添加オゾン量は通常数
ppm程度と少量であるため単なる気相反応では
反応速度が小さく実用的でない上に、オゾンは人
体や植物に対して有害なため余剰オゾンの除去が
問題となる。

吸着法は活性炭等の吸着剤を用いて悪臭成分を
吸着除去する方法であるが、硫化水素やアンモニ
アは吸着されにくいこともあつて吸着剤の交換お
よび再生の頻度が増大し実用的でない。

次に、薬液洗浄法は薬剤含有水溶液により悪臭
ガスを接触洗浄する方法で、一般に薬剤として塩
酸や硫酸等の鉱酸を用いる酸洗浄法、苛性ソー
ダ、苛性カリあるいは消石灰等のアルカリ剤を用
いるアルカリ洗浄法、次亜塩素酸ナトリウム、過
マンガン酸カリウム、次亜臭素酸ナトリウム、亜
塩素酸ナトリウム、過酸化水素あるいは重クロム
酸カリウム等酸化剤を用いる酸化剤洗浄法に大別
され、比較的簡単な装置と安価な薬剤を用いて実
施できかつ大容量のガス処理が可能等の利点があ
るため省エネルギー型の脱臭法として評価されて
いる。

しかし、酸洗浄法では塩基性ガスであるアンモ
ニアやトリメチルアミン等の除去はできるが、中
性ガスである硫化メチルや二硫化メチルの除去は
不可能である。

また、アルカリ洗浄法によるときは、酸性ガス
である硫化水素やメチルメルカプタン等の除去は
できるが、同様に中性ガスである硫化メチルや二
硫化メチルの除去は不可能である（第１図参
照）。

なお、第１図は硫化水素、メチルメルカプタ
ン、硫化メチル、二硫化メチルを各10ppm含む
悪臭ガス（以下合成悪臭ガスと称することがあ
る）を磁製ラシヒリングを充填した塔（充填層高
0.5ｍ）でPHコントロール下の苛性ソーダ水容液
と液／ガス容量比1.5、線速度0.5ｍ／ｓで接触さ
せたときの各悪臭成分の除去率を示すものであ
る。

その際、洗浄廃液には硫化物臭がはつきりと認
められたが、この硫化物臭は後記(1)、(2)および(3)
式に示すように、硫化水素およびメチルメルカプ
タンと苛性ソーダとの中和反応により生じた生成
物並びに中和反応の逆反応により再発生した硫化
水素に起因することは明らかである。

H₂S＋NaOHNaHS＋H₂O …(1) NaHS＋NaOH→Na₂S＋H₂O …(2) CH₃SH＋NaOH→CH₃SNa＋H₂O …(3) 一方、酸化剤洗浄法は、酸化剤の濃度や洗浄液
のPH設定が適切であれば、悪臭成分の除去がある
程度可能な方法であると云える。

ちなみに、第２図は苛性ソーダ水容液に代え市
販の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を水で希釈して
得たPH11〜13の洗浄液を用いる以外は第１図の場
合と同様にして合成亜臭ガスを処理した際の次亜
塩素酸ナトリウム濃度と各亜臭成分の除去率の関
係を、また、第３図は濃度が200ppmの次亜塩素
酸ナトリウムを用いる以外は第１図の場合と同様
に実施した際のPHと各亜臭成分の除去率の関係を
示すものでるが、両図から前記可能性が十分に判
断されるばかりか、これらいずれの場合にも洗浄
廃液は硫化物臭を帯びないことが知られた。

これは、下記反応式(4)〜(7)により悪臭成分が酸
化分解して無臭物に転化するためと考えられる。

H₂S＋4HClO→H₂SO₄＋4HCl …(4) CH₃SH＋3HClO→CH₃SO₃H＋3HCl …(5) （CH₃）₂S＋HClO→（CH₃）₂SO＋HCl …(6) （CH₃）₂S₂＋5HClO＋H₂O →2CH₃SO₃H＋5HCl …(7) なお、他の悪臭成分であるアンモニアやトリメ
チルアミンについても、洗浄液が中性であればこ
れに吸収され、下記(8)〜(9)式により容易に酸化分
解することが知られている。

2NH₃＋3HClO→H₂＋3HCl＋3H₂O …(8) （CH₃）₃N＋HClO→（CH₃）₃NO＋HCl …(9) 前記酸化剤洗浄法の可能性に鑑み、洗浄液のPH
を２段階に変えて効率よく悪臭成分を除去する方
法が知られている（特開昭52−114565参照）。

しかし、この方法は悪臭ガスを酸化剤洗浄液で
直接処理する構成であるため、既述第２図からも
明らかなように酸化剤例である次悪塩素酸ナトリ
ウムの濃度を一般に200ppm以上のごとく高く保
つ必要があり、かゝる場合には次亜塩素酸ナトリ
ウム（比較的不安定な化合物である）の自己分解
によつて生じる塩素ガスの放出量増加や次亜塩素
酸ナトリウムの飛沫同伴等に起因して処理後のガ
スは塩素臭を帯び易くなり、然してこれらに基ず
く二次汚染が不可避となる。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点をなく
し、二次公害をともなうことなく悪臭成分の完全
除去が可能な悪臭ガスの処理方法を提供するにあ
る。

前記目的を達成するため、本発明は、悪臭ガス
を少くとも二段階に分けて洗浄液と接触させるに
当り、第１段階において悪臭ガスをPH10〜13に保
つたアルカリ性洗浄液と接触させ、第２段階以降
において前記接触処理後のガスを前記洗浄液に酸
化剤を加えてPH７〜８に保つた洗浄液と接触させ
ることを特徴とする。

前記第１段階の接触をアルカリ性洗浄液を用い
て行うことにより、アルカリ洗浄法について既述
した通り悪臭ガス中の成分のうち酸性ガスである
硫化水素やメチルメルカプタンが除去され、その
結果、洗浄廃液は硫化物臭を呈するようになる
が、この段階では次亜塩素酸ナトリウム等の酸化
剤を使用しないため処理ガスは塩素臭を帯びるこ
とはない。

前記洗浄液のPHを10〜13に保つ理由は、10未満
では酸性ガスの除去が不充分であり、また13を越
えると酸性ガスの除去はより良好となるが、被処
理ガス中の炭酸ガスも同時に吸収されてスケール
トラブルの発生原因となるので好ましくない。

PHを前記範囲に保つために添加するアルカリ剤
は、かゝる目的が達成可能な限り任意のアルカリ
剤、例えば苛性ソーダ、苛性カリあるいは消石灰
等でよいが、取扱いが容易な苛性ソーダが特に好
ましい。

次に、前記第１段階から排除される洗浄廃液に
酸化剤を添加してPH７〜８（中性〜弱アルカリ
性）に保つた液を第２段階以降で使用することに
より、酸化剤洗浄法について既述した通り第１段
階で未除去の中性ガスおよび塩基性ガス(4)〜(9)式
に従つて無臭物に分解除去され、かつ第１段階の
洗浄廃液に含まれる硫化物臭原因物質自体も下記
(10)および(11)式に従つて酸化され無臭物になること
が明らかとなつた。

Na₂S＋4NaClO→Na₂SO₄＋4NaCl …(10) CH₃SNa＋3NaClO→CH₃SO₃Na＋3NaCl …(11) 前記酸化剤を添加した液のPHを７〜８に保つ理
由は酸性領域では酸化剤である次亜塩素酸ナトリ
ウムの分解とこれに伴う塩素ガスが発生し、然し
て二次公害の危険があるためであり、また８を越
えると悪臭成分の分解が不充分になるからであ
る。

PHを前記範囲に保つために添加する際は、かゝ
る目的が達成可能な限り任意のものでよいが、一
般に塩酸あるいは硫酸等の鉱酸が好ましい。

使用可能な酸化剤例として、次亜塩素酸ナトリ
ウム、過マンガン酸カリウム、次亜臭素酸ナトリ
ウム、亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素および重
クロム酸カリウム等を広く示し得るが、安全衛生
面、酸化力および取扱面等で有利な次亜塩素ナト
リウムが特に好ましい。

酸化剤の添加量は、第１段階洗浄廃液中の硫化
物臭原因物質量（従つて悪臭ガス中の硫化水素や
メチルメルカプタン等の酸性ガス量）に比例し、
しかも該原因物質の分解処理後約10ppm残留す
る程度に過剰に添加する必要があるが、さらに過
剰、例えば総添加量が100ppmを超える場合には
二次汚染の危険があるので避けるべきである。

前記添加量は、例えば処理液中の有効塩素量の
分析（次亜塩素酸ナトリウムの場合）や酸化還元
電位の測定等により調節可能である。

第２段階で処理後のガスは、無臭ガスとして大
気放出すればよい。

一方、第２段階を経た洗浄廃液は再使用するこ
となく排出してもよいが、望ましくは第１段階の
洗浄用液として循環再使用することもできる。

以上は主に２段階処理法について述べたが、例
えば悪臭ガス中に塩基性ガスが多量に存在する等
の場合には、酸洗浄の段階を任意の位置に付加し
て３段階以上の処理工程としてもよいことは云う
までもない。

各段階の気液接触装置は、本発明目的が達成可
能な限り公知の気液接触装置から選択適用すれば
よいが、例えば各種充填塔、気泡塔および多孔板
等を好適例として示すことができる。

以下、図面に示す態様例により本発明をさらに
詳しく説明する。

第４図に示す装置は、悪臭ガス１を後記第２段
階気液接触装置３から排出される洗浄廃液にアル
カリ剤１２を加えてPH10〜13に保つたアルカリ洗
浄液１３の供給下に接触洗浄処理するための第１
段階気液接触装置２、第１段階気液接触装置２か
ら排出される第１段階処理ガス７を該装置２から
排出される洗浄廃液５に酸化剤例の次亜塩素酸ナ
トリウム６と酸９を加えてPH７〜８に保つた第２
段階洗浄液１０の供給下に接触洗浄処理して無臭
の処理ガス４を得るための第２段階気液接触装置
３、前記アルカリ剤１２の添加量設定情報を得る
ために設けた第１段階洗浄廃液５のPH検出器１
１、前記酸９の添加量設定情報を得るために設け
た第２段階洗浄廃液のPH検出器８から主として構
成されている。

前記構成の装置において、第１段階気液接触装
置２に供給される悪臭ガス１はアルカリ洗浄液１
３と接触し、含有成分のうち硫化水素やメチルメ
ルカプタン等の酸性成分が洗浄除去された後ガス
７として第２段階気液接触装置３に導入される。

一方、前記洗浄後の硫化物臭を有する廃液５
は、次亜塩素酸ナトリウム６の少量添加（一般に
100ppm以下）および酸９の添加によるPH調整後
洗浄液１０として第２段階気液接触装置３に供給
される。

なお、前記次亜塩素酸ナトリウムの少量添加に
より硫化物臭が解消されることおよびその際塩素
臭を発生しないことは既述した通りである。次に
第２段階気液接触装置３に導入されるガス７は洗
浄液１０と接触して残余の悪臭成分が洗浄除去さ
れた後、飛沫同伴に起因する塩素臭についてもこ
れを伴うことのない無臭のガス４として放出さ
れ、一方、その際の洗浄廃液は、好ましくはアル
カリ剤１２の添加によりPH調整後第１段階のアル
カリ洗浄液１３として循環使用される。

該アルカリ洗浄液中には、一般に第２段階気液
接触装置で未反応の次亜塩素酸ナトリウムが残留
するが、かゝる場合には既述した(4)、(5)、(10)、(11)
式の反応が進行するので、アルカリ洗浄液のアル
カリ度が本発明で規定するPH10〜13のごとく比較
的低い場合であつても酸性悪臭成分を十分に吸収
除去できるという利点がある。

以上説明した通り、本発明によれば、アルカリ
洗浄と酸化剤洗浄を悪臭ガスの除去に最適でかつ
塩素臭の発生をともなうことのない条件下で実施
でき、さらに洗浄廃液も循環使用できるので二次
公害の必配なく悪臭ガスを完全に脱臭できるとい
うすぐれた効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図はアルカリ洗浄法における洗浄液PHと悪
臭成分除去率の関係を説明する図、第２図は酸化
剤洗浄法における次亜塩素酸ナトリウム濃度と亜
臭成分除去率の関係を説明する図、第３図は次亜
塩素酸ナトリウム存在下の酸化剤洗浄法における
洗浄液PHと亜臭成分除去率の関係を説明する図、
第４図は本発明に係る亜臭ガス処理装置例のフロ
ーシートである。 １……亜臭ガス、２……第１段階気液接触装
置、３……第２段階気液接触装置、４……処理ガ
ス、５……第１段階洗浄廃液、６……次亜塩素酸
ナトリウム、７……第１段階処理ガス、８……PH
検出器、９……酸、１０……第２段階洗浄液、１
１……PH検出器、１２……アルカリ剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ し尿や下水処理場において発生する悪臭ガス
   を少なくとも２段階に分けて洗浄液と接触させる
   にあたり、第１段階において悪臭ガスをPH10〜13
   に保つたアルカリ性洗浄液と接触させて酸性ガス
   を除去し、第２段階において前記接触処理後のガ
   スを、前記アルカリ洗浄液の廃液に酸化剤として
   次亜塩素酸ナトリウムを加え、かつ、酸を加えて
   PH７〜８に保つた洗浄液に接触させて残存する中
   性ガス及び塩基性ガスを除去することを特徴とす
   る悪臭ガスの処理方法。