JPS63240922A - 複合臭気ガスの浄化処理方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は複合悪臭ガス成分を高濃度て含有するガスを連
続的に脱臭浄化処理する方法に関する。

（従来の技術） 従来、各種脱臭剤や脱臭方法か提案されているが、例え
ば家庭用では居間やトイレや冷蔵庫などのように比較的
濃度の低い臭気を対象とする脱臭か主であった。

一方、工場やし尿処理場等て発生するガスはガス容積か
大きい、非常に高濃度である。複合臭気か多いなどの理
由によりこのような従来の脱臭剤による脱臭方法は適当
ではなく、全く別の対応が必要となる。このような悪臭
ガスの代表的なものにし尿処理場からの高濃度複合ガス
かある。

そのためこのような悪臭ガスを燃焼処理する方法やし尿
処理場の悪臭ガスにフいては次亜塩素酸ナトリウムと苛
性ソーダの混合液で洗浄処理する方法などで処理されて
いるのか実状である。しかしながら、次亜１１１素酸ナ
トリウムは経時変化を起しやすく長期保存が困難であり
、また次亜塩素酸ナトリウム溶液から発生する塩素臭は
それ自体悪臭物質となり二次公害を引き起すという問題
かあった。

しかもこれらの従来法による処理後のガスは、また残臭
があるため高い臭突から大気中に放散させていた。

そこてこのような強い薬品を用いないて高濃度、複合ガ
スを効率的に脱臭浄化処理する方法の開発が望まれてい
た。

（発明が解決しようとする問題点） そこで従来の脱臭剤の濃度を上げるか、悪臭ガスに対す
る処理液補充量を増すなどして処理を行うことが考えら
れるが、悪臭成分に対する除去容量か不足し多量の脱臭
剤、処理液が必要となり、頻繁に剤の交換、液補充が必
要となって実際上の使用は不可能であり、コスト的に見
ても側底採算が合わない。

また、し尿処理場ガスのような高濃度複合ガスの場合の
特有の問題として１発生するガスの濃度が季箇、週間、
日間の各々において濃度変動が極めて大きく、通常の脱
臭方法では低濃度から高濃度までの急激な濃度変化に対
応できないという問題かあった。

さらに複数の悪臭成分を含む複合ガスを湿式法で処理す
る場合の問題点として処理液とある悪臭成分の反応を反
応系内に共存する他の悪臭成分が阻害し、その処理液の
活性を急激に劣化させてしまうという結果になる。従っ
て複合ガスそのままでは処理できず各々の悪臭成分を分
離する必要があるが、そのようなことは実際上不可能で
あった。

（問題点を解決するための技術的手段）本発明者らはこ
のような従来の高濃度、複合ガスであって、かつ濃度が
急激に変動するようなガス、例えば、し尿処理場からの
悪臭ガスを処理するための問題を解決するため種々検討
を重ねた結果、活性化、かつ、安定化二価鉄イオンを含
有する水溶液はアンモニア及び硫化水素ガスなどの除去
に極めて有効であるが、これで処理するに占り、前処理
としてこの高濃度複合ガスを有機酸で洗浄することによ
り、その二価鉄イオンを含有する水溶液による高濃度複
合悪臭成分の除去が極めて効率良く、かつ連続的に行え
、上記目的を達成しうることを見出した。本発明はこの
知見に基づきなされるに至ったものである。

すなわち本発明は、悪臭ガスを有機酸液で処理後、活性
化、かつ、安定化二価鉄イオン液で処理することを特徴
とする複合臭気ガスの浄化処理方法を提供するものであ
る。

本発明において処理される複合ガスとしては特にｉｌ限
はなく例えば、し尿処理場における悪臭ガス（活性汚泥
処理に際して発生する悪臭ガス、生し尿、余情汚泥等か
らの悪臭ガス）のほか下水処理場、畜産（豚養、養鶏、
君牛）％飼・肥料製造工場、魚腸骨処理場、水−産食品
加工場、廃棄物処理場などからの悪臭ガスも処理するこ
とができる。例えば、このし尿処理場の活性汚泥処理の
悪臭ガスの成分を例示すると硫化水素ガス約１４０ｐｐ
ｍ、アンモニアガス約６５ｐｐｍ、アミン化合物的４５
ｐｐｍ、メルカプタン類１．０ｐｐｍである。

本発明ではまず、悪臭ガスを有機酸液で洗浄する。この
有機酸洗浄により悪臭ガス中の塩基性成分を効率的に除
去する。ここて用いられる有機酸としてはクエン酸、酢
酸、カプロン酸、メソ酒石酸、メサコン酸等が挙げられ
るが、クエン酸、酢酸などが最も好ましく、これらクエ
ン酸に酢酸を少量組合せるのか最も好ましい。

有機酸液としては水溶液か好ましく、その濃度は悪臭ガ
ス中の塩基性成分の濃度によって異なるが、通常０．０
１Ｍ以上が好ましく、０．０３Ｍ以上がより好ましい。

この有機酸液による処理より悪臭ガス中の塩基性成分（
アンモニア、アミン類など）をほとんど零とすることが
できる。

次に本発明では有機酸液により処理後、活性化、かつ、
安定化二価鉄イオン含有水溶液（以下、単に二価鉄イオ
ン液という）で処理する。この二価鉄イオン液とは、第
一鉄イオンを活性化するとともに安定化させて調製した
水性溶液てあり、悪臭成分に対する活性が高いばかりで
なく、酸化などに対しても安定である。

このような二価鉄イオン液は鉄（ＩＩ）化合物と有機酸
とからなる組成物を水溶液とすることにより容易に調製
できる。。

ここで用いられる鉄（ＩＩ　）化合物の例としては、硫
酸第一鉄、塩化第一鉄、硝酸第一鉄、臭化第一鉄、ヨウ
化第−鉄、硫酸第一鉄アンモニウム（モール塩）などの
鉄（ＩＩ）無機塩の外、没食子酩第−鉄、リンゴ酸第−
鉄、フマル酸第−鉄などの鉄（ＩＩ）有ｍ塩かあげられ
る。鉄（Ｕ）化合物は上記例示のものに限定されるもの
ではなく、水中に溶解し、二価鉄イオンを形成するもの
であれば任意のものを用いることができる。

本発明において、「有機酸」とは広義で用いられる。有
ａ酸成分は鉄（ＩＩ）化合物の二価鉄イオンに配位して
活性な二価鉄イオンを安定化させる作用を有する。この
ような有機酸の例としてはアスコルビン酸類、カルボン
酸類かあげられる。ここてアスコルビン酸類とは、アス
コルビン酸、イソアスコルビン酸、そのアルカリ金属塩
などをいい、Ｄ一体、し一体、ＤＬ一体の全てか含まれ
る。特にＬ−アスコルビン酸が好ましい。またカルボン
酸類としては特に制限はないが、オキシ酩、例えばクエ
ン酸、イソクエン酸などのクエン酸、乳酸、酒石酸、リ
ンゴ酸、グルコン酸などが用いられる。またアミン類、
例えばエチレンジアミン四酢酸類、４，５−ジアミノピ
リミジン類などが好ましく用いられる。

鉄（ＴＩ）化合物中の鉄（ＩＩ）と有機酸成分との比率
は、右ａ酸成分かアスコルビン酸類の場合は通常１：０
．０２〜０．０３　（重量比）の範囲か好ましく、より
好ましくはｌ：ｏ、０２〜０．１３、特に好ましくは１
：０．０５〜０．１３の範囲である。また有機酸成分が
クエン酸類のようなカルボン酸の場合は鉄（ＩＩ）と有
機酸成分との比はｌ：０．０１〜０．８０の範囲とする
のが好ましい。上記の範囲の上限を越えて有機酸類を用
いても、効果の上昇は望めず経済的でなくなり、また下
限未満では脱臭機部が不十分となる。

本発明において有機酸成分は単独でもあるいは２種以上
併用してもよい。特にアスコルビン酸類は他の有機酸と
の併用とするのが好ましい。併用の場合、アスコルビン
酸とクエン酸の組合せか好ましく、この時アスコルビン
酸に対しクエン酸が安定剤として補助的に作用するので
、その量は少なくてよい。さらには本発明者らが先に提
案した例えば、特開昭５８−１５６５３９号、同５９−
１３２９３７号、同６０−６６７５３号等に記載されて
いる二価鉄イオンを含有する水溶液又は組成物を適当に
希釈もしくは水に溶解して調製したものを用いることか
てる。この二価鉄イオン液は鉄イオン濃度として０．１
重量％以上の液か好ましく、０．３重量％以上の液がよ
り好ましく用いられる。上限は特になく、鉄イオンの溶
解度以下であればよいが経済性より考えて１．５重量％
以下て十分である。このｐＨは通常８〜ＩＯが好ましく
９〜９．５かより好ましい。

この二価鉄イオン液て処理することにより高濃度複合ガ
ス中の酸性悪臭成分、例えば硫化水素ガス、メルカプタ
ン類などがほとんど除去される。

本発明においては酸処理した後、この二価鉄イオン液で
処理することが必要てあり、これに対し二価鉄イオン液
て処理した後、酸処理した場合、二価鉄イオン液はＰＨ
の上昇とともに硫化水素ガスの除去率などの酸性成分の
除去率が急激に低下する。本発明者らか先に提案した二
価鉄イオン溶液はＪｉ１基性方性ガス化水素ガス両者の
除去機能を有するか、高濃度複合ガスの場合このような
アンモニアガスが重大な阻害要因となることはその後の
研究により判明したことであり、予想外のことであった
。

本発明においては二価鉄イオン液としては前記例示の文
献に記載の如く二価鉄イオンをアスコルビン酸などの有
機酸で活性化、かつ、安定化した物質が好ましいが、こ
の際にグルコン酸などを少ｒｌｉ二使用することにより
さらに安定化させたものがより好ましい。これにより悪
臭成分の除去性能を一層安定化させ向上させることがで
きる。この場合のグルコン酸の使用割合は鉄１モルに対
し好ましくは０．１モル以上、より好ましくは０．２〜
０．５モルの範囲である。

本発明方法においては後述する二価鉄イオン液の処理ユ
ニット数を適宜増加することにより、濃度変動に対応し
て悪臭成分をこの段階てほとんど完全に除去できる。

なお二価鉄イオン液て処理した後の悪臭ガスにはメチル
メルカプタンのみ痕跡量程度存在する場合かあるが、必
要ならば仕上げ処理として、さらに、水洗処理、酸化処
理例えば過酸化水素による酸化処理、酵素（タンパク質
分解酵素など）処理などに付すことにより、除去するこ
とができる。

次に本発明の実施態様を図面に従って説明する。第１図
は本発明を実施するプラントの概要を示す説明図であり
１図中０は破砕し原種、貯留槽、分離し尿貯留槽等を示
す悪臭ガス発生源を示す。Ｂはドラムスクリーン、Ｃは
スクリュープレス、Ｄはスネークコンベアー、Ｅはガス
吸引ブロー、Ｆ　　、Ｆ　　は切換えダンパーである。

Ｆ１からのラインに本発明方法を実施する脱臭システム
Ｊが接続されている。■はブースターである。

一方、Ｆ２は参考のため示した従来の悪臭ガス処理袋２
１ｔＬに接続される。Ｇは水洗塔、Ｈは洗浄塔てあり、
苛性ソーダと次亜塩素酸ナトリウムの混合液て洗浄する
ものである。

本発明の脱臭システムＪにおいてＫが本発明に用いる脱
臭システムである。これをさらに詳しく説明すると、そ
の−例が第２図のブロック図として示される。図中Ｐ−
１とＰ−２は有機酸液処理ユニットであり、Ａ−１〜Ａ
−３は二価鉄イオン液処理ユニットであり、Ｍはデミス
タであり、Ｔは仕上げ処理ユニットである。各ブロック
の矢印は悪臭ガスの流れ方向を示す。Ｅ−１，Ｅ−２は
予備ユニットであり、ガス容量、悪臭ガス濃度に応して
適宜の処理液を充填して使用する。

Ｐ−１，Ｐ−２、Ａ−１〜Ａ−３の各ユニット及びＴ−
１の各ユニットの悪臭ガスと処理液の気液接触方式には
特に制限はなく、通常の接触方式でよく例えば充填塔方
式、漏れ棚方式などがあるが、好ましいものとして本発
明者らが先に出願した特願昭６１−１３１０９６号記載
の気液接触装ごがあり、その１例を第３図に示した。

これを説明すると第３図において、ｌは気液接触装置で
あり、気体通路２と、通路２に関連して設けられた送風
装置３と、通路２内に配設されたスクリーン４と、スク
リーン４に液体を注ぐため通路２内に臨出せる注液装こ
５と、スクリーン４より流下した液体を注液装置５に帰
遺させるためのポンプ６とから成る。スクリーン４はロ
ットとこの上に相互に平行に適当な間隔を設けて配列さ
れたワイヤとから成るフラットスクリーンである。スク
リーン４は気体通路２をよう寒し、かつ、各ワイヤが水
平になるように配設される。このスクリーンの角度αは
通常水平線に対して７０〜８５度であるか、要するにス
クリーンに継続的に液体を注いたときスクリーン全面に
被膜が形成されるような角度であればよく、これはワイ
ヤの形状、ワイヤ間隙、気体の風速等により影響される
。ポンプ６は気体通路２と注液装置５とを連絡する通路
に関連して設けられている。

注液装７１５による注液は、第３図の如くスクリーンの
最上部に対して為せば、順次下方に流下してスクリーン
全面に液が行き渡る。

本発明方法における優れた悪臭除去の理由についてはま
た定かではないが、二価鉄イオン液によるＨ２Ｓガスの
除去において、長期間連続運転した時、処理液中にｆＥ
黄の析出か見られることから、一旦生成した硫化鉄がさ
らに活性な二価鉄イオンに戻っているものと考えられる
。さらに末完ＩｉＩにおける二価鉄イオン液の特徴とし
て硫化水素を最初に少量吸収した時点で硫化水素除去能
か急激に上昇するが、このことも作用しているものと考
えられる。

（発明の効果） 本発明によれば、し尿処理場からの悪臭ガスのような、
高濃度複合悪臭ガスを極めて効率的に除去することがで
きる。特に本発明方法によれば高濃度硫化水素ガスの除
去量を飛躍的に向上させることかできる。

さらに本発明方法によれば除去容量か極めて高いので装
置を非常にコンパクト化てきる。

特にアンモニア等の塩基性ガス成分に対する従来技術の
ほとんどが水洗浄か鉱酸洗浄てあり、大きな濃度の変動
に対応するためピーク濃度に合せた洗浄液の過剰供給か
条件とされていたが、逆にそれから発生する廃液処分と
いう二次的処理の問題を抱えているのが現状であった。

本発明方法によれば有機酸液自体は非常に少量の注入量
で済みこのような問題か全くない。

さらに本発明方法によれば特に硫化水素ガス除去容量か
極めて大きくこれか本発明方法の大きな利点の一つとな
る。特に、し尿処理場の悪臭成分濃度の変動は極めて激
しいもので特に夏には日中ピークの硫化水素ガスは実に
５９８ｐｐｍを記録し当日の夜間における最低濃度でも
４２ｐｐ園というものであり、冬期では日間ピークの濃
度は６５ｐｐｍ、最低濃度は２ｐｐｍであるか、このよ
うなｃ度変化にも本発明方法によれば十分対応でき、極
めて緩衝容量の大きい除去方法としてその実用的価値か
大きい。従来の次亜塩素酸ナトリウム溶液ではこのよう
な悪臭ガスの濃度変動に対してはどうしても過剰注入で
対処することになり、処理後のガスから逆に塩素臭が感
知されるという二次公害の可使性か懸念されていた。

さらに本発明方法によれば二価鉄イオン液は次亜塩素酸
ナトリウム液に比べて非常に少量でよく、しかも安定て
あり、液補充タンクの縮小化が可能となる。また、臭突
も必要としない。ざらに二価鉄イオン液自体安全、無害
であり、臭気かほとんどない。

さらに本発明方法によれば液寿命は非常に長いので例え
ば数ケ月間無補給ても運転てき補給タンク等の付帯設備
も不要となる。従って無人操作、無人正転が可能となる
。

さらに本発明の方法によれば各処理工程を前述のように
ユニット式にできるので運転ユニット数の自動制御、す
なわち悪臭濃度に応じて運転ユニット数を増減すること
により省エネルギーか図れるとともに各ユニットの液の
機能を効率良く発揮させることか可能となる。

（実施例） 次に本発明を実施例にノ、（づきさらに詳細に説明する
。なお例中、悪臭成分濃度はガスチック社の検知器と検
知管を使用して測定した。検知管はＲ−Ｎ）Ｉ２．ＮＨ
３，Ｈ２Ｓ、ＣＨ３ＳＨ、スチレン、アセトアルデヒド
である。

実施例１ 第２図に示す脱臭システムを用い、し尿処理場高濃度複
合ガス（以下原ガスという）を処理した。脱臭システム
の各ユニットの処理液及び運転条件は次の通りである。

Ｐ−１〜Ｐ−２ユニツトには処理液としてクエン酸０．
０５モル濃度液２７０見をそれぞれ充填した。なお試験
中は処理液を補充交換しない。

Ａ−１〜Ａ−３のユニットには、二価鉄イオン水溶液（
ｉ＆酸第１鉄をアスコルビン酸で安定化、かつ、活性化
したもの。鉄イオン濃度５．５重量％）５０文を水を加
えて２５０文にしたのちＮａ２ＣＯ３１：１．２５ｋｇ
でｐＨを９．０に調整した液を使用した。なお試験中は
処理液を補充しない。

このＰ−１、Ｐ−２とＡ−１〜Ａ−３のユニットは前述
の第３図に示した気液接触装置により構成されており、
上記クエン酸液又は二価鉄イオン水溶液はこの気液接触
装置の内部を循環させた。

その運転条件は次の通りである。

■）処理ガス流量　２ＯＮｍ”７分 ２）循環液■　６９０立／分・ユニット気液接触スクリ
ーン１枚当り ２３０文／分 ３）液・ガス比 ２３０１７分／２ＯＮｍ”／分 ＝１１．５交／ｍ３ （スクリーン１枚当り） ４）充填液貯留容量 ７２！ｌ〜２７０文 ５）気液接触スクリーン スクリーン寸法　　０．３ｍｌ スクリーン開孔率　３７．５％ Ｔ−１には清水を循環させた。

このように構成した脱臭システムのＰユニットに原ガス
を導入し、長期間連続運転処理した。この間のＰユニッ
トの入口及び出口（Ａユニットの入口）のガス濃度を次
表に示した。

第　　１　　表　　　　　　　（ｐｐｍ）（注）本検出
されず。

本草２ｐｐｌは午前５時の、１４５ｐｐｍは日中の（午
前１０時から午後３時の間）ｅ度である。

一方、Ａユニットの出口における処理ガスの成分濃度を
１１１１定したところ、実験開始後３日後で次の通って
あり、一定の値で極めて高い除去率を示した。

第　　２　　表　　　（ｐｐｍ） この場合、ＡユニットにおけるＨ２Ｓガス成分の累積吸
収量とＨ２Ｓガスの除去率及びｐＨの関係を第４図に示
した。

同図から明らかなように横軸はＨ２Ｓの累積吸収量を示
し運転開始直後からＨ２Ｓの累積吸収量の増加とともに
処理液ＰＨの上昇か見られ、約ｐＨ９，５を越えると除
去率か低下している。

ここでＨ２Ｓ除去量１０ｋｇの時点は連続運転２．７ｒ
ｌに相当し、このデータからこの処理液のＨＳ除去容量
は０．２５６ｇ・■４□Ｓ／ｇ・二価鉄イオン液であっ
たか、これは実用液としてｔ−分耐用てきるものであっ
た。

参考例 原ガスをＰユニットに通さず直接Ａユニットに導入した
以外は実施例１と同様にして、同様のＡユニット及びＴ
ユニットの処理液及び正転条件で浄化処理を行った。

この場合のＡユニットにおけるＨ２Ｓガス成分の累積吸
収量と、Ｈ２Ｓガスの除去率及び処理液のＰＨとの関係
を第５図に示した。

第５図から明らかなように処理液のＰＨは開始直後から
上昇し、Ｈ２Ｓの累積吸収かが約１ｋｇまては高い除去
率を維持したが、その後急激に除去率か低下した。除去
率か４０％に低下するまでのＨＳ除去容量はＯ，０８４
ｇ　−Ｈ２Ｓ／ｇ・二価鉄イオン液てあった。

実施例２ Ａユニットにおける処理液として、次のような処理液を
用いた以外は実施例１と同様にして原ガスの浄化処理試
験を行った。　処理液は、°実施例１て使用した一価鉄
イオン液（原液）５０見にクルコンＭ５．５７ｋｇを添
加し、木をｔＪｌえて２５０又としたのち、Ｎａ２Ｃｏ
３１３．２５ｋｇを加えて溶解させて調製した。

こうして試験した時のＰユニットの入口及び出［１（Ａ
ユニットの入【コ）のガスｅ度は次の通りである。

一方、Ａユニットの出口におりる処理ガスの成分濃度を
測定したどころ、実験開始後３１１後て次の’ＩＩｆ＋
ってあり、一定かつ優れた除去率を示した。

第　４　　表　　　（ｐｐＩｌｌ） この場合ＡユニットにおけるＨ２Ｓガス成分の累積吸収
量とＨ２Ｓガスの除去率及びｐＨの関係を第６図に示し
た。同図から明らかなように横軸はＨ３の累積吸収ＨＩ
ｋを示すか、Ｈ２Ｓの累積吸収量が２０ｋｇ　（連続運
転１Ｏ１１間以りに相５）を越えても優れた除去率を示
すことかわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法をし尿処理場に適用した時のプラン
ト配置図、第２図は本発明を実施するのに用いられる脱
臭システムの１実施、ｆＢ様を示ずフロック１間、第３
図は気液接触装置の１実施例、第４図及び第６図は本発
明の実施例におけるＨ２Ｓの累積吸収！ｉ″ＬとＨ２Ｓ
除去率及び処理液ｐ　ＨＩヒの関係を示すグラフ、第５
図は参考例におけるＨ２Ｓ累積吸収量とＨ２Ｓ除去率及
び処理液ｐＨとの関係を示すグラフである。 符号の説明 Ｐ−１、Ｐ−２・・・酸処理ユニット Ａ−１，Ａ−２、Ａ−３・・・二価鉄イオン液処理ユニ
ット Ｅ−１，Ｅ−２・・・予備ユニット Ｔ−１・・・仕上処理ユニット Ｍ・・・デミスタ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）悪臭ガスを有機酸液で処理後、活性化、かつ安定
   化二価鉄イオン液で処理することを特徴とする複合臭気
   ガスの浄化処理方法。