JPS6339283B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は悪臭の除去方法に関するもので、特に
オゾン酸化法と触媒法とを利用して悪臭を効率よ
く分解除去する方法に関する。 近年、し尿処理場、下水処理場、ごみ焼却場及
びその付帯設備より発生する悪臭の処理は重要な
問題となつている。 従来、悪臭処理法として直接燃焼法、触媒燃焼
法、吸着法、吸収法、オゾン酸化法などが提案さ
れているが、なかでもオゾン酸化法は大風量で且
つ低濃度排ガスの常温での処理法として古くから
実績がある。このオゾン酸化法は、悪臭成分を含
む排ガス中へオゾンを混合し、オゾンの強力な酸
化力により悪臭成分を無臭成分にまで転換する方
法である。しかしこの方法では、し尿処理場、下
水処理場、ごみ焼却場から排出される代表的な悪
臭成分であるアンモニア、硫化水素、トリメチル
アミン、硫化メチル、メチルメルカプタン等を処
理する場合、オゾン注入量が悪臭成分１モルに対
し３〜５モル、反応時間が10秒以上で反応効率は
50〜80％程度であり、オゾンと悪臭成分との常温
での反応速度は非常に遅く、脱臭効率を高めるに
は大量のオゾンが必要となるが、オキシダントの
主成分と考えられるオゾンが処理ガス中に余剰オ
ゾンとして放出され大気清浄化の点から問題があ
つた。 そこで、従来は、この余剰オゾンを除去するた
めに吸着剤を充填した塔を併設してオゾンの放出
を防止していた。しかし、オゾン処理に活性炭な
どの吸着剤を使用すると、短い期間に吸着剤が飽
和状態に達し破過現象を起したり、燃焼による消
耗があるため、吸着剤の交換または再生が必要と
なり、それによつてランニングコストが高くなる
ばかりでなく、吸着装置の保守点検が繁雑になる
欠点があつた。 本発明は、従来のオゾン酸化法の利点（大風
量、低濃度排ガスの常温処理が可能である）を生
かすと共に反応速度が遅いという該法の欠点を解
決し、さらに余剰オゾンの処理をも同時に行なう
ことのできる新しい悪臭処理方法を提供するもの
である。 一般に、反応速度を増大させる手段としては、
活性炭などの固体吸着剤表面上で気−固反応を起
こす方法が提案されているが、この方法は、活性
炭によつてオゾンの分解と悪臭成分の吸着とが別
個に起きており、オゾンと悪臭成分との反応が選
択的に起きてはいない。また、この方法によるオ
ゾンの自巳分解は下式のような反応で Ｃ＋20₃→CO₂＋20₂ あつて活性炭の燃焼であると考えられる。従つ
て、活性炭が徐々に消費されると共に上記したよ
うな破過現象も生じ、活性炭の寿命が短くなるば
かりか、高濃度オゾンを処理する場合には突然の
危険性（CO₂の発生や燃焼による高温化など）が
ある。 そこで本発明者等は、オゾンと悪臭成分との反
応速度を増大させる手段として炭素質材料（例え
ば粒状・破砕状および粉末状活性炭、グラフアイ
ト、炭素繊維などからなる触媒坦体上にバナジウ
ム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニツケ
ル、銅、銀、亜鉛などの金属酸化物の一種類また
は二種類以上を坦持させたものを触媒として用い
たところ、 (1) この触媒の活性点上にオゾンと悪臭成分とが
先ず同時に吸着され次いでオゾンが分解して発
生する発生期の酸素原子と悪臭成分とが反応す
ること、 (2) 反応過程でオゾンと悪臭物質とが活性点上に
濃縮されるため反応効率が従来の気相反応と比
べて著しく増大できること、 (3) オゾン分解の過程でオゾンと反応する物質が
なくなればオゾンは自巳分解して酸素になつて
しまうので未反応オゾンの排出が防止できるこ
と、 などの知見を得た。 また、従来のオゾン酸化法には、オゾンと反応
性のない悪臭成分については適用できないという
欠点もあつた。すなわち、代表的な悪臭成分であ
るＳ化合物（メチルメルカプタン、硫化メチル、
硫化水素）は完全に無臭な物質にするにはSO₂、
SO₃を含む物質まで酸化分解する必要があり、Ｎ
化合物（トリメチルアミン、アンモニア）につい
てはNO₂、NO₃を含む物質に変換する必要があ
るが、処理対象成分がアンモニアなどのように原
物質自身オゾンとの反応性が低い物質とか、硫化
メチルのように有臭な一次中間生成物である
CH₃SOとオゾンとの反応性が低い物質であるよ
うな場合にはオゾン酸化法は有効な方法とは言え
なかつた。 そこで本発明者等は、これらの物質を前もつて
薬洗、水洗によつて取り除いてからオゾンを注入
する事によりオゾン酸化法の適用範囲を大巾に広
げることができるという知見を得た。 また、触媒上で、オゾンの分解で生じる発生期
の酸素原子同志が結合して酸素分子になる反応が
一部起こることがあり、これに対しては触媒上で
悪臭物質１モルに対してオゾン３モルが存在する
ようにオゾンを注入するようにすれば全ての悪臭
成分がオゾンと反応し悪臭物質に転換できるが、
高濃度の悪臭成分に対してはオゾン注入量がかさ
むという欠点がある。 この欠点に対しては、触媒層を二層以上の複数
層とし、かつオゾン注入を各層の入口から行なう
ことにより解決し得との知見を得た。 本発明は上記知見に基づいてなされたもので、
悪臭成分を気相中でオゾンにより酸化分解するに
際し、予め悪臭成分を含む気体を水洗もしくは薬
洗処理した後、炭素質材料からなる担体上に金属
酸化物を担持させた触媒層を複数層直列に配設し
且つ該各層の前部にそれぞれオゾン注入手段を設
けた装置に導き、上記の酸化分解を促進させると
同時に未反応オゾンを分解させることを特徴とす
る悪臭の除去方法を要旨とするものである。 本発明方法における触媒は、前記した炭素質材
料を担体とし、これに前記した金属酸化物を担持
させたものであるが、必要に応じて白金、パラジ
ウム、ロジウム、ルテニウムなどを助触媒として
この金属酸化物と共に担持させたものでもよい。 この本発明方法における炭素質材料を担体とす
る金属酸化物触媒は、上記したようにすぐれた吸
着特性と同時に強い反応活性をもつているため、
オゾンと臭気成分の反応を著しく促進させかつオ
ゾンの分解反応を促進する。すなわち、触媒担体
のもつ吸着特性と金属酸化物のもつ反応活性がオ
ゾンおよび臭気成分に対して同時に作用し、オゾ
ンと臭気成分の吸着、濃縮、反応が触媒表面上で
優先的に促進されるため臭気成分の除去効率が著
しく増大し、かつ未反応オゾンも同時に分解され
る。また、吸着に対し反応が優先して進行するた
め吸着による破過現象がなくなるし、未反応オゾ
ンも極めて少量となり、オゾンによる担体の燃焼
消耗をも防止することができ、触媒の寿命が大巾
に延長されるため交換が不用になる。しかも、こ
れらの反応は全て室温条件下で進行するため、熱
経済上においても極めてすぐれている。 また、本発明方法に使用できる薬剤としては、
塩酸、硫酸、次亜塩素酸、次亜塩素酸カリ、次亜
臭素酸カリ、苛性ソーダ、次亜塩素酸ソーダ、次
亜臭素酸ソーダなどが挙げられる。 更に、本発明方法においては、触媒層を二層以
上の複数層とし、かつオゾン注入を各層の入口か
ら行うことにより、オゾン注入量を各層ごとに変
化させて完全脱臭を図ると共に全体としてのオゾ
ン注入量をも少なくして、高濃度の悪臭成分に対
しても低コストで適用できるものである。 以下、本発明方法を第１図に示す基本的なフロ
ーシートに沿つて更に詳細に説明する。 悪臭成分を含む原ガスはダクト１から送風機２
により、先ず洗浄塔３に入り、ここで塔底４から
循環ポンプ５により循環される水もしくは上記し
た薬剤にて洗浄される。この洗浄塔３で原ガス中
の悪臭成分の80％程度が吸収除去される。特にオ
ゾンとの反応が比較的遅いアンモニアが多い場合
はオゾンと反応させる前に該洗浄塔３で大部分除
去しておくことが必要である。洗浄塔３を出たガ
スはダクト１１からデミスター７を通り、本発明
に係る触媒層９が充填された触媒充填塔８へ送ら
れる。 なお、上記洗浄塔３を複数塔設置し、二種以上
の薬剤あるいは水と薬剤とを併用して薬洗するこ
ともできる。 触媒充填塔８において、ガスは先ず一次混合部
１３へ送られ、この時オゾン発生機器６から送ら
れて来るオゾンがノズル１２から注入される。該
一次混合部１３でオゾンとガス中の悪臭成分とが
一部気相反応を起こし、第一段触媒充填層９を通
過する際、固体触媒表面上で悪臭成分とオゾンが
触媒作用により反応する。この場合、オゾンの分
解も一部促進される。次に、再びノズル１２′か
らオゾンが注入され、二次混合部１３′でオゾン
と悪臭成分とが気相反応を起こし、第二段触媒充
填層９′を通過する際、再び触媒作用により悪臭
成分とオゾンが反応し、悪臭成分は無臭成分にま
で転換し、一方オゾンは自己分解を併発して酸素
となりライン１０から系外へ放出される。 この方法において各充填層に充填する触媒とし
ては、同一担体に同一金属酸化物を担持させたも
のであつても、又異なる担体に異なる金属酸化物
を担持させたものであつてもよく、その充填厚さ
は悪臭成分の濃度や触媒寿命によつて決定され、
各層を同一厚さとしてもよいし、順次少なくなる
ようにしてもよい。 ところで、この方法においてオゾン注入量が少
なくて済む理由を具体例を用いて説明する。 例えば悪臭成分濃度が5ppmである場合、一段
の触媒層で全てを除去しようとすると、前記した
ようにオゾン注入量は5ppm×３（オゾン／悪臭成
分のモル比）＝15ppm必要であり、しかもその際
の除去率が99％であれば残留悪臭成分は0.05ppm
となるが、このを二段の触媒層で除去すると、

【表】 触媒層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 悪臭成分を気相中でオゾンにより酸化分解す
   るに際し、予め悪臭成分を含む気体を水洗もしく
   は薬洗処理した後、炭素質材料からなる担体上に
   金属酸化物を担持させた触媒層を複数層直列に配
   設し且つ該各層の前部にそれぞれオゾン注入手段
   を設けた装置に導き、上記の酸化分解を促進させ
   ると同時に未反応オゾンを分解させることを特徴
   とする悪臭の除去方法。