(57)【要約】【課題】ジクロロメタン等の有機ハロゲン化合物を効率的且つ経済的に処理することができる。【解決手段】有機ハロゲン化合物を含有する排ガスを処理する処理装置１０において、排ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物以外の夾雑ガス成分を除去するスクラバー塔１４と、有機ハロゲン化合物を分解する分解微生物が担体に担持された微生物層２５を有するガス処理塔２４と、ガス処理塔２４下部から排ガスをガス処理塔内に供給するガス供給手段２２と、ガス処理塔２４上部から微生物層２５に水を散布する散布管２６と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物を含有する排ガスを処理する処理方法において、
前記排ガス中に含まれる前記有機ハロゲン化合物以外の夾雑ガス成分を除去する前処理工程と、
前記夾雑ガス成分を除去した前処理ガスを、湿潤状態に維持した有機ハロゲン化合物の分解微生物に接触させて、前記前処理ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物を生物学的に分解処理する生物分解処理工程と、を備え、
前記生物分解処理工程では、前記分解微生物に窒素とリンを含む培養液を供給することにより前記湿潤状態の維持と前記分解微生物の活性化を行うことを特徴とする有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法。
【請求項２】
前記有機ハロゲン化合物はジクロロメタンであることを特徴とする請求項１の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法。
【請求項３】
前記前処理工程は、前記排ガスと水とを接触させることにより、前記排ガス中に含まれる水溶性の夾雑ガス成分を水中に溶解して除去する水洗浄方法であることを特徴とする請求項１又は２の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法。
【請求項４】
前記前処理工程は、前記排ガスと複数の微生物が混在する複合微生物とを接触させることにより、前記排ガス中に含まれる夾雑ガス成分を前記複合微生物で分解して除去する生物学的方法であることを特徴とする請求項１又は２の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法。
【請求項５】
前記培養液中の窒素濃度を１００ｐｐ以上４０００ｐｐｍ以下とし、リン濃度を１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下とすることを特徴とする請求項１〜４の何れか１の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法。
【請求項６】
有機ハロゲン化合物を含有する排ガスを処理する処理装置において、
前記排ガス中に含まれる前記有機ハロゲン化合物以外の夾雑ガス成分を除去する前処理手段と、
前記有機ハロゲン化合物を分解する分解微生物が担体に担持された微生物層を有するガス処理塔と、
前記ガス処理塔下部から前記排ガスをガス処理塔内に供給するガス供給手段と、
前記ガス処理塔上部から前記微生物層に水を散布する散布手段と、を備えたことを特徴とする有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置。
【請求項７】
前記前処理手段は、前記排ガスと水とを接触させる手段であることを特徴とする請求項６の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置。
【請求項８】
前記前処理手段は、前記排ガスと複数の微生物が混在する複合微生物とを接触させる手段であることを特徴とする請求項６の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置。
【請求項９】
前記散布手段から前記分解微生物の培養液を散布することを特徴とする請求項６〜８の何れか１の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置。
【請求項１０】
前記担体は、活性炭を主成分としたものであることを特徴とする請求項６〜９の何れか１の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法及び装置に係り、特に微生物を用いて有機ハロゲン化合物を生物学的に分解処理する有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場等から大気に排出される有機ハロゲン化合物、例えばジクロロメタン（ＤＣＭ）を含有する排ガスを処理する方法としては、排ガスを燃焼して無害化する方法、活性炭塔にガスを通過させて活性炭に吸着させる方法等が一般的に知られている。
【０００３】
しかし、排ガスを燃焼する方法は補助燃料等を必要としランニングコストが高くなると共に、活性炭吸着方法は定期的に活性炭を交換しなくてはならずメンテナンス上の問題がある。
【０００４】
一方、特許文献１には、有機ハロゲン化合物ではないが、メタノール、エタノール等の水溶性の有機物を含有する排ガスを、ガス処理塔内において活性汚泥等の微生物を含む液体と接触させることにより、排ガス中の有機物を生物学的に処理する方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ジクロロメタンを特異的に分解する微生物を用いて、廃水中のジクロロメタンを生物学的に処理する方法が開示されている。特許文献２にはジクロロメタンを特異的に分解する微生物として、Hyphomicrobium sp. DM2、Methylobacterium   sp.  DM4、Pseudomonas sp.DM5Rが記載されている。
【０００６】
かかる生物学的な処理方法は、排ガスを燃焼する方法や活性炭に吸着する方法に比べてランニングコストやメンテナンスの点で有利である。したがって、有機ハロゲン化合物を含有する排ガスについても生物学的に処理することができるならば、効率的で且つ経済的な処理を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１３７６５５号公報
【特許文献２】ＷＯ９３／２２２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えばジクロロメタンを含有する排ガスをガス処理塔内においてジクロロメタンを分解する微生物と接触させても分解性能が悪く、排ガス中からジクロロメタンを十分に除去することができないという問題がある。このことは、ジクロロメタンに限らず他の有機ハロゲン化合物の場合も同様である。
【０００９】
したがって、ジクロロメタン等の有機ハロゲン化合物を生物学的に処理するには、更なる技術的な改良を必要とする。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ジクロロメタン等の有機ハロゲン化合物を効率的且つ経済的に処理することができる有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願請求項１の方法は、前記目的を達成するために、有機ハロゲン化合物を含有する排ガスを処理する処理方法において、前記排ガス中に含まれる前記有機ハロゲン化合物以外の夾雑ガス成分を除去する前処理工程と、前記夾雑ガス成分を除去した前処理ガスを、湿潤状態に維持した有機ハロゲン化合物の分解微生物に接触させて、前記前処理ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物を生物学的に分解処理する生物分解処理工程と、を備え、前記生物分解処理工程では、前記分解微生物に窒素とリンを含む培養液を供給することにより前記湿潤状態の維持と前記分解微生物の活性化を行うことを特徴とする有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法を提供する。
【００１２】
ここで、排ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物以外の夾雑ガス成分を除去するとは、夾雑ガス成分を完全に無くすことに限定されず、夾雑ガス成分の濃度を低減する場合も含む。また、単に分解微生物と言う場合には、有機ハロゲン化合物を分解する分解微生物を指すこととする。
【００１３】
本願請求項１によれば、分解微生物で排ガス中の有機ハロゲン化合物を処理する前に、排ガス中の夾雑ガス成分を予め除去するようにしたので、分解微生物が夾雑ガス成分による悪影響を受けることなく有機ハロゲン化合物を分解することができる。
【００１４】
このように、前処理工程と生物分解処理工程とにより排ガスを多段処理することにより、分解微生物の有機ハロゲン化合物に対する分解性能を向上させることができると共に分解性能の経時低下を小さくすることができる。
【００１５】
また、生物分解処理工程では、分解微生物に窒素とリンを含む培養液を供給することにより湿潤状態の維持と分解微生物の活性化を行うようにしたので、前処理工程における夾雑ガス成分の除去と相俟って、分解微生物の有機ハロゲン化合物に対する分解性能を一層向上できる。
【００１６】
したがって、高い処理効率で且つ長時間処理が可能となるので、メンテナンスの点でも有利であり、有機ハロゲン化合物を効率的且つ経済的に処理することができる。
【００１７】
本発明を適用する有機ハロゲン化合物としては、工場等において溶剤として一般的に使用され、しかも難分解性な性質のジクロロメタンがあり、排気ガス中のジクロロメタンを効率的に除去することは大気汚染防止の観点から重要である。ジクロロメタンを分解する分解微生物としてはHyphomicrobium sp.のコンソーシアムを好適に使用できる。
【００１８】
本発明の処理方法において、前処理工程は、排ガスと水とを接触させることにより、排ガス中に含まれる水溶性の夾雑ガス成分を水中に溶解して除去する水洗浄方法であることが好ましい。排ガス中に含まれる水溶性の夾雑ガス成分を水中に溶解することで排ガス中の夾雑ガス成分濃度を低減することができる。これにより、分解微生物が夾雑ガス成分から受ける悪影響を小さくできるので、分解微生物の分解性能を向上できる。
【００１９】
また、本発明の処理方法において、前処理工程は、排ガスと複数の微生物が混在する複合微生物とを接触させることにより、排ガス中に含まれる夾雑ガス成分を複合微生物で分解して除去する生物学的方法であることが好ましい。排ガス中に含まれる夾雑ガス成分を、各種の微生物が寄り集まった複合微生物で分解することで排ガス中の夾雑ガス成分濃度を低減することができる。これにより、分解微生物が夾雑ガス成分から受ける悪影響を小さくできるので、分解微生物の分解性能を向上できる。この場合、夾雑ガス成分を構成する化合物を予め検出して、検出した化合物を分解可能な微生物同士を寄せ集めた複合微生物で予め排ガスを処理することが好ましい。
【００２０】
前処理工程は特に、水洗浄方法と生物学的方法の両方を組み合わせて多段に行うことが一層好ましい。
【００２１】
また、本発明の処理方法において、前記培養液中の窒素濃度を１００ｐｐ以上４０００ｐｐｍ以下とし、リン濃度を１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
【００２２】
これは、分解微生物の栄養源として、炭素の他に窒素やリンの濃度を規定することが重要であり、培養液中の窒素濃度を１００ｐｐ以上４０００ｐｐｍ以下とし、リン濃度を１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下とすることにより、分解微生物の活性性能を向上できるからである。より好ましい培養液中の窒素濃度は２００ｐｐ以上３０００ｐｐｍ以下であり、特に好ましい培養液中の窒素濃度は３００ｐｐ以上２０００ｐｐｍ以下である。また、より好ましい培養液中のリン濃度は１５０ｐｐ以上２０００ｐｐｍ以下であり、特に好ましい培養液中のリン濃度は２００ｐｐ以上１０００ｐｐｍ以下である。
【００２３】
本願請求項６の装置は、前記目的を達成するために、有機ハロゲン化合物を含有する排ガスを処理する処理装置において、前記排ガス中に含まれる前記有機ハロゲン化合物以外の夾雑ガス成分を除去する前処理手段と、前記有機ハロゲン化合物を分解する分解微生物が担体に保持された微生物層を有するガス処理塔と、前記ガス処理塔下部から前記排ガスをガス処理塔内に供給するガス供給手段と、前記ガス処理塔上部から前記微生物層に水を散布する散布手段と、を備えたことを特徴とする有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置を提供する。
【００２４】
本発明請求項６は、本発明を装置として構成したものであり、分解微生物が担体に担持された微生物層を有するガス処理塔で排ガス中の有機ハロゲン化合物を処理する前に、排ガス中の夾雑ガス成分を前処理手段で予め除去するようにしたので、分解微生物が夾雑ガス成分による悪影響を受けることなく有機ハロゲン化合物を分解することができる。
【００２５】
前処理手段として、排ガスと水とを接触させる手段、あるいは排ガスと複数の微生物が混在する複合微生物とを接触させる手段を設けることが好ましい。また、散布手段から分解微生物の培養液を散布することが好ましい。
【００２６】
分解微生物を担持させる担体は、活性炭をベース材料としたものであることが分解微生物の分解性能を向上する上で好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法及び装置によれば、分解微生物の有機ハロゲン化合物に対する分解性能を向上させることができると共に分解性能の経時低下が小さいので、メンテナンスフリーで長時間の高効率運転が可能となる。したがって、有機ハロゲン化合物を効率的且つ経済的に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置の第１の実施の形態を説明する概念図
【図２】本発明の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置の第１の実施の形態の変形例を説明する概念図
【図３】本発明の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置の第２の実施の形態を説明する概念図
【図４】本発明の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置の第３の実施の形態を説明する概念図
【図５】培養液の成分組成の一例を説明する説明図
【図６】本発明の実施例Ａの実験結果を説明する説明図
【図７】本発明の実施例Ｂの実験結果を説明する説明図
【図８】本発明の実施例Ｃの実験結果を説明する説明図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法及び装置の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００３０】
なお、本発明における有機ハロゲン化合物としては、例えばジクロロメタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トランス−１,２−ジクロロエチレン、シス−１,２−ジクロロエチレン、四塩化炭素、クロロエタン、クロロホルム、塩化ビニル、１,１−ジクロロエタン、１,２−ジクロロエタン、１,２−ジクロロプロパン、ジクロロブロモエチレン、１,１,１−トリクロロエタン、ブロモジクロロメタン、クロロジブロモメタン、ブロモホルムなどが挙げられるが、本実施の形態ではジクロロメタンの例で以下に説明する。
【００３１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置１０の第１の実施の形態を説明する概念図であり、前処理手段としてスクラバー塔を設けた場合である。なお、ジクロロメタンを分解する分解微生物をＤＣＭ分解微生物と言うことにする。
【００３２】
図１に示すように、ジクロロメタンを含有する排ガスは、排ガス配管１２を流れてスクラバー塔１４の下部に供給される。一方、スクラバー塔１４の上部には散布管１６が設けられ、スクラバー塔１４内を上昇する排ガスに対して水が散布される。散布された水はスクラバー塔１４の底部に溜まり、循環配管１８及び循環ポンプ２０により再び散布管１６に循環される。これにより、排ガスと水とが気液接触する前処理工程が行われ、排ガス中に含有されるジクロロメタン以外の夾雑ガス成分のうち水溶性の夾雑ガス成分（メタノール、エタノール等）が水中に溶解されて除去又は低減される。この場合、散布管１６から散布する水としてアルカリ性の水又は酸性の水を散布することにより、夾雑ガス成分中の有機酸や有機塩基のような酸性成分やアルカリ性成分を効果的に除去することができる。また、排ガスと水との気液接触効率を高めるために、スクラバー塔１４の高さ方向中央部に、ラヒリングを充填したラヒリング層を設けることが好ましい。なお、スクラバー塔１４による排ガスの水洗浄を継続すると、スクラバー塔１４の底部に溜まった水の夾雑ガス成分濃度が高くなるので、水を定期的に交換または補充等で連続希釈するための手段を付設することが好ましい。
【００３３】
夾雑ガス成分としては、工業的に通常使用される有機化合物を挙げることができる。例えば、メタノール，エタノール，フェノール等のアルコール類、エチルアミン，アニリン等のアミン類、アセトン，メチルエチルケトン等のケトン類、ホルムアルデヒド，アセトアルデヒド等のアルデヒド類、メチルエチルエーテル，ジエチルエーテル等のエーテル類、ギ酸，酢酸等のカルボン酸類、及びメタンエタン，エチレン，ベンゼン等の炭化水素類を挙げることができる。
【００３４】
次に、スクラバー塔１４で前処理工程を行った前処理ガスは、スクラバー塔１４の頂部から排出され、配管２２を流れてガス処理塔２４の下部に供給される。ガス処理塔２４の高さ方向中央部には、ジクロロメタンを分解するＤＣＭ分解微生物が担体に担持されたＤＣＭ微生物層２５が設けられる。ＤＣＭ微生物層２５の下面に簀の子又は金網等の多孔性部材を設けることで、ＤＣＭ微生物層２５を保持することができる。ＤＣＭ分解微生物としては、Hyphomicrobium sp.を好適に使用でき、Hyphomicrobium sp.を含むコンソーシアム（複数菌の集合体）を使用することが好ましい。
【００３５】
担体に担持されるＤＣＭ分解微生物は、純粋培養したものでもよいが通常はＤＣＭ分解微生物を含有する活性汚泥が使用すると簡便である。例えば、ジクロロメタンが含有される廃水を処理する処理場の活性汚泥、土壌、湖沼の底泥等を用いてＤＣＭ分解微生物を培養した汚泥を好適に使用することができる。これにより、担体の表面には、ジクロロメタンを分解するＤＣＭ分解微生物を含有する活性汚泥の生物膜（バイオフィルム）が形成され、この生物膜によって排ガス中のジクロロメタンが生物分解される。ジクロロメタンは生物分解により二酸化炭素と水と塩酸（塩化物イオン）とに分解される。
【００３６】
ＤＣＭ分解微生物を担持させる担体としては、表面積が大きく微生物が担持され易い性質、ＤＣＭ分解微生物と親和性を有する性質のものであることが好ましい。例えば、活性炭や、活性炭と微生物に対して親和性を有するプラスチックとのコンパウンド等のように活性炭をベース材料とした担体が好適である。具体的には、生物親和性の高いＰＶＡ（ポリビニルアルコール）のスポンジを基幹としたマイクロブレスＨＧＢ１０やマイクロブレスＨＬＬ１０（アイオン（株）製）、同様に生物親和性のＰＶＡを原料としたクラゲール（クレラ（株）製）、多孔質プラスチックと活性炭のコンパウンド担体であるＡＣＰ担体やＢＣＰ担体（デンカエンジニアリング（株）製）、活性炭繊維を加工したアドールＦＭＩ（ユニチカ（株）製）を好適に採用できる。
【００３７】
また、排ガス処理を長時間行うと、生物膜を構成する微生物が増殖して生物膜の厚みが徐々に厚くなる。生物膜が厚くなり過ぎると、ＤＣＭ微生物層２５を排ガスが通過しにくくなると共に、ＤＣＭ分解微生物以外の雑微生物が増殖するので、ジクロロメタンの分解性能が低下する。したがって、ＤＣＭ微生物層２５の下方位置にエア曝気手段（図示せず）を設けて、担体をエア攪拌して互いに擦ることにより、厚くなり過ぎた生物膜の一部を剥離することが好ましい。また、ＤＣＭ微生物層２５の上面にも簀の子又は金網等の多孔性部材を設けて、ＤＣＭ微生物層２５が一定の層厚みになるようにすることにより、ＤＣＭ微生物層２５の担体の密度を調整することも好ましい。これにより、排ガスがＤＣＭ微生物層２５を通過する通過抵抗が小さく、且つ排ガスが生物膜に効率的に接触されるように担体密度を保持することができる。
【００３８】
また、ガス処理塔２４の頂部には散布管２６が設けられると共にガス処理塔２４の底部にはＤＣＭ分解微生物の培養液が貯留されたタンク２８が形成される。そして、散布管２６とタンク２８とが循環配管３０により連結されると共に、循環配管３０には循環ポンプ３２が設けられる。これにより、タンク２８に貯留された培養液は散布管２６からＤＣＭ微生物層２５に散布され、ＤＣＭ分解微生物に必要な水分と栄養成分が供給される。
【００３９】
ＤＣＭ分解微生物の培養液の組成としては、炭素、窒素、リンを主成分とした組成のものを使用することができる。かかる培養液中の成分として特に窒素濃度を１００ｐｐ以上４０００ｐｐｍ以下とし、リン濃度を１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。これは、培養液中の窒素濃度を１００ｐｐ以上４０００ｐｐｍ以下とし、リン濃度を１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下とすることが、分解微生物の活性化に重要だからである。より好ましい培養液中の窒素濃度は２００ｐｐ以上３０００ｐｐｍ以下であり、特に好ましい培養液中の窒素濃度は３００ｐｐ以上２０００ｐｐｍ以下である。また、より好ましい培養液中のリン濃度は１５０ｐｐ以上２０００ｐｐｍ以下であり、特に好ましい培養液中のリン濃度は２００ｐｐ以上１０００ｐｐｍ以下である。
【００４０】
ガス処理塔２４のＤＣＭ微生物層２５で生物分解処理工程を行った処理ガスは、ガス処理塔２４の頂部から処理配管３４を介して大気に放出される。
【００４１】
このように、前処理工程と生物分解処理工程とにより排ガスを多段処理することにより、ＤＣＭ分解微生物のジクロロメタンに対する分解性能を向上させることができると共に分解性能の経時低下を小さくすることができる。したがって、高い処理効率で且つ長時間のメンテナンスフリー運転が可能となるので、ジクロロメタンを効率的且つ経済的に処理することができる。
【００４２】
ジクロロメタン以外の夾雑ガス成分を除去する前処理工程を行うことでＤＣＭ分解微生物のジクロロメタンに対する分解性能を向上させることができる理由は、次の３つの理由であると考察される。
【００４３】
（１）ジクロロメタンは難分解性の化合物であるため、排ガス中にジクロロメタン以外の夾雑ガス成分が多く存在すると、ＤＣＭ分解微生物がジクロロメタンよりも分解し易い易分解性の化合物である例えばメタノール、エタノール等の夾雑ガス成分を分解してしまい、本来分解しなくてはならないジクロロメタンの分解率が低下する。
【００４４】
（２）夾雑ガス成分がＤＣＭ分解微生物の代謝に悪影響を及ぼすために、ＤＣＭ分解活性が低下する。
【００４５】
（３）夾雑ガス成分を栄養源として代謝するＤＣＭ分解微生物以外の雑微生物が優先繁殖し易くなるため、ＤＣＭ分解微生物の菌濃度が低下して分解性能が低下する。
上記（１）〜（３）はジクロロメタンで説明したが、上記した他の有機ハロゲン化合物についても同様である。
【００４６】
次に、図２により、本発明の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置１０の第１の実施の形態の変形例を説明する。なお、第１の実施の形態と同じ部材や装置は同符号を付して説明する。
【００４７】
図２の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置１０は、前処理手段として密閉容器として形成された水槽３６を設けた場合であり、その他は図１と同様である。図２に示すように、ジクロロメタンを含有する排ガスは、排ガス配管１２を流れて水槽３６内に貯留された水中に供給される。これにより、排ガスは気泡となって水中を上昇し、水槽３６内上部のヘッドスペース部３８に溜まる。これにより、排ガスと水とが気液接触する前処理工程が行われ、排ガス中に含有されるジクロロメタン以外の水溶性の夾雑ガス成分が水中に溶解されて除去又は低減される。この変形例の場合も、水槽３６内に貯留された水としてアルカリ性の水又は酸性の水を使用することが好ましい。
【００４８】
水槽３６において前処理工程が行われた前処理ガスは、配管２２を流れてガス処理塔２４に送られ、図１で説明したと同様の生物分解処理工程が行われる。
【００４９】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置１０の第２の実施の形態を説明する概念図であり、前処理手段として夾雑ガス成分を生物学的に除去するための前処理塔４０を設けた場合である。
【００５０】
前処理塔４０の高さ方向中央部には、排ガスと複数の微生物が混在する複合微生物とを接触させることにより、排ガス中に含まれる夾雑ガス成分を複合微生物で分解して除去する複合微生物層４２が設けられる。この場合、夾雑ガス成分を構成する主たる化合物を予め検出して、検出した化合物を分解可能な微生物同士を寄せ集めた複合微生物とすることが好ましい。具体的には、夾雑ガス成分を構成する主たる化合物の１つ又は複数を含有する廃水処理場の活性汚泥や、夾雑ガス成分が排気される工場周辺の土壌等を採取して分解微生物を培養し、担体に担持する方法を採用できる。
【００５１】
また、前処理塔４０の上部には散布管４４が設けられ、散布管４４と前処理塔４０底部の貯留タンク部４６との間が循環配管４８で連結されると共に、循環配管４８には循環ポンプ５０が設けられる。散布管４４からは水又は複合微生物の培養液が散布される。
【００５２】
上記の如く構成された第２の実施の形態の有機ハロゲン化合物の処理装置１０によれば、ジクロロメタンを含有する排ガスは、排ガス配管１２を流れて前処理塔４０の下部に供給される。前処理塔４０に供給された排ガスは複合微生物層４２を通過する際に複合微生物と接触して排ガス中の夾雑ガス成分を生物分解する前処理工程が行われる。
【００５３】
前処理工程で処理された前処理ガスは、配管２２を流れてガス処理塔２４に供給され、図１で説明したと同様にジクロロメタンがＤＣＭ微生物層２５のＤＣＭ分解微生物によって分解除去される。
【００５４】
［第３の実施の形態］
図４は、本発明の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置の第３の実施の形態を説明する概念図であり、前処理手段として１段目に水槽３６を設け、２段目に前処理塔４０を設けた場合である。１段目の水槽３６による水溶性の夾雑ガス成分の除去は第１の実施の形態の変形例と同様であり、２段目の前処理塔４０による夾雑ガス成分の複合微生物による除去は第２の実施の形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。符号５２は水槽３６と前処理塔４０とをつなぐ配管である。
【００５５】
第３の実施の形態のように、前処理手段として、水槽３６と前処理塔４０との両方を設けて予め排ガス中の夾雑ガス成分を水洗浄と複合微生物との両方で処理することで、単独で用いる場合に比べてガス処理塔２４に供給される前処理ガス中の夾雑ガス成分濃度を一層低減することができる。
【００５６】
これにより、ＤＣＭ分解微生物のジクロロメタンに対する分解性能を一層向上させることができると共に分解性能の経時低下を小さくすることができる。
【００５７】
なお、第３の実施の形態では前処理工程の１段目に水槽３６を設け、２段目に前処理塔４０を設けたが、１段目に前処理塔４０を設け、２段目に水槽３６を設けてもよい。また、第３の実施の形態では水槽３６の例で説明したが、水槽３６に代えてスクラバー塔１４を設けてもよいことは言うまでもない。
【００５８】
なお、本実施の形態では、有機ハロゲン化合物の一例として、ジクロロメタンの例で説明したが、本発明が他の有機ハロゲン化合物を含有する排ガスにも適用できることは言うまでもない。また、他の有機ハロゲン化合物を含有する排ガスの場合、除去したい有機ハロゲン化合物が存在する土壌、廃水汚泥、湖沼の底泥等を採取して培養することで、分解微生物を得ることができる。
【実施例】
【００５９】
以下に、本発明の有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理方法及び装置の実施例を、ジクロロメタンの例で説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００６０】
［実施例Ａ］
実施例Ａでは、排ガス（試料ガス）中のジクロロメタンをＤＣＭ分解微生物で分解する生物分解処理工程の前に前処理工程を行うことによって、排ガス中のジクロロメタンの除去効率がどのように向上するかを調べた。また、排ガスに混在する夾雑ガス成分（メタノールを使用）の有無についてもその影響を調べた。更には、経時安定性を見るべく、４週間の連続処理後のＤＣＭ除去率についても調べた。
【００６１】
実験に用いたジクロロメタン（ＤＣＭ）含有排ガスは、ガスボンベ（容量４７リットル：（株）巴商会製）から５０ｐｐｍＤＣＭ濃度のＤＣＭガスをガス混合装置ＭＸ−２Ｓ（（株）ユタカ製）において空気と混合し、３〜５ｐｐｍＤＣＭ濃度に調製したものを使用した。
【００６２】
そして、実施例では、調製した排ガスを１０リットル／分の流速で本発明の処理装置１０に導入した。また、ＤＣＭ以外の夾雑ガス成分としてメタノールを夾雑させた。メタノールを夾雑させる方法は、上記のガス混合装置と処理装置１０との間にガラス製のガストラップ器を設置し、その容器内に５０%メタノールを入れ、ＤＣＭ含有空気の流れに応じてメタノールが排ガス中に混入するようにした。
【００６３】
実験に使用した処理装置１０は、内径１０ｃｍの透明塩化ビニル製の円筒をガス処理塔２４とし、穴明き塩化ビニル板から作成した簀の子をガス処理塔２４内に設置し、その上にＤＣＭ分解微生物を含有する活性汚泥を担持させた担体を層状に敷きつめてＤＣＭ微生物層２５を形成した。ＤＣＭ微生物層２５の容量（体積）は５リットルとした。ガス処理塔２４の底部には、内容量４０リットルのタンク２８が設けられ、排ガスをタンク２８と簀の子との間に導入した。ガス処理塔２４の頂部には処理配管３４が設置され、処理配管３４とＤＣＭ微生物層２５の上端との間に散布管２６を設けた。そして、タンク２８に貯留された培養液が循環配管３０及び循環ポンプ３２により散布管２６からＤＣＭ微生物層２５に散布されるようにした。タンク２８には必要に応じて培養液を排出して新しい培養液に交換したり、培養液を補充して連続希釈したりするためのバルブ（図示せず）を設けた。
【００６４】
処理配管３４から排出される処理後のＤＣＭガス濃度の測定は、作業環境測定ガイドブック５有機溶剤関係（（社）日本作業環境測定協会）に記載の個体捕集法（活性炭管）−ガスクロマトグラフ分析法に従って行なった。
【００６５】
ガス処理塔２４のＤＣＭ微生物層２５を形成するためのＤＣＭ分解微生物担持担体は次のようにして作成した。即ち、富士フイルム神奈川工場足柄サイトの終末処理場内の排水貯水槽から採取した活性汚泥を図５に示す組成の培養液に分散し、ＤＣＭ（液体）を約５０〜２００ｐｐｍの濃度になるよう随時添加しながら馴致培養した。この馴致培養によりＤＣＭ分解微生物が培養されていることは、ジクロロメタンが分解することにより発生する塩化物イオン（ＨＣｌ）の濃度上昇等で確認した。そして、塩化物イオンの上昇等によりＤＣＭ分解微生物の培養が確認された後の培養液に担体を投入して、約１週間そのまま放置することにより、担体表面にＤＣＭ分解微生物が存在する活性汚泥の生物膜を形成し、ＤＣＭ分解微生物担持担体を作成した。
【００６６】
また、前処理塔４０の複合微生物層４２を形成するための活性汚泥担持担体は次のようにして作成した。即ち、上記の終末処理場の活性汚泥処理槽から採取した活性汚泥（ＤＣＭ分解微生物を含まず）を水に分散した分散液を調製した。そして、その分散液に担体を投入して数日攪拌することにより、担体表面に活性汚泥の生物膜を形成し、複合微生物が存在する活性汚泥担持担体を作成した。
【００６７】
ＤＣＭ分解微生物担持担体及び活性汚泥担持担体ともに、担体はマイクロブレスＨＧＢ１０（アイオン（株））を用いた。
【００６８】
そして、上記２種類の担持担体を別々のガス処理塔２４にそれぞれ５リットル充填してＤＣＭ微生物層２５及び複合微生物層４２を形成した。
【００６９】
実施例１〜４及び比較例１〜４の処理装置の装置構成は次の通りである。
【００７０】
実施例１：スクラバー塔＋ガス処理塔
実施例２：前処理塔＋ガス処理塔
実施例３：スクラバー塔＋前処理塔＋ガス処理塔
実施例４：前処理塔＋スクラバー塔＋ガス処理塔
比較例１：スクラバー塔のみ
比較例２：前処理塔のみ
比較例３：ガス処理塔のみ
比較例４：スクラバー塔＋前処理塔
なお、ガス処理塔２４及び前処理塔４０では、散布管２６、４４から培養液を散布した。散布した培養液の組成は上記したＤＣＭ分解微生物の馴致培養に用いたものと同様であるが、塩化アンモニウム及びリン酸水素二カリウムの量を調節し、培養液中の窒素分（Ｎ）、が１０５ｐｐｍ及びリン分（Ｐ）が１０２ｐｐｍになるようにした。
【００７１】
そして、上記実施例１〜４及び比較例１〜４の装置構成の処理装置に排ガスを１０リットル／分の流速で通気し、通気前の排ガス中のＤＣＭガス濃度と処理配管３４から排出される通気後の排ガス中のＤＣＭガス濃度の濃度差からＤＣＭ除去率を求めた。即ち、通気前の排ガス中のＤＣＭガス濃度をＡとし、通気後の排ガス中のＤＣＭガス濃度をＢとしたときに、
ＤＣＭ除去率（％）＝［（Ａ−Ｂ）／Ａ］×１００の式で表される。
【００７２】
（実験結果）
実験結果を図６の表に示す。
【００７３】
図６の表の比較例１、２、４から分かるように、スクラバー塔１４のみによる処理、前処理塔４０のみによる処理、スクラバー塔１４と前処理塔４０とを組み合わせた処理では、ＤＣＭ除去率が１〜５％であり、排ガス中のジクロロメタンは殆ど除去されない。
【００７４】
また、比較例３のガス処理塔２４のみの処理は、比較例１、２、４に比べてＤＣＭ除去率が大きいが、排ガスに含まれる夾雑ガス成分（メタノール）が存在することでＤＣＭ除去率が顕著に減少することが分かる。特に、経時安定性を見るべく実施した４週間の連続処理後のＤＣＭ除去率を見ると、メタノールなしでは５０％であるのに対してメタノールありでは２６％となりＤＣＭ除去率が半減した。
【００７５】
これに対して、スクラバー塔１４による水洗浄の前処理を行った実施例１、前処理塔４０による複合微生物の前処理を行った実施例２、スクラバー塔１４と前処理塔４０とを組み合わせた前処理を行った実施例３及び４は、夾雑ガス成分が混在する排ガスであっても６２％以上の高いＤＣＭ除去率を達成することができた。換言すると、前処理工程を行うことにより、夾雑ガス成分（メタノール）が混在する排ガスであっても夾雑ガス成分が混在しないＤＣＭガスの除去率と同等かそれ以上の除去率を達成することができた。特に、前処理塔４０を含む前処理を行った実施例２〜４は、メタノールありの方がメタノールなしよりも若干ではあるが、ＤＣＭ除去率が高くなっている。
【００７６】
このように、実施例Ａの結果から、前処理工程を行うことで排ガスに混在する夾雑ガス成分の悪影響を排除することができ、高いＤＣＭ除去率を達成することができることが実証された。
【００７７】
［実施例Ｂ］
実施例Ｂは、ガス処理塔２４の散布管２６から散布する培養液の窒素濃度及びリン濃度の影響を調べたものである。
【００７８】
ガス処理塔２４の散布管２６から散布する培養液中の塩化アンモニウム及びリン酸水素二カリウムの量を調節し、培養液中の窒素分（Ｎ）及びリン分（Ｐ）を変化させた培養液を調製した。そして、これらの培養液で実施例Ａにおける実施例１と実施例２の処理装置の構成で且つメタノール混入ありの系で排ガス処理実験を実施し、通気４週間後のＤＣＭ除去率を調べた。実施例１の処理装置（スクラバー塔＋ガス処理塔）で実施した実施例を実施例１−２とし、実施例２の処理装置（前処理塔＋ガス処理塔）で実施した実施例を実施例２−２とする。
【００７９】
実験結果を図７の表に示す。
【００８０】
図７の表から分かるように、窒素（Ｎ）濃度が９３ｐｐｍ、リン（Ｐ）濃度が８７ｐｐｍのように、窒素及びリンの濃度が１００ｐｐｍ未満の場合には、実施例１−２のＤＣＭ除去率が２３％、実施例２−２のＤＣＭ除去率が２７％でいずれの場合にも低いＤＣＭ除去率であった。
【００８１】
一方、窒素（Ｎ）濃度が４２００ｐｐｍ、リン（Ｐ）濃度が３１１０ｐｐｍのように、窒素濃度が４０００ｐｐｍを超えまたリン濃度が３０００ｐｐｍを超える場合には、実施例１−２のＤＣＭ除去率が３１％、実施例２−２のＤＣＭ除去率が２９％でいずれの場合にも低いＤＣＭ除去率であった。
【００８２】
これに対して、窒素（Ｎ）濃度が１１２〜３９２０ｐｐｍの間で、リン（Ｐ）濃度が１０４〜２８００ｐｐｍの間のように、窒素濃度が１００ｐｐｍ以上４０００ｐｐｍ以下、リン濃度が１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下の場合には、実施例１−２のＤＣＭ除去率は７６〜８１％の高い除去率であった。また、実施例２−２の場合にもＤＣＭ除去率は７５〜８３％と高かった。
【００８３】
したがって、実施例Ｂの結果から、培養液中の窒素濃度を１００ｐｐ以上４０００ｐｐｍ以下とし、リン濃度を１００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下とすることが好ましいことが分かる。
【００８４】
［実施例Ｃ］
実施例Ｃは担体の種類の影響を調べたものである。
【００８５】
担体としては、マイクロブレスＨＧＢ１０（実施例Ａで使用）、ＡＣＰ担体、アドールＦＭＩの３種類を使用した。そして、これらの担体で実施例Ａにおける実施例１と実施例２の処理装置の構成で且つメタノール混入なしの系で排ガス処理実験を実施し、実施例Ａと同様に通気３時間後及び通気４週間後のＤＣＭ除去率を調べた。実施例１の処理装置（スクラバー塔＋ガス処理塔）で実施した実施例を実施例１−３とし、実施例２の処理装置（前処理塔＋ガス処理塔）で実施した実施例を実施例２−３とする。
【００８６】
実験結果を図８の表に示す。
【００８７】
図８の表から分かるように、多孔質プラスチックコンパウンド担体であるＡＣＰ担体と、活性炭繊維を加工したアドールＦＭＩのＤＣＭ除去率が特に高い結果であった。
【符号の説明】
【００８８】
１０…有機ハロゲン化合物含有排ガスの処理装置、１２…排ガス配管、１４…スクラバー塔、１６、２６、４４…散布管、１８、３０、４８…循環配管、２０、３２、５０…循環ポンプ、２２、５２…配管、２４…ガス処理塔、２８…タンク、３４…処理配管、３６…水槽、３８…ヘッドスペース、４０…前処理塔、４２…複合微生物層、４６…貯留タンク部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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