(57)【要約】【課題】保守作業員の経験や感に頼ることなく充填層の洗浄を容易にかつ確実行うことができる充填塔式の生物脱臭装置を提供する。【解決手段】微生物を保持した担体を充填した充填層１２を塔内に配置した充填塔１１を有し、この充填塔１１内の上部に散水部１４を設け、この散水部１４から散水され充填層１２を経て底部にいたる水を、散水ポンプ１５を備えた散水用循環路１８により散水部１４へ循環させる。被処理ガスは、被処理ガス導入路２１により充填層１２の下側に導入する。バブリング用空気は、その供給路２３により充填層１２の下側に供給される。充填塔１１の水位は水位測定手段２５で測定し、制御手段２８は、水位測定手段２５により測定される水位情報及び予め設定された動作プログラムにより脱臭運転と洗浄運転とを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を保持した担体を充填した充填層を塔内に配置した充填塔と、
この充填塔内の上部に散水部を有し、この散水部から散水され充填層を経て底部にいたる水を前記散水部へ循環させる散水ポンプを備えた散水用循環路と、
被処理ガスを、前記充填層の下側に導入するための被処理ガス導入路と、
前記充填層の下側にバブリング用空気を供給するためのバブリング空気供給路と、
前記充填塔の水位を測定する水位測定手段と、
この水位測定手段により測定される水位情報及び予め設定された動作プログラムにより脱臭運転と洗浄運転とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、脱臭運転時は、充填塔内の水位が充填層の下方空間内の予め設定した第１の水位より低いことを条件に前記散水用循環路を開放させ、散水ポンプを動作させて前記散水部から散水させると共に、前記被処理ガス導入路を開いて被処理ガスを導入させ、
洗浄運転時は、前記充填塔内の底部から散水用循環路への経路を閉じると共に散水ポンプを運転して貯水槽の水を前記散水部から散水させ、前記充填塔内の水位が前記第１の水位に達すると前記被処理ガス導入路を閉じ、
前記充填塔内の水位が前記充填層を浸漬する第２の水位に達すると前記散水ポンプを停止させると共に前記バブリング空気供給路を開いて充填層の下側にバブリング用空気を供給させ、
所定時間後バブリング空気の供給を停止して排水路を開き、前記充填塔の底部から洗浄水を排出させて洗浄運転を終了する
ことを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項２】
前記充填塔内には、微生物を保持した担体を充填した充填層を上下２段に配置しており、
前記被処理ガス導入路は、下部充填層の下側に通じる主経路と上部充填層の下側で、前記第２の水位より高い位置に通じる副経路を有し、
前記制御手段は、前記洗浄運転時には前記被処理ガス導入路の前記主経路を閉じると共に前記副経路を開いて被処理ガスをこの副経路により前記上部充填層の下側に導入させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の生物脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、微生物を保持する担体を充填した充填層を塔内に配置し、この充填層の上方から散水すると共に、この充填層の下側から被処理ガスを上向流で流して脱臭を行う充填塔式の生物脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場は悪臭発生源の１つであるため、臭気対策として脱臭が行われている。現行の脱臭技術としては、充填塔式の生物脱臭法が、環境負荷とコストが薬剤使用などに比べて低いことから主流となっている。充填塔式の生物脱臭法は、微生物の高密度化を図るため、充填塔内に、微生物を保持する担体を充填した充填層を配備する。下水処理場の主な臭気物質は硫化水素であり、これは担体に保持された硫黄酸化細菌により酸化分解される。最終的に硫酸まで酸化される場合と、硫酸まで酸化されずに、単体硫黄などを生成する場合とがある。単体硫黄は固形物であり充填層の閉塞を招くため、閉塞を防止する目的で、特許文献１に示すように充填層の洗浄が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６８４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
充填層の洗浄は、脱臭工程を停止した状態で、１．充填層の浸漬、２．充填層の洗浄、３．充填塔の排水、の順番で行われ、これら各工程１，２，３間の移行は、保守作業員が、前工程を終了してもよいと判断して行っており、保守作業員の経験や感に頼るものであった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、保守作業員の経験や感に頼ることなく充填層の洗浄を容易かつ確実に行うことができる充填塔式の生物脱臭装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置は、微生物を保持した担体を充填した充填層を塔内に配置した充填塔と、この充填塔内の上部に散水部を有し、この散水部から散水され充填層を経て底部にいたる水を前記散水部へ循環させる散水ポンプを備えた散水用循環路と、被処理ガスを、前記充填層の下側に導入するための被処理ガス導入路と、前記充填層の下側にバブリング用空気を供給するためのバブリング空気供給路と、前記充填塔の水位を測定する水位測定手段と、この水位測定手段により測定される水位情報及び予め設定された動作プログラムにより脱臭運転と洗浄運転とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、脱臭運転時は、充填塔内の水位が充填層の下方空間内の予め設定した第１の水位より低いことを条件に前記散水用循環路を開放させ、散水ポンプを動作させて前記散水部から散水させると共に、前記被処理ガス導入路を開いて被処理ガスを導入させ、洗浄運転時は、前記充填塔内の底部から散水用循環路への経路を閉じると共に散水ポンプを運転して貯水槽の水を前記散水部から散水させ、前記充填塔内の水位が前記第１の水位に達すると前記被処理ガス導入路を閉じ、前記充填塔内の水位が前記充填層を浸漬する第２の水位に達すると前記散水ポンプを停止させると共に前記バブリング空気供給路を開いて充填層の下側にバブリング用空気を供給させ、所定時間後バブリング空気の供給を停止して排水路を開き、前記充填塔の底部から洗浄水を排出させて洗浄運転を終了する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る生物脱臭装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１において、充填塔１１は、充填層１２を塔内に配置した構成であり、図の実施の形態では、この充填層１２を上下２段に配置している。ここで、下部充填層を１２ａ、上部充填層を１２ｂとする。これら充填層１２ａ，１２ｂは、微生物（硫黄酸化細菌）を保持した担体を充填したものである。
【００１０】
この充填塔１１内の上部には散水部１４が設けられ、外部に設けられた散水ポンプ１５により貯水槽１６内に貯水された水が散水される。この散水は、充填層１２ａ，１２ｂを構成する担体に保持された微生物の生育に必要な水分を供給するために行われる。散水部１４から散水された水は、上下の充填層１２ｂ，１２ａを経て充填塔１１の底部にいたる。この充填塔１１の底部は、電動バルブＭ３を介して貯水槽１６に連通し、散水ポンプ１５により充填塔１１の底部に滞留する水を前述した散水部１４へ循環させる散水用循環路１８を構成する。
【００１１】
被処理ガス導入路２１は、被処理ガス（以下、下水処理場の排ガスとする）を、充填塔１１内の充填層１２の下側に導入するために設けられる。この被処理ガス導入路２１は、排ガスを充填塔１１内に送り込むファン（以下、脱臭ファンと呼ぶ）２２を有し、その先端側は、下部充填層１２ａの下側に通じる主経路２１ａと、上部充填層１２ｂの下側に通じる副経路２１ｂとに分岐している。主経路２１ａには電動バルブＭ１が、副経路２１ｂには電動バルブＭ２がそれぞれ設けられている。これら電動バルブＭ１，Ｍ２は、後述するように、開閉状態が相互に切り換えられる。
【００１２】
バブリング空気供給路２３は、洗浄のためのバブリング用空気を、下部充填層１２ａの下側に供給するために設けられる。このバブリング空気供給路２３は、送風用のブロワ２４及び供給路開閉用の電動バルブＭ４を有する。
【００１３】
水位測定手段２５は、充填塔１１内の水位を測定する。すなわち、この水位測定手段２５は、充填塔１１内の水位が、下部充填層１２ａの下方空間内の、予め設定した第１の水位Ｌ１より低いか、或いは第１の水位Ｌ１に達したかを判別する信号、及び下部充填層１２ａを浸漬する第２の水位Ｌ２に達したことを検出する信号を、それぞれ出力する。
【００１４】
なお、充填塔１１の底部には、電動バルブＭ５を有する排水路２６が連結している。
【００１５】
制御手段２８は、水位測定手段２５により測定される充填塔１１内の水位情報及び予め設定された動作プログラムにより、前述した散水ポンプ１５、脱臭ファン２２、ブロワ２４、及び電動バルブＭ１〜Ｍ５を制御し、脱臭運転と洗浄運転とを自動制御する。
【００１６】
すなわち、制御手段２８は、脱臭運転時は、充填塔１１内の水位が下部充填層１２ａの下方空間内の予め設定した第１の水位Ｌ１より低いことを条件に、電動バルブＭ３を開操作して散水用循環路１８を開放させ、散水ポンプ１５を動作させて散水部１４から充填塔１１内へ散水させる。また、電動バルブＭ１を開操作して（Ｍ２は閉）被処理ガス導入路２１の主経路２１ａを開き、処理対象の排ガスを充填塔１１内に導入させる。
【００１７】
一方、洗浄運転時は、電動バルブＭ３を閉操作して、充填塔１１内の底部から散水用循環路１８への経路を閉じる。このとき、散水ポンプ１５は運転して、貯水槽１６内の水を散水部１４から充填塔１１内に散水させる。この散水により、充填塔１１内の水位が第１の水位Ｌ１に達すると、電動バルブＭ１を閉操作して、被処理ガス導入路２１の主経路２１ａを閉じる。そして、充填塔１１内の水位が、下部充填層１２ａを浸漬する第２の水位Ｌ２に達すると、散水ポンプ１５を停止させると共に、電動バルブＭ４を開操作してバブリング空気供給路２３を開き、ブロワ２４を運転操作して下部充填層１２ａの下側にバブリング用空気を供給する。
【００１８】
このとき、制御手段２８は、電動バルブＭ２を開操作して、被処理ガス導入路２１の、上部充填層１２ｂの下側に通じる副経路２１ｂを開いておく。
【００１９】
制御手段２８は、所定の洗浄時間後ブロワ２４を停止させ、かつ電動バルブＭ４を閉操作して、バブリング空気の供給を停止し、電動バルブＭ５を開操作して排水路を開き、充填塔１１の底部から洗浄排水を排出させる。
【００２０】
上記構成において、通常時、すなわち、脱臭工程では、充填塔１１内で硫黄系臭気物質を分解する。この脱臭工程では、被処理ガス供給路２１の主経路２１ａに設けた電動バルブＭ１：開、同副経路に設けた電動バルブＭ２：閉、の状態で、脱臭ファン２２により充填塔１１内下方から硫黄系臭気物質を送り込み、充填塔１１内を上向き流で流通させる。また、電動バルブＭ３：開の状態で、散水ポンプ１５により微生物の生育に必要な水分を充填塔１１内上方の散水部１４から供給し、充填塔１１の底部から散水用循環路１８により循環させる。なお、この脱臭工程では、バブリング空気供給路２３に設けた電動バルブＭ４：閉、排水路２６に設けた電動バルブＭ５：閉、の状態である。
【００２１】
充填塔１１内に導入された排ガスは、上下２段の充填層１２ａ，１２ｂのうち、まず、下部充填層１２ａへ充填した担体に付着している微生物へ接触し、この微生物によって硫黄系臭気物質が分解される。この排ガスは、さらに上部充填層１２ｂと接触し、この充填層１２ｂへ充填した担体に付着している微生物により、下部充填層１２ａでは取切れなかった硫黄系臭気物質を分解する。
【００２２】
ここで、下水処理場からの排ガスの、主な硫黄系臭気物質である硫化水素は、上述のように、充填層１２ａ，１２ｂへ充填された担体に付着している硫黄酸化細菌により酸化分解される。最終的に硫酸まで酸化される場合と、硫酸まで酸化されず、単体硫黄などを生成する場合がある。単体硫黄は固形物であり充填層１２の閉塞を招く。このため、閉塞を防止する目的で充填層１２の洗浄が行われる。
【００２３】
前述のように、充填塔１１内下方から取込まれた硫黄系臭気物質は、まず下部充填層１２ａで分解されるので、充填層１２の閉塞は、上部充填層１２ｂよりも下部充填層１２ａの方が顕著である。そのため、充填層１２の洗浄は下部充填層１２ａのみ行うこととする。すなわち、脱臭工程が長期間継続すると、前述のように下部充填層１２ａには、酸化過程で生成された単体硫黄などが蓄積され、閉塞に至ることがある。そこで、この単体硫黄が蓄積された下部充填層１２ａを洗浄する洗浄工程が必要となる。
【００２４】
この下部充填層１２ａの洗浄タイミングは、下部充填層１２ａ前後の圧力損失を図示しない圧力計などで定期的に測定して、圧力損失が一定値、例えば１ｋＰａなどに達した時とする。なお、圧力損失を測定するだけでなく、例えば、１回／週などのように予め定めた周期により定期的に行うようにしてもよい。
【００２５】
充填層１２の洗浄は、一般的に、１．散布された水での充填層１２ａの浸漬、２．バブリングによる充填層１２ａの洗浄、３．充填塔１１からの排水、の順番で行われる。脱臭工程から、充填層１２の洗浄タイミングに入ると、まずは“１．充填層の浸漬”を行うために、排水路２６の電動バルブＭ５：閉のままの状態で、散水用循環路１８への経路上の電動バルブＭ３：閉とし、散水ポンプ１５により充填塔１１内に散水された水を充填塔１１内に貯留させる。
【００２６】
そして、水位測定手段２５により測定された充填塔１１内の水位が第１の水位Ｌ１になったなら、被処理ガス導入路２１の主経路２１ａに設けた電動バルブＭ１：閉、副経路２１ｂに設けた電動バルブＭ２：開、とする。これは、充填塔１１内に貯留している水が、被処理ガス導入路２１の電動バルブＭ１が接続された主経路２１ａ内に進入することを防止するためである。このため、第１の水位Ｌ１は、電動バルブＭ１が接続された配管出口よりも若干下とする。また、副経路２１ｂを開くことにより排ガスを上部充填層１２ｂの下部に送り込み、この排ガス中の硫黄系臭気物質を上部充填層１２ｂにより分解させる。
【００２７】
上述の状態を維持すると、充填塔１１内の水位は上昇し、やがて水位測定手段２５により第２の水位がＬ２測定され、下部充填層１２ａが全て水で浸漬されたことが検出される。下部充填層１２ａの浸漬が検出されると、“２．充填層の洗浄工程”に移行する。この洗浄工程では、バブリング空気供給路２３に設けた電動バルブＭ４：開、として、ブロワ２４により充填塔１１内に貯留した水に空気を供給し、空気バブリングを行う。この空気バブリングにより、下部充填層１２ａの担体に付着した閉塞要因である単体硫黄を剥離させる。空気バブリングによる充填層の洗浄時間は、経験上数分間でよい。
【００２８】
この空気バブリングによる下部充填層１２ａの洗浄中においても、排ガスは電動バルブＭ２が開いた副経路２１ｂから上部充填層１２ｂの下部に送り込まれており、この上段の充填層１２ｂにより排ガス中の硫黄系臭気物質を分解させる。すなわち、下部充填層１２ａの洗浄中であっても上段の充填層１２ｂにより脱臭処理は継続して行われるので、脱臭工程が停滞することはなく、脱臭効率を高めることができる。
【００２９】
洗浄時間経過後、バブリング空気供給路２３に設けたブロワ２４を停止させ、電動バルブＭ４：閉、としてバブリングを停止する。この後、“３．充填塔の排水工程”に移行し、排水路２６に設けた電動バルブＭ５：開、として、下部充填層１２ａの担体から剥離させた単体硫黄を含有した洗浄排液を排水する。
【００３０】
上述の操作により、充填塔１１から洗浄排液を排水し終わると、再び脱臭工程に移行する。すなわち、排水路２６に設けた電動バルブＭ５：閉、散水用循環路１８への経路に設けた電動バルブＭ３：開、として充填塔１１内での散水を行う。さらに、被処理ガス導入路２１の主経路２１ａに設けた電動バルブＭ１：開、副経路２１ｂの電動バルブＭ２：閉、として、硫黄系臭気物質を含む排ガスの充填塔１１内への取込みを、通常ラインである下段の充填層１２ａの下方に戻し、通常の脱臭工程に戻る。
【００３１】
以下、上述の脱臭工程（通常時）後、１．充填層の浸漬工程、２．充填層の洗浄工程、３．充填塔の排水工程、を繰り返す。なお、充填塔内に貯留している水が、電動バルブＭ２が設けられた被処理ガス導入路２１の副経路２１に進入することを防止するため、この副経路２１ｂの出口開口が、第２の水位Ｌ２よりも相当上方となるように充填塔１１に接続されているものとする。
【００３２】
以上のように、充填層１２の洗浄を行うにあたって、充填塔１１内に設置した水位測定手段２５により充填塔１１内の水位を把握して、１．充填層の浸漬工程、２．充填層の洗浄工程、３．充填塔の排水工程、の次工程への移行を自動で行うことができ、充填層１２の洗浄が容易となる。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１１…充填塔
１２…充填層
１２ａ…下部充填層
１２ｂ…上部充填層
１４…散水部
１５…散水ポンプ
１６…貯水槽
１８…散水用循環路
２１…被処理ガス導入路
２１ａ…主経路
２１ｂ…副経路
２２…脱臭ファン
２３…バブリング空気供給路
２４…ブロワ
２５…水位測定手段
２６…排水路
２８…制御手段
Ｌ１…第１の水位
Ｌ２…第２の水位
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５…電動バルブ
【図１】
2014014800.tif 000003