(57)【要約】【課題】触媒を採用しながら、当該触媒のオゾンによる被処理臭気の酸化促進を効果的に達成可能な臭気処理装置を提供することを課題とするものである。【解決手段】オゾン混合装置６の回転羽根６１は、管路２１から吐出するオゾン流の吐出風力により矢印Ｃの方向、即ちオゾン流の吐出方向に対して垂直方向に回転してオゾン流を撹乱し、主管路８内を矢印Ｄの方向に流れる被処理臭気とオゾンとが混合される。オゾン混合装置６によりオゾンと混合され、臭気輸送ファン３により送られた被処理臭気は、脱臭装置４において触媒の存在下でオゾンにより酸化分解され、脱臭されたガスは脱臭装置４から大気中に放出される。【選択図】図２
2006212603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理臭気を輸送する臭気輸送装置、オゾン供給装置、上記臭気輸送装置から輸送された上記被処理臭気と上記オゾン供給装置から供給されたオゾンとの混合不良度が５０％以下の混合度となるように混合可能なオゾン混合装置、および臭気酸化を促進する触媒を有すると共に上記混合度を有する混合ガスを脱臭処理する脱臭装置を備えたことを特徴とする臭気処理装置。
【請求項２】
上記オゾン混合装置は、上記オゾン供給装置のオゾン吐出風力により回転する回転装置を備えると共に、上記被処理臭気を輸送する輸送管内に上記回転装置により撹乱されたオゾンを供給するものであることを特徴とする請求項１記載の臭気処理装置。
【請求項３】
上記オゾン混合装置は、上記オゾン供給装置のオゾン吐出風力によりオゾンを散気する散気装置を備えると共に、上記被処理臭気を輸送する輸送管内に上記散気装置からオゾンを散気するものであることを特徴とする請求項１記載の臭気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、臭気処理装置に関し、詳しくは下水処理場、し尿処理場、発酵槽などから発生する臭気を酸化処理により分解し脱臭する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場やし尿処理場などから発生する臭気成分は、例えばアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、二硫化メチルなどである。これらを酸化処理する脱臭装置として、後記の特許文献１から、発酵槽から排出される被処理排気ガスを導入する導入口と脱臭処理済みガスを排出する排出口とを有する排気筒と、この排気筒の導入口と排出口との間の排気通路内に設置され、羽根の捩じり方向が左右交互になったエレメントを複数個直列に接続した静止型のガスミキサーと、前記排気筒の導入口と前記ガスミキサーとの間の排気通路内にオゾンを供給するオゾン供給装置とを備えていることを特徴とする有機性廃棄物の発酵処理時における脱臭装置、および発酵槽から排出される被処理排気ガスを導入する導入口と脱臭処理済みガスを排出する排出口とを有する排気筒と、この排気筒内の導入口と排出口との間の排気通路内に設置され、羽根の捩じり方向が左右交互になったエレメントを複数個直列に接続した静止型のガスミキサーと、前記排気筒の導入口と前記ガスミキサーとの間の排気通路内の被処理排気ガスを加熱する加熱装置とを備えていることを特徴とする有機性廃棄物の発酵処理時における脱臭装置が従来公知である。
【０００３】
ところで上記の従来技術では、オゾンによる酸化や加熱により被処理臭気を酸化分解して脱臭するものであって脱臭に数時間程度の長時間を要する問題があるので、オゾンを使用し且つオゾンによる酸化を促進のために触媒を用いる提案がある。当該提案では、被処理臭気とオゾンとの混合ガスを上記触媒を充填した脱臭塔に送り込み、脱臭塔内で脱臭する。その際には、オゾンと被処理臭気との事前の混合が不十分であると、被処理臭気と混合されなかったオゾンが脱臭塔中の触媒と接触することにより、オゾンと触媒との二者間反応が優先的に進行して、当該触媒の本来の機能である被処理臭気の酸化反応を促進する機能が大きく低下して触媒が早期劣化する問題点がある。
【特許文献１】特開２０００−３００９４０号公報（請求項１、請求項３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、斯界における如上の諸問題に鑑みて、触媒を採用しながら、当該触媒のオゾンによる被処理臭気の酸化促進を効果的に達成可能な臭気処理装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の臭気処理装置は、被処理臭気を輸送する臭気輸送装置、オゾン供給装置、上記臭気輸送装置から輸送された上記被処理臭気と上記オゾン供給装置から供給されたオゾンとの混合不良度が５０％以下の混合度となるように混合可能なオゾン混合装置、および臭気酸化を促進する触媒を有すると共に上記混合度を有する混合ガスを脱臭処理する脱臭装置を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
上記混合装置により、上記臭気輸送装置から輸送された上記被処理臭気と上記オゾン供給装置から供給されたオゾンとを、予め混合不良度が５０％以下となるようによく混合した後、混合ガスを上記脱臭装置に供給することにより当該脱臭装置内に収容された上記触媒とオゾンとの前記二者間反応が抑制されて、当該触媒の本来の機能である被処理臭気の酸化反応が優先的に進行して、上記被処理臭気の酸化分解が促進され、且つ触媒の早期劣化問題が軽減あるいは解消する効果がある。
【０００７】
なお、オゾンと被処理臭気とを混合すると、その混合装置は、長期にわたる運転の間に、オゾンの吐出管の先端部に被処理臭気中の被酸化成分とオゾンとの酸化反応により生じた固形の酸化物が各所に堆積し、これが経時的に大きくなって、当該先端部が閉塞する問題がある。このため、従来はオゾンの吐出先端部の定期点検や堆積物の除去を頻繁に行う必要があった。オゾンによる臭気処理装置は、一般的に無人化設備に付属して設置される場合が多く、このために上記定期点検や堆積物の除去作業のために人材の派遣を要し、人件費や点検費が増大するなどの問題点があった。それにも拘わらず従来は、オゾンの吐出管の先端部における上記堆積物に対する対策が考慮されていなかった。かかる斯界の現状に対して、本発明における上記オゾン混合装置は、上記オゾン供給装置のオゾン吐出風力により回転する回転羽根などの回転装置を備えると共に、上記被処理臭気を輸送する輸送管内に上記フィンにより撹乱されたオゾンを供給するものであると、回転装置の回転によりオゾン吐出先端部での上記酸化物の付着が自動的に防止されるので、オゾン吐出先端部の定期点検や堆積物除去作業が不要となる大きな効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下において、説明の順位の早い図に示されたものと同じものが後続の図に示された場合には、後続の図においては同じものには同じ符号を付して、後続の図では説明を省略することがある。
【０００９】
実施の形態１．
図１〜図３は、本発明の臭気処理装置に就いての実施の形態１を説明するものであって、図１は当該臭気処理装置の全体の概略構成図であり、図２は図１において点線で囲った個所Ａの一部概念図を含む詳細断面図であり、図３は図２におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図１〜図３において臭気処理装置は、被処理臭気発生タンク１０、例えば上記特許文献１に示された発酵槽、から輸送される被処理臭気中に含まれることのあるミストを除去するミストセパレータ１、オゾン供給装置２、当該被処理臭気を輸送する臭気輸送ファン３、脱臭装置４、第１オゾン計５１、第２オゾン計５２、オゾン混合装置６、および混合ガス採取装置７、および主管路８を含み、被処理臭気発生タンク１０、ミストセパレータ１、臭気輸送ファン３、および脱臭装置４は、主管路８により順に縦続接続されている。被処理臭気発生タンク１０内の被処理臭気およびオゾン供給装置２から供給されるオゾンは、臭気輸送ファン３により脱臭装置４に送られる。
【００１０】
オゾン供給装置２は、オゾンを製造し管路２１を介して主管路８内にオゾン（矢印Ｅ）を供給する。なお本発明において、被処理臭気の処理に用いられるオゾンとしては、純オゾン乃至高濃度オゾンであってもよく、あるいは空気などの未反応のオゾン製造用原料ガスとオゾンとの混合ガスであってもよい。第１オゾン計５１は、管路２１に接続されて同管路内を流れるガス（通常は、オゾン含有空気）の流量、温度、並びに当該ガスの含有オゾン濃度を計測してオゾン供給装置２から主管路８内に供給されるオゾンの単位時間あたりの重量を計測し、表示する機能をなす。なお以下において、管路２１内を流れるガスをオゾン流と言う。
【００１１】
オゾン混合装置６は、回転羽根６１、管路２１の先端部の管外壁に溶接された固定用板体６２、および回転羽根６１を回転自在に支持する一対の支持体６３から構成されている。支持体６３は、固定用板体６２に溶接されて図の下方に延在している。回転羽根６１は、８枚の回転板体からなり、且つ図２に示すように、管路２１の先端が回転羽根６１の回転中心から図の左側に偏った位置で開口している。このために回転羽根６１は、管路２１から吐出するオゾン流の吐出風力により矢印Ｃの方向、即ちオゾン流の吐出方向に対して垂直方向に回転してオゾン流を撹乱し、この結果、主管路８内を矢印Ｄの方向に流れる被処理臭気とオゾンとが混合される。回転羽根６１によるかかる混合を効果的とするために、回転羽根６１を主管路８の中心軸あるいはその近傍で回転するように設置して、処理臭気の全体がオゾンにより攪拌されるようにすることが好ましい。
【００１２】
混合ガス採取装置７および第２オゾン計５２は、脱臭装置４に送られる前での被処理臭気とオゾンとの混合度を計測するために、臭気輸送ファン３の手前に設置される。混合ガス採取装置７は、主管路８の図の上内壁の近傍で開口するガス採取部７１、電磁弁７１１、管路７１２、主管路８の中心で開口するガス採取部７２、電磁弁７２１、管路７２２、主管路８の図の下内壁の近傍で開口するガス採取部７３、電磁弁７３１、および管路７３２から構成されている。また第２オゾン計５２は、電磁弁７１１〜電磁弁７３１の各開閉を指令する機能、ガス採取部７１〜ガス採取部７３から採取された各混合ガス中のオゾン濃度Ｗを常時測定して被処理臭気とオゾンとの混合不良度を算出して、その値を刻々表示すると共に混合不良度が基準値を超えるとそれを知らせる警報を発する機能をなす。オゾン濃度Ｗの測定は、ガス採取部７１におけるガスの分析の際には、第２オゾン計５２からの指令により電磁弁７１１が開かれ、電磁弁７２１と電磁弁７３１が閉じられてガス採取部７１からのガス採取とガス分析が行われる。その後、順次、ガス採取部７２とガス採取部７３からの各ガス採取とガス分析も同様に行われ、電磁弁７１１〜電磁弁７３１間の開閉はタイマーにより自動切換えされる。
【００１３】
いま、ガス採取部７１、ガス採取部７２、およびガス採取部７３から上記の方法で特定時間内において、各単位時間に採取された各ガス中に含まれる純オゾンの重量をそれぞれＷ１、Ｗ２、Ｗ３とし、Ｗ１〜Ｗ３のうちの最大値と最小値との差をΔＷとし、最大値をＷｍａｘとすると、本発明における前記混合不良度は、下式（１）で表される。
混合不良度（％）＝（ΔＷ／Ｗｍａｘ）×１００・・・・・・・・・（１）
即ちΔＷが大きい程、ガス採取部７１〜ガス採取部７３間での純オゾン濃度のバラツキが大きいこと、換言すると被処理臭気とオゾンとの混合が不十分であることを示す。しかして本発明においては、混合不良度が、５０％以下、好ましく３０％以下、特に２０％以下となるように混合される。なお本発明において、ガス採取部７１〜ガス採取部７３の各設置位置は、一般的に被処理臭気とオゾンとの混合後において最もΔＷが大きくなると思われる個所をシミュレーション法や試行錯誤法により調べて決定することができ、またΔＷが良好に求める限りガス採取部の個数は任意であってよい。
【００１４】
実施の形態１において、被処理臭気とオゾンとの混合度は、一般的に主としてオゾン混合装置６による混合性能、被処理臭気発生タンク１０からの被処理臭気の流速、および主管路８の横断面形状とサイズに依存する。またオゾン混合装置６よる混合性能は、オゾン供給装置２から供給されるオゾン流れの管路２１からの吐出風力、および当該風力に基づく回転羽根６１の攪拌力に依存し、一般的には回転羽根６１の回転数が大きい程大きい。一方、被処理臭気の流速は、臭気輸送ファン３による送風力に依存するが、当該流速が過大でも過小でも混合度は低下する傾向にある。主管路８の横断面は、円形、円形に近い楕円形などの淀み部分が生じ難い形状が好ましく、そのサイズはオゾン混合装置６により攪拌されたオゾンが及ぶ程度が好ましいことは言うまでのない。よって第２オゾン計５２から混合不良に警報が頻発するようであれば、上記の諸点を再検討して例えば試行錯誤的に改善すればよい。
【００１５】
なお、被処理臭気発生タンク１０内の被処理臭気およびオゾン供給装置２から供給されるオゾンは、臭気輸送ファン３により脱臭装置４に送られること前記の通りであるが、その程度は臭気処理装置の規模により異なり、小規模のものでは、被処理臭気の流量は１０ｍｍ３／分程度であり、オゾン供給装置２におけるオゾン発生量は６ｇ／時間程度、管路２１内でのオゾン流の流量は１０リットル／分程度、管路２１からの吐出風圧は０．０８MPａ程度、同吐出風速は０．５〜２．０ｍ／秒程度である。大規模のものでは、被処理臭気の流量は５００ｍｍ３／分程度のものまであって、オゾン量はそれに合わせて増量されるので、実施の形態１で混合度に関係する装置の構造並びに稼動条件は、上記数値を参照して設計されることになる。以上のことは、後続する諸実施の形態にも当て嵌まる。
【００１６】
オゾン混合装置６によりオゾンと混合され、臭気輸送ファン３により送られてきた被処理臭気は、脱臭装置４において触媒の存在下でオゾンにより酸化分解され、脱臭されたガスは脱臭装置４から大気中に放出される。上記触媒としては、オゾンにより酸化分解を促進する作用のある斯界で公知あるいは周知のものであってよく、例えば活性炭などの酸化分解促進作用を有するものを担持させたものが例示される。
【００１７】
実施の形態１において回転羽根６は、オゾン流の吐出圧力により回転するため他に動力を必要としない利点があり、その回転軸は回転羽根６と一体構造とすると、製造費を減少することも可能であり、また部品点数が少なく取り付け作業が簡易である。
【００１８】
実施の形態２．
図４は、本発明の臭気処理装置に就いての実施の形態２を説明するものであって、前記図２と同様に図１の点線で囲った個所Ａの詳細断面図である。但し図２に示された混合ガス採取装置７は、実施の形態２においても同じであるので省略されている。この混合ガス採取装置７の図示省略は、後続の実施の形態においても同様である。実施の形態２は、前記実施の形態１とは、オゾン混合装置６の構造並びに設置個所が異なるが、それ以外は同じである。
【００１９】
オゾン混合装置６は、管路２１の先端部内に設置されており、当該先端部の内壁に固定された、図の上下に位置する一対の軸受け６４、軸受け６４に回転自在に支持された回転体６５から構成されている。軸受け６４はオゾン流の通過を許容する孔明き部を有する。回転体６５は、軸受け６４に軸受された回転中心軸６５１と、回転中心軸６５１に固定された３体の回転羽根６５２を有する。回転体６５は、オゾン流Ｅの風圧を受けて回転する回転羽根６５２により、矢印Ｆの方向に、あるいは回転羽根６５２の受風面を変更することによりその反対方向に回転する。その結果、オゾンは、図４において模擬的に示すように図で下向きに回転しつつ主管路８内に排出され、被処理臭気は、かかる回転するオゾンにより効果的に混合される。
【００２０】
実施の形態２で使用されるオゾン混合装置６は、実施の形態１で使用のものと異なって、オゾンを主管路８内で図の下方向に排出するので、その排出口は、主管路８内の中程に位置していたのでは当該排出口より上部の空間にはオゾンが移行し難くなるので、図４に示すように、主管路８内の上内壁面の近傍に位置せしめることが好ましい。実施の形態２で使用されるオゾン混合装置６は、オゾンの吐出圧力により回転するため他に動力を必要とせず、また回転体６５の回転中心軸と回転羽根とを一体構造とするなど製造費を減少することも可能であり、部品点数が少なく取り付け作業が簡易である。
【００２１】
実施の形態３．
図５は、本発明の臭気処理装置に就いての実施の形態３を説明するものであって、前記図２と同様に図１の点線で囲った個所Ａの詳細断面図である。実施の形態３は前記実施の形態１とは、オゾン混合装置６が、オゾン供給装置２の管路２１からのオゾン吐出風力によりオゾンを散気する散気装置である点において異なるが、それ以外は同じである。
【００２２】
オゾン混合装置６は、円筒部６６１、円筒部６６１の管路２１側の開口部を閉鎖するドーナツ状の円板体６６２、および円板体６６２の対向側の開口部を閉鎖する円板体６６３から構成された中空の散気装置６６であって、円板体６６２は、その中孔部において管路２１の先端と通気可能の状態で気密に接続されている。円筒部６６１、円板体６６２、および円板体６６３には、気孔径数μｍ程度の多数の散気孔が穿孔されている。しかして管路２１の先端から吐出されるオゾンは、その吐出風力によって多数の散気孔から主管路８内の空間の四方に散気されて被処理臭気と良好に混合される。実施の形態３のオゾン混合装置６は、オゾンを四方に散気するので主管路８の中心辺りに位置せしめることが好ましく、また部品点数が少なく取り付け作業が簡易である。
【００２３】
実施の形態４．
図６は、本発明の臭気処理装置に就いての実施の形態４を説明するものであって、前記図２と同様に図１の点線で囲った個所Ａの詳細断面図である。実施の形態４は、前記実施の形態３とはオゾン混合装置６の構造が異なるが、それ以外は同じである。オゾン混合装置６は、管路２１の先端部と直交するように通気可能に且つ回転自在に接続されたヘッダ６７、ヘッダ６７の両端部に接続された散気装置６６、および回転装置６８とから構成されている。上記ヘッダ６７の両端部の散気装置６６は、互いに同構造、同サイズであって且つ前記実施の形態３で使用された散気装置６６と同じ構造および散気機能を有する。回転装置６８は、ヘッダ６７の管路２１の先端開口端と対向する個所の内壁に設置されて、ヘッダ６７の管壁に気密に固定された軸と当該軸に固定された羽根から構成された回転駆動部分６８１、および管路２１の先端外壁とヘッダ６７との接続個所を気密に且つヘッダ６７が管路２１の当該先端外壁に対して回転自在となるように接続するスラスト型のころがり軸受６８２（二個の小円にて概略的に示す。）から構成されている。
【００２４】
回転駆動部分６８１は、管路２１の先端から吐出されるオゾンの吐出風力を受けて回転し、この回転によりそれに固定されたヘッダ６７および両散気装置６６も回転駆動部分６８１に含まれている上記羽根の受風面の角度により矢印Ｆ方向あるいはその反対方向に回転する。この回転により、両散気装置６６からは主管路８内の空間の四方にオゾンが散気されて被処理臭気と良好に混合される。実施の形態４で使用のオゾン混合装置６は、オゾンを四方に散気するので、主管路８の中心辺りに位置せしめることが好ましく、また部品点数が少なく取り付け作業が簡易である。
【００２５】
実施の形態５．
図７は、本発明の臭気処理装置に就いての実施の形態５を説明するものであって、前記図２と同様に図１の点線で囲った個所Ａの詳細断面図である。実施の形態５は、前記実施の形態４とはオゾン混合装置６におけるヘッダ６７がＨ型を呈し、当該Ｈ型の４端のそれぞれに散気装置６６が設置され、且つ図７での点線６８で示す個所に前記実施の形態４において使用されたものと同構造並びに同機能の回転装置６８が設けられて、４個の散気装置６６のうちの上手の２個が矢印Gの方向に、下手の２個が矢印Hの方向にそれぞれ回転する点において異なり、それ以外は同じである。散気装置６６の回転方向は、回転装置６８を構成する回転駆動部分６８１に含まれている前記羽根（図６参照）の受風面を調整することにより変更可能であり、上記のように上手と下手で回転方向を違えると、被処理臭気とオゾンとの混合作用が一層向上する。ただし４個の散気装置６６の全部を矢印G、矢印Hのいずれかの方向に回転させても極めて良好な混合作用が達成される。
【００２６】
実施の形態６．
図８は、本発明の臭気処理装置に就いての実施の形態６を説明するものであって、前記図２と同様に図１の点線で囲った個所Ａの詳細断面図である。実施の形態６は、前記実施の形態３とはオゾン混合装置６を構成する散気装置６６がF方向あるいはその逆方向に回転可能である点で異なるが、それ以外は同じである。当該散気装置６６は、短尺のヘッダ６７に接続されており、またヘッダ６７は前記図６の場合と同様に回転装置６８のころがり軸受６８２により回転自在とされている。しかして散気装置６６は、オゾンの吐出風力により上記方向に回転可能となっている。散気装置６６の回転により、実施の形態３の場合よりも更に被処理臭気とオゾンオゾンとの混合度が向上する。また、部品点数が少なく取り付け作業が簡易である。
【００２７】
実施の形態７．
図９は、本発明の臭気処理装置に就いての実施の形態７を説明するものであって、前記図２と同様に図１の点線で囲った個所Ａの詳細断面図である。実施の形態７は、前記実施の形態５とはオゾン混合装置６におけるヘッダ６７が逆T型を呈し、当該逆T型の２端のそれぞれに散気装置６６が設置され、且つ図９での点線６８で示す個所に前記実施の形態４や実施の形態５において使用されたものと同構造並びに同機能の回転装置６８が設けられて、うち一つは矢印Gの方向に、残りが矢印Hの方向にそれぞれ回転する点において異なり、それ以外は同じである。散気装置６６の回転方向は、前記実施の形態５において説明したように前記羽根（図６参照）の受風面を調整することにより変更可能であり、上記のように左右で回転方向を違えると、被処理臭気とオゾンとの混合作用が一層向上する。ただし２個の散気装置６６の全部を矢印G、矢印Hのいずれかの方向に回転させても極めて良好な混合作用が達成される。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の臭気処理装置は、下水処理場、し尿処理場、発酵槽などの悪臭を発生する装置、特に民家に近いそれら装置に設置される可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施の形態１の臭気処理装置の全体の概略構成図である。
【図２】図１において点線で囲った個所Ａの一部概念図を含む詳細断面図である、
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】実施の形態２の臭気処理装置の一部詳細断面図である。
【図５】実施の形態３の臭気処理装置の一部詳細断面図である。
【図６】実施の形態４の臭気処理装置の一部詳細断面図である。
【図７】実施の形態５の臭気処理装置の一部詳細断面図である。
【図８】実施の形態６の臭気処理装置の一部詳細断面図である。
【図９】実施の形態７の臭気処理装置の一部詳細断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ミストセパレータ、２  オゾン供給装置、２１  管路、３  臭気輸送ファン、
４  脱臭装置、５１  第１オゾン計、５２  第２オゾン計、６  オゾン混合装置、
６１  回転羽根、６２  固定用板体、６３  支持体、６４  軸受け、６５  回転体、
６６  散気装置、６６１  円筒部、６６２  円板体、６６３  円板体、６７  ヘッダ、
６８  回転装置、６８１  回転駆動部分、６８２  ころがり軸受、
７  混合ガス採取装置、７１  ガス採取部、７１１  電磁弁、７１２  管路、
７２  ガス採取部、７２１  電磁弁、７２２  管路、７３  ガス採取部、
７３１  電磁弁、７３２  管路、８  主管路、１０  被処理臭気発生タンク。
【図１】
2006212603.tif 000003
【図２】
2006212603.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006212603.tif 000006
【図５】
2006212603.tif 000007
【図６】
2006212603.tif 000008
【図７】
2006212603.tif 000009
【図８】
2006212603.tif 000010
【図９】
2006212603.tif 000011