(57)【要約】【課題】コスト低減を図りつつ通気抵抗を低く押さえることができ、接触時間を従来より大幅に短縮し、処理能力を向上させ、かつ長期継続使用をしても圧密化が少なく、目詰まりが少なく維持管理の簡単な悪臭ガスの脱臭装置を提供する。【解決手段】水分含有率が調整可能な脱臭材が充填された脱臭槽を備えて、この脱臭槽に悪臭ガスを取り込んで通過させて脱臭処理をして外部へ放出する悪臭ガスの脱臭装置において、前記脱臭材は、短寸法で多数本の繊維質材料を高密度化して楕円球体状又は変形球体状に形成された多数のファイバーボールの集合体を主成分とし、前記ファイバーボールの集合体は、大きさおよび／または形状がそれぞれ異なる個々のファイバーボールを、大きさまたは形状が偏らないように、多数個数組み合わせて調合されたものであり、前記ファイバーボールの集合体には微生物が定着させられている脱臭装置とした。【選択図】      図１
2006095500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分含有率が調整可能な脱臭材が充填された脱臭槽を備えて、この脱臭槽に悪臭ガスを取り込んで通過させて脱臭処理をして外部へ放出する悪臭ガスの脱臭装置において、
前記脱臭材は、短寸法で多数本の繊維質材料を高密度化して楕円球体状または変形球体状に形成された多数のファイバーボールの集合体を主成分とし、
前記ファイバーボールの集合体は、大きさおよび／または形状がそれぞれ異なる個々のファイバーボールを、偏らないよう多数個数混ぜ合わせて調整されたものであり、
前記ファイバーボールの集合体には微生物が定着させられている、ことを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】
請求項１に記載の脱臭装置において、
前記ファイバーボールの集合体は、フルイ目によるサイズ分別手段により、前記造粒物のサイズの構成が調整されたものからなる、ことを特徴とする脱臭装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の脱臭装置において、
前記脱臭材は、前記ファイバーボールの集合体と、もみ殻／ハイオガ／おがくず／いねワラ／豆類・栗類・雑穀類の外皮／樹木類の外皮または小片、から選ばれた１種又は２種以上の有機物とを混合した混成体から成り、
前記混成体には微生物が定着させられている、ことを特徴とする脱臭装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかに記載の脱臭装置において、
前記ファイバーボールの集合体への微生物の定着、または、前記ファイバーボールと有機物との混成体への微生物の定着は、家畜の糞尿、活性汚泥、または下水もしくは糞尿の処理施設から出る微生物含有物質を混合して混合物とすることにより行われ、
前記微生物の定着は、その混合物の水分含有率を調整した後、所定の容器に入れて時間をかけてその混合物中の微生物を培養して定着させたものであり、
前記混合物が前記脱臭材として適用される、ことを特徴とする脱臭装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかに記載の脱臭装置において、
前記ファイバーボールは、内面に沿って複数個の係止用突起帯を有する円筒状のドラム体の内部に、繊維質材料からなる塊状体として供給し、前記ドラム体を所定時間回転または回動させることにより、前記塊状体をほぐしてからさらに高密度のボール状体として形成されたものであり、
前記繊維質材料は、無機繊維、有機繊維、金属繊維のいずれかまたはそれらの組み合わせからなる、ことを特徴とする脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理場、し尿処理場、家畜及び実験動物糞尿処理施設、食品工場、飼・肥料工場、化学工場などから発生する悪臭ガスを生物化学的処理により脱臭する脱臭装置または脱臭方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記した下水処理場等で発生する悪臭ガスは、脱臭装置を利用して無臭化した後に大気中へ放出されるのが一般的である。従来の脱臭装置として、よく知られているものの１つに土壌脱臭装置がある。この土壌脱臭装置は、脱臭槽に堆積された土壌中の微生物の働きを利用して悪臭ガスを分解して無臭化するものであるため、脱臭効果が高く、管理の仕方如何では永続的に脱臭できる装置とされている。
【０００３】
しかし、このような土壌脱臭装置は、脱臭槽内の土壌中に悪臭ガスを通過させる際の通気抵抗が大きく、土壌堆積高を５０ｃｍ程度で、かつそのときの悪臭ガスが土壌を通過する速度（見掛けの風速）が５〜７ｍｍ／秒である。そのため、大量の悪臭ガスを処理する場合には、堆積できない分、横へ広げて脱臭槽面積を拡大しなければならず、この敷地を確保することが実際には困難な場合が多いという問題があり、これを解決するために、ロックウール、炭素繊維、フライアッシュファイバー等を用いた脱臭装置や脱臭方法が提案されてきている。
【０００４】
さて、ファイバーボールとは、多くの繊維（ファイバー）を絡み合わせるなどして、ボール形状に形成されたものであり、従来から、緩衝用／断熱用／遮音用などの詰め物、濾過装置の濾過材、植物栽培用の植生材料などとして広く使用されている。そして、これらファイバーボールの製造方法としては、大別して、繊維を熱融着または熱収縮させて粒状化する方法と、結合材（バインダー）を利用して粒状化する方法とが一般的であった。
【０００５】
本発明の技術分野における従来特許文献としては、例えば、次のようなものがある。
【特許文献１】特開２０００−３４５４５７
【特許文献２】特開平１１−１０５０３０
【特許文献３】特開平７−３９６５９
【特許文献４】特開昭６３−５０３７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来から、脱臭装置や脱臭方法としては種々のものが提案されているものの、長期継続的な可動が可能、維持管理が容易、コスト低減、脱臭処理能力向上などの観点から見れば、今もって満足すべき水準にあるとは云えない。
本発明の目的は、上記の問題点または事情に鑑みて、コスト低減を図りつつ、通気抵抗を低く押さえることができ、接触時間を大幅に短縮できて、脱臭処理能力を向上させ、かつ長期継続使用をしても圧密化が少なく、維持管理の簡単で、自然にやさしい悪臭ガスの脱臭装置または脱臭方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、本発明は次のような手段を用いた。
（１）本発明による脱臭装置は、水分含有率が調整可能な脱臭材が充填された脱臭槽を備えて、この脱臭槽に悪臭ガスを取り込んで通過させて脱臭処理をして外部へ放出する悪臭ガスの脱臭装置において、
前記脱臭材は、短寸法で多数本の繊維質材料を高密度化して楕円球体状又は変形球体状に形成された多数のファイバーボールの集合体を主成分とし、
前記ファイバーボールの集合体は、大きさおよび／または形状がそれぞれ異なる個々のファイバーボールを、偏らないよう多数個数混ぜ合わせて調整されたものであり、
前記ファイバーボールの集合体には微生物が定着させられている。
本発明による脱臭装置では、その脱臭材として前記構成のファイバーボールの集合体を適用することにより、ファイバーボール間同士の空隙を適正な大きさとして全体に分散させ、この中に悪臭ガスを通過させるときに、通気抵抗を低く押さえて圧力損失を減少させ、臭気を脱臭材全体に満遍なく均等に作用させて処理することができ、脱臭効果を大いに向上させることができる。
本発明による脱臭装置の脱臭材として用いられるファイバーボールは、繊維を高密度化したものなので、表面積が大変大きい(多い、広い)。このため、脱臭の際の悪臭ガスがファイバーボール脱臭材に接触する面積を増大させることができ、また、微生物の定着率も同様に増加させることができる。
【０００８】
（２）(１)の脱臭装置において、
前記ファイバーボールの集合体は、フルイ目によるサイズ分別手段により、前記造粒物のサイズの構成が調整されたものからなる。
前記造粒物のサイズの構成を調整するにあたっては、フルイ目によるサイズ分別手段により、２ｍｍのフルイ目を通過する造粒物を、全体の２０％以下の容積比に調整されて構成されるとよい。ここでの２ｍｍのフルイ目(２ｍｍ×２ｍｍ)を通過する造粒物とは、２ｍｍのフルイ目を通過しない(に滞留する)造粒物(サイズが大きいもの)と区別して、２ｍｍのフルイ目を通過する造粒物(サイズが小さいもの)のことをいう。
また上記構成において、３０ｍｍのフルイ目に滞留するサイズが大きい造粒物は、これを全体の５％以内の容積比に調整されて構成されるのが好適であり、とりわけ全体の３〜５％の容積比に構成されるのがより好適である。
【０００９】
（３）(１)または(２)の脱臭装置において、
前記脱臭材は、前記ファイバーボールの集合体と、もみ殻／ハイオガ／おがくず／いねワラ／豆類・栗類・雑穀類の外皮／樹木類の外皮または小片、から選ばれた１種又は２種以上の有機物とを混合した混成体から成り、
前記混成体には微生物が定着させられている。
また、このとき、前記脱臭材中の有機物は、乾物重量比で５〜２０％として構成されることが好ましく、とりわけ１０％前後ならより好ましい。
【００１０】
（４）(１)〜(３)いずれかの脱臭装置において、
前記ファイバーボールの集合体への微生物の定着、または、前記ファイバーボールと有機物との混成体への微生物の定着は、家畜の糞尿、活性汚泥、または下水もしくは糞尿の処理施設から出る微生物含有物質を混合して混合物とすることにより行われ、
前記微生物の定着は、その混合物の水分含有率を調整した後、所定の容器に入れて時間をかけてその混合物中の微生物を培養して定着させたものであり、
前記混合物が前記脱臭材として適用される。
【００１１】
（５）(１)〜(４)いずれかの脱臭装置において、
前記ファイバーボールは、内面に沿って複数個の係止用突起帯を有する円筒状のドラム体の内部に、繊維質材料からなる塊状体として供給し、前記ドラム体を所定時間回転または回動させることにより、前記塊状体をほぐしてからさらに高密度のボール状体として形成されたものであり、前記繊維質材料は、無機繊維（フライアッシュファイバー、炭素繊維、ロックウール、ガラス繊維、セラミックファイバー等）、有機繊維（アラミド繊維、アクリル繊維等）、金属製繊維（銅ファイバー、ステンレスファイバー、鉄製ファイバー、アルミファイバー等）のいずれか１種、あるいはそれらの組合せからなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の脱臭装置によれば、コスト低減を図りつつ、通気抵抗を低く押さえることができ、接触時間を大幅に短縮できて、脱臭処理能力を向上させ、かつ長期継続使用をしても圧密化が少なく、維持管理の簡単で、自然にやさしい悪臭ガスの脱臭装置を提供することができる。また、本発明の脱臭装置は、ファイバーボールによる脱臭材を用いているため、微生物が活動するのに最適な水分を維持できる充分な吸水性を有し、しかも長時間に亘りその最適水分を保持できる能力を有している上、広い範囲の水分量にわたって通気抵抗が低く、長期間にわたって悪臭ガスと接触しても形態が崩れることがなく、常に一定の形状と空隙を確保・保持することができ、微生物は常に好適な環境下で活動できる。そして、悪臭ガスと脱臭材の接触時間を従来の半分程度に短縮でき、かつ見掛けの風速が速くなり、悪臭ガスの処理能力も向上し、一段と装置のコンパクト化を達成できる。また、本発明の脱臭材であるファイバーボールは、繊維を高密度化したものなので、表面積が大変に大きく(多く、広く)、このため、脱臭の際の悪臭ガスがファイバーボール脱臭材に接触する面積を増大させることができ、また、微生物の定着率も増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
先ず、本発明による脱臭装置の一実施形態について、図１(１)と図１(２)に基づいて説明する。図１(１)は本発明にかかる脱臭装置１００を示す概念図であり、この脱臭装置１００は、その内部に処理される悪臭ガスを送入してこれを取り込み、充填配置された脱臭材中を通過させて脱臭処理を行い、この悪臭ガスを無臭化して外部へ放出する構成となっている。この脱臭装置１００の内部の脱臭槽には、ファイバーボールを主成分とする脱臭材が充填されており、またこのファイバーボールは他の有機物との混合体からなっていてもよいが、この脱臭装置１００の脱臭材には微生物が定着されていて、水分含有率の調整が可能となっている。
【００１４】
図１(２)は、本発明の一実施形態にかかる脱臭装置１００の構成図である。この脱臭装置１００は、脱臭材が充填された充填層２を有する脱臭槽１を備えており、この脱臭槽１に取り込んだ悪臭ガスを、充填層２を通過させて脱臭処理して外部へ放出する構造を備えている。そして、脱臭槽１には、脱臭材の水分を調節する水分量調節手段（散水装置３、水分検出器４、ポンプ７等）と、温度を調節する温度調節手段（温度検出器５等）と、ｐＨを調整するｐＨ調節手段（ｐＨ検出器６等）とが設けられており、これらの各調節手段によって、充填層２中の微生物の環境を、所望する条件となるよう、自動的にコントロールできるよう構成されている。
【００１５】
すなわち、微生物の最適環境は、本発明にかかる脱臭装置では、水分４０〜８０ｗｔ％、温度１０〜５０℃、ｐＨ６〜９であることが、研究の結果確認されているので、この範囲内になるように、上記の４、５、６の各検出器を用いて、自動的にコントロールするとよい。具体的には、この最適範囲外、例えば水分が４０％未満になると水分検出器４から信号が出てポンプ７が作動して散水装置３より散水を行い、温度が１０℃未満になると、温度検出器５から信号が出て加温装置８が作動して加温した悪臭ガスが２内に送入される、というようなコントロールが可能である。
【００１６】
また、ｐＨ値が６未満もしくは９を超えると、ｐＨ検出器６からの信号によって、消石灰や緩衝溶液を散水装置３によって適量散布して充填層２内のｐＨを調整することができる。なお、図１の脱臭装置１００では流量計９を備え、悪臭ガスの流量を測定できる。
さらに、本発明にかかる脱臭装置１００では、微生物の脱臭材中の最適水分率は、上記の通り４０〜８０ｗｔ％とするとよく、水分が４０ｗｔ％未満になると微生物の活動が低下し、８０ｗｔ％を超えると通気抵抗が高くなり過ぎるので、いずれも好ましくない。
【００１７】
図２(１)〜(３)には、本発明による脱臭装置の脱臭材として用いられるファイバーボールを製造するためのファイバーボール製造装置２００を示す。図２(１)はファイバーボール製造装置２００の端部側からの断面による構造説明図であり、図２(２)は同じく中央部の断面による構造説明図であり、また図２(３)は、円筒状ドラム体１０の内部に設けられた係止用突起帯４０の配置状況を説明するための、円筒状ドラム体１０の上下または天地方向の縦断面による構造説明図である。
【００１８】
図２におけるファイバーボールの製造装置２００は、短寸法で多数本の繊維質材料からなる塊状体を原料として供給されたとき、これらを収容するため容器である円筒状ドラム体１０と、この円筒状ドラム体１０を回転駆動するための駆動手段２０とを有し、この円筒状ドラム体１０内壁に沿って係止用突起帯４０を配設しておき、ドラム体１０が回転または回動するときには、掻き上げ羽根として作用させることができる構成である。
【００１９】
図３(１)は、短寸法の繊維質材料の単体の一例を示す図であり、繊維質材料Ｓは、その寸法Ｌとして例えば１〜５０ｍｍ、好ましくは２〜２５ｍｍであって、細くて撓みやすいものである。繊維質材料Ｓの種類には特に限定がなく、無機繊維（フライアッシュファイバー、炭素繊維、ロックウール、ガラス繊維、セラミックファイバー等）、有機繊維（アラミド繊維、アクリル繊維等）、金属製繊維（銅ファイバー、ステンレスファイバー、鉄製ファイバー、アルミファイバー等）のいずれか１種、あるいはそれらの組合せが用いられるとよく、例えば、金や銀を蒸着させたフィルム状の合成樹脂を細く切ってファイバー化したものを用いてもよい。
【００２０】
また、次の図３(２)は繊維質材料Ｓが多数本寄せ集められた塊状体Ｗを示している。この塊状体Ｗは、例えば、長さＬが２〜２５ｍｍ、直径が約６μｍでアスペクト比が５００〜４２００のフライアッシュファイバーが多数集合して綿状となったもの（綿状繊維の塊状体Ｗ）であり、本願発明ではこれらをファイバーボールの原料として使用している。このフライアッシュファイバーは、ロックウールよりも耐アルカリ性が優れていて、また、その機械的強度は、繊維径によって異なるが、直径が６μｍの場合には、引張り強度が４１２０ＭＰａ、引張り弾性率２００ＧＰａである。
【００２１】
さてまた、図２に戻って、ファイバーボール製造装置２００は、円筒状ドラム体１０は、その内部にファイバーボール（ＦＢ）の原料を収容した状態で、ドラム体１０の回転軸Ｐ(円筒軸心)を中心として回転または回動可能にして構成されている。そして、円筒状ドラム体１０は、図２(３)に示すように左右両端部には蓋体１０Ａと蓋体１０Ｂとが装着されて、これによって内部が封止される円筒形状のステンレス鋼製のドラム体であり、寸法上では例えば、内径０.９ｍ、長さ３.０ｍのものとして構成することができる。この円筒状ドラム体１０は、図２(２)に示すように、支持フレーム２８に固定された支持ローラ３０を介して、中心軸Ｐを回転軸として回転または回動が可能である。また、ドラム体１０の左右両端部の蓋体(１０Ａと１０Ｂ）のうちの一方の蓋体を開閉可能とすることにより、この蓋体の開閉を介して、原料〔図３(２)に示す綿状繊維の塊状体Ｗ〕の収容や取り出しを行うことができる。
【００２２】
そして、図２(３)に示すように、繊維質材料を収容する容器となる円筒状ドラム体１０の内部には、その内壁１１に沿って複数個の係止用突起帯４０が回転方向に所定距離または所定角度だけ離されて配設されており、これが回転時には塊状体Ｗの掻き上げるための羽根として動作する。これらの係止用突起帯４０は、ドラム体１０の回転時には、ドラム体１０内の短寸法の繊維質材料からなる塊状体Ｗを回転方向に付勢して、その上昇運動を助けるとともに、上昇運動終了後の落下運動を許容するように形成されている。
【００２３】
この係止用突起帯４０については、図２(２)および図２(３)で明らかなように、左側の内壁において、上から40d-40c-40b-40a-40b'-40c'-40d'として符号を付与しており、円筒状ドラム体１０の回転軸Ｐを軸心として、３０度の角度をおいて均等間隔に１２帯の突起帯が配設されるよう構成している。各係止用突起帯４０の回転軸方向の長さは、ドラム体１０の水平方向の長さと略等しく、幅(厚み)は１０〜４５ｍｍ程度、高さ（内壁１１からの突出長）は２０〜２００ｍｍ程度とするとよい。これらの係止用突起帯４０自体の材質は特に制限がなく、金属、プラスチック、ゴム、木材など種々のものが使用できる。なおここでは、係止用突起帯４０を、ドラム体１０の水平方向の軸線と平行にして、軸心Ｐから３０°ピッチで内壁１１に配設することとしたが、これに限定されるものではなく、設置本数や設置位置さらには設置形態を変更することも勿論可能である。
【００２４】
また、図２(１)のファイバーボールの製造装置２００において、この製造装置２００のドラム体１０の駆動するための駆動手段２０は、図２(１)に示すように、ドラム体１０の外周部に設けられた大スプロケット２１と、主軸に小スプロケット２２が装着された駆動モータ２３と、大小スプロケット（２１，２２）に掛け渡された無端状のチェーン２５とを備えており、ドラム体１０の中心軸線Ｐを中心として回転(回動)駆動が容易に可能になるよう構成されている。
【００２５】
そして、大スプロケット２１は、ドラム体１０の外径に合わせて全体が円環形状とされており、図２(１)に示すように、ドラム体１０の中心軸線Ｐ方向の略中央部の外周部に固設されている。また、駆動モータ２３は、取付フレーム２６を介して支持フレーム２に固設されていて、駆動モータ２３によりドラム体１０を円滑かつ確実に回転させることができる。ここでの駆動手段２０は、ドラム体１０の回転数や回転方向を変更可能に構成されており、具体的には、駆動モータ２３は、図２(１)に示すように、回転数／回転方向の調節器２４を付属している。
【００２６】
図２に示したファイバーボール製造装置２００においては、ドラム体１０が所定回転数（１〜５０ｒｐｍ）で所定時間（例えば、１分〜８時間）回転されるので、このドラム体１０内に収容された繊維質材料の塊状体Ｗは、遠心力によってこのドラム体１０の内壁１１に押し付けられて、内壁１１との間に発生する摩擦力によって、ドラム回転数に応じた時間間隔で上昇運動を繰り返すことになるが、その際に、内壁１１に設けられた係止用突起帯４０が繊維質材料の塊状体Ｗを引き止めてこの上昇運動を助けるように作用する。そのため、係止用突起帯４０が存在しない場合に比べて、繊維質材料の塊状体Ｗはドラム体１０の格段に高い位置まで勢いよく持ち上げられることになって、その後に落下してドラム内壁１１の低所等に着地するので、これらの繊維質材料の塊状体Ｗは着地時に強い衝撃を受けることになる。
【００２７】
さて図４(Ａ)〜(Ｅ)は、ファイバーボール製造装置２００によって、繊維質材料の塊状体Ｗからファイバーボールが造粒される過程を示す説明図である。
図２に示したファイバーボール製造装置２００のドラム体１０の回転駆動によって、上述したような上昇運動および落下運動（着地を含む）が何度も繰り返されることとなり、初期の段階で、繊維質材料の塊状体Ｗは幾つかのより小さな塊に分かれる〔図４(Ａ)〕。ここで、本実施形態における塊状体Ｗは、短寸法のフライアッシュファイバー（Ｓ）の集合体である。このような集合体は、その組織に疎密があるため、外部から衝撃等を受けて疎の部分を境にして幾つかの小さな塊に分かれる、と推定される。なお、繊維質材料の塊状体Ｗが均質な場合には、図４(Ａ)のように容易には分かれないので、このようなときには、塊状体Ｗを千切るなどすることにより造粒が早められると考えられる。
【００２８】
そして次に、ドラム体１０の回転に伴い、図４(Ｂ)に示すように、異なる塊状体Ｗ同士または個々の塊状体Ｗ中の異なる部位同士が擦れ合うなどして、塊状体Ｗの表面からいくつもの短寸法繊維Ｓが引っ張り出されてくる。そして、引っ張り出された短寸法繊維Ｓ同士が絡みついて小さな塊ができ始め（粒状開始）、時間の経過に従って、絡みつく本数が増えて塊も大きくなる（粒状進行）。それから、図４(Ｃ)と(Ｄ)に示すように、小さな塊（短寸法繊維Ｓの絡合体）が塊状体Ｗから切断され、その後に合体するなどして適度な硬さとなり（粒状安定）、ファイバーボール（ＦＢ）が製造される。なお、塊状体Ｗの表面から短寸法繊維Ｓが引き出されたり絡み合ったりするのは、上記した上昇運動時および着地時に多くなる傾向にある。
【００２９】
こうして、原料となる繊維質材料の塊状体Ｗをドラム体１０に入れて回転させるだけであるので、熱融着や結合材を利用することなく、簡単にファイバーボール（ＦＢ）を製造できる。なお、ドラム体１０の回転時間が短い場合には、製造されたファイバーボール（ＦＢ）は柔らかく、回転時間が長い場合には硬い締まったファイバーボール（ＦＢ）となる。このように、ドラム体１０の回転時間を調節することにより、製造されたファイバーボール（ＦＢ）の硬さを調節できる。また、繊維質材料の塊状体Ｗをドラム体１０内にそのまま入れて造粒作業を行う場合に、駆動モータ２３の回転数を増減することにより、ファイバーボールＦＢの粒径をコントロールできる。
【００３０】
さらに、ファイバーボールを形成する前の、原料となる繊維質材料の塊状体Ｗは、１つの塊状体ごとに１つの袋にいれて準備しておくことができる。１つの塊状体は、短寸法の多数のファイバーが１つの塊状になったものであるので、この１つの塊状体を１つの袋にいれ密閉して保管したときに、塊状体の量と袋の容積や形状とを調整することが可能であり、また、袋の中の塊状体が所定の圧縮率を有するように設定することも可能である。
【００３１】
図４は、本願発明にかかる脱臭装置において、脱臭材として用いられるファイバーボールの例を示す図である。本発明の脱臭装置で用いられるファイバーボールは、内面に沿って複数個の係止用突起帯を有する円筒状のドラム体の内部に、繊維質材料からなる塊状体を複数個数供給して、このドラム体を所定時間回転または回動させることにより、塊状体をほぐしてからさらに高密度のボール状体として形成されたものである。これらファイバーボールの繊維質材料としては、無機繊維（フライアッシュファイバー、炭素繊維、ロックウール、ガラス繊維、セラミックファイバー等）、有機繊維（アラミド繊維、アクリル繊維等）、金属製繊維（銅ファイバー、ステンレスファイバー、鉄製ファイバー、アルミファイバー等）などのいずれか、またはそれらの組み合わせからなるものを、原料として採用できる。
【００３２】
図５の上段の図は、繊維質材料の塊状体からファイバーボールを造粒した例であり、炭素繊維／ロックウール／セラミックファイバーの３例を示す。これらのファイバーボールは、大きさや形状がそれぞれ異なる個々のファイバーボールが多数混合されたものからなっており、ここでの粒径とは、個々のファイバーボールの最大粒径の値を示すものである。また、図５の中段の図は、２種類の繊維質材料を混ぜ合わせて複合させた材料からファイバーボールを造粒した例であり、「ロックウール＋炭素繊維」「セラミックファイバー＋炭素繊維」の２例を示す。さらに、図５の下段の図は、２種類の繊維質材料を複層状(内外の２層)に造粒して成形されたファイバーボールの例であり、ここでの「ロックウール(内層)＋炭素繊維(外層)」は、初めにロックウールを造粒しておき、その外側に炭素繊維の層を外層として被覆させて形成したものである。
【００３３】
さて、図６〜８を参照して、繊維質材料の塊状体Ｗからファイバーボール(ＦＢ)が製造された様子を、いくつかの実験例で示す。
これらの実験(１)〜(８)では、図２に記載のファイバーボール製造装置を用い、フライアッシュファイバーを原材料とし、個々の繊維体の長さを３〜１０ｍｍとした塊状体Ｗを、所定の重量(ｋｇ)分だけドラム体１０に直に投入して、これを所定速度で回転させて攪拌し、多数のファイバーボールを造粒するものである。このとき、ドラム体１０の大きさは直径０.９７ｍで長さ３.０ｍの円筒形状とし、各係止用突起帯４０はドラム体１０の水平軸線と平行に、中心から３０°ピッチで内壁１１に配設したものであり、各係止用突起帯４０の回転軸方向の長さはドラム体１０の長さに等しく、幅(厚み)は３０ｍｍ、高さ（内壁１１からの突出長）４５ｍｍとし、このドラム体１０を１７ｒｐｍで回転させ、投入後２時間から８時間の各所定時間を経過させて造粒を行った。そして、それらの造粒物の造粒状態を、段階的に寸法設定がなされたフルイ目を通過させ、これによって造粒物のサイズを判断するサイズ分別手段によって測定した。
【００３４】
これらの実験に用いられた篩(ふるい)のフルイ目は、３０ｍｍ×３０ｍｍ(最大寸法) 、２５ｍｍ×２５ｍｍ、２０ｍｍ×２０ｍｍ、１５ｍｍ×１５ｍｍ、１０ｍｍ×１０ｍｍ、５ｍｍ×５ｍｍ、３ｍｍ×３ｍｍ、２ｍｍ×２ｍｍ、１ｍｍ×１ｍｍ(最小寸法)の９種類のサイズのものを用い、造粒されたファイバーボールはすべて、これらのフルイ目を通過させて「通過するか通過しないか(滞留するかしないか)」により、サイズの分別が行われた。そして、これらのフルイを用いてファイバーボール(造粒物)のサイズを分別するにあたっては、フルイ目の小さいサイズのフルイから順に、下から上へと多段にして重ねておくとよい。つぎに、それらの重ねられた上部にあるサイズの大きいフルイから、分別するべき多数のファイバーボールを流し込むようにしてフルイ内に挿入して、フルイ全体に多少の振動を与える。すると、個々のファイバーボールは上から下へと移動し、大きいサイズのフルイは通り過ぎてしまい、小さいサイズのフルイの位置に滞留することとなる。このように、小サイズのフルイから順番に大サイズのフルイを上に重ねて多段にして設置しておいて、これらの多段重ねのフルイの上部から多数のファイバーボールを通すだけで、極めて容易にファイバーボールのサイズ分別ができる。
【００３５】
さて、繊維質材料からファイバーボールを造粒したときの実験の結果としては、図６〜図８において、フライアッシュファイバーを用いて造粒した場合の実験(１)〜(８)について得られたデータを掲載している。図６には造粒物(ファイバーボール)のサイズ別の重量(kg)・容積(L)・重量比(％)・容積比(％)の分布状況を、図７には造粒物のサイズ別の容積比とそのグラフを、また図８には造粒物のサイズ別の重量比とそのグラフを示しており、それら図６〜図８の各データは、それぞれの造粒物(１)〜(８)毎に対応させた記載となっている。
【００３６】
まず、実験(１)について、図６〜８を参照しながら、得られたデータに関連してつぎに述べる。
この実験(１)では、４４.５ｋｇのフライアッシュファイバーの塊状体Ｗをドラム体内へ供給し、このドラム体を１７ｒｐｍ(毎分１７回転)で回転させて２時間を経過させ、ファイバーボールの造粒を行った。その結果、造粒物としては、大きさおよび／または形状がそれぞれ異なる造粒物(ファイバーボール)が多数得られたものの、この実験(１)では、得られたサイズの異なるファイバーボールのうち、フルイ目１５ｍｍ×１５ｍｍのサイズのフルイを通過する、サイズの小さいものを採用することとし、これらの造粒物(ファイバーボール)について無作為的に選択して抽出した造粒物５.４ｋｇのデータを示したものである。
【００３７】
上記の造粒物５.４ｋｇを分別すれば、フルイ目のサイズに対応する造粒物の重量としては、図６の(１)より明らかなように、１５ｍｍのフルイ目を通過しない(で滞留した)ものは０ｋｇ、１０ｍｍのフルイ目を通過しないものは０.２８ｋｇ、５ｍｍのフルイ目を通過しないものは０.９４ｋｇ、３ｍｍのフルイ目を通過しないものは０.８ｋｇ、２ｍｍのフルイ目を通過しないものは０.４ｋｇ、１ｍｍのフルイ目を通過しないものは０.５４ｋｇ、１ｍｍのフルイ目を通過したもの(１ｍｍ以下のフルイ目のもの)では２.４４ｋｇとなり、合計５.４ｋｇであった。
【００３８】
・実験(１)の結果
原料：フライアッシュファイバーの塊状体の重量：４４.５ｋｇ
ドラム体：１７ｒｐｍで、２時間経過
得られた造粒物(ファイバーボール)から小さいサイズのものを採用することとし、これら造粒物を無作為抽出して得られたものの重量：  ５.４ｋｇ
造粒物のサイズ分布に伴う重量／容積／重量比／容積比：  図６(１) 図７(１) 図８(１)に示すとおり
【００３９】
・実験(２)の結果
原料：フライアッシュファイバーの塊状体の重量：７５ｋｇ
ドラム体：１７ｒｐｍで、２時間経過
得られた造粒物(ファイバーボール) の重量：７５ｋｇ
造粒物のサイズ分布に伴う重量／容積／重量比／容積比：  図６(２) 図７(２) 図８(２)に示すとおり
【００４０】
・実験(３)の結果
原料：フライアッシュファイバーの塊状体の重量：７５ｋｇ
ドラム体：１７ｒｐｍで、３時間経過
得られた造粒物(ファイバーボール) の重量：７５ｋｇ
造粒物の分布に伴う重量／容積／重量比／容積比：  図６(３) 図７(３) 図８(３)に示すとおり
【００４１】
・実験(４)の結果
原料：フライアッシュファイバーの塊状体の重量：７５ｋｇ
ドラム体：１７ｒｐｍで、４時間経過
得られた造粒物(ファイバーボール) の重量：７５ｋｇ
造粒物の分布に伴う重量／容積／重量比／容積比：  図６(４) 図７(４) 図８(４)に示すとおり
【００４２】
・実験(５)の結果
原料：フライアッシュファイバーの塊状体の重量：５０ｋｇ
ドラム体：１７ｒｐｍで、３時間経過
得られた造粒物(ファイバーボール) の重量：５０ｋｇ
造粒物の分布に伴う重量／容積／重量比／容積比：  図６(５) 図７(５) 図８(５)に示すとおり
【００４３】
・実験(６)の結果
原料：フライアッシュファイバーの塊状体の重量：４４.５ｋｇ
ドラム体：１７ｒｐｍで、４時間経過
得られた造粒物(ファイバーボール)から小さいサイズのものを採用することとし、これら小さいサイズの造粒物を無作為抽出して得られたものの重量：  ５.０ｋｇ
造粒物の分布に伴う重量／容積／重量比／容積比：  図６(６) 図７(６) 図８(６)に示すとおり
【００４４】
・実験(７)の結果
原料：フライアッシュファイバーの塊状体の重量：１００ｋｇ
ドラム体：１７ｒｐｍで、４時間経過
得られた造粒物(ファイバーボール)から全サイズを均等に無作為抽出して得られたものの重量：５０.０ｋｇ
造粒物の分布に伴う重量／容積／重量比／容積比：  図６(７) 図７(７) 図８(７)に示すとおり
【００４５】
・実験(８)の結果
原料：フライアッシュファイバーの塊状体の重量：１００ｋｇ
ドラム体：１７ｒｐｍで、８時間経過
得られた造粒物(ファイバーボール)から全サイズを均等に無作為抽出して得られたものの重量：５０.０ｋｇ
造粒物の分布に伴う重量／容積／重量比／容積比：  図６(８) 図７(８) 図８(８)に示すとおり
【００４６】
実験(１)〜(８)により得られたファイバーボールの集合体は、大きさおよび／または形状がそれぞれ異なり、設定された各種サイズまたは寸法からなるフルイ目を、通過可能なファイバーボールが多数混合されたものであった。ここでは、造粒された個々のファイバーボールが、フルイ目が３０ｍｍ〜１ｍｍの篩を通過するかまたは滞留するかによってデータが取られたものであり、ここで造粒されたファイバーボールのサイズの構成は、かなりの広い範囲に分布していることが判明した。
【００４７】
これまでの実験(１)〜(９)では、フルイのサイズにより造粒物を３０ｍｍ／２５ｍｍ／２０ｍｍ／１５ｍｍ／１０ｍｍ／５ｍｍ／３ｍｍ／２ｍｍ／１ｍｍ／１ｍｍ以下と設定して、ファイバーボールのサイズを測定したことを説明してきた。また、つぎに別の例として、このようなサイズの規定が可能なフルイ分別手段を用いて、ファイバーボールをサイズ別に選別してその構成を調整して採用することが可能である。例えば、小さなサイズのファイバーボールほど容積比率または重量比率において放物線状に大きくなるようにして各種サイズのファイバーボールの構成を選択調整して、それらを混ぜ合わせてファイバーボールの集合体とすることができる。このように、本発明によるファイバーボールの集合体は、造粒物のサイズの構成が調整可能であるため、各ファイバーボールの間隔(空隙)を広すぎず狭すぎず調整することが可能となり、所望のファイバーボールの分布集合状態を形成できる。そして、これらファイバーボールの集合体を、本願発明の脱臭装置の脱臭材として適用することにより、より適正な通気抵抗値を有する脱臭材となり、優れた脱臭能力を発揮することができる。
【００４８】
ここで、本発明の脱臭装置における脱臭材への微生物の定着について述べる。微生物を定着させるために用いる微生物含有物質は、家畜の糞尿等の微生物を含有した物質が使用される。具体例としては、家畜の糞尿、活性汚泥、および下水２次処理水や糞尿の各処理施設から出る微生物を含有した物質が挙げられる。そして、これらの中では鶏糞が実用上特に好ましい。これら微生物含有物質中の有効微生物は、ファイバーボールに定着(固着)されるものであり、適切な条件下で増殖された上で利用される。
【００４９】
ファイバーボールに微生物を定着させるときの、ファイバーボールと微生物含有物質との混合割合は、乾物重量比でファイバーボール１に対して、微生物含有物質を０.０１〜０.５とするのが好ましい。０.０１未満では、脱臭のための微生物活性が低く、０.５を超えると加えただけの効果が期待できないからである。より好ましくは０.０５〜０.２０である。また、微生物含有物質が液状の場合は、脱臭材を脱臭装置の充填層内に充填させた後散布してもよい。
【００５０】
本発明で脱臭材として用いられる有機物としては、もみ殻、ハイオガ、おがくず、いねワラ、豆類・栗類・雑穀類の外皮／樹木類の外皮または小片、などの農産物もしくは畜産物又は林産物の残渣などがあり、いわゆる粗大有機物といわれる有機物を混合することが好ましい。また、これらの有機物は１種類だけを用いてもよいが、２種以上混合して用いてもよい。これらの有機物は、脱臭に有効な微生物の栄養源や供給源の一部として働く他、該微生物の繁殖、活動に有利な棲家を提供するという効果を有する。なお、豆類または栗類の外皮としては、具体的には落花生／えんどう豆／そら豆／コーヒー豆などの殻や、毬栗の殻(栗の外皮)などがあり、樹木類の外皮または小片としては、杉／松／桜などの樹皮や樹木から切り出された小片(木材のチップなど)があり、これらは略球体状の殻または外皮からなり、お椀のような形状をして内部はつるつる外部はざらざらしており、腐り難くて、水分が溜まりやすく、微生物が棲むための隠れ家的に機能することができ、微生物定着用の有機物として将来が期待される。
【００５１】
有機物をいっしょに用いる場合、ファイバーボールと有機物と微生物含有物質との混合比は、乾物重量比で、１：０.０１〜０.５：０.０１〜０.５とするのが好ましい。有機物の混合割合が、０.０１未満では栄養不足になり、０.５を超えると、有機物の過度の分解のために目詰りを引き起こして圧密化の原因になる。そして、より好ましい有機物の混合割合は０.０３〜０.２である。
【００５２】
定着のための培養期間は、環境条件にもよるが、通常は５〜１０日間程度であり、１日１回以上攪拌を行いながら行うとよい。そして、定着のための培養が完了されたか否かは、温度上昇によって判断でき、このとき、定着のための培養開始時の温度を基準として、季節によっても異なるが、培養開始時の温度よりも１０〜３０℃培養温度が上昇したときを培養完了時期とすることができ、この培養が完了した混合物を脱臭装置の脱臭材として適用することができる。この培養で微生物が定着された混合物は、脱臭装置の脱臭槽に充填されると、水分調整がなされた後に、悪臭ガスが導入されてその脱臭が実行される。
【００５３】
さて、先の実験についてのデータを図６〜８で示したが、そのときは、フライアッシュファイバーの塊状体を原料として、これを造粒して造粒物(ファイバーボールの集合体)を得たものであり、造粒物(１)〜(８)という８種類のものが得られた。そこで、これらの造粒物(１)〜(８)を本発明による脱臭装置の脱臭材としてそれぞれ適用して、各種の実験を行って脱臭効果を判定した。その結果、［造粒物(２)、造粒物(４)］、［造粒物(７)、造粒物(５)、造粒物(３)、造粒物(１)］、［造粒物(８)、造粒物(６)］の順に、その造粒物が本発明による脱臭装置の脱臭材として優れていることが判明した。
【００５４】
そこで、造粒物のサイズの構成が明らかとなっている造粒物(１)〜(８)において、最も脱臭材として優れている造粒物(２)と造粒物(４)とに着目し、そのデータ分析を試みた。それによると、図７の容積比のデータにおいて、造粒物(２)のフルイサイズ１ｍｍと２ｍｍとの境界であるｂ２地点と、造粒物(４)の同じくフルイサイズ１ｍｍと２ｍｍとの境界であるｂ４地点とは、他の造粒物(１)(３)(５)〜(８)のそれに比べて、図７の棒グラフ上の高い位置にある。そこで、このｂ２地点より上部にある範囲Ｒ２と、ｂ４地点より上部にある範囲Ｒ４について、その容積比を計算してみると、範囲Ｒ２については、12.30＋2.46＝14.76(％)であり、範囲Ｒ4については、11.49＋3.89＝15.38(％)であるので、１５％付近に境界があることが明らかとなり、ｂ２地点およびｂ４地点より上部の範囲の容積比は、造粒物(３)や造粒物(７)のそれと区別するに、全体の１８％以下の範囲とするのがよいことを見出した。この容積比を例えば、１８％〜０％の範囲、１８％〜５％の範囲、１８％〜１０％の範囲、または１８％〜１２％の範囲などの所望の値に、適宜に設定して用いることが可能である。このように、これらのｂ２地点より上部の範囲Ｒ２と、ｂ４地点より上部の範囲Ｒ４とは、２ｍｍのフルイ目を通過する造粒物を全て合わせた容積比であるので、このようなサイズの小さい造粒物の合計を１８％以下とすることし、例えば、１８％〜０％の範囲、１８％〜５％の範囲、１８％〜１０％範囲、１８％〜１２％の範囲、などのような容積比にして構成する、ということが極めて有効であることが判明した。
【００５５】
またさらに、造粒物(２)と造粒物(４)に着目すると、図７の容積比のデータにおいて、造粒物(２)のフルイサイズ３０ｍｍと２５ｍｍとの境界であるｂ２’地点と、同じく造粒物(４)のフルイサイズ３０ｍｍと２５ｍｍとの境界であるｂ４’地点とは、他の造粒物(１)(３)(５)〜(８)のそれに比べて、図７の棒グラフ上の高い位置にある。そして、このｂ２’地点より下部にある範囲と、ｂ４’地点より下部にある範囲については、フルイ目３０ｍｍを通過しない(滞留した)造粒物であって、その容積比はそれぞれ、４.５７(※１)、３.８９(※２)であることが測定されており、いずれも全体の３〜５％の容積比の範囲にあることを見出した。このように、ｂ２'地点より上部の範囲Ｒ２'と、ｂ４’地点より上部の範囲Ｒ４’とは、３０ｍｍのフルイ目を通過しない(滞留した)サイズの大きい造粒物を全て合わせた容積比であり、これを３〜５％の容積比にして構成するということが、造粒物による脱臭材として極めて有効であることが判明した。
【００５６】
このように、本発明の脱臭装置において、前記ファイバーボールの集合体は、フルイ目によるサイズ分別手段により、２ｍｍのフルイ目を通過する造粒物(小さいサイズの造粒物)を、全体の１８％以下の容積比に調整されて構成されること、また、３０ｍｍのフルイ目を通過しないサイズが大きい造粒物は、これを全体の３〜５％の容積比に調整されて構成されること、が好適であることが判明した。そして、先に紹介した実験は、全てフライアッシュファイバーを原料した造粒物についてのものであったが、これと同様な実験を、炭素繊維、ロックウール、セラミックファイバーなどの他の繊維質材料を原料としたそれぞれの造粒物についても行ったところ、上記の造粒物の容積比による構成による脱臭材が、やはり、極めて有効であることが判明した。
【００５７】
そこで次に例として、炭素繊維、ロックウール、セラミックファイバーのそれぞれを原料として得られた造粒物(ファイバーボールの集合体)を脱臭材として用いたときの脱臭装置について脱臭試験を行い、その結果を、図９〜１２を参照しながら紹介する。そのときの脱臭材である造粒物(ファイバーボールの集合体)の構成としては、フルイ目によるサイズ分別手段により、２ｍｍのフルイ目を通過する造粒物(小さいサイズの造粒物)を全体の１５％前後の容積比に調整されて構成され、かつ、３０ｍｍのフルイ目を通過しないサイズが大きい造粒物はこれを全体の４％前後の容積比に調整されて構成されたもの、を用いた。
【００５８】
図９〜１２は、上記のように造粒物の構成が調整されて得られたファイバーボールの集合体を、図１(２)の脱臭装置の脱臭材として適用して脱臭を行ったときの脱臭効果を示すデータ図である。ここで、図９は脱臭前の原臭を測定したデータであり、図１０はロックウールからなるファイバーボールを脱臭材とした脱臭装置による脱臭後のデータであり、図１１は炭素繊維からなるファイバーボールを脱臭材とした脱臭装置による脱臭後のデータであり、また図１２はフライアッシュファイバーからなるファイバーボールを脱臭材とした脱臭装置による脱臭後のデータである。
【００５９】
図９〜１２のデータは、養豚施設内から排出される糞尿を堆肥化処理する密閉型醗酵機に入れ、堆肥化処理を行っている時に発生する悪臭ガス（図９に示す通りのアンモニア２９０ｐｐｍ）を本発明の図１(２)に示す脱臭装置１００に送入して脱臭したときに得られたものである。すなわち、図１(２)の脱臭装置の脱臭槽１（断面積０.０９６ｍ2、高さ２ｍ）内に、本発明のファイバーボールによる脱臭材を充填した充填層２中に、ファン１０によって悪臭ガスを送入し、図中での４、５、６は水分、温度、ｐＨの各検出器であり、７はポンプ、８は加温装置、９Ａは流量計、３は散水装置である。
【００６０】
充填層２内の適用された脱臭材は、ロックウール／炭素繊維／フライアッシュファイバーのいずれかによる造粒物（ファイバーボール）２１ｋｇ、鶏糞（乾物重量）２．１ｋｇ、もみ殻（乾物重量）１.１ｋｇを混合して、水分５０％に調整した混合物を７日間、１日１回攪拌しながら培養して製作されたものであり、この脱臭材を、上記脱臭装置１００の脱臭槽１に堆積高１ｍにして充填した。
【００６１】
上記脱臭装置１００で脱臭を行った条件は、つぎの通りである。
悪臭ガス送入量 ０.２ｍ3／分、脱臭材内を通過する悪臭ガスの見掛けの風速３５ｍｍ／秒、悪臭ガス接触時間 ５０秒、通気抵抗 ４９０Ｐａ、散水 ２回／日 約０．５リットル／回、である。また、このような条件で脱臭した結果を、図９〜１２に示す。なお、脱臭装置における悪臭物質の濃度(ｐｐｍ)は、ガスクロマトグラフィー(ガス検知装置)を用いて測定した。図９〜１２の結果にみるとおり、脱臭後にはアンモニアはほとんど検出されず、脱臭効果は極めて良好であった。また、その後半年を経過しても、充填層の目詰まりや圧密化は一切起こっていない。
【００６２】
そして、脱臭装置に用いられた造粒物(ファイバーボール)については、図１０のロックウールからなるファイバーボールは、原料のロックウールの塊状体７５ｋｇをドラム体に入れて、１７ｒｐｍの回転で２〜４時間経過させて造粒したものであり、造粒物の構成としては、２ｍｍのフルイ目を通過する造粒物(小さいサイズの造粒物)を全体の１５％前後の容積比にし、かつ、３０ｍｍのフルイ目を通過しないサイズが大きい造粒物は全体の４％前後の容積比に調整されて構成され、造粒物(ファイバーボール)のサイズが偏らないように分散させて調合したものを用いた。そして同様に、図１１の炭素繊維からなるファイバーボールは、原料の炭素繊維の塊状体７５ｋｇをドラム体に入れて、１７ｒｐｍ回転で２〜４時間経過させて造粒したものを用い、造粒物の構成としては、上記と同様に構成されたものを用い、造粒物(ファイバーボール)のサイズが偏らないように分散させて調合したものを用いた。また、図１２のフライアッシュファイバーからなるファイバーボールは、原料のフライアッシュファイバーの塊状体７５ｋｇをドラム体に入れて、１７ｒｐｍ回転で２〜４時間経過させて造粒したものを用い、造粒物の構成としては、上記と同様に構成されたものを用い、造粒物(ファイバーボール)のサイズが偏らないように分散させて調合したものを用いた。
【００６３】
図９の原臭の臭気データと、図１０〜１２の脱臭材としてロックウール／炭素繊維／フライアッシュファイバーからなるファイバーボールを用いた脱臭装置による臭気データとを比較するに、本発明によるファイバーボールを用いた脱臭装置が優れた脱臭効果を有することは明らかである。主なデータを比較すれば次のようになった。
原臭  ロックウール  炭素繊維  フライアッシュファイバー
臭気指数                  44       18          24              24
臭気濃度               23000      2000       2500            2600
アンモニア(ppm)          290      0.92       0.98            0.99
メチルメルカプタン(ppm) 0.01      0.001      0.0018          0.0025
硫化水素(ppm)           0.05      0.0065     0.0078          0.001
【００６４】
本願発明で用いるファイバーボールの集合体は、大きさおよび／または形状がそれぞれ異なる個々のファイバーボールを、サイズが偏らないように多数個数組み合わせて調合されたものであり、これを脱臭材として適用して脱臭装置として構成する。このときファイバーボールである造粒物のサイズの構成としては、２ｍｍのフルイ目を通過する造粒物(小さいサイズの造粒物)を全体の１８％以下、好ましくは、１８〜５％、１８〜１０％、１８〜１２％の容積比にし、かつ、３０ｍｍのフルイ目を通過しないサイズが大きい造粒物は全体の５％以下、好ましくは３〜５％の容積比に調整されて構成されるのがよい。このように構成された本発明のファイバーボールによる脱臭材は、造粒物と微生物含有物質と必要により有機物とから調製された脱臭材であり、通気抵抗が従来の脱臭材の半分程度に低くすることができ、微生物による分解生成物が洗浄されやすく、目詰まりの心配もなくなる。そして、本発明による脱臭装置の脱臭材は、高水分量を保持できる優れた吸水性を有し、以後長時間に亘り微生物の最適環境の水分量を維持することができ、本発明の脱臭材を充填槽に充填し、そこに悪臭ガスを通過させると、悪臭ガスは微生物の栄養源となり生分解され、無臭化されて大気に放出することができる。
【００６５】
そして、本発明による脱臭装置の脱臭メカニズムは、上記の通り悪臭ガスが適度な水分を保持した脱臭材の中の微生物と接触して生分解され無臭化されるという仕組みをとるものである。例えば、微生物によりアンモニアは硝酸イオン、メチルメルカプタンは硫酸イオン、アセトアルデヒド等の悪臭ガスは、最終的には炭酸ガスと水にまで生分解され、無臭化される。そして、上部からの散水により、微生物によって生分解された上記の生成物は水で溶出され系外に排出される。
このようにして、本発明の脱臭材は、再び悪臭ガスを生分解することのできる脱臭能力を回復し、使用されるのである。従って、本発明においては、悪臭ガスの分解量と送入量がほぼ等しくなるようにコントロールすれば、脱臭効果はほぼ永続的に奏されることになる。
【００６６】
本発明のファイバーボールからなる脱臭材は、微生物が繁殖するために必須とされる最適環境を構成する適切な水分及び栄養源（運転中は悪臭ガスが主たる栄養源となる）を保持しており、酸素（空気）が充分に供給されやすく、温度、ｐＨのコントロールも適正に調整できるため、悪臭ガスを分解する微生物の活動にとって極めて好適な環境を提供している。
【００６７】
また、本発明のファイバーボールからなる脱臭材は、微生物が活動するのに最適な水分を維持できる充分な吸水性を有し、しかも長時間に亘りその最適水分を保持できる能力を有している上、広い範囲の水分量にわたって通気抵抗が低く、常に一定の形状と空隙を確保・保持して圧密化を妨げることができる。そのため、微生物は、常に好適な環境下で活動できるので、接触時間も従来の脱臭材に比べ格段に短くでき、悪臭ガスの無臭化が達成される。こうして、本発明で悪臭ガスの分解に使われる微生物は、上記のような最適環境を維持さえすれば増殖が繰り返され、更に生分解能を上昇させることができるので、脱臭施設面積を従来に比べ大巾にコンパクト化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明による脱臭装置は、ファイバーボール脱臭装置であり、ファイバーボールに微生物と有機物を添加させた新脱臭材を使用し、畜舎や堆肥化施設および工場によりアンモニア等の悪臭ガスの飛散を防止して無臭化する高性能脱臭装置として、産業上の利用可能性は極めて大きい。また、本脱臭装置は、家畜および動物糞尿処理施設、下水および屎尿処理場、食品・化学・飼料・肥料などの工場などの悪臭が発生する施設において、広く適用が可能である。そして、本脱臭装置は、自然界に棲息する微生物を利用しているので、クリーンで自然環境にやさしい装置であり、従来の土壌脱臭装置に比べ、スペースは１／７、通気抵抗は約半分、風速(見かけ)は約７倍、目詰まり／圧密化激減となり、自動制御対応・寒冷地対応の仕様にして保守管理を容易にすることができる、などの様々な優れた特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】(１)は本発明の一実施形態による脱臭装置１００を示す構成概念図であり、(２)は、本発明の一実施形態にかかる脱臭装置１００の構成図である。
【図２】本発明による脱臭装置の脱臭材として用いられるファイバーボールを製造するための製造装置２００を示す図であり、(１)はファイバーボール製造装置２００の端部側からの断面による構造説明図、(２)は同じく中央部の断面による構造説明図、(３)は円筒状ドラム体１０の上下または天地方向の縦断面による構造説明図、である。
【図３】本発明で用いられる短寸法の繊維質材料の一例を示す図であり、(１)は繊維質材料の単体を、(２)は繊維質材料Ｓが多数本寄せ集められて作られた塊状体Ｗを示す。
【図４】(Ａ)〜(Ｅ)は、ファイバーボール製造装置によって、繊維質材料の塊状体Ｗからファイバーボールが造粒される過程を示す説明図である。
【図５】図５の上段の図は、繊維質材料の塊状体から造粒されたファイバーボールのいくつかの例を示す図である。
【図６】繊維質材料の塊状体Ｗからファイバーボールが製造された様子を示すいくつかの実験例を示すデータ図であり、ここでは得られた造粒物(１)〜(８)についてのサイズ別の重量(kg)・容積(L)・重量比(％)・容積比(％)の分布状況を示す。
【図７】図６に示した造粒物(１)〜(８)に対応する造粒物のサイズ別の容積比を示すデータ図である。
【図８】図６示した造粒物(１)〜(８)に対応する造粒物のサイズ別の重量比を示すデータ図である。
【図９】ファイバーボールを脱臭材として適用した脱臭装置について、その脱臭効果を調べるために得られたデータ図であり、ここでの試料は原臭である。
【図１０】ロックウールのファイバーボールを脱臭材として適用した脱臭装置について、その脱臭効果を調べるために得られたデータ図である。
【図１１】炭素繊維のファイバーボールを脱臭材として適用した脱臭装置について、その脱臭効果を調べるために得られたデータ図である。
【図１２】フライアッシュファイバーのファイバーボールを脱臭材として適用した脱臭装置について、その脱臭効果を調べるために得られたデータ図である。
【符号の説明】
【００７０】
１００    脱臭装置
１    脱臭槽
２    充填層
３    散水装置
４    水分検出器
５    温度検出器
６    ｐＨ調節器
７    ポンプ
８    加温装置
９Ａ  流量計
９Ｂ  ファン
２００    ファイバーボール製造装置
Ｓ    繊維質材料(単体)
Ｗ    繊維質材料の塊状体
１０    円筒状ドラム体
１０Ａ、１０Ｂ    蓋体
１１    内壁
Ｐ    ドラム体の中心軸線  
２０    駆動手段
２１    大スプロケット
２２    小スプロケット
２３    駆動モータ
２４    回転数／回転方向の調節器
２５    チェーン
２６    取付フレーム
２８    支持フレーム
３０    支持ローラ
３２    支持フレーム
４０    係止用突起帯
【図１】
2006095500.tif 000003
【図２】
2006095500.tif 000004
【図３】
2006095500.tif 000005
【図４】
2006095500.tif 000006
【図５】
2006095500.tif 000007
【図６】
2006095500.tif 000008
【図７】
2006095500.tif 000009
【図８】
2006095500.tif 000010
【図９】
2006095500.tif 000011
【図１０】
2006095500.tif 000012
【図１１】
2006095500.tif 000013
【図１２】
2006095500.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月25日(2005.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分含有率が調整可能な脱臭材が充填された脱臭槽を備えて、この脱臭槽に悪臭ガスを取り込んで通過させて脱臭処理をして外部へ放出する悪臭ガスの脱臭装置において、
前記脱臭材は、短寸法で多数本の繊維質材料を高密度化して楕円球体状または変形球体状に形成された多数のファイバーボールの集合体を主成分とし、
前記ファイバーボールの集合体は、大きさおよび／または形状がそれぞれ異なる個々のファイバーボールを、偏らないよう多数個数混ぜ合わせて調整されたものであり、
前記ファイバーボールの集合体には微生物が定着させられていて、
前記ファイバーボールの集合体は、フルイ目によるサイズ分別手段により、前記造粒物のサイズの構成が調整されたものからなり、
前記フルイ目は、１〜３０ｍｍの範囲で調整された複数のフルイのサイズから構成される、ことを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】
請求項１に記載の脱臭装置において、
前記脱臭材は、前記ファイバーボールの集合体と、もみ殻／ハイオガ／おがくず／いねワラ／豆類・栗類・雑穀類の外皮／樹木類の外皮または小片、から選ばれた１種又は２種以上の有機物とを混合した混成体から成り、
前記混成体には微生物が定着させられている、ことを特徴とする脱臭装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の脱臭装置において、
前記ファイバーボールの集合体への微生物の定着、または、前記ファイバーボールと有機物との混成体への微生物の定着は、家畜の糞尿、活性汚泥、または下水もしくは糞尿の処理施設から出る微生物含有物質を混合して混合物とすることにより行われ、
前記微生物の定着は、その混合物の水分含有率を調整した後、所定の容器に入れて時間をかけてその混合物中の微生物を培養して定着させたものであり、
前記混合物が前記脱臭材として適用される、ことを特徴とする脱臭装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかに記載の脱臭装置において、
前記ファイバーボールは、内面に沿って複数個の係止用突起帯を有する円筒状のドラム体の内部に、繊維質材料からなる塊状体として供給し、前記ドラム体を所定時間回転または回動させることにより、前記塊状体をほぐしてからさらに高密度のボール状体として形成されたものであり、
前記繊維質材料は、無機繊維、有機繊維、金属繊維のいずれかまたはそれらの組み合わせからなる、ことを特徴とする脱臭装置。