(57)【要約】【課題】臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても、低コストで長期間安定した脱臭性能を発揮できること。【解決手段】臭気ガスＧを生物的処理によって消化するバイオフィルタ２１を、木材チップ２１Ａを嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填して構成し、散水手段３０によってバイオフィルタ２１の上方からなされる散水により木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する。また、循環手段４０によりバイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1を回収し散水手段３０に供給することで、散水手段３０で散水する水を循環させている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材チップを嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填してなるバイオフィルタを有し、前記バイオフィルタの下方から導入した臭気ガスを前記バイオフィルタによる生物的処理によって消化して前記バイオフィルタの上方に放出する脱臭処理手段と、
前記バイオフィルタに対してその上方から散水する散水手段と、
前記バイオフィルタを通過した前記散水の水を回収し前記散水手段へ循環させる循環手段と
を具備することを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項２】
前記散水手段により前記バイオフィルタに散水する水は、単位時間当たり一定の散水量を１００容積％としたとき、前記バイオフィルタを通過した水を３６容積％以上とし、外部から補充する水を６４容積％以下とすることを特徴とする請求項１に記載の生物脱臭装置。
【請求項３】
前記バイオフィルタは、前記散水により水分を含んだ前記木材チップの重量（乾燥前重量）を測定し、更に、それを乾燥させて前記水分を含まない状態の前記木材チップの重量（全乾重量）を測定したときに
含水率（％）＝（乾燥前重量−全乾重量）／全乾重量×１００
として算出した前記散水により水分を含んだ前記木材チップの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生物脱臭装置。
【請求項４】
前記臭気ガスが下方から上方に通過する方向の前記バイオフィルタの厚さ堆積が１．５ｍ以上、３ｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の生物脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみ、食品加工残渣等の有機性廃棄物や、畜糞、下水・汚水処理のスラッジ等の有機物を発酵・分解処理する際に生じる臭気ガスを生物脱臭方式により脱臭する生物脱臭処理に関するもので、特に、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても、低コストで長期間安定した脱臭性能を発揮できる生物脱臭装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機廃棄物、例えば、生野菜、果実、肉類等の生ごみや食品加工残渣等をコンポスト化（堆肥化）する廃棄物処理施設や、家畜を飼育したり家畜の排泄物を処理したりする養鶏・畜産施設や、有機スラッジ等が生じる下水・汚水の排水処理施設等における臭気、悪臭対策として、燃焼により臭気物質を酸化分解して脱臭する燃焼脱臭法、活性炭等の吸着材により臭気物質を吸着して脱臭する吸着脱臭法、薬液に臭気物質を接触させ化学反応を利用して脱臭する洗浄脱臭法（薬液処理法）、臭気物質を微生物によって分解して脱臭する生物脱臭法等が知られている。
【０００３】
なかでも、微生物に臭気物質を分解させる生物脱臭法によれば、燃焼脱臭法、吸着脱臭法、洗浄脱臭法のように、吸着材（廃活性炭等）、化学汚泥、廃液等の後処理が必要な残渣を発生させることもなく、臭気成分は二酸化炭素（ＣＯ2）、水（Ｈ2Ｏ）等の無害な物質やＳＯ4-やＮＯ3-等の無機イオンに分解することができる。また、燃焼法のように、煤塵、ダイオキシンや、多量のＣＯ2やＮＯxを排出することもないことから、環境に優しい脱臭法である。更に、薬品等の高価な材料を使用することもなく、また、吸着材のように頻繁な交換を必要としたり、燃料を必要としたりすることもないから運転コストも抑えられる。
【０００４】
特に、近年は、我が国の環境問題に対する関心も高く、廃棄物処理に関しては、環境負荷の観点から有機廃棄物を資源として再利用することにより少しでも焼却量を減少させる努力がなされており、生ごみ等を発酵熟成させて堆肥化し、有機肥料として使用する方法が積極的に行われている。このため、このような堆肥化施設から排出される臭気を含んだガスの臭気対策の必要性が高まっている。
また、家畜産業に関しては、家畜排泄物の約９割が堆肥化されているが、生産性に結びつかない臭気対策にはコストをかけにくいのが実情である。よって、その臭気対策には設備費や運転費が安価な脱臭技術が望まれている。
【０００５】
そして、これら生ゴミ等の有機廃棄物や家畜糞の堆肥化処理においては、主に好気性発酵処理（好気性微生物による有機物分解）であるから、その有機物の分解過程（発酵過程）で生じる臭気は、化学工場等で発生する悪臭や、家畜のし尿処理施設、嫌気性発酵処理施設での臭気よりも、比較的低濃度で大風量であるうえ、種々の臭気成分を含む複合臭であり臭気成分、濃度も変動し得る。このため、種々の臭気成分を含む複合臭であって、臭気成分、濃度も変動し得る低濃度多風量の臭気でも確実に、かつ、持続的に脱臭性能を果たす脱臭技術が望まれている。
【０００６】
ここで、従来の生物脱臭法として、主に、土壌脱臭法、ロックウール脱臭法等が知られている。
土壌脱臭法は、土壌層の下から送り込まれた臭気ガスの臭気成分が、土壌層を通過中に土壌粒子表面の水分に溶解したり、土壌粒子の表面に吸着したりし、更に土壌微生物により分解されることにより脱臭される仕組みであるが、土壌層の通気抵抗が高いために広い敷地面積を要する。そこで、その欠点を補うために開発されたのがロックウール脱臭法であり、ロックウールを用いることで通気抵抗を改善できる。そして、ロックウール脱臭法では土壌脱臭法と比較して設置面積の縮小を可能とする。しかし、ロックウールは無機物であるから、臭気成分の吸着能力及び微生物の活動に欠ける。このため、有機物と混合して脱臭に寄与する微生物の活性を高める工夫が必要である。
【０００７】
例えば、特許文献１には、粒状物の粒径が１ｍｍ以上４０ｍｍ以下の粒が混在するロックウール粒状綿等の無機繊維製粒状綿と、木質系チップの混合物を主体とし、更に、家畜糞尿・堆厩肥・余剰汚泥の単独または２以上の混合物からなる微生物活性物質を混合した脱臭材が開示されている。この特許文献１では、ロックウール層の中に生息させる微生物の活性を維持するための炭素源となり、また、初期の吸着効果を発揮する有機物として、木質系チップが紹介されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０２４５０７
【特許文献２】特開２００４−０２４３５３
【特許文献３】特開２００５−２４６１０６
【特許文献４】特開２００６−０３５０２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１を始めとする従来のロックウールを微生物担体として使用した生物脱臭装置においては、土壌脱臭法より初期の通気抵抗が改善されるも、水分管理及び微生物管理が難しく、使用によって圧力損失が大きくなりやすかった。このため、処理能力、処理効率を高めてそれを維持するには高圧力をかけたり、脱臭材料の容積を大きくしたりする必要があり、コストを抑えるのが困難である。ロックウールの材料は高価でもある。
また、従来のロックウールを微生物担体として使用した生物脱臭装置では、固定された臭気ガスには有効であるも、臭気濃度の変動や臭質の変動への対応に乏しく、安定した脱臭効果の持続性が低かった。特に、従来、固定された臭気ガスに対しての脱臭効率の重視から、特定の臭気成分に対して有効な微生物を摂種、植種したり、微生物活性物質を添加したりすることがあり、臭気源に適した微生物を採択する技術開発にコストがかかるうえ、特定の微生物を摂種、植種したり微生物活性物質を添加したりすると、臭気濃度の変動や臭質の変動に弱く、微生物活性を超えた負荷がかかることがあった。このような場合には、導入する臭気の制御を行う対策も考えられるが、運転管理費がコスト高となる。
【００１０】
また、特許文献１の技術では、無機繊維製粒状綿と木質系チップの取合わせにより充填性も高く、更に、通気路の大きさも不均一になることから、悪臭が均等に分布して通過せずに、特定の通気路に多量の悪臭が通過しやすくなり、そこで通気路が閉塞しやすくなる。このため、臭気の導入に伴って圧力損失が増大しやすく、高い脱臭効率の持続も困難である。当然、圧力損失が高くなることで設備運転費（動力費）も高くなる。更に、家畜糞尿・堆厩肥・余剰汚泥といった微生物活性物質を混合しなければ生物脱臭の作用が得られ難いために、微生物管理も煩雑であり、材料の価格も高価となる。
【００１１】
ところで、この種の生物脱臭装置では、微生物担体の乾燥を防止して微生物活性を維持するために散水がなされる。そこで、コスト低減化のために、例えば、特許文献２乃至特許文献４において、散水の水を循環させる循環散水方式を採用した技術が開示されている。
特許文献２は、微生物を担持した担体が充填された向流充填層に、処理水と臭気ガス導入口から導入された臭気ガスとを相互に向流方向で通過させ、前記向流充填層を通過して脱臭された処理ガスを処理ガス排出口から排出し、一方、前記向流充填層を通過した前記処理水は、前記処理水流の下流方向に設けられ、微生物を担持した担体が充填された単流充填層を通過させることにより前記臭気ガスを処理する脱臭方法において、前記向流充填層を通過した前記処理水は、前記単流充填層を通過させ、続いて前記処理水流の下流方向に設けられた貯水部に溜められた後、前記貯水部から前記向流充填層及び前記単流充填層を経由して再び前記貯水部までを循環的に通過させ、前記単流充填層の通過後から前記向流充填層への到達前までの間で前記処理水にアルカリを添加することにより、前記単流充填層を通過した直後の処理水のｐＨ値を６．５以上に維持する技術を開示している。
【００１２】
また、特許文献３は、悪臭ガスが導入される容器と、前記容器内に充填され、脱臭用微生物またはそれ由来の酵素を担持させる充填担体と、前記容器内の水を前記充填担体に散水する散水器と、前記容器内の水を散水用水として回収して前記散水器に循環供給する散水配管とを備え、前記悪臭ガスを生物学的に脱臭する循環散水運転式の生物脱臭装置において、前記散水配管の途上に、前記散水用水の中に含まれる少なくとも１種類以上の臭気物質を低減できる臭気物質低減部材を配設した技術を開示している。
【００１３】
更に、特許文献４は、硝化作用を有する微生物によりアンモニアを硝酸及び／または亜硝酸に変えて脱臭する循環散水運転方式の生物脱臭装置と、前記生物脱臭装置とは別体で設けられ、脱窒作用を有する微生物により硝酸及び／または亜硝酸を窒素に変える脱窒装置と、前記脱窒作用を有する微生物の養分となる有機物を前記脱窒装置に供給する有機物供給装置とを備え、前記生物脱臭装置と前記脱窒装置との間を循環水が循環するように構成された生物脱臭装置を用いた生物脱臭方法において、脱窒装置において脱窒作用を有する微生物により、硝酸及び／または亜硝酸を窒素に変えることで、前記循環水に含まれる硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素の濃度を２５００ｐｐｍ以下の値に維持する制御を行う技術を開示している。
【００１４】
このような散水に使用する水を循環させる循環散水方式では、臭気物質や微生物による臭気物質の分解により生じた分解物が循環水中に次第に蓄積して高濃度となり、そのような臭気物質や分解物が濃縮された循環水の散水によって微生物の活性が阻害されるために脱臭効果の持続が困難である。
そこで、特許文献２乃至特許文献４では、循環水のｐＨ調節を行ったり、イオン吸着剤等の臭気物質低減部材によって臭気物質や分解物を吸着したり、循環水路中に脱窒工程を設けたりする技術を用いている。
しかし、その反面、装置や制御が複雑化し、材料コスト、設備コスト、ランニングコスト等の新たにコストがかかる問題がある。
【００１５】
そこで、本発明は、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても、低コストで長期間安定した脱臭性能を発揮できる生物脱臭装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明の生物脱臭装置は、下方から導入される臭気ガスを生物的処理によって消化して上方から排出するバイオフィルタを、木材チップを嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填して構成した脱臭処理手段を有し、散水手段によって前記バイオフィルタの上方から散水を行い、また、循環手段により前記バイオフィルタを通過した余剰水を回収し前記散水手段に供給することで、前記散水手段で散水する水を循環させているものである。
【００１７】
上記脱臭処理手段は、木材チップを嵩密度１５０ｋｇ/ｍ3以上、５００ｋｇ/ｍ3以下の範囲内で充填してなるバイオフィルタを用いて、その下方から導入される臭気ガスを生物的処理によって消化して上方から排出するものである。
【００１８】
ここで、上記生物的処理によって消化とは、微生物の酵素作用等によって臭気ガス中の臭気成分を分解して脱臭することを意味する。
また、上記木材チップは、原木（幹、全木、灌木、末木、枝条、剪定枝、根株等）、製材（背板、端材、剥き芯等）、建築解体材、建築資材、梱包資材、合板、集成材、パーティクルボード、廃パレット等をチッパー、シュレッダー、ミル、クラッシャー、ハンマー、パンチング等により切削または破砕して木片とし、それを篩分けして、所定サイズを選抜したものである。
【００１９】
本発明者らは、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても安定して長期間脱臭性能を発揮し、かつ、低コストで構成できるバイオフィルタについて鋭意実験研究を重ねた結果、木材チップでバイオフィルタを構成することにより、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しての追従性も高く、安定して長期間高い脱臭効果を維持できることを見出した。
特に、木材チップを堆積してなるバイオフィルタは、所定の嵩密度であると、目詰まりが生じ難くて使用による圧力損失の増大も少なく、長期間の高い脱臭効果が維持されることをつきとめ、本発明者らの実験により、木材チップを堆積するその嵩密度は、１５０ｋｇ/ｍ3以上、５００ｋｇ/ｍ3以下の範囲内と特定したものである。
なお、この嵩密度（Ｋｇ／ｍ3）は、初期設定の値であり、木材チップを充填したその充填高さとバイオフィルタの断面積の積算から上記所定サイズの木材チップの容積を求め、充填した上記所定サイズの木材チップの総和重量に対して求めた容積値で除算することにより算出される。
【００２０】
上記散水手段は、前記脱臭処理手段のバイオフィルタに対して、臭気ガスの導入側とは反対側の上方からの散水によって水を供給するものである。この散水によって前記バイオフィルタを湿潤状態とし、木材チップを所定の含水率に維持する。散水は、間欠的であってもよいし、連続的に行ってもよい。
【００２１】
上記循環手段は、前記バイオフィルタの上方から散水されて前記バイオフィルタを上方から下方に通過した水、即ち、前記バイオフィルタ中に保持されずに下方に流下した余剰水を回収して前記散水手段に供給し、散水の水を循環させるものである。
散水用の水には、バイオフィルタを通過した余剰水に加え、外部から水が補充されるように構成してもよい。
【００２２】
請求項２の発明の生物脱臭装置は、前記バイオフィルタに散水する水は、単位時間当たりの散水量を１００容積％としたとき、前記バイオフィルタを通過した水を３６容積％以上とし、外部から補充する水を６４容積％以下とするものである。
ここで、上記バイオフィルタを通過した水を３６容積％以上とし、外部から補充する水を６４容積％以下とは、前記散水手段から前記バイオフィルタに散水する散水用の水は、外部から新しく取り入れることなく循環手段によって回収された散水の余剰水、即ち、循環水のみで賄うようにしてもよいし、外部から新しく水を補充するときでも、散水用の水全体の容積１００％に対して、その補充する水の割合を６４％容積以下とし、循環手段によって回収された余剰水、即ち、循環水を３６容積％以上含むことを意味する。
【００２３】
請求項３の発明の生物脱臭装置の前記バイオフィルタは、前記散水により前記木材チップの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持されるものである。
【００２４】
本発明者らは、更に、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しての追従性が高く、安定して長期間高い脱臭効果を維持できるバイオフィルタの条件について究明したところ、木材チップの高い保水特性によって高い処理能力が得られた。即ち、散水によって木材チップの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持することで、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても木材チップの高い保水特性により安定して長期間の高い脱臭効果を発揮できる。
上記バイオフィルタの木材チップの含水率は、水分を含まない状態の木材チップの重量（全乾重量、ドライベース）に対する水分重量の割合を表すものであり、以下の式（Ａ）により算出したものである。
含水率（％）＝（乾燥前の重量−全乾重量）／全乾重量×１００・・・（Ａ）
なお、全乾重量は、１０５℃で、重量の変化が無くなるまで乾燥させた状態の値を用いている。
【００２５】
請求項４の発明の生物脱臭装置は、前記臭気ガスが下方から上方に通過する方向の前記バイオフィルタの厚さ堆積が１．５ｍ以上、３ｍ以下であるものである。
本発明者らは、木材チップを堆積してなるバイオフィルタについては、厚さ堆積が高くなると圧密化するために、目詰まり、使用による圧力損失の増大を招き高い脱臭効果を維持できなくなる一方で、厚みが少ないと、バイオフィルタを上昇する臭気ガスの木材チップとの接触量が少なく目詰まりが生じるとすぐに消化できなくなるから、木材チップを堆積してなるバイオフィルタの厚み（充填高さ）の特定により、脱臭効果の持続性を確保できることを見出した。そこで、バイオフィルタの最適な厚みについて究明したところ、バイオフィルタの厚さ堆積が１．５ｍ以上、３ｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは、２ｍ以上、２．５ｍ以下の範囲内であることが判明した。なお、このバイオフィルタの厚さ堆積は、初期設定の値である。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明に係る生物脱臭装置によれば、木材チップを嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填することによりバイオフィルタが構成され、そして、前記バイオフィルタに散水する水を循環手段により循環させている。これによって、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても、低コストで長期間安定した脱臭性能が発揮される。
【００２７】
本発明者らは、鋭意実験研究を積み重ねた結果、バイオフィルタを微生物担体として木材チップで構成し、そのバイオフィルタに対して散水する水を循環手段により循環させることによって、微生物を摂種、植種したり微生物活性を付与するための微生物活性物質等を添加したりしなくとも、早い立ち上がりで臭気成分を微生物による生物的処理によって消化するバイオフィルタとして機能させることができ、そして、経時的な圧力損失の増大も少なく、臭気濃度の変動や臭質の変動への追随性も高くて長期間に亘って脱臭効果を持続させることができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成したものである。
【００２８】
即ち、木材チップを嵩密度が１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填してバイオフィルタを構成したことにより通気抵抗が低く抑えられ、また、木材チップへの散水に、循環手段によりバイオフィルタを通過した水を再利用していることで、微生物や微生物による臭気成分の分解で生じた分解物（代謝産物）がバイオフィルタ中に偏ることなく分布する。
よって、バイオフィルタの通気路の狭窄、閉塞、目詰まりが生じ難く、経時的な圧力損失の増大を抑制できる。
【００２９】
特に、散水による木材チップの保水特性により、多種の臭気の分解に対応できる微生物種も繁殖しやすい。そして、木材チップが嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填してなるバイオフィルタではその流路が広くて、バイオフィルタ全体に均一に水が分布すると共に、木材チップの高い保水性によって、濃度変動及びｐＨ変動の緩和効果が高い。このため、経時的なｐＨの低下も生じ難く、中性域のｐＨを維持できる。
よって、多種の臭気に対してもその分解に対応できる微生物種が活動し易く、その活性も持続させることができる。特に、循環手段によりバイオフィルタを通過した水を散水として再利用していても、微生物の活動、微生物活性の低下が生じ難い。また、このような木材チップからなるバイオフィルタでは、木材チップの保水特性及び高表面積によって、臭気ガスの気体が木材チップ周囲の液相に溶解しやすく、また、木材チップと臭気ガスとの接触量が大きいことから、処理能力が高い。
したがって、導入される臭気濃度や臭気質が変動しても、長期間安定した脱臭性能を維持できる。
【００３０】
更に、木材チップを嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填してバイオフィルタを構成することで通気抵抗を抑えることができ、目詰まりも生じ難いことで、経時的な圧力損失の増大も少ないから、臭気ガスの送風にかかるランニングコストを抑えることができる。
また、木材チップは安価に入手できる。そのうえ、このように構成されたバイオフィルタは処理能力も高く、更に圧力損失を抑えることができるから、少ない容積量でも所定の高い処理量を確保できる。そして、循環手段によりバイオフィルタを通過した水を散水として再利用していても、バイオフィルタの高い保水性によりｐＨ変動の緩衝効果が高いから、循環水のｐＨや臭気の分解で生じた分解物を制御したり臭気ガスの導入量を制御したりする手段を設ける必要もない。
よって、材料コスト、設備コスト、ランニングコストを抑えることができて低コストで済む。
【００３１】
請求項２の発明に係る生物脱臭装置によれば、前記バイオフィルタに散水する水は、単位時間当たりの散水量を１００容積％としたとき、前記バイオフィルタを通過した水を３６容積％以上とし、外部から補充する水を６４容積％以下とすることにより、低コストであり、しかも高い脱臭能力を持続できる。
【００３２】
本発明者らは、鋭意実験研究を積み重ねた結果、所定サイズの木材チップをバイオフィルタの微生物担体として用いた生物脱臭装置では、バイオフィルタを通過した余剰水を循環手段により回収して散水用の水に循環させるときに、外部から水を補充してもよいが、散水用の水において補充水の割合が多くなると、脱臭能力が低下することを見出し、本発明を完成させたものである。
【００３３】
即ち、散水用の水のうち補充水の割合が６４容積％以下であり、前記バイオフィルタを通過した余剰水、即ち、循環させる循環水の割合が３６％容積以上であれば、請求項１に記載の効果に加えて、低コストであり、しかも高い脱臭能力を持続させることができる。
【００３４】
請求項３の発明に係る生物脱臭装置によれば、前記散水によって前記木材チップの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持されるから、バイオフィルタの高い湿潤状態によって、臭気濃度やｐＨの緩衝作用が高く、多種の臭気の分解に対応できる微生物種も繁殖しやすい。したがって、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、脱臭効果の持続性を高めることができる。
【００３５】
請求項４の発明の生物脱臭装置によれば、前記臭気ガスが下方から上方に通過する方向の前記バイオフィルタの厚さ堆積が１．５ｍ以上、３ｍ以下の範囲内である。
木材チップを充填してなるバイオフィルタの厚さ堆積（高さ）が低すぎると、臭気成分のバイオフィルタへの滞留時間、木材チップとの接触時間が短くなり、高い脱臭効果を得ることができない。一方、バイオフィルタの厚さ堆積（高さ）が高すぎると、圧力損失が高く運転コストが高くなったり、通気路の狭窄、閉塞、目詰まりが生じ易くなり脱臭効果の持続性が低下したりする。また、材料コストもかかる。
バイオフィルタの厚さ堆積（高さ）が１．５ｍ以上、３ｍ以下の範囲内であれば、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、低コストで高い脱臭効果が得られ、その高い脱臭効果をより持続させることができる。より好ましくは、バイオフィルタの厚さ堆積（高さ）が２ｍ以上、２．５ｍ以下の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置に臭気ガスが導入されるまでの流れを説明する概念図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置の床材及びその周囲の構成を示す説明図であり、図３（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置の床材の構成を示す斜視図であり、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置のハウジング内の構成を説明する要部拡大図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態に係る実施例の生物脱臭装置における経時的な圧力損失の変化を示すグラフである。
【図６】図６は本発明の実施の形態に係る実施例の生物脱臭装置におけるバイオフィルタの経時的な温度変化を示すグラフである。
【図７】図７（ａ）は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置のハウジング内に設ける突壁の一例を説明する部分拡大図であり、図７（ｂ）は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置に設ける突壁の別の一例を説明する部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する説明を省略する。
【００３８】
まず、本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置１０に臭気ガスＧが導入されるまでの流れを、図１を参照して説明する。
本実施の形態に係る生物脱臭装置１０が対象とする臭気ガスＧは、例えば、生野菜、果実、肉類等の生ごみや食品加工残渣を堆肥化（コンポスト化）する廃棄物処理施設や、家畜を飼育したり家畜の排泄物を堆肥化したりする養鶏・畜産施設や、有機スラッジ等が生じる下水・汚水処理施設、農業集落排水処理施設、食品工場排水処理施設等から生じる臭気であり、主に、有機物の好気的発酵・分解処理の際に生じる臭気を想定している。このような有機物の好気的発酵・分解処理の際に生じる臭気ガスＧは、例えば、アンモニア、トリメチルアミン、ジメチルスルフィド（ＤＭＳ）、硫化水素、硫化メチル、二硫化メチル、メチルメルカプタン、揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）、アセトアルデヒド等のアルデヒド類、テルペン類等の臭気成分を含んでおり、複数の臭気成分、様々な臭質を含む複合臭である。なお、有機物を好気的に発酵、分解処理する施設からの臭気は、家畜のし尿処理施設や嫌気的処理発酵施設の臭気に比べ低濃度で大風量であり、臭気質、臭気濃度、風量等が大きく変動する。
【００３９】
即ち、図１において、堆肥化装置２では、有機廃棄物或いは畜糞等の好気的発酵・分解処理が行われ、臭気ガスＧが発生する。この堆肥化装置２では、例えば、集められた食品残渣、剪定枝等の有機物廃棄物または畜糞または下水汚泥等の堆肥化材料に好気性細菌を付着した細菌保持チップを入れ、温度、酸素、湿度等の周囲環状条件を所定に制御することによって、好気的な発酵・分解処理が行われる。なお、好気性発酵による堆肥化は、多種多様な装置が提案されており、例えば、バイオセル方式と呼ばれる密閉型のコンクリート製のハウジング内で堆肥化を行う装置等がある。特に、近年では周辺環境に与える影響、悪臭の問題等から密閉容器や建物内での堆肥化方式が主流となっている。
そして、この堆肥化装置２における好気性発酵・分解処理過程で生じた臭気ガスＧが、適宜、ブロワー、ファン等を用いて捕集され、本実施の形態に係る生物脱臭装置１０へ圧力風として送り込まれることになる。
【００４０】
なお、堆肥化装置２から排出された臭気ガスＧは、生物脱臭装置１０へと送込まれる前に、必要に応じて、化学脱臭装置３により臭気濃度を低下させる。
更に、必要に応じて、スクラバー装置４で堆肥化装置２から排出された臭気ガスＧに含まれる有害物質や粉塵の除去を行う。スクラバー装置４は、例えば、洗浄集塵装置（粉塵除去装置、ガス洗浄装置）を使用し、臭気ガスＧ中の粒子を洗浄液や液膜で捕集して分離する。
【００４１】
特に、下水処理場のスラッジから発生する硫黄化合物やアンモニアを含む臭気に対しては、生物脱臭装置１０の前段階で、スクラバー装置４によって酸スクラバー処理を行うと、生物脱臭装置１０の目詰まり（狭窄、閉塞）を防止し、負荷を軽減できる。
なお、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧを導入する前段階で、水の噴霧により粉塵を捕捉して除去する湿式のスクラバー装置４があると、臭気ガスＧが加湿されるから、湿度の高い臭気ガスＧをバイオフィルタ２１に導入できる。バイオフィルタ２１に導入する臭気ガスＧの湿気を高くできると、後述するようにバイオフィルタ２１の温度変動の抑制にも有効である。
【００４２】
堆肥化装置２から排出され、適宜、化学脱臭装置３やスクラバー装置４を介した臭気ガスＧは、ブロワー５によって吸引し加圧されて、生物脱臭装置１０に送風される。なお、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧを導くブロワー５は、必要に応じて回転数制御ができるようにインバータ制御されている。したがって、例えば、堆肥化装置２から排出される臭気ガスＧの処理量、臭気濃度が極めて少ないとき等には、回転速度を落として省エネルギ運転を行うこともできる。但し、ブロワー５は常に動作させて生物脱臭装置１０に空気流を送り込むことにより、生物脱臭装置１０のバイオフィルタ２１の目詰まり（狭窄、閉塞）を防止する。ブロワー５の能力は、臭気ガスＧの処理量、バイオフィルタ２１の容積、大きさ等によって決定されるが、本実施の形態の生物脱臭装置１０によれば、後述するように圧力損失が少なく、また、経時的な圧力損失の増大も抑制されることから、送風能力が高い高価なものを使用しなくとも、即ち、低能力で小型の送風機でも高い処理量を確保できる。
【００４３】
次に、本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置１０を実施する全体構成について、図２を参照して説明する。
【００４４】
本実施の形態の生物脱臭装置１０は、臭気ガスＧを生物的処理によって消化するバイオフィルタ２１及びバイオフィルタ２１の下部に設けた床材２２がハウジングＨに収容されてなる脱臭処理部２０と、脱臭処理部２０を構成するバイオフィルタ２１の上部から散水する散水手段３０と、散水手段３０から散水された水を回収し貯留する受水部４１と受水部４１の水を散水手段３０に供給し循環させる供給路４２を構成し、バイオフィルタ２１及び床材２２を通過した余剰水を回収し散水手段３０に循環させる循環手段４０とを有する。
【００４５】
本実施の形態の脱臭処理部２０は、上方が開放され下面及び左右の両側面が、例えば、強化コンクリート製で形成された箱状のハウジングＨ内に、支持脚２３を介して床材２２を配設し、その上に木材チップ２１Ａを充填してバイオフィルタ２１を形成してなる。
【００４６】
ハウジングＨの大きさは、臭気ガスＧの処理量、目的とする脱臭率等に応じて設計される。例えば、堆肥化施設のトンネル容積の１．５倍〜４倍の容積程度に設定され、圧力損失からすると、後述するようにバイオフィルタ２１の高さｈは１．５ｍ以上、３．５ｍ以下が好ましい。ハウジングＨは、強化コンクリート製に限定されることなく、腐食しにくい材質であればよく、外側に断熱材を使用してもよい。断熱材により微生物の生育環境を良好に維持し、脱臭効率を安定させることも可能である。しかし、本実施の形態では、後述するように、季節変動を問わず安定して脱臭効率を維持できることから、断熱材を使用しなくとも問題ない。
【００４７】
ハウジングＨの底部には、ブロワー５によって圧送される臭気ガスＧを導入する導入口２４が設けられ、ブロワー５の出力からハウジングＨ底部の導入口２４までを繋ぐダクト等の管路等からなる導入路２４ａを介して、ブロワー５から圧送された臭気ガスＧが導入口２４から導入される。なお、導入口２４及び導入部２４ａはそこに圧力損失が発生しない程度の大きさである。例えば、ハウジングＨの側面の４面のうち、任意の１面の下方に導入口２４が設けられる。
【００４８】
そして、コンクリートで区画された空間のハウジングＨ内では、図３に示すように、床材２２を所定の高さに維持するための複数の支持脚２３をハウジングＨの底面に立設し、それら支持脚２３の上に床材２２が載せられる。支持脚２３は、例えば、柱状または筒状に形成されたコンクリートからなり、床材２２の重さ及び散水によって湿潤状態とされるバイオフィルタ２１の重圧に耐える構造、配置設計としている。このように、ハウジングＨの床面に支持脚２３を立設してから、その上に床材２２を配置して、床材２２を所定高さに保持する構造により、ハウジングＨの底部と床材２２の間にハウジングＨの導入口２４ａと連通する所定の空間Ｓが画成される。即ち、支持脚２３によってハウジングＨ底部と床材２２とが距離的に離間されて、ハウジングＨの底部と床材２２の間に所定の空間Ｓが形成される。このようなハウジングＨの導入口２４ａと連通する所定の空間Ｓを設けていることにより、ハウジングＨの導入口２４ａから導入された臭気ガスＧをハウジングＨの底部全体に流通させることができる。
【００４９】
床材２２は、このようにハウジングＨの底部に立設した支持脚２３の上に載せられて、ハウジングＨ内の横断面全体に敷き詰められ、その上に木材チップ２１Ａを積載する。
床材２２は、例えば、図３に示すように、肉厚を貫通する所定形状の貫通孔２２ａが複数設けられ、また、側面に肉厚を貫通する複数の溝２２ｂが設けられた所定厚みのコンクリート製のパーツを複数個組み合わせてコンクリートＨ内に敷設される。
【００５０】
このように床材２２には、例えば、円筒形状（断面円形状）の貫通孔２２ａである通気孔２２Ａ及びパーツ周囲に設けた溝２２ｂの組み合わせによって形成される通気孔２２Ａが設けられていることで、ハウジングＨの導入口２４ａから導入されハウジングＨの底部全体に流通された臭気ガスＧは、床材２２の通気孔２２Ａを通って、床材２２の上に敷設される木材チップ２１Ａに導入されることになる。なお、通気孔２２Ａは床材２２の全体に亘って分布することで、バイオフィルタ２１の面積全体へ臭気ガスＧの均一な供給を可能とする。
【００５１】
ここで、本発明者らの実験によれば、上記所定サイズの木材チップ２１Ａを充填してなるバイオフィルタ２１の下部に配置する床材２２について、その通気孔２２Ａの大きさ、密度の制御によって、そこに発生する流体損失を最小に設定し、かつ、臭気ガスの導入量に変動、ばらつきがあっても、所定の流体抵抗によって負荷がかからないようにできることから、そのような床材２２の構造について目開き、開口率で特定した。
即ち、床材２２に設ける通気孔２２Ａの開口面積、開口率が大き過ぎると、機械的強度が弱く、強靭な素材を必要とすることからコスト高となる。一方で、開口面積、開口率が低く過ぎても、圧力損失が高く、強力な送風を必要とするからランニングコストが高くなる。
そこで、床材２２は通気孔２２Ａの目開きが２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であり、開口率が５％以上、９５％以下の範囲内とするのが好ましい。
【００５２】
なお、上記目開き、開口率とは床材２２の通気孔２２Ａの大きさ、密度を表すものである。上記目開きも、例えば、メッシュ状等の縦線と横線が交差して形成された１つの目当たりの開口(空間)における天地幅または左右幅を示し、円形目であれば円孔の直径に相当し、正方目であれば正方形の一辺に相当する。通気孔は円形目または正方目にその形状を特定するものではないが、空気抵抗の小さい形状で、かつ、表面積が広いものであることからすると、断面が円形の円孔、断面が正方形の角孔が好適である。
なお、床材２２の目開き、開口率は、ふるい金網の規格に準拠して測定し、床材の平面積をＳ、床材の目数をＭ、縦線・横線の線径をｄとしたとき、以下の式（Ｂ）により目開きを算出し、以下の式（Ｃ）により開口率を算出したものである。
目開きＡ（ｍｍ）＝Ｓ／Ｍ−ｄ・・・（Ｂ）
開口率ε（％）＝（Ａ／Ａ＋ｄ）2×１００・・・（Ｃ）
【００５３】
このように、所定径の木材チップ２１Ａが敷設される床材２２においては、目開きが２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であり、開口率が５％以上、９５％以下の範囲内とすると、圧力損失が少なく良好な処理効率とし、臭気ガスの導入量に変動、ばらつきがあっても、所定の流体抵抗によって負荷が少なく済む。より好ましくは、目開きが３０ｍｍ〜９０ｍｍの範囲内であり、開口率が１０％以上、９０％以下である。
【００５４】
そして、図３においては、整流効果を高めるために、また、臭気ガスＧの流速による圧変動の影響を少なくするために、複数の通気孔２２Ａの口径は上方に向かって、即ち、バイオフィルタ２１側に向かって徐々に縮径する形状としている。更に、ブロワー５からの臭気ガスＧが、ベルヌーイの定理に従って、その流速に影響されないように、通気孔２２ａの大きさ、形状、開口率の調節によって流速変化が少なくなる調節をしてもよい。
【００５５】
なお、図３においては、床材２２の複数の通気孔２２Ａは、断面円形状、即ち、正面から見て円に形成されているが、本発明を実施する場合には、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形等であってもよい。流体抵抗の小さい形状が好ましく、例えば、断面が円形、楕円形、長円形、四角形等が好適である
また、ハウジングＨ、支持脚２３及び床材２２の構成は、コンクリート製である説明をしたが、本発明を実施する場合には、腐食しにくい材質で所定の強度を確保できれば、他の材質を使用してもよい。
【００５６】
こうして本実施の形態では、ハウジングＨの底部に立設した支持脚２３の上に床材２２を設置し、その床材２２の上にバイオフィルタ２１を形成する木材チップ２１Ａを充填する。
このとき、図４に示すように、床材２２の上にハウジングＨの側壁に沿って囲むように板状の突壁２８を設置し、この板状の突壁２８によって囲まれた空間に木材チップ２１Ａを充填するようにしてもよい。これより、床材２２の敷設面積に対し、突壁２８の突出分だけ、木材チップ２１Ａを充填してなるバイオフィルタ２１の設置面積（底面積）は小さくなる。即ち、バイオフィルタ２１が載置される床材２２の上面積よりも床材２２の上に配置するバイオフィルタ２１の底面積を狭くしている。つまり、バイオフィルタ２１の側面と床材２２の側面が一致することなく床材２２の出力側の平面積に対し、バイオフィルタ２１下端部の入力側の床面積（平面積）が小さくなっている。
【００５７】
このように、床材２２の上にハウジングＨの側壁に沿って囲むように板状の突壁２８を設け、バイオフィルタ２１に対して臭気ガスＧが入力されるその入力側領域の面積比を、床材２２の上面の面積よりも小さくすることにより、整流効果を高め、ハウジングＨの側壁伝いの臭気漏れを抑えることができ、また、バイオフィルタ２１の面積全体に対してより均一に臭気ガスＧを供給し、バイオフィルタ２１の容積に対する処理効率を高めることができる。更に、床材２２とバイオフィルタ２１の境界での圧力変化が高まることで、バイオフィルタ２１に臭気ガスＧが導入される入力側の目詰まりを解消しやすい。但し、所定断面積の通気孔２２Ａを所定の開口率で有する床材２２の敷設面積に対し、バイオフィルタ２１の設置面積が余りに小さすぎると、即ち、板状の突壁２８によってバイオフィルタ２１の入り口で床材２２を通過した臭気ガスＧの流速が大きく制限されることになると、所定の処理量を確保するために圧力損失が大きくなりブロワー５の送付圧力の増大によるコスト高を招くことになる。このため、圧力損失を考慮し、例えば、突壁２８の突出長さは１５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲内、より好ましくは、２５０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲内に設定される。
【００５８】
なお、ここでは、床材２２の上でバイオフィルタ２１とハウジングＨの間に突壁２８を設ける説明としたが、バイオフィルタ２１自身の内側壁を床材２２の位置から上で内側（バイオフィルタ２１側）に向かって突出するように成形してもよい。
また、突壁２８は、図４（ａ）に示すように、バイオフィルタ２１の充填高さｈの位置まで設けなくともよく、図７（ａ）に示すように、床材２２の上面から、例えば、１０ｃｍ〜２０ｃｍの高さ位置までとしてもよい。何れにせよ、ハウジングＨの壁面に沿って上昇する臭気ガスＧの漏れを防止できればよい。
【００５９】
更に、本発明を実施する場合には、図７（ｂ）に示すように、木材チップ２１Ａが積載される床材２２の載置面とは反対面から下で、例えば、１５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲内の突出長さ、より好ましくは、２５０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲内の突出長さでハウジングＨの側壁から内方に向かって突出する板状の突壁２８を設けてもよい。これによっても、バイオフィルタ２１に入力される臭気ガスＧを整流し、ハウジングＨの側壁伝いの臭気漏れを抑えることが可能である。本発明を実施する場合には、図７（ｂ）に示すように、床材２２の下から例えば、１０ｃｍ〜２０ｃｍの厚み（上下方向の長さ）で突壁２８を設けても良いし、床材２２の下空間ＳにハウジングＨの側壁に沿って板状の突壁２８或いは複数の支持脚２３を設けて、空間Ｓの容積を縮小させてもよいし、バイオフィルタ２１自身の内側壁をハウジングＨの内方に向かって突出するように成形してもよい。このようにしても、ハウジングＨの壁面に沿って上昇する臭気ガスＧの漏れを防止することが可能である。
【００６０】
更に、本実施の形態においては、図２に示すように、ハウジングＨの底部には、バイオフィルタ２１の上方で散水手段３０から散水されてバイオフィルタ２１及び床材２２を通過（流下）した水を受水部４１へと流出させる排水口４２が設けられている。ここでは、バイオフィルタ２１及び床材２２を通過しハウジングＨの底部に到達した水（以下、余剰水Ｗ1ということもある）は、ハウジングＨの底部に所定量以上溜まることなく排水口４２から受水部４１に流出するように排水口４２を所定位置とする設計としている。ハウジングＨの底部に貯留する水の量が多いと、昆虫等の生物の繁殖もあり脱臭性能が低下するためである。
しかし、床材２２下部の空間Ｓでは、バイオフィルタ２１及び床材２２を通過した水がハウジングＨの底部に収集されることにより、湿度が高く、ハウジングＨ下方の導入口２４から導入された臭気ガスＧの湿度を高めることも可能である。バイオフィルタ２１に導入する臭気ガスＧの湿気を高くできると、後述するようにバイオフィルタ２１の温度変動の抑制にも有効である。
なお、本発明を実施する場合には、ハウジングＨの底部に到達した水の流出はハウジングＨｎの下部の底面に傾斜を付与して水が停留することなく排水口４２から受水部４１と収集されるようにしてもよい。排水口４２を複数設けてもよい
【００６１】
ハウジングＨの排水口４２から流出した余剰水Ｗ1は、排水口４２から受水部４１までを繋ぐ管路等からなる排水路４２ａを介して、受水部４１で収集され回収される。
この受水部４１からは、管路等からなる散水供給路４３がハウジングＨの上方まで配設され、また、ハウジングＨの上方では、散水供給路４３に接続する散水手段３０を構成する散水管３１が配設されている。なお、散水供給路４３の途中には、ポンプやバルブが設けられる。
散水管３１は、水を散水する必要数の散水ノズル３２を有し、ハウジングＨ内のバイオフィルタ２１の上面に略均一に水を散水できる構造となっている。通常、散水は水滴として噴霧される。なお、図１及び図２において、散水ノズル３２の向きをバイオフィルタ２１側の下方に向けているが、散水ノズル３２の向きはそれに限定されることなく、散水ノズル３１を上方に向けて噴水させるようにしてもよい。何れにせよ、ハウジングＨの上方からバイオフィルタ２１に向けて散水することで、散水した水は重力でバイオフィルタ２１に落下し、バイオフィルタ２１を構成する木材チップ２１Ａに水分が供給される構造とする。
【００６２】
こうして、受水部４１に回収された余剰水Ｗ1は散水供給路４３によって、ハウジングＨの上方からバイオフィルタ２１に水を散水する散水手段３０としての散水管３１に供され、バイオフィルタ２１を加湿する散水に使用される。つまり、本実施の形態では、バイオフィルタ２１に散水する水には、バイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1を使用しており、散水を循環させている。
【００６３】
更に、本実施の形態の受水部４１では、循環手段４０に外部から水を補充し散水に供する補充手段として産業用水（工業用水等）を導入する導水部４４も接続され、ハウジングＨからの排水Ｗ1（余剰水Ｗ1）に加え、必要に応じてバルブを介し導水部４４から新しく補充水Ｗ2を取り込めるようになっている。即ち、受水部４１では、ハウジングＨからの排水Ｗ1（余剰水Ｗ1）に必要に応じて導水部４４ からの補充水Ｗ2をまとめることができる。
したがって、受水部４１にて散水に使用した余剰水Ｗ1及び必要に応じて外部から供給された補充水2がまとめられてポンプで汲み上げられ、散水供給路４３を介して散水管３１に供給される。そして、散水管３１に供給された水は、バイオフィルタ２１の上面に向けた散水ノズル３１からの散水によって、バイオフィルタ２１に供給されることになる。このとき、散水は、間欠的であってもよいし、連続的に行ってもよい。
なお、必要に応じ、工業用水等の水を導入する導水部４４には、ごみ、砂、微粒子を濾過するためのフィルタやスクラバ−装置４が設置される。これによって、散水にごみ、砂、微粒子が含まれることなくバイオフィルタ２１の詰まりを防止できる。
【００６４】
こうして本実施の形態の生物脱臭装１０では、バイオフィルタ２１の水分調整、加湿には主に散水手段３０から散水されバイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1が用いられ、更に、必要に応じて外部の工業用水等から補充水Ｗ2が補われるものであるから、廃水の排出を皆無にしている。即ち、散水を外部へとドレインすることなく、循環させている。
【００６５】
ここで、本実施の形態のバイオフィルタ２１の構成について、詳細に説明をする。
本実施の形態のバイオフィルタ２１は、例えば、原木（幹、全木、灌木、末木、枝条、剪定枝、根株等）、製材（背板、端材、剥き芯等）、建築解体材、建築資材、梱包資材、合板、集成材、パーティクルボード、廃パレット等をチッパー、シュレッダー、ミル、クラッシャー、ハンマー、パンチング等により切削、破砕、切断（製材）して木片とした木材チップ２１Ａを堆積してなるものである。原木（伐採木、間伐材、小径木を含む）を切削、破砕した原木チップに限定されず、工場残材チップ、林地残材チップ、解体材・廃材チップ等を利用してもよい。即ち、木材チップ２１Ａは、無垢材チップに限定されず、集成材チップ、ＭＤＦチップ、パーティクルボードチップを含んでいてもよい。但し、集成材チップ、ＭＤＦチップ、パーティクルボードチップ等は、接着剤や塗料等の不純物が付着するから、微生物環境への影響を考慮すると、それらの含有量は好ましくは、全体の４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、更に好ましくは２０重量％以下とする。また、木材チップ２１は、主に、木材の木部、髄のみで構成されるが、樹皮チップ、樹皮付きチップが混在（好ましくは全体の２０重量％以下、より好ましくは、全体の５重量％以下）していてもよい。
そして、この木材チップ２１Ａは、木材チッパー（ディスク型チッパー等）を利用して、原木、製材、廃材等を刃物で切削した切削チップであってもよいし、シュレッダー、ミル、ハンマー、クラッシャー等を利用して、原木、製材、廃材等を破砕した破砕チップ（ピンチップ、クラッシャーチップ等）であってもよい。
【００６６】
また、木材チップ２１Ａに使用する木材は、スギ、ヒノキ、アカマツ、ツガ、マツ、イチイ、ネズコ、モミ、モミ、サワラ、アスナロ、ヒバ、イヌガヤ、トウヒ、スプルース、イースタンホワイトパイン、ウェスタンラーチ、ウェスタンファー、ウェスタンヘムロック、タマラック等の針葉樹であってもよいし、シラカンバ、シナノキ、ミズナラ、ブナ、シナ、ポプラ、ユーカリ、アカシア、ナラ、イタヤカエデ、センノキ、ニレ、キリ、ホオノキ、ヤナギ、セン、ウバメガシ、コナラ、クヌギ、トチノキ、ケヤキ、ミズメ、ミズキ、アオダモ、アオコクタン等の広葉樹であってもよい。
【００６７】
因みに、本発明者らは使用するバイオフィルタ２１の微生物担体となる木材チップ２１Ａの材種を種々変えて、生物脱臭装置１０による脱臭効果の評価試験を行っている。そのときの結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
2019098232.tif 000003
【００６９】
表１に示すように、木材チップ２１Ａとして、針葉樹（スギ・ヒノキの混合）の間伐材・製材端材の破砕品、広葉樹散孔材（シラカンバ・シナノキの混合）の間伐材・製材端材の破砕品、広葉樹環孔材（ミズナラ）の間伐材・製材端材の破砕品、建築廃材の破砕品、剪定枝の破砕品の５種を使用して、表１に示した生物脱臭装置１０の仕様、試験条件で臭気ガスＧの脱臭効果の試験を行った。
【００７０】
ここで、表１に示した数値は、脱臭効果を評価するためのモニターによる臭気の官能評価の結果である。
脱臭効果の評価には、一般の人から募った１２名（以下、モニターと呼ぶ）に源臭気の臭気ガスＧとバイオフィルタ２１を通過した後の処理空気をそれぞれ１時間間隔で５回嗅いでもらい、臭いの強さを表１下段に示した６段階（０：無臭、１：におうが何のにおいか分からない、２：気にならないにおい、３：気になるにおい、４：強いにおい、５：非常に臭い、強烈なにおい）で官能評価してもらった。なお、モニター１２名は６名ずつの２グループに分け、片方のグループでは源臭気の臭気ガスＧ、処理空気の順に臭いを嗅いでもらい、他方のグループでは処理空気、臭気ガスＧの順で臭いを嗅いでもらって官能評価を行っている。上記の表１に示した数値は、モニター１２名による臭気評価の平均値である。但し、平均値を算出する際には、最高値と最低値を除いて１０名の平均値の整数としている。また、ここでの臭気評価は、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧの導入を開始してから、１カ月後、３カ月後、１年後の３回行っている。
【００７１】
表１に示すように、木材チップ２１Ａが何れの材種のものあっても、臭気ガスＧの導入を開始してから１年経過後も、何のにおいか分からない（１）、または、気にならないにおい（２）との評価であり、高い脱臭効果が維持されていた。つまり、木材チップ２１は、間伐材・製材端材からの破砕品であっても、建築廃材の破砕品であっても、剪定枝の破砕品であっても、高い脱臭効果が長く続くことが分かる。
【００７２】
特に、本発明者らの実験研究によれば、マツ、スギ、ヒノキ等の針葉樹からなる木材チップ２１Ａでは樹脂分を多く含むために、より長期間の脱臭効果が持続し、バイオフィルタ２１としての寿命が高くなることを確認している。一方で、広葉樹の木材チップ２１Ａでは、針葉樹の木材チップ２１Ａと比較して、臭気ガスＧの分解に有効な微生物の馴養、微生物叢（バイオフィルム）の形成がはやく、早い立ち上がりを示し、初期のバイオフィルタ２１の脱臭能力が高いことを確認している。
【００７３】
なお、工場残材、解体残材等の廃材を木材チップ２１Ａとして再利用する際には、通常、切削または破砕処理の前後で異物除去の処理がなされる。
そして、本実施の形態の木材チップ２１Ａでは、木材の切削または破砕後に、例えば、振動式篩、ロール式分級機等で所定のサイズ（粒度）に分級（選別）された木材チップが使用される。
このような木材チップ２１Ａは、酸性やアルカリ性に対して耐性があり、劣化や型崩れし難く、形状保持性が高い。このため、使用による経時的な圧力損失の増大、脱臭効率の低下を抑えることができる。
【００７４】
木材チップ２１の大きさは、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である。  
【００７５】
ここで、木材チップの木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内とは、木材の木目の長さ方向を木材チップの長さとしたとき、木材チップの長さが１０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の範囲内であることを示す。
また、木材チップの木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内とは、木材の年輪円に接する接線方向を木材チップの幅としたとき、木材チップの幅が５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下の範囲内であることを示す。
更に、木材チップの木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲とは、木材の年輪の放射方向を木材チップの厚みとしたとき、木材チップの厚みが４ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の範囲内であることを示す。
但し、例えば、ＭＤＦチップ、ＰＢチップ等、その木材の方向の判別が困難である場合は、木材チップの長辺方向を木材チップの長さとし、その長辺方向に直角な方向を木材チップの幅とし、その長さ及び幅に対して垂直な方向を木材チップの厚みとする。
【００７６】
切削チップや破砕チップでは、木材の繊維方向の最長幅を木材チップ２１Ａの長さ、木材の接線方向の最長幅を木材チップ２１Ａの幅、木材の半径方向の最長幅を木材チップ２１Ａの厚さとする。また、木材の繊維方向、接線方向、半径方向の判別がつかないＭＤＦチップ、ＰＢチップ等については、木材チップ２１Ａの最長辺を長さ、長辺に直角な方向の最長幅を幅、長辺及び幅に垂直な方向の最長幅を木材チップ２１の厚みとする。
【００７７】
上述したような木材チップ２１のサイズによって、嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内とする充填が可能である。しかし、木材の原料や樹種、破砕または切削の処理手段・機構の相違により、木材チップの形状は一定の形状でなくバラつきがありしかも複雑な形状を有することから、上記数値は、当然、測定等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。
【００７８】
ここで、本発明者らは、バイオフィルタ２１を構成する木材チップ２１Ａ群のサイズを種々変えて、脱臭効果の評価試験を行っている。そのときの結果を表２に示す。なお、表２に示す木材チップ２１Ａは、木材チップ２１ａの長さ寸法（木材の繊維方向）で表現したものである。
【００７９】
【表２】
2019098232.tif 000004
【００８０】
ここでも、表２に示した生物脱臭装置１０の仕様、試験条件で上述と同様に臭気ガスＧの脱臭効果の試験を行っており、表２に示した数値は、上述した１２名のモニターによる臭気の官能評価（平均値）の結果である。なお、臭気評価は、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧの導入を開始してから、１カ月後、３カ月後、１年後、３年後の４回行った。
【００８１】
表２に示すように、木材の長さが１０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下の木材チップ群では、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後の評価は気にならないにおい（２）、３カ月後の評価は何のにおいか分からない（１）、更に、１年後の評価も何のにおいか分からない（１）と高い脱臭効果が長期間持続した。また、木材の長さが１５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の木材チップ群では、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後の評価は気にならないにおい（２）、３カ月後、１年後及び３年後の評価も何のにおいか分からない（１）とより高い脱臭効果が長期間持続した。ここで、このような木材の長さが１０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の木材チップについては、例えば、その幅が５ｍｍ〜３０ｍｍであり、その厚さが４ｍｍ〜１０ｍｍであった。
【００８２】
これに対し、木材の長さが１０ｍｍ未満の木材チップ群では、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後及び３カ月後の評価は気にならないにおい（２）であるが、１年後や３年後の評価は気になるにおい（３）または強いにおい（４）であり、臭気ガスＧの導入を開始してから１年後には脱臭効果が明らかに低下した。なお、このような木材の長さが１０ｍｍ未満の木材チップは、例えば、その幅が１〜１０ｍｍ程度であり、その厚さが１ｍｍ〜５ｍｍ程度であり、所謂チップダストと称される木材チップが含まれていた。
【００８３】
これは、木材チップ２１Ａのサイズ（粒子径）が小さいことで臭気ガスＧの流路が小さいから、微生物膜（バイオフィルム）や微生物による臭気成分の分解により生じた分解物（代謝産物）の堆積等によって目詰まり（狭窄、閉塞）が生じやすくなるためと考えられる。木材チップ２１Ａが部分的に目詰まりすると、臭気ガスＧの通り道が限定する偏流が生じ、臭気ガスＧの臭気成分の分解に必要な木材チップ２１Ａとの接触量が減少し、バイオフィルタ２１全体が均一に効果的に利用されなくなると思われる。
【００８４】
一方、木材の長さが４００ｍｍ以上、７００ｍｍ以下の木材チップ群では、臭気ガスＧの導入を開始してから１年後は気になるにおい（３）であり、臭気ガスＧの脱臭効果は低いものであった。なお、このような木材の長さが４００ｍｍ以上の木材チップは、例えば、その幅が２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度であり、その厚さが５ｍｍ〜２０ｍｍ程度であった。
【００８５】
これは、木材チップ群のサイズが大きいことで臭気ガスＧの流路が大きくなり、臭気ガスＧ中の臭気成分と木材チップ２１Ａとの接触率が低下したり、バイオフィルタ２１全体で木材チップ２１Ａの表面積が小さいことで、保水量及び臭気成分の分解に有効な微生物量が少なかったりするためであると考えられる。
【００８６】
また、木材の長さが１５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の木材チップを使用するも、その容積量をバイオフィルタ２１全体の８０％とし、残りの２０％容積に木材の長さが１０ｍｍ未満木材チップを混入していると、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後及び３カ月後の評価は気にならないにおい（２）であるが、１年後の評価は気になるにおい（３）であり、脱臭効果の持続性が低かった。
【００８７】
これは、小径の木材チップ（木材の長さが１０ｍｍ未満）と大径の木材チップ（木材の長さが１５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下）の取合わせにより、充填密度が増して、臭気ガスＧの流路が小さいことで目詰まりや臭気ガスＧの偏流が生じやすくなり、臭気ガスＧの臭気成分の分解に必要な木材チップ２１Ａとの接触量が減少し、バイオフィルタ２１全体が均一に効果的に利用されなくなるためであると考えられる。
【００８８】
このように、木材チップ２１については、チップダスト、パーティクル等のようなその大きさが小さすぎる群集では、目詰まり生じ難くなり、一方で、大きさが大きすぎる群集でも、バイオフィルタ２１が所定の嵩密度とならず、有効な脱臭効果を発揮できない。
そこで、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１Ａの群集であれば、目詰まり生じ難く、バイオフィルタ２１全体にむらなく臭気ガスＧを通過させることができ、また、高表面積により保水性及び微生物の保持性も良く、脱臭効果の持続性が向上する。即ち、木材の原料の相違を問わず、狭窄、閉塞、目詰まり生じ難く圧力損失の増大が少ない最適な流路サイズを形成し高い脱臭効果の持続性を確保できる。
【００８９】
なお、より好ましくは、木材チップ２１のサイズが、木材の繊維方向の長さが１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であり、このサイズの木材チップが８０質量％以上であると、目詰まりのし難い通路を形成する最適な条件が得られ易い。即ち、木材チップ群のサイズ分布を見たときに、木材の原料や樹種、破砕または切削の処理手段・機構の相違がサイズ分布に反映されるも、木材の繊維方向の長さが１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップサイズの木材チップが全体の８０質量％以上あれば、脱臭効果の持続性が高いバイオフィルタを構成する木材チップとして安定した特性を得ることが可能である。
【００９０】
このような所定サイズの木材チップ２１Ａ群については、例えば、切削または破砕後の木片の篩分けによって入手できる。通常、木材チップの篩分けは、篩（スクリーン）を使用し、篩を振とうさせて分級される。
そして、上記所定サイズの木材チップ２１Ａ群については、例えば、目開き６０ｍｍの篩を通過（パス）し、目開き１０ｍｍの篩を通過（パス）しない木材チップ群のサイズとして入手可能である。例えば、篩の目開きが６０ｍｍを通過したアンダーサイズの木材チップを得て、次にこの目開きが６０ｍｍの篩を通過したアンダーサイズの木材チップを、更に、目開きが１０ｍｍの篩にかけ、目開き１０ｍｍを通過しないオーバーサイズの木材チップを得る。こうして、目開きが６０ｍｍの篩を通過したアンダーサイズであって、目開き５ｍｍの篩を通過しないオーバーサイズの木材チップを得て、所定寸法の木材チップ２１を得ることが可能である。なお、篩分けは、篩が積み重ね構造に設計されているふるい振とう機で分級してもよい。また、目開きとは、縦線と横線が交差して形成された１つの目当たりの開口（空間）における天地幅または左右幅を示すが、ここでは、円形目（円孔）または正方目（角孔）の篩を使用した。目開きが６０ｍｍの篩は、円形目の場合には、円孔の直径が６０ｍｍ、正方目の場合には、正方形の一辺が６０ｍｍである。目開きが１０ｍｍの篩は、円形目の場合には、円孔の直径が１０ｍｍ、正方目の場合には、正方形の一辺が１０ｍｍである。しかし、木材の原料や樹種、破砕または切削の処理手段・機構の相違により、木材チップの形状は一定の形状でなくバラつきがありしかも複雑な形状を有することから、上記篩分けによって、必ずしも一定の寸法形状のサイズの木材チップ２１Ａ群を得ることができるとは限らない。より好ましくは、篩分けにより目開き４０ｍｍの篩を通過（パス）し、目開き２０ｍｍの篩を通過（パス）しない木材チップである。
【００９１】
ところで、このような木材チップ２１Ａを床材２２の上に充填して所定の嵩密度でバイオフィルタ２１を構成するのであるが、床材２２の通気孔２２ａのサイズの選択によっては、木材チップ２１Ａが床材２２の通気孔２２ａを埋めてしまう恐れがある。
【００９２】
そこで、本発明を実施する場合には、図４（ｂ）に示すように、床材２２の床面上に粗いサイズの木材チップ２１ｂを敷設してから、例えば、上述したような木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である細かい木材チップ２１ａを充填することも可能である。
例えば、粗いサイズの木材チップ２１ｂとしては、木材の繊維方向の長さが３５０ｍｍ〜７００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、より好ましくは、木材の繊維方向の長さが４００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が１０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ｂが使用できる。
【００９３】
このように、床材２２の通気孔２２Ａに細かいサイズの木材チップ２１ａが落下しないように粗いサイズの木材チップ２１ｂを敷設してから細かいサイズの木材チップ２１ａを充填していくようにすることで、圧力損失の緩和や、バイオフィルタ２１下部の圧密による通気路の狭窄も緩和でき、脱臭効率の向上も可能である。なお、圧力損失の軽減効果により、臭気ガスＧの送風に強力な送風を必要としないから、ブロワー５のランニングコストを下げることも可能である。
なお、このような粗い木材チップ２１ｂは細かい木材チップ２１ａの容積の５％以下で充填される。
【００９４】
こうして木材チップ２１Ａ（以下、木材チップ２１ａと木材チップ２１ｂとを特段区別しないときにはまとめて木材チップ２１Ａと記すことがある。）で構成されるバイオフィルタ２１に対しては、木材チップ２１Ａの乾燥を防止してバイオフィルタ２１による生物的処理の活性を維持するために、散水手段３０からの散水により加湿を行いバイオフィルタ２１を湿潤状態とする。即ち、木材チップ２１Ａの水分が少ないと、微生物の繁殖が抑制され、また、木材チップ２１Ａにおいて臭気ガスＧ中の臭気成分を捉えることができないために脱臭作用が低減することから、ハウジングＨ内のバイオフィルタ２１では散水手段３０からの散水により湿潤状態を維持させる。
【００９５】
ここで、本発明者らは、微生物担体となる木材チップ２１Ａからなるバイオフィルタ２１について、更に、臭気成分の水分への溶解、吸着や微生物環境を最適化する条件について究明したところ、散水量の調節によって木材チップ２１ａの含水率を制御すると、高い脱臭効果が得られその効果も持続することが判明した。木材チップ２１ａの含水率と脱臭効果の関係について評価試験を行ったときの結果を表３に示す。
【００９６】
【表３】
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【００９７】
ここでは、木材チップ２１ａを散水量の調節によって２０％〜２２０％まで各含水率に調節してそれを維持し、表３に示した生物脱臭装置１０の仕様、試験条件で臭気ガスＧの脱臭効果の試験を行った。
表３に示した数値も、上述した１２名のモニターによる臭気の官能評価（平均値）の結果である。臭気評価は、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧの導入を開始してから、１カ月後、３カ月後、１年後、３年後の４回行った。
【００９８】
木材チップ２１ａの含水率については、木材チップ２１ａが各含水率に維持されているか定期的に含水率の測定を行い、各含水率に維持されるように散水量を調節して管理した。
測定に際しては、所定量の木材チップ２１ａをバイオフィルタ２１から採取し、乾燥の前後で重量を測定して含水率を求めている。
このときの木材チップ２１ａの含水率は、水分を含んでいない状態の木材チップ２１Ａの重量（全乾重量、ドライベース）に対する水分重量の割合を表すものであり、以下の式（Ａ）により含水率を求めている。
含水率（％）＝（乾燥前の重量−全乾重量）／全乾重量×１００・・・（Ａ）
なお、全乾重量は、１０５℃で、重量の変化が無くなるまで乾燥させた状態の値を用いた。
【００９９】
表３に示すように、木材チップ２１ａの含水率が１５０％以上であると、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後の評価は気になるにおい（３）、または、気にならないにおい（２）であるが、３カ月後の評価は、におうが何のにおいか分からない（１）であった。また、１年後の評価においても、におうが何のにおいか分からない（１）であり、更に、３年後においても、気にならないにおい（２）であり、高い脱臭効果が長期間維持された。
【０１００】
これに対し、木材チップ２１ａの含水率が１５０％未満であると、脱臭効果に劣っていた。即ち、木材チップ２１の含水率が１２０％では、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後であっても評価は強いにおい（４）であり、３カ月後の評価でも、気になるにおい（３）であり、１年後の評価は強いにおい（４）であった。
また、木材チップ２１ａの含水率が８０％以下であると、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後であっても評価は強いにおい（４）、または、非常に臭い、強烈なにおい（５）であり、３カ月後、１年後、３年後の評価においても気にならなるにおい（３）、強い匂い（４）、または、非常に強い匂い、強烈な臭い（５）と脱臭効果が得られなかった。
【０１０１】
したがって、木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上に維持することで、高い脱臭効果を３年以上も持続させることができる。本発明者らの実験によれば、より好ましくは、１６０％以上であり、更に好ましくは、１８０％以上である。
そして、本発明者らの実験研究では、木材の特性から木材チップ２１ａの含水率には上限があり、その上限値は木材チップの樹種の特性等によって決定されるが、最大でも３００％程度である。
【０１０２】
なお、散水手段３０からの散水によって木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持することで、高い脱臭効果が持続するのは、木材チップ２１ａの保水性によって臭気成分の水分への溶解、吸着や微生物環境が最適化されるためと推測される。特に、含水率を１５０％以上、３００％以下の範囲内とする木材チップ２１ａでは、周囲に厚い水膜が形成され、微生物活性を高くできるうえ、気体が液相に溶解されやすくて吸着されやすくなっている可能性がある。更に、このような厚い水膜によって臭気成分の濃度変動に対して、また、臭気成分の分解により生じる分解物の生産に対してもｐＨ緩衝作用が高く、ｐＨの変動が抑制されるものと推測される。そして、このようにｐＨの変動が抑制され、ｐＨが中性域に維持されることで、微生物活性が失活し難く、複数種の微生物群の活性が維持され多種の臭気でも対応することができるものと思われる。即ち、多種の臭気に対応可能な微生物群の生育にとって最適な環境に維持することができると考えられる。
【０１０３】
こうして、本実施の形態では、散水手段３０からの散水によって木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する。
なお、散水量については、木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する散水量とされるが、バイオフィルタ２１の上層、下層を問わずバイオフィルタ２１全体で木材チップ２１ａ，木材チップ２１ｂの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持されるものとする。
【０１０４】
ここで、更に本発明者らは、高い脱臭効果を持続するための条件について究明したところ、本実施の形態では、受水部４１にて散水に使用した余剰水Ｗ1及び必要に応じて外部から供給された補充水Ｗ2がまとめられてポンプで汲み上げられ、散水供給路４３を介して散水管３１に供給されて散水されるが、このときの散水に使用する水の条件によって、脱臭性能が変動することが判明した。
即ち、散水手段３０で散水させる水について、表４に示すように、ハウジングＨから余剰水Ｗ1として排水されて受水部４１で回収され、再び散水として利用される水を循環水Ｗ1とし、導水部４４から補充される水を補充水Ｗ2としたときに、単位時間当たりの一定の散水量について散水として使用する水の循環水Ｗ1と補充水Ｗ2の割合によって脱臭性能に相違がみられた。散水に使用する水の条件と脱臭効果の関係について評価試験を行ったときの結果を表４に示す。
【０１０５】
【表４】
2019098232.tif 000006
【０１０６】
ここでは、散水手段３０で散水させる水について、循環水Ｗ1と補充水Ｗ2の割合を調節して表４に示した生物脱臭装置１０の仕様、試験条件で臭気ガスＧの脱臭効果の試験を行った。
表４に示した数値も、上述した１２名のモニターによる臭気の官能評価（平均値）の結果である。臭気評価は、脱臭装置１０に臭気ガスＧの導入を開始してから、１カ月後、３カ月後、１年後、３年後の４回行っている。
【０１０７】
表４に示すように、単位時間当たりの一定の散水量を１００容積％としたとき散水用の水が循環水Ｗ1１００容積％からなるか、または、外部から補充水Ｗ2を取り入れたとしても、散水用の水が容積比で循環水Ｗ1／補充水Ｗ2≧７／１２であると、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後の評価は気になるにおい（３）、または、気にならないにおい（２）であり、３カ月後の評価は、におうが何のにおいか分からない（１）であった。また、１年後の評価においても、におうが何のにおいか分からない（１）、または、気にならないにおい（２）であり、更に、３年後においても、におうが何のにおいか分からない（１）、または、気にならないにおい（２）であり、高い脱臭効果が長期間維持された。
【０１０８】
これに対し、散水用の水を循環させていなかったり（循環水Ｗ1：補充水Ｗ2＝０：１０）、散水用の水が容積比で循環水Ｗ1／補充水Ｗ2＜７／１２であると、脱臭効果に劣っていた。即ち、０／１０≦循環水Ｗ1／補充水Ｗ2＜７／１２では、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後であっても評価は強いにおい（４）であり、３カ月後の評価でも、強いにおい（４）であった。
【０１０９】
したがって、単位時間当たりの一定の散水量を１００容積％としたとき散水手段３０で散水させる水Ｗは循環水Ｗ1を約３６容積％以上、補充水Ｗ2を６４容積％以下とすることより、高い脱臭効果を３年以上も持続させることができる。
これは、バイオフィルタ２１を通過した水には臭気分解に有効な微生物が存在し、かかる微生物を含んだ循環水Ｗ1が外部へ排出（廃水）されることなく、散水として再利用されることで、バイオフィルタ２１に散水される水には、有効な微生物が含まれることより、バイオフィルタ２１の微生物量が維持され、また、微生物叢の偏りが防止されてバイオフィルタ２１全体に微生物叢が均一に分布し、バイオフィルタ２１全体が効果的に利用されるためと考えられる。また、それによって、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスＧに対する追従性、応答性も高くなるものと考えられる。特に、循環水Ｗ1に対して、補充水Ｗ2による希釈を少なくすることで、つまり、散水に使用する水に循環水Ｗ1の割合が高いと、高濃度で有効な微生物がバイオフィルタ２１に散水されるから、バイオフィルタ２１の高い微生物量、微生物活性が維持され、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスＧに対しても持続して高い脱臭効果を上げることができる。また、このような散水の循環によって、ｐＨの上昇を招く臭気成分(アンモニアイオン等)と、ｐＨの低下を招く臭気成分の分解物（硝酸イオン等）とがバランスされてｐＨの中性域が維持され、高い脱臭効果を持続できたものと推測される。
【０１１０】
こうして、本実施の形態では、単位時間当たりの一定の散水量を１００容積％としたとき、散水手段３０で散水させる水を容積比で、０／１０≦：補充水Ｗ2／循環水Ｗ1≦１２／７とする。即ち、受水部４１では散水に使用しバイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1(循環水Ｗ1)に、必要に応じて散水に使用する水の６４容積％以下で外部から補充水Ｗ2を補充し、散水手段３０から散水としてバイオフィルタ２１に供給される。
【０１１１】
なお、このような生物脱臭装置１０では、ブロワー５からの臭気ガスＧが導入される導入路２４ａ及び余剰水Ｗ1が排出される排水路４２ａ及び受水部４１を含め、ハウジングＨの底部では臭気ガスＧが外部に漏れない密閉系とする一方で、バイオフィルタ２１を通過して脱臭された空気が排出されるハウジングＨの上方は一般的に開放される。天井を設けたハウジングＨでは、脱臭された空気が大気中へ放出可能に開口を設けることになる。この場合、散水管３１等を天井に埋設し、天井に散水ノズル３１を配設してもよい。
このような生物脱臭装置１０の設置は室内でも屋外でもよく、屋外に設置する際には、必要に応じて、ハウジングＨ内のバイオフィルタ２１に対して雨の浸入や直射日光の照射を防止するために、散水管３１の上方にハウジングＨを覆うためのテント地等の屋根を設けてもよい。また、ハウジングＨは地中への埋設型としてもよい。
【０１１２】
なお、本実施の形態の生物脱臭装置１０は、コンピュータ制御が望ましい。
主な情報管理のみを取り上げると、例えば、ブロワー５の送付量、送付圧の情報を検出し、それをコンピュータＣＯＭＰに入力する。また、コンピュータＣＯＭＰには、バイオフィルタ２１の上の空気放出側の圧力及びバイオフィルタ２１の内部温度の情報がセンサで検出され、それが入力される。更に、コンピュータＣＯＭＰには、人為的に測定した木材チップ２１の含水率の情報が入力されて管理され、それをもとに、散水手段３０で噴霧する水量が決定される。更に受水部４１の水量についても、それが検出され、散水手段３０で噴霧する水量をもとに、導水部４４からの水量を決定し、それをコンピュータＣＯＭＰの入力としている。そして、受水部４１に貯留した水を散水手段３０まで揚水するポンプ、バルブ、流量計や、外部からの水を取り入れる導水部４４に配設するバルブ等についても、その駆動がコンピュータＣＯＭＰによって制御され、散水手段３０からの散水量の調節を可能とする。通常、散水用のポンプはタイマー制御される。また、バイオフィルタ２１上方で臭気濃度がセンサで検出され、それがコンピュータＣＯＭＰに入力される。生物脱臭装置１０に臭気ガスＧが導入されるその入り口で臭気ガスＧの圧力、温度、臭気濃度等を検出し、コンピュータＣＯＭＰに入力してもよい。
【０１１３】
こうして、木材チップ２１Ａの含水率の情報は、主に、散水手段３０の散水量、即ち、ポンプ、バルブの駆動制御に使用される。また、バイオフィルタ２１上の空気放出側の圧力及びブロワー５の送付量、送付圧の情報は、主にブロワー５の制御に使用される。臭気濃度の情報を含めこれらの情報はモニターによる日程管理情報として制御及び管理し、処理記録を残して、自治体の諸規制に対する適合性の証明にも使用できる。なお、図１における化学脱臭装置３、スクラバー装置４も独自に監視及び運転される。
また、木材チップ２１Ａの充填高さｈについて目視の監視によって、所定量を下回った際には、新しい所定の木材チップ２１Ａが補充される。
更に、ブロワー５の送付圧及びバイオフィルタ２１の上の噴出圧力から算出される圧力損失が管理され、圧力損失が所定量を超えた際には、ブロワー５の送付量、送付圧を制御する。更に、木材チップ２１Ａのサイズ径の目視の監視により、細粒物が増え、圧力損失が大となっている場合には、篩分けを行って細粒物を排除し、新しい木材チップ２１Ａを補充する。
【０１１４】
以下、本実施の形態の生物脱臭装置１０を具体化した実施例を説明する。
本実施例においては、家庭ごみ、都市ごみ等の堆肥化施設で発生する臭気ガスＧを対象とし、コンクリート製のハウジングＨ内の底部に、図３に示すように、支持脚２３を立設し、その上に、目開きが２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であり、開口率が５〜９５％の範囲内である床材２２を設置し、そして、床材２２の上に、例えば、木材の繊維方向の長さが３５０ｍｍ〜７００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が１０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ｂを敷設してから、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ａを充填することによりバイオフィルタ２１を形成し、脱臭処理部２０を構成した。
このとき、ハウジングＨ底部と床材２２底面との離間距離は、例えば、１０ｃｍ〜５０ｃｍ、好ましくは２０ｃｍ〜４０ｃｍに設定され、粗い木材チップ２１ｂは、細かい木材チップ２１ａの容積の１０％以下で充填される。
なお、家庭ごみ、都市ごみ等の堆肥化施設では、そこで処理される廃棄物は常に一定の性状でなく、毎回異なる種々雑多な原料が発酵・分解されるから、そこで発生する臭気ガスＧは複合臭であり、更に、その臭気濃度や臭気質が変動するものである。また、堆肥の切り返しを行う堆肥化施設では、堆肥の切り返しによる濃度変動も大きくなる。
【０１１５】
このとき、本実施例では、図７（ａ）に示したように、床材２２の上に、突出長さが１５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲内、好ましくは、２５０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲内の板状の突壁２８がハウジングＨの４面の側壁に沿って床材２８の上面から所定高さで設置され、そのような突壁２８を設けたハウジングＨ内の空間に、所定サイズの木材チップ２１Ａを充填した。即ち、床材２２の上では、突壁２８によってバイオフィルタ２１に向かってハウジングＨ側の側壁が突設した構造となっている。
【０１１６】
図２に示したように、ハウジングＨの底部には、導入路２４ａを介してブロワー５に接続している臭気ガスＧの導入口２４が設けられ、また、排水路４２ａを介して受水部４１に接続しバイオフィルタ２１及び床材２２を通過した余剰水Ｗ1が排水される排出口４２が設けられている。
受水部４１には、ハウジングＨの上方に配設した散水ノズル３２を有する散水管３１に接続する管路からなる散水供給路４３が接続し、また、必要に応じて産業用水（工業用水等）の水を導入するための導水部４４が接続されている。散水供給路４３には、バルブ及びポンプが設けられ、導水部４４にもバルブが設けられている。
本実施例に係る生物脱臭装置１０の仕様、設計は表５に示す通りである。なお、本実施例では、散水手段３０は間欠的な運転であり、タイマー制御された散水用ポンプにより間欠的に散水を行った。
【０１１７】
【表５】
2019098232.tif 000007
【０１１８】
生物脱臭装置１０の設計に際しては、都市ごみ等の堆肥化施設で発生する臭気ガスＧ（源臭）の発生量から所望とする処理風量（ｍ3／分）、処理速度（ｍｍ／秒）を決定し、その処理風量（ｍ3／分）、処理速度（ｍｍ／秒）から、負荷を超えることのない所定の処理能力を確保するバイオフィルタ２１の設置面積（断面積）を設定した。例えば、臭気ガスＧが見掛風速で１５〜３０ｍｍ／秒、より好ましくは、２０〜２５ｍｍ／秒となるようにバイオフィルタ２１の断面積、容積等を決定する。なお、見掛速度は、処理する臭気ガスＧの流量（ｍｍ3／秒）をバイオフィルタ２１の断面積（ｍｍ2）で除算することにより求められる。
ここで、本発明者らは、低コストで長期間安定した脱臭性能を確保するために、更に、木材チップ２１Ａ（木材チップ２１ａ，木材チップ２１ｂ）を充填してなるバイオフィルタ２１の層の厚み、即ち、木材チップ２１Ａの充填高さ（積付高さ）ｈについて、究明した。バイオフィルタ２１の充填高さｈについて、初期設定を１．０ｍ〜３．５ｍとして実験を行い、脱臭効果の評価試験を行った。そのときの結果を表６に示す。
【０１１９】
【表６】
2019098232.tif 000008
【０１２０】
表６に示した数値も、上述した１２名のモニターによる臭気の官能評価(平均値)の結果である。臭気評価は、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧの導入を開始してから、１カ月後、３カ月後、１年後、３年後の４回行った。
【０１２１】
表６に示したように、木材チップ２１Ａの充填高さｈが１．５ｍ以上、３．０ｍ以下であると、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後の評価は気にならないにおい（２）であり、３カ月後、１年後、３年後の評価においても気にならないにおい（２）または何のにおいか分からない（１）と高い脱臭効果が長期間維持されていた。
特に、木材チップ２１Ａの充填高さが２．０ｍ以上、２．５ｍ以下であると高い脱臭効果の持続性が高かった。
【０１２２】
これに対し、木材チップ２１Ａの充填高さが１．４ｍ以下であると、１年経過後は、気になるにおい（３）または強いにおい（４）の評価であり、特に１．０ｍ以下では、常に、強いにおい（４）または、非常に臭い、強烈なにおい（５）の評価で、脱臭効果が得られなかった。
これは、臭気ガスＧの臭気成分と木材チップ２１Ａとの接触量が十分に得られなかったためである。
【０１２３】
また、木材チップ２１Ａの充填高さｈが３．５ｍ以上であっても、３か月以降は気になるにおい（３）の評価であり、脱臭効果の持続性が低下した。
これは、木材チップ２１Ａの充填高さｈが高すぎることで、バイオフィルタ２１の下部で圧密が高く、臭気ガスＧの偏流が生じやすいために、臭気ガスＧの臭気成分の分解に必要な木材チップ２１Ａとの接触量が減少し、バイオフィルタ２１全体が均一に効果的に利用されなくなるためであると考えられる。
【０１２４】
したがって、バイオフィルタ２１を構成する木材チップ２１Ａの充填高さｈが、１．５ｍ〜３．０ｍの範囲内の高さであれば、高い脱臭効果を長期間維持される。より好ましくは、木材チップ２１Ａの充填高さｈが２．０ｍ〜２．５ｍの範囲内である。
【０１２５】
そして、本実施の形態においては、木材チップ２１Ａを充填したときの嵩密度は１５０〜５００Ｋｇ／ｍ3の範囲内が好ましい。これにより、流路（通気路）の目詰まりが生じ難く、経時的な圧力損失の増大も少ない。
【０１２６】
即ち、嵩密度が高すぎると、圧力損失が大きいから臭気ガスＧを送風するコストも高くなる。また、目詰まりが生じやすく、臭気ガスＧの偏流を招くから脱臭効果の持続性が低下する。一方で、嵩密度が低すぎても、臭気成分と木材チップ２１Ａとの接触量が低下するから脱臭効果が低下する。木材チップ２１Ａによる嵩密度は１５０〜５００Ｋｇ／ｍ3の範囲内であれば、圧力損失を抑えてコストを抑えることができ、また、高い脱臭効果の持続性が得られる。より好ましい嵩密度は、２００〜４００Ｋｇ／ｍ3の範囲内である。
【０１２７】
そこで、本実施例では、バイオフィルタ２１を構成する木材チップ２１Ａ（木材チップ２１ａ，木材チップ２１ｂ）の初期の充填高さｈを２．０ｍに設定した。
なお、本発明者らの実験研究では、経時的に、微生物による木材チップ２１Ａの消費、代謝、木材チップ２１Ａの劣化により木材チップ２１Ａが細片化、縮小し、バイオフィルタ２１の体積が低下する。初期設定の充填高さｈが２ｍに対し、使用により１．７ｍを下回った際には、新たに、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ａの補充をし、充填高さｈを２ｍに回復させることで、脱臭効果を低減させることなく３年以上もの長期間の高い脱臭効果を維持できることを確認している。
【０１２８】
そして、本実施例では、散水手段３０からの散水によって、木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持した。
なお、木材チップ２１ａの含水率については、周囲（雰囲気環境）の湿度条件の変化や、木材チップ２１ａの細片化、縮小によってもその保水量が変化することから、定期的に木材チップ２１ａの含水率の測定を行い、木材チップ２１ａの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持されるように散水量を調節している。
【０１２９】
このように構成された生物脱臭装置１０では、ブロワー５の駆動により、堆肥化装置２からの臭気ガスＧが、導入路４２ａを介して導入口４２からハウジング底部の所定容積の空間Ｓに拡散、流通すると共に、床材２２の通気孔２２Ａを通ってバイオフィルタ２１内へと上昇する。バイオフィルタ２１に入力される前に床材２２の所定径の通気孔２２Ａを通過するから、導入口４２から導入された臭気ガスＧが整流されてバイオフィルタ２１に入力されることになり、臭気ガスＧの通気抵抗を緩和して圧力損失を抑えることができる。
【０１３０】
このとき、散水手段３０からの散水によって、バイオフィルタ２１の木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持するようにし、バイオフィルタ２１内は湿潤状態に維持する。装置の立ち上げ初期では、導水部４４から受水部４１に新鮮な水が取り入れられ受水部４１内の水がポンプによって散水供給路４３を介して散水管３１まで汲みあげられ、散水ノズル３２からバイオフィルタ２１に散水される。そして、バイオフィルタ２１及び床材２２の通気孔２２ａを通過してハウジングＨ底部に到達した余剰水Ｗ1は、所定容積の空間Ｓ内で所定量以上に溜まることなくハウジングＨ底部の排水口４２から排水路４２ａを介して受水部４１で回収される。受水部４１で回収され貯留した水は、外部に廃水されることなく散水のタイミングでポンプによって散水供給路４３から散水管３１まで汲みあげられ、再び散水として使用される。木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する散水のタイミングで、受水部４１に回収された余剰水Ｗ1が散水管３１まで汲みあげられ散水されるが、受水部４１での回収量が少ないときには、必要に応じ導水部４４から水を補充する。特に、本実施例では、散水に使用する水は、０／１０≦：補充水Ｗ２／循環水Ｗ１≦１２／７に調節している。
【０１３１】
散水手段３０からの散水によって、湿潤状態に維持されているバイオフィルタ２１では、木材チップ２１Ａに適度な水分が保持されていることで、微生物が繁殖し、その活性が維持される。
特に、自然界の資源である木材チップ２１Ａは、有機物であり水分保持機能にも優れることで、適度な水分と温度環境下での放置により、特定の菌を接種、植種したり、微生物活性物質を添加したりしなくとも、臭気ガスＧを通過させていると、直ぐにその臭気成分の分解に関与する微生物が繁殖し、バイオフィルタ２１として脱臭機能を発揮させることができる。そして、このような木材チップ２１Ａでは、初期から多種の微生物を多く保有し、或いは、複数種の臭気成分の分解に直接的または間接的に関与する有効な多種の微生物が生息し易い環境にあるものと推測され、木材チップ２１Ａから構成されるバイオフィルタ２１では好気的環境、嫌気的環境の両方が存在し、脱臭に直接的または間接的に関与する微生物も好気性微生物に限られず、嫌気性微生物も寄与するものと推測される。なお、このようなバイオフィルタ２１では、微生物が木材チップ２１Ａの成分（多糖類等）、臭気成分を栄養源、エネルギ源として利用（資化）し、微生物が繁殖してバイオフィルムを形成している。例えば、亜硝酸菌、硝化菌、脱窒菌、硫黄酸化細菌、その他の好気性微生物、嫌気性微生物等が木材チップ２１Ａに生息する。
【０１３２】
したがって、湿潤状態が維持されているバイオフィルタ２１にその下方から臭気ガスＧが導入されると、臭気ガスＧは上向流でバイオフィルタ２１を流れる。このとき、バイオフィルタ２１を構成している木材チップ２１Ａに保持されている水分または木材チップ２１Ａの周囲の水分に、臭気ガスＧに含まれている臭気成分の水溶性化合物等が溶解し、また、木材チップ２１Ａに吸着、捕集、保持され、そして、木材チップ２１Ａやその周囲の水分に生息、付着している微生物によって、臭気成分が分解される。こうして臭気ガスＧはバイオフィルタ２１を上昇する間に、生物的処理による消化によって脱臭（浄化）され、バイオフィルタ２１の上方から放出される。
【０１３３】
このとき臭気ガスＧに含まれる臭気成分は、例えば、二酸化炭素（ＣＯ2）、水（Ｈ2Ｏ）のような無害な物質やＳＯ4-やＮＯ3-のような無機イオン、硫酸や硝酸等の無機物に分解される。
例えば、臭気ガスＧ中の臭気成分として代表的なアンモニアに着目すると、アンモニア（ＮＨ3）は、亜硝酸菌、硝化菌等の好気性の微生物の硝化作用によりＮＯ2（亜硝酸態）、ＮＯ3（硝酸態）等の窒素酸化物（ＮＯｘ）に分解され、脱臭される。更に、脱窒菌やアナモックス反応によりＮ2（窒素）等にまで分解されている可能性もある。
また、硫化水素（Ｈ2Ｓ）やメチルメルカプタン等の硫黄化合物（硫化物）、有機酸系化合物の臭気成分は、例えば、硫黄酸化細菌、その他の好気性菌等の好気性微生物の作用により酸化分解されてＳＯ2や硫酸等の酸化物となり、脱臭される。
【０１３４】
特に、上述のように構成されている本実施例の生物脱臭装置１０では、次のような特徴がある。
まず、本実施例の生物脱臭装置１０では、臭気ガスＧの導入及び散水を開始した稼働初期で圧力損失が３０〜１２０Ｐａであり、経時的には圧力の上昇がみられるも、３年経過後であっても、圧力損失が２００Ｐａ以下に抑えられた。
念のため、図５に圧力損失を経時的に測定した結果を示す。なお、この圧力損失は、ブロワー５の送圧（全圧）とバイオフィルタ２１の上で空気が放出されている出口の全圧との差圧を計測したものである。
【０１３５】
図５に示したように、季節や臭気源の濃度等の変化によって圧力損失に変化があるも、圧力損失は０〜２００ｍｍＨ2Ｏの範囲内にあり、経時的に圧力損失が顕著に上昇することもなく少ない圧力損失で維持されている。なお、圧損の測定は、間欠運転される散水手段３０の散水時または散水停止時を問わない測定である。
【０１３６】
使用による圧力損失の増大が少ないのは、所定の嵩密度で木材チップ２１ａでバイオフィルタ２１を構成したことにより通気抵抗が低く抑えられ使用によっても目詰まり（狭窄、閉塞）が生じ難く、また、木材チップの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する散水に、循環手段４０によりバイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1が再利用されることで、微生物の分布や微生物の分解により生じた分解物の蓄積に偏りが生じ難く、バイオフィルタ２１全体が効率的に使用されるためである。特に、所定の嵩密度で木材チップ２１ａを充填してなるバイオフィルタ２１では、通気抵抗が低く圧損が少ないため、木材チップ２１ａの含水率が１５０％以上、３００％以下にするために散水量を多くしても圧損への影響も少なく、使用によっても臭気ガスＧの偏流が生じ難い。
【０１３７】
また、本実施例の生物脱臭装置１０では、バイオフィルタ２１のｐＨが６．５〜７．５の範囲内に維持された。特に、循環水のバイオフィルタ２１からの余剰水Ｗ1を回収して循環させる受水部４１の水も中性域に維持され、散水３１に使用する水についてｐＨ調節を行ったり、イオン吸着剤等の臭気物質低減部材によって臭気物質や分解物を吸着したり、脱窒を行わくとも、バイオフィルタ２１ではｐＨが６．５〜７．５の範囲内に維持されていた。
【０１３８】
ここで、臭気ガスＧにアンモニアが含まれていると、湿潤状態にあるバイオフィル２１では、アンモニウムが水に溶解してアンモニウムイオン（ＮＨ4+）となり、このアンモニウムイオン（ＮＨ4+）は、木材チップ２１Ａを覆う水膜において木材チップ２１Ａに生息するアンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌による硝化作用によって亜硝酸イオン（ＮＯ2-）や硝酸イオン（ＮＯ3-）に酸化分解される。このとき、硝化前のアンモニウムイオン（ＮＨ4+）の存在によってｐＨが上昇するが、これら亜硝酸イオン（ＮＯ2-）や硝酸イオン（ＮＯ3-）の分解物が生成されると水膜内のｐＨが低下し、一般的にはそれらの濃度が高くなるとｐＨが酸性に傾く。特に、散水を循環させていると、短期間でｐＨが酸性に傾き易く、バイオフィルタ２１における微生物周りの環境が酸性となると、特定の微生物のみの活動及び特定の臭気成分のみしか除去されない事態が生じやすい。
【０１３９】
しかし、本実施例の生物脱臭装置１０では、バイオフィルタ２１からの余剰水Ｗ1を回収して散水を循環させていても、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する木材チップ２１Ａの高い保水性によって、ｐＨの緩衝作用が高く、また、散水の循環によってアンモニウムイオン（ＮＨ4+）が蓄積することもなく分解が進み、更に、亜硝酸イオン（ＮＯ2-）や硝酸イオン（ＮＯ3-）等の分解物がバイオフィルタ２１中に偏りなく分布し負荷が局所的に集中することもない。また、必要に応じて補充水Ｗ2で希釈される。このため、ｐＨが中性の環境に維持されている。
【０１４０】
特に、所定の嵩密度で木材チップ２１ａを充填してなるバイオフィルタ２１では、通気抵抗が低く圧損が少ないため、木材チップ２１Ａの含水率が１５０％以上、３００％以下にするために散水量を多くしても圧損への影響も少なく、木材チップ２１Ａの高い保水性、木材チップ２１の周囲の厚い水膜を確保できる。更に、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持したバイオフィルタ２１の高い湿潤状態及びハウジングＨ底部の所定容積の空間Ｓで余剰水Ｗ1が収集される構成によって、ハウジングＨ底部の湿気が高く、ハウジングＨ底部に導入された臭気ガスＧを加湿できる。これより、ｐＨの変動を緩和でき、また、高濃度の臭気に対してもその濃度の緩和が可能である。特に、本実施例の脱臭装置１０では、硝化とアンモニア導入がバランスされているものと思われる。
【０１４１】
そして、本実施例の脱臭装置１０によれば、このようにｐＨを中性域に維持できることで、多種の臭気成分の分解に対応できる微生物種の活動を維持できる。即ち、ｐＨが中性域の環境は、多種の臭気化合物の対応に有利な微生物の生育環境に適する。よって、臭気濃度や臭気質が変動する臭気ガスＧに対しても長期間安定した脱臭性能を発揮することができる。特に、本実施例の脱臭装置１０によれば、散水を循環させていてもｐＨの低下が抑制され、中性環境で生育する微生物群は、多数の臭気化合物を除去できるから、臭気濃度や臭気質が変動する臭気ガスＧに対しても処理能力が低下することなく、長期間安定した脱臭性能を持続できる。
【０１４２】
このような本実施例の生物脱臭装置１０によれば、脱臭効果を示す下記の式（Ｂ）により算出されるバイオフィルタ効率（％）が、９０〜９５％であり、３年以上経過後も９０〜９５％の脱臭効率が得られている。
バイオフィルタ効率（ＢＦＥ）（％）
＝１００×（ＩＯＣ−ＥＯＣ）／ＩＯＣ・・（Ｂ）
ＩＯＣ：導入側空気の臭気濃度（オダーユニット；ＯＵE）
ＥＯＣ：排出側空気の臭気濃度（オダーユニット；ＯＵE）
【０１４３】
例えば、導入側空気が２５００〜６０００オーダーユニットの臭気濃度であると、本実施例の生物脱臭装置１０のバイオフィルタ２１を通過後の放出側の空気では、平均２００〜４５０オーダーユニットの臭気濃度になることが確認されている。
但し、無臭の空気を導入したときでも、バイオフィルタ２１の木材チップ２１Ａ自身のにおいにより、放出側の空気は、１５０オーダーユニットの臭気濃度より低くなることはない。また、放出側の空気では、平均２００〜４５０オーダーユニットの臭気濃度であっても、バイオフィルタ２１の作用により、導入側の臭気ガスＧの源臭と比較して臭質が大きく改善されている。
【０１４４】
なお、ここでの、臭気濃度は、動的オルファクトメータ法により、人の嗅覚を用い、臭気を無臭の空気で希釈したときにちょうどにおわなくなった時のにおい閾値までの希釈倍数（単位；オーダーユニット（ＯＵE））を示す。即ち、上記実施例の生物脱臭装置１０によれば、官能試験によって測定された臭気の指標を示す臭気濃度で９０〜９５％の除去率を示したことになる。
因みに、動的オルファクトメータ法による臭気濃度（単位；オーダーユニット（ＯＵE））と日本で採用されている臭気指数とは下記の式（Ｃ）の関係で表すことができる。日本で採用されている三点比較式臭袋法と、動的オルファクトメータ法による測定結果は概ね一致するとされている。
臭気指数＝１０×ｌｏｇ（臭気濃度）・・（Ｃ）
例えば、上述した２５００〜６０００オーダーユニットの臭気濃度を臭気指数に換算すると３４〜３８であり、２００〜４５０オーダーユニットの臭気濃度を臭気指数に換算すると２３〜２７である。１５０オーダーユニット臭気濃度を臭気指数に換算すると２２である。
【０１４５】
また、本実施例の生物脱臭装置１０によれば、臭気ガスＧがバイオフィルタ２１を通過して放出される出力側において、アンモニア濃度を測定すると、臭気の導入を開始してから数日で１〜２ｍｇ／Ｎｍ3のアンモニア濃度に抑えられ、３年経過後もその数値以下に抑えられていた。都市ごみ等の堆肥化施設（発酵処理施設）においての好気性発酵処理では、アルデヒド類、テルペン類、ＶＡＦ等が悪臭原因物質として問題となっているが、そのような臭気に対しても高い脱臭効果が確認されており、その脱臭効果も３年以上持続した。
特に、表５の仕様で構成されている生物脱臭装置１０では、その前段階で化学脱臭装置３の処理やスクラバー装置４による酸スクラバー処理等を施さなくても、３年以上持続する高い脱臭効果が得られている。
【０１４６】
更に、本実施例の生物脱臭装置１０によれば、季節変化による周囲（環境雰囲気）の温度変化によって脱臭機能が低下することもなく、周囲の温度変化を問わず年間を通じて高い脱臭機能を維持していた。
ここで、バイオフィルタ２１の温度に着目すると、図６において、バイオフィルタ２１の中間層の温度を経時的に測定（熱電対による測定）した結果を示したように、バイオフィルタ２１の温度は周囲環境温度が０℃となるような冬季でも臭気ガスＧを導入している操業時は１２℃以上あり、周囲環境温度が４０℃となるような夏季でも、散水によって４５℃以下に抑えることが可能であった。
【０１４７】
特に、真夏において、バイオフィルタの２１の表面(上層)温度を赤外線サーモグラフィによって測定すると、臭気ガスＧの排気箇所で部分的に５０℃を超えるところが存在するも、温度が低いところでは２０℃程度に維持されていた。夏季では、散水及び含水率を１５０％以上、３００％以下に維持した木材チップ２１Ａの高湿度により、その気化熱によってバイオフィルタ２１の温度上昇を抑えることができる。
【０１４８】
一方、冬季では、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持したバイオフィルタ２１の高湿度及びバイオフィルタ２１底部での余剰水Ｗ1の収集によって所定容積の空間Ｓに導入された臭気ガスＧを加湿できるから、臭気ガスＧがバイオフィルタ２１を通過する際でもバイオフィルタ２１の潜熱が奪われ難く、バイオフィルタ２１の温度低下を抑制できる。即ち、冬季では、堆肥化装置２から比較的乾燥した臭気ガスＧが送り込まれ、このような臭気ガスＧはバイオフィルタ２１を通過する際にバイオフィルタ２１から潜熱を奪いやすく、バイオフィルタ２１の温度低下を招くことになる。しかし、バイオフィルタ２１に入力される臭気ガスＧの湿気を高くできると、バイオフィルタ２１から潜熱が奪われるのを防止でき、バイオフィルタ２１の温度低下を抑えることができる。
そして、バイオフィルタ２１が木材チップ２１Ａからなるから、木材の調湿特性によって、ハウジングＨ内の湿度変動が抑制されている可能性もある。なお、冬季では周囲温度の低温の影響によって、堆肥化装置２から発生する臭気濃度も比較的少なくなりバイオフィルタ２１にかかる負荷も比較的少なくなるから、バイオフィルタ２１の温度が多少低下しても、脱臭効果を維持できる。
【０１４９】
こうして、本実施例の生物脱臭装置１０によれば、周囲環境温度と比較してバイオフィルタ２１の温度が大幅に低下することもなく、周囲の温度が変動しても高い脱臭性能が安定して維持されていた。即ち、加熱または冷却手段を設けなくとも周囲温度による処理能力の変動が少なく、安定した脱臭性能が持続するから、低コストで済む。
【０１５０】
しかし、本発明を実施する場合には、周囲温度の影響に左右されることのない極めて安定した処理能力を確保するために、ハウジングＨや、散水手段３０や、ハウジングＨの下部に設けた排水口４２ａから排水路４２を介して受水部４１に入力する排出路及び受水部４１及び受水部４１の出力から散水供給路４３を介して散水手段３０の入力までの供給路の構成からなる循環路に、加熱または冷却手段を配設し、バイオフィルタ２１の温度や、散水の水温の制御、調節を行ってもよい。
なお、設置場所等によってバイオフィルタ２１の温度が４５℃を超えるときには、散水量を増大させることで、温度を４５℃以下に抑え、脱臭性能の維持が可能である。
そして、微生物の活性を維持し、安定した脱臭性能を発揮させるために、好ましくは、バイオフィルタ２１の温度、臭気ガスＧの温度は１０〜５５℃範囲内に維持される。
【０１５１】
加えて、本実施例の生物脱臭装置１０によれば、堆肥化装置２が例えば、１〜２週間の休止状態にあり、ブロワー５によって堆肥化装置２からの空気が生物脱臭装置１０に連続的に送り込まれてハウジングＨ内が連続的に通気されてはいるが臭気ガスＧが存在していない状態であっても、微生物が木材チップ２１Ａを栄養源として生育することができる。そして、その後、堆肥化装置２で発酵・分解処理を再開したときでも、木材チップ２１Ａの微生物によって直ちに臭気ガスＧ中の臭気成分の分解が始まり、微生物が死滅しないような環境が形成され、バイオフィルタ２１の脱臭能力は維持されている。したがって、低い維持費、ランニングコストで脱臭効果を長期に亘って持続可能である。
【０１５２】
なお、本発明者らの実験研究では、生物脱臭装置１０の稼働から３〜４年経過後に、微生物による木材チップ２１Ａの消費、代謝、木材チップ２１の劣化により細片化、縮小した木材チップ２１Ａの堆積によって、圧力損失が２００Ｐａを超える場合には、バイオフィルタ２１を形成する木材チップ２１Ａの篩分けによって例えば目開き１０ｍｍの篩を通過する細分化された木材チップ２１Ａは取り除き、バイオフィルタ２１の充填高さｈが２ｍになるまで、新たに、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ａを補充する。必要に応じて木材チップ２１ａと床材２２との間の粗い木材チップ２１ｂを補充する。これによって、高い脱臭効果が更に長期間持続することを確認している。こうして木材チップ２１Ａの取り除き、木材チップ２１Ａの補充の繰り返しにより、所定の菌の添加や微生物活性物質の添加をしなくとも低コストで半永久的に脱臭効果を持続させることが可能である。
また、源臭の質によってｐＨが４．５未満となった場合には、一時的に補充水Ｗ2の割合を高め、散水量を増大させることにより、ｐＨを６．５以上に回復させることが可能であり、脱臭性能を維持できる。
【０１５３】
そして、本実施例の生物脱臭装置１０では、散水手段３０からの散水によっても、圧損が上がり過ぎることもないから、散水時にブロワー５を一時的に中断しなくとも、散水時にバイオフィルタ２１で水がふき上がることがない。即ち、所定の嵩密度で堆積してなる木材チップ２１Ａによってバイオフィルタ２１を構成したことにより、散水の水がバイオフィルタ２１の下方に通過しやすく、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持するための散水量でも散水した水がホールドアップして圧力損失の急激な増大を招くことがない。よって、維持管理も容易で、低コストであり、ブロワー５の連続運転により処理効率も良い。また、このように、臭気ガスＧの導入方向と散水の方向を向き合わせて（向流させて）いても水がふき上がらないから、低コストで高い処理能力を得ている。
【０１５４】
以上説明してきたように、本実施の形態に係る生物脱臭装置１０は、木材チップ２１ａを嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填してなり、散水によって木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持するバイオフィルタ２１を有し、バイオフィルタ２１の下方から導入した臭気ガスＧをバイオフィルタ２１による生物的処理によって消化してバイオフィルタ２１の上方に放出する脱臭処理手段２０と、バイオフィルタ２１に対してその上方から散水する散水管３１及び散水ノズル３２から構成される散水手段３０と、バイオフィルタ２１を通過した散水の水（余剰水Ｗ1）を回収し散水手段３０へ循環させる循環手段４０とを具備するものである。
なお、本実施の形態の循環手段４０とは、所定容積の空間Ｓを有するハウジングＨの底部及びハウジングＨの下部に設けた排水口４２ａから排水路４２を介して受水部４１に入力する排出路及び受水部４１及び受水部４１の出力から散水供給路４３を介して散水手段３０の入力までの供給路の構成である。
【０１５５】
このように構成された本実施の形態に係る生物脱臭装置１０によれば、木材チップＡのサイズの選択及び所定堆積高さの設定により所定の嵩密度で堆積してなる木材チップ２１Ａによってバイオフィルタ２１を構成したことにより通気抵抗が低く抑えられ、また、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する散水に、循環手段によりバイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1が再利用されることでバイオフィルタ２１において微生物の分布や微生物の分解により生じた分解物の蓄積に偏りが生じ難くなる。
即ち、散水を循環させるから、微生物や分解物を上から下、下から上に移動させることになり、バイオフィルタ２１内で微生物や分解物が変位するため、負荷が局所的に集中することなく、バイオフィルタ２１全体で効率よく処理できる。
【０１５６】
したがって、使用を続けても通気路の目詰まり（狭窄、閉塞）が生じ難く、圧力損失の増大も抑制される。散水の循環によって、木材チップ２１Ａには、臭気成分の分解により生じた塩類等の結晶物も付着し難い可能性がある。
即ち、微生物量が多くても、また、臭気成分の分解物が増えてきても、散水の循環によって、それら微生物や分解物が一定の場所に留まり難いから、使用を続けても通気路の目詰まり（狭窄、閉塞）が生じ難い。
【０１５７】
これより、バイオフィルタ２１において臭気ガスＧの通り道が限定される偏流、特定の道をすり抜けるショートパスも生じ難く、バイオフィルタ２１全体が均一に効果的に臭気ガスＧの消化に利用されるから、高い脱臭性能を長期間持続させることができる。
そして、圧力損失が小さいから大風量の臭気ガスＧにも適し、低コスト及び高い処理効率で臭気ガスＧを消化できる。
【０１５８】
特に、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持可能な木材チップ２１Ａの高い保水性によって、使用の継続によりｐＨの低下も生じ難く、ｐＨが中性の環境に維持可能である。このため、多種の臭気、また、高濃度の臭気でもその分解に対応できる微生物種が活動し易くなる。
【０１５９】
また、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持可能な木材の特性によって、特定の菌の接種、植種をし、微生物活性物質を添加しなくとも、天然、自然の微生物の働きで、すぐに臭気の分解に対応できる微生物種が繁殖する。
特に、木材の特性によって多種の臭気の分解に対応できる微生物種が増殖、活動しやすい環境であり、多種の臭気の分解に対応できる微生物種の働く環境を作り出すことができる。つまり、臭気質や臭気濃度の変動にも追随する微生物環境を構築できる。
更に、散水を循環させていることで、有効な微生物群、微生物活性が維持されやすい。
【０１６０】
バイオフィルタ２１が木材チップ２１Ａからなるから、木材の調湿特性が、バイオフィルタ２１の湿度変動を防止し、微生物の最適な湿度環境の維持、ｐＨ変動の緩和に寄与している可能性もある。つまり、木材の特性によって、微生物の活動に適した水分条件となっている。
加えて、木材チップ２１Ａが有機物であるから、連続的に臭気ガスＧを送りこまなくても、また、極めて低濃度の臭気が連続するとできも、微生物が死滅することなく微生物活性が良好に維持される。
【０１６１】
つまり、バイオフィルタ２１が所定の含水率に維持可能な所定サイズの木材チップ２１Ａで構成されていることにより、また、散水を循環させていることによって、多種の臭気に対応可能な微生物群の生育にとって最適な環境を維持でき、特定の臭気成分に特化されず、臭気の変動にも対応できる。
【０１６２】
そして、このように含水率が１５０％以上、３００％以下に維持され木材チップ２１Ａが充填してなるバイオフィルタ２１では、木材チップ２１Ａの高い保水性及び高表面積により、臭気ガスＧの気体が液相に溶解されやすく、また、臭気ガスＧとの接触量も大きいことから、高い処理能力を有する。
【０１６３】
特に、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持可能な木材チップ２１Ａが所定の嵩密度で充填され、また、散水を循環させているから、目詰まりが生じ難く、散水により常にバイオフィルタ２１全体に水がムラなく分布しやすく、微生物の偏りも少ない。即ち、所定の嵩密度で充填してなる木材チップ２１ａによってバイオフィルタ２１を構成したことにより、散水の水がバイオフィルタ２１の下方にも通過しやすい。よって、バイオフィルタ２１全体が効果的に利用され、臭気成分が木材チップ２１Ａの周囲の水膜に溶解、捕捉されやすく、効果的に微生物による分解を受ける。よって、高い脱臭効率を有する。
【０１６４】
更に、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持したバイオフィルタ２１の水分特性（高い保水性、木材チップ２１Ａ周囲の厚い水膜）と、散水の循環による木材チップ２１Ａ周囲の水分の変移によって、ｐＨの変動や分解物の濃度が緩衝されるから、循環手段によりバイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1を散水に再利用しても、微生物の活動の低下、微生物活性の低下が生じ難い。
【０１６５】
つまり、バイオフィルタ２１の高湿潤状態により臭気濃度の変動への適応性が高く、また、ｐＨ変動の緩和性も高く、多種の臭気の分解に対応できる微生物種の働く環境、微生物の活性が維持される。
したがって、導入される臭気濃度や臭気質が変動しても、長期間安定した脱臭性能を維持できる。
【０１６６】
加えて、本実施の形態では、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持したバイオフィルタ２１の高い湿潤状態及びハウジングＨ底部の所定容積の空間Ｓに余剰水Ｗ1が達する構成によって、ハウジングＨ底部の湿気が高く、ハウジングＨ底部に導入された臭気ガスＧを加湿可能である。よって、臭気の濃度変動に対する緩和効果を高めることができる。また、木材チップ２１周囲の分厚い水膜によっても臭気濃度の変動を緩和できる。更に、臭気ガスＧの湿気が高いと、バイオフィルタ２１の含水率の均一な分布にも寄与する。したがって、臭気を空気で希釈したり見かけ風速を極端に低下させたりする手段を講ずることなく、臭気濃度の変動に対応できる。
【０１６７】
そして、ハウジングＨ底部に導入された臭気ガスＧを加湿可能であると、冬季の周囲温度が低いときでも、臭気ガスＧがバイオフィルタ２１の潜熱を奪い難いためにバイオフィルタ２１の温度低下を防止できる。また、夏季の周囲温度が高いときでは、臭気ガスＧの高い湿気及び木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持したバイオフィルタ２１の高い湿潤状態によりその気化熱によってバイオフィルタ２１の温度上昇を抑えることが可能である。よって、周囲の温度変化に対しても追随できて脱臭性能の変動が少なく、安定して高い脱臭性能を発揮できる。
【０１６８】
更に、木材チップ２１Ａを所定の嵩密度で充填してバイオフィルタ２１を構成し、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持することにより、通気抵抗が低く抑えられ、圧力損失の増大も少ないので、臭気ガスＧの送風にかかるランニングコストを抑えることができる。
【０１６９】
また、木材チップ２１Ａは安価に入手できるうえ、所定の嵩密度で充填される木材チップ２１Ａから構成されるバイオフィルタ２１は、圧力損失が少なく、高い処理能力によって小型でも高い処理量を確保できるから、その容積量も少なくて済む。
そして、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持可能なバイオフィルタ２１の高い保水性、つまり、木材チップ２１周囲の分厚い水膜と、散水の循環による木材チップ２１Ａ周囲の水分の変移によって、ｐＨや分解物が緩衝されるから、循環水のｐＨや分解物を制御したり臭気ガスの導入量を制御したりする手段を設ける必要もなく、簡易な装置設計で済み、維持管理も容易である。
散水を循環させていることで、散水用の水のコストも少なくて済む。また、バイオフィルタ２１の切りかえしや木材チップ２１Ａの交換といったメンテナンス頻度も少なくて済む。
よって、材料コスト、設備コスト、ランニングコストが抑えられるから、低コストで済む。
【０１７０】
こうして、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても、低コストで長期間安定した脱臭性能が持続可能な生物脱臭装置１０となる。
【０１７１】
そして、本実施の形態に係る生物脱臭装置１０によれば、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する特定サイズの木材チップ２１Ａによってバイオフィルタ２１を構成することより、その木材の特性から、天然、自然の微生物の働きで、直ぐに臭気の分解に対応できる微生物種が繁殖させることができ、多種の臭気の脱臭に対応できる。したがって、家庭ごみ、都市ごみ等の堆肥化施設から発生する臭気に限定されず、家畜を飼育したり家畜の排泄物を処理したりする養鶏・畜産施設や、有機スラッジ等が生じる下水・汚水の排水処理施設、農業集落排水処理施設、食品工場排水処理施設等から発生する臭気に対しても高い脱臭効果の持続性を発揮できる。即ち、特定の臭気成分に特化されない脱臭技術であり、臭気の変動にも対応できるから、適用範囲が広い。
【０１７２】
また、上記実施例に係る生物脱臭装置１０によれば、バイオフィルタ２１に散水する水は、バイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1を３６容積％以上とし、外部から補充する水を６４容積％以下とすることにより、低コストであり、より高い脱臭能力を持続できる。
【０１７３】
そして、上記実施例に係る生物脱臭装置１０によれば、散水によって木材チップ２１Ａの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持されるから、バイオフィルタの高い湿潤状態によって、臭気濃度やｐＨの緩衝作用が高く、多種の臭気の分解に対応できる微生物種も繁殖しやすい。したがって、より脱臭効果の持続性を高めることができる。
【０１７４】
更に、上記実施例に係る生物脱臭装置１０によれば、臭気ガスＧが下方から上方に通過する方向のバイオフィルタ２１の厚さ堆積ｈが１．５ｍ以上、３ｍ以下の範囲内であるから、低コストで高い脱臭効果が得られ、その高い脱臭効果をより持続させることができる。
【０１７５】
また、上記実施の形態の生物脱臭装置１０おいては、目開きが２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内である通気孔２２Ａを開口率が５〜９５％の範囲内で有する床材２２によって、臭気ガスＧを整流できるから臭気ガスＧの処理効率を高めることできる。また、臭気ガスＧの圧力損失を低減化でき、臭気量の変動による負荷を少なくできる。
【０１７６】
更に、上記実施例に係る生物脱臭装置１０によれば、床材２２の上に、例えば、木材の繊維方向の長さが３５０ｍｍ〜７００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が１０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ｂを敷設してから、その上に、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ａが充填されるから、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ａを充填すると、所定の嵩密度でバイオフィルタ２１が構成され、床材２２の所定径の通気孔２２Ａを閉塞することもなく、また、ハウジングＨの下方から導入口２４ａを介して導入されて床材２２の通気孔２２Ａを通過しバイオフィルタＨに入力される臭気ガスＧの流れをより円滑にする整流効果が発揮される。そして、臭気ガスＧの通気抵抗を緩和し圧力損失を緩和できる。よって、処理効率を高めることができる。
【０１７７】
加えて、本実施の形態に係る生物脱臭装置１０においては、床材２２の位置の上または下でハウジングＨの側壁に沿って突壁２８を設け、ハウジングＨ側の側壁が所定の突出長さで内方に突出していることによってハウジングＨの側壁伝いの臭気を遮断し、ハウジングＨの側壁伝いの臭気漏れを抑えることが可能である。また、臭気ガスＧを整流でき、バイオフィルタの面積全体に均一に臭気ガスを送り込むことができるから、処理効率を高めることができる。例えば、図４及び図７（ａ）に示すように、ハウジングＨ自体の内側壁をバイオフィルタ２１の側面に向かって突状に形成することによって、或いは、ハウジングＨとバイオフィルタ２１の間に板状等の別部材（突壁２８）を設置することによって、床材２２の位置から上ではハウジングＨ側の側壁がバイオフィルタ２１の側面に向かって突出させる。また、図７（ｂ）に示すように、床材２２の位置から下でハウジングＨ自体の内側壁の突出構造または板状等の別部材（突壁２８）の設置によってハウジングＨ側の内側壁をハウジングＨの内方に向かって突出させる。これより、ハウジングＨの側壁伝いの臭気を遮断し、ハウジングＨの側壁伝いの臭気漏れを抑えることが可能である。
【０１７８】
なお、本発明を実施する場合には、生物脱臭装置１０の設計、仕様は、上記実施例に限定するものではない。対象とする臭気ガスＧの種類、濃度、除去率、処理風量等の要求により、本実施例で求められた見掛け速度、バイオフィルタ２１の負荷特性、線速度等をパラメータとして、バイオフィルタ２１の容積、断面積、充填高さｈを決定することができる。特に、圧力損失は充填高さｈや線速度に比例し、圧損が上がり過ぎると、コストの上昇及び臭気ガスＧの偏流による処理効率の低下を招くことから、低能力のブロワー５でも対応できるように、０〜２００ｍｍＨ2Ｏの範囲内で圧力損失を維持する設計とするのが望ましい。
【０１７９】
本発明を実施する場合には、床材２２の構成も上記に限定されず、例えば、ハウジングＨの底部に所定径の通気孔２２Ａを設けた管路を埋設し、或いは、所定間隔で形成された孔にスリーブを配設してスリーブからなる通気孔２２Ａを設けた管路を埋設することによって、床材２２を形成することも可能である。
【０１８０】
また、本発明を実施する場合には、ブロワー５から圧縮空気となって送付される臭気ガスＧの導入口２４は、１つに限定されず複数設けても良い。堆肥化施設の複数の発酵槽に接続し、脱臭の対象とする発酵槽によって複数の導入口２４のうち特定の導入口２４を使用する構成としてもよい。即ち、制御によって複数の導入口２４を選択的に使い分ける構成としても良い。また、受水部４１をハウジングＨの底部に設けてもよい。
【符号の説明】
【０１８１】
１０    生物脱臭装置
２０    脱臭処理部
２１    バイオフィルタ
２１Ａ  木材チップ
２４    導入口
３０    散水手段
４０    循環手段
Ｈ      ハウジング
【図１】
2019098232.tif 000009
【図２】
2019098232.tif 000010
【図３】
2019098232.tif 000011
【図４】
2019098232.tif 000012
【図５】
2019098232.tif 000013
【図６】
2019098232.tif 000014
【図７】
2019098232.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月18日(2018.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０２４５０７
【特許文献２】特開２０００−３４２９２８
【特許文献３】特開２００５−２４６１０６
【特許文献４】特開２００６−０３５０２８
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月1日(2018.11.1)
【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】
木材チップを充填してなるバイオフィルタを有し、前記バイオフィルタの下方から導入した臭気ガスを前記バイオフィルタによる生物的処理によって消化して前記バイオフィルタの上方に放出する脱臭処理手段と、
前記バイオフィルタに対してその上方から散水する散水手段と、
前記バイオフィルタを通過した前記散水の水を回収し前記散水手段へ循環させる循環手段と
を具備し、
前記バイオフィルタは、前記散水により水分を含んだ前記木材チップの重量（乾燥前重量）を測定し、更に、それを乾燥させて前記水分を含まない状態の前記木材チップの重量（全乾重量）を測定したときに
含水率（％）＝（乾燥前重量−全乾重量）／全乾重量×１００
として算出した前記散水により水分を含んだ前記木材チップの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持され、
前記臭気ガスが下方から上方に通過する方向の前記バイオフィルタの厚さ堆積が１．５ｍ以上、３ｍ以下の範囲内であり、
前記バイオフィルタは、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、前記木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、前記木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である前記木材チップが堆積され、嵩密度が１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内であることを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項２】
前記散水手段により前記バイオフィルタに散水する水は、単位時間当たり一定の散水量を１００容積％としたとき、前記バイオフィルタを通過した水を３６容積％以上とし、外部から補充する水を６４容積％以下とすることを特徴とする請求項１に記載の生物脱臭装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生ごみ、食品加工残渣等の有機性廃棄物や、畜糞、下水・汚水処理のスラッジ等の有機物を発酵・分解処理する際に生じる臭気ガスを生物脱臭方式により脱臭する生物脱臭処理に関するもので、特に、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても、低コストで長期間安定した脱臭性能を発揮できる生物脱臭装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機廃棄物、例えば、生野菜、果実、肉類等の生ごみや食品加工残渣等をコンポスト化（堆肥化）する廃棄物処理施設や、家畜を飼育したり家畜の排泄物を処理したりする養鶏・畜産施設や、有機スラッジ等が生じる下水・汚水の排水処理施設等における臭気、悪臭対策として、燃焼により臭気物質を酸化分解して脱臭する燃焼脱臭法、活性炭等の吸着材により臭気物質を吸着して脱臭する吸着脱臭法、薬液に臭気物質を接触させ化学反応を利用して脱臭する洗浄脱臭法（薬液処理法）、臭気物質を微生物によって分解して脱臭する生物脱臭法等が知られている。
【０００３】
なかでも、微生物に臭気物質を分解させる生物脱臭法によれば、燃焼脱臭法、吸着脱臭法、洗浄脱臭法のように、吸着材（廃活性炭等）、化学汚泥、廃液等の後処理が必要な残渣を発生させることもなく、臭気成分は二酸化炭素（ＣＯ2）、水（Ｈ2Ｏ）等の無害な物質やＳＯ4-やＮＯ3-等の無機イオンに分解することができる。また、燃焼法のように、煤塵、ダイオキシンや、多量のＣＯ2やＮＯxを排出することもないことから、環境に優しい脱臭法である。更に、薬品等の高価な材料を使用することもなく、また、吸着材のように頻繁な交換を必要としたり、燃料を必要としたりすることもないから運転コストも抑えられる。
【０００４】
特に、近年は、我が国の環境問題に対する関心も高く、廃棄物処理に関しては、環境負荷の観点から有機廃棄物を資源として再利用することにより少しでも焼却量を減少させる努力がなされており、生ごみ等を発酵熟成させて堆肥化し、有機肥料として使用する方法が積極的に行われている。このため、このような堆肥化施設から排出される臭気を含んだガスの臭気対策の必要性が高まっている。
また、家畜産業に関しては、家畜排泄物の約９割が堆肥化されているが、生産性に結びつかない臭気対策にはコストをかけにくいのが実情である。よって、その臭気対策には設備費や運転費が安価な脱臭技術が望まれている。
【０００５】
そして、これら生ゴミ等の有機廃棄物や家畜糞の堆肥化処理においては、主に好気性発酵処理（好気性微生物による有機物分解）であるから、その有機物の分解過程（発酵過程）で生じる臭気は、化学工場等で発生する悪臭や、家畜のし尿処理施設、嫌気性発酵処理施設での臭気よりも、比較的低濃度で大風量であるうえ、種々の臭気成分を含む複合臭であり臭気成分、濃度も変動し得る。このため、種々の臭気成分を含む複合臭であって、臭気成分、濃度も変動し得る低濃度多風量の臭気でも確実に、かつ、持続的に脱臭性能を果たす脱臭技術が望まれている。
【０００６】
ここで、従来の生物脱臭法として、主に、土壌脱臭法、ロックウール脱臭法等が知られている。
土壌脱臭法は、土壌層の下から送り込まれた臭気ガスの臭気成分が、土壌層を通過中に土壌粒子表面の水分に溶解したり、土壌粒子の表面に吸着したりし、更に土壌微生物により分解されることにより脱臭される仕組みであるが、土壌層の通気抵抗が高いために広い敷地面積を要する。そこで、その欠点を補うために開発されたのがロックウール脱臭法であり、ロックウールを用いることで通気抵抗を改善できる。そして、ロックウール脱臭法では土壌脱臭法と比較して設置面積の縮小を可能とする。しかし、ロックウールは無機物であるから、臭気成分の吸着能力及び微生物の活動に欠ける。このため、有機物と混合して脱臭に寄与する微生物の活性を高める工夫が必要である。
【０００７】
例えば、特許文献１には、粒状物の粒径が１ｍｍ以上４０ｍｍ以下の粒が混在するロックウール粒状綿等の無機繊維製粒状綿と、木質系チップの混合物を主体とし、更に、家畜糞尿・堆厩肥・余剰汚泥の単独または２以上の混合物からなる微生物活性物質を混合した脱臭材が開示されている。この特許文献１では、ロックウール層の中に生息させる微生物の活性を維持するための炭素源となり、また、初期の吸着効果を発揮する有機物として、木質系チップが紹介されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０２４５０７
【特許文献２】特開２００４−０２４３５３
【特許文献３】特開２００５−２４６１０６
【特許文献４】特開２００６−０３５０２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１を始めとする従来のロックウールを微生物担体として使用した生物脱臭装置においては、土壌脱臭法より初期の通気抵抗が改善されるも、水分管理及び微生物管理が難しく、使用によって圧力損失が大きくなりやすかった。このため、処理能力、処理効率を高めてそれを維持するには高圧力をかけたり、脱臭材料の容積を大きくしたりする必要があり、コストを抑えるのが困難である。ロックウールの材料は高価でもある。
また、従来のロックウールを微生物担体として使用した生物脱臭装置では、固定された臭気ガスには有効であるも、臭気濃度の変動や臭質の変動への対応に乏しく、安定した脱臭効果の持続性が低かった。特に、従来、固定された臭気ガスに対しての脱臭効率の重視から、特定の臭気成分に対して有効な微生物を摂種、植種したり、微生物活性物質を添加したりすることがあり、臭気源に適した微生物を採択する技術開発にコストがかかるうえ、特定の微生物を摂種、植種したり微生物活性物質を添加したりすると、臭気濃度の変動や臭質の変動に弱く、微生物活性を超えた負荷がかかることがあった。このような場合には、導入する臭気の制御を行う対策も考えられるが、運転管理費がコスト高となる。
【００１０】
また、特許文献１の技術では、無機繊維製粒状綿と木質系チップの取合わせにより充填性も高く、更に、通気路の大きさも不均一になることから、悪臭が均等に分布して通過せずに、特定の通気路に多量の悪臭が通過しやすくなり、そこで通気路が閉塞しやすくなる。このため、臭気の導入に伴って圧力損失が増大しやすく、高い脱臭効率の持続も困難である。当然、圧力損失が高くなることで設備運転費（動力費）も高くなる。更に、家畜糞尿・堆厩肥・余剰汚泥といった微生物活性物質を混合しなければ生物脱臭の作用が得られ難いために、微生物管理も煩雑であり、材料の価格も高価となる。
【００１１】
ところで、この種の生物脱臭装置では、微生物担体の乾燥を防止して微生物活性を維持するために散水がなされる。そこで、コスト低減化のために、例えば、特許文献２乃至特許文献４において、散水の水を循環させる循環散水方式を採用した技術が開示されている。
特許文献２は、微生物を担持した担体が充填された向流充填層に、処理水と臭気ガス導入口から導入された臭気ガスとを相互に向流方向で通過させ、前記向流充填層を通過して脱臭された処理ガスを処理ガス排出口から排出し、一方、前記向流充填層を通過した前記処理水は、前記処理水流の下流方向に設けられ、微生物を担持した担体が充填された単流充填層を通過させることにより前記臭気ガスを処理する脱臭方法において、前記向流充填層を通過した前記処理水は、前記単流充填層を通過させ、続いて前記処理水流の下流方向に設けられた貯水部に溜められた後、前記貯水部から前記向流充填層及び前記単流充填層を経由して再び前記貯水部までを循環的に通過させ、前記単流充填層の通過後から前記向流充填層への到達前までの間で前記処理水にアルカリを添加することにより、前記単流充填層を通過した直後の処理水のｐＨ値を６．５以上に維持する技術を開示している。
【００１２】
また、特許文献３は、悪臭ガスが導入される容器と、前記容器内に充填され、脱臭用微生物またはそれ由来の酵素を担持させる充填担体と、前記容器内の水を前記充填担体に散水する散水器と、前記容器内の水を散水用水として回収して前記散水器に循環供給する散水配管とを備え、前記悪臭ガスを生物学的に脱臭する循環散水運転式の生物脱臭装置において、前記散水配管の途上に、前記散水用水の中に含まれる少なくとも１種類以上の臭気物質を低減できる臭気物質低減部材を配設した技術を開示している。
【００１３】
更に、特許文献４は、硝化作用を有する微生物によりアンモニアを硝酸及び／または亜硝酸に変えて脱臭する循環散水運転方式の生物脱臭装置と、前記生物脱臭装置とは別体で設けられ、脱窒作用を有する微生物により硝酸及び／または亜硝酸を窒素に変える脱窒装置と、前記脱窒作用を有する微生物の養分となる有機物を前記脱窒装置に供給する有機物供給装置とを備え、前記生物脱臭装置と前記脱窒装置との間を循環水が循環するように構成された生物脱臭装置を用いた生物脱臭方法において、脱窒装置において脱窒作用を有する微生物により、硝酸及び／または亜硝酸を窒素に変えることで、前記循環水に含まれる硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素の濃度を２５００ｐｐｍ以下の値に維持する制御を行う技術を開示している。
【００１４】
このような散水に使用する水を循環させる循環散水方式では、臭気物質や微生物による臭気物質の分解により生じた分解物が循環水中に次第に蓄積して高濃度となり、そのような臭気物質や分解物が濃縮された循環水の散水によって微生物の活性が阻害されるために脱臭効果の持続が困難である。
そこで、特許文献２乃至特許文献４では、循環水のｐＨ調節を行ったり、イオン吸着剤等の臭気物質低減部材によって臭気物質や分解物を吸着したり、循環水路中に脱窒工程を設けたりする技術を用いている。
しかし、その反面、装置や制御が複雑化し、材料コスト、設備コスト、ランニングコスト等の新たにコストがかかる問題がある。
【００１５】
そこで、本発明は、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても、低コストで長期間安定した脱臭性能を発揮できる生物脱臭装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明の生物脱臭装置は、下方から導入される臭気ガスを生物的処理によって消化して上方から排出するバイオフィルタを、木材チップを嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填して構成した脱臭処理手段を有し、散水手段によって前記バイオフィルタの上方から散水を行い、また、循環手段により前記バイオフィルタを通過した余剰水を回収し前記散水手段に供給することで、前記散水手段で散水する水を循環させているものである。
【００１７】
上記脱臭処理手段は、木材チップを嵩密度１５０ｋｇ/ｍ3以上、５００ｋｇ/ｍ3以下の範囲内で充填してなるバイオフィルタを用いて、その下方から導入される臭気ガスを生物的処理によって消化して上方から排出するものである。
【００１８】
ここで、上記生物的処理によって消化とは、微生物の酵素作用等によって臭気ガス中の臭気成分を分解して脱臭することを意味する。
また、上記木材チップは、原木（幹、全木、灌木、末木、枝条、剪定枝、根株等）、製材（背板、端材、剥き芯等）、建築解体材、建築資材、梱包資材、合板、集成材、パーティクルボード、廃パレット等をチッパー、シュレッダー、ミル、クラッシャー、ハンマー、パンチング等により切削または破砕して木片とし、それを篩分けして、所定サイズを選抜したものである。
【００１９】
本発明者らは、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても安定して長期間脱臭性能を発揮し、かつ、低コストで構成できるバイオフィルタについて鋭意実験研究を重ねた結果、木材チップでバイオフィルタを構成することにより、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しての追従性も高く、安定して長期間高い脱臭効果を維持できることを見出した。
特に、木材チップを堆積してなるバイオフィルタは、所定の嵩密度であると、目詰まりが生じ難くて使用による圧力損失の増大も少なく、長期間の高い脱臭効果が維持されることをつきとめ、本発明者らの実験により、木材チップを堆積するその嵩密度は、１５０ｋｇ/ｍ3以上、５００ｋｇ/ｍ3以下の範囲内と特定したものである。
なお、この嵩密度（Ｋｇ／ｍ3）は、初期設定の値であり、木材チップを充填したその充填高さとバイオフィルタの断面積の積算から上記所定サイズの木材チップの容積を求め、充填した上記所定サイズの木材チップの総和重量に対して求めた容積値で除算することにより算出される。
【００２０】
上記散水手段は、前記脱臭処理手段のバイオフィルタに対して、臭気ガスの導入側とは反対側の上方からの散水によって水を供給するものである。この散水によって前記バイオフィルタを湿潤状態とし、木材チップを所定の含水率に維持する。散水は、間欠的であってもよいし、連続的に行ってもよい。
【００２１】
上記循環手段は、前記バイオフィルタの上方から散水されて前記バイオフィルタを上方から下方に通過した水、即ち、前記バイオフィルタ中に保持されずに下方に流下した余剰水を回収して前記散水手段に供給し、散水の水を循環させるものである。
散水用の水には、バイオフィルタを通過した余剰水に加え、外部から水が補充されるように構成してもよい。
【００２２】
請求項１の発明の生物脱臭装置の前記バイオフィルタは、前記散水により前記木材チップの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持されるものである。
【００２３】
本発明者らは、更に、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しての追従性が高く、安定して長期間高い脱臭効果を維持できるバイオフィルタの条件について究明したところ、木材チップの高い保水特性によって高い処理能力が得られた。即ち、散水によって木材チップの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持することで、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても木材チップの高い保水特性により安定して長期間の高い脱臭効果を発揮できる。
上記バイオフィルタの木材チップの含水率は、水分を含まない状態の木材チップの重量（全乾重量、ドライベース）に対する水分重量の割合を表すものであり、以下の式（Ａ）により算出したものである。
含水率（％）＝（乾燥前の重量−全乾重量）／全乾重量×１００・・・（Ａ）
なお、全乾重量は、１０５℃で、重量の変化が無くなるまで乾燥させた状態の値を用いている。
【００２４】
請求項１の発明の生物脱臭装置は、前記臭気ガスが下方から上方に通過する方向の前記バイオフィルタの厚さ堆積が１．５ｍ以上、３ｍ以下であるものである。
本発明者らは、木材チップを堆積してなるバイオフィルタについては、厚さ堆積が高くなると圧密化するために、目詰まり、使用による圧力損失の増大を招き高い脱臭効果を維持できなくなる一方で、厚みが少ないと、バイオフィルタを上昇する臭気ガスの木材チップとの接触量が少なく目詰まりが生じるとすぐに消化できなくなるから、木材チップを堆積してなるバイオフィルタの厚み（充填高さ）の特定により、脱臭効果の持続性を確保できることを見出した。そこで、バイオフィルタの最適な厚みについて究明したところ、バイオフィルタの厚さ堆積が１．５ｍ以上、３ｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは、２ｍ以上、２．５ｍ以下の範囲内であることが判明した。なお、このバイオフィルタの厚さ堆積は、初期設定の値である。
【００２５】
請求項２の発明の生物脱臭装置は、前記バイオフィルタに散水する水は、単位時間当たりの散水量を１００容積％としたとき、前記バイオフィルタを通過した水を３６容積％以上とし、外部から補充する水を６４容積％以下とするものである。
ここで、上記バイオフィルタを通過した水を３６容積％以上とし、外部から補充する水を６４容積％以下とは、前記散水手段から前記バイオフィルタに散水する散水用の水は、外部から新しく取り入れることなく循環手段によって回収された散水の余剰水、即ち、循環水のみで賄うようにしてもよいし、外部から新しく水を補充するときでも、散水用の水全体の容積１００％に対して、その補充する水の割合を６４％容積以下とし、循環手段によって回収された余剰水、即ち、循環水を３６容積％以上含むことを意味する。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明に係る生物脱臭装置によれば、木材チップを嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填することによりバイオフィルタが構成され、そして、前記バイオフィルタに散水する水を循環手段により循環させている。これによって、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても、低コストで長期間安定した脱臭性能が発揮される。
【００２７】
本発明者らは、鋭意実験研究を積み重ねた結果、バイオフィルタを微生物担体として木材チップで構成し、そのバイオフィルタに対して散水する水を循環手段により循環させることによって、微生物を摂種、植種したり微生物活性を付与するための微生物活性物質等を添加したりしなくとも、早い立ち上がりで臭気成分を微生物による生物的処理によって消化するバイオフィルタとして機能させることができ、そして、経時的な圧力損失の増大も少なく、臭気濃度の変動や臭質の変動への追随性も高くて長期間に亘って脱臭効果を持続させることができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成したものである。
【００２８】
即ち、木材チップを嵩密度が１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填してバイオフィルタを構成したことにより通気抵抗が低く抑えられ、また、木材チップへの散水に、循環手段によりバイオフィルタを通過した水を再利用していることで、微生物や微生物による臭気成分の分解で生じた分解物（代謝産物）がバイオフィルタ中に偏ることなく分布する。
よって、バイオフィルタの通気路の狭窄、閉塞、目詰まりが生じ難く、経時的な圧力損失の増大を抑制できる。
【００２９】
特に、散水による木材チップの保水特性により、多種の臭気の分解に対応できる微生物種も繁殖しやすい。そして、木材チップが嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填してなるバイオフィルタではその流路が広くて、バイオフィルタ全体に均一に水が分布すると共に、木材チップの高い保水性によって、濃度変動及びｐＨ変動の緩和効果が高い。このため、経時的なｐＨの低下も生じ難く、中性域のｐＨを維持できる。
よって、多種の臭気に対してもその分解に対応できる微生物種が活動し易く、その活性も持続させることができる。特に、循環手段によりバイオフィルタを通過した水を散水として再利用していても、微生物の活動、微生物活性の低下が生じ難い。また、このような木材チップからなるバイオフィルタでは、木材チップの保水特性及び高表面積によって、臭気ガスの気体が木材チップ周囲の液相に溶解しやすく、また、木材チップと臭気ガスとの接触量が大きいことから、処理能力が高い。
したがって、導入される臭気濃度や臭気質が変動しても、長期間安定した脱臭性能を維持できる。
【００３０】
更に、木材チップを嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填してバイオフィルタを構成することで通気抵抗を抑えることができ、目詰まりも生じ難いことで、経時的な圧力損失の増大も少ないから、臭気ガスの送風にかかるランニングコストを抑えることができる。
また、木材チップは安価に入手できる。そのうえ、このように構成されたバイオフィルタは処理能力も高く、更に圧力損失を抑えることができるから、少ない容積量でも所定の高い処理量を確保できる。そして、循環手段によりバイオフィルタを通過した水を散水として再利用していても、バイオフィルタの高い保水性によりｐＨ変動の緩衝効果が高いから、循環水のｐＨや臭気の分解で生じた分解物を制御したり臭気ガスの導入量を制御したりする手段を設ける必要もない。
よって、材料コスト、設備コスト、ランニングコストを抑えることができて低コストで済む。
【００３１】
請求項１の発明に係る生物脱臭装置によれば、前記散水によって前記木材チップの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持されるから、バイオフィルタの高い湿潤状態によって、臭気濃度やｐＨの緩衝作用が高く、多種の臭気の分解に対応できる微生物種も繁殖しやすい。したがって、脱臭効果の持続性を高めることができる。
【００３２】
請求項１の発明の生物脱臭装置によれば、前記臭気ガスが下方から上方に通過する方向の前記バイオフィルタの厚さ堆積が１．５ｍ以上、３ｍ以下の範囲内である。
木材チップを充填してなるバイオフィルタの厚さ堆積（高さ）が低すぎると、臭気成分のバイオフィルタへの滞留時間、木材チップとの接触時間が短くなり、高い脱臭効果を得ることができない。一方、バイオフィルタの厚さ堆積（高さ）が高すぎると、圧力損失が高く運転コストが高くなったり、通気路の狭窄、閉塞、目詰まりが生じ易くなり脱臭効果の持続性が低下したりする。また、材料コストもかかる。
バイオフィルタの厚さ堆積（高さ）が１．５ｍ以上、３ｍ以下の範囲内であれば、低コストで高い脱臭効果が得られ、その高い脱臭効果をより持続させることができる。より好ましくは、バイオフィルタの厚さ堆積（高さ）が２ｍ以上、２．５ｍ以下の範囲内である。
【００３３】
請求項２の発明に係る生物脱臭装置によれば、前記バイオフィルタに散水する水は、単位時間当たりの散水量を１００容積％としたとき、前記バイオフィルタを通過した水を３６容積％以上とし、外部から補充する水を６４容積％以下とすることにより、低コストであり、しかも高い脱臭能力を持続できる。
【００３４】
本発明者らは、鋭意実験研究を積み重ねた結果、所定サイズの木材チップをバイオフィルタの微生物担体として用いた生物脱臭装置では、バイオフィルタを通過した余剰水を循環手段により回収して散水用の水に循環させるときに、外部から水を補充してもよいが、散水用の水において補充水の割合が多くなると、脱臭能力が低下することを見出し、本発明を完成させたものである。
【００３５】
即ち、散水用の水のうち補充水の割合が６４容積％以下であり、前記バイオフィルタを通過した余剰水、即ち、循環させる循環水の割合が３６％容積以上であれば、請求項１に記載の効果に加えて、低コストであり、しかも高い脱臭能力を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置に臭気ガスが導入されるまでの流れを説明する概念図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置の床材及びその周囲の構成を示す説明図であり、図３（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置の床材の構成を示す斜視図であり、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置のハウジング内の構成を説明する要部拡大図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態に係る実施例の生物脱臭装置における経時的な圧力損失の変化を示すグラフである。
【図６】図６は本発明の実施の形態に係る実施例の生物脱臭装置におけるバイオフィルタの経時的な温度変化を示すグラフである。
【図７】図７（ａ）は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置のハウジング内に設ける突壁の一例を説明する部分拡大図であり、図７（ｂ）は本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置に設ける突壁の別の一例を説明する部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する説明を省略する。
【００３８】
まず、本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置１０に臭気ガスＧが導入されるまでの流れを、図１を参照して説明する。
本実施の形態に係る生物脱臭装置１０が対象とする臭気ガスＧは、例えば、生野菜、果実、肉類等の生ごみや食品加工残渣を堆肥化（コンポスト化）する廃棄物処理施設や、家畜を飼育したり家畜の排泄物を堆肥化したりする養鶏・畜産施設や、有機スラッジ等が生じる下水・汚水処理施設、農業集落排水処理施設、食品工場排水処理施設等から生じる臭気であり、主に、有機物の好気的発酵・分解処理の際に生じる臭気を想定している。このような有機物の好気的発酵・分解処理の際に生じる臭気ガスＧは、例えば、アンモニア、トリメチルアミン、ジメチルスルフィド（ＤＭＳ）、硫化水素、硫化メチル、二硫化メチル、メチルメルカプタン、揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）、アセトアルデヒド等のアルデヒド類、テルペン類等の臭気成分を含んでおり、複数の臭気成分、様々な臭質を含む複合臭である。なお、有機物を好気的に発酵、分解処理する施設からの臭気は、家畜のし尿処理施設や嫌気的処理発酵施設の臭気に比べ低濃度で大風量であり、臭気質、臭気濃度、風量等が大きく変動する。
【００３９】
即ち、図１において、堆肥化装置２では、有機廃棄物或いは畜糞等の好気的発酵・分解処理が行われ、臭気ガスＧが発生する。この堆肥化装置２では、例えば、集められた食品残渣、剪定枝等の有機物廃棄物または畜糞または下水汚泥等の堆肥化材料に好気性細菌を付着した細菌保持チップを入れ、温度、酸素、湿度等の周囲環状条件を所定に制御することによって、好気的な発酵・分解処理が行われる。なお、好気性発酵による堆肥化は、多種多様な装置が提案されており、例えば、バイオセル方式と呼ばれる密閉型のコンクリート製のハウジング内で堆肥化を行う装置等がある。特に、近年では周辺環境に与える影響、悪臭の問題等から密閉容器や建物内での堆肥化方式が主流となっている。
そして、この堆肥化装置２における好気性発酵・分解処理過程で生じた臭気ガスＧが、適宜、ブロワー、ファン等を用いて捕集され、本実施の形態に係る生物脱臭装置１０へ圧力風として送り込まれることになる。
【００４０】
なお、堆肥化装置２から排出された臭気ガスＧは、生物脱臭装置１０へと送込まれる前に、必要に応じて、化学脱臭装置３により臭気濃度を低下させる。
更に、必要に応じて、スクラバー装置４で堆肥化装置２から排出された臭気ガスＧに含まれる有害物質や粉塵の除去を行う。スクラバー装置４は、例えば、洗浄集塵装置（粉塵除去装置、ガス洗浄装置）を使用し、臭気ガスＧ中の粒子を洗浄液や液膜で捕集して分離する。
【００４１】
特に、下水処理場のスラッジから発生する硫黄化合物やアンモニアを含む臭気に対しては、生物脱臭装置１０の前段階で、スクラバー装置４によって酸スクラバー処理を行うと、生物脱臭装置１０の目詰まり（狭窄、閉塞）を防止し、負荷を軽減できる。
なお、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧを導入する前段階で、水の噴霧により粉塵を捕捉して除去する湿式のスクラバー装置４があると、臭気ガスＧが加湿されるから、湿度の高い臭気ガスＧをバイオフィルタ２１に導入できる。バイオフィルタ２１に導入する臭気ガスＧの湿気を高くできると、後述するようにバイオフィルタ２１の温度変動の抑制にも有効である。
【００４２】
堆肥化装置２から排出され、適宜、化学脱臭装置３やスクラバー装置４を介した臭気ガスＧは、ブロワー５によって吸引し加圧されて、生物脱臭装置１０に送風される。なお、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧを導くブロワー５は、必要に応じて回転数制御ができるようにインバータ制御されている。したがって、例えば、堆肥化装置２から排出される臭気ガスＧの処理量、臭気濃度が極めて少ないとき等には、回転速度を落として省エネルギ運転を行うこともできる。但し、ブロワー５は常に動作させて生物脱臭装置１０に空気流を送り込むことにより、生物脱臭装置１０のバイオフィルタ２１の目詰まり（狭窄、閉塞）を防止する。ブロワー５の能力は、臭気ガスＧの処理量、バイオフィルタ２１の容積、大きさ等によって決定されるが、本実施の形態の生物脱臭装置１０によれば、後述するように圧力損失が少なく、また、経時的な圧力損失の増大も抑制されることから、送風能力が高い高価なものを使用しなくとも、即ち、低能力で小型の送風機でも高い処理量を確保できる。
【００４３】
次に、本発明の実施の形態に係る生物脱臭装置１０を実施する全体構成について、図２を参照して説明する。
【００４４】
本実施の形態の生物脱臭装置１０は、臭気ガスＧを生物的処理によって消化するバイオフィルタ２１及びバイオフィルタ２１の下部に設けた床材２２がハウジングＨに収容されてなる脱臭処理部２０と、脱臭処理部２０を構成するバイオフィルタ２１の上部から散水する散水手段３０と、散水手段３０から散水された水を回収し貯留する受水部４１と受水部４１の水を散水手段３０に供給し循環させる供給路４２を構成し、バイオフィルタ２１及び床材２２を通過した余剰水を回収し散水手段３０に循環させる循環手段４０とを有する。
【００４５】
本実施の形態の脱臭処理部２０は、上方が開放され下面及び左右の両側面が、例えば、強化コンクリート製で形成された箱状のハウジングＨ内に、支持脚２３を介して床材２２を配設し、その上に木材チップ２１Ａを充填してバイオフィルタ２１を形成してなる。
【００４６】
ハウジングＨの大きさは、臭気ガスＧの処理量、目的とする脱臭率等に応じて設計される。例えば、堆肥化施設のトンネル容積の１．５倍〜４倍の容積程度に設定され、圧力損失からすると、後述するようにバイオフィルタ２１の高さｈは１．５ｍ以上、３．５ｍ以下が好ましい。ハウジングＨは、強化コンクリート製に限定されることなく、腐食しにくい材質であればよく、外側に断熱材を使用してもよい。断熱材により微生物の生育環境を良好に維持し、脱臭効率を安定させることも可能である。しかし、本実施の形態では、後述するように、季節変動を問わず安定して脱臭効率を維持できることから、断熱材を使用しなくとも問題ない。
【００４７】
ハウジングＨの底部には、ブロワー５によって圧送される臭気ガスＧを導入する導入口２４が設けられ、ブロワー５の出力からハウジングＨ底部の導入口２４までを繋ぐダクト等の管路等からなる導入路２４ａを介して、ブロワー５から圧送された臭気ガスＧが導入口２４から導入される。なお、導入口２４及び導入部２４ａはそこに圧力損失が発生しない程度の大きさである。例えば、ハウジングＨの側面の４面のうち、任意の１面の下方に導入口２４が設けられる。
【００４８】
そして、コンクリートで区画された空間のハウジングＨ内では、図３に示すように、床材２２を所定の高さに維持するための複数の支持脚２３をハウジングＨの底面に立設し、それら支持脚２３の上に床材２２が載せられる。支持脚２３は、例えば、柱状または筒状に形成されたコンクリートからなり、床材２２の重さ及び散水によって湿潤状態とされるバイオフィルタ２１の重圧に耐える構造、配置設計としている。このように、ハウジングＨの床面に支持脚２３を立設してから、その上に床材２２を配置して、床材２２を所定高さに保持する構造により、ハウジングＨの底部と床材２２の間にハウジングＨの導入口２４ａと連通する所定の空間Ｓが画成される。即ち、支持脚２３によってハウジングＨ底部と床材２２とが距離的に離間されて、ハウジングＨの底部と床材２２の間に所定の空間Ｓが形成される。このようなハウジングＨの導入口２４ａと連通する所定の空間Ｓを設けていることにより、ハウジングＨの導入口２４ａから導入された臭気ガスＧをハウジングＨの底部全体に流通させることができる。
【００４９】
床材２２は、このようにハウジングＨの底部に立設した支持脚２３の上に載せられて、ハウジングＨ内の横断面全体に敷き詰められ、その上に木材チップ２１Ａを積載する。
床材２２は、例えば、図３に示すように、肉厚を貫通する所定形状の貫通孔２２ａが複数設けられ、また、側面に肉厚を貫通する複数の溝２２ｂが設けられた所定厚みのコンクリート製のパーツを複数個組み合わせてコンクリートＨ内に敷設される。
【００５０】
このように床材２２には、例えば、円筒形状（断面円形状）の貫通孔２２ａである通気孔２２Ａ及びパーツ周囲に設けた溝２２ｂの組み合わせによって形成される通気孔２２Ａが設けられていることで、ハウジングＨの導入口２４ａから導入されハウジングＨの底部全体に流通された臭気ガスＧは、床材２２の通気孔２２Ａを通って、床材２２の上に敷設される木材チップ２１Ａに導入されることになる。なお、通気孔２２Ａは床材２２の全体に亘って分布することで、バイオフィルタ２１の面積全体へ臭気ガスＧの均一な供給を可能とする。
【００５１】
ここで、本発明者らの実験によれば、上記所定サイズの木材チップ２１Ａを充填してなるバイオフィルタ２１の下部に配置する床材２２について、その通気孔２２Ａの大きさ、密度の制御によって、そこに発生する流体損失を最小に設定し、かつ、臭気ガスの導入量に変動、ばらつきがあっても、所定の流体抵抗によって負荷がかからないようにできることから、そのような床材２２の構造について目開き、開口率で特定した。
即ち、床材２２に設ける通気孔２２Ａの開口面積、開口率が大き過ぎると、機械的強度が弱く、強靭な素材を必要とすることからコスト高となる。一方で、開口面積、開口率が低く過ぎても、圧力損失が高く、強力な送風を必要とするからランニングコストが高くなる。
そこで、床材２２は通気孔２２Ａの目開きが２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であり、開口率が５％以上、９５％以下の範囲内とするのが好ましい。
【００５２】
なお、上記目開き、開口率とは床材２２の通気孔２２Ａの大きさ、密度を表すものである。上記目開きも、例えば、メッシュ状等の縦線と横線が交差して形成された１つの目当たりの開口(空間)における天地幅または左右幅を示し、円形目であれば円孔の直径に相当し、正方目であれば正方形の一辺に相当する。通気孔は円形目または正方目にその形状を特定するものではないが、空気抵抗の小さい形状で、かつ、表面積が広いものであることからすると、断面が円形の円孔、断面が正方形の角孔が好適である。
なお、床材２２の目開き、開口率は、ふるい金網の規格に準拠して測定し、床材の平面積をＳ、床材の目数をＭ、縦線・横線の線径をｄとしたとき、以下の式（Ｂ）により目開きを算出し、以下の式（Ｃ）により開口率を算出したものである。
目開きＡ（ｍｍ）＝Ｓ／Ｍ−ｄ・・・（Ｂ）
開口率ε（％）＝（Ａ／Ａ＋ｄ）2×１００・・・（Ｃ）
【００５３】
このように、所定径の木材チップ２１Ａが敷設される床材２２においては、目開きが２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であり、開口率が５％以上、９５％以下の範囲内とすると、圧力損失が少なく良好な処理効率とし、臭気ガスの導入量に変動、ばらつきがあっても、所定の流体抵抗によって負荷が少なく済む。より好ましくは、目開きが３０ｍｍ〜９０ｍｍの範囲内であり、開口率が１０％以上、９０％以下である。
【００５４】
そして、図３においては、整流効果を高めるために、また、臭気ガスＧの流速による圧変動の影響を少なくするために、複数の通気孔２２Ａの口径は上方に向かって、即ち、バイオフィルタ２１側に向かって徐々に縮径する形状としている。更に、ブロワー５からの臭気ガスＧが、ベルヌーイの定理に従って、その流速に影響されないように、通気孔２２ａの大きさ、形状、開口率の調節によって流速変化が少なくなる調節をしてもよい。
【００５５】
なお、図３においては、床材２２の複数の通気孔２２Ａは、断面円形状、即ち、正面から見て円に形成されているが、本発明を実施する場合には、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形等であってもよい。流体抵抗の小さい形状が好ましく、例えば、断面が円形、楕円形、長円形、四角形等が好適である
また、ハウジングＨ、支持脚２３及び床材２２の構成は、コンクリート製である説明をしたが、本発明を実施する場合には、腐食しにくい材質で所定の強度を確保できれば、他の材質を使用してもよい。
【００５６】
こうして本実施の形態では、ハウジングＨの底部に立設した支持脚２３の上に床材２２を設置し、その床材２２の上にバイオフィルタ２１を形成する木材チップ２１Ａを充填する。
このとき、図４に示すように、床材２２の上にハウジングＨの側壁に沿って囲むように板状の突壁２８を設置し、この板状の突壁２８によって囲まれた空間に木材チップ２１Ａを充填するようにしてもよい。これより、床材２２の敷設面積に対し、突壁２８の突出分だけ、木材チップ２１Ａを充填してなるバイオフィルタ２１の設置面積（底面積）は小さくなる。即ち、バイオフィルタ２１が載置される床材２２の上面積よりも床材２２の上に配置するバイオフィルタ２１の底面積を狭くしている。つまり、バイオフィルタ２１の側面と床材２２の側面が一致することなく床材２２の出力側の平面積に対し、バイオフィルタ２１下端部の入力側の床面積（平面積）が小さくなっている。
【００５７】
このように、床材２２の上にハウジングＨの側壁に沿って囲むように板状の突壁２８を設け、バイオフィルタ２１に対して臭気ガスＧが入力されるその入力側領域の面積比を、床材２２の上面の面積よりも小さくすることにより、整流効果を高め、ハウジングＨの側壁伝いの臭気漏れを抑えることができ、また、バイオフィルタ２１の面積全体に対してより均一に臭気ガスＧを供給し、バイオフィルタ２１の容積に対する処理効率を高めることができる。更に、床材２２とバイオフィルタ２１の境界での圧力変化が高まることで、バイオフィルタ２１に臭気ガスＧが導入される入力側の目詰まりを解消しやすい。但し、所定断面積の通気孔２２Ａを所定の開口率で有する床材２２の敷設面積に対し、バイオフィルタ２１の設置面積が余りに小さすぎると、即ち、板状の突壁２８によってバイオフィルタ２１の入り口で床材２２を通過した臭気ガスＧの流速が大きく制限されることになると、所定の処理量を確保するために圧力損失が大きくなりブロワー５の送付圧力の増大によるコスト高を招くことになる。このため、圧力損失を考慮し、例えば、突壁２８の突出長さは１５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲内、より好ましくは、２５０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲内に設定される。
【００５８】
なお、ここでは、床材２２の上でバイオフィルタ２１とハウジングＨの間に突壁２８を設ける説明としたが、バイオフィルタ２１自身の内側壁を床材２２の位置から上で内側（バイオフィルタ２１側）に向かって突出するように成形してもよい。
また、突壁２８は、図４（ａ）に示すように、バイオフィルタ２１の充填高さｈの位置まで設けなくともよく、図７（ａ）に示すように、床材２２の上面から、例えば、１０ｃｍ〜２０ｃｍの高さ位置までとしてもよい。何れにせよ、ハウジングＨの壁面に沿って上昇する臭気ガスＧの漏れを防止できればよい。
【００５９】
更に、本発明を実施する場合には、図７（ｂ）に示すように、木材チップ２１Ａが積載される床材２２の載置面とは反対面から下で、例えば、１５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲内の突出長さ、より好ましくは、２５０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲内の突出長さでハウジングＨの側壁から内方に向かって突出する板状の突壁２８を設けてもよい。これによっても、バイオフィルタ２１に入力される臭気ガスＧを整流し、ハウジングＨの側壁伝いの臭気漏れを抑えることが可能である。本発明を実施する場合には、図７（ｂ）に示すように、床材２２の下から例えば、１０ｃｍ〜２０ｃｍの厚み（上下方向の長さ）で突壁２８を設けても良いし、床材２２の下空間ＳにハウジングＨの側壁に沿って板状の突壁２８或いは複数の支持脚２３を設けて、空間Ｓの容積を縮小させてもよいし、バイオフィルタ２１自身の内側壁をハウジングＨの内方に向かって突出するように成形してもよい。このようにしても、ハウジングＨの壁面に沿って上昇する臭気ガスＧの漏れを防止することが可能である。
【００６０】
更に、本実施の形態においては、図２に示すように、ハウジングＨの底部には、バイオフィルタ２１の上方で散水手段３０から散水されてバイオフィルタ２１及び床材２２を通過（流下）した水を受水部４１へと流出させる排水口４２が設けられている。ここでは、バイオフィルタ２１及び床材２２を通過しハウジングＨの底部に到達した水（以下、余剰水Ｗ1ということもある）は、ハウジングＨの底部に所定量以上溜まることなく排水口４２から受水部４１に流出するように排水口４２を所定位置とする設計としている。ハウジングＨの底部に貯留する水の量が多いと、昆虫等の生物の繁殖もあり脱臭性能が低下するためである。
しかし、床材２２下部の空間Ｓでは、バイオフィルタ２１及び床材２２を通過した水がハウジングＨの底部に収集されることにより、湿度が高く、ハウジングＨ下方の導入口２４から導入された臭気ガスＧの湿度を高めることも可能である。バイオフィルタ２１に導入する臭気ガスＧの湿気を高くできると、後述するようにバイオフィルタ２１の温度変動の抑制にも有効である。
なお、本発明を実施する場合には、ハウジングＨの底部に到達した水の流出はハウジングＨｎの下部の底面に傾斜を付与して水が停留することなく排水口４２から受水部４１と収集されるようにしてもよい。排水口４２を複数設けてもよい
【００６１】
ハウジングＨの排水口４２から流出した余剰水Ｗ1は、排水口４２から受水部４１までを繋ぐ管路等からなる排水路４２ａを介して、受水部４１で収集され回収される。
この受水部４１からは、管路等からなる散水供給路４３がハウジングＨの上方まで配設され、また、ハウジングＨの上方では、散水供給路４３に接続する散水手段３０を構成する散水管３１が配設されている。なお、散水供給路４３の途中には、ポンプやバルブが設けられる。
散水管３１は、水を散水する必要数の散水ノズル３２を有し、ハウジングＨ内のバイオフィルタ２１の上面に略均一に水を散水できる構造となっている。通常、散水は水滴として噴霧される。なお、図１及び図２において、散水ノズル３２の向きをバイオフィルタ２１側の下方に向けているが、散水ノズル３２の向きはそれに限定されることなく、散水ノズル３１を上方に向けて噴水させるようにしてもよい。何れにせよ、ハウジングＨの上方からバイオフィルタ２１に向けて散水することで、散水した水は重力でバイオフィルタ２１に落下し、バイオフィルタ２１を構成する木材チップ２１Ａに水分が供給される構造とする。
【００６２】
こうして、受水部４１に回収された余剰水Ｗ1は散水供給路４３によって、ハウジングＨの上方からバイオフィルタ２１に水を散水する散水手段３０としての散水管３１に供され、バイオフィルタ２１を加湿する散水に使用される。つまり、本実施の形態では、バイオフィルタ２１に散水する水には、バイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1を使用しており、散水を循環させている。
【００６３】
更に、本実施の形態の受水部４１では、循環手段４０に外部から水を補充し散水に供する補充手段として産業用水（工業用水等）を導入する導水部４４も接続され、ハウジングＨからの排水Ｗ1（余剰水Ｗ1）に加え、必要に応じてバルブを介し導水部４４から新しく補充水Ｗ2を取り込めるようになっている。即ち、受水部４１では、ハウジングＨからの排水Ｗ1（余剰水Ｗ1）に必要に応じて導水部４４ からの補充水Ｗ2をまとめることができる。
したがって、受水部４１にて散水に使用した余剰水Ｗ1及び必要に応じて外部から供給された補充水2がまとめられてポンプで汲み上げられ、散水供給路４３を介して散水管３１に供給される。そして、散水管３１に供給された水は、バイオフィルタ２１の上面に向けた散水ノズル３１からの散水によって、バイオフィルタ２１に供給されることになる。このとき、散水は、間欠的であってもよいし、連続的に行ってもよい。
なお、必要に応じ、工業用水等の水を導入する導水部４４には、ごみ、砂、微粒子を濾過するためのフィルタやスクラバ−装置４が設置される。これによって、散水にごみ、砂、微粒子が含まれることなくバイオフィルタ２１の詰まりを防止できる。
【００６４】
こうして本実施の形態の生物脱臭装１０では、バイオフィルタ２１の水分調整、加湿には主に散水手段３０から散水されバイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1が用いられ、更に、必要に応じて外部の工業用水等から補充水Ｗ2が補われるものであるから、廃水の排出を皆無にしている。即ち、散水を外部へとドレインすることなく、循環させている。
【００６５】
ここで、本実施の形態のバイオフィルタ２１の構成について、詳細に説明をする。
本実施の形態のバイオフィルタ２１は、例えば、原木（幹、全木、灌木、末木、枝条、剪定枝、根株等）、製材（背板、端材、剥き芯等）、建築解体材、建築資材、梱包資材、合板、集成材、パーティクルボード、廃パレット等をチッパー、シュレッダー、ミル、クラッシャー、ハンマー、パンチング等により切削、破砕、切断（製材）して木片とした木材チップ２１Ａを堆積してなるものである。原木（伐採木、間伐材、小径木を含む）を切削、破砕した原木チップに限定されず、工場残材チップ、林地残材チップ、解体材・廃材チップ等を利用してもよい。即ち、木材チップ２１Ａは、無垢材チップに限定されず、集成材チップ、ＭＤＦチップ、パーティクルボードチップを含んでいてもよい。但し、集成材チップ、ＭＤＦチップ、パーティクルボードチップ等は、接着剤や塗料等の不純物が付着するから、微生物環境への影響を考慮すると、それらの含有量は好ましくは、全体の４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、更に好ましくは２０重量％以下とする。また、木材チップ２１は、主に、木材の木部、髄のみで構成されるが、樹皮チップ、樹皮付きチップが混在（好ましくは全体の２０重量％以下、より好ましくは、全体の５重量％以下）していてもよい。
そして、この木材チップ２１Ａは、木材チッパー（ディスク型チッパー等）を利用して、原木、製材、廃材等を刃物で切削した切削チップであってもよいし、シュレッダー、ミル、ハンマー、クラッシャー等を利用して、原木、製材、廃材等を破砕した破砕チップ（ピンチップ、クラッシャーチップ等）であってもよい。
【００６６】
また、木材チップ２１Ａに使用する木材は、スギ、ヒノキ、アカマツ、ツガ、マツ、イチイ、ネズコ、モミ、モミ、サワラ、アスナロ、ヒバ、イヌガヤ、トウヒ、スプルース、イースタンホワイトパイン、ウェスタンラーチ、ウェスタンファー、ウェスタンヘムロック、タマラック等の針葉樹であってもよいし、シラカンバ、シナノキ、ミズナラ、ブナ、シナ、ポプラ、ユーカリ、アカシア、ナラ、イタヤカエデ、センノキ、ニレ、キリ、ホオノキ、ヤナギ、セン、ウバメガシ、コナラ、クヌギ、トチノキ、ケヤキ、ミズメ、ミズキ、アオダモ、アオコクタン等の広葉樹であってもよい。
【００６７】
因みに、本発明者らは使用するバイオフィルタ２１の微生物担体となる木材チップ２１Ａの材種を種々変えて、生物脱臭装置１０による脱臭効果の評価試験を行っている。そのときの結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
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【００６９】
表１に示すように、木材チップ２１Ａとして、針葉樹（スギ・ヒノキの混合）の間伐材・製材端材の破砕品、広葉樹散孔材（シラカンバ・シナノキの混合）の間伐材・製材端材の破砕品、広葉樹環孔材（ミズナラ）の間伐材・製材端材の破砕品、建築廃材の破砕品、剪定枝の破砕品の５種を使用して、表１に示した生物脱臭装置１０の仕様、試験条件で臭気ガスＧの脱臭効果の試験を行った。
【００７０】
ここで、表１に示した数値は、脱臭効果を評価するためのモニターによる臭気の官能評価の結果である。
脱臭効果の評価には、一般の人から募った１２名（以下、モニターと呼ぶ）に源臭気の臭気ガスＧとバイオフィルタ２１を通過した後の処理空気をそれぞれ１時間間隔で５回嗅いでもらい、臭いの強さを表１下段に示した６段階（０：無臭、１：におうが何のにおいか分からない、２：気にならないにおい、３：気になるにおい、４：強いにおい、５：非常に臭い、強烈なにおい）で官能評価してもらった。なお、モニター１２名は６名ずつの２グループに分け、片方のグループでは源臭気の臭気ガスＧ、処理空気の順に臭いを嗅いでもらい、他方のグループでは処理空気、臭気ガスＧの順で臭いを嗅いでもらって官能評価を行っている。上記の表１に示した数値は、モニター１２名による臭気評価の平均値である。但し、平均値を算出する際には、最高値と最低値を除いて１０名の平均値の整数としている。また、ここでの臭気評価は、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧの導入を開始してから、１カ月後、３カ月後、１年後の３回行っている。
【００７１】
表１に示すように、木材チップ２１Ａが何れの材種のものあっても、臭気ガスＧの導入を開始してから１年経過後も、何のにおいか分からない（１）、または、気にならないにおい（２）との評価であり、高い脱臭効果が維持されていた。つまり、木材チップ２１は、間伐材・製材端材からの破砕品であっても、建築廃材の破砕品であっても、剪定枝の破砕品であっても、高い脱臭効果が長く続くことが分かる。
【００７２】
特に、本発明者らの実験研究によれば、マツ、スギ、ヒノキ等の針葉樹からなる木材チップ２１Ａでは樹脂分を多く含むために、より長期間の脱臭効果が持続し、バイオフィルタ２１としての寿命が高くなることを確認している。一方で、広葉樹の木材チップ２１Ａでは、針葉樹の木材チップ２１Ａと比較して、臭気ガスＧの分解に有効な微生物の馴養、微生物叢（バイオフィルム）の形成がはやく、早い立ち上がりを示し、初期のバイオフィルタ２１の脱臭能力が高いことを確認している。
【００７３】
なお、工場残材、解体残材等の廃材を木材チップ２１Ａとして再利用する際には、通常、切削または破砕処理の前後で異物除去の処理がなされる。
そして、本実施の形態の木材チップ２１Ａでは、木材の切削または破砕後に、例えば、振動式篩、ロール式分級機等で所定のサイズ（粒度）に分級（選別）された木材チップが使用される。
このような木材チップ２１Ａは、酸性やアルカリ性に対して耐性があり、劣化や型崩れし難く、形状保持性が高い。このため、使用による経時的な圧力損失の増大、脱臭効率の低下を抑えることができる。
【００７４】
木材チップ２１の大きさは、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である。
【００７５】
ここで、木材チップの木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内とは、木材の木目の長さ方向を木材チップの長さとしたとき、木材チップの長さが１０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の範囲内であることを示す。
また、木材チップの木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内とは、木材の年輪円に接する接線方向を木材チップの幅としたとき、木材チップの幅が５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下の範囲内であることを示す。
更に、木材チップの木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲とは、木材の年輪の放射方向を木材チップの厚みとしたとき、木材チップの厚みが４ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の範囲内であることを示す。
但し、例えば、ＭＤＦチップ、ＰＢチップ等、その木材の方向の判別が困難である場合は、木材チップの長辺方向を木材チップの長さとし、その長辺方向に直角な方向を木材チップの幅とし、その長さ及び幅に対して垂直な方向を木材チップの厚みとする。
【００７６】
切削チップや破砕チップでは、木材の繊維方向の最長幅を木材チップ２１Ａの長さ、木材の接線方向の最長幅を木材チップ２１Ａの幅、木材の半径方向の最長幅を木材チップ２１Ａの厚さとする。また、木材の繊維方向、接線方向、半径方向の判別がつかないＭＤＦチップ、ＰＢチップ等については、木材チップ２１Ａの最長辺を長さ、長辺に直角な方向の最長幅を幅、長辺及び幅に垂直な方向の最長幅を木材チップ２１の厚みとする。
【００７７】
上述したような木材チップ２１のサイズによって、嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内とする充填が可能である。しかし、木材の原料や樹種、破砕または切削の処理手段・機構の相違により、木材チップの形状は一定の形状でなくバラつきがありしかも複雑な形状を有することから、上記数値は、当然、測定等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。
【００７８】
ここで、本発明者らは、バイオフィルタ２１を構成する木材チップ２１Ａ群のサイズを種々変えて、脱臭効果の評価試験を行っている。そのときの結果を表２に示す。なお、表２に示す木材チップ２１Ａは、木材チップ２１ａの長さ寸法（木材の繊維方向）で表現したものである。
【００７９】
【表２】
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【００８０】
ここでも、表２に示した生物脱臭装置１０の仕様、試験条件で上述と同様に臭気ガスＧの脱臭効果の試験を行っており、表２に示した数値は、上述した１２名のモニターによる臭気の官能評価（平均値）の結果である。なお、臭気評価は、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧの導入を開始してから、１カ月後、３カ月後、１年後、３年後の４回行った。
【００８１】
表２に示すように、木材の長さが１０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下の木材チップ群では、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後の評価は気にならないにおい（２）、３カ月後の評価は何のにおいか分からない（１）、更に、１年後の評価も何のにおいか分からない（１）と高い脱臭効果が長期間持続した。また、木材の長さが１５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の木材チップ群では、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後の評価は気にならないにおい（２）、３カ月後、１年後及び３年後の評価も何のにおいか分からない（１）とより高い脱臭効果が長期間持続した。ここで、このような木材の長さが１０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の木材チップについては、例えば、その幅が５ｍｍ〜３０ｍｍであり、その厚さが４ｍｍ〜１０ｍｍであった。
【００８２】
これに対し、木材の長さが１０ｍｍ未満の木材チップ群では、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後及び３カ月後の評価は気にならないにおい（２）であるが、１年後や３年後の評価は気になるにおい（３）または強いにおい（４）であり、臭気ガスＧの導入を開始してから１年後には脱臭効果が明らかに低下した。なお、このような木材の長さが１０ｍｍ未満の木材チップは、例えば、その幅が１〜１０ｍｍ程度であり、その厚さが１ｍｍ〜５ｍｍ程度であり、所謂チップダストと称される木材チップが含まれていた。
【００８３】
これは、木材チップ２１Ａのサイズ（粒子径）が小さいことで臭気ガスＧの流路が小さいから、微生物膜（バイオフィルム）や微生物による臭気成分の分解により生じた分解物（代謝産物）の堆積等によって目詰まり（狭窄、閉塞）が生じやすくなるためと考えられる。木材チップ２１Ａが部分的に目詰まりすると、臭気ガスＧの通り道が限定する偏流が生じ、臭気ガスＧの臭気成分の分解に必要な木材チップ２１Ａとの接触量が減少し、バイオフィルタ２１全体が均一に効果的に利用されなくなると思われる。
【００８４】
一方、木材の長さが４００ｍｍ以上、７００ｍｍ以下の木材チップ群では、臭気ガスＧの導入を開始してから１年後は気になるにおい（３）であり、臭気ガスＧの脱臭効果は低いものであった。なお、このような木材の長さが４００ｍｍ以上の木材チップは、例えば、その幅が２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度であり、その厚さが５ｍｍ〜２０ｍｍ程度であった。
【００８５】
これは、木材チップ群のサイズが大きいことで臭気ガスＧの流路が大きくなり、臭気ガスＧ中の臭気成分と木材チップ２１Ａとの接触率が低下したり、バイオフィルタ２１全体で木材チップ２１Ａの表面積が小さいことで、保水量及び臭気成分の分解に有効な微生物量が少なかったりするためであると考えられる。
【００８６】
また、木材の長さが１５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下の木材チップを使用するも、その容積量をバイオフィルタ２１全体の８０％とし、残りの２０％容積に木材の長さが１０ｍｍ未満木材チップを混入していると、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後及び３カ月後の評価は気にならないにおい（２）であるが、１年後の評価は気になるにおい（３）であり、脱臭効果の持続性が低かった。
【００８７】
これは、小径の木材チップ（木材の長さが１０ｍｍ未満）と大径の木材チップ（木材の長さが１５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下）の取合わせにより、充填密度が増して、臭気ガスＧの流路が小さいことで目詰まりや臭気ガスＧの偏流が生じやすくなり、臭気ガスＧの臭気成分の分解に必要な木材チップ２１Ａとの接触量が減少し、バイオフィルタ２１全体が均一に効果的に利用されなくなるためであると考えられる。
【００８８】
このように、木材チップ２１については、チップダスト、パーティクル等のようなその大きさが小さすぎる群集では、目詰まり生じ難くなり、一方で、大きさが大きすぎる群集でも、バイオフィルタ２１が所定の嵩密度とならず、有効な脱臭効果を発揮できない。
そこで、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１Ａの群集であれば、目詰まり生じ難く、バイオフィルタ２１全体にむらなく臭気ガスＧを通過させることができ、また、高表面積により保水性及び微生物の保持性も良く、脱臭効果の持続性が向上する。即ち、木材の原料の相違を問わず、狭窄、閉塞、目詰まり生じ難く圧力損失の増大が少ない最適な流路サイズを形成し高い脱臭効果の持続性を確保できる。
【００８９】
なお、より好ましくは、木材チップ２１のサイズが、木材の繊維方向の長さが１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であり、このサイズの木材チップが８０質量％以上であると、目詰まりのし難い通路を形成する最適な条件が得られ易い。即ち、木材チップ群のサイズ分布を見たときに、木材の原料や樹種、破砕または切削の処理手段・機構の相違がサイズ分布に反映されるも、木材の繊維方向の長さが１５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップサイズの木材チップが全体の８０質量％以上あれば、脱臭効果の持続性が高いバイオフィルタを構成する木材チップとして安定した特性を得ることが可能である。
【００９０】
このような所定サイズの木材チップ２１Ａ群については、例えば、切削または破砕後の木片の篩分けによって入手できる。通常、木材チップの篩分けは、篩（スクリーン）を使用し、篩を振とうさせて分級される。
そして、上記所定サイズの木材チップ２１Ａ群については、例えば、目開き６０ｍｍの篩を通過（パス）し、目開き１０ｍｍの篩を通過（パス）しない木材チップ群のサイズとして入手可能である。例えば、篩の目開きが６０ｍｍを通過したアンダーサイズの木材チップを得て、次にこの目開きが６０ｍｍの篩を通過したアンダーサイズの木材チップを、更に、目開きが１０ｍｍの篩にかけ、目開き１０ｍｍを通過しないオーバーサイズの木材チップを得る。こうして、目開きが６０ｍｍの篩を通過したアンダーサイズであって、目開き５ｍｍの篩を通過しないオーバーサイズの木材チップを得て、所定寸法の木材チップ２１を得ることが可能である。なお、篩分けは、篩が積み重ね構造に設計されているふるい振とう機で分級してもよい。また、目開きとは、縦線と横線が交差して形成された１つの目当たりの開口（空間）における天地幅または左右幅を示すが、ここでは、円形目（円孔）または正方目（角孔）の篩を使用した。目開きが６０ｍｍの篩は、円形目の場合には、円孔の直径が６０ｍｍ、正方目の場合には、正方形の一辺が６０ｍｍである。目開きが１０ｍｍの篩は、円形目の場合には、円孔の直径が１０ｍｍ、正方目の場合には、正方形の一辺が１０ｍｍである。しかし、木材の原料や樹種、破砕または切削の処理手段・機構の相違により、木材チップの形状は一定の形状でなくバラつきがありしかも複雑な形状を有することから、上記篩分けによって、必ずしも一定の寸法形状のサイズの木材チップ２１Ａ群を得ることができるとは限らない。より好ましくは、篩分けにより目開き４０ｍｍの篩を通過（パス）し、目開き２０ｍｍの篩を通過（パス）しない木材チップである。
【００９１】
ところで、このような木材チップ２１Ａを床材２２の上に充填して所定の嵩密度でバイオフィルタ２１を構成するのであるが、床材２２の通気孔２２ａのサイズの選択によっては、木材チップ２１Ａが床材２２の通気孔２２ａを埋めてしまう恐れがある。
【００９２】
そこで、本発明を実施する場合には、図４（ｂ）に示すように、床材２２の床面上に粗いサイズの木材チップ２１ｂを敷設してから、例えば、上述したような木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である細かい木材チップ２１ａを充填することも可能である。
例えば、粗いサイズの木材チップ２１ｂとしては、木材の繊維方向の長さが３５０ｍｍ〜７００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、より好ましくは、木材の繊維方向の長さが４００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が１０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ｂが使用できる。
【００９３】
このように、床材２２の通気孔２２Ａに細かいサイズの木材チップ２１ａが落下しないように粗いサイズの木材チップ２１ｂを敷設してから細かいサイズの木材チップ２１ａを充填していくようにすることで、圧力損失の緩和や、バイオフィルタ２１下部の圧密による通気路の狭窄も緩和でき、脱臭効率の向上も可能である。なお、圧力損失の軽減効果により、臭気ガスＧの送風に強力な送風を必要としないから、ブロワー５のランニングコストを下げることも可能である。
なお、このような粗い木材チップ２１ｂは細かい木材チップ２１ａの容積の５％以下で充填される。
【００９４】
こうして木材チップ２１Ａ（以下、木材チップ２１ａと木材チップ２１ｂとを特段区別しないときにはまとめて木材チップ２１Ａと記すことがある。）で構成されるバイオフィルタ２１に対しては、木材チップ２１Ａの乾燥を防止してバイオフィルタ２１による生物的処理の活性を維持するために、散水手段３０からの散水により加湿を行いバイオフィルタ２１を湿潤状態とする。即ち、木材チップ２１Ａの水分が少ないと、微生物の繁殖が抑制され、また、木材チップ２１Ａにおいて臭気ガスＧ中の臭気成分を捉えることができないために脱臭作用が低減することから、ハウジングＨ内のバイオフィルタ２１では散水手段３０からの散水により湿潤状態を維持させる。
【００９５】
ここで、本発明者らは、微生物担体となる木材チップ２１Ａからなるバイオフィルタ２１について、更に、臭気成分の水分への溶解、吸着や微生物環境を最適化する条件について究明したところ、散水量の調節によって木材チップ２１ａの含水率を制御すると、高い脱臭効果が得られその効果も持続することが判明した。木材チップ２１ａの含水率と脱臭効果の関係について評価試験を行ったときの結果を表３に示す。
【００９６】
【表３】
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【００９７】
ここでは、木材チップ２１ａを散水量の調節によって２０％〜２２０％まで各含水率に調節してそれを維持し、表３に示した生物脱臭装置１０の仕様、試験条件で臭気ガスＧの脱臭効果の試験を行った。
表３に示した数値も、上述した１２名のモニターによる臭気の官能評価（平均値）の結果である。臭気評価は、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧの導入を開始してから、１カ月後、３カ月後、１年後、３年後の４回行った。
【００９８】
木材チップ２１ａの含水率については、木材チップ２１ａが各含水率に維持されているか定期的に含水率の測定を行い、各含水率に維持されるように散水量を調節して管理した。
測定に際しては、所定量の木材チップ２１ａをバイオフィルタ２１から採取し、乾燥の前後で重量を測定して含水率を求めている。
このときの木材チップ２１ａの含水率は、水分を含んでいない状態の木材チップ２１Ａの重量（全乾重量、ドライベース）に対する水分重量の割合を表すものであり、以下の式（Ａ）により含水率を求めている。
含水率（％）＝（乾燥前の重量−全乾重量）／全乾重量×１００・・・（Ａ）
なお、全乾重量は、１０５℃で、重量の変化が無くなるまで乾燥させた状態の値を用いた。
【００９９】
表３に示すように、木材チップ２１ａの含水率が１５０％以上であると、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後の評価は気になるにおい（３）、または、気にならないにおい（２）であるが、３カ月後の評価は、におうが何のにおいか分からない（１）であった。また、１年後の評価においても、におうが何のにおいか分からない（１）であり、更に、３年後においても、気にならないにおい（２）であり、高い脱臭効果が長期間維持された。
【０１００】
これに対し、木材チップ２１ａの含水率が１５０％未満であると、脱臭効果に劣っていた。即ち、木材チップ２１の含水率が１２０％では、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後であっても評価は強いにおい（４）であり、３カ月後の評価でも、気になるにおい（３）であり、１年後の評価は強いにおい（４）であった。
また、木材チップ２１ａの含水率が８０％以下であると、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後であっても評価は強いにおい（４）、または、非常に臭い、強烈なにおい（５）であり、３カ月後、１年後、３年後の評価においても気にならなるにおい（３）、強い匂い（４）、または、非常に強い匂い、強烈な臭い（５）と脱臭効果が得られなかった。
【０１０１】
したがって、木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上に維持することで、高い脱臭効果を３年以上も持続させることができる。本発明者らの実験によれば、より好ましくは、１６０％以上であり、更に好ましくは、１８０％以上である。
そして、本発明者らの実験研究では、木材の特性から木材チップ２１ａの含水率には上限があり、その上限値は木材チップの樹種の特性等によって決定されるが、最大でも３００％程度である。
【０１０２】
なお、散水手段３０からの散水によって木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持することで、高い脱臭効果が持続するのは、木材チップ２１ａの保水性によって臭気成分の水分への溶解、吸着や微生物環境が最適化されるためと推測される。特に、含水率を１５０％以上、３００％以下の範囲内とする木材チップ２１ａでは、周囲に厚い水膜が形成され、微生物活性を高くできるうえ、気体が液相に溶解されやすくて吸着されやすくなっている可能性がある。更に、このような厚い水膜によって臭気成分の濃度変動に対して、また、臭気成分の分解により生じる分解物の生産に対してもｐＨ緩衝作用が高く、ｐＨの変動が抑制されるものと推測される。そして、このようにｐＨの変動が抑制され、ｐＨが中性域に維持されることで、微生物活性が失活し難く、複数種の微生物群の活性が維持され多種の臭気でも対応することができるものと思われる。即ち、多種の臭気に対応可能な微生物群の生育にとって最適な環境に維持することができると考えられる。
【０１０３】
こうして、本実施の形態では、散水手段３０からの散水によって木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する。
なお、散水量については、木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する散水量とされるが、バイオフィルタ２１の上層、下層を問わずバイオフィルタ２１全体で木材チップ２１ａ，木材チップ２１ｂの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持されるものとする。
【０１０４】
ここで、更に本発明者らは、高い脱臭効果を持続するための条件について究明したところ、本実施の形態では、受水部４１にて散水に使用した余剰水Ｗ1及び必要に応じて外部から供給された補充水Ｗ2がまとめられてポンプで汲み上げられ、散水供給路４３を介して散水管３１に供給されて散水されるが、このときの散水に使用する水の条件によって、脱臭性能が変動することが判明した。
即ち、散水手段３０で散水させる水について、表４に示すように、ハウジングＨから余剰水Ｗ1として排水されて受水部４１で回収され、再び散水として利用される水を循環水Ｗ1とし、導水部４４から補充される水を補充水Ｗ2としたときに、単位時間当たりの一定の散水量について散水として使用する水の循環水Ｗ1と補充水Ｗ2の割合によって脱臭性能に相違がみられた。散水に使用する水の条件と脱臭効果の関係について評価試験を行ったときの結果を表４に示す。
【０１０５】
【表４】
2019098232.tif 000019
【０１０６】
ここでは、散水手段３０で散水させる水について、循環水Ｗ1と補充水Ｗ2の割合を調節して表４に示した生物脱臭装置１０の仕様、試験条件で臭気ガスＧの脱臭効果の試験を行った。
表４に示した数値も、上述した１２名のモニターによる臭気の官能評価（平均値）の結果である。臭気評価は、脱臭装置１０に臭気ガスＧの導入を開始してから、１カ月後、３カ月後、１年後、３年後の４回行っている。
【０１０７】
表４に示すように、単位時間当たりの一定の散水量を１００容積％としたとき散水用の水が循環水Ｗ1１００容積％からなるか、または、外部から補充水Ｗ2を取り入れたとしても、散水用の水が容積比で循環水Ｗ1／補充水Ｗ2≧７／１２であると、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後の評価は気になるにおい（３）、または、気にならないにおい（２）であり、３カ月後の評価は、におうが何のにおいか分からない（１）であった。また、１年後の評価においても、におうが何のにおいか分からない（１）、または、気にならないにおい（２）であり、更に、３年後においても、におうが何のにおいか分からない（１）、または、気にならないにおい（２）であり、高い脱臭効果が長期間維持された。
【０１０８】
これに対し、散水用の水を循環させていなかったり（循環水Ｗ1：補充水Ｗ2＝０：１０）、散水用の水が容積比で循環水Ｗ1／補充水Ｗ2＜７／１２であると、脱臭効果に劣っていた。即ち、０／１０≦循環水Ｗ1／補充水Ｗ2＜７／１２では、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後であっても評価は強いにおい（４）であり、３カ月後の評価でも、強いにおい（４）であった。
【０１０９】
したがって、単位時間当たりの一定の散水量を１００容積％としたとき散水手段３０で散水させる水Ｗは循環水Ｗ1を約３６容積％以上、補充水Ｗ2を６４容積％以下とすることより、高い脱臭効果を３年以上も持続させることができる。
これは、バイオフィルタ２１を通過した水には臭気分解に有効な微生物が存在し、かかる微生物を含んだ循環水Ｗ1が外部へ排出（廃水）されることなく、散水として再利用されることで、バイオフィルタ２１に散水される水には、有効な微生物が含まれることより、バイオフィルタ２１の微生物量が維持され、また、微生物叢の偏りが防止されてバイオフィルタ２１全体に微生物叢が均一に分布し、バイオフィルタ２１全体が効果的に利用されるためと考えられる。また、それによって、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスＧに対する追従性、応答性も高くなるものと考えられる。特に、循環水Ｗ1に対して、補充水Ｗ2による希釈を少なくすることで、つまり、散水に使用する水に循環水Ｗ1の割合が高いと、高濃度で有効な微生物がバイオフィルタ２１に散水されるから、バイオフィルタ２１の高い微生物量、微生物活性が維持され、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスＧに対しても持続して高い脱臭効果を上げることができる。また、このような散水の循環によって、ｐＨの上昇を招く臭気成分(アンモニアイオン等)と、ｐＨの低下を招く臭気成分の分解物（硝酸イオン等）とがバランスされてｐＨの中性域が維持され、高い脱臭効果を持続できたものと推測される。
【０１１０】
こうして、本実施の形態では、単位時間当たりの一定の散水量を１００容積％としたとき、散水手段３０で散水させる水を容積比で、０／１０≦：補充水Ｗ2／循環水Ｗ1≦１２／７とする。即ち、受水部４１では散水に使用しバイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1(循環水Ｗ1)に、必要に応じて散水に使用する水の６４容積％以下で外部から補充水Ｗ2を補充し、散水手段３０から散水としてバイオフィルタ２１に供給される。
【０１１１】
なお、このような生物脱臭装置１０では、ブロワー５からの臭気ガスＧが導入される導入路２４ａ及び余剰水Ｗ1が排出される排水路４２ａ及び受水部４１を含め、ハウジングＨの底部では臭気ガスＧが外部に漏れない密閉系とする一方で、バイオフィルタ２１を通過して脱臭された空気が排出されるハウジングＨの上方は一般的に開放される。天井を設けたハウジングＨでは、脱臭された空気が大気中へ放出可能に開口を設けることになる。この場合、散水管３１等を天井に埋設し、天井に散水ノズル３１を配設してもよい。
このような生物脱臭装置１０の設置は室内でも屋外でもよく、屋外に設置する際には、必要に応じて、ハウジングＨ内のバイオフィルタ２１に対して雨の浸入や直射日光の照射を防止するために、散水管３１の上方にハウジングＨを覆うためのテント地等の屋根を設けてもよい。また、ハウジングＨは地中への埋設型としてもよい。
【０１１２】
なお、本実施の形態の生物脱臭装置１０は、コンピュータ制御が望ましい。
主な情報管理のみを取り上げると、例えば、ブロワー５の送付量、送付圧の情報を検出し、それをコンピュータＣＯＭＰに入力する。また、コンピュータＣＯＭＰには、バイオフィルタ２１の上の空気放出側の圧力及びバイオフィルタ２１の内部温度の情報がセンサで検出され、それが入力される。更に、コンピュータＣＯＭＰには、人為的に測定した木材チップ２１の含水率の情報が入力されて管理され、それをもとに、散水手段３０で噴霧する水量が決定される。更に受水部４１の水量についても、それが検出され、散水手段３０で噴霧する水量をもとに、導水部４４からの水量を決定し、それをコンピュータＣＯＭＰの入力としている。そして、受水部４１に貯留した水を散水手段３０まで揚水するポンプ、バルブ、流量計や、外部からの水を取り入れる導水部４４に配設するバルブ等についても、その駆動がコンピュータＣＯＭＰによって制御され、散水手段３０からの散水量の調節を可能とする。通常、散水用のポンプはタイマー制御される。また、バイオフィルタ２１上方で臭気濃度がセンサで検出され、それがコンピュータＣＯＭＰに入力される。生物脱臭装置１０に臭気ガスＧが導入されるその入り口で臭気ガスＧの圧力、温度、臭気濃度等を検出し、コンピュータＣＯＭＰに入力してもよい。
【０１１３】
こうして、木材チップ２１Ａの含水率の情報は、主に、散水手段３０の散水量、即ち、ポンプ、バルブの駆動制御に使用される。また、バイオフィルタ２１上の空気放出側の圧力及びブロワー５の送付量、送付圧の情報は、主にブロワー５の制御に使用される。臭気濃度の情報を含めこれらの情報はモニターによる日程管理情報として制御及び管理し、処理記録を残して、自治体の諸規制に対する適合性の証明にも使用できる。なお、図１における化学脱臭装置３、スクラバー装置４も独自に監視及び運転される。
また、木材チップ２１Ａの充填高さｈについて目視の監視によって、所定量を下回った際には、新しい所定の木材チップ２１Ａが補充される。
更に、ブロワー５の送付圧及びバイオフィルタ２１の上の噴出圧力から算出される圧力損失が管理され、圧力損失が所定量を超えた際には、ブロワー５の送付量、送付圧を制御する。更に、木材チップ２１Ａのサイズ径の目視の監視により、細粒物が増え、圧力損失が大となっている場合には、篩分けを行って細粒物を排除し、新しい木材チップ２１Ａを補充する。
【０１１４】
以下、本実施の形態の生物脱臭装置１０を具体化した実施例を説明する。
本実施例においては、家庭ごみ、都市ごみ等の堆肥化施設で発生する臭気ガスＧを対象とし、コンクリート製のハウジングＨ内の底部に、図３に示すように、支持脚２３を立設し、その上に、目開きが２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であり、開口率が５〜９５％の範囲内である床材２２を設置し、そして、床材２２の上に、例えば、木材の繊維方向の長さが３５０ｍｍ〜７００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が１０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ｂを敷設してから、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ａを充填することによりバイオフィルタ２１を形成し、脱臭処理部２０を構成した。
このとき、ハウジングＨ底部と床材２２底面との離間距離は、例えば、１０ｃｍ〜５０ｃｍ、好ましくは２０ｃｍ〜４０ｃｍに設定され、粗い木材チップ２１ｂは、細かい木材チップ２１ａの容積の１０％以下で充填される。
なお、家庭ごみ、都市ごみ等の堆肥化施設では、そこで処理される廃棄物は常に一定の性状でなく、毎回異なる種々雑多な原料が発酵・分解されるから、そこで発生する臭気ガスＧは複合臭であり、更に、その臭気濃度や臭気質が変動するものである。また、堆肥の切り返しを行う堆肥化施設では、堆肥の切り返しによる濃度変動も大きくなる。
【０１１５】
このとき、本実施例では、図７（ａ）に示したように、床材２２の上に、突出長さが１５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲内、好ましくは、２５０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲内の板状の突壁２８がハウジングＨの４面の側壁に沿って床材２８の上面から所定高さで設置され、そのような突壁２８を設けたハウジングＨ内の空間に、所定サイズの木材チップ２１Ａを充填した。即ち、床材２２の上では、突壁２８によってバイオフィルタ２１に向かってハウジングＨ側の側壁が突設した構造となっている。
【０１１６】
図２に示したように、ハウジングＨの底部には、導入路２４ａを介してブロワー５に接続している臭気ガスＧの導入口２４が設けられ、また、排水路４２ａを介して受水部４１に接続しバイオフィルタ２１及び床材２２を通過した余剰水Ｗ1が排水される排出口４２が設けられている。
受水部４１には、ハウジングＨの上方に配設した散水ノズル３２を有する散水管３１に接続する管路からなる散水供給路４３が接続し、また、必要に応じて産業用水（工業用水等）の水を導入するための導水部４４が接続されている。散水供給路４３には、バルブ及びポンプが設けられ、導水部４４にもバルブが設けられている。
本実施例に係る生物脱臭装置１０の仕様、設計は表５に示す通りである。なお、本実施例では、散水手段３０は間欠的な運転であり、タイマー制御された散水用ポンプにより間欠的に散水を行った。
【０１１７】
【表５】
2019098232.tif 000020
【０１１８】
生物脱臭装置１０の設計に際しては、都市ごみ等の堆肥化施設で発生する臭気ガスＧ（源臭）の発生量から所望とする処理風量（ｍ3／分）、処理速度（ｍｍ／秒）を決定し、その処理風量（ｍ3／分）、処理速度（ｍｍ／秒）から、負荷を超えることのない所定の処理能力を確保するバイオフィルタ２１の設置面積（断面積）を設定した。例えば、臭気ガスＧが見掛風速で１５〜３０ｍｍ／秒、より好ましくは、２０〜２５ｍｍ／秒となるようにバイオフィルタ２１の断面積、容積等を決定する。なお、見掛速度は、処理する臭気ガスＧの流量（ｍｍ3／秒）をバイオフィルタ２１の断面積（ｍｍ2）で除算することにより求められる。
ここで、本発明者らは、低コストで長期間安定した脱臭性能を確保するために、更に、木材チップ２１Ａ（木材チップ２１ａ，木材チップ２１ｂ）を充填してなるバイオフィルタ２１の層の厚み、即ち、木材チップ２１Ａの充填高さ（積付高さ）ｈについて、究明した。バイオフィルタ２１の充填高さｈについて、初期設定を１．０ｍ〜３．５ｍとして実験を行い、脱臭効果の評価試験を行った。そのときの結果を表６に示す。
【０１１９】
【表６】
2019098232.tif 000021
【０１２０】
表６に示した数値も、上述した１２名のモニターによる臭気の官能評価(平均値)の結果である。臭気評価は、生物脱臭装置１０に臭気ガスＧの導入を開始してから、１カ月後、３カ月後、１年後、３年後の４回行った。
【０１２１】
表６に示したように、木材チップ２１Ａの充填高さｈが１．５ｍ以上、３．０ｍ以下であると、臭気ガスＧの導入を開始してから１カ月後の評価は気にならないにおい（２）であり、３カ月後、１年後、３年後の評価においても気にならないにおい（２）または何のにおいか分からない（１）と高い脱臭効果が長期間維持されていた。
特に、木材チップ２１Ａの充填高さが２．０ｍ以上、２．５ｍ以下であると高い脱臭効果の持続性が高かった。
【０１２２】
これに対し、木材チップ２１Ａの充填高さが１．４ｍ以下であると、１年経過後は、気になるにおい（３）または強いにおい（４）の評価であり、特に１．０ｍ以下では、常に、強いにおい（４）または、非常に臭い、強烈なにおい（５）の評価で、脱臭効果が得られなかった。
これは、臭気ガスＧの臭気成分と木材チップ２１Ａとの接触量が十分に得られなかったためである。
【０１２３】
また、木材チップ２１Ａの充填高さｈが３．５ｍ以上であっても、３か月以降は気になるにおい（３）の評価であり、脱臭効果の持続性が低下した。
これは、木材チップ２１Ａの充填高さｈが高すぎることで、バイオフィルタ２１の下部で圧密が高く、臭気ガスＧの偏流が生じやすいために、臭気ガスＧの臭気成分の分解に必要な木材チップ２１Ａとの接触量が減少し、バイオフィルタ２１全体が均一に効果的に利用されなくなるためであると考えられる。
【０１２４】
したがって、バイオフィルタ２１を構成する木材チップ２１Ａの充填高さｈが、１．５ｍ〜３．０ｍの範囲内の高さであれば、高い脱臭効果を長期間維持される。より好ましくは、木材チップ２１Ａの充填高さｈが２．０ｍ〜２．５ｍの範囲内である。
【０１２５】
そして、本実施の形態においては、木材チップ２１Ａを充填したときの嵩密度は１５０〜５００Ｋｇ／ｍ3の範囲内が好ましい。これにより、流路（通気路）の目詰まりが生じ難く、経時的な圧力損失の増大も少ない。
【０１２６】
即ち、嵩密度が高すぎると、圧力損失が大きいから臭気ガスＧを送風するコストも高くなる。また、目詰まりが生じやすく、臭気ガスＧの偏流を招くから脱臭効果の持続性が低下する。一方で、嵩密度が低すぎても、臭気成分と木材チップ２１Ａとの接触量が低下するから脱臭効果が低下する。木材チップ２１Ａによる嵩密度は１５０〜５００Ｋｇ／ｍ3の範囲内であれば、圧力損失を抑えてコストを抑えることができ、また、高い脱臭効果の持続性が得られる。より好ましい嵩密度は、２００〜４００Ｋｇ／ｍ3の範囲内である。
【０１２７】
そこで、本実施例では、バイオフィルタ２１を構成する木材チップ２１Ａ（木材チップ２１ａ，木材チップ２１ｂ）の初期の充填高さｈを２．０ｍに設定した。
なお、本発明者らの実験研究では、経時的に、微生物による木材チップ２１Ａの消費、代謝、木材チップ２１Ａの劣化により木材チップ２１Ａが細片化、縮小し、バイオフィルタ２１の体積が低下する。初期設定の充填高さｈが２ｍに対し、使用により１．７ｍを下回った際には、新たに、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ａの補充をし、充填高さｈを２ｍに回復させることで、脱臭効果を低減させることなく３年以上もの長期間の高い脱臭効果を維持できることを確認している。
【０１２８】
そして、本実施例では、散水手段３０からの散水によって、木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持した。
なお、木材チップ２１ａの含水率については、周囲（雰囲気環境）の湿度条件の変化や、木材チップ２１ａの細片化、縮小によってもその保水量が変化することから、定期的に木材チップ２１ａの含水率の測定を行い、木材チップ２１ａの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持されるように散水量を調節している。
【０１２９】
このように構成された生物脱臭装置１０では、ブロワー５の駆動により、堆肥化装置２からの臭気ガスＧが、導入路４２ａを介して導入口４２からハウジング底部の所定容積の空間Ｓに拡散、流通すると共に、床材２２の通気孔２２Ａを通ってバイオフィルタ２１内へと上昇する。バイオフィルタ２１に入力される前に床材２２の所定径の通気孔２２Ａを通過するから、導入口４２から導入された臭気ガスＧが整流されてバイオフィルタ２１に入力されることになり、臭気ガスＧの通気抵抗を緩和して圧力損失を抑えることができる。
【０１３０】
このとき、散水手段３０からの散水によって、バイオフィルタ２１の木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持するようにし、バイオフィルタ２１内は湿潤状態に維持する。装置の立ち上げ初期では、導水部４４から受水部４１に新鮮な水が取り入れられ受水部４１内の水がポンプによって散水供給路４３を介して散水管３１まで汲みあげられ、散水ノズル３２からバイオフィルタ２１に散水される。そして、バイオフィルタ２１及び床材２２の通気孔２２ａを通過してハウジングＨ底部に到達した余剰水Ｗ1は、所定容積の空間Ｓ内で所定量以上に溜まることなくハウジングＨ底部の排水口４２から排水路４２ａを介して受水部４１で回収される。受水部４１で回収され貯留した水は、外部に廃水されることなく散水のタイミングでポンプによって散水供給路４３から散水管３１まで汲みあげられ、再び散水として使用される。木材チップ２１ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する散水のタイミングで、受水部４１に回収された余剰水Ｗ1が散水管３１まで汲みあげられ散水されるが、受水部４１での回収量が少ないときには、必要に応じ導水部４４から水を補充する。特に、本実施例では、散水に使用する水は、０／１０≦：補充水Ｗ２／循環水Ｗ１≦１２／７に調節している。
【０１３１】
散水手段３０からの散水によって、湿潤状態に維持されているバイオフィルタ２１では、木材チップ２１Ａに適度な水分が保持されていることで、微生物が繁殖し、その活性が維持される。
特に、自然界の資源である木材チップ２１Ａは、有機物であり水分保持機能にも優れることで、適度な水分と温度環境下での放置により、特定の菌を接種、植種したり、微生物活性物質を添加したりしなくとも、臭気ガスＧを通過させていると、直ぐにその臭気成分の分解に関与する微生物が繁殖し、バイオフィルタ２１として脱臭機能を発揮させることができる。そして、このような木材チップ２１Ａでは、初期から多種の微生物を多く保有し、或いは、複数種の臭気成分の分解に直接的または間接的に関与する有効な多種の微生物が生息し易い環境にあるものと推測され、木材チップ２１Ａから構成されるバイオフィルタ２１では好気的環境、嫌気的環境の両方が存在し、脱臭に直接的または間接的に関与する微生物も好気性微生物に限られず、嫌気性微生物も寄与するものと推測される。なお、このようなバイオフィルタ２１では、微生物が木材チップ２１Ａの成分（多糖類等）、臭気成分を栄養源、エネルギ源として利用（資化）し、微生物が繁殖してバイオフィルムを形成している。例えば、亜硝酸菌、硝化菌、脱窒菌、硫黄酸化細菌、その他の好気性微生物、嫌気性微生物等が木材チップ２１Ａに生息する。
【０１３２】
したがって、湿潤状態が維持されているバイオフィルタ２１にその下方から臭気ガスＧが導入されると、臭気ガスＧは上向流でバイオフィルタ２１を流れる。このとき、バイオフィルタ２１を構成している木材チップ２１Ａに保持されている水分または木材チップ２１Ａの周囲の水分に、臭気ガスＧに含まれている臭気成分の水溶性化合物等が溶解し、また、木材チップ２１Ａに吸着、捕集、保持され、そして、木材チップ２１Ａやその周囲の水分に生息、付着している微生物によって、臭気成分が分解される。こうして臭気ガスＧはバイオフィルタ２１を上昇する間に、生物的処理による消化によって脱臭（浄化）され、バイオフィルタ２１の上方から放出される。
【０１３３】
このとき臭気ガスＧに含まれる臭気成分は、例えば、二酸化炭素（ＣＯ2）、水（Ｈ2Ｏ）のような無害な物質やＳＯ4-やＮＯ3-のような無機イオン、硫酸や硝酸等の無機物に分解される。
例えば、臭気ガスＧ中の臭気成分として代表的なアンモニアに着目すると、アンモニア（ＮＨ3）は、亜硝酸菌、硝化菌等の好気性の微生物の硝化作用によりＮＯ2（亜硝酸態）、ＮＯ3（硝酸態）等の窒素酸化物（ＮＯｘ）に分解され、脱臭される。更に、脱窒菌やアナモックス反応によりＮ2（窒素）等にまで分解されている可能性もある。
また、硫化水素（Ｈ2Ｓ）やメチルメルカプタン等の硫黄化合物（硫化物）、有機酸系化合物の臭気成分は、例えば、硫黄酸化細菌、その他の好気性菌等の好気性微生物の作用により酸化分解されてＳＯ2や硫酸等の酸化物となり、脱臭される。
【０１３４】
特に、上述のように構成されている本実施例の生物脱臭装置１０では、次のような特徴がある。
まず、本実施例の生物脱臭装置１０では、臭気ガスＧの導入及び散水を開始した稼働初期で圧力損失が３０〜１２０Ｐａであり、経時的には圧力の上昇がみられるも、３年経過後であっても、圧力損失が２００Ｐａ以下に抑えられた。
念のため、図５に圧力損失を経時的に測定した結果を示す。なお、この圧力損失は、ブロワー５の送圧（全圧）とバイオフィルタ２１の上で空気が放出されている出口の全圧との差圧を計測したものである。
【０１３５】
図５に示したように、季節や臭気源の濃度等の変化によって圧力損失に変化があるも、圧力損失は０〜２００ｍｍＨ2Ｏの範囲内にあり、経時的に圧力損失が顕著に上昇することもなく少ない圧力損失で維持されている。なお、圧損の測定は、間欠運転される散水手段３０の散水時または散水停止時を問わない測定である。
【０１３６】
使用による圧力損失の増大が少ないのは、所定の嵩密度で木材チップ２１ａでバイオフィルタ２１を構成したことにより通気抵抗が低く抑えられ使用によっても目詰まり（狭窄、閉塞）が生じ難く、また、木材チップの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する散水に、循環手段４０によりバイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1が再利用されることで、微生物の分布や微生物の分解により生じた分解物の蓄積に偏りが生じ難く、バイオフィルタ２１全体が効率的に使用されるためである。特に、所定の嵩密度で木材チップ２１ａを充填してなるバイオフィルタ２１では、通気抵抗が低く圧損が少ないため、木材チップ２１ａの含水率が１５０％以上、３００％以下にするために散水量を多くしても圧損への影響も少なく、使用によっても臭気ガスＧの偏流が生じ難い。
【０１３７】
また、本実施例の生物脱臭装置１０では、バイオフィルタ２１のｐＨが６．５〜７．５の範囲内に維持された。特に、循環水のバイオフィルタ２１からの余剰水Ｗ1を回収して循環させる受水部４１の水も中性域に維持され、散水３１に使用する水についてｐＨ調節を行ったり、イオン吸着剤等の臭気物質低減部材によって臭気物質や分解物を吸着したり、脱窒を行わくとも、バイオフィルタ２１ではｐＨが６．５〜７．５の範囲内に維持されていた。
【０１３８】
ここで、臭気ガスＧにアンモニアが含まれていると、湿潤状態にあるバイオフィル２１では、アンモニウムが水に溶解してアンモニウムイオン（ＮＨ4+）となり、このアンモニウムイオン（ＮＨ4+）は、木材チップ２１Ａを覆う水膜において木材チップ２１Ａに生息するアンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌による硝化作用によって亜硝酸イオン（ＮＯ2-）や硝酸イオン（ＮＯ3-）に酸化分解される。このとき、硝化前のアンモニウムイオン（ＮＨ4+）の存在によってｐＨが上昇するが、これら亜硝酸イオン（ＮＯ2-）や硝酸イオン（ＮＯ3-）の分解物が生成されると水膜内のｐＨが低下し、一般的にはそれらの濃度が高くなるとｐＨが酸性に傾く。特に、散水を循環させていると、短期間でｐＨが酸性に傾き易く、バイオフィルタ２１における微生物周りの環境が酸性となると、特定の微生物のみの活動及び特定の臭気成分のみしか除去されない事態が生じやすい。
【０１３９】
しかし、本実施例の生物脱臭装置１０では、バイオフィルタ２１からの余剰水Ｗ1を回収して散水を循環させていても、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する木材チップ２１Ａの高い保水性によって、ｐＨの緩衝作用が高く、また、散水の循環によってアンモニウムイオン（ＮＨ4+）が蓄積することもなく分解が進み、更に、亜硝酸イオン（ＮＯ2-）や硝酸イオン（ＮＯ3-）等の分解物がバイオフィルタ２１中に偏りなく分布し負荷が局所的に集中することもない。また、必要に応じて補充水Ｗ2で希釈される。このため、ｐＨが中性の環境に維持されている。
【０１４０】
特に、所定の嵩密度で木材チップ２１ａを充填してなるバイオフィルタ２１では、通気抵抗が低く圧損が少ないため、木材チップ２１Ａの含水率が１５０％以上、３００％以下にするために散水量を多くしても圧損への影響も少なく、木材チップ２１Ａの高い保水性、木材チップ２１の周囲の厚い水膜を確保できる。更に、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持したバイオフィルタ２１の高い湿潤状態及びハウジングＨ底部の所定容積の空間Ｓで余剰水Ｗ1が収集される構成によって、ハウジングＨ底部の湿気が高く、ハウジングＨ底部に導入された臭気ガスＧを加湿できる。これより、ｐＨの変動を緩和でき、また、高濃度の臭気に対してもその濃度の緩和が可能である。特に、本実施例の脱臭装置１０では、硝化とアンモニア導入がバランスされているものと思われる。
【０１４１】
そして、本実施例の脱臭装置１０によれば、このようにｐＨを中性域に維持できることで、多種の臭気成分の分解に対応できる微生物種の活動を維持できる。即ち、ｐＨが中性域の環境は、多種の臭気化合物の対応に有利な微生物の生育環境に適する。よって、臭気濃度や臭気質が変動する臭気ガスＧに対しても長期間安定した脱臭性能を発揮することができる。特に、本実施例の脱臭装置１０によれば、散水を循環させていてもｐＨの低下が抑制され、中性環境で生育する微生物群は、多数の臭気化合物を除去できるから、臭気濃度や臭気質が変動する臭気ガスＧに対しても処理能力が低下することなく、長期間安定した脱臭性能を持続できる。
【０１４２】
このような本実施例の生物脱臭装置１０によれば、脱臭効果を示す下記の式（Ｂ）により算出されるバイオフィルタ効率（％）が、９０〜９５％であり、３年以上経過後も９０〜９５％の脱臭効率が得られている。
バイオフィルタ効率（ＢＦＥ）（％）
＝１００×（ＩＯＣ−ＥＯＣ）／ＩＯＣ・・（Ｂ）
ＩＯＣ：導入側空気の臭気濃度（オダーユニット；ＯＵE）
ＥＯＣ：排出側空気の臭気濃度（オダーユニット；ＯＵE）
【０１４３】
例えば、導入側空気が２５００〜６０００オーダーユニットの臭気濃度であると、本実施例の生物脱臭装置１０のバイオフィルタ２１を通過後の放出側の空気では、平均２００〜４５０オーダーユニットの臭気濃度になることが確認されている。
但し、無臭の空気を導入したときでも、バイオフィルタ２１の木材チップ２１Ａ自身のにおいにより、放出側の空気は、１５０オーダーユニットの臭気濃度より低くなることはない。また、放出側の空気では、平均２００〜４５０オーダーユニットの臭気濃度であっても、バイオフィルタ２１の作用により、導入側の臭気ガスＧの源臭と比較して臭質が大きく改善されている。
【０１４４】
なお、ここでの、臭気濃度は、動的オルファクトメータ法により、人の嗅覚を用い、臭気を無臭の空気で希釈したときにちょうどにおわなくなった時のにおい閾値までの希釈倍数（単位；オーダーユニット（ＯＵE））を示す。即ち、上記実施例の生物脱臭装置１０によれば、官能試験によって測定された臭気の指標を示す臭気濃度で９０〜９５％の除去率を示したことになる。
因みに、動的オルファクトメータ法による臭気濃度（単位；オーダーユニット（ＯＵE））と日本で採用されている臭気指数とは下記の式（Ｃ）の関係で表すことができる。日本で採用されている三点比較式臭袋法と、動的オルファクトメータ法による測定結果は概ね一致するとされている。
臭気指数＝１０×ｌｏｇ（臭気濃度）・・（Ｃ）
例えば、上述した２５００〜６０００オーダーユニットの臭気濃度を臭気指数に換算すると３４〜３８であり、２００〜４５０オーダーユニットの臭気濃度を臭気指数に換算すると２３〜２７である。１５０オーダーユニット臭気濃度を臭気指数に換算すると２２である。
【０１４５】
また、本実施例の生物脱臭装置１０によれば、臭気ガスＧがバイオフィルタ２１を通過して放出される出力側において、アンモニア濃度を測定すると、臭気の導入を開始してから数日で１〜２ｍｇ／Ｎｍ3のアンモニア濃度に抑えられ、３年経過後もその数値以下に抑えられていた。都市ごみ等の堆肥化施設（発酵処理施設）においての好気性発酵処理では、アルデヒド類、テルペン類、ＶＡＦ等が悪臭原因物質として問題となっているが、そのような臭気に対しても高い脱臭効果が確認されており、その脱臭効果も３年以上持続した。
特に、表５の仕様で構成されている生物脱臭装置１０では、その前段階で化学脱臭装置３の処理やスクラバー装置４による酸スクラバー処理等を施さなくても、３年以上持続する高い脱臭効果が得られている。
【０１４６】
更に、本実施例の生物脱臭装置１０によれば、季節変化による周囲（環境雰囲気）の温度変化によって脱臭機能が低下することもなく、周囲の温度変化を問わず年間を通じて高い脱臭機能を維持していた。
ここで、バイオフィルタ２１の温度に着目すると、図６において、バイオフィルタ２１の中間層の温度を経時的に測定（熱電対による測定）した結果を示したように、バイオフィルタ２１の温度は周囲環境温度が０℃となるような冬季でも臭気ガスＧを導入している操業時は１２℃以上あり、周囲環境温度が４０℃となるような夏季でも、散水によって４５℃以下に抑えることが可能であった。
【０１４７】
特に、真夏において、バイオフィルタの２１の表面(上層)温度を赤外線サーモグラフィによって測定すると、臭気ガスＧの排気箇所で部分的に５０℃を超えるところが存在するも、温度が低いところでは２０℃程度に維持されていた。夏季では、散水及び含水率を１５０％以上、３００％以下に維持した木材チップ２１Ａの高湿度により、その気化熱によってバイオフィルタ２１の温度上昇を抑えることができる。
【０１４８】
一方、冬季では、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持したバイオフィルタ２１の高湿度及びバイオフィルタ２１底部での余剰水Ｗ1の収集によって所定容積の空間Ｓに導入された臭気ガスＧを加湿できるから、臭気ガスＧがバイオフィルタ２１を通過する際でもバイオフィルタ２１の潜熱が奪われ難く、バイオフィルタ２１の温度低下を抑制できる。即ち、冬季では、堆肥化装置２から比較的乾燥した臭気ガスＧが送り込まれ、このような臭気ガスＧはバイオフィルタ２１を通過する際にバイオフィルタ２１から潜熱を奪いやすく、バイオフィルタ２１の温度低下を招くことになる。しかし、バイオフィルタ２１に入力される臭気ガスＧの湿気を高くできると、バイオフィルタ２１から潜熱が奪われるのを防止でき、バイオフィルタ２１の温度低下を抑えることができる。
そして、バイオフィルタ２１が木材チップ２１Ａからなるから、木材の調湿特性によって、ハウジングＨ内の湿度変動が抑制されている可能性もある。なお、冬季では周囲温度の低温の影響によって、堆肥化装置２から発生する臭気濃度も比較的少なくなりバイオフィルタ２１にかかる負荷も比較的少なくなるから、バイオフィルタ２１の温度が多少低下しても、脱臭効果を維持できる。
【０１４９】
こうして、本実施例の生物脱臭装置１０によれば、周囲環境温度と比較してバイオフィルタ２１の温度が大幅に低下することもなく、周囲の温度が変動しても高い脱臭性能が安定して維持されていた。即ち、加熱または冷却手段を設けなくとも周囲温度による処理能力の変動が少なく、安定した脱臭性能が持続するから、低コストで済む。
【０１５０】
しかし、本発明を実施する場合には、周囲温度の影響に左右されることのない極めて安定した処理能力を確保するために、ハウジングＨや、散水手段３０や、ハウジングＨの下部に設けた排水口４２ａから排水路４２を介して受水部４１に入力する排出路及び受水部４１及び受水部４１の出力から散水供給路４３を介して散水手段３０の入力までの供給路の構成からなる循環路に、加熱または冷却手段を配設し、バイオフィルタ２１の温度や、散水の水温の制御、調節を行ってもよい。
なお、設置場所等によってバイオフィルタ２１の温度が４５℃を超えるときには、散水量を増大させることで、温度を４５℃以下に抑え、脱臭性能の維持が可能である。
そして、微生物の活性を維持し、安定した脱臭性能を発揮させるために、好ましくは、バイオフィルタ２１の温度、臭気ガスＧの温度は１０〜５５℃範囲内に維持される。
【０１５１】
加えて、本実施例の生物脱臭装置１０によれば、堆肥化装置２が例えば、１〜２週間の休止状態にあり、ブロワー５によって堆肥化装置２からの空気が生物脱臭装置１０に連続的に送り込まれてハウジングＨ内が連続的に通気されてはいるが臭気ガスＧが存在していない状態であっても、微生物が木材チップ２１Ａを栄養源として生育することができる。そして、その後、堆肥化装置２で発酵・分解処理を再開したときでも、木材チップ２１Ａの微生物によって直ちに臭気ガスＧ中の臭気成分の分解が始まり、微生物が死滅しないような環境が形成され、バイオフィルタ２１の脱臭能力は維持されている。したがって、低い維持費、ランニングコストで脱臭効果を長期に亘って持続可能である。
【０１５２】
なお、本発明者らの実験研究では、生物脱臭装置１０の稼働から３〜４年経過後に、微生物による木材チップ２１Ａの消費、代謝、木材チップ２１の劣化により細片化、縮小した木材チップ２１Ａの堆積によって、圧力損失が２００Ｐａを超える場合には、バイオフィルタ２１を形成する木材チップ２１Ａの篩分けによって例えば目開き１０ｍｍの篩を通過する細分化された木材チップ２１Ａは取り除き、バイオフィルタ２１の充填高さｈが２ｍになるまで、新たに、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ａを補充する。必要に応じて木材チップ２１ａと床材２２との間の粗い木材チップ２１ｂを補充する。これによって、高い脱臭効果が更に長期間持続することを確認している。こうして木材チップ２１Ａの取り除き、木材チップ２１Ａの補充の繰り返しにより、所定の菌の添加や微生物活性物質の添加をしなくとも低コストで半永久的に脱臭効果を持続させることが可能である。
また、源臭の質によってｐＨが４．５未満となった場合には、一時的に補充水Ｗ2の割合を高め、散水量を増大させることにより、ｐＨを６．５以上に回復させることが可能であり、脱臭性能を維持できる。
【０１５３】
そして、本実施例の生物脱臭装置１０では、散水手段３０からの散水によっても、圧損が上がり過ぎることもないから、散水時にブロワー５を一時的に中断しなくとも、散水時にバイオフィルタ２１で水がふき上がることがない。即ち、所定の嵩密度で堆積してなる木材チップ２１Ａによってバイオフィルタ２１を構成したことにより、散水の水がバイオフィルタ２１の下方に通過しやすく、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持するための散水量でも散水した水がホールドアップして圧力損失の急激な増大を招くことがない。よって、維持管理も容易で、低コストであり、ブロワー５の連続運転により処理効率も良い。また、このように、臭気ガスＧの導入方向と散水の方向を向き合わせて（向流させて）いても水がふき上がらないから、低コストで高い処理能力を得ている。
【０１５４】
以上説明してきたように、本実施の形態に係る生物脱臭装置１０は、木材チップ２１ａを嵩密度１５０〜５００ｋｇ/ｍ3の範囲内で充填してなり、散水によって木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持するバイオフィルタ２１を有し、バイオフィルタ２１の下方から導入した臭気ガスＧをバイオフィルタ２１による生物的処理によって消化してバイオフィルタ２１の上方に放出する脱臭処理手段２０と、バイオフィルタ２１に対してその上方から散水する散水管３１及び散水ノズル３２から構成される散水手段３０と、バイオフィルタ２１を通過した散水の水（余剰水Ｗ1）を回収し散水手段３０へ循環させる循環手段４０とを具備するものである。
なお、本実施の形態の循環手段４０とは、所定容積の空間Ｓを有するハウジングＨの底部及びハウジングＨの下部に設けた排水口４２ａから排水路４２を介して受水部４１に入力する排出路及び受水部４１及び受水部４１の出力から散水供給路４３を介して散水手段３０の入力までの供給路の構成である。
【０１５５】
このように構成された本実施の形態に係る生物脱臭装置１０によれば、木材チップＡのサイズの選択及び所定堆積高さの設定により所定の嵩密度で堆積してなる木材チップ２１Ａによってバイオフィルタ２１を構成したことにより通気抵抗が低く抑えられ、また、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する散水に、循環手段によりバイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1が再利用されることでバイオフィルタ２１において微生物の分布や微生物の分解により生じた分解物の蓄積に偏りが生じ難くなる。
即ち、散水を循環させるから、微生物や分解物を上から下、下から上に移動させることになり、バイオフィルタ２１内で微生物や分解物が変位するため、負荷が局所的に集中することなく、バイオフィルタ２１全体で効率よく処理できる。
【０１５６】
したがって、使用を続けても通気路の目詰まり（狭窄、閉塞）が生じ難く、圧力損失の増大も抑制される。散水の循環によって、木材チップ２１Ａには、臭気成分の分解により生じた塩類等の結晶物も付着し難い可能性がある。
即ち、微生物量が多くても、また、臭気成分の分解物が増えてきても、散水の循環によって、それら微生物や分解物が一定の場所に留まり難いから、使用を続けても通気路の目詰まり（狭窄、閉塞）が生じ難い。
【０１５７】
これより、バイオフィルタ２１において臭気ガスＧの通り道が限定される偏流、特定の道をすり抜けるショートパスも生じ難く、バイオフィルタ２１全体が均一に効果的に臭気ガスＧの消化に利用されるから、高い脱臭性能を長期間持続させることができる。
そして、圧力損失が小さいから大風量の臭気ガスＧにも適し、低コスト及び高い処理効率で臭気ガスＧを消化できる。
【０１５８】
特に、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持可能な木材チップ２１Ａの高い保水性によって、使用の継続によりｐＨの低下も生じ難く、ｐＨが中性の環境に維持可能である。このため、多種の臭気、また、高濃度の臭気でもその分解に対応できる微生物種が活動し易くなる。
【０１５９】
また、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持可能な木材の特性によって、特定の菌の接種、植種をし、微生物活性物質を添加しなくとも、天然、自然の微生物の働きで、すぐに臭気の分解に対応できる微生物種が繁殖する。
特に、木材の特性によって多種の臭気の分解に対応できる微生物種が増殖、活動しやすい環境であり、多種の臭気の分解に対応できる微生物種の働く環境を作り出すことができる。つまり、臭気質や臭気濃度の変動にも追随する微生物環境を構築できる。
更に、散水を循環させていることで、有効な微生物群、微生物活性が維持されやすい。
【０１６０】
バイオフィルタ２１が木材チップ２１Ａからなるから、木材の調湿特性が、バイオフィルタ２１の湿度変動を防止し、微生物の最適な湿度環境の維持、ｐＨ変動の緩和に寄与している可能性もある。つまり、木材の特性によって、微生物の活動に適した水分条件となっている。
加えて、木材チップ２１Ａが有機物であるから、連続的に臭気ガスＧを送りこまなくても、また、極めて低濃度の臭気が連続するとできも、微生物が死滅することなく微生物活性が良好に維持される。
【０１６１】
つまり、バイオフィルタ２１が所定の含水率に維持可能な所定サイズの木材チップ２１Ａで構成されていることにより、また、散水を循環させていることによって、多種の臭気に対応可能な微生物群の生育にとって最適な環境を維持でき、特定の臭気成分に特化されず、臭気の変動にも対応できる。
【０１６２】
そして、このように含水率が１５０％以上、３００％以下に維持され木材チップ２１Ａが充填してなるバイオフィルタ２１では、木材チップ２１Ａの高い保水性及び高表面積により、臭気ガスＧの気体が液相に溶解されやすく、また、臭気ガスＧとの接触量も大きいことから、高い処理能力を有する。
【０１６３】
特に、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持可能な木材チップ２１Ａが所定の嵩密度で充填され、また、散水を循環させているから、目詰まりが生じ難く、散水により常にバイオフィルタ２１全体に水がムラなく分布しやすく、微生物の偏りも少ない。即ち、所定の嵩密度で充填してなる木材チップ２１ａによってバイオフィルタ２１を構成したことにより、散水の水がバイオフィルタ２１の下方にも通過しやすい。よって、バイオフィルタ２１全体が効果的に利用され、臭気成分が木材チップ２１Ａの周囲の水膜に溶解、捕捉されやすく、効果的に微生物による分解を受ける。よって、高い脱臭効率を有する。
【０１６４】
更に、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持したバイオフィルタ２１の水分特性（高い保水性、木材チップ２１Ａ周囲の厚い水膜）と、散水の循環による木材チップ２１Ａ周囲の水分の変移によって、ｐＨの変動や分解物の濃度が緩衝されるから、循環手段によりバイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1を散水に再利用しても、微生物の活動の低下、微生物活性の低下が生じ難い。
【０１６５】
つまり、バイオフィルタ２１の高湿潤状態により臭気濃度の変動への適応性が高く、また、ｐＨ変動の緩和性も高く、多種の臭気の分解に対応できる微生物種の働く環境、微生物の活性が維持される。
したがって、導入される臭気濃度や臭気質が変動しても、長期間安定した脱臭性能を維持できる。
【０１６６】
加えて、本実施の形態では、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持したバイオフィルタ２１の高い湿潤状態及びハウジングＨ底部の所定容積の空間Ｓに余剰水Ｗ1が達する構成によって、ハウジングＨ底部の湿気が高く、ハウジングＨ底部に導入された臭気ガスＧを加湿可能である。よって、臭気の濃度変動に対する緩和効果を高めることができる。また、木材チップ２１周囲の分厚い水膜によっても臭気濃度の変動を緩和できる。更に、臭気ガスＧの湿気が高いと、バイオフィルタ２１の含水率の均一な分布にも寄与する。したがって、臭気を空気で希釈したり見かけ風速を極端に低下させたりする手段を講ずることなく、臭気濃度の変動に対応できる。
【０１６７】
そして、ハウジングＨ底部に導入された臭気ガスＧを加湿可能であると、冬季の周囲温度が低いときでも、臭気ガスＧがバイオフィルタ２１の潜熱を奪い難いためにバイオフィルタ２１の温度低下を防止できる。また、夏季の周囲温度が高いときでは、臭気ガスＧの高い湿気及び木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持したバイオフィルタ２１の高い湿潤状態によりその気化熱によってバイオフィルタ２１の温度上昇を抑えることが可能である。よって、周囲の温度変化に対しても追随できて脱臭性能の変動が少なく、安定して高い脱臭性能を発揮できる。
【０１６８】
更に、木材チップ２１Ａを所定の嵩密度で充填してバイオフィルタ２１を構成し、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持することにより、通気抵抗が低く抑えられ、圧力損失の増大も少ないので、臭気ガスＧの送風にかかるランニングコストを抑えることができる。
【０１６９】
また、木材チップ２１Ａは安価に入手できるうえ、所定の嵩密度で充填される木材チップ２１Ａから構成されるバイオフィルタ２１は、圧力損失が少なく、高い処理能力によって小型でも高い処理量を確保できるから、その容積量も少なくて済む。
そして、木材チップ２１Ａの含水率を１５０％以上、３００％以下に維持可能なバイオフィルタ２１の高い保水性、つまり、木材チップ２１周囲の分厚い水膜と、散水の循環による木材チップ２１Ａ周囲の水分の変移によって、ｐＨや分解物が緩衝されるから、循環水のｐＨや分解物を制御したり臭気ガスの導入量を制御したりする手段を設ける必要もなく、簡易な装置設計で済み、維持管理も容易である。
散水を循環させていることで、散水用の水のコストも少なくて済む。また、バイオフィルタ２１の切りかえしや木材チップ２１Ａの交換といったメンテナンス頻度も少なくて済む。
よって、材料コスト、設備コスト、ランニングコストが抑えられるから、低コストで済む。
【０１７０】
こうして、臭気濃度や臭気質の変動を伴う複合臭の臭気ガスに対しても、低コストで長期間安定した脱臭性能が持続可能な生物脱臭装置１０となる。
【０１７１】
そして、本実施の形態に係る生物脱臭装置１０によれば、含水率を１５０％以上、３００％以下に維持する特定サイズの木材チップ２１Ａによってバイオフィルタ２１を構成することより、その木材の特性から、天然、自然の微生物の働きで、直ぐに臭気の分解に対応できる微生物種が繁殖させることができ、多種の臭気の脱臭に対応できる。したがって、家庭ごみ、都市ごみ等の堆肥化施設から発生する臭気に限定されず、家畜を飼育したり家畜の排泄物を処理したりする養鶏・畜産施設や、有機スラッジ等が生じる下水・汚水の排水処理施設、農業集落排水処理施設、食品工場排水処理施設等から発生する臭気に対しても高い脱臭効果の持続性を発揮できる。即ち、特定の臭気成分に特化されない脱臭技術であり、臭気の変動にも対応できるから、適用範囲が広い。
【０１７２】
また、上記実施例に係る生物脱臭装置１０によれば、バイオフィルタ２１に散水する水は、バイオフィルタ２１を通過した余剰水Ｗ1を３６容積％以上とし、外部から補充する水を６４容積％以下とすることにより、低コストであり、より高い脱臭能力を持続できる。
【０１７３】
そして、上記実施例に係る生物脱臭装置１０によれば、散水によって木材チップ２１Ａの含水率が１５０％以上、３００％以下に維持されるから、バイオフィルタの高い湿潤状態によって、臭気濃度やｐＨの緩衝作用が高く、多種の臭気の分解に対応できる微生物種も繁殖しやすい。したがって、より脱臭効果の持続性を高めることができる。
【０１７４】
更に、上記実施例に係る生物脱臭装置１０によれば、臭気ガスＧが下方から上方に通過する方向のバイオフィルタ２１の厚さ堆積ｈが１．５ｍ以上、３ｍ以下の範囲内であるから、低コストで高い脱臭効果が得られ、その高い脱臭効果をより持続させることができる。
【０１７５】
また、上記実施の形態の生物脱臭装置１０おいては、目開きが２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内である通気孔２２Ａを開口率が５〜９５％の範囲内で有する床材２２によって、臭気ガスＧを整流できるから臭気ガスＧの処理効率を高めることできる。また、臭気ガスＧの圧力損失を低減化でき、臭気量の変動による負荷を少なくできる。
【０１７６】
更に、上記実施例に係る生物脱臭装置１０によれば、床材２２の上に、例えば、木材の繊維方向の長さが３５０ｍｍ〜７００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が１０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ｂを敷設してから、その上に、例えば、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ａが充填されるから、木材の繊維方向の長さが１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内であり、木材の接線方向の幅が５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であり、木材の半径方向の厚みが４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である木材チップ２１ａを充填すると、所定の嵩密度でバイオフィルタ２１が構成され、床材２２の所定径の通気孔２２Ａを閉塞することもなく、また、ハウジングＨの下方から導入口２４ａを介して導入されて床材２２の通気孔２２Ａを通過しバイオフィルタＨに入力される臭気ガスＧの流れをより円滑にする整流効果が発揮される。そして、臭気ガスＧの通気抵抗を緩和し圧力損失を緩和できる。よって、処理効率を高めることができる。
【０１７７】
加えて、本実施の形態に係る生物脱臭装置１０においては、床材２２の位置の上または下でハウジングＨの側壁に沿って突壁２８を設け、ハウジングＨ側の側壁が所定の突出長さで内方に突出していることによってハウジングＨの側壁伝いの臭気を遮断し、ハウジングＨの側壁伝いの臭気漏れを抑えることが可能である。また、臭気ガスＧを整流でき、バイオフィルタの面積全体に均一に臭気ガスを送り込むことができるから、処理効率を高めることができる。例えば、図４及び図７（ａ）に示すように、ハウジングＨ自体の内側壁をバイオフィルタ２１の側面に向かって突状に形成することによって、或いは、ハウジングＨとバイオフィルタ２１の間に板状等の別部材（突壁２８）を設置することによって、床材２２の位置から上ではハウジングＨ側の側壁がバイオフィルタ２１の側面に向かって突出させる。また、図７（ｂ）に示すように、床材２２の位置から下でハウジングＨ自体の内側壁の突出構造または板状等の別部材（突壁２８）の設置によってハウジングＨ側の内側壁をハウジングＨの内方に向かって突出させる。これより、ハウジングＨの側壁伝いの臭気を遮断し、ハウジングＨの側壁伝いの臭気漏れを抑えることが可能である。
【０１７８】
なお、本発明を実施する場合には、生物脱臭装置１０の設計、仕様は、上記実施例に限定するものではない。対象とする臭気ガスＧの種類、濃度、除去率、処理風量等の要求により、本実施例で求められた見掛け速度、バイオフィルタ２１の負荷特性、線速度等をパラメータとして、バイオフィルタ２１の容積、断面積、充填高さｈを決定することができる。特に、圧力損失は充填高さｈや線速度に比例し、圧損が上がり過ぎると、コストの上昇及び臭気ガスＧの偏流による処理効率の低下を招くことから、低能力のブロワー５でも対応できるように、０〜２００ｍｍＨ2Ｏの範囲内で圧力損失を維持する設計とするのが望ましい。
【０１７９】
本発明を実施する場合には、床材２２の構成も上記に限定されず、例えば、ハウジングＨの底部に所定径の通気孔２２Ａを設けた管路を埋設し、或いは、所定間隔で形成された孔にスリーブを配設してスリーブからなる通気孔２２Ａを設けた管路を埋設することによって、床材２２を形成することも可能である。
【０１８０】
また、本発明を実施する場合には、ブロワー５から圧縮空気となって送付される臭気ガスＧの導入口２４は、１つに限定されず複数設けても良い。堆肥化施設の複数の発酵槽に接続し、脱臭の対象とする発酵槽によって複数の導入口２４のうち特定の導入口２４を使用する構成としてもよい。即ち、制御によって複数の導入口２４を選択的に使い分ける構成としても良い。また、受水部４１をハウジングＨの底部に設けてもよい。
【符号の説明】
【０１８１】
１０    生物脱臭装置
２０    脱臭処理部
２１    バイオフィルタ
２１Ａ  木材チップ
２４    導入口
３０    散水手段
４０    循環手段
Ｈ      ハウジング