(57)【要約】 【課題】臭気ガス中の臭気成分を効率よく吸収し、微生物の吸着・酸化能力の低下を防ぎ、構造がシンプルでコンパクトな生物脱臭システムを提供する。【解決手段】本システムは、汚泥循環槽と、この汚泥循環槽に連通する脱臭塔からなる生物脱臭装置を備える。脱臭塔には、汚泥循環槽から供給される活性汚泥混合液を脱臭塔内に噴霧させるシャワーユニットが２段以上、シャワーユニット間には１段以上の棚が設置される。最下段の棚より低い位置の脱臭塔側壁には臭気ガスの導入口が設けられ、各シャワーユニット間における最下段の棚の下方位置の脱臭塔側壁には、オーバーフロー管が設けられる。棚には多数の孔が設けられ、孔の径、開口率は、活性汚泥混合液が棚上に滞留し、孔が閉塞しないようになされ、活性汚泥混合液の供給量の制御により、各棚上に略１ｃｍ以上の活性汚泥混合液からなるフラッティング部を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭気ガスを好気性の活性汚泥混合液に接触させることによって臭気ガスを脱臭する生物脱臭システムであって、
上記活性汚泥混合液が貯留される汚泥循環槽と、この汚泥循環槽に連通する脱臭塔とを備えた生物脱臭装置が設けられており、上記脱臭塔には、上記汚泥循環槽からポンプを介して供給される活性汚泥混合液を、上記脱臭塔内に噴霧させるためのシャワーユニットが当該脱臭塔内に所定の間隔をあけて２段以上設けられ、これらシャワーユニット間には１段以上の棚が所定の間隔をおいて設置されており、最下段の棚より低い位置の当該脱臭塔側壁には臭気ガスを導入するための導入口が設けられているとともに、各シャワーユニット間における最下段の棚の下方位置の当該脱臭塔側壁には、最下段の棚から溢流する活性汚泥混合液を上記汚泥循環槽に戻すためのオーバーフロー管がそれぞれ設けられており、上記棚には臭気ガスが通過する多数の孔が設けられているとともに、この孔の径及び孔の開口率は、活性汚泥混合液が当該棚上に滞留し、かつ、活性汚泥混合液によって当該孔が閉塞しないようになされており、かつ、活性汚泥混合液の供給量を制御することにより、各棚上に略１ｃｍ以上の活性汚泥混合液からなるフラッティング部が形成されることを特徴とする生物脱臭システム。            
【請求項２】
上記活性汚泥混合液が貯留される曝気槽を備えており、この曝気槽の活性汚泥混合液はアンモニアを硝化することにより、低栄養化状態とされているとともに、硝酸菌リッチな活性汚泥混合液とされており、この硝化された活性汚泥混合液が上記曝気槽から上記汚泥循環槽に供給されることを特徴とする請求項１に記載の生物脱臭システム。
【請求項３】
上記棚の孔の開口率は５〜５０％とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の生物脱臭システム。
【請求項４】
上記汚泥循環槽に貯留される活性汚泥混合液は、８以上のＰＨ値とされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の生物脱臭システム。
【請求項５】
上記曝気槽に貯留される活性汚泥混合液の曝気槽混合液汚泥濃度は、１０００〜１５０００ｍｇ／リットルとされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の生物脱臭システム。
【請求項６】
上記曝気槽から上記汚泥循環槽に供給される活性汚泥混合液は、臭気ガス中のＨ2 Ｓ１ｇ当り１００ｇ−ｄｓ以上とされていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の生物脱臭システム。
【請求項７】
好気性の活性汚泥混合液が貯留される汚泥循環槽と、この汚泥循環槽に連通する脱臭塔とを備えており、この脱臭塔には、当該脱臭塔に上記汚泥循環槽からポンプを介して活性汚泥混合液を、上記脱臭塔内に噴霧させるためのシャワーユニットが当該脱臭塔内に所定の間隔をあけて２段以上設けられ、これらシャワーユニット間には１段以上の棚が所定の間隔をおいて設置されており、最下段の棚より低い位置の当該脱臭塔側壁には臭気ガスを導入するための導入口が設けられているとともに、各シャワーユニット間における最下段の棚から溢流する活性汚泥混合液を上記汚泥循環槽に戻すためのオーバーフロー管がそれぞれ設けられており、上記棚には臭気ガスが通過する多数の孔が設けられているとともに、この孔の径は、活性汚泥混合液が当該棚上に滞留し、かつ、この活性汚泥混合液によって孔が閉塞しない大きさとされており、各棚上には略１ｃｍ以上の活性汚泥混合液からなるフラッティング部が形成されてなる生物脱臭装置。
【請求項８】
上記棚の孔の開口率は５〜５０％とされていることを特徴とする請求項７に記載の生物脱臭装置。
【請求項９】
上記汚泥循環槽に貯留される活性汚泥混合液は、８以上のＰＨ値とされていることを特徴とする請求項７または８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、屎尿処理設備や浄化槽汚泥処理設備において発生する臭気成分を除去するための生物脱臭システムおよびこのシステムに用いられる生物脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
屎尿あるいは浄化槽汚泥の処理設備において発生する高濃度臭気の臭気成分を除去する脱臭技術としては、酸、アルカリ、次亜塩素を利用した薬液循環の化学方式が用いられていた。しかし、この方式は臭気ガス量に比例する薬液が必要であり、また、これらの薬液の使用に際し、耐食性の強い材質の処理塔や充填剤を必要とし、さらにこうした薬液の一部が外部に排出されるため、公害を起こすおそれがあった。
【０００３】
こうした問題を解消するために、特許文献１に開示された技術が有用とされていた。この技術は、臭気ガスを活性化された汚泥に接触させる、いわゆる生物脱臭が用いられている。この文献に開示されている脱臭装置は、第１図および第２図に示されているように、ガス処理塔２と汚泥槽３とリアクター４とによって構成されており、ガス処理塔２には多段の棚板５が上下方向に間隔をあけて配設された構成となっている。各棚板５には相互に位置をずらせて溢流管７が垂直方向に取付けられ、棚板５上に供給される汚泥ｈが一定量貯留され、一定量を超えた汚泥ｈが溢れて流下するように、各溢流管７の上端部が棚板５の上方に突出されている。一方、下端部分は一段下の棚板５に形成した凹所５′内に挿入されている。最下段の棚板５の溢流管７の下端は、ガス処理塔２の底部付近まで垂下している。このような構造のガス処理塔２において、下部に形成されているガス導入口２ａから導入される臭気ガスが棚板５に形成されている小孔６を介して棚板５上の汚泥ｈと接触することにより脱臭が行われるものである。
【０００４】
また、特許文献２には、上記技術と同様に、多孔板を配したモレタナ式の脱臭塔において、有機性悪臭成分を含む排ガスと活性汚泥を含む循環水を気液接触することにより、有機性悪臭成分を循環水中に移動させ、微生物処理することにより、有機性悪臭成分を含有する排ガスを処理する方法が開示されている。
【特許文献１】特許第２７５０５８８号公報
【特許文献２】特開２００１−３２１６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１及び特許文献２に開示された従来技術では、上記先の従来技術の問題が解消されている。本願発明においては、さらに臭気ガス中の臭気成分をよりいっそう高効率で吸収し、微生物の吸着・酸化能力の低下を防ぎ、高効率を維持でき、しかも構造がシンプルでコンパクトな生物脱臭システム及びこのシステムに用いられる生物脱臭装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明の生物脱臭システムは、臭気ガスを好気性の活性汚泥混合液に接触させることによって臭気ガスを脱臭する生物脱臭システムであって、上記活性汚泥混合液が貯留される汚泥循環槽と、この汚泥循環槽に連通する脱臭塔とを備えた生物脱臭装置が設けられており、上記脱臭塔には、上記汚泥循環槽からポンプを介して供給される活性汚泥混合液を、上記脱臭塔内に噴霧させるためのシャワーユニットが当該脱臭塔内に所定の間隔をあけて２段以上設けられ、これらシャワーユニット間には１段以上の棚が所定の間隔をおいて設置されており、最下段の棚より低い位置の当該脱臭塔側壁には臭気ガスを導入するための導入口が設けられているとともに、各シャワーユニット間における最下段の棚の下方位置の当該脱臭塔側壁には、最下段の棚から溢流する活性汚泥混合液を上記汚泥循環槽に戻すためのオーバーフロー管がそれぞれ設けられており、上記棚には臭気ガスが通過する多数の孔が設けられているとともに、この孔の径及び孔の開口率は、活性汚泥混合液が当該棚上に滞留し、かつ、活性汚泥混合液によって当該孔が閉塞しないようになされており、かつ、活性汚泥混合液の供給量を制御することにより、各棚上に略１ｃｍ以上の活性汚泥混合液からなるフラッティング部が形成されていることによって特徴付けられる。
【０００７】
この構成により、本発明の生物脱臭システムでは、活性汚泥混合液が、各シャワーユニットを介して脱臭塔内に噴霧状態で供給される。この活性汚泥混合液は、各シャワーユニットの下方に設けられた各棚に上段から順に、略１ｃｍ以上の活性汚泥混合液が溜まった状態となり、フラッティング部を形成する。また、各シャワーユニット間における最下段の棚から溢流した活性汚泥混合液は、オーバーフロー管を介して汚泥循環槽に戻される。
【０００８】
一方、脱臭塔内には、導入口を介して臭気ガスが導入され、この臭気ガスは、下方の棚から順に棚に形成された孔を介してフラッティング部に導入される。このフラッティング部においては、導入された臭気ガスの臭気成分は活性汚泥混合液に溶解した後、浮遊する好気性微生物によって吸着・分解・除去される。具体的には、アンモニアは微生物蛋白の窒素源となったり、酸化されて硝酸イオンの形になる。また、硫黄化合物は硫黄酸化菌によって酸化されて硫酸イオンに変化する。
【０００９】
さらに、フラッティング部を通過した残存する臭気成分を含む臭気ガスは、次の棚に形成されているフラッティング部に導入され、同様に臭気成分がさらに吸収される。こうした工程が設けられている棚の数だけ、繰り返される。
【００１０】
また、本発明では、この臭気成分の吸収は、フラッティング部のみに限らない。本発明では、活性汚泥混合液が各シャワーユニットから噴霧されるので、各シャワーユニットと直下のフラッティング部との空間は、噴霧状態の活性汚泥混合液で満たされており、臭気ガスはこの噴霧状態の活性汚泥混合液と接触することにより、さらに臭気成分が吸収される。以上のことから、本発明の生物脱臭システムでは、さらに高い効率で臭気成分を吸収・除去できる。
【００１１】
この構成において、上記活性汚泥混合液が貯留される曝気槽を備えており、この曝気槽の活性汚泥混合液はアンモニアを硝化することにより、低栄養化状態とされているとともに、硝酸菌リッチな活性汚泥混合液とされており、この硝化された活性汚泥混合液が上記曝気槽から上記汚泥循環槽に供給されることが好ましい。
【００１２】
この構成では、硝酸菌リッチな活性汚泥混合液、すなわち、低栄養化状態にある活性汚泥混合液より、臭気ガス中の臭気成分の酸化・分解速度が促進される。
【００１３】
なお、本発明では、脱臭塔に利用する活性汚泥として、曝気槽( 硝化槽）内の混合液は低栄養化状態にあり、臭気ガスの吸収効率が高いので優先的に利用する。
【００１４】
また、上記構成において、上記棚の孔の開口率は５〜５０％とされていることが好ましい。孔の開口率をこの値とすれば、棚上に適度なフラッティング部の厚みを形成することができるとともに、棚に形成された孔が活性汚泥混合液によって閉塞することがない。
【００１５】
さらに、上記汚泥循環槽に貯留される活性汚泥混合液は、８以上のＰＨ値とされていることが好ましい。
【００１６】
活性汚泥混合液は、臭気成分の酸化、分解によって、また、臭気ガスに含まれる二酸化炭素の吸収によって、ＰＨ値が低下する。ＰＨ値が８より小さい活性汚泥混合液では、臭気成分の吸収が低下する。すなわち、ＰＨ値は、生物脱臭処理において生命維持活動に大きく関与する要素であり、アルカリ性を維持することが重要となる。本発明では、８以上のＰＨ値とすることにより、微生物は活動を維持し、臭気成分の吸収が低下することはない。
【００１７】
また、上記曝気槽に貯留される活性汚泥混合液の曝気槽混合液汚泥濃度は、１０００〜１５０００ｍｇ／リットルとされていてもよいし、上記曝気槽から上記汚泥循環槽に供給される活性汚泥混合液は、臭気ガス中のＨ2 Ｓ１ｇ当り１００ｇ−ｄｓ以上とされていてもよい。
【００１８】
脱臭処理が行われるに従って、フラッティング部を構成する活性汚泥混合液中の硫黄及び窒素濃度が上昇するため、臭気成分の吸収効率が低下する。このため、常に新しい曝気槽の活性汚泥混合液を補充する必要がある。この場合、曝気槽混合液浮遊物質濃度は、１０００〜１５０００ｍｇ／リットルとされること、上記汚泥循環槽に供給される活性汚泥混合液は、臭気ガス中のＨ2 Ｓ１ｇ当り１００ｇ−ｄｓ以上とされ、この活性汚泥混合液を補充することにより、臭気ガスの臭気成分の吸収効率は良好な結果を示すものとなる。  
【００１９】
また、本発明の生物脱臭システムに用いられる本発明の生物脱臭装置は、好気性の活性汚泥混合液が貯留される汚泥循環槽と、この汚泥循環槽に連通する脱臭塔とを備えており、この脱臭塔には、当該脱臭塔に上記汚泥循環槽からポンプを介して活性汚泥混合液を、上記脱臭塔内に噴霧させるためのシャワーユニットが当該脱臭塔内に所定の間隔をあけて２段以上設けられ、これらシャワーユニット間には１段以上の棚が所定の間隔をおいて設置されており、最下段の棚より低い位置の当該脱臭塔側壁には臭気ガスを導入するための導入口が設けられているとともに、各シャワーユニット間における最下段の棚から溢流する活性汚泥混合液を上記汚泥循環槽に戻すためのオーバーフロー管がそれぞれ設けられており、上記棚には臭気ガスが通過する多数の孔が設けられているとともに、この孔の径は、活性汚泥混合液が当該棚上に滞留し、かつ、この活性汚泥混合液によって孔が閉塞しない大きさとされており、各棚上には略１ｃｍ以上の活性汚泥混合液からなるフラッティング部が形成されてなることによって特徴付けられる。
【００２０】
この構成において、上記棚の孔の開口率は５〜５０％の範囲とされていることが好ましく、上記汚泥循環槽に貯留される活性汚泥混合液は、８以上のＰＨ値とされていることが好ましい。                                                  
【００２１】
本発明の生物脱臭装置の上記構成による作用は、上記生物脱臭システムの作用説明と同様であるので、ここでは省略する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の生物脱臭システム及び生物脱臭装置は、高効率で臭気成分を吸収、吸着することにより除去することができ、しかもその能力を常に維持することができる。また、生物脱臭装置は構造がシンプルでコンパクトであり、省スペースで設置でき、運転管理、維持管理が容易であり、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本発明の生物脱臭システムの実施形態を示す図である。図２は本システムに用いられる生物脱臭装置を説明するための図であり、図３はその生物脱臭装置に用いられる棚板の構造を示す一部切り欠き正面図あり、図４はこの生物脱臭装置に用いられるシャワーユニットの構造を示す面である。
【００２５】
図１に示すように、本生物脱臭システムには、曝気槽３０が備えられており、この曝気槽３０から汚泥循環槽２０に活性汚泥混合液が供給される。曝気槽３０には、アンモニアが硝化菌により硝化された汚水が貯留されており、苛性ソーダが適宜供給されることにより、この活性汚泥混合液は７以上のＰＨ値が維持されている。この曝気槽３０に貯留される活性汚泥混合液の曝気槽混合液汚泥濃度は、１０００〜１５０００ｍｇ／リットルとされており、さらに、汚泥循環槽２０には、臭気ガス中のＨ2 Ｓを１ｇ除去するに当り１００ｇ−ｄｓ以上の汚泥の供給が必要とされている。
【００２６】
さらに、本システムでは、これらの活性汚泥混合液に高濃度臭気ガスを接触させることにより、生物脱臭処理を行うための生物脱臭装置１が設置されている。
【００２７】
この生物脱臭装置１は、活性汚泥混合液が貯留される汚泥循環槽２０と、この汚泥循環槽２０に連通する脱臭塔１０とを備える。汚泥循環槽２０には、曝気槽３０からポンプ３１を介して活性汚泥混合液が、供給される。
【００２８】
この脱臭塔１０には、汚泥循環槽２０からポンプ２１を介して供給される活性汚泥混合液を、脱臭塔１０内に噴霧させるためのシャワーユニット６が脱臭塔１０内に所定の間隔をあけて３段設けられている。このシャワーユニット６は、図４に示すように、活性汚泥混合液を導入するための活性汚泥混合液入口６１を有する活性汚泥混合液導入管６２と、この活性汚泥混合液導入管６２から垂直に延びる３本のシャワーノズル管６３が設けられ、各シャワーノズル管６３には所定の間隔で活性汚泥混合液が噴霧されるシャワーノズル６３ａが形成されている。このシャワーノズル６３ａは互い違いに逆向きにその開口を向けており、活性汚泥混合液がシャワーユニット６直下の空間に一様に放出されるようになされている。
【００２９】
また、これらシャワーユニット６間には２段のパンチングプレート８ａ，８ｂが所定の間隔をおいて設置されており、このパンチングプレート８ａ，８ｂには、図３に示すように、臭気ガスが通過する多数のパンチ孔８８が形成されている。このパンチ孔８８の径は、活性汚泥混合液がパンチングプレート８ａ，８ｂ上に滞留し、かつ、この活性汚泥混合液によってパンチ孔８８が閉塞しない大きさとされており、本実施形態では、パンチ孔径を５〜１５ｍｍとし、開口率が５〜５０％とされている。
【００３０】
また、各シャワーユニット６間における最下段のパンチングプレート８ｂの下方位置の脱臭塔１０側壁には、最下段のパンチングプレート８ｂから溢流する活性汚泥混合液を汚泥循環槽２０に戻すためのオーバーフロー管５ａ，５ｂ，５ｃがそれぞれ設けられている。また、最下段のパンチングプレート８ｂより低い位置の脱臭塔１０側壁には高濃度臭気ガスを導入するための高濃度臭気ガス導入口４が設けられている。
【００３１】
一方、汚泥循環槽２０内には、曝気槽３０から活性汚泥混合液が供給される。また８以上のＰＨ値を維持するために、苛性ソーダが苛性ソーダ供給部２３から苛性ソーダ注入ポンプ２２を介して、汚泥循環槽２０内に供給される。また、汚泥循環槽２０内には、空気攪拌ユニット２５が設置されており、空気供給部２４から供給される空気を、汚泥循環槽２０内の活性汚泥混合液内に曝気させることにより活性汚泥混合液を攪拌する。
【００３２】
以上の構成の生物脱臭装置１において、汚泥循環槽２０内の活性汚泥混合液を活性汚泥循環ポンプ２１を介して、各シャワーユニット６に供給されることにより、活性汚泥混合液は、シャワーノズル６３ａから、脱臭塔１０内に噴霧され、噴霧状態で下方のパンチングプレート８ａ、８ｂに順に移動し、フラッティング部７を形成する。パンチングプレート８ａ、８ｂの深さがフラッティング部の厚みｈに相当するようになっている。最下段のパンチングプレート８ｂ上のフラッティング部の厚さを１ｃｍ以上、他のパンチングプレート８ａ、８ｂ上のフラッティング部の厚さを、それぞれ１ｃｍ以上程度としている。これにより、フラッティング部のトータルの厚さは６ｃｍ以上とされ、これにより、臭気ガスの臭気成分の吸収を安定して行うことができる。
【００３３】
また、脱臭塔１０内に設けられた最上段のシャワーユニット６の上方には、気液分離のためのミストセパレータ２が設けられており、臭気成分が殆ど除去された臭気ガスは、ガス排出口３から排出され、吸引ブロワ１１を介して、臭突７２から、外部に排出される。
【００３４】
＜実施例＞
本実施形態による生物脱臭システムでは、その脱臭効果として、臭気除去率は、アンモニアは９０％、硫化水素は９８％であった。本システムにおける生物脱臭では、ガス排出口３の出口濃度は、アンモニアは１ｐｐｍ，硫化水素は０．１ｐｐｍが限度と考えられ、本システムにおける臭気除去率はこの限度に近似した結果を示している。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
自然の原理を利用した脱臭システムであり、薬剤を極力使用せず、周辺の環境に対する配慮がなされている点、また、運転管理及び維持管理が容易であり、またそれにかかる経費も削減できる点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の生物脱臭システムの実施形態を示す図である。
【図２】本発明の生物脱臭装置を説明するための図である。
【図３】本発明の生物脱臭装置に用いられる棚板の構造を示す一部切り欠き正面図ある。
【図４】本発明の生物脱臭装置に用いられるシャワーユニットの構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１        生物脱臭装置
１０      脱臭塔
８ａ，８ｂ      パンチングプレート
８８    パンチ孔
４      高濃度臭気ガス導入口
５ａ，５ｂ，５ｃ    オーバーフロー管
６      シャワーユニット
６１      活性汚泥混合液入口
６２      活性汚泥混合液導入管
６３      活性汚泥混合液シャワーノズル管
６３ａ    活性汚泥混合液シャワーノズル
７      フラッティング部
３０      曝気槽
ｈ    フラッティング部の厚さ（パンチングプレートの液の深さ）
【図１】
2008126129.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008126129.tif 000005
【図４】
2008126129.tif 000006