(57)【要約】【課題】従来の生物脱臭装置よりも微生物の良好な増殖及び生育が維持され、悪臭成分の分解効率を長期間高く維持することができる生物脱臭装置を提供する．【解決手段】被処理ガス中の悪臭成分を微生物担体に保持された微生物により生物学的に分解して脱臭処理する生物脱臭装置において、微生物担体が、芯線材の周囲の半径方向外方に突出した多数の吸水性繊維、多数の疎水剛性繊維及び多数の疎水性細繊維とを混在して係着した長尺微生物担体であることを特徴とする生物脱臭装置であり、特に、繊維をループ状に形成するのが好ましい生物脱臭装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物担体を多数併設して成る微生物担体床及び該微生物担体床に散水する散水手段とを内設し、被処理ガス供給口、処理ガス排出口及び微生物担体床から流出した水を排出する排水口を具備した脱臭槽により、被処理ガス中の悪臭成分を生物学的に分解して脱臭処理する生物脱臭装置において、前記微生物担体が、芯線材の周囲の半径方向外方に突出した多数の吸水性繊維、多数の疎水剛性繊維及び多数の疎水性細繊維とを混在して係着した長尺微生物担体であることを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項２】
微生物担体を多数併設して成る微生物担体床及び該微生物担体床に散水する散水手段とを内設し、被処理ガス供給口、処理ガス排出口及び微生物担体床から流出した水を排出する排水口を具備した脱臭槽により、被処理ガス中の悪臭成分を生物学的に分解して脱臭処理する生物脱臭装置において、前記微生物担体が、芯線材の周囲の半径方向外方に無結束ループを形成して突出した多数のループ状吸水性繊維、同形状の多数のループ状疎水剛性繊維及び同形状の多数のループ状疎水性細繊維とを混在して係着した長尺微生物担体であることを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項３】
微生物担体を多数併設して成る微生物担体床及び該微生物担体床に散水する散水手段とを内設し、被処理ガス供給口、処理ガス排出口及び微生物担体床から流出した水を排出する排水口を具備した脱臭槽により、被処理ガス中の悪臭成分を生物学的に分解して脱臭処理する生物脱臭装置において、前記微生物担体が、芯線材の周囲の半径方向外方に無結束ループを形成して突出した多数のループ状吸水性繊維、同形状の多数のループ状疎水剛性繊維及び３次元的に絡み合う疎水性細繊維とを混在して係着した長尺微生物担体であることを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項４】
芯線材の周囲の半径方向外方に突出して係着される繊維が、芯線材の軸心に沿って螺旋を描いて係着されてなる請求項１、請求項２又は請求項３に記載の生物脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、し尿や下水処理場等で発生するガス中の悪臭成分を生物学的に分解して脱臭処理する生物脱臭装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記のし尿や下水処理場等で発生する悪臭成分は、主に硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル等の硫黄化合物及びアンモニア等であり、これらは微生物によって効率的に分解することが可能であるため、従来から、微生物を着生した微生物担体（以下、単に担体ということもある。）で形成された微生物担体床に悪臭ガスを流通させて、悪臭成分を生物学的に分解処理する生物脱臭装置が実用化されている。
【０００３】
また、前記の微生物を着生する微生物担体としては、微生物の着生、繁殖が良好に行われ、脱臭効率を長期間高く維持することができる条件のものが選択され、それら微生物担体として、土壌、ピ−ト、多孔質セラミックス、及び活性炭等が用いられている。
【０００４】
また、前記条件に加えて、被処理ガスの通気における圧力損失を少なくし、耐食性や耐荷重性を備えた微生物担体として、疎水性合成繊維や吸水性合成繊維を３次元的に絡み合わせて成形した不織布担体が用いられている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）
【０００５】
また、本願出願人が先に提案した、合成繊維細糸を多数集束した束と、補強用の合成繊維太糸とを各々ル−プ状に形成して多数集束した長尺繊維束の微生物担体も実用化されている。（例えば、特許文献３参照。）
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−２９７１５号公報
【特許文献２】
特開平７−３０３８３３号公報
【特許文献３】
実公昭６−４７５５０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の生物脱臭装置に用いられる微生物担体において、土壌やピ−ト等の担体は、廉価で単位容積当たりの表面積も大きく脱臭効果も高いが、圧密化しやすいため通気における圧力損失が高く、単位容積当たりの処理ガス量が少なくなり、また長期間の使用により閉塞を起こしやすい問題もある。
【０００８】
更に、セラミックスや活性炭においては、前記の土壌やピ−ト等と比較して圧力損失は低いが、微生物の繁殖、夾雑物の混入等により閉塞して圧力損失が増大しやすいため、微生物の増殖管理も煩雑となり、また担体の価格も高価である等の問題がある。
【０００９】
また、成形した不織布担体においては、前記土壌等の担体と比較して、ガスの通気における圧力損失が少なく、耐食性や耐荷重性を備えているが、成形するため、長期間の使用で圧力損失の増加を招きやすく、また、担体の製造費が嵩む問題もある。
【００１０】
本願出願人が先に提案した微生物担体においては、従来の前記担体と比較して、極めて圧力損失が低く、長期間の使用でも閉塞する恐れもなく、また、微生物が剥離流失しにくいため、微生物の増殖が良好に行われ、長期間悪臭成分の分解効率が高く維持でき、更に、酸やアルカリに侵されにくく、軽くて丈夫なため、長期間の使用でも切断や劣化がしにくい等の利点があるが、より一層、微生物の保持量が多くでき、良好な増殖が維持されて、悪臭成分の分解効率が長期間高く維持される担体が求められている。
【００１１】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、本願出願人が先に提案した脱臭用の微生物担体を改良した微生物担体を用いることにより、従来の生物脱臭装置よりも微生物の良好な増殖及び生育が維持され、悪臭成分の分解効率を長期間高く維持することができる生物脱臭装置を提供する目的で成されたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の要旨は、請求項１に記載の発明においては、微生物担体を多数併設して成る微生物担体床及び該微生物担体床に散水する散水手段とを内設し、被処理ガス供給口、処理ガス排出口及び微生物担体床から流出した水を排出する排水口を具備した脱臭槽により、被処理ガス中の悪臭成分を生物学的に分解して脱臭処理する生物脱臭装置において、前記微生物担体が、芯線材の周囲の半径方向外方に突出した多数の吸水性繊維、多数の疎水剛性繊維及び多数の疎水性細繊維とを混在して係着した長尺微生物担体であることを特徴とする生物脱臭装置である。
【００１３】
前記の構成により、従来の同様構成の生物脱臭装置の利点である、極めて圧力損失が低く、長期間の使用でも閉塞する恐れもなく、また、微生物が剥離流失しにくいため、微生物の増殖が良好に行われ、長期間悪臭成分の分解効率が高く維持でき、更に、酸やアルカリに侵されにくく、軽くて丈夫なため、長期間の使用でも切断や劣化がしにくい等の他に、微生物保持能力を高め、微生物の着生増殖を促進する作用を有する吸水性繊維により、微生物の保持量が多く良好な増殖が維持されるため、悪臭成分の分解効率を長期間高く維持することができ、また、微生物担体全体の形状を保持し、圧密化による圧力損失の増加を防止する作用を有する疎水剛性繊維により、極めて圧力損失が低く、長期間の使用でも閉塞する恐れがないため、悪臭成分の分解効率を長期間高く維持することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明においては、微生物担体を多数併設して成る微生物担体床及び該微生物担体床に散水する散水手段とを内設し、被処理ガス供給口、処理ガス排出口及び微生物担体床から流出した水を排出する排水口を具備した脱臭槽により、被処理ガス中の悪臭成分を生物学的に分解して脱臭処理する生物脱臭装置において、前記微生物担体が、芯線材の周囲の半径方向外方に無結束ループを形成して突出した多数のループ状吸水性繊維、同形状の多数のループ状疎水剛性繊維及び同形状の多数のループ状疎水性細繊維とを混在して係着した長尺微生物担体であることを特徴とする生物脱臭装置である。
【００１５】
前記の構成により、前記請求項１の作用効果と共に、散水用水がル−プ部で水膜をつくり、また、被処理ガスを繊維束群のループ間隙を縦通するため、極めて圧力損失が低く保持でき、被処理ガスと微生物との接触も効果的に行われ、微生物の生育がよく悪臭成分の分解効率を長期間高く維持する作用を有すると共に長期間の使用でも形状保持力が強いため閉塞の恐れも、より少なくなる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明においては、微生物担体を多数併設して成る微生物担体床及び該微生物担体床に散水する散水手段とを内設し、被処理ガス供給口、処理ガス排出口及び微生物担体床から流出した水を排出する排水口を具備した脱臭槽により、被処理ガス中の悪臭成分を生物学的に分解して脱臭処理する生物脱臭装置において、前記微生物担体が、芯線材の周囲の半径方向外方に無結束ループを形成して突出した多数のループ状吸水性繊維、同形状の多数のループ状疎水剛性繊維及び３次元的に絡み合う疎水性細繊維とを混在して係着した長尺微生物担体であることを特徴とする生物脱臭装置である。
【００１７】
前記の構成により、前記請求項２と同様に、微生物保持能力を高め、微生物の着生増殖を促進する作用を有する吸水性繊維により、微生物の保持量が多く良好な増殖が維持されるため、悪臭成分の分解効率を長期間高く維持することができ、また、微生物担体全体の形状を保持し、圧密化による圧力損失の増加を防止する作用を有する疎水剛性繊維により、極めて圧力損失が低く、長期間の使用でも閉塞する恐れがないため、悪臭成分の分解効率を長期間高く維持することができるなどの作用効果を奏する。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明においては、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の生物脱臭装置における、芯線材の周囲の半径方向外方に突出して係着される繊維が、芯線材の軸心に沿って螺旋を描いて係着されてなる微生物担体である。
【００１９】
前記の構成により、前記請求項１、請求項２又は請求項３の作用効果の他に、被処理ガスが螺旋流路を流通するため、気液接触が良好に行われ、微生物との均一な接触及び円滑な流通により、より一層、悪臭成分の分解効率を向上させると共に圧力損失も少なくすることができる。
【００２０】
生物脱臭装置における脱臭槽の形状としては、被処理ガスが上下方向に流通し、１層又は複数層からなる微生物担体床を縦通する縦型脱臭槽、被処理ガスが水平方向に流通し、１層又は複数層からなる微生物担体床を横通する横型脱臭槽又は被処理ガスが複数層からなる微生物担体床を蛇行流通する脱臭槽などいずれの形状であってもよく、本発明はそれらの形状には限定されない。
【００２１】
また、微生物担体床の形状としては、長尺微生物担体の上下端を金編みやスリット板等の固定部材に架け渡して固定してもよいが、上端を金編みやスリット板等の固定部材に懸架して固定し、下端を自由端とし垂下して備えるのが、フラッディングを起す恐れがなく、また、長期間の使用でも閉塞する恐れもないため、被処理ガスと微生物との接触が良好に行われる。
【００２２】
前記微生物担体における吸水性繊維は、太く紐状繊維が好ましく、吸水性による水分保持能力が高く、主に微生物の着生増殖を促進する作用を有し、担体における微生物保持濃度を高く維持することができる。その材質としては、綿や麻等の天然繊維も用いることができるが、耐食性や耐荷重性が低いため、アクリルやポリエステル、ビニロン等の合成繊維の表面を吸水性加工した繊維を用いるのが、微生物、酸、アルカリ等に侵されにくく、また軽くて丈夫であり、長期間の使用でも切断や劣化がしにくいため、好ましい。その加工方法としては、特開平７−３０３８３３号公報に記載された方法等を用いることができる。
【００２３】
また、疎水性細繊維は、極めて細い繊維であり、主に微生物と被処理ガスとの接触面積を高め、被処理ガス中の臭気成分の分解速度を促進する作用を有し、処理効率の向上を図ることができる。その材質としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ビニロン等の合成繊維を用いることにより、微生物、酸、アルカリ等に侵されにくく、また、軽くて丈夫で長期間の使用でも切断や劣化がしにくい。特に、ポリプロピレン繊維は細くしても切断や劣化がしにくいため好ましい。
【００２４】
また、疎水剛性繊維は、比較的太い繊維であり、主に微生物担体全体の形状を保持し、圧密化による圧力損失の増加を防止する作用を有し、処理効率の向上を図ることができる。その材質としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ビニロン等の合成繊維を用いることにより、微生物、酸、アルカリ等に侵されにくく、また、軽くて丈夫で長期間の使用でも切断や劣化がしにくい。特に、ビニロン繊維は弾力性があり、担体全体が湿った状態となっても形状保持力が強いため好ましい。
【００２５】
また、前記吸水性繊維、疎水性細繊維及び疎水剛性繊維を、芯線材の周囲の半径方向外方に無結束ループを形成させることにより、散水用水がル−プ部で水膜をつくり、また、被処理ガスを繊維束群のループ間隙を縦通するため、極めて圧力損失が低く保持でき、被処理ガスと微生物との接触も効果的に行われ、微生物の生育がよく悪臭成分の分解効率を長期間高く維持する作用を有すると共に長期間の使用でも形状保持力が強いため閉塞の恐れもないため好ましいが、疎水性細繊維にあっては、３次元的に絡み合う形状であってもよく、更に、夫々の繊維は必ずしもループ状に形成されていなくてもよい。
【００２６】
芯線材としては、軽量で耐久性があるポリエステル繊維やポリアミド繊維、アクリル繊維やナイロン繊維などの合成繊維が好ましいが、天然繊維や金属繊維などであってもよい。
【００２７】
また、散水は、微生物の棲息に必要な湿潤状態を保つとともに、悪臭成分の分解生成物や過剰の増殖微生物等の洗浄除去、及び被処理ガス中の臭気成分を水に吸収して微生物との接触分解を促進するために必要なものであり、散水に使用される水としては、工業用水、水道水等でもよいが、し尿や下水等の生物学的処理水が、微生物や栄養素を適当に含有し、またアルカリ性の成分も含有しているため、微生物増殖、好適ｐＨ維持のためには好ましく、散水手段としては、微生物担体床に略均一散水できる手段であればよいが、スプレー装置や液滴下装置などが用いられる。
【００２８】
また、初期における微生物担体への微生物の着生は、し尿や下水などの生物学的処理水の散水のみで行ってもよいが、微生物担体を活性汚泥等の微生物濃度が極めて高い液等に数時間程度浸漬して用いることにより、更に速く定常状態の脱臭効率を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態の生物脱臭装置に用いられる長尺微生物担体部の概略正面図、図２は本発明の一実施の形態の生物脱臭装置に用いられる他の長尺微生物担体部の概略正面図、図３は本発明の一実施の形態の生物脱臭装置の系統図である。
【００３０】
図１において、芯線材２の周囲の半径方向外方に無結束ループを形成して突出した多数のループ状吸水性繊維３、同形状の多数のループ状疎水剛性繊維５及び同形状の多数のループ状疎水性細繊維４とを混在して係着した長尺微生物担体１であり、また、図２においては、芯線材２の周囲の半径方向外方に無結束ループを形成して突出した多数のループ状吸水性繊維３、同形状の多数のループ状疎水剛性繊維５及び３次元的に絡み合う疎水性細繊維６とを混在して係着した長尺微生物担体１である。
【００３１】
図３において、１０は脱臭槽であり、微生物担体床１１が、下段微生物担体床１１ａと上段微生物担体床１１ｂとの２段に配置され、上段微生物担体床１１ｂの上方には、上段微生物担体床１１ｂに略均一散水する散水手段であるスプレー装置１２が設けられ、下段微生物担体床１１ａの下方には脱臭処理後の液を貯留する液溜り部１３が設けられている。
【００３２】
また、１４は液溜り部１３と連通し、液溜り部１３に一旦貯留された脱臭処理後の液を貯留しｐＨ値などを適宜に調整して放流する脱臭処理後液の貯留槽であり、１５は散水手段であるスプレー装置１２に水を供給する給水ポンプである。
【００３３】
なお、脱臭槽１０に設けられる被処理ガス供給口は、液溜り部１３に貯留された液面上方で下段微生物担体床１１ａの下方に位置し、被処理ガス供給管２０が接続し、処理ガス排出口は脱臭槽１０の頂部に設けられ、処理ガス排出管２１が接続し、また、排水口は液溜り部１３に貯留された液面下になるように設けられ、排水管２２が接続している。
【００３４】
前記構成の装置によりし尿や下水処理場等で発生する硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル等の硫黄化合物及びアンモニア等を含有する被処理ガスを処理する方法について以下詳述する。
【００３５】
給水ポンプ１５により、工業用水、水道水又はし尿や下水等の生物学的処理水がスプレー装置１２に供給され、脱臭槽１０に内設された微生物担体床１１の上段微生物担体床１１ｂ上に噴霧され、噴霧された水は上段微生物担体床１１ｂから下段微生物担体床１１ａを経て下降流通し、液溜り部１３に貯留される。
【００３６】
また、被処理ガスは図示しないブロワ等で被処理ガス供給管２０から脱臭槽１０内に供給され、下段微生物担体床１１ａを経て上段微生物担体床１１ｂを上向流通する間に、含有する悪臭成分が微生物担体床１１に保持された微生物により生物学的に分解され、清浄化された処理ガスとして処理ガス排出管２１から槽外の大気中に排出される。
【００３７】
なお、悪臭成分である硫化水素、メチルメルカプタン等の硫黄化合物やアンモニア等は、微生物により硫酸や硝酸等に分解され、生成した硫酸等の酸性成分は、微生物着生部分のｐＨを低下させる恐れがあるが、散水により微生物の生育に適したｐＨ値に維持することができる。
【００３８】
前記処理方法により、極めて圧力損失が低く、長期間の使用でも閉塞する恐れもなく、また、微生物が剥離流失しにくいため、微生物の増殖が良好に行われ、長期間悪臭成分の分解効率が高く維持でき、更に、酸やアルカリに侵されにくく、軽くて丈夫なため、長期間の使用でも切断や劣化がしにくい等の他に、微生物保持能力を高め、微生物の着生増殖を促進する作用を有する吸水性繊維により、微生物の保持量が多く良好な増殖が維持されるため、悪臭成分の分解効率を長期間高く維持することができ、また、微生物担体全体の形状を保持し、圧密化による圧力損失の増加を防止する作用を有する疎水剛性繊維により、極めて圧力損失が低く、長期間の使用でも閉塞する恐れがないため、悪臭成分の分解効率を長期間高く維持することができる。
【００３９】
また、被処理ガスは併設される長尺微生物担体１の間隙を担体に沿って縦通するため、極めて圧力損失が低く、また長期間の使用でも閉塞する恐れもなく、また、ル−プ上に形成した繊維を用いる場合には、散水用水がル−プ部で水膜をつくるため、表面積が大きく、微生物との接触も効果的に行われ、微生物が剥離流失しにくく、微生物の生育がよく悪臭成分の分解効率を高く維持することができる。
【００４０】
【実施例】
以下に合成臭気ガスを用いて比較実験した結果をしめす。
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【００４１】
（実施例１）
微生物着生部材質：アクリル繊維芯線材に、吸水性に加工した外層とアクリル繊維の内層からなるループ状吸水性繊維（商標：ランシールＦ：東洋紡績株式会社製）とループ状疎水性ポリプロピレン繊維細とループ状疎水剛性ビニロン繊維とを混在して係着した長尺微生物担体を多数併設して成る微生物担体床を上下２段に設けた。
微生物担体床高さ：上下各１ｍ
本実施例での結果は、
圧力損失：下段微生物担体床０．１４ｋＰａ／ｍ、上段微生物担体床０．１１ｋＰａ／ｍ
被処理ガス中のＨ２Ｓ濃度が、２８，２４，２０ｐｐｍのときに、処理ガス中のＨ２Ｓ濃度は下段微生物担体床出で、夫々０．８，０．６，０．３ｐｐｍ、上段微生物担体床出では全部が０．０２ｐｐｍ以下であった。
【００４２】
（比較例１）
微生物着生部材質：ポリプロピレン繊維芯線材に、ループ状疎水性ポリプロピレン繊維細と補強用のループ状疎水性ビニロン繊維を混在して係着した長尺微生物担体を多数併設して成る微生物担体床を上下２段に設けた。
微生物担体床高さ：上下各１ｍ
本比較例の結果は、
圧力損失：下段微生物担体床０．１３ｋＰａ／ｍ、上段微生物担体床０．１１ｋＰａ／ｍ
被処理ガス中のＨ２Ｓ濃度が、２８、２４、２０ｐｐｍのときに、処理ガス中のＨ２Ｓ濃度は下段微生物担体床出で、夫々３．５、２．６、１．６ｐｐｍ、上段微生物担体床出では全部が０．０２ｐｐｍ以下であった。
【００４３】
前記の通り、本発明の生物脱臭装置は、下段微生物担体床でほとんど除去され、悪臭成分の処理効果が高いことが判明した。従って、被処理ガス量当りの微生物担体量を少なくでき、脱臭槽の容積を少なくできるため、設備費や設備設置面積の縮小化を図ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の生物脱臭装置によれば、極めて圧力損失が低く、長期間の使用でも閉塞する恐れもなく、また、微生物担体は、微生物保持能力を高め、微生物の着生増殖を促進する作用を有し、更に、酸やアルカリに侵されにくく、軽くて丈夫なため、長期間の使用でも切断や劣化がしにくく、悪臭成分の分解効率を長期間高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の生物脱臭装置に用いられる長尺微生物担体部の概略正面図
【図２】本発明の一実施の形態の生物脱臭装置に用いられる他の長尺微生物担体部の概略正面図
【図３】本発明の一実施の形態の生物脱臭装置の系統図
【符号の説明】
１：長尺微生物担体
２：芯線材
３：ループ状吸水性繊維
４：ループ状疎水性細繊維
５：ループ状疎水剛性繊維
６：３次元的に絡み合う疎水性細繊維
１０：脱臭槽
１１：微生物担体床
１２：散水手段（スプレー装置）
１３：液溜り部
１４：貯留槽
１５：給水ポンプ
【図１】
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【図２】
2004195343.tif 000005
【図３】
2004195343.tif 000006