(57)【要約】【課題】複数の生物担体層を備えた生物脱臭装置において、生物担体層ごとに給水を受ける量が互いに異なる場合でも、良好な耐久性を有するものを提供する。【解決手段】第一の生物担体層３と、該第一の生物担体層３より多い量の給水を受ける第二の生物担体層４と、を備え、該第二の生物担体層４が、前記第一の生物担体層３の素材より、受水量による経年変化の小さい素材で形成されている。このため、前記生物脱臭装置１全体としての耐久性が向上し、長期間にわたって安定した脱臭性能が維持される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の生物担体層と、該第一の生物担体層より大きな荷重を受ける第二の生物担体層と、を備え、該第二の生物担体層が、前記第一の生物担体層の素材より、耐荷重性の良好な素材で形成されている、生物脱臭装置。
【請求項２】
第一の生物担体層と、該第一の生物担体層より多い量の給水を受ける第二の生物担体層と、を備え、該第二の生物担体層が、前記第一の生物担体層の素材より、受水量による経年変化の小さい素材で形成されている、生物脱臭装置。
【請求項３】
通気性及び通水性を有する第一の生物担体層と、該第一の生物担体層に散水するための第一の散水手段と、通気性及び通水性を有するとともに前記第一の生物担体層からの滴下水を被る第二の生物担体層と、該第二の生物担体層に散水するための第二の散水手段と、を備え、前記第二の生物担体層が、前記第一の生物担体層の素材より、受水量が多くても圧密化しにくい素材で形成されている、生物脱臭装置。
【請求項４】
前記第一の生物担体層が、天然繊維状有機物質、合成樹脂又は合成繊維の中から選択された少なくとも一種類の素材で形成され、前記第二の生物担体層が、活性炭、ゼオライト又は多孔質セラミックの中から選択された少なくとも一種類の素材で形成されている、請求項１，２又は３に記載の生物担体装置。
【請求項５】
第一の生物担体層より大きな荷重を受ける第二の生物担体層として、前記第一の生物担体層の素材より強度の高い素材を用いて脱臭を行う、生物脱臭方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンモニアや硫黄系臭気等の悪臭成分を含む排ガスを、微生物の働きによって脱臭処理するための、生物脱臭装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
産業排水や下水等の処理施設で発生する臭気ガスを脱臭処理するための装置として、微生物による臭気成分の分解作用を利用する生物脱臭装置が知られている。この生物脱臭装置は、微生物を担持した通気性充填材を、処理塔内に充填したものである。処理対象となる臭気ガスは、前記処理塔内に導入され、前記充填材層を通過することによって、前記充填材に付着している微生物の酸化分解作用等を受けて脱臭される。
【０００３】
ところで、前記充填材層は、その表面に生息する微生物の活性を保つ観点から、湿潤状態に保持しておく必要がある。このため、前記充填材層に水分を供給するための散水手段を設け、連続的又は間欠的に前記充填材層に給水を行うことによって、安定した脱臭性能の保持が図られている。また、前記散水手段による散水は、微生物の酸化作用によって生じた硫黄酸化物を、前記充填層から除去する作用をも奏する。したがって、前記処理対象ガスの臭気濃度が高い場合には、微生物の酸化作用によって生ずる硫黄酸化物の生成量に応じて、前記充填層への散水量を増やすことが望ましい。
【０００４】
したがって、前記充填材としては、良好な保水性、通気性及び通水性を有すること、水を含んだときにつぶれない程度の強度を有すること等、様々な特性が要求される。これらの特性を備えた充填材として、従来、活性炭、ゼオライト、多孔質セラミック、ピート（天然繊維性有機物質）等の天然素材のほか、合成樹脂又は合成繊維等の人工素材も用いられている（特許文献１、２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平７−４５０４号
【０００６】
【特許文献２】
特開平７−３０３８３３号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記素材の内、活性炭、ゼオライト、多孔質セラミック等は、水を含んでもつぶれにくい、十分な強度を有する半面、重量が嵩むので、据付重量が大きくなる等の欠点がある。
【０００８】
一方、ピート、合成樹脂又は合成繊維は、軽量であり、多くの点で前記充填材として優れた特性を有する半面、荷重に対する強度が小さく、長期的に多くの散水を繰り返すと、前記充填材が経年変化を生じ易い等の問題がある。特に、柔軟な合成樹脂製又は合成繊維製の充填材を上下方向に複数層備え、該複数の充填材層ごとに前記散水手段を設けている場合には、上段の充填材層に散水された水が下段の充填材層へと順次滴下して行くので、下段の充填材層ほど多くの散水を受ける結果となる。このため、長期間使用していると、下段の充填材層が保水による自重増加に耐えきれなくなり、該充填材層が次第に圧密化して通気抵抗が増大し、臭気ガスの処理効率が低下してしまう等の問題があった。
【０００９】
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたもので、複数の生物担体層を備えた生物脱臭装置において、生物担体層ごとに給水を受ける量が互いに異なる場合でも良好な耐久性を有する、生物脱臭装置及び生物脱臭方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係る生物脱臭装置は、第一の生物担体層と、該第一の生物担体層より大きな荷重を受ける第二の生物担体層と、を備え、該第二の生物担体層が、前記第一の生物担体層の素材より、耐荷重性の良好な素材で形成されることを特徴とするものである（請求項１）。
【００１１】
前記生物脱臭装置において、前記第二の生物担体層は、前記第一の生物担体層よりも大きな荷重を受けるが、該第一の生物担体層の素材よりも、耐荷重性の良好な素材で形成されているので、前記生物脱臭装置全体としての耐久性が向上し、長期間にわたって安定した脱臭性能が維持される。
【００１２】
また、本発明の他の実施の形態に係る生物脱臭装置は、第一の生物担体層と、該第一の生物担体層より多い量の給水を受ける第二の生物担体層と、を備え、該第二の生物担体層が、前記第一の生物担体層の素材より、受水量による経年変化の小さい素材で形成されることを特徴とするものである（請求項２）。
【００１３】
前記生物脱臭装置において、前記第二の生物担体層は、前記第一の生物担体層よりも多い量の給水を受けるが、該第一の生物担体層の素材よりも、受水量による経年変化の小さい素材で形成されているので、前記生物脱臭装置全体としての耐久性が向上し、長期間にわたって安定した脱臭性能が維持される。
【００１４】
本発明の他の実施の形態に係る生物脱臭装置は、通気性及び通水性を有する第一の生物担体層と、該第一の生物担体層に散水するための第一の散水手段と、通気性及び通水性を有するとともに前記第一の生物担体層からの滴下水を被る第二の生物担体層と、該第二の生物担体層に散水するための第二の散水手段と、を備え、前記第二の生物担体層が、前記第一の生物担体層の素材より、受水量が多くても圧密化しにくい素材で形成されることを特徴とするものである（請求項３）。
【００１５】
前記生物脱臭装置において、前記第一の生物担体層は、前記第一の散水手段による散水を受け、前記第二の生物担体層は、前記第二の散水手段による散水を受ける。加えて、前記第二の生物担体層は、前記第一の生物担体層からの滴下水も被る。このため、前記第二の散水手段による散水量が、前記第一の散水手段による散水量と同じ場合には、前記第二の生物担体層の方が、前記第一の生物担体層より多くの散水を受けることになり、散水によって受ける負荷が相対的に大きいことになる。しかし、前記第二の生物担体層は、前記第一の生物担体層の素材よりも、受水量が多くても圧密化しにくい素材で形成されているので、前記生物脱臭装置全体としての耐久性が向上し、長期間にわたって安定した脱臭性能が維持される。
【００１６】
前記第一の生物担体層及び前記第二の生物担体層のそれぞれの素材として、具体的にどのようなものを用いるかについて限定はないが、好適な実施の一形態として、前記第一の生物担体層が、天然繊維状有機物質、合成樹脂又は合成繊維の中から選択された少なくとも一種類の素材で形成され、前記第二の生物担体層が、活性炭、ゼオライト又は多孔質セラミックの中から選択された少なくとも一種類の素材で形成されたものとすることもできる（請求項４）。
【００１７】
一方、本発明に係る生物脱臭方法は、第一の生物担体層より大きな荷重を受ける第二の生物担体層として、前記第一の生物担体層の素材より強度の高い素材を用いて脱臭を行うことを特徴としている（請求項５）。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な一実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る生物脱臭装置の全体構成を示す概略図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態に係る生物脱臭装置１は、気密に閉じられた処理塔２を備え、該処理塔２の内部には、第一の生物担体層としての上段充填材層３と、第二の生物担体層としての下段充填材層４とが、相互間に間隔を開けて配設されている。前記上段充填材層３と、前記下段充填材層４は、それぞれ、微生物を担持した充填材（生物担体）で形成されていて、いずれも、良好な通気性および通水性を備えている。前記各充填材層３，４は、前記処理塔２の内部に固定された通気性および通水性を有する棚５，６によって、それぞれ支持されている。
【００２１】
前記処理塔２には、前記下段充填材層４より低い位置に、処理対象ガスの導入管７が接続されるとともに、前記上段充填材層３より高い位置に、処理済ガスの排出管８が接続されている。アンモニアや硫黄系臭気を含む処理対象ガスは、前記ガス導入管７を介して前記処理塔２内の底部に導入され、前記下段充填材層４、前記上段充填材層３の順で上向きに通過して、処理済ガスとなって前記ガス排出管８を介して取り出される。前記処理対象ガスは、前記処理塔２内における上方への流通過程で、前記各充填材層４，３を構成する充填材に担持された微生物に接触することで、該微生物による酸化分解作用等を受けて、脱臭される。
【００２２】
前記生物脱臭装置１において、充填材層容積は、例えば、空間速度１５０〜５４０ｍ３／ｍ３・時またはガス接触時間を１０〜２４秒程度とし、充填材層平面積は、例えば、空塔速度０．０５〜０．３ｍ／秒程度とする。
【００２３】
なお、本実施の形態では、前記充填材層４，３に対して上向きに前記処理対象ガスを流すようにしているが、前記ガス導入管７と前記ガス排出管８を、図１の例とは上下逆に配設して、前記処理対象ガスを下向きに流すようにしても良い。
【００２４】
前記生物脱臭装置１は、前記各充填材層３，４に対応して、散水手段としての散水管９，１０をそれぞれ備えている。これは、前記各充填材層３，４を湿潤状態に保持し、該各充填材層３，４に付着している微生物の活性を高く維持するためである。前記散水管は、前記上段充填材層３に給水を行うための第一の上段散水管９と、前記下段充填材層４に給水を行うための第二の下段散水管１０と、からなる。各散水管９，１０には、スプレーノズルが所定間隔で配設されていて、ポンプＰにより散水本管１１を介して、前記各散水管９，１０に、同時に等量の給水が行われる。前記各充填材層３，４への散水は、連続的に行っても間欠的に行っても良い。
【００２５】
本実施の形態では、前記上段散水管９から前記上段充填材層３へ向けて散水された水は、該上段充填材層３中を流下して、前記下段充填材層４へと滴り落ちる。このため、該下段充填材層４は、前記下段散水管１０からの散水に加えて、前記上段散水管９からも水分供給を受けることになり、前記上段充填材層３よりも大きな荷重を受ける結果となる。そこで、前記下段充填材層４を、前記上段充填材層３の素材よりも、受水量による経年変化の小さい素材、すなわち、受水量が多くても圧密化しにくい、耐荷重性の良好な、強度の高い素材で形成し、相対的に多量の給水を受ける前記下段充填材層４の、長期受水による圧密化を防止している。
【００２６】
具体的には、前記上段充填材層３を、例えば、天然繊維状有機物質（ピート）、合成樹脂又は合成繊維の中から選択された少なくとも一種類の素材で形成する。より具体的には、前記上段充填材層３として、ピートや合成樹脂や合成繊維からなる適当な大きさの充填材を層状に集合せしめたものを用いる。合成樹脂の例として、発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリウレタン、ポリビニルアルコール等を挙げることができ、合成繊維の例として、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン等を挙げることができる。
【００２７】
一方、前記下段充填材層４は、例えば、活性炭、ゼオライト又は多孔質セラミックの中から選択された少なくとも一種類の素材で形成する。これらの素材は、比較的重量は嵩むものの、強度が高く耐荷重性が良好であるので、前記下段充填材層４の構成素材として用いるのに適している。
【００２８】
なお、前記下段充填材層４は、要求される強度をその素材自体が有していれば十分であり、その材質について限定するものではない。
【００２９】
本実施の形態に係る前記生物脱臭装置１によれば、多量の散水により前記上段充填材層３よりも大きな荷重を受ける前記下段充填材層４を、耐荷重性の良好な、強度が高い素材で形成しているため、長期にわたって、前記下段充填材層４の圧密化および通気抵抗の増大が防止される。よって、前記生物脱臭装置１全体としての安定した脱臭性能を長期間維持することができる。したがってまた、従来必要とされていた、圧密化及び通気抵抗の増大による下段充填材層の取り替えにかかるコストや手間を省くことができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、複数の充填材層を有する生物脱臭装置の最も単純な構成として、上下二つの充填材層を備えたものを示しているが、充填材層の数は、それより多くても良い。また、充填材層が上下三段以上ある場合には、散水管は、それぞれの充填材層に対応して配設しても良いし、いくつかの充填材層群ごとに散水管を配設しても良い。
【００３１】
【実施例】
次に、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
【００３２】
表１は、本実施例に係る生物脱臭装置の概要を示している。
【００３３】
【表１】
2004358354.tif 000003
本実施例に係る生物脱臭装置は、それぞれ充填高さ５００ｍｍの上下二段の充填材層を備え、これらの充填材層のそれぞれに対応して、散水手段が配設されている。上段充填材層（第一の充填材層）は、ポリ塩化ビニリデン製板状充填材を多数集合せしめて形成したものである。一方、下段充填材層（第二の充填材層）は、多孔質セラミック製のものである。
【００３４】
前記各散水手段による単位時間当たりの散水量および散水時間は、上段、下段の充填材層とも同じとしたが、上段充填材層へ供給された水は、該上段充填材層内を流下して下段充填材層、さらには、処理塔の底部へと滴下するようになっているので、各充填材層へと供給される合計水量は、上段１に対して下段が２倍となる。
【００３５】
また、前記生物脱臭装置は、同じ構成のものが二つ準備され、一つを、散水量２０Ｌ／日で使用し、もう一つを、散水量１６０Ｌ／日で使用した。
【００３６】
一方、比較例は、表１における下段充填材層を、上段充填材層と同じくポリ塩化ビニリデン製板状充填材で形成した以外は、構成及び使用条件とも、本実施例のものと同じである。
【００３７】
本実施例に係る二機の生物脱臭装置と、比較例の二機の生物脱臭装置とを、共に約３年間使用し、使用開始直後と３年後に、それぞれの装置における下段充填材層の充填高さと通気抵抗とを測定した。その結果は、表２に示す通りであった。
【００３８】
【表２】
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本実施例に係るものにおいては、散水量の違いによって、前記下段充填材層の充填高さ、通気抵抗とも、ほとんど変化がなかった。このことは、多量の散水を長期間受けても、前記下段充填材層に圧密化が起こらず、通気性能が良好に維持されたことを示している。
【００３９】
一方、比較例に係るものにおいては、散水量が少ない２０Ｌ／日のもので、下段充填材層の充填高さが９８％に減少し、通気抵抗が１０７％に増加した。また、散水量が１６０Ｌ／日のものは、下段充填材層の充填高さが９２％に減少し、通気抵抗が１２７％に増加した。このように、比較例のものでは、散水量が多くなるほど、通気性能の悪化が顕著となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る生物脱臭装置の全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
３    第一の生物担体層（上段充填材層）
４    第二の生物担体層（下段充填材層）
９    第一の散水手段（上段散水管）
１０  第二の散水手段（下段散水管）
【図１】
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