(57)【要約】【課題】散水のための動力源、給水源及びその付帯設備を必要とすることなく、また、これらの保守管理を殆ど必要とすることなく、長期に亘り、硫化物系臭気物質含有ガスの生物脱臭処理を行う。【解決手段】硫化物系臭気物質含有ガスを、微生物が固定された充填層に通気させて脱臭する生物脱臭装置。充填層は、炭酸カルシウムを含む充填材を用いて形成された非散水式の充填層である。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫化物系臭気物質含有ガスを微生物が固定された充填層に通気して脱臭する生物脱臭装置において、
該充填層は、炭酸カルシウムを含む充填材を用いて形成された非散水式の充填層であることを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項２】
請求項１において、該硫化物系臭気物質含有ガスの通気速度が空間速度で２０ｈｒ−１以下であることを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、該硫化物系臭気物質含有ガスの湿度が８０％以上であることを特徴とする生物脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硫化物系臭気物質含有ガスを生物が固定された充填層に通気させて脱臭する生物脱臭装置に係り、特に、非散水式であることから、充填層への散水のための動力及び水源や、そのための付帯設備が不要な生物脱臭装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、硫化水素、メチルメルカプタン等の硫化物系臭気物質を含むガスの処理方法として、生物脱臭装置が広く採用されている。生物脱臭装置は、微生物が固定された充填層が形成された反応塔内に被処理ガスを通気して、ガス中の硫化物系臭気物質を微生物により酸化分解するものである。硫化水素、メチルメルカプタン等の硫化物系臭気物質は、微生物により生物酸化を受けて硫酸を生成する。硫酸が生成すると、充填層内のｐＨが著しく低下し、微生物による生物脱臭が困難になる。このため、従来の生物脱臭装置にあっては、生成した硫酸を洗浄除去するために、充填層に散水するための散水手段が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
充填層の散水手段を有する従来の生物脱臭装置では、散水のための動力及び制御用電源と、給水源が必要となる。また、装置の運転、制御、給水等のための付帯設備が多く、装置が大型化する。更には、これらの電源設備や給水設備の保守管理も必要である。
【０００４】
一方で、硫化物系臭気物質を含むガスは、一般に下水、その他の排水溝のマンホール内や汚泥等の滞留部、或いはゴミ、汚泥等の埋め立て地のガス抜き管の排気口等といった、電源や水源の確保が困難であり、かつ狭小な場所で発生する。
【０００５】
従って、従来の生物脱臭装置では、マンホール内等に直接設置して、長期間保守管理を行うことなく硫化物系臭気物質含有ガスの生物脱臭を行うことは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、散水のための電源及び給水源とその付帯設備が不要であり、このため、小型で、保守管理が殆ど不要な生物脱臭装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の生物脱臭装置は、硫化物系臭気物質含有ガスを微生物が固定された充填層に通気して脱臭する生物脱臭装置において、該充填層は、炭酸カルシウムを含む充填材を用いて形成された非散水式の充填層であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の生物脱臭装置の充填層は非散水式であるため、散水のための動力源、給水源、そのための付帯設備がすべて不要となる。このため装置の小型化が可能であり、また保守管理も軽減される。
【０００９】
即ち、微生物による生物脱臭反応のためには水分が必要であるが、一般に、マンホールや埋め立て地のガス抜き管等から発生する硫化物系臭気物質含有ガスは水蒸気を大量に含んでおり（一般に、このガスの相対湿度は９０％前後である。）、生物反応に必要な水分は、被処理ガス中の水分で十分に供給可能である。
【００１０】
また、硫化物系臭気物質の生物酸化で発生する硫酸は充填層内の炭酸カルシウムとの反応で硫酸カルシウムとなるため、充填層の大きなｐＨ低下の問題はない。この炭酸カルシウム自体もほぼ中性のものであり、充填層がアルカリ性になることはないため、生物反応を阻害することはない。
【００１１】
なお、炭酸カルシウムと硫酸とは等モル比で反応するため、炭酸カルシウム（分子量１００）１００ｇで硫酸（分子量９８）９８ｇを中和することができる。仮りに、被処理ガスの最大規模の硫化水素発生量を濃度１００ｐｐｍでガス量として１６７Ｌ／ｍｉｎ（１０ｍ３／ｈｒ）とし、これがすべて硫酸に生物酸化されると仮定すると、１年間の硫酸発生量は３５．８ｋｇであり、この硫酸の中和に必要な炭酸カルシウム（石灰石）量は３６．５ｋｇとなる。この量は、石灰石破砕物の見掛け比重を１．５とすると２４Ｌであり、例えばマンホール内に設置した容器内に十分収まる量である。
【００１２】
また、マンホール等では降雨等で生物脱臭装置が水没することが想定される。この場合、反応生成物の硫酸カルシウムとそれに付着する脱臭微生物が一部流出することにより、一時的に脱臭能力が低下するが、このような場合であっても、脱臭能力は１週間程度で回復する。
【００１３】
以上のことから、本発明の生物脱臭装置によれば、長期間保守管理を全く行うことなく生物脱臭を行うことができる。
【００１４】
このような本発明の生物脱臭装置では、被処理ガスを、発生源からの自然な気流により充填層に通気するようにすることにより、通気のための動力をも不要としても良く、この場合、被処理ガスは空間速度２０ｈｒ−１以下、好ましくは１０ｈｒ−１以下で充填層に通気される。
【００１５】
また、本発明の生物脱臭装置では、散水を行わないことから、被処理ガスは十分に水分を含んでいるものであることが必要であり、湿度８０％以上の高湿ガスであることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の生物脱臭装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
本発明の生物脱臭装置において、充填層の形成に用いられる炭酸カルシウムを含む充填材（以下、「炭酸カルシウム系充填材」と称す場合がある。）としては、石灰石、方解石、大理石、サンゴ等のコーラル、貝殻、その他炭酸カルシウムを含むコンクリート廃材等の１種又は２種以上を用いることができる。この充填層の形状には特に制限はなく、粒状、棒状、その他不定形状等のいずれであっても良い。炭酸カルシウム系充填材の大きさは、取り扱い性、微生物の担持効率、形成される充填層の通気性等の点から１〜５０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００１８】
本発明の生物脱臭装置の充填層は、上述のような炭酸カルシウム系充填材のみで形成されるものであっても良く、これらの炭酸カルシウム系充填材と共に、通常の生物脱臭装置に使用される他の充填材を用いて形成されたものであっても良い。この場合他の充填材としては、ピート、合成樹脂加工したピート、セラミック、プラスチック、セメントボール等を用いることができる。更に、活性炭、合成又は天然ゼオライト、高分子担体、ピートモス等の微生物担体を併用しても良い。これらの炭酸カルシウム系充填材以外の充填材や微生物担体を併用する場合、非散水式充填層のｐＨ低下を防止するために、炭酸カルシウム系充填材と炭酸カルシウム系充填材以外の充填材や微生物担体は、均一に混合した状態で充填することが好ましい。
【００１９】
炭酸カルシウム系充填材を含む充填層に微生物を担持させるには、排水の生物処理で使用される活性汚泥を用い、これを充填層に散布することが好ましい。このような活性汚泥を用いることにより、微生物の基本栄養素となるリンや窒素、カリウムなども供給することができ、好ましい。なお、これらの微生物の基本栄養素を補給するために、充填層には、更に、リン含有物質、例えばリン酸アパタイト、ヒドロキシアパタイト等の人工、又は燐鉱石等の天然の燐含有鉱物等を充填しても良い。
【００２０】
充填層に微生物を担持させた後は、硫化物系臭気物質で馴養した後使用に供しても良いが、硫化物系臭気物質を含有する被処理ガスを通気することにより、微生物は次第に馴養されて硫化物系臭気物質の生物分解能を有するようになるため、そのまま使用に供しても良い。
【００２１】
本発明の生物脱臭装置は、一般的には、硫化物系臭気物質を含む被処理ガスが導入されるガス導入口と処理ガスが排出されるガス排出口とを有する脱臭塔内に、炭酸カルシウム系充填材を含む充填層を形成した構成とされる。このような生物脱臭装置の炭酸カルシウム系充填材の充填量には特に制限はなく、通気される被処理ガス量及びその硫化物系臭気物質濃度と、保守管理の頻度等を考慮して適宜決定される。
【００２２】
なお、一般に、生物脱臭装置には、被処理ガスの通気のための吸気ファン等が設けられるが、本発明の生物脱臭装置にあっては、この吸気ファン等の通気のための手段も省略し、被処理ガス気流を自然通気させるようにしても良い。この場合の被処理ガスの通気速度（空間速度）は２０ｈｒ−１以下、一般的には０．３〜２０ｈｒ−１特に１〜１０ｈｒ−１程度である。
【００２３】
また、本発明の生物脱臭装置は、非散水式であることから、生物反応のための水分を被処理ガスから補給する必要がある。このため、被処理ガスは湿度８０％以上の高湿ガスであることが好ましい。なお、通常、排水溝や埋め立て地等で発生する硫化物系臭気物質含有ガスは、湿度９０％程度の高含水率ガスであるため、これらのガスはそのまま、本発明の生物脱臭装置に通気して処理することが可能である。
【００２４】
このような本発明の生物脱臭装置は、下水、その他の排水のマンホール内や、ゴミ、汚泥等の埋め立て地のガス抜き管等の、動力源、給水源の確保が困難であり、かつ狭小な場所に設置する生物脱臭装置として特に好適であり、小型な生物脱臭装置により保守管理を必要とすることなく長期間被処理ガスの生物脱臭処理を行うことができ、これらの施設の周辺環境を良好に維持することができる。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２６】
実施例１〜３、比較例１
１０ｃｍ×１０ｃｍの角型カラムに、各々表１に示す充填材を高さ５０ｃｍに充填し（充填層容積５０００ｃｍ３）、充填層に排水の生物処理施設から採取した活性汚泥を１Ｌ散布した後、このカラムに湿度８０〜９０％に加湿した空気に硫化水素（Ｈ２Ｓ）１００ｐｐｍを加えたガスを６７０ｍＬ／ｍｉｎ（見掛空間速度（＝６７０×６０÷５０００≒８．０ｈｒ−１））で１２０日間通気した。この通気速度は、被処理ガスの通気のための吸気を行わない場所を想定したものであり、通常の生物脱臭装置の通気速度（空間速度）の１／１０〜１／２０に相当する。
【００２７】
なお、実施例１〜３で用いた石灰石等の充填材は、いずれも粒径２ｃｍ程度の不定形に破砕したものである。
【００２８】
各充填材により形成された充填層の空隙率、空隙容積は表１に示す通りであった。
【００２９】
１２０日間の通気実験における処理ガスのＨ２Ｓ濃度の経時変化を調べ、結果を表２に示した。また、１２０日間通気後、カラムから充填材の全量を取り出し、水１０Ｌを加えたときの水層のｐＨを測定し、結果を表２に示した。
【００３０】
【表１】
2004066023.tif 000002
【００３１】
【表２】
2004066023.tif 000003
【００３２】
以上の結果より、次のことが明らかである。
【００３３】
即ち、炭酸カルシウムを含む充填材を用いた実施例１〜３では、散水を行うことなく、微生物による生物脱臭効果が現れた６０日通気以降では、処理ガスのＨ２Ｓはすべて不検出（ＮＤ）となった。これに対して、ピートモスを用いた比較例１では、通気開始から１週間程度でＨ２Ｓが除去されるようになったが、３０日以降は殆ど除去されなかった。これは、ピートモスの充填層に硫酸が蓄積し、ｐＨが低下したことにより、生物反応が阻害されたためと考えられる。
【００３４】
１２０日通気後の充填材のｐＨの測定結果から明らかなように、実施例１〜３では、充填材はほぼ中性ないし弱酸性であったのに対し、比較例１では、ｐＨ０．４と強酸性となっていた。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の生物脱臭装置によれば、非散水式の充填層を設けた小型な装置により、散水のための動力源、給水源及びその付帯設備を必要とすることなく、また、これらの保守管理を殆ど必要とすることなく、長期に亘り、硫化物系臭気物質含有ガスの生物脱臭処理を行うことができる。