(57)【要約】【課題】下水処理場から発生する各種汚泥の有効利用を図りながら、消化ガスに含まれるシロキサン化合物を安価に、かつ効率よく除去して消化ガスを精製することが可能な消化ガス精製剤、消化ガス精製方法およびその装置を提供する。【解決手段】シロキサン化合物を含有する下水汚泥消化ガスから前記シロキサン化合物を除去するための精製剤であって、各種の下水処理プロセスから排出された下水汚泥の少なくとも一部を炭化し、賦活処理して得られた多孔質活性炭を含む。【選択図】    図１
2004148170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロキサン化合物を含有する下水汚泥消化ガスから前記シロキサン化合物を除去するための精製剤であって、
各種の下水処理プロセスから排出された下水汚泥の少なくとも一部を炭化し、賦活処理して得られた多孔質活性炭を含むことを特徴とする消化ガス精製剤。
【請求項２】
前記下水汚泥は、下水汚泥を消化するための嫌気性の下水汚泥消化槽から排出される消化槽汚泥を含むことを特徴とする請求項１に記載の消化ガス精製剤。
【請求項３】
各種の下水処理プロセスから排出された下水汚泥の少なくとも一部を成分調整し、乾燥し、炭化し、破砕し、整粒し、さらに酸化性気体を所定時間、所定温度の条件下で前記炭化物に接触させる賦活処理により多孔質活性炭とし、
得られた多孔質活性炭に下水汚泥消化ガスを接触させて前記下水汚泥消化ガスに含まれるシロキサン化合物を除去することを特徴とする消化ガス精製方法。
【請求項４】
前記下水汚泥は、下水汚泥を消化するための嫌気性の下水汚泥消化槽から排出される消化槽汚泥を含むことを特徴とする請求項３に記載の消化ガス精製方法。
【請求項５】
各種の下水処理プロセスから排出された下水汚泥の少なくとも一部を炭化し、賦活処理して得られた多孔質活性炭が充填された充填層を具備し、前記充填層にシロキサン化合物を含有する下水汚泥消化ガスを通過させることにより該下水汚泥消化ガスから前記シロキサン化合物を除去することを特徴とする消化ガス精製装置。
【請求項６】
前記下水汚泥は、下水汚泥を消化するための嫌気性の下水汚泥消化槽から排出される消化槽汚泥を含むことを特徴とする請求項５に記載の消化ガス精製装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種のシロキサン化合物を含有する下水汚泥を用いて得られる消化ガスの精製剤に関し、さらに、この消化ガス精製剤を用いた消化ガスの精製方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化防止対策のひとつとしてＣＯ２削減が推進されている。このため、例えば、下水処理場においては発電設備を設置して電力を自給・買電することにより、エネルギーの効率的な利用とＣＯ２の排出削減を図るケースが増加しつつある。すなわち、下水処理施設では、集積した下水を濃縮処理して各種有機物を含有する汚泥を得て、これを微生物の作用により嫌気性消化する。この過程で得られたメタンを主とする可燃性ガス（消化ガス）を、ガスエンジン、ガスタービン等の発電設備に供給して電力を得ている。
【０００３】
しかしながら、下水道の普及率向上や生活形態の変化に伴い、シャンプーやリンス等の頭髪仕上げ剤、カーワックス等の撥水剤などの消費が近年増加し、これらに含まれるシロキサン化合物が下水中に多量に混入するようになってきた。
【０００４】
シロキサン化合物は、その多くは水に不溶のため汚泥に吸着した形態で下水中に存在するが、引き続いて行われる消化過程で消化ガス側に揮散する。すなわち、シロキサン化合物は、発電用の燃料ガスである消化ガス中にメタンとともに存在して、その後段のガスエンジンに流入していた。ガスエンジンに流入したシロキサン化合物は、エンジン内の燃焼室でシリカ（ＳｉＯ２）となり、エンジン内のシリンダーヘッドやその他各部品上に析出し、付着する。その結果、エンジンを摩耗・劣化させるという不具合を生じていた。
【０００５】
さらに、ガスエンジン等の発電設備を経て排出されるエンジン排ガスは、例えば、窒素酸化物処理のために脱硝触媒塔に導入されて処理されるが、この排ガス中にはシリカが含まれているために、触媒の表面に粉体状のシリカが付着する。粉体状のシリカはこうして触媒の表面を覆い、その一部は内部まで浸透するため、触媒活性が劣化して所望の窒素酸化物除去が達成されないという不具合も生じていた。
【０００６】
また、下水中のみならず、有機溶剤や有機シリコンを扱う印刷工場などの各種工場における排ガスや空調排ガスなどにも、シロキサン化合物は含まれている。この場合には、例えば、燃焼による除去方法、溶媒吸収方法などを行ってシロキサン化合物の除去を図っていた。
【０００７】
しかしながら、このような排ガス中に含まれるシロキサン化合物は低濃度であるために、完全燃焼することが困難であり、燃焼による手段では十分に除去することができないという不具合が生じていた。また、溶媒吸収法では、シロキサン化合物を吸収させるための溶媒が別途必要とされ、しかも吸収済みの溶媒処理が煩雑でコストが甚大であるという問題も生じていた。
【０００８】
本発明者らは、これらのシロキサン化合物に由来する問題点を解決するためのひとつの手段として、所定の炭素質吸着剤を用いてシロキサン化合物を除去する方法を、すでに特許文献１、特許文献２、特許文献３に開示した。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−６０７６７号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開２００２−５８９９６号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開２００２−５８９９７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その後の本発明者らの追加調査で、ここに開示する方法にはまだ改良の余地が残されていたことが分かった。すなわち、本発明者らが開示した特許文献１〜３による方法は、所定の吸着剤を用いて消化ガス中のシロキサン化合物を除去する消化ガス精製方法であって上記課題を確実に解決することができたが、下水処理施設から排出される各種汚泥の有効利用については、十分な配慮がなされていなかった。
【００１３】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、下水処理場から発生する各種汚泥の有効利用を図りながら、消化ガスに含まれるシロキサン化合物を安価に、かつ効率よく除去して消化ガスを精製することが可能な消化ガス精製剤、消化ガス精製方法およびその装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の消化ガス精製剤は、シロキサン化合物を含有する下水汚泥消化ガスから前記シロキサン化合物を除去するための精製剤であって、各種の下水処理プロセスから排出された下水汚泥の少なくとも一部を炭化し、賦活処理して得られた多孔質活性炭を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の消化ガス精製方法は、各種の下水処理プロセスから排出された下水汚泥の少なくとも一部を成分調整し、乾燥し、炭化し、破砕し、整粒し、さらに酸化性気体を所定時間、所定温度の条件下で前記炭化物に接触させる賦活処理により多孔質活性炭とし、得られた多孔質活性炭に下水汚泥消化ガスを接触させて前記下水汚泥消化ガスに含まれるシロキサン化合物を除去することを特徴とする。
【００１６】
本発明の消化ガス精製装置は、各種の下水処理プロセスから排出された下水汚泥の少なくとも一部を炭化し、賦活処理して得られた多孔質活性炭が充填された充填層を具備し、前記充填層にシロキサン化合物を含有する下水汚泥消化ガスを通過させることにより該下水汚泥消化ガスから前記シロキサン化合物を除去することを特徴とする。
【００１７】
ここで、前記下水汚泥は、下水汚泥を消化するための嫌気性の下水汚泥消化槽から排出される消化槽汚泥を含むことが好ましい。
【００１８】
このように本発明では、下水汚泥消化ガス中の各種のシロキサン化合物やその他の微量含有物（Ｈ２Ｓ、ＮＨ３他）を精製剤で除去する際に、精製剤として、下水処理施設から排出される各種汚泥を原料として製造した多孔質活性炭を用いる。このため、後続プロセスのガスエンジン等において、シロキサン化合物に起因したガスエンジンのシリカによる摩耗、触媒装置の被毒、劣化を未然に回避できるとともに、下水処理場から排出される廃棄物である各種汚泥の有効利用が図れ、外部から高価な活性炭を購入せずに済むという利点が得られる。
【００１９】
ここで、シロキサン化合物とは、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を基本骨格とした鎖状または環状構造の化合物を指す。鎖状化合物としては、例えば、メトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、ドデカメチルペンタシロキサン等が挙げられ、環状化合物としては、例えば、ヘキサメチルシクロトリシロキサン（Ｄ３体）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４体）、デカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５体）、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン（Ｄ６体）等が挙げられる。ここに列挙した化合物は、化合物中の官能基がメチル基で構成されているが、メチル基に類する炭化水素基で置換された化合物、または水素の代わりにフッ素、塩素等で置換された化合物をも含み、さらに分子量の大きい多重合化合物をも含む。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１および図２を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態として、下水処理施設において本発明の多孔質活性炭を製造する工程を示す図である。図２は、本発明の一実施形態として図１の製造工程において、本発明の多孔質活性炭を充填した充填層により消化ガスを精製する工程を示す図である。なお、これらの図においては各種処理槽の詳細および付属の周辺機器の記載は省略している。
【００２２】
下水処理施設において、まず、下水を各種の下水処理工程Ｓ１に供する。下水処理工程Ｓ１では、下水をスクリーニングした後、最初沈殿池１に導入する。最初沈殿池１で所定の処理を行った後、下水を最初沈殿池１から図示しない曝気槽（生物反応槽）へと移送して硝化処理し、続いて、最終沈殿池２へと導入する。これにより、最初沈殿池１からは生汚泥が得られ、最終沈殿池２からは余剰汚泥が得られ、これらの汚泥を合せて濃縮工程Ｓ２に導入する。ここで、「生汚泥」とは硝化反応未実施の汚泥のことをいい、「余剰汚泥」とは硝化反応済みの汚泥のことをいう。
【００２３】
濃縮工程Ｓ２では、下水汚泥（生汚泥と余剰汚泥）を遠心法、加圧浮上法等の脱水装置に導入し、含水率９５〜９７％に濃縮する。図１に示す例では下水汚泥として生汚泥と余剰汚泥とを濃縮工程Ｓ２に導入したが、その他の下水処理プロセス、例えば、砂ろ過処理および活性炭高度処理からそれぞれ排出される汚泥を別々に濃縮工程Ｓ２に導入するようにしてもよいし、これら他の下水処理プロセスからの汚泥と上記の生汚泥／余剰汚泥とを混合して濃縮工程Ｓ２に導入するようにしてもよい。
【００２４】
次に、濃縮工程Ｓ２を経た下水汚泥の一部を図中の搬送路ａを通って消化ガス精製剤の製造工程Ｓ４に導入する。製造工程Ｓ４に導入した下水汚泥は、脱水・乾燥工程Ｓ５へと導入し、製造工程Ｓ４に導入されない残りの下水汚泥は、下水汚泥処理工程Ｓ３に供するために嫌気性の下水汚泥消化槽３に導入する。この消化槽３で下水汚泥は、消化により有機分が相対的に減少されて消化槽汚泥となり、定期的に排出される。この消化槽汚泥も同様に、図中の搬送路ｂを通って脱水・乾燥工程Ｓ５に導入する。
【００２５】
脱水・乾燥工程Ｓ５では、下水汚泥（搬送路ａとｂから導入された汚泥）を図示しないベルトプレス装置により所定条件下で機械的に圧縮し、脱水処理を行う。ここで下水汚泥を例えば、含水率７０〜８０％まで脱水し、必要に応じてさらに熱風等で乾燥処理を実施する。なお、本実施形態の汚泥の脱水・乾燥ではベルトプレス装置を例示したが、これのみに限定されるものではなく、加圧ろ過装置、遠心脱水機、スクリュープレス装置のような他の装置を用いてもよい。このように脱水・乾燥工程Ｓ５で処理された下水汚泥を脱水ケーキ（または乾燥ケーキ）と呼ぶ。この脱水ケーキを多孔質活性炭の原料とするために図示しない原料貯槽に貯留する（貯留工程Ｓ６）。
【００２６】
なお、各搬送路ａ、ｂを通って脱水・乾燥工程Ｓ５に導入する汚泥搬送量の比率は、運転の諸事情や製造する多孔質活性炭の目的品質により、任意に設定することができる。但し、搬送路ａの汚泥量を多くすると、消化槽３で製造される消化ガス（メタンガス）の量が相対的に少なくなり、一方、搬送路ｂの汚泥量をゼロまたはごく少なくするとすると、消化槽汚泥を従来どおり別途焼却処理や埋め立て処理に供さなければならず、廃棄物の有効利用の度合いがやや低減する。このため、好ましくは、搬送路ｂの汚泥の全量を消化槽汚泥とし、この量を考慮して余剰に排出される搬送路ａの汚泥量を選択する。しかし、本発明はこれのみに限定されるものではなく、搬送路ｂの汚泥の一部を消化槽汚泥としてもよい。
【００２７】
次に、貯留工程Ｓ６において原料貯槽に一時貯留した脱水ケーキ（下水汚泥）を前処理工程Ｓ７に導入する。前処理工程Ｓ７では、活性炭の性能向上のため、脱水ケーキに炭素源となる副資材（オガクズ、おから、コーヒーから等）を添加して所定の成分に調整し、その後、ロータリーキルンにより乾燥する。このとき脱水ケーキは含水率３０％程度とすることが好ましい。乾燥した脱水ケーキを炭化炉により炭化し、続いて破砕機により破砕する。破砕した脱水ケーキをふるいにより整粒し、好ましくは平均粒径４〜６ｍｍとする。この後、整粒した脱水ケーキを賦活工程Ｓ８へと導入する。賦活工程Ｓ８では、酸化性気体として機能する水蒸気を賦活剤として用い、ロータリーキルンで所定時間、所定温度で賦活処理を施す。これにより、脱水ケーキ中に多量に含まれる炭素が一部酸化されて揮散し、この揮散過程で細孔を有する多孔質体が得られる。続いて、多孔質体となった下水汚泥由来の炭素質を後処理工程Ｓ９へと導入する。後処理工程Ｓ９では、炭素質を塩酸等で酸洗し、その後、粉砕機により粉砕する。続いて、粉砕した炭素質をロータリーシフターにより分級し、好ましくは平均粒径３．３５〜４．７５ｍｍの多孔質活性炭とする。これにより消化ガス精製用の多孔質活性炭が得られる。
【００２８】
賦活工程Ｓ８で用いられる賦活剤は、水蒸気のみでもよいが、必要に応じてＣＯ２や空気を用いてもよい。また、賦活温度は、７５０〜１０００℃の範囲とすることが好ましい。賦活時間は特に限定しないが、炭素重量の減量が５０〜８０％となるように実施し、これにより細孔が発達し比表面積を５００ｍ２／ｇ以上と高くすることができる。ここでは、水蒸気賦活による方法を説明したが、リン酸や塩化亜鉛などの薬剤を添加して製造する方法も採用できる。この場合は、前処理工程Ｓ７において上記薬剤を添加した後、賦活工程Ｓ８に導入し、ロータリーキルンで５００〜８００℃の温度で賦活処理を行うことにより多孔質活性炭を得ることができる。
【００２９】
また、消化ガス精製剤として用いる多孔質活性炭を成形体とする場合には、前処理工程Ｓ７において破砕した脱水ケーキにバインダーを添加し、混和・成形・焼成する必要がある。
【００３０】
以上のように活性炭の製造方法と実質的に同じ手法を応用して、消化ガス精製剤として機能する多孔質活性炭を製造することができる。
【００３１】
一般に、炭素系多孔質を製造する際の細孔の発達に重要なのは、その原料の種類、炭化・乾留方法、賦活剤の種類、賦活薬品の浸漬比、賦活温度、賦活時間（炭素重量の減少量）、および炉形式などの各種因子である。これらの因子が相互に影響しあって、炭素系多孔質の細孔容積や比表面積といった性質が決定される。言い換えると、賦活温度や賦活時間は性能を決定する支配的な因子ではあるが、原料や賦活剤の種類・賦活炉の種類・前処理方法により、同じ賦活工程を経ても性能が大きく異なることが多い。また、本発明においては原料である下水汚泥の種類や有機分の含有量にも影響されるので、上記の各製造条件はこのことも考慮する必要がある。このため、消化ガス精製剤の製造工程Ｓ４は、前述した方法に限らず、活性炭を製造する際に用いられる他の一般的な装置、方法、処理条件を選択することができる。
【００３２】
製造工程Ｓ４の結果得られる多孔質活性炭は、Ｎ２ガス吸着によるＢＥＴ法で比表面積が５００ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、またＮ２ガス吸着法を用いた細孔分布で、細孔径が１〜２ｎｍもしくは１〜３ｎｍの範囲の細孔容積が０．１ｃｃ／ｇ以上であることが好ましい。このような比表面積および細孔分布を有する多孔質活性炭は、シロキサン化合物を好適に吸着することができる。このような性状を有する多孔質活性炭を得ることができるように各種製造条件を調整することが望ましい。
【００３３】
このようにして製造された消化ガス精製用の多孔質活性炭は、原料を下水汚泥としているので原料由来の灰分が例えば２０〜６０％と高い。しかし、下水汚泥には炭素以外に窒素、リンなどの有機成分が含有されるため、製造した活性炭の吸着表面（吸着サイト）にこれら窒素、リンなどによる各種の官能基が生成される。このため、本発明の消化ガス精製用の多孔質活性炭は、物理吸着性能以外に、化学吸着性能をも有するという特徴がある。すなわち、物理吸着で除去できない一部のシロキサン化合物を化学吸着により好適に除去できる。
【００３４】
シロキサン化合物の多くは非水溶性であるため、多孔質活性炭表面に酸性または塩基性を有する官能基がなくとも物理吸着により好適に吸着除去される。しかしながら、本発明者らの調査で以下のような問題が発生することが判明している。すなわち、一部のシロキサン化合物は化合物中のメチル基が水溶性に置換された状態で存在することがある。また、消化ガス中のＨ２ＳやＮＨ３などの共存物質の影響で既吸着のシロキサン化合物の性状が変化し、時に、低分子化、官能基の置換による吸着力の低下、他の物質との置換吸着などが発生し、吸着しているはずのシロキサン化合物の一部が脱離、揮散することがある。
【００３５】
そこで、下水汚泥を原料とした本発明の多孔質活性炭を用いれば、表面に多く存在する官能基の性質により、物理吸着力だけでなく、化学吸着力が加わり、吸着除去が困難とされた一部のシロキサン化合物も好適に除去できる。言い換えると、下水汚泥を原料とした多孔質活性炭を下水汚泥消化ガスの精製剤として用いれば、同消化ガス中の各種シロキサン化合物およびその他の不純物を確実に吸着除去でき、引き続くプロセスヘシロキサン化合物由来のシリカが流出するのを確実に回避できる。
【００３６】
上記のように得られた消化ガス精製用の多孔質活性炭を消化ガス精製装置６の内部に充填する。消化ガス精製装置６に充填された多孔質活性炭が、消化ガスとの接触過程で消化ガス中のシロキサン化合物を吸着除去する消化ガス精製工程Ｓ１０は、後に図２を参照して説明する。
【００３７】
一方、消化槽３においては、濃縮工程Ｓ２を経て導入された下水汚泥の嫌気性発酵により、メタンを主成分とする消化ガスが生成される。この消化ガスは、Ｈ２Ｓを多く含むので、湿式の脱硫装置４に導入して脱硫処理を施し、大部分のＨ２Ｓを除去する。この後、脱硫した消化ガスを消化ガス貯槽５に貯留する。続いて、消化ガスを消化ガス貯槽５から前述した多孔質活性炭が充填された消化ガス精製装置６へと導入する。これにより、消化ガス中のシロキサン化合物が吸着除去され、消化ガスは精製ガスとなる。この精製ガスをガスエンジン７に送り、燃焼する。ガスエンジン７の燃焼過程では、精製ガスにはシロキサン化合物が含まれないので、シリカの堆積によるエンジン摩耗の問題は発生せず、長期にわたる安定した発電が可能となる。
【００３８】
ガスエンジン７から排出される燃焼排ガスは、図示しない熱交換器などを経て触媒脱硝装置８に導入する。触媒脱硝装置８において、三元触媒等により燃焼排ガス中の窒素酸化物を除去し、大気放散する。ここでは、発電設備としてガスエンジン７を例示したが、マイクロガスタービンなどのその他の発電設備にも採用でき、ガスエンジン７を用いた場合と同等の効果を得ることができる。
【００３９】
ところで、消化槽３から定期的に排出される消化槽汚泥は、消化槽汚泥中の炭素成分が嫌気性発酵過程でメタンに変換されるため炭素質含有量が減少している。しかし、すべての有機炭素を発酵でき得るものではないため、実際には十分な量の炭素質が汚泥中に残存している。従来、この消化槽汚泥は、焼却または埋め立て処理がなされ、十分に有効利用されていなかったが、この消化槽汚泥を原料として炭素質活性炭を製造せしめ、消化ガス精製剤として用いることにより、従来にない廃棄物資源の有効利用が達成できる。
【００４０】
次に、図２に示したブロック図を参照して本発明の多孔質活性炭を充填した充填層により消化ガスを精製する工程を説明する。消化ガス貯槽５から得られる各種シロキサン化合物および微量のＨ２Ｓ、ＮＨ３、水分等を含む消化ガスをガスブースタ１１に導入し、ガスエンジン７への導入に適した圧力まで昇圧する。ガスブースタ１１を経た消化ガスを除湿器１２に導入し、水分を除去する。除湿器１２は、屋内または所定敷地内に設置され、例えば、ドレンセパレータ、ミストセパレータ、減湿冷却器、チラー等を具備する。除湿器１２では、例えば、一時冷却することにより水分を凝縮水として除去して相対湿度を下げる方式が採用され、さらにまた、慣性力等を利用する水滴の除去も併用される。
【００４１】
続いて、消化ガスを本発明の多孔質活性炭が充填された消化ガス精製装置６に導入する。消化ガス精製装置６は、充填層１３を具備し、この充填層１３に粒状の多孔質活性炭を充填する。消化ガス精製装置６内で、消化ガスと多孔質活性炭とは接触し、この接触過程で、消化ガス中のシロキサン化合物は多孔質活性炭に吸着除去される。シロキサン化合物が吸着除去された消化ガスは、飛沫活性炭除去用のガスフィルタ１４を通して、引き続きガスエンジン７に導入する。
【００４２】
なお、図２では、ガスブースタ１１、除湿器１２、消化ガス精製装置６の順に消化ガスを通過させたが、この順序でなくともよく、ガスブースタ１１は、消化ガス精製装置６の後部に接続してもよい。また、ガスブースタ１１の後に、消化ガスを適した温度に昇温調整するガスヒータを設置してもよい。
【００４３】
また、その他の機器として乾式脱硫装置を追設してもよく、さらに各種の配置の選択や各種の付属装置の追設が可能である。また、充填層１３には、本発明の多孔質活性炭だけでなく市販の活性炭を混合させてもよいし、充填層１３を直列２層として構成してもよい。
【００４４】
充填層１３に充填する多孔質活性炭は、比表面積が５００ｍ２／ｇ以上とすることが好ましく、またＮ２ガス吸着法を用いた細孔分布で、細孔径が１〜２ｎｍまたは１〜３ｎｍの範囲の細孔容積を０．１ｃｃ／ｇ以上とすることが好ましい。このような比表面積および細孔分布を有する活性炭を用いることによりシロキサン化合物をより好適に吸着することができる。
【００４５】
消化ガスを充填層１３に通過させる際の空塔速度（ろ過速度）は、充填する多孔質活性炭の粒が飛散せず、かつ吸着効率を確保できる範囲として、０．５ｍ／秒以下とすることが好ましく、さらに０．３ｍ／秒以下とすることがより好ましい。
【００４６】
充填層１３の多孔質活性炭の充填量は、処理前の消化ガスに含まれるシロキサン化合物の濃度の代表値、多孔質活性炭のシロキサン化合物に対する平衡吸着量（例えば、０．３ｇ／ｇ）、多孔質活性炭の交換時期（交換インターバル）等に基づいて設定すればよい。また、充填層１３に充填した使用済み活性炭の再生は、必要に応じて実施し、実施する際は公知の減圧脱着法、加温脱着法、水蒸気流通法、およびこれらの組み合わせを採用することができる。再生処理しない場合は、焼却・溶融処理を実施することができる。充填物としての多孔質活性炭の交換または再生頻度は、消化ガスの精製前および／または精製後のシロキサン化合物濃度を検知して、これにより多孔質活性炭のシロキサン化合物に対する吸着量の変化を算出し、この算出結果に基づき決定するようにしてもよい。
【００４７】
図２では、消化ガス精製装置６として、定期的に充填物を交換する固定層を例示したが、実質連続的に剤を入れ替える移動層方式や、気体で流動させる流動層方式も採用できる。さらにまた、多孔質活性炭を充填層１３に充填しない方式として、集塵手段を用いて、気相に粉体状の多孔質活性炭を噴霧してろ過集塵過程でシロキサン化合物を吸着除去する方式も採用できる。何れにしても、消化ガスを下水汚泥由来の多孔質活性炭に接触させる構成であれば本発明の効果は得られため、各種の方式が採用できる。
【００４８】
以上のように、下水汚泥消化ガス中に含まれる各種のシロキサン化合物やその他の微量含有物（Ｈ２Ｓ、ＮＨ３他）を精製剤で除去する際に、精製剤として、下水処理施設から排出される各種汚泥を原料として製造した多孔質活性炭を用いると、ガスエンジン等の引き続くプロセスにおいて、シロキサン化合物に起因したガスエンジンのシリカによる摩耗、触媒装置の被毒、劣化を未然に回避できるとともに、下水処理場から排出される廃棄物である各種汚泥の有効利用が図れ、外部から高価な活性炭を購入せずに済む利点が得られる。
【００４９】
また、消化ガスを発生させる消化槽から定期的に排出される消化槽汚泥は、焼却または埋め立て処理がなされ、十分に有効利用されていなかったが、この消化槽汚泥を原料として炭素質活性炭を製造せしめ、消化ガス精製剤として用いることにより、従来にない廃棄物資源の有効利用が達成できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、下水処理場から発生する各種汚泥の有効利用を図りながら、消化ガスに含まれるシロキサン化合物を安価に、かつ効率よく除去して消化ガスを精製することが可能な消化ガス精製剤、消化ガス精製方法およびその装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】下水処理施設において本発明の多孔質活性炭を製造する工程を説明するためのブロック図。
【図２】製造された多孔質活性炭により消化ガスを精製する工程を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
１…最初沈殿池
２…最終沈殿池
３…消化槽
４…湿式脱硫装置
５…消化ガス貯槽
６…消化ガス精製装置
７…ガスエンジン
８…触媒脱硝装置
１１…ガスブースタ
１２…除湿器
１３…充填層
１４…ガスフィルタ
【図１】
2004148170.tif 000003
【図２】
2004148170.tif 000004