(57)【要約】【課題】効率よく硫化水素を含有したガスあるいは液体から効率よく脱硫化水素できるとともに、製造に手間のかからない脱硫化水素材及びこの脱硫化水素材を利用した脱硫化水素処理方法を提供する。【課題手段】水酸化鉄を主成分とする最大寸法が０．４〜２５ｍｍの、脱硫化水素剤１ａを気体および液体が透過可能な合成樹脂からなる不織布製袋１ｂに収容してなる脱硫化水素材。脱硫化水素材が充填された脱硫化水素装置内に硫化水素含有ガス又は硫化水素含有液を導入して脱硫化水素剤の小片に接触させて水酸化鉄と硫化水素を反応させ吸着させて硫化水素含有ガス又は硫化水素含有液中の硫化水素を除去する。脱硫化水素処理後に脱硫化水素機能が低下した脱硫化水素剤を、脱硫化水素装置にアルカリ溶液と酸化剤からなる再生剤を送入することにより、脱硫化水素装置内で再生する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化鉄及び／又は酸化鉄を主成分とする脱硫化水素剤を流体透過性の袋に収容してなることを特徴とする脱硫化水素材。
【請求項２】
請求項１記載の脱硫化水素材を装置内に充填してなる脱硫化水素装置。
【請求項３】
請求項２記載の脱硫化水素装置内に硫化水素含有流体を送入することにより、硫化水素含有流体から硫化水素を除去することを特徴とする脱硫化水素処理方法。
【請求項４】
請求項３記載の脱硫化水素処理方法により脱硫化水素機能が低下した脱硫化水素材を脱硫化水素装置に再生剤を送入することにより、脱硫化水素装置内で再生することを特徴とする脱硫化水素処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理場などの処理過程で発酵により発生する硫化水素含有ガスあるいは硫化水素含有液から硫化水素を除去するための脱硫化水素材、それを用いた脱硫化水素処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場、屎尿処理場、食品工業排水処理場、埋立処分場などでは汚泥の発酵により発生するガス中に炭酸ガスの他に有毒の硫化水素が含まれているため、排ガス処理系で脱硫化水素処理によりガス中の硫化水素を除去して無害化している。
【０００３】
脱硫化水素除去方法として、硫化水素と水酸化鉄の化学反応及び吸着によって硫化水素を除去する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
図５は従来の脱硫化水素材を脱硫化水素装置に充填した例を示す模式図である。図５において、脱硫化水素材であるペレット１３が充填された脱硫化水素装置２に硫化水素含有ガスが導入され、ガス中の硫化水素が脱硫化水素材１３と反応し、吸着されて除去される。
【０００５】
脱硫化水素装置２に充填されるペレット１３としては、水酸化鉄を主成分とするリモナイト（褐鉄鉱）などの脱硫化水素剤を有機バインダーで柱状に圧縮成型したものが使用されている。
【０００６】
また、脱硫化水素処理時間の経過とともにペレットの脱硫化水素機能が劣化してくると、脱硫化水素装置からペレットを取り出してアルカリ溶液と酸化剤からなる再生剤によりペレットを洗浄して再生した後、脱硫化水素装置に戻して繰り返し使用する。
【特許文献１】特開２００２−２５３９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記のペレット状の脱硫化水素材をそのまま充填したものでは次の問題点がある。
【０００８】
（１）ペレットが柱状に圧縮成型されているため、製造に手間がかかるだけでなく、ペレット表面は硫化水素の接触により反応するものの、ペレット内部には硫化水素が浸透しにくいためにかなりの部分が未反応のまま残り、反応効率が悪く無駄が多い。
【０００９】
（２）柱状のペレットであるため、脱硫化水素装置内に均一に充填されないので、脱硫化水素装置内でガスの通り道が形成され、特に壁部において塔内部よりも大きな空隙が形成される。その結果、ガスが均一に流れずにペレットとの接触が不均一になって、脱硫化水素剤の能力が十分には活用されない。
【００１０】
（３）ペレットが硫化水素と水酸化鉄の反応によって生じる水により膨潤して体積が増大するので、脱硫化水素装置内から取り出して再生する場合に取り出しに多大の労力と時間を要し作業性が悪い。
【００１１】
（４）ペレットがバインダーを用いて圧縮成型により製造されているので、再生の際にバインダーと再生剤の反応により黒濁して汚れた排液がでてくる。
【００１２】
そこで、本発明は、効率よく硫化水素を含有したガスあるいは液体から効率よく脱硫化水素できるとともに、製造に手間のかからない脱硫化水素材及びこの脱硫化水素材を利用した脱硫化水素処理方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の脱硫化水素材は、水酸化鉄及び／又は酸化鉄を主成分とする脱硫化水素剤を流体透過性の袋に収容してなることを特徴とする。
【００１４】
袋に収納する脱硫化水素剤は、本質的に水酸化鉄を含有する公知の脱硫化水素剤、例えば水酸化鉄であるリモナイト（褐鉄鉱）などを使用することができる。特に、鉄鋼表面のスケール、金属粉を除去する際に酸により酸洗浄し、アルカリによる中和過程で生成する金属スラッジ（以下「金属スラッジ」という。）を使用するのが水酸化鉄含有量が高いので好適である。
【００１５】
リモナイト、フィルタープレスなどで脱水された金属スラッジなどは、通常塊状となっているので、破砕して袋に収容し易い粒状、粉末状、薄片状の小片とすることにより、従来のペレットに比べてガスあるいは液体の接触面積を大きくすることができるとともに、圧縮成型することなくそのまま使用するので、反応が促進され、脱硫化水素効率を挙げることができる。小片の最大寸法は、好適には０．４〜２５ｍｍ、特に２〜５ｍｍが好ましい。
【００１６】
脱硫化水素剤を収容する袋を形成する布には、流体透過性の材料を使用する。袋の素材は、袋内に収容した脱硫化水素剤と硫化水素含有ガス、硫化水素含有液体を接触させて機能させるため、硫化水素含有ガスあるいは硫化水素含有液体を透過させ、また、再生の際に使用するアルカリ溶液や酸化剤を透過させるものを使用する。また、脱硫化水素剤の反応あるいは再生の際、脱硫化水素剤が膨張、収縮を繰り返すため、表面が粉体となって剥離するので、剥離した粉体が流出しないように粉体に対しては透過しにくいものを使用する。また、処理するガスあるいは液体に対して耐久性を有し、さらに脱硫化水素剤の再生に当たって再生剤としてアルカリ及び酸化剤を使用するのでこれ等に対して耐久性を有するものでなければならない。
【００１７】
以上の条件を満たす布として、合成繊維や木綿などで編んだ布、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの合成樹脂からなる不織布が好適である。
【００１８】
なお、袋の大きさや厚みは、脱硫化水素剤の収容量、脱硫化水素材が充填される脱硫化水素剤装置の大きさや充填量、取り扱いの利便性などを考慮して適宜決定する。
【００１９】
本発明の脱硫化水素材は、脱硫化水素装置に充填し、脱硫化水素装置に導入された硫化水素含有液体あるいは脱硫化水素含有ガスが袋を透過し、脱硫化水素剤と硫化水素の化学反応と吸着により液体中あるいはガス中の硫化水素が除去される。
【００２０】
また、脱硫化水素機能が低下した脱硫化水素剤を脱硫化水素装置に、水酸化ナトリウム等のアリカリ溶液と次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、空気等の酸化剤とを併用した再生剤を送入することにより袋内の脱硫水素剤を再生することができる。この際微量の界面活性剤を添加することより効率よく再生を行うことができる。脱硫化水素剤の再生に当たって、袋から取り出して再生することも勿論可能ではあるが手間がかかって作業性が悪いので、脱硫化水素装置内で袋詰めの状態のままで再生する方が各段に効率的である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、脱硫化水素装置内で袋が変形して隙間を均一に確保できるため装置内でのガス通過に偏りがなくなり、脱硫化水素剤と硫化水素の接触にムラがなくなり、未反応部分が低減して化学反応、吸着が促進されて脱硫化水素剤の硫化水素吸収効率が高くなり、その結果、ペレットに比べて脱硫化水素剤の使用量を少なくできるので脱硫化水素装置内を小型化できる。
【００２２】
また、本発明によれば、脱硫化水素装置内へ袋単位で多くの脱硫化水素剤の装入、取り出しができるので作業性がよい。さらに、バインダーを使用しないので再生処理からの排液が汚れることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は本発明の脱硫化水素材を脱硫化水素装置に充填した例を示す模式図である。図１において、金属スラッジから得られた粒状の脱硫化水素剤１ａをポリプロピレン不織布製袋１ｂに収容した脱硫化水素材１を脱硫化水素装置２内に充填する。
【００２４】
図２は本発明の脱硫化水素材を使用した脱硫化水素処理設備の一実施例を示す概略図である。本実施例では、２基の脱硫化水素装置２、３を配置し、脱硫化水素装置２、３に下水処理工程で排出される硫化水素含有ガス４が導入用配管５、６を介して導入される。硫化水素含有ガス４は切換弁７によって何れか一方の脱硫化水素装置にのみ流通可能とし、他方の脱硫化水素装置は休止して脱硫化水素剤１ａの再生処理を行う。図２では硫化水素含有ガス４が導入用配管５を経て脱硫化水素装置２に導入されて脱硫化水素材１の不織布製袋１ｂを透過して脱硫化水素剤１ａと接触して反応し吸着されて脱硫化水素が除去され、無害化された処理済みのガスは排気管１１を経て大気中に排出される。
【００２５】
他方の脱硫化水素装置３には硫化水素含有ガスは導入されず休止の状態にあり、この間に脱硫化水素剤１ａの再生を行う。本実施例では再生剤に、アルカリ溶液として苛性ソーダ、酸化剤として次亜鉛素酸ソーダ用いる例を示す。苛性ソーダ８は導入排出用配管９を経て脱硫化水素装置３に液面が脱硫化水素材１を浸漬するに充分な高さに達するまで導入される。次亜鉛素酸ソーダ１０は脱硫化水素装置３の下部に接続された導入排出用配管１２から導入される。再生剤は不織布袋１ｂを透過して脱硫化水素剤１ａと接触して再生処理する。再生が終われば処理液を導入排出配管１２から排出して次回の脱硫化水素操作のため待機させる。
【００２６】
処理済みのガス中の硫化水素濃度を測定して、脱硫化水素処理を行っていた脱硫化水素装置２の化学反応が飽和するかそれに近い状態に達したときは、切替弁７を切り替えて硫化水素含有ガス４を他方の脱硫化水素装置３に導入し、一方の脱硫化水素装置２を休止状態にし、その間に脱硫化水素剤の再生を行う。
【００２７】
以下、同様の操作を繰り返して脱硫化水素装置の脱硫化水素処理と脱硫化水素剤の再生処理を交互に行うことによって、硫化水素含有ガスから硫化水素を連続して除去することができる。
【００２８】
図３は本発明の脱硫化水素材について脱硫化水素吸着割合と脱硫化水素処理回数の関係を示すグラフ、図４は処理液の透過量と脱硫化水素処理回数の関係を示すグラフである。
【００２９】
図３において、金属スラッジを収納したポリプロピレン不織布製袋を脱硫化水素装置に充填して脱硫化水素と再生を装置内で繰り返した。再生処理は、２回までは酸化剤として次亜鉛素酸ソーダを使用し、それ以降は過酸化水素を使用した。その結果、再生処理の違いにより吸着量に差異はあるものの脱硫化水素材を装置内に充填したままで安定して脱硫化水素処理を行うことができた。
【００３０】
また、図４に示すように、酸化剤として次亜鉛素酸ソーダを使用して再生処理した例において、回数が増えても処理液の透過量をほぼ一定に維持することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の脱硫化水素材を脱硫化水素装置に充填した例を示す模式図である。
【図２】本発明の脱硫化水素材を使用した脱硫化水素処理設備の一実施例を示す概略図である。
【図３】本発明の脱硫化水素材による脱硫化水素吸着割合と脱硫化水素処理回数の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の脱硫化水素材処理液の透過量と脱硫化水素処理回数の関係を示すグラフである。
【図５】従来の脱硫化水素材を脱硫化水素装置に充填した例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：脱硫化水素材
１ａ：脱硫化水素剤
１ｂ：不織布製袋
２，３：脱硫化水素装置
４：硫化水素含有ガス
５，６：導入用配管
７：切換弁
８：アルカリ溶液（苛性ソーダ）
９：導入排出用配管
１０：酸化剤（次亜鉛素酸ソーダ）
１１：排気管
１２：導入排出用配管
１３：ペレット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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