(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル及び二硫化メチルを含む臭気ガスを脱臭するための脱臭装置であって、
前記臭気ガスを、金属フタロシアニン誘導体を含む水溶液である金属フタロシアニン誘導体水溶液に接触させて臭気成分を分解する第一の反応装置と、
この第一の反応装置からの処理ガスを、前記第一の反応装置の前記金属フタロシアニン誘導体水溶液とは別の金属フタロシアニン誘導体水溶液に接触させて臭気成分を分解する第二の反応装置と、を具備し、
前記第一の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液は、前記第二の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液より、前記硫化水素及び前記メチルメルカプタンの除去率が高く、
前記第二の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液は、前記第一の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液より、前記硫化メチル及び前記二硫化メチルの除去率が高く、
前記第一の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液と前記第二の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液とは、そのｐＨが互いに異なることを特徴とする脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理場等の脱臭に用いられる脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場等の脱臭では、薬液洗浄法、生物脱臭法、活性炭吸着法、プラズマ脱臭法等の脱臭法があり、近年にあっては、生物脱臭法の一つである充填塔式生物脱臭法が多く採用されている。この充填塔式生物脱臭法は、微生物による脱臭法であり、ランニングコストが低く硫化水素のような易分解性の成分は除去し易いが、硫化メチル、二硫化メチル等の難分解性の成分は除去し難いというデメリットがある。また、極端な臭気の負荷変動には追随できないという欠点もある。従って、汚泥系等の高濃度の脱臭を行う場合には、脱臭装置が大きくなり、また、後段に、臭気成分を吸着する活性炭が充填された活性炭吸着塔を設ける必要がある。ところが、この活性炭吸着塔では、除去するガスに応じて、酸性ガス用のアルカリ炭、アルカリ性ガス用の酸性炭、中性ガス用の中性炭の三種類の活性炭を必要とするため、ランニングコストが高いという問題がある。また、一塔に充填されるそれぞれの活性炭量が少なくなるため、充填塔式生物脱臭法による処理後のガスでも、臭気成分を十分に除去しきれない場合がある。
【０００３】
ここで、最近にあっては、脱臭機能を有し高臭気濃度に対応すると共に臭気変動に強い金属フタロシアニンが注目されている。この金属フタロシアニンを用いた脱臭装置としては、金属フタロシアニン誘導体を含む水溶液である金属フタロシアニン誘導体水溶液に臭気ガスを接触させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この脱臭装置にあっては、充填塔式生物脱臭法と活性炭吸着法とを組み合わせた上記の場合に比して低コスト化が図られる。
【特許文献１】特開２００３−２６５５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記金属フタロシアニン誘導体水溶液を用いた脱臭装置にあっても、処理臭臭気濃度の低減が未だ十分では無く、例えば目標臭気強度２．５以下を満足するものでは無い。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、臭気濃度が高く負荷変動が大きい臭気ガスであっても、十分且つ安定して脱臭することが可能な脱臭装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、上記金属フタロシアニン誘導体水溶液を用いた場合に臭気濃度を十分に低減できないのは、下水処理場等の臭気の要因が、臭気ガス中の硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル及び二硫化メチルにあって、金属フタロシアニン誘導体水溶液では、これら全ての臭気成分を十分に除去できないことにあることを見出した。
【０００７】
また、本発明者らは、全ての金属フタロシアニン誘導体水溶液に、程度の差はあるが硫化水素及びメチルメルカプタンに対する除去能があること、また、金属フタロシアニン誘導体水溶液のなかには、硫化水素及びメチルメルカプタンに対し高い除去能を有するが、硫化メチル及び二硫化メチルに対し除去能が殆ど無い金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａがあること、また、金属フタロシアニン誘導体水溶液のなかには、上記金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａより、硫化水素及びメチルメルカプタンに対する除去能は低下するが、硫化メチル及び二硫化メチルに対し相応の除去能を有する金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂがあること、これらの除去能が相違する金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａと金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂとしては、そのｐＨが互いに異なるものが挙げられること、また、これらの除去能が相違する金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａと金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂとしては、その金属フタロシアニン誘導体の構造式が互いに異なるもの（種類が違うもの）が挙げられることを見出した。
【０００８】
そこで、本発明による脱臭装置は、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル及び二硫化メチルを含む臭気ガスを脱臭するための脱臭装置であって、臭気ガスを、金属フタロシアニン誘導体を含む水溶液である金属フタロシアニン誘導体水溶液に接触させて臭気成分を分解する第一の反応装置と、この第一の反応装置からの処理ガスを、第一の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液とは別の金属フタロシアニン誘導体水溶液に接触させて臭気成分を分解する第二の反応装置と、を具備し、第一の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液は、第二の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液より、硫化水素及びメチルメルカプタンの除去率が高く、第二の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液は、第一の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液より、硫化メチル及び二硫化メチルの除去率が高いことを特徴としている。
【０００９】
このような脱臭装置によれば、臭気ガスは、先ず、前段の第一の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液に接触し、後段の第二の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液より硫化水素及びメチルメルカプタンの除去率が高い金属フタロシアニン誘導体水溶液のその金属フタロシアニン誘導体の触媒作用により、硫化水素及びメチルメルカプタンが高効率に酸化分解されて除去される一方でメチルメルカプタンの酸化分解により二硫化メチルは生成され、この処理ガスは、続いて、後段の第二の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液に接触し、前段の第一の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液より硫化メチル及び二硫化メチルの除去率が高い金属フタロシアニン誘導体水溶液のその金属フタロシアニン誘導体の触媒作用により、第一の反応装置で除去されていない硫化メチル及び二硫化メチルと第一の反応装置でのメチルメルカプタンの酸化分解により生じた二硫化メチルとが高効率に酸化分解されて除去される。このように、高臭気濃度に対応すると共に臭気変動に強い金属フタロシアニン誘導体を含む水溶液が二段に所定に組み合わされることで、臭気ガス中の硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル及び二硫化メチルの全てが高効率で除去される。
【００１０】
ここで、上記作用を奏する第一の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液と第二の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液との相違としては、前述したように、そのｐＨの互いの相違が挙げられ、また、その金属フタロシアニン誘導体の構造式の互いの相違が挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明による脱臭装置によれば、高臭気濃度に対応すると共に臭気変動に強い金属フタロシアニン誘導体を含む水溶液を二段に所定に組み合わせることで、臭気ガス中の硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル及び二硫化メチルの全てを高効率で除去できるため、臭気濃度が高く負荷変動が大きい臭気ガスであっても、十分且つ安定して脱臭することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による脱臭装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る脱臭装置を示す概略構成図であり、例えば下水処理場等に採用されるものである。
【００１３】
図１に示すように、脱臭装置１００は、臭気ガス供給ラインＬ１に接続された第一の反応装置１と、この第一の反応装置１に処理ガスラインＬ２を介して接続された第二の反応装置２と、を具備している。
【００１４】
臭気ガス供給ラインＬ１は、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル及び二硫化メチルを含む臭気ガスを第一の反応装置１へ供給する。
【００１５】
第一の反応装置１は、その内部が、金属フタロシアニン誘導体を含む水溶液である金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａにより所定の臭気成分を分解反応させる反応室１ａとされている。この金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａを構成する金属フタロシアニン誘導体とは、Ｃ３２Ｈ１６Ｎ８Ｈ２の中心部の二つの水素イオンが他の金属イオン（例えば二価のＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等）に置換された構造を有するものである。
【００１６】
反応室１ａには、その臭気ガス流の下流側である上部側に、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａを噴霧する噴霧装置１ｂが設置されている。この噴霧装置１ｂは、臭気ガスに向流状態で金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａを接触させるものである。また、反応装置１ａの噴霧装置１ｂの下方（噴霧装置１ｂより上流側）には、気液接触面積を大きくするための例えばプラスチック等の濾材１ｃが設けられている。この反応室１ａの下部と噴霧装置１ｂとは、金属フタロシアニン誘導体水溶液循環ラインＬ４により接続され、この金属フタロシアニン誘導体水溶液循環ラインＬ４の途中には、反応室１ａの下部に落下し溜まった金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａを金属フタロシアニン誘導体水溶液循環ラインＬ４を通して噴霧装置１ｂに戻し循環させるための循環ポンプＰ１が配設されている。
【００１７】
処理ガスラインＬ２は、第一の反応装置１からの処理ガスを第二の反応装置２へ供給する。この処理ガスラインＬ２の途中には、第一の反応装置１からの処理ガスに随伴されるミスト状の金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａを分離する気液分離装置としてのミストセパレータ３が配設されている。このミストセパレータ３と金属フタロシアニン誘導体水溶液循環ラインＬ４とは、分離した金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａを噴霧装置１ｂに戻すべく金属フタロシアニン誘導体水溶液戻しラインＬ５により接続されている。
【００１８】
第二の反応装置２は、その内部が、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂにより所定の臭気成分を分解反応させる反応室２ａとされている。この第二の反応装置２は、第一の反応装置１と同様に、噴霧装置２ｂ、濾材２ｃ、金属フタロシアニン誘導体水溶液循環ラインＬ６、循環ポンプＰ２を各々備えている。
【００１９】
この第二の反応装置２には、当該第二の反応装置２で処理された処理ガスを後段に導く処理ガスラインＬ３が接続されている。この処理ガスラインＬ３の途中には、処理ガスラインＬ２と同様に、ミストセパレータ４が配設され、このミストセパレータ４には、金属フタロシアニン誘導体水溶液戻しラインＬ７が接続されている。また、処理ガスラインＬ３のミストセパレータ４より下流側には、上流側の臭気ガスを第一、第二反応装置１，２に導くように吸引するファン５が配設されている。
【００２０】
このような構成を有する脱臭装置１００には、さらに、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａ，ＢのｐＨを各々調整するためのｐＨ制御装置６が付設されている。このｐＨ制御装置６は、第一の反応装置１の金属フタロシアニン誘導体水溶液ＡのｐＨを測定するｐＨ測定装置６ａと、第二の反応装置２の金属フタロシアニン誘導体水溶液ＢのｐＨを測定するｐＨ測定装置６ｂと、これらｐＨ測定装置６ａ，６ｂにより測定されたｐＨに基づいて、後述の所定のｐＨとなるようにＮａＯＨを第一の反応装置１、第二の反応装置２に各々供給するポンプＰ３，Ｐ４と、を有して成る。
【００２１】
次に、第一の反応装置１の金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａと第二の反応装置２の金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂとの違いについて説明する。この金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａは、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂより、硫化水素及びメチルメルカプタンの除去率が高い金属フタロシアニン誘導体水溶液であり、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂは、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａより、硫化メチル及び二硫化メチルの除去率が高い金属フタロシアニン誘導体水溶液である。
【００２２】
ここでは、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａとして、硫化水素及びメチルメルカプタンに対し高い除去能を有するが、硫化メチル及び二硫化メチルに対し除去能が殆ど無い金属フタロシアニン誘導体水溶液が用いられ、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂとして、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａより、硫化水素及びメチルメルカプタンに対する除去能は低下するが、硫化メチル及び二硫化メチルに対し相応の除去能を有する金属フタロシアニン誘導体水溶液が用いられている。
【００２３】
具体的には、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａ，Ｂは、その金属フタロシアニン誘導体の構造式が互いに同じで、そのｐＨが互いに相違することで、上記のように除去能の差が生じていて、より具体的には、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａは、そのｐＨが１３．７であり、硫化水素及びメチルメルカプタンに対し約１００％の除去能を有すると共に、硫化メチル及び二硫化メチルに対しほぼ０％の除去能を有し、一方、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂは、そのｐＨが５．０であり、硫化水素に対し約９５％の除去能を有し、メチルメルカプタンに対し約８５％の除去能を有し、硫化メチルに対し約６０％の除去能を有し、二硫化メチルに対し約５０％の除去能を有している。なお、金属フタロシアニン誘導体を構成する金属は、ここでは二価のＣｏとされているが、これに限定されるものではない。
【００２４】
次に、このように構成された脱臭装置１００の作用について説明する。先ず、循環ポンプＰ１，Ｐ２が各々駆動され、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａ，Ｂは、噴霧装置１ｂ，２ｂから各々噴霧され、金属フタロシアニン誘導体水溶液循環ラインＬ４，Ｌ６を介して各々循環する。
【００２５】
次いで、ファン５が駆動され、臭気ガスが吸引されて臭気ガス供給ラインＬ１を通して第一の反応装置１の反応室１ａに流入し、噴霧されている金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａに接触する。すると、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａの金属フタロシアニン誘導体の触媒作用により、硫化水素及びメチルメルカプタンが高効率に酸化分解されて除去される。なお、硫化メチル及び二硫化メチルは殆ど除去されない。また、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａによるメチルメルカプタンの酸化分解により二硫化メチルが新たに生成される。
【００２６】
この第一の反応装置１の処理ガスは、処理ガスラインＬ２を通して後段に供され、その途中でミストセパレータ３により、処理ガスに随伴する金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａは分離されて金属フタロシアニン誘導体水溶液戻しラインＬ５、金属フタロシアニン誘導体水溶液循環ラインＬ４を介して噴霧装置１ｂに戻される。
【００２７】
一方、処理ガスラインＬ２からの処理ガスは、第二の反応装置２の反応室２ａに流入し、噴霧されている金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂに接触する。すると、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂの金属フタロシアニン誘導体の触媒作用により、第一の反応装置１で除去されていない硫化メチル及び二硫化メチルと第一の反応装置１でのメチルメルカプタンの酸化分解により生じた二硫化メチルとが高効率に酸化分解されて除去される。また、多少残存する硫化水素及びメチルメルカプタンは、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂの金属フタロシアニン誘導体の触媒作用により酸化分解されて除去される。そして、この第二の反応装置２の処理ガスは、処理ガスラインＬ３の途中でミストセパレータ４により金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂが分離された清浄ガスとして後段に供される。
【００２８】
ここで、本発明者らの実験によると、第一の反応装置１の金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａにより、硫化水素及びメチルメルカプタンは各々９９％以上除去され、臭気強度４〜５以上の臭気ガスは、硫化水素では目標臭気強度である２．５以下に、メチルメルカプタンでは臭気強度２．５〜３程度に各々除去され、続く第二の反応装置２の金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂにより、メチルメルカプタンでは目標臭気強度である２．５以下に、硫化メチル及び二硫化メチルでは目標臭気強度である２．５以下に各々除去されることが確認された。
【００２９】
このように、本実施形態においては、高臭気濃度に対応すると共に臭気変動に強い金属フタロシアニン誘導体を含む水溶液Ａ，Ｂを二段に所定に組み合わせることで、臭気ガス中の硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル及び二硫化メチルの全てが高効率で除去される。このため、臭気濃度が高く負荷変動が大きい臭気ガスであっても、十分且つ安定して脱臭することが可能とされている。
【００３０】
なお、例えば臭気ガスの臭気成分にアンモニアを含む場合には、第一の反応装置１の前段に、臭気ガスを洗浄する水洗塔を設けることが好ましい。また、上記脱臭装置１００と放電式脱臭装置を組み合わせると、一層効果的である。
【００３１】
因みに、上記第一、第二の反応装置１，２の順序を逆とすると、後段の第一の反応装置１の金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａにあっては、前段の第二の反応装置２の金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂより硫化水素及びメチルメルカプタンの除去率が高くなる、すなわち後段の第一の反応装置１でメチルメルカプタンの酸化分解が高効率に行われて二硫化メチルが生成されて残ってしまい、この分、臭気濃度が高くなってしまうため、採用できない。
【００３２】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａ，Ｂは、その金属フタロシアニン誘導体の構造式が互いに同じで、そのｐＨが互いに相違するものとしているが、その金属フタロシアニン誘導体の構造式が互いに相違し、そのｐＨが互いに相違するものでも良く、要は、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａは、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂより、硫化水素及びメチルメルカプタンの除去率が高く、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ｂは、金属フタロシアニン誘導体水溶液Ａより、硫化メチル及び二硫化メチルの除去率が高ければ、上記作用・効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る脱臭装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…第一の反応装置、２…第二の反応装置、１００…脱臭装置、Ａ…第一の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液、Ｂ…第二の反応装置の金属フタロシアニン誘導体水溶液。
【図１】
0004472600.tif 000002