(57)【要約】    充填層洗浄工程を行う必要がないか又は必要な充填層洗浄工程の頻度が小さい脱臭装置を提供する。    微生物担持物が充填された充填層と、該充填層にｐＨ１．４以下の水（散水）を散水する散水手段と、を備えてなり、該充填層内に散水と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガスを脱臭する脱臭装置である。また、本装置は、さらに下記の構成を有する処理槽を有してもよい。即ち、処理槽が、内部に臭気ガス及び散水が流通する経路を有し、該経路に微生物担持物が充填された充填層が配設されている、該充填層の下方底部に該充填層を通過した散水を受ける受水部、該充填層の下方に臭気ガスを該経路に導入する供給口、及び該充填層の上方に臭気ガスを該経路から排出する排出口を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物担持物が充填された充填層と、該充填層にｐＨ１．４以下の水を散水する散水手段と、を備えてなり、該充填層内に散水と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガスを脱臭する脱臭装置。
【請求項２】
さらに下記の構成を有する処理槽を有する、請求項１に記載の脱臭装置：
内部に臭気ガス及び散水が流通する経路を有し、該経路に微生物担持物が充填された充填層が配設されている、
該充填層の下方底部に、該充填層を通過した散水を受ける受水部、
該充填層の下方に臭気ガスを該経路に導入する供給口、及び
該充填層の上方に臭気ガスを該経路から排出する排出口を有する。
【請求項３】
処理槽の受水部に受けられた水を散水として循環使用する循環使用手段を有するものである、請求項２に記載の脱臭装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の脱臭装置を２以上備えた脱臭装置であって、１の脱臭装置である前段脱臭装置で脱臭処理された臭気ガスが、後続する１以上の脱臭装置である後段脱臭装置に連続的に供給されて脱臭処理され、かつ
前段脱臭装置における散水のｐＨよりも、後段脱臭装置における散水のｐＨが低いものである、脱臭装置。
【請求項５】
微生物担持物が充填された充填層に、ｐＨ１．４以下の水と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガスを脱臭する脱臭方法。
【請求項６】
微生物担持物が充填された２以上の充填層に、ｐＨ１．４以下の水と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させる臭気ガスの脱臭方法であって、
１の充填層である前段充填層を通過させた臭気ガスを、後続する１以上の充填層である後段充填層に連続的に供給して通過させ、かつ
前段充填層に通過させる水のｐＨよりも、後段充填層に通過させる水のｐＨを低くすることを特徴とする、脱臭方法。
【請求項７】
充填層を通過した散水を再び充填層に散水して循環使用するものである、請求項５又は６に記載の脱臭方法。
【請求項８】
微生物担持物が充填された充填層に、ｐＨ１．４以下の水と硫黄系臭気成分を含む臭気ガスとを互いに向流方向で流通させ、該充填層から排出された酸性水を回収する工程を含む、硫酸を含む酸性水の製造方法。
【請求項９】
前記充填層から排出された酸性水を、再び微生物担持物が充填された充填層に硫黄系臭気成分を含む臭気ガスと互いに向流方向で流通させ、該充填層から排出された酸性水を回収する工程を含む、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記工程を請求項１乃至４のいずれか１に記載の脱臭装置を用いて行う、請求項８又は９に記載の製造方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１に記載の製造方法によって得られた、硫酸を含む酸性水。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱臭装置及び脱臭方法に関し、より詳細には、微生物を担持する充填物が充填された充填層に散水を行い、その散水された充填層中に臭気ガスを流通させることで臭気ガスを脱臭する脱臭装置及び脱臭方法に関する。さらに本発明は、上記脱臭装置又は脱臭方法を利用した酸性水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微生物を用いた生物学的な脱臭装置は、様々な臭気ガスから臭気成分を除去し脱臭するために用いられている。例えば、下水処理場、し尿処理場、各種工場等から発生する臭気ガスから、硫化水素に代表される硫黄化合物を効果的に除去することができることから、かかる硫黄化合物を除去する脱臭目的にも生物学的脱臭装置は用いられている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１に記載の脱臭装置は、「微生物を担持するための担体を充填した充填層と、循環水槽と、循環水を充填層に散水するための散水設備とを有し、前記充填層の上方に臭気ガス供給口及び下方に処理ガス排出口と、前記循環水槽に、循環水のｐＨを１〜３の範囲に制御するｐＨ調製手段とを備えたことを特徴とする生物脱臭装置。」（特許文献１中の請求項３）が開示されている。
また、同様に、特許文献１には脱臭方法も開示されており、該脱臭方法は「微生物を担持するための担体を充填した充填層で、循環水と硫化水素を含む臭気ガスとを接触させて、生物学的に臭気ガスを脱臭処理する方法において、前記充填層内を、ｐＨが１〜３の範囲に制御された循環水と臭気ガスとを並行して流下させることを特徴とする生物脱臭方法。」（特許文献１中の請求項１）が開示されている。
これら特許文献１に記載の脱臭装置及び脱臭方法は、「微生物を担持するための担体を充填した充填層で、循環水と硫化水素を含む臭気ガスとを接触させて、生物学的に臭気ガスを脱臭処理する方法において、ｐＨが１〜３の範囲に制御された循環水と臭気ガスを該充填層内を並行して流下させ、また、充填層の余剰汚泥の排出を、充填層と薬品を含む水とを接触させて定期的に行うことで、低コストで長期間にわたって安定した脱臭性能を維持することが可能となる。」（特許文献１の発明の詳細な説明中、段落番号００１９）という効果を奏する。【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４９２３２号公報（例えば、発明の詳細な説明中の段落番号０００７〜００１９、請求項１〜４等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の脱臭装置及び脱臭方法においては、充填層内における汚泥の発生量が多いことから充填層内に余剰汚泥が蓄積することによって、臭気ガス及び水（被散水）の通過面積が徐々に狭くなり、散水された水の流下が減少し、ついにはフラッディングを生じて、臭気ガスの通気が不可能となる問題を生じる。この問題を回避するために、特許文献１に記載の脱臭装置及び脱臭方法においては、「充填層の余剰汚泥の排出を、充填層と薬品を含む水とを接触させて定期的に行うこと」（以下、「充填層洗浄工程」という。）（例えば、特許文献１の発明の詳細な説明中、段落番号００１９。請求項２等を参照されたい。）を要するものである。かかる充填層洗浄工程は、薬品を用いることから費用がかさんだり、手間がかかることや、さらにはダウンタイム（臭気ガスの脱臭を行うことができない時間）を生じうること等から問題があった。
そこで、本発明においては、充填層洗浄工程を行う必要がないか又は必要な充填層洗浄工程の頻度が小さい脱臭装置及び脱臭方法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】
本発明の脱臭装置（以下、「本装置」という。）は、微生物担持物が充填された充填層と、該充填層にｐＨ１．４以下の水（散水）を散水する散水手段と、を備えてなり、該充填層内に散水と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガスを脱臭する脱臭装置である。【０００７】
また、本装置には、以下の（１）〜（３）の態様が含まれる。
（１）さらに下記の構成を有する処理槽を有する、上記脱臭装置：内部に臭気ガス及び散水が流通する経路を有し、該経路に微生物担持物が充填された充填層が配設されている、該充填層の下方底部に該充填層を通過した散水を受ける受水部、該充填層の下方に臭気ガスを該経路に導入する供給口、及び該充填層の上方に臭気ガスを該経路から排出する排出口を有する。
（２）処理槽の受水部に受けられた水を散水として循環使用する循環使用手段を有するものである、上記（１）に記載の脱臭装置。
（３）上記のいずれか１に記載の脱臭装置（本装置。なお、上記（１）と（２）とを含む。）を２以上備えた脱臭装置であって、１の脱臭装置である前段脱臭装置で脱臭処理された臭気ガスが、後続する１以上の脱臭装置である後段脱臭装置に連続的に供給されて脱臭処理され、かつ前段脱臭装置における散水のｐＨよりも、後段脱臭装置における散水のｐＨが低いものである、脱臭装置。【０００８】
本発明の脱臭方法（以下、「本方法」という。）は、微生物担持物が充填された充填層に、ｐＨ１．４以下の水（散水）と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガスを脱臭する脱臭方法である。【０００９】
また、本方法には、以下の（４）及び（５）の態様が含まれる。
（４）微生物担持物が充填された２以上の充填層に、ｐＨ１．４以下の水と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させる臭気ガスの脱臭方法であって、１の充填層である前段充填層を通過させた臭気ガスを、後続する１以上の充填層である後段充填層に連続的に供給して通過させ、かつ前段充填層に通過させる水のｐＨよりも、後段充填層に通過させる水のｐＨを低くすることを特徴とする、脱臭方法。
（５）充填層を通過した散水を再び充填層に散水して循環使用するものである、上記脱臭方法。【００１０】
前述した本装置（脱臭装置）又は本方法（脱臭方法）において、臭気ガスとして硫黄系臭気成分を含むガスを用いた場合、副産物として硫酸を含む酸性水が生成される。このため本発明は、脱臭装置又は脱臭方法を利用した硫酸を含む酸性水の製造方法に関する。
即ち、本発明の酸性水の製造方法（以下、「本製法」という。）は、微生物担持物が充填された充填層に、ｐＨ１．４以下の水と硫黄系臭気成分を含む臭気ガスとを互いに向流方向で流通させ、該充填層から排出された酸性水を回収する工程を含む、硫酸を含む酸性水の製造方法である。
また、本製法には、以下の（６）及び（７）の態様が含まれる。
（６）前記充填層から排出された酸性水を、再び微生物担持物が充填された充填層に硫黄系臭気成分を含む臭気ガスと互いに向流方向で流通させ、該充填層から排出された酸性水を回収する工程を含む、上記製造方法。
（７）前記工程を本装置（上記（１）〜（３）の態様を含む。）を用いて行う、上記製造方法。
本製法は、本製法によって得られた、硫酸を含む酸性水を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態の本発明の脱臭装置（本装置）を示す系統図である。
【符号の説明】
【００１２】
１１          本装置
２１          第１脱臭装置
２３          第１脱臭塔
２３ａ        入口
２３ｂ        出口
２５          第１充填層
２７          第１散水管
２９          第１受水槽
３１          第１ｐＨ計
３３          第１導管
３５          第１ポンプ
３７          第１排水管
３９          第１給水管
４１          第２脱臭装置
４３          第２脱臭塔
４３ｃ        下部
４３ｃ１      下部のうちダクト部の下端に連通する部分
４３ｂ        出口
４５          第２充填層
４７          第２散水管
４９          第２受水槽
５１          第２ｐＨ計
５３          第２導管
５５          第２ポンプ
５７          第２排水管
５９          第２給水管
６１          臭気ガス
６３          臭気ガス（処理済）
７１          ダクト部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（本装置）
本装置は、微生物担持物が充填された充填層と、該充填層にｐＨ１．４以下の水（散水）を散水する散水手段と、を備えてなり、該充填層内に散水と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガスを脱臭する脱臭装置である。【００１４】
微生物担持物とは、臭気ガス中に含まれる臭気成分（例えば、硫化水素）を生物学的に分解する等により脱臭することができる微生物（例えば、チオバチリス属）を担持する物であればいかなるものであってもよく何ら制限されるものではない。
微生物担持物が充填された充填層内に余剰汚泥が蓄積することにより、充填層を洗浄する充填層洗浄工程を行う必要が生じることを防止又は減少させることからは、充填層に散水される散水のｐＨは低い（強酸性）ことが好ましい。一方、充填層に散水される散水のｐＨがあまり低いと（強酸性）、充填層を構成する微生物担持物に担持された微生物の活性が低下するといった問題を生じうる。従って、充填層に散水される散水のｐＨはこれら両条件を満足するようにされることが好ましく、通常、該ｐＨは、（上限として）好ましくは１．４以下とされ、より好ましくは１．０未満とされ、最も好ましくは０．８以下とされ、そして（下限として）好ましくは０．３以上とされ、より好ましくは０．４以上とされ、最も好ましくは０．５以上とされる（よって、該ｐＨは、通常、好ましくは０．３〜１．４とされ、より好ましくは０．４以上かつ１．０未満とされ、最も好ましくは０．５〜０．８とされる。）。【００１５】
充填層内における散水の流れと、充填層内における臭気ガスの流れと、は互いに向流（逆向き、カウンターフロー）とされる。
これら両者の流れを向流とすることで臭気ガス中の臭気成分を効率的に除去することができるだけでなく、充填層に散水される散水のｐＨを１．４以下にすることにより充填層内への余剰汚泥の蓄積を防止又は減少させることができるので、フラッディングなどの問題を生じることなく連続的かつ長期にわたり安定して稼動させることができ、工業的かつ効率的に脱臭する上で有効である（なお、フラッディングについては、特許文献１にも「充填層内に余剰汚泥が蓄積することによって、臭気ガス及び水の通過面積が徐々に狭くなり、散水された水の流下が減少し、ついにはフラッディングを生じて、臭気ガスの通気が不可能となる事態に陥り易い。このようなフラッディングを防止したり、フラッディングに至るまでの稼動時間を伸ばすために、臭気ガスが、該充填層内に散水された水と共に並行して流下する方式の装置も多々提唱されて（い）る」（特許文献１の発明の詳細な説明中、段落番号０００３）といったような記載がある。）。
前述したように、本装置では、充填層に散水される散水のｐＨが所定領域にされることにより、充填層内への余剰汚泥の蓄積を防止又は減少させることができるので、脱臭効果の優れた向流方式を採用することができる。
また、充填層内における散水の流れ方向と臭気ガスの流れ方向とを互いに向流（逆向き）にするには様々な方法が採用されてもよく何ら制限されるものではないが、通常、散水を充填層の上方から散水することで充填層中を下方に向けて流下させ、臭気ガスを充填層の下方から上方に向けて流通させる（なお、臭気ガスを流通させるには、本装置の外部から加圧された臭気ガスを供給するようにしたり、また、本装置内に臭気ガスを流通させるような手段（例えば、ブロア、ファン、コンプレッサー等）を設けるようにすればよい。）ようにしてもよい。【００１６】
本装置は、さらに下記の構成（ａ）及び（ｂ）を有する処理槽を有するもの（以下、「処理槽本装置」という。）であってもよい。
（ａ）内部に臭気ガス及び散水が流通する経路を有し、該経路に微生物担持物が充填された充填層が配設されている。
（ｂ）該充填層の下方底部に、該充填層を通過した散水を受ける受水部、該充填層の下方に臭気ガスを該経路に導入する供給口、及び該充填層の上方に臭気ガスを該経路から排出する排出口を有する。
このような処理槽を備えれば、処理槽中の内部に形成される経路を臭気ガス及び散水が流通するので、充填層に散水される散水や充填層を流通する臭気ガスが、飛散したり散逸することを有効に防止することができる。
そして、処理槽が、臭気ガスが該経路に導入されるための供給口を充填層の下方に有すると共に、臭気ガスが該経路から排出されるための排出口を充填層の上方に有するので、供給口から処理槽内部に進入した臭気ガスは充填層を上方に向かって流れ排出口から排出される。また、充填層の下方底部に受水部を処理槽が有することにより、充填層を下方に向かって流下した散水を受けて集めることができる。これらのことにより充填層内を、臭気ガスは上方に向かって、散水は下方に向かって、それぞれ流れることで充填層内における両者の流れをうまく向流とすることができる。
なお、処理槽の内部に形成される臭気ガス及び散水の経路の形状及び大きさとしては、臭気ガス及び散水が所望程度流通可能でありかつ充填層がうまく配設されることができるものであれば様々なものが採用されてもよく何ら制限されるものではないが、例えば、柱状（例えば、円柱、角柱、楕円柱等）とされてもよい。【００１７】
処理槽本装置の場合、処理槽の受水部に受けられた水を散水として循環使用する循環使用手段を有するものであってもよい。
臭気ガス中の硫黄系臭気成分（例えば、硫化水素）が、充填層の微生物担持物に担持された微生物により生物分解されると硫酸を生じるため、既に充填層に散水され微生物担持物に接触した散水は、該生じた硫酸を含むことにより酸性を示す。
前述したように、充填層に散水される散水は酸性である必要があることから、既に充填層に散水され微生物担持物に接触した散水（該生じた硫酸を含み酸性である）の少なくとも一部を再び充填層に散水するようにしてもよい。こうすることで水資源の有効利用（充填層に散水され微生物担持物に一度接触したのみの散水を廃棄するとすれば、水資源が無駄になると共に廃水処理を要する。）、生物分解により生じた硫酸の有効利用（通常の中性（ｐＨがほぼ７）に近い水を散水する前に酸性にするには、硫酸、塩酸、硝酸等のような酸性の薬剤を別途添加する必要がある。）等に資することができる。
このように既に充填層に散水され微生物担持物に接触した散水（硫酸を含み酸性）の少なくとも一部を再び散水とするには、処理槽の受水部に受けられた水を散水として循環使用する循環使用手段を有するようにすればよい。循環使用手段としては、受水部に受けられた水を散水とすることができればいかなるものであってもよく何ら制限されるものではないが、受水部に受けられた水を導く導管と、その水を圧送するためのポンプと、によって構成されてもよい。
なお、処理槽の受水部に受けられた水の全部を散水として循環使用することを必ずしも要するものではなく（無論、全部を循環使用するようにしてもよい。）、受水部に受けられた水の少なくとも一部を再び散水として循環使用するようにしてもよい。【００１８】
本装置を２以上備えた脱臭装置であって、１の脱臭装置である前段脱臭装置で脱臭処理された臭気ガスが、後続する１以上の脱臭装置である後段脱臭装置に連続的に供給されて脱臭処理され、かつ前段脱臭装置における散水のｐＨよりも、後段脱臭装置における散水のｐＨが低くなるようにしてもよい（以下、「直列本装置」という。）。
即ち、直列に連結された２以上の本装置が、前段脱臭装置と後段脱臭装置（前段脱臭装置に後続（直下流側）する。なお、複数が存してもよく、この場合には、前段脱臭装置で脱臭処理された臭気ガスが複数の後段脱臭装置に枝分かれするように供給される。）とを含んでなり、前段脱臭装置により脱臭された臭気ガスが、後段脱臭装置により連続的に脱臭されるようにする。このとき前段脱臭装置における散水のｐＨよりも、後段脱臭装置における散水のｐＨを低くしてもよく、このようにすることで硫化水素の除去率を向上させることができる。
なお、前段脱臭装置における散水のｐＨは、充填層内への余剰汚泥の蓄積を防止又は減少させることと、充填層を構成する微生物担持物に担持された微生物の活性を維持することと、を満足されることからは、通常、該ｐＨは、（上限として）好ましくは１．４以下とされ、より好ましくは１．２以下とされ、最も好ましくは１．０未満とされ、そして（下限として）好ましくは０．６以上とされ、より好ましくは０．７以上とされ、最も好ましくは０．７５以上とされる（よって、該ｐＨは、通常、好ましくは０．６〜１．４とされ、より好ましくは０．７〜１．２とされ、最も好ましくは０．７５以上１．０未満とされる。）。
そして、後段脱臭装置における散水のｐＨは、充填層内への余剰汚泥の蓄積を防止又は減少させることと、充填層を構成する微生物担持物に担持された微生物の活性を維持することと、を満足されることからは、通常、該ｐＨは、（上限として）好ましくは０．８以下とされ、より好ましくは０．７以下とされ、最も好ましくは０．６以下とされ、そして（下限として）好ましくは０．３以上とされ、より好ましくは０．４以上とされ、最も好ましくは０．５以上とされる（よって、該ｐＨは、通常、好ましくは０．３〜０．８とされ、より好ましくは０．４〜０．７とされ、最も好ましくは０．５〜０．６とされる。）。【００１９】
（本方法）
本方法は、微生物担持物が充填された充填層に、ｐＨ１．４以下の水（散水）と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガスを脱臭する脱臭方法である。
微生物担持物（微生物を担持する物）が充填された充填層内に余剰汚泥が蓄積することにより、充填層を洗浄する充填層洗浄工程を行う必要が生じることを防止又は減少させることからは、充填層に散水される散水のｐＨを所定範囲のものにすべきことは前述の本装置と同様であるのでここでは説明を省略する。なお、散水のｐＨの該所定範囲も前述の本装置と同様であるのでここでは説明を省略する。
そして、充填層内における散水の流れと、充填層内における臭気ガスの流れと、が互いに向流（逆向き、カウンターフロー）とされる意義も、前述の本装置と同様であるのでここでは説明を省略する。【００２０】
また、本方法は、微生物担持物が充填された２以上の充填層に、ｐＨ１．４以下の水と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させる臭気ガスの脱臭方法であって、１の充填層である前段充填層を通過させた臭気ガスを、後続する１以上の充填層である後段充填層に連続的に供給して通過させ、かつ前段充填層に通過させる水のｐＨよりも、後段充填層に通過させる水のｐＨを低くすることを特徴とするようにしてもよい。
即ち、臭気ガスを、直列に連続した２以上の充填層により脱臭するものであり、これら２以上の充填層が前段充填層と後段充填層（前段充填層に後続（直下流側）する。なお、複数が存してもよく、この場合には、前段充填層で脱臭処理された臭気ガスが複数の後段充填層に枝分かれするように供給される。）とを含んでなり、前段充填層により脱臭された臭気ガスが、後段充填層により連続的に脱臭されるようにする。このとき前段充填層に通過させる水（散水）のｐＨよりも、後段充填層に通過させる水（散水）のｐＨを低くしてもよく、このようにすることで前述の直列本装置と同様の効果を奏するのでここでは詳しい説明を省略する。
また、前段充填層に通過させる水（散水）のｐＨは、前述の直列本装置における前段脱臭装置における散水のｐＨと同様に決定されればよく、さらに、後段充填層に通過させる水（散水）のｐＨは、前述の直列本装置における後段脱臭装置における散水のｐＨと同様に決定されればよいので、ここでは詳しい説明を省略する。【００２１】
本方法は、充填層を通過した散水を再び充填層に散水して循環使用するものであってもよい。
このように充填層を通過した散水を再び充填層に散水する散水として循環使用すれば、脱臭により生じる硫酸及び水資源を有効利用することができることは前述の本装置と同様であるのでここでは説明を省略する。【００２２】
（本製法）
本製法は、微生物担持物が充填された充填層に、ｐＨ１．４以下の水と硫黄系臭気成分を含む臭気ガスとを互いに向流方向で流通させ、該充填層から排出された酸性水を回収する工程を含む、硫酸を含む酸性水の製造方法である。
前述したように、臭気ガス中の硫黄系臭気成分（例えば、硫化水素）が、充填層の微生物担持物に担持された微生物により生物分解されると硫酸を生じるため、充填層に散水され微生物担持物に接触した散水は、該生じた硫酸を含有する（これにより充填層に散水される前よりも、充填層に散水され微生物担持物に接触した散水は、より酸性を示す。）。よって、微生物担持物が充填された充填層に、ｐＨ１．４以下の水と臭気ガス（硫黄系臭気成分を含む）とを互いに向流方向で流通させることによって、微生物担持物に担持された微生物により生物分解されて生じた硫酸を含む酸性水を製造することができる。
本製法は、上述の本装置を用いて実施することができる。充填層に流通させる水のｐＨ条件としては、前述する本装置及び本方法で採用する条件を同様に採用することができる。また、酸性水の製造は、一旦、充填層から回収した（充填層から排出された）酸性水を、再度、微生物担持物が充填された充填層に、硫黄系臭気成分を含む臭気ガスと互いに向流方向で流通させることによって、実施することもできる。こうすることで、酸性水を複数回にわたって微生物担持物を充填した充填層に臭気ガスとともに流通させることにより、酸性水中の硫酸量が、臭気ガス中の硫黄系臭気成分の微生物分解により増加することにより、酸性水に硫酸を濃縮することができる。
本製法により製造された酸性水は、臭気ガス中の硫黄系臭気成分（例えば、硫化水素）が充填層の微生物担持物に担持された微生物により生物分解されて生じた硫酸を含むため、硫酸の供給源として用いることができる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。しかしながら、これらによって本発明は何ら制限されるものではない。【００２４】
図１は、本発明の脱臭装置（本装置）１１を示す系統図である。図１を参照して、本装置１１について説明する。
本装置１１は、臭気ガスを受け入れ脱臭する第１脱臭装置２１と、第１脱臭装置２１により脱臭された臭気ガスを受け入れ脱臭する第２脱臭装置４１と、を含んでいる。【００２５】
第１脱臭装置２１は、第１脱臭塔２３と、第１脱臭塔２３の内部に配設された第１充填層２５と、第１充填層２５の上方から第１充填層２５に散水するための第１散水管２７と、第１充填層２５の下方（下方底部）に設けられた第１受水槽２９と、第１受水槽２９中の水のｐＨを測定するための第１ｐＨ計３１と、第１受水槽２９中の水を第１散水管２７へ移送するための第１導管３３と、第１受水槽２９中の水を第１導管３３を経由して第１散水管２７へ圧送するための第１ポンプ３５と、第１受水槽２９中の水が所定量以上になったとき等に排水するための第１排水管３７と、第１受水槽２９中に水を補給するための第１給水管３９と、を備えている。【００２６】
第１脱臭塔２３は、略直方体形状の内部空間を有しており、直方体の一辺が鉛直方向をほぼ向いた直四角塔（無底有蓋。水平面による断面においては内部空間は２ｍ×２ｍの正方形）形状をしており、該内部空間には第１充填層２５が配設されている。そして、第１脱臭塔２３は、該内部空間に配設された第１充填層２５の下方及び上方に、それぞれ該内部空間への臭気ガス６１の入口２３ａ及び該内部空間からの臭気ガスの出口２３ｂを有している。また、第１脱臭塔２３の下部は、第１受水槽２９の上部に連通している。
第１充填層２５は、微生物が担持された微生物担持物（具体的には、スポンジ担体を用いている。）が充填されることで形成されており、ここでは第１充填層２５の高さは１ｍである。
第１脱臭塔２３の内部空間のうち、第１充填層２５の上方には第１散水管２７が配設されており、第１受水槽２９中の水が第１導管３３を経由して第１ポンプ３５により第１散水管２７（第１散水管２７は、図示しないが水を噴出するためのノズルが適宜設けられている。）へ圧送されることで上方から第１充填層２５に散水される。
第１散水管２７から第１充填層２５に散水された水は、第１充填層２５を構成する微生物担持物の表面に沿って流下することで第１充填層２５を通過し、最終的には第１充填層２５の下端から滴下し第１受水槽２９により回収される。このようにして第１充填層２５を通過し第１受水槽２９に回収された水は、再び、第１導管３３を経由して第１ポンプ３５により第１散水管２７に圧送されることで繰り返し使用される。なお、第１受水槽２９中の水のｐＨは、第１ｐＨ計３１により継続的に測定される。【００２７】
一方、臭気ガス６１は、入口２３ａから第１脱臭塔２３の内部空間に進入した後（なお、臭気ガス６１は、本装置１１の外部に配設されたブロア（図示せず）により昇圧された後、入口２３ａに供給される。即ち、本装置１１における臭気ガス６１の流通は、入口２３ａと出口４３ｂとの間の圧力差によって行われる。）、該内部空間を上昇し、第１充填層２５を通過した後、出口２３ｂから排出される（後で詳述する第２脱臭装置４１へ向かう。）。即ち、第１充填層２５においては、臭気ガス６１は上方向に流動し、第１散水管２７から第１充填層２５に散水された水は下方向に流動する（互いに向流）。
出口２３ｂから排出された臭気ガスは、ダクト部７１の上端からダクト部７１を下降し、ダクト部７１の下端から第２脱臭装置４１へ進入する。【００２８】
第２脱臭装置４１は、第２脱臭塔４３と、第２脱臭塔４３の内部に配設された第２充填層４５と、第２充填層４５の上方から第２充填層４５に散水するための第２散水管４７と、第２充填層４５の下方（下方底部）に設けられた第２受水槽４９と、第２受水槽４９中の水のｐＨを測定するための第２ｐＨ計５１と、第２受水槽４９中の水を第２散水管４７へ移送するための第２導管５３と、第２受水槽４９中の水を第２導管５３を経由して第２散水管４７へ圧送するための第２ポンプ５５と、第２受水槽４９中の水を排水するための第２排水管５７と、第２受水槽４９中に水を補給するための第２給水管５９と、を備えている。【００２９】
第２脱臭塔４３は、略直方体形状の内部空間を有しており、直方体の一辺が鉛直方向をほぼ向いた直四角塔（無底有蓋。水平面による断面においては内部空間は２ｍ×２ｍの正方形）形状をしており、下部４３ｃはダクト部７１の下端と連通していると共に、上部には臭気ガス（処理済）６３の出口４３ｂを有している。また、第２脱臭塔４３の下部４３ｃは、第２受水槽４９の上部に連通している。
第２脱臭塔４３の内部空間のうち、ダクト部７１の下端よりも上方かつ出口４３ｂよりも下方となる空間には、第２充填層４５が配設されている。第２充填層４５は、微生物が担持された微生物担持物（具体的には、スポンジ担体を用いている。）が充填されることで形成されており、ここでは第２充填層４５の高さは１ｍである。
第２脱臭塔４３の内部空間のうち、第２充填層４５の上方には第２散水管４７が配設されており、第２受水槽４９中の水が第２導管５３を経由して第２ポンプ５５により第２散水管４７（第２散水管４７は、図示しないが水を噴出するためのノズルが適宜設けられている。）へ圧送されることで上方から第２充填層４５に散水される。
第２散水管４７から第２充填層４５に散水された水は、第２充填層４５を構成する微生物担持物の表面に沿って流下することで第２充填層４５を通過し、最終的には第２充填層４５の下端から滴下し第２受水槽４９により回収される。このようにして第２充填層４５を通過し第２受水槽４９に回収された水は、再び、第２導管５３を経由して第２ポンプ５５により第２散水管４７に圧送されることで繰り返し使用される。なお、第２受水槽４９中の水のｐＨは、第２ｐＨ計５１により継続的に測定される。【００３０】
ダクト部７１の下端から第２脱臭塔４３の下部４３ｃに進入した臭気ガスは、第２脱臭塔４３の内部空間を上昇し、第２充填層４５を通過した後、出口４３ｂから排出される。即ち、第２充填層４５においては、臭気ガスは上方向に流動し、第２散水管４７から第２充填層４５に散水された水は下方向に流動する（互いに向流）。
以上のように、入口２３ａから第１脱臭塔２３の内部空間に進入した臭気ガスは、第１充填層２５を通過した後に出口２３ｂから排出され、ダクト部７１を通過して第２脱臭塔４３の内部空間に進入し、第２充填層４５を通過した後に出口４３ｂから排出される。この第１充填層２５（第１散水管２７から散水された水が流下している。）と第２充填層４５（第２散水管４７から散水された水が流下している。）とを臭気ガスが通過することにより脱臭される。
臭気ガス中の硫黄系臭気成分（例えば、硫化水素）が、第１充填層２５及び第２充填層４５に担持された微生物により生物分解される際に硫酸を生じるため、循環使用される水（第１受水槽２９及び第２受水槽４９中の水）のｐＨは低下する（酸性が強くなる）。このようなｐＨが低下した循環使用される水（第１受水槽２９及び第２受水槽４９中の水）を第１充填層２５及び第２充填層４５に散水することで第１充填層２５及び第２充填層４５を酸性に保つことができる。【００３１】
図１に示した本装置１１を用いて、脱臭実験を行った。
（実施例）
（１）まず、第１受水槽２９中に汚泥濃度約１３０００ｍｇ／ｌ（リットル）の活性汚泥を２００ｌ（２００リットル）投入した後、さらに第１受水槽２９中に第１給水管３９を用いて工業用水２０００ｌ（２０００リットル）を注入した。同様に、第２受水槽４９中に汚泥濃度約１３０００ｍｇ／ｌ（リットル）の活性汚泥を２００ｌ（２００リットル）投入した後、さらに第２受水槽４９中に第２給水管５９を用いて工業用水２０００ｌ（２０００リットル）を注入した。
（２）第１ポンプ３５と第２ポンプ５５とを起動し、第１散水管２７と第２散水管４７とから散水を開始する。なお、それぞれの散水量は、第１散水管２７が２００ｌ（２００リットル）／分であり、第２散水管４７が２００ｌ（２００リットル）／分であった。
（３）臭気ガス６１中に含まれる硫化水素濃度を気体検知管により分析したところ、２００ｐｐｍであった。また、臭気ガス６１中に含まれるアンモニア濃度を気体検知管により分析したところ、２３ｐｐｍであった。この臭気ガス６１を体積流量７５ｍ３（７５０００リットル）／分により入口２３ａから第１脱臭塔２３の内部空間に圧送した（圧送するためのブロアは図示しない。）。なお、臭気ガス６１の温度は、約２５℃であった。第１脱臭塔２３における空筒線速度は０．３ｍ／秒であり、第２脱臭塔４３における空筒線速度は０．３ｍ／秒であった。
（４）上記（２）及び（３）のように第１散水管２７及び第２散水管４７からの散水と、臭気ガス６１の装入（圧送）と、を連続して行ったところ、臭気ガス６１の装入（圧送）開始からほぼ３０日で臭気ガス（処理済）６３中の硫化水素濃度は１．２ｐｐｍ（気体検知管）となると共に、臭気ガス（処理済）６３中のアンモニア濃度は検出限界未満（０ｐｐｍ）（気体検知管）となり（なお、第１脱臭塔２３の出口２３ｂにおいても検出限界未満（０ｐｐｍ）であった。）、それ以降安定した脱臭が持続した。なお、第１ｐＨ計３１が０．７〜１．４の範囲になるよう監視を継続し、この下限０．７未満を示す場合には第１散水管２７からの散水量を２５０ｌ（２５０リットル）／分に増加させ、上限１．４を超える場合には第１散水管２７からの散水量を１５０ｌ（１５０リットル）／分に減少させることでｐＨが０．７〜１．４の範囲に収まるようした。第２ｐＨ計５１は０．５〜０．８の範囲になるよう監視を継続し、この下限０．５未満を示す場合には第２散水管４７からの散水量を２５０ｌ（２５０リットル）／分に増加させ、上限０．８を超える場合には第２散水管４７からの散水量を１５０ｌ（１５０リットル）／分に減少させることでｐＨが０．５〜０．８の範囲に収まるようにした。このように特許文献１中の請求項１や請求項３に記載の脱臭装置や脱臭方法ではｐＨ調整のためのアルカリ剤（水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等。特許文献１中の段落番号００１０前段参照）を要したが、本装置１１では必要としない。
（５）臭気ガス６１の装入（圧送）開始からほぼ１６００日経過したとき、第１充填層２５及び第２充填層４５における閉塞の徴候（具体的には、これら第１充填層２５及び第２充填層４５における圧力損失が１００ｍｍＡｑ（水柱）程度に増大してくる。）がみられ第１充填層２５及び第２充填層４５における余剰汚泥の蓄積を示すものと考えられたので、第１散水管２７からの散水を３００ｌ（３００リットル）／分にそして第２散水管４７からの散水を３００ｌ（３００リットル）／分に増加させ約１０分間操業したところ、前述の閉塞の徴候（具体的には、第１充填層２５及び第２充填層４５における圧力損失の増大）が消失した（第１充填層２５及び第２充填層４５における余剰汚泥が洗浄されたものと考えられる。）。
なお、上記において、第１ｐＨ計３１で監視するｐＨを０．７〜１．２または０．７５以上１．０未満の範囲に設定しても、また第２ｐＨ計５１で監視するｐＨを０．５〜０．７または０．５〜０．６の範囲に設定してもよく、いずれも同様の効果が得られる。【００３２】
（比較例）
上記した実施例のうち（１）〜（３）は比較例においても同様に行った（臭気ガス６１中に含まれる硫化水素濃度及びアンモニア濃度も同じ。）。
（４）第１散水管２７及び第２散水管４７からの散水と、臭気ガス６１の装入（圧送）と、を連続して行ったところ、臭気ガス６１の装入（圧送）開始からほぼ３０日で臭気ガス（処理済）６３中の硫化水素濃度は５ｐｐｍ（気体検知管）となると共に、臭気ガス（処理済）６３中のアンモニア濃度は０ｐｐｍ（気体検知管）となった。なお、第１ｐＨ計３１が１．６〜２．０の範囲になるよう監視を継続し、この下限１．６未満を示す場合には第１散水管２７からの散水量を２５０ｌ（２５０リットル）／分に増加させ、上限２．０を超える場合には第１散水管２７からの散水量を１５０ｌ（１５０リットル）／分に減少させることでｐＨが１．６〜２．０の範囲に収まるようした。第２ｐＨ計５１は１．０〜１．６の範囲になるよう監視を継続し、この下限１．０未満を示す場合には第２散水管４７からの散水量を２５０ｌ（２５０リットル）／分に増加させ、上限１．６を超える場合には第２散水管４７からの散水量を１５０ｌ（１５０リットル）／分に減少させることでｐＨが１．０〜１．６の範囲に収まるようした。
（５）臭気ガス６１の装入（圧送）開始からほぼ７２０日経過したとき、第１充填層２５及び第２充填層４５における閉塞の徴候（具体的には、これら第１充填層２５及び第２充填層４５における圧力損失が１４０ｍｍＡｑ（水柱）程度に増大してくる。）がみられ第１充填層２５及び第２充填層４５における余剰汚泥の蓄積を示すものと考えられたので、実施例と同様に第１散水管２７からの散水を３００ｌ（３００リットル）／分にそして第２散水管４７からの散水を３００ｌ（３００リットル）／分に増加させ２０分間操業したが、前述の閉塞の徴候（具体的には、第１充填層２５及び第２充填層４５における圧力損失の増大）は解消しなかった（第１充填層２５及び第２充填層４５における余剰汚泥が除去されなかったものと考えられる。）。このため操業を停止し、第１充填層２５及び第２充填層４５中の微生物担持物を取り出して、高圧水にて洗浄を行った（これら微生物担持物には余剰汚泥が多く付着していた。）後、該洗浄された微生物担持物により第１充填層２５及び第２充填層４５を再び形成したところ、前述の閉塞の徴候（第１充填層２５及び第２充填層４５における圧力損失の増大）は解消した。【００３３】
以上説明したように、実施例は、脱臭能力（例えば、硫化水素及びアンモニアの除去能力）は比較例とほぼ同程度であるが、充填層（第１充填層２５及び第２充填層４５）における余剰汚泥の蓄積は比較例に比して極めて少ない。
これは臭気ガス６１の装入（圧送）開始から前述の閉塞の徴候（第１充填層２５及び第２充填層４５における圧力損失の増大）がみられるまでの期間が、実施例は１６００日であったのに対し、比較例は７２０日であったことから明白である。
そして、第１充填層２５及び第２充填層４５における余剰汚泥の蓄積が生じても、実施例の場合には第１散水管２７及び第２散水管４７からの散水を増加させることで汚泥を洗浄除去することができたが、比較例ではそれができなかった。このことから生じる汚泥についても実施例のものは比較例のものより除去が容易であることがわかる（比較例に比して実施例はダウンタイムの減少等を図ることができる。）。
このように充填層への散水のｐＨを１．４以下とすることで、充填層への余剰汚泥の蓄積を防止又は減少させる（充填層洗浄工程を行う必要がないか又はその頻度が小さい）と共に、たとえ充填層へ余剰汚泥が蓄積してもその蓄積した余剰汚泥は容易に除去できる。【００３４】
以上の上記した実施例に示した脱臭装置（本装置１１）は、第１脱臭装置２１と、第１脱臭装置２１により脱臭された臭気ガスを受け入れ脱臭する第２脱臭装置４１と、を含んでいる。
第１脱臭装置２１は、微生物担持物が充填された充填層たる第１充填層２５と、該充填層たる第１充填層２５にｐＨ１．４以下（具体的には０．７〜１．４）の水である散水を散水する散水手段（ここでは第１受水槽２９と第１導管３３と第１ポンプ３５と第１散水管２７とにより構成される。）と、を備えてなり、該充填層（第１充填層２５）内に散水（下向き）と臭気ガス（上向き）とを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガス６１を脱臭する脱臭装置である。また、第１脱臭装置２１においては、微生物担持物が充填された充填層（第１充填層２５）に、ｐＨ１．４以下の水である散水と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガスを脱臭する脱臭方法が行われている。
第１脱臭装置２１は、さらに下記の構成（ａ）及び（ｂ）を有する処理槽（ここでは第１脱臭塔２３と第１受水槽２９とにより構成される。）を有する。（ａ）内部に臭気ガス及び散水が流通する経路（第１脱臭塔２３の内部空間）を有し、該経路に微生物担持物が充填された充填層（第１充填層２５）が配設されている。（ｂ）該充填層（第１充填層２５）の下方底部に、該充填層（第１充填層２５）を通過した散水を受ける受水部たる第１受水槽２９、該充填層（第１充填層２５）の下方に臭気ガスを該経路に導入する供給口たる入口２３ａ、及び該充填層（第１充填層２５）の上方に臭気ガスを該経路から排出する排出口たる出口２３ｂを有する。
第１脱臭装置２１は、処理槽（第１脱臭塔２３と第１受水槽２９）の受水部たる第１受水槽２９に受けられた水を散水として循環使用する循環使用手段（ここでは第１導管３３と第１ポンプ３５と第１散水管２７とにより構成される。）を有する。即ち、ここでは充填層（第１充填層２５）を通過した散水を再び充填層（第１充填層２５）に散水して（散水として）循環使用している。【００３５】
第２脱臭装置４１は、微生物担持物が充填された充填層たる第２充填層４５と、該充填層たる第２充填層４５にｐＨ１．４以下（具体的には０．５〜０．８）の水である散水を散水する散水手段（ここでは第２受水槽４９と第２導管５３と第２ポンプ５５と第２散水管４７とにより構成される。）と、を備えてなり、該充填層（第２充填層４５）内に散水（下向き）と臭気ガス（上向き）とを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガスを脱臭する脱臭装置である。また、第２脱臭装置４１では、微生物担持物が充填された充填層（第２充填層４５）に、ｐＨ１．４以下の水である散水と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させることで、臭気ガスを脱臭する脱臭方法が行われている。
第２脱臭装置４１は、さらに下記の構成（ａ）及び（ｂ）を有する処理槽（ここでは第２脱臭塔４３と第２受水槽４９とにより構成される。）を有する。（ａ）内部に臭気ガス及び散水が流通する経路（第２脱臭塔４３の内部空間）を有し、該経路に微生物担持物が充填された充填層（第２充填層４５）が配設されている。（ｂ）該充填層（第２充填層４５）の下方底部に、該充填層（第２充填層４５）を通過した散水を受ける受水部たる第２受水槽４９、該充填層（第２充填層４５）の下方に臭気ガスを該経路に導入する供給口（第２脱臭塔４３の下部４３ｃのうちダクト部７１の下端に連通する部分４３ｃ１）、及び該充填層（第２充填層４５）の上方に臭気ガスを該経路から排出する排出口たる出口４３ｂを有する。
第２脱臭装置４１は、処理槽（第２脱臭塔４３と第２受水槽４９）の受水部たる第２受水槽４９に受けられた水を散水として循環使用する循環使用手段（ここでは第２導管５３と第２ポンプ５５と第２散水管４７とにより構成される。）を有する。即ち、ここでは充填層（第２充填層４５）を通過した散水を再び充填層（第２充填層４５）に散水して（散水として）循環使用している。【００３６】
本装置１１は、本装置を２以上備えた脱臭装置（ここでは第１脱臭装置２１と第２脱臭装置４１とを備えている。）であって、１の脱臭装置である前段脱臭装置たる第１脱臭装置２１で脱臭処理された臭気ガスが、後続する１以上（ここでは１）の脱臭装置である後段脱臭装置たる第２脱臭装置４１に連続的に供給されて脱臭処理され、かつ前段脱臭装置（第１脱臭装置２１）における散水のｐＨ（具体的には、０．７〜１．４）よりも、後段脱臭装置（第２脱臭装置４１）における散水のｐＨ（具体的には、０．５〜０．８）が低い。なお、ここでは前段脱臭装置（第１脱臭装置２１）における散水のｐＨが０．７〜１．４であり、後段脱臭装置（第２脱臭装置４１）における散水のｐＨが０．５〜０．８であり、これら両者には０．７〜０．８の重複範囲があるように考えられるが、０．７〜１．４や０．５〜０．８の範囲は時間経過に伴うある程度の変動を示しており、同時に両ｐＨを比較すれば前段脱臭装置（第１脱臭装置２１）における散水のｐＨよりも、後段脱臭装置（第２脱臭装置４１）における散水のｐＨが低くなっている。また、ここでは第１脱臭装置２１と第２脱臭装置４１との２の本装置を備えているが、１のみの本装置を備えるものであっても、また３以上（３、４、５・・・）の本装置を備えるものであってよいことは言うまでもない。
本装置１１においては、微生物担持物が充填された２以上の充填層（ここでは第１充填層２５と第２充填層４５）に、ｐＨ１．４以下の水と臭気ガスとを互いに向流方向で流通させる臭気ガスの脱臭方法であって、１の充填層である前段充填層（第１充填層２５）を通過させた臭気ガスを、後続する１以上（ここでは１）の充填層である後段充填層（第２充填層４５）に連続的に供給して通過させ、かつ前段充填層（第１充填層２５）に通過させる水のｐＨ（０．７〜１．４）よりも、後段充填層（第２充填層４５）に通過させる水のｐＨ（０．５〜０．８）を低くしている。【００３７】
また、第１脱臭装置２１においては、微生物担持物が充填された充填層（第１充填層２５）に、ｐＨ１．４以下の水と硫黄系臭気成分を含む臭気ガスとを互いに向流方向で流通させ、該充填層（第１充填層２５）から排出された酸性水を回収（例えば、第１ポンプ３５の吐出液や第１排水管３７からの排水を回収するようにしてもよい。）する工程を含む、硫酸を含む酸性水の製造方法が行われている。そして、この硫酸を含む酸性水の製造方法は、前記充填層（第１充填層２５）から排出された酸性水を、再び微生物担持物が充填された充填層（第１充填層２５）に硫黄系臭気成分を含む臭気ガスと互いに向流方向で流通させ、該充填層（第１充填層２５）から排出された酸性水を回収する工程を含むものである。この硫酸を含む酸性水の製造方法は、第１脱臭装置２１を用いて行われている。この硫酸を含む酸性水の製造方法（本製法）により製造された第１脱臭装置２１における散水（硫酸を含む酸性水）は、硫酸の水溶液（硫酸の供給源）として用いることができる。
同様に、第２脱臭装置４１においては、微生物担持物が充填された充填層（第２充填層４５）に、ｐＨ１．４以下の水と硫黄系臭気成分を含む臭気ガスとを互いに向流方向で流通させ、該充填層（第２充填層４５）から排出された酸性水を回収（例えば、第２ポンプ５５の吐出液や第２排水管５７からの排水を回収するようにしてもよい。）する工程を含む、硫酸を含む酸性水の製造方法が行われている。そして、この硫酸を含む酸性水の製造方法は、前記充填層（第２充填層４５）から排出された酸性水を、再び微生物担持物が充填された充填層（第２充填層４５）に硫黄系臭気成分を含む臭気ガスと互いに向流方向で流通させ、該充填層（第２充填層４５）から排出された酸性水を回収する工程を含むものである。この硫酸を含む酸性水の製造方法は、第２脱臭装置４１を用いて行われている。この硫酸を含む酸性水の製造方法（本製法）により製造された第２脱臭装置４１における散水（硫酸を含む酸性水）は、硫酸の水溶液（硫酸の供給源）として用いることができる。
【図１】
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【国際調査報告】
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