(57)【要約】【課題】バチルス菌を用いた脱臭方法を提案し、当該バチルス菌を長期間生存させることにより、設備維持のコストを抑えた脱臭方法及びその装置を提供することを目的としている。【解決手段】臭気の流入口から流出口の間にバチルス菌を担持させた充填材を設けることにより臭気を浄化する脱臭装置であって、前記充填材として軽石を用いたことを特徴とする脱臭装置を提供する。また、バチルス菌を含有する水溶液と軽石とを曝気することによりバチルス菌を軽石に担持させた後、前記軽石を臭気の流入口から流出口の間に配置し臭気を通過させることにより、臭気を浄化することを特徴とする脱臭方法を提供すると共に、臭気の流入口から流出口の間に配置された軽石に水を供給することにより、軽石に担持したバチルス菌を長期生存させるようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭気の流入口から流出口の間にバチルス菌を担持させた充填材を設けることにより臭気を浄化する脱臭装置であって、前記充填材として軽石を用いたことを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】
バチルス菌を含有する水溶液と軽石とを曝気することによりバチルス菌を軽石に担持させた後、前記軽石を臭気の流入口から流出口の間に配置し臭気を通過させることにより、臭気を浄化することを特徴とする脱臭方法。
【請求項３】
臭気の流入口から流出口の間に配置された軽石に水を供給することにより、軽石に担持したバチルス菌を長期生存させるようにしたことを特徴とする請求項２記載の脱臭方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱臭装置に関するものであり、特にバチルス菌を用いた微生物による脱臭に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
臭気の吸着材として一般に知られている材料としては、ナノ単位の孔を持つ活性炭やゼオライトが挙げられ、これらの材料を用いた空気清浄機は種々発明されている（特許文献１）。
【０００３】
また、従来からバチルス菌等をはじめとする微生物を用いた脱臭方法及び装置は提案されている。例えば、特許文献２においてはバチルス菌を用いた脱臭フィルターが開示されている。この脱臭フィルターの充填材としては活性炭やピートモス、珪藻土、セラミック、ゼオライト等が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４５９９８号公報
【特許文献２】特開２００１−３５２９７２号公報
【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、多孔質の材料を用いて悪臭成分を吸着させる方法においては、孔が飽和すると吸着力を失うため、定期的に多孔質材料を交換することが必要であり、維持管理に大きなコストがかかるという問題点があった。
【０００６】
また、脱臭能力を維持したままバチルス菌を長期間生存させるためには、ミネラル溶液として、カリウム、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、コバルト等の燐酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物等を含浸させる必要があった（特許文献１）。
【０００７】
そこで本発明ではバチルス菌を用いた脱臭方法を提案し、当該バチルス菌を長期間生存させることにより、設備維持のコストを抑えた脱臭方法及びその装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）臭気の流入口から流出口の間にバチルス菌を担持させた充填材を設けることにより臭気を浄化する脱臭装置であって、前記充填材として軽石を用いたことを特徴とする脱臭装置を提供することにより、上記課題を解決する。
【０００９】
（２）バチルス菌を含有する水溶液と軽石とを曝気することによりバチルス菌を軽石に担持させた後、前記軽石を臭気の流入口から流出口の間に配置し臭気を通過させることにより、臭気を浄化することを特徴とする脱臭方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【００１０】
（３）臭気の流入口から流出口の間に配置されている前記軽石に水を供給することにより、軽石に担持したバチルス菌を長期生存させるようにしたことを特徴とする（２）記載の脱臭方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１１】
軽石の孔は１０μｍ前後のものが多いため、体長１０μｍ以下のバチルス菌がゾウリムシ等の捕食動物から身を隠す避難孔となることが期待できる。
【００１２】
バチルス菌を長期間培養するためにはケイ素（Si）とマグネシウム（Mg）を含有した培地、並びに水が必要である。軽石にはケイ素（Si）やマグネシウム（Mg）が含まれているので、他の添加物を必要とすることなく、水のみでバチルス菌を担持させることができる点で、ゼオライトやパーライト等の他の充填材と比較して適切である。さらに軽石は軽量で保水性が高く、かつ高い透水性を有し、バチルス菌の培養には適した充填材である。
【００１３】
臭気成分にはアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン等がある。このうち畜産から出る臭気は主にタンパク質由来の硫黄や窒素化合物である。このため根本的な解決方法として、吸着ではなく、悪臭成分を持つタンパク質を分解させれば、フィルターの交換等の手間を大幅に減らすことができ、バチルス菌は脱臭能力が高いことが知られているため、本発明による脱臭の高い効果が期待できる。
【００１４】
脱臭の際に用いる電源はファン及び循環ポンプのみでよく、コストの削減につながる。また、浄化に用いられるバチルス菌を担持する軽石は、バチルス菌を含む水をフィルターに供給し、当該水を循環させることによって、長期間生存可能であり、維持管理の手間を最小限に抑えられる。さらに、浄化能力が極端に落ちた場合は、フィルターを交換するのみでよく、この点でも維持管理の手間が削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明について、図面を用い詳細に説明する。図１は本発明に係る脱臭装置の全体図である。脱臭装置１は空気の脱臭ユニットAと、中間ユニットBと、排出部ユニットCとからなる。脱臭ユニットAには流入口４と、流入口４付近に設置されるファン４１と、ファン４１に吸い込まれた臭気を通過させて脱臭する脱臭フィルター２と、脱臭フィルター２に水を供給するための噴霧ノズル５と、が設けられている。中間ユニットBは内部が空間となっており、適宜省略可能となるように着脱可能な構成とされている。排出部ユニットCには脱臭した空気を排出するための開閉可能な排出口６が設けられている。臭気はファン４１を起動させることによって流入口４から吸い込まれ、脱臭フィルター２を通過して排出口６から外部へ放出される。排出口は開閉可能であるため、放出量を適宜調節することが可能である。尚、臭気を吸い込む際にはファンを覆うようにダクト４３を取り付け、特定の臭気を吸い込み、脱臭することができる。
【００１６】
図２はバチルス菌を担持させた脱臭フィルター２の破断図である。そして図３はそのA-A断面図である。脱臭フィルター２には格子状の金属網２１内部にバチルス菌を担持した軽石３が充填されている。脱臭ユニットAには当該脱臭フィルター２が複数枚直列に挿入され、臭気を通過させることが好ましい。金属網２１の大きさは最も小さい軽石でもこぼれ落ちないように、粒径よりやや狭い網を取り付けることが望ましい。無論、軽石を保持しておくことができれば金属網に限られることはなく、複数孔の開いた枠を用いてもよい。また、合成樹脂等の非金属材料で構成することもでき、さらに通気性の膜等も用いることもできる。
【００１７】
前記軽石３はバチルス菌を担持しているが、その担持方法については、軽石３と、バチルス菌を含有する水とを曝気することにより行う。例えば、下水処理施設から回収される乾燥汚泥１００ｇと水３８ｌ〜４０ｌとを混合し、水きりかご等に入れた軽石と共に曝気することができる。土壌改良剤を加えてもよい。エアレーション中に溶液中を軽石３が激しく移動することにより、軽石３にバチルス菌が定着するようになる。軽石３の大きさによって曝気時間は異なるが、水溶液が透明になるまで曝気を行うと、軽石の内部にバチルス菌を生息させることができる。例えば最大粒径が概ね２４ｍｍまでのものは７日間前後、１５ｍｍまでのものは５日間前後、６．５ｍｍまでのものについては４日間前後、３０℃前後の水温下で曝気した場合には、軽石３にバチルス菌を担持させることができる場合が多い。温度条件や菌の多さ、強さによって曝気時間は変動するものであるから、様子を見ながら適宜時間を設定することが好ましい。
【００１８】
バチルス菌を長期生存させるために、噴霧ノズル５を用いて脱臭フィルター２内の軽石３に水を供給する。噴霧、液滴下等、種々の方法で水を供給することができる。真水を用いた場合はｐＨ変化を抑制することができないので、当該水にバチルス菌を含有させることが望ましい。一般に利用されている脱臭装置においてはｐＨ変化が最も大きな課題であり、高価な調整剤を必要としている。バチルス菌にはｐＨ防止能力があると考えられるため、バチルス菌を含有する水を供給することにより、バチルス菌を軽石に補給し、フィルターの使用期間を長くすることができる。また、流れ落ちた水を回収して、ポンプ２４で揚水し、再度噴霧ノズル５から軽石に供給することにより、循環させることもできる。この循環において、バチルス菌を含有した水と軽石３を曝気することにより、軽石３にバチルス菌を担持させた際に用いた水溶液を用いることができる。
【００１９】
図４は脱臭ユニットAの破断図である。空気の流入口４から浄化フィルター２を通過して排出口６に到達するにあたり、ミストキャッチャー２２によって水分を保持させ、排出口から水分が放出しないようにすることが好ましい。また、浄化フィルター２を複数設置できるように、ガイド２３を設けることができる。尚、噴霧ノズルは脱臭ユニットAの上部であって、浄化フィルター２の上部であることが望ましい。フィルターの上部から軽石３に水を給水することにより、フィルター内の軽石に水が供給され易いと考えられるためである。無論、浄化フィルターの側面や底面から軽石３に水を供給しても差し支えない。
【００２０】
このように、脱臭ユニットA、中間ユニットBと、排出部ユニットCの順に水平に取り付け、空気をAからCに向かって通過させるにあたり、浄化フィルター２を通過した空気を中間ユニットB内部に一度滞留させ、その後排出口から排出することにより、悪臭成分の除去されたものとすることができる。
【００２１】
また、屋外で使用することも可能とするため、防滴、防水性を備えた装置とすることが好ましい。そこでインバータ制御器を専用ボックスに格納し、ファンについても防水性のあるものを用いることができる。
【実施例１】
【００２２】
脱臭ユニットA、中間ユニットB、排出部ユニットCを分離、結合可能に取り付けることによって、中間ユニットBを取り外し、脱臭ユニットAと排出部ユニットCのみを取り付けることが可能になる。この場合、空気を脱臭ユニットAから排出部ユニットCに向かって通過させることにより脱臭することになる。図１５はこの実施例１に係る脱臭装置の全体図である。本実施例によれば最適な形態で述べた脱臭装置よりも大きさがコンパクトになり、移動も容易になるという利点がある。
【００２３】
下記に本発明を用いた脱臭実験の結果を示す。３０分間連続運転を行い、フィルターの分解能力の変動を調査した。尚、実験当時の気温は１０℃前後、外気の湿度は５０％前後の環境であった。図５乃至図１０に示すように、バチルス菌が担持していない軽石と担持している軽石とでは明らかに脱臭能力の差が見られると共に粒径の差によって分解できる成分にも差が生じている。まず、図５は粒径の小さな軽石の場合のメルカプタンの脱臭効果に関するグラフであり、図６は硫化水素に関するグラフであるが、これらの図から明らかなように、粒径の小さな軽石はメルカプタン及び硫化水素を低減させることができる。しかし図７に示すアンモニアの脱臭効果に関するグラフではアンモニアについては効果が見られないことが推察される。
【００２４】
一方、図８は粒径の大きな軽石の場合の９０分間にわたる連続運転のメルカプタン脱臭能力に関するグラフであり、図９は同様の条件下での硫化水素に関するグラフであるが、これらの図から明らかなように、粒径の大きな軽石はメルカプタンの分解において、5分間では効果が見られず、３０分後に効果を発揮し始めたことがわかる。硫化水素の低減能力については、粒径の小さなものと同様の効果が見られた。図１０に示すアンモニアの脱臭効果に関するグラフでは、粒径の小さなものと同様に５分間でも３０分間でも大差は見られなかった。９０分後にはメルカプタン及び硫化水素の除去能力は衰えていなかったことが推察される。
【００２５】
上記結果より、粒径の小さい軽石の方が大きいものに比べてメルカプタンの分解能力が高く、硫化水素については両者が同程度の処理能力があり、アンモニアにはいずれも効果が少ないことが判明した。
【００２６】
このことから、粒径の差によって脱臭成分が変化するため、各大きさの粒径の軽石を混合することが望ましい。そこで図１１に示すように大きさの異なる軽石がそれぞれ収容されている浄化フィルターを重ね、３０分間連続運転を行い脱臭した。この時、粒径の大きいものを手前に、小さいものを後方に配置することが好ましい。
【００２７】
実験結果を図１２乃至１４に示す。これらのグラフから明らかなように、メルカプタン、硫化水素、アンモニアとも良い結果となり、脱臭効果が見られる。これは軽石の大きさにより分解する成分が異なることに加え、密度の高い粒径の小さい軽石を後方に配置することで、悪臭成分がバチルスに合い、分解される機会が多くなるとともに、臭気の流速が遅くなることで、ゆっくりと分解できるという効果があると推察される。
【００２８】
また、メルカプタンと硫化水素においては５分後から既に悪臭成分を分解できていることが分かる。
【００２９】
尚、図１１に示すような、大きさの異なる軽石がそれぞれのフィルターに収容されているものを直列につないで使用しなくても、一つの浄化フィルターの中に大きさの異なる軽石を収容したものを、直列につないで用いることもできる。この場合、隙間なく軽石が詰められるため、一つのフィルターの密度や比表面積が高くなることから、バチルス菌と臭気成分が接触する機会が多くなり、脱臭能力も向上するものと推察される。
【実施例２】
【００３０】
最適の形態及び実施例１においては、ファン２１を回転させて脱臭ユニットAに空気を送り込み排出部ユニットCから放出するという流れであったが、ファン２１を逆回転させて排出孔から臭気を吸い込むようにし、排出部ユニットCから脱臭ユニットAに向かって臭気を脱臭することもできる。つまり、最適の形態及び実施例１の構成をそのままに、ファンを逆回転させるのが実施例２である。
【００３１】
最適の形態で説明した構成の装置を逆回転させて用いる際には、中間ユニットB内部の空間部分に悪臭の原因となるものを格納し、脱臭することも可能である。
【００３２】
尚、上記のように臭気を排出口ユニットCから脱臭ユニットAに逆に流す場合、ミストキャッチャー２３の位置は、浄化フィルター２とファン４１との間に設けることが好ましい。このようにすることで、放出される空気に水分が含まれることを防止するためである。
【実施例３】
【００３３】
さらに、図１６に示すように脱臭ユニットAを中間ユニットBと排出部ユニットCの間に設ける構成とすることもできる。つまり、中間ユニットB、脱臭ユニットA、排出部ユニットCの順で結合させ、中間ユニットBには開閉可能な扉４４を設けて、内部空間に臭気の元となるものを格納する。ファン４１で中間ユニットBからの臭気を吸い込みながら浄化フィルター２で浄化し、排出口６から空気を放出することもできる。
【００３４】
無論、ファンを逆回転してCからAに向かって臭気を脱臭することもできる。この場合、中間ユニットBを省略することも可能である。
【実施例４】
【００３５】
上述した形態及び実施例はすべて水平方向に空気を流出させるものであった。しかしながら、垂直方向に空気が流れるように脱臭装置を設置することも可能である。この場合の装置の構成は上述した形態及び実施例と同様であるが、装置の設置方向を垂直に立てることによって行う。例えば、上から、脱臭ユニットA、中間ユニットB、排出部ユニットCの順に配置し、上部でファン４１を回転させて臭気が下から上に向かって流れるように、臭気を吸い込む構成とすることができる。
【００３６】
無論、上から、脱臭ユニットA、中間ユニットB、排出部ユニットCの順に配置し、空気の流出方向が上から下となるようにファン４１を回転させることも可能であり、臭気の成分により、流出方向を決定することが好ましい。
【００３７】
また、上から排出部ユニットC、中間ユニットB、脱臭ユニットAの順に取り付け、上から下に臭気を放出する構成にしても良いし、下から上に臭気を放出する構成としても良い。
【００３８】
そして、軽石に供給する水は脱臭ユニットAの上面には限られず、側面や下方側から供給することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の浄化フィルターを、既存の換気扇の近傍に設けるならば、焼肉店の臭気をはじめ、部屋にこもった臭気を排出する際に、脱臭することができ、今後の脱臭装置の開発において役立つ技術である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る脱臭装置の全体図である。
【図２】浄化フィルターの平面図である。
【図３】浄化フィルターのA-A断面図である。
【図４】脱臭ユニットAに格納される脱臭フィルター及びミストキャッチャーの図である。
【図５】粒径の小さい軽石のメルカプタンの浄化能力を示すグラフである。
【図６】粒径の小さい軽石の硫化水素の浄化能力を示すグラフである。
【図７】粒径の小さい軽石のアンモニアの浄化能力を示すグラフである。
【図８】粒径の大きな軽石のメルカプタンの浄化能力を示すグラフである。
【図９】粒径の大きな軽石の硫化水素の浄化能力を示すグラフである。
【図１０】粒径の大きな軽石のアンモニアの浄化能力を示すグラフである。
【図１１】脱臭ユニットAの構成図である。
【図１２】各種粒径の軽石の浄化フィルターを用いた場合のメルカプタンの浄化能力を示すグラフである。
【図１３】各種粒径の軽石の浄化フィルターを用いた場合の硫化水素の浄化能力を示すグラフである。
【図１４】各種粒径の軽石の浄化フィルターを用いた場合のアンモニアの浄化能力を示すグラフである。
【図１５】実施例１に係る脱臭装置の全体図である。
【図１６】実施例３に係る脱臭装置の全体図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  脱臭装置
２  浄化フィルター
３  軽石
４  流入口
５  噴霧ノズル
６  排出口
７  制御手段
２１  金属網
２２  ミストキャッチャー
２３  ガイド
２４  ポンプ
４１  ファン
４３  ダクト
【図１】
2007167259.tif 000003
【図２】
2007167259.tif 000004
【図３】
2007167259.tif 000005
【図４】
2007167259.tif 000006
【図５】
2007167259.tif 000007
【図６】
2007167259.tif 000008
【図７】
2007167259.tif 000009
【図８】
2007167259.tif 000010
【図９】
2007167259.tif 000011
【図１０】
2007167259.tif 000012
【図１１】
2007167259.tif 000013
【図１２】
2007167259.tif 000014
【図１３】
2007167259.tif 000015
【図１４】
2007167259.tif 000016
【図１５】
2007167259.tif 000017
【図１６】
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