(57)【要約】【課題】下水処理施設等から発生する臭気ガスの臭気成分を、その濃度が著しく変動する場合であっても優れた脱臭効果を発揮すると共に、運転コストを低減し得、長期間に亘って優れた処理性能を維持することが可能な臭気ガスの脱臭方法及び装置を提供する。【解決手段】臭気ガスを微生物固定化担体を用いて生物脱臭し、その生物脱臭処理ガスを活性炭を用いて吸着処理する臭気ガスの処理方法において、臭気ガスを予め水洗処理してから、生物脱臭処理するようにした。  また、臭気ガスを予め水洗処理する洗浄水のｐＨを約３以上に維持すること、臭気ガスを予め水洗処理するために使用された洗浄水を、生物脱臭に必要な散水に使用して処理することも特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭気ガスを微生物固定化担体を用いて生物脱臭し、その生物脱臭処理ガスを活性炭を用いて吸着処理する臭気ガスの処理方法において、臭気ガスを予め水洗処理してから、生物脱臭処理することを特徴とする臭気ガスの脱臭方法。
【請求項２】
臭気ガスを予め水洗処理する洗浄水のｐＨを約３以上に維持することを特徴とする請求項１記載の臭気ガスの脱臭方法。
【請求項３】
臭気ガスを予め水洗処理するために使用された洗浄水を、生物脱臭に必要な散水に使用して処理することを特徴とする請求項２記載の臭気ガスの脱臭方法。
【請求項４】
臭気ガスを生物処理する微生物固定化担体を充填した生物脱臭塔と、該生物脱臭塔の後段に活性炭を充填した活性炭吸着塔を設置する臭気ガスの脱臭装置において、予め臭気ガスを水洗処理する洗浄塔を生物脱臭塔の前段に設けたことを特徴とする臭気ガスの脱臭装置。
【請求項５】
洗浄塔に供給される洗浄水のｐＨを調整するための中和剤供給装置を設けることを特徴とする請求項４記載の臭気ガスの脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理場、し尿処理場及び食品工場や化学工場などから発生するガス中の不快な臭気成分を効率よく除去することができる臭気ガスの脱臭方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水、し尿などの処理施設及び各種工場などから発生する臭気ガスは、生活環境の改善要求が高まり、その脱臭対策が求められている。特に下水処理場等で発生する臭気ガスには、臭気成分として、硫化水素が比較的多く含まれ、その他にメチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチルなどの硫黄系臭気成分や、アンモニア等の塩基性ガスが含まれているため、これらの臭気成分を除去する必要がある。
【０００３】
これらの臭気成分を含む臭気ガスの脱臭方法としては、薬液洗浄法、吸着法、生物脱臭法、オゾン酸化法など各種のものが知られている。このうち吸着剤として活性炭を使用する活性炭吸着法と、生物脱臭法の一つである充填塔式生物脱臭法が多く用いられている。
活性炭吸着法は活性炭の吸着作用を利用する方法であり、多くの臭気成分を吸着除去できるという特徴を有しているが、吸着能が低下した活性炭を頻繁に取り替える必要があり、運転コストが高くなるという問題がある。
【０００４】
充填塔式生物脱臭法は、充填塔内に設けられた生物担体充填層（以下、単に充填層と記す）に臭気ガスを通すことにより臭気ガス中の臭気成分を分解除去する方法である。
この充填塔式生物脱臭法は、活性炭吸着法のように吸着剤の長期間使用による性能低下といった問題が生じないので、ランニングコストが安く、経済的な処理方法である。
【０００５】
しかし、充填塔式生物脱臭法は微生物を利用する方法であるため種々の問題がある。例えば、微生物を充填層内に生育するのに担体表面をぬれた状態に維持する必要がある。このことから、充填塔式生物脱臭塔（以下、単に生物脱臭塔と記す）の前段に、塔上部よりスプレー水を散水するスプレー塔などの加湿装置を備えて、生物脱臭塔に通気する臭気ガス中の水分濃度を飽和させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、被処理ガスの温度が冬季などに低下すると、微生物による悪臭物質の分解活性が低下する。このため、臭気ガスを、臭気ガスよりも温度の高いスプレー水を散水するスクラバーに通してスクラバー水と接触させ、臭気ガスの温度を予め昇温させて、生物脱臭塔に供給する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、充填塔式生物脱臭法では硫化水素のような易分解性の臭気成分は比較的除去しやすいものの、硫化メチル、二硫化メチルなどの難分解性の臭気成分は除去しにくい。また極端な臭気濃度の変動には追随することができない。このため、一般的に生物脱臭塔の後段に活性炭吸着塔を設けて処理する方法がとられる。
【０００８】
しかし、生物脱臭塔と活性炭吸着塔を組み合わせて使用しても、臭気成分濃度が高い場合や、極端な変動がある場合には対応できないので、更に別の処理塔を設ける方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
この方法は、生物脱臭塔と吸着塔を複数設け、その任意の間に触媒処理塔を設けて臭気成分を酸化分解処理する方法である。
この方法では、多数の処理塔を有するので、脱臭性能はよいが、生物脱臭塔と活性炭吸着塔の間に触媒を充填した高価な反応塔が必要になること、また、触媒の劣化などの問題もある。
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２４９９６号公報
【特許文献２】特開２００１−１３７６５２号公報
【特許文献３】特開平１１−４７５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、下水処理施設等から発生する臭気ガスの臭気成分を、その濃度が著しく変動する場合であっても優れた脱臭効果を発揮すると共に、運転コストを低減し得、長期間に亘って優れた処理性能を維持することが可能な臭気ガスの脱臭方法及びそのような機能を有する脱臭装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述した課題を達成するためになされたもので、以下の手段で解決された。
下水処理設備等から発生する臭気ガスの脱臭方法であって、臭気ガスを微生物固定化担体を用いて生物脱臭し、その生物脱臭処理ガスを活性炭を用いて吸着処理する臭気ガスの処理方法において、臭気ガスを予め水洗処理してから、生物脱臭処理するようにした。
【００１３】
また、臭気ガスを予め水洗処理する洗浄水のｐＨを約３以上に維持すること、臭気ガスを予め水洗処理するために使用された洗浄水を、生物脱臭に必要な散水に使用して処理することも特徴とする。
【００１４】
下水処理施設等から発生する臭気ガスを脱臭する装置であって、臭気ガスを生物処理する微生物固定化担体を充填した生物脱臭塔と、該生物脱臭塔の後段に活性炭を充填した活性炭吸着塔を設置する臭気ガスの脱臭装置において、予め臭気ガスを水洗処理する洗浄塔を生物脱臭塔の前段に設けるようにした。
【００１５】
また、洗浄塔に供給される洗浄水のｐＨを調整するための中和剤供給装置を設けることも特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
予め水洗処理で処理が容易な臭気ガス中の硫化水素などを除去し、その処理ガスを生物処理及び吸着処理する本発明の脱臭方法及び装置を使用することによって、下水処理施設等から発生するガス中の臭気成分の濃度が大きく変動しても、臭気成分を安定して除去することができる。
また、予め水洗処理することにより、生物脱臭塔の生物への影響が避けられ、かつ、活性炭吸着塔の活性炭の寿命も延ばすことができるので、経済的且つ長期間に亘って効率よく安定して処理することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態になんら限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能なものである。
図１は本発明による臭気ガスの脱臭方法を実施する装置の構成例を示す概略図である。図１に示すように、脱臭装置２０は、例えば、下水処理設備から発生する臭気ガスを脱臭するものであり、臭気ガスは、臭気成分として、例えば、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル、アンモニア等を含む。
【００１８】
脱臭装置２０は、その臭気ガスを予め水洗して臭気成分の一部を除去する洗浄塔１と、残部の臭気成分を生物脱臭処理する生物脱臭塔２及び活性炭吸着処理する活性炭吸着塔３
を備えている。
【００１９】
洗浄塔１の下部に臭気ガスである被処理ガスが被処理ガス導入管１００を介して供給され、洗浄塔１の上部より排出される。
洗浄塔１の内部には、被処理ガスと洗浄水との接触をよくするためのセラミックスやプラスチックス等の充填層４が配置されている。充填層４には洗浄水供給管Ｌ１及び散水管５によって洗浄水が供給され、これによって被処理ガス中の硫化水素やアンモニアの大部分が吸収除去される。
【００２０】
図に示した実施形態では、洗浄塔１内に充填層４を設ける場合を示したが、散水管５に微細な液滴を噴霧するスプレーノズル等を設けることにより、充填層４を割愛することも可能である。
なお、洗浄水は通常工業用水が使用されるが、使用してｐＨが低下すると、硫化水素などの吸収能力が低下するので、ｐＨが約２〜３以下になる場合は、洗浄水を中和する中和槽６に中和剤供給装置７より水酸化ナトリウムなどのアルカリ剤を添加してｐＨが約３以上になるように中和処理した後、洗浄塔１の上部に供給する。
【００２１】
洗浄塔１における被処理ガスの適した処理速度は概略ＳＶ３００〜１０００Ｈ−１程度である。また、適した液ガス比（Ｌ／Ｇ）は概略５〜１０ｌ／ｍ３程度である。
このような処理条件において、洗浄塔１では、硫化水素の約７０〜８０％、アンモニアの約４０〜５０％が除去される。
【００２２】
次いで、洗浄塔処理ガスは送ガス管１０１を介して生物脱臭塔２の下部に導入され、生物脱臭塔処理ガスが生物脱臭塔２の上部より排出される。
生物脱臭塔２の内部には、充填層８が配置されている。充填層８には微生物を付着させるセラミックスやプラスチック等の担体が充填されている。
【００２３】
充填層８には散水管９によって活性汚泥処理水等が供給され、これによって臭気成分を分解する微生物が増殖するようになっている。洗浄塔処理ガスはこの充填層８を通されるので、洗浄塔処理ガス中の臭気成分が分解され脱臭される。
生物脱臭塔２の処理速度は比較的遅いので、生物脱臭塔２の大きさは、通常ＳＶ１００〜２００Ｈ−１程度の処理速度になるように決められる。
【００２４】
この生物脱臭塔２では、生物脱臭塔２の入口ガスに対して通常硫化水素は約９０％、メチルメルカプタンは約８５％、硫化メチル及び二硫化メチルは約７０〜８０％、アンモニアは約４０％が除去される。中でも硫化水素については、洗浄塔１と同様、効率よく除去することができる。
【００２５】
本発明の方法では、生物脱臭塔２の前段に洗浄塔１を設けているので、通常大型となる生物脱臭塔２の大きさを概略１／２程度に小型化することも可能である。
【００２６】
なお、充填層８に散水される活性汚泥処理水等は活性汚泥処理設備（図示していない）等の活性汚泥処理水槽１０から、散水供給ポンプＰ３によって散水供給管Ｌ３を通して散水管９に導かれる。
また、生物脱臭塔２の底部は、充填層８から落下する散水を溜める水溜部１１となっており、溜水は系外に排出されて処理されるか、あるいは、溜水は微生物にとって最適なｐＨになるように調整した後、循環ポンプ（図示していない）によって汲み上げ、散水管９より充填層８に散水するようにしてもよい。なお、散水は充填層８の洗浄も兼ねて使用される。
【００２７】
生物脱臭塔２では臭気成分が少ない状態が続くと、臭気成分を栄養源とする微生物が死滅するので、洗浄塔１で使用されて硫化水素などを吸収した吸収液は微生物の栄養源として、夜間などの臭気濃度が低いときに、送液管Ｌ２を介して生物脱臭塔２の上部に送って散水し、処理することができる。
図１に示す実施形態では、洗浄塔１で使用されて硫化水素などを吸収した吸収液を、直接生物脱臭塔２の上部に供給したが、吸収液を中和処理した後、生物脱臭塔２の上部に供給するようにしてもよい。
【００２８】
なお、生物脱臭塔２において、充填層８を１層のみ使用する形態を説明したが、充填層８を２層以上、あるいは、生物脱臭塔２を２塔以上設けることも可能であり、また、各充填層の上方にそれぞれ散水管９を設けることも可能である。
【００２９】
生物脱臭塔２の処理ガスは、送ガス管１０２を介して、更に活性炭吸着塔３に送られ処理される。生物脱臭塔２の処理ガスは水分が飽和状態であり、水分含有量が高いので送ガス管１０２を介してミストセパレータ１２へ送られ、ガス中のミストが取り除かれた後、送ガス管１０３を介して活性炭吸着塔３に送られる。
【００３０】
活性炭吸着塔３に送られた生物脱臭塔２からの処理ガスが活性炭の充填層１３内を通過する過程で、洗浄塔１や生物脱臭塔２で吸収あるいは分解されずに残存した硫化メチル、二硫化メチル等の難分解性の臭気成分もほぼ完全に除去される。
【００３１】
一般に臭気ガスは臭気成分の発生量が一定であることは稀であり、季節や天候等によって変化する。また、下水処理施設の汚泥系では、汚泥貯留槽に汚泥が流入するときや、脱水機などに汚泥を移送するときには臭気濃度が上昇する。数倍程度の臭気変動である場合には、生物脱臭塔２のみでもかなりの処理が可能であるが、通常時、Ｈ２Ｓが約１０〜１００ｐｐｍ、ＮＨ３が約１〜５ｐｐｍの汚泥系臭気ガスではピーク時には通常時の約１０倍程度に達することがある。このような高濃度の臭気ガスの場合には、生物脱臭塔２では処理しきれず、後段の活性炭吸着塔３に大きな負荷がかかり、活性炭の寿命を短くする。
【００３２】
生物脱臭塔２の前段に小型で安価な洗浄塔１を設けることにより、臭気濃度が変動して臭気濃度が高くなった場合でも生物脱臭塔２に流入する臭気ガスの濃度を調整でき、生物脱臭塔２の臭気成分のリークを低く維持することができる。また、後段の活性炭吸着塔３の活性炭の寿命を数倍長く伸ばすことが可能である。
【００３３】
生物脱臭塔の前段に洗浄塔形式の加湿装置や温調装置を設けた従来技術（特許文献１、特許文献２）は、後段の生物脱臭塔の機能を高めるために、単に臭気ガスの加湿や温調を行うものであるが、本発明の方法では、硫化水素などの大部分を除去して後段の生物脱臭塔２の負荷を大きく低減できるという特徴を有する。もちろん、臭気ガスの加湿もでき、温度の高い洗浄水を使用すれば臭気ガスの昇温も可能である。
【００３４】
以上の通り、本発明では、予め洗浄塔１で臭気ガスを洗浄処理した後、生物脱臭塔２と活性炭吸着塔３からなる脱臭装置２０に臭気ガスを導入することにより、臭気ガスの濃度が大きく変動しても安定して高い脱臭性能を維持することができる。また、活性炭の寿命を大きく伸ばすことができるので経済的な臭気ガスの処理が可能である。
【００３５】
また、本発明では、臭気濃度の低い通常時は洗浄塔１の運転を休止し、生物脱臭塔２と活性炭吸着塔３の運転のみを行い、その処理ガスを大気へ放出し、汚泥の流入、汚泥の搬送、攪拌時などの臭気の高くなる時にのみ、洗浄塔１を運転し、洗浄塔１の処理ガスを更に生物脱臭塔２及び活性炭吸着塔３で処理するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係わる脱臭装置の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  洗浄塔
２  生物脱臭塔
３  活性炭吸着塔
４  充填層
５  散水管
６  中和槽
７  中和剤供給装置
８  充填層
９  散水管
１０  活性汚泥処理水槽
１１  水溜部
１２  ミストセパレータ
１３  充填層
【図１】
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