(57)【要約】【課題】硫黄系臭気物質を含む臭気ガスの微生物による脱臭処理の効率を向上させ、生物脱臭装置の小型化及び処理性能の向上を図る。【解決手段】生物脱臭装置１の各脱臭処理室２０、３０のそれぞれに、硫黄系臭気物質を分解する微生物を固定化した多孔質セラミック製の担体を充填して上流側及び下流側充填層２１、３１を形成し、臭気ガスを上流側充填層２１を通過させて主に易分解性の硫黄系臭気物質を分解した後、下流側充填層３１を通過させて主に難分解性の硫黄系臭気物質を分解する。下流側充填層３１の担体を上流側充填層２１の担体よりも小粒にし、下流側充填層３１の単位体積あたりの担体表面積及び担体総表面積を上流側充填層２１よりも大きくする。【選択図】図１
2007260559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄系臭気物質を含む臭気ガスを流通させるガス流路と、
該ガス流路の上流側に配置され、主に易分解性の前記硫黄系臭気物質を分解する微生物を固定化した担体を充填した上流側充填層と、
前記ガス流路の下流側に配置され、主に難分解性の前記硫黄系臭気物質を分解する微生物を固定化した担体を充填した下流側充填層とを備え、
前記臭気ガスを前記上流側充填層と前記下流側充填層に順次通過させて脱臭を行う生物脱臭装置であって、
前記上流側充填層に充填した担体の総表面積を該上流側充填層の体積で除した値をＥ１、前記下流側充填層に充填した担体の総表面積を該下流側充填層の体積で除した値をＥ２としたとき、
Ｅ１＜Ｅ２であることを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項２】
請求項１に記載された生物脱臭装置において、
前記下流側充填層に充填した担体の総表面積が、前記上流側充填層に充填した担体の総表面積よりも大きいことを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された生物脱臭装置において、
前記上流側充填層及び下流側充填層の担体が粒状に形成され、かつ前記下流側充填層の担体が前記上流側充填層の担体よりも小粒に形成されていることを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載された生物脱臭装置において、
前記上流側充填層及び下流側充填層の担体は、多孔質セラミックからなることを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載された生物脱臭装置において、
前記上流側充填層に散水し、該上流側充填層のｐＨを調整する上流側ｐＨ調整手段と、
前記下流側充填層に散水し、該下流側充填層のｐＨを調整する下流側ｐＨ調整手段とを備え、
前記上流側充填層と前記下流側充填層のｐＨを独立に制御することを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項６】
硫黄系臭気物質を含む臭気ガスを、微生物を固定化した担体を充填した上流側充填層及び下流側充填層に順次通過させ、前記担体に固定化された微生物により前記硫黄系臭気物質を分解して脱臭する生物脱臭方法であって、
前記上流側充填層に前記臭気ガスを通過させ、主に易分解性の前記硫黄系臭気物質を分解する工程と、
前記下流側充填層に前記臭気ガスを通過させ、主に難分解性の前記硫黄系臭気物質を分解する工程とを有し、
前記上流側充填層に充填した担体の総表面積を該上流側充填層の体積で除した値をＥ１、前記下流側充填層に充填した担体の総表面積を該下流側充填層の体積で除した値をＥ２としたとき、Ｅ１＜Ｅ２としたことを特徴とする生物脱臭方法。
【請求項７】
請求項６に記載された生物脱臭方法において、
前記下流側充填層に充填した担体の総表面積を前記上流側充填層に充填した担体の総表面積よりも大きくしたことを特徴とする生物脱臭方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載された生物脱臭方法において、
前記上流側充填層に散水し、該上流側充填層のｐＨを０．５以上５以下に調整する工程と、
前記下流側充填層に散水し、該下流側充填層のｐＨを６以上８以下に調整する工程とを有することを特徴とする生物脱臭方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、臭気ガスに含まれる臭気物質を微生物を利用して分解、脱臭するための生物脱臭装置、及び生物脱臭方法に関し、特に、臭気物質として硫黄系臭気物質を含む臭気ガスを効率よく脱臭するための生物脱臭装置、及び生物脱臭方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場や畜産施設、各種廃水処理施設等で発生するガスには、臭気物質として硫化水素、硫化メチル、二硫化メチル、メチルメルカプタンを主体とした硫黄系臭気物質が多量に含まれており、その発生源となる設備や季節等により変動するものの、中でも硫化水素が比較的高濃度で含まれているのが一般的である。これら臭気物質を含む臭気ガスは、周辺住民の住環境の維持や環境保全、施設内の安全確保の観点等から、臭気物質を除去して脱臭した後に大気中へ放出される。
【０００３】
この臭気ガスの脱臭方法としては、活性炭吸着法や薬液洗浄法等の臭気物質を物理的、化学的に除去する方法が従来から多用されているが、近年では、これらに比べて維持管理が容易でランニングコストが低い生物脱臭法が注目され、下水処理場を中心に広く普及しつつある。この生物脱臭法は、好気性微生物（ここでは硫黄系臭気物質酸化菌）の臭気物質を捕食して酸化分解する機能を利用して脱臭するものであり、このような微生物を固定化した担体を充填した充填層に臭気ガスを供給し、担体に生息する微生物により各硫黄系臭気物質を硫酸へと酸化分解して脱臭を行う。
【０００４】
ここで、硫黄系臭気物質の微生物による分解のされ易さ（分解性）には差があり、比較的容易に分解される易分解性の硫化水素に比べて、硫化メチル、二硫化メチル、メチルメルカプタンは、分解速度が遅く難分解性である。これは、硫化水素が硫酸に直接分解されるのに対し、他の硫黄系臭気物質は、一旦中間生成物に変換されてから硫酸に変換される、即ち、硫化メチルと二硫化メチルは、メチルメルカプタンに一旦変換された後、元から存在するメチルメルカプタンと共に更に硫化水素に変換されてから硫酸に分解されるからである。また、各硫黄系臭気物質を酸化分解する微生物は、種毎に異なる生息環境を好み、例えば硫化水素を分解する硫化水素酸化菌はｐＨ２〜４でも活性を維持できるが、上記した他の硫黄系臭気物質の酸化菌は中性域（ｐＨ６〜８程度）で活性化し、ｐＨ５以下では充分な機能を発揮できない。
【０００５】
従って、臭気ガスを前記担体の充填層に供給すると、多量に含まれている易分解性の硫化水素を中心に臭気物質の分解が進行し、それに伴い硫酸が生成されて充填層のｐＨが次第に低下する。その結果、硫化水素酸化菌は活性化して増殖する一方、他の硫黄系臭気物質酸化菌は生息が困難になり、硫化メチル、二硫化メチル、メチルメルカプタンの分解性能が徐々に低下する。そこで、従来、硫化水素酸化菌と他の酸化菌の生息域を分離し、それぞれに適した環境で生育して臭気ガスを順次供給し、臭気物質の分解処理性能（脱臭処理性能）の低下を抑制する生物脱臭装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
図３は、この従来の生物脱臭装置１００の概略構成を示す側断面図である。
生物脱臭装置１００は、図示のように、臭気ガスの流入口１１１と流出口１１２とを有する生物脱臭塔１１０を備え、その内部を隔壁１１３により区画して、ガス流路の上流側と下流側の２つの脱臭処理室１２０、１３０を形成し、それぞれに粒状の担体１２１Ａ、１３１Ａを複数充填して充填層１２１、１３１を形成している。この隔壁１１３の上端部には脱臭処理室１２０、１３０同士を連通させるガス通路１１４が形成されており、流入口１１１から供給された臭気ガスは、上流側脱臭処理室１２０を上昇して上流側充填層１２１を通過して脱臭され、ガス通路１１４を通って下流側脱臭処理室１３０に入り、下降して下流側充填層１３１を通過して更に脱臭されて流出口１１２から排出される。
【０００７】
また、各脱臭処理室１２０、１３０の上部には、充填層１２１、１３１のそれぞれに散水する散水手段１２２、１３２が設けられるとともに、各底部に、散水されて各充填層１２１、１３１を通過した水を貯水するための貯水槽１２３、１３３が形成されており、それらの間に設けられたポンプ１２４、１３４を駆動して水を循環使用する。この貯水槽１２３、１３３には、水を補給する水補給管１２５、１３５とオーバーフロー配管１２６、１３６とが接続され、その水面位置が一定に保持されるとともに、水補給管１２５、１３５に取り付けられたｐＨ調整剤注入管１２７、１３７から注入されるｐＨ調整剤により、貯水槽１２３、１３３の水のｐＨを所定範囲内に調整して維持する。
【０００８】
なお、臭気ガスの脱臭は、ガス中の臭気物質が担体１２１Ａ、１３１Ａ表面の水分に吸収され、それらを担体１２１Ａ、１３１Ａに固定化された各酸化菌が取り込んで酸化分解することで行われる。従って、各充填層１２１、１３１への散水は、担体１２１Ａ、１３１Ａ表面の乾燥を防止して水膜等が形成された状態を確実に維持する役割を有する。同時に、この散水は、担体１２１Ａ、１３１Ａを洗浄し、脱臭により生成した硫酸を排除して充填層１２１、１３１のｐＨを調整する他に、担体１２１Ａ、１３１Ａ上の微生物の生息に必要な水分補給も兼ねている。
【０００９】
この従来の生物脱臭装置１００では、上流側充填層１２１の担体１２１Ａに主に硫化水素酸化菌を固定化するとともに、上流側貯水槽１２３の水をその生息に適したｐＨに調整し、調整後の水を散水して上流側充填層１２１を硫化水素酸化菌に適した生息環境に維持する。また、下流側充填層１３１の担体１３１Ａに他の硫黄系臭気物質の酸化菌を固定化するとともに、下流側貯水槽１３３の水をそれらの生息に適したｐＨに調整し、調整後の水を散水して下流側充填層１３１を他の酸化菌に適した生息環境に維持する。
【００１０】
このように、各酸化菌の生息域を分離してそれぞれに適した環境で生育し、供給する臭気ガス中の比較的高濃度で易分解性の硫化水素は上流側充填層１２１で分解除去し、難分解性の他の硫黄系臭気物質（硫化メチル、二硫化メチル、メチルメルカプタン）は下流側充填層１３１で分解除去する。以上のように、この従来の装置１００では、それぞれの酸化菌を各充填層１２１、１３１内で活性を維持したまま分離して生育し、臭気物質の分解処理性能の低下を抑制している。
【００１１】
ここで、微生物の分解処理能力には一定の限度があり、臭気物質、特に難分解性の硫黄系臭気物質を効率よく分解するためには、臭気ガスと担体１２１Ａ、１３１Ａの接触面積を大きくしたり、接触時間を長くする等して、より多くの微生物に分解を行わせる必要がある。しかしながら、この従来の装置１００では、担体１２１Ａ、１３１Ａの形態や充填密度等の充填の態様については、以上のような観点からの考慮は特になされておらず、従って、接触面積や時間が不足する等して臭気物質の分解処理の効率が低くなる恐れがある。
【００１２】
このような問題に対しては、充填層１２１、１３１の容積を大きくして担体１２１Ａ、１３１Ａをより多く充填することで対処できるが、この場合には、装置１００が大型化して広い設置スペースが必要となり、設備コストが増加するという問題が生じる。また、充填層１２１、１３１の容積は変えずに担体１２１Ａ、１３１Ａの粒径を小さくし、その比表面積を大きくしても、臭気ガスとの接触面積が増加して処理効率の向上に効果がある。しかしながら、この場合には、臭気ガスが通過する各担体間の隙間も狭くなるため、そこに異物が詰まりやすくなり、充填層１２１、１３１が閉塞等して臭気ガスの円滑な通過が妨げられる恐れがある。
【００１３】
即ち、例えば下水処理場等で発生する臭気ガスでは、臭気物質として硫化水素が全体の８０〜９０％程度を占めるのが一般的であるが、このような硫化水素の濃度が高い臭気ガスを処理する場合には、硫黄系臭気物質の分解反応の中間生成物である単体硫黄が析出することがあり、析出硫黄が蓄積して担体間の間隔が狭く、又は閉塞する恐れがある。同時に、硫化水素をエネルギー源とする硫化水素酸化菌が臭気ガスの上流側で急速に増殖し、上記した析出硫黄と共にヘドロ状の団塊を形成することがあり、これにより担体間の隙間が詰まる恐れもある。このような場合には、充填層１２１、１３１が閉塞して臭気ガスが流れ難くなるとともに、微生物と臭気物質の接触が妨げられ、分解処理の効率や性能が低下するという問題が生じる。この硫黄の析出や団塊の形成は、硫化水素を分解除去する上流側充填層１２１で特に生じやすく、また、季節的な変動等で硫化水素濃度が一時的に増加したときにも生じる恐れがある。
【００１４】
なお、臭気物質の含有量が変動する臭気ガスを、生物脱臭装置のみで安定して脱臭処理するのは難しく、また、そのような臭気ガスを確実に脱臭するために装置を大型化する場合には設備コストが増加する。そこで、このような生物脱臭装置では、ガスの流出口に活性炭吸着塔を連結し、ガス中に残留する低濃度の臭気物質を吸着除去することが広く行われている。また、活性炭は、水分が表面に付着すると臭気物質の吸着能力が低下する等、寿命が短くなる傾向があるため、活性炭吸着塔を設ける場合には、そのガス流入口の手前にガス中のミストを除去するミストセパレータを設け、かつ、ガスを活性炭吸着塔に送り込むための脱臭ファン（ブロア）を設けるのが一般的である。
【００１５】
従って、この場合には、脱臭システムを構成する機器が多くなるとともに、それらを含む装置の全体が大型化して設置スペースも広くなり、設備コストが増加するという問題が生じる。加えて、装置全体の消費エネルギーや保守点検作業の回数及び手間も増加し、かつ活性炭等の消費材の定期的な交換も必要である等、ランニングコストが増加するという問題も生じる。
【００１６】
【特許文献１】特開平８−３２３１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、硫黄系臭気物質を含む臭気ガスの微生物による脱臭処理の効率を向上させ、生物脱臭装置の小型化及び処理性能の向上を図るとともに、設備コストやランニングコストを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１の発明は、硫黄系臭気物質を含む臭気ガスを流通させるガス流路と、該ガス流路の上流側に配置され、主に易分解性の前記硫黄系臭気物質を分解する微生物を固定化した担体を充填した上流側充填層と、前記ガス流路の下流側に配置され、主に難分解性の前記硫黄系臭気物質を分解する微生物を固定化した担体を充填した下流側充填層とを備え、前記臭気ガスを前記上流側充填層と前記下流側充填層に順次通過させて脱臭を行う生物脱臭装置であって、前記上流側充填層に充填した担体の総表面積を該上流側充填層の体積で除した値をＥ１、前記下流側充填層に充填した担体の総表面積を該下流側充填層の体積で除した値をＥ２としたとき、Ｅ１＜Ｅ２であることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された生物脱臭装置において、前記下流側充填層に充填した担体の総表面積が、前記上流側充填層に充填した担体の総表面積よりも大きいことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載された生物脱臭装置において、前記上流側充填層及び下流側充填層の担体が粒状に形成され、かつ前記下流側充填層の担体が前記上流側充填層の担体よりも小粒に形成されていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載された生物脱臭装置において、前記上流側充填層及び下流側充填層の担体は、多孔質セラミックからなることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載された生物脱臭装置において、前記上流側充填層に散水し、該上流側充填層のｐＨを調整する上流側ｐＨ調整手段と、前記下流側充填層に散水し、該下流側充填層のｐＨを調整する下流側ｐＨ調整手段とを備え、前記上流側充填層と前記下流側充填層のｐＨを独立に制御することを特徴とする。
請求項６の発明は、硫黄系臭気物質を含む臭気ガスを、微生物を固定化した担体を充填した上流側充填層及び下流側充填層に順次通過させ、前記担体に固定化された微生物により前記硫黄系臭気物質を分解して脱臭する生物脱臭方法であって、前記上流側充填層に前記臭気ガスを通過させ、主に易分解性の前記硫黄系臭気物質を分解する工程と、前記下流側充填層に前記臭気ガスを通過させ、主に難分解性の前記硫黄系臭気物質を分解する工程とを有し、前記上流側充填層に充填した担体の総表面積を該上流側充填層の体積で除した値をＥ１、前記下流側充填層に充填した担体の総表面積を該下流側充填層の体積で除した値をＥ２としたとき、Ｅ１＜Ｅ２としたことを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項６に記載された生物脱臭方法において、前記下流側充填層に充填した担体の総表面積を前記上流側充填層に充填した担体の総表面積よりも大きくしたことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項６または７に記載された生物脱臭方法において、前記上流側充填層に散水し、該上流側充填層のｐＨを０．５以上５以下に調整する工程と、前記下流側充填層に散水し、該下流側充填層のｐＨを６以上８以下に調整する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、硫黄系臭気物質を含む臭気ガスの微生物による脱臭処理の効率を向上させることができ、生物脱臭装置の小型化及び処理性能の向上が図れるとともに、設備コストやランニングコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の生物脱臭装置の概略構成を示す側断面図であり、図２は、図１のＦ−Ｆ矢視図である。
この生物脱臭装置１は、図３に示す従来の生物脱臭装置１００と同様に、下水処理場等で発生する硫化水素、硫化メチル、二硫化メチル、メチルメルカプタンを主体とする硫黄系臭気物質を含む臭気ガスを、上記した各種微生物を固定化した担体を用いて脱臭するための装置であり、臭気ガス中の硫黄系臭気物質を微生物により硫酸へと酸化分解して脱臭する。
【００２１】
生物脱臭装置１は、図１、２に示すように、臭気ガスの流入口１１と流出口１２とを有する略箱状の生物脱臭塔１０を備え、その内部を隔壁１３によりガス流路の上流側（流入口１１側）と下流側（流出口１２側）の２つの脱臭処理室２０、３０に区画している。各脱臭処理室２０、３０は、断面略矩形（図２参照）の角筒状をなし、上下方向の略中央部分のそれぞれに微生物を固定化した担体を複数充填し、略同一体積の上流側及び下流側充填層２１、３１を形成している。隔壁１３の上端部には各脱臭処理室２０、３０同士を連通させるガス通路１４が形成されており、流入口１１から供給された臭気ガスは、生物脱臭塔１０内のガス流路に沿って、まず、上流側脱臭処理室２０を上昇して上流側充填層２１を通過して脱臭された後、ガス通路１４を通って下流側脱臭処理室３０に入り、下降して下流側充填層３１を通過して更に脱臭されて流出口１２から排出される。
【００２２】
また、生物脱臭装置１の上部には、各充填層２１、３１に散水するための散水装置４０が設けられている。散水装置４０は、散水する水を貯水槽等から送り出すポンプ（図示せず）と、ポンプからの水の流量を調節するための流量計４１Ａやバルブ４１Ｂ等からなる水流量調節手段４１と、散水する水を各充填層２１、３１の上方まで分岐して導く散水管４２と、散水管４２の分岐した各経路中に設けられた電動弁４３と、各充填層２１、３１の上方のそれぞれに配置された複数の散水ノズル４４とを有する。
【００２３】
この散水装置４０は、水流量調節手段４１で水の流量を調節しつつ各電動弁４３を独立に作動させ、それぞれを所定のタイミングで開閉して散水ノズル４４から各充填層２１、３１に間欠的に散水し、生成される硫酸の除去や微生物への水分補給等を行う。また、各充填層２１、３１への散水時間や散水周期、又は散水量等を相互に独立に制御して各充填層２１、３１からの硫酸の除去量を調節する等し、それらのｐＨを独立に調整するようになっている。従って、散水された各水を受ける後述する各貯水槽２２、３２には図示しないｐＨ測定手段が設けられており、その測定値又は経験則等に基づいて散水を行う。なお、ここでは、上流側充填層２１のｐＨが０．５以上５以下に、下流側充填層３１のｐＨが６以上８以下を維持するように調整している。
【００２４】
一方、生物脱臭塔１０（各脱臭処理室２０、３０）の底部には、散水された水を貯水するための貯水槽２２、３２が設けられており、これらは隔壁１３の下端部に形成された通水孔１５を介して互いに連通している。また、生物脱臭塔１０の一側面（図１では脱臭処理室２０の手前側の側面）には、オーバーフロー管１６が、臭気ガスの流入口１１及び流出口１２よりも低い位置に接続され、貯水槽２２、３２の水面位置を臭気ガスの入出を妨げない一定位置に維持するとともに、下端部に排水時等に使用するドレン１７が接続されている。この貯水槽２２、３２は、生物脱臭塔１０内の湿度をある程度の高さに維持し、充填層２１、３１の担体の乾燥を防止して微生物による臭気物質の酸化分解（脱臭）の処理効率の低下を防止する役割等を有する。
【００２５】
また、この生物脱臭装置１は、上流側充填層２１に充填した担体の総表面積を上流側充填層２１の体積で除した値をＥ１、下流側充填層３１に充填した担体の総表面積を下流側充填層３１の体積で除した値をＥ２としたとき、Ｅ１＜Ｅ２となるように構成されている。即ち、各充填層２１、３１に異なる寸法や形態の担体を充填したり、或いは担体の充填態様を変化させる等して、下流側充填層３１の単位体積あたりの担体表面積（担体表面積の密度：ｍ２／ｍ３）を、上流側充填層２１のそれよりも大きくし、これにより下流側充填層３１の臭気ガスとの接触面積を増加させている。
【００２６】
本実施形態では、両充填層２１、３１の担体を、多数の連通孔が形成された略円柱状の多孔質セラミックで形成し、かつ、上記した関係を満たすため、上流側充填層２１の担体を大粒（例えば、直径１０ｍｍ、長さ２５ｍｍ）に、下流側充填層３１の担体を小粒（例えば、直径６ｍｍ、長さ１０ｍｍ）に形成している。なお、これら大粒の担体と小粒の担体は、それぞれ大きさにばらつきがあるが、大粒の担体の一つ当たりの体積の平均値と小粒の担体の一つ当たりの体積の平均値に統計的有意差（粒子径の平均値の差が、大粒の担体と小粒の担体の体積のばらつきの分散よりも大きいこと）がある場合であれば、目的の効果は得られる。
【００２７】
従って、本実施形態では、上流側充填層２１と下流側充填層３１の担体は、各充填層２１、３１の単位体積あたりの担体の個数は上流側充填層２１よりも下流側充填層３１で大きくなるものの、各充填層２１、３１の単位体積あたりに含まれる担体一つ一つの体積の合計は略等しくなる。ここで「大きくなる」とは、それぞれの充填層２１、３１の中から任意の部分をとって個数を計数したときの分散よりも、それぞれの充填層２１、３１の単位体積あたりに含まれる担体一つ一つの体積の合計の平均値の差が大きい場合を言い、「略等しくなる」とは、それぞれの充填層２１、３１の中から任意の部分をとって充填層２１、３１の単位体積あたりに含まれる担体一つ一つの体積の合計した値の分散よりも、それぞれの充填層２１、３１の単位体積あたりに含まれる担体一つ一つの体積の合計の平均値の差が小さい場合を言う。
【００２８】
また、各充填層２１、３１の担体は、寸法以外の他の性状、例えば連通孔の形状や気孔率等を略同一に形成しており、担体表面積の密度は下流側充填層３１が上流側充填層２１よりも高くなる。同時に、本実施形態では各充填層２１、３１を略同一体積に形成しているため、下流側充填層３１に充填した担体の総表面積が、上流側充填層２１に充填した担体の総表面積よりも大きくなっている。以上、各充填層２１、３１について略円柱状の担体を例に採り詳説したが、リボン状、円筒状、ブラシ状、球状、その他の形状であって充填層２１、３１に充填されて、個数、体積及び表面積に関して以上と同様の関係が成り立つ全ての担体において、本実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００２９】
なお、本実施形態における各担体の多数の連通孔は、臭気ガスと接する表面積を大きくするとともに、充分な保水性や生成物の洗浄性、耐久性や強度等が得られるような形状及び密度等（例えば、直径約１ｍｍ、気孔率７７％、瞬間吸水率１５０％等）に形成されている。また、ここでは、各担体をシリカとアルミナ等からなる酸化物セラミック（例えば、ＳｉＯ２が８８％、Ａｌ２Ｏ３が８％）で形成しているが、各種酸化物セラミックや炭化物セラミック、窒化物セラミック等、強度の高い他のセラミックで形成してもよい。
【００３０】
この上流側充填層２１の担体には、比較的含有量が高く易分解性の硫黄系臭気物質（硫化水素）を酸化分解する酸化菌を主に、下流側充填層３１の担体には、比較的含有量が低く難分解性の他の硫黄系臭気物質（硫化メチル、二硫化メチル、メチルメルカプタン）を酸化分解する酸化菌を主に、それぞれ固定化して担持させている。
【００３１】
微生物の固定化は、装置１の運転開始に先立つ微生物の種付操作と馴養運転により行うが、この固定化は、それぞれの担体に予め各微生物を付着させてから各充填層２１、３１に充填して行ってもよく、また、馴養運転により、各微生物にそれぞれの適した環境への棲み分けを行わせて微生物相を形成する、即ち、ｐＨが０．５以上５以下の上流側充填層２１で硫化水素酸化菌を増殖させ、ｐＨが６以上８以下の下流側充填層３１で他の酸化菌を増殖させて行ってもよい。
【００３２】
次に、この生物脱臭装置１による硫黄系臭気物質を含む臭気ガスの脱臭処理について説明する。
まず、臭気ガスを流入口１１から上流側脱臭処理室２０に供給し、その内部を上昇させて上流側充填層２１を通過させ、その担体に固定化した微生物により、主として易分解性の硫化水素を分解する。続いて、硫化水素の大部分を除去した臭気ガスを、ガス通路１４を通して下流側脱臭処理室３０に移動させ、その内部を下降させて下流側充填層３１を通過させ、その担体に固定化した微生物により、主として難分解性の他の硫黄系臭気物質と、場合によっては未分解の残留硫化水素を分解する。その後、臭気物質を除去して脱臭したガスを流出口１２から大気中等へ排出する。
【００３３】
以上の生物脱臭塔１０のガス流路に沿った臭気ガスの流通を連続して行うと、各臭気物質の分解による硫酸の生成に伴い、次第に各充填層２１、３１のｐＨが低下していく。その為、所定のタイミングで散水装置４０により各充填層２１、３１に散水して硫酸を除去するが、上記したように、散水時間を調節する等して各充填層２１、３１のｐＨを独立に調整し、上流側充填層２１のｐＨを硫化水素酸化菌の生息に適した５以下であって０．５以上に維持し、下流側充填層３１のｐＨを他の難分解性の硫黄系臭気物質酸化菌の生息に適した６以上８以下に維持する。
【００３４】
このように、本実施形態の生物脱臭装置１では、各微生物をそれぞれに適した環境で活性を維持したまま生息させ、各充填層２１、３１のそれぞれの臭気物質の分解処理効率及び性能を向上させる。また、硫化メチル、二硫化メチル、メチルメルカプタンを同一の下流側充填層３１で処理し、それらを分解する各微生物に同一箇所で微生物群（ミクロフローラ）を形成させ、フローラ内の微生物間で中間生成物の受け渡しを行わせて分解処理の効率を向上させる。同時に、上流側充填層２１で含有量の高い硫化水素を除去した後に、臭気ガスを下流側充填層３１に通過させることで、下流側充填層３１での硫酸の生成量を抑制し、そのｐＨが過度に低下及び変動するのを防止する。これにより、下流側充填層３１のｐＨの制御を容易化し、その微生物の活性が低下するのを防止して処理効率の低下を抑制する。
【００３５】
また、下流側充填層３１の単位体積あたりの担体表面積（臭気ガスとの接触面積）を大きくして単位体積あたりの臭気物質の分解性能（分解量）を高くし、難分解性の硫黄系臭気物質の処理効率を向上させる。同時に、上流側充填層２１に対して下流側充填層３１の担体の総表面積を大きくし、難分解性の硫黄系臭気物質をより多くの微生物に接触させて、その分解処理の性能を高くして臭気ガスの脱臭を確実に行う。
【００３６】
ここで、上記したように、担体の粒径を小さくして担体間の間隔を狭くした場合には、析出硫黄や増殖した微生物等が団塊を形成し、担体間の隙間を塞いで充填層を閉塞させることがある。しかしながら、下流側充填層３１で分解する難分解性の硫黄系臭気物質は、臭気ガス中での濃度が比較的低く、例えば一般的な下水処理場での発生ガスでは全臭気物質の１０〜２０％程度であるため、それらを捕食する微生物の急激な増殖や硫黄の析出は生じ難い。従って、本実施形態のように小粒な担体を下流側充填層３１に充填しても、閉塞による臭気ガスの滞留や脱臭の処理効率の低下が生じることはない。一方、上流側充填層２１では、比較的濃度が高い易分解性の硫黄系臭気物質を分解するため、微生物が増殖等して閉塞する恐れが高いが、上流側充填層２１には大粒な担体を充填し、担体間の間隔を広くしているため、団塊が生じた場合であっても充填層２１が閉塞等するのが防止され、これによっても脱臭の処理効率の低下を抑制している。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の生物脱臭装置１によれば、臭気ガスの脱臭処理の効率を向上させることができ、これに伴い、下流側充填層３１の体積をより小さくしても従来と同量の臭気ガスの処理が可能となるため、下流側充填層３１の小スペース化による装置１の小型化を図ることができる。加えて、装置１の脱臭処理性能も高まり、従来よりも多量の臭気物質を分解できるため、臭気ガスの脱臭をより確実に行うことができる。
【００３８】
その結果、流出口１２におけるガス中の臭気物質の濃度をより低くできるため、従来の装置では残留臭気物質の除去に必要であった活性炭吸着塔やミストセパレータ、脱臭ファンを省略することができる。従って、機器の数が減少して装置全体の消費エネルギーや保守点検作業を削減でき、かつ活性炭等の消費材の定期的な交換等も不要となるため、装置１のランニングコストを低減することができる。また、装置１の小型化及び設置スペースの縮小化等を図れるため、装置１の設備コストを低減することもできる。
【００３９】
但し、生物脱臭装置１を設置する施設や処理するガスの種類等によっては、活性炭吸着塔が必要となることもある。しかしながら、本実施形態の生物脱臭装置１によれば、上記したように、硫酸の生成量が少なくｐＨがより低下しにくい難分解性の硫黄系臭気物質を処理する脱臭処理室３０（下流側充填層３１）をガスの流出口１２側に配置したため、そこでの硫酸除去等に必要な散水量を上流側脱臭処理室２０（上流側充填層２１）よりも少なくすることができる。その為、排出ガス中のミストを減少させることができ、ミストセパレータ等を省略したり、或いは、活性炭吸着塔の活性炭に吸着する水分量を減少させて、活性炭の寿命を長くする、即ち、その交換回数等を減少させることができる。従って、このような場合でも、設備コストやランニングコストを低減することができる。
【００４０】
また、この生物脱臭装置１では、担体を多数の連通孔を有する多孔質セラミックで形成したため、臭気ガスと接する担体の表面積を大きくできるとともに、微生物の生息数を増加させることができ、更に、微生物の担体への固定化能も高くなるため、臭気物質を効果的に分解して装置１による臭気ガスの脱臭処理効率及び脱臭性能を向上させることができる。同時に、多孔質セラミックは、その連通孔形状により脱臭生成物（硫酸）の洗浄性が高いため、間欠的な散水のみで硫酸を系外に効率的に排出でき、高い脱臭効率及び性能を長期間に亘って維持することができる。
【００４１】
加えて、担体の保水性も高くなるため、微生物の生息や、臭気物質の吸収及び微生物への受け渡しに必要な担体表面の水分をより確実に保持することができ、脱臭処理効率や性能の低下を防止することもできる。更に、担体の強度や耐久性も高くなるため、劣化による担体の交換や補充が不要となり、ランニングコストを低減できるとともに、担体の圧密化や、それに伴う臭気ガスの圧力損失の増大等も防止でき、臭気ガスが流れ難くなるのを抑制して処理効率や性能の低下を防止できる。
【００４２】
ここで、生物脱臭装置１の散水には、通常の水道水や河川水等を使用してもよいが、例えば装置１を下水処理場に設置する場合には、比較的水量が多く、かつｐＨに対する緩衝能力が高く浮遊物の少ない砂ろ過水を使用するのが好ましいが、砂ろ過水を必要量確保できないときには、ストレーナ処理した２次処理水を使用してもよい。また、この装置１では、散水した水を再利用せずに排出する、いわゆる一過式散水方式を採用したが、散水用水を確保できない場合には、図３に示す前記従来の生物脱臭装置１００と同様に、生成される硫酸を苛性ソーダ等により中和し、水のｐＨを所定範囲に維持しつつ循環させて再利用してもよい。
【００４３】
なお、本実施形態では、担体を略円柱状に形成したが、例えば球状やブロック状、又はリング状、円筒状等の他の形状の粒状に形成してもよい。また、担体は、多孔質セラミック以外に、例えばポリプロピレンやウレタン等の合成樹脂製の多孔質成形体やスポンジ状成形体、軽石、溶岩、ＡＬＣ（Autoclaved Light-weight aerated Concrete：軽量気泡コンクリート）等のコンクリート類、表面積が大きいピート、木炭、木片、活性炭等の他の多孔質材等で形成してもよく、ピッチ系、アクリル系、セルロース系、フェノール系等の繊維や繊維状活性炭を所定形状や塊状等に形成し、又は、そのまま各繊維を充填して担体としてもよい。
【００４４】
更に、本実施形態では、生物脱臭装置１として、生物脱臭塔１０を１枚の隔壁１３で２室に区画した２塔一体構造のものを例に採り説明したが、生物脱臭塔に隔壁を設けずに、２つの充填層をガス流路に沿って塔内の上下方向や左右方向に並設して順次通過させる１塔構造の装置や、２つの塔をパイプ等で連結する２塔構造の装置にも、本実施形態と同様の上流側及び下流側充填層を形成することができる。また、臭気ガスを３つの脱臭処理室に順次通過させる３塔構造の装置や、２つの上流側脱臭処理室と、それらの何れにも連通する１つの下流側脱臭処理室を備え、上流側脱臭処理室を交互に切り替えて使用する３塔切替構造の装置等、上流側と下流側の充填層を有する３塔以上の装置にも本発明は適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態の生物脱臭装置の概略構成を示す側断面図である。
【図２】図１のＦ−Ｆ矢視図である。
【図３】従来の生物脱臭装置の概略構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・生物脱臭装置、１０・・・生物脱臭塔、１１・・・流入口、１２・・・流出口、１３・・・隔壁、１４・・・ガス通路、１５・・・通水孔、１６・・・オーバーフロー管、１７・・・ドレン、２０・・・上流側脱臭処理室、２１・・・上流側充填層、２２・・・貯水槽、３０・・・下流側脱臭処理室、３１・・・下流側充填層、３２・・・貯水槽、４０・・・散水装置、４１・・・水流量調節手段、４１Ａ・・・流量計、４１Ｂ・・・バルブ、４２・・・散水管、４３・・・電動弁、４４・・・散水ノズル。
【図１】
2007260559.tif 000003
【図２】
2007260559.tif 000004
【図３】
2007260559.tif 000005