(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水膨潤性繊維からなる縄状の生物脱臭用充填材であって、該充填材は、縄の両端が裁断され、該裁断された縄の両端の繊維を熱処理又は接着剤又は圧着子で固定したものであることを特徴とする生物脱臭用充填材。
【請求項２】
水膨潤性繊維からなる縄状の生物脱臭用充填材であって、該充填材は、縄を結び、結び目を設けることで該縄の繊維を固定し、該結び目の両端を裁断したものであることを特徴とする生物脱臭用充填材。
【請求項３】
請求項１又は２記載の生物脱臭用充填材を充填した充填層を備え、該充填層に散水する散水装置と、該充填層に悪臭ガスを通気するガス流出入口とを有することを特徴とする生物脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、悪臭ガスの脱臭に係り、特に下水処理場、し尿処理場、各種工場等から発生する臭気ガスを、生物学的に脱臭するための生物脱臭用充填材と生物脱臭装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微生物を付着させた担体を充填した充填層に、臭気ガスを通気して生物学的に脱臭する充填塔式生物脱臭法は、低コストで効率良く硫化水素を除去できることから、硫化水素を主成分とする臭気が発生する下水処理場等で、脱臭対策における中心的役割を担っている。
しかし、本方法は、硫化水素以外の悪臭物質、例えば、メチルメルカプタン、硫化メチル及び二硫化メチル等に対する除去性能は必ずしも十分でない。
したがって、後処理脱臭用の活性炭吸着塔が不可欠であり、この活性炭吸着塔への負荷を低減するために、悪臭物質除去性能を向上させることが大きな課題の一つとなっている。
【０００３】
従来、硫化水素のみならず、メチルメルカプタン、硫化メチル及び二硫化メチル等の悪臭物質除去性能を高率除去するためには、天然繊維状有機物（ピート）や、吸水性合成繊維等の微生物付着性が良好で、大量の微生物を保持できる充填材を用いる方法がある。
ピートは、比表面積、空隙率、保水性、親水性、微生物付着性の面において、生物脱臭用充填材として優れた特性を有する反面、材質の強度に欠けると共に、生物分解性があるため、長期間原形を維持することが困難である欠点があった。
吸水性合成繊維は、ピートと同様に、比表面積、空隙率、保水性、親水性、微生物付着性の面において優れた特性を有するのに加えて、耐生物分解性や耐薬品性のある優れた素材である。しかし、ピートと同様に、材質の強度に欠けるといった唯一の欠点があった。
【０００４】
この欠点を補うために、吸水性合成繊維からなる生物脱臭用充填材において、吸水性合成繊維の強度を保つため、繊維直径が０．０１〜０．２ｍｍであることが好ましいとされている。また、合成繊維の成形体（嵩高成形体）の繊維密度が低いと、保形性、耐圧密性が不足することから、吸水性合成繊維の成形体の密度は０．０３〜０．２５ｇ／ｃｍ3程度であることが望ましいとされている。また、充填材に耐圧密性を持たせるために、吸水性合成樹脂に対して、吸水性や保水性に劣る反面強度がある素材、例えば、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の剛毛状合成繊維を配合する方法を提唱している。しかし、これらの方法は、吸水性合成繊維の成形体の製造方法を煩雑にするだけでなく、吸水性合成繊維の比表面積を減らしたり、充填材に占める吸水性合成繊維の含有率を低減することになるため、悪臭物質除去の観点から好ましい方法とは言えない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決し、吸水性合成繊維製の比表面積や充填材に占める吸水性合成繊維の含有率を下げることなく、きわめて安価かつ容易な方法で作成できる、保形性、耐圧密性に優れた吸水性合成繊維製生物脱臭用充填材とそれを用いた生物脱臭装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、水膨潤性繊維からなる縄状の生物脱臭用充填材であって、該充填材は、縄の両端が裁断され、該裁断された縄の両端の繊維を熱処理又は接着剤又は圧着子で固定したものであることを特徴とする生物脱臭用充填材としたものである。
また、本発明では、水膨潤性繊維からなる縄状の生物脱臭用充填材であって、該充填材は、縄を結び、結び目を設けることで該縄の繊維を固定し、該結び目の両端を裁断したものであることを特徴とする生物脱臭用充填材としたものである。
さらに、本発明では、前記の生物脱臭装置用充填材を充填した充填層を備え、該充填層に散水する散水装置と、該充填層に悪臭ガスを通気するガス流出入口とを有することを特徴とする生物脱臭装置としたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、吸水性合成繊維の一種であるビニロンがトラックロープ等の素材として汎用されており、このロープが吸水性・保形性・耐圧密性に優れていることに着目し、これを簡単に成形することで、生物脱臭装置の充填材に適用できることを見出してなされた。
本発明ては、一本一本の繊維の状態では、保形性・耐圧密性は小さい吸水性合成繊維を、縄状に編むことによって、強度を増したものを充填材に適用した。すなわち、本発明の縄の定義は、一本一本の繊維が互いに密着した構造の繊維集合体であり、密着構造をとることによって保形性・耐圧密性を有するものである。したがって、繊維の集合方法に制約はないが、集合体の強度の観点から、三つ編み、金剛編み等の集合方法が好ましい。
【０００８】
縄は、荷物固定用のロープや魚網などに汎用されているとおり、引張り強度が大きいばかりでなく、一本一本の繊維が隙間無く束ねられているため、繊維の方向に対して垂直方向の保形性・耐圧密性にも優れる。さらに、ビニロン等の水膨潤性の繊維を用いた場合では、繊維は、吸水することによって繊維の一本一本が膨らむため、繊維が縄状に強固に束ねられていると、吸水状態では応力が働いて強度が増す。したがって、吸水状態での保形性・耐圧密性が要求される生物脱臭用充填材の素材としては、極めて好都合である。
本発明で用いる縄は、繊維一本一本の集合体であるため、表面に適度に凹凸がある。そして、吸水性合成繊維の素材自体が、微生物付着性に優れることは前述したとおりであるが、表面に適度な凹凸があることが、一層微生物の付着性を向上させると共に、有効比表面積を増大させる利点がある。
【０００９】
さらに、散水された水が、繊維の密着面において、毛細管現象で充填材全体に行き渡ると共に、多量に保持されることも生物脱臭用充填剤として有利な点である。このように、繊維を密着構造にすることによって保水性が高まるため、必ずしも繊維の材質自体に高い吸水性が必要ではないが、繊維の材質自体に高い吸水性・親水性を有するものがより好適である。このような吸水性合成繊維の種類に限定はないが、例としては、ナイロン、ビニロン、ビスコースレーヨン、キュプラ、アセテート、アクリル等、公定水分率が２％以上のものが挙げられる。本発明の充填材では、吸水性合成繊維単独でも保形性・耐圧密性を有するものであるから、補強のために他の素材を配合する必要はないが、軽量化や低コスト化の観点で、他の素材を配合することができる。配合する他の素材についても限定はないが、例としては、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等が挙げられる。このような配合材の配合割合は、任意の範囲で選定できるが、吸水性合成繊維の含有率を大幅に下げるような配合は望ましくない。
【００１０】
本発明で用いる縄は、保形性・耐圧密性が備わっているため、市販の縄をそのまま用いても良いし、充填材として使用し易い形に裁断、成型しても良い。縄の直径は、３〜５０ｍｍ程度のものが良く、さらに、好ましいのは直径５〜２０ｍｍのものである。充填材として使用し易い形に裁断する場合は、裁断物の一部を圧着結合することによって、繊維の分散を防止加工することが望ましい。裁断する長さは、３〜１００ｍｍ、さらに好ましくは直径５〜５０ｍｍである。圧着結合は、合成繊維性のロープを結んで、結び目の両端を裁断する方法や、合成繊維性のロープ端を熱処理あるいは接着剤、圧着子などで固定すればよい。裁断は、圧着部のみを残す形で行ってもよいし、圧着していない部分を残して行なってもよい。このように圧着していない部分を適度に残すことによって、圧着していない部分のみ繊維がほぐれ、比表面積・微生物付着性が向上し、良好な微生物担持体表面として機能する。もちろん、ほぐれた部分の強度は低下するが、充填材のうちの圧着加工部分が保形性・耐圧密性を有するため、生物脱臭用の充填材としては支障は無い。
【００１１】
本発明の充填材は、縄を細かく裁断することなく、長い状態のままで生物脱臭用充填材として適用できる。このような形態では、縄の一部を圧着加工する必要は無い。この充填材の形態では、ロープを縦方向に並べてつるす方法、ロープを編んだものを縦方向かもしくは横方向に並べる方法、ロープを並べて固定した型枠を並べて充填する方法等、種々の形態をとることができる。この形態の縄の直径は３〜５０ｍｍ程度のものが良く、さらに好ましいのは直径５〜２０ｍｍのものである。また、縄の長さは、圧着加工しなくても繊維が分散しない程度の長さであれば良く、１本の長さが１００ｍｍ以上であることが望ましい。
【００１２】
以下に、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の充填材の一例を示す斜視図である。
充填材は、吸水性合成繊維製の縄を圧着加工して作成される。圧着部１の他に、必要に応じて圧着していない部分２を残しておくと良い。
図２は、本発明の他の例を示す斜視図である。縄３は長い状態のまま使用し、支持材４に吊して用いる。したがって、繊維を圧着加工しなくても、繊維が分散する心配は無い。
図３は、本発明の生物脱臭装置の断面図である。
充填塔７は、微生物を担持させるための充填材９を充填した充填層８と、充填層８に散水用水１０を散水するための散水部１１と、散水した後の水を排水するための配水管１２を備える。
散水部１１から充填層８に対して散水すると共に、臭気ガス５を充填塔７に導入し、臭気ガス５中に含まれる悪臭物質を除去し、処理ガス６として排出する。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。
実施例１
図３に示す生物脱臭装置の充填層に、図１（ａ）に示す充填材を充填し、下水処理施設の汚泥処理工程から発生する臭気を原ガスとして、脱臭処理した。運転条件は次のとおりである。
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【００１４】
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脱臭処理開始から１ヶ月経過後、処理ガスの悪臭物質濃度は、硫化水素０．００１ｐｐｍ以下、メチルメルカプタン０．００１ｐｐｍ以下、硫化メチル０．００１ｐｐｍ以下、二硫化メチル０．００１ｐｐｍ以下となった。以後、長期にわたって安定した悪臭物質除去性能を示し、充填層の圧力損失も２００Ｐａ程度の低い値で安定した。脱臭処理開始から１ヶ月経過後の脱臭成績を表１に示す。
【００１５】
比較例１
充填材に、ポリ塩化ビニリデン製の縄を用いて、充填材を作成したこと以外、実施例１と同じ条件で脱臭処理した。
脱臭処理開始から１ヶ月経過後、処理ガスの悪臭物質濃度は、硫化水素０．００１ｐｐｍ以下、メチルメルカプタン０．０１９ｐｐｍ、硫化メチル０．１５ｐｐｍ、二硫化メチル０．３２ｐｐｍであり、実施例１に比べて悪臭物質除去性能は低かった。以後、長期にわたって脱臭運転を継続しても、実施例１の悪臭物質除去性能には到達しなかった。充填層の圧力損失は、長期間１５０Ｐａ程度の低い値を維持した。脱臭処理開始から１ヶ月経過後の脱臭成績を表１に示す。
【００１６】
比較例２
圧着加工を施していない吸水性合成繊維を、充填材を用いた以外、実施例１と同じ条件で脱臭処理した。
脱臭処理開始から１ヶ月経過後、処理ガスの悪臭物質濃度は、硫化水素０．００１ｐｐｍ以下、メチルメルカプタン０．００１ｐｐｍ以下、硫化メチル０．００１ｐｐｍ以下、二硫化メチル０．００１ｐｐｍ以下であり、実施例１と同等の悪臭物質除去性能を示した。しかし、充填層の圧密が顕著であり、圧密に伴なって充填層の圧力損失は、徐々に上昇した。圧力損失は、１ヶ月目で５００Ｐａ、３ヶ月目で１５００Ｐａを示し、通気量が低下した。１ヶ月経過後の脱臭成績を表１に示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
【発明の効果】
本発明では、一本一本の繊維の状態では、保形性・耐圧密性は小さい吸収性合成繊維を縄状に編むことによって、強度を増したものを充填材に適用できる。すなわち、一本一本の繊維が互いに密着した構造の繊維集合体からなり、密着構造をとることによって保形性・耐圧密性を有する。また、保形性・耐圧密性に優れた充填材を用いることで、充填層の圧力損失の上昇をまねくことなく、高い悪臭物質除去性能を得ることができる。さらに、本発明では、微生物を付着させるための充填材を充填した充填層に、水を散布しながら臭気ガスを導入し生物学的に脱臭する装置において、充填材を汎用品である吸水性合成繊維から低コストかつ簡単な方法で作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の充填材の一例を示す斜視図。
【図２】本発明の充填材の他の例を示す斜視図。
【図３】本発明の生物脱臭装置の断面図。
【符号の説明】
１：吸水性合成繊維を圧着した部分、２：吸水性合成繊維を圧着していない部分、３：吸水性合成繊維製の縄、４：縄を吊るす支持材、５：臭気ガス、６：処理ガス、７：充填塔、８：充填層、９：充填材、１０：散水用水、１１：散水部、１２：配水管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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