(57)【要約】【課題】複数段の担体層における微生物の付着・増殖の差を少なくすることにより、１台の攪拌装置でかき混ぜる場合においても、余剰微生物を均等に剥離して処理性能の低下を防ぐことができる排ガス処理装置を提供すること。【解決手段】微生物が付着した複数段の担体層２を処理槽１内に直列に配設し、処理槽１に導入した排ガスを各担体層２を順次通過させることにより生物分解する排ガス処理装置において、処理槽１への排ガスの導入管１４から分岐して２段目以降の担体層２の入口付近に接続する分岐管１５を設けるとともに、導入管１４と分岐管１５の流量を調整する流量調整機構８、９を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物が付着した複数段の担体層を処理槽内に直列に配設し、処理槽に導入した排ガスを各担体層を順次通過させることにより生物分解する排ガス処理装置において、処理槽への排ガスの導入管から分岐して２段目以降の担体層の入口付近に接続する分岐管を設けるとともに、導入管と分岐管の流量を調整する流量調整機構を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
各担体層の前後における圧力損失を測定する圧力センサを設けるとともに、各圧力センサの測定値に基づいて流量調整機構を制御する制御回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
最終段の担体層の出口付近から分岐して上流側の担体層の入口付近に接続する循環路を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、事業所等から排出される排ガス（処理対象ガス）を処理する排ガス処理装置に関し、特に、複数段の担体層における微生物の付着・増殖の差を少なくすることにより、１台の攪拌装置でかき混ぜる場合においても、余剰微生物を均等に剥離して処理性能の低下を防ぐことができる排ガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
事業所から排出される排ガスには、アルコール類やケトン類、芳香族類といった揮発性有機化合物を含有するものがあり、適切な方法によって処理を行う必要がある。
その中には、微生物による分解能力を利用する方法があり、従来の排ガス処理装置の一例を図３に示す。
【０００３】
排ガス処理装置は、処理槽１内に、担体層２と該担体層２を保持するための保持板３とが複数段設けられている。
担体層２は、例えば、大きさが数センチメートル程度の直方体であるような担体が多数堆積したものである。各担体間には隙間があるため、担体層２はガスを通過させることができる。
【０００４】
保持板３は、各担体を保持するのが目的であるが、担体の大きさよりも小さな開口部が複数設けられており、処理槽１に流入したガスは該保持板３を通過することが可能である。
処理対象となる排ガスＡは、処理槽１内に導かれ、担体層２及び保持板３を通過するが、担体層２を構成する各担体には微生物が付着しており、排ガスＡ中の揮発性有機化合物は微生物によって分解・除去され、清浄な処理ガスＢとして処理槽１の外部へと流出する。
【０００５】
揮発性有機化合物を分解した微生物は、同時に自身を増殖させ、担体表面を覆うとともに、各担体間を埋めていくため、担体層２が徐々に閉塞し、もってガスの通過性が損なわれていく。
これを防ぐために、処理槽１には攪拌軸４につながる攪拌羽根５が担体層２の内部に設けられており、駆動装置６によって回転することで担体層２を構成する各担体がかき混ぜられ、各担体間に剪断力が生じて担体表面に過剰に付着した微生物が剥離する。
【０００６】
ところで、微生物の増殖はガス中の揮発性有機化合物の濃度に影響を受けるが、一般的にその濃度が高いほど増殖速度が速くなる。
このため、複数段の担体層２を有する排ガス処理装置の場合、１段目の担体層において最も微生物が増殖することになり、担体への付着及び担体層の閉塞が最も早く進行する。
一方、下流側の担体層、特に最終の担体層においては、通過するガス中の揮発性有機化合物の濃度が低くなっているため、微生物の増殖は遅く、担体への付着量は少ない。
【０００７】
ここで、１段目の担体層２の閉塞を解消するために攪拌羽根５が各担体層２をかき混ぜると、１段目に関しては過剰に付着した微生物が剥離してガスの通気性が回復するが、微生物の付着量が少ない下流側の担体層においても微生物の剥離が起こるため、ガスの処理に必要となる微生物量が確保できない問題が起こる。
これを解消するために、各担体層２の攪拌羽根５ごとに攪拌軸４及び駆動装置６を設けると、閉塞した担体層２だけをかき混ぜられ、上記問題を回避できるものの、装置が煩雑になるという新たな問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来の排ガス処理装置が有する問題点に鑑み、複数段の担体層における微生物の付着・増殖の差を少なくすることにより、１台の攪拌装置でかき混ぜる場合においても、余剰微生物を均等に剥離して処理性能の低下を防ぐことができる排ガス処理装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の排ガス処理装置は、微生物が付着した複数段の担体層を処理槽内に直列に配設し、処理槽に導入した排ガスを各担体層を順次通過させることにより生物分解する排ガス処理装置において、処理槽への排ガスの導入管から分岐して２段目以降の担体層の入口付近に接続する分岐管を設けるとともに、導入管と分岐管の流量を調整する流量調整機構を設けたことを特徴とする。
【００１０】
この場合において、各担体層の前後における圧力損失を測定する圧力センサを設けるとともに、各圧力センサの測定値に基づいて流量調整機構を制御する制御回路を設けることができる。
【００１１】
また、最終段の担体層の出口付近から分岐して上流側の担体層の入口付近に接続する循環路を設けることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の排ガス処理装置によれば、微生物が付着した複数段の担体層を処理槽内に直列に配設し、処理槽に導入した排ガスを各担体層を順次通過させることにより生物分解する排ガス処理装置において、処理槽への排ガスの導入管から分岐して２段目以降の担体層の入口付近に接続する分岐管を設けるとともに、導入管と分岐管の流量を調整する流量調整機構を設けることから、排ガスの流入箇所を変えたり、あるいは複数箇所に分けて流入させることにより、各担体層に保持される微生物量の偏りを調整することができる。
すなわち、導入管と分岐管の流量を流量調整機構を調節することで、排ガスを流入させる流入口を選択したり、流入する排ガスの流量を設定することができ、これにより、微生物が過剰に付着した担体層には排ガスが流れないようにしたり、あるいは流量を少なくして、微生物の付着量が少ない担体層に排ガスを流すことができる。
これにより、微生物が過剰に付着した担体層については排ガスの流量が少なくなり、言い換えれば微生物の増殖の元となる揮発性有機化合物の量が少なくなり、もって微生物の増殖を抑制する、あるいは一部を死滅させることによって付着量を減少せしめ、該担体層の閉塞を解消することができる。
一方、微生物の付着量が少なかった担体層については、流量を変更する前では、排ガスが前段の担体によって処理され、該ガス中の揮発性有機化合物が少ない状態であったため、微生物の増殖が抑えられていたが、流量変更により多くの揮発性有機化合物が担体層を通過することになり、もって該担体層に付着する微生物を望ましい状態にまで増殖させることができる。
したがって、本発明の排ガス処理装置では、処理槽内に複数段設けた担体層において局所的な微生物の増殖及びそれに伴う一部の担体層だけでの閉塞を防ぐことができ、これにより、すべての担体層を一度に攪拌した場合に生じる、一部の担体層において付着微生物を必要以上に剥離させることによる性能の低下を抑えることが可能となった。
【００１３】
また、各担体層の前後における圧力損失を測定する圧力センサを設けるとともに、各圧力センサの測定値に基づいて流量調整機構を制御する制御回路を設けることにより、各担体層の前後における圧力損失に応じて、導入管と分岐管の流量を調整することができる。
すなわち、各担体層の前後における圧力損失を測定し、該測定値あるいは該測定値の各担体層間の差が所定の範囲を超えた場合、その担体層には十分な微生物が増殖・付着したと判断し、排ガスを通過させない、あるいは通過量を減らすことで微生物の増殖を抑え、もって該担体層における閉塞を防ぐことができる。
【００１４】
また、最終段の担体層の出口付近から分岐して上流側の担体層の入口付近に接続する循環路を設けることにより、最終段の担体層を通過したガスの一部を、上流側の担体層に返流することで再度処理することができる。
すなわち、分岐管により排ガスの流入箇所を変更することで、それまでに通過していた担体層の段数が少なくなり、担体層と排ガスの接触回数及び処理時間が減るが、最終段の担体層を通過したガス、すなわち処理ガスを該最終段より上流側、例えば１段目の担体層に返流し循環させることで、排ガスと担体層との接触回数を増やし処理時間を所定の時間に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の排ガス処理装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に、本発明の排ガス処理装置の第１実施例を示す。
この排ガス処理装置は、微生物が付着した複数段の担体層２を処理槽１内に直列に配設し、処理槽１に導入した排ガスを各担体層２を順次通過させることにより生物分解する。
そして、この排ガス処理装置は、処理槽１への排ガスの導入管１４から分岐して２段目以降の担体層２の入口付近に接続する分岐管１５を設けるとともに、導入管１４と分岐管１５の流量を調整する流量調整機構としての流入第１ダンパ８及び流入第２ダンパ９を設けている。
また、各担体層２の前後における圧力損失を測定する第１圧力センサ１０及び第２圧力センサ１１を設けるとともに、各圧力センサ１０、１１の測定値に基づいて流量調整機構を制御する制御回路（図示省略）を設けている。
【００１７】
事業所などから排出された揮発性有機化合物を含有する排ガスＡは、流入ブロア７によって流入ガスとして処理槽１に導入される。
運転開始時は、排ガスＡの全量が１段目の担体層２に流れるように、流入第１ダンパ８は開いており、流入第２ダンパ９は閉じている。
１段目の担体層２に導入された排ガスＡに含有される揮発性有機化合物は、該担体層２を構成する多数の担体の表面に付着した微生物によって分解・除去され、ガス中の濃度が低下し、さらに２段目の担体層２においても付着微生物によって分解・除去され、清浄な処理ガスＢとして、処理槽１の外へと流出する。
【００１８】
担体層２の微生物は、ガス中の揮発性有機化合物を分解すると同時に、揮発性有機化合物を栄養源として増殖するため、担体への付着量が増加し、徐々に担体層２の空間を埋めていく。
なお、微生物の増殖は栄養源の濃度に依存するため、ガス中の揮発性有機化合物の濃度が高いほど増殖が速くなり、担体層２が閉塞するのも早まる。
すなわち、１段目の担体層２には高い濃度の排ガスＡが流入するため、付着微生物の増殖が速く、担体層２が閉塞しやすいのに対し、２段目の担体層２に流入するガスの濃度は低いため、付着微生物の増殖は相対的に遅く、担体層２は閉塞しにくいことになる。
【００１９】
一方、各々の担体層２には、担体層２の前後での圧力損失を測定するための圧力センサが設けられている。
１段目の担体層２に対しては第１圧力センサ１０が、２段目の担体層２に対しては第２圧力センサ１１がそれぞれ設けられており、各段の担体層２における圧力損失を測定する。
すなわち、微生物の増殖によって担体層２での付着微生物量が増加し、担体間の隙間が少なくなっていくと、これら圧力センサ１０、１１での測定値が上昇することになる。
【００２０】
運転を継続していくと、１段目の担体層２の付着微生物量が早く増加するため、第１圧力センサ１０の測定値が上昇するが、あらかじめ設定した範囲を超えると、適切な運転条件を超えるほど付着微生物が増加した状態、すなわち担体層２が閉塞し始めていると判断される。
この場合、１段目の担体層２が閉塞し始めたと判断されたときにおいても、２段目の担体層２については、流入するガス中の揮発性有機化合物の濃度が低いため、付着微生物の増殖は遅く、閉塞は始まっていない。
【００２１】
第１圧力センサ１０の測定値から１段目の担体層２が閉塞し始めていると判断すると、制御回路により流入第１ダンパ８及び流入第２ダンパ９の開度が調整され、１段目の担体層２への流入ガス量が減少あるいは遮断され、２段目の担体層２への流入ガス量が増加される。
これにより、付着微生物量の多い１段目の担体層２には、微生物の栄養源となる揮発性有機化合物の供給量が少なくなり、代わって２段目の担体層２への供給量が増加する。
【００２２】
このため、１段目の担体層２では微生物の増殖速度が低下、あるいは一部が死滅することによって担体層２の閉塞速度が著しく低下、もしくは閉塞が解消される。
一方、２段目の担体層２においては、供給される揮発性有機化合物量が増加するため、付着微生物量の増加が速まり、徐々に閉塞し始め、第２圧力センサ１１の測定値が上昇するが、あらかじめ設定した範囲を超えると、２段目の担体層２が設定以上に閉塞していると判断され、再び流入第１ダンパ８と流入第２ダンパ９の調整がなされる。
【００２３】
なお、流入第１ダンパ８及び流入第２ダンパ９の調整によって各担体層２におけるガス流量が変化するため、圧力センサ１０、１１の測定値に変化が見られるが、流入第１ダンパ８及び流入第２ダンパ９を調整・設定したときの測定値を初期値として、その後の数値を観察することで各担体層２の閉塞状況を把握することができる。
【００２４】
このように、各担体層２の閉塞状況を圧力センサ１０、１１で把握し、それに応じて各々の流入ダンパ８、９の開度を制御することで各担体層２に流入するガス流量を調整し、担体層２の付着微生物の増殖をコントロールすることにより、各担体層２の間の付着微生物量の偏りが少なくなる。
【００２５】
なお、運転を継続することで、１段目あるいは２段目の担体層２において、圧力センサ１０、１１の測定値によって運転に不適切なほど閉塞していると判断されると、攪拌羽根５によって担体層２がかき混ぜられる。
これにより、各担体層２を構成する個々の担体が流動し、かつ担体間での剪断力によって過剰に付着した微生物が剥離し、担体層２の閉塞が解消される。
【００２６】
この際、１段目及び２段目の両方の担体層２がかき混ぜられるが、従来では、１段目の担体層２が適切な状態になるまで付着微生物を剥離させると、２段目の担体層２では過剰に付着微生物が剥離していた。
しかし、本実施例の排ガス処理装置では、担体層２間の付着微生物量の偏りが少ないため、攪拌によっていずれの段の担体層２も適切な程度にまで付着微生物が剥離される。
なお、担体層２の閉塞が解消され、ガスの通過性が改善されたかどうかは、圧力センサ１０、１１の測定値が所定の範囲内に戻ったかどうかで判断される。
【００２７】
ところで、排ガスＡの流入口を変更した場合、通過する担体層２の層数が減り、処理時間が短くなって処理性能が低下する可能性があるが、それを解消するために、図２に示すように最終段の担体層２から流出したガスを再び循環して処理することで、通過する担体層２の数を増やし、処理時間を長く保つことができる。
【００２８】
すなわち、２段目の担体層２の出口付近から分岐して１段目の担体層２の入口付近に接続する循環路１６を設け、２段目の担体層２から流出したガスの一部を循環ブロア１２及び循環ダンパ１３の運転及び開度を制御することによって、循環ガスＣとして１段目の担体層２に返流し、再度付着微生物によってガス中の揮発性有機化合物を分解・除去させる。
なお、本実施例では担体層２の段数を２段としたために、循環ガスＣを１段目に流入させたが、例えば担体層２が３段である場合には、１段目だけに返流するのではなく、１段目と２段目に分けて返流するなど、処理槽１内に設けた段数によって返流場所を設定することもできる。
【００２９】
以上、本発明の排ガス処理装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
例えば、本実施例では、担体層２が２段設置された場合について説明したが、２段以上の場合においても同様の機構によって本発明による効果を達することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の排ガス処理装置は、複数段の担体層における微生物の付着・増殖の差を少なくするという特性を有することから、１台の攪拌装置でかき混ぜる場合においても、余剰微生物を均等に剥離して処理性能の低下を防ぐことができる排ガス処理装置として広く好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の排ガス処理装置の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の排ガス処理装置の第２実施例を示す断面図である。
【図３】従来の排ガス処理装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    処理槽
２    担体層
３    保持板
４    攪拌軸
５    攪拌羽根
６    駆動装置
７    流入ブロア
８    流入第１ダンパ
９    流入第２ダンパ
１０  第１圧力センサ
１１  第２圧力センサ
１２  循環ブロア
１３  循環ダンパ
１４  導入管
１５  分岐管
１６  循環路
Ａ    排ガス
Ｂ    処理ガス
Ｃ    循環ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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