(57)【要約】【課題】微生物に散布するスプレー水の散水を制御することで、水に溶解しにくい難水溶性のＶＯＣ成分を効率的に生物処理することができるＶＯＣガスの処理方法を提供すること。【解決手段】ＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物を付着させた担体を充填した生物処理槽に導いて生物分解するＶＯＣガスの処理方法において、微生物に散布するスプレー水にアルコールを添加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物を付着させた担体を充填した生物処理槽に導いて生物分解するＶＯＣガスの処理方法において、微生物に散布するスプレー水にアルコールを添加することを特徴とするＶＯＣガスの処理方法。
【請求項２】
生物処理槽底部のスプレー水貯留槽にアルコール濃度計を設け、水中のアルコール濃度が０．１〜５％の範囲となるように、アルコール濃度計の指示値に基づいてアルコール注入ポンプの運転制御を行うことを特徴とする請求項１記載のＶＯＣガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含む排気ガスを、微生物付着担体を用いて生物処理する方法に関し、特に、微生物に散布するスプレー水の散水を制御することで、水に溶解しにくい難水溶性のＶＯＣ成分を効率的に生物処理するＶＯＣガスの処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
塗装工場や印刷工場、化学工場等では、塗料や接着剤、原料の化学物質に起因して、様々なＶＯＣガスが発生するため、ＶＯＣによる悪臭公害や光化学オキシダント生成の防止対策の観点から、これらのガスを排気ガス（本明細書において、「ＶＯＣガス」という場合がある。）として捕集した後、通常は、燃焼炉に導いて酸化分解処理が行われている。
【０００３】
しかし、この従来の燃焼法では、引火性のあるＶＯＣを扱う工場において火気を使用しなければならず、また助燃用に重油などの燃料を必要とすることから、近年、安全で最もエネルギー効率の良い生物処理の研究が進められている。
【０００４】
生物処理として最も効率的な充填方式では、通常、分解微生物をセラミックやプラスチック等の担体表面に付着させ、これらの担体を所定の高さまで充填し、この充填槽に微生物に必要な水分を補給しながら、排気ガスを導く。排気ガス中のＶＯＣ成分は、担体保持水に溶解した後、担体付着微生物に吸着され、炭酸ガスと水に生物分解されるといった過程を踏んで、排気ガスから除去される。
【０００５】
また、微生物量及び生物活性を保持するためには、死滅する微生物以上に増殖させる必要があるが、微生物は炭素源としてのＶＯＣ以外に窒素、リン等の微量の栄養源を必要とするため、栄養剤を溶解させたスプレー水を担体上部から散水することで、微生物に水分や栄養源を供給する必要がある。
【０００６】
ところで、ＶＯＣの生物脱臭においては、ＶＯＣ成分を担体保持水に溶解させなければ微生物に取り込まれないため、担体が乾燥しないように、栄養剤を溶解したスプレー水を担体上部から定期的に散水するようにしている。
しかしながら、トルエンやキシレン、ベンゼンなど水に溶解しにくいＶＯＣ成分を対象にしたときは、担体に十分水分が保持されていても、水への溶解速度が律速となって、除去性能が抑制されるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来のＶＯＣガスの処理方法が有する問題点に鑑み、微生物に散布するスプレー水の散水を制御することで、水に溶解しにくい難水溶性のＶＯＣ成分を効率的に生物処理することができるＶＯＣガスの処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のＶＯＣガスの処理方法は、ＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物を付着させた担体を充填した生物処理槽に導いて生物分解するＶＯＣガスの処理方法において、微生物に散布するスプレー水にアルコールを添加することを特徴とする。
【０００９】
この場合において、生物処理槽底部のスプレー水貯留槽にアルコール濃度計を設け、水中のアルコール濃度が０．１〜５％の範囲となるように、アルコール濃度計の指示値に基づいてアルコール注入ポンプの運転制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＶＯＣガスの処理方法によれば、ＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物を付着させた担体を充填した生物処理槽に導いて生物分解するＶＯＣガスの処理方法において、微生物に散布するスプレー水にアルコールを添加することから、難水溶性ＶＯＣ成分が担体保持水に溶解しやすい状態を常に保ち、ＶＯＣ除去性能を高く維持することができる。
【００１１】
また、生物処理槽底部のスプレー水貯留槽にアルコール濃度計を設け、水中のアルコール濃度が０．１〜５％の範囲となるように、アルコール濃度計の指示値に基づいてアルコール注入ポンプの運転制御を行うことにより、微生物に散布するスプレー水のアルコール濃度を一定の範囲に保つことができ、これにより、流入する排気ガスの難水溶性ＶＯＣの濃度が高くても、あるいは難水溶性ＶＯＣの濃度の時間変動が大きくても、安定した高い除去性能が得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明のＶＯＣガス処理装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
本発明のＶＯＣガスの処理方法では、微生物に散布するスプレー水にアルコールを添加することにより、難水溶性ＶＯＣ成分の担体保持水への溶解性を高める。
この場合、スプレー水に添加するアルコールの量は少量でよく、生物処理槽底部のスプレー水貯留槽１３にアルコール濃度計６を設け、水中のアルコール濃度が０．１〜５％の範囲の値となるように、アルコール濃度計６の指示値に基づいてアルコール注入ポンプ５の運転制御を行うことにより、難水溶性ＶＯＣ成分の担体保持水への溶解性を適切に保つことが可能である。
【実施例１】
【００１３】
図１に、本発明のＶＯＣガスの処理方法の一実施例を示す。
塗装工場等のＶＯＣ発生源から排気ファン２によって捕集されたＶＯＣ排気ガスａは、排気ガス処理装置の生物処理槽１へと導かれる。
生物処理槽１には、中央部に微生物を付着させた担体を二段に充填した担体充填槽１１、上部にはスプレーノズルを配置した散水管１２が設けられ、底部のスプレー水貯留槽１３から散水ポンプ３により、貯留槽内部のスプレー水ｃを散水管１２まで送水する配管が設けられている。
【００１４】
微生物付着担体は、セラミックやプラスチック、合成繊維等を様々の形状に加工したもの、あるいはスポンジ状に発泡させたものなど、種々のものを使用することができ、特に限定されるものではないが、微生物の付着量が多く、水分の保持量が多くて損耗しにくい材料の担体を用いることが望ましい。
また、担体充填槽１１の高さは、担体の重量や通気性、生物付着量等を考慮して所望の高さに設定されるが、図１のように二段に限定されるものではなく、単段あるいは三段に積重ねることも可能である。
また、図１では、ＶＯＣ排気ガスａは、担体充填槽１１の下部から上向流で流入させ、上部から処理ガスｂを排出しているが、下降流で処理することも可能である。
【００１５】
スプレー水貯留槽１３には、アルコール濃度計６が設けられており、その信号を制御盤７へと送信するとともに、その指示値に基づいてアルコール注入ポンプ５を起動し、アルコール貯留タンク４からアルコール溶液ｄをスプレー水貯留槽１３へと送水するよう構成されている。
また、生物処理槽には、栄養剤やｐＨ調整液等ｅをスプレー水貯留槽１３へと供給する配管や、所定量以上のスプレー水を越流排水ｆとして排出する配管が別に設けられている。
なお、図１では省略しているが、スプレー水貯留槽１３内のアルコール濃度を均一化するために、別途攪拌機や攪拌用空気などの攪拌混合手段を設けることが好ましい。
【００１６】
次に、本実施例のＶＯＣガスの処理方法の作用について説明する。
図１において、排気ファン２により生物処理槽１の下部に流入したＶＯＣ排気ガスａは、担体充填槽１１の担体間隙を流れる間に、ＶＯＣ成分が担体表面及び内部の担体保持水に徐々に溶解し、続いて担体に付着した微生物により吸着されて、通常、炭酸ガスと水に分解される。
そのため、担体充填槽１１内を上部へと流れるにつれてＶＯＣ濃度は低下し、微生物量や接触時間に対応した濃度まで除去されて、処理ガスｂとして槽外に排出される。
このとき、炭素源としてのＶＯＣ以外に、窒素やリン等の微量の栄養源を取り込みながら分解微生物が増殖する。
【００１７】
また、ＶＯＣが微生物に取り込まれる前に、ＶＯＣを水分中に溶解させる必要があることから、担体が常時水に濡れている状態を保つ必要がある。
そこで、通常は水分及び栄養剤の補給を目的として、１〜３時間程度の間隔で散水ポンプ３を起動し、所定の時間（数分程度）スプレー水を散水できるように、予めタイマーで運転スケジュールを設定しておく。
【００１８】
しかし、通常のスプレー水では、散水間隔を短縮しても、トルエンやキシレンなど難水溶性のＶＯＣガスの場合は、水への溶解が律速となってあまり高い除去能力を得られないことから、スプレー水にアルコールを添加しておく。
アルコールは、水に溶解する上、難水溶性のＶＯＣ成分（溶媒）とも親和性が高いことから、アルコールの添加によってトルエンやキシレンの溶解性が高まり、微生物に取り込まれやすくなる。
【００１９】
下記の表１は、２ｍ３の担体を充填した生物処理槽に、トルエンの人工排気ガスを４ｍ３／分の風量で供給し、流入ガスの濃度と処理ガス濃度を測定したものであり、イソプロピルアルコールを１％添加した場合と添加しない場合のデータを示している。
幾分かは流入ガス濃度に違いがあるものの、アルコールの添加によって除去率が向上することが確認された。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
添加するアルコールとしては、メタノールやエタノール、イソプロピルアルコールなど、水に溶解し、比較的安価なものを利用することができるが、揮発性や安全性を考慮し、予め水で希釈したアルコール溶液を用いることが好ましい。
また、アルコール濃度については、排気ガス中に含まれる難水溶性排気ガスの濃度を考慮する必要があるが、重量比で０．１〜５％程度添加するのが好ましい。
【００２２】
また、スプレー水に添加したアルコールは微生物によって徐々に分解し、濃度が低下していくため、スプレー水貯留槽１３に設けたアルコール濃度計６の指示値に基づいてアルコール注入ポンプ５を起動することにより、スプレー水貯留槽１３内のアルコール濃度を一定に保つことができる。
【００２３】
以上により、本実施例のＶＯＣガスの処理方法は、ＶＯＣを含む排気ガスを捕集し、微生物を付着させた担体を充填した生物処理槽に導いて生物分解するＶＯＣガスの処理方法において、微生物に散布するスプレー水にアルコールを添加することから、難水溶性ＶＯＣ成分が担体保持水に溶解しやすい状態を常に保ち、ＶＯＣ除去性能を高く維持することができる。
また、生物処理槽底部のスプレー水貯留槽１３にアルコール濃度計６を設け、水中のアルコール濃度が０．１〜５％の範囲となるように、アルコール濃度計６の指示値に基づいてアルコール注入ポンプの運転制御を行うことにより、微生物に散布するスプレー水のアルコール濃度を一定の範囲に保つことができ、これにより、流入する排気ガスの難水溶性ＶＯＣの濃度が高くても、あるいは難水溶性ＶＯＣの濃度の時間変動が大きくても、安定した高い除去性能が得ることができる。
【００２４】
以上、本発明のＶＯＣガスの処理方法について、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。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のＶＯＣガスの処理方法は、微生物に散布するスプレー水の散水を制御することで、水に溶解しにくい難水溶性のＶＯＣ成分を効率的に生物処理するという特性を有していることから、例えば、トルエンやキシレン、ベンゼンなど水に溶解しにくいＶＯＣ成分を含むＶＯＣ排気ガスの処理に広く好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のＶＯＣガスの処理方法の一実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    生物処理槽
１１  担体充填槽
１２  散水管
１３  スプレー水貯留槽
２    排気ファン
３    散水ポンプ
４    アルコール貯留タンク
５    アルコール注入ポンプ
６    アルコール濃度計
７    制御盤
ａ    排気ガス
ｂ    処理ガス
ｃ    スプレー水
ｄ    アルコール溶液
ｅ    ｐＨ調整液等  
ｆ    越流排水
【図１】
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