(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物が生育している脱臭槽に散水するとともに、散水されて脱臭槽を通過した水を回収して散水に再使用する微生物脱臭装置の運転方法において、予め求めておいたｐＨと菌活性度との関係から、回収水のｐＨ領域を、菌活性度が良好な領域と不良な領域と両者間にある１以上の中間領域とに区分しておき、該ｐＨから導き出される菌活性度を制御目標特性として予め上記ｐＨ領域に対する脱臭装置の運転条件を個別に定めておき、上記回収水のｐＨを測定して該測定ｐＨにより定まる前記運転条件に従って脱臭装置の運転を制御することを特徴とする微生物脱臭装置の運転方法。
【請求項２】
微生物が成育している脱臭槽に散水するとともに、散水されて脱臭槽を通過した水を回収して散水に再使用する微生物脱臭装置において、上記回収水のｐＨを測定する測定装置と、予め求めておいたｐＨと菌活性度との関係から、測定ｐＨによって脱臭槽内の微生物の活性度を評価して表示する表示装置とを備え、予め求めておいたｐＨと菌活性度との関係から、回収水のｐＨ領域を、菌活性度が良好な領域と不良な領域と両者間にある１以上の中間領域とに区分しておき、該ｐＨから導き出される菌活性度を制御目標特性として予め上記ｐＨ領域に対する脱臭装置の運転条件を個別に定めておき、前記測定装置で測定された前記回収水の測定ｐＨにより定まる前記運転条件に従って脱臭装置の運転を制御する制御部を備えることを特徴とする微生物脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物の働きによってアンモニアのような塩基性物質あるいはメチルメルカプタンのような中性物質が酸性またはアルカリ性の分解生成物となる微生物脱臭装置において、その菌の活性度を評価する評価方法および該方法を利用した微生物脱臭装置ならびに該装置の運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
微生物脱臭装置では、脱臭槽内に導入した臭気を、脱臭槽に生育している微生物で分解することによって臭気を取り除いている。ところで、該脱臭装置の脱臭性能は菌（微生物）の活性の良し悪しに大きく左右される。このため、脱臭装置の運転においては日々変化する脱臭性能をモニターして運転管理をするのが望ましいが、従来、脱臭装置から排出された排気の臭気物質の濃度をガスセンサ等によって測定することは測定感度の問題から難しく、人間の感覚による官能評価や、ガス検知管による測定を適宜行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、官能評価やガス検知管、センサー類を用いたものでは常時観察が困難であり、また、微生物の活性が変化する場合、ある範囲では脱臭性能の変化はあまり見られないものの、ある程度以上に活性が失われると脱臭性能が急激に低下することがあり、従来のように排気の臭気濃度を測定する方法ではこのような脱臭性能の急激な変化を予測、防止することは困難である。このように微生物の活性がある程度以上に失われて脱臭性能が大幅に低下した装置では、回復のために一時的に処理風量を落として処理負荷を減らし、微生物の回復を待つことにより死滅した菌の死骸である汚泥を取り除いて、再び微生物（種菌）を添加する等の作業が必要になり、多大な時間とコストを要するという問題がある。このため、微生物の活動結果（脱臭性能）を測定するのではなく、微生物の活性の度合いを直接に知る方法が求められているが、従来は、微生物の活性度を工業的に、かつ簡易に測定する方法は見出されていなかった。
【０００４】
そこで、本願発明者らは上記要求を達成するべく鋭意研究したところ、脱臭装置の多くでは、菌の活性度を高めるために脱臭槽に散水しており、さらにこの散水された水を回収して再度散水する循環散水の方法が採られていることに着目した。そして、本願発明者らは、菌の活性の度合いは上記した循環散水の諸性質に変化を及ぼし、特にアンモニア、トリメチルアミンのような塩基性臭気やメチルメルカプタンのような中性臭気ではｐＨに著しい影響を及ぼしているという知見を得た。例えば、悪臭成分中にアンモニアを含む複合臭気を微生物脱臭法で処理する場合、循環散水のｐＨ値は、アンモニアを酸化分解する硝化細菌の活性度に鋭敏に影響をうける。すなわち、ｐＨがアルカリ側になるほど種々の脱臭菌（硝化細菌）の活性が低下し、脱臭性能が低下していることになる。本発明者らは上記知見を基に、脱臭装置の菌活性度を簡易かつ工業的に評価できる本発明の評価方法を完成したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の微生物脱臭装置の運転方法の発明は、微生物が生育している脱臭槽に散水するとともに、散水されて脱臭槽を通過した水を回収して散水に再使用する微生物脱臭装置の運転方法において、予め求めておいたｐＨと菌活性度との関係から、回収水のｐＨ領域を、菌活性度が良好な領域と不良な領域と両者間にある１以上の中間領域とに区分しておき、該ｐＨから導き出される菌活性度を制御目標特性として予め上記ｐＨ領域に対する脱臭装置の運転条件を個別に定めておき、上記回収水のｐＨを測定して該測定ｐＨにより定まる前記運転条件に従って脱臭装置の運転を制御することを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明の微生物脱臭装置は、微生物が成育している脱臭槽に散水するとともに、散水されて脱臭槽を通過した水を回収して散水に再使用する微生物脱臭装置において、上記回収水のｐＨを測定する測定装置と、予め求めておいたｐＨと菌活性度との関係から、測定ｐＨによって脱臭槽内の微生物の活性度を評価して表示する表示装置とを備え、予め求めておいたｐＨと菌活性度との関係から、回収水のｐＨ領域を、菌活性度が良好な領域と不良な領域と両者間にある１以上の中間領域とに区分しておき、該ｐＨから導き出される菌活性度を制御目標特性として予め上記ｐＨ領域に対する脱臭装置の運転条件を個別に定めておき、前記測定装置で測定された前記回収水の測定ｐＨにより定まる前記運転条件に従って脱臭装置の運転を制御する制御部を備えることを特徴とする
【０００９】
本願発明は、上記したようにアンモニア等の塩基性臭気やメチルメルカプタン等の中性臭気を脱臭処理する脱臭装置において機能を発揮するものであるが、具体的な臭気の種別についてはこれらに限定されるものではなく、さらには複合臭気であってもよい。また臭気の発生源も限定されるものではなく、コンポスト化プラント、下水処理場、畜舎、化学工場等が発生源として例示される。
【００１０】
なお、本願発明が適用される脱臭装置としては、脱臭槽を備えた循環散水式のものであれば特に構造が限定されるものではない。
脱臭槽としては、適当な容器を脱臭槽として使用することができ、大規模の装置では大地に穴を掘り、この穴を脱臭槽として利用することもできる。
上記脱臭槽には、通常は、微生物を担持する担体が収容される。担体として、ゼオライト、木炭、スラグ、セラミックス、活性炭、ＰＶＡゲルなどの無機質材料や有機質材料を使用することができる。
上記担体に微生物を固定する際、従来と同様に担体に活性汚泥を混合することによって行うことができるが、特にこの方法に限定されるものではなく、例えば、予め培養した細菌を添加するものであってもよい。
担体に固定されることを意図する微生物は、処理する臭気の種別によって異なるが、アンモニアを含む臭気を脱臭する場合には、微生物として硝化細菌が挙げられる。
【００１１】
脱臭槽には、臭気を取り入れる取り入れ部と、脱臭したガスを排気する排気部とを設け、微生物に必要な水分の補給と生成物の洗浄を行うために散水装置を備えたものとし、該散水においては水を循環使用する。なお、散水装置の構成や、散水方法は本発明としては特に限定されるものではなく、要は、担体に向けて必要な水を散布できるものであればよい。散水の結果、担体収納層を通過した水は、一部または全部を回収して、ポンプ等の循環手段によって脱臭槽に再利用する。上記散水の循環使用では、通常は、回収した水を貯水タンク等に一旦貯めて散水に供するが、このような貯水を行わないで、直接、循環装置によって散水してもよい。
【００１２】
ｐＨ測定をする回収水としては、上記した回収部や散水管中途の水、貯水タンク内の水、散水中の水等のいずれであってもよく、循環散水として回収された後、散水に至る迄の間では測定時期、測定位置は特に限定されない。また、ｐＨの測定には、公知の方法、機器を用いることができ、例えば電位差法により、適宜の電極を配置して起電力を測定してｐＨ値を知ることができる。
上記した脱臭槽は一つだけのものの他、複数を有するものでもよく、複数の脱臭槽を有する場合には、各脱臭槽で順次脱臭処理する多段処理型のものであってもよい。多段処理型では、前段の脱臭槽の排気を後段の脱臭槽の取り入れ部に送るようにして２段以上を直列に接続する。複数の脱臭槽を有する装置では、ｐＨの測定は複数の脱臭槽毎にそれぞれ行ってもよく、また特定の脱臭槽でのみ行ってもよい。
【００１３】
上記により測定されたｐＨに関しては、そのまま起電力や換算したｐＨ値として表示することもできるが、これとは別に又はこれに加えて、菌の活性度に換算して表示することができる。菌の活性度の評価は、測定されたｐＨに基づいて、予め求めておいたｐＨと菌活性度との関係から得るが、この関係は、実験室や現場での繰り返し試験等によって得ることができる。ただし、本発明としてはその採取方法が特に限られるものではない。
【００１４】
菌の活性度の評価は、数値的に行うこともできるが、菌活性度が良好な領域と不良な領域と両者間にある１以上の中間領域とに区分するように行うことができる。これにより菌の活性度を容易に知ることができるとともに、活性度の状態に応じて対策を迅速かつ容易にとることができる。
上記評価を行うためには、例えば、ｐＨ領域を菌活性度が良好な領域と不良な領域と両者間にある１以上の中間領域とに区分しておき、測定ｐＨからどの領域に属するかを求める。
【００１５】
得られた菌活性度の評価は、上記のように適宜の形式で表示して作業者に知らせて保守の参考に供することができ、これを通信手段等によって管理者との間でオンライン化すれば、遠隔監視や集中管理などが可能になり、保守コストを大幅に低減できる。また、菌活性度の評価は上記のように、表示を目的とするものに限定されるものではなく、その評価データを利用して脱臭装置の自動制御を行うことも可能である。すなわち、予め求めたｐＨと菌活性度との関係から、測定ｐＨに対する制御量又は／及び制御対象を定めたデータテーブルを運転条件として用意しておき、測定ｐＨに基づいて上記データテーブルにアクセスして必要な制御情報を得て、制御対象を制御し、脱臭装置の操業状態を安定した状態に保つことができる。上記した一連の作業は、回収水のｐＨ値を測定するｐＨ測定器から測定結果を受けて上記制御内容を実行する制御部によって行うことができ、例えば、ＣＰＵを含むコンピュータ制御により行うことができる。制御対象としては前処理用水洗塔の水量による原臭気ガスの温度調整、電磁ダンパによる処理風量調整、微生物の栄養塩の添加を挙げることができ、制御内容としては測定ｐＨに基づいて、水洗塔の水量を増減して原臭気ガス温度を調整したり、電磁ダンパによって処理風量を増減したり、微生物の栄養塩の添加頻度や添加量を増減させたりするものが例示される。この場合、測定ｐＨによって菌活性度の低下が認められる場合や低下が予測される場合には、（１）水洗塔の水量を増やしガス温度を低下させる、（２）処理風量を少なくして負担を軽減する、（３）栄養塩の添加を多くして活性度を上げる等の対応が考えられる。
上記の制御においては、水洗塔またはその配管系に設けて供給水量を調整する電磁バルブ等の供給水量調整手段や、臭気送気管内部に設けて臭気の送気量を調整する電磁ダンパ（開度調整）等の送気量調整手段や、タンク等に貯めた栄養塩類を脱臭槽内や散水用の水（回収水を含む）に供給する栄養分供給装置等を制御部によって制御する。
また、菌活性度の評価において、ｐＨ領域を、菌活性度が良好な領域と不良な領域と両者間にある１以上の中間領域とに区分して、測定ｐＨからこれら領域に基づいて菌の活性度を評価する場合に、これに基づいて上記運転制御をする際には、各領域において個別に運転条件を定めることもでき、各領域において制御対象が異なるものであってもよい。要は、適正なｐＨになって菌活性度が良好な状態を保てるように運転条件を調整するものであればよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図１〜３に基づいて説明する。
この実施形態で使用される脱臭装置は、アンモニアを主とする臭気の脱臭を行うことを目的としており、２つの脱臭槽Ａ、Ｂが直列に接続され、それぞれの脱臭槽Ａ、Ｂでアンモニアの脱臭を行うように構成されている。
両脱臭槽Ａ、Ｂは、それぞれ箱形形状からなり、その底部に通水性の棚部１ａ、１１ａを有するとともに、天井部に近接して臭気取り入れ部として臭気導入管２、１２が連結され、棚部１ａ、１１ａ下に、排気部として排気管３、１３が連結されている。臭気導入管２は、図示しない臭気源および送風装置に接続され、臭気導入管１２は、１段目脱臭槽Ａの排気管３に連結されている。なお、排気管１３は、図示しない排気設備に接続されている。
また、脱臭槽Ａ、Ｂ内には、前記棚部１ａ、１１ａで支持するようにして担体４、１４が収容されている。
【００１７】
さらに、脱臭槽Ａ、Ｂの棚部１ａ、１１ａ下には、水受け部１ｂ、１１ｂが確保されており、該水受け部１ｂ、１１ｂに回収管５、１５の一端が連結されている。該回収管５、１５の他端は貯水タンク（貯水槽）６、１６に連結されている。また貯水タンク６、１６内には、ポンプ７、１７の吸引側に接続した揚水管７ａ、１７ａが配置されており、ポンプ７、１７の吐出側には、散水管８ａ、１８ａを介して散水部８、１８が接続されており、該散水部８、１８は、脱臭槽Ａ、Ｂ内において上記担体４、１４の上方に位置している。なお、上記ポンプ７、１７、揚水管７ａ、１７ａ、散水管８ａ、１８ａ、散水部８、１８によって散水装置が構成されている。
【００１８】
また、貯水タンク６、１６内には、それぞれ菌活性度評価装置９、１９が設置されている。この菌活性度評価装置９、１９は、貯水タンク内６、１６の水のｐＨを測定するｐＨ測定器９ａ、１９ａと、ｐＨ測定器９ａ、１９ａで測定されたｐＨ値によって、活性領域と活性不良領域と中間領域とからなる区分された領域において該当する領域を表示する活性度表示部９ｂ、１９ｂとからなる。ｐＨ測定器９ａ、１９ａは、電位差法を利用した公知の機器からなる。なお、この実施形態では、菌活性度評価装置９、１９は、図２（１）に示すようにスライド表示式の活性度表示部９ｂ、１９ｂを有しているが、図２（２）に示すように回転表示式の活性度表示部９１ｂ、１９１ｂや図２（３）に示すように点灯式の活性度表示部９２ｂ、１９２ｂであってもよく、本発明としては表示方法は特に限定されない。また、この実施形態では、菌活性度評価装置９、１９は、貯水タンク６、１６内の水を測定するものとしたが、図１において点線で示すように配管（図では、回収管５、１５）中途でｐＨを測定するものであってもよい。
また、上記装置で処理対象となる臭気（鋳造工場を想定したアンモニア濃度１００ｐｐｍ程度）では、図３に示すように、実測定によって、予め循環散水のｐＨ値と、このときの脱臭効率（（入口臭気濃度−出口臭気濃度）／入口臭気濃度（％））との関係が得られている。この装置では、各脱臭槽で、脱臭効率９４％以上（１段目では脱臭装置出口の臭気濃度３００以下）が合格圏とされている。この図に示すように、低ｐＨ域は活性領域とし、高ｐＨ域を活性不良領域とし、その間を中間領域としており、活性不良領域では、脱臭効率が急激に低下している。
【００１９】
次に、上記脱臭装置の動作について説明する。
臭気導入管２を通してアンモニアを含む臭気を脱臭槽Ａ内に供給するとともに、ポンプ７を稼働させて貯水タンク６内の水を揚水管７ａによって揚水して散水管８ａを通して散水部８から担体４に向けて散水する。この散水は、担体４の隙間を通過して棚部１ａから水受け部１ｂに移動し、さらに回収管５を通して貯水タンク６に環流することにより循環する。
脱臭槽Ａ内では、担体４に担持された硝化細菌によって臭気中のアンモニア成分が分解される。担体４を通過する水には、硝化細菌の活性度に依って異なる量のアンモニアが溶け込んでいる。
【００２０】
貯水タンク６では、水受け部１ａで回収された水のｐＨがｐＨ測定器９ａで測定されており、該測定器９ａで得られたｐＨ値によって菌の活性度が活性領域、活性不良領域、中間領域のいずれに属しているかが活性度表示部９ｂによって表示される。ここで、予め各領域に応じた対策を定めておく。例えば、活性領域に属する場合には操業を現状の条件のまま続行し、中間領域に属する場合には、菌の増殖に必要な無機塩を添加するなどの対策を採り、活性不良領域に属する場合には、処理風量を下げる、種菌を再添加するなどの対策を採る。上記領域では、図３に示すようにｐＨが増えるに連れて活性不良領域に移行するので、不良領域に属する前に、活性領域から中間領域へ移行する変化が現れる。したがって活性不良領域に移行する前に、脱臭効率の低下を予測して未然に防止することが可能になる。
【００２１】
そして、脱臭槽Ａで脱臭処理された臭気は、排気管３から次段の脱臭槽Ｂに臭気導入管１２を通して送られる。この臭気は、１段目でアンモニア成分がある程度除去されているものの、依然としてアンモニアを含んでいるため、上記１段目と同様に脱臭槽Ｂ内に臭気を導入して脱臭処理する。
この脱臭槽Ｂにおいても上記と同様に貯水タンク１７内でｐＨの測定を行い菌の活性度を評価する。なお、２段目の脱臭槽では、ｐＨと菌の活性度との関係は、１段目と異なるものであってもよいが、この実施形態では同様の関係があるものとして評価を行い、測定ｐＨ値によって上記と同様に操業調整を行って脱臭効率を高位に保つ。
なお、菌の活性度の評価は、上記の説明では、１段目と２段目とで独立して行ったが、１段目と２段目のｐＨの測定値に基づいて１段目と２段目の脱臭槽における微生物の活性度を関連付けて評価することもできる。
なお、この実施形態では、脱臭槽を２段設けた装置について説明したが、本発明の適用においては脱臭槽が１段のみの脱臭装置であってもよく、また必要に応じて３段以上の脱臭槽を有する脱臭装置であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の微生物脱臭装置の運転方法によれば、微生物が生育している脱臭槽に散水するとともに、散水されて脱臭槽を通過した水を回収して散水に再使用する微生物脱臭装置の運転方法において、予め求めておいたｐＨと菌活性度との関係から、回収水のｐＨ領域を、菌活性度が良好な領域と不良な領域と両者間にある１以上の中間領域とに区分しておき、該ｐＨから導き出される菌活性度を制御目標特性として予め上記ｐＨ領域に対する脱臭装置の運転条件を個別に定めておき、上記回収水のｐＨを測定して該測定ｐＨにより定まる前記運転条件に従って脱臭装置の運転を制御するので、活性度評価方法を利用して確実に最適な条件で装置を稼働させることができ、装置能力の向上、運転コストの低減効果が得られる。
【００２４】
さらに、本発明の微生物脱臭装置によれば、微生物が成育している脱臭槽に散水するとともに、散水されて脱臭槽を通過した水を回収して散水に再使用する微生物脱臭装置において、上記回収水のｐＨを測定する測定装置と、予め求めておいたｐＨと菌活性度との関係から、測定ｐＨによって脱臭槽内の微生物の活性度を評価して表示する表示装置とを備え、予め求めておいたｐＨと菌活性度との関係から、回収水のｐＨ領域を、菌活性度が良好な領域と不良な領域と両者間にある１以上の中間領域とに区分しておき、該ｐＨから導き出される菌活性度を制御目標特性として予め上記ｐＨ領域に対する脱臭装置の運転条件を個別に定めておき、前記測定装置で測定された前記回収水の測定ｐＨにより定まる前記運転条件に従って脱臭装置の運転を制御する制御部を備えるので、脱臭装置における微生物の活性度を容易に知ることができるとともに、該情報に基づいて脱臭装置の操業を適切に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す脱臭装置の概略図である。
【図２】  同じく菌活性度評価装置の構成を示す概略図である。
【図３】  同じく、ｐＨと菌活性度（脱臭効率）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ａ    脱臭槽
Ｂ    脱臭槽
２    臭気導入管
３    排気管
４    担体
６    貯水タンク
７    ポンプ
８ａ  散水管
８    散水部
９    菌活性度評価装置
９ａ  ｐＨ測定器
９ｂ  活性度表示部
１２    臭気導入管
１３    排気管
１４    担体
１６    貯水タンク
１７    ポンプ
１８ａ  散水管
１８    散水部
１９    菌活性度評価装置
１９ａ  ｐＨ測定器
１９ｂ  活性度表示部
【図１】
0003817391.tif 000002
【図２】
0003817391.tif 000003
【図３】
0003817391.tif 000004