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鋳造工学

技術報告

第 93 巻（2021）第 12 号

特集「鋳造設備」

悪臭防止法に基づく鋳物工場の脱臭 ・ 消臭対策による環境保全
坪 田 博 隆*Technical Paper
J. JFS, Vol. 93, No. 12（2021）pp. 000 ～ 000
DOI : 10.11279 / jfes.93.000
Special Issue on Xxxxxxx xxx Xxxxxx Xxxxxx

Environmental Protection by Deodorization Treatment
Based on Offensive Odor Control Law in Foundry
Hirotaka Tsubota*

キーワード：悪臭防止法，排出規制基準，臭気指数，脱臭，無煙化て，集塵ダクト内への炭酸カルシウム散布による黒煙集塵

1．はじめに対策と活性炭による鋳物臭対策の 2 方式によって，無煙化

鋳物工場の環境対策としてこれまで，粉塵 ・ 振動 ・ 騒
音 ・ 大気 ・ 臭気の改善を実施してきた．この中で環境省の悪臭防止法に基づく自治体が制定する厳しい環境規制値をクリアしながら鋳物生産を継続していくためには，大気と臭気の抜本的対策が必要となった 1）．と臭気規制値に対応した環境改善を行ったので報告する．

2．悪臭防止行政の概要
悪臭防止法は，昭和 46 年 6 月に公布され，工場その他の事業所における事業活動に伴って発生する悪臭につい

本稿ではまず，中子ラインの臭気対策として従来から実て必要な規制を行い，その他，悪臭防止対策を推進するこ施してきた臭気中和剤による消臭対策について述べる．次とにより生活環境を保全し，国民の健康の保護に資するこに生産環境負荷の大きい鋳造冷却ラインの排気対策としとを目的としている．悪臭防止法の体系 2）を図 1 に示す．国，都道府県，市町村が行う事務対策と臭気を発する工場事業場の対策に分けられる．
表 1 に悪臭防止法に基づく規制対象と規制地域数 2）を示
表1

図1
依頼原稿
*

悪臭防止法の体系

悪臭防止法に基づく規制対象と規制地域数2）

受付日：令和 3 年 8 月 30 日，受理日：令和 3 年 11 月 2 日
Tsubota Professional Engineer Office
坪田技術士事務所（元クボタ）

2）

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悪臭防止法に基づく鋳物工場の脱臭 ・ 消臭対策による環境保全
す．法規制は，都道府県知事または市長が指定する規制対表42）

臭気指数規制の規制基準（法第 4 条第 2 項）

象地域のすべての工場と事業場を対象とし，平成 28 年では 1,283 市区町村（全市区町村の 73.7%）が指定されている．
悪臭防止法に基づく規制基準 2）を表 2 に示す．規制基準
は，表 3 に示す特定悪臭物質（22 物質）の濃度による規制 2），または臭気指数による規制 2）のどちらかの方法を都道府県知事又は市長が選択する．
事業所が守らなければならない排出規制基準 2）を図 2に示す．①敷地境界線（第 1 号基準），②気体排出口（第 2号基準），③排出水（第 3 号基準）の 3 つ規制がある．
表 4 に臭気指数規制の規制基準 2）を示す．第 1 号基準は，第 2，3 号基準の基礎となる基準で，臭気指数 10 ～ 21 の範囲で都道府県知事又は市長が設定する．工場のある大阪
市環境規制値は臭気指数 10 で，全国で最も厳しい規制値となっている．
第 2 号基準は，第 1 号基準をもとに「においシミュレー
ター」による拡散計算により都度算出し，排出口の高さ≧ 15m の場合は，臭気排出強度（臭気濃度×排気ガス量），排出口の高さ <15m の場合は，臭気指数を用いる．
悪臭防止法に基づく規制基準表22）

図 3 臭気指数の導入と算出方法

2）

第 3 号基準は，第 1 号基準値 +16 と決められ，三点比較式フラスコ法で測定評価する．
表3

特定悪臭物質（22 物質）の濃度による規制基準（規2）

周辺住民の生活環境が改善されない場合は，市町村長は，悪臭原因物を発生している事業者に対し，改善を命令

則別表 1）することができる．また，悪臭原因物の排出防止設備の設置，事故時の状況および応急措置等の必要な報告を求めることができる．
図 3 に臭気指数算出方法 2） を示す．臭気指数は試料を臭気が感じられなくなるまで無臭空気で希釈したときの希釈倍率（臭気濃度）の対数値に 10 を乗じた値で平成 7
年に導入された評価指標である．物質濃度による規制では補足できない複合臭や未規制物質による臭気も補足することができる．においの相加 ・ 相乗等の効果を評価でき，住民の悪臭に対する被害感覚と一致し易く，国際的に実施されている方法である．

3．これまでの問題点と課題
3. 1 臭気の発生源と成分
図 4，5 にコールドボックス中子製造とシェルモールド
中子製造における臭気発生を示し，図 6 に鋳造冷却ラインでの臭気発生を示す．表 5 に中子 ・ 鋳造ラインの臭気成分を示す．
中子製法のひとつであるコールドボックス法では促進剤としてフェノール樹脂，硬化剤としてポリイソシアネー
トを砂に添加しトリエチルアミンガスを充填硬化させる
図22）事業所の排出規制基準（法第 4 条，5 条，6 条，7 条）ため，臭気が発生する．シェルモールド法ではフェノール

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3. 2 従来の対策例
中子の消臭対策として香料や着色料等を含まず天然成分のみで作られた臭気中和剤「エコソーブ」4）（以下，ESと称す）を使用している．ES は，直接におい成分に作用する反応型の消臭剤である．
臭気に対する消臭作用例を図 7 に示す．例えば，アンモニアやトリエチルアミンに ES が反応すると，植物油が有機アニオンとなり，最終的には無臭で微生物や酸化によって分解される安全無害な有機塩を形成することで消臭される．

図4

コールドボックス中子製造における臭気発生3）

表 6 に中子工程の消臭効果を示す．添加量を変えて 4 回のサンプル測定を行ったが，臭気指数 27（臭気濃度 500）の原臭は，ES 添加により臭気指数 21（臭気濃度 130）まで改善されることが確認できた．
ES は，米国環境保護庁（EPA）の認証制度で認められた安全で環境にやさしい製品で，発がん性，生殖毒性，発達毒性等の懸念のある化学物質を含有していないこと等，厳しい審査基準を満たしている製品認証（Design forEnvironment;DfE）を取得している．
中子工程では，ES 気化装置と気化散布管を生産ラインに設置して消臭対策を行っている．

図5

シェルモールド中子製造法における臭気発生

3）

臭気に対するエコソーブ作用

図7

表6
図6

鋳造冷却ラインにおける臭気発生3）

表5

中子 ・ 鋳造ラインの臭気成分
4/15

中子工程の消臭効果��������

��

����

27500

� � ��� S 200ml/h ����22160

� � ��� S 300ml/h ����21130

��

24250

� � ��� S 250ml/h ����22160

� � ��� S 350ml/h ����21130

���
3/164）

3. 3 鋳造冷却ライン
図 8 に鋳造冷却ライン排気の状況を示す．鋳造工場から，冷却ライン排気（2000m3/min）を行っているため，黒煙と鋳物臭が常時排出されていた．風の向きや強さにより周辺地域の生活環境に影響を及ぼす．大阪市環境規制値である樹脂をコーティングした人工珪砂を用い，熱で焼き固める

臭気指数 10 以下を遵守するために，脱臭と無煙化の課題

ときに樹脂が溶けて臭気が発生する．

解決が不可欠であった．

コールドボックス法ではアミン，シェルモールド法ではベンゼン，アンモニア，アルデヒドが臭気成分である．
鋳造冷却ラインでは，これらが熱分解することによって複合臭気が発生することになる．

鋳造冷却ライン排気における問題点と課題は以下である．
① 鋳 造 冷 却 ラ イ ン の 排 気 は， 集 塵 機 等 を 経 由 せ ず に2000m3/min を直接大気放出していたため，黒煙と鋳物臭が常時排出されていた．

悪臭防止法に基づく鋳物工場の脱臭 ・ 消臭対策による環境保全

図8表7

鋳造冷却ライン排気図9697

排気ガス処理フロー排気ガス成分分析（2014 年 8 月測定）

② 排気ガス成分分析を表 7 に示す．製品によって数値にはバラツキがあるが，アセトアルデヒド，ベンゼン，アンモニア，トリメチルアミン，ホルムアルデヒド，タールであることが分析の結果判明している．
臭いは鋳物製造に欠かせない中子の硬化促進剤や鋳造での主砂に添加する石炭粉等が主要因と推定できる．
③ 従来の臭気対策として，中子ラインで実績のあ

図 10

環境省においシミュレーター（臭気指数第 2 号規制基準算定ソフト）の結果（表示画面）る「エコソーブ」消臭剤を集塵機の大気放出前に煙道中に散布して消臭を行っていたが，完全に消臭2 号規制基準算定ソフト）5）を使用し，周辺最大建物高さすることは難しい状況であった．

15m，排出ガス流量 2000m3N/min，敷地境界線上の臭気指④ 臭気に関しては風向き，強さにより事業所外への影響リスクが高く，近隣住民からの苦情への対応のためには，恒久的な対策を実施することが必要となった．

数 10 等の条件にて算出し，煙突の高さを 23m，排出口における許容臭気指数 40 に決定した．
具体的な対策内容を以下に示す．図 11 に集塵機，脱臭層，⑤ 黒煙中には有害物質は含まれていないが，主砂に石炭排気煙突で構成される脱臭 ・ 集塵装置を示す．排気臭と黒粉を混ぜている関係でタール分を多く含んだ黒い煙が煙の 2 つの問題を同時に解決するために，脱臭には活性炭発生しており，脱臭化と共に無煙化の排気処理が不可

吸着と黒煙には炭酸カルシウム散布集塵の両方式の併用欠となった．

によって対策を行っている．図 11 の脱臭 ・ 集塵装置にお4．無煙化及び脱臭対策
無煙化と脱臭の両方を満たす方式として，炭酸カルシウける詳細な脱臭 ・ 集塵方法を以下に述べる．
① 集塵ダクト配管系に炭酸カルシウムを自動散布して，黒煙 ・ タールと絡めて集塵機で回収することによってム粉（トナー）でタール分を吸着させ，集塵機で吸着物を黒煙の無煙化を図る．図 12 に炭酸カルシウム投入装置除去し，その後に臭気成分を脱臭槽で脱臭する「炭カル集を示す．この時，黒煙中のタール分は炭酸カルシウム塵活性炭方式」を新たに開発して対策を行った．と混ざって集塵されることになる．

本対策における排気ガス処理フローを図 9 に示す．装置② 前段で黒煙処理が終わっても排気中に臭いが残るので，構成は，炭酸カルシウム供給装置，集塵機，活性炭吸着塔，集塵機の排気側に活性炭吸着塔を設置して臭気の脱臭排気塔から構成されており，目標臭気指数を示す．

処理を行う．活性炭は，椰子殻活性炭を用いる．活性煙突から排出される排出口での排出ガス濃度は，図 10炭吸着塔では，活性炭の間を排気臭をくぐらせることに示す環境省の「においシミュレーター」（臭気指数第によって活性炭に臭い成分を吸収させ脱臭する．活性698

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さらに夏場はタール成分が炭酸カルシウムに絡まり集塵機ろ布の目詰まりが発生していた．その対策として，衝撃エア洗浄によりダストを落下除去させることで目詰まりを解消し，ろ布性能を回復させている．
表 8 に運用開始時の脱臭装置前後の臭気測定結果を示し，表 9 に運用開始 1 年後の脱臭装置前後の臭気測定結果示す．1 年間で脱臭効果は低下してくるものの排出口許容臭気指数 40 を超えない事が継続測定の結果から明らかになった．
また，図 14 に無煙化の排気状況を示す．図 8 の黒煙流出状況と比較しても無煙化できていることが確認できる．結果，近隣住民からの苦情もなく，大阪市の環境規制値を常時遵守している．

図 11 脱臭 ・ 集塵装置

図 12

図 13

炭酸カルシウム投入装置

炭は取替え式にして焼成リサイクルして再使用する．

表8③ 排気管には臭気センサーを設置し，臭気濃度を常時監

年間臭気指数推移と効果確認

運用開始時（2015 年 2 月 3 日）の脱臭装置前後の臭気指数と臭気成分視する．基準値を越えた場合は警報出力する．
さらに，臭気濃度監視装置は，脱臭装置本体と敷地境界にある事務所屋上にも設置して常時監視を行っている．大阪市規制値である敷地境界での臭気指数 10 以下を実現す
ると同時に，地域住民からの苦情ゼロを維持する．

5．効果

図 13 に設置後一年間の脱臭装置入口と出口の臭気指数推移を示す．脱臭 ・ 集塵装置設置の 2015 年 2 月～ 2016 年
2 月まで脱臭装置の入口と出口の臭気指数を 2 か月ごとに測定し評価した．7 月～ 10 月の臭気指数は出口の方が入口より臭気指数が高く，その原因は，夏場の気温上昇に伴い活性炭が吸着成分を放出したためと判明したので，夏に活性炭交換を実施している．また，夏場は，排気中の油分の粘度が下がり，炭酸カルシウムとよく絡まることで入口側の臭気指数が下がり脱臭にも効果があることがわかった．

表9

運用開始 1 年後の脱臭装置前後の臭気指数と臭気成分

悪臭防止法に基づく鋳物工場の脱臭 ・ 消臭対策による環境保全

6992）大阪市環境規制値である臭気指数 10 以下の遵守．
3）周辺住民からの苦情ゼロの維持．
鋳造工場の近隣環境負荷低減のために，炭酸カルシウム散布と集塵機及び脱臭装置の導入によって，大気と臭気の環境改善を図ることが可能となった．これによって大阪市
環境規制値を遵守すると共に地域の環境保全にも寄与している．
株式会社クボタ恩加島工場は，創業 105 周年を迎える

図 14 無煙化の排気状況

歴史の古い工場であるが，今後とも粉塵，振動，騒音，大気，臭気といった地域の環境保全に配慮しながら持続可能6．まとめな都市型鋳造マザー工場として存続していく．

今回，黒煙と臭気対策として設置した炭酸カルシウムを活用した集塵と活性炭吸着方式の排気処理により，ライン

参考文献

排気での臭気を排気処理装置で大幅に低減でき，排気処理

1）坪田博隆：鋳造工学会講演概要集 169（2017）25

装置出口での臭気指数を常時許容臭気指数 40 以下に抑え

2）環境省：「悪臭防止行政の今後の動向」平成 30 年度第ることができた．また，23m の煙突から排気することで1 回臭気対策セミナー講演資料集（公社）におい ・ かお

敷地境界上の臭気指数 10 を達成し，同時に煙突排気口かり環境協会編（2018）5
3）坪田博隆：平成 30 年度第 1 回臭気対策セミナー講演

ら黒煙も観察されなかった．
これにより目標とした以下の項目を達成することがで資料集（公社）におい ・ かおり環境協会編（2018）34

きた．

4）株式会社エコロ；http://ecoro.com

1）鋳造冷却ライン排気の無煙化と排気臭の低減．

5）環境省；http://www.env.go.jp/air/akushu/simulator/

公益社団法人日本技術士会 近畿本部登録 近畿PE技術相談室
https://kinkipesodan.xsrv.jp