特許 6096430 脱臭装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6096430

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】脱臭装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/84 20060101AFI20170306BHJP

   B01D 53/58 20060101ALI20170306BHJP

   B01D 53/38 20060101ALI20170306BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/84

   B01D53/58

   B01D53/38 120

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-163052(P2012-163052)

(22)【出願日】2012年7月23日

(65)【公開番号】特開2014-18779(P2014-18779A)

(43)【公開日】2014年2月3日

【審査請求日】2015年7月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】501203344

【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

(73)【特許権者】

【識別番号】591261336

【氏名又は名称】パナソニック環境エンジニアリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000110804

【氏名又は名称】ニチアス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118924

【弁理士】

【氏名又は名称】廣幸 正樹

(72)【発明者】

【氏名】原田 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】川瀬 芳順

(72)【発明者】

【氏名】小島 智美

(72)【発明者】

【氏名】上原 喜四郎

(72)【発明者】

【氏名】芥川 宏

(72)【発明者】

【氏名】山本 和樹

(72)【発明者】

【氏名】岩田 耕治

【審査官】 松井 一泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０１９４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０９２１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７３１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７２７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１８４４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１９０９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１７７７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３０９３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０２４４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２００３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３０９２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１８１３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６０６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０９９０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３６９８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３６４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３６７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−００１１９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／３４−５３／８５

Ｂ０１Ｄ ５３／９２

Ｂ０１Ｄ ５３／９６

Ｃ０２Ｆ ３／０２− ３／１０

Ｃ０２Ｆ ３／２８− ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内筒と、
前記内筒の周りに設けられ、前記内筒と下端で連通した外筒と、
前記内筒内に充当配置された微生物担持材と、
前記外筒と内筒の間の外側空間内に充当された炭素源と、
前記内筒と前記外筒の下方に備えられた一つの散水受け槽と、
前記微生物担持材と前記炭素源に前記散水受け槽の水を循環散水する散水手段と、
前記散水手段側から前記内筒に悪臭ガスを送風する送風手段とを備え、
前記送風手段により悪臭ガスは前記内筒内を下降流で通過し、前記内筒の下端から前記外側空間に送られ、前記外側空間を上昇流で通過後、前記外側空間から排出され、
好気状態の前記内筒内で前記悪臭ガスとしてのアンモニアガスの硝化を行い、嫌気状態の前記外側空間で脱窒を行い、
前記一つの散水受け槽の水は、前記内筒と前記外筒を通過した前記散水同士で中和される悪臭ガスの脱臭装置。

【請求項2】

内筒と、
前記内筒の周りに設けられ、前記内筒と下端で連通した外筒と、
前記外筒と前記内筒の間の外側空間内に充当配置された微生物担持材と、
前記内筒内に充当された炭素源と、
前記内筒と前記外筒の下方に備えられた一つの散水受け槽と、
前記微生物担持材と前記炭素源に前記散水受け槽の水を循環散水する散水手段と、
前記散水手段側から前記外側空間に悪臭ガスを送風する送風手段とを備え、
前記送風手段により悪臭ガスは前記外側空間内を下降流で通過し、前記外側空間の下端から前記内筒に送られ、前記内筒を上昇流で通過後、前記内筒から排出され、
好気状態の前記外側空間で前記悪臭ガスとしてのアンモニアガスの硝化を行い、嫌気状態の前記内筒内で脱窒を行い、
前記一つの散水受け槽の水は、前記内筒と前記外筒を通過した前記散水同士で中和される悪臭ガスの脱臭装置。

【請求項3】

前記悪臭ガスをアンモニアガスとし、前記微生物担持材をロックウールとし、前記炭素源をハスクチップとした請求項１または２記載の悪臭ガスの脱臭装置。

【請求項4】

前記散水手段により散水される水の中に、マイクロバブルを含む微細気泡を混入させるマイクロバブル発生手段をさらに有する請求項１乃至３のいずれかに記載の悪臭ガスの脱臭装置。

【請求項5】

前記散水される水中に通常バブルを混入させる通常バブル発生装置をさらに有する請求項４に記載の悪臭ガスの脱臭装置。

【請求項6】

前記散水手段は、点滴方式とした請求項１乃至５のいずれかに記載の悪臭ガスの脱臭装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、堆肥化装置等から発生する悪臭ガスを脱臭する脱臭装置に関するものであり、特に微生物を利用して脱臭を行う生物脱臭装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

堆肥化装置等から発生するアンモニアを主成分とする悪臭ガスを生物脱臭装置で脱臭する場合は、微生物担体となる脱臭材料を湿潤状態に維持することが必要である。このため、散水装置と水槽が設置され、１日に２回程度、脱臭槽（微生物が生育している担体が充填された槽）の表面から散水し、余剰水を水槽内に回収している。

【0003】

このような構成は、例えば特許文献１の生物脱臭システムに開示されている。特許文献１の生物脱臭システムは、硝化作用を有する微生物によりアンモニアを硝酸および／または亜硝酸に変えて脱臭する生物脱臭装置と、その生物脱臭装置と別体に設けられ脱窒作用を有する微生物により硝酸および／または亜硝酸を窒素に変える脱窒装置と、脱窒作用を有する微生物の養分となる有機物を脱窒装置に供給する有機物供給装置と、有機物供給装置から脱窒装置に供給する養分の量を調整するための制御装置からなる。

【0004】

ここで、脱臭装置は、微生物を担持させた充填担体を充填した担体保持部と担体保持部のすぐ下方にガス導入室が配置されている。また担体保持部の上側領域には、散水室が配備されており、散水室の内部には排気ダクトが接続されている。排気ダクトからは、脱臭処理済ガスが外部に放出される。

【0005】

つまり、生物脱臭装置と脱窒装置は別々に設けられ、分解する悪臭ガスは、微生物のいる担体保持部の下方側から供給され、単体保持部上方の排気ダクトから放出される。一方、担体保持部の微生物に対して行う散水は、担体保持部の上方から行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６−３５０２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

このように、生物脱臭装置と脱窒装置は別々に設けられており、一方の装置で他方の装置を保温する関係になく、また、生物脱臭槽はアンモニア酸化菌、亜硝酸酸化菌などのいわゆる硝化菌による硝化反応、すなわち、酸化反応、発熱反応であるが、その反応熱を有効に利用していない。

【0008】

したがって、硝化脱窒が効率的に行われず、装置の小型化が図れないという課題があった。また、生物脱臭装置と脱窒装置は別々に設けられており、トラック輸送に扱い難く、使い勝手の良い悪臭ガスの脱臭装置を提供できないという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたもので、一方の装置で他方の装置を保温し、硝化反応時の反応熱の有効利用を図り、硝化脱窒を効率的に行い、装置の小型化を図ることを特徴とする脱臭装置を提供する。また、内筒の周りに外筒を設けることで、硝化装置と脱窒装置との一体化およびコンパクト化を図り、トラック輸送が可能で、使い勝手の良い、悪臭ガスの脱臭装置を提供する。

【0010】

より具体的には、本願請求項１に係る発明の脱臭装置は、
内筒と、
前記内筒の周りに設けられ、前記内筒と下端で連通した外筒と、
前記内筒内に充当配置された微生物担持材と、
前記外筒と内筒の間の外側空間内に充当された炭素源と、
前記内筒と前記外筒の下方に備えられた一つの散水受け槽と、
前記微生物担持材と前記炭素源に前記散水受け槽の水を循環散水する散水手段と、
前記散水手段側から前記内筒に悪臭ガスを送風する送風手段とを備え、
前記送風手段により悪臭ガスは前記内筒内を下降流で通過し、前記内筒の下端から前記外側空間に送られ、前記外側空間を上昇流で通過後、前記外側空間から排出され、
好気状態の前記内筒内で前記悪臭ガスとしてのアンモニアガスの硝化を行い、嫌気状態の前記外側空間で脱窒を行い、
前記一つの散水受け槽の水は、前記内筒と前記外筒を通過した前記散水同士で中和されることを特徴とする。

【0011】

これにより、外筒で内筒が外気の影響を受け難く外気と断熱され易くなり、内筒が保温される。内筒内の好気状態でのアンモニア酸化菌によるアンモニア酸化反応は発熱反応である。

【0012】

また、硝化脱窒反応の律速はアンモニア酸化菌によるアンモニア酸化反応であり、反応熱が外気に逃げ難い保温された内筒内でアンモニア酸化反応を起こし、生成する反応熱を利用してアンモニア酸化菌を暖めアンモニア酸化菌をより活性化させる。

【0013】

硝化脱窒反応の律速であるアンモニア酸化菌によるアンモニア酸化反応を促進させて、硝化脱窒反応の効率を向上させる。アンモニア酸化菌の最適温度は略３０℃程度であり、特に、冬季、あるいは寒冷地での硝化脱窒反応の効率向上に繋がる。

【0014】

また、アンモニア酸化、亜硝酸酸化の硝化反応により発生する反応熱を送風により外筒内の脱窒菌に供給するとともに、内筒の壁面を通じて、外筒内の脱窒菌を暖めることができ、脱窒菌の加温による活性化が図られ、硝化反応熱の有効利用、硝化脱窒反応の効率向上に繋がる。

【0015】

特に、内筒と外筒が縦長の場合、内筒と外筒を区分けする壁の面積が大きくなり、したがって、内筒内の反応熱の外筒への移行面積が大きく外筒内の脱窒菌が加温され易くなり、硝化反応熱の有効利用が図られ、硝化脱窒反応の速度の向上、硝化脱窒反応の効率向上に寄与することとなる。

【0016】

また、内筒の周りに外筒を設けることで、硝化装置と脱窒装置との一体化が図られ、トラック輸送が可能で、使い勝手の良い、悪臭ガスの脱臭装置を提供することとなる。装置を特に縦長にすると、処理容量が大でもトラック輸送が可能となる。

【0017】

また、本願請求項２に係る発明の脱臭装置は、
内筒と、
前記内筒の周りに設けられ、前記内筒と下端で連通した外筒と、
前記外筒と前記内筒の間の外側空間内に充当配置された微生物担持材と、
前記内筒内に充当された炭素源と、
前記内筒と前記外筒の下方に備えられた一つの散水受け槽と、
前記微生物担持材と前記炭素源に前記散水受け槽の水を循環散水する散水手段と、
前記散水手段側から前記外側空間に悪臭ガスを送風する送風手段とを備え、
前記送風手段により悪臭ガスは前記外側空間内を下降流で通過し、前記外側空間の下端から前記内筒に送られ、前記内筒を上昇流で通過後、前記内筒から排出され、
好気状態の前記外側空間で前記悪臭ガスとしてのアンモニアガスの硝化を行い、嫌気状態の前記内筒内で脱窒を行い、
前記一つの散水受け槽の水は、前記内筒と前記外筒を通過した前記散水同士で中和されることを特徴とする。

【0018】

また、上記の脱臭装置は、
前記悪臭ガスをアンモニアガスとし、前記微生物担持材をロックウールとし、前記炭素源をハスクチップとしたことを特徴とする。

【0019】

また、上記の脱臭装置は、前記散水手段により散水される水の中に、マイクロバブルを含む微細気泡を混入させるマイクロバブル発生手段をさらに有することを特徴とする。

【0020】

また、上記の脱臭装置は、前記散水される水中に通常バブルを混入させる通常バブル発生装置をさらに有することを特徴とする。

【0021】

また、上記の脱臭装置の、前記散水手段は、点滴方式としたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0022】

本発明の脱臭装置は、内筒の周りに外筒を設けることで、外筒により外気の影響を受け難く外気と断熱され易くなり内筒が保温され、硝化反応時の反応熱の有効利用が図られ、硝化脱窒が効率的に行われ、装置の小型化が図られる悪臭ガスの脱臭装置を提供できる。また、内筒の周りに外筒を設けることで、硝化装置と脱窒装置との一体化、およびコンパクト化が図られ、トラック輸送が可能で、使い勝手の良い、悪臭ガスの脱臭装置を提供できる。また、散水受け槽内の水のｐＨは、脱臭装置の硝化菌および脱窒菌の処理能力のバランスを検知するのに有用である。また、請求項２に係る発明によれば、外側空間内での硝化反応熱による内側空間の加温により脱窒菌の活性化が図られ、硝化反応熱の有効利用、硝化脱窒反応の効率向上に繋がる。

【0023】

さらに硝化部と脱窒部に供給する水は点滴状に供給するので、悪臭ガスと水の供給を継続的に行っていても、上記のような課題は発生することはない。

【0024】

また、硝化と脱窒を同心状の容器で行うため、脱臭装置を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の脱臭装置の構成を示す図。

【図2】散水受け槽を２分した場合の構成を示す図。

【図3】実施の形態２における構成の一例を示す図。

【図4】図３の形態で散水受け槽を２分した場合の構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下図を用いて、本発明の脱臭装置について説明する。なお、下記の説明は本発明の一例を示すものであり、本発明の趣旨の範囲内において、変更することができる。

【0027】

（実施の形態１）
図１に本発明の脱臭装置の構成を示す。本発明の脱臭装置１は、内筒１０と、外筒１１と、散水手段１２と、送風手段１３と、散水受け槽１４を少なくとも備える。また、さらにバッファ槽１５をさらに備えてもよい。

【0028】

外筒１１は、断面略円形をした筒状構造をしている。なお、外筒１１の断面形状は特に円形に限定させるものではなく、楕円であっても、三角形、四角形、六角形、あるいは八角形などの多角形であってもよい。また、外筒１１の下方端には、散水受け槽１４が設けられる。外筒１１と散水受け槽１４は、連続して形成されていてもよいし、それぞれが接続されていてもよい。

【0029】

外筒１１の内部には外筒１１より断面径が小さい内筒１０が配置される。したがって、内筒１０と外筒１１の間には、空間が形成される。内筒１０で囲まれた内部空間を内側空間２０と呼び内筒１０と外筒１１の間の空間を外側空間２１と呼ぶ。内筒１０と外筒１１の下端より下側には、共通の空間が形成され、そのさらに下方に散水受け槽１４が設けられる。この共通の空間は、内側空間２０と外側空間２１を連通するので、連通空間２２と呼ぶ。すなわち、内筒１０と外筒１１は下端の連通空間２２で連通している。

【0030】

内側空間２０には、硝化菌を担持させた微生物担持材３０が充填される。硝化菌は、アンモニアを酸化し亜硝酸イオンにするアンモニア酸化菌、亜硝酸イオンを酸化する亜硝酸酸化菌が少なくとも含まれる。微生物担持材３０としては、ロックウールなどが好適に用いられる。

【0031】

外側空間２１には、脱窒菌が繁殖担持された炭素源３１が充当される。脱窒菌は、亜硝酸イオンおよび硝酸イオンを脱窒反応により窒素と水に浄化する。

【0032】

連通空間２２の下方には、散水受け槽１４が形成される。散水受け槽１４は、内筒１０と外筒１１の上方から散水された水を下方で受ける槽である。また、連通空間２２を気密に維持するため、外筒１１と気密に接続される。

【0033】

内筒１０と外筒１１の上端には、蓋部１６が設けられる。蓋部１６には、被処理ガスである悪臭ガスＧの取入口１６ｉｎと、処理された結果生成する窒素ガスの排出口１６ｏｔが設けられる。なお、蓋部１６は、内側空間２０と外側空間２１を気密状態で分離する分離手段２４が設けられる。

【0034】

分離手段２４は、蓋部１６の内側に内筒１０の外径と同様のリブを立て、リブの先端を内筒１０の先端と突き合わせることで構成することができる。または、内筒１０の先端を蓋部１６の内面まで延設することで、内側空間２０と外側空間２１を気密に分離してもよい。悪臭ガスＧの取入口１６ｉｎと処理後の窒素ガスの排出口１６ｏｔを気密に分離するためである。

【0035】

散水受け槽１４には液密に形成された排出口（１４ａ、１４ｂ）が設けられる。排出口１４ａには配管４０ａが連結され、蓋部１６内側にまで延設される。蓋部１６内部の配管４０ａには散水口４１ａが設けられる。この配管４０ａの途中にはポンプＰａが配置され、散水受け槽１４内の液体を内筒１０、外筒１１の上部に配置された散水口４１ａから散水させることができる。この配管４０ａの途中には、マイクロバブル発生装置４６および通常バブル発生装置４７が連結される。少なくとも散水受け槽１４、配管４０ａ、ポンプＰａによって散水手段１２は構成される。

【0036】

また、排出口（１４ａ、１４ｂ）、配管４０、ポンプＰａおよび散水口４１ａは複数あってもよい。図１では、排出口１４ｂ、ポンプＰｂ、散水口４１ｂがある構成を示している。これらは、外側空間２１の炭素源３１に循環水を送っている。このように内側空間２０と外側空間２１への散水手段１２をそれぞれ配置することで、微生物担持材３０と炭素源３１への循環水の供給量を別々に調整することができる。

【0037】

散水受け槽１４には、さらにｐＨセンサ４８が配置されるのが望ましい。後述するように、散水受け槽１４内の水のｐＨは、脱臭装置１の硝化菌および脱窒菌の処理能力のバランスを検知するのに有用だからである。

【0038】

また、ｐＨ制御剤投入手段５０が設けられていても良い。ｐＨ制御剤投入手段５０は、酸性若しくはアルカリ性の溶液を内側空間２０若しくは外側空間２１に供給する手段である。図では、散水手段１２を構成する配管４０ａ、４０ｂの途中に酸性若しくはアルカリ性の溶液を保持する容器およびバルブで構成したｐＨ制御剤投入手段５０を示したが、この構成に限定されるものではない。

【0039】

蓋部１６の悪臭ガスＧの取入口１６ｉｎには、悪臭源からの悪臭ガスＧを送るブロア１７が連結される。ブロア１７は送風手段１３を構成する。図１ではブロア１７は蓋部１６の外側に構成されている状態を示すが、蓋部１６内に設けてあっても良い。

【0040】

また、ブロア１７の上流には、バッファ槽１５を設けても良い。バッファ槽１５は、内部に水を貯留したタンクであり、悪臭ガスＧを一度内部の水を通過させることで、悪臭ガスＧ中のアンモニアを溶解させ、悪臭ガスＧの平準化を行う。本発明の脱臭装置１は、微生物を利用して悪臭ガスＧを浄化させる。したがって、微生物の反応を連続的に継続させることが効率がよい。バッファ槽１５を通過させることによって、悪臭ガスＧ中のアンモニア量が多い場合は、バッファ槽１５中の貯留水に吸収され、少ない場合は、逆に貯留水から供給される。このようにして悪臭ガスＧ中のアンモニア等の悪臭源を平準化させることができる。もちろん、バッファ槽１５を通過させず直接脱臭装置１に悪臭ガスＧを送ってもよい。

【0041】

以上の構成を有する脱臭装置１の動作を説明する。送風手段１３により堆肥化装置等（図示せず）から発生するアンモニアを主成分とする悪臭ガスＧは、直接またはバッファ槽１５を通過した後、内筒１０内の内側空間２０に流入する。また、散水受け槽１４からポンプＰａによってくみ上げられる循環水中に含まれる悪臭ガスＧ由来のアンモニアも内側空間２０に供給される。内筒１０内に充当配置、充填され微生物担持材３０に繁殖担持された硝化菌の一種であるアンモニア酸化菌は、これらのアンモニアを酸化し、亜硝酸イオンを生成する。また、微生物担持材３０に繁殖担持された硝化菌の一種である亜硝酸酸化菌は、亜硝酸イオンを酸化し、硝酸イオンを生成する。

【0042】

亜硝酸イオンと硝酸イオンの生成により、内側空間２０内の微生物担持材３０の水分は酸性となりｐＨは下がる。しかし、散水手段１２によって供給される循環散水が、亜硝酸イオンと硝酸イオンを洗い流し、下方の散水受け槽１４に落下させる。また、内筒１０内に流入した悪臭ガスＧの主成分であるアンモニアは、内側空間２０に供給された水に溶解してアンモニア水となる。このアンモニア水も、亜硝酸イオンと硝酸イオンを中和する。このようにして、内側空間２０内に充当された微生物担持材３０中の水分は、硝化菌の生育に適した中性乃至は弱アルカリに維持される。

【0043】

また、本発明の脱臭装置１では、内側空間２０は、外側空間２１の存在により外気から断熱され、保温されている。そして、内側空間２０内で生じる硝化反応は発熱反応であるので、内側空間２０内は、加熱される。外側空間２１で断熱、保温された内側空間２０内で硝化反応を起こし、その硝化反応熱が外気に逃げ難く、冷え難くなっている。つまり、アンモニア酸化菌を暖めてアンモニア酸化菌の活性を向上させる。すなわち、内筒１０と外筒１１で構成される本脱臭装置１は、硝化脱窒反応の律速がアンモニア酸化菌によるアンモニア酸化反応である点を考えると、硝化脱窒反応の処理速度を向上させることができる。特に冬季や寒冷地など、外気温が低い環境でも、処理速度の向上に繋がる。硝化脱窒反応の処理速度が向上し装置の小型化が図られる。

【0044】

散水受け槽１４に落下し貯留される循環水中には、酸化反応によって生成し、洗い流された亜硝酸イオンと硝酸イオンの他、循環水中に溶解したアンモニア成分、悪臭ガスＧ成分も含まれる。

【0045】

硝化菌による硝化反応により、アンモニアが酸化されると、アンモニア成分が浄化され、アンモニア臭気の脱臭が行われる。すなわち、アンモニアを主成分とする悪臭ガスＧが浄化される。

【0046】

堆肥化装置等から発生するアンモニアを主成分とする悪臭ガスＧが内筒１０内で硝化菌により酸化され浄化されると、悪臭ガスＧ中からはアンモニアと共に酸素も消費される。酸素が消費された悪臭ガスＧは、内筒１０の下方端から連通空間２２に抜け、次に外側空間２１に流入する。つまり、外側空間２１は、酸素含有量の少ない気体が供給され、脱窒反応に適した嫌気状態にされる。このような状態の外側空間２１に充填された炭素源３１に、散水受け槽１４の循環水を散水すると、炭素源３１に繁殖担持された脱窒菌が循環水中に洗い流された亜硝酸イオン、硝酸イオンを使って脱窒反応を行い、窒素ガスと水および水酸基を生成する。窒素ガスは、浄化ガスとして外筒１１から脱臭装置１の外に排出されることとなる。

【0047】

また、外側空間２１に流入する処理されたガスは、硝化反応によって暖められている。したがって、外側空間２１に充填された炭素源３１をも暖め、脱窒菌の加熱による活性化が促進する。なお、外側空間２１への加熱は、内側空間２０内で生じた発熱反応による熱が、内筒１０の外壁面を通じた熱伝導によってももたらされる。

【0048】

脱窒反応による水酸イオンの生成で、ｐＨが上昇する。しかし、散水受け槽１４から散水手段１２によって供給される循環水が、生成するアルカリを洗い流す。洗い流されたアルカリ性の水は、下方の散水受け槽１４に落下し貯留される。すると、アルカリ性の水は、内筒１０から落下し貯留される亜硝酸イオン、硝酸イオンとで中和され、散水受け槽１４の循環水は略中性となる。外側空間２１内に充当され微生物を担持する炭素源３１中の水分は、炭素源３１に繁殖担持された脱窒菌の生育に適した中性乃至は弱アルカリに維持される。

【0049】

なお、硝化反応と脱窒反応のアンバランスが生じて、ｐＨが低下し過ぎたり、あるいはｐＨが上昇し過ぎると、硝化反応、あるいは脱窒反応に悪影響を与える場合もある。したがって、散水受け槽１４に貯留される循環水のｐＨをｐＨセンサ４８により検知しておき、ｐＨ制御剤投入手段５０を用いて、硝化菌による硝化反応している内側空間２０内に、あるいは脱窒菌による脱窒反応している外側空間２１内に、酸あるいはアルカリを供給して、散水受け槽１４に貯留される循環水を略ｐＨ７〜８程度の略中性付近に制御しても良い。

【0050】

酸としては、循環水のｐＨを略７乃至は８程度に略中和できれば良い。例えば、希塩酸などが利用でき、微生物の栄養塩類を兼ねて燐酸なども好適に利用することができる。アルカリとしても同様に、ｐＨを略７乃至は８程度に略中和できれば良い。例えば、苛性ソーダなどが利用でき、微生物の栄養塩類を兼ねて水酸化カリウムなども好適に利用することができる。

【0051】

循環水中の亜硝酸イオンと硝酸イオンは、主に嫌気状態の外側空間２１内の炭素源３１に担持された脱窒菌によって脱窒、浄化される。一部は、内側空間２０内の嫌気部分で脱窒、浄化されるが、大部分は内側空間２０内では洗い流される。

【0052】

また、循環水中に溶解したアンモニア成分、悪臭ガスＧ成分は、主に好気状態の内側空間２０内の微生物担持材３０に担持された硝化菌によって酸化、浄化される。一部は、循環水中の溶存酸素等を使って、外側空間２１内でも好気酸化、浄化されるが、大部分は外側空間２１内では洗い流され、下方の散水受け槽１４に落下し貯留される。すなわち、内側空間２０と外側空間２１から落下する循環水は、１つの散水受け槽１４に貯留し、そこから内側空間２０と外側空間２１に供給しても、循環水中の亜硝酸イオン、硝酸イオン、アンモニア成分、悪臭ガスＧ成分の浄化が進むこととなる。

【0053】

内側空間２０の微生物担持材３０と外側空間２１の炭素源３１を洗い流す循環水の量は、洗い流し量が多いと送風抵抗、送風機の圧力損失の上昇に繋がる。散水は、微生物担持材３０や炭素源３１に含まれる循環水中に溶解した亜硝酸イオン、硝酸イオン、アンモニア成分、悪臭ガスＧ成分を洗い流し、浄化用に供給するために行う。従って、それほど多くは必要なく、例えば、微生物担持材３０や炭素源３１を通過後、下方の散水受け槽１４に滴下する程度であれば良い。

【0054】

なお、図１では、循環散水の散水受け槽１４を一つとしたが、散水受け槽１４を２つに分けて、外側空間２１からの散水を受ける外筒散水受け槽１４ｔおよび、内側空間２０からの散水を受ける内筒散水受け槽１４ｉを設けても良い。図２には、散水受け槽１４を仕切１４ｄによって２つに分けた場合の脱臭装置２の構成を示す。なお、図１と同じ部分には同じ符号を付与している。

【0055】

図２を参照して、内側空間２０の微生物担持材３０を洗い流し、内筒散水受け槽１４ｉに落下し貯水された循環水を外側空間２１の炭素源３１に散水すると、微生物担持材３０から循環水に流れ出た亜硝酸イオン、硝酸イオンが外側空間２１の炭素源３１の脱窒菌に供給される。そして、脱窒反応により進行するアルカリ化を中和し、生成するアルカリを洗い流し下方の外筒散水受け槽１４ｔに落下し貯水される。

【0056】

外筒散水受け槽１４ｔに貯水された循環水を内側空間２０の微生物担持材３０に担持した硝化菌に散水すれば、硝化菌により生成する亜硝酸イオン、硝酸イオンによるｐＨの低下を中和することができる。また、硝化菌が生成する亜硝酸イオン、硝酸イオンを下方の内筒散水受け槽１４ｉに落下させ循環水として貯水し、貯水された循環水を外側空間２１内に再び散水すれば、硝化脱窒反応が効率よく進行し、堆肥化装置等から発生するアンモニアを主成分とする臭気ガスの脱臭浄化を促進させることができる。

【0057】

また、散水する循環水中にマイクロバブル発生装置４６若しくは通常バブル発生装置４７によってマイクロバブル若しくは通常バブルを混入させてもよい。特に硝化菌は好気雰囲気中で硝化反応を行うため、内側空間２０の微生物担持材３０にマイクロバブルや通常バブルを含ませた循環水を供給することで、微生物をさらに活性化することができる。このような構成は図２のように、散水受け槽１４を２分した場合により効果的である。

【0058】

本発明の脱臭装置１としてより具体的な構成を例示する。脱臭装置１の内筒１０を、例えば、縦長のφ１．９ｍ×４ｍＨ、外筒１１を縦長のφ２．３ｍ×４ｍＨとし、内筒１０と外筒１１の下方に設けられた連通空間２２と散水受け槽１４の合計の高さを、１ｍＨとすれば、脱臭装置１の外形寸法は縦長のφ２．３ｍ×５ｍＨとなる。一般道路の積載可能高さは地上高さ３．８ｍＨであるので、この高さであれば、１０ｔトラックに脱臭装置１を一体化して寝かせて載せることができ、移動が容易となり、使い勝手が向上する。なお、ここでφ２．３ｍは直径が２．３ｍであることを表し、５ｍＨは高さが５ｍであることを示す。

【0059】

また、脱臭装置１の内筒１０を、例えば、縦長のφ２ｍ×４ｍＨ、外筒１１を縦長のφ２．４ｍ×４ｍＨとし、内筒１０と外筒１１の下方に設けられた連通空間２２と散水受け槽１４の合計の高さを、１ｍＨとすれば、脱臭装置１の外形寸法は縦長のφ２．４ｍ×５ｍＨとなり、１５ｔトラックに脱臭装置１を一体化して載せることができ、同様に、移動が容易となり、使い勝手が向上する。

【0060】

次に具体的な運転状態を例示する。例えば、脱臭装置１の内筒１０をφ２ｍ×４ｍＨ、外筒１１をφ２．４ｍ×４ｍＨとし、内筒１０と外筒１１の下方に設けられた連通空間２２と散水受け槽１４の合計の高さを１ｍＨとすれば、脱臭装置１の外形寸法は、縦長のφ２．４ｍ×５ｍＨとなる。ここで、内側空間２０内の微生物担持材３０を、例えば、ロックウールとする。

【0061】

ロックウールは、内側空間２０内に略１〜３．３ｍ^３を充填する。ロックウールには、硝化菌であるアンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌を繁殖担持させる。また、外側空間２１内には、炭素源３１として、ハスクチップとし、略０．５〜１．７ｍ^３を外側空間２１内に充填する。炭素源３１には、脱窒菌を繁殖担持させる。炭素源３１としては、ハスクチップの他に、籾殻などがある。

【0062】

散水は、内側空間２０内と外側空間２１内での反応生成物が洗い流され、下方の散水受け槽１４に循環水がぼたぼたと落ちる程度に、内側空間２０内と外側空間２１内に循環散水する。循環散水量は、上記の大きさの脱臭装置であれば、略１５〜３０Ｌ／ｍ^２・日程度であり、およそ略２０Ｌ／ｍ^２・日程度循環散水する。このような運転状態の脱臭装置１であれば、３〜１０ｍ^３／分程度の悪臭ガスＧを送風し、浄化することができる。

【0063】

（実施の形態２）
図３には本実施の形態に係る脱臭装置３の構成を示す。なお、実施の形態１と同じ部分については、同じ番号を付与して、詳細な説明は省略する。本実施の形態では、内側空間２０に炭素源３１を配置し、外側空間２１に微生物担持材３０を充填配置する。すなわち、本実施の形態では、被処理ガスである悪臭ガスＧは、外側空間２１を上端から下端に流れ、連通空間２２に抜ける。そして、連通空間２２を内側空間２０の下端に進み、内側空間２０の下端から上端に抜ける。

【0064】

また、悪臭ガスＧの流れ方が異なるので、蓋部１６に設けられる悪臭ガスＧの取入口１６ｉｎと浄化されたガスの排出口１６ｏｔは、それぞれ連通する先が異なる。すなわち、取入口１６ｉｎは、外側空間２１と連通し、排出口１６ｏｔは、内側空間２０と連通している。しかし、硝化脱窒、浄化については、実施の形態１の場合と同一である。

【0065】

このような構成を有することで、外側空間２１によって内側空間２０は外気の影響を受けにくい。すなわち、内側空間２０は外気から断熱され保温される。

【0066】

本実施の形態の脱臭装置３についてその特徴となる動作を説明する。外側空間２１内に充填した微生物担持材３０に担持させた硝化菌のアンモニア酸化、亜硝酸酸化の硝化反応により熱が発生する。この熱は、送風手段１３によって送られる悪臭を含んだガスを暖める。もちろん、実施の形態１の場合同様に、硝化反応によって悪臭ガスＧ中のアンモニアおよび酸素は消費され、浄化される。

【0067】

そして、温度が高く、また酸素含有量が低いガスは、連通空間２２を通って内側空間２０に送られ、内側空間２０の炭素源３１に担持させた脱窒菌を暖める。また、外側空間２１の熱は、外側空間２１の内側面（つまり内筒１０の外壁面）を通じても内側空間２０を暖める。この内側空間２０の加温によって脱窒菌の活性化が図られ、硝化反応熱の有効利用、硝化脱窒反応の効率向上に繋がる。

【0068】

特に、内筒１０と外筒１１が縦長の場合、内筒１０と外筒１１を区分けする壁の面積が大きくなるため、外側空間２１内の反応熱の内側空間２０への移行面積が大きく内側空間２０内の脱窒菌が加温され易くなり、硝化反応熱の有効利用が図られ、硝化脱窒反応の速度の向上、硝化脱窒反応の効率向上に寄与することとなる。

【0069】

図４には、散水受け槽１４に仕切１４ｄを設け、内筒散水受け槽１４ｉと外筒散水受け槽１４ｔを構成した場合の脱臭装置４の構成を示す。散水受け槽１４を２分した時の作用は、実施の形態１で説明したのと同じである。したがって、本実施の形態では、散水手段１２は、２系統の配管とポンプで形成され、内筒散水受け槽１４ｉに貯水された循環水を外側空間２１の上端から散水し、外筒散水受け槽１４ｔに貯水された循環水を内側空間２０の上端から散水する。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明は堆肥化装置などから放出される悪臭ガスなどを分解する脱臭装置などとして好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１、２、３、４ 脱臭装置
１０ 内筒
１１ 外筒
１２ 散水手段
１３ 送風手段
１４ 散水受け槽
１４ａ、ｂ 排出口
１４ｄ 仕切
１４ｉ 内筒散水受け槽
１４ｔ 外筒散水受け槽
１５ バッファ槽
１６ 蓋部
１６ｉｎ （悪臭ガスの）取入口
１６ｏｔ 排出口
１７ ブロア
２０ 内側空間
２１ 外側空間
２２ 連通空間
２４ 分離手段
３０ 微生物担持材
３１ 炭素源
４０ａ、ｂ 配管
４１ａ、ｂ 散水口
４６ マイクロバブル発生装置
４７ 通常バブル発生装置
４８ ｐＨセンサ
５０ ｐＨ制御剤投入手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】