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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023102769
(43)【公開日】2023-07-25
(54)【発明の名称】生物脱臭装置
(51)【国際特許分類】
B01D 53/38 20060101AFI20230718BHJP
B01D 53/84 20060101ALI20230718BHJP
【ＦＩ】
B01D53/38 100
B01D53/84 ZAB
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022208154
(22)【出願日】2022-12-26
(31)【優先権主張番号】P 2022002789
(32)【優先日】2022-01-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】307027131
【氏名又は名称】株式会社一芯
(74)【代理人】
【識別番号】110002295
【氏名又は名称】弁理士法人Ｍ＆Ｐａｒｔｎｅｒｓ
(72)【発明者】
【氏名】濱口 正明
(72)【発明者】
【氏名】濱口 学
(72)【発明者】
【氏名】尾縣 克博
【テーマコード（参考）】
4D002
【Ｆターム（参考）】
4D002AA03
4D002AA05
4D002AA06
4D002AA13
4D002AB02
4D002AC08
4D002AC10
4D002BA16
4D002BA17
4D002CA07
4D002DA59
4D002EA05
4D002GA01
4D002GA02
4D002GA04
4D002GB01
4D002GB02
4D002GB04
4D002GB09
4D002HA03
(57)【要約】
【課題】 臭気成分を有する臭気性ガスの脱臭効率の向上を可能とする生物脱臭装置を提供する。
【解決手段】
臭気性ガスを微生物により脱臭する生物脱臭装置であり、微生物を担持する担体を収容する充填層５と、充填層５に供給される液体７を保持する液槽６と、液槽６内の液体７中に気泡Ｂを生成して液槽６上に気泡層ＢＬを成長させる気泡層発生機構とを備える。液体７は、粘性成分を含むことにより粘性を有する。臭気性ガスは充填層５内を通過し、脱臭処理が行われる。
【選択図】 図１
【解決手段】
臭気性ガスを微生物により脱臭する生物脱臭装置であり、微生物を担持する担体を収容する充填層５と、充填層５に供給される液体７を保持する液槽６と、液槽６内の液体７中に気泡Ｂを生成して液槽６上に気泡層ＢＬを成長させる気泡層発生機構とを備える。液体７は、粘性成分を含むことにより粘性を有する。臭気性ガスは充填層５内を通過し、脱臭処理が行われる。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
臭気性ガスを微生物により脱臭する生物脱臭装置であり、
前記微生物を担持する担体を収容する充填層（５）と、
前記充填層（５）に供給される液体（７）を保持する液槽（６）と、
前記液槽（６）内の前記液体（７）中に気泡（Ｂ）を生成して前記液槽（６）上に気泡層（ＢＬ）を形成する気泡層発生機構とを備え、
前記液体（７）は、粘性成分を含むことにより粘性を有し、
前記臭気性ガスは前記充填層（５）内を通過するように構成されることを特徴とする生物脱臭装置。
前記微生物を担持する担体を収容する充填層（５）と、
前記充填層（５）に供給される液体（７）を保持する液槽（６）と、
前記液槽（６）内の前記液体（７）中に気泡（Ｂ）を生成して前記液槽（６）上に気泡層（ＢＬ）を形成する気泡層発生機構とを備え、
前記液体（７）は、粘性成分を含むことにより粘性を有し、
前記臭気性ガスは前記充填層（５）内を通過するように構成されることを特徴とする生物脱臭装置。
【請求項2】
前記気泡層発生機構は、前記充填層（５）内に前記気泡層（ＢＬ）を形成することを特徴とする請求項１記載の生物脱臭装置。
【請求項3】
前記粘性成分は生物由来の粘性物質であることを特徴とする請求項１又は２記載の生物脱臭装置。
【請求項4】
前記充填層（５）は、前記粘性成分としての粘性物質を生成する粘性付与生物を収容することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の生物脱臭装置。
【請求項5】
前記充填層（５）は、前記粘性付与生物の生存を補助する栄養素を供給する補助生物を収容することを特徴とする請求項４記載の生物脱臭装置。
【請求項6】
前記充填層（５）は、前記粘性付与生物を担体として構成される主担体層（５２）と前記補助生物を担体として構成される副担体層（５１、５３）とを有することを特徴とする請求項５記載の生物脱臭装置。
【請求項7】
前記補助生物はイネ科植物、イ草科植物、草木類から選択されることを特徴とする請求項５又は６記載の生物脱臭装置。
【請求項8】
前記粘性付与生物は褐藻類であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項記載の生物脱臭装置。
【請求項9】
前記主担体層（５２）の前記粘性付与生物は褐藻類であり、前記主担体層（５２）は前記副担体層（５１、５３）の上部に配置されていることを特徴とする請求項６記載の生物脱臭装置。
【請求項10】
前記粘性成分は増粘剤であることを特徴とする請求項１又は２記載の生物脱臭装置。
【請求項11】
前記充填層（５）に前記臭気性ガスを導入するガス導入部（３）を有し、
前記ガス導入部（３）は、ガス放出口（１５）を有し、
前記ガス放出口（１５）は、前記液槽（６）内の前記液体（７）の液面下に位置し、
前記ガス導入部（３）は前記気泡層発生機構を構成することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の生物脱臭装置。
前記ガス導入部（３）は、ガス放出口（１５）を有し、
前記ガス放出口（１５）は、前記液槽（６）内の前記液体（７）の液面下に位置し、
前記ガス導入部（３）は前記気泡層発生機構を構成することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の生物脱臭装置。
【請求項12】
前記気泡層発生機構は、送気ポンプ（３０）及び前記送気ポンプ（３０）に接続された気泡発生ノズル（３１）を有し、
前記送気ポンプ（３０）は、前記気泡発生ノズル（３１）に空気又は前記臭気性ガスを送気し、
前記気泡発生ノズル（３１）は前記液槽（６）内の前記液体（７）の液面下に位置することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の生物脱臭装置。
前記送気ポンプ（３０）は、前記気泡発生ノズル（３１）に空気又は前記臭気性ガスを送気し、
前記気泡発生ノズル（３１）は前記液槽（６）内の前記液体（７）の液面下に位置することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の生物脱臭装置。
【請求項13】
前記送気ポンプ（３０）は、前記臭気性ガスの臭気成分濃度に応じて排気量が制御されることを特徴とする請求項１２記載の生物脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、臭気成分を含むガスを処理する生物脱臭装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、し尿処理場、下水処理場等において発生するガスには、一般に、アンモニアや硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル等の硫黄系臭気成分が含まれている。臭気成分を含むガス（以下、臭気性ガスと称することがある）を処理する脱臭装置として、脱臭塔内でガス中の臭気成分を化学的に薬液と反応させて除去する湿式脱臭装置や、臭気成分を微生物により分解させる生物脱臭装置が知られている。
生物脱臭装置は、薬液を用いた湿式脱臭装置と比較して維持管理が容易であり、ランニングコストが低いという点で優れている。
生物脱臭装置は、薬液を用いた湿式脱臭装置と比較して維持管理が容易であり、ランニングコストが低いという点で優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平５－１１５７４２号公報
【特許文献2】特開平４－３５７１７号公報
【特許文献3】特開２００７－１３６２５２号公報
【特許文献4】特開２００７－２６０５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
し尿処理場において、衛生車（バキュームカー）により、し尿受入槽にし尿が投入された場合や、下水処理場において下水流入の多い時間帯においては、臭気性ガスの臭気成分濃度は、それ以外の平常時の臭気成分濃度と比較して急激に上昇することがある。
図７は、臭気成分である硫化水素の濃度の時刻依存性の例を示すグラフである。特定の時間帯Ａにおいて急激に硫化水素濃度が上昇し、その後急激に減少することが分かる。
微生物の細胞分裂には数時間を要するため、生物脱臭装置は、薬液による化学反応を用いた脱臭装置と異なり、急な臭気成分の濃度の変化に合わせて脱臭能力を増減させることはできない。脱臭能力が不足すると、生物脱臭装置の後段に設けられた活性炭吸着塔の負担が増大し、活性炭の交換周期が短くなり、ランニングコストが増大する。
また、最大濃度の臭気成分に合わせて脱臭装置の脱臭能力を設定すると、脱臭装置の大容量化が必要となり、維持管理費やランニングコストの増大を招くことになる。そのため、生物脱臭装置のさらなる脱臭効率の向上が要望される。
図７は、臭気成分である硫化水素の濃度の時刻依存性の例を示すグラフである。特定の時間帯Ａにおいて急激に硫化水素濃度が上昇し、その後急激に減少することが分かる。
微生物の細胞分裂には数時間を要するため、生物脱臭装置は、薬液による化学反応を用いた脱臭装置と異なり、急な臭気成分の濃度の変化に合わせて脱臭能力を増減させることはできない。脱臭能力が不足すると、生物脱臭装置の後段に設けられた活性炭吸着塔の負担が増大し、活性炭の交換周期が短くなり、ランニングコストが増大する。
また、最大濃度の臭気成分に合わせて脱臭装置の脱臭能力を設定すると、脱臭装置の大容量化が必要となり、維持管理費やランニングコストの増大を招くことになる。そのため、生物脱臭装置のさらなる脱臭効率の向上が要望される。
【0005】
本発明は、脱臭効率の向上を可能とする生物脱臭装置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】
【0006】
本発明に係る生物脱臭装置は、
臭気性ガスを微生物により脱臭する生物脱臭装置であり、
前記微生物を担持する担体を収容する充填層５と、
前記充填層５に供給される液体７を保持する液槽６と、
前記液槽６内の前記液体７中に気泡Ｂを生成して前記液槽６上に気泡層ＢＬを形成する気泡層発生機構とを備え、
前記液体７は、粘性成分を含むことにより粘性を有し、
前記臭気性ガスは前記充填層５内を通過するように構成されることを特徴とする。
臭気性ガスを微生物により脱臭する生物脱臭装置であり、
前記微生物を担持する担体を収容する充填層５と、
前記充填層５に供給される液体７を保持する液槽６と、
前記液槽６内の前記液体７中に気泡Ｂを生成して前記液槽６上に気泡層ＢＬを形成する気泡層発生機構とを備え、
前記液体７は、粘性成分を含むことにより粘性を有し、
前記臭気性ガスは前記充填層５内を通過するように構成されることを特徴とする。
【0007】
上記構成において、
前記気泡層発生機構は、前記充填層５内に前記気泡層ＢＬを形成するように構成されていてもよい。
前記気泡層発生機構は、前記充填層５内に前記気泡層ＢＬを形成するように構成されていてもよい。
【0008】
上記構成のように、粘性成分により粘性を有する液体中に気泡を生成して、気泡層を形成することにより、臭気成分の除去率を増大させることができる。
特に、液体は粘性を有するため、気泡層を充填層にまで形成することが可能であり、充填層中の気泡層の高さに依存して、臭気成分の除去率を増大させることが可能である。
特に、液体は粘性を有するため、気泡層を充填層にまで形成することが可能であり、充填層中の気泡層の高さに依存して、臭気成分の除去率を増大させることが可能である。
【0009】
上記構成において、
前記粘性成分は生物由来の粘性物質であるように構成されていてもよい。
前記粘性成分は生物由来の粘性物質であるように構成されていてもよい。
【0010】
上記構成において、
前記充填層５は、前記粘性成分としての粘性物質を生成する粘性付与生物を収容するように構成されていてもよい。
前記充填層５は、前記粘性成分としての粘性物質を生成する粘性付与生物を収容するように構成されていてもよい。
【0011】
液体に粘性を付与する粘性成分を生物由来の粘性物質とすることで、生物脱臭装置の維持管理が、さらに容易となる。
また、充填層に粘性付与生物を収容することで、別途液体に粘性を与える装置が不要となり、装置構成も簡単となる。
また、充填層に粘性付与生物を収容することで、別途液体に粘性を与える装置が不要となり、装置構成も簡単となる。
【0012】
上記構成において、
前記充填層５は、前記粘性付与生物の生存を補助する栄養素を供給する補助生物を収容するように構成されていてもよい。
前記充填層５は、前記粘性付与生物の生存を補助する栄養素を供給する補助生物を収容するように構成されていてもよい。
【0013】
補助生物は、粘性物質を生成する粘性付与生物の生存を補助し、生物脱臭装置の維持管理をさらに容易にする。
【0014】
上記構成において、
前記充填層５は、前記粘性付与生物を担体として構成される主担体層５２と前記補助生物を担体として構成される副担体層５１、５３とを有するように構成されていてもよい。
前記充填層５は、前記粘性付与生物を担体として構成される主担体層５２と前記補助生物を担体として構成される副担体層５１、５３とを有するように構成されていてもよい。
【0015】
このように充填層を、主担体層と副担体層とから構成される充填層とすることにより、メンテナンスが容易となる。
【0016】
上記構成において、
前記補助生物はイネ科植物、イ草科植物、草木類から選択されるように構成されていてもよい。
前記補助生物はイネ科植物、イ草科植物、草木類から選択されるように構成されていてもよい。
【0017】
上記構成において、
前記粘性付与生物は褐藻類であるように構成されていてもよい。
前記粘性付与生物は褐藻類であるように構成されていてもよい。
【0018】
このような補助生物又は粘性付与生物を用いることで、容易かつ安全に充填層を構成することができる。
【0019】
上記構成において、
前記主担体層５２の前記粘性付与生物は褐藻類であり、前記主担体層５２は前記副担体層５１、５３の上部に配置されているように構成されていてもよい。
前記主担体層５２の前記粘性付与生物は褐藻類であり、前記主担体層５２は前記副担体層５１、５３の上部に配置されているように構成されていてもよい。
【0020】
このような配置とすることで、気泡層の安定的な生成効果を特に高めることができる。
【0021】
上記構成において、
前記粘性成分は増粘剤であるように構成されていてもよい。
前記粘性成分は増粘剤であるように構成されていてもよい。
【0022】
上記構成において、
粘性成分として増粘剤を用いることも可能である。工業的に制御が容易な構成を選択することも可能である。
粘性成分として増粘剤を用いることも可能である。工業的に制御が容易な構成を選択することも可能である。
【0023】
また、本発明に係る生物脱臭装置は、
前記充填層５に前記臭気性ガスを導入するガス導入部３を有し、
前記ガス導入部３は、ガス放出口１５を有し、
前記ガス放出口１５は、前記液槽６内の前記液体７の液面下に位置し、
前記ガス導入部３は前記気泡層発生機構を構成することを特徴とする。
前記充填層５に前記臭気性ガスを導入するガス導入部３を有し、
前記ガス導入部３は、ガス放出口１５を有し、
前記ガス放出口１５は、前記液槽６内の前記液体７の液面下に位置し、
前記ガス導入部３は前記気泡層発生機構を構成することを特徴とする。
【0024】
このような生物脱臭装置とすることにより、臭気性ガスを用いることにより、容易に液体に気泡を生成し、気泡層を形成することが可能となる。
【0025】
また、本発明に係る生物脱臭装置は、
前記気泡層発生機構は、送気ポンプ３０及び前記送気ポンプ３０に接続された気泡発生ノズル３１を有し、
前記送気ポンプ３０は、前記気泡発生ノズル３１に空気又は前記臭気性ガスを送気し、
前記気泡発生ノズル３１は前記液槽６内の前記液体７の液面下に位置することを特徴とする。
前記気泡層発生機構は、送気ポンプ３０及び前記送気ポンプ３０に接続された気泡発生ノズル３１を有し、
前記送気ポンプ３０は、前記気泡発生ノズル３１に空気又は前記臭気性ガスを送気し、
前記気泡発生ノズル３１は前記液槽６内の前記液体７の液面下に位置することを特徴とする。
【0026】
このような構成の生物脱臭装置とすることにより、送気ポンプ及び気泡発生ノズルによって、臭気性ガスに依存することなく、気泡層の形成を制御することが可能となる。
【0027】
上記構成において、
前記送気ポンプ３０は、前記臭気性ガスの臭気成分濃度に応じて排気量が制御される
ように構成されていてもよい。
前記送気ポンプ３０は、前記臭気性ガスの臭気成分濃度に応じて排気量が制御される
ように構成されていてもよい。
【0028】
このような構成の生物脱臭装置とすることにより、効率的に臭気性ガスの臭気成分の除去を行うことができる。
【発明の効果】
【0029】
本発明に係る生物脱臭装置によれば、脱臭効率の向上を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図2】図２は生物脱臭装置１００の臭気成分の除去効果（脱臭効果）を説明する図である。図２（Ａ）は担体層５における気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）と除去率との関係を示し、図２（Ｂ）は担体層５における気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）と担体層５の圧力損失との関係を示す。
【図5】図５は、実施形態３の生物脱臭装置１００の臭気成分の除去効果（脱臭効果）を説明する図である。図５（Ａ）は充填層５における気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）と除去率との関係を示し、図５（Ｂ）は充填層５における気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）と充填層５の圧力損失との関係を示す。
【0031】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は、いずれも本発明の要旨の認定において限定的な解釈を与えるものではない。また、同一又は同種の部材については同じ参照符号を付して、説明を省略することがある。
【0032】
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【0033】
（実施形態１）
＜装置構成＞
図１（Ａ）は、実施形態１の生物脱臭装置１００の構成を示し、図１（Ｂ）は生物脱臭装置１００の動作状態を説明するための模式図である。
図１に示すように、脱臭装置１００は脱臭塔１を備え、処理対象である臭気成分を含む被処理ガスＧ（例えばアンモニア、硫化水素等の硫黄系の臭気成分を含む臭気性ガス）は、脱臭塔１のガス流入口２から取り入れられ、第１の配管３（ガス導入部３）により脱臭塔１内部に導入される。第１の配管３にブロア４（送風機４）を設け、被処理ガスＧを脱臭塔１内部に送り込んでもよい。
なお、簡単のため、臭気性ガスである被処理ガスＧをガスＧと称する。
＜装置構成＞
図１（Ａ）は、実施形態１の生物脱臭装置１００の構成を示し、図１（Ｂ）は生物脱臭装置１００の動作状態を説明するための模式図である。
図１に示すように、脱臭装置１００は脱臭塔１を備え、処理対象である臭気成分を含む被処理ガスＧ（例えばアンモニア、硫化水素等の硫黄系の臭気成分を含む臭気性ガス）は、脱臭塔１のガス流入口２から取り入れられ、第１の配管３（ガス導入部３）により脱臭塔１内部に導入される。第１の配管３にブロア４（送風機４）を設け、被処理ガスＧを脱臭塔１内部に送り込んでもよい。
なお、簡単のため、臭気性ガスである被処理ガスＧをガスＧと称する。
【0034】
脱臭塔１内部には、充填層５及び充填層５の下方に液槽６（循環液槽６）が設けられている。
充填層５には、例えばチオバチルス菌等の臭気成分を分解する公知の微生物を担持する（固定化する）担体が収容されている。ガスＧは、第１の配管３により脱臭塔１内の充填層５へ導入され、充填層５内を通過する。
微生物の担体は、例えば、粒状の多孔質のセラミックや木片の他、公知の担体を用いることができる。担体は、金網やプラスチック等のメッシュ容器に収容され、充填層５に保持されている。また、担体の保持手段は、メッシュ容器に限定されるものではなく、例えば、プラスチック等の網の仕切り板（又は仕切り網）上に担体を保持してもよい。
なお、メッシュ容器は、腐食しない材料から構成されればよい。
充填層５には、例えばチオバチルス菌等の臭気成分を分解する公知の微生物を担持する（固定化する）担体が収容されている。ガスＧは、第１の配管３により脱臭塔１内の充填層５へ導入され、充填層５内を通過する。
微生物の担体は、例えば、粒状の多孔質のセラミックや木片の他、公知の担体を用いることができる。担体は、金網やプラスチック等のメッシュ容器に収容され、充填層５に保持されている。また、担体の保持手段は、メッシュ容器に限定されるものではなく、例えば、プラスチック等の網の仕切り板（又は仕切り網）上に担体を保持してもよい。
なお、メッシュ容器は、腐食しない材料から構成されればよい。
【0035】
液槽６は、充填層５の下部に液密な空間として設けられている。液槽６には、微生物の生存に必要な水を主成分とする液体７（循環液７）が保持されている。
【0036】
液槽６には、第１の排出口８（循環液排出口８）が設けられている。
第１の排出口８には、第２の配管９が接続され、第２の配管９は、脱臭塔１の外部に設けられたポンプ１０（循環ポンプ１０）の流入口に接続されている。ポンプ１０の流出口には、第３の配管１１（循環配管１１）が接続されている。
第３の配管１１の先端は、導入口１２を介して脱臭塔１内に挿入されている。第３の配管１１の先端には液放出部１３（スプレーノズル１３）が設けられ、液放出部１３は充填層５の上方に配置されている。
第１の排出口８には、第２の配管９が接続され、第２の配管９は、脱臭塔１の外部に設けられたポンプ１０（循環ポンプ１０）の流入口に接続されている。ポンプ１０の流出口には、第３の配管１１（循環配管１１）が接続されている。
第３の配管１１の先端は、導入口１２を介して脱臭塔１内に挿入されている。第３の配管１１の先端には液放出部１３（スプレーノズル１３）が設けられ、液放出部１３は充填層５の上方に配置されている。
【0037】
なお、周囲の気温が低い場合、液体７は、微生物の活動の低下を防止するため、所定の温度に保つように液槽６又は第３の配管１１にヒータ等の温度調整機構を設けてもよい。
【0038】
ポンプ１０を稼働することにより、液槽６内の液体７は、液放出部１３を介して充填層５へ噴出される。充填層５へ噴出された液体７は、再び液槽６に戻る。第２の配管９、ポンプ１０、及び第３の配管１１は、液体７を循環させる循環機構を構成する。
液体７は、充填層５へと供給された後、充填層５内を通過して液槽６に戻るため、液体７中にも充填層５の担体に担持された微生物が生息する。
液体７は、充填層５へと供給された後、充填層５内を通過して液槽６に戻るため、液体７中にも充填層５の担体に担持された微生物が生息する。
【0039】
第１の配管３の先端部には、脱臭塔１内に設けられたガス放出部１４が設けられている。ガス放出部１４は、例えば円筒状のパイプにより形成され、さらに吹出口１５（ガス放出口１５）が設けられている。吹出口１５は、ガス放出部１４の例えば底部側に設けられ、例えば１ｍｍ以上～１０ｍｍ以下の円形の貫通孔により構成してもよい。また、ガス放出部１４の底部に設けた開口部に、微小な孔を有する多孔質板を設置してもよい。
吹出口１５は、ガスＧを液体７中に放出するため、液槽６の液体７中に配置されている。吹出口１５は、液体７の液面下に位置する。
なお、吹出口１５をガス放出部１４の底部側に設けることで、吹出口１５の閉塞を防止することができる。
吹出口１５は、ガスＧを液体７中に放出するため、液槽６の液体７中に配置されている。吹出口１５は、液体７の液面下に位置する。
なお、吹出口１５をガス放出部１４の底部側に設けることで、吹出口１５の閉塞を防止することができる。
【0040】
後述するように、吹出口１５は、液体７に気泡を生成する目的で使用するため、吹出口１５から放出されるガスＧにより液体７中に気泡が生成可能であれば、吹出口１５の液面からの距離はどのように設定してもよい。例えば、気泡の発生により液体７の液面が揺らいでも吹出口１５が液体７に完全に覆われるように、また、発生する気泡の直径より液面殻の距離が長くなるように、吹出口１５の液面からの距離を設定することができる。
但し、液面からの距離が長くなるに従い、液槽６内の液体７の液圧により、ブロア４への負荷が増大することになる。そのため、吹出口１５を液面近傍に、例えば液面下２ｃｍ以上～２０ｃｍ以下の位置に配置することで、ブロア４の負荷を軽減し、ブロア４の大容量化を不要とすることができる。
ブロア４の負荷、具体的には、モータのトルク又は消費電力の増大が１０％以下となるように、吹出口１５位置の液面からの距離を決定してもよい。
なお、ブロア４の送風能力が十分に高い場合、吹出口１５の設置位置をさらに深く設定することを排除するものではない。
但し、液面からの距離が長くなるに従い、液槽６内の液体７の液圧により、ブロア４への負荷が増大することになる。そのため、吹出口１５を液面近傍に、例えば液面下２ｃｍ以上～２０ｃｍ以下の位置に配置することで、ブロア４の負荷を軽減し、ブロア４の大容量化を不要とすることができる。
ブロア４の負荷、具体的には、モータのトルク又は消費電力の増大が１０％以下となるように、吹出口１５位置の液面からの距離を決定してもよい。
なお、ブロア４の送風能力が十分に高い場合、吹出口１５の設置位置をさらに深く設定することを排除するものではない。
【0041】
生物脱臭装置１００は、液体７の排出のため、排出管１６が設けられ、排出管１６にはバルブ１７が設けられている。
排出管１６は、微生物の死骸の排出やｐＨ値の調整等のため、液体７の一部を定期的に排出したり、液体７の交換のために使用することができる。
排出管１６は、微生物の死骸の排出やｐＨ値の調整等のため、液体７の一部を定期的に排出したり、液体７の交換のために使用することができる。
【0042】
後述するように、生物脱臭装置１００は、吹出口１５から気泡Ｂを生成し、気泡層ＢＬを成長させるように構成されている。そのため生物脱臭装置１００は、生成された泡（気泡）の膜である泡膜の強度を高め、泡の崩壊を防止又は泡の寿命を長くして泡を持続させるために、液体７に粘性を与える成分（以下、粘性成分と称す。）を供給する粘性付与機構を備えている。
粘性付与機構は、粘性成分として増粘剤を収容する薬剤タンク１８、薬剤タンク１８に収容されている増粘剤を液槽６に送り出すポンプ１９（送出ポンプ１９）、及び増粘剤を脱臭塔１に導入ための第４の配管２０を備えている。
粘性付与機構は、粘性成分として増粘剤を収容する薬剤タンク１８、薬剤タンク１８に収容されている増粘剤を液槽６に送り出すポンプ１９（送出ポンプ１９）、及び増粘剤を脱臭塔１に導入ための第４の配管２０を備えている。
【0043】
増粘剤として、公知の増粘剤を使用することができ、例えばポリビニールアルコール、メチルセルロース系増粘剤、アルギン酸ナトリウム、デンプン（水溶液又は粉）等が使用できるが、これに限定するものではない。
液体７の増粘剤の濃度（添加率）は、好適には０．０１％以上～３％以下、さらに好適には０．１以上～１％以下である。
増粘剤の濃度をモニタし、ポンプ１９を制御して液体７中の増粘剤の濃度を一定に保つことができる。なお、手動で増粘剤を添加してもよい。
増粘剤は、工業的に生産された市販の増粘剤を使用することができ、増粘剤の濃度により粘性を制御することが容易である。
液体７の増粘剤の濃度（添加率）は、好適には０．０１％以上～３％以下、さらに好適には０．１以上～１％以下である。
増粘剤の濃度をモニタし、ポンプ１９を制御して液体７中の増粘剤の濃度を一定に保つことができる。なお、手動で増粘剤を添加してもよい。
増粘剤は、工業的に生産された市販の増粘剤を使用することができ、増粘剤の濃度により粘性を制御することが容易である。
【0044】
生物脱臭装置１００は、液体７のｐＨ値を微生物の生息に最適な範囲（例えばｐＨ値の１以上～７以下）に調整するためのｐＨ値の調整機構を有してもよい。なお、ｐＨ値の範囲は上記に限定するものではなく、採用する微生物に応じて設定すればよい。
ｐＨ値の調整機構は、臭気成分の微生物の分解により例えば液体７の酸の濃度が上昇した場合、液体７の酸を中和する中和溶液（例えば水酸化ナトリウム溶液）を保持する中和液タンク２１、中和液タンク２１に保持されている中和溶液を液槽６に送り出すポンプ２２（中和ポンプ２２）及び中和溶液を脱臭塔１に導入するための第５の配管２３を備えている。
ｐＨ値の調整機構は、臭気成分の微生物の分解により例えば液体７の酸の濃度が上昇した場合、液体７の酸を中和する中和溶液（例えば水酸化ナトリウム溶液）を保持する中和液タンク２１、中和液タンク２１に保持されている中和溶液を液槽６に送り出すポンプ２２（中和ポンプ２２）及び中和溶液を脱臭塔１に導入するための第５の配管２３を備えている。
【0045】
生物脱臭装置１００は、液体７を補給するための、液補給機構（循環液補給機構）を有してもよい。液補給機構は、例えば、液タンク２４（水タンク２４）、液タンク２４に保持されている補給液（循環用液体）、例えば水を液槽６に送り出すポンプ２５（補給ポンプ２５）及び補給液（循環用液体）を脱臭塔１に導入するための第６の配管２６を備えている。
【0046】
生物脱臭装置１００は、ガス排出口２８（排気口２８）を有し、脱臭塔１において脱臭処理が完了したガスＧは、ガス排出口２８から脱臭塔１の外部に排出される。
ガスＧは、生物脱臭装置１００の第１の配管３、充填層５、ガス排出口２８の順に流れるガス流通路を通過して脱臭処理が行われる。
脱臭されガス排出口２８から排出されるガスＧは、例えば大気に放出してもよいが、さらに予備的に生物脱臭装置１００のガス排出口２８に接続して設けた、活性炭等の物理的吸着剤を有する吸着塔に流入させ、２段の脱臭処理を行ってもよい。
ガスＧは、生物脱臭装置１００の第１の配管３、充填層５、ガス排出口２８の順に流れるガス流通路を通過して脱臭処理が行われる。
脱臭されガス排出口２８から排出されるガスＧは、例えば大気に放出してもよいが、さらに予備的に生物脱臭装置１００のガス排出口２８に接続して設けた、活性炭等の物理的吸着剤を有する吸着塔に流入させ、２段の脱臭処理を行ってもよい。
【0047】
なお、充填層５の上方において、液放出部１３とガス排出口２８との間に気液分離装置２９（デミスター２９）を設けてもよい。
後述するように、液体７を用いて気泡を生成するため、気泡がガスＧの気流に運ばれて、液体７が損失し易くなる。
気液分離装置２９は、ガスＧと液体７とを分離し、ガスＧ中の液体７を除去することができる。気液分離装置２９は、気泡が流出することを防止し、液体７の損失を低減する効果を有する。
なお、気液分離装置２９は、例えばワイヤーメッシュ等により構成される公知の装置を使用することができる。分離された液体７は、下方の充填層５へと落下する。
後述するように、液体７を用いて気泡を生成するため、気泡がガスＧの気流に運ばれて、液体７が損失し易くなる。
気液分離装置２９は、ガスＧと液体７とを分離し、ガスＧ中の液体７を除去することができる。気液分離装置２９は、気泡が流出することを防止し、液体７の損失を低減する効果を有する。
なお、気液分離装置２９は、例えばワイヤーメッシュ等により構成される公知の装置を使用することができる。分離された液体７は、下方の充填層５へと落下する。
【0048】
＜脱臭処理＞
以下、図１（Ｂ）を参照し、生物脱臭装置１００による脱臭処理について説明する。
ガス放出部１４の少なくとも一部は液槽６内の液体７に没し、吹出口１５は液体７の液面下に位置する。
吹出口１５から放出されたガスＧは、液槽６内の液体７中に気泡Ｂを生成する。
気泡Ｂは液体７中を上昇し、液体７の液面に到達する。液体７は、添加された粘性成分によって粘性が付与されているため、発生する気泡Ｂの液体７からなる泡膜の強度が高められ、多くの気泡Ｂは、直ちに消失することはない。そのため、気泡Ｂは、その寿命の範囲において、液体７の液面上に蓄積され、気泡層ＢＬを生成し、成長させる。その結果、吹出口１５のバブリング作用により、気泡層ＢＬは充填層５の位置まで成長させることができる。すなわち、気泡層ＢＬは充填層５の内部にまで形成されることになる。
生物脱臭装置１００において、第１の配管３（特に、その先端に設けられたガス放出部１４及び吹出口１５）は、気泡層発生機構を構成する。
以下、図１（Ｂ）を参照し、生物脱臭装置１００による脱臭処理について説明する。
ガス放出部１４の少なくとも一部は液槽６内の液体７に没し、吹出口１５は液体７の液面下に位置する。
吹出口１５から放出されたガスＧは、液槽６内の液体７中に気泡Ｂを生成する。
気泡Ｂは液体７中を上昇し、液体７の液面に到達する。液体７は、添加された粘性成分によって粘性が付与されているため、発生する気泡Ｂの液体７からなる泡膜の強度が高められ、多くの気泡Ｂは、直ちに消失することはない。そのため、気泡Ｂは、その寿命の範囲において、液体７の液面上に蓄積され、気泡層ＢＬを生成し、成長させる。その結果、吹出口１５のバブリング作用により、気泡層ＢＬは充填層５の位置まで成長させることができる。すなわち、気泡層ＢＬは充填層５の内部にまで形成されることになる。
生物脱臭装置１００において、第１の配管３（特に、その先端に設けられたガス放出部１４及び吹出口１５）は、気泡層発生機構を構成する。
【0049】
充填層５における気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）は、ガスＧの風量、吹出口１５の形状、液体７中の粘性成分（増粘剤）の濃度に依存する。そのため、これらの条件により気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）を制御することができる。
気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）は、目視により確認が可能なように、脱臭塔１の充填層５の壁面の少なくとも一部は、透明な材質、例えば、透明ＰＶＣ(ポリ塩化ビニル）、アクリル板、透明ガラス等で構成される。なお、気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）を、脱臭塔１の透明な壁面部の外側に設けられた光学的検知装置で検出することも可能である。
気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）は、目視により確認が可能なように、脱臭塔１の充填層５の壁面の少なくとも一部は、透明な材質、例えば、透明ＰＶＣ(ポリ塩化ビニル）、アクリル板、透明ガラス等で構成される。なお、気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）を、脱臭塔１の透明な壁面部の外側に設けられた光学的検知装置で検出することも可能である。
【0050】
なお、気泡層ＢＬは液体７の泡膜を有するため、気泡層ＢＬにより充填層５への液体７の供給は可能である。しかし、液放出部１３から放出され充填層５へ供給される液体７は、気泡層ＢＬの気泡Ｂと接触し、気泡Ｂを消失させる効果を備えている。そのため、下方からの気泡層ＢＬの成長と、上方からの気泡層ＢＬ表面の気泡Ｂの消泡により、気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）をさらに安定させることができる。
また、充填層５に担持された微生物の死骸を液槽６に洗い流すこともできる。
また、充填層５に担持された微生物の死骸を液槽６に洗い流すこともできる。
【0051】
図２は生物脱臭装置１００の臭気成分の除去効果（脱臭効果）を説明する図である。図２（Ａ）は充填層５における気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）と除去率との関係を示し、図２（Ｂ）は充填層５における気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）と充填層５の圧力損失との関係を示す。
なお、除去率は臭気成分の入口濃度、及び出口濃度を計測し、除去率＝［出口濃度］／［入口濃度］により算出した。
圧力損失は、充填層５の上部Ｐ２でのガスＧの圧力と充填層５の下部Ｐ１でのガスＧの圧力との差により計測した。（図１参照）
なお、除去率は臭気成分の入口濃度、及び出口濃度を計測し、除去率＝［出口濃度］／［入口濃度］により算出した。
圧力損失は、充填層５の上部Ｐ２でのガスＧの圧力と充填層５の下部Ｐ１でのガスＧの圧力との差により計測した。（図１参照）
【0052】
図２（Ａ）、（Ｂ）より、気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）の増大とともに、除去率が増大し、圧力損失が増大することが理解できる。すなわち、気泡層ＢＬを形成することで、生物脱臭装置１００の除去率が大幅に向上することが理解できる。
従来の微生物を利用した脱臭装置の除去率は、図２（Ａ）の気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）が０ｃｍの除去率より低い値であると考えられる。そのため、本生物脱臭装置１００は臭気成分の除去率を大きく向上できるため、従来の脱臭装置と比較して大容量化することなく、高濃度の臭気成分のガスＧの処理が可能となる。
従来の微生物を利用した脱臭装置の除去率は、図２（Ａ）の気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）が０ｃｍの除去率より低い値であると考えられる。そのため、本生物脱臭装置１００は臭気成分の除去率を大きく向上できるため、従来の脱臭装置と比較して大容量化することなく、高濃度の臭気成分のガスＧの処理が可能となる。
【0053】
上述のように除去率が増大した理由は、気泡層ＢＬが成長すると、充填層５において圧力損失が生じ、ガスＧの充填層５の滞在時間が増大し、臭気成分の分解が向上したものと考えられる。
さらに、各気泡に閉じ込められたガスＧは、気泡が崩壊するまでの時間、気泡の膜（泡膜）中に存在する微生物と接触するため、気泡中のガスＧも効果的に脱臭される。気泡層ＢＬ自体も脱臭効率を向上させる効果があるため、液槽６の液体７の表面上の気泡層ＢＬが充填層５に達しない場合であっても、除去率の向上は得られる。しかし、充填層５に達するまで気泡層ＢＬを成長させることで、充填層５内での圧力損失を発生させ、さらに一層の除去率の向上効果が得られる。
さらに、各気泡に閉じ込められたガスＧは、気泡が崩壊するまでの時間、気泡の膜（泡膜）中に存在する微生物と接触するため、気泡中のガスＧも効果的に脱臭される。気泡層ＢＬ自体も脱臭効率を向上させる効果があるため、液槽６の液体７の表面上の気泡層ＢＬが充填層５に達しない場合であっても、除去率の向上は得られる。しかし、充填層５に達するまで気泡層ＢＬを成長させることで、充填層５内での圧力損失を発生させ、さらに一層の除去率の向上効果が得られる。
【0054】
また、液体７中には、多くの微生物が生息していることが知られている。実際には、液槽６の液体７中の微生物数は、充填層５の担体に担持されている微生物数より多いこともある。そのため、液槽６内の液体７に吹出口１５からガスＧを放出することで、液槽６内の液体７中の微生物により臭気成分を分解することも可能である。しかし、実効的な脱臭効率の向上を得るためには、液槽６の深い位置に吹出口１５を配置する必要があり、液体７の液圧によりブロア４の負荷が増え、大型のブロアが必要となる。そのため、従来は、液体７中の微生物を有効に利用することは困難であった。
しかし、粘性により強化された泡膜を有する気泡により構成された気泡層ＢＬ中に微生物を含有させ、ガスＧの通過経路である充填層５に液体７の微生物を長時間存在させることで、より多くの微生物とガスＧとの接触の機会を増大させるとともに、微生物との接触時間を長くすることができる。その結果、液体７の微生物を有効に活用し、ガスＧの脱臭効率を大幅に増大させることができる。
しかし、粘性により強化された泡膜を有する気泡により構成された気泡層ＢＬ中に微生物を含有させ、ガスＧの通過経路である充填層５に液体７の微生物を長時間存在させることで、より多くの微生物とガスＧとの接触の機会を増大させるとともに、微生物との接触時間を長くすることができる。その結果、液体７の微生物を有効に活用し、ガスＧの脱臭効率を大幅に増大させることができる。
【0055】
なお、図２（Ｂ）より、大気圧（１０１ｋＰａ程度）と比較して圧力損失は軽微であることが理解できる。生物脱臭装置１００は、この程度の軽微な圧力損失で、非常に大きな脱臭効率の向上効果を得ることができる。
また、ブロア４は、通常大気圧前後の条件で動作するため、気泡層ＢＬによる圧力損失の影響を実質的に受けることはないことも理解できる。
また、ブロア４は、通常大気圧前後の条件で動作するため、気泡層ＢＬによる圧力損失の影響を実質的に受けることはないことも理解できる。
【0056】
従来の微生物を利用した脱臭装置は、微生物数を増大させることにより脱臭効率を向上又は制御していたが、上述のように生物脱臭装置１００は気泡層ＢＬの高さにより、脱臭効率を向上及び制御することも可能である。
【0057】
（実施形態２）
生物脱臭装置１００は、液体７の気泡層ＢＬを生成することで、除去率を大幅に増大することができる。実施形態１においては、液槽６の液体７中に没したガス放出部１４を用いてガスＧを導入し、気泡層ＢＬを発生させていた。
実施形態２においては、気泡層ＢＬを発生させるための気泡層発生機構をガス放出部１４とは別に、独立して液槽６中に設けている。
生物脱臭装置１００は、液体７の気泡層ＢＬを生成することで、除去率を大幅に増大することができる。実施形態１においては、液槽６の液体７中に没したガス放出部１４を用いてガスＧを導入し、気泡層ＢＬを発生させていた。
実施形態２においては、気泡層ＢＬを発生させるための気泡層発生機構をガス放出部１４とは別に、独立して液槽６中に設けている。
【0058】
図３（Ａ）、（Ｂ）は実施形態２の生物脱臭装置１００の構成を説明する模式図である。
視認性のため図３においては、ｐＨ値の調整機構及び液補給機構は省略している。
図３（Ａ）に示すように、生物脱臭装置１００は気泡層発生機構を備えている。
気泡層発生機構は、送気ポンプ３０（エアーポンプ３０）及び気泡発生ノズル３１（バブリングノズル３１）を有している。気泡発生ノズル３１は、気泡を発生するために、例えば周囲の側壁に微細な孔を設けた円筒のパイプや、多孔質板を有する中空の円板、その他市販の気泡発生用ノズルを使用することができる。
視認性のため図３においては、ｐＨ値の調整機構及び液補給機構は省略している。
図３（Ａ）に示すように、生物脱臭装置１００は気泡層発生機構を備えている。
気泡層発生機構は、送気ポンプ３０（エアーポンプ３０）及び気泡発生ノズル３１（バブリングノズル３１）を有している。気泡発生ノズル３１は、気泡を発生するために、例えば周囲の側壁に微細な孔を設けた円筒のパイプや、多孔質板を有する中空の円板、その他市販の気泡発生用ノズルを使用することができる。
【0059】
送気ポンプ３０と気泡発生ノズル３１とは第７の配管３２により接続されている。気泡発生ノズル３１は液槽６の液体７の液面下、又は液体７中に配置される。送気ポンプ３０は、大気から空気を取り入れ、第７の配管３２を介して気泡発生ノズル３１に空気を送る。送気ポンプ３０から送気された空気は、気泡発生ノズル３１から液体７中に気泡Ｂとなって放出される。
液体７中には増粘剤が添加されているため、気泡発生ノズル３１により生成された気泡Ｂは、図１（Ｂ）と同様に気泡層ＢＬを生成する。
気泡層ＢＬは生物脱臭装置１００の除去率を増大させることができる。
液体７中には増粘剤が添加されているため、気泡発生ノズル３１により生成された気泡Ｂは、図１（Ｂ）と同様に気泡層ＢＬを生成する。
気泡層ＢＬは生物脱臭装置１００の除去率を増大させることができる。
【0060】
なお、気泡発生ノズル３１は、液槽６の底面に近いと、液槽６の底に沈降した微生物の死骸等を気泡Ｂに取り込み易くなり、気泡Ｂの寿命が低下する。気泡発生ノズル３１は、好適には液槽６の液面近傍に配置する。気泡発生ノズル３１の配置箇所の液面からの距離は、実施形態１の吹出口１５の例と同様の距離に設定できる。
また、閉塞を避けるため、好適には気泡発生ノズル３１は下向きに配置する。
また、閉塞を避けるため、好適には気泡発生ノズル３１は下向きに配置する。
【0061】
実施形態１と異なり、気泡層ＢＬは、送気ポンプ３０と気泡発生ノズル３１とを有する気泡層発生機構により生成されるため、ガス放出部１４を用いて気泡を生成させる必要はない。そのため、ガス放出部１４を液体７に没する必要がなく、液体７の表面より上部に配置することができる。ガスＧを送るブロア４の負担がさらに軽減される。
【0062】
また、本気泡層発生機構により、気泡槽ＢＬの生成量又は高さを容易に制御することができる。
そのため、ガスＧの流入量の増大、又は臭気成分濃度の増大が予想される時間帯において、気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）が高くなるよう制御することができる。
例えば、計時機能を有する制御装置３３（コントローラ３３）により、送気ポンプ３０の排気量を制御し、送気ポンプ３０から気泡発生ノズル３１に送気される空気量を制御してもよい。
このように、予め予測される臭気成分の濃度の変化に応じて、脱臭能力を制御し、効率的に脱臭処理を行い、ランニングコストの低減に寄与することができる。
そのため、ガスＧの流入量の増大、又は臭気成分濃度の増大が予想される時間帯において、気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）が高くなるよう制御することができる。
例えば、計時機能を有する制御装置３３（コントローラ３３）により、送気ポンプ３０の排気量を制御し、送気ポンプ３０から気泡発生ノズル３１に送気される空気量を制御してもよい。
このように、予め予測される臭気成分の濃度の変化に応じて、脱臭能力を制御し、効率的に脱臭処理を行い、ランニングコストの低減に寄与することができる。
【0063】
なお、図３（Ｂ）に示すように、実施形態２においてガス放出部１４を液体７に没するように配置する構成を排除するものではない。
本気泡層発生機構を設け、気泡層ＢＬを生成、制御することは、他の実施形態とも組み合わせ可能である。
本気泡層発生機構を設け、気泡層ＢＬを生成、制御することは、他の実施形態とも組み合わせ可能である。
【0064】
さらに、ガスＧの臭気成分の濃度に応じて、気泡層ＢＬの高さを自動で制御することも可能である。
図３（Ｂ）に示すように、第１の配管３にセンサ３４、例えば硫化水素計等のガス濃度計を設け、センサ３４の出力を制御装置３３に入力する。制御装置３３は、センサ３４から出力された臭気成分の濃度に応じて、送気ポンプ３０を制御し、例えば臭気成分濃度の増大を検知した場合、送気ポンプ３０の排気量を増大させ、気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）を増大させることができる。また、逆に臭気成分濃度が低下した場合、送気ポンプ３０の排気量を低下させ、気泡層ＢＬの高さを低下させることができる。
生物脱臭装置１００を、さらに無駄なく効率的に稼働させ、ランニングコストの低減に寄与することができる。
なお、上記の気泡層ＢＬの高さを自動で制御する機構が、図３（Ａ）の構成に適用可能であることは言うまでもない。
図３（Ｂ）に示すように、第１の配管３にセンサ３４、例えば硫化水素計等のガス濃度計を設け、センサ３４の出力を制御装置３３に入力する。制御装置３３は、センサ３４から出力された臭気成分の濃度に応じて、送気ポンプ３０を制御し、例えば臭気成分濃度の増大を検知した場合、送気ポンプ３０の排気量を増大させ、気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）を増大させることができる。また、逆に臭気成分濃度が低下した場合、送気ポンプ３０の排気量を低下させ、気泡層ＢＬの高さを低下させることができる。
生物脱臭装置１００を、さらに無駄なく効率的に稼働させ、ランニングコストの低減に寄与することができる。
なお、上記の気泡層ＢＬの高さを自動で制御する機構が、図３（Ａ）の構成に適用可能であることは言うまでもない。
【0065】
なお、センサ３４として、ガス濃度計の他、圧力計、流量計を採用し、ガスＧの生物脱臭装置１００への流入量に応じて、送気ポンプ３０を制御してもよい。
【0066】
また、ガスＧの一部を気泡発生ノズル３１に送気し、実施形態１と同様に、ガスＧにより気泡を生成してもよい。
図３（Ｂ）に示すように、第１の配管３から分岐した第８の配管３５が、送気ポンプ３０の入口側に接続されている。送気ポンプ３０は、ガスＧを気泡発生ノズル３１に送気し、気泡発生ノズル３１は、ガスＧが封入された気泡を生成する。
気泡発生ノズル３１により生成された気泡Ｂ中にガスＧを閉じ込め、気泡Ｂ中でガスＧを脱臭することで、脱臭効率をさらに向上させることができる。
なお、図３（Ｂ）は、第８の配管３５はブロア４の上流側において第１の配管３から分岐する例を示すが、これに限定するものではない。第８の配管３５はブロア４の下流側において第１の配管３から分岐してもよい。
なお、上記のガスＧにより気泡を生成する機構が、図３（Ａ）の構成に適用可能であることは言うまでもない。
図３（Ｂ）に示すように、第１の配管３から分岐した第８の配管３５が、送気ポンプ３０の入口側に接続されている。送気ポンプ３０は、ガスＧを気泡発生ノズル３１に送気し、気泡発生ノズル３１は、ガスＧが封入された気泡を生成する。
気泡発生ノズル３１により生成された気泡Ｂ中にガスＧを閉じ込め、気泡Ｂ中でガスＧを脱臭することで、脱臭効率をさらに向上させることができる。
なお、図３（Ｂ）は、第８の配管３５はブロア４の上流側において第１の配管３から分岐する例を示すが、これに限定するものではない。第８の配管３５はブロア４の下流側において第１の配管３から分岐してもよい。
なお、上記のガスＧにより気泡を生成する機構が、図３（Ａ）の構成に適用可能であることは言うまでもない。
【0067】
また、気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）は、脱臭塔１の外側壁面から計測可能である。計測器３６、例えば気泡層ＢＬからの反射光や透過光を、一次元に配列された光学的検知装置（リニアセンサ）等を用いて気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）を計測できる。計測器３６の出力を制御装置３３に入力し、送気ポンプ３０の出力を制御することで、気泡層ＢＬの高さの制御がさらに容易となる。
【0068】
従来の微生物を用いた脱臭装置では、時間帯、ガス流入量、臭気成分濃度に応じて脱臭効率（又は脱臭能力）を変更することは不可能であったが、独立制御可能な送気ポンプ３０によりガスＧの状態に合わせて気泡層ＢＬの高さを制御することで脱臭効率（又は脱臭能力）を適宜調整することができる。
【0069】
（実施形態３）
実施形態１、２においては、粘性付与機構により粘性成分である増粘剤を提供するように構成されていた。
本実施形態３においては、増粘剤の供給を不要とすることで、装置の稼働を容易とし、作業者の負担の軽減、ランニングコストの低減を可能とする生物脱臭装置１００を提供する。
充填層５自体が、粘性付与機構の構成要素となり、粘性成分として生物由来の粘性物質を充填層５から液体７に供給することにより、作業負担を軽減し、ランニングコストを低減することができる。また、別途の粘性付与機構を必要としないため、生物脱臭装置１００の構成も簡単となる。
なお、生物由来の粘性成分として、例えばフコイダンが好適に採用できる。
実施形態１、２においては、粘性付与機構により粘性成分である増粘剤を提供するように構成されていた。
本実施形態３においては、増粘剤の供給を不要とすることで、装置の稼働を容易とし、作業者の負担の軽減、ランニングコストの低減を可能とする生物脱臭装置１００を提供する。
充填層５自体が、粘性付与機構の構成要素となり、粘性成分として生物由来の粘性物質を充填層５から液体７に供給することにより、作業負担を軽減し、ランニングコストを低減することができる。また、別途の粘性付与機構を必要としないため、生物脱臭装置１００の構成も簡単となる。
なお、生物由来の粘性成分として、例えばフコイダンが好適に採用できる。
【0070】
粘性成分の供給方法として、粘性物質を生成する生物（以下、粘性付与生物と称することがある。）を充填層５の担体として採用し、粘性付与生物由来の担体に微生物が担持される。上方に位置する液放出部１３から充填層５に液体７を散布することで、液体７中に粘性成分を含有させることができる。
なお、セラミックや木片等の担体と、生物由来の担体（以下、生物型担体と称することがある）とを混合して使用してもよい。脱臭能力を有する微生物は、これらの担体に担持される。
なお、セラミックや木片等の担体と、生物由来の担体（以下、生物型担体と称することがある）とを混合して使用してもよい。脱臭能力を有する微生物は、これらの担体に担持される。
【0071】
生物型担体として粘性成分であるフコイダンを生成する生物（粘性付与生物）として、例えば褐藻類を採用することができる。
使用できる褐藻類は、例えば、食用に供されるコンブ、ワカメ、メカブ、モズク、ヒジキ、ノリの他、海洋漂流物のアカモク、ホンダワラ等が利用できるが、これらに限定するものではない。
使用できる褐藻類は、例えば、食用に供されるコンブ、ワカメ、メカブ、モズク、ヒジキ、ノリの他、海洋漂流物のアカモク、ホンダワラ等が利用できるが、これらに限定するものではない。
【0072】
図４は、実施形態３の生物脱臭装置１００の構成例を示す模式図である。
図４に示す例においては、充填層５は、液槽６側から順に、第１のサブレイヤ５１（第１の副担体層５１）、メインレイヤ５２（主担体層５２）及び第２のサブレイヤ５３（第２の副担体層５３）を有している。第１のサブレイヤ５１、メインレイヤ５２、第２のサブレイヤ５３は、例えばメッシュ容器により担体を支持する
中間に位置するメインレイヤ５２には、粘性成分（例えばフコイダン）を生成する粘性付与生物、例えば褐藻類を生物型担体として採用する。
図４に示す例においては、充填層５は、液槽６側から順に、第１のサブレイヤ５１（第１の副担体層５１）、メインレイヤ５２（主担体層５２）及び第２のサブレイヤ５３（第２の副担体層５３）を有している。第１のサブレイヤ５１、メインレイヤ５２、第２のサブレイヤ５３は、例えばメッシュ容器により担体を支持する
中間に位置するメインレイヤ５２には、粘性成分（例えばフコイダン）を生成する粘性付与生物、例えば褐藻類を生物型担体として採用する。
【0073】
なお、実験の結果、褐藻類は、気泡を生成し、気泡層を維持する優れた効果を有することが確認されている。
【0074】
なお、第１のサブレイヤ５１、メインレイヤ５２及び第２のサブレイヤ５３は、それぞれを個別のメッシュ容器に保持してもよいが、１つの収容容器にプラスチック製等により構成された網により、それぞれ仕切られて、収容されてもよい。
【0075】
なお、褐藻類は、生物の三大栄養素である窒素、カリウム、リンの内、カリウムは比較的多く含まれているが、窒素、リンの含有率が低い。そのため、褐藻類を用いた担体の使用初期においては、十分な脱臭性能が発揮されていても、長期間（例えば数年間）の使用により、脱臭性能が次第に劣化することがある。
上記の含有率が低い栄養素（窒素、リン）を補給し粘性生物の健康な（活性な）生存を補助する目的で、窒素及びリンを多く含む生物（以下、補助生物と称することがある。）、例えばイネ科植物、イ草科植物、草木類を、担体として採用することで、長期にわたる脱臭機能の保全に寄与することができる。
上記の含有率が低い栄養素（窒素、リン）を補給し粘性生物の健康な（活性な）生存を補助する目的で、窒素及びリンを多く含む生物（以下、補助生物と称することがある。）、例えばイネ科植物、イ草科植物、草木類を、担体として採用することで、長期にわたる脱臭機能の保全に寄与することができる。
【0076】
イネ科植物として、例えば稲わら、ヨシ、ススキ、マコモ、チガヤ、オギ、パンパスグラス等、イ草科植物として、例えばイグサ、イヌイ、カンガレイ、クサイ、コゴメイ、アオコウガイゼキショウ、コウガイゼキショウ、ハナビゼキショウ、ヒメコウガイゼキショウ、タチコウガイゼキショウ、ドロイ等、草木類として、オオアワダチソウ、オオイタドリ、オオヨモギ、ノギナシセイバンモロコシ、メマツヨイグサ、イグサ等が使用可能である。
例えば、第１のサブレイヤ５１にイネ科植物、第２のサブレイヤ５３に草木類を、生物型担体として採用することができる。
例えば、第１のサブレイヤ５１にイネ科植物、第２のサブレイヤ５３に草木類を、生物型担体として採用することができる。
【0077】
生物型担体として採用されたイグサは、１年経過後も圧密化のような状況は見られず、その充填高さは初期の高さを維持することが確認されている。このことから、イグサは、生物型担体として数年以上の寿命を有すると理解でき、耐久性の観点から優れている。
生物型担体は他の実施形態においても使用可能であるが、イグサは特に好適に使用可能である。
生物型担体は他の実施形態においても使用可能であるが、イグサは特に好適に使用可能である。
【0078】
このように、粘性付与生物、及び補助生物は容易に入手可能であり、また生物由来の材料であるため、充填層５は、容易に、また安全に構成することができる。
【0079】
なお、上記例においては、メインレイヤ５２を中間に位置する構成を示したが、この構成に限定するものではなく、適宜変更可能である。
【0080】
図５は、充填層５に生物型担体を利用した生物脱臭装置１００の臭気成分の除去効果（脱臭効果）を説明する図である。
図５（Ａ）は充填層５における気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）と除去率との関係を示し、図５（Ｂ）は充填層５における気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）と充填層５の圧力損失との関係を示す。
充填層５の構成として、第１のサブレイヤ５１を高さ１５ｃｍの稲わら、メインレイヤ５２として高さ５ｃｍのアカモク、第２のサブレイヤ５３として高さ１０ｃｍのイグサを採用し、合計３０ｃｍの高さの充填層５を用いた、ガスＧの臭気成分の除去率を計測した。
図５（Ａ）は充填層５における気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）と除去率との関係を示し、図５（Ｂ）は充填層５における気泡層ＢＬの高さ（Ｈ）と充填層５の圧力損失との関係を示す。
充填層５の構成として、第１のサブレイヤ５１を高さ１５ｃｍの稲わら、メインレイヤ５２として高さ５ｃｍのアカモク、第２のサブレイヤ５３として高さ１０ｃｍのイグサを採用し、合計３０ｃｍの高さの充填層５を用いた、ガスＧの臭気成分の除去率を計測した。
【0081】
粘性成分として褐藻類のアカモク由来のフコイダンを充填層５から液体７に添加することで、気泡Ｂの泡膜を強化し、気泡層ＢＬを形成することが可能である。
図５（Ａ）に示すように、生物型担体を使用しても非常に高いな除去率を実現でき、気泡層ＢＬに高さが高くなると、除去率が増大することが理解できる。
また、図５（Ｂ）に示すように、気泡層ＢＬに高さが高くなると、圧力損失も増加することが理解できる。
但し、圧力損失は非常に軽微であり、実質的にブロア４の負荷への影響はない。
図５（Ａ）に示すように、生物型担体を使用しても非常に高いな除去率を実現でき、気泡層ＢＬに高さが高くなると、除去率が増大することが理解できる。
また、図５（Ｂ）に示すように、気泡層ＢＬに高さが高くなると、圧力損失も増加することが理解できる。
但し、圧力損失は非常に軽微であり、実質的にブロア４の負荷への影響はない。
【0082】
また、脱臭塔１へ流すガスＧの空塔速度を変化させ、除去率の空塔速度依存性を調査した。その結果、脱臭塔１内のガスＧの空塔速度ＬＶは０．１５～０．１７５［ｍ／ｓ］の範囲が最も高い除去効率を得られ、この範囲の空塔速度を好適に採用できることが確認されている。
【0083】
このように、独立した粘性付与機構を設けることなく、充填層５自体が粘性付与機構を構成するため、生物脱臭装置１００の構成をさらに単純化することができる。
【0084】
なお、充填層５は、必ずしも３層構成とする必要はない。
少なくとも粘性成分を付与可能な粘性付与生物を担体として含むメインレイヤ５２が含まれればよく、メインレイヤ５２のみの構成であってもよい。
但し、生物脱臭装置１００の長期間の安定した稼働のためには、粘性成分（フコイダン）を生成する粘性付与生物及び粘性付与生物を補助する補助生物を含有する充填層５が、好適に採用される。
例えば、メインレイヤ５２と第１のサブレイヤ５１との組み合わせ、メインレイヤ５２と第２のサブレイヤ５３との組み合わせであってもよい。メインレイヤ５２と第１のサブレイヤ５１と第２のサブレイヤ５３との積層順は、任意であり、図４に示す例に限定されない。
少なくとも粘性成分を付与可能な粘性付与生物を担体として含むメインレイヤ５２が含まれればよく、メインレイヤ５２のみの構成であってもよい。
但し、生物脱臭装置１００の長期間の安定した稼働のためには、粘性成分（フコイダン）を生成する粘性付与生物及び粘性付与生物を補助する補助生物を含有する充填層５が、好適に採用される。
例えば、メインレイヤ５２と第１のサブレイヤ５１との組み合わせ、メインレイヤ５２と第２のサブレイヤ５３との組み合わせであってもよい。メインレイヤ５２と第１のサブレイヤ５１と第２のサブレイヤ５３との積層順は、任意であり、図４に示す例に限定されない。
【0085】
なお、実験の結果、粘性付与生物として褐藻類を用いたメインレイヤ５２を最上段に配置した構成は、気泡層の安定的な生成効果が最も高いことが確認されている。この場合、上段から順に、メインレイヤ５２、第２のサブレイヤ５３、第１のサブレイヤ５１の構成が採用可能であり、或いは、メインレイヤ５２、第１のサブレイヤ５１やメインレイヤ５２、第２のサブレイヤ５３の２段構成も採用可能である。
【0086】
充填層５の構成は、粘性付与生物を含有する層と補助生物を含有する層との積層であってもよく、或いは、粘性付与生物と補助生物とが混合されて含有する層であってもよい。メンテナンスの作業効率等の観点から、任意に充填層５の構成を選択できる。
例えば、粘性付与生物を含有する層（メインレイヤ５２）と補助生物を含有する層（第１のサブレイヤ５１、第２のサブレイヤ５３）との積層とし、定期メンテナンスや定期交換の周期を、それぞれの層で異なるように構成することができる。
例えば、粘性付与生物を含有する層（メインレイヤ５２）と補助生物を含有する層（第１のサブレイヤ５１、第２のサブレイヤ５３）との積層とし、定期メンテナンスや定期交換の周期を、それぞれの層で異なるように構成することができる。
【0087】
（実施形態４）
上記の粘性付与生物を用いた粘性付与機構を設ける箇所は、充填層５内に限定するものではなく液槽６又は液体７を循環する循環機構に設けてもよい。
図６（Ａ）は、液槽６に粘性付与生物を用いた粘性付与機構を設けた生物脱臭装置１００の構成例を説明する模式図であり、図６（Ｂ）は循環機構に粘性付与機構を設けた生物脱臭装置１００の構成例を説明する模式図である。視認性のため、ｐＨ値の調整機構及び液補給機構は省略している。
上記の粘性付与生物を用いた粘性付与機構を設ける箇所は、充填層５内に限定するものではなく液槽６又は液体７を循環する循環機構に設けてもよい。
図６（Ａ）は、液槽６に粘性付与生物を用いた粘性付与機構を設けた生物脱臭装置１００の構成例を説明する模式図であり、図６（Ｂ）は循環機構に粘性付与機構を設けた生物脱臭装置１００の構成例を説明する模式図である。視認性のため、ｐＨ値の調整機構及び液補給機構は省略している。
【0088】
図６（Ａ）に示すように、生物脱臭装置１００は、液槽６中に粘性付与生物を収容する粘性付与生物収容部３７を備えている。
粘性付与生物収容部３７は、液体７の流入、流出が可能なように、少なくとも一部に金網やプラスチック製の網を有する容器で構成されている。
粘性付与生物収容部３７の内部は、実施形態３に記載のような粘性成分を生成する粘性付与生物が収容されている。また、粘性付与生物収容部３７は、さらに粘性付与生物の生存を補助するための補助生物を収容してもよい。
粘性付与生物収容部３７は、液体７の流入、流出が可能なように、少なくとも一部に金網やプラスチック製の網を有する容器で構成されている。
粘性付与生物収容部３７の内部は、実施形態３に記載のような粘性成分を生成する粘性付与生物が収容されている。また、粘性付与生物収容部３７は、さらに粘性付与生物の生存を補助するための補助生物を収容してもよい。
【0089】
粘性付与生物収容部３７内の粘性付与生物が生成する粘性成分は、液体７に混合され、液体７の粘性を高めることができる。
その結果、液体７の気泡の泡膜の強度を高めることができ、気泡層ＢＬの成長を促進し、生物脱臭装置１００の脱臭効率を向上させることができる。
なお、この場合、粘性付与生物収容部３７内の粘性付与生物及び補助生物は、粘性付与機構として機能するが、生物型担体としての機能は必ずしも有しない。
その結果、液体７の気泡の泡膜の強度を高めることができ、気泡層ＢＬの成長を促進し、生物脱臭装置１００の脱臭効率を向上させることができる。
なお、この場合、粘性付与生物収容部３７内の粘性付与生物及び補助生物は、粘性付与機構として機能するが、生物型担体としての機能は必ずしも有しない。
【0090】
図６（Ａ）においては、粘性付与生物収容部３７は、液槽６の底部に配置しているが、必ずしもそれに限定されず、液槽６の底部から離隔し、液槽６の底部と液体７の液面との間に配置してもよい。液槽６の底部から離隔することで、液槽６の底部に蓄積される可能性のある不要な異物等の影響を排除することができる。
【0091】
また、粘性付与生物収容部３７は、液槽６にプラスチック等の網の仕切り板（又は仕切り網）に挟み込むようにして保持してもよい。
【0092】
また、粘性付与生物収容部３７の配置箇所は、液槽６内に配置する例に限定されない。粘性付与機構を構成する粘性付与生物収容部３７を循環機構に設けてもよい。
例えば図６（Ｂ）に示すように、液体７を循環する第３の配管１１、又は第３の配管１１から分岐した分岐配管１１１の途中に、粘性付与生物収容部３７を配置してもよい。粘性付与生物収容部３７は、第３の配管１１、又は分岐配管１１１内を循環する液体７に対して粘性成分を付与することができる。このような粘性付与生物収容部３７の配置により、循環機構に粘性付与機構としての機能を備えさせることができる。
図６（Ａ）に示すように粘性付与生物収容部３７を液槽６内に配置する構成と比較して、粘性付与生物収容部３７のメンテナンスが容易となる。例えば、定期的に粘性付与生物収容部３７内の粘性付与生物又は補助生物の交換等を行うことができる。
例えば図６（Ｂ）に示すように、液体７を循環する第３の配管１１、又は第３の配管１１から分岐した分岐配管１１１の途中に、粘性付与生物収容部３７を配置してもよい。粘性付与生物収容部３７は、第３の配管１１、又は分岐配管１１１内を循環する液体７に対して粘性成分を付与することができる。このような粘性付与生物収容部３７の配置により、循環機構に粘性付与機構としての機能を備えさせることができる。
図６（Ａ）に示すように粘性付与生物収容部３７を液槽６内に配置する構成と比較して、粘性付与生物収容部３７のメンテナンスが容易となる。例えば、定期的に粘性付与生物収容部３７内の粘性付与生物又は補助生物の交換等を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【0093】
本発明に係る生物脱臭装置は、微生物による脱臭効率を大幅に向上させることができ、高濃度の臭気成分を含む臭気性ガスの脱臭にも対応が可能であり、従来の生物脱臭装置と比較して小型化も可能となる。また、従来の生物脱臭装置では困難であった、脱臭効率の制御も可能とすることができる。臭気性ガスの脱臭装置として幅広く採用が可能であり、産業上の利用可能性は大きい。
【符号の説明】
【0094】
１００ 生物脱臭装置
１ 脱臭塔
２ ガス流入口
３ 第１の配管（ガス導入部）
４ ブロア（送風機）
５ 充填層
５１ 第１のサブレイヤ（第１の副担体層）
５２ メインレイヤ（主担体層）
５３ 第２のサブレイヤ（第２の副担体層）
６ 液槽（循環液槽）
７ 液体（循環液）
８ 第１の排出口（循環液排出口）
９ 第２の配管
１０ ポンプ（循環ポンプ）
１１ 第３の配管（循環配管）
１１１ 分岐配管
１２ 導入口
１３ 液放出部（スプレーノズル）
１４ ガス放出部
１５ 吹出口（ガス放出口）
１６ 排出管
１７ バルブ
１８ 薬剤タンク
１９ ポンプ（送出ポンプ）
２０ 第４の配管
２１ 中和液タンク
２２ ポンプ（中和ポンプ）
２３ 第５の配管
２４ 液タンク（水タンク）
２５ ポンプ（補給ポンプ）
２６ 第６の配管
２８ ガス排出口（排気口）
２９ 気液分離装置（デミスター）
３０ 送気ポンプ（エアーポンプ）
３１ 気泡発生ノズル（バブリングノズル）
３２ 第７の配管
３３ 制御装置（コントローラ）
３４ センサ
３５ 第８の配管
３６ 計測器
３７ 粘性付与生物収容部
Ｂ 気泡
ＢＬ 気泡層
Ｇ 被処理ガス（臭気性ガス）
１ 脱臭塔
２ ガス流入口
３ 第１の配管（ガス導入部）
４ ブロア（送風機）
５ 充填層
５１ 第１のサブレイヤ（第１の副担体層）
５２ メインレイヤ（主担体層）
５３ 第２のサブレイヤ（第２の副担体層）
６ 液槽（循環液槽）
７ 液体（循環液）
８ 第１の排出口（循環液排出口）
９ 第２の配管
１０ ポンプ（循環ポンプ）
１１ 第３の配管（循環配管）
１１１ 分岐配管
１２ 導入口
１３ 液放出部（スプレーノズル）
１４ ガス放出部
１５ 吹出口（ガス放出口）
１６ 排出管
１７ バルブ
１８ 薬剤タンク
１９ ポンプ（送出ポンプ）
２０ 第４の配管
２１ 中和液タンク
２２ ポンプ（中和ポンプ）
２３ 第５の配管
２４ 液タンク（水タンク）
２５ ポンプ（補給ポンプ）
２６ 第６の配管
２８ ガス排出口（排気口）
２９ 気液分離装置（デミスター）
３０ 送気ポンプ（エアーポンプ）
３１ 気泡発生ノズル（バブリングノズル）
３２ 第７の配管
３３ 制御装置（コントローラ）
３４ センサ
３５ 第８の配管
３６ 計測器
３７ 粘性付与生物収容部
Ｂ 気泡
ＢＬ 気泡層
Ｇ 被処理ガス（臭気性ガス）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】