JPH079191B2 - 消臭設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は汚水処理と発電とを有機的に結合させて汚水処
理施設から発生する悪臭を無臭化するようにした消臭設
備に関する。

〈従来の技術〉 汚水処理槽に導かれたし尿、生活排水からは、腐敗臭，
アンモニア臭等の原因となる数多くの悪臭ガスが発生し
て大気中に放出される。このため住民感情を考慮して汚
水処理施設は住宅地や繁華街から離れた郊外に建設され
るのが一般的である。しかしながら、この場合には住宅
地から汚水処理施設へし尿、生活排水を導く下水管が長
くなると共に大径となり、その施工作業に多大の労力を
要している。

一方、近年の汚水処理技術の発達により、汚水処理施設
では汚水を環境基準に合致させることが可能となってい
る。従って、悪臭の原因となるガスを無臭化させること
ができれば汚水処理施設を住宅地等に建設しても住民感
情を悪化させることがないばかりでなく、下水管が短く
なり、その施工作業が容易となる。従来、かかる悪臭ガ
スを無臭化するため、酸洗浄およびアルカリ洗浄を行
った後、残存成分を活性炭に吸着させたり、悪臭ガス
を土壌中に導いて土壌への吸着と土壌中に生存する微生
物による分解を行うことによって行われている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、いずれの従来方法によっても、汚水処理
施設から大量に発生する悪臭ガスの完全な無臭化ができ
ないと共に、操作が面倒となっている。

本発明は上記事情を考慮してなされ、汚水処理施設から
生じる悪臭ガスを簡単な構造で無臭化することができる
消臭設備を提供することを目的としている。

〈問題点を解決するための手段と作用〉 上記目的を達成するため本発明は、汚水処理槽からの悪
臭ガスの濃度を検知し、悪臭ガスの濃度に応じてガスタ
ービン発電機に供給するようにしたものである。すなわ
ち本発明に係る消臭設備は、汚水処理槽を周囲から隔離
すると共に内部が負圧に調整されてなる処理室と、処理
室内の空気が供給路を介して燃料燃焼用空気として供給
されるガスタービン発電機と、ガスタービン発電機から
の排ガスを排出する煙突と、前記供給路に配設され汚水
処理槽から生じた悪臭ガスを除去する脱臭器と、前記供
給路に配設されて悪臭ガスの濃度を検知するガス検知器
と、ガス検知器からの測定値により前記処理室内の空気
の供給を前記ガスタービン発電機と煙突との間で切り換
える切換手段とを備えていることを特徴としている。

本発明は汚水処理槽から発生した悪臭ガスを燃料燃焼用
空気としてガスタービン発電機に供給するものである。
ガスタービン発電機は一般に、航空機，船舶等の駆動源
となるジェットエンジンに発電装置が組み込まれて構成
される。このガスタービン発電機は800℃以上の高温で
燃料を燃焼させることができる。一方、汚水処理槽から
発生するガスには、硫化水素，各種フェノール類，メル
カプタン，アンモニア等のような悪臭ガスが含まれてい
る。これらの悪臭ガスは700℃近辺では何ら分解あるい
は酸化，還元されることなく安定した状態を維持してお
り、一般の焼却炉やディーゼルエンジン等の燃焼用空気
として供給しても、悪臭の除去ができない。しかしなが
ら、800℃以上の高熱を発するジェットエンジン（ガス
タービン発電機）の燃焼用空気として供給した場合に
は、高温下に曝されることにより単体元素あるいはこれ
に近い状態にまで分解されるため、無臭化することがで
きる。又、ガスタービン発電機の駆動には大量の燃焼用
空気の供給を不可欠とするから、汚水処理槽から大量の
悪臭ガスが発生しても、これらを全て無臭化することが
できる。かかる汚水処理槽からの悪臭ガスの発生量が少
ない場合には、周囲の大気環境を悪化させることがない
ため、本発明では悪臭ガスの濃度を検知し、この検出値
に応じて直接、大気放出したり、ガスタービン発電機へ
の供給を切り換えている。これにより、ガスタービン発
電機が悪臭ガスに常時、接触することがなく、悪臭ガス
による侵食を抑制することができる。さらにはガスター
ビン発電機の駆動によって発生した電力は近隣の住宅
地，体育館，映画館などの各種施設に供給することがで
きる。従って、例えば、汚水処理施設を建造物の地下室
などに設置すると共に、ガスタービン発電機を同一建造
物内に設置すれば、汚水の浄化と、悪臭ガスの無臭化
と、発電とを同時に行うことができ、これにより汚水処
理施設を住宅地，繁華街などの中に設置することができ
る。

〈実施例〉 以下、本発明を図面を参照して、さらに具体的に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の概略断面図、第２図はその
地下部分の平面図、第３図は発電系統のブロック図、第
４図はガス検出部分のブロック図である。第１図に示す
ように、建造物１が住宅地あるいは繁華街に建造され、
体育館，映画館，演芸場等の各種施設を構成している。
建造物１は地上部分と地下部分とからなり、上記各種施
設は地上部分に設けられ、地下部分には汚水処理を行う
処理室２と発電を行う発電室３とが設けられている。処
理室２は周辺の住宅地，繁華街から排出されるし尿，生
活排水などを環境基準に合うように処理するものであ
り、各種の汚水処理槽が配設されている。この汚水処理
槽は第１図および第２図に示すように、沈砂槽4,曝気槽
5,沈澱槽6,硝化槽7,脱窒槽8,凝集沈澱槽９からなり、さ
らに流量調整槽，脱気槽，消毒槽（いずれも図示せず）
が中間に適宜、接続されている。沈砂槽４は導入管10か
ら流入する汚水中の土，砂，紙等の異物を取り除き、曝
気槽５はエアレーションを行って曝気槽５に続く沈澱槽
６で汚泥を沈澱させる。硝化槽７では主にアンモニアの
酸化分解を行い、脱窒槽８では酸化窒素を還元除去し、
これらにより汚水のBOD,COD,SSの低減およびリン化合物
や窒素化合物の分解が行われ、環境基準値に適合した汚
水は凝集沈澱槽９を経て排出管11から河川等に放流され
る。なお、このような一連の汚水処理槽は処理室２に複
数列、配設されて、汚水量が多くても適合することがで
きるようになっている。かかる処理室２は地上部分，発
電室，その他の部屋からコンクリート壁，ドアによって
隔離されており、さらに内部が負圧に維持されている。
この負圧条件は本実施例ではファン12によって維持され
ている。すなわち、処理室２には送気ダクト13と吸気ダ
クト14とが汚水処理槽上方で対向配置されており、前記
ファン12は吸気ダクト14に取り付けられている。従っ
て、ファン12を駆動すると、吸気ダクト14によって処理
室２内が減圧状態となり、送気ダクト13から外気が流入
するが、この排出量と流入量とをバルブ15,16によって
調整することにより負圧状態が得られる。このように処
理室２を建造物１の他の部屋から隔離し、なおかつ処理
室２内を負圧に維持することによって、処理室２内の空
気は吸気ダクト14を除く他の部分から洩れることがない
と共に、処理室２のドアを開けても外気が流入するだけ
の一方通行となるため、汚水処理槽から発生する悪臭が
外部、特に地上部分の各種施設、に洩れず不快感を与え
ることがなくなる。

ここで、前記吸気ダクト14は後述するガスタービン発電
機17に接続され、後述するように処理室２内の空気、す
なわち汚水処理槽4,5,6,7,8および９から発生した悪臭
ガスを含む空気を燃料燃焼用空気としてガスタービン発
電機17に供給する供給路となっている。

前記発電室３は処理室２と同様にコンクリート壁によっ
て隔離されており、内部にはガスタービン発電機17が設
けられ、地上部分に設けられた各種施設の照明器具，空
調器などの各種機器に電気を供給するようになってい
る。このガスタービン発電機17は800℃以上の高温で燃
焼し、この高温度を利用して悪臭の無臭化および熱エネ
ルギーの有効利用を図り、さらにはガスタービン発電機
17の電力が建造物１内に供給されている。まず、悪臭の
無臭化は前記処理室２内の空気を吸気ダクト（供給路）
14からガスタービン発電機17に導き、燃料燃焼用空気と
して供給することにより行われる。又、熱エネルギーの
有効利用はガスタービン発電機17からの排ガスを熱交換
器18に導くことによって行われる。ここで、ガスタービ
ン発電機17は駆動時に騒音を発生するが、この騒音はガ
スタービン発電機17の高速の回転数から生じる周波数の
高い音波であるため、周囲のコンクリート壁に容易に吸
収されて外部に伝幡することがない。従って、建造物１
の各施設に騒音が達することがなく、騒音障害が生じる
ことがない。

さらに、ガスタービン発電機17によって発電された電力
は建造物１内の電気器具の動力源として供給される。建
造物１内には第１図および第３図に示すように、体育
館、映画館、演劇ホールその他の施設等のように目的に
応じた各ホール41が形成されており、各ホール41には電
燈などの照明器具42、ホールの間仕切壁や移動観覧席の
駆動源となるモータ43あるいはホールの空気調整、冷暖
房等を行うファン44等の電気器具が配設されている。建
造物１にはこれらの電気器具42,43,44とガスタービン発
電機17とを結線する配線45がなされており、各電気器具
42,43,44はガスタービン発電機17と個々に、あるいは分
電盤46を介して接続されている。従って、ガスタービン
発電機17の駆動によってこれらの電気器具42,43,44に電
力を供給できるから発電所から供給される外部の商業電
力は不足分を補う程度ですみ、建造物１の稼動を安価と
することができる。又、停電の場合にはガスタービン発
電機17から必要最小限の電力の供給ができるから、病院
等の施設の安全性を確保することができる。さらに、後
述するようにガスタービン発電機17の駆動によって処理
室２内に生じる悪臭ガスが無臭化されるから、発電との
消臭とを同時に、しかも効率よく行うことが可能とな
る。

かかる悪臭ガスの消臭は、供給路となる吸気ダクト14を
ガスタービン発電機17に接続することで行われるが、こ
の吸気ダクト14の下流側、本実施例では前記ファン12の
近く、にガス検出器50および脱臭器48が設けられてい
る。脱臭器48は框体内に活性炭粉末，反応性金属粉末な
どが充填されて構成される。すなわち、処理室２内の悪
臭ガスを含む空気はまず、吸着手段48に導かれて、ある
種の、あるいは全ての悪臭成分が吸着される。ここで活
性炭粉末はその化学吸着力によって悪臭成分を除去す
る。一方、反応性金属粉末は例えば、硫酸第１鉄，硫酸
アルミニウム，硫酸亜鉛等からなり、その還元力および
吸着力によって悪臭成分を除去する。前記ガス検出器50
は脱臭器48の上流側に配設されており、吸気ダクト14内
に吸引される処理室２内の空気中に含有されている悪臭
ガスの濃度を測定するものである。このガス検出器50は
第４図に示すように、センサ素子51と抵抗52と増幅器53
とを備えてなり、さらに電源54からの電流を調整してセ
ンサ素子51および増幅器53に供給する整流器55を有して
構成される。前記センサ素子51は例えば、金属酸化物半
導体の微粉末を焼結して固型状としたり、金属酸化物半
導体の薄膜を絶縁基板上に形成し、さらに電極とリード
線とを設けて構成され、悪臭ガスが接触すると電気抵抗
が変化するようになっている。そして、この電気抵抗の
変化により抵抗52の両端の電圧が変化し、これが増幅器
13で増幅され、これにより悪臭ガス濃度の測定が行われ
る。これにより各汚水処理槽から生じた悪臭ガス濃度が
検知され、濃度による悪影響の有無の判断が行われるか
ら、悪臭ガスの発生量が少なく、周囲の大気環境に悪影
響がない場合には脱臭器48を通過させた後に直接、大気
放出することが行われる。このため本発明では吸気ダク
ト14と前記ガスタービン発電機17との間の供給路に三方
弁47が設けられると共に、排ガスの大気放出を行う煙突
20と前記三方弁47とがバイパス路29によって接続されて
いる。そして、前記ガス検出器50には切換手段60が接続
されており、切換手段60の出力信号61によって前記三方
弁47が駆動制御されるようになっている。ここで切換手
段60はガス検出器50の増幅器53と接続されるA/Dコンバ
ータ62と、検出された濃度をデジタル値で比較して行う
比較部63と、前記三方弁47に出力信号61を発する出力制
御部64とが直列に接続され、さらに比較部63に設定部65
が接続されている。A/Dコンバータ62はガス検出器50の
増幅器53から送られた悪臭ガス濃度のアナログ信号をデ
ジタル信号に変換する。又、設定部65には経験的にある
いは立法的に定められた基準となる許容ガス濃度が入力
されて記憶される。比較部63は設定部65からの基準値と
A/Dコンバータ62からの測定値を読み出し、これらを比
較する。この比較の結果、出力制御部64は三方弁47を駆
動制御する。すなわち、測定値が基準値よりも大きい場
合、バイパス路29側の弁を閉鎖して処理室２内の空気を
ガスタービン発電機17に供給し、該発電機17の高温熱に
よって悪臭ガスの熱分解を行って無臭化する。一方、測
定値が基準値よりも小さい場合、すなわち大気環境への
悪影響が小さい場合にはガスタービン発電機17側の弁を
封鎖すると共にバイパス路29側の弁を解放する。これに
より、処理室２内の空気は脱臭器48を通過して所定の脱
臭が行われた後、煙突20から直接、大気放出される。こ
のような脱臭器48、ガス検出器50および切換手段60を有
する本発明では、処理室２内の悪臭ガスが脱臭器48であ
る程度、除去されて希薄化され、ガスタービン発電機17
に供給される悪臭ガスの量が少なくなるから、悪臭ガス
による侵食がなくなり、ガスタービン発電機17への悪影
響がなくなる。特に、悪臭ガスの濃度が小さい場合には
切換手段60の駆動によって脱臭器48から直接、大気放出
されるから悪臭ガスとの接触時間が少なくなるばかりで
なく、ガスタービン発電機17に付着した悪臭ガスが非供
給特に発電機の風圧で取り除かれるから、ガスタービン
発電機17の侵食が累積的に減少する。

第３図において、19は燃料タンク,21は蓄熱槽,22は冷暖
房装置,23は給湯槽である。ガスタービン発電機17から
の排ガスのガス路24は前記熱交換器18に接続される第１
のガス路25と煙突20に接続される第２のガス路26とに分
岐され、前記第１のガス路25は熱交換器18を出た後、第
２のガス路26に接続されている。各ガス路25,26にはバ
ルブ27,28が配設されてガス路の開閉および流量調整が
行われるようになっており、これによりガスタービン発
電機17からの排ガスは主に、第１のガス路25から熱交換
器18に導かれるが、第２のガス路26から直接、煙突20に
導かれて大気中に放出することも可能となっている。ガ
スタービン発電機17には燃料タンク19から重油などの燃
料が供給されると共に、燃料燃焼用の空気が処理室２か
ら供給される。かかる処理室２の空気内には既述のよう
に各種汚水処理槽から発生した硫化水素，フェノール，
メルカプタン，アンモニア等の悪臭ガスが含有されてい
るが、脱臭器48によってある程度、希薄化された後、ガ
スタービン発電機17内で800℃以上の高温に曝されるこ
とにより、これらが分解して無臭化される。従って、汚
水の浄化と、悪臭ガスの無臭化と、発電とを同時に行う
ことができ、これにより、汚水処理施設を住宅地、繁華
街などの中に設置することが可能となる。

前記熱交換器18はガスタービン発電機17からの排ガスが
導かれ、排ガスの潜熱によって水を加熱する。この加熱
は約80〜85℃の温度の高温水と高温水よりも低温（約55
〜65℃）の蓄熱水を得る２段階で行われる。図中、30は
高温水が循環する高温循環路であり、熱交換器18の高温
部18aと給湯槽23と冷暖房装置22とを高温水が循環する
ように接続する。又、31は蓄熱水が循環する蓄熱循環路
であり、熱交換器18の蓄熱部18bと蓄熱槽21との間を蓄
熱水が循環するように接続する。従って、ガスタービン
発電機17から排出された高温の排ガスは低温となって煙
突20から排出され、排ガスの潜熱は水の熱エネルギーに
変換され、以下に述べる熱エネルギーの有効利用が行わ
れる。まず、高温水は高温循環路30から給湯槽23および
冷暖房装置22に導かれる。給湯槽23は建造物１に配管さ
れた水道，シャワー設備，風呂等に高温水を供給する。
一方、建造物１には各ホールの空調、冷暖房を行う空調
設備37が設けられており、空調設備37には空調器38が設
けられている。前記冷暖房装置22は、例えばヒートポン
プが使用され、高温水によって各空調器38を駆動する。
従って、熱交換器18からの高温水によって給湯および冷
暖房が行われるから、これらの駆動のため電源が不要と
なり、電力の節約が可能となる。次に、蓄熱槽21に貯留
されている蓄熱水は管路39によって建造物１の床暖房に
適用される。このため建造物１の床下には蓄熱水が流通
する複数本のパイプライン40が配管されており、ポンプ
（図示せず）等によってパイプライン40に蓄熱水が供給
されると床全体が高温に加温され、床暖房が行われる。
これにより、排ガスの潜熱が床暖房に利用されるから熱
エネルギーの有効利用が可能となっている。かかる床暖
房は暖空気を強制的に室内に送る空調暖房と異なり、空
気流による騒音が生じない。従って、騒音障害のない暖
房ができるから建造物１がコンサートホール，会議場等
の騒音が気になる施設の場合に、特に有効となってい
る。又、高温水よりも蓄熱水の収量が多いところから蓄
熱槽21の貯水量を多くして、温水プール等に温水を供給
することも可能である。

なお、本発明において種々変更が可能である。処理室を
負圧にする手段としてポンプによって処理室内の空気を
吸い出してもよい。又、本発明は汚水処理施設から発生
する悪臭ガスの無臭化と発電とを組み合わせたものであ
り、熱エネルギーの有効利用を図る熱交換器等は省略し
てもよい。さらには、切換手段もガス検出器からの検出
濃度を人為的に判断し、手動で三方弁を切り換えるよう
にしてもよい。さらに、又、処理室は周囲から隔離され
れば、建造物の地下部分でなく地上部分に設けてもよ
く、処理室のみを別個に施工してもよい。

〈発明の効果〉 以上のとおり本発明によれば、ガスタービン発電機の燃
焼用空気として汚水処理槽からの空気を供給して無臭化
を図ったから、体育館，映画館などの各種施設と汚水処
理施設とを一の建造物内に設けることができる。又、汚
水処理施設から悪臭公害が生じないから、汚水処理施設
を住宅地の中に設置でき、その施工が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略断面図、第２図は地下
部分の平面図、第３図は発電系統のブロック図、第４図
はガス検出器および切換手段のブロック図である。 １……建造物、２……処理室、３……発電室、4,5,6,7,
8,9……汚水処理槽、12……ファン、13……送気ダク
ト、14……吸気ダクト（供給路）、17……ガスタービン
発電機、18……熱交換器、20……煙突、21……蓄熱槽、
22……冷暖房装置、23……給湯槽、29……バイパス路、
30,31……循環路、40……パイプライン、42,43,44……
電気器具、47……三方弁、48……脱臭器、50……ガス検
出器、60……切換手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】汚水処理槽を周囲から隔離すると共に内部
   が負圧に調整されてなる処理室と、処理室内の空気が供
   給路を介して燃料燃焼用空気として供給されるガスター
   ビン発電機と、ガスタービン発電機からの排ガスを排出
   する煙突と、前記供給路に配設され汚水処理槽から生じ
   た悪臭ガスを除去する脱臭器と、前記供給路に配設され
   て悪臭ガスの濃度を検知するガス検知器と、ガス検知器
   からの測定値により前記処理室内の空気の供給を前記ガ
   スタービン発電機と煙突との間で切り換える切換手段と
   を備えていることを特徴とする消臭設備。