説明

脱臭方法及び脱臭剤

【課題】 脱臭処理に要する高価なピリチオン化合物の使用量を少なくして、該処理に要する薬剤コストを下げることを目的とする。
【解決手段】 安価な薬剤であるグリオキシル酸がピリチオン化合物の腐敗抑制機能を飛躍的に高める知見に基づき、悪臭発生源に脱臭剤としてピリチオン化合物およびグリオキシル酸を接触させることにより、該発生源の腐敗を抑制し悪臭ガスの発生を防止する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は悪臭ガスの脱臭方法および脱臭剤に関するものであるが、し尿処理場、下水処理場、製紙工場、食品工場、家畜飼育場等において発生する廃水、汚泥、生ごみ、糞尿等の悪臭発生源の脱臭処理に好適に使用されるものである。
【背景技術】
【0002】
例えば、有機性廃水の生物処理を行っている汚水処理施設においては、余剰の活性汚泥が発生し、この余剰汚泥は濃縮した後に脱水して搬出されるが、取り出した汚泥(脱水ケーキ)を一時的に保管した場合には該汚泥の腐敗が進行し、硫化水素、メチルメルカプタン等の悪臭ガスが発生する。
【0003】
この悪臭ガスの発生を防止するために、ピリチオン化合物を有効成分として含有する脱臭剤を汚泥に接触させることによって、脱水ケーキを脱臭する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。しかしながら、このようなピリチオン化合物は、汚泥の腐敗を抑制する優れた効果を有するものの高価な薬剤であるので、脱臭処理に使用した場合には、薬剤コストがかかるという難点があった。
【0004】
【特許文献1】特開平7−185329公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、脱臭処理に要するピリチオン化合物の使用量を少なくして、該処理に要する薬剤コストを下げることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、意外にも安価な薬剤であるグリオキシル酸がピリチオン化合物の腐敗抑制機能を飛躍的に高めることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。即ち、本発明は悪臭発生源にピリチオン化合物およびグリオキシル酸を接触させることにより、該発生源の腐敗を抑制し悪臭ガスの発生を防止することを特徴とする脱臭方法である。また第2の発明は、ピリチオン化合物およびグリオキシル酸を含有することを特徴とする脱臭剤である。そして、第3の発明は、第2の発明において、グリオキシル酸の含有量をピリチオン化合物の含有量に対して0.1〜20倍重量としたものである。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、グリオキシル酸を併用することにより、ピリチオン化合物の脱臭能力を高めることができるので、ピリチオン化合物の使用量を減らすことができる。従って、脱臭処理に要する薬剤コストを下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の実施において使用するピリチオン化合物とは、ピリチオン、ピリチオンの2量体及びピリチオンの金属塩を云う。ピリチオンは、化1の化学式で示される2−メルカプトピリジン−1−オキシドまたは1−ヒドロキシ−2(1H)−ピリジンチオンを表すが、これらの化合物名は、ピリチオンが有する互変異性構造に由来する。ピリチオンの2量体は、化2の化学式で示される2−メルカプトピリジン−1−オキシドの2量体である。また、ピリチオンの金属塩とは、化3の化学式で示される化合物である。
【0009】
【化1】

【0010】
【化2】

【0011】
【化3】

(但し、式中のMは、リチウム、ナトリウム、カリウム、銅、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、スズ、マンガン、鉄を表す。nは1〜4の整数を表す)
【0012】
これらのピリチオン化合物は、微生物類の繁殖を防止する機能(抗菌機能)を有することが知られており、塗料、接着剤、化粧品、香料、金属工作液などに抗菌剤や防腐剤として添加されている。特にジンクピリチオンは、毛髪用化粧品にフケ防止剤として加えられる他、船舶用塗料の防汚剤としても使用されている。
本発明の実施においては、ピリチオンの金属塩の内、前記Mが亜鉛である場合のジンクピリチオン、同Mが銅である場合の銅ピリチオン、同Mがナトリウムの場合のナトリウムピリチオンが工業的に容易に入手できる点において好ましい。
【0013】
本発明の実施において使用するグリオキシル酸は、化4の化学式で示されるものであり、香料(バニリン、エチルバニリン)原料、医薬(抗生物質)原料、脱臭(消臭、防臭)剤等に使用されており、工業薬品として容易に入手が可能である。なお、グリオキシル酸の薬剤単価は、固形分換算で比較した場合、ピリチオン化合物の薬剤単価の約10分の1である。
【0014】
【化4】

【0015】
ところで、グリオキシル酸を有効成分とする脱臭剤の検討が種々行われている。しかしながら、例えば特開平10−66866号公報に記載されているとおり、グリオキシル酸が悪臭成分を化学的に分解除去したり物理的に吸着または吸収して無臭化する機能を脱臭処理に適応したものであって、ピリチオン化合物が有する腐敗を防止する抗菌機能を増大させて脱臭効果を高める作用については、本願発明者等が新規に見出した知見である。
【0016】
本発明の実施における悪臭発生源とピリチオン化合物およびグリオキシル酸の接触方法には特に制限がなく、ピリチオン化合物およびグリオキシル酸を悪臭発生源に散布または噴霧等の方法で添加した後、攪拌、混合操作等により、脱臭剤を悪臭発生源に均一に接触させることが望ましい。ピリチオン化合物およびグリオキシル酸の添加の順番にも制限はなく、両者を逐次または同時に添加すればよい。なお、予めピリチオン化合物およびグルオキシル酸を混合して両者を含有する脱臭剤とすれば、取り扱い易さの点において至便である。
【0017】
本発明の脱臭方法の実施においては、グリオキシル酸の使用量がピリチオン化合物に対して0.1〜20倍重量(固形分換算)の割合であることが好ましく、より好ましくは、1〜10倍重量の割合である。グリオキシル酸の割合が0.1倍重量より低い場合には、ピリチオン化合物の脱臭効果を高めることができず、また20倍重量よりも高くしても、グリオキシル酸の使用量が増えるばかりでピリチオン化合物の脱臭効果を高めることができない。
また、本発明の脱臭剤に実施においては、グリオキシル酸の含有量をピリチオン化合物の含有量に対して、前記と同様に0.1〜20倍重量(固形分換算)とすることが好ましい。
【0018】
悪臭発生源に対するピリチオン化合物およびグリオキシル酸の合計の添加量(固形分換算)は、悪臭発生源中に含まれる有機物の種類や量に起因して発生する悪臭物質の種類や量によって異なり、一般的には悪臭発生源の単位容積(l)または単位重量(kg)当たり、10〜10000mgの範囲が好ましいが、適宜増減すればよい。
【0019】
本発明が適用される悪臭発生源(被処理物)には特に制限がなく、し尿処理場、下水処理場、製紙工場、食品工場、家畜飼育場等において発生する廃水、汚泥、生ごみ、糞尿等、微生物の繁殖により腐敗が発生するものに適応することができる。
【0020】
本発明の脱臭剤の実施においては、ピリチオン化合物とグリオキシル酸を均一に混合し、保存安定性を高めるために界面活性剤を使用することができる。界面活性剤としては、アルキル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤、塩化アルキルトリメチルアンモニウム等のカチオン系界面活性剤、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等の両性界面活性剤、グリセリン脂肪酸エステル等の非イオン系界面活性剤が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、脱臭剤中における界面活性剤の含有量は0.01〜3重量%の割合が好ましく、より好ましくは0.1〜1重量%の割合である。
【0021】
本発明の脱臭剤の態様には特に制限がないが、工業的に入手可能なグリオキシル酸水溶液を使用する場合には、液剤とすることが好ましい。また、使用目的、用途などに応じて水で数〜数10倍に希釈し、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコールを添加することができる。
更には、活性炭、シリカゲル、ゼオライト等の多孔質担体に含浸、担持させることにより、粉末、錠剤、顆粒剤の形に成型して使用することも可能である。
【実施例】
【0022】
以下、本発明を比較例および実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、比較例および実施例において使用した薬剤は以下のものである。また、脱臭試験方法は以下のとおりである。
【0023】
[薬剤]
・ピリチオン(東京化成工業社製、試薬1級)
・ジンクピリチオン(東京化成工業社製、試薬1級)
・銅ピリチオン(アーチケミカル社製)
・ナトリウムピリチン(東京化成工業社製、試薬、35%水溶液)
・グリオキシル酸(東京化成工業社製、試薬、40%水溶液)
【0024】
[脱臭試験]
下水処理場から採取した活性汚泥スラリー(MLSS:22,000mg/l、pH4.6)1000mlを2Lビーカに入れ、次いで所定量の脱臭剤を添加し混合した。次いで、カチオン系凝集剤(東亞合成化学社製、商品名「アロンフロックC303」)1重量%水溶液を10ml加えた後、攪拌機を用いて300rpmで30秒間攪拌して汚泥を凝集させた。この活性汚泥スラリーを、遠心分離機を用いて3,000rpmで15分間脱水し、脱水ケーキを得た。
取り出した脱水ケーキ60gを2Lの広口瓶に入れ、35℃に温調した恒温槽中に保存し、24時間および48時間経過後の前記広口瓶内の硫化水素とメチルメルカプタンの気中濃度をガス検知管を用いて測定した。なお、硫化水素の測定にはガステック社製ガス検知管4M、同4Lおよび同4LLを用い、メチルメルカプタンの測定には同社製検知管71および同71Hを用いた。
脱臭剤の添加により、脱水ケーキの腐敗が抑えられるほど硫化水素およびメチルメルカプタンの発生量(気中濃度)が減少するので、脱臭剤としての機能が発揮されたものと判定される。
【0025】
〔比較例1〕
脱臭剤としてピリチオンを表1記載の量になるように活性汚泥スラリーに添加し、脱臭試験を行った。得られた試験結果は表1に示したとおりであり、ピリチオンの添加量が多い程、悪臭ガス濃度が低下し、ピリチオンの添加量を60mg/lとした場合に、悪臭ガスの濃度が、ほぼガス検知管で検出可能な濃度以下まで低下した。
なお、脱臭剤を使用しない場合のブランク試験の結果は、表1中の試験No.1に示したとおりであった。
【0026】
【表1】

【0027】
〔比較例2〜4〕
ピリチオンの代わりに、ジンクピリチオン、銅ピリチオンおよびナトリウムピリチオンを使用した以外は、比較例1と同様にして脱臭試験を行った。得られた試験結果は各々表2〜4に示したとおりであり、ジンクピリチオン、銅ピリチオン、ナトリウムピリチオンの添加量が多い程、悪臭ガス濃度が低下し、前記ピリチオン化合物の添加量を60mg/lとした場合に、悪臭ガスの濃度が、ほぼガス検知管で検出可能な濃度以下まで低下した。
【0028】
【表2】

【0029】
【表3】

【0030】
【表4】

【0031】
〔比較例5〕
ピリチオンの代わりに、グリオキシル酸を使用した以外は、比較例1と同様にして脱臭試験を行った。得られた試験結果は表5に示したとおりであり、グリオキシル酸の添加量が多くなるに従って、僅かながらではあるが悪臭ガス濃度が低下する傾向が認められる。しかしながら、グリオキシル酸が有する脱臭機能は、前述のピリチオン化合物の場合に比べて明らかに劣っている。
【0032】
【表5】

【0033】
〔実施例1〕
比較例1と同様にして、脱臭剤としてピリチオンおよびグリオキシル酸を、表6記載の量(固形分換算)になるように活性汚泥スラリーに添加して脱臭試験を行ったところ、得られた試験結果は表6に示したとおりであった。
【0034】
【表6】

【0035】
〔実施例2〜4〕
ピリチオンの代わりにジンクピリチオン、銅ピリチオン、ナトリウムピリチオンを使用した以外は、実施例1と同様にして脱臭試験を行ったところ、得られた試験結果は、各々表7〜9に示したとおりであった。
【0036】
【表7】

【0037】
【表8】

【0038】
【表9】

【0039】
実施例1〜4の試験結果によれば、ピリチオン、ジンクピリチオン、銅ピリチオンおよびナトリウムピリチオンを各々10mg/lのみを添加した場合(比較例1〜4の試験No.1参照)に比べて、グリオキシル酸を併用すると、それらピリチオン化合物の脱臭効果が飛躍的に高められた。また、グリオキシル酸を200mg/l添加した場合、即ち、ピリチオン化合物に対して20倍重量添加した場合には、硫化水素およびメチルメルカプタンの気中濃度が、ほぼガス検知管の検出限界濃度以下まで低下した。
例えば、ピリチオン化合物の使用量を10mg/l、グリオキシル酸の使用量を10mg/lとした場合(実施例1〜4の試験No.4参照)は、ピリチオン化合物のみを40mg/l使用した場合(比較例1の試験No.5、比較例2〜4の試験No.4参照)と同等レベルの脱臭効果が得られることから、ピリチオン化合物の使用量を約4分の1に減らすことができる。この場合には、グリオキシル酸の薬剤単価がピリチオン化合物の薬剤単価の約10分の1であることを考慮すると、脱臭剤の薬剤コストを約4分の1に下げることができる。
また、ピリチオン化合物の使用量を10mg/l、グリオキシル酸の使用量を100mg/lにした場合(実施例1〜4の試験No.7参照)には、ピリチオン化合物のみを60mg/l使用した場合(比較例1の試験No.7、比較例2〜4の試験No.6参照)と同等レベルの脱臭効果が得られることから、ピリチオン化合物の使用量を約6分の1に減らすことができる。この場合には、前記と同様の事情により脱臭剤の薬剤コストを約3分の1に下げることができる。
【0040】
〔実施例5〕
水と、ピリチオン化合物、グリオキシル酸および界面活性剤としてポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルを混合して、前記の各成分が表10に示す組成割合(重量%)で含有する脱臭剤A〜Cを調製した。
食品工場の廃水処理施設にて発生した余剰汚泥を、ベルトプレス機で脱水した。得られた脱水ケーキを略正方形の形状(約5×5cm、約50g)に切り取った後、噴霧器を用いて脱水ケーキの両面に前記の脱臭剤を噴霧した。また、脱臭剤の噴霧前後の脱水ケーキの重量から、脱臭剤の添加量を算出した。
次いで、脱臭剤を噴霧した脱水ケーキの一部(30g)を1L広口瓶に入れた後、35℃に温調した恒温槽中に保存し、24時間、48時間および72時間経過後の前記広口瓶内の硫化水素とメチルメルカプタンの気中濃度をガス検知管で測定した。
得られた試験結果は、表11に示したとおりであり、何れの脱臭剤も3日間に渡って脱水ケーキからの悪臭ガスの発生を抑制することができた。
【0041】
【表10】

【0042】
【表11】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
悪臭発生源にピリチオン化合物およびグリオキシル酸を接触させることにより、該発生源の腐敗を抑制し悪臭ガスの発生を防止することを特徴とする脱臭方法。
【請求項2】
ピリチオン化合物およびグリオキシル酸を含有することを特徴とする脱臭剤。
【請求項3】
グリオキシル酸の含有量がピリチオン化合物の含有量に対して、0.1〜20倍重量であることを特徴とする請求項2記載の脱臭剤。


【公開番号】特開2007−29806(P2007−29806A)
【公開日】平成19年2月8日(2007.2.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−213978(P2005−213978)
【出願日】平成17年7月25日(2005.7.25)
【出願人】(000180302)四国化成工業株式会社 (167)
【Fターム(参考)】