JP2000153292A - 光を利用した有機性廃水及び／又は有機性廃棄物の嫌気的消化方法及び光合成細菌の生産方法 - Google Patents
光を利用した有機性廃水及び／又は有機性廃棄物の嫌気的消化方法及び光合成細菌の生産方法Info
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- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
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- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 粒状汚泥を用い光照射条件で嫌気性消化する
ことにより、有機性廃水及び／又は有機性廃棄物中に含
まれる有機物及び無機物を高効率で除去できる嫌気性消
化処理方法を提供するとともに、光合成細菌の培養菌の
培養には不適と考えられていた有機性廃水及び／又は有
機性廃棄物を用いて光合成細菌を増殖生産する方法を提
供する。 【解決手段】 有機性廃水及び／又は有機性廃棄物を、
酸発酵性微生物やメタン発酵性微生物とともに光合成細
菌を含有する嫌気性粒状汚泥を用い、光照肘条件下で嫌
気的に消化させることを特徴とする嫌気的消化処理方
法。
ことにより、有機性廃水及び／又は有機性廃棄物中に含
まれる有機物及び無機物を高効率で除去できる嫌気性消
化処理方法を提供するとともに、光合成細菌の培養菌の
培養には不適と考えられていた有機性廃水及び／又は有
機性廃棄物を用いて光合成細菌を増殖生産する方法を提
供する。 【解決手段】 有機性廃水及び／又は有機性廃棄物を、
酸発酵性微生物やメタン発酵性微生物とともに光合成細
菌を含有する嫌気性粒状汚泥を用い、光照肘条件下で嫌
気的に消化させることを特徴とする嫌気的消化処理方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、家庭、レストラ
ン、工場、下水処理場等から排出される有機性廃水及び
／又は有機性廃棄物を、粒状汚泥を含む嫌気性消化槽を
用い光照射条件下で嫌気的に発酵させることにより、そ
の廃液や廃棄物中の有機物を迅速に分解・消化させ、同
時に窒素化合物やリン酸等の無機物も高効率で除去し、
かつ光合成細菌を生産する方法である。処理対象となる
廃水としては、家庭、レストラン、食品工場、発酵工場
等から排出される有機性廃水一般である。処理対象とな
る廃棄物としては、家庭、レストラン、食品工場等から
排出される食品残滓及び発酵工場等で排出される発酵残
滓や、下水処理場、食品工場等で廃水処理後排出される
有機性汚泥一般である。本発明で得られる光合成細菌を
用いることにより、水素生産が可能となり、また、光合
成細菌からの生分解性プラスチック等の化学品原材料や
オレイン酸等の回収が可能となる。さらにこの光合成細
菌は、飼料や肥料等としての利用も可能である。なお、
本明細書で言う光合成細菌とは、光エネルギーを利用し
て二酸化炭素の光合成的同化や有機化合物の光合成等を
行う細菌を意味するもので、紅色非硫黄細菌、紅色硫黄
細菌、緑色硫黄細菌等に大別され、その代表的な種とし
ては、Chlorobium limicola, Chlomatium vinosum, Rho
dopseudomonas palustris, Rhodobastor capsulatus等
があげられる。また、本明細書で言う酸発酵性微生物と
は、嫌気性消化において有機酸等を生成する微生物を意
味し、メタン発酵性微生物とは、嫌気性消化においてメ
タンを生成する微生物を意味し、両者とも従来よく知ら
れているものである。
ン、工場、下水処理場等から排出される有機性廃水及び
／又は有機性廃棄物を、粒状汚泥を含む嫌気性消化槽を
用い光照射条件下で嫌気的に発酵させることにより、そ
の廃液や廃棄物中の有機物を迅速に分解・消化させ、同
時に窒素化合物やリン酸等の無機物も高効率で除去し、
かつ光合成細菌を生産する方法である。処理対象となる
廃水としては、家庭、レストラン、食品工場、発酵工場
等から排出される有機性廃水一般である。処理対象とな
る廃棄物としては、家庭、レストラン、食品工場等から
排出される食品残滓及び発酵工場等で排出される発酵残
滓や、下水処理場、食品工場等で廃水処理後排出される
有機性汚泥一般である。本発明で得られる光合成細菌を
用いることにより、水素生産が可能となり、また、光合
成細菌からの生分解性プラスチック等の化学品原材料や
オレイン酸等の回収が可能となる。さらにこの光合成細
菌は、飼料や肥料等としての利用も可能である。なお、
本明細書で言う光合成細菌とは、光エネルギーを利用し
て二酸化炭素の光合成的同化や有機化合物の光合成等を
行う細菌を意味するもので、紅色非硫黄細菌、紅色硫黄
細菌、緑色硫黄細菌等に大別され、その代表的な種とし
ては、Chlorobium limicola, Chlomatium vinosum, Rho
dopseudomonas palustris, Rhodobastor capsulatus等
があげられる。また、本明細書で言う酸発酵性微生物と
は、嫌気性消化において有機酸等を生成する微生物を意
味し、メタン発酵性微生物とは、嫌気性消化においてメ
タンを生成する微生物を意味し、両者とも従来よく知ら
れているものである。
【０００２】
【従来の技術】粒状汚泥を用いる上向流式嫌気性汚泥床
（ＵＡＳＢ）法は、有機物分解効率が高く、処理工程が
安定しており、低コストでかつ汚泥発生量が少なく、エ
ネルギー源として利用できるメタンが回収できること等
の有利な点を持っていることから、有機性廃水の嫌気性
消化処理法として広く用いられてきた。しかし、この方
法は、有機物は除去できるが、湖沼や海域の富栄養化の
原因となる窒素化合物やリン酸等の無機物の除去能力が
低いという間題点があった。一方、光合成細菌を利用し
た方法としては、メタン発酵の後段に紅色又は緑色硫黄
細菌を用いたリアクターを設けて窒素やリンを除去する
方法（特公平４−２５０７９号公報）が報告されている
が、この方法はメタン発酵槽とは別の光合成細菌の増殖
用の反応槽が必要であり、しかも、紅色又は緑色硫黄細
菌を用いるため硫化水素が必要で、硫黄が５０ｍｇ／ｌ
以上含まれる廃水しか処理できないという問題の他、微
生物を固定化していないため発酵効率が悪い等の問題が
ある。また、セラミック担体を用いた光照肘条件下での
嫌気性消化法が提案されているが（特公平７−９６１１
８号、特公平７−９６１１９号各公報）、メタン発酵菌
や光合成細菌の固定化の効率や、担体のコスト、窒素化
合物の除去効率が低い等の問題点があった。光合成細菌
のみを用いた廃水浄化も検討されているが、光合成細菌
の場合、分解できる有機物が限られており、処理範囲が
極めて限定されていた。光合成細菌は、水素生産菌とし
て利用できる他、化学品原材料、飼料、肥料として利用
できることが知られているが、その培養には有機酸等が
必要であり、安価に生産することは難しかった。
（ＵＡＳＢ）法は、有機物分解効率が高く、処理工程が
安定しており、低コストでかつ汚泥発生量が少なく、エ
ネルギー源として利用できるメタンが回収できること等
の有利な点を持っていることから、有機性廃水の嫌気性
消化処理法として広く用いられてきた。しかし、この方
法は、有機物は除去できるが、湖沼や海域の富栄養化の
原因となる窒素化合物やリン酸等の無機物の除去能力が
低いという間題点があった。一方、光合成細菌を利用し
た方法としては、メタン発酵の後段に紅色又は緑色硫黄
細菌を用いたリアクターを設けて窒素やリンを除去する
方法（特公平４−２５０７９号公報）が報告されている
が、この方法はメタン発酵槽とは別の光合成細菌の増殖
用の反応槽が必要であり、しかも、紅色又は緑色硫黄細
菌を用いるため硫化水素が必要で、硫黄が５０ｍｇ／ｌ
以上含まれる廃水しか処理できないという問題の他、微
生物を固定化していないため発酵効率が悪い等の問題が
ある。また、セラミック担体を用いた光照肘条件下での
嫌気性消化法が提案されているが（特公平７−９６１１
８号、特公平７−９６１１９号各公報）、メタン発酵菌
や光合成細菌の固定化の効率や、担体のコスト、窒素化
合物の除去効率が低い等の問題点があった。光合成細菌
のみを用いた廃水浄化も検討されているが、光合成細菌
の場合、分解できる有機物が限られており、処理範囲が
極めて限定されていた。光合成細菌は、水素生産菌とし
て利用できる他、化学品原材料、飼料、肥料として利用
できることが知られているが、その培養には有機酸等が
必要であり、安価に生産することは難しかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機性廃水
及び／又は廃棄物中に含まれる有機物及び無機物を高効
率で除去できる嫌気性消化処理方法を提供すること及
び、光合成細菌の培養には不適と考えられていた有機性
廃水及び／又は廃棄物を用いて光合成細菌を増殖生産す
る方法を提供することをその課題とする。
及び／又は廃棄物中に含まれる有機物及び無機物を高効
率で除去できる嫌気性消化処理方法を提供すること及
び、光合成細菌の培養には不適と考えられていた有機性
廃水及び／又は廃棄物を用いて光合成細菌を増殖生産す
る方法を提供することをその課題とする。
【０００４】
【発明を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明によれば、有機性廃水及び／又は
有機性廃棄物を、（ｉ）酸発酵性微生物及び／又はメタ
ン発酵性微生物及び（ii)光合成細菌からなる嫌気性粒
状泥汚の存在下及び光照射条件下で嫌気的に消化させる
ことを特徴とする有機性廃水及び／又は有機性廃棄物の
嫌気的消化方法が提供される。また、本発明によれば、
有機性廃水及び／又は有機性廃棄物からなる被処理物を
嫌気的に消化する方法において、（Ｉ）該被処理物を、
（ｉ）該発酵性微生物及び／又はメタン発酵性微生物及
び（ii）光合成細菌からなる嫌気性粒状汚泥の存在下及
び光照射条件下で嫌気的に消化する消化工程、（II）該
消化工程で得られた消化生成物を固相部と液相部とに固
液分離する分離工程、（III）該分離工程で得られた固
相部を光合成細菌として回収する回収工程、からなるこ
とを特徴とする有機性廃水及び／又は有機性廃棄物の嫌
気的消化方法が提供される。さらに、本発明によれば、
有機性廃水及び／又は有機性廃棄物を、（ｉ）酸発酵性
微生物及び／又はメタン発酵性微生物及び（ii)光合成
細菌からなる嫌気性粒状泥汚の存在下及び光照射条件下
で嫌気的に消化して該光合成細菌を増殖させることを特
徴とする光合成細菌の生産方法が提供される。さらにま
た、本発明によれば、有機性廃水及び／又は有機性廃棄
物からなる被処理物を嫌気的に消化する方法において、
（Ｉ）該被処理物を、（ｉ）該発酵性微生物及び／又は
メタン発酵性微生物及び（ii）光合成細菌からなる嫌気
性粒状汚泥の存在下及び光照射条件下で嫌気的に消化す
る消化工程、（II）該消化工程で得られた消化生成物を
固相部と液相部とに固液分離する分離工程、（III）該
分離工程で得られた固相部を光合成細菌として回収する
回収工程、からなることを特徴とする光合成細菌の生産
方法が提供される。
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明によれば、有機性廃水及び／又は
有機性廃棄物を、（ｉ）酸発酵性微生物及び／又はメタ
ン発酵性微生物及び（ii)光合成細菌からなる嫌気性粒
状泥汚の存在下及び光照射条件下で嫌気的に消化させる
ことを特徴とする有機性廃水及び／又は有機性廃棄物の
嫌気的消化方法が提供される。また、本発明によれば、
有機性廃水及び／又は有機性廃棄物からなる被処理物を
嫌気的に消化する方法において、（Ｉ）該被処理物を、
（ｉ）該発酵性微生物及び／又はメタン発酵性微生物及
び（ii）光合成細菌からなる嫌気性粒状汚泥の存在下及
び光照射条件下で嫌気的に消化する消化工程、（II）該
消化工程で得られた消化生成物を固相部と液相部とに固
液分離する分離工程、（III）該分離工程で得られた固
相部を光合成細菌として回収する回収工程、からなるこ
とを特徴とする有機性廃水及び／又は有機性廃棄物の嫌
気的消化方法が提供される。さらに、本発明によれば、
有機性廃水及び／又は有機性廃棄物を、（ｉ）酸発酵性
微生物及び／又はメタン発酵性微生物及び（ii)光合成
細菌からなる嫌気性粒状泥汚の存在下及び光照射条件下
で嫌気的に消化して該光合成細菌を増殖させることを特
徴とする光合成細菌の生産方法が提供される。さらにま
た、本発明によれば、有機性廃水及び／又は有機性廃棄
物からなる被処理物を嫌気的に消化する方法において、
（Ｉ）該被処理物を、（ｉ）該発酵性微生物及び／又は
メタン発酵性微生物及び（ii）光合成細菌からなる嫌気
性粒状汚泥の存在下及び光照射条件下で嫌気的に消化す
る消化工程、（II）該消化工程で得られた消化生成物を
固相部と液相部とに固液分離する分離工程、（III）該
分離工程で得られた固相部を光合成細菌として回収する
回収工程、からなることを特徴とする光合成細菌の生産
方法が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の処理対象となる有機性廃
水には、家庭、レストラン、食品工場、発酵工場等から
排出される有機性廃水が包含される。本発明の処理対象
となる有機性廃棄物には、家庭、レストラン、食品工場
等から排出される食品残滓や、発酵工場等で排出される
発酵残滓、下水処理場、食品工場等で廃水処理後に排出
される有機性汚泥が包含される。これらの有機性廃水及
び／又は有機性廃棄物は、硫酸等の硫黄化合物を含んで
も含まなくてもかまわない。
水には、家庭、レストラン、食品工場、発酵工場等から
排出される有機性廃水が包含される。本発明の処理対象
となる有機性廃棄物には、家庭、レストラン、食品工場
等から排出される食品残滓や、発酵工場等で排出される
発酵残滓、下水処理場、食品工場等で廃水処理後に排出
される有機性汚泥が包含される。これらの有機性廃水及
び／又は有機性廃棄物は、硫酸等の硫黄化合物を含んで
も含まなくてもかまわない。
【０００６】本発明の方法を実施するには、粒状汚泥を
含む消化槽内に有機性廃水及び／又は有機性廃棄物から
なる被処理物を嫌気状態で供給し、１０〜１００℃、望
ましくは３０〜４０℃で消化処理を行う。この時、消化
槽の一部又は全体を光が透過可能な材質で作成し、太陽
光または人工光を１〜２０００μＥ／ｍ２／ｓ、望まし
くは５０〜２００μＥ／ｍ２／ｓの強度（被処理物表面
での強度）で照射する。また、消化槽内に人工照明をつ
けてもよい。光照射する時間は、連続でも明暗サイクル
でもかまわない。光としては、波長４００〜１１００ｎ
ｍの光を生成分とするものが好ましい。
含む消化槽内に有機性廃水及び／又は有機性廃棄物から
なる被処理物を嫌気状態で供給し、１０〜１００℃、望
ましくは３０〜４０℃で消化処理を行う。この時、消化
槽の一部又は全体を光が透過可能な材質で作成し、太陽
光または人工光を１〜２０００μＥ／ｍ２／ｓ、望まし
くは５０〜２００μＥ／ｍ２／ｓの強度（被処理物表面
での強度）で照射する。また、消化槽内に人工照明をつ
けてもよい。光照射する時間は、連続でも明暗サイクル
でもかまわない。光としては、波長４００〜１１００ｎ
ｍの光を生成分とするものが好ましい。
【０００７】本発明で用いる「嫌気性粒状汚泥」は、
（ｉ）酸発酵性微生物及び／又はメタン発酵性微生物と
（ii）光合成細菌とからなる粒状物を意味する。この嫌
気性粒状汚泥は、（ｉ）酸発酵性微生物及び／又はメタ
ン発酵性微生物と（ii）光合成細菌とからなる通常の非
粒状の嫌気性汚泥を、上向流式で嫌気培養して自己凝集
（粒状化）させることにより得ることができる。本発明
で用いる前記嫌気性粒状汚泥において、その平均粒径
は、消化槽の液中に分散された状態で、０．５〜５ｍ
ｍ、好ましくは２〜３ｍｍである。その消化槽の液中に
おける濃度は、３０〜６０重量％、好ましくは４０〜５
０重量％である。
（ｉ）酸発酵性微生物及び／又はメタン発酵性微生物と
（ii）光合成細菌とからなる粒状物を意味する。この嫌
気性粒状汚泥は、（ｉ）酸発酵性微生物及び／又はメタ
ン発酵性微生物と（ii）光合成細菌とからなる通常の非
粒状の嫌気性汚泥を、上向流式で嫌気培養して自己凝集
（粒状化）させることにより得ることができる。本発明
で用いる前記嫌気性粒状汚泥において、その平均粒径
は、消化槽の液中に分散された状態で、０．５〜５ｍ
ｍ、好ましくは２〜３ｍｍである。その消化槽の液中に
おける濃度は、３０〜６０重量％、好ましくは４０〜５
０重量％である。
【０００８】前記のようにして、有機性廃水及び／又は
有機性廃棄物を、嫌気性粒状汚泥の存在下及び光照射条
件下で嫌気的に消化処理すると、有機物及び無機物が除
去され、高濃度の光合成細菌懸濁液が得られる。また、
その懸濁液を遠心分離等の方法により固液分離すると、
固相部として光合成細菌の菌体が得られる。
有機性廃棄物を、嫌気性粒状汚泥の存在下及び光照射条
件下で嫌気的に消化処理すると、有機物及び無機物が除
去され、高濃度の光合成細菌懸濁液が得られる。また、
その懸濁液を遠心分離等の方法により固液分離すると、
固相部として光合成細菌の菌体が得られる。
【０００９】なお、前記光合成細菌としては、通常、嫌
気性粒状汚泥中に存在している菌が利用され、また、有
機性の廃水や廃棄物中に存在する菌が利用されるが、消
化処理に先立ち、あらかじめ種菌、例えば、Chlomatium
vinosum, Rhodopseudomonaspalustris, Rhodobastor c
apsulatus等を消化槽内に添加してもよい。本発明にお
いて光合成細菌が効率よく増殖する理由は、従来法とは
異なり、多様な光合成細菌が含有されている嫌気性粒状
汚泥を種菌として用いるために、それぞれの有機性の廃
水や廃棄物の発酵条件に適応した光合成細菌が増殖する
ことと、酸発酵性微生物やメタン発酵性微生物の塊であ
る粒状汚泥を用いるため、光合成細菌の増殖に適した栄
養源が消化槽内で効率よく生成することによるものと考
えられる。
気性粒状汚泥中に存在している菌が利用され、また、有
機性の廃水や廃棄物中に存在する菌が利用されるが、消
化処理に先立ち、あらかじめ種菌、例えば、Chlomatium
vinosum, Rhodopseudomonaspalustris, Rhodobastor c
apsulatus等を消化槽内に添加してもよい。本発明にお
いて光合成細菌が効率よく増殖する理由は、従来法とは
異なり、多様な光合成細菌が含有されている嫌気性粒状
汚泥を種菌として用いるために、それぞれの有機性の廃
水や廃棄物の発酵条件に適応した光合成細菌が増殖する
ことと、酸発酵性微生物やメタン発酵性微生物の塊であ
る粒状汚泥を用いるため、光合成細菌の増殖に適した栄
養源が消化槽内で効率よく生成することによるものと考
えられる。
【００１０】次に、本発明を図面を参照しながら詳述す
る。図１は本発明をメタン発酵性微生物と光合成細菌と
からなる粒状汚泥の存在下で実施する場合のフローシー
トの１例を示す。図１において、１は廃水貯留タンク、
２は廃水配管、３は嫌気性消化槽（消化槽の一部又は全
部が光透過性）、４は太陽光又は人工光源、５は消化ガ
ス配管、６は消化ガス貯留タンク、７は処理液配管、８
は固液分離装置、９は廃水配管、１０は処理廃水貯留タ
ンク、１１は分離した固相配管、１２は生産された光合
成細菌を含む固相貯留タンクを各示す。
る。図１は本発明をメタン発酵性微生物と光合成細菌と
からなる粒状汚泥の存在下で実施する場合のフローシー
トの１例を示す。図１において、１は廃水貯留タンク、
２は廃水配管、３は嫌気性消化槽（消化槽の一部又は全
部が光透過性）、４は太陽光又は人工光源、５は消化ガ
ス配管、６は消化ガス貯留タンク、７は処理液配管、８
は固液分離装置、９は廃水配管、１０は処理廃水貯留タ
ンク、１１は分離した固相配管、１２は生産された光合
成細菌を含む固相貯留タンクを各示す。
【００１１】図１に従って本発明を実施するには、廃水
貯留タンク１より廃水配管２を通って、メタン発酵を生
じさせる微生物及び光合成細菌を含有する粒状汚泥を入
れた嫌気性消化槽３に有機性廃水を供給する。この場
合、この消化槽３は、その一部又は全部が光透性を有
し、槽内の廃水が外部の光（太陽光や電灯光）の照射を
受けるような構造となっている。この消化槽３におい
て、廃水は光の照射を受けながら嫌気的消化処理を受け
る。この消化処理により、廃水中の有機物は従来の粒状
汚泥を用いた嫌気性消化と同様に、迅速に安定的に分解
消化され、メタンを発生する。本発明の場合、光照射を
受けていることから、そのメタン発酵と同時に、光合成
細菌の増殖も達成される。この光合成細菌が増殖する際
に、有機物とともに窒索化合物やリン酸等の無機物を利
用するため、これらの物質が高効率で除去され、従来の
嫌気性消化処理の場合よりも高度な廃水処理が達成され
る。
貯留タンク１より廃水配管２を通って、メタン発酵を生
じさせる微生物及び光合成細菌を含有する粒状汚泥を入
れた嫌気性消化槽３に有機性廃水を供給する。この場
合、この消化槽３は、その一部又は全部が光透性を有
し、槽内の廃水が外部の光（太陽光や電灯光）の照射を
受けるような構造となっている。この消化槽３におい
て、廃水は光の照射を受けながら嫌気的消化処理を受け
る。この消化処理により、廃水中の有機物は従来の粒状
汚泥を用いた嫌気性消化と同様に、迅速に安定的に分解
消化され、メタンを発生する。本発明の場合、光照射を
受けていることから、そのメタン発酵と同時に、光合成
細菌の増殖も達成される。この光合成細菌が増殖する際
に、有機物とともに窒索化合物やリン酸等の無機物を利
用するため、これらの物質が高効率で除去され、従来の
嫌気性消化処理の場合よりも高度な廃水処理が達成され
る。
【００１２】嫌気性消化槽３内で発生したメタンを含む
消化ガスは、消化ガス配管５を通って消化ガス貯留タン
ク６に貯留される。この場合の消化ガスは、通常Ｃ
Ｈ３：５０〜１００モル％、ＣＯ２：０〜５０モル％、
Ｈ２：０〜１０モル％を含有する。一方、嫌気性消化槽
３で得られた消化生成物は、配管７を通って固液分離装
置８に導入され、ここで液相部（廃水）と固相部（スラ
リー部）とに分離され、液相部は配管９を通って廃水貯
留タンク１０に貯留され、固相部は配管１１を通って固
相部貯留タンク１２に貯留される。前記固液分離装置８
は、濾過機や遠心分離機、沈降槽等からなる。この固液
分離装置により、消化液相部と固相部とに分離される
が、消化液中に含まれる固体成分は固相部に移行する。
固相部は、その固液分離装置に液存するが、ケーキ状又
はスラリー状で回収される。この固相部は、生産（増
殖）された光合成細菌からなる。また、この固相部に
は、光合成細菌以外にも他の嫌気微生物等が包含され
る。この固相部中の光合成細菌の含有量は、乾燥物ベー
スで、通常０．００５〜０．１重量％、特に０．０２〜
０．０４重量％である。この固相部は、そのまま光合成
細菌として有効利用される。前記液相部（廃水）は溶存
有機物や溶存無機物の濃度の低いもので、その溶存有機
物濃度は、通常、供給液の２０重量％以下である。
消化ガスは、消化ガス配管５を通って消化ガス貯留タン
ク６に貯留される。この場合の消化ガスは、通常Ｃ
Ｈ３：５０〜１００モル％、ＣＯ２：０〜５０モル％、
Ｈ２：０〜１０モル％を含有する。一方、嫌気性消化槽
３で得られた消化生成物は、配管７を通って固液分離装
置８に導入され、ここで液相部（廃水）と固相部（スラ
リー部）とに分離され、液相部は配管９を通って廃水貯
留タンク１０に貯留され、固相部は配管１１を通って固
相部貯留タンク１２に貯留される。前記固液分離装置８
は、濾過機や遠心分離機、沈降槽等からなる。この固液
分離装置により、消化液相部と固相部とに分離される
が、消化液中に含まれる固体成分は固相部に移行する。
固相部は、その固液分離装置に液存するが、ケーキ状又
はスラリー状で回収される。この固相部は、生産（増
殖）された光合成細菌からなる。また、この固相部に
は、光合成細菌以外にも他の嫌気微生物等が包含され
る。この固相部中の光合成細菌の含有量は、乾燥物ベー
スで、通常０．００５〜０．１重量％、特に０．０２〜
０．０４重量％である。この固相部は、そのまま光合成
細菌として有効利用される。前記液相部（廃水）は溶存
有機物や溶存無機物の濃度の低いもので、その溶存有機
物濃度は、通常、供給液の２０重量％以下である。
【００１３】有機性廃棄物を消化処理する場合には、そ
の廃棄物を廃水や水中により溶解ないし分散させて、前
記廃水処理の場合と同様にして処理すればよい。
の廃棄物を廃水や水中により溶解ないし分散させて、前
記廃水処理の場合と同様にして処理すればよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明は前記のような構成であり、従来
法とは異なり、廃水や廃棄物の嫌気性消化時に光を照射
して粒状汚泥中の光合成細菌等を増殖させ、廃液・廃棄
物中の有機物を迅速に分解処理してメタンや有機酸を生
成させると同時に、窒素化合物やリン酸等の無機物を高
効率で除去することができる。また、本発明によれば、
種々の廃水や廃棄物を利用して光合成細菌を安価に生産
することができる。従って、この光合成細菌を有効利用
することにより、水素、化学品原材料、脂肪酸、飼料や
肥料等を生産することができる。
法とは異なり、廃水や廃棄物の嫌気性消化時に光を照射
して粒状汚泥中の光合成細菌等を増殖させ、廃液・廃棄
物中の有機物を迅速に分解処理してメタンや有機酸を生
成させると同時に、窒素化合物やリン酸等の無機物を高
効率で除去することができる。また、本発明によれば、
種々の廃水や廃棄物を利用して光合成細菌を安価に生産
することができる。従って、この光合成細菌を有効利用
することにより、水素、化学品原材料、脂肪酸、飼料や
肥料等を生産することができる。
【００１５】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
する。
【００１６】実施例１ 内容量８００ｍｌのガラス製消化槽に、上向流式嫌気性
汚泥床法における消化槽から析出した粒状汚泥を入れ、
密閉して嫌気性にした。消化槽を３５℃に保持し、培養
３日目から、白熱灯により１００μＥ／ｍ２／ｓの強度
（液面上での強度）で、光を連続的に照射した。ただ
し、１４日目、２０日目及び２１日目は、消化槽をそれ
ぞれ２４時間暗条件に保った。前記培養後、次に、消化
槽に有機酸、アンモニア及びリン酸等を含む溶液を５１
０ｍｌ／ｄａｙで供給した。供給した溶液の組成を、表
１に示す。暗条件と光照射条件における消化液の吸収ス
ペクトルを測定したところ、光照射条件の場合には、粒
状汚泥から増殖が誘導された光合成細菌のバクテリオク
ロロフィルに特有の吸収スペクトルが認められた。
汚泥床法における消化槽から析出した粒状汚泥を入れ、
密閉して嫌気性にした。消化槽を３５℃に保持し、培養
３日目から、白熱灯により１００μＥ／ｍ２／ｓの強度
（液面上での強度）で、光を連続的に照射した。ただ
し、１４日目、２０日目及び２１日目は、消化槽をそれ
ぞれ２４時間暗条件に保った。前記培養後、次に、消化
槽に有機酸、アンモニア及びリン酸等を含む溶液を５１
０ｍｌ／ｄａｙで供給した。供給した溶液の組成を、表
１に示す。暗条件と光照射条件における消化液の吸収ス
ペクトルを測定したところ、光照射条件の場合には、粒
状汚泥から増殖が誘導された光合成細菌のバクテリオク
ロロフィルに特有の吸収スペクトルが認められた。
【００１７】
【表１】
【００１８】消化液について、８６５ｎｍの吸光度で光
合成細菌の濃度を、総有機炭素メーターにより総有機炭
素濃度を、ネスラー法によりアンモニア濃度を、モリブ
デン青法によりリン酸濃度を、電極法により溶存酸素濃
度をそれぞれ定量し、発生したガスを水上置換法で集め
て定量し、メタン濃度をガスクロマトグラフィーで分析
した。それらの結果を、表２及び表３に示す。光照射条
件では、暗条件に比べ消化液の８６５ｎｍの吸光度が高
くなっており、光合成細菌が増殖していることがわか
る。光照射条件では、暗条件に比べ消化液中のアンモニ
ア濃度及びリン酸濃度が低下した。また、光照射条件下
でも、メタンが生成し、消化液中の総炭素濃度の変化か
ら有機物も効率よく分解・除去できていることがわか
る。
合成細菌の濃度を、総有機炭素メーターにより総有機炭
素濃度を、ネスラー法によりアンモニア濃度を、モリブ
デン青法によりリン酸濃度を、電極法により溶存酸素濃
度をそれぞれ定量し、発生したガスを水上置換法で集め
て定量し、メタン濃度をガスクロマトグラフィーで分析
した。それらの結果を、表２及び表３に示す。光照射条
件では、暗条件に比べ消化液の８６５ｎｍの吸光度が高
くなっており、光合成細菌が増殖していることがわか
る。光照射条件では、暗条件に比べ消化液中のアンモニ
ア濃度及びリン酸濃度が低下した。また、光照射条件下
でも、メタンが生成し、消化液中の総炭素濃度の変化か
ら有機物も効率よく分解・除去できていることがわか
る。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【図１】本発明を実施する場合のフローシートの１例を
示す。
示す。
１ 廃水貯留タンク ３ 嫌気性消化槽（消化槽の一部または全部が光透過
性） ４ 太陽光又は人工光源 ６ 消化ガス貯留タンク ８ 固液分離装置 １０ 処理した廃水貯留タンク １２ 生産された光合成細菌を含む固相貯留タンク
性） ４ 太陽光又は人工光源 ６ 消化ガス貯留タンク ８ 固液分離装置 １０ 処理した廃水貯留タンク １２ 生産された光合成細菌を含む固相貯留タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｄ Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＣ
Claims (4)
- 【請求項１】 有機性廃水及び／又は有機性廃棄物を、
（ｉ）酸発酵性微生物及び／又はメタン発酵性微生物及
び（ii)光合成細菌からなる嫌気性粒状泥汚の存在下及
び光照射条件下で嫌気的に消化させることを特徴とする
有機性廃水及び／又は有機性廃棄物の嫌気的消化方法。 - 【請求項２】 有機性廃水及び／又は有機性廃棄物から
なる被処理物を嫌気的に消化する方法において、（Ｉ）
該被処理物を、（ｉ）該発酵性微生物及び／又はメタン
発酵性微生物及び（ii）光合成細菌からなる嫌気性粒状
汚泥の存在下及び光照射条件下で嫌気的に消化する消化
工程、（II）該消化工程で得られた消化生成物を固相部
と液相部とに固液分離する分離工程、（III）該分離工
程で得られた固相部を光合成細菌として回収する回収工
程、からなることを特徴とする有機性廃水及び／又は有
機性廃棄物の嫌気的消化方法。 - 【請求項３】 有機性廃水及び／又は有機性廃棄物を、
（ｉ）酸発酵性微生物及び／又はメタン発酵性微生物及
び（ii)光合成細菌からなる嫌気性粒状泥汚の存在下及
び光照射条件下で嫌気的に消化して該光合成細菌を増殖
させることを特徴とする光合成細菌の生産方法。 - 【請求項４】 有機性廃水及び／又は有機性廃棄物から
なる被処理物を嫌気的に消化する方法において、（Ｉ）
該被処理物を、（ｉ）該発酵性微生物及び／又はメタン
発酵性微生物及び（ii）光合成細菌からなる嫌気性粒状
汚泥の存在下及び光照射条件下で嫌気的に消化する消化
工程、（II）該消化工程で得られた消化生成物を固相部
と液相部とに固液分離する分離工程、（III）該分離工
程で得られた固相部を光合成細菌として回収する回収工
程、からなることを特徴とする光合成細菌の生産方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25094199A JP3184970B2 (ja) | 1998-09-14 | 1999-09-03 | 光を利用した有機性廃水及び／又は有機性廃棄物の嫌気的消化方法及び光合成細菌の生産方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-259695 | 1998-09-14 | ||
| JP25969598 | 1998-09-14 | ||
| JP25094199A JP3184970B2 (ja) | 1998-09-14 | 1999-09-03 | 光を利用した有機性廃水及び／又は有機性廃棄物の嫌気的消化方法及び光合成細菌の生産方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000153292A true JP2000153292A (ja) | 2000-06-06 |
| JP3184970B2 JP3184970B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=26539996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25094199A Expired - Lifetime JP3184970B2 (ja) | 1998-09-14 | 1999-09-03 | 光を利用した有機性廃水及び／又は有機性廃棄物の嫌気的消化方法及び光合成細菌の生産方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3184970B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000072828A (ko) * | 2000-09-30 | 2000-12-05 | 김용성 | 고농도 유기 물질 폐수를 활용한 액체 비료 제조 방법 |
| JP2006212467A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機性廃棄物の処理方法 |
| JP2007125490A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 嫌気性アンモニア処理方法 |
| WO2012019338A1 (en) * | 2010-08-09 | 2012-02-16 | Shengtaijie Environmental Protection Technology Co., Ltd | Aerobic and anaerobic system for treating wastewater |
| WO2012117490A1 (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Katayose Shigeru | 家庭用浄化槽における一次処理方法 |
| CN103060245A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-04-24 | 江苏加德绿色能源有限公司 | 一种利用煤层有机杂质制取生物煤层气的复合微生物菌剂及其应用 |
| JP2013119073A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Toshiba Corp | 水処理装置 |
| CN117265021A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-12-22 | 标发生态(山东)有限公司 | 一种通过共消化进行高氨氮废弃物厌氧消化的处理方法 |
| CN117265021B (zh) * | 2023-09-08 | 2024-05-03 | 标发生态(山东)有限公司 | 一种通过共消化进行高氨氮废弃物厌氧消化的处理方法 |
-
1999
- 1999-09-03 JP JP25094199A patent/JP3184970B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000072828A (ko) * | 2000-09-30 | 2000-12-05 | 김용성 | 고농도 유기 물질 폐수를 활용한 액체 비료 제조 방법 |
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| CN117265021A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-12-22 | 标发生态(山东)有限公司 | 一种通过共消化进行高氨氮废弃物厌氧消化的处理方法 |
| CN117265021B (zh) * | 2023-09-08 | 2024-05-03 | 标发生态(山东)有限公司 | 一种通过共消化进行高氨氮废弃物厌氧消化的处理方法 |
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|---|---|
| JP3184970B2 (ja) | 2001-07-09 |
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