JP2001232388A

JP2001232388A - 廃液処理方法及び装置

Info

Publication number: JP2001232388A
Application number: JP2000044575A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamamura; 健治山村
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2001-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】硫酸根を含む有機廃液の嫌気性処理におい
て、硫化物によるメタン生成の阻害を十分に回避でき、
しかも、処理コストの増大を抑制できる有機廃液の処理
方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明による処理装置１００を用いた廃
液処理方法は、酸生成槽３において有機廃液１中の有機
物を有機物分解菌体で分解し、且つ、硫酸根を硫酸還元
菌体により酸化し、生成した硫化水素及び二酸化炭素を
有機廃液１から分離して光培養槽６に送気する。光培養
槽６では硫黄細菌（光合成菌体体）によって硫化水素及
び二酸化炭素を資化させ、硫化水素を酸化して処理す
る。一方、硫化水素が分離除去された有機廃液１５をメ
タン生成槽１６でメタン発酵処理し、メタン含有量の多
いガス成分を生成させ、このガス成分をガス貯槽１９に
回収して貯留する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃液処理方法及び
装置に関し、詳しくは、有機物及び硫酸根を含む有機廃
液を嫌気性処理する廃液処理方法及びその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】有機廃液の嫌気性処理は、メタン発酵処
理とも言われ、有機物を嫌気性微生物により嫌気的に分
解し、最終的にメタンガスが生成される処理方法であ
る。このような嫌気性処理は、汚泥発生量が少なく、メ
タンガスとしてエネルギーの回収が可能であることか
ら、省エネルギー的な排水処理方法として種々の有機廃
液の処理等に用いられている。

【０００３】ところで、産業排水等の有機廃液には、硫
酸イオン（ＳＯ₄ ^-）等の硫酸根を高濃度で含むものが多
くある。このような有機廃液に対して、従来の嫌気性処
理により硫酸根をも分解処理しようとすると、その処理
過程で硫酸根の還元によって硫化水素等の硫化物が生成
する。この硫化物は、メタンの生成を強く阻害するもの
であり、処理過程で分離することが望ましい。分離され
た硫化物の処理方法としては、アルカリで吸収除去する
等の方法が検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、硫化物をアル
カリで吸収除去する方法では、アルカリ剤を使用するの
で環境調和型の処理ではない。また、アルカリ剤を用い
るための設備や工程が必要であり、しかも、硫化物を吸
収したアルカリ剤の処理、処分を行うための設備及び工
程も必要となる。よって、手間が掛かり且つ処理コスト
も増大するといった問題があり、実用化には至っていな
い。つまり、硫化物によるメタン生成の阻害を防止でき
る有効な処理方法がなく（言い換えれば、処理が極めて
困難であり）、高濃度の硫酸根を含む有機廃液に適用可
能な嫌気性処理方法及び装置が切望されている。

【０００５】そこで、本発明は、このような事情に鑑み
てなされたものであり、硫酸根を含む有機廃液の嫌気性
処理において、硫化物によるメタン生成の阻害を十分に
回避でき、しかも、処理コストの増大を抑制できる有機
廃液の処理方法及び装置を提供することを目的とする。

【０００６】上記課題を解決するために、本発明者は鋭
意研究を重ね、有機廃液を二相式嫌気性処理、すなわ
ち、酸生成反応とメタン生成反応との二相に分けて嫌気
性処理を行う方法において、酸生成反応で生成される二
酸化炭素と、有機廃液に含まれる硫酸根の還元により生
成される硫化水素とを用いた生物処理を付加することに
より、硫化水素を有効に除去できることを見出し、本発
明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明による廃液処理方法は、
有機物及び硫酸根を含む有機廃液を嫌気性処理する方法
であって、酸生成菌体によって有機廃液中の有機物を分
解して酸化態炭素を生成せしめる第１の生物処理工程
と、硫酸還元菌体によって有機廃液中の硫酸根を還元し
て還元態硫黄を生成せしめる第２の生物処理工程と、有
機廃液から酸化態炭素及び還元態硫黄を含むガス成分を
分離し、酸化態炭素及び還元態硫黄を用いて光合成を行
うことが可能な光合成菌体を含む溶液にそのガス成分を
導入するガス導入工程と、ガス成分が分離された有機廃
液に対し、有機物還元菌体によって還元態炭素を生成せ
しめる第３の生物処理工程と、光合成菌体を含む溶液に
光を照射して光合成菌体に光合成反応を行わせ、その光
合成反応によって還元態硫黄を酸化して酸化態硫黄を生
成せしめることにより、ガス成分から還元態硫黄の少な
くとも一部を除去する第４の生物処理工程とを備えるこ
とを特徴とする。

【０００８】このような廃液処理方法においては、酸生
成菌体により有機廃液に含まれている有機物が分解さ
れ、低分子の有機物（有機酸、アルコール等）や二酸化
炭素等の酸化態炭素が生成される。また、硫酸還元菌体
により硫酸イオンＳＯ₄ ^-等の硫酸根が還元されて硫化水
素等の還元態硫黄が生成される。これらの二酸化炭素や
硫化水素を含むガス成分は、液相から気相に移行されて
有機廃液から分離される。

【０００９】有機廃液から分離されたガス成分は、光合
成菌体を含む溶液に導入され、光合成反応に伴って硫化
水素が酸化され、硫黄を経て硫酸イオンＳＯ₄ ^-等の酸化
態硫黄が生成される。一方、硫化水素等の還元態硫黄が
分離された有機廃液中の低分子有機物は、有機物還元菌
体により更に還元分解され、メタン等の還元態炭素や二
酸化炭素が生成される。なお、第１び第２の生物処理工
程はどちらを先に実施してもよく、同時に実施してもよ
い。また、酸生成菌体、硫酸還元菌体及び有機物還元菌
体は、有機廃液に予め添加されていてもよいし、各工程
において有機廃液に添加されてもよく、或いは、第１及
び第２の生物処理工程のうち先に実施される工程におい
て添加されてもよい。また、これらの菌体が収容された
容器、槽等に有機廃液を供給してもよい。

【００１０】また、第４の生物処理工程において還元態
硫黄が除去されたガス成分を、第１及び／又は第２の生
物処理工程における有機廃液中に返送するガス返送工程
を更に備えること好ましい。こうすれば、有機廃液中に
返送された硫化水素等の還元態硫黄を殆ど含まないガス
成分が、有機廃液の嫌気性処理で発生するガス（すなわ
ち、硫化水素や二酸化炭素等）のキャリアガスとなり、
新たな硫化水素等を含むガス成分が光合成菌体を含む溶
液に導入される。つまり、閉じたガス循環系が形成され
る。

【００１１】より具体的には、第１の生物処理工程にお
いては、酸化態炭素として二酸化炭素を生成せしめ、第
２の生物処理工程においては、還元態硫黄として硫化水
素を生成せしめ、第３の生物処理工程においては、還元
態炭素としてメタンを生成せしめ、第４の生物処理工程
においては、二酸化炭素及び硫化水素を光合成菌体によ
り資化させ、酸化態硫黄として硫酸イオンを生成せしめ
ると好適である。

【００１２】こうすれば、光合成菌体が二酸化炭素と硫
化水素を栄養分として光合成を行ない、硫化水素は酸化
されて硫黄粒子となり、一旦光合成菌体の細胞内或いは
細胞外に蓄積され、最終的に硫酸イオンにまで酸化され
る。

【００１３】さらに、第４の生物処理工程においては、
光合成菌体として、硫黄化合物を利用して光独立栄養的
に生育することが可能な硫黄細菌を用いることができ
る。このようにすると、光合成菌体の生育及び増殖を維
持するための栄養分を常時添加する必要が殆どなく、栄
養分の量も極めて微量でよい。

【００１４】また、本発明による廃液処理装置は、本発
明の廃液処理方法を有効に実施するためのものであり、
有機物及び硫酸根を含む有機廃液を嫌気性処理する装置
であって、有機廃液が収容され、酸生成菌体によって有
機物が分解されて酸化態炭素が生成される第１の生物処
理部と、有機廃液が収容され、硫酸還元菌体によって硫
酸根が還元されて還元態硫黄が生成される第２の生物処
理部と、酸化態炭素及び還元態硫黄を含むガス成分が分
離された有機廃液が収容され、有機物還元菌体によって
還元態炭素が生成される第３の生物処理部と、酸化態炭
素及び還元態硫黄を用いて光合成を行うことが可能な光
合成菌体を含む溶液が収容され、この溶液に光を照射す
る光照射部を有しており、ガス成分が導入され、且つ、
光合成菌体が行う光合成反応によって還元態硫黄が酸化
されて酸化態硫黄が生成されることによりガス成分から
還元態硫黄の少なくとも一部が除去される第４の生物処
理部と、酸化態炭素及び還元態硫黄を含むガス成分を第
４の生物処理部に導入するガス導入部と、を備えること
を特徴とする。

【００１５】また、第４の生物処理部で還元態硫黄が除
去されたガス成分を、第１及び／又は第２の生物処理部
に返送するガス返送部を更に備えると好ましい。

【００１６】さらに、第１の生物処理部は、酸化態炭素
として二酸化炭素が生成されるものであり、第２の生物
処理部は、還元態硫黄として硫化水素が生成されるもの
であり、第３の生物処理部は、還元態炭素としてメタン
が生成されるものであり、第４の生物処理部は、二酸化
炭素及び硫化水素が光合成菌体により資化され、酸化態
硫黄として硫酸イオンが生成されるものであると好適で
ある。

【００１７】またさらに、第４の生物処理部は、光合成
菌体として硫黄化合物を利用して光独立栄養的に生育す
ることが可能な硫黄細菌を含む溶液が収容されるもので
あると一層好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
実施形態について説明する。図１は、本発明による廃液
処理装置の好適な実施形態を示す構成図である。処理装
置１００（廃液処理装置）は、有機物及び高濃度の硫酸
根を含む被処理物としての有機廃液１が収容され、且
つ、酸生成菌、硫酸還元菌及び有機物還元菌が添加され
て嫌気性処理が行われる酸生成槽３（第１及び第２の生
物処理部）と、光合成菌体を含む培養液が収容され、且
つ、酸生成槽３で生じたガス成分が導入される光培養槽
６（第３の生物処理部）と、酸生成槽３で処理された有
機廃液１５が収容され、メタン発酵が行われるメタン生
成槽１６（第３の生物処理部）とを備えるものである。

【００１９】酸生成槽３には、有機廃液１が貯留される
とともに、必要であれば液性等の調整が行われる調整槽
２が移送ラインを介して接続されている。また、酸生成
槽３は、ブロア２３を有する送気ライン９に接続された
散気装置４を底部に有している。このように、ブロア２
３，送気ライン９及び散気装置４によってガス返送部が
構成されている。さらに、酸生成槽３の気相部には、ブ
ロア２４を有する送気ライン５が接続されている。

【００２０】また、酸生成槽３の後段に配置されたメタ
ン生成槽１６には、槽内で発生した消化ガス１７が移送
されるスクラバ等のガス洗浄塔１８が接続されている。
このガス洗浄塔１８の後段には、消化ガス１７を貯留可
能なガス貯槽１９が設けられている。さらに、メタン生
成槽１６の後段には、メタン生成槽１６で処理された有
機廃液（消化液２６）を重力沈降分離等により固液分離
するための固液分離槽２０が設けられている。この固液
分離槽２０には、上澄み液である処理済水２１を図示し
ない排水系へ移送するための移送ラインが接続されてい
る。沈降した固形分（消化汚泥）の一部は、余剰汚泥２
２ａとして図示しない処理系へ送られ、処分又は再利用
のために処理される。また、消化汚泥の残部は、濃縮汚
泥２２ｂとしてメタン生成槽１６へ返送される。

【００２１】他方、光培養槽６は、送気ライン５に接続
された散気装置２５を底部に有している。そして、ブロ
ア２４，送気ライン５及び散気装置２５によってガス導
入部が構成されている。また、光培養槽６の気相部には
送気ライン９が接続されている。さらに、光培養槽６
は、外部からの光８を培養液に供給するための光供給体
７（光照射部）を備えている。

【００２２】また、光培養槽６の後段には、光培養槽６
で処理された培養液１１を重力沈降分離等により固液分
離するための固液分離槽１２が配置されている。この固
液分離槽１２には、上澄み液である培養液１４を図示し
ない排水系へ移送するための移送ラインが接続されてい
る。沈降した固形分の一部は、余剰菌体１３ａとして図
示しない処理系へ送られる。また、固形分の残部は、濃
縮菌体１３ｂとし光培養槽６へ返送される。

【００２３】次に、このような構成を有する処理装置１
００を用いた本発明の廃液処理方法の好適な実施形態に
ついて説明する。まず、有機廃液１を調整槽２に一旦貯
留した後、所定量の有機廃液１を酸生成槽３へ供給す
る。この酸生成槽３に収容された有機廃液１に、酸生成
菌体、硫酸還元菌体及び有機物還元菌体を添加して混合
する。これにより、有機廃液１に含まれる有機物を、嫌
気性の有機物分解微生物である酸生成菌体によって低分
子の有機酸、アルコール、二酸化炭素（酸化態炭素）等
に分解する。また、有機廃液１に含まれる硫酸根を、同
じく嫌気性の微生物である硫酸還元菌体によって還元
し、硫化水素（還元態硫黄）を生成せしめる。

【００２４】ここで、酸生成菌としては、通常の二相式
嫌気性処理又は他の嫌気性処理で用いられる種々のもの
を使用可能であり、例えば、Bacillus属、Clostridium
属、Bacteroides属、Vibrio属、Staphylococcus属、Mic
rococcus属等の菌体が例示される。また、硫酸還元菌体
としては、一般に用いられる菌体を使用でき、特に制限
されないが、例えば、Desulfovibrio属、Desulfomonas
属、Desulfobacter属、Desulfococcus属、Desulfomacul
um属等が挙げられる。

【００２５】また、酸生成槽３における生物処理条件
は、有機廃液１の種類、含有される有機物の組成によっ
て異なる場合があるものの、ｐＨが好ましくは６〜７．
５、より好ましくは６．５〜７．５、有機廃液１の温度
が、好ましくは２０〜３８℃、より好ましくは３０〜３
８℃であると好適である。また、酸生成槽３における滞
留時間としては、有機廃液１の特性（性状）等に依存す
るものの、０．５〜５時間であることが望ましい。

【００２６】次いで、ブロア２３を運転して散気装置４
から有機廃液１中へ通気ガスの散気を行う。この散気に
より、酸生成槽３内で生成された硫化水素及び二酸化炭
素を含むガス成分が通気ガス中に移行する。ここで、光
培養槽６に、硫酸還元菌体としての硫黄細菌が含まれる
培養液を収容しておく。そして、ブロア２４を運転し、
硫化水素及び二酸化炭素を含むガス成分を通気ガスとと
もに、酸生成槽３の気相部から送気ライン５を通して光
培養槽６内の散気装置２５へ給気する。これにより、ガ
ス成分が散気装置２５から培養液へ散気される。

【００２７】次に、光培養槽６に設けられた光供給体７
に外部からの光８を導入し、光供給体７から培養液中に
光を照射する。光８としては、特に制限されず、例え
ば、太陽光等の自然光でもよいし、光源（ランプ、レー
ザ等）からの人工光でもよい。また、光８を培養液に供
給する手段としては、特に制限されず、光供給体７を用
いずに、ハロゲンランプ等の光源を培養液に直接挿入し
てもよい。さらに、光供給体７としては、例えば、特許
第２９７７１２８号公報に記載の発光担体を好適に用い
ることができる。

【００２８】そして、光８の照射により、光培養槽６内
の培養液中に生育する硫黄細菌に光合成反応を行わせ
る。硫黄細菌は、散気装置２５から供給されるガス成分
中の二酸化炭素及び硫化水素を資化して増殖する。この
とき、光培養槽６に、硫黄細菌の栄養分を微量含む培地
１０を供給すると好ましい。この硫黄細菌による光合成
反応により硫化水素を酸化させる。硫化水素は、酸化反
応により硫黄となり、硫黄細菌の細胞内又は細胞外に硫
黄粒子として一旦蓄積される。硫黄粒子は更に酸化され
て最終的には硫酸イオンが生成される。この硫酸イオン
は培養液中へ移行し、ガス成分から硫化水素が除去され
る。このとき、硫化水素の殆どが酸化される処理時間を
確保することが望ましい。

【００２９】ここで、硫黄細菌としては、特に限定され
ず、例えば、Chromatium属、Thiocapsa属、Ectothiorho
dospira属等の紅色硫黄細菌、Chlorobium属、Pelodicty
on属等の緑色硫黄細菌を用いることができる。また、硫
黄細菌としては、光独立栄養的に生育でき、硫化水素を
電子供与体として利用するものが好ましく用いられる。

【００３０】また、光培養槽６における光合成反応の条
件は、細菌の種類により異なるのでそれぞれの細菌に対
する最適な条件を適宜設定することが可能であるが、ｐ
Ｈが好ましくは６〜９、より好ましくは６．５〜８．
５、培養液の温度が、好ましくは１０〜３５℃、より好
ましくは２５〜３０℃であると好適である。また、光照
射条件として、照度が５００〜２０００ｌｘであると好
ましい。また、培養液中の硫黄の濃度が１３〜６５０ｍ
ｇ−Ｓ／Ｌ（ｍｇ／Ｌ（as Ｓ）;硫黄の含有濃度である
ことを示す。）となるように調整することが好ましい
が、細菌の種類、培養液の特性（性状）等に依存するの
で、この濃度範囲に限定されるものではない。

【００３１】次いで、硫化水素が除去されたガス成分
を、光培養槽６の気相部から送気ライン９を通して、酸
生成槽３の散気装置４へ返送し、通気ガスとして散気装
置４から有機廃液１中へ散気させる。この返送ガスは、
酸生成槽３で生じる硫化水素及び二酸化炭素を含むガス
成分のキャリアガスとなり、送気ライン５を通して酸生
成槽３から光培養槽６へ再び送気される。このように、
酸生成槽３と光培養槽６との間にガス循環系が形成され
る。

【００３２】また、光培養槽６での処理が終了した培養
液１１を、硫黄細菌を含有した状態で固液分離槽１２へ
移送する。固液分離槽１２では、重力沈降分離等によっ
て、液相と固相との分離を行う。それから、上澄み液で
ある培養液１４を排水系へ移送する。一方、沈降した固
形分の一部を余剰菌体１３ａとして処理系へ移送し、固
形分の残部を濃縮菌体１３ｂとして光培養槽６へ返送す
る。

【００３３】一方、光培養槽６における処理と並行し
て、処理済みの有機廃液１５を酸生成槽３からメタン生
成槽１６へ移送し、有機物還元菌体による生物処理を行
う。有機廃液１５中には、酸生成槽３で生成された低分
子の有機物（有機酸、アルコール等）が含まれており、
これらの有機物の大部分を有機物還元菌体としてのメタ
ン生成菌等によって分解し、メタン、二酸化炭素等を生
成せしめる。このとき、有機廃液１５には硫化水素が殆
ど含まれておらず、メタンの生成が阻害される虞が殆ど
ない。

【００３４】ここで、メタン生成菌としては、通常の二
相式嫌気性処理又は他の嫌気性処理で用いられる種々の
ものを使用可能であり、例えば、Methanosarcina属、Me
thanospirillum属、Methanobacterium属、Methanobrevi
bacter属等の菌体が例示される。

【００３５】また、メタン生成槽１６における生物処理
条件は、有機廃液１５の種類、含有される低分子有機物
の組成によって異なるものの、処理温度が、中温処理で
は３５〜４０℃、高温処理では５０〜６０℃であると好
適である。さらに、処理の負荷条件としては、処理方
式、有機廃液の特性（性状）等に依存するが、好ましく
は、完全混合方式では０．２５〜３ｋｇ−ＣＯＤ／ｍ³
／日、上向流嫌気性汚泥床では７．５〜２０ｋｇ−ＣＯ
Ｄ／ｍ³／日である。

【００３６】また、メタン生成槽１６において生成した
メタンや二酸化炭素を含む消化ガス１７をガス洗浄塔１
８へ送気し、洗浄した後、ガス貯槽１９へ供給して貯留
する。貯留された消化ガス１７は、燃料ガスとして有効
利用され得る。他方、メタン生成槽１６での処理が終了
した有機廃液を消化液２６として固液分離槽２０へ移送
する。固液分離槽２０では、重力沈降分離等によって液
相と固相との分離を行う。それから、上澄み液である処
理済水２１を排水系へ移送する。一方、沈降した固形分
の一部を余剰汚泥２２ａとして処理系へ移送し、固形分
の残部を濃縮汚泥２２ｂとしてメタン生成槽１６へ返送
する。

【００３７】このように構成された処理装置１００及び
それを用いた廃液処理方法によれば、有機廃液１に含ま
れる有機物の分解処理ともに硫酸根の還元によって発生
する硫化水素が、有機廃液から分離され、酸生成槽３か
ら光培養槽６に移送されるので、メタン生成槽１６で処
理される有機廃液１５が硫酸根及び硫化水素等の硫化物
を含まない。よって、メタン生成がこれらの硫化物によ
って阻害されることが十分に防止される。したがって、
メタンの生成量が増大され、燃料ガスの回収効率が向上
される。

【００３８】しかも、酸生成槽３で生成した二酸化炭素
を含むガス成分が、有機廃液１から殆ど分離されるの
で、有機廃液１５のメタン発酵で生成されるメタンの含
有量が他のガス（同時に生成される二酸化炭素）に比し
て高められる。よって、メタン含有率が高められた良質
の燃料ガスが得られる。

【００３９】また、硫化水素を光培養槽６において光合
成菌体によって処理するので、アルカリ等の硫化水素を
吸収するための薬剤を使用する必要がない。よって、本
発明の廃液処理装置１００は、従来の二相式の嫌気性処
理装置に光培養槽６を追加するのみの簡略な構成であ
り、このような簡略な装置構成及び工程によって、従来
達成されていない高濃度に硫酸根を含む有機廃液の処理
が可能となる。よって、アルカリ等を使用する場合に比
して、設備費及び処理工程が軽減され、有機廃液の処理
コストを低減できる。

【００４０】さらに、光合成反応による硫化水素の処理
は、特に高温高圧や他の化学試薬等を必要とせず、常温
常圧の穏やかな反応条件で、エネルギー源として光を利
用するものである。特に、光として太陽光を利用すれ
ば、非常に少ない消費エネルギーで硫化水素を除去する
ことができる。よって、廃液処理におけるエネルギー消
費量の増大が十分に抑制され、アルカリ等を使用する場
合に比して、処理コストを更に低減できる。

【００４１】またさらに、光合成菌体である硫黄細菌と
して、光独立栄養的に生育でき、且つ、硫化水素を電子
供与体として利用するものを用いると、光合成菌体の生
育及び増殖を維持するための栄養分を常時添加する必要
が殆どなく、栄養分の量も極めて微量でよいので、運転
コストの増大が抑えられる。

【００４２】さらにまた、酸生成槽３と光培養槽６との
間でガスが循環される、すなわち両者の間にガス循環系
が形成されるので、通気ガスやキャリアガスの供給量が
極めて少量で済む。よって、それらの供給設備の追設が
不要であり、設備コストの増大が更に抑えられる。さら
にまた、二相式の嫌気性処理を採用していることに加
え、硫化水素を含むガス成分の処理を別の槽（光培養槽
６）で行うので、処理時間が短く、しかも連続処理が可
能である。よって、有機廃液１の処理効率が高められ、
処理量の向上が図られる。

【００４３】なお、調整槽２は必ずしも必要ではなく、
有機廃液１を酸生成槽３へ直接供給しても構わない。ま
た、調整槽２に貯留されている有機廃液１に、酸生成菌
体、硫酸還元菌体及び有機物還元菌体を添加し、混合し
てもよい。さらに、単一の槽、例えば酸生成槽３におい
て、時系列的に酸生成とメタン発酵とを実施してもよ
い。またさらに、固液分離槽１２，２０を省略してもよ
い。この場合には、光培養槽６及び／又はメタン生成槽
１６において、生物処理が終了した後、固液分離を行っ
てもよい。

【００４４】加えて、酸生成槽３で行われる有機物の分
解反応（酸生成反応；第１の生物処理工程）と硫酸根の
還元反応（第２の生物処理工程）を、それぞれ別の槽で
実施してもよい。この場合、両者の槽で発生するガス成
分を光培養槽６へ送気する。また、ガス洗浄塔１８は必
ずしも必要なく、消化ガス１７の洗浄が不要な場合に
は、消化ガス１７をメタン生成槽１６からガス貯槽１９
に直接送気してもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の反応処理
方法及び装置によれば、硫酸根を含む有機廃液の嫌気性
処理において、硫化水素等の硫化物を有機廃液から分離
し、この硫化物を光合成反応によって酸化処理する。よ
って、硫化物によるメタン生成の阻害を十分に回避で
き、従来有効な処理方法がなかった高濃度の硫酸根を含
む有機廃液を簡易にかつ十分に処理できる。しかも、装
置構成及び工程が簡略なので、処理コストの増大を抑制
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による廃液処理装置の好適な実施形態を
示す構成図である。

【符号の説明】

１，１５…有機廃液、２…調整槽、３…酸生成槽（第１
の生物処理部、第２の生物処理部）、４…散気装置（ガ
ス返送部）、５…送気ライン（ガス導入部）、６…光培
養槽（第４の生物処理部）、７…光供給体（光照射
部）、８…光、９…送気ライン（ガス返送部）、１０…
培地、１１，１４…培養液（溶液）、１２，２０…固液
分離槽、１３ａ…余剰菌体、１３ｂ…濃縮菌体、１６…
メタン生成槽（第３の生物処理部）、１７…消化ガス、
１８…ガス洗浄塔、１９…ガス貯槽、２１…処理済水、
２２ａ…余剰汚泥、２２ｂ…濃縮汚泥、２３…ブロア
（ガス返送部）、２４…ブロア（ガス導入部）、２５…
散気装置（ガス導入部）、２６…消化液、１００…処理
装置（廃液処理装置）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物及び硫酸根を含む有機廃液を嫌気
性処理する廃液処理方法であって、酸生成菌体によって前記有機物を分解して酸化態炭素を
生成せしめる第１の生物処理工程と、硫酸還元菌体によって前記硫酸根を還元して還元態硫黄
を生成せしめる第２の生物処理工程と、前記有機廃液から前記酸化態炭素及び前記還元態硫黄を
含むガス成分を分離し、酸化態炭素及び還元態硫黄を用
いて光合成を行うことが可能な光合成菌体を含む溶液に
該ガス成分を導入するガス導入工程と、前記ガス成分が分離された前記有機廃液に対し、有機物
還元菌体によって還元態炭素を生成せしめる第３の生物
処理工程と、前記光合成菌体を含む溶液に光を照射して前記光合成菌
体に光合成反応を行わせ、該光合成反応によって還元態
硫黄を酸化して酸化態硫黄を生成せしめることにより、
前記ガス成分から該還元態硫黄の少なくとも一部を除去
する第４の生物処理工程と、を備えることを特徴とする
廃液処理方法。
【請求項２】前記第４の生物処理工程において還元態
硫黄の少なくとも一部が除去されたガス成分を、前記第
１及び／又は第２の生物処理工程における前記有機廃液
中に返送するガス返送工程を更に備えることを特徴とす
る請求項１記載の廃液処理方法。
【請求項３】前記第１の生物処理工程においては、前
記酸化態炭素として二酸化炭素を生成せしめ、前記第２の生物処理工程においては、前記還元態硫黄と
して硫化水素を生成せしめ、前記第３の生物処理工程においては、前記還元態炭素と
してメタンを生成せしめ、前記第４の生物処理工程においては、前記二酸化炭素及
び前記硫化水素を前記光合成菌体により資化させ、前記
酸化態硫黄として硫酸イオンを生成せしめる、ことを特
徴とする請求項１又は２に記載の廃液処理方法。
【請求項４】前記第４の生物処理工程においては、前
記光合成菌体として、硫黄化合物を利用して光独立栄養
的に生育することが可能な硫黄細菌を用いることを特徴
とする請求項３記載の廃液処理方法。
【請求項５】有機物及び硫酸根を含む有機廃液を嫌気
性処理する廃液処理装置であって、前記有機廃液が収容され、酸生成菌体によって前記有機
物が分解されて酸化態炭素が生成される第１の生物処理
部と、前記有機廃液が収容され、硫酸還元菌体によって前記硫
酸根が還元されて還元態硫黄が生成される第２の生物処
理部と、前記酸化態炭素及び前記還元態硫黄を含むガス成分が分
離された前記有機廃液が収容され、有機物還元菌体によ
って還元態炭素が生成される第３の生物処理部と、酸化態炭素及び還元態硫黄を用いて光合成を行うことが
可能な光合成菌体を含む溶液が収容され、該溶液に光を
照射する光照射部を有しており、前記ガス成分が導入さ
れ、且つ、該光合成菌体が行う光合成反応によって前記
還元態硫黄が酸化されて酸化態硫黄が生成されることに
より該ガス成分から該還元態硫黄の少なくとも一部が除
去される第４の生物処理部と、前記酸化態炭素及び前記還元態硫黄を含むガス成分を前
記第４の生物処理部に導入するガス導入部と、を備える
ことを特徴とする廃液処理装置。
【請求項６】前記第４の生物処理部で前記還元態硫黄
の少なくとも一部が除去されたガス成分を、前記第１及
び／又は第２の生物処理部に返送するガス返送部を更に
備えることを特徴とする請求項５記載の廃液処理装置。
【請求項７】前記第１の生物処理部は、前記酸化態炭
素として二酸化炭素が生成されるものであり、前記第２の生物処理部は、前記還元態硫黄として硫化水
素が生成されるものであり、前記第３の生物処理部は、前記還元態炭素としてメタン
が生成されるものであり、前記第４の生物処理部は、前記二酸化炭素及び前記硫化
水素が前記光合成菌体により資化され、前記酸化態硫黄
として硫酸イオンが生成されるものである、ことを特徴
とする請求項５又は６に記載の廃液処理装置。
【請求項８】前記第４の生物処理部は、前記光合成菌
体として硫黄化合物を利用して光独立栄養的に生育する
ことが可能な硫黄細菌を含む溶液が収容されるものであ
ることを特徴とする請求項７記載の廃液処理装置。