JP2004340445A - ダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場 - Google Patents

Abstract

【課題】施設外へのダイオキシン排出量を削減可能なダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場の提供。
【解決手段】火葬場１と、該火葬場から排出されたダイオキシン含有物を好気性好熱性細菌または該菌から分離したダイオキシン分解酵素と接触させて該ダイオキシン含有物中のダイオキシンを分解・浄化するダイオキシンバイオ浄化装置２とを有することを特徴とするダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場１０。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、施設外へのダイオキシン排出量を削減可能なダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平成１２年（２０００年）１月１５日に「ダイオキシン類対策特別措置法」が施行されたことにより、ダイオキシン規制の範囲が、産業炉やより小規模な施設を含むよう拡大、強化された。
ダイオキシン類とは、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン類（ＰＣＤＤｓ）、ポリ塩化ジベンゾフラン類（ＰＣＤＦｓ）、コプラナポリ塩化ビフェニル類（ｃｏ−ＰＣＢｓ）の総称である。
【０００３】
ダイオキシン類の分解・浄化技術としては、これまでに化学的分解法、物理化学的抽出・分離法、超臨界水酸化法、熱分解法、光分解法、及び微生物による分解・浄化法などが開発されている。
前記化学的分解法は、脱塩素還元反応によりダイオキシン類の分解を促進するもので短時間で高い分解率を得ることができる。しかし、３００℃以下の反応温度条件では毒性の高いダイオキシン類が再合成される可能性がある。
物理化学的抽出・分離法は、溶媒で汚染物質を抽出・分離する浄化方法であるが、環境に順応する溶媒や洗剤に関する知見が不足している。
超臨界水酸化法は、超臨界水を用いて汚染物質を抽出・分解する洗浄法である。３７４．１℃、２２．１ＭＰａ以上で操作が予定されているが、運転条件は未だに確立されていない。
熱分解法は、ロータリーキルンなどの燃焼装置によって１１００℃前後で熱分解処理する浄化方法であり、実用技術として汚染土壌にも適用されている。
光分解法は、２０９〜３２０ｎｍ付近の紫外線領域でダイオキシン類を分解する方法であるが、分解効果は光が透過する表層のみで、完全な脱塩素は望めない。
これらの方法は、高温・高圧・高エネルギーを使用した反応条件で分子を活性化して反応速度を高めるプロセスであり、ダイオキシン分解のために高価な反応装置等が必要であり、また多くのエネルギーを必要とすることから、設備コスト及び運転コストがかかる問題がある。
【０００４】
一方、微生物を用いたダイオキシン類の分解・浄化法は、常温・常圧という温和な条件下でダイオキシン類の分解が可能であり、設備コスト及び運転コストを低減し、安全性にも優れる方法として注目されている。
このような微生物を用いたダイオキシン類の分解・浄化法の中でも、分解効率に優れ、実用性の高い技術として、好熱性細菌を用いて種々の廃棄物やダイオキシン類の分解処理を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特表２００２−５０５０７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した通り、ダイオキシン類対策特別措置法に鑑みて小型の焼却設備においても何らかのダイオキシン排出量削減対策を実施する必要があり、ダイオキシン排出量を削減可能な焼却設備への転換が進められている。
しかし、火葬場にあっては、遺体を火葬する際にダイオキシン類が排出される可能性があるが、火葬温度をダイオキシン類（以下、ダイオキシンとも記す）が発生しない程度の高温とすると、遺骨の劣化が著しくなることから火葬温度は高めることができず、ダイオキシンが発生する可能性のある温度域で火葬を行わなければならないという特殊な事情がある。従って、火葬場におけるダイオキシン排出量削減対策としては、遺体と共に燃やす余分な副葬品類をなくす程度の消極的なものでしかなかった。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、施設外へのダイオキシン排出量を削減可能なダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、火葬場と、該火葬場から排出されたダイオキシン含有物を好気性好熱性細菌または該菌から分離したダイオキシン分解酵素と接触させて該ダイオキシン含有物中のダイオキシンを分解・浄化するダイオキシンバイオ浄化装置とを有することを特徴とするダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場を提供する。
本発明のダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場において、好気性好熱性細菌は、バチルス・ミドウスジ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｉｄｏｕｓｕｊｉ）ＳＨ２Ａ及び／又はバチルス・ミドウスジＳＨ２Ｂであることが好ましい。
また前記火葬場に、排ガスを濾過して該排ガス中の飛灰を捕集するフィルタおよび残骨灰のダイオキシンを捕集する洗浄装置を有する回収部を含むことが好ましい。
さらに前記火葬場の室内に存在するダイオキシン含有物を吸引捕集するかまたは洗浄液で洗浄してダイオキシンバイオ浄化装置に送る手段を含むことが望ましい。
本発明のダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場において、前記ダイオキシンバイオ浄化装置は、好気性好熱性細菌の培養タンクを備え、該培養タンク内に前記ダイオキシン含有物を供給してダイオキシンを分解・浄化するように構成されたものが好ましい。
また前記ダイオキシンバイオ浄化装置は、好気性好熱性細菌の細胞破砕物または該菌から分離したダイオキシン分解酵素を含むリアクターを備え、該リアクターに前記ダイオキシン含有物を含む液を接触させてダイオキシンを分解・浄化するように構成されたものであってもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場の一実施形態を示す概略構成図であり、この図中符号１０はダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場である。このダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場１０は、火葬場１と、該火葬場１から排出されたダイオキシン含有物を好気性好熱性細菌または該菌から分離したダイオキシン分解酵素と接触させて該ダイオキシン含有物中のダイオキシンを分解・浄化するダイオキシンバイオ浄化装置２とを有している。
【００１０】
前記火葬場１は、遺体を火葬にできればよく、その大きさや細部の構造は特に限定されない。火葬場１に設置してある通常複数の火葬設備から排出される、火葬時に発生する排ガスは、排ガス流路４を通って回収部３に導入される。回収部３は、フィルタによって排ガス中に含まれる飛灰を捕集する。回収部３において浄化された排ガス（処理ガス）は、処理ガス流路５を通して外部に排出される。
回収部３で捕集されたダイオキシン含有物を含む廃液は、流路６を通してダイオキシンバイオ浄化装置２に送られる。
【００１１】
前記火葬場１には、室内に存在するダイオキシン含有物を吸引捕集するかまたは洗浄液で洗浄してダイオキシンバイオ浄化装置２に送る手段を備えていることが望ましい。またダイオキシン含有物を吸引捕集する場合、吸引したダイオキシン含有物をそのまま回収部３に供給してダイオキシン含有物を捕集することもできる。洗浄液で室内を洗浄する場合、洗浄液としては水が好ましい。ダイオキシン含有物を含む廃液は、流路７を通してダイオキシンバイオ浄化装置２に送られる。
【００１２】
本発明においてダイオキシンバイオ浄化装置２は、（１）好気性好熱性細菌の培養タンクを備え、該培養タンク内に前記ダイオキシン含有物を供給してダイオキシンを分解・浄化するように構成されたもの、あるいは（２）好気性好熱性細菌の細胞破砕物または該菌から分離したダイオキシン分解酵素を含むリアクターを備え、該リアクターに前記ダイオキシン含有物を含む液を接触させてダイオキシンを分解・浄化するように構成されたものが好ましい。
【００１３】
このダイオキシンバイオ浄化装置２において用いる好気性好熱性細菌は、増殖可能温度が６０℃以上、好ましくは６５〜８０℃程度である細菌の中から適宜選択して用いることができる。このような好気性好熱性細菌は、例えば堆肥から高温条件下で培養を行うスクリーニングによって得ることができる。このような好気性好熱性細菌の中でも、本発明において特に好適な細菌として、バチルス・ミドウスジ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｉｄｏｕｓｕｊｉ）ＳＨ２Ａ及び／又はバチルス・ミドウスジＳＨ２Ｂであることが好ましい。
【００１４】
バクテリウム属菌株、バチルス・ミドウスジＳＨ２Ａ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｉｄｏｕｓｕｊｉ ＳＨ２Ａ）は、特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約の条項に基づき、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ＡＴＣＣ、米国、２０８５２、メリーランド、ロックヴィル、Ｐａｒｋｌａｗｎ Ｄｒｉｖｅ１２３０１）へ１９９７年１月２１日に寄託した。バクテリウム属の菌株ＳＨ２Ａには、ＡＴＣＣ受託番号５５９２６が付与された。
同じくバクテリウム属菌株、バチルス・ミドウスジ・ＳＨ２Ｂ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｉｄｏｕｓｕｊｉ ＳＨ２Ｂ）は、特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約の条項に基づき、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ＡＴＣＣ、米国、２０８５２、メリーランド、ロックヴィル、Ｐａｒｋｌａｗｎ Ｄｒｉｖｅ１２３０１）へ１９９７年１０月２４日に寄託した。バクテリウム属の菌株ＳＨ２Ｂには、ＡＴＣＣ受託番号２０２０５０が付与された。
【００１５】
これらの細菌株は、約６２℃から約１００℃の温度で、特に約６２℃の温度で増殖可能である。
ｐＨに関しては、約５．０から約８．０、特に約７．４のｐＨでその細菌株は増殖可能である。
これらの微生物の増殖を促進するのに有効な培地は広く知られている。これらの微生物の増殖を促進するのに有効な培地は当業者には公知であり、例えばトリプチカーゼ大豆培地を用いることができる。
【００１６】
異なる培地での活性結果から、本菌株は、自発的に胞子を形成し得るグラム陽性桿菌であることがわかった。ＳＨ２Ａは、マンノース、マルトース、サリシン、トレハロース、スクロース、マンニトール、フラクトースおよびラフィノースから酸を生成した。また、ＳＨ２Ａは、インドール産生、硝酸還元、β−グルコシダーゼ、β−グルクロニダーゼ、ウレアーゼ、およびＤＮＡａｓｅ活性について陽性であった。
ＳＨ２Ａは、５０μｇ／ｍＬ濃度のカナマイシン、および５０μｇ／ｍＬ濃度のアンピシリンに対してともに感受性である。
菌株ＳＨ２Ａは、トリプチカーゼ大豆寒天培地上に平滑なコロニー表面を示し、トリプチカーゼ大豆液体培地での増殖中に均質な懸濁を生じた。
【００１７】
ＳＨ２Ｂは、マンノース、マルトース、サリシン、トレハロース、スクロース、マンニトール、フラクトースからの酸産生に対し陽性であり、また、インドール産生、硝酸還元、β−グルコシダーゼ、β−グルクロニダーゼ、ウレアーゼおよびＤＮＡａｓｅ活性に対しても陽性であった。
本菌株は、５０μｇ／ｍＬ濃度のカナマイシンに耐性があるが、５０μｇ／ｍＬ濃度のアンピシリンには感受性であった。
菌株ＳＨ２Ｂは、トリプチカーゼ大豆寒天培地上で粘着性コロニーを形成し、トリプチカーゼ大豆液体培地中では糸状性の増殖を示した。
【００１８】
ＳＨ２ＡおよびＳＨ２Ｂ菌株の両方は好熱性超高温細菌（ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ ｅｘｔｒｅｍｏｐｈｉｌｅｓ）であり、増殖ためには少なくとも６２℃が必要である。
菌株ＳＨ２ＡおよびＳＨ２Ｂは、７．５％のＮａＣｌ含有培地で増殖した。これらの菌株には、羊血液寒天培地平板における溶血活性は認められなかった。
【００１９】
この好気性好熱性細菌をダイオキシンバイオ浄化装置２に用いる場合、純粋培養した該細菌を含む懸濁液（植菌後の培地を含む）、細菌のスラリー、または乾燥菌体（芽胞）を含む粉体のいずれの形態でも使用することができる。該細菌は、バッチ式処理において廃液を培養タンクに供給する度に菌投入口から投入してもよいし、連続式または半連続式処理において、培養タンクに一部の廃液を残して新たな廃液を供給し、残った廃液中の細菌を増殖種菌に用いてもよい。
【００２０】
ダイオキシンバイオ浄化装置２を（１）前記好気性好熱性細菌の培養タンクを備え、該培養タンク内に前記ダイオキシン含有物を供給してダイオキシンを分解・浄化するように構成する場合、培養タンクには、該タンク内を好気性好熱性細菌の増殖に好適な温度と好気性雰囲気、ｐＨに保つため、適当なヒータ、通気装置、撹拌装置、ｐＨ調整装置などを設けることができる。さらに培養を自動制御するために温度センサ、ｐＨメータ等のセンサと、これらのセンサの測定値を入力して温度、通気量、ｐＨ等が予め設定しておいた培養条件範囲に収まるようにヒータ、通気装置、ｐＨ調整装置などを制御するための中央演算装置（ＣＰＵ）を備えた制御手段や運転状態を表示する表示手段などを設けることが好ましい。
【００２１】
この（１）の培養タンクを備えた構成では、流路６，７を通して送られるダイオキシン含有物を含む廃液を培養タンクに送り、必要に応じて好気性好熱性細菌の培養液（液体培地）を添加し、培養タンク内で好気性好熱性細菌を培養することにより、廃液に含まれるダイオキシンが分解される。培養タンクから排出される処理水は、必要に応じて固液分離、濾過、殺菌などの適当な後処理を施した後、処理水流路９を経て外部に排出される。
【００２２】
ダイオキシンバイオ浄化装置２を（２）好気性好熱性細菌の細胞破砕物または該菌から分離したダイオキシン分解酵素を含むリアクターを備え、該リアクターに前記ダイオキシン含有物を含む液を接触させてダイオキシンを分解・浄化する場合、例えば、リアクター内に好気性好熱性細菌の細胞破砕物または該菌から分離したダイオキシン分解酵素と、ダイオキシン含有物を含む廃液とを入れ、リアクター内で直接反応させる構成とすることができる。また、リアクター内の廃液は、リアクター内に配置した中空糸を通して取り出され、処理水流路９を経て外部に排出される。
【００２３】
このリアクターには、前述した培養タンクと同じく、適当なヒータ、通気装置、撹拌装置、ｐＨ調整装置などを設けることができる。さらに培養を自動制御するために温度センサ、ｐＨメータ等のセンサと、これらのセンサの測定値を入力して温度、通気量、ｐＨ等が予め設定しておいた培養条件範囲に収まるようにヒータ、通気装置、ｐＨ調整装置などを制御するための中央演算装置（ＣＰＵ）を備えた制御手段や運転状態を表示する表示手段などを設けることが好ましい。またリアクターとしては、従来周知の固定化技術を用いて作製した固定化酵素を用いることもできる。
【００２４】
このように構成されたダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場１０は、火葬場１において発生した排ガス中のダイオキシン含有物を回収部３で回収し、また火葬場１の室内に残存するダイオキシン含有物を吸引除去または洗浄し、これらのダイオキシン含有物をダイオキシンバイオ浄化装置２に送って浄化することで、火葬場１から外部に排出されるダイオキシンの量を削減することができる。
ダイオキシンバイオ浄化装置２に送られたダイオキシン含有物は、好気性好熱性細菌、好気性好熱性細菌の細胞破砕物または該菌から分離したダイオキシン分解酵素と接触させ、ダイオキシンを生物学的に分解処理することで、低コストで効率よくダイオキシンを分解・浄化することができる。
【００２５】
なお、本発明は本例示に限定されることなく、種々の変更が可能である。
例えば、前記培養タンクと前記リアクターとを併設し、培養タンクから分離した好気性好熱性細菌を細胞破砕し、その細胞破砕物をリアクター内に供給する構成としてもよい。
また、細胞破砕物を連続遠心分離機にかけ、細胞質分画、菌体膜分画、酵素分画等に分画し、ダイオキシン分解活性のある菌体膜分画や酵素分画をリアクターに供給する構成としてもよい。
さらに、前記リアクター内の液を中空糸を通して抜き出した後、限外濾過膜を通してさらに浄化することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、施設外へのダイオキシン排出量を削減可能なダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１…火葬場、２…ダイオキシンバイオ浄化装置、３…回収部、４…排ガス流路、
５…処理ガス流路、６，７…流路、８…洗浄液流路、９…処理水流路、１０…ダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場。

Claims (6)

1. 火葬場と、該火葬場から排出されたダイオキシン含有物を好気性好熱性細菌または該菌から分離したダイオキシン分解酵素と接触させて該ダイオキシン含有物中のダイオキシンを分解・浄化するダイオキシンバイオ浄化装置とを有することを特徴とするダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場。
2. 前記好気性好熱性細菌が、バチルス・ミドウスジ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｉｄｏｕｓｕｊｉ）ＳＨ２Ａ及び／又はバチルス・ミドウスジＳＨ２Ｂである請求項１に記載のダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場。
3. 前記火葬場に、排ガスを濾過して該排ガス中の飛灰を捕集するフィルタおよび残骨灰中のダイオキシンを捕集する洗浄装置を有する回収部を含む請求項１または２に記載のダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場。
4. 前記火葬場の室内に存在するダイオキシン含有物を吸引捕集するかまたは洗浄液で洗浄してダイオキシンバイオ浄化装置に送る手段を含む請求項１〜３のいずれかに記載のダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場。
5. 前記ダイオキシンバイオ浄化装置が、好気性好熱性細菌の培養タンクを備え、該培養タンク内に前記ダイオキシン含有物を供給してダイオキシンを分解・浄化するように構成された請求項１〜４のいずれかに記載のダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場。
6. 前記ダイオキシンバイオ浄化装置が、好気性好熱性細菌の細胞破砕物または該菌から分離したダイオキシン分解酵素を含むリアクターを備え、該リアクターに前記ダイオキシン含有物を含む液を接触させてダイオキシンを分解・浄化するように構成された請求項１〜４のいずれかに記載のダイオキシンバイオ浄化装置付火葬場。

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