JP2006167632A - Heavy metal recovery system from heavy metal absorbing plant - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heavy metal recovery system from heavy metal absorbing plant bodies and its method reducing possibility of occurrence of various problems like scattering of heavy metals by incineration, and allowing effective utilizing of plant biomass, having less environmental load. <P>SOLUTION: This heavy metal recovery method from heavy metal absorbing plant bodies comprises processes for: hydrolyzing heavy metal absorbing plant to recover pentose and/or hexose; applying alcohol fermentation to the pentose and/or hexose recovered in the previous process and separating and recovering alcohol obtained in the previous process; and recovering heavy metals from residual aqueous solution after separating and recovering alcohol from the fermentation liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、重金属を吸収した植物から重金属と植物中の糖質をアルコールに変換するとともに、重金属を回収することができる重金属回収システム及び重金属回収方法に関する。   The present invention relates to a heavy metal recovery system and a heavy metal recovery method capable of converting heavy metal and carbohydrates in the plant into alcohol from the plant that has absorbed heavy metal and recovering heavy metal.

重金属汚染土壌や汚染水から植物を利用して重金属を吸収させる技術(ファイトレメデイエーション技術)が知られている(例えば、特許文献1(特開2003-319787号))。また、重金属を吸収させた植物の後処理方法としては、一般的には当該植物を焼却処理している(非特許文献1(土木施工、2003年、vol.44,No.12))。   A technology (phytoremediation technology) that absorbs heavy metals from heavy metal-contaminated soil or contaminated water using plants is known (for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-319787)). In addition, as a post-treatment method for plants that have absorbed heavy metals, the plants are generally incinerated (Non-Patent Document 1 (Civil Engineering, 2003, vol. 44, No. 12)).

非特許文献1に示すように、汚染土壌や水質に含まれる重金属を植物によって除去し、重金属を吸収した植物を焼却する場合、重金属の中にはヒ素のように焼却によって飛散しやすいものもあり、ダイオキシンと同様にバグフィルターの設置などのダスト対策が必要となる。この場合、焼却施設に高いコストがかかることとなる。また、バイオマス資源である植物体を単に焼却して炭酸ガスを大気に放出する事は、エネルギー利用や空気中の炭酸ガス濃度を増大させて地球温暖化にも繋がるため環境浄化技術としては好もしくはない。そこで、重金属を植物によって除去するシステムにおいては、焼却によらない植物体中の重金属の処理方法が望まれている。   As shown in Non-Patent Document 1, when heavy metals contained in contaminated soil and water are removed by plants and plants that have absorbed heavy metals are incinerated, some heavy metals are likely to be scattered by incineration, such as arsenic. As with dioxins, dust countermeasures such as the installation of bug filters are required. In this case, the incineration facility is expensive. In addition, simply incinerating plant bodies, which are biomass resources, and releasing carbon dioxide to the atmosphere increases energy utilization and increases the concentration of carbon dioxide in the air, leading to global warming. Absent. Therefore, in a system for removing heavy metals by plants, a method for treating heavy metals in plants that is not incinerated is desired.

特開2003-319787号JP2003-319787 土木施工、2003年、vol.44,No.12Civil engineering, 2003, vol.44, No.12

そこで、本発明は上述したような実状に鑑み、焼却処理による重金属の飛散等の諸問題が生じる可能性を低減させるとともに、植物バイオマスの有効利用を可能とする、より環境負荷の少ない重金属吸収植物体からの重金属回収システム及び重金属回収方法を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the actual situation as described above, the present invention reduces the possibility that various problems such as scattering of heavy metals due to incineration processing occur, and enables the effective use of plant biomass, which is a heavy metal-absorbing plant with less environmental impact. An object of the present invention is to provide a heavy metal recovery system and a heavy metal recovery method from the body.

上述した目的を達成した本発明は、以下を包含する。   The present invention that has achieved the above-described object includes the following.

(1)重金属を吸収した植物に対して加水分解処理を施し、5炭糖及び/又は6炭糖を回収する工程と、上記工程で回収した5炭糖及び/又は6炭糖を含む溶液に対してアルコール発酵処理を施し、上記工程で得られた発酵液からアルコールを分離し回収する工程と、上記発酵液からアルコールを分離し回収した後の残査水溶液から重金属を回収する工程とを含む重金属含有植物からの重金属回収方法。   (1) Applying a hydrolysis treatment to a plant that has absorbed heavy metals to recover pentose and / or hexose, and a solution containing pentose and / or hexose collected in the above step And a step of separating and recovering alcohol from the fermentation broth obtained in the above step, and a step of recovering heavy metal from the residual aqueous solution after separating and recovering alcohol from the fermentation broth. A method for recovering heavy metals from heavy metal-containing plants.

(2)上記加水分解処理は、上記重金属を吸収した植物を硫酸中で加熱及び加圧した条件下で行うことを特徴とする(1)記載の重金属回収方法。   (2) The method for recovering heavy metal according to (1), wherein the hydrolysis treatment is performed under a condition in which the plant that has absorbed the heavy metal is heated and pressurized in sulfuric acid.

(3)上記重金属は、カドミウム、ヒ素及び鉛から選ばれる少なくとも一種の重金属であることを特徴とする(1)記載の重金属回収方法。   (3) The heavy metal recovery method according to (1), wherein the heavy metal is at least one heavy metal selected from cadmium, arsenic, and lead.

(4)上記加水分解処理液中の糖分をアルコールに変換する方法が微生物によるアルコール発酵であることを特徴とする(1)記載の重金属回収方法。   (4) The method for recovering heavy metals according to (1), wherein the method for converting the sugar in the hydrolysis treatment liquid into alcohol is alcohol fermentation by microorganisms.

本発明に係る重金属回収方法によれば、重金属汚染土壌や汚染水などから重金属を吸収した植物から、効率よく重金属を回収することができ、また、植物バイオマスを有効に利用することも可能となる。   According to the heavy metal recovery method of the present invention, heavy metals can be efficiently recovered from plants that have absorbed heavy metals from heavy metal-contaminated soil or contaminated water, and plant biomass can also be used effectively. .

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明に係る重金属回収方法を適用したシステムを図1に模式的に示す。すなわち、本システムは、重金属を吸収した植物を重金属含有植物系バイオマスとして利用し、重金属を回収するとともにバイオマス成分を有効に変換しエネルギーとして回収するシステムである。   A system to which the heavy metal recovery method according to the present invention is applied is schematically shown in FIG. That is, this system is a system that utilizes plants that have absorbed heavy metals as heavy metal-containing plant biomass, recovers heavy metals, and effectively converts biomass components and recovers them as energy.

本システムにおいて、植物としては、特に限定されず、イネ、ソルガム、トウモロコシ、リードカナリーグラス、草本(芝生)、ポプラやタマリクスなどの木本(広葉樹及び針葉樹)、シダ類等の陸生植物、ホテイアオイ、ハス、ウオーターレタス、ヨシ及びアマモ等の水生植物を使用することができる。また、植物としては、後述する加水分解処理によって単糖レベルにまで分解効率に優れたものを使用することが望ましい。より詳しくは、単糖類、2糖類、オリゴ糖類、多糖類(デンプンやヘミセルロース、セルロース、ペクチン)含量が多い植物を使用することが好ましい。ここでヘミセルロースとしては、5炭糖を主鎖とするキシランや5炭糖を側鎖に有するキシログルカンを挙げることができる。特に、重金属の吸収効率、や環境適応性等の観点から、アオイ科、アカザ科、アカバナ科、アケビ科、アブラナ科、アカネ科、アヤメ科、イソマツ科、イネ科、イワヒバ科、イヌガヤ科、イノモトソウ科、ウラボシ科、ウキクサ科、ウコギ科、オシダ科、オシロイバナ科、オミナエシ科、カタバミ科、カンナ科、ガマ科、カエデ科、カバノキ科、カヤツリグサ科、キキョウ科、キツネノマゴ科、キョウチクトウ科、キンポウゲ科、ギョリュウ科、キク科、クルミ科、クスノキ科、クジャクシダ科、クマツヅラ科、グミ科、クワ科、ケシ科、ゴマノハグサ科、ゴマ科、ゴム科、サトイモ科、シキミ科、シシガラシ科、シソ科、シュウカイドウ科、ジョウガ科、ジンチョウゲ科、シナノキ科、スイカズラ科、スベリヒユ科、スミレ科、セリ科、ゼンマイ科、スギ科、スイレン科、セリ科、センダン科、タマシダ科、タデ科、ツツジ科、ツゲ科、ツバキ科、ツユクサ科、ツリフネソウ科、ツルナ科、トウダイグサ科、トクサ科、トケイソウ科、トベラ科、トチノキ科、トチュウ科、ナス科、ナデシコ科、ニシキギ科、ノウゼンカズラ科、ノウゼンハレン科、ナンヨウスギ科、ナデシコ科、ニレ科、ハゼリソウ科、ハナジノブ科、ハソハギ科、バラ科、ヒガンバナ科、ヒノキ科、ヒルガオ科、ヒユ科、フウチョウソウ科、フウロウソウ科、フジウツギ科、ブドウ科、ブナ科、フトモモ科、ベンケイソウ科、ボタン科、マツムシソウ科、マンサク科、マメ科、マツ科、ミズアオイ科、ムラサキ科、メギ科、モクセイ科、モクレン科、モチノキ科、ヤナギ科、ヤブコウジ科、ユキノシタ科、ワラビ科、ヤシ科、ユリ科、例えば、アカザ科のヤマホウレンソウ、フダンソウ、アカザ、シロザ、ホウキギ、ホコガタアカザ、アブラナ科に属するカラシナ、アルプスグンバイナズナ、キカラシ、ハタザオ、アオイ科に属するケナフ、オクラ、トロロアオイ、イネ科に属するイネ、ヨシ、ツルヨシ、リードカナリーグラス、カナリーグラス、パンパスグラス、ソルガム、センチピード、ナギナタガヤ、ヒエ、トールフェスク、ノシバ、コウライシバ、ベチベルグラス、トールフェスク、スーダングラス、オーチャードグラス、ペレニアルライグラス、バヒアグラス、ギニアグラス、トウモロコシ、エンバク、スズメノヒエ、イグサ、オオムギ、イノモトソウ科のモエジマシダ、オシダ科のヘビノネゴザ、キク科のヒマワリ、セイタカアワダチソウ、ギョウリュウ科のタマリクス、セリ科のオオウイキョウ、タデ科イタドリ、ナデシコ科のタツタナデシコ、バラ科のヤマブキ、ハゼリソウ科のハゼリソウ、ヒルガオ科のダイカンドラ、ベンケイソウ科のメキシコマンネングサ、マメ科に属するタヌキマメ、アカクローバー、シロクローバー、クリムソンクローバー、レンゲ、セスバニア、フェアリーベッチ、アルファルファ、ミズアオイ科に属するホテイアオイ、ヤナギ科のアカメヤナギ、ポプラといった植物を使用することが好ましい。   In this system, the plant is not particularly limited, but rice, sorghum, corn, reed canary grass, herbaceous (lawn), poplar and tamarix trees (hardwood and conifers), fern and other terrestrial plants, water hyacinth, Aquatic plants such as lotus, water lettuce, reed and eelgrass can be used. Moreover, as a plant, it is desirable to use the thing excellent in decomposition | disassembly efficiency to the monosaccharide level by the hydrolysis process mentioned later. More specifically, it is preferable to use a plant having a high monosaccharide, disaccharide, oligosaccharide, or polysaccharide (starch, hemicellulose, cellulose, pectin) content. Examples of hemicellulose include xylan having pentose as a main chain and xyloglucan having pentose as a side chain. In particular, from the viewpoints of absorption efficiency of heavy metals, environmental adaptability, etc., mallow, akaza, arabiaceae, echaeaceae, Brassicaceae, Rubiaceae, iridaceae, iridaceae, gramineceae, lobsteraceae, Inogayaceae Family, Laboraceae, Duckweed, Udonaceae, Pteridomyceae, Papilioceae, Ominae, Pteridomycete, Cannaceae, Gammaidae, Mapleaceae, Birchaceae, Cyperaceae, Oleaceae, Lepidoptera, Oleanderaceae, Ranunculaceae, Ranunculaceae Gyoryaceae, Asteraceae, Walnut Family, Camphoraceae, Peacockaceae, Anemoneaceae, Gummyaceae, Mulberry Family, Poppyaceae, Ganodermaaceae, Sesame Family, Rubber Family, Taro Family, Shikimidae, Shiso Family, Perillaceae Family , Ginger family, Dendrobaceae family, Lindenaceae family, Honeysuckle family, Prunus family, Violet family, Seri family, Ze Myrtaceae, Cryptomeriaceae, Nymphaea, Ceramidaceae, Bromeliaceae, Tamaidae, Tadeidae, Azalea, Camellia, Camellia, Periwinkle, Periwinkle, Euphorbiaceae, Crestaceae, Passifloridae, Toberidae , Cypressaceae, eucommia, eggplant, urchinaceae, eleganaceae, genus genus, genus genus, cedaraceae, radish, elm, genus, genus genus, genus, rose, cypress, cypress, cypress Family, Amaranthaceae, Cleopteraceae, Auriculariaceae, Amaranthaceae, Grapeaceae, Beechaceae, Myrtaceae, Bentillaceae, Button, Saturniidae, Acaciaceae, Leguminosae, Pinaceae, Amaranthaceae, Purpleaceae, Barberry, Oleaceae, magnoliaceae, ilexaceae, willowaceae, japonica, cypressaceae, straw Family, palm family, lily family, for example, spinach of the family Rabbitaceae, chard, redwood, spinach, scallops, mustards belonging to the Brassicaceae family, Alpsgunbainasuna, yellow mustards, kenaf, okra, troroaoi Rice, Reed, Tsuruyoshi, Reed canary glass, Canary glass, Pampas grass, Sorghum, Centipede, Naginata gaya, Japanese barnyard millet, Tall fescue, Shiba, Koraishiba, Vetiver grass, Tall fescue, Sudan grass, Orchard grass, Perennial ryegrass, Bahia grass, Guinea Grass, corn, oats, spruce, rush, barley, barbaceae, barnaceae, cinnamon sunflower, asteraceae sunflower , Gypsaceae Tamarix, Ceramaceae Giant Plover, Poleaceae Itadori, Pseudozoaceae Tutanashiko, Rosaceae Porcupine, Papaveraceae Papaver, Convolvulaceae Daikandra, Papaveraceae Mexican Mannengusa, Pepperaceae belonging to Legumes It is preferable to use plants such as white clover, crimson clover, astragalus, sesbania, fairy vetch, alfalfa, water hyacinth belonging to the family Mulberry, red willow, poplar.

これら植物を、重金属を含む汚染土壌等で栽培することによって、汚染土壌中の重金属を植物内に蓄積することができる。また、これら植物は、重金属を含む汚染土壌に限定されず、例えば、重金属を含む汚染水域や、浚渫した底泥等で栽培することも可能である。ここで、「植物を栽培する」とは、これら植物の種子を播種して栽培すること、及び、植物を異なる場所から移植して栽培することを含む意味である。   By cultivating these plants in contaminated soil containing heavy metals, the heavy metals in the contaminated soil can be accumulated in the plants. Moreover, these plants are not limited to contaminated soil containing heavy metals, and can be cultivated in contaminated water areas containing heavy metals, dredged bottom mud, and the like. Here, “cultivate plants” means to sow and cultivate seeds of these plants and to transplant and cultivate plants from different places.

また植物の栽培期間は、植物の種類と汚染土壌における重金属濃度、気象条件とに基づいて決定することができるが、例えば、ケナフの場合は80〜120日間、イネの場合は90〜180日間、ソルガムの場合は90〜150日、リードカナリーグラスの場合は180〜210日とすることができる。   The plant cultivation period can be determined based on the plant type, heavy metal concentration in the contaminated soil, and weather conditions. For example, in the case of kenaf 80 to 120 days, in the case of rice 90 to 180 days, In the case of sorghum, it can be 90 to 150 days, and in the case of lead canary glass, it can be 180 to 210 days.

重金属を吸収した植物を収穫した後、後述するように、植物に対して加水分解処理を施すが、当該加水分解処理に先立って収穫した植物をサイレージ化することが望ましい。ここでサイレージ化とは、収穫した植物をサイロ等の保存庫において乳酸発酵させることを意味する。収穫した植物をサイレージ化することによって、重金属を含む植物を比較的に長時間保存することができる。その結果、重金属を含む植物をサイレージ化することによって、後述する工程を分散して実施することができ、後述する工程を実施するためのプラント規模を小さくすることができる。   After harvesting the plant that has absorbed the heavy metal, the plant is hydrolyzed as described later, and it is desirable to silage the harvested plant prior to the hydrolysis treatment. Here, silageization means lactic acid fermentation of harvested plants in a storage such as a silo. By silaging harvested plants, plants containing heavy metals can be stored for a relatively long time. As a result, by silaging a plant containing heavy metals, the steps described below can be performed in a distributed manner, and the plant scale for performing the steps described below can be reduced.

次に、本システムにおいては、収穫した重金属を含む植物或いはサイレージ化された植物に対して加水分解処理を施し、5炭糖及び/又は6炭糖を回収する。本工程は、例えば
硫酸溶液(好ましくは1%〜75%の硫酸濃度)、加水分解酵素溶液、加水分解酵素を分泌するエタノール発酵能力を有する微生物、加水分解酵素を菌体表面に固定露出したエタノール発酵能力を有する微生物等を使用することができる。より具体的に、5炭糖及び6炭糖を回収する手法としては、先ず、比較的穏やかな条件下で植物を硫酸溶液中で処理してヘミセルロース中の5炭糖、6炭糖を回収し、その後、比較的厳しい条件下で植物残査を硫酸溶液中で処理することで6炭糖を回収することができる。
Next, in the present system, the plant containing the harvested heavy metal or the silaged plant is subjected to a hydrolysis treatment to recover pentose and / or hexose. This step includes, for example, a sulfuric acid solution (preferably 1% to 75% sulfuric acid concentration), a hydrolase solution, a microorganism having ethanol fermentation ability to secrete a hydrolase, and ethanol in which the hydrolase is fixedly exposed on the cell surface. A microorganism or the like having fermentation ability can be used. More specifically, as a method for recovering pentose and hexose, first, a plant is treated in a sulfuric acid solution under relatively mild conditions to recover pentose and hexose in hemicellulose. Thereafter, the hexose can be recovered by treating the plant residue in a sulfuric acid solution under relatively severe conditions.

また、加水分解処理によって5炭糖及び/又は6炭糖を回収する方法としては、上述した酸処理に限らず、超臨界水法、酵素分解法、加水分解酵素を分泌するエタノール発酵能力を有する微生物、加水分解酵素を菌体表面に固定露出したエタノール発酵能力を有する微生物といった手法を適用することもできる。   In addition, the method for recovering pentose and / or hexose by hydrolysis treatment is not limited to the acid treatment described above, but has a supercritical water method, an enzymatic decomposition method, and an ethanol fermentation ability to secrete a hydrolase. Techniques such as microorganisms and microorganisms having ethanol fermentation ability in which hydrolytic enzymes are fixedly exposed on the surface of the cells can also be applied.

次に、本システムにおいては、上記工程で回収した5炭糖及び/又は6炭糖を含む溶液に対してアルコール発酵処理を施し、上記溶液中の糖類をアルコールに変換する。本工程において、アルコール発酵処理としては、上記工程で回収した5炭糖及び/又は6炭糖を含む溶液に対してアルコール発酵に関与する酵素を添加してアルコール発酵反応を進行させる処理、及び、上記工程で回収した5炭糖及び/又は6炭糖を含む溶液に対してアルコール発酵能を有する微生物を添加して当該微生物の作用によりアルコール発酵反応を進行させる処理を挙げることができる。なお、上記工程で回収した5炭糖及び/又は6炭糖を含む溶液は、アルコール発酵処理に適したpHに調節した後、当該アルコール発酵処理が施される。   Next, in this system, an alcohol fermentation process is performed on the solution containing the pentose and / or hexose collected in the above step, and the saccharide in the solution is converted into alcohol. In this step, as an alcoholic fermentation treatment, a treatment for adding an enzyme involved in alcoholic fermentation to a solution containing pentose and / or hexose collected in the above step to advance an alcoholic fermentation reaction, and The process which adds the microorganisms which have alcohol-fermenting ability with respect to the solution containing the pentose and / or 6-sugars collect | recovered at the said process and advances alcohol fermentation reaction by the effect | action of the said microorganisms can be mentioned. The solution containing pentose and / or hexose collected in the above step is adjusted to a pH suitable for the alcohol fermentation treatment and then subjected to the alcohol fermentation treatment.

ここで、ブドウ糖からアルコールの生成に関与する一連の酵素としては、ヘキソキナーゼ、グルコースホスフェートイソメラーゼ、アルドラーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ホスホグリセレートキナーゼ、ホススグリセロムターゼ、エノラーゼ、ピルビン酸キナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼを挙げることができる。   Here, as a series of enzymes involved in the production of alcohol from glucose, hexokinase, glucose phosphate isomerase, aldolase, triose phosphate isomerase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, phosphoglycerate kinase, phosglycerome mutase, enolase And pyruvate kinase, pyruvate decarboxylase, and alcohol dehydrogenase.

また、アルコール発酵能を有する微生物としては、出芽酵母サッカロミセス属(Saccharomayces属)、分裂酵母シゾサッカロミセス属(Schizosaccharomyces属)、ピヒア属(Pichia属)、ブレタノミセス属(Brettanomyces 属)、キャンディダ属(Candida 属)、ザイモモナス属(Zymomonas属)、サーモアナエロビウム ブロキ(Thermoanaerobium brockii)、クロストリジウム属(Clostridium属)や遺伝子組換えを施した微生物群を挙げることができる。   In addition, microorganisms having alcohol fermentation ability include budding yeast Saccharomayces genus (genus Saccharomayces), fission yeast Schizosaccharomyces genus (genus Schizosaccharomyces), genus Pichia (genus Pichia), genus Brettanomyces (genus Brettanomyces), genus Candida (Candida Genus), Zymomonas genus, Thermoanaerobium brockii, Clostridium genus, and genetically modified microorganisms.

本工程によれば、重金属を吸収した植物から重金属を水層に分離するとともに、当該植物のセルロールやヘミセルロースといった糖質を原料としてアルコール変換することができる。   According to this step, the heavy metal can be separated from the plant that has absorbed the heavy metal into an aqueous layer, and at the same time, alcohol conversion can be performed using a carbohydrate such as cellulose or hemicellulose of the plant as a raw material.

次に、本システムにおいては、上記工程で分離した残査水溶液から重金属を回収する。重金属の回収方法としては、例えば、凝集沈澱法、イオン浮選、イオン交換法、アマルガム法、酸化分解−無機化法、吸着法を挙げることができる。具体的には、重金属の種類に応じて上述した方法のなかから適した方法を使用する。例えば、重金属がカドミウムである場合、水酸化物凝集沈澱法、硫化物凝集沈澱法、イオン浮選、イオン交換法を使用することが好ましい。また、重金属がヒ素である場合、凝集共沈法、硫化物沈澱法、吸着法、イオン交換法を使用することが好ましい。また、重金属が鉛である場合、凝集沈澱物、イオン交換法を使用することが好ましい。   Next, in this system, heavy metals are recovered from the residual aqueous solution separated in the above process. Examples of the heavy metal recovery method include a coagulation precipitation method, ion flotation, ion exchange method, amalgam method, oxidative decomposition-mineralization method, and adsorption method. Specifically, a suitable method is used from among the methods described above according to the type of heavy metal. For example, when the heavy metal is cadmium, it is preferable to use a hydroxide coagulation precipitation method, a sulfide coagulation precipitation method, an ion flotation method, or an ion exchange method. Further, when the heavy metal is arsenic, it is preferable to use an agglomeration coprecipitation method, a sulfide precipitation method, an adsorption method, or an ion exchange method. Further, when the heavy metal is lead, it is preferable to use an aggregated precipitate or an ion exchange method.

また、本システムでは、アルコール発酵処理によってアルコールに変換した後、発酵液からアルコールを回収することができる。回収したアルコールは、様々な分野で利用することができる。アルコール水溶液からアルコールを回収する方法は、特に限定されないが、例えば蒸留法、膜分離法又は両者を組み合せた方法を挙げることができる。蒸留法には、気液平衡による分類からみて普通蒸留方式、共沸点方式、抽出蒸留方式があるが、本システムにおいてはいずれの方式でもよい。蒸留法には、操作圧力による分類からみて減圧方式、常圧方式、加圧方式があるが、本システムにおいてはいずれの方式でもよい。装置形態としては、単式、連続式、一般蒸留方式、複合蒸留方式、多重効用蒸留方式があるが、本システムにおいてはいずれの方式でもよい。操作方式による違いにより、連続蒸留方式、バッチ式があるが、本システムにおいてはいずれの方式でもよい。本システムにおいて、アルコール純度の観点からみて共沸点方式と多重効用蒸留方式の組み合わせが望ましい。膜分離法としては、逆浸透法、膜蒸留法、蒸気透過法、パーベーパレーション法があるが、本システムにおいてはいずれの方法でもよい。中でも、パーベーパレーション法でのゼオライト膜の利用が省エネルギー点からみて望ましい。   Moreover, in this system, after converting into alcohol by alcohol fermentation process, alcohol can be collect | recovered from a fermented liquor. The recovered alcohol can be used in various fields. Although the method of collect | recovering alcohol from alcohol aqueous solution is not specifically limited, For example, the distillation method, the membrane separation method, or the method which combined both can be mentioned. The distillation method includes a normal distillation method, an azeotropic method, and an extractive distillation method from the viewpoint of classification by vapor-liquid equilibrium, but any method may be used in this system. The distillation method includes a depressurization method, a normal pressure method, and a pressurization method from the viewpoint of classification by operating pressure, but any method may be used in this system. As the apparatus form, there are a single type, a continuous type, a general distillation method, a composite distillation method, and a multi-effect distillation method, but any method may be used in this system. Depending on the operation method, there are a continuous distillation method and a batch method, but any method may be used in this system. In this system, a combination of an azeotropic method and a multi-effect distillation method is desirable from the viewpoint of alcohol purity. As the membrane separation method, there are a reverse osmosis method, a membrane distillation method, a vapor permeation method, and a pervaporation method, and any method may be used in this system. Among these, the use of a zeolite membrane in the pervaporation method is desirable from the viewpoint of energy saving.

さらに、本システムでは、重金属を吸収した植物からは、アルコール原料の糖質以外にリグニンを副産物として回収することもできる。リグニンを回収する手法としては、例えば、加水分解した後の固形物をろ過や遠心分離によって分離する方法などがある。   Furthermore, in this system, lignin can also be recovered as a by-product in addition to carbohydrates of alcohol raw materials from plants that have absorbed heavy metals. As a method for recovering lignin, for example, there is a method of separating a solid after hydrolysis by filtration or centrifugation.

以上、説明したように、本発明に係る重金属回収方法及び当該方法を適用したシステムによれば、汚染土壌等から効率よく重金属を回収できると共に、重金属の回収に利用した植物バイオマスを有効に利用することができる。また、本発明に係る重金属回収方法及び当該方法を適用したシステムによれば、重金属を回収するに際して重金属の飛散を防止することもできる。特に、本発明に係る重金属回収方法及び当該方法を適用したシステムによれば、従来における使用済みの植物バイオマスの焼却処理を回避できるといった、優れた環境浄化技術を提供することが可能となる。さらに、本発明に係る重金属回収方法及び当該方法を適用したシステムによれば、植物バイオマスを有効に利用することができるため、重金属の回収効率の向上と相俟って、重金属の回収コストを大幅に削減することも可能となる。   As described above, according to the heavy metal recovery method and the system to which the method is applied according to the present invention, heavy metals can be efficiently recovered from contaminated soil and the plant biomass used for recovery of heavy metals is effectively used. be able to. Moreover, according to the heavy metal collection | recovery method concerning this invention, and the system to which the said method is applied, scattering of heavy metal can also be prevented when collect | recovering heavy metal. In particular, according to the heavy metal recovery method and the system to which the method is applied according to the present invention, it is possible to provide an excellent environmental purification technology that can avoid the conventional incineration processing of used plant biomass. Furthermore, according to the heavy metal recovery method according to the present invention and the system to which the method is applied, plant biomass can be used effectively, and therefore, combined with the improvement of the recovery efficiency of heavy metals, the recovery cost of heavy metals is greatly increased. It is also possible to reduce this to a minimum.

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, the technical scope of this invention is not limited to a following example.

〔実施例1〕
ケナフからのカドミウム回収とエタノール生産
カドミウム含有黒ボク土壌(カドミウム含量7ppm)をワグネルポットに乾燥土壌として200g充填し、これに対して、肥料として国際稲研究所(IRRI)の水耕培地(組成は表1参照)を42ml添加し、試験土壌を作製した。
[Example 1]
Cadmium recovery from kenaf and ethanol-producing cadmium-containing black soil (cadmium content 7ppm) was filled in 200g as dry soil in a Wagner pot. On the other hand, the hydroponic medium (composition of the International Rice Research Institute (IRRI) as fertilizer) 42 ml of Table 1) was added to prepare a test soil.

Figure 2006167632
Figure 2006167632

一方、本実施例に使用するケナフは、予めバーミキュライトとパーライトを1:1で混合した育苗培土に播種し、発芽後13日目に試験土壌に移植した。移植後、100日目に育成したケナフを地上部、地下部とも全て収穫し、1次破砕(50mm以下)、2次破砕(6mm以下)した。一部をサンプリングしてカドミウムの含有量を測定したところ、乾燥重量当たり35mg/kgカドミウムを含んでいた。   On the other hand, the kenaf used in this example was sown in a seedling culture soil in which vermiculite and pearlite were mixed in a 1: 1 ratio and transplanted to the test soil on the 13th day after germination. After transplanting, the kenaf grown on the 100th day was harvested in both the above-ground part and the below-ground part and subjected to primary crushing (50 mm or less) and secondary crushing (6 mm or less). A part was sampled and the cadmium content was measured. As a result, it contained 35 mg / kg cadmium per dry weight.

本破砕物10kgを1%硫酸に浸し、圧力釜中にて150〜160℃の温度とその飽和蒸気圧となる5〜6kg/cm2の圧力を10分間かけた。この処理によって、硫酸溶液中に5炭糖成分および6炭糖成分を抽出することができた。次に、この溶液に消石灰を添加して中和した。中和後の溶液を1次発酵槽に入れエタノール発酵酵母(Candida shehatae、IFO1983T)を添加してエタノール発酵を行った。 10 kg of the crushed material was soaked in 1% sulfuric acid, and a pressure of 5 to 6 kg / cm 2 , which was a temperature of 150 to 160 ° C. and a saturated vapor pressure, was applied for 10 minutes in a pressure kettle. By this treatment, pentose and hexose components were extracted from the sulfuric acid solution. Next, slaked lime was added to this solution for neutralization. The neutralized solution was placed in a primary fermenter and ethanol fermentation yeast (Candida shehatae, IFO1983T) was added for ethanol fermentation.

次に、溶液中の植物残査を回収し、2%硫酸に浸し、圧力釜中にて200℃の温度と、20kg/cm2の圧力を1分間かけた。この処理によって、6炭糖成分を抽出することができた。次に、この溶液に消石灰を添加して中和した。中和後の溶液を2次発酵槽に入れ出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae、 IFO2347)を添加してエタノール発酵を行った。 Next, the plant residue in the solution was collected, immersed in 2% sulfuric acid, and a temperature of 200 ° C. and a pressure of 20 kg / cm 2 were applied for 1 minute in a pressure cooker. By this treatment, 6 carbon sugar components could be extracted. Next, slaked lime was added to this solution for neutralization. The neutralized solution was placed in a secondary fermenter and budding yeast (Saccharomyces cerevisiae, IFO2347) was added to perform ethanol fermentation.

次に、この1次発酵槽及び2次発酵槽から発酵液を回収した後、蒸留、脱水を行ったところ、1.1Lのエタノールを回収することができた。   Next, after recovering the fermented liquor from the primary fermentor and secondary fermenter, distillation and dehydration were performed, and 1.1 L of ethanol could be recovered.

一方、1次発酵槽及び2次発酵槽からアルコールを回収した後の廃液を濃縮し、消石灰を添加してpHを9〜10に調整して水酸化物凝集沈殿反応{CdSO4+Ca(OH)2→Cd(OH)2↓+CaS04↓}を行った。その結果、沈澱物中に290mgのカドミウムを回収することができた。さらに、水酸化物凝集沈殿反応後の上清1.7kgのカドミウム濃度を調査した結果、約1ppmであった。そこで、捕集剤ザンセート(Xanthate、アミルザンセート)を6g添加して沈澱浮選を行った。その結果、カドミウムを2mgを回収し、廃液中カドミウム濃度を0.01ppm以下に落とすことができた。 On the other hand, the waste liquid after alcohol is recovered from the primary fermenter and secondary fermenter is concentrated, and slaked lime is added to adjust the pH to 9-10 to produce a hydroxide agglomeration and precipitation reaction {CdSO 4 + Ca (OH) 2 → Cd (OH) 2 ↓ + CaS0 4 ↓} was performed. As a result, 290 mg of cadmium could be recovered in the precipitate. Furthermore, as a result of investigating the cadmium concentration of 1.7 kg of the supernatant after the hydroxide coagulation precipitation reaction, it was about 1 ppm. Therefore, 6 g of the collecting agent Xanthate was added and the precipitation flotation was performed. As a result, 2 mg of cadmium was recovered, and the cadmium concentration in the waste liquid could be reduced to 0.01 ppm or less.

以上の処理によって、浄化に使用したケナフに含まれるカドミウムを99%回収し、バイオマスに含まれるリグニン成分12%を除く、糖質部分より0.11L/kgの割合でエタノールを回収することができた。   Through the above treatment, 99% of cadmium contained in the kenaf used for purification was recovered, and ethanol was recovered at a rate of 0.11 L / kg from the saccharide part excluding 12% of lignin contained in biomass. .

〔実施例2〕
シダ(ヘビノネゴザ)からのヒ素回収とエタノール生産
本実施例では、国内山地より採取したヘビノネゴザを使用した。ヒ素含有黒ボク土壌(ヒ素含有量600mg/kg)をワグネルポットに乾燥土壌として200g充填し、これに対して肥料として上記IRRIの水耕培地(表1)を42ml添加し、試験土壌を作製した。
[Example 2]
Arsenic recovery and ethanol production from fern (Hevinonegoza) In this example, Hebnonegoza collected from the mountainous area in Japan was used. 200g of Wagner pot filled with arsenic-containing black soil (arsenic content 600mg / kg) as dry soil, and 42ml of the above-mentioned IRRI hydroponic medium (Table 1) was added as a fertilizer. .

次に、ヘビノネゴザの胞子播種から育成期間として5ヶ月経過した植物体を、試験土壌に移植した。移植後120目目に育成したヘビノネゴザを地上部、地下部とも全て収穫した中20kgを、1次破砕(50mm以下)、2次破砕(6mm以下)した。一部をサンプリングしてヒ素の含有量を測定したところ、乾燥重量当たり5000mg/kgのヒ素を含んでいた。   Next, a plant that had passed 5 months from the spore seeding of Hebinonegoza was transplanted to the test soil. 20 kg of all the above-ground and underground parts of Hevinonegoza grown on the 120th day after transplanting was first crushed (50 mm or less) and secondary crushed (6 mm or less). When a part was sampled and the arsenic content was measured, it contained 5,000 mg / kg arsenic per dry weight.

本破砕物を1%硫酸に浸し、圧力釜中にて150〜160℃の温度とその飽和蒸気圧となる5〜6kg/cm2の圧力を10分間かけた。この処理によって、硫酸溶液中に5炭糖成分を抽出することができた。次に、この溶液に消石灰を添加して中和した。中和後の溶液を、1次発酵槽に入れエタノール発酵微生物を添加してエタノール発酵を行った。 The crushed material was immersed in 1% sulfuric acid, and a temperature of 150 to 160 ° C. and a pressure of 5 to 6 kg / cm 2 serving as the saturated vapor pressure were applied in a pressure kettle for 10 minutes. By this treatment, pentose components could be extracted in the sulfuric acid solution. Next, slaked lime was added to this solution for neutralization. The neutralized solution was placed in a primary fermentor, and ethanol fermentation microorganisms were added to perform ethanol fermentation.

次に、溶液中の植物残査を回収し、2%硫酸に浸し、圧力釜中にて200℃の温度と、20kg/cm2の圧力を1分間かけた。この処理によって、6炭糖成分を抽出することができた。次に、この溶液に石灰を添加して中和した。中和後の溶液を2次発酵槽に入れ出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae、 IFO2347)を添加してエタノール発酵を行った。 Next, the plant residue in the solution was collected, immersed in 2% sulfuric acid, and a temperature of 200 ° C. and a pressure of 20 kg / cm 2 were applied for 1 minute in a pressure cooker. By this treatment, 6 carbon sugar components could be extracted. Next, lime was added to this solution to neutralize it. The neutralized solution was placed in a secondary fermenter and budding yeast (Saccharomyces cerevisiae, IFO2347) was added to perform ethanol fermentation.

次に、1次発酵槽及び2次発酵槽からアルコールを回収した後、蒸留脱水を行ったところ、2.7Lのエタノールを回収することができた。   Next, after recovering alcohol from the primary fermenter and the secondary fermenter, and then performing distillation dehydration, 2.7 L of ethanol could be recovered.

一方、1次発酵槽及び2次発酵槽からアルコールを回収した後の廃液を濃縮し、1.9kgとした。濃縮後のヒ素濃度は12857ppmだった。pHが3〜8になっている事を確認して、次亜塩素酸ソーダと塩化第2鉄を濃縮後の廃液に添加し、30分間撹絆を行ったところ、廃液中のヒ素濃度は約O.1ppmとなり、沈澱物では25gのヒ素が認められた。   On the other hand, the waste liquid after recovering alcohol from the primary fermenter and the secondary fermenter was concentrated to 1.9 kg. The concentration of arsenic after concentration was 12857 ppm. After confirming that the pH was 3-8, sodium hypochlorite and ferric chloride were added to the concentrated waste liquid and stirred for 30 minutes. The arsenic concentration in the waste liquid was about O.1 ppm, and 25 g of arsenic was observed in the precipitate.

以上の処理によって、浄化に使用したヘビノネゴザに含まれるヒ素を99%以上回収することができた。また、バイオマスに含まれるリグニン成分 25%を除く、糖質部分より0.13L/kgの割合でエタノールを回収することができた。   Through the above treatment, 99% or more of arsenic contained in the Hebinonegoza used for purification could be recovered. In addition, ethanol was recovered at a rate of 0.13 L / kg from the carbohydrate portion excluding 25% of the lignin component contained in the biomass.

〔実施例3〕
浄化終了後にサイレージ化して貯蔵した稲ワラからのカドミウム回収とエタノール生産
カドミウム含有黒ボク土壌(カドミウム含量7ppm)をワグネルポットに乾燥土壌として200g充填し、これに対して、肥料としてIRRIの水耕培地(表1)を42m1添加し、試験土壌を作製した。
Example 3
Recovery of cadmium from rice straw stored after silage and storage and ethanol production Cadmium-containing black soil (cadmium content 7ppm) was filled in a 200g dry soil in a Wagner pot, while IRRI's hydroponic medium was used as fertilizer 42 ml of (Table 1) was added to prepare a test soil.

本実施例に使用するイネは、予めバーミキュライトとパーライトを1:1で混合した育苗培土に播種し、発芽後13目目に試験土壌に移植した。移植後、100目目に育成した稲を地上部、地下部とも全て収穫した。サイレージ化のための、収穫した稲ワラをラッピングマシーンで密封した。貯蔵2ヶ月後に、稲ワラのラッピングを開封した。稲ワラ貯蔵物(水分含量15%)の10kgを1次破砕(50mm以下)、2次破砕(6mm以下)した。一部をサンプリングしてカドミウムの含有量を測定したところ、乾燥重量当たり2.3mg/kgのカドミウムを含んでいた。   Rice used in this example was sown in a seedling culture soil in which vermiculite and pearlite were mixed in a 1: 1 ratio, and transplanted to the test soil on the 13th day after germination. After transplanting, the rice grown on the 100th was harvested both above and below. The harvested rice straw for silage was sealed with a wrapping machine. After 2 months of storage, the rice straw wrapping was opened. 10 kg of rice straw stock (water content 15%) was first crushed (50 mm or less) and secondary crushed (6 mm or less). When a part was sampled and the content of cadmium was measured, it contained 2.3 mg / kg of cadmium per dry weight.

本破砕物を1%硫酸に浸し、圧力釜中にて150〜160℃の温度とその飽和蒸気圧となる5〜6kg/cm2の圧力を10分間かけた。この処理によって、硫酸溶液中に5炭糖成分を抽出することができた。次に、この溶液に石灰を添加して中和した。中和後の溶液を1次発酵槽に入れ、エタノール発酵微生物を添加してエタノール発酵を行った。 The crushed material was immersed in 1% sulfuric acid, and a temperature of 150 to 160 ° C. and a pressure of 5 to 6 kg / cm 2 serving as the saturated vapor pressure were applied in a pressure kettle for 10 minutes. By this treatment, pentose components could be extracted in the sulfuric acid solution. Next, lime was added to this solution to neutralize it. The neutralized solution was placed in a primary fermentor, and ethanol fermentation was performed by adding ethanol fermentation microorganisms.

次に、溶液中の植物残査を回収し、2%硫酸に浸し、圧力釜中にて200℃の温度と、20kg/cm2の圧力を1分間かけた。この処理によって、6炭糖成分を抽出することができた。次に、この溶液に石灰を添加して中和した。中和後の溶液を2次発酵槽に入れ出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae、 IFO2347)を添加してエタノーノ発酵を行った。 Next, the plant residue in the solution was collected, immersed in 2% sulfuric acid, and a temperature of 200 ° C. and a pressure of 20 kg / cm 2 were applied for 1 minute in a pressure cooker. By this treatment, 6 carbon sugar components could be extracted. Next, lime was added to this solution to neutralize it. The neutralized solution was placed in a secondary fermentor, and budding yeast (Saccharomyces cerevisiae, IFO2347) was added to perform ethanolano fermentation.

次に、この1次発酵槽及び2次発酵槽からアルコールを回収した後、蒸留脱水を行ったところ、1.2Lのエタノールを回収することができた。   Next, after recovering alcohol from this primary fermenter and secondary fermentor, and performing distillation dehydration, 1.2 L of ethanol could be recovered.

一方、1次発酵槽及び2次発酵槽からアルコールを回収した後の廃液を濃縮し、消石灰を添加してpHを9〜10に調整して水酸化物凝集沈殿反応を行った。その結果、沈澱物中に1.8mgのカドミウムを回収することができた。さらに、水酸化物凝集沈殿反応後の廃液0.3kgのカドミウム濃度を調査した結果、約O.5ppmであった。そこで、捕集剤サンゼート(アミルサンゼート)を0.5g添加して沈澱浮選を行い、廃液中カドミウム濃度を0.01ppmに落とすことができた。   On the other hand, the waste liquid after recovering alcohol from the primary fermenter and the secondary fermenter was concentrated, and slaked lime was added to adjust the pH to 9 to 10 to conduct a hydroxide agglomeration precipitation reaction. As a result, 1.8 mg of cadmium could be recovered in the precipitate. Furthermore, as a result of investigating the cadmium concentration of 0.3 kg of the waste liquid after the hydroxide agglomeration precipitation reaction, it was about 0.5 ppm. Therefore, 0.5 g of the collection agent sanzeate (amyl sanzeate) was added and precipitation flotation was performed, and the cadmium concentration in the waste liquid could be reduced to 0.01 ppm.

以上の処理によって、サイレージ化した稲ワラに含まれるカドミウムを99%回収し、バイオマスに含まれるリグニン成分12%などを除く、糖質部分より0.19L/kgの割合でエタノールを回収することができた。   Through the above process, 99% of the cadmium contained in silaged rice straw can be recovered, and ethanol can be recovered at a rate of 0.19 L / kg from the carbohydrate part, excluding 12% of the lignin component in the biomass. It was.

〔実施例4〕
シバからの鉛回収とエタノール生産
鉛汚染土壌(鉛含量10000 mg/kg)をワグネルポットに乾燥土壌として200g充填し、これに対して、肥料としてIRRIの水耕培地(表1)を42m1添加し、試験土壌を作製した。
Example 4
Lead recovery from shiba and ethanol-produced lead-contaminated soil (lead content 10000 mg / kg) was filled in 200g as dry soil in a Wagner pot, and 42m1 of IRRI hydroponic medium (Table 1) was added as fertilizer. A test soil was prepared.

本実施例に使用するシバ(トールフェスク)を試験土壌に播種した。移植後、100目目に育成したシバの地上部を収穫した。収穫物(水分含量75%)の中30kgを1次破砕(50mm以下)、2次破砕(6mm以下)した。一部をサンプリングして鉛の含有量を測定したところ、乾燥重量当たり250mg/kgの鉛を含んでいた。   Shiba (tall fescue) used in this example was sown on the test soil. After transplanting, the above-ground part of Shiba grown on the 100th eye was harvested. 30 kg of the harvested product (water content 75%) was subjected to primary crushing (50 mm or less) and secondary crushing (6 mm or less). When a part was sampled and the lead content was measured, it contained 250 mg / kg of lead per dry weight.

本破砕物を1%硫酸に浸し、圧力釜中にて150〜160℃の温度とその飽和蒸気圧となる5〜6kg/cm2の圧力を10分間かけた。この処理によって、硫酸溶液中に5炭糖成分を抽出することができた。次に、この溶液に消石灰を添加してpH3.0まで調整した。この溶液に硫酸第二鉄を添加した後、さらに消石灰を添加して中和した。中和後の溶液を1次発酵槽に入れ、エタノール発酵微生物を添加してエタノール発酵を行った。 The crushed material was immersed in 1% sulfuric acid, and a temperature of 150 to 160 ° C. and a pressure of 5 to 6 kg / cm 2 serving as the saturated vapor pressure were applied in a pressure kettle for 10 minutes. By this treatment, pentose components could be extracted in the sulfuric acid solution. Next, slaked lime was added to this solution to adjust to pH 3.0. After adding ferric sulfate to this solution, slaked lime was further added for neutralization. The neutralized solution was placed in a primary fermentor, and ethanol fermentation was performed by adding ethanol fermentation microorganisms.

次に、溶液中の植物残査を回収し、2%硫酸に浸し、圧力釜中にて200℃の温度と、20kg/cm2の圧力を1分間かけた。この処理によって、6炭糖成分を抽出することができた。次に、この溶液に消石灰を添加してpH3.0まで調整した。この溶液に硫酸第二鉄を添加した後、さらに消石灰を添加して中和した。中和後の溶液を2次発酵槽に入れ出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae、 IFO2347)を添加してエタノール発酵を行った。 Next, the plant residue in the solution was collected, immersed in 2% sulfuric acid, and a temperature of 200 ° C. and a pressure of 20 kg / cm 2 were applied for 1 minute in a pressure cooker. By this treatment, 6 carbon sugar components could be extracted. Next, slaked lime was added to this solution to adjust to pH 3.0. After adding ferric sulfate to this solution, slaked lime was further added for neutralization. The neutralized solution was placed in a secondary fermenter and budding yeast (Saccharomyces cerevisiae, IFO2347) was added to perform ethanol fermentation.

次に、この1次発酵槽及び2次発酵槽からアルコールを回収した後、蒸留脱水を行ったところ、1.9Lのエタノールを回収することができた。   Next, after recovering alcohol from this primary fermenter and secondary fermenter, and performing distillation dehydration, 1.9 L of ethanol could be recovered.

一方、1次発酵槽及び2次発酵槽からアルコールを回収した後の廃液を濃縮し、消石灰を添加してpHを9〜10に調整して水酸化物凝集沈殿反応を行った。その結果、沈澱物中に187mgの鉛を回収することができた。さらに、水酸化物凝集沈殿反応後の廃液1.5kgの鉛濃度を調査した結果、約0.1ppmだった。   On the other hand, the waste liquid after recovering alcohol from the primary fermenter and the secondary fermenter was concentrated, and slaked lime was added to adjust the pH to 9 to 10 to conduct a hydroxide agglomeration precipitation reaction. As a result, 187 mg of lead could be recovered in the precipitate. Furthermore, as a result of investigating the lead concentration of 1.5 kg of the waste liquid after the hydroxide coagulation precipitation reaction, it was about 0.1 ppm.

以上の処理によって、トールフェスク地上部に含まれる鉛を99%回収し、バイオマスに含まれるリグニン成分25%などを除く、糖質部分より0.065L/kgの割合でエタノールを回収することができた。   Through the above treatment, 99% of the lead contained in the above-ground part of tall fescue was recovered, and ethanol was recovered at a rate of 0.065 L / kg from the saccharide part excluding 25% of the lignin component contained in the biomass.

本発明に係る重金属回収方法を適用したシステムを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the system to which the heavy metal collection | recovery method which concerns on this invention is applied.

Claims (4)

重金属を吸収した植物に対して加水分解処理を施し、5炭糖及び/又は6炭糖を回収する工程と、上記工程で回収した5炭糖及び/又は6炭糖を含む溶液に対してアルコール発酵処理を施し、上記工程で得られた発酵液からアルコールを分離し回収する工程と、上記発酵液からアルコールを分離し回収した後の残査水溶液から重金属を回収する工程とを含む重金属含有植物からの重金属回収方法。   Hydrolyzing a plant that has absorbed heavy metals to recover pentose and / or hexose, and alcohol to the solution containing pentose and / or hexose collected in the above step A heavy metal-containing plant comprising a step of performing a fermentation treatment and separating and collecting alcohol from the fermentation broth obtained in the above step, and a step of collecting heavy metal from the residual aqueous solution after separating and collecting the alcohol from the fermentation broth For heavy metal recovery from wastewater. 上記加水分解処理は、上記重金属を吸収した植物を硫酸中で加熱及び加圧した条件下で行うことを特徴とする請求項1記載の重金属回収方法。   2. The heavy metal recovery method according to claim 1, wherein the hydrolysis treatment is performed under a condition in which the plant that has absorbed the heavy metal is heated and pressurized in sulfuric acid. 上記重金属は、カドミウム、ヒ素及び鉛から選ばれる少なくとも一種の重金属であることを特徴とする請求項1記載の重金属回収方法。   2. The heavy metal recovery method according to claim 1, wherein the heavy metal is at least one heavy metal selected from cadmium, arsenic and lead. 上記加水分解処理液中の糖分をアルコールに変換する方法が微生物によるアルコール発酵であることを特徴とする請求項1記載の重金属回収方法。   2. The heavy metal recovery method according to claim 1, wherein the method for converting the sugar content in the hydrolysis treatment liquid into alcohol is alcohol fermentation by microorganisms.
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