JP2015525120A - 有機材料を処理するためのプロセス - Google Patents
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Abstract
Description
の界面活性剤および特にエトキシル化オクチルフェノール(商標名IGEPAL CA−630で販売されている)が使用される。非イオン性界面活性剤は相乗的に作用し酵母発酵上清の作用を増強させる。
1つ、「機能化界面活性剤」のその高い反応性の泡シェルを有する微小気泡の形成により、機械通気システムにより得られる溶存酸素のヘンリーの法則による正常レベルを大きく上回る、水柱における溶存酸素のリザーバの構築が可能になる。
2つ、「機能化界面活性剤」微小気泡の高い反応性の膜泡シェルにより、組成物のブレンドされた界面活性剤により形成される微小気泡を大きく上回る、非常に増強された酸素移動能力が得られる。
スイミングプールで使用される場合、塩素消費速度は使用によって70%まで低減され、ミネラル化スケーリングが実質的に低減され、フィルタは浄化され、沈降した酸化残留物の逆洗は実質的に低減される。
廃水処理システムで使用される場合、通気エネルギー使用は50%まで低減させることができ、より高い有機物負荷が、以前は、生物学的還元排出要求に対する十分な溶存酸素レベルを提供できなかった水圧体積(hydraulic volume)下で処理され得る。スラッジ/固体は、廃棄ストリームの有機分子構造のより大きな溶解度のために、35%まで低減させることができる。
下水管路およびポンプ場で使用される場合、H2Sガスレベルは、新しい防止モデルにより実質的に低減させることができ、この場合、生物膜成長物(スライム層)が溶解され、よって、H2Sガスとして放出される重要な溶解硫化物源が排除される。超微細微小気泡の形成はまた、バルク下水中でより高いレベルの溶存酸素を提供し、よって、H2Sガス放出が防止される。というのも、H2Sは、1.1ppmを超える溶存酸素レベルを有する水では、溶解硫化物から放出される傾向はないからである。
水噴霧中高い希釈で使用される場合、本発明の組成物は匂いのする廃棄材料、表面、および腐敗水塊の即時匂い中和を提供する。加えて、非常に高い希釈(1500×1)以上でミスト化されると、これは気柱内の有毒ガスを中和するであろう。
石油炭化水素レメディエーションプロトコルで使用される場合、全石油炭化水素(TPH)低減は、炭化水素の分子構造の著しく増強された溶解度のために、実質的にレメディエーションのベースライン速度を超えて加速される。表面の浄化もまた、新しい組成物の溶解度増強能力のために著しく増強される。
希釈に基づき、水の表面上への噴霧により適用される場合、より高い溶存酸素の上部表面ゾーンが生成され、これは河川または水塊の底のスラッジから発生する嫌気性ガスを酸化するように作用する。加えて、組成物の微小気泡を含む溶存酸素のこの上部ゾーンは、川岸の両側に沿って形成する生物膜成長物(スライム層)上で浄化メカニズムとして作用する。
堆肥パイルで使用される場合、組成物は、高い希釈でパイル上に噴霧させると、堆肥化される有機材料中に好気性上部ゾーンを形成し、即効匂い除去を提供する。加えて、堆肥化の速度(生物学的消費)は加速され、VOCガス(温室)の生成が低減される。
高レベルの脂肪、油、およびグリースを含む廃棄物の浄化、例えば肉部屋、屠殺場、フードプロセッサで使用される場合、組成物の改善された溶解度能力は廃棄脂質分子構造を分解し、よって、これらの廃棄物は下水管の下流で構造的に再形成せず、表面の深部表面下浄化が得られる。
動物封じ込め業務、例えば家畜小屋、動物飼養業、および酪農場の浄化で使用される場合、組成物は尿(アンモニア)および廃棄物にすぐに作用し、それらを無臭とし、動物へのVOC化合物からのストレスを防止する。加えて、動物廃棄物は、廃棄ストリームの分子構造への組成物の触媒効果による即時分解を受け始める。
水産養殖業務で使用される場合、組成物は、開発された機械通気システムにより得られるレベルを超えて、溶存酸素レベルを上昇させる。アンモニアは、魚廃棄物の毒性の高い副産物であり、酸化中和をより受けやすく、魚廃棄物の分子構造は構成物に分解され、水柱中での蓄積がより少なくなる。
紙の製造で使用される場合、殺生物剤型化学殺菌剤の置換が、パルプ化タンクで可能であり、これらは伝統的に、製紙における生物膜成長および汚れを防止するために使用されている。細菌および病原体コロニー数は低減し、生物膜成長物は排除され、および汚れは排除される。加えて、ローラー上のデンプンの蓄積が、デンプンの分子構造が組成物により可溶化されるにつれ、実質的に低減される。
嫌気性消化システムで使用される場合、この組成物は廃棄ストリーム分子構造、とりわけ、脂質成分(最も高いバイオメタン廃棄物成分である)を可溶化し、それらを、メタン生成における変換のためにより容易に利用できるものとする。これはpH中性形態の加水分解である。加えて、組成物の高い濃度の生体利用可能なミネラルおよびビタミンは、ある一定の代謝反応、または廃棄ストリームの生物学的消費に必須の栄養分の重要なアベイラビリティを提供する。
非常に高い希釈で、植物の水やりで使用される場合、組成物は、土壌内の有機成分の溶解度の増加を提供し、植物の根による微量栄養素の取り込み能力を増強し、土壌の水に対する透過性を増加させ、嫌気性スライム増殖物を溶解し、および土壌内の好気性状態を促進する。
(化1)
H(OCH2CH2)xOC6H4R
H(OCH2CH2)xOR1
H(OCH2CH2)xOC(O)R1
式中、xはアルキルフェノールおよび/または脂肪アルコールまたは脂肪酸に添加されるエチレンオキシドのモル数を表し、Rは、長鎖アルキル基、例えばC7−C10ノルマル−アルキル基を表し、ならびにR1は、長鎖脂肪族基、例えばC12−C20脂肪族基を表し、特に、非イオン性界面活性剤はエトキシル化オクチルフェノールまたはドデシルアルコールまたはトリデシルアルコールエトキシレートである。非イオン性界面活性剤は相乗的に作用し酵母発酵上清の作用を増強させる。
ビタミンmg/100g 推奨 範囲
ビオチン 0.1 0.01-1
葉酸 5.6 1.0-10.0
ナイアシン 54.1 10.0-90.0
インソチル 130 10.0-250
パントテン酸 7.3 1.0-10.0
ピロドキシンHCl 5.6 1.0-10.0
リボフラビン 12 1.0-20.0
チアミン 8.3 1.0-20.0
ミネラルmg/100g
Ca 141
Cr 0.4
Cu 0.2
Fe 8.5
Mg 208
P 1770
K 3790
Na 2660
Zn 1380
アミノ酸mg/100g
アラニン 3980
アルギニン 2640
アスパラギン酸 5800
シスチン 568
グルタミン酸 7520
グリシン 2800
リジン 4570
メチオニン 964
フェニルアラニン 2450
プロリン 2180
セリン 2840
スレオニン 2730
本発明のプロセスは食品製造プラントからの排出物の処理により例示され得る。2つの連続する嫌気性バイオリアクターは流入ウェットウェル(複数可)(そこでは食品製造からの排出物が収集される)の後のラインに存在する。
この発明のプロセスの別の実施例では、大型チーズ製造プラントからの廃水が嫌気性消化ゾーンにおいて、上記表IIIの組成物を用いて、0.0220〜0.1484表IIIの組成物流入物の比で処理される。嫌気性ゾーン中の平均滞留時間は流入流量によって2.72〜4.28日である。前記処理中の温度は約94〜約102°Fである。この試験では、TCODの除去速度は増加する。この増加は驚くべきである。というのも、表IIIの組成物は活性酵素を欠いているからである。
本発明のプロセスはまた、自治体源からの下水スラッジの処理において使用される。この試験では、自治体下水処理プラントの嫌気性ゾーンへの流入物は、上記表IIIの組成物と、.0271〜.122のESP Gal/100gal一次供給スラッジの比および92〜102°Fの温度で接触される。嫌気性ゾーン中の下水スラッジおよび最終組成物の混合物のこの滞留時間は、嫌気性消化装置への流入一次供給負荷によって15〜18日である。典型的な自治体廃水処理施設は各人に対し1000ガロン/日の廃水を処理する。
T.S.除去速度が増加する。
T.V.S.除去速度が増加する。
スラッジ体積が低減される。
バイオガスの実際の生成が増加する。
Claims (36)
- 酵素による下水スラッジの処理のためのプロセスであって、自治体または工業廃水の処理から生じる下水スラッジを酵母培養物由来の発酵上清生成物および非イオン性界面活性剤を含む組成物で処理することを含み、前記発酵上清生成物は活性酵素を含まず、前記下水スラッジからインサイチューで前記活性酵素を発生させるのに好適な状態にある、プロセス。
- 前記プロセスは、酸素なしで実施される細菌プロセスを含み、前記プロセスは好熱性消化(スラッジが55℃の温度のタンク内で発酵される)、または中温性消化(約36℃の温度)のいずかを含み、ならびに、前記プロセスによりバイオガスの生成が得られ、これは発電のための発電機および/または加熱目的のためのボイラーにおいて使用することができる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記酵母培養物はサッカロマイセス・セレビシエ培養物である、請求項1に記載のプロセス。
- 前記組成物は、約1−15重量%の非イオン性界面活性剤を含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記非イオン性界面活性剤は、エトキシル化アルキルフェノールまたはC12〜C20脂肪族アルコールである、請求項1に記載のプロセス。
- 前記非イオン性界面活性剤はエトキシル化ドデシルもしくはトリデシル第2級アルコールである、請求項1に記載のプロセス。
- 前記組成物は5〜35重量%の前記発酵上清生成物を含む、請求項1に記載のプロセス。
- 有機廃棄材料の処理のための好気性消化プロセスであって、このプロセスは酸素の存在下で実施される細菌プロセスを含み、改善は有機廃棄物を酵母培養物由来の発酵上清および非イオン性界面活性剤を含む組成物で処理することを含み、前記発酵上清生成物は、活性酵素を含まず、前記有機廃棄物からインサイチューで前記活性酵素を発生させるのに好適な状態にある、プロセス。
- 前記酵母培養物はサッカロマイセス・セレビシエ培養物であり、ならびに前記非イオン性界面活性剤はC12−C20第2級脂肪族アルコールである、請求項8に記載のプロセス。
- 汚染された水塊および閉ループ水系を処理する、匂いを除去する、脂肪、油およびグリース(石油炭化水素を含む)を浄化する、ならびに生物学的に生成された構造バイオフィルムを分解することを含む、請求項8に記載のプロセス。
- 有機廃棄材料の処理のための嫌気性消化プロセスであって、このプロセスは酸素なしで実施される細菌プロセスを含み、前記プロセスは消化(前記廃棄物はタンク内で高温にて発酵される)を含み、前記プロセスによりバイオガスの生成が得られ、これは発電のための発電機および/または加熱目的のためのボイラーにおいて使用することができ、改善は、有機廃棄物を酵母培養物由来の発酵上清および非イオン性界面活性剤を含む組成物で処理することを含み、前記発酵上清生成物は活性酵素を含まず、前記有機廃棄物からインサイチューで前記活性酵素を発生させるのに好適な状態にある、プロセス。
- 前記酵母培養物はサッカロマイセス・セレビシエ培養物であり、前記非イオン性界面活性剤はエトキシル化ノニルフェノールおよびエトキシル化オクチルフェノールからなる群より選択される、請求項11に記載のプロセス。
- 有機廃棄材料から電気を発生させるためのプロセスにおいて、これは前記有機廃棄物から発生するバイオガスを燃料電池中の水素に変換すること、および前記水素を電気に変換することを含み、改善は、請求項11に記載の前記バイオガスを前記燃料電池に提供すること、ならびに前記バイオガスを水素に変換することを含む、プロセス。
- 酵素による下水スラッジの処理のためのプロセスにおいて有用な組成物であって、このプロセスは、自治体または工業廃棄物の処理から生じる下水スラッジを処理し、前記組成物はサッカロマイセス・セレビシエ培養物由来の発酵上清生成物および非イオン性界面活性剤を含み、前記発酵上清生成物は活性酵素を含まず、前記下水スラッジからインサイチューで活性酵素を発生させるのに好適なバイオ栄養分を含む、組成物。
- 5−35%の前記発酵上清生成物を含む、請求項14に記載の組成物。
- 前記組成物は、1−15重量%の非イオン性界面活性剤を含む、請求項15に記載の組成物。
- 前記非イオン性界面活性剤はエトキシル化脂肪族アルコールである、請求項16に記載の組成物。
- 前記非イオン性界面活性剤はエトキシル化ドデシルもしくはトリデシルアルカノールである、請求項17に記載の組成物。
- 前記発酵上清生成物は下記からなる群より選択されるバイオ栄養分を含む、請求項15に記載の組成物:ビオチン、葉酸、ナイアシン、インソチル、パントテン酸、ピロドキシンHCl、リボフラビン、チアミン、Ca、Cr、Cu、Fe、Mg、P、K、Na、Zn、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、シスチン、グルタミン酸、グリシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、スレオニン、およびそれらの混合物。
- (a)生体利用可能なミネラルおよびビタミンを含む微量栄養素を含む酵母配合物の発酵上清であって、前記上清は低温殺菌され、変性され、よって、活性酵素または細菌培養物を含まない、上清を、(b)1つ以上の非イオン性界面活性剤とブレンドして含む新規生体触媒組成物であって、この生体触媒組成物は、有機材料を含む廃水ストリームに添加されると、i)前記細菌の呼吸および複製に必要とされる溶存酸素を増加させることにより、廃水中に存在する細菌培養物の酵素活性、およびii)前記有機材料中に存在する結合を切断して、有機材料を前記細菌による消費のためのより消化可能な形態として放出する際の前記細菌の触媒作用を増加させることができ、前記生体触媒組成物は、前記廃水中で、高度に構造化された、超微細、微小気泡の形態で、機能化界面活性剤を形成し、この微小気泡は、酸素をその中に封入することにより廃水中の容易に利用できる酸素の蓄積を提供し、微小気泡の膜障壁および前記有機材料の気泡構造(セル構造:cellular structure)を横切る酸素の移動を増加させ、よって、有機廃棄物を常在微生物による消費のためのより容易に消化可能な形態に放出する、組成物。
- 前記酵母培養物はサッカロマイセス・セレビシエ培養物である、請求項20に記載のプロセス。
- 前記組成物は、約1−15重量%の非イオン性界面活性剤を含む、請求項20に記載のプロセス。
- 前記非イオン性界面活性剤は、エトキシル化アルキルフェノールまたはC12〜C20脂肪族アルコールである、請求項20に記載のプロセス。
- 前記非イオン性界面活性剤はエトキシル化ドデシルもしくはトリデシル第2級アルコールである、請求項20に記載のプロセス。
- 前記組成物は5〜35重量%の前記発酵上清生成物を含む、請求項20に記載のプロセス。
- 前記有機材料は動物廃棄物を含む、請求項20に記載のプロセス。
- 前記有機材料は炭化水素を含む、請求項20に記載のプロセス。
- 前記有機材料は炭化水素を含む、請求項20に記載のプロセス。
- 前記有機材料は高レベルの脂肪、油、およびグリースを有する肉部屋、屠殺場、フードプロセッサからの廃棄材料を含み、前記組成物は表面の深部表面下浄化を提供し、廃棄脂質分子構造を分解し、よって、これらの廃棄物は下水管の下流で構造的に再形成しない、請求項20に記載のプロセス。
- 前記有機材料は堆肥パイルに含められ、前記組成物は高い希釈で前記パイル上に噴霧され、堆肥化される有機材料中に好気性上部ゾーンが形成され、よって、即効匂い除去、堆肥化の速度の加速およびVOCガスの生成の低減が提供される、請求項20に記載のプロセス。
- 前記組成物は、スイミングプール中の有機廃棄材料を処理するために使用され、よって、(a)塩素消費が最大70%まで、(b)スケーリングおよび(c)沈降した酸化残留物の逆洗が低減される、請求項20に記載のプロセス。
- 前記有機廃棄材料は下水管路およびポンプ場における匂いとして存在するH2Sガスであり、H2Sガスレベルは、(a)生物膜成長物(スライム層)を溶解して除去し、よって、H2Sガスとして放出される溶解硫化物を排除する、ならびに(b)超微細微小気泡を形成し、バルク下水中で1.1ppmを超える溶存酸素レベルを提供し、よって、バルク下水中の溶解硫化物からH2SとしてのH2Sガス放出を防止することにより実質的に低減される、請求項20に記載のプロセス。
- 前記有機廃棄材料は匂いのする廃棄材料として存在し、ならびに、表面上または腐敗水塊中に存在する可能性があり、前記組成物は水で希釈され、ならびに前記表面または腐敗水塊上にミスト化または噴霧され、匂いが中和される、請求項20に記載のプロセス。
- 前記有機廃棄材料は、河川または水塊の底上のスラッジから発生する嫌気性ガスとして存在し、前記組成物は水で希釈され、水の表面上に噴霧され、よって、より高い溶存酸素の上部表面ゾーンが生成され、これは前記河川または水塊の底上のスラッジから発生する前記嫌気性ガス酸化するように作用し、加えて、川岸の両側に沿って形成する生物膜成長物(スライム層)上で浄化メカニズムとして作用する、請求項20に記載のプロセス。
- 前記組成物は水で希釈され、土壌に噴霧され、土壌内の有機成分の溶解度の増加を提供し、植物の根による微量栄養素の取り込み能力を増強し、土壌の水に対する透過性を増加し、嫌気性スライム増殖物を溶解し、および土壌内の好気性状態を促進する、請求項20に記載のプロセス。
- 前記組成物は紙の製造で使用されるパルプ化タンクに導入され、細菌および病原体コロニー数を低減し、生物膜成長物および汚れを排除し、デンプンの分子構造を可溶化することによりローラー上のデンプンの蓄積を低減させる、請求項20に記載のプロセス。
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