JP2022512024A - 酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法 - Google Patents

酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2022512024A
JP2022512024A JP2021546424A JP2021546424A JP2022512024A JP 2022512024 A JP2022512024 A JP 2022512024A JP 2021546424 A JP2021546424 A JP 2021546424A JP 2021546424 A JP2021546424 A JP 2021546424A JP 2022512024 A JP2022512024 A JP 2022512024A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
activated sludge
treatment
wastewater
microalgae
microorganisms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021546424A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7466555B2 (ja
Inventor
▲海▼涛 李
松柏 毛
▲東▼ 汪
曦 ▲陳▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd filed Critical Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Publication of JP2022512024A publication Critical patent/JP2022512024A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7466555B2 publication Critical patent/JP7466555B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/08—Production of synthetic natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/10—Treatment of sludge; Devices therefor by pyrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
    • C02F2103/36—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/22—O2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/04—Disinfection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/10—Energy recovery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/06—Nutrients for stimulating the growth of microorganisms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C02F3/322—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae use of algae
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/341—Consortia of bacteria
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/04—Organic compounds
    • C10L2200/0461—Fractions defined by their origin
    • C10L2200/0469—Renewables or materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

本発明は、（１）酸性有機廃水を活性汚泥で処理するステップと、（２）ステップ（１）で処理された酸性有機廃水を微細藻類で処理するステップと、を含む酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法を開示する。本発明は、活性汚泥処理と微細藻類処理との組み合わせを採用することにより、酸性有機廃水のＣＯＤを顕著に低下させることができる。いくつかの実施形態において、馴化後の活性汚泥又は特定の微生物コロニー構造を有する活性汚泥を使用すると、処理の効率を向上させ、処理時間を短縮させるだけではなく、ｐＨ値を調整するステップを省略することもでき、同時に汚泥が蓄積しない。

Description

本願は、２０１８年１０月１８日に提出された出願番号が２０１８１１２１５３４５．３であり、発明の名称が「テレフタル酸廃水の処理及び資源化利用方法」である中国特許出願の優先権を享受することを請求し、その内容は結合により本明細書に組み込まれる。
本発明は、化学工業の技術分野に属し、具体的には、酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法に関するものである。
ＣＯ２の排出削減は現在世界で直面している気候変化の重大な問題であり、工業経済、特にエネルギー産業に対して深刻な課題であり、排出削減コストだけで、異なる発展段階にある国の社会、経済、科学技術発展に異なる影響を与える。米国エネルギー省の目標は、ＣＯ２回収・貯留（ＣＣＳ）のコストを徐々に低減して２０ドル／ｔ－ＣＯ２を超えないようにするか、又は発電コストの増加を２０％を超えないようにすることである。欧米の工業化国は今まで依然として努力しているが、この目標を達成することができても、中国を含む発展途上国は必ずしも負担を負えるものではない。
国民経済の発展に伴い、石油化学工業への需要量も増加し続け、それに伴う廃水排出問題がますます大きくなり、状況がますます複雑になる。生物法による水処理技術は環境にやさしい化学工業技術として、廃水の処理が徹底的であり、処理コストが低く、薬剤消費が少なく、二次汚染がないなどの特徴を有し、現在の汚水処理の主流技術となっている。新規な水処理技術として、微細藻類は成長速度が速く、収穫時期が短く、光合成利用効率が高いなどの特徴を有し、成長繁殖過程において水中の有機化合物を窒素源及び硫黄源として蓄積吸収、利用することができ、ＣＯ２を無機炭素源とすると同時に有機物質を有機炭素源として利用することもできる。微細藻類で廃水を処理した後、残された微細藻類（「藻泥」）の熱分解工程を追加して、微細藻類を、バイオマスガスを製造する原材料とし、微細藻類が環境に二次汚染のリスクをもたらすことを回避すると同時に、資源化利用を実現する。廃水処理工程とエネルギー製造工程の統合は、高い環境保護意義とエネルギー戦略意義を有する。
ＣＮ２０１７１０９３８４９３．７では、改質キトサン、改質モンモリロナイトで製造された吸着膜で組み立てられた中空吸着カラムを利用して汚水中の金属イオンを吸着し、ポンプの負圧作用により汚水が吸着カラムを透過し、汚水が吸着カラムに滞留し、固定化された微細藻類と接触し、微細藻類が汚水中の有機栄養物質を利用して成長繁殖する、微細藻類で汚水を処理する方法が開示されている。その方法を利用して汚水処理を行い、汚水中の金属イオン、炭素、窒素、リン等の物質を効果的に除去することができ、同時に微細藻類を大規模に培養することができ、汚水処理と微細藻類培養の二重目的を達成する。処理された汚水は灌漑、養殖、洗浄等に用いることができる。培養された微細藻類は水産養殖、飼料添加、植物油抽出等に用いることができる。
ＣＮ２０１６１０５８２７４４．８では、微細藻類生物膜の光合成を利用して、光照射条件下で光化学反応によりヒドロキシラジカルに変換する過酸化水素を生成することができ、微細藻類による汚水処理の効果をよく向上させる、微細藻類光学生物汚水処理装置が開示されている。ＣＮ２０１４１０７３１２２３．５では、光バイオリアクターに微細藻類培地及び混合微細藻類種子液を添加し、培養体系のｐＨを８～１２に維持し、導入ガス中のＣＯ２体積含有量が５ｖ％～４５ｖ％であり、微細藻類培養体系の高濃度ＣＯ２に対する溶解性及び耐性を向上させ、炭素固定効率を向上させ、微細藻類油脂の収穫量を明らかに向上させ、バイオディーゼルの製造を行うことができる、微細藻類油脂を製造する方法が開示されている。
ＣＮ２０１０１０２２２０５１．０では、光照射開放型生物反応器を採用し、光照射開放型生物反応器内に微細藻類及び微細藻類培地を含み、ＣＯ２を補充して微細藻類の成長に用い、ここで、ＣＯ２を補充する方法としては、気液混合輸送装置を利用してＣＯ２を含有するガスと液相を混合し、次に気液分離器で気液分離を行い、気液分離後のＣＯ２が溶解した液相は開放型生物反応器に入り微細藻類の成長に必要なＣＯ２を補充する、微細藻類の開放型培養方法が開示されている。
ＣＮ１０５８５９０３４Ａでは、Ｓ１、廃水に過酸化水素及び硫酸第一鉄、Ｃａ（ＯＨ）２及びＮａ２ＣＯ３を順に添加し、撹拌してｐＨ値を６．５～８．５に調節し、１ｈ静止した後に沈殿を除去し、有機化学工業廃水を沈殿池に排出するステップと、Ｓ２、Ｓ１における廃水に分子篩を添加し、撹拌し、１ｈ静止した後に沈殿を除去し、上清を嫌気性反応器に排出するステップと、Ｓ３、Ｓ２における上清の温度を１５～３５℃に維持し、ＣＯＤ：Ｎ：Ｐが４５０：５：１の比率で窒素リン源を添加し、ｐＨ値を７．５～８．５に調節し、硫酸塩還元菌群を添加して嫌気性処理を行い、２４ｈ水力滞留した後に好気反応器に輸送するステップと、Ｓ４、Ｓ３における上清の温度を２０～３５℃に維持し、ＣＯＤ：Ｎ：Ｐが２５０：５：１の比率で窒素リン源を添加し、ｐＨ値を６．５～８に調節し、好塩菌群及び耐塩菌群を添加して一段階の好気処理を行い、曝気撹拌し、２４ｈ水力滞留した後に二段階の好気処理を行い、曝気撹拌し、２４ｈ水力滞留するステップと、Ｓ５、沈殿し、上清を排出するステップと、を含む、高ＣＯＤ、高濃度有機塩酸性有機化学工業廃水の処理方法が開示されている。その廃水処理プロセスは複雑であり、時間がかかり、ｐＨを調整する必要があり、大量のアルカリ液が消費される。
従来の技術の不足に対して、本発明の第１の態様は、酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法を提供する。
本発明が提供する酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法は、
（１）酸性有機廃水を活性汚泥で処理するステップと、
（２）ステップ（１）で処理された酸性有機廃水を微細藻類で処理するステップと、を含む。
本発明は、活性汚泥処理と微細藻類処理との組み合わせを採用することにより、酸性有機廃水のＣＯＤ値を顕著に低下させることができる。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記酸性有機廃水はテレフタル酸廃水である。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で処理される前の酸性有機廃水のＣＯＤｃｒ値は３０００～３００００ｍｇ／Ｌである。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記酸性有機廃水のｐＨ値は１～５である。
いくつかの実施形態において、前記活性汚泥は好気性活性汚泥から選択される。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥は、都市下水処理用の活性汚泥を馴化した後の活性汚泥である。都市下水処理用の活性汚泥は廃水の酸性環境に適応することができず、酸性有機廃水の処理に用いられる場合、アルカリを追加してｐＨを中性に調整する必要があり、かつＣＯＤの除去率が低い。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記都市汚水用の活性汚泥中の微生物は、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２０～２５％、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）２０～２５％、ガンマプロテオバクテリア（Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）１５～２０％、及びクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉａ）１０～１５％を含む。当業者であれば、本発明の文脈において、微生物コロニー組成に関する上記のパーセンテージはいずれも細菌存在量、すなわち、ある菌の遺伝子数／合計遺伝子数を指すことが理解される。
一つの具体的な実施例において、前記都市汚水用の活性汚泥中の微生物は、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２２．８３％±１％、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）２２．６２％±１％、ガンマプロテオバクテリア（Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）１７．７６％±１％、及びクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉａ）１１．５７％±１％を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される前記活性汚泥中の微生物含有量は、微生物全体の１０％以上、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０～２５％を占めるクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含み、それらの合計量は微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める。この４種類の菌は優勢な菌であり、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物の細菌コロニー構造において含有量が最も高い上位の４種類の菌である。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物は、１５～２５％のアルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、１０～１５％のスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、１５～２５％のベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及び２０～２５％のクロロビウム門を含み、好ましくは、２０～２２％のアルファプロテオバクテリア、１１～１３％のスフィンゴバクテリウム綱、１８～２１％のベータプロテオバクテリア、及び２１～２５％のクロロビウム綱を含む。
上記実施形態における活性汚泥が酸性有機廃水を処理するために用いられることは以下の利点を有する。廃水負荷変動に対して強い適応性を有し、処理過程においてｐＨ値を中性状態に自己調整することができるため、処理過程においてアルカリを追加してｐＨを調整する必要がない。また、汚泥を継続的に使用することができ、活性汚泥の体積が蓄積しない。
いくつかの具体的な実施例によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３５．９０％±１％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２３．８３％±１％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）９．９７％±１％を含む。
いくつかの具体的な実施例によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）２１．５９％±１％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）１２．６８％±１％、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）１９．１５％±１％、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）２３．２６％±１％を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥において、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）の合計量は、微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３０～４０％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２０～２５％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）８～１２％を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３３～３６％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２２～２４％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）９～１０％を含む。
本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、前記活性汚泥の馴化方法は、
都市下水処理用の活性汚泥を、ＣＯＤｃｒ値が３０００～５０００ｍｇ／Ｌであり、ｐＨ値が１～５である酸性廃水で８～１０日間培養する、第１段階の馴化を含む。
好ましくは、第１段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が１～５ｍｇ／Ｌに制御される。
本発明のいくつかのより好ましい実施形態によれば、前記活性汚泥の馴化方法は、ＣＯＤ値がそれぞれ６０００～８０００ｍｇ／Ｌ、９０００～１５０００ｍｇ／Ｌ、１６０００～３００００ｍｇ／Ｌの酸性有機廃水で第１段階の馴化後の活性汚泥を順に培養し、培養時間はいずれも１～３日である、第１段階の馴化後の第２段階の馴化をさらに含む。好ましくは、第２段階の馴化過程において、Ｎ及びＰ栄養物質を添加し、窒素源は尿素により提供され、リン源はリン酸水素二カリウムにより提供され、比率はＣＯＤ値：Ｎ：Ｐ＝（９５～１０２）：（０．８～１．３）：（０．７～１．２）であり、ＣＯＤ値は第２段階の馴化で使用される廃水のＣＯＤ値を示し、Ｎ及びＰは元素質量で計算される。
好ましくは、第２段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が２～４ｍｇ／Ｌに制御される。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥の処理時間は５～９６ｈであり、好ましくは５～４８ｈである。いくつかの好ましい実施例によれば、前記活性汚泥の処理時間は２～６時間であり、例えば３～５時間である。
本発明の活性汚泥を用いて酸性有機廃水を処理するために用いられることは以下の利点を有する。廃水負荷変動に対して強い適応性を有し、処理過程においてｐＨ値を中性状態に自己調整することができるため、処理過程においてアルカリを追加してｐＨを調整する必要がない。また、馴化後の汚泥を継続的に使用することができ、活性汚泥の体積が蓄積しない。
通常の活性汚泥、例えば都市下水処理用の活性汚泥は、廃水の酸性環境に適応することができないため、アルカリを追加してｐＨを中性に調整する必要があり、ＣＯＤ除去率が低い。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記微細藻類処理で使用される微細藻類は、クロレラ属である。好ましくは、使用前に光バイオ装置において微細藻類を馴化処理する。微細藻類の馴化処理の条件は、処理対象の酸性有機廃水で１０～１６日間培養すると同時に光照射を与えることが好ましく、光照射強度が３０００～４１００ｌｕｘであることが好ましい。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記微細藻類の処理時間は５～２４０ｈであり、好ましくは１２～３６ｈである。いくつかの好ましい実施例によれば、前記微細藻類の処理時間は１５～２２時間であり、例えば１８～２０時間である。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記方法は、活性汚泥処理の前に酸性有機廃水に紫外線照射処理を行うことをさらに含む。好ましくは、前記紫外線照射処理の時間は４～５００ｍｉｎであり、より好ましくは５～６０ｍｉｎである。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記方法は、前記微細藻類の処理において、工業パージガス及び／又はバイオマスガス源中の二酸化炭素を微細藻類成長の炭素源として採用することをさらに含む。好ましくは、前記工業パージガスは煙道ガスである。前記煙道ガス中の二酸化炭素の含有量は８ｖ％～１５ｖ％であってもよく、好ましくは１０ｖ％～１２．５ｖ％である。前記微細藻類の処理過程において、前記二酸化炭素の捕集率は９０％以上になることができる。
本発明のいくつかの実施形態によれば、微細藻類で処理された後、前記酸性有機廃水のＣＯＤ値は３００ｍｇ／Ｌ未満である。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記方法は、微細藻類処理で使用された微細藻類を回収し、バイオマスエネルギーの材料として、分解によるバイオマス燃料ガスの製造に用いることをさらに含む。
第２の態様において、本発明は、
都市下水処理用の活性汚泥をＣＯＤ値が３０００～５０００ｍｇ／Ｌであり、ｐＨ値が１～５である酸性廃水で８～１０日間培養する第１段階の馴化を含む、活性汚泥の馴化方法をさらに提供する。
好ましくは、第１段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が２～４ｍｇ／Ｌに制御される。
本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、前記馴化方法は、ＣＯＤ値がそれぞれ６０００～８０００ｍｇ／Ｌ、９０００～１５０００ｍｇ／Ｌ、１６０００～３００００ｍｇ／Ｌの酸性有機廃水で第１段階の馴化後の活性汚泥を順に培養し、培養時間はいずれも１～３日である、第１段階の馴化後の第２段階の馴化をさらに含む。好ましくは、第２段階の馴化過程において、Ｎ及びＰ栄養物質を添加し、窒素源は尿素により提供され、リン源はリン酸水素二カリウムにより提供され、比率はＣＯＤ：Ｎ：Ｐ＝（９５～１０２）：（０．８～１．３）：（０．７～１．２）であり、ＣＯＤは第２段階の馴化で使用される廃水のＣＯＤ値を示し、Ｎ及びＰは元素質量で計算される。
好ましくは、第２段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が２～４ｍｇ／Ｌに制御される。
第３の態様において、本発明は、さらに、酸性有機廃水の処理に適用される活性汚泥を提供し、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含み、その合計量は微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、１５～２５％のアルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、１０～１５％のスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、１５～２５％のベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及び２０～２５％のクロロビウム門を含み、好ましくは、前記活性汚泥中の微生物は、２０～２２％のアルファプロテオバクテリア、１１～１３％のスフィンゴバクテリウム綱、１８～２１％のベータプロテオバクテリア、及び２１～２５％のクロロビウム綱を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含み、その合計量は、微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める。
本発明のいくつかの実施形態によれば、活性汚泥中の微生物は、１５～２５％のアルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、１０～１５％のスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、１５～２５％のベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及び２０～２５％のクロロビウム門を含み、好ましくは、２０～２２％のアルファプロテオバクテリア、１１～１３％のスフィンゴバクテリウム綱、１８～２１％のベータプロテオバクテリア、及び２１～２５％のクロロビウム綱を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、含有量が微生物全体の１０％以上、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０～２５％を占めるクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）の合計量は、微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３０～４０％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２０～２５％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）８～１２％を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３３～３６％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２２～２４％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）９～１０％を含む。いくつかの具体的な実施例によれば、活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３５．９０％±１％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２３．８３％±１％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）９．９７％±１％を含む。
いくつかの具体的な実施例によれば、活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）２１．５９％±１％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）１２．６８％±１％、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）１９．１５％±１％、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）２３．２６％±１％を含む。
いくつかの好ましい実施例によれば、活性汚泥中の微生物の優勢な菌は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びクロロビウム門（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）であり、比率は、それぞれ２１～２２％、１２～１３％、１９～２０％及び２３～２４％である。より具体的には、いくつかの実施例では、活性汚泥中の微生物の優勢な菌は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びクロロビウム門（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）であり、その比率はそれぞれ２１．５９％、１２．６８％、１９．１５％及び２３．２６％である。
上記実施形態において、前記活性汚泥は以下の利点を有する。酸性有機廃水の廃水負荷変動に対して強い適応性を有し、活性汚泥体積が蓄積せず、処理過程においてｐＨ値を中性状態に自己調整することができる。
第４の態様において、本発明は、さらに、有機廃水、特に酸性有機廃水の処理における本発明の第２の態様及び／又は第３の態様に記載の活性汚泥の応用を提供する。いくつかの実施例において、前記酸性有機廃水はテレフタル酸廃水である。いくつかの実施例において、前記酸性有機廃水のｐＨ値は１～５である。
本願において、用語「テレフタル酸廃水」はテレフタル酸の製造過程において排出された廃水を意味し、主な汚染物はテレフタル酸、酢酸及び安息香酸等である。
いくつかの実施形態によれば、本発明が提供する酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法は、酸性有機廃水処理及び煙道ガス二酸化炭素による微細藻類の培養技術により、煙道ガス中のＣＯ２及び廃熱を利用してＰＴＡ廃水を処理し、同時に、微細藻類バイオマスガス化を行い、廃棄物で廃棄物を製造する煙道ガス二酸化炭素の工業利用技術を開発し、廃水を浄化すると同時に物質エネルギーを副生し、「廃棄物で廃棄物を製造すること」及び「廃棄物を宝に変えること」を実現し、現在の環境にやさしい化学工業及び循環経済の主題に合致し、巨大な経済的価値及び社会的意義を有する。なお、本発明の方法は、従来の開放型微細藻類培養系において液体層が薄いことによるＣＯ２の利用率が低いという問題を解決し、微細藻類培養過程における微細藻類の油脂蓄積能力を向上させ、ＣＯ２の利用率を向上させ、培養装置を簡略化する。
本発明の技術的解決手段をより理解しやすくするために、以下に実施例を参照して本発明を詳細に説明する。これらの実施例は例示的な作用のみを果たし、本発明の応用範囲に限定されるものではない。
一、活性汚泥
１、微生物の馴化過程
都市下水工場からの活性汚泥を取り、実験室で好気反応装置に置いて馴化処理し、馴化過程全体は２段階に分けられる。第１段階（予備馴化）において、希釈されたテレフタル酸廃水（ＣＯＤ濃度が３０００～５０００ｍｇ／Ｌであり、ｐＨ値が４である）で活性汚泥を８～１０日間培養し、一次馴化活性汚泥が得られる。第２段階（高度馴化）において、希釈されたテレフタル酸廃水で一次馴化活性汚泥をさらに６～９日間培養する。ここで、１～３日目にＣＯＤが６０００～８０００ｍｇ／Ｌの希釈テレフタル酸廃水で培養する。４～６日目にＣＯＤが９０００～１５０００ｍｇ／Ｌの希釈テレフタル酸廃水で培養する。７～９日目にＣＯＤが１６０００～３００００ｍｇ／Ｌの希釈テレフタル酸廃水で培養する。高度馴化過程において、Ｎ及びＰ栄養物質を添加し、窒素源は尿素により提供され、リン源はリン酸水素二カリウムにより提供され、比率はＣＯＤ：Ｎ：Ｐ＝９５～１０２：０．８～１．３：０．７～１．２である。第１と第２段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が２～４ｍｇ／Ｌに制御される。
２、微生物コロニーの構造解析及び特徴づけ
活性汚泥における各微生物の種類及び含有量を測定する。活性汚泥サンプルを収集し、ＤＮＡ抽出及びＰＣＲ増幅を行い、Ｉｌｌｕｍｉｎａ Ｍｉｓｅｑ配列決定を行い、配列決定結果を得て、種類及び含有量（存在度）を分析し決定する。
馴化前の活性汚泥中の微生物は、主に、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ、２２．８３％）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ、２２．６２％）、ガンマプロテオバクテリア（Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ、１７．７６％）、及びクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉａ、１１．５７％）である。
予備馴化後の活性汚泥中の微生物は、主に、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ、３５．９０％）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ、２３．８３％）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ、９．９７％）を主とする。その結果は、主要なコロニー構造が大きく変化したことを示している。
高度馴化後に、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）は、依然として優勢な菌綱であるが、占める割合は予備馴化時の３５．９０％及び２３．８３％からそれぞれ２１．５９％及び１２．６８％に低下する。また、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びクロロビウム門（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）は明らかに増加し、８．１２％及び０．３５％から１９．１５％及び２３．２６％に増加する。
活性汚泥の見かけ収率Ｙｏｂｓ値（Ｙｏｂｓ＝汚泥成長量／ＣＯＤ消費量（ｍｇＭＬＳＳ／ｍｇＣＯＤ）を検出する。馴化の第１段階においてＹｏｂｓ値は０．０２～０．０５ｇＭＬＳＳ／ｇＣＯＤであり、馴化の第２段階においてＹｏｂｓ値は０．０４～０．０６ｇＭＬＳＳ／ｇＣＯＤである。これは、予備馴化と高度馴化を経た後、活性汚泥中の微生物の群落構造が最適化され、適応成長と内因性消費の動的バランスを達成したため、活性汚泥が蓄積しないことを示す。
また、馴化後の活性汚泥は、酸性廃水処理後にｐＨを上昇させることができ、これは本発明の馴化後の活性汚泥の特性である。
要するに、本発明の馴化された活性汚泥は、ＰＴＡ廃水負荷変動に対して強い適応性を有し、活性汚泥体積が蓄積せず、処理過程においてｐＨ値を中性状態に自己調整することができる。
二、微細藻類
微細藻類は淡水中の一般的な種類のクロレラ属（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ）藻種を採用し、実験室で光バイオ装置に置いて馴化処理し、処理対象の廃水（テレフタル酸廃水）で１０～１６日間培養し、培養温度が２０～２８℃であり、同時に毎日一定の光照射を与え、光照射強度が３０００～４１００ｌｕｘである。
実施例１
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は４トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は２００００ｍｇ／Ｌであり、水温は４０℃であり、廃水のｐＨ値は４である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥（上記の高度馴化後の活性汚泥を採用する）による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が５．８であり、ＣＯＤｃｒ含有量が１８０９ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類（クロレラ属）による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１２ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計で２４ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が１０ｍｉｎであり、活性汚泥処理が８ｈであり、微細藻類処理が１５．８３ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１２８ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９１％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例１
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例１と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が４であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が４８ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１０００ｍｇ／Ｌである。
実施例２
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は４０トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１５０００ｍｇ／Ｌであり、水温は４０℃であり、廃水のｐＨ値は４．４である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が８ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計で２０ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が１５ｍｉｎであり、活性汚泥処理が６．７５ｈであり、微細藻類処理が１３ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１０７ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９０．８％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いられる。
比較例２
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例２と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が４．４であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が４８ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１０００ｍｇ／Ｌである。
実施例３
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は１０トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は３００００ｍｇ／Ｌであり、水温は４５℃であり、廃水のｐＨ値は３．８である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が６．１であり、ＣＯＤｃｒ含有量が２９１０ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１５ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計で２８ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が６ｍｉｎであり、活性汚泥処理が１３ｈであり、微細藻類処理が１４．９ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１５９ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９１．５％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例３
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例３と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が３．８であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が６０ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１２００ｍｇ／Ｌである。
実施例４
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は１トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１００００ｍｇ／Ｌであり、水温は３５℃であり、廃水のｐＨ値は４．８である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が５．９８であり、ＣＯＤｃｒ含有量が１８５１ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１２ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計２２ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が４ｍｉｎであり、活性汚泥処理が９ｈであり、微細藻類処理が１２．９３ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が８９ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９３．５％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例４
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例４と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が４．８であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が４０ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が７００ｍｇ／Ｌである。
実施例５
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は８０トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１７０００ｍｇ／Ｌであり、水温は４５℃であり、廃水のｐＨ値は４．５である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が６．０２であり、ＣＯＤｃｒ含有量が２０８０ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１０ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計２８ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が４０ｍｉｎであり、活性汚泥処理が１０ｈであり、微細藻類処理が１７．３３ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１２９ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９０．５％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例５
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例５と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が４．５であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が３６ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１３００ｍｇ／Ｌである。
実施例６
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は３０トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は２３０００ｍｇ／Ｌであり、水温は４０℃であり、廃水のｐＨ値は４．２である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が５．９５であり、ＣＯＤｃｒ含有量が４８１０ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１２．５ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計３０ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が１２ｍｉｎであり、活性汚泥処理が１０ｈであり、微細藻類処理が１９．８ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１７９ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９１．３％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例６
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例６と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が４．２であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が４２ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１５００ｍｇ／Ｌである。
実施例７
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は１５トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は２９０００ｍｇ／Ｌであり、水温は４０℃であり、廃水のｐＨ値は３．９である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が５．８９であり、ＣＯＤｃｒ含有量が３２８４ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１２ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計３０ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が１０ｍｉｎであり、活性汚泥処理が８ｈであり、微細藻類処理が２１．８３ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が２０９ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９０．３％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例７
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例７と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が３．９であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が４５ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１７００ｍｇ／Ｌである。
実施例８
実施例１で使用される廃水及び処理ステップと基本的に同じであり、相違点は、活性汚泥の前処理ステップで使用されるのは馴化されていない活性汚泥であり、すなわち、上記都市下水工場からの活性汚泥であることのみである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１１０００ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は５％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
実施例９
実施例１で使用される廃水及び処理ステップと基本的に同じであり、相違点は、活性汚泥の前処理ステップで使用されるのは上記の一次馴化された活性汚泥であることである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は４５０ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は７１％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
実施例１０
実施例１で使用される廃水と同じであり、処理ステップの相違点は波長が３６５ｎｍの紫外線で廃水に紫外線照射処理を行わないことである。すなわち、廃水は活性汚泥（８時間）と微細藻類（１６時間）の２段階で処理される。処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は７８０ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は８５％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いられる。
実施例１１
実施例１で使用される廃水と同じであり、処理ステップの相違点は微細藻類処理を採用しないことのみである。すなわち、廃水に対して紫外線照射及び活性汚泥処理を行い、ここで紫外線照射処理が１０ｍｉｎであり、活性汚泥処理が２３時間５０分間である。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１２４ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は０％である。
実施例１２
実施例１で使用される廃水と同じであり、処理ステップの相違点は、微細藻類処理ステップにおいて使用される微細藻類の種類が異なり、本実施例において微細藻類がミクロキスティス属（Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ）であることである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は２０５ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は７０％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
実施例１３
実施例１との相違点は、紫外線照射時間が８０分間に延長され、活性汚泥の処理時間が８時間であり、微細藻類の処理時間が１５．５時間であることである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１３５ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は９１．２％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
実施例１４
実施例１との相違点は、紫外線照射時間が１０分間であり、活性汚泥の処理時間が４時間であり、微細藻類の処理時間が１９時間５０分であることである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は９２ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は９５．４％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
実施例１５
実施例１との相違点は、紫外線照射時間が１０分間であり、活性汚泥の処理時間が１１時間５５分であり、微細藻類の処理時間が１１時間５５分であることである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１１２ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は９３．２％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
本願は、２０１８年１０月１８日に提出された出願番号が２０１８１１２１５３４５．３であり、発明の名称が「テレフタル酸廃水の処理及び資源化利用方法」である中国特許出願の優先権を享受することを請求し、その内容は結合により本明細書に組み込まれる。
本発明は、化学工業の技術分野に属し、具体的には、酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法に関するものである。
ＣＯ２の排出削減は現在世界で直面している気候変化の重大な問題であり、工業経済、特にエネルギー産業に対して深刻な課題であり、排出削減コストだけで、異なる発展段階にある国の社会、経済、科学技術発展に異なる影響を与える。米国エネルギー省の目標は、ＣＯ２回収・貯留（ＣＣＳ）のコストを徐々に低減して２０ドル／ｔ－ＣＯ２を超えないようにするか、又は発電コストの増加を２０％を超えないようにすることである。欧米の工業化国は今まで依然として努力しているが、この目標を達成することができても、中国を含む発展途上国は必ずしも負担を負えるものではない。
国民経済の発展に伴い、石油化学工業への需要量も増加し続け、それに伴う廃水排出問題がますます大きくなり、状況がますます複雑になる。生物法による水処理技術は環境にやさしい化学工業技術として、廃水の処理が徹底的であり、処理コストが低く、薬剤消費が少なく、二次汚染がないなどの特徴を有し、現在の汚水処理の主流技術となっている。新規な水処理技術として、微細藻類は成長速度が速く、収穫時期が短く、光合成利用効率が高いなどの特徴を有し、成長繁殖過程において水中の有機化合物を窒素源及び硫黄源として蓄積吸収、利用することができ、ＣＯ２を無機炭素源とすると同時に有機物質を有機炭素源として利用することもできる。微細藻類で廃水を処理した後、残された微細藻類（「藻泥」）の熱分解工程を追加して、微細藻類を、バイオマスガスを製造する原材料とし、微細藻類が環境に二次汚染のリスクをもたらすことを回避すると同時に、資源化利用を実現する。廃水処理工程とエネルギー製造工程の統合は、高い環境保護意義とエネルギー戦略意義を有する。
ＣＮ２０１７１０９３８４９３．７では、改質キトサン、改質モンモリロナイトで製造された吸着膜で組み立てられた中空吸着カラムを利用して汚水中の金属イオンを吸着し、ポンプの負圧作用により汚水が吸着カラムを透過し、汚水が吸着カラムに滞留し、固定化された微細藻類と接触し、微細藻類が汚水中の有機栄養物質を利用して成長繁殖する、微細藻類で汚水を処理する方法が開示されている。その方法を利用して汚水処理を行い、汚水中の金属イオン、炭素、窒素、リン等の物質を効果的に除去することができ、同時に微細藻類を大規模に培養することができ、汚水処理と微細藻類培養の二重目的を達成する。処理された汚水は灌漑、養殖、洗浄等に用いることができる。培養された微細藻類は水産養殖、飼料添加、植物油抽出等に用いることができる。
ＣＮ２０１６１０５８２７４４．８では、微細藻類生物膜の光合成を利用して、光照射条件下で光化学反応によりヒドロキシラジカルに変換する過酸化水素を生成することができ、微細藻類による汚水処理の効果をよく向上させる、微細藻類光学生物汚水処理装置が開示されている。ＣＮ２０１４１０７３１２２３．５では、光バイオリアクターに微細藻類培地及び混合微細藻類種子液を添加し、培養体系のｐＨを８～１２に維持し、導入ガス中のＣＯ２体積含有量が５ｖ％～４５ｖ％であり、微細藻類培養体系の高濃度ＣＯ２に対する溶解性及び耐性を向上させ、炭素固定効率を向上させ、微細藻類油脂の収穫量を明らかに向上させ、バイオディーゼルの製造を行うことができる、微細藻類油脂を製造する方法が開示されている。
ＣＮ２０１０１０２２２０５１．０では、光照射開放型生物反応器を採用し、光照射開放型生物反応器内に微細藻類及び微細藻類培地を含み、ＣＯ２を補充して微細藻類の成長に用い、ここで、ＣＯ２を補充する方法としては、気液混合輸送装置を利用してＣＯ２を含有するガスと液相を混合し、次に気液分離器で気液分離を行い、気液分離後のＣＯ２が溶解した液相は開放型生物反応器に入り微細藻類の成長に必要なＣＯ２を補充する、微細藻類の開放型培養方法が開示されている。
ＣＮ１０５８５９０３４Ａでは、Ｓ１、廃水に過酸化水素及び硫酸第一鉄、Ｃａ（ＯＨ）２及びＮａ２ＣＯ３を順に添加し、撹拌してｐＨ値を６．５～８．５に調節し、１ｈ静止した後に沈殿を除去し、有機化学工業廃水を沈殿池に排出するステップと、Ｓ２、Ｓ１における廃水に分子篩を添加し、撹拌し、１ｈ静止した後に沈殿を除去し、上清を嫌気性反応器に排出するステップと、Ｓ３、Ｓ２における上清の温度を１５～３５℃に維持し、ＣＯＤ：Ｎ：Ｐが４５０：５：１の比率で窒素リン源を添加し、ｐＨ値を７．５～８．５に調節し、硫酸塩還元菌群を添加して嫌気性処理を行い、２４ｈ水力滞留した後に好気反応器に輸送するステップと、Ｓ４、Ｓ３における上清の温度を２０～３５℃に維持し、ＣＯＤ：Ｎ：Ｐが２５０：５：１の比率で窒素リン源を添加し、ｐＨ値を６．５～８に調節し、好塩菌群及び耐塩菌群を添加して一段階の好気処理を行い、曝気撹拌し、２４ｈ水力滞留した後に二段階の好気処理を行い、曝気撹拌し、２４ｈ水力滞留するステップと、Ｓ５、沈殿し、上清を排出するステップと、を含む、高ＣＯＤ、高濃度有機塩酸性有機化学工業廃水の処理方法が開示されている。その廃水処理プロセスは複雑であり、時間がかかり、ｐＨを調整する必要があり、大量のアルカリ液が消費される。
従来の技術の不足に対して、本発明の第１の態様は、酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法を提供する。
本発明が提供する酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法は、
（１）酸性有機廃水を活性汚泥で処理するステップと、
（２）ステップ（１）で処理された酸性有機廃水を微細藻類で処理するステップと、を含む。
本発明は、活性汚泥処理と微細藻類処理との組み合わせを採用することにより、酸性有機廃水のＣＯＤ値を顕著に低下させることができる。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記酸性有機廃水はテレフタル酸廃水である。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で処理される前の酸性有機廃水のＣＯＤｃｒ値は３０００～３００００ｍｇ／Ｌである。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記酸性有機廃水のｐＨ値は１～５である。
いくつかの実施形態において、前記活性汚泥は好気性活性汚泥から選択される。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥は、都市下水処理用の活性汚泥を馴化した後の活性汚泥である。都市下水処理用の活性汚泥は廃水の酸性環境に適応することができず、酸性有機廃水の処理に用いられる場合、アルカリを追加してｐＨを中性に調整する必要があり、かつＣＯＤの除去率が低い。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記都市汚水用の活性汚泥中の微生物は、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２０～２５％、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）２０～２５％、ガンマプロテオバクテリア（Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）１５～２０％、及びクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉａ）１０～１５％を含む。当業者であれば、本発明の文脈において、微生物コロニー組成に関する上記のパーセンテージはいずれも細菌存在量、すなわち、ある菌の遺伝子数／合計遺伝子数を指すことが理解される。
一つの具体的な実施例において、前記都市汚水用の活性汚泥中の微生物は、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２２．８３％±１％、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）２２．６２％±１％、ガンマプロテオバクテリア（Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）１７．７６％±１％、及びクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉａ）１１．５７％±１％を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される前記活性汚泥中の微生物含有量は、微生物全体の１０％以上、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０～２５％を占めるクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含み、それらの合計量は微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める。この４種類の菌は優勢な菌であり、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物の細菌コロニー構造において含有量が最も高い上位の４種類の菌である。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物は、１５～２５％のアルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、１０～１５％のスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、１５～２５％のベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及び２０～２５％のクロロビウム門を含み、好ましくは、２０～２２％のアルファプロテオバクテリア、１１～１３％のスフィンゴバクテリウム綱、１８～２１％のベータプロテオバクテリア、及び２１～２５％のクロロビウム門を含む。
上記実施形態における活性汚泥が酸性有機廃水を処理するために用いられることは以下の利点を有する。廃水負荷変動に対して強い適応性を有し、処理過程においてｐＨ値を中性状態に自己調整することができるため、処理過程においてアルカリを追加してｐＨを調整する必要がない。また、汚泥を継続的に使用することができ、活性汚泥の体積が蓄積しない。
いくつかの具体的な実施例によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３５．９０％±１％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２３．８３％±１％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）９．９７％±１％を含む。
いくつかの具体的な実施例によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）２１．５９％±１％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）１２．６８％±１％、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）１９．１５％±１％、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）２３．２６％±１％を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥において、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）の合計量は、微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める。
本発明のいくつかの実施形態によれば、ステップ（１）で使用される活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３０～４０％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２０～２５％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）８～１２％を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３３～３６％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２２～２４％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）９～１０％を含む。
本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、前記活性汚泥の馴化方法は、
都市下水処理用の活性汚泥を、ＣＯＤｃｒ値が３０００～５０００ｍｇ／Ｌであり、ｐＨ値が１～５である酸性廃水で８～１０日間培養する、第１段階の馴化を含む。
好ましくは、第１段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が１～５ｍｇ／Ｌに制御される。
本発明のいくつかのより好ましい実施形態によれば、前記活性汚泥の馴化方法は、ＣＯＤ値がそれぞれ６０００～８０００ｍｇ／Ｌ、９０００～１５０００ｍｇ／Ｌ、１６０００～３００００ｍｇ／Ｌの酸性有機廃水で第１段階の馴化後の活性汚泥を順に培養し、培養時間はいずれも１～３日である、第１段階の馴化後の第２段階の馴化をさらに含む。好ましくは、第２段階の馴化過程において、Ｎ及びＰ栄養物質を添加し、窒素源は尿素により提供され、リン源はリン酸水素二カリウムにより提供され、比率はＣＯＤ値：Ｎ：Ｐ＝（９５～１０２）：（０．８～１．３）：（０．７～１．２）であり、ＣＯＤ値は第２段階の馴化で使用される廃水のＣＯＤ値を示し、Ｎ及びＰは元素質量で計算される。
好ましくは、第２段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が２～４ｍｇ／Ｌに制御される。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥の処理時間は５～９６ｈであり、好ましくは５～４８ｈである。いくつかの好ましい実施例によれば、前記活性汚泥の処理時間は２～６時間であり、例えば３～５時間である。
本発明の活性汚泥を用いて酸性有機廃水を処理するために用いられることは以下の利点を有する。廃水負荷変動に対して強い適応性を有し、処理過程においてｐＨ値を中性状態に自己調整することができるため、処理過程においてアルカリを追加してｐＨを調整する必要がない。また、馴化後の汚泥を継続的に使用することができ、活性汚泥の体積が蓄積しない。
通常の活性汚泥、例えば都市下水処理用の活性汚泥は、廃水の酸性環境に適応することができないため、アルカリを追加してｐＨを中性に調整する必要があり、ＣＯＤ除去率が低い。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記微細藻類処理で使用される微細藻類は、クロレラ属である。好ましくは、使用前に光バイオ装置において微細藻類を馴化処理する。微細藻類の馴化処理の条件は、処理対象の酸性有機廃水で１０～１６日間培養すると同時に光照射を与えることが好ましく、光照射強度が３０００～４１００ｌｕｘであることが好ましい。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記微細藻類の処理時間は５～２４０ｈであり、好ましくは１２～３６ｈである。いくつかの好ましい実施例によれば、前記微細藻類の処理時間は１５～２２時間であり、例えば１８～２０時間である。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記方法は、活性汚泥処理の前に酸性有機廃水に紫外線照射処理を行うことをさらに含む。好ましくは、前記紫外線照射処理の時間は４～５００ｍｉｎであり、より好ましくは５～６０ｍｉｎである。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記方法は、前記微細藻類の処理において、工業パージガス及び／又はバイオマスガス源中の二酸化炭素を微細藻類成長の炭素源として採用することをさらに含む。好ましくは、前記工業パージガスは煙道ガスである。前記煙道ガス中の二酸化炭素の含有量は８ｖ％～１５ｖ％であってもよく、好ましくは１０ｖ％～１２．５ｖ％である。前記微細藻類の処理過程において、前記二酸化炭素の捕集率は９０％以上になることができる。
本発明のいくつかの実施形態によれば、微細藻類で処理された後、前記酸性有機廃水のＣＯＤ値は３００ｍｇ／Ｌ未満である。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記方法は、微細藻類処理で使用された微細藻類を回収し、バイオマスエネルギーの材料として、分解によるバイオマス燃料ガスの製造に用いることをさらに含む。
第２の態様において、本発明は、
都市下水処理用の活性汚泥をＣＯＤ値が３０００～５０００ｍｇ／Ｌであり、ｐＨ値が１～５である酸性廃水で８～１０日間培養する第１段階の馴化を含む、活性汚泥の馴化方法をさらに提供する。
好ましくは、第１段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が２～４ｍｇ／Ｌに制御される。
本発明のいくつかの好ましい実施形態によれば、前記馴化方法は、ＣＯＤ値がそれぞれ６０００～８０００ｍｇ／Ｌ、９０００～１５０００ｍｇ／Ｌ、１６０００～３００００ｍｇ／Ｌの酸性有機廃水で第１段階の馴化後の活性汚泥を順に培養し、培養時間はいずれも１～３日である、第１段階の馴化後の第２段階の馴化をさらに含む。好ましくは、第２段階の馴化過程において、Ｎ及びＰ栄養物質を添加し、窒素源は尿素により提供され、リン源はリン酸水素二カリウムにより提供され、比率はＣＯＤ：Ｎ：Ｐ＝（９５～１０２）：（０．８～１．３）：（０．７～１．２）であり、ＣＯＤは第２段階の馴化で使用される廃水のＣＯＤ値を示し、Ｎ及びＰは元素質量で計算される。
好ましくは、第２段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が２～４ｍｇ／Ｌに制御される。
第３の態様において、本発明は、さらに、酸性有機廃水の処理に適用される活性汚泥を提供し、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含み、その合計量は微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、１５～２５％のアルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、１０～１５％のスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、１５～２５％のベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及び２０～２５％のクロロビウム綱を含み、好ましくは、前記活性汚泥中の微生物は、２０～２２％のアルファプロテオバクテリア、１１～１３％のスフィンゴバクテリウム綱、１８～２１％のベータプロテオバクテリア、及び２１～２５％のクロロビウム綱を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含み、その合計量は、微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める。
本発明のいくつかの実施形態によれば、活性汚泥中の微生物は、１５～２５％のアルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、１０～１５％のスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、１５～２５％のベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及び２０～２５％のクロロビウム綱を含み、好ましくは、２０～２２％のアルファプロテオバクテリア、１１～１３％のスフィンゴバクテリウム綱、１８～２１％のベータプロテオバクテリア、及び２１～２５％のクロロビウム綱を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、含有量が微生物全体の１０％以上、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０～２５％を占めるクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）の合計量は、微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３０～４０％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２０～２５％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）８～１２％を含む。
本発明のいくつかの実施形態によれば、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３３～３６％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２２～２４％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）９～１０％を含む。いくつかの具体的な実施例によれば、活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３５．９０％±１％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２３．８３％±１％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）９．９７％±１％を含む。
いくつかの具体的な実施例によれば、活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）２１．５９％±１％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）１２．６８％±１％、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）１９．１５％±１％、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）２３．２６％±１％を含む。
いくつかの好ましい実施例によれば、活性汚泥中の微生物の優勢な菌は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）であり、比率は、それぞれ２１～２２％、１２～１３％、１９～２０％及び２３～２４％である。より具体的には、いくつかの実施例では、活性汚泥中の微生物の優勢な菌は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）であり、その比率はそれぞれ２１．５９％、１２．６８％、１９．１５％及び２３．２６％である。
上記実施形態において、前記活性汚泥は以下の利点を有する。酸性有機廃水の廃水負荷変動に対して強い適応性を有し、活性汚泥体積が蓄積せず、処理過程においてｐＨ値を中性状態に自己調整することができる。
第４の態様において、本発明は、さらに、有機廃水、特に酸性有機廃水の処理における本発明の第２の態様及び／又は第３の態様に記載の活性汚泥の応用を提供する。いくつかの実施例において、前記酸性有機廃水はテレフタル酸廃水である。いくつかの実施例において、前記酸性有機廃水のｐＨ値は１～５である。
本願において、用語「テレフタル酸廃水」はテレフタル酸の製造過程において排出された廃水を意味し、主な汚染物はテレフタル酸、酢酸及び安息香酸等である。
いくつかの実施形態によれば、本発明が提供する酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法は、酸性有機廃水処理及び煙道ガス二酸化炭素による微細藻類の培養技術により、煙道ガス中のＣＯ２及び廃熱を利用してＰＴＡ廃水を処理し、同時に、微細藻類バイオマスガス化を行い、廃棄物で廃棄物を製造する煙道ガス二酸化炭素の工業利用技術を開発し、廃水を浄化すると同時に物質エネルギーを副生し、「廃棄物で廃棄物を製造すること」及び「廃棄物を宝に変えること」を実現し、現在の環境にやさしい化学工業及び循環経済の主題に合致し、巨大な経済的価値及び社会的意義を有する。なお、本発明の方法は、従来の開放型微細藻類培養系において液体層が薄いことによるＣＯ２の利用率が低いという問題を解決し、微細藻類培養過程における微細藻類の油脂蓄積能力を向上させ、ＣＯ２の利用率を向上させ、培養装置を簡略化する。
本発明の技術的解決手段をより理解しやすくするために、以下に実施例を参照して本発明を詳細に説明する。これらの実施例は例示的な作用のみを果たし、本発明の応用範囲に限定されるものではない。
一、活性汚泥
１、微生物の馴化過程
都市下水工場からの活性汚泥を取り、実験室で好気反応装置に置いて馴化処理し、馴化過程全体は２段階に分けられる。第１段階（予備馴化）において、希釈されたテレフタル酸廃水（ＣＯＤ濃度が３０００～５０００ｍｇ／Ｌであり、ｐＨ値が４である）で活性汚泥を８～１０日間培養し、一次馴化活性汚泥が得られる。第２段階（高度馴化）において、希釈されたテレフタル酸廃水で一次馴化活性汚泥をさらに６～９日間培養する。ここで、１～３日目にＣＯＤが６０００～８０００ｍｇ／Ｌの希釈テレフタル酸廃水で培養する。４～６日目にＣＯＤが９０００～１５０００ｍｇ／Ｌの希釈テレフタル酸廃水で培養する。７～９日目にＣＯＤが１６０００～３００００ｍｇ／Ｌの希釈テレフタル酸廃水で培養する。高度馴化過程において、Ｎ及びＰ栄養物質を添加し、窒素源は尿素により提供され、リン源はリン酸水素二カリウムにより提供され、比率はＣＯＤ：Ｎ：Ｐ＝９５～１０２：０．８～１．３：０．７～１．２である。第１と第２段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が２～４ｍｇ／Ｌに制御される。
２、微生物コロニーの構造解析及び特徴づけ
活性汚泥における各微生物の種類及び含有量を測定する。活性汚泥サンプルを収集し、ＤＮＡ抽出及びＰＣＲ増幅を行い、Ｉｌｌｕｍｉｎａ Ｍｉｓｅｑ配列決定を行い、配列決定結果を得て、種類及び含有量（存在度）を分析し決定する。
馴化前の活性汚泥中の微生物は、主に、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ、２２．８３％）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ、２２．６２％）、ガンマプロテオバクテリア（Ｇａｍｍａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ、１７．７６％）、及びクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉａ、１１．５７％）である。
予備馴化後の活性汚泥中の微生物は、主に、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ、３５．９０％）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ、２３．８３％）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ、９．９７％）を主とする。その結果は、主要なコロニー構造が大きく変化したことを示している。
高度馴化後に、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）は、依然として優勢な菌綱であるが、占める割合は予備馴化時の３５．９０％及び２３．８３％からそれぞれ２１．５９％及び１２．６８％に低下する。また、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）は明らかに増加し、８．１２％及び０．３５％から１９．１５％及び２３．２６％に増加する。
活性汚泥の見かけ収率Ｙｏｂｓ値（Ｙｏｂｓ＝汚泥成長量／ＣＯＤ消費量（ｍｇＭＬＳＳ／ｍｇＣＯＤ）を検出する。馴化の第１段階においてＹｏｂｓ値は０．０２～０．０５ｇＭＬＳＳ／ｇＣＯＤであり、馴化の第２段階においてＹｏｂｓ値は０．０４～０．０６ｇＭＬＳＳ／ｇＣＯＤである。これは、予備馴化と高度馴化を経た後、活性汚泥中の微生物の群落構造が最適化され、適応成長と内因性消費の動的バランスを達成したため、活性汚泥が蓄積しないことを示す。
また、馴化後の活性汚泥は、酸性廃水処理後にｐＨを上昇させることができ、これは本発明の馴化後の活性汚泥の特性である。
要するに、本発明の馴化された活性汚泥は、ＰＴＡ廃水負荷変動に対して強い適応性を有し、活性汚泥体積が蓄積せず、処理過程においてｐＨ値を中性状態に自己調整することができる。
二、微細藻類
微細藻類は淡水中の一般的な種類のクロレラ属（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ）藻種を採用し、実験室で光バイオ装置に置いて馴化処理し、処理対象の廃水（テレフタル酸廃水）で１０～１６日間培養し、培養温度が２０～２８℃であり、同時に毎日一定の光照射を与え、光照射強度が３０００～４１００ｌｕｘである。
実施例１
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は４トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は２００００ｍｇ／Ｌであり、水温は４０℃であり、廃水のｐＨ値は４である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥（上記の高度馴化後の活性汚泥を採用する）による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が５．８であり、ＣＯＤｃｒ含有量が１８０９ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類（クロレラ属）による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１２ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計で２４ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が１０ｍｉｎであり、活性汚泥処理が８ｈであり、微細藻類処理が１５．８３ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１２８ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９１％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例１
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例１と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が４であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が４８ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１０００ｍｇ／Ｌである。
実施例２
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は４０トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１５０００ｍｇ／Ｌであり、水温は４０℃であり、廃水のｐＨ値は４．４である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が８ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計で２０ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が１５ｍｉｎであり、活性汚泥処理が６．７５ｈであり、微細藻類処理が１３ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１０７ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９０．８％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いられる。
比較例２
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例２と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が４．４であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が４８ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１０００ｍｇ／Ｌである。
実施例３
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は１０トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は３００００ｍｇ／Ｌであり、水温は４５℃であり、廃水のｐＨ値は３．８である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が６．１であり、ＣＯＤｃｒ含有量が２９１０ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１５ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計で２８ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が６ｍｉｎであり、活性汚泥処理が１３ｈであり、微細藻類処理が１４．９ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１５９ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９１．５％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例３
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例３と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が３．８であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が６０ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１２００ｍｇ／Ｌである。
実施例４
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は１トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１００００ｍｇ／Ｌであり、水温は３５℃であり、廃水のｐＨ値は４．８である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が５．９８であり、ＣＯＤｃｒ含有量が１８５１ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１２ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計２２ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が４ｍｉｎであり、活性汚泥処理が９ｈであり、微細藻類処理が１２．９３ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が８９ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９３．５％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例４
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例４と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が４．８であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が４０ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が７００ｍｇ／Ｌである。
実施例５
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は８０トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１７０００ｍｇ／Ｌであり、水温は４５℃であり、廃水のｐＨ値は４．５である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が６．０２であり、ＣＯＤｃｒ含有量が２０８０ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１０ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計２８ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が４０ｍｉｎであり、活性汚泥処理が１０ｈであり、微細藻類処理が１７．３３ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１２９ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９０．５％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例５
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例５と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が４．５であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が３６ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１３００ｍｇ／Ｌである。
実施例６
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は３０トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は２３０００ｍｇ／Ｌであり、水温は４０℃であり、廃水のｐＨ値は４．２である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が５．９５であり、ＣＯＤｃｒ含有量が４８１０ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１２．５ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計３０ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が１２ｍｉｎであり、活性汚泥処理が１０ｈであり、微細藻類処理が１９．８ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１７９ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９１．３％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例６
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例６と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が４．２であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が４２ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１５００ｍｇ／Ｌである。
実施例７
ＰＴＡ廃水を含有する汚水源の毎日の排出量は１５トンであり、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は２９０００ｍｇ／Ｌであり、水温は４０℃であり、廃水のｐＨ値は３．９である。本発明が提供する方法を採用して処理し、まず波長が３６５ｎｍの紫外線を採用して紫外線照射処理を行い、ＰＴＡ分子を分解させ、次に活性汚泥による前処理を行い、活性汚泥で処理された後の廃水のｐＨ値が５．８９であり、ＣＯＤｃｒ含有量が３２８４ｍｇ／Ｌである。その後に水サンプルを微細藻類池に入れて微細藻類による処理を行い、同時に二酸化炭素含有量が１２ｖ％の煙道ガスを導入して微細藻類の生産に二酸化炭素を供給し、合計３０ｈ処理した後（ここで紫外線照射処理が１０ｍｉｎであり、活性汚泥処理が８ｈであり、微細藻類処理が２１．８３ｈである）、ＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量が２０９ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率が９０．３％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
比較例７
ＰＴＡを含有する廃水及び煙道ガスの条件は実施例７と同じであり、相違点は、従来の活性汚泥法で処理することである。ここで、上記都市下水工場からの活性汚泥を処理対象の廃水と十分に混合した後、曝気する。廃水のｐＨ値が３．９であるため、汚泥中の活性成分が生存しにくく、従来の方法ではＰＴＡ含有廃水を処理することができず、中和及び希釈された後に処理するしかできず、処理周期が４５ｈであり、処理された後の廃水のＣＯＤｃｒ含有量が１７００ｍｇ／Ｌである。
実施例８
実施例１で使用される廃水及び処理ステップと基本的に同じであり、相違点は、活性汚泥の前処理ステップで使用されるのは馴化されていない活性汚泥であり、すなわち、上記都市下水工場からの活性汚泥であることのみである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１１０００ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は５％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
実施例９
実施例１で使用される廃水及び処理ステップと基本的に同じであり、相違点は、活性汚泥の前処理ステップで使用されるのは上記の一次馴化された活性汚泥であることである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は４５０ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は７１％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
実施例１０
実施例１で使用される廃水と同じであり、処理ステップの相違点は波長が３６５ｎｍの紫外線で廃水に紫外線照射処理を行わないことである。すなわち、廃水は活性汚泥（８時間）と微細藻類（１６時間）の２段階で処理される。処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は７８０ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は８５％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いられる。
実施例１１
実施例１で使用される廃水と同じであり、処理ステップの相違点は微細藻類処理を採用しないことのみである。すなわち、廃水に対して紫外線照射及び活性汚泥処理を行い、ここで紫外線照射処理が１０ｍｉｎであり、活性汚泥処理が２３時間５０分間である。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１２４ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は０％である。
実施例１２
実施例１で使用される廃水と同じであり、処理ステップの相違点は、微細藻類処理ステップにおいて使用される微細藻類の種類が異なり、本実施例において微細藻類がミクロキスティス属（Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ）であることである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は２０５ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は７０％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
実施例１３
実施例１との相違点は、紫外線照射時間が８０分間に延長され、活性汚泥の処理時間が８時間であり、微細藻類の処理時間が１５．５時間であることである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１３５ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は９１．２％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
実施例１４
実施例１との相違点は、紫外線照射時間が１０分間であり、活性汚泥の処理時間が４時間であり、微細藻類の処理時間が１９時間５０分であることである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は９２ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は９５．４％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。
実施例１５
実施例１との相違点は、紫外線照射時間が１０分間であり、活性汚泥の処理時間が１１時間５５分であり、微細藻類の処理時間が１１時間５５分であることである。
処理された後のＰＴＡ廃水のＣＯＤｃｒ含有量は１１２ｍｇ／Ｌであり、煙道ガス中の二酸化炭素の捕集率は９３．２％に達する。反応器中の微細藻類を定期的に置換し、分解による燃料ガスの製造に用いる。

Claims (21)

  1. （１）酸性有機廃水を活性汚泥で処理するステップと、
    （２）ステップ（１）で処理された酸性有機廃水を微細藻類で処理するステップと、を含む酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法。
  2. 前記酸性有機廃水はテレフタル酸廃水であり、及び／又は、
    ステップ（１）で処理される前の酸性有機廃水のＣＯＤｃｒ含有量は３０００～３００００ｍｇ／Ｌであり、及び／又は、
    前記酸性有機廃水のｐＨ値は１～５である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. ステップ（１）で使用される活性汚泥は、馴化した後の活性汚泥であり、
    好ましくは、前記活性汚泥の馴化方法は、都市下水処理用の活性汚泥を、ＣＯＤｃｒ含有量が３０００～５０００ｍｇ／Ｌであり、ｐＨ値が１～５である酸性廃水で８～１０日間培養する、第１段階の馴化を含み、
    好ましくは、第１段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が２～４ｍｇ／Ｌに制御される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記活性汚泥の馴化方法は、ＣＯＤｃｒ含有量がそれぞれ６０００～８０００ｍｇ／Ｌ、９０００～１５０００ｍｇ／Ｌ、１６０００～３００００ｍｇ／Ｌの酸性有機廃水で第１段階の馴化後の活性汚泥を順に培養し、培養時間はいずれも１～３日である、第１段階の馴化後の第２段階の馴化をさらに含み、
    好ましくは、第２段階の馴化過程において、Ｎ及びＰ栄養物質を添加し、窒素源は尿素により提供され、リン源はリン酸水素二カリウムにより提供され、比率はＣＯＤ：Ｎ：Ｐ＝（９５～１０２）：（０．８～１．３）：（０．７～１．２）であり、
    好ましくは、第２段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が２～４ｍｇ／Ｌに制御される、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記活性汚泥中の微生物は、含有量が微生物全体の１０％以上、好ましくは１５０％以上、より好ましくは２０～２５％を占めるクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含む、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含み、それらの合計量は微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記活性汚泥中の微生物は、１５～２５％のアルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、１０～１５％のスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、１５～２５％のベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及び２０～２５％のクロロビウム綱を含み、好ましくは、２０～２２％のアルファプロテオバクテリア、１１～１３％のスフィンゴバクテリウム綱、１８～２１％のベータプロテオバクテリア、及び２１～２５％のクロロビウム綱を含む、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）を含み、
    好ましくは、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）の合計量は、微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占め、
    好ましくは、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３０～４０％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２０～２５％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）８～１２％を含み、
    より好ましくは、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３３～３６％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２２～２４％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）９～１０％を含む、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記活性汚泥の処理時間は５～９６ｈであり、好ましくは５～４８ｈであり、及び／又は、
    前記微細藻類の処理時間は５～２４０ｈであり、好ましくは１２～３６ｈである、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記微細藻類処理で使用される微細藻類は、クロレラ属であり、
    好ましくは、使用前に光バイオ装置において微細藻類を馴化処理し、馴化処理の条件は、処理対象の酸性有機廃水で１０～１６日間培養すると同時に光照射を与えることが好ましく、光照射強度が３０００～４１００ｌｕｘであることが好ましい、ことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記方法は、活性汚泥処理の前に酸性有機廃水に紫外線照射処理を行うことをさらに含み、好ましくは、前記紫外線照射処理の時間は４～５００ｍｉｎであり、より好ましくは５～６０ｍｉｎである、ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記方法は、前記微細藻類の処理において、工業パージガス及び／又はバイオマスガス源中の二酸化炭素を微細藻類成長の炭素源として採用することをさらに含み、
    好ましくは、前記工業パージガスは煙道ガスであり、前記煙道ガス中の二酸化炭素の含有量は８ｖ％～１５ｖ％であってもよく、好ましくは１０ｖ％～１２．５ｖ％である、ことを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記方法は、微細藻類処理で使用された微細藻類を回収し、バイオマスエネルギーの材料として、分解によるバイオマス燃料ガスの製造に用いることをさらに含む、ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 都市下水処理用の活性汚泥を、ＣＯＤ値が３０００～５０００ｍｇ／Ｌであり、ｐＨ値が１～５である酸性有機廃水で８～１０日間培養する、第１段階の馴化を含み、
    好ましくは、第１段階の馴化の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が１～５ｍｇ／Ｌ、好ましくは２～４ｍｇ／Ｌに制御される、活性汚泥の馴化方法。
  15. 前記馴化方法は、ＣＯＤ値がそれぞれ６０００～８０００ｍｇ／Ｌ、９０００～１５０００ｍｇ／Ｌ、１６０００～３００００ｍｇ／Ｌの酸性有機廃水で第１段階の馴化後の活性汚泥を順に培養し、培養時間はいずれも１～３日である、第１段階の馴化後の第２段階の馴化をさらに含み、
    好ましくは、第２段階の培養温度はいずれも２０～２８℃であり、溶存酸素量が２～４ｍｇ／Ｌ、１～５ｍｇ／Ｌ、好ましくは２～４ｍｇ／Ｌに制御される、ことを特徴とする請求項１４に記載の馴化方法。
  16. 第２段階の馴化過程において、Ｎ及びＰ栄養物質を添加し、窒素源は尿素により提供され、リン源はリン酸水素二カリウムにより提供され、比率はＣＯＤ：Ｎ：Ｐ＝（９５～１０２）：（０．８～１．３）：（０．７～１．２）である、ことを特徴とする請求項１５に記載の馴化方法。
  17. 酸性有機廃水の処理に適用される活性汚泥であって、
    前記活性汚泥中の微生物は、含有量が微生物全体の１０％以上、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０～２５％を占めるクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含む、酸性有機廃水の処理に適用される活性汚泥。
  18. 前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、ベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及びクロロビウム綱（Ｃｈｌｏｒｏｂｉａ）を含み、それらの合計量は微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占める、ことを特徴とする請求項１７に記載の活性汚泥。
  19. 前記活性汚泥中の微生物は、１５～２５％のアルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、１０～１５％のスフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、１５～２５％のベータプロテオバクテリア（Ｂｅｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、及び２０～２５％のクロロビウム綱を含み、
    好ましくは、前記活性汚泥中の微生物は、２０～２２％のアルファプロテオバクテリア、１１～１３％のスフィンゴバクテリウム綱、１８～２１％のベータプロテオバクテリア、及び２１～２５％のクロロビウム綱を含む、ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の活性汚泥。
  20. 前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）を含み、
    好ましくは、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）の合計量は、微生物全体の５０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上を占め、
    好ましくは、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３０～４０％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２０～２５％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）８～１２％を含み、
    より好ましくは、前記活性汚泥中の微生物は、アルファプロテオバクテリア（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）３３～３６％、スフィンゴバクテリウム綱（Ｓｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉｉａ）２２～２４％、及びデイノコックス綱（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｉ）９～１０％を含む、ことを特徴とする請求項１７～１９のいずれか一項に記載の活性汚泥。
  21. 酸性有機廃水の処理における、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の馴化方法によって得られた活性汚泥及び／又は請求項１７～２０のいずれか一項に記載の活性汚泥の応用。

JP2021546424A 2018-10-18 2019-10-17 酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法 Active JP7466555B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811215345.3 2018-10-18
CN201811215345.3A CN111072215B (zh) 2018-10-18 2018-10-18 一种对苯二甲酸废水处理及资源化利用方法
PCT/CN2019/111721 WO2020078433A1 (zh) 2018-10-18 2019-10-17 酸性有机废水的处理及资源化利用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022512024A true JP2022512024A (ja) 2022-02-01
JP7466555B2 JP7466555B2 (ja) 2024-04-12

Family

ID=70283697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021546424A Active JP7466555B2 (ja) 2018-10-18 2019-10-17 酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210380452A1 (ja)
JP (1) JP7466555B2 (ja)
CN (1) CN111072215B (ja)
WO (1) WO2020078433A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116265044B (zh) * 2021-12-16 2024-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种处理对二甲苯液相氧化残渣的方法
CN115403156A (zh) * 2022-09-13 2022-11-29 齐鲁工业大学 一种两阶段处理体系对高氨氮畜禽废水脱除氮磷的方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3389628B2 (ja) * 1993-03-23 2003-03-24 栗田工業株式会社 テレフタル酸含有排水の処理方法
JPH09174088A (ja) * 1995-12-25 1997-07-08 Toray Ind Inc テレフタル酸含有廃液の好気的処理方法
JP4075096B2 (ja) * 1997-05-27 2008-04-16 東レ株式会社 テレフタル酸含有廃液の処理方法
CN101376552A (zh) * 2008-09-19 2009-03-04 紫金矿业集团股份有限公司 含对甲苯胺高浓度难降解有机废水的处理工艺
CN101654313B (zh) * 2009-09-15 2012-07-04 哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司 利用高级氧化预处理培养微藻进行污水处理的方法
CN101767893B (zh) * 2010-02-11 2012-11-14 清华大学 利用微藻深度处理污水耦合生产生物油的装置及方法
EP2704999B1 (en) * 2011-05-06 2019-02-20 Ariel-University Research and Development Company, Ltd Wastewater treatment method comprising algal photosynthesis
CN102336498B (zh) * 2011-06-28 2013-03-13 蔡志武 一种序批式反应器耦合光生物反应器处理氮磷污水的方法
CA2876477A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Microvi Biotech Inc. Bioconversion processes and apparatus
CN102815839A (zh) * 2012-08-27 2012-12-12 哈尔滨工业大学 一种废气和废水耦合低碳排能源化的方法和装置
KR101414769B1 (ko) * 2012-11-28 2014-07-03 한국과학기술연구원 슬러지 처리 방류수를 이용한 미세조류 배양장치 및 방법
CN103112993B (zh) * 2013-01-31 2013-12-25 胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司 一种利用微藻处理油田污水和固定co2的方法
JP2015058387A (ja) 2013-09-18 2015-03-30 アタカ大機株式会社 浄化処理方法および浄化処理装置
CN104556545A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种微藻固定co2及处理油田污水的方法
CN104556544A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种利用微藻处理油田污水及固定co2制生物柴油的方法
CN106186554A (zh) * 2016-08-26 2016-12-07 东华工程科技股份有限公司 一种对pta污水经双膜脱盐回用后残余ro浓水的预处理方法
JP6269797B2 (ja) * 2016-12-09 2018-01-31 セイコーエプソン株式会社 回路装置及び電子機器
CN108585208B (zh) 2018-04-18 2020-09-01 南昌航空大学 一种利用微藻与活性污泥分步处理高氮低碳稀土矿采矿废水的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210380452A1 (en) 2021-12-09
WO2020078433A1 (zh) 2020-04-23
CN111072215A (zh) 2020-04-28
JP7466555B2 (ja) 2024-04-12
CN111072215B (zh) 2021-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Arias et al. Integrating microalgae tertiary treatment into activated sludge systems for energy and nutrients recovery from wastewater
Zhou et al. Simultaneous biological removal of nitrogen and phosphorus from secondary effluent of wastewater treatment plants by advanced treatment: A review
Xie et al. Biodiesel production with the simultaneous removal of nitrogen, phosphorus and COD in microalgal-bacterial communities for the treatment of anaerobic digestion effluent in photobioreactors
Gao et al. Simultaneous nutrient removal and biomass/lipid production by Chlorella sp. in seafood processing wastewater
Tang et al. Performance and mechanism of a novel algal-bacterial symbiosis system based on sequencing batch suspended biofilm reactor treating domestic wastewater
Tang et al. Effect of aeration rate on performance and stability of algal-bacterial symbiosis system to treat domestic wastewater in sequencing batch reactors
Gao et al. Removal of nutrients, organic matter, and metal from domestic secondary effluent through microalgae cultivation in a membrane photobioreactor
Sun et al. Wastewater treatment and membrane fouling with algal-activated sludge culture in a novel membrane bioreactor: Influence of inoculation ratios
Zhang et al. Aeration-induced CO2 stripping, instead of high dissolved oxygen, have a negative impact on algae–bacteria symbiosis (ABS) system stability and wastewater treatment efficiency
Ruiz-Martinez et al. Microalgae cultivation in wastewater: nutrient removal from anaerobic membrane bioreactor effluent
Gao et al. Performance of piggery wastewater treatment and biogas upgrading by three microalgal cultivation technologies under different initial COD concentration
Xu et al. The impact of seasonal variations about temperature and photoperiod on the treatment of municipal wastewater by algae-bacteria system in lab-scale
Amini et al. Municipal wastewater treatment by semi-continuous and membrane algal-bacterial photo-bioreactors
Tsolcha et al. Treatment of second cheese whey effluents using a Choricystis‐based system with simultaneous lipid production
Wang et al. Organic degrading bacteria and nitrifying bacteria stimulate the nutrient removal and biomass accumulation in microalgae-based system from piggery digestate
Al-Mallahi et al. Attempts to alleviate inhibitory factors of anaerobic digestate for enhanced microalgae cultivation and nutrients removal: A review
Wang et al. Selection of microalgae for simultaneous biogas upgrading and biogas slurry nutrient reduction under various photoperiods
CN102583880A (zh) 一种抗生素制药废水的处理工艺
CN103708626B (zh) 一种固废厌氧发酵沼液的处理方法
Karray et al. A novel bioprocess combining anaerobic co-digestion followed by ultra-filtration and microalgae culture for optimal olive mill wastewater treatment
CN109942091B (zh) 菌藻附着型生物纤维床及其制备方法及其强化处理猪废水脱氮除磷的方法
JP7466555B2 (ja) 酸性有機廃水の処理及び資源化利用方法
Qin et al. Wastewater treatment and simultaneous production of algal lipids in sequencing batch reactors containing a microalgal-bacterial consortium
Hu et al. Start-up and maintenance of indigenous microalgae-bacteria consortium treating toilet wastewater through partial nitrification and nitrite-type denitrification
Kee et al. Insights into modified sequencing batch reactor for the treatment of sugarcane vinasse: role of recirculation process

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210420

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221012

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231016

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240325

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240402

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7466555

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150