JPH01249197A - 嫌気性処理における硫酸還元反応抑制方法および硫酸還元菌阻害性界面活性剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、メタン発酵等の嫌気性発酵によって有機性
廃水を処理する場合に行なわれる嫌気性処理における硫
酸還元反応抑制方法および硫酸還元菌阻害性界面活性剤
に関するものである。

「従来の技術」 メタン発酵な゛どの嫌気性発酵による有機性廃水の処理
は、活性汚泥法等の好気性処理に比べて、■曝気動力が
不用、■汚泥生成量が少ない、■エネルギー源として利
用できるメタンガスが生成する、■高負荷の一次処理が
できる、等の利点を持つ水処理法であるが、この方法は
特に有機物を高濃度に含む廃水の処理に適している。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記のような高濃度の有機性廃水のなか
には、アルコール蒸留廃液、パルプ廃液等のように、し
ばしば多量の硫酸イオンを含むものがある。このような
廃水をメタン発酵させると、メタン細菌と同様の生育条
件下で硫酸還元菌が繁殖し、硫酸イオンがメタン細菌の
生育およびメタン発酵を阻害する硫化物イオンに還元さ
れるため、メタン発酵が抑制されてメタン生成量、廃水
処理能力が低下し、著しい場合には、メタン発酵が停止
する。また、本来、メタン生成に使われる水素が硫酸イ
オンの還元に使われるため、生成ガス中のメ、タン濃度
が低下し、生成ガスのほとんどが炭酸ガスとなってエネ
ルギー源としての価値が低下する。さらに、生成ガス中
に腐食性の硫化水素ガスの濃度が増加する。

このため、嫌気性処理を行なう場合には、廃水中の硫酸
還元菌の生育を阻害することによって硫酸イオンの還元
を抑制することが必要と考えられており、そのために上
記廃水中に硫酸還元菌を阻害する物質を添加することら
考えられるが、従来は、そのような物質がメタン細菌に
及ぼす影響が知られていなかったため、嫌気性処理にお
いて廃水中に硫酸還元菌を阻害する物質を添加する試み
は未だ行なわれたことがなかった。

この発明は、Ｊ：記事情に鑑みてなされたもので、硫酸
還元菌の生育を阻害すると共にメタン細菌の生育を阻害
しない物質を提供し、かつ、その物質により廃水中の硫
酸還元反応を抑制して嫌気性処理を良好な状態で行なう
ことを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明の嫌気性処理における硫酸還元反応抑制方法は
、硫酸イオンを含む有機性廃水を嫌気性発酵によって処
゛理する際に、上記有機性廃水にメタン細菌と共存する
硫酸還元菌の生育を選択的に阻害する界面活性剤を添加
するものである。

また、この発明の硫酸還元菌阻害性界面活性剤は、ツウ
ィーン６０、塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム
、ドデシルベンゼンスルホン酸、臭化セチルトリメデル
アンモニウム、臭化セチルピリジニウム、塩化セチルピ
リジニウム、ポリエチレングリコールステアリルアミン
から選ばれたうちの一種類または二種類以上の混合物か
らなるしのである。

「作用　」 この発明の嫌気性処理における硫酸還元反応抑制方法に
おいては、硫酸イオンを含む有機性廃水を嫌気性発酵に
よって処理する際に、上記有機性廃水にメタン細菌と共
存する硫酸還元菌の生育を選択的に阻害する界面活性剤
を添加することによって、上記硫酸還元菌による硫酸イ
オンの還元を抑制してメタン発酵を阻害する硫化物イオ
ンの発生を防ぐと共に上記硫酸還元菌がメタン生成に必
要な水素を消費することも防止する。このため、この方
法を用いて有機性廃水の嫌気性処理を行なうと、メタン
発酵が良好な状態で行なわれて、廃水処理が効果的に行
なわれることとなる。

また、この発明の硫酸還元菌阻害性界面活性剤を用いた
場合には、有機性廃水の嫌気性処理を効率的に行なうこ
とができる上、その硫酸還元菌阻害性によって、鉄製の
タンク、配管等が硫酸還元菌がつくりだす硫化水素ガス
で腐食されることも防止することができ、硫酸還元菌に
よる被害に対して広く応用することが可能である。

「実施例」 以下、この発明の一実施例を説明する。

この実施例では、例えばアルコール蒸留廃液あるいはバ
ルブ廃液のように硫酸イオンを含む有機性廃水中に、硫
酸還元菌の生育を阻害すると共にメタン細菌の生育を阻
害しない硫酸還元菌阻害性界面活性剤を添加し、その有
機性廃水をメタン発酵させて嫌気性処理を行なう。

このような硫酸還元菌阻害性界面活性剤としては、例え
ばドデシルベンゼンスルホン酸などがある。そして、こ
のドデシルベンゼンスルホン酸を例えばｌｏｐｐｍ程度
の適当な濃度になるようにして発酵槽（あるいはりアク
タ−１消化槽等）に添加すると、ドデシルベンゼンスル
ホン酸の作用により硫酸還元菌の活動が抑制されるため
、硫酸イオンの硫化物イオンへの還元が起こらず、メタ
ン発酵を良好な状態で行なうことができる。

また、上記ドデシルベンゼンスルホン酸のような硫酸還
元菌阻害性界面活性剤は、硫酸還元菌による腐食性の硫
化水素ガスの発生ら抑制できるため、反応処理における
発酵槽、リアクター、または消化槽等ばかりでなく、土
中等の嫌気下における鉄製の送油管、ガス管、および水
道管等が硫化水素ガスで腐食されることも防止すること
もできる。

なお、上記硫酸還元菌阻害性界面活性剤としては、上記
ドデシルベンゼンスルホン酸の他、ツウィーン６０．塩
化オクタデシルトリメチルアンモニウム、臭化セチルト
リメチルアンモニウム、臭化セチルピリジニウム、塩化
セチルピリジニウム、ポリエチレングリコールステアリ
ルアミンおよびその他の界面活性剤などがある。そして
、これらの界面活性剤を用いた場合にら、ドデシルベン
ゼンスルホン酸を用いた場合と同様な効果を奏すること
ができる。

「実験例」 （実験Ｉ　）スクリーニングテスト 硫酸還元菌の生育を阻害し、メタン細菌の生育を阻害し
ない物質を捜すため、表１に示すフローに基づいてスク
リーニングテストを実施した。

このスクリーニングテストにおいては、メタン細菌とし
て、メタノールを炭素源として利用可能で、しかもその
メタン発酵域の至適生育温度が５５℃のメタノザルシナ
（Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ　ｓｐ、（ＤＳＭ２９
０６））を用い、硫酸還元菌として、上記至適生育温度
とほぼ等しい至適生育温度を持つデスルホトマクルムニ
グリフィカンス（Ｄｅｓｕｌｕｒｏｔｏｍａｃｕｌｕｍ
ｎｉｇｒｉｒｉｃａｎｓ　（ＤＳＭ　５７４））を用い
た。そして、これら６菌の菌株に対して、表２、表３に
示す培地を調整した。

（以下余白） 表１゜ （以下余白） 表２．硫酸還元菌生育確認用培地 但し、上記培地はオートクレーブにより　ｌ　２０　’
Ｃで１５分間殺菌処理され、また、そのｐ　Ｉ−１は７
．２に調整されている。そしそ、このスクリーニングテ
ストは、窒＄、８０％、二酸化炭素ｌＯ％、水素１０％
の雰囲気中において行なった。

（以下余白） 表３．メタン細菌生育確認用培地 但し、上記培地はオートクレーブにより　１２０℃で１
５分間殺菌処理され、また、そのｐ　Ｉ−１は７．２に
訳１整されている。そして、このスクリーニングテスト
は、窒素８０％、二酸化炭素１０％、水素１０％の雰囲
気中において行なった。

なお、表３中におけるビタミン溶液および微量元素溶液
の配合をそれぞれ表４、表５に示す。

表４゜ 表５゜ このようなスクリーニングテストにおいて、培地に硫酸
還元菌が生存、生育する場合には、硫酸塩が乳酸ナトリ
ウムを還元剤として還元され、モール塩中の鉄と作用し
て硫化鉄を生成し、培地が黒変する。このため、このス
クリーニングテストでは、培地の黒変によって硫酸還元
菌の生育確認とした。また、メタン細菌は、生育すると
、培養液の入った試験管の下部に根粒状となって沈澱す
るため、培養液は創らない。さらに、メタン細菌の生育
に伴ってメタンガスが発生するので、これをしって生育
確認とする。

そして、このようにして多数の界面活性剤についてスク
リーニングテストを行った結果、表６に示す７種の界面
活性剤が有効と認められた。

なお、各界面活性剤名の右側に記載した有効濃度とは、
メタン発酵が最も良好な状態で行なわれる濃度であるｈ
ぐ、これ以外の濃度でら硫酸還元菌の生育を抑制するこ
とが可能であり、その場合にらメタン発酵を効率的に行
なうことができる。

表６゜ （実験２　）共生テスト 実験１で有効と認められた表６の界面活性剤のうちから
ドデシルベンゼンスルホン酸を選び、表７の培地を用い
て共生テストを行った。

この共生テストでは、実験ｌと同様な実験方法で行なわ
れ、メタン細菌の単独培養、メタン細菌と硫、酸還元菌
との混合培養、および上記ドデシルベンゼンスルホン酸
を１０ｐｐｍ添加したメタン細菌と硫酸還元菌との混合
培養を行なった。そして、メタン細菌の増殖は、メタン
ガス発生量をモニターすることにより検知し、硫酸還元
菌の増殖は、硫酸イオン濃度の変化をモニターすること
により検知した。

（以下余白） 表７゜ 但し、上記培地は、Ｉ）Ｈ７！ｌ（７，０に調整されて
いる。

この共生テストの結果、第１図、第２図に示すように、
メタン細菌と硫酸還元菌とを混合した系にドデシルベン
ゼンスルホン酸を添加した場合には、゛メタン細菌単独
の系と同様に良好なメタン発酵が行なわれ、かつ硫酸還
元菌の増殖も抑制された。

ま、た、上記共生テストと同様に表７の培地を用いて、
上記表６中に記載した上記ドデシルベンゼンスルホン酸
以外の各界面活性剤を添加したメタン細菌と硫酸還元菌
との混合培養を行なったところ、これら各界面活性剤を
添加した場合にも、上記ドデシルベンゼンスルホン酸を
添加した場合と同様に良好なメタン発酵が行なわれ、か
つ硫酸還元菌の増殖も抑制された。

「発明の効果」 この発明の嫌気性処理における硫酸還元反応抑制方法に
よれば、硫酸イオンを含む有機性廃水を嫌気性発酵によ
って処理する際に、上記有機性廃水にメタン細菌と共存
する硫酸還元菌の生育を選択的に阻害する界面活性剤を
添加するので、上記硫酸還元菌による硫酸イオンの還元
を抑制してメタン発酵を阻害する硫化物イオンの発生を
防ぐことができると共に、メタン生成に必要な水素が上
記硫酸還元菌に消費されることを防止することができる
。このため、この方法を用いて有機性廃水の嫌気性処理
を行なった場合には、メタン発酵を良好な状態で行なう
ことができ、廃水処理を効果的に行なうことができる。

また、この発明の硫酸還元菌阻害性界面活性剤によれば
、硫酸還元菌の生育を阻害すると共にメタン細菌の生育
を阻害しないために嫌気性処理を効率的に行なうことが
できるだけでなく、その硫酸還元菌阻害性によって、そ
の嫌気性処理で用いられる鉄製のタンク、配管などが硫
酸還元菌がつくりだす硫化水素ガスで腐食されることも
防止することができる。そして、この硫酸還元菌阻害性
界面活性剤によれば、土中等の嫌気したにおける鉄製の
送油管、ガス管、水道管などが硫酸還元菌がつくりだす
硫化水素イオンで腐食されることも防止することができ
、その他の硫酸還元菌による被害に対しても広く応用し
て幅広い産業分野に利用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、共生テストの結果を示す図であって
、第１図は培養時間と硫酸イオン濃度との関係を表すグ
ラフ、第２図は培養時間とメタンガス発生量との関係を
表すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）硫酸イオンを含む有機性廃水を嫌気性発酵によっ
   て処理する際に、上記有機性廃水にメタン細菌と共存す
   る硫酸還元菌の生育を選択的に阻害する界面活性剤を添
   加することを特徴とする嫌気性処理における硫酸還元反
   応抑制方法。
2. （２）第１項記載の嫌気性処理における硫酸還元反応抑
   制方法で添加する界面活性剤において、ツウィーン６０
   、塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム、ドデシル
   ベンゼンスルホン酸、臭化セチルトリメチルアンモニウ
   ム、臭化セチルピリジニウム、塩化セチルピリジニウム
   、ポリエチレングリコールステアリルアミンから選ばれ
   たうちの一種類または二種類以上の混合物からなること
   を特徴とする硫酸還元菌阻害性界面活性剤。