JPH0214119B2 - - Google Patents

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JPH0214119B2
JPH0214119B2 JP56500403A JP50040381A JPH0214119B2 JP H0214119 B2 JPH0214119 B2 JP H0214119B2 JP 56500403 A JP56500403 A JP 56500403A JP 50040381 A JP50040381 A JP 50040381A JP H0214119 B2 JPH0214119 B2 JP H0214119B2
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JP
Japan
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digester
waste
anaerobic
biomass
digestion
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JP56500403A
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JPS56501675A (ja
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Hooru Ee Fuetsude
Sanbyunasu Gooshu
Maikeru Pii Henrii
Donarudo Eru Kurasu
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TORANSAGURA CORP
Original Assignee
TORANSAGURA CORP
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Publication of JPH0214119B2 publication Critical patent/JPH0214119B2/ja
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    • 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

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  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Description

技術分野 本発明は、廃棄物およびビオマスの消化を改善
するために、既存の嫌気的および／または好気的
消化システムへの微生物学的添加物としてラクト
バチルス（Lactobacilus）属細菌の発酵生成物を
使用することに係わる。 背景技術 ラクトバチルス属細菌については、これまで各
種の目的で利用されることが報告されている。た
とえば、米国特許第3497359号には、飼料の消化
を促進するための家畜飼料用添加物としてのラク
トバチルス属細菌およびその代謝生成物が開示さ
れている。さらに、家畜飼料中でのラクトバチル
ス属細菌の他の使用法については米国特許第
3343962号に記載されている。 不活性化した未乾燥バチルス属細菌とともに水
溶性の乳酸発酵副生物を使用することは、農場お
よび家畜飼料場では、悪臭除去のために腐敗タン
クに適用されており、また廃棄物の処理のための
都市的規模での使用については正常な負荷条件下
でのみ利用され、処理対象とされる面積レベルが
低い場合のみ適用されていた。 近年、工業による環境汚染の問題が注目を集め
ている。中でも、一般家庭からの汚水および工場
からの廃水の処理については公的な取締機関等に
よつて厳密な監視が行われている。都市廃水およ
び工場廃水の処理施設について確立された基準に
よれば、各国における廃水処理施設について実質
的な変更および追加が求められている。また、未
処理の廃水が周囲の清浄な水系に放出される事故
を防止するために、連続して調査および調整が行
われている。 廃水の処理システムの排出のリズムは、その都
市およびその中にある工場の作動計画に直接左右
される。廃水の規則的でかつ一定した流量が最適
状態とすれば、急迫した生産計画の相違は均一な
流量を阻害することになる。その結果、ピークの
間では、廃棄物および廃水中に含有されるビオマ
スの処理能力を越える量の廃水が処理施設に入
る。しがつて、ピークの間では、一次消化槽およ
び二次消化槽は、処理システムを通過する廃棄物
等の全量を処理し得ない。それ故、ピーク時の消
化要求に耐えるとともに、システムの正常負荷能
力の増大を可能とするように廃水処理システムに
余剰能力をもたせることは、廃水処理施設に対し
て、物理的特性よりも大きな廃水処理能力を生化
学的に生ずる手段を加えることである。 発明の開示 本発明の目的は、物理的能力の増加を伴うこと
なく、施設の生化学的能力における増加によつて
廃水処理施設の能力を増加させることによる廃棄
物およびビオマスの改良した好気的および／また
は嫌気的消化法を提供することにある。 本発明の他の目的は、存在する処理用化学剤
に、処理施設の生化学的能力を増加させる添加剤
を加えることによる廃水処理施設における廃棄物
およびビオマスの改良した好気的および／または
嫌気的消化法を提供することにある。 本発明のさらに他の目的は、正常な廃棄物負荷
の際には廃水処理施設の化学特性または物理特性
に有害な影響を与えない、改良した好気的およ
び／または嫌気的消化システムを提供することに
ある。 さらに、本発明の目的は、ピークの間の廃棄物
処理のための化学的に安定な廃水処理施設を提供
することにある。 本発明のさらに他の目的は、ラクトバチルス属
細菌の発酵生成物でなる生化学的添加剤を消化槽
において制御した導入量、濃度および循環量で使
用することにより廃棄物処理施設の能力を増加さ
せることからなる改良した廃棄物およびビオマス
の好気的および／または嫌気的消化システムを提
供することにある。 上記の目的および他の目的（好適な具体例につ
いての詳細な説明から明らかになると思われる）
は、(a)消化槽添加剤としてのラクトバチルス属細
菌培養物を生成すること、および(b)このラクトバ
チルス属細菌の発酵生成物を嫌気的消化槽容量の
約10ないし1000ppmの濃度での嫌気的消化槽シス
テムに導入することからなり、このラクトバチル
ス属細菌添加物によつて正常値よりも高い能率で
の廃棄物およびビオマスの消化を促進させること
を特徴とする廃棄物およびビオマスの嫌気的消化
法の改良法によつて達成される。 発明を実施するための最良の態様 各種の処理施設に入る廃水は、人間により発生
される各種の有機廃棄物、植物から発生されるビ
オマス、あるいはこれらの混合物を含有する。さ
らに、工業施設に近い場合には、これら工業施設
から発生する有機廃棄物および化学剤が都市の廃
水に混入され、同様の廃水処理が必要になる。各
種の有機廃棄物、ビオマス、またはこれらの混合
物は、一般に、複雑な化合物を単純なガスおよび
水に変化させうる能力を持ちかつ遊離酸素の非存
在下で生育しうる微生物による嫌気的消化法が利
用された施設で処理される。嫌気的消化法により
生ずる生物はメタン、二酸化炭素、および未反応
固物である。 消化を利用する廃水処理施設の能力が、このシ
ステムの廃棄物の負荷よりも小さい場合には、一
般の微生物は、廃水または流出物が処理の次の段
階に移される以前では完全には安定化できない。 消化法で使用される微生物は、廃棄物処理施設
内の環境のパラメータにおける小さな変化に対し
て弱くかつ影響を受け易い。これらのパラメータ
のいずれかが最適基準からはずれる場合には、消
化槽における微生物の作用は直ちに低下する。シ
ステムが均衡を失つた結果、微生物が正常な廃棄
物崩壊作用を失つた。いわゆる「閉止消化槽」の
状態をきたす。換言すれば、閉止消化槽は、操作
が基準からなり離れてしまつた状況、たとえば発
生されるガスの実質的な量がメタンではなく、す
なわち、メタン含量が少なくかつ二酸化炭素含量
が高いガスを生ずる状況を生む。 過負荷条件による影響、すなわち「閉止消化
槽」を防止するために、あるいは消化槽の能力を
正常時の能力の約４倍程度に上げるために、本発
明は、廃棄物およびビオマスの消化を促進させる
ことにより、既存の物理的能力以上に廃水処理施
設を作用させるための方法を提供する。 ラクトバチルス属細菌の発酵生成物は、消化槽
の処理能力を増加させるとともに、ピーク負荷時
および「閉止消化槽」条件下での消化処理を安定
化させるものであることがわかつた。ラクトバチ
ルス発酵生成物は、一般に、消化槽に直接添加す
るかあるいは消化槽へ流入する前の廃水に添加す
ることによつて、少量で嫌気的消化システムに導
入され、あるいは消化槽循環流に導入される。多
くの場合、ラクトバチルス生成物添加剤の導入は
再循環部位（ここでは添加部位とともに導入と混
合が最大となる）で行われる。たとえば、多段階
嫌気的消化槽では、ラクトバチルス生成物添加剤
は主に第１嫌気段階で添加され、第２段階では添
加されない。別法では、生物は第２段階で添加さ
れ、第１段階では添加されない。この場合、第２
段階での減成可能物質の量はより少ない。 ラクトバチルス生物添加物は、ピーク時が規則
的に発生することを予想しての規則的な計画に基
いて、あるいはピーク時あるいは「閉止消化槽」
が突然に起る際の不規則的な計画に基づいて嫌気
的消化槽に導入される。代表的には、添加剤は、
消化槽におけるラクトバチルス発酵生成物の所望
の量を維持しうる濃度で毎日消化槽に混入され
る。 本発明のラクトバチルス添加剤は米国特許第
3497359号あるいは米国特許第3343962号の開示の
如く調される。これらの特許明細書には培養のタ
イプおよびその調製の態様が開示されており、本
発明ではこれらを参照する。 嫌気的消化の際に添加されるべきラクトバチル
ス生物添加剤の濃度は、個々の廃水処理施設の特
性に左右される。代表的には、濃度は10ないし
1000部（生成物の容量部）／100万部（消化槽の
液容量部）である。たとえば100ないし500が望ま
しく、好適には約200部／消化槽の液の100万容量
部である。ラクトバチルス生成物は生成条件に応
じて１ml当たり104ないし109個の非生存微生物を
含み、好ましくは１ml当たり108個の微生物を含
む。ラクトバチルス生成物添加剤の濃度が不充分
な場合には、過負荷または「閉止消化槽」の防止
を達成することができず、またラクトバチルス生
物添加剤の濃度が高すぎる場合には、システムの
PHを低下させることにより、正常負荷時の消化シ
ステムの性能に悪影響を与える。したがつて、操
作パラメータおよび副生成物の濃度の変化に応じ
て、添加すべきラクトバチルス生成物の濃度を適
当に決定することが重要である。 ラクトバチルス生成物添加剤が嫌気的消化処理
を化学的に最高のものとするためには、消化シス
テムのPHおよび緩衝能力が維持されなければなら
ない。さらに嫌気的消化システムにより発生され
るガスの容積は、都市の嫌気的消化槽の正常な作
動のための許容範囲内になければならない。また
さらに、嫌気的消化システムによつて生成される
ガスの含量は充分なメタンガス濃度を維持しなけ
ればならない。この濃度が適切な消化が行われた
ことを表示する。廃棄物中の揮発性固形物（VS）
の破壊は、処理前に存在する揮発性固形物と処理
後に残留する揮発性固形物との比較によつてテス
トされる（％）。さらに、温度、PHおよびアルカ
リ度に対する酸性度の割合も嫌気的消化に影響を
与える変数である。 多くの嫌気的消化槽は、約20℃ないし65℃の温
度範囲内で作動され、好ましくは中温菌による消
化では約30ないし40℃であり、耐熱性菌による消
化では55ないし65℃である。これらの範囲外の温
度では、消化における微生物の活性が非常に低下
する。活性が低下すれば、さらに長時間の消化時
が必要となる。 嫌気的消化では、被消化液および廃棄物のPHが
約6.4ないし約7.4、好ましくは約6.8ないし約7.2
であることが必要である。6.2以下では微生物に
よるメタンの生が阻害されるため、これ以下にPH
が下つてはならない。PHが最適範囲内に維持され
る場合には、微生物は消化および好適な副生ガス
の生成を最大としかつ残留する悪臭化合物の量を
最小とする。消化を最適条件下のPHで行う場合に
は、副生成物として発生するガスは、大気中に悪
臭を放つ各種の有機ガスと混合した高含量の二酸
化炭素を含有する。PHが前記範囲よりも高い場合
には、酸性雰囲気に適した微生物はアルカリ性雰
囲気での消化から阻害され、消化活性は強く減少
する。 揮発性の酸の濃度を測定するためのテストで
は、廃水中の酸性含有含量を測定する。この酸含
有物は代表的には各種の脂肪酸を含有しており、
多量で存在する場合には、メタン生成細菌の活性
を阻害し、完全な消化を妨害する。これに対し
て、廃棄物のアルカリ度の測定では、発酵および
廃棄物の減成により生成される揮発性の酸を中和
するための能力を測定する。アルカリの濃度と比
べて揮発性の酸の濃度が約0.3ないし約0.4の範囲
を越える場合には、消化槽システムの性能は不足
する。揮発性酸／アルカリ度の比が0.5ないし0.8
であることは、嫌気的消化が非常に弱まつている
ことを示す。 ガス生成全体についてのパラメータにより、ガ
ス副生成物の生成を介して、消化システムの効果
を知ることができる。発生するガスの量は、嫌気
的消化法による消化効果に直接左石される。生成
するガスの容量の減少（消化に導入した有機廃棄
物の0.45Kg（１ポンド）当り）は消化法の最適パ
ラメータに変更があつたことを表す。 行われたガス生成体についで、ガスの組成物は
嫌気的消化槽での消化のタイプを示す。嫌気的消
化システムの所望の成分はメタンであり、通常は
全組成の50％以上、一般的には約60ないし65％を
占める。他の重要な成分は二酸化炭素であり、ガ
スの全組成の約30ないし約35％の濃度である。他
のガスは嫌気的消化によつて生成したガスの組成
の残部を占める。さらに完全な消化が行われたこ
とは、発生するメタンのレベルが高くなることに
より示される。また、より長い時間の間に二酸化
炭素の組成割合が高いなることは、一般に、嫌気
的消化槽の不調を表す。 嫌気的消化の目的は、非反応性の固形物および
ガスを生成する揮発性固形物の消化にある。揮発
性固形物の分解（破壊）の割合が大きくなればな
るほど、嫌気的消化槽による消化はより効果的で
ある。これらの揮発性固形物をより迅速にかつよ
り高い効率で処理できることは、嫌気的消化槽が
正常の決められた能力以上で化学的に作動するこ
とを可能にする。さらに、ラクトバチルス発酵生
成物を少量で消化槽に添加することにより、有機
負荷率を6.4Kg（揮発性固形物）／m3（消化槽容
積）・日（0.4ポンド／フイート3・日）に高める
ことができる。これに対して、正常値は0.8ない
し2.4Kg（揮発性固物）／m3・日（0.05ないし0.15
ポンド／フイート3・日）である。このような添
加剤を使用することにより、現在ではこのような
有機負荷率では消化し得ない廃水処理施設でも、
プラント能力を増加するために費用をかけること
なく、完全な消化を行うことができる。 一般的には、1MGDの消化槽プラントを
2MGDの消化槽プラントに高めるためには、新
たに133000ドルの資本が必要であり、また、利子
コストだけで10000ドル、全操作コストは消化槽
への供給物質の源に応じて24000ないし105000ド
ル程度である。これに対して、本発明の添加剤を
使用して1MGDプラントを2MGDプラントに高
めるためには、システムの種類に応じて、１年当
たり添加剤約1786ないし11020（約470ないし
2900ガロン）が必要であり、設備コストは10000
ドル、毎年の操作コストは5700ないし30000であ
る。 消化槽に添加されるラクトバチルス生成物添加
剤は、バツチ式、半連続式または連続供給―生成
物排出式の嫌気的消化システムの操作方式に関係
なく使用される。その中にラクトバチルス生成物
添加剤を収容する嫌気的消化槽の作動は、これら
の作動条件下において消化能力を最高のものとす
る。 実際上、消化を中止する「閉止消化槽」は、消
化槽の液容積100万部当たり約10ないし1000容量
部の濃度でラクトバチルス生成物添加剤を添加す
ることによつて緩和される「閉止消化槽」が回復
され始めると、消化槽はラクトバチルス生成物添
加剤の補充につれて、ピーク負荷に対して正常な
処理能力に戻る。 本発明方法の有効性を、実験室的なスケールお
よび工業的スケールでの廃水処理施設の両方でテ
ストした。以下の実施例（化学的能力に関する改
良を証明する）を参照することにより、非常に低
濃度のラクトバチルス生成物添加剤と、すでに消
化槽内に存在している各種の微生物との相剰的組
合せがより明確に理解されるであろう。 実施例 １ 高率汚泥消化システムを、活性化汚泥固物70重
量部と一次汚泥固形物30重量部との混合物ととも
に供給し、2.4Kg（揮発性固形物）／m3（消化槽
液容量）・日（0.15ポンド／フイート3・日）の負
荷率で操作した。消化システムの温度は約35℃で
あり、滞留時間は約12日間であつた。この場合の
メタンの収率および処理した汚泥の流出物特性を
他の実験のコントロールとした。 実施例 ２ 実施例１の反応条件下で、ただし、ラクトバチ
ルス発酵生成物を消化槽液100万容量部当たり約
200量部で添加し、かつ消化槽負荷率を4.8Kg
（VS）／m3・日（0.3lb／フイート3・日）に上げ
ることとして、実験を行つた。消化システムの流
出物特性はほぼ同様であり、メタンの収率は実施
例１の条件に従つて作動させた消化槽のものの２
倍であつた。 実施例 ３ 実施例２の反応条件を２倍にし、ただし、ラク
トバチルス培養物添加剤は添加しないこととし、
負荷率を4.8Kg（VS）／m3・日（0.3lb／フイート
３・日）に維持して実験を行つた。実施例１およ
び２の結果を比較すると、これらの条件下では、
流出物特性は非常に劣りかつメタン収率も低いも
のであつた。 実施例 ４ 消化槽内での消化の不活性をまねるために、反
応条件下における「閉止消化槽」を起させた。こ
の「閉止消化槽」から反応条件を回復させるため
には、弱まつた状態を緩和するために、合計180
日が必要であつた。 実施例 ５ 実施例４のパラメータに従つて、ただし消化槽
液100万容量部当たり1000容量部のラクトバチル
ス培養物添加剤を添加することとして、「閉止消
化槽」を再生させた。その弱まつた状態から消化
槽の能力を完全に回復させるには30日が必要であ
つた。 実施例 ６ 高率汚泥消化システムを3.2（揮発性固形物）／
m3（消化槽容量）・日（0.2ポンド／フイート3・
日）で負荷し、滞留時間を７日間とした。消化シ
ステムはほぼ１ケ月ないし40日間安定状態を維持
した。 実施例 ７ 前記実施例と同じ消化槽条件を使用し、ただ
し、負荷率を6.4Kg（揮発性固物）／m3（消化槽
容量）・日（0.4ポンド／フイート3・日）に上げ、
かつ負荷率が２倍となつた時には消化槽をラクト
バチルス培養物で毎日処理して実験を行つた。テ
ストとコントロールの間には明白な差がある。あ
る場合には、負荷率が２倍であるけれども、たと
えば総ガス収率については、より大きな結果が得
られた。さらに、テストした消化槽は、コントロ
ールの消化槽と比べて、約２倍の重炭酸塩アルカ
リ度（緩衝能力の測定）、アンモニア性窒素およ
び浄化CODを示した。揮発性固形物の流出物割
合は、テストした消化槽についての負荷率が２倍
であつても、いずれの消化槽についてもほぼ同じ
であつた。さらに、テストした消化槽では、コン
トロールの消化槽と比べて、揮発性固形物の減少
率について５％ほど高い値を示した。 この比較の結果は、消化槽システムをラクトバ
チルス発酵生成物添加剤で処理する場合には、正
常時負荷の２倍の負荷であつても、嫌気的消化槽
の作動が可能であることを示す。この場合、他の
点についての処理性能の低下はない。ガス生率が
高められると、揮発性固形物の減少率が高いこ
と、重炭酸アルカリ度が高いこと、揮発性酸の濃
度の増加がないことは、正常よりも高い能力で作
動する消化槽にとつては非常に有益である。添加
剤を加えた消化槽ではアンモニア性窒素の濃度が
高く、これは、嫌気的消化槽の効率を改善するた
んぱく質の分解速度が早いことを示す。このよう
にして、本発明に従つてラクトバチルス発酵生成
物を非常に少量で添加する嫌気的消化槽での処理
では、流出物特性または特に嫌気的消化槽の処理
性能、および一般に廃水処理施設全体についての
好ましくない変更を必要とすることなく、消化槽
への負荷率を２倍に高めることが可能となる。
【表】 ール
テス 0.30 67.5 0.21
ト (5.06) (3.42)
【表】 実施例 ８ 米国で稼動している廃水処理施設の嫌気的消化
システムを利用して、大規模スケールシステムに
おける本発明の操作条件を証明するためにテスト
を行つた。一次消化槽は、都市および工業からの
混合固形汚泥を、供給負荷当り18088（47600ガ
ロン）の容量で供給した。このユニツトにおける
望ましい滞留時間は約20日間であつた。一次消化
槽ユニツトにおけるPHレベルは、テストの間、約
6.0ないし約7.1の範囲にあつた。操作温度は約
35・７℃ないし32・７℃であつた。揮発性酸／ア
ルカリ度の比の平均は約0.02ないし約0.09であつ
た。テストの間、３つの段階により実施した。第
１の段階は上記作動条件下での消化槽のスタート
アツプであり、第２の段階は消化槽容量の0.028
m3（１フイート3）および１日当たり最高200ppm
の範囲における揮発性固形物の各種の量での導入
であり、第３の段階は20日ないし10日の滞留時間
での減少である。ただしコントロール用消化槽で
はラクトバチルス発酵生成物添加剤を添加してい
なかつた。 実施例 ９ 他の一次消化槽を、実施例８のコントロール用
消化槽の条件に従つて、ただしPHを約6.7ないし
約7.6として作動させた。段階における平均作
動温度は約34.1℃であつた。さらに、段階にお
ける揮発性酸／アルカリ度の比は平均0.14であつ
た。ガスの生成物および組成割合は同様であつ
た。段階では、テスト用消化槽を、初期濃度25
mg／から徐々に増加させつつ濃度200mg／ま
での量のラクトバチルス培養物添加剤を使用して
14日間作動させた。濃度が125mg／となつた時、
揮発性酸／アルカリ度の比は増加し始めた。した
がつて、この濃度レベルは、この比が低下するま
で維持された。段階を、ラクトバチルス培養物
添加剤の濃度が20mg／となるまで続けた。滞留
時間は約20日間であり、段階におけるPHはほぼ
7.1ないし6.5の範囲であつた。温度を、このテス
トの段階の温度と同じ値に維持する間に、ガス
の生成は生成された副生ガスの組成における変化
を伴うことなく、段階のガスの生成よりもわず
かに増加した。 テスト用消化槽の実験の段階では、揮発性固
形物の供給率を２倍とした。滞留時間は約９日間
で、PHはほぼ7.4ないし6.5の範囲であつた。温度
が約31℃に低下するにつれて、環境の周期的変化
が現れた。揮発性酸／アルカリ度の段階では２
倍となり、一方、その範囲は正常な消化槽のため
に要求される範囲内にあつた。この段階では、同
等のレベルのガス生および組が見られた。他の指
標は、添加剤を使用する消化槽では、他のパラメ
ータについては正常時の条件と同じ条件下で実施
しても、通常の２倍のスループツトで作動するこ
とを示していた。さらに、ほぼ半分の滞留時間で
も、添加剤を使用する消化槽では総揮発性固形物
の95％を除去することができるが、これに対して
前述の実施例の消化槽では総揮発性固形物の約82
％が除去できるにすぎないとの事実は特に重要で
ある。 第３表は、テスト用消化槽およびコントロール
用消化槽での反応条件の３つの段階を要約したも
のである。生化学的減少可能物質の残留割合は、
ラクトバチルス培養物添加剤を導入し、かつこの
表の段階についての固物負荷から見られるよう
に嫌気的消化槽を正常時よりも大きい負荷で作動
させる際における消化能力の増加の指標である。
【表】
【表】 したがつて、要約すれば、消化槽における添加
剤は3800000Kg（1000000ガロン）当たり添加剤約
760Kg（約200ガロン）の割合を維持することによ
つて、流出能力を100％増加させるとの最適な効
果を達成するように思われる。添加剤の好ましい
導入に当たつては従来の化学質供給ポンプを使用
し、ほぼ12時間毎に供給を行う。これによれば、
汚水処理施設に既存する内部および外部混合装置
を使用することができ、これにより、消化槽全体
で比較的均一な化学的添加物の混合が行われる。
水性スラリのドラムカン55本内の添加物は、標準
的な化学物質供給ポンプを介して所望の混合度を
達成するために容易に添加される。 従来、酸素の注入は培養物の生育を阻害するも
のと思われていたため酸素の注入を意図的に行う
ことはなされていないが、実際には、発酵の際の
培養は部分的には好気的条件下で行われており、
したがつて、嫌気的消化槽と同様に好気的消化槽
にも添加剤を使用できることを示す最終生成物を
得るため、ラクトバチルス培養物の発酵が必要で
あることを見出した。 添加剤についての各種テストでは、嫌気的消化
槽での不安定な条件を緩和することにおいては活
性炭よりも有効であることを示した。さらに、活
性炭は廃棄コストの増加を伴うが、この添加剤は
汚泥の容量を増加させない。また活性炭は好気的
システムでは添加剤とともに良好に作用する。 好気的消化の操作パラメータは嫌気的消化の場
合と同様である。いずれの方法も、中温条件（20
℃ないし45℃）または高温条件（45℃ないし65
℃）で行われる。好気的消化あるいは活性汚泥法
は、揮発性固形物を減少させ、廃棄するための安
定で無臭性の生成物を生成し、汚泥脱水特性を改
善し、および残渣の肥料としての価値を高めるも
のである。 好気的消化の操作パラメータは、水滞留時間＝
12ないし22日間、負荷率＝1.6ないし3.2Kg
（VS）／m2・日（0.1ないし0.2ポンド／フイート
３・日）、酸素要求量＝28.3m3（1000フイート3）
（タンク容積）当り0.57m3／分（20scfm）、溶存酸
素１ないし２mg／、撹拌力＝28.3m3（1000フイ
ート3）（タンク容積）当り0.5ないし1.0馬力、お
よび揮発性固形物の減少率＝20ないし50％であ
る。 流出物の特性はほぼ次のとおりである。 NO3 30mg／ PO4 35mg／ 可溶性BOD ２〜50ppm 新たな消化槽の能力を達成する際のコストフア
クターについては、現在のところ、新たな消化槽
能力の0.028m3（１フイート3）当り７ドル50セン
トないし８ドルのコストに評価されている。本発
明は、添加剤を利用することによりプラント能力
を２倍にさせることに基くものである。 本発明は、この添加剤とともに、発酵段階にお
けるラクトバチルス属最近の範囲に係わるもので
あり、上述の実施例で使用した菌株のテストによ
れば、主として、広汎に生存する微生物であるラ
クトバチルス・ブルガリクス（Lactobacillus
bulgaricus）が利用されることを示した。注入量
200ppm（消化槽の処理能力を100％増加させる必
要な量）について、添加剤は分析の結果、実質的
に以下の化学割合で表される。
【表】
【表】 バチルス菌体
以上、「閉止消化槽」の状態および過負荷条件
の際の消化槽の故障の防止、および消化槽能力の
増大のための好適な方法について詳述したが、本
発明はこれらに限定されないことも理解されるべ
きである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 廃棄物およびビオマスの嫌気的および／また
    は好気的消化を改良する方法において、(a)二次消
    化槽用の添加剤としての非生存ラクトバチルス発
    酵生成物を得、(b)このラクトバチルス発酵生成物
    を消化槽システムに、消化槽容積の約10ないし約
    1000ppmの濃度で導入し、これにより、消化シス
    テムが正常時よりも高い率で前記廃棄物およびビ
    オマスを消化するようにすることを特徴とする、
    廃棄物およびビオマスの嫌気的および／または好
    気的消化法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    前記ラクトバチルス発酵生成物を定期的に導入し
    て、消化槽システムにおける前記濃度を維持し、
    この濃度が消化槽容積ml当りラクトバチルス属の
    菌約104ないし109個を含有するものである、廃棄
    物およびビオマスの嫌気的および／または好気的
    消化法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    ラクトバチルス発酵生成物を消化槽システムに導
    入する以前に、該ラクトバチルス発酵生成物を貯
    蔵しておく、廃棄物およびビオマスの嫌気的およ
    び／または好気的消化法。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の方法において、
    貯蔵するにあたり、前記ラクトバチルス発酵生成
    物に炭酸コバルト、リン酸二アンモニウム、乳酸
    鉄（）および乳酸でなる群から選ばれる外部栄
    養物を配合する廃棄物およびビオマスの嫌気的お
    よび／または好気的消化法。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    前記消化槽のPHを約6.4ないし約7.2に維持する廃
    棄物およびビオマスの嫌気的および／または好気
    的消化法。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    前記ラクトバチルス発酵生成物を、消化システム
    における前記濃度を維持するため、単独で定期的
    または連続的に導入する、廃棄物およびビオマス
    の嫌気的および／または好気的消化法。 ７ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    前記消化システムに導入する前記ラクトバチルス
    発酵生成物に、新たな供給物、再循環供給物また
    はこれらの混合物を添加する、廃棄物およびビオ
    マスの嫌気的および／または好気的消化法。 ８ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    ラクトバチルス発酵生成物を別々に消化槽に添加
    する廃棄物およびビオマスの嫌気的および／また
    は好気的消化法。 ９ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    ラクトバチルス発酵生成物の単一処理物を前記消
    化槽に供給する、廃棄物およびビオマスの嫌気的
    および／または好気的消化法。 １０ 特許請求の範囲第１項記載の方法におい
    て、ラクトバチルス発酵生成物を前記消化槽への
    導入前に、新たな供給物または再循環供給物とと
    もに、または単独で、消化槽の温度に予熱する、
    廃棄物およびビオマスの嫌気的および／または好
    気的消化法。 １１ 特許請求の範囲第１項記載の方法におい
    て、ラクトバチルス発酵生成物を、スタート時、
    消化槽に高い初期濃度で添加して、消化槽におけ
    る前記ラクトバチルス発酵生成物の濃度を所望の
    レベルとし、その後、添加剤に対する新たな供給
    物の割合を調節して、消化槽におけるこの添加剤
    の所望濃度を維持する廃棄物およびビオマスの嫌
    気的および／または好気的消化法。 １２ (a)二次消化槽用の添加剤としての非生存ラ
    クトバチルス発酵生成物を得、(b)このラクトバチ
    ルス発酵生成物を好気的消化槽システムに、消化
    槽容積の約10ないし約1000ppmの濃度で導入し、
    (c)この消化槽を、水滞留時間約12ないし約22日
    間、負荷率約1.6ないし3.2Kg（VS）／m3・日（約
    0.1ないし0.2ポンド／フイート3・日）、および
    28.3m3（1000フイート3）（タンク容量）当りの酸
    素負荷率0.57m3／分（20scfm）で作動させる、特
    許請求の範囲第１項記載の廃棄物およびビオマス
    の好気的消化法。 １３ 特許請求の範囲第１２項記載の方法におい
    て、前記ラクトバチルス発酵生成物を定期的に導
    入して、消化槽システムにおける前記濃度を維持
    し、この濃度が消化槽容積ml当りラクトバチルス
    属の菌約104ないし109個を含有するものである、
    廃棄物およびビオマスの好気的消化法。 １４ 特許請求の範囲第１２項記載の方法におい
    て、前記消化槽のPHを約6.4ないし約7.2に維持す
    る、廃棄物およびビオマスの好気的消化法。 １５ (a)二次消化槽用の添加剤としての非生存ラ
    クトバチルス培養物を培養し、(b)このラクトバチ
    ルス培養物を嫌気的消化槽システムに、嫌気的消
    化槽容積の約10ないし約1000ppmの濃度で導入
    し、これにより、前記ラクトバチルス培養物添加
    剤が正常時よりも高い率で前記廃棄物およびビオ
    マスを消化するようにする、特許請求の範囲第１
    項記載の廃棄物およびビオマスの嫌気的消化法。 １６ 特許請求の範囲第１５項記載の方法におい
    て、前記ラクトバチルス発酵生成物を定期的に導
    入して、消化槽システムにおける前記濃度を維持
    し、この濃度が消化槽容積ml当りラクトバチルス
    属の菌約104ないし109個を含有するものである、
    廃棄物およびビオマスの嫌気的消化法。 １７ 特許請求の範囲第１５項記載の方法におい
    て、前記消化槽のPHを約6.4ないし約7.2に維持す
    る、廃棄物およびビオマスの嫌気的消化法。
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EP0041565A1 (en) 1981-12-16
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