JPH0310394B2 - - Google Patents

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つ
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
元菌阻害性色素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
どが炭酸ガスとなつ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つて硫
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も考えられるが、従来
は、そのような物質がメタン細菌に及ぼす影響が
知られていなかつたため、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つた。 この発明は、上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
発酵によつて処理する際に、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
阻害する物質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色素は、ビ
ートレツド、コチニールピグメント、モナスクス
ピグメント、クリスタルバイオレツト、フクシ
ン、ゲンチアンバイオレツトＢ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もの
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
を嫌気性発酵によつて処理する際に、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
選択的に阻害する色素を添加することによつて、
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酸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色素を用い
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
よつて、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
るいはパルプ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
色素を添加し、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色素として、例え
ばゲンチアンバイオレツトＢなどがある。そし
て、このゲンチアンバイオレツトＢを例えば10ppm
程度の適当な濃度になるようにして発酵槽（ある
いはリアクター、消火槽等）に添加すると、ゲン
チアンバイオレツトＢ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、上記ゲンチアンバイオレツドＢのような
硫酸還元菌阻害性色素は、硫酸還元菌による腐食
性の硫化水素ガスの発生も抑制できるため、反応
処理における発酵槽、リアクター、または消火槽
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ができる。 なお、上記硫酸還元菌阻害性色素としては、上
記ゲンチアンバイオレツトＢの他、ビートレツ
ド、コチニールピグメント、モナスクスピグメン
ト、クリスタルバイオレツト、フクシンおよびそ
の他の色素などがある。そして、これらの色素を
用いた場合にも、ゲンチアンバイオレツトＢを用
いた場合と同様な効果を奏することができる。 「実施例」 （実験１）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
を阻害しない色素を捜すため、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
℃のメタノサルシナ（Methanosarcina sp.
（DSM2906））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 ニグリフインカス
（Desulufotomaculumnigrificans（DSM574））を
用いた。そして、これら各菌の菌株に対して、表
２、表３に示す培地を調整した。

【表】

【表】 但し、上記培地はオートクレープにより、120
℃で15分間殺菌処理され、また、そのPHは7.2に
調整されている。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つた。

【表】 但し、上記培地はオートクレーブにより120℃
で15分間殺菌処理され、また、そのPHは7.2に調
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つた。 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】

【表】 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、培地の黒変によつ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
液の入つた試験管の下部に根粒状となつて沈澱す
るため、培養液は濁らない。さらに、メタン細菌
の生育に伴つてメタンガスが発生するので、これ
をもつて生育確認とする。 そして、このようにして多数の色素についてス
クリーニングテストを行つた結果、表６に示す６
種の物質が有効と認められた。 なお、各物質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
度であるが、これ以外の濃度でも硫酸還元菌の生
育を抑制することが可能であり、その場合にもメ
タン発酵を効率的に行なうことができる。

【表】 （実験２）共生テスト 実験１で有効と認められた表６の色素のうちか
らゲンチアンバイオレツトＢを選び、表７の培地
を用いて共生テストを行つた。 この共生テストでは、実験１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、および上記ゲンチア
ンバイオレツトＢ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つた。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。

【表】 但し、上記培地は、PHが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
にゲンチアンバイオレツトＢ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中に記載した上記ゲンチアンバイ
オレツトＢ以外の各色素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つたところ、これ
ら各色素を添加した場合にも、上記ゲンチアンバ
イオレツトＢ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
嫌気性発酵によつて処理する際に、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
択的に阻害する色素を添加するので、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
気性処理を行なつた場合には、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色素によれ
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
菌阻害性によつて、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をつくりだ
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色素に
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
であつて、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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硫酸イオンを含む有機性廃水を嫌気性発酵に
   よつて処理する際に、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
   る色素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 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色素において、ビートレツ
   ド、コチニールピグメント、モナスクスピグメン
   ト、クリスタルバイオレツト、フクシン、ゲンチ
   アンバイオレツトＢ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色素。