【発明の詳細な説明】
廃ガスの透過及び生物学処理
多くの産業廃ガス流は、選択膜透過によってそのガス流から分離可能な有毒
、揮発性化合物を含有する。膜による溶質化合物の選択透過は、膜相の溶質化合
物の高い本質的溶解度に関連すると考えられる。例えば、塩素化溶剤（ＤＣＥ−
ジクロロエタン）及び芳香族化合物（ベンゼン、トルエン）などの多くの揮発性
有機化合物（ＶＯＣ）は、シリコーンゴム膜内において高い溶解度を示し、濃度
推進力の影響の下、この膜を横切って拡散する。これらは、本方法によって処理
できる有機化合物の例である。
この選択透過は、透過する種（スピーシーズ）の後の生分解と組合わせるこ
とができる。生分解は、有毒ＶＯＣを無害な二酸化炭素、水及び塩化物イオンな
どの鉱物成分などに変換することによって無害化する。従って、廃ガス流から有
毒なＶＯＣを抽出し、次いで生分解するため膜バイオリアクタが使用される。こ
のプロセスは、（図２に概略的に示された）バイオスクラバ (bioscrubbers) 及
びバイオフィルタなどの他の生物学処理技術との比較において、次のような利点
を有する。
（１）バイオフィルタ及びバイオスクラバに認められる顕著な圧力降下なしに大
きなガス−液体界面及び高いガス速度が得られる。
（２）膜が生媒質 (biomedium) と汚染ガス流との間でバリヤとして作用（図１
参照）し、もって生物分解の障害となる（ＨＣｌなどの）化合物の生媒質への進
入が回避される。
（３）二酸化化製品の除去及びｐＨの即座制御が可能である。
（４）シリコーンゴム内の物質移動が水フィルム（膜）内の物質移動よりも早い
ので、従来装置におけるよりも高い速度で溶質が移動する。
（５）微生物が、ガス流からの炭素源などの必要とする特定化合物のみ受け取る
ため、好ましい成長環境に維持される。
（６）パッキン材の老化及び必要となる取替えが避けられる。
（７）装置内のバクテリア成長のためのプロセスパラメータの制御がより容易に
実現可能。
（８）水溶度の低い化合物の処理が可能。
（９）設置される設備の寸法が小である。
（１０）（バイオスクラバーにおけるような）スラッジの廃棄が不要である。
本発明によれば、ガス流中に存在する少なくとも１つのガス相或は気相有機
化合物の濃度減少方法において、前記ガス流を、前記少なくとも１つの有機化合
物に対する透過率が塩化物イオンに対する透過率を上回る実質的に非水溶性の選
択透過可能シート、管若しくは筒状ポリマー膜の内面に接して流動せしめ、同時
に前記ガス流から前記膜の前記内面を通ってその外面に透過した後に前記少なく
とも１つの化合物と反応可能なバイオマスバクテリア又は藻類或は他の微生物若
しくは固定化菌体などの生物学的に活性な反応手段を含有する水性反応媒質を前
記膜の前記外面に接触せしめることを特徴とする濃度減少方法が提供された。
更なる実施例は従属クレームに記載されている。
揮発性有機化合物を透過拡散させるいかなる濃相ポリマーもこのプロセスに
使用可能である。膜モジュールはいかなる適当な形状、例えば渦巻き状に巻いた
平坦シート、層状化平坦シート、シェル状或は管状に構成すればよい。
作用原理が図１の表に示されており、遠隔バイオリアクタ及び膜を含む装置
形状が図３に示されており、廃ガスを含有するＤＣＥを生分解するため遠隔バイ
オリアクタ及び膜モジュールを含む装置を用いた測定からの作用データが図８に
示されている。
本発明の好ましい特徴は、ガスと水性生物学相との間の界面を形成すべく、
複数のシリコーンゴムなどの管状合成エラストマーなどの濃相中空膜を使用する
ことにある。
本発明に係る方法は、膜の汚損又は寸法どりの問題の最小化が図れ、並発反
応が回避される場合のガス或は蒸気透過に特に有益である。選択的物質移動は、
追加のプロセス工程無しに単一化合物の回収を許容する。従って、膜プロセスは
、
有機蒸気含有量が炭素の吸着を実現するには高過ぎ、灰化を許容するには低すぎ
る用途に最適な特別抽出プロセスと称すべきものである。
もう１段階進めた膜使用法が膜抽出とその後の生物変換反応の組合わせであ
る。微孔性膜は、限られた選択性を有し、これが一定の条件下で完全なＶＯＣ抽
出を防止する。更に、膜を破壊する膜横断圧力差は微孔性膜に対してはずっと低
く、膜の孔はバイオマスによってブロックされる。従って、ＶＯＣ処理に高密度
膜を使用するのが好ましい。
微生物株、例えば１９８５年にJanssen他によって発表されたXanthobacter
autotrophicus GJ10は、唯一の炭素及びエネルギ源としてのＤＣＥ（例えば、１
−クロロブタン、１−クロロプロパン、１，３−ジクロロプロパン、ブロモエタ
ン）に構造的に関連するＤＣＥ及びその他のハロアルカン (haloalkanes) の使
用が可能である。
いかなる理論的考察にも拘束されることを望むものではないが、（図４に示
される）メカニズムは以下の通りと考えられる。
第１ステップは、構造的に生成されたハロアルカンデハロゲナーゼによるＤ
ＣＥの２−クロロエタノールへの転化である。これに続き、クロロエタノールが
、クロロアセトアルデヒドを介し、キノプロテイン (quinoprotein-PQQ) アルコ
ール脱水素酵素及び補酵素 (NAD) 依存アルデヒド脱水素酵素によって２−クロ
ロ酢酸に転化される。第２のデハロゲナーゼは、２−クロロ酢酸を脱塩素し、最
終的にバイオマス、水、二酸化炭素及び塩酸に分解されるグリコール酸に転化さ
せる。全分解が好気的であるので、総括化学量論的方程式は
C2H4Cl2+O2+NG3→バイオマス (CH2O0.5N0.2等) +CO2+H2O+HCl
で表される。
総括バランスは、１mgのＤＣＥが完全に分解されると０.７２mgの塩化物イ
オンが生媒質に放出されることを示す。塩酸の生成及びその後のＮａＯＨによる
中和の結果、塩化ナトリウムが蓄積する。１００mMの濃度の塩化ナトリウムが早
くも成長速度を大きく低下させる。従って、好ましいバイオリアクタは、適当な
ｐＨ制御及び栄養塩流を介して生媒質中に存在する塩化物イオン量の調節を促進
する。
本発明が当業者により容易に理解され、かつ即座に実施されるように以下Ｍ
に非限定的実施例及び添付図面を参照する。
図１は、本発明に係る膜式バイオリアクタ装置の作用原理を示す。
図２は、バイオスクラバーにおける物質移動及び生分解を示す。
図３は、膜モジュール及び遠隔バイオリアクタの形状を示す。
図４は、Xanthobacter autotrophicus GJ10によるジクロロエタン（ＤＣＥ
）分解のための代謝経路を示す。
図５は、廃ガス流から受取溶液へのＤＣＥの膜横断移動を調査する装置を示
す。
図６は、物質移動係数を測定する装置を示す。
図７は、ＤＣＥ抽出及び生分解の定量測定を行う遠隔バイオリアクタ装置及
び膜モジュールの詳細構成図である。
図８は、膜バイオリアクタにおけるＤＣＥの除去効率を示す。
図９は、シリコーンゴム膜を使用した移動試験の結果を示しており、ＤＣＥ
濃度曲線は、ガス容器中が −△
受取溶液中が −◇
ガス中が −○
で示されている。
図１０は、膜モジュール（ガス流量：７５０ mL min-1、受取溶液流量：１
０５０ mL min-1）での物質移動結果を示しており、ＤＣＥ濃度曲線は、ガス生
成容器中を（△）、ガス入口を（○）、ガス出口を（・）、受取溶液を（◇）で
示す。
図１１は、膜モジュール（ガス流量：１５００ mL min-1、受取溶液流量：
１０５０ mL min-1）での物質移動結果を示しており、ＤＣＥ濃度曲線は、ガス
生成容器中を（△）、ガス入口を（○）、ガス出口を（・）、受取溶液を（◇）
で示す。
図１２は、膜モジュール（ガス流量：７５０ mL min-1、受取溶液流量：２
３００ mL min-1）での物質移動結果を示しており、ＤＣＥ濃度曲線は、ガス生
成容器中を（△）、ガス入口を（○）、ガス出口を（・）、受取溶液を（◇）で
示す。
図１３は、膜モジュール（ガス流量：１５００ mL min-1、受取溶液流量：
２３００ mL min-1）での物質移動結果を示しており、ＤＣＥ濃度曲線は、ガス
生成容器中を（△）、ガス入口を（○）、ガス出口を（・）、受取溶液を（◇）
で示す。
図１４は、ＤＣＥ廃ガスの流量を示す。
図１５は、膜のシェル側における圧力降下を示す。
図１６は、膜バイオリアクタにおけるＤＣＥの除去効率を示す。
図１７は、膜中を通過するＤＣＥのフラックスを示す。
図１８は、炭素の発生を示しており、ＤＣＥの二酸化炭素への完全な無機質
化を想定した予測値を（△）で、リアクタの排気ガスの分析から得た値を（◇）
で、バイオマスとしてバイオリアクタを離れる炭素を（○）で示す。
図１９は、生媒質中の塩化物生成を示しており、ＤＣＥの完全無機質化を想
定した予測値を（△）で、測定された濃度を（◇）で示す。実施例１
バイオリアクターを接種するためのXanthobacter autotrophicus GJ10細胞
を得るために、容積の異なる数個の攪拌フラスコ（１００ ｍＬ、２５０ｍＬ、
５００ｍＬ）を栄養塩類溶液（栄養塩類とビタミン媒体の組成は第１表に示す）
とジクロロエタン ＤＣＥをジクロロエタンの濃度１０００ｍｇ Ｌ-1で充填し
た。これらの攪拌フラスコをXanthobacterautotrophicus ＧＪ１０で接種した
後、旋回定温器に移して３０℃で４日間放置した。対照フラスコを用いると同時
にアジ化ナトリウム（ＮａＮ3）を添加することによって他の微生物活動を阻止
した。フラスコを密閉した後、ＤＣＥとＣ１-の濃度および混濁度を分析した。
この結果、細菌成長が認められ、混濁度は上昇し、ＤＣＥ濃度は減少した。混濁
度の上昇は、液体中の細胞数に比例する。ＤＣＥの減少は、微生物が提供された
ＤＣＥを唯一の炭素供給源として利用可能であることを示している。Xanthobact
er autotrophicus GJ10細胞の試料（サンプル）をグリコールが入ったフラスコ
に保管して冷凍室に配置した。
分析結果 液相ＤＣＥ濃度
ガス・クロマトグラフィーを用いて廃ガス、ガス容器、排気ガス及び生媒質中
のＤＣＥ濃度を求めた。水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）を備えたガスクロマト
グラフ（ＧＣ）を固定相としてＢＰ−１０１（ＳＧＥ（オーストラリア）社）を
有するメガボア分離管（長さ：２５メーター、内径：０．２３ミリメーター）に
取り付けた。内標準として用いるために１、１、２−トリクロロエタンをＤＣＥ
サンプルと混合した。上記ＤＣＥとトリクロロエタンの（等量）混合物のサンプ
ル１マイクロリットルを分離管に注入した後、ガスクロマトグラフを下記の温度
条件で作動させた。
分離管加熱炉初期温度： ４０℃
初期時間（定温維持時間）： ２分
分離管加熱炉昇温率： ２０℃／分
加熱炉最終温度： １００℃
最終時間（加熱炉冷却前の定温維持時間）： ０．５分
サンプル中のＤＣＥ濃度は以下の方法で算出する。
ガスクロマトグラフによって形成されるピーク面積は検出された化合物の体積
に比例する。サンプルと基準の体積が等しいので、サンプル及び標準中のジクロ
ロエタン（ＤＣＥ）とオリクロロエタン（ＴＣＥ）の体積比は次式によって表わ
される。
上式において、１=ＤＣＥ、２=ＴＣＥ、s=サンプル、sa=標準である。
サンプルと標準に同量のＴＣＥを用いることによって、ＤＣＥ濃度は次式によ
って求められる。
上式において、Aはピーク面積のパーセント値である。
この分析結果の限界感度は約２．５mg L-1で、平均誤差は１％であった。ガス相ＤＣＥ濃度
上記と同一のガスクロマトグラフを用いて上記と同一の温度条件で、廃ガス及
び排気ガス中のＤＣＥ濃度を測定した。ガスサンプル１ミリリットルを分離管に
注入した後、外部液体標準に対して濃度を算出した。
体積の異なるサンプル（ガスサンプル１ミリリットルと液体標準１マイクロリ
ットル）を注入したので、濃度は次式によって求められる。
上式において、Aは絶対ピーク値であり、C1およびC2は減衰率の相違や標準中に
おける他の化合物の存在を考慮して定められる係数である。ガス測定のために、
液体ＤＣＥ溶液を注入して上記サンプルと同じ減衰率で分析した。従って、上記
係数C1,C2は共に１とした。
この分析結果の限界感度は約２．５mg L-1で、平均誤差は１％であった。塩化物分析
塩化物を公知の技術にしたがって比色分析した。サンプル水溶液２．５ミリリ
ットルに対して、チオシアン酸第二水銀溶液（９８％エタノール５００ミリリッ
トルにチオシアン塩酸第二水銀１．５グラムを溶解したもの）３．０ミリリット
ルと鉄みようばん溶液（６Ｍニトリル塩１００ミリリットルに硫酸第二鉄アンモ
ニウム８グラムを溶解したもの）１．０ミリリットルを添加した。この様にして
得た混合物を振とうして１０分間発色させた後、波長４６０ナノメーターで吸光
率を測定した。測定した吸光率を標準補正曲線と比較した後、塩化物濃度を直線
補間によって算出した。この分析の不確定性（測定回数５回の標準偏差）は１０
mg L-1レベルで５％であった。二酸化炭素分析
二酸化炭素を赤外線ガス分析器（サーボメックス PA 401）で測定した。この
測定原理は、ガスおよび液体の多くが共鳴分子振動によってスペクトルの赤外線
領域のエネルギーを吸収することに基づいている。共鳴によって顕著な特徴を有
するスペトルが発生し、このスペクトルを用いて物質を特定することができる。
バイオリアクターの排気ガス中の二酸化炭素の濃度を計測するために、ガス流
を冷却器に通して水分を凝縮する。これによって、残留水分が赤外線分析器を損
傷するることを防止する。赤外線分析器は二酸化炭素の濃度を体積百分率（二酸
化炭素の体積／空気の体積）で表示し、この濃度を mg L-1に変換する。生物変
換によって発生する二酸化炭素の量を求めるために、バイオリアクターに入る空
気中の濃度（０．０３％ − ０．０４％）を差し引く。実施例２ ＤＣＥ除去用の遠隔発酵槽を有する膜バイオリアクターあるいはバイオリアクタ ー構造
物質移動及び抽出を測定するために、第５図に相当する装置を構成した。この
装置は、市販のポリジエチルシロキサンと補強用の不活性充填材からなる管状シ
リコンゴム膜（長さ：１メートル、内径：２ミリメートル、壁厚：０．５ミリメ
ートル）を用いる。
初期濃度１０００ mg L-1のＤＣＥ溶液１０リットルに空気を供給して泡立て
ることによってガス状廃棄流れを生成した。エア・ストリッピング（空気剥離）
によって、ＤＣＥは溶液からガス相に変換された。この合成ガスを汲み上げて流
量０．５リットル／分で膜を通過させた。ガス発生に用いた上記方法によって、
発生したガスは水蒸気を含んでいる。このため、シリカゲルを有する除湿器を用
いてガス中の湿気が汲み上げられたり膜の気体側に到達するのを防止した。ガス
生成容器の一定大気圧を維持するために、出口に活性炭素除去装置を設けた（第
５図参照）。
合成ＤＣＥガス流はシリコンチューブを通過する。シリコンチーブは受取溶液
を入れた攪拌フラスコ内に導入されている。受取溶液はｐＨ７の蒸留水であって
、フラスコは水槽を用いて３０℃の一定温度に維持した。
ぜん動ポンプを用いて受取溶液を３．７ミリリットル／分の不変流量で受取溶
液タンクから汲み上げた。従って、受取溶液中の汚染物質の濃度は作動期間中定
常状態値を有するものと仮定することが出来る。この装置の配管は、シリコンゴ
ム膜を除いて、その全てがポリテトラフルオロエチレン (PTFE) から成る。この
ポリテトラフルオロエチレンは廃ガスや受取溶液からＤＣＥが吸収されるのを最
小にするために選択されたものである。
ガス生成容器、受取溶液およびガス状廃棄流内のＤＣＥ濃度を一定間隔で測定
した。この測定は装置全体が平衡状態に到達するまで続行した。実施例３ 膜バイオリアクターの動作と物質移動の結果
実施例１で述べた膜モジュールによる物質移動を計量するために、物質移動係
数を測定した。これに加え、ガス流量及び水流量が異なる場合の影響を調査した
。
この測定に用いた装置を第６図に示す。
膜モジュールは螺旋巻シリコンゴムチューブモジュールからなり、このモジュ
ールの移動表面積は２．５ｍ2であった。このシリコン膜の概算体積が２．１０- 3
m3のとき、比表面積 (aM=AM/VM) は１６６７m-1であった。
ガスを含むＤＣＥを７５０〜１５００ミリリットル／分の流量でチューブ側を
循環させた。この場合、物質移動量が大きくなり、この結果ガス生成容器内の濃
度が急激に減少することによって、一定のガス流量が維持できないことが予想さ
れたので、上記実施例で用いたガス発生装置を変更した。高濃度ＤＣＥ溶液（２
８００〜２９００ mg/L）をガス生成容器に供給した。この際、流量を０．１８
〜０．２４ミリリットル／分の範囲で変化させ、同時に、同量の溶液を多重ぜん
動ポンプを介して装置から除去した。
水３．７リットル（膜滞留物を含む）が入った受取溶液フラスコに水を３．７
ミリリットル／分の流量で注入した。受取溶液を膜モジュールの外殼（シェル）
側を流量１０５０〜２３００ミリリットル／分で連続して循環させた。
ガス生成容器内および受取溶液中のＤＣＥ濃度ならびに膜モジュールの入口及
び出口に於けるガス濃度を測定した。さらに、高濃度ＤＣＥ溶液の揮発による濃
度変化を観察した。
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）で汚染された空気流を処理するために、このバイ
オリアクター装置を１１日間運転して装置の性能を実証した。
この時に用いた膜バイオリアクター装置（第７図参照）は前述した物質移動係
数測定に用いた装置と同様の構成を有するものである。かかる構成において、受
取溶液タンクは発酵槽として用いたれる連続攪拌タンク形反応器 (CSTR) に置き
換えられている。非無菌状態でＤＣＥ上に成長させたXanthobacter autotrophic
us GJ10細胞を連続攪拌タンク形反応器に接種した。
膜モジュールは上記と同じものを用いた。
全生媒質体積は、連続攪拌タンク形反応器と膜モジュールを含み、約２リット
ルであった。ステンレススパージャーを介して連続攪拌タンク形反応器の底部に
供給されるガスの流量は１００ミリリットル／分に設定した。混合を完全にして
ばっ気を均一にするために、攪拌速度を５００回転／分に設定した。加熱素子を
有する温度制御装置を用いて生媒質の温度を３０℃の定温に維持した。ｐＨ制御
装置を用いて生媒質の濃度をｐＨ７に維持した。この際、生媒質に酸（１Ｍ硫酸
溶液）または塩基（１Ｍ水酸化ナトリウム溶液）を必要に応じて添加した。多重
ぜん動ポンプを用いて栄養塩類溶液を連続攪拌タンク形反応器に流量０．９５ミ
リリットル／分で添加した。バイオリアクターのばっ気によって生じるエアスト
リッピング（空気剥離）に起因するＤＣＥ損失を最小にするために、水冷式凝縮
器をガス出口に取り付けた。反応器から流出するガスは煙霧棚および二酸化炭素
分析に必要な二酸化炭素分析器のサンプル経路にのいずれか一方に配管で連結さ
れた。
生媒質は初期流量２０００ミリリットル／分で膜の外殻（シェル）側を循環す
る。チューブ側のガス流量は、当初１５００ミリリットル／分に設定されていた
が、膜膨張によって減少し始め、これによって、生媒質の流量は１０００ミリリ
ットル／分にまで減少した。水銀マノメーターを用いて生媒質側の圧力低下を定
期的に測定した。
装置に出入りする化合物の物質収支（マスバランス）をとるために、生物分解
の結果として生じるＤＣＥ除去および物質生成を監視した。
膜を出入りするガスのＤＣＥ濃度を測定した。一定流量を維持するために、ガ
ス生成容器内の濃度を監視して、高濃度ＤＣＥ溶液に添加するぜん動ポンプの流
量を０．１７６〜０．３２ミリリットル／分に調節した。
生媒質のサンプルのＤＣＥ濃度と塩化物イオンを分析した。反応器から出るガ
スのＤＣＥと二酸化炭素の濃度を分析した。さらに、装置から出るバイオマスを
測定した。実施例４
− シリコンゴムを横断する物質移動
シリコンゴムチューブを用いた物質移動試験の結果を第９図に示す。
ガス相と受取溶液のＤＣＥ濃度は約３３０分後に平衡状態になった。ガス相の
ＤＣＥ濃度は２２ mg/Lの一定値で持続した。一方、ガス生成容器内の液体濃度
は６４０ mg/Lとなり、受取溶液中のＤＣＥ濃度は２９５mg/Lに達した。実施例５
− 膜バイオリアクター装置におけるＤＣＥの抽出と分解
膜バイオリアクター装置は略３９０〜５００分運転した後で定常状態に達した
。尚、この時間は膜を横断するＤＣＥの量に依存する。第１０図ないし１３図に
示すグラフは膜モジュールを用いて実施した物質移動試験の結果を示している。
この試験において、外殼（シェル）側の流量とチューブ側の流量は同一ではない
。定常状態で最終ＤＣＥ濃度を測定した。
ガス流量は、当初１５００ミリリットル／分に設定されていたが、シリコンゴ
ムの膨張と膜の膨張に起因するシェル側のバイオマスの成長とによって、運転期
間を通して減少する。このガス流量の変化を第１４図に示す。
シェル側のバイオマスの成長の効果に関する追加情報を得るために、圧力低下
を測定した。この結果、３日を経過した後約５００ミリバールの圧力低下が達成
されたことが分った。
従って、バイオフィルムが定常状態厚に達したものと結論付けられる。
圧力低下の結果を第１５図に示す。
膜に入る平均ＤＣＥガス濃度は０．６５ mg/Lであったが、膜の出口において
は０．０６ mg/Lにまで減少した。平均ＤＣＥ除去効率を第１６図に示す。この
平均ＤＣＥ除去効率は膜入口と膜出口におけるＤＣＥ濃度の比率によって算出さ
れたものであって、約９１％であった。
膜を横断するＤＣＥの流量を、ガス流量と、バイオリアクター装置の初日と２
日目の運転日に上昇する膜入口と出口間のＤＣＥ濃度の差との積として算出した
。この運転期間において、生媒質の濃度は上昇した後減少した。これは、微生物
が新しい成長条件に順応するためである。４８時経過した後、生媒質中にＤＣＥ
は全く検出されなかった。従って、ガス相と液相間の駆動力が上昇して、最大Ｄ
ＣＥ流量は５５ mg/hに達した。
運転開始から４日を経過すると、強力なバイオフィルムが形成されるため、膜
を横断するＤＣＥの流量は減少する。第１７図に示すように、７日が経過すると
、ＤＣＥ流量は２５mg/hの一定値に達した。
ＤＣＥのような揮発性化合物を処理するときには、消失物質の測定に依存する
ばかりではなく、生物分解の結果として生じる物質を検査することが重要である
。
従って、ＤＣＥ除去量を求めるのに加えて、微生物による代謝作用によって形
成される二酸化炭素等の物質を検討した。炭素収支（カーボンバランス）
装置を出る炭素の量を、バイオリアクターのガス出口から出る二酸化炭素およ
び生媒質オーバーフローを介して流出するバイオマスとして測定した。
二酸化炭素として発生する炭素を、空気流と二酸化炭素分析器によって測定
した二酸化炭素濃度の積として算出した。バイオマスとして流出する炭素の量を
、生媒質オーバーフロー流量と２０ mg/Lの一定値で存続する懸濁バイオマス量
と
の積として求めた。エアストリッピング（空気剥離）によるＤＣＥ損失量は、膜
バイオリアクター装置に入るＤＣＥの全量の０．８％以下であり、よって無視可
能であることが明らかになった。
カーボンバランスの算出結果を第１０図に示す。塩化物バランス
図１９は、生媒質オーバーフロー流量及び生媒質中の塩化物濃度から算出し
た塩化物イオンの測定された発達（進化）及びＤＣＥの塩化物への１００％の転
化を想定した塩化物の理論的発達（進化）を示す。
２つの曲線を比較すると、理論的発達と実際の発達がみごとに一致している
。
要するに、廃ガス流から有機汚染１，２−ジクロロエタンを除去するため膜
バイオリアクタ装置を使用した。熱的及び触媒酸化、吸着、吸着及び縮合などの
従来技術に比べて、このプロセスは、低流量及び低汚染物質濃度での汚染空気流
の処理を許容する。この構成において、複数の長尺管状中空シリコーンゴム膜は
、生媒質から汚染ガス流を分離する。これにより、選択的に有機化合物が膜を通
って生分解が起こる生媒質へ移動することを許容する。
生媒質中の状態は、廃ガス側から独立制御が可能である。７７０mL min-1の
ガス流量及び０．６５mg L-1の平均ＤＣＥ濃度で、合成生成されたガス流中に存
在するＤＣＥの９１％が生分解された。作用時、生媒質の膜面にバイオフィルム
が大規模に成長、付着したのが確認され、これが定常状態条件が実現された際に
約６００mbarの圧力降下を膜の生媒質側に発生させた。ＤＣＥの無機質化による
塩化物イオンの放出は９９％であり、一方ＤＣＥのＣＯ2への転化は膜を横断す
る炭素の量の６０％であった。この差は、大規模なバイオフィルムの生成による
ものと考えられる。微生物活動のない膜を横断するＤＣＥの物質移動も測定され
た。７７０mL min-1のガス流量及び１０５０mL min-1の水の流量で、測定された
総括的物質移動係数は０．８３．１０-3m s-1であった。微生物活動のある場合
とない場合における膜を横断するＤＣＥフラックスを比較したところ、バイオフ
ィルムが膜を横断するＤＣＥの量を大幅に下げることが分った。Detailed Description of the Invention
Permeation and biological treatment of waste gas
Many industrial waste gas streams are toxic and can be separated from the gas stream by selective membrane permeation.
, Containing volatile compounds. The selective permeation of solute compounds through the membrane depends on the solute compounding of the membrane phase.
It is believed to be related to the high intrinsic solubility of the product. For example, a chlorinated solvent (DCE-
Many volatiles such as dichloroethane) and aromatic compounds (benzene, toluene)
Organic compounds (VOC) show high solubility in silicone rubber film and
Diffuses across this membrane under the influence of propulsion. These are processed by this method
It is an example of a possible organic compound.
This selective permeation should be combined with the subsequent biodegradation of the permeating species (species).
Can be. Biodegradation removes toxic VOCs from harmless carbon dioxide, water and chloride ions.
It is rendered harmless by converting it to any mineral component. Therefore, from the waste gas stream
Membrane bioreactors are used to extract and then biodegrade toxic VOCs. This
The process of bioscrubbers (schematically shown in Figure 2) and bioscrubbers
And other biological treatment technologies such as biofilters:
Having.
(1) Large without significant pressure drop observed in biofilter and bioscrubber
A fine gas-liquid interface and high gas velocities are obtained.
(2) The membrane acts as a barrier between the biomedium and the contaminated gas stream (Fig. 1
Of the compounds (such as HCl) that impede biodegradation into the biomedium.
Entry is avoided.
(3) Removal of dioxide products and immediate control of pH are possible.
(4) Mass transfer in silicone rubber is faster than mass transfer in water film (membrane)
Therefore, the solute moves at a higher speed than in the conventional device.
(5) Microorganisms receive only required specific compounds such as carbon source from gas stream
Therefore, a favorable growth environment is maintained.
(6) Aging of packing material and necessary replacement are avoided.
(7) Easier control of process parameters for bacterial growth in the equipment
feasible.
(8) Treatment of compounds with low water solubility is possible.
(9) The size of equipment installed is small.
(10) No sludge disposal (as in bioscrubber) is required.
According to the invention, at least one gas phase or gas phase organic present in the gas stream
In the method of reducing the concentration of a compound, the gas stream is replaced with the at least one organic compound.
The substantially water-insoluble solvent has a permeability higher than that of chloride ions.
Selectively permeable sheet, tube or tubular polymer membrane is allowed to flow in contact with the inner surface, and at the same time
After passing from the gas stream through the inner surface of the membrane to its outer surface, the less
Biomass bacteria or algae or other microorganisms capable of reacting with one compound
Or an aqueous reaction medium containing a biologically active reaction means such as immobilized cells.
A method of concentration reduction is provided which comprises contacting the outer surface of the film.
Further embodiments are described in the dependent claims.
Any dense phase polymer that permeates and diffuses volatile organic compounds can be used in this process.
It can be used. Membrane module wound in any suitable shape, eg spiral wound
It may be configured as a flat sheet, a layered flat sheet, a shell or a tube.
The principle of operation is shown in the table of FIG. 1, a device including a remote bioreactor and a membrane
The shape is shown in Fig. 3 and is used for remote biodegradation to biodegrade DCE containing waste gas.
Figure 8 shows the action data from measurements using an instrument including an o-reactor and a membrane module.
It is shown.
A preferred feature of the invention is to form an interface between the gas and the aqueous biota,
Use multiple dense hollow membranes such as tubular synthetic elastomers such as silicone rubber
It is in.
The method according to the present invention minimizes the problem of fouling or sizing of the membrane, and the simultaneous reaction
It is particularly beneficial for gas or vapor permeation where reaction is avoided. Selective mass transfer is
Allows recovery of a single compound without additional process steps. Therefore, the membrane process is
,
Organic vapor content too high to achieve carbon adsorption, too low to allow ashing
It should be called the special extraction process most suitable for the intended use.
The next step in the use of membranes is the combination of membrane extraction and subsequent bioconversion.
You. Microporous membranes have a limited selectivity, which under certain conditions results in complete VOC extraction.
Prevent outflow. In addition, the transmembrane pressure differential that disrupts the membrane is much lower for microporous membranes.
In fact, the pores of the membrane are blocked by the biomass. Therefore, high density for VOC processing
Preference is given to using membranes.
Microbial strains such as Xanthobacter, published by Janssen et al. In 1985
autotrophicus GJ10 uses DCE (eg, 1) as the sole carbon and energy source.
-Chlorobutane, 1-chloropropane, 1,3-dichloropropane, bromoethane
Use of DCE and other haloalkanes structurally related to
Use is possible.
Without wishing to be bound by any theoretical considerations (see Figure 4
Mechanism) is considered as follows.
The first step is the D by the structurally generated haloalkane dehalogenase.
Conversion of CE to 2-chloroethanol. Following this, chloroethanol
Via chloroacetaldehyde, quinoprotein-PQQ
2-chlorodehydrogenase and coenzyme (NAD) -dependent aldehyde dehydrogenase
Converted to roacetic acid. The second dehalogenase dechlorinates 2-chloroacetic acid,
Eventually converted to glycolic acid which decomposes into biomass, water, carbon dioxide and hydrochloric acid
Let Since the total decomposition is aerobic, the overall stoichiometric equation is
C2HFourCl2+ O2+ NGThree→ Biomass (CH2O0.5N0.2Etc.) + CO2+ H2O + HCl
It is represented by
The overall balance is 0.72 mg of chloride-I when 1 mg of DCE is completely decomposed.
It shows that the on is emitted to the living medium. Hydrochloric acid formation and subsequent NaOH
As a result of neutralization, sodium chloride accumulates. Sodium chloride at a concentration of 100 mM is early
Spider growth rate is greatly reduced. Therefore, a preferred bioreactor is suitable
Facilitates regulation of the amount of chloride ions present in the living medium via pH control and nutrient flow
I do.
In order that the present invention may be readily understood and readily practiced by those of ordinary skill in the art, the following M
Reference is made to the non-limiting examples and accompanying drawings.
FIG. 1 shows the principle of operation of the membrane bioreactor device according to the present invention.
Figure 2 shows mass transfer and biodegradation in bioscrubbers.
FIG. 3 shows the geometry of the membrane module and remote bioreactor.
Fig. 4 shows dichloroethane (DCE) by Xanthobacter autotrophicus GJ10.
) Indicates a metabolic pathway for degradation.
FIG. 5 shows an apparatus for investigating transmembrane translocation of DCE from a waste gas stream to a receiving solution.
You.
FIG. 6 shows an apparatus for measuring the mass transfer coefficient.
FIG. 7 shows a remote bioreactor device for performing DCE extraction and quantitative measurement of biodegradation.
It is a detailed block diagram of a membrane module.
FIG. 8 shows the removal efficiency of DCE in a membrane bioreactor.
FIG. 9 shows the results of a transfer test using a silicone rubber film,
The concentration curve is-△ in the gas container
In the receiving solution − ◇
-○ in gas
Indicated by.
FIG. 10 shows a membrane module (gas flow rate: 750 mL min-1, Received solution flow rate: 1
050 mL min-1), The DCE concentration curve shows the gas production.
Inside the container (△), gas inlet (○), gas outlet (・), receive solution (◇)
Show.
FIG. 11 shows a membrane module (gas flow rate: 1500 mL min-1, Received solution flow rate:
1050 mL min-1) Shows the result of mass transfer at DCE concentration curve.
Inside the production container (△), gas inlet (○), gas outlet (・), receiving solution (◇)
Indicated by
FIG. 12 shows a membrane module (gas flow rate: 750 mL min-1, Received solution flow rate: 2
300 mL min-1), The DCE concentration curve shows the gas production.
Inside the container (△), gas inlet (○), gas outlet (・), receive solution (◇)
Show.
FIG. 13 shows a membrane module (gas flow rate: 1500 mL min-1, Received solution flow rate:
2300 mL min-1) Shows the result of mass transfer at DCE concentration curve.
Inside the production container (△), gas inlet (○), gas outlet (・), receiving solution (◇)
Indicated by
FIG. 14 shows the flow rate of DCE waste gas.
FIG. 15 shows the pressure drop on the shell side of the membrane.
FIG. 16 shows DCE removal efficiency in a membrane bioreactor.
FIG. 17 shows the flux of DCE passing through the membrane.
FIG. 18 shows the evolution of carbon, the complete mineralization of DCE into carbon dioxide.
The predicted value assuming conversion is (△), and the value obtained from analysis of reactor exhaust gas is (◇)
The carbon leaving the bioreactor as biomass is indicated by (○).
FIG. 19 shows the formation of chloride in the living medium, which illustrates the complete mineralization of DCE.
The determined predicted value is indicated by (△), and the measured concentration is indicated by (◇).Example 1
Xanthobacter autotrophicus GJ10 cells for inoculating bioreactor
In order to obtain several stirred flasks (100 mL, 250 mL,
500 mL) as a nutrient salt solution (composition of nutrient salts and vitamin medium is shown in Table 1)
And dichloroethane DCE with a dichloroethane concentration of 1000 mg L-1Filled with
Was. These stirred flasks were inoculated with Xanthobacter autotrophicus GJ10
After that, it was transferred to a rotary incubator and left at 30 ° C. for 4 days. Simultaneous with control flask
Sodium azide (NaNThree) To block other microbial activity
did. After closing the flask, DCE and C1-Were analyzed for concentration and turbidity.
As a result, bacterial growth was observed, turbidity increased, and DCE concentration decreased. Turbidity
The increase in degree is proportional to the number of cells in the liquid. DCE reduction provided by microorganisms
It shows that DCE can be used as the sole carbon source. Xanthobact
er autotrophicus GJ10 cell sample (flask) containing glycol
And stored in a freezer.
result of analysis Liquid phase DCE concentration
In gas, gas containers, exhaust gas and raw media using gas chromatography
The DCE concentration of was determined. Gas chromatograph with hydrogen flame ionization detector (FID)
BP-101 (SGE (Australia)) with the graph (GC) as the stationary phase
For the megabore separation tube (length: 25 meters, inner diameter: 0.23 mm)
Attached. DCE with 1,1,2-trichloroethane for use as internal standard
Mixed with sample. Sump of (equal amount) mixture of DCE and trichloroethane
After injecting 1 microliter of the gas into the separation tube, the gas chromatograph is
Operated under the conditions.
Separation tube heating furnace initial temperature: 40 ° C
Initial time (constant temperature maintenance time): 2 minutes
Separation tube heating furnace temperature rise rate: 20 ° C / min
Final temperature of heating furnace: 100 ℃
Final time (constant temperature maintenance time before heating furnace cooling): 0.5 minutes
The DCE concentration in the sample is calculated by the following method.
The peak area formed by the gas chromatograph is the volume of the detected compound.
Proportional to. Because the sample and reference volumes are equal, the sample and standard
The volume ratio of loethane (DCE) and orichloroethane (TCE) is expressed by the following formula.
Is done.
In the above equation, 1 = DCE, 2 = TCE, s = sample, sa = standard.
By using the same amount of TCE for the sample and standard, the DCE concentration is
Is required.
In the above equation, A is the percentage of peak area.
The limit sensitivity of this analysis result is about 2.5 mg L-1The average error was 1%.Gas phase DCE concentration
Using the same gas chromatograph as above, under the same temperature conditions as above, exhaust gas and
And the DCE concentration in the exhaust gas was measured. 1 milliliter of gas sample in a separation tube
After injection, the concentration was calculated against an external liquid standard.
Samples with different volumes (1 ml gas sample and 1 microliter liquid standard)
The concentration is calculated by the following equation.
In the above equation, A is the absolute peak value and C1And C2Is due to the difference in attenuation factor and the standard
It is a coefficient that is determined in consideration of the presence of other compounds. For gas measurement,
Liquid DCE solution was injected and analyzed with the same decay rate as the above sample. Therefore, above
Coefficient C1, C2Are both set to 1.
The limit sensitivity of this analysis result is about 2.5 mg L-1The average error was 1%.Chloride analysis
Chloride was colorimetrically analyzed according to known techniques. 2.5 milliliters of sample solution
To the bottle, mercuric thiocyanate solution (98% ethanol 500 millilitres)
(Toluene containing 1.5 g of mercuric thiocyanate dissolved in torr) 3.0 millilitres
And ferric alum solution (100 ml of 6M nitrile salt in ferric sulfate
1.0 ml of dissolved 8 grams of nitric acid) was added. In this way
The resulting mixture was shaken to develop color for 10 minutes and then absorbed at a wavelength of 460 nanometers.
The rate was measured. After comparing the measured extinction coefficient with the standard correction curve, the chloride concentration
It was calculated by interpolation. The uncertainty of this analysis (standard deviation of 5 measurements) is 10
mg L-1It was 5% at the level.Carbon dioxide analysis
Carbon dioxide was measured with an infrared gas analyzer (Servomex PA 401). this
The principle of measurement is that most gases and liquids are spectrally infrared due to resonance molecular vibrations.
It is based on absorbing the energy of the area. Remarkable features due to resonance
Spectrum is generated, and the substance can be identified using this spectrum.
To measure the concentration of carbon dioxide in the exhaust gas of a bioreactor, the gas flow
Through a condenser to condense water. This allows residual moisture to damage the infrared analyzer.
Prevent scratching. The infrared analyzer measures the concentration of carbon dioxide by volume percentage (diacid
(Volume of carbon dioxide / volume of air)-1Convert to. Biological change
To enter the bioreactor to determine the amount of carbon dioxide produced by the conversion.
Subtract the airborne concentration (0.03% -0.04%).Example 2 Membrane bioreactor or bioreactor with remote fermentor for DCE removal -Structure
An apparatus corresponding to FIG. 5 was constructed to measure mass transfer and extraction. this
The device is a tubular sheath consisting of commercially available polydiethylsiloxane and an inert reinforcing filler.
Recon rubber film (length: 1 meter, inner diameter: 2 mm, wall thickness: 0.5 mm)
Use).
Initial concentration 1000 mg L-1Lather into 10 liters of DCE solution and bubble
To produce a gaseous waste stream. Air stripping
Caused DCE to be converted from solution to gas phase. Pump up this syngas
The membrane was passed through at a rate of 0.5 l / min. By the above method used for gas generation,
The generated gas contains water vapor. For this reason, use a dehumidifier with silica gel.
This prevents moisture in the gas from being pumped up and reaching the gas side of the membrane. gas
In order to maintain a constant atmospheric pressure in the production container, an activated carbon removing device was installed at the outlet (
(See Figure 5).
The synthetic DCE gas stream passes through a silicon tube. Silicon Cheve is the receiving solution
Is introduced into a stirring flask containing. The receiving solution is distilled water with a pH of 7,
The flask was maintained at a constant temperature of 30 ° C using a water bath.
Use a peristaltic pump to dissolve the receiving solution at a constant flow rate of 3.7 ml / min.
Pumped up from the liquid tank. Therefore, the concentration of contaminants in the receiving solution should be determined during the operating period.
It can be assumed to have a steady state value. The piping of this equipment is silicon
Except for the membrane, it consists entirely of polytetrafluoroethylene (PTFE). this
Polytetrafluoroethylene is most effective at absorbing DCE from waste gas and receiving solutions.
It was chosen to be small.
Measures DCE concentration in gas generating vessel, receiving solution and gaseous waste stream at regular intervals
did. This measurement was continued until the entire device reached equilibrium.Example 3 Membrane bioreactor behavior and mass transfer results
In order to measure the mass transfer by the membrane module described in Example 1, the mass transfer function was used.
The number was measured. In addition to this, the effect of different gas flow rate and water flow rate was investigated.
.
The apparatus used for this measurement is shown in FIG.
The membrane module consists of spiral wound silicone rubber tube module.
The moving surface area of the tool is 2.5m2Met. The estimated volume of this silicon film is 2.10- Three
mThree, The specific surface area (aM= AM/ VM) Is 1667m-1Met.
DCE containing gas is fed to the tube side at a flow rate of 750 to 1500 ml / min.
Circulated. In this case, the mass transfer amount becomes large, and as a result, the concentration in the gas generation container is increased.
It is expected that a constant gas flow rate cannot be maintained due to the rapid decrease in temperature.
Therefore, the gas generator used in the above example was changed. High concentration DCE solution (2
800-2900 mg / L) was supplied to the gas generation container. At this time, set the flow rate to 0.18
~ 0.24 ml / min, while simultaneously adding the same volume of solution.
It was removed from the device via a dynamic pump.
3.7 L of water was placed in a receiving solution flask containing 3.7 L of water (including membrane retentate).
Injected at a flow rate of milliliters / minute. Receiving solution to shell of membrane module (shell)
The side was continuously circulated at a flow rate of 1050 to 2300 ml / min.
DCE concentration in the gas generating vessel and in the receiving solution and the inlet and outlet of the membrane module
And the gas concentration at the outlet was measured. Furthermore, the high concentration DCE solution is concentrated by volatilization.
The degree change was observed.
In order to treat air streams contaminated with volatile organic compounds (VOCs), this bypass
The o-reactor device was run for 11 days to demonstrate the performance of the device.
The membrane bioreactor device used at this time (see FIG. 7) is the mass transfer unit described above.
It has the same configuration as the device used for the number measurement. In such a configuration,
The solution tank was placed in a continuous stirred tank reactor (CSTR) used as a fermentor.
Have been replaced. Xanthobacter autotrophic grown on non-sterile DCE
us GJ10 cells were inoculated into a continuous stirred tank reactor.
The same membrane module as above was used.
Total raw medium volume, including continuous stirred tank reactor and membrane module, about 2 litres
It was. At the bottom of a continuous stirred tank reactor via a stainless steel sparger
The flow rate of the supplied gas was set to 100 ml / min. Mix thoroughly
The stirring speed was set to 500 rpm for uniform aeration. Heating element
The temperature of the raw medium was maintained at a constant temperature of 30 ° C. using the temperature controller provided. pH control
The apparatus was used to maintain the concentration of the live medium at pH 7. At this time, acid (1M sulfuric acid) was added to the raw medium.
Solution) or base (1M sodium hydroxide solution) was added as needed. Multiple
Using a peristaltic pump, feed the nutrient solution into a continuous stirred tank reactor at a flow rate of 0.95
Added at reliter / min. Air strike caused by aeration of bioreactor
Water-cooled condensation to minimize DCE losses due to ripping
A vessel was attached to the gas outlet. The gas leaving the reactor is a fume hood and carbon dioxide.
Piped to either of the sample paths of the carbon dioxide analyzer required for analysis.
Was.
The raw medium circulates on the outer shell side of the membrane with an initial flow rate of 2000 ml / min.
You. The gas flow rate on the tube side was initially set to 1500 ml / min.
However, it begins to decrease due to membrane expansion, which causes the flow rate of the raw medium to reach 1000 milli
It has been reduced to ttles / minute. Determine the pressure drop on the raw medium side using a mercury manometer.
It was measured periodically.
Biodegradation in order to balance the mass balance of compounds entering and leaving the device
The resulting DCE removal and material production was monitored.
The DCE concentration of gas in and out of the membrane was measured. In order to maintain a constant flow rate,
The flow of the peristaltic pump that is added to the high-concentration DCE solution by monitoring the concentration in the container
The volume was adjusted to 0.176-0.32 ml / min.
Samples of raw media were analyzed for DCE concentration and chloride ion. Gas from reactor
The concentration of DCE and carbon dioxide in the water was analyzed. In addition, the biomass from the device
It was measured.Example 4
−Mass transfer across silicone rubber
The result of the mass transfer test using a silicone rubber tube is shown in FIG.
The DCE concentrations of the gas phase and the receiving solution reached equilibrium after about 330 minutes. Gas phase
The DCE concentration was maintained at a constant value of 22 mg / L. On the other hand, the liquid concentration in the gas generation container
Was 640 mg / L, and the DCE concentration in the receiving solution reached 295 mg / L.Example 5
−Extraction and degradation of DCE in membrane bioreactor device
The membrane bioreactor unit reached a steady state after operating for approximately 390-500 minutes
. Note that this time depends on the amount of DCE crossing the membrane. 10 to 13
The graph shown shows the results of mass transfer tests performed using the membrane module.
In this test, the flow rate on the outer shell (shell) side and the flow rate on the tube side are not the same
. Final DCE concentrations were measured at steady state.
The gas flow rate was initially set at 1500 ml / min,
The operating phase is increased by the expansion of the shell and the growth of the biomass on the shell side due to the expansion of the membrane.
Decrease throughout. This change in gas flow rate is shown in FIG.
Pressure drop to get additional information about the effect of shell side biomass growth
Was measured. As a result, a pressure drop of about 500 mbar was achieved after 3 days.
I understood that it was done.
It is therefore concluded that the biofilm has reached a steady state thickness.
The result of the pressure drop is shown in FIG.
The average DCE gas concentration entering the membrane was 0.65 mg / L, but at the outlet of the membrane
Was reduced to 0.06 mg / L. The average DCE removal efficiency is shown in FIG. this
The average DCE removal efficiency is calculated by the ratio of DCE concentration at the membrane inlet and the membrane outlet.
It was about 91%.
The flow rate of DCE across the membrane is determined by the gas flow rate, the first day of the bioreactor device and the
Calculated as the product of the difference in DCE concentration between the membrane inlet and outlet rising on the day of operation
. During this operating period, the concentration of the raw medium increased and then decreased. This is a microorganism
To adapt to new growth conditions. After 48 hours, DCE was added to the raw medium.
Was not detected at all. Therefore, the driving force between the gas phase and the liquid phase increases, and the maximum D
The CE flow rate reached 55 mg / h.
After 4 days from the start of operation, a strong biofilm is formed,
The flow rate of DCE across the bridge is reduced. After 7 days, as shown in Fig. 17,
, DCE flow rate reached a constant value of 25 mg / h.
When dealing with volatile compounds such as DCE, rely on measurement of lost substances
Not only is it important to test substances resulting from biodegradation
.
Therefore, in addition to determining the amount of DCE removed,
We examined substances such as carbon dioxide produced.Carbon balance
The amount of carbon exiting the device is determined by the amount of carbon dioxide and the carbon dioxide exiting the bioreactor gas outlet.
And measured as the biomass flowing out through the raw medium overflow.
Carbon generated as carbon dioxide is measured by air flow and carbon dioxide analyzer
It was calculated as the product of carbon dioxide concentrations. The amount of carbon that flows out as biomass
, Flow rate of raw medium overflow and amount of suspended biomass that continues at a constant value of 20 mg / L
When
It was calculated as the product of The amount of DCE loss due to air stripping is
0.8% or less of the total amount of DCE entering the bioreactor device, so it can be ignored
It became clear that it was Noh.
The calculation result of carbon balance is shown in FIG.Chloride balance
FIG. 19 is calculated from the raw medium overflow flow rate and the chloride concentration in the raw medium.
Measured chloride ion evolution and 100% conversion of DCE to chloride
The theoretical development (evolution) of chloride is assumed.
Comparing the two curves, the theoretical and actual developments are in excellent agreement
.
In short, a membrane for removing organically contaminated 1,2-dichloroethane from waste gas streams.
A bioreactor device was used. Thermal and catalytic oxidation, adsorption, adsorption and condensation etc.
Compared to the prior art, this process uses a contaminated air flow at low flow rates and low pollutant concentrations.
Allow processing of. In this configuration, multiple long tubular hollow silicone rubber membranes
, Separating the contaminated gas stream from the raw medium. This allows organic compounds to selectively pass through the membrane.
It allows the transfer to the biomedium where biodegradation occurs.
The state in the raw medium can be controlled independently from the exhaust gas side. 770mL min-1of
Gas flow rate and 0.65 mg L-1With an average DCE concentration of
91% of the DCE present was biodegraded. When operating, biofilm on the surface of the biomedium
Was confirmed to have grown and adhered on a large scale, and this was confirmed when steady-state conditions were realized.
A pressure drop of about 600 mbar was generated on the biomedium side of the membrane. Due to the mineralization of DCE
Chloride ion release is 99%, while DCE CO2Conversion to transmembrane
Was 60% of the carbon content. This difference is due to the production of large biofilms
It is considered something. Mass transfer of DCE across non-microbial membranes was also measured
Was. 770mL min-1Gas flow rate and 1050mL min-1Measured at the water flow rate
Overall mass transfer coefficient is 0.83.10.-3m s-1Met. When there is microbial activity
Comparison of DCE flux across the membrane with and without
It has been found that the film significantly reduces the amount of DCE across the membrane.
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(72)発明者 フレイタス・ドス・サントス、ルイザ・マ
リア
イギリス国 エスダブリュ７ ２エーズィ
ー ロンドン、エグジビション・ロード
（番地なし） インペリアル・カレッジ・
オブ・サイエンス・テクノロジー・アン
ド・メディシン内────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(72) Inventor Freitas Dos Santos, Louisa Ma
rear
United Kingdom Es-Dr 7 2 Azie
ー London, Exhibition Road
(No house number) Imperial College
Of Science Technology Anne
De Medicine