JPH10156132A

JPH10156132A - 排ガスの処理方法及びこれに用いる供給液

Info

Publication number: JPH10156132A
Application number: JP8315808A
Authority: JP
Inventors: Hideo Sugiyama; 秀雄杉山; Takeshi Kanayama; 剛金山; Koichi Mochida; 晃一持田; Chie Yajima; 千恵矢島; Masako Yagi; 昌子八木
Original assignee: SEIKO KAKOKI KK; Seikow Chemical Engr and Machinery Ltd
Current assignee: SEIKO KAKOKI KK; Seikow Chemical Engr and Machinery Ltd
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 1998-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】下水処理場の二次処理水が入手できない工場
等においても、微生物による排ガスの分解処理を可能と
する。【解決手段】水道水、蒸留水、地下水等に、リン酸イ
オン濃度が３ｍｍｏｌ／ｌ以上７９０ｍｍｏｌ／ｌ以
下、窒素含有イオン濃度が窒素当量にてが０．１ｍｍｏ
ｌ／ｌ以上及びマグネシウムイオン濃度が０．２ｍｍｏ
ｌ／ｌ以上となるように塩を添加し、これを供給液とす
る。この供給液を微生物が付着した担体層に散水して微
生物の活性を維持しつつ、担体層の充填された充填塔に
排ガスや排ガスから吸収された物質を導入して、排ガス
中の臭気物質や有害物質等を分解処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工場等から排出さ
れる排ガスの処理方法及びこれに用いる供給液に関し、
特に排ガス中の臭気物質や有害物質を微生物に分解させ
る排ガスの処理方法及び供給液に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水処理場等から発生する排ガスは悪臭
を伴い、また有害物質を含有することもあるため、大気
中に放出する前に何らかの処理が必要である。このよう
な処理の方法として、従来より微生物に排ガス中の臭気
物質や有害物質を分解させる処理方法が用いられてい
る。例えば、微生物を付着させた担体を充填した充填塔
に排ガスを導いてこの充填塔内で臭気物質等を分解した
り、排ガス洗浄装置により洗浄水中に吸収させた臭気物
質等を循環槽内で微生物固定化担体層を通過させて分解
する方法が用いられている。

【０００３】このような微生物による排ガスの処理方法
においては、微生物への水分と栄養の補給のためや、微
生物分解により生じる生成物質を洗浄除去するため、微
生物に水が供給される。一般的に下水処理場で排ガス処
理を行う場合は、この処理場で処理・生成される二次処
理水が微生物に供給される。二次処理水中にはリン、窒
素、マグネシウム、カリウムといった微生物の活動に必
要な元素を含む物質がイオンとして存在する。二次処理
水を用いることで二次処理水の再利用ができるばかり
か、微生物の活動に必要な元素を供給し、微生物の活性
を維持することができる。

【０００４】また、排ガスの微生物処理において処理対
象物質や反応生成物質が酸性の場合は担体や吸収液が酸
性となり、逆に処理対象物質や反応生成物がアルカリ性
の場合は担体や吸収液がアルカリ性となるが、極端な酸
性やアルカリ性の場合、微生物の死滅、活性の低下等に
より処理の効果が低減することがある。例えば処理対象
物質がＮＨ₃（アンモニア）やＴＭＡ（トリメチルアミ
ン）の場合、これらはアルカリ性であるため担体や吸収
液がアルカリ性となり、微生物の活性が低下し、ｐＨ
（水素イオン濃度）が１０になると死滅により微生物数
が半減する。また、処理対象物質がＨ₂Ｓ（硫化水素）
の場合は微生物による酸化分解により硫酸を生成する
が、この硫酸によりｐＨが３以下の強酸性となると中間
生成物としてイオウを析出するようになり、このイオウ
が担体表面に積層して流路を閉塞してしまう。また、処
理対象物質がＭＭ（メチルメルカプタン）やＤＭＳ（硫
化メチル）の場合も微生物による分解により硫酸を生成
するが、ｐＨが５．５以下の酸性となったり、ＮＨ₃等
のアルカリ性物質が高濃度同伴しｐＨが７．５以上のア
ルカリ性になると微生物の活性が低下し、処理効果が顕
著に低減するようになる。さらに、処理対象物質がアル
コール、アルデヒド、ケトン類有機物質等の場合は微生
物による分解により酢酸を生成するが、この酢酸により
ｐＨが低下して処理効率が低下する。このように担体や
吸収液を酸性又はアルカリ性に偏らせる物質の処理の場
合でも微生物に供給する水として下水処理場の二次処理
水を用いれば、この二次処理水中のリン、窒素、マグネ
シウム、カリウム等の元素を含むイオンがいわゆるｐＨ
緩衝作用を発揮するのでｐＨを極端に偏らせることがな
い。従って微生物の活性低下、死滅、流路の閉塞を防ぐ
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年、環境問
題がクローズアップされつつあることに伴い、下水処理
場のみならず一般の工場等でも排ガスの処理の必要が生
じてきている。このような工場では下水処理場のような
二次処理水は入手しがたく、従ってもしこのような工場
で微生物による排ガス処理を行おうとすれば、微生物へ
供給する水として水道水、地下水、蒸留水等を用いなけ
ればならない。

【０００６】このように微生物に供給する水として水道
水、地下水、蒸留水等を用いて排ガスの処理を行った場
合、これら水道水等にはリン、窒素、マグネシウム、カ
リウム等の元素を含むイオンがほとんど含まれていない
ため微生物の活動に必要な栄養が供給されず、微生物の
活性が低下して処理効果が低減してしまう。また、リ
ン、窒素、マグネシウム、カリウム等の元素を含むイオ
ンがほとんど含まれていない水道水等にはｐＨ緩衝作用
がほとんどなく、従って処理対象物質や反応生成物質が
極端な酸性やアルカリ性の場合、微生物の活性低下、死
滅、処理装置の流路の閉塞が生じて、やはり処理効果が
低減してしまうという問題がある。

【０００７】本発明は上記した問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは二次処理水を用いな
くとも微生物の活性低下、死滅、処理装置の流路の閉塞
がなく、従って効率のよい処理が可能な排ガスの処理方
法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した問題を解決する
ため本発明のうちの一の発明は、排ガス中の物質を微生
物によって分解する排ガスの処理方法であって、上記
微生物に、リン酸イオン濃度が３ｍｍｏｌ／ｌ（ｍｉｌ
ｌｉｍｏｌ／ｌｉｔｅｒ）以上７９０ｍｍｏｌ／ｌ以
下、窒素含有イオン濃度が窒素当量にて０．１ｍｍｏｌ
／ｌ以上及びマグネシウムイオン濃度が０．２ｍｍｏｌ
／ｌ以上となるように塩が添加された水を供給しつつ行
うことを特徴とする排ガスの処理方法、を提供するもの
である。

【０００９】また、上記した問題を解決するため本発明
のうちの他の一の発明は、排ガスを分解処理する微生物
に供給される供給液であって、水に塩を添加することに
より、リン酸イオン濃度が３ｍｍｏｌ／ｌ以上７９０ｍ
ｍｏｌ／ｌ以下、窒素含有イオン濃度が窒素当量にて
０．１ｍｍｏｌ／ｌ以上及びマグネシウムイオン濃度が
０．２ｍｍｏｌ／ｌ以上となるように調整されているこ
とを特徴とする供給液、を提供するものである。

【００１０】これら本発明によれば、水にリン酸イオン
濃度が３ｍｍｏｌ／ｌ以上７９０ｍｍｏｌ／ｌ以下、窒
素含有イオン濃度が窒素当量にて０．１ｍｍｏｌ／ｌ以
上及びマグネシウムイオン濃度が０．２ｍｍｏｌ／ｌ以
上となるように塩が添加されているため、この水を微生
物に供給することにより、微生物の活動に必要な栄養素
を供給することができ、微生物の活性を維持し、微生物
の死滅を防ぐことができる。また、これらのイオンはｐ
Ｈ緩衝作用を奏するのでｐＨが極端に酸性やアルカリ性
に偏ることを防ぎ、微生物の活性低下、死滅、処理装置
の流路の閉塞を防止することができる。従って、この水
を微生物に供給することにより、二次処理水を用いなく
とも効率よく排ガスを処理することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、本発明に用いられる水とし
ては水道水、地下水、蒸留水等や、これらの混合液が挙
げられる。水道水には下水処理場の二次処理水に含まれ
るリン酸イオン、ＮＨ₄ ⁺やＮＯ₃ ^-等の窒素含有イオン、
マグネシウムイオンがほとんど含まれていない。地下水
は一般的には水道水よりもこれらイオンを多く含有して
はいるが、その程度は二次処理水にははるかに及ばな
い。また、蒸留水にはこれらイオンはほとんど含まれ
ず、その程度は水道水よりも微量である。これら水に所
定の塩を添加することにより、リン酸イオン、窒素含有
イオン及びマグネシウムイオンの濃度を高めることがで
き、二次処理水と同等かそれ以上の微生物による処理効
率を得ることができる。なお、これらイオンの含有量の
少ない二次処理水を砂濾過した水等にも所定の塩を添加
して、処理効率を高めることができる。

【００１２】本発明において水に添加する塩は、無機塩
であっても有機塩であってもかまわない。ただし、有機
塩の場合、例えば有機リン酸塩のように毒性を有し微生
物を死滅させるおそれのあるもの等もあるので、水に添
加する塩は取り扱いが容易な無機塩が好ましい。

【００１３】本発明においては、微生物に供給される水
に含まれるリン酸イオン濃度を３ｍｍｏｌ／ｌ以上７９
０ｍｍｏｌ／ｌ以下とする必要がある。リン酸イオン濃
度が３ｍｍｏｌ／ｌ未満であれば、ｐＨ緩衝作用が低下
し、ｐＨに敏感な微生物の活性を低下させるおそれがあ
る。逆にリン酸イオン濃度が７９０ｍｍｏｌ／ｌを越え
ると、高濃度リンの影響により、活性低下や死滅をもた
らすため、処理対象物質が例えばアセトンである場合に
その分解率が低下してしまう。

【００１４】また、本発明においては、微生物に供給さ
れる水に含まれる窒素含有イオン濃度を窒素当量にて
０．１ｍｍｏｌ／ｌ以上とする必要がある。窒素含有イ
オン濃度が窒素当量にて０．１ｍｍｏｌ／ｌ未満であれ
ば、例えば処理対象物質がＨ₂Ｓである場合に微生物の
活性が充分向上されない。窒素含有イオン濃度が窒素当
量にて５００ｍｍｏｌ／ｌと高い場合でも微生物の活性
を阻害しないが、これ以上の濃度はあまり実用的ではな
く、特に窒素含有イオンがＮＨ₄ ⁺の場合は１０ｍｍｏｌ
／ｌ以下が好ましい。

【００１５】また、本発明においては、微生物に供給さ
れる水に含まれるマグネシウムイオン濃度を０．２ｍｍ
ｏｌ／ｌ以上とする必要がある。マグネシウムイオン濃
度が０．２ｍｍｏｌ／ｌ未満であれば、例えば処理対象
物質がＴＭＡ・ＨＣｌ（トリメチルアミン塩酸塩）であ
る場合に微生物の活性が充分向上されない。マグネシウ
ムイオン濃度が例えば５０ｍｍｏｌ／ｌと高い場合でも
微生物の活性を阻害することはないので、本発明におい
てはマグネシウムイオン濃度の上限は特には規定してい
ない。

【００１６】本発明においてリン酸イオン濃度を３ｍｍ
ｏｌ／ｌ以上７９０ｍｍｏｌ／ｌ以下とするには、水に
例えばカリウム又はナトリウムのリン酸塩を適量添加す
ればよい。また、窒素含有イオン濃度を窒素当量にて
０．１ｍｍｏｌ／ｌ以上とするには、水に例えば塩素又
は硫酸のアンモニウム塩を適量添加すればよい。また、
マグネシウムイオン濃度を０．２ｍｍｏｌ／ｌ以上とす
るには、水に例えば塩素又は硫酸のマグネシウム塩を適
量添加すればよい。なお、微生物に供給される水には、
必要に応じＦｅイオンやビタミン類等を添加してもよ
い。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を用いた各
種実験例により、本発明の詳細を明らかにする。

【００１８】実験例１塩添加によるｐＨ緩衝作用の確
認水道水に、表１に記載のようにＫＨ₂ＰＯ₄が３ｍｍｏｌ
／ｌ、ＮＨ₄Ｃｌが０．２ｍｍｏｌ／ｌ、ＭｇＳＯ₄が
０．２ｍｍｏｌ／ｌの濃度となるようにこれらを添加
し、撹拌して実施例１の供給液を作成した。また、添加
する塩の種類とその濃度を表１のようにした他は実施例
１と同様にして、実施例２、３及び参照例２の供給液を
作成した。また、水質を蒸留水及び下水処理場から採取
した二次処理水とし、添加する塩の種類とその濃度を表
１のようにした他は実施例１と同様にして、それぞれ参
照例１、４の供給液を作成した。さらに、蒸留水、地下
水、水道水及び二次処理水に塩を添加しないものを用意
し、それぞれ比較例１、２、３及び参照例３の供給液と
した。

【００１９】これらの供給液のｐＨ緩衝作用を確認する
実験を行った。各供給液にＨ₂ＳＯ₄又はＮａＯＨの水溶
液を所定のｐＨを得るための理論量添加し、そのときの
実際のｐＨを測定することにより、中性を維持する理論
ｐＨの範囲を求めた。その結果を表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１より、蒸留水、地下水及び水道水に塩
を添加しない比較例１、２及び３は二次処理水である参
照例３よりもｐＨ緩衝作用が劣るが、水道水に請求項１
に記載の発明の範囲となるように塩を添加した実施例
１、２及び３は、二次処理水と同等又はそれ以上のｐＨ
緩衝作用を奏することが解る。特にリン酸イオンについ
て着目すると、リン酸イオンが３ｍｍｏｌ／ｌである実
施例１でｐＨ緩衝作用が二次処理水と同等であり、リン
酸イオンがそれ以上添加された実施例２、３では二次処
理水以上のｐＨ緩衝作用を奏していることから、二次処
理水と同等以上のｐＨ緩衝作用を得るにはリン酸イオン
の濃度を３ｍｍｏｌ／ｌ以上とする必要があることが解
る。また、請求項１に記載の発明の範囲からははずれる
が、蒸留水や水道水に塩を添加することで、参照例１や
参照例２のようにｐＨ緩衝作用を奏することが解る。な
お、参照例３と４との比較より、ｐＨ緩衝作用に優れる
二次処理水であっても塩の添加によりさらにｐＨ緩衝作
用が向上することが解る。

【００２２】実験例２塩添加による処理能力向上の確
認１排ガス中に含まれるＮａ₂Ｓ₂Ｏ₃の反応速度定数を測定
するため、図１に示す装置を用意した。この装置は主と
して充填塔１、供給液槽２及びエアポンプ３より構成さ
れている。充填塔１にはイオウ酸化細菌であるチオバチ
ルス属の微生物が付着した粒状のセラミック担体が充填
された担体層１ａが設けられている。担体層の高さは５
０ｃｍである。供給液槽２には供給液が貯えられてお
り、この供給液には処理対象物質であるＮａ₂Ｓ₂Ｏ₃が
１０ｍｍｏｌ／ｌの濃度となるように溶解されている。
この供給液はポンプ２ｂにより液流量計２ｃを通じて担
体層１ａに散水・供給される。散水された供給液は担体
層１ａ内を流下し、供給液槽２に循環される。供給液槽
２に設けられた符号２ａは、供給液のｐＨを一定範囲に
保つためのｐＨ調整機構である。なお、エアポンプ３か
らは空気がガス流量計を通じて充填塔１内に供給され、
これにより充填塔内が酸化性雰囲気に保たれている。

【００２３】Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃を溶解させる水を水道水と
し、Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃に加えて、ＫＨ₂ＰＯ_４が３．３ｍｍｏ
ｌ／ｌ、ＮＨ_４Ｃｌが０．３６ｍｍｏｌ／ｌ、ＭｇＳＯ
₄が０．２ｍｍｏｌ／ｌ、ＮａＨＣ０₃が５ｍｍｏｌ／ｌ
の濃度となるようにこれら塩を添加し、実施例４の供給
液を得た。また、これらの塩を全く添加せず、水道水に
Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃のみを溶解させて比較例４の供給液を得
た。さらに、下水処理場から採取した二次処理水にＮａ
₂Ｓ₂Ｏ₃のみを溶解させて参照例５の供給液を得た。

【００２４】これら供給液をそれぞれ図１に示す装置の
供給液槽に流し込み、担体層に散水した。散水は１平方
メートル当たり１分間に２１５リッターの連続散水と
し、一日ごとに新しい供給液に交換して行った。この散
水を１ヶ月繰り返した。なお、比較例４の供給液を散水
する前には、１４日間二次処理水を散水し、馴致させて
から行った。実施例４と参照例５については馴致後に、
散水開始時からの供給液槽２中のＮａ₂Ｓ₂Ｏ₃の濃度Ｃ
を測定した。比較例４については１日経過後、１５日経
過後及び２９日経過後のそれぞれについて、散水開始時
からの供給液槽２中のＮａ₂Ｓ₂Ｏ₃の濃度Ｃを測定し
た。なお、蒸気分圧を持つ場合はあらかじめ経時変化を
求めておき、該当時間での散逸濃度を減じた値をＣとし
た。このＣを初期濃度Ｃ₀で除した値を図３のようにプ
ロットした。図３中点線で示すＬ１は、プロットされた
各点を結ぶ曲線であり、実線で示すＬ２は、曲線Ｌ１に
対し時間ｔ＝０の地点で引かれた接線である。この直線
Ｌ２を表す式を下記の式１とし、傾きを表す−ｋを求
め、このｋを反応速度定数とした。ｋが大きいほど、微
生物によるＮａ₂Ｓ₂Ｏ₃の分解速度が速いことを示す。
各反応速度定数を表２に示す。

【００２５】

【式１】Ｃ／Ｃ₀＝−ｋ＊ｔ＋１

【００２６】

【表２】

【００２７】表２の結果より、水道水にＮａ₂Ｓ₂Ｏ₃の
みを溶解させた比較例４は、日数の経過に伴い反応速度
が低下していることが解る。これは水道水の散水では微
生物の活性が維持できないことを示している。これに対
しＫＨ₂ＰＯ₄が３．３ｍｍｏｌ／ｌ、ＮＨ₄Ｃｌが０．
３６ｍｍｏｌ／ｌ、ＭｇＳＯ₄が０．２ｍｍｏｌ／ｌ、
ＮａＨＣ０₃が５ｍｍｏｌ／ｌ、の濃度となるようにこ
れら塩を添加した実施例４は、馴致時の反応速度定数が
０．２３であり、二次処理水を用いた参照例５とほぼ同
等であった。これは実施例４の供給液に添加された塩が
微生物の活性維持に寄与したためである。このことよ
り、水道水等であっても所定の塩を添加すれば、微生物
への供給液として用い得ることが解る。

【００２８】実験例３塩添加による処理能力向上の確
認２次に、排ガス中に含まれるアセトアルデヒドの活性汚泥
菌由来微生物による分解速度の、供給液による相違を調
べた。

【００２９】まず、アセトアルデヒドを水道水に１００
ｍｇ／ｌとなるように添加し、さらにＫＨ₂ＰＯ₄が１．
７ｍｍｏｌ／ｌ、Ｋ₂ＨＰＯ₄が１．３ｍｍｏｌ／ｌ、Ｎ
Ｈ₄Ｃｌが７．５ｍｍｏｌ／ｌ、ＭｇＳＯ₄が０．２ｍｍ
ｏｌ／ｌの濃度となるようにこれら塩を添加し、実施例
５の供給液を得た。また、下水処理場から採取した二次
処理水にアセトアルデヒドのみを添加して参照例６の供
給液を得た。

【００３０】これら実施例及び参照例の供給液を、上記
実験例２と同様図１に示す装置を用いて、活性汚泥菌由
来の微生物を付着させた担体層に散水した。供給液の交
換、散水の条件等は実験例２と同様とした。反応速度定
数を測定し、その結果を表３に示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】表３より、参照例６の供給液を散水した場
合の反応速度定数が０．６５であるに対し、実施例５の
供給液を散水した場合は０．７９と、より大きいことが
解る。これは実施例５の供給液に添加された塩が微生物
の活性向上に寄与したためである。このことより、水道
水等であっても所定の塩を添加すれば、微生物への供給
液として用い得ることが解る。

【００３３】実験例４塩添加による処理能力向上の確
認４排ガス中に含まれるＨ₂Ｓ等の分解率を測定するため、
図２に示す装置を用意した。この装置は主として充填塔
４、供給液槽５、ファン６及び処理ガス発生器７より構
成されている。充填塔にはイオウ酸化細菌であるチオバ
チルス属の微生物が付着した粒状のセラミック担体が充
填された担体層４ａが設けられている。担体層４ａの高
さは１ｍである。供給液槽５には供給液が貯えられてい
る。この供給液はポンプ５ｂにより液流量計５ｃを通じ
て担体層４ａに散水・供給される。散水された供給液は
担体層４ａ内を流下し、供給液槽５に循環される。供給
液槽５には、供給液のｐＨを一定範囲に保つためのｐＨ
調整機構５ａが設けられている。ファン６の回転により
空気が取り入れ口８から充填塔４に供給され、さらにこ
の空気はファン６から排出される。空気取り入れ口８と
充填塔４とをつなぐ経路の途中には、処理対象物質を含
むガスが充填された処理ガス発生器７が連結されてお
り、この処理ガス発生器７から供給された処理対象物質
は空気と混合されながら充填塔に導入される。

【００３４】水道水にＫＨ₂ＰＯ₄が３５ｍｍｏｌ／ｌ、
Ｋ₂ＨＰＯ₄が３５ｍｍｏｌ／ｌ、ＮＨ₄Ｃｌが１．９ｍ
ｍｏｌ／ｌ、ＭｇＳＯ₄が０．２ｍｍｏｌ／ｌ、ＫＨＣ
Ｏ₃が５ｍｍｏｌ／ｌの濃度となるようにこれら塩を添
加し、実施例６の供給液を得た。また、水道水にＫＨ₂
ＰＯ₄が３ｍｍｏｌ／ｌ、ＮＨ₄Ｃｌが２．８ｍｍｏｌ／
ｌ、ＭｇＳＯ₄が０．２ｍｍｏｌ／ｌ、ＫＨＣＯ₃が５ｍ
ｍｏｌ／ｌ、Ｃａ（ＯＨ）₂が０．５ｍｍｏｌ／ｌの濃
度となるようにこれら塩を添加し、実施例７の供給液を
得た。さらに、下水処理場から採取した二次処理水のみ
で参照例７の供給液を得た。

【００３５】実施例６及び参照例７の供給液をそれぞれ
図２に示す装置の供給液槽に流し込み、担体層に散水し
た。散水は連続散水であり、そのときの散水量は１平方
メートル当たり１分間に６０リッターとした。一方、処
理ガス発生器からＨ₂Ｓガスを発生させてＨ₂Ｓガス濃度
が約５０ｐｐｍとなるように空気と混合し、速度０．２
ｍ／ｓで充填塔に供給した。充填塔から排出される混合
空気のＨ₂Ｓ濃度を測定し、その分解率を導出した。

【００３６】また、実施例７及び参照例７の供給液をそ
れぞれ図２に示す装置の供給液槽に流し込み、Ｈ₂Ｓガ
スに代えてＨ₂ＳとＭＭの混合ガス（濃度は０．９４ｐ
ｐｍから５．３ｐｐｍ）を用い、ガス速度を０．１１ｍ
／ｓとした他は上記と同様にして、分解率を測定した。
これらの結果を表４に示す。

【００３７】

【表４】

【００３８】表４より、実施例６及び７の供給液を散水
した場合と参照例７の供給液を散水した場合とではほぼ
同等の分解率を示すことが解る。これは実施例６及び７
の供給液に添加された塩が微生物の活性向上に寄与した
ためである。このことより、水道水等であっても所定の
塩を添加すれば、微生物への供給液として用い得ること
が解る。

【００３９】また、このＨ₂Ｓガスの分解実験におい
て、参照例７の供給液はｐＨ緩衝作用が低く、供給液に
対して水酸化ナトリウムによるｐＨ調整を施す必要があ
った。供給液のｐＨが６〜６．５となるよう調整した
が、担体層下端部ではｐＨが２．１となってしまい、高
さ０．６ｍのイオウが析出してしまった。実施例６の供
給液では、ｐＨ緩衝作用に優れるためｐＨ調整をせずと
もｐＨ６．９を維持し、イオウの析出も見られなかっ
た。

【００４０】実験例５リン酸イオンの効果の確認１処理対象物質であるＮａ₂Ｓ₂Ｏ₃を１０ｍｍｏｌ／ｌの
濃度となるように溶解した水道水に、ＫＨ₂ＰＯ₄が２６
ｍｍｏｌ／ｌ、ＮＨ₄Ｃｌが０．３６ｍｍｏｌ／ｌ、Ｍ
ｇＳＯ₄が０．２ｍｍｏｌ／ｌ、ＮａＨＣＯ₃が５ｍｍｏ
ｌ／ｌの濃度となるようこれらの塩を添加・撹拌し、実
施例８の供給液を得た。また、ＫＨ₂ＰＯ₄の濃度を３．
３ｍｍｏｌ／ｌ、０．０５２ｍｍｏｌ／ｌ、０．００９
４ｍｍｏｌ／ｌとした他は実施例８と同様にして、それ
ぞれ実施例９、比較例５及び６の供給液を得た。

【００４１】これら実施例及び比較例の供給液を、上記
実験例２と同様図１に示す装置を用いて、チオバチルス
属の微生物を付着させた担体層に散水した。供給液の交
換、散水の条件等は実験例２と同様とした。反応速度定
数を測定し、その結果を表５に示す。

【００４２】

【表５】実施例８実施例９比較例５比較例６ＫＨ₂ＰＯ₄ ２６３．３０．０５２０．００９４反応速度定数０．２４０．２３０．２４０．１４

【００４３】表５において、ＫＨ₂ＰＯ₄の濃度が０．０
０９４ｍｍｏｌ／ｌである比較例６の供給液を散水した
場合の反応速度定数のみが低く、ＫＨ₂ＰＯ₄の濃度が
０．０５２ｍｍｏｌ／ｌ以上である実施例８、９及び比
較例５の供給液を散水した場合は、反応速度定数はほぼ
同等である。このことより、リン酸イオン濃度は０．０
５２ｍｍｏｌ／ｌ以上であればよいことが解る。ただ
し、実験例１の結果より、充分なｐＨ緩衝作用を発揮さ
せるにはリン酸イオン濃度は比較例５の０．０５２ｍｍ
ｏｌ／ｌでは不足であり、３ｍｍｏｌ／ｌ以上必要であ
るため、本発明の供給液に含まれるリン酸イオン濃度の
下限は３ｍｍｏｌ／ｌとされる。

【００４４】実験例６リン酸イオンの効果の確認２処理対象物質であるアセトンを６５０ｍｇ／ｌの濃度と
なるように溶解した水道水に、ＫＨ₂ＰＯ₄とＫ₂ＨＰＯ₄
とがともに１３０ｍｍｏｌ／ｌ（リン酸イオン合計で２
６０ｍｍｏｌ／ｌ）、ＫＮＯ₃が７．５ｍｍｏｌ／ｌ、
ＭｇＳＯ₄が０．２ｍｍｏｌ／ｌ、ＣａＣｌ₂が０．１４
ｍｍｏｌ／ｌの濃度となるようこれらの塩を添加・撹拌
し、実施例１０の供給液を得た。また、ＫＨ₂ＰＯ₄とＫ
₂ＨＰＯ₄の濃度をともに２６０ｍｍｏｌ／ｌ（リン酸イ
オン合計で５２０ｍｍｏｌ／ｌ）、３３０ｍｍｏｌ／ｌ
（リン酸イオン合計で６６０ｍｍｏｌ／ｌ）、３９５ｍ
ｍｏｌ／ｌ（リン酸イオン合計で７９０ｍｍｏｌ／
ｌ）、５２５ｍｍｏｌ／ｌ（リン酸イオン合計で１０５
０ｍｍｏｌ／ｌ）、６５０ｍｍｏｌ／ｌ（リン酸イオン
合計で１３００ｍｍｏｌ／ｌ）とした他は実施例１０と
同様にして、それぞれ実施例１１、１２、１３、比較例
７及び８の供給液を得た。

【００４５】これらそれぞれの供給液を培地とし、アセ
トン分解菌であるブレビバクテリウム属の菌を用いて１
５日間振盪培養し、アセトンの分解率を測定した。その
結果を表６に示す。

【００４６】

【表６】

【００４７】表６より、リン酸イオン濃度が７９０ｍｍ
ｏｌ／ｌ以下である実施例１０から１３の供給液ではほ
ぼ安定してアセトンを分解しているが、リン酸イオン濃
度が１０５０ｍｍｏｌ／ｌ以上である比較例７及び８の
供給液ではアセトン分解率が極端に低下していることが
解る。これは、リン酸イオン濃度が高すぎて微生物の活
性が低下したり、びせいぶつがしめつしたためと考えら
れる。このことより、本発明の供給液に含まれるリン酸
イオン濃度は７９０ｍｍｏｌ／ｌ以下である必要がある
ことが解る。

【００４８】実験例５及び６の結果をあわせて考慮すれ
ば、微生物の活性を維持し、かつｐＨ緩衝作用を発揮す
るリン酸イオン濃度は３〜７９０ｍｍｏｌ／ｌであるこ
とが解る。

【００４９】実験例７窒素含有イオンの効果の確認１水道水にＫＨ₂ＰＯ₄が１．７ｍｍｏｌ／ｌ、Ｋ₂ＨＰＯ₄
が１．３ｍｍｏｌ／ｌ、ＮＨ₄Ｃｌが０．１ｍｍｏｌ／
ｌ、ＭｇＳＯ₄が０．２ｍｍｏｌ／ｌの濃度となるよう
にこれら塩を添加し、実施例１４の供給液を得た。ま
た、ＮＨ₄Ｃｌの濃度を０．０３６ｍｍｏｌ／ｌとした
他は実施例１４と同様にして、比較例９の供給液を得
た。

【００５０】これらの供給液をそれぞれ図２に示す装置
の供給液槽に流し込み、活性汚泥より単離したチオバチ
ルス属の微生物が付着している担体層に散水した。散水
は１０分間散水した後８６分間散水を停止する間欠散水
とし、これを２２５回繰り返した。このときの散水量は
１平方メートル当たり１分間に６０リッターとした。一
方、処理ガス発生器からＨ₂Ｓガスを発生させ空気と混
合し、速度０．１１ｍ／ｓで充填塔に供給した。このと
きＨ₂Ｓガス濃度が約１０ｐｐｍとなるように調節し
た。また、供給液のｐＨは６．５〜７．５の範囲に調節
した。充填塔から排出される混合空気のＨ₂Ｓ濃度を測
定し、その分解率を導出した。その結果を表７に示す。

【００５１】

【表７】

【００５２】表７において、ＮＨ₄Ｃｌの濃度が０．１
ｍｍｏｌ／ｌである実施例１４は、Ｈ₂Ｓガスの分解率
が９９％であり、ほぼ全てのＨ₂Ｓガスを分解している
のに対し、ＮＨ₄Ｃｌ濃度が０．０３６ｍｍｏｌ／ｌで
ある比較例の分解率は１７％と極端に低下している。こ
のことより、微生物の活性を損なわないための窒素含有
イオンの濃度は窒素当量にて０．１ｍｍｏｌ／ｌ以上で
あることが解る。

【００５３】実験例８窒素含有イオンの効果の確認２処理対象物質であるアセトンを８００ｍｇ／ｌの濃度と
なるように溶解した蒸留水に、ＫＮＯ₃が３７ｍｍｏｌ
／ｌ、ＫＨ₂ＰＯ₄が７．４ｍｍｏｌ／ｌ、Ｋ₂ＨＰＯ₄が
５．７ｍｍｏｌ／ｌ、ＭｇＳＯ₄が０．２ｍｍｏｌ／
ｌ、ＣａＣｌ₂が０．１４ｍｍｏｌ／ｌの濃度となるよ
うこれらの塩を添加・撹拌し、実施例１５の供給液を得
た。また、ＫＮＯ₃の濃度を３００ｍｍｏｌ／ｌ、５０
０ｍｍｏｌ／ｌとした他は実施例１５と同様にして、そ
れぞれ実施例１６及び１７の供給液を得た。

【００５４】これらそれぞれの供給液を培地とし、アセ
トン分解菌であるブレビバクテリウム属の菌を用いて１
０日間振盪培養し、アセトンの分解率を測定した。その
結果を表８に示す。

【００５５】

【表８】実施例１５実施例１６実施例１７ＫＮＯ₃濃度３７３００５００分解率８３％７８％８７％

【００５６】表８においては、いずれの実施例の供給液
もほぼ同等のアセトン分解率を示している。このことよ
り、添加する窒素含有イオン濃度が窒素当量にて５００
ｍｍｏｌ／ｌまでは、微生物の活性を良好に維持するこ
とが解る。

【００５７】実験例９マグネシウムイオンの効果の確
認１蒸留水にＫＨ₂ＰＯ₄が８．８ｍｍｏｌ／ｌ、ＮＨ₄Ｃｌ
が３．３ｍｍｏｌ／ｌ、ＭｇＳＯ₄が０．８１ｍｍｏｌ
／ｌの濃度となるようにこれら塩を添加し、実施例１８
の供給液を得た。また、ＭｇＳＯ₄を添加しなかったほ
かは他は実施例１８と同様にして、比較例１０の供給液
を得た。

【００５８】これらの供給液をそれぞれ図２に示す装置
の供給液槽に流し込み、ブレビバクテリウム属の微生物
が付着した担体層に散水した。散水は１０分間散水した
後８６分間散水を停止する間欠散水とし、これを２０日
間繰り返した。このときの散水量は１平方メートル当た
り１分間に６０リッターとした。一方、処理ガス発生器
からアセトンガスを発生させ空気と混合し、速度０．２
ｍ／ｓで充填塔に供給した。このときアセトンガス濃度
が４４ｐｐｍとなるように調節した。また、供給液のｐ
Ｈは６．５〜７．５の範囲に調節した。

【００５９】この結果、比較例１０の供給液中にアセト
ンが１３ｍｇ／ｌ蓄積した。この蓄積は、担体層に付着
した微生物ではアセトンが充分分解されなかったことを
示す。一方、実施例１８の供給液中にはこの蓄積は検出
できなかった。一般に蓄積は１ｍｇ／ｌ以上で検出可能
であるため、実施例１８の供給液中の蓄積は１ｍｇ／ｌ
未満であることとなる。このことより、供給液にマグネ
シウムイオンを適量添加することにより微生物の活性を
向上できることが解る。

【００６０】実験例１０マグネシウムイオンの効果の
確認２処理対象物質であると同時に微生物の活動に必要な窒素
原子を含有する物質でもあるＴＭＡ・ＨＣＬを２ｍｍｏ
ｌ／ｌの濃度となるように溶解した水道水に、ＫＨ₂Ｐ
Ｏ₄が３．３ｍｍｏｌ／ｌ、ＭｇＳＯ₄が０．２ｍｍｏｌ
／ｌ、ＮａＨＣＯ₃が５ｍｍｏｌ／ｌの濃度となるよう
これらの塩を添加・撹拌し、実施例１９の供給液を得
た。また、ＭｇＳＯ₄の濃度を１．０ｍｍｏｌ／ｌ、
０．１ｍｍｏｌ／ｌ、とした他は実施例１９と同様にし
て、それぞれ実施例２０及び比較例１１の供給液を得
た。

【００６１】これら実施例及び比較例の供給液を、上記
実験例２と同様図１に示す装置を用いて、ニトロソモナ
ス属の微生物とニトロバクター属の微生物とが共存する
担体層に散水した。散水の条件は実験例２と同様とし
た。反応速度定数を測定し、その結果を表９に示す。

【００６２】

【表９】比較例１１実施例１９実施例２０ＭｇＳＯ₄濃度０．１０．２１．０反応速度定数０．１４７０．２４３０．２４２

【００６３】表９より、ＭｇＳＯ₄濃度が０．２以上で
ある実施例１９及び２０の供給液では、反応速度が安定
しているのに対し、ＭｇＳＯ₄濃度が０．１である比較
例１１の供給水は反応速度が極端に劣っていることが解
る。このことより、マグネシウムイオン濃度が０．２以
上となるように塩が添加された供給水が微生物の活性維
持に適していることが解る。

【００６４】実験例１１マグネシウムイオンの効果の
確認３蒸留水にＫＨ₂ＰＯ₄が３ｍｍｏｌ／ｌ、ＭｇＳ０₄が
２．０ｍｍｏｌ／ｌの濃度となるようにこれらの塩を添
加・撹拌し、さらに窒素源を含む酵母エキスを１４ｍｇ
／ｌ添加して実施例２１の供給液を得た。また、ＭｇＳ
Ｏ₄の濃度を５０ｍｍｏｌ／ｌとした他は実施例２１と
同様にして、実施例２２の供給液を得た。さらにＭｇＳ
Ｏ₄を全く添加しなかった他は実施例２１と同様にし
て、比較例１２の供給液を得た。

【００６５】これら供給液を１．５リッターの曝気槽に
入れて培養液とし、ブレビバクテリウム属の微生物を投
入した。この曝気槽に、処理対象物質であるアセトンが
５０ｐｐｍ含まれた空気を、１分当たり０．８リッター
曝気した。なお、曝気中は培養液のｐＨを６．５前後に
調節するとともに、５０ｒｐｍで撹拌を行った。７２時
間経過後のアセトンの分解量を測定した。その結果を表
１０に示す。

【００６６】

【表１０】比較例１２実施例２１実施例２２ＭｇＳＯ₄濃度０２．０５０アセトン分解量２４．３４０．９４１．７（μｍｏｌ／ｈ）

【００６７】表１０より、ＭｇＳＯ₄が添加されていな
い比較例１２の供給液ではアセトンの分解量が小さいの
に対し、ＭｇＳＯ₄濃度が２．０以上である実施例２１
及び２２の供給液では、安定してアセトンが分解される
ことが解る。

【００６８】実験９〜１１の結果より、マグネシウムイ
オンの濃度が０．２ｍｍｏｌ／ｌ以上となるように塩が
添加された供給液が、微生物の活性維持に適しているこ
とが解る。

【００６９】以上の各実験結果より、排ガスを分解処理
する微生物に供給する供給液として、リン酸イオン濃度
が３ｍｍｏｌ／ｌ以上７９０ｍｍｏｌ／ｌ以下、窒素含
有イオン濃度が窒素当量にて０．１ｍｍｏｌ／ｌ以上及
びマグネシウムイオン濃度が０．２ｍｍｏｌ／ｌ以上で
あるものが適していることが証明された。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では所定の塩
を所定量添加することにより、水道水、地下水、蒸留水
等を用いた場合でも微生物にその活動に必要な栄養を補
給することができ、微生物の活性を損なわない供給液と
することができる。また、これら塩を添加することによ
り、水道水、地下水、蒸留水等を用いた場合でも幅広い
緩衝作用を得ることができ、微生物が理論的に強酸性又
は強アルカリ性下にさらされる場合であっても中性を維
持でき、強酸性又は強アルカリ性の悪影響が回避されて
微生物の活性が維持されて、高い分解効果を持続するこ
とが可能となる。従って、この供給液を用いることによ
り、二次処理水が入手できない工場等においても微生物
による排ガスの分解処理が可能となる。しかも、本発明
の供給液を用いれば、ｐＨ緩衝作用に優れるため、供給
液層でのｐＨ調整の手間を省くことも可能となる。な
お、このような緩衝作用は、二次処理水に塩を所定量添
加する場合も得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の効果を確認する実験に用いた装置の概
要を表すフロー図である。

【図２】本発明の効果を確認する実験に用いた他の装置
の概要を表すフロー図である。

【図３】反応速度定数を導出する方法を説明するグラフ
である。

【符号の説明】

１、４・・・充填塔１ａ、４ａ・・・担体層２、５・・・供給液槽２ａ、５ａ・・・ｐＨ調整機構２ｂ、５ｂ・・・ポンプ２ｃ、５ｃ・・・液流量計３・・・エアポンプ３ａ、６ａ・・・ガス流量計６・・・ファン７・・・処理ガス発生器８・・・空気取り入れ口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者八木昌子大阪府大阪市東淀川区菅原４−１−22− 307

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排ガス中の物質を微生物によって分解す
る排ガスの処理方法であって、上記微生物に、リン酸イオン濃度が３ｍｍｏｌ／ｌ以上７９０ｍｍｏｌ
／ｌ以下、窒素含有イオン濃度が窒素当量にて０．１ｍｍｏｌ／ｌ
以上及びマグネシウムイオン濃度が０．２ｍｍｏｌ／ｌ
以上となるように１種又は２種以上の塩が添加された水
を散水しつつ行うことを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項２】上記水に添加される塩が無機塩である請
求項１に記載の排ガスの処理方法。
【請求項３】水に添加される無機塩の内窒素を含有す
る塩が、ＮＨ₄ ⁺又はＮＯ₃ ^-を含有する塩である請求項２
に記載の排ガス処理方法。
【請求項４】上記窒素含有イオン濃度が窒素当量に
て、０．１ｍｍｏｌ／ｌ以上５００ｍｍｏｌ／ｌ以下で
ある請求項１から３のいずれかに記載の排ガスの処理方
法。
【請求項５】上記水が水道水、地下水若しくは蒸留水
又はこれらの混合液である請求項１から４のいずれかに
記載の排ガス処理方法。
【請求項６】排ガスを分解処理する微生物に供給され
る供給液であって、水に塩を添加することにより、リン酸イオン濃度が３ｍｍｏｌ／ｌ以上７９０ｍｍｏｌ
／ｌ以下、窒素含有イオン濃度が窒素当量にて０．１ｍｍｏｌ／ｌ
以上及びマグネシウムイオン濃度が０．２ｍｍｏｌ／ｌ
以上となるように調整されていることを特徴とする供給
液。