JPS6099393A - 嫌気性分解法における硫化水素含量の減少方法 - Google Patents

嫌気性分解法における硫化水素含量の減少方法

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JPS6099393A
JPS6099393A JP59086299A JP8629984A JPS6099393A JP S6099393 A JPS6099393 A JP S6099393A JP 59086299 A JP59086299 A JP 59086299A JP 8629984 A JP8629984 A JP 8629984A JP S6099393 A JPS6099393 A JP S6099393A
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エーリツヒ・ゲツト
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ABUWATSUSAAFUERUBANTO RAUMUSHI
ABUWATSUSAAFUERUBANTO RAUMUSHIYAFUTO RAARU
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ABUWATSUSAAFUERUBANTO RAUMUSHI
ABUWATSUSAAFUERUBANTO RAUMUSHIYAFUTO RAARU
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    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
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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】 本発明は、嫌気性の生物学的方法により生じた生物産生
ガス、特に浄化装置の腐敗室内で得られた浄化ガス中の
H,S含量を減少する方法に関する。
浄化装置の泥漿腐敗室では腐敗方法に応じて、できるだ
け浄化ガス取得を利用可能にするためにメタン発酵が注
目される。
その際浄化泥漿中での有機物質の分解は3段階に行われ
る。第一段階では高分子物質が有機酸主として低級脂肪
酸に変化し、それが第二段階でlli′l醒生産菌によ
り酢酸、Co2及びH2に分解される。第三段階ではこ
れらの生成物からメタン産生バクテリアによりCO2及
びCH4が生成される。したがって腐敗の過程は一部は
酸性媒質中で、一部はアルカリ性媒質中で行われる。
浄化ガスの取得tjJ能な量は種々の因子、例えば新し
い泥漿中の有機物質の量、腐敗室内の温度、+tp、敗
完了泥ノ1πと新しい泥漿との混合、ならびに防1島性
物質を含有することがある新しい泥漿中の工業製品聞:
に依存する。
泥漿の性状及び腐敗槽作業により差異はあるが、平均的
負荷において操作される加熱腐敗室にお℃・ては下記の
組成が生ずる。
メタン 66〜68%・ 二酸化炭素 62〜67% 窒 素 0〜0.2 % 水 素 0〜0.2 % 硫化水素 0〜0,1% 浄化処理すべき廃水が硫黄化合物特に硫酸塩を含量Tす
ると、腐敗を完了ずべき浄化泥漿中のその含有量も増加
する。浄化泥漿中の硫黄化合物はバクテリアの活動によ
りH2Sに分解され、したがって泥漿中の硫黄化合物言
量が増すにつれて浄化ガス中のH2S含有量も増加する
硫化水素は急性毒性を有し、そして1−e中硫黄200
 m9以上の濃度で、細菌コロニーに対し毒性が現われ
る。
さらにH2Sは腐敗室及びその後続装置において明らか
な腐食作用を呈する。したがってこれを含有するガスを
ガス発動機に又は加熱用に使用する場合は、特定の許容
値を越えてはならない。
浄化ガスのH2S含量を減少づ−るために、従来は脱硫
装置が考慮された。しかしそのための高い経費と必要な
付属装置を別としても、腐敗室及び直接後続する装置中
での生成するH2Sの腐食作用は、浄化ガスの脱硫によ
っても避けられない。
本発明の課題は、新しい泥漿中又は廃水中における硫黄
化合物の含有量の高い場合においても、はとんど硫化水
素不含の生物産生ガスを取得することのできる、嫌気性
泥漿腐敗のための又は有機物を含有する廃水を嫌気性分
解するための方法を開発することであった。
この課題は、主成分としてメタンを含有する生物産生ガ
スを取得する、嫌気性に泥漿を腐敗させ又は有機物含有
廃水を嫌気性分解する方法により解決される。
本発明は、新しい泥漿又は廃水に、生成する生物産生ガ
ス中の残存酸素含量が0.01〜3.0容量%好ましく
は0.1〜1.5容量%となる量で酸素を添加すること
を特徴とする。0.5〜1.5容、111υら又は0.
1〜0.8容量%の残存酸素量が特に優れて(・る。好
ましくは酸素は空気により導入される。
意外にも酸素のわずがな量の存在が、有機物質を二酸化
炭素とメタンに分解する嫌気的分解過程を妨害ぜず、そ
して泥漿中又は廃水中での硫シI(化合物、特に硫酸塩
の高含量においても、硫化水素の生成が防止されること
が見出された。
有機硫黄化合物としては、硫黄さ有大然物、蛋白質及び
代謝生成物例えば屠殺場、農業作業場、ブランデ、−醸
造場及び酵母工場で得られるもの、ならびに化学工業の
廃水、特に医薬品、有害生物駆除剤、染料及び石油化学
生産物の製造における廃水に含有される有機硫黄化合物
が考慮される。無機の硫黄化合物は例えば硫酸塩である
嫌気的調製段階から来る濃縮された新しい泥漿は、調製
される廃水の組成により有機物質を含有し、それからl
 ky当たり、嫌気性腐敗による浄化ガスが490〜5
0口1得られる。
有機物質の分解は安定化なしではpH価を低下し、した
がって安定化してpH7〜Z2のメタン生成のため最適
なpH価を守るためには、腐敗する泥漿に周期的にアル
′カリを添加する必要がある。硫黄化合物が高含量特に
40000 ppmに達することがある工業廃水中の硫
酸塩の場合は、中温菌腐敗の条件下に60〜35℃で、
バクテリアの作用により硫化水素が発生する。
硫化水素を元素硫黄に変えうるバクテリアの存在も、腐
敗条件下でのH2Sの発生を著しく妨害することはない
。それどころかこの種のバクテリア例えば無色ベギアト
ア、チオトリックス、チオネーマ及び赤色硫黄バクテリ
アの存在は、腐敗の条件下に多量の硫化水素が発生ずる
ことを指示する。
2個の順次に連結された嫌気性に運転される腐敗基を有
する自治体の浄化装置においては、周期的間隔で両塔か
ら得られる浄化ガスの組成が測定され、そして長期間の
試験で下記の組成が見出されている。
co265.5〜65.9容量% 02 0容量% C00容量% N2 約0.2容量% H20,1〜0.2容量% CH463,5〜64.5容量% そのH2S含有量は浄化ガス1m3当り312 m9で
あった。廃水の組成を変更すると、その値が800〜B
 50 mシ/m3に上昇した。第二腐敗基からのガス
を分析すると、6000〜4000mg/m3のH2S
含量であり、したがって対応する取り出された短期の試
料においては、全ガス中のH2S含量は1 m3当り1
0007fi9以上であった。
浄化ガス中のH2S含量のこの上昇は、先の長期観察と
比較すると、明らかに得られた廃水のより高い硫酸塩含
量に帰因すると認められた。
本発明によれば、両腐敗塔に、連結して導入される泥漿
と一緒に、有機乾燥物1kg当り30石までの空気を装
入し、その場合基Iには塔■より少ない量の空気を供給
した。定常の運転状態になったのち、下記のガス分析値
が得られた。
成分 塔 I 塔■ 第1計量 第2計量 CO2容量% 55.5 34.0 31.502 容
量% o、o o、o o、sCH,容量% 65.2
 64.2 62.0残部容量% 1.2 1.8 6
.0 H2s m9/zn3170 180 痕跡試験運転の
範囲内で14kg/m3の全硫酸塩含量を有する硫酸塩
含有廃水を、直接に塔■に追加供給し、塔の内容物を変
更したつ塔■から得られるガスを連続試験し、その結果
を次表に示す。
塔 ■ CO2容量% 30.5 30.330.3 30.8
 31.0 31.0 60.5CH4容量チ 62.
0 62.5 62.5 61.0 60.0 60.
0 59.002容量チ 0.4 0.6 0.5 0
.4 0.5 0.5 0.5残部容喰係 7.1 6
.9 7.1 7.8 8.5 8.5 10.0)1
23m9/l>t3160 140 123 118 
105 11[185比較のため対照試験を行った。こ
の場合は酸素の供給を中断し、そして硫酸塩が多量に夾
雑るだけ長期間その濃度の範囲内に置き、ただしその間
に浄化装置に、自治体の供給網を経由して、硫酸塩又は
硫黄化合物の負荷された廃水が絶えず供給されるように
留意した。ガスの試験にオ6いて品質とH2S含量につ
き次の分析値が得られた。
成分 塔 I 塔 ■ Co2容1% 37.5 57.8 28.2 28.
OQ2 容N% o o o。
at−i4容凰% 62.3 62.0 71.5 7
1.8残部り容!i、% 0.2 0.2 0.3・ 
0.2IhS nlV/Ilt” 255 270 8
50 810り残部量は主として窒素から成る。
この比較によれば、本発明による空気の形での少量の酸
素の供給により、その他はほとんどそのままの組成で、
浄化ガス中のH2S含量が明らかに減少することが認め
られた。
場合装置の大きさ及び排出量により、塔lにおける約3
0日の平均滞留時間が守られる。塔鳳入される泥漿中の
有機乾燥物質がそれぞれ分解可能な量であることを考慮
し、浄化ガス中に0゜5容量チの残存酸素含量を保持し
うる量を腐敗過程への導入の除用いて、嫌気性発酵過程
は、有機物質を二酸化炭素及びメタンに常法により分解
しながら、硫酸塩又は硫黄の高い含量を有する泥漿を処
理するときでも、硫酸塩又は硫黄化合物は希望しない遊
離硫化水素ガスに変わることがない。
手工業的な試験用腐敗塔に、有機硫黄化合物(例えばメ
チオニン、シスチン)及び無機硫黄化合物(例えば硫酸
塩)から生ずる、硫黄量が11当り750 m9である
固形物不含の有機物含有廃水だけを送入する場合に、5
kl?C8B/(1m3腐敗室・d)の容積負荷のとき
、生成する生物産生ガスは下記の組成であった。
cQ236.4 容量チ 020、口05 容量チ Co n@n 容量チ N21.1 容量チ t(、o、o O6容量チ CH,62,5容量チ H2S 1900 my/m” 毎時空気0.91又は酸素0.21を嫌気過程に計量供
給することにより、生物産生ガスのH,S含量はわずか
な時間内に検出可能な限界以下に減少される。同じく一
定の連続的空気供給の場合も、前記程度でさらに硫黄化
合物を添加する場合も、生物産生ガスのH!S含量は検
出限界以下である。その場合生成する生物産生ガス(空
気又は酸素を供給してもその量はわずがしが増加しない
)は下記の組成を有する。
co256.5 容量チ 0、 0.15 容量チ Go 、11.n 容量チ N25.2 容量チ Hz O,005容量チ CH458,1容量チ ′14tF3 n、n mg/m” この例は、空気又は酸素の本発明による供給により、有
機及び無機の硫黄化合物を含有する廃水を嫌気性分解す
るときでも、そのH,S生成が本質的に減少することを
示している。
空気又は酸素を、供給装置を経て、例えばベンチュリ原
理に従って、直接に泥漿又は廃水と一緒に吸入すること
は特に有利であって、その場合空気又は酸素の量は調節
弁により調整される。
本発明方法を実施する場合には保安技術上の理由から、
嫌気系例えば腐敗塔に、生物産生ガス中のメタンガス含
量、H,S含量及び酸素含量を連続測定する装置を装備
することができる。
対応する調節装置によって、生物産生ガス中の酸素3容
量部までの含量が、空気又は酸素の供給を制御すること
により守られ、そしてそれ以上の腐敗塔への空気又は酸
素の供給を適時に中断するために、保安回路を加入する
ことにより、例えば1.5容量チの酸素含量で警報が発
せられる。同様にして後続する第2の又はその後の腐敗
塔への空気又は酸素の供給が調節され、その場合も供給
が好ましくはベンチュリの原理に従い吸入器による供給
導管への吸入により行われる。しかし原則的には空気又
は酸素を直接に腐敗塔へ計−1桂供給することが可能で
ある。
嫌気分解法好ましくは泥漿腐敗法の本発明による実施に
よれば、泥漿又は廃水中の硫黄化合物含酸特に硫酸塩含
量が高い場合でも、生物産生ガス中のH2S含量は、別
個の脱硫を省略でき、そして生物産生ガスをさらに精製
することなく普通の使用に送りうる程度に減少される。
本発明方法は、腐敗塔内で生ずる遊離112Sを少なく
することにより、腐敗塔及び後続装置内の腐食を著しく
減少できるという特別な利点を有する。さらに腐敗工程
が硫化水素の毒作用により損傷を受けるおそれがなくな
る。また腐敗工程の間、pt(価が低下するす、へ向が
少なくなり、したがって有機物質を二酸化炭素及びメタ
ンに分解するために必要なアルカリ性の相を保持するた
めに、より少量のアルカリで足りる。
本発明の方法によると、嫌気性分解法特に泥漿腐敗法を
特に有利に実施できる。すなわちそのように実施するこ
とは、腐敗塔のため役立つばかりでなく、嫌気性分解工
程による112S生成のおそれが存在する限り、それは
泥漿及び廃水の長い流路における細菌学的な嫌気性変化
を調節するためにも適している。この種の装置としては
、理想的に混和される腐敗塔のほか、泥漿返還式腐敗基
、泥漿完全分離式の・嫌気性濾過器又は固定床反応器(
アップフロラ・アネロービツク拳スラッジ・ブランケッ
ト・プロセス)力tあげられる。
出願人 アプワツサーフエルづント ・ラウムシャフト拳フール 代理人 弁理士小 林 正 雄

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 新しい泥漿又は廃水に、生成する生物産生ガス中
    の残存酸素含量が0.01〜6.0容量%となる量で酸
    素を添加することを特徴とする、主成分としてメタンを
    含有する生物産生ガスを取得して、泥漿を嫌気性に腐敗
    させ又は有機物含有廃水を嫌気性に分解する方法。 2、 酸素が空気により添加されることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載の方法。 6、第二嫌気性腐敗段階に供給された第一嫌気性腐敗段
    階の泥漿に、さらに空気又は酸素を添加する際に、第二
    腐敗段階で生ずる生物産生ガスも0.01〜3.0容量
    %の残存酸素含量を有することになる量でそれを添加す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に
    記載の方法。 4、生物産生ガス中の残存酸素含量が0.1〜1.5容
    量%であることを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第6項のいずれかに記載の方法。 5、 空気又は酸素を供給装置により泥漿の供給導管内
    へ吸入させることを特徴とする特許請求の範囲第1項な
    いし第4項のいずれかに記載の方法。
JP59086299A 1983-09-29 1984-05-01 嫌気性分解法における硫化水素含量の減少方法 Pending JPS6099393A (ja)

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