JPH0341240B2 - - 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
元菌阻害性抗生物質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、
曝気動力が不明、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せる
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抗生物質を添加
することも考えられているが、従来は、ある種の
抗生物質が硫酸還元菌に対して阻害性を持つこと
は知られていたが、そのような抗生物質がメタン
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抗生物質を添加する試
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抗生物実を提供し、かつ、
その抗生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
阻害する抗生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抗生物質
は、バシトラシン、カルベニシリンナトリウム、
シクロヘキシミド、ジヒドロストレプトマイシ
ン、フラジオマイシン硫酸塩、ゲンタマイシン硫
酸塩結晶、リンコマイシン塩酸塩、メチシリンナ
トリウム、ネオマイシン硫酸塩、ノボビオシンナ
トリウム、ベンジルペニシリンナトリウム（ペニ
シリンＧのナトリウム塩）、リフアンピシン、ゲ
ネチシン、バンコマイシン塩酸塩、ジヨサマイシ
ン、キタサマイシン、オレアンドマイシンから選
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
選択的に阻害する抗生物質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硫化物イオンの発生
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抗生物質を
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
るいはパルプ廃液等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
性抗生物質を添加し、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抗生物質として
は、例えばゲンタマイシンなどがある。そして、
このゲンタマイシンを例えば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、消化槽等）に添加すると、ゲンタマイシンの
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、上記ゲンタマイシンのような硫酸還元菌
阻害性抗生物質は、硫酸還元菌による腐食性の硫
酸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、または消化槽等ばか
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もできる。 なお、上記硫酸還元菌阻害性抗生物質として
は、上記ゲンタマイシンの他、ジヒドロストレプ
トマイシン、フラジオマイシン硫酸塩、ネオマイ
シンおよびその他のアミノグリコシド群、ベンジ
ルペニシリンナトリウム、メチシリンナトリウム
およびその他のβラクタム群、バシトラシン、ノ
ボビオシン、オレアンドマイシンなどのように主
としてグラム陽性菌の生育を阻害する抗生物質、
リフアンピシンなどをように主として抗酸菌の生
育を阻止する抗生物質、シクロヘキシミドなどの
ように糸状菌の生育を阻止する抗生物質などがあ
る。そして、これらの抗生物質を用いた場合に
も、ゲンタマイシンを用いた場合と同様な効果を
奏することができる。 「実験例」 （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
を阻害しない物質を捜すため、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 ニグリフイカンス
（Desulufotomaculum nigrificans（DSM 574））
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。

【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抗生物質につい
てスクリーニングテストを行つた結果、表６に示
す17種の抗生物質が有効と認められた。 なお、各抗生物質名の右側に記載した有効濃度
とは、メタン発酵を最も良好な状態で行なうこと
のできる濃度であるが、この濃度以外の濃度でも
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。また、表６中の抗生物質名の欄のペニシ
リンとしては、ベンジルペニシリンナトリウムを
使用した。

【表】 （実験２）共生テスト 実験１で有効と認められた表６の抗生物質のう
ちからゲンタマイシンを選び、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、および上記ゲンタマ
イシンを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】 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
にゲンタマイシン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タマイシン
以外の各抗生物質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、これら各抗
生物質を添加した場合にも、上記ゲンタマイシン
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
択的に阻害する抗生物質を添加するので、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抗生物質に
よれば、硫酸還元菌の生育を阻害すると共にメタ
ル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
とができる。そして、この硫酸還元菌阻害性抗生
物質によれば、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
   る抗生物質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抗生物質において、バシト
   ラシン、カルベニシリンナトリウム、シクロヘキ
   シミド、ジヒドロストレプトマイシン、フラジオ
   マイシン硫酸塩、ゲンタマイシン硫酸塩結晶、リ
   ンコマイシン塩酸塩、メチシリンナトリウム、ネ
   オマイシン硫酸塩、ノボビオシンナトリウム、ベ
   ンジルペニシリンナトリウム、リフアンピシン、
   ゲネチシン、バンコマイシン塩酸塩、ジヨサマイ
   シン、キタサマイシン、オレアンドマイシンから
   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抗生
   物質。