JPH08503162A - バイオ廃棄物の安定化 - Google Patents

バイオ廃棄物の安定化

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Abstract

(57)【要約】 バイオ廃棄物を(a)そのバイオ廃棄物から有害及び有毒の物質が放出されないように保ち、(b)そのバイオ廃棄物を安定化する途中で放出されるそのような物質を中和する、方法で処理するための多機能バイオ廃棄物処理複合体を含んでなる方法及び組成物。バイオ廃棄物容積の低減、バイオ廃棄物からの価値ある物質回収の可能性及びその他の利点が、複合体中での適切な成分の使用により、また得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 バイオ廃棄物の安定化 技術分野 本発明はその1つの局面においてバイオ廃棄物(biowaste)を安定化する新規 な方法及びこの目的を達成するための多機能複合体に関する。 本発明はもう1つの局面においてバイオ廃棄物の処理を簡素化し、より安全に し、環境を保全し改善し、処理能力を増加し、最終製品としての処理されたバイ オ廃棄物の潜在的かつ保存的価値を増加することを特徴とする方法及び複合体に 関する。 発明の背景 バイオ廃棄物の処分及び有効な処理は困難さを増しつつある問題である。 昨日の有り余る程あった広いごみ捨て場は今日は誰かの裏庭である。今残され ている敷地は誰かの外気空間、生活空間、作業空間によって囲まれており、誰か の飲用水の上流に位置している。誰もが誰かの裏庭を荒廃させようとしている様 に思われる。 地球の廃棄物を吸収する受容力及び文明の廃棄物を無視する能力は行動より誇 張を越えて終末に非常に近い。 時には利己的であり、時にはヒステリー的対応である、「希釈が汚染の解決で ある」及び別の極端な考え−−「コンパクト化(圧縮)が満足な行為である」− −という原理が廃棄物処理技術に適用さ れる従来の基本である。これらの解決法は廃棄物の問題がひとりでに遠ざかって いくものではないという簡単な事実を完全に考慮していない。無限に希釈し、コ ンパクトにし、輸送し、貯蔵し、変質し、または空気、地上、水中へばらまくこ とは単に延期するだけで究極の報いを確実にするだけである。 廃棄物処分問題の広く用いられる1つの解決策は不快な有形物の焼却であり、 もう1つは廃棄物の消化器、ごみ埋立地、ラグーン、堆肥などの中での制御され た処分及び/または処理である。 焼却はその価値が限られている。大都市ないし人口稠密地域で発生するすべて の廃棄物を焼却するのに必要な装置の投資額はひどく高価になる。一例としてロ サンゼルスで1日あたり50万トンの固体廃棄物が発生すると報告されている。 焼却は、また燃えない固体を選別したりさもなければ焼却前に処分しなければな らないから、部分的な解決でしかない。その上、焼却により発生する複雑で有害 な放射物はコントロールするのが困難で経費がかかり、焼却装置中(及びしばし ば焼却装置の煙道スクラバー中)で発生する固体は埋め立て地または他の処分地 へ輸送したり貯蔵せねばならない廃棄物である。焼却装置を設置するのに許容さ れる場所−−特に身体部分及びその他の恐らく病気にかかった生物学的廃棄物に 適応しようとする装置の場合−−はまた重大な問題である。 上記及びその他の問題のゆえに、埋立は今なお固体廃棄物の処分に最もしばし ば用いられる。この解決策は焼却のような立地的及び有臭か無臭だが有毒の揮発 性化合物(VC類)を含む有害排ガス(offgas)の放出のような重要な問題を持 っていない。固体廃棄物を埋立で処分することに伴うその他の問題には、有毒で 時には高い腐 食性のある浸出物(leachate);非常にかさばる廃棄物;及び昆虫を含む病気媒 介動物類;鳥類(今やかもめが大草原地帯に多数いるのが観察される);齧歯動 物;及び洗い熊やコヨーテなどの動物のコントロールが含まれる。またこれに関 連して、多くの生物学的廃棄物中に見いだされる植物や他の栄養物のような価値 のある素材の損失がある。 上記に論じた特徴の問題はまたその他の廃棄物発生及び処理操作−−僅かしか 示さないが堆肥操作、下水消化器及びラグーン、病院、下水処理腐敗槽、飼育場 、屠殺場、酪農及び鳥類飼育場など−−に付随する。 これらの問題はまたバイオ廃棄物を1カ所から他へ集積し、貯蔵し、移動させ る場合にも存在する。生化学的臭気;細菌学的に汚染されたごみ袋、缶、及びご み箱;及び同等に有毒なごみトラック、ごみ運搬船、下水線、及びその他の廃棄 物輸送に普及した形態;及び腐食性で有毒性の浸出物などが一般に存在する。 同じ問題が家庭や施設及びどこにでも存在する。しばしば病原微生物で汚染さ れる生物学的廃棄物から発生する不快で有毒な揮発性化合物類が航空機、バス、 列車、船に;病院、養護施設、レストラン、家庭の浴室、台所及び庭に見いださ れる。家庭及びどこか他の所でも、嘔吐物、動物の糞便、食べ損ねた食品及び尿 により汚されたカーペットや他の家具類もまた、特にそれらが放射する有害で有 毒な揮発性有機及び無機化合物に関して問題を持っている。 上記したVC及び発病可能性の問題の処理に現在利用されている全ては極端で 、高価であり、しかも部分的にしか有効でない手段である。例えば、公的規制は 通常埋立に実用されている敷地を揮発物 を遮蔽し、汚染された廃棄物から病気媒介動物を妨げる物理的障壁を形成するた め、毎日の操業後に6インチ以上の泥(dirt)で覆うことを要求している。でき るかぎり、この泥は次の作業日に取り除き、廃棄物を追加して、上記の操作が繰 り返される。 不規則なバイオ廃棄物及びごみ表面の規定された厚さの層で覆うことは、特に 利用できるものが粘りのある粘土や凍結した土壌だけである逆境下では、良心的 な重機械操縦者の能力を越えたものである。この方策はそれが最も要求される時 −−真っ盛りの日中や作業時間中に利用することができない。その上、廃棄物の 替りに泥で埋立地を埋立る不利益を持っている。埋立地区は金がかかり、住民社 会はその全部でなくても廃棄生成物が都合よく輸送され得る地区が欠乏しつつあ る。 その他の覆い−−ターポリン及びネツト−−が往々にして泥の替りに用いられ る。高価で、連続使用に不便で不潔なこれらの覆いは毎日巻き出し巻き上げるこ とが困難である。それらは非常に長期間使用できず、僅かしか有効でなく、それ の解決よりも問題の深刻さが示される。泥の覆いのようにネットまたはターポリ ンは作業時間中VC類及び病気媒介動物に対する防護または中和を働らかない。 ネット及びターボリンはバイオ廃棄物中またはその分解によって発生する腐敗液 によって汚染されてくる。ネットは単に病原媒介動物類を引きつけるもう1つの 部位を追加する。その上、腐敗性のネット及びターポリンを取り扱う必要のある 作業者は埋立廃棄物処分コストが増加し、危険にさらされる。最後に、ネット及 びターポリンは泥と同様最終的に埋立中へ吸収されねばならないから、追加の廃 棄物処分負担となる。 浸出物は非常に重大な環境問題を抱えている。一般に普及して広く公表されて いることは地下水面、河川、湖沼及びその他水関連体が埋立からの浸出物により 汚染されていることである。 新しい埋立では、浸出物の問題を解決する方策として活動敷地で溜り場または くぼ地に不浸透性のポリマーライナーを置きそのライナー上に廃棄物を投げ捨て ることが行われている。浸出物はライナーからその埋立に隣接したプールまたは 池へ抜き出される。これらの液体は極度に有害かつ有毒であり、その結果埋立地 で嫌気工程が主流となる。集められた浸出物は最も多くの場合埋立地から単に運 び出され焼却される。 通常、また有害な揮発性有機化合物類(VC類)及び同等に不快な無機ガス及 び蒸気がこれらの不快な浸出物に伴う。一般に浸出物に伴うVC類の局面は非常 に複雑であるが、多くの有害で有毒なガス状硫黄及び窒素化合物が一定不変に存 在する。したがって、埋立池及びラグーンから集められた浸出物は大気汚染の主 要な根源である。 下水処理及び他の廃棄物処理は一般にコンクリートスラッジ水や空中浮遊細胞 類の溶解物などのより恒久的浸出汚染物に用いられ、それは埋立または他の農業 用ラグーンのような処分地区には実用的な方策ではない。浸出物の輸送及び焼却 は金がかかり、単に有害な成分をより敏感でしかし大気中へ処理なしで広がるよ りひどく酸化生成物を濃縮するにすぎない。 多くの環境において、ねじりひもを持つプラスチック袋、ぴったり閉まるふた を持つ容器などは無価値な排ガス及び押し出し液体を入れるため及びその成功度 は変るがバイオ廃棄物を害虫及び一般の 昆虫から防護するために用いられる。袋類及びその他の容器類は単に廃棄物処分 問題の一部となるのみで、その問題を解決するものではない。なぜなら封入は固 体または液体廃棄物または排ガスの量を減らすものではなく、単にそれら物質を 封印または障壁(バリヤー)が廃棄物の収集、処理、処分及びその他の工程中で 破れるまで蓄えるだけだからである。その上、嫌気工程による貯蔵廃棄物の崩壊 が廃棄物貯蔵容器の低酸素環境下でしばしば急速に進行する。一般に嫌気工程は 好気工程でよりもより有害及び有毒な副生物を発生することが認められている。 それで、固体廃棄物処分問題は貯蔵容器の使用により究極的にある程度悪化する 。バイオ廃棄物を処分場までの取扱及び輸送のために分離することは重要ではあ るが、廃棄物処分場で生じる問題を解決せず、問題を増加するのみである。 バイオ廃棄物は集められ、集積点から集積場へ移され、その後処理場及び/ま たは処分場へ、僅かだけ示すと、便器、下水管、上記したプラスチック袋及びご み缶などの種々の入れ物、及びごみトラック中またはそれらを通じて移動される 。便器、湯たんぽ、ごみ缶、ダンプ容器その他を含む廃棄物集積及び輸送用の非 廃棄容器は廃棄物質を除去するため、本来環境中へこれらの物質が拡散するのを 少なくする方法で掃除することができる。その掃除にしばしば用いられるのは市 販界面活性剤の水溶液である。もし正しく行われるならばこの方策は効果的であ る。しかしながら、それは廃棄物を積み込んだ水でありそれ自体が重大な廃棄物 処分問題を持っている。更にその上、バイオ廃棄物の集積、貯蔵及び輸送におい て、一般的な方策は固体バイオ廃棄物と液体浸出物を一緒に処理することである 。車両の漏れ及びこぼれ及び汚染は明らかでありこの方策の重要 な欠点である。 上記に論じた以外にバイオ廃棄物の処分はその廃棄物が種々の化学反応を受け る時それから放射される不快な臭気をコントロールする問題が伴う。有機廃棄物 から放射された随所にある有害で有毒な揮発物に競合する試みとして、一般的で あるが脱臭剤として不正確に記載された通常揮発性の有機化合物類からなる複合 体が用いられてきた。いわゆる脱臭剤浴室スプレー類が広く市販されている。そ して、ある埋立地では活動中の箇所を各作業日の終りにネットで覆い、続いて悪 臭のある揮発性化合物の嗅覚効果を調停するため芳香複合体を適用している。 ここに丁度記載した目的のためのいわゆる脱臭剤の使用は限られた効果におい てのみ最上である。脱臭剤は通常悪臭に伴う無臭であるが有害な揮発性化合物を 中和せず、それらは不快な臭気をより受け入れ易いもので隠す疑問のある現象に よってのみ悪臭問題を処置する。脱臭剤は高価であり、問題の地域に既に存在す る揮発性化合物類に追加の揮発性化合物を添加することによって何らか本当の効 果が得られ、その問題に実際に寄与するならば非常に限られた効果を持つ傾向に ある。 多くのバイオ廃棄物類はかなりの窒素、硫黄及びその他の栄養価値物を有する 成分をかなりの濃度で含有する。これら潜在的に経済上重要な成分は、これらの 価値物の蒸散による損失を防止する実際的な方法がないから、廃棄物から日常的 に失われる。 代りに、バイオ廃棄物の非揮発性成分から栄養的及びその他の価値を有する生 成物を回収することに努力が限定されている。そのような生成物を処理し、回収 するのに用いられる伝統的技術の中には 下水の消化器;食品及びその他の工程の廃棄物の溶解酸素浮遊槽、醗酵副産物、 グレン、及び消費された微生物の乾燥;ホエイのスプレー乾燥;化学肥料中への 下肥及び魚の乾燥または均質化;家畜廃棄物の農場散布;製紙及び野菜及び果物 処理工業からのパルプの回収;木材及び植物廃棄物及び木片からのパーチクルボ ードのような製品の製造;くずの精製及び混合がある。 多くのバイオ廃棄物類の価値ある成分はバイオ廃棄物固体が運ばれる水である 。水は世界の多くの地域で供給が非常に不足しかつ高価である。現在、この水を ボイラー、凝縮器、冷却塔の洗い流し;洗浄及び操業のような二次的(非消費的 )用途にさえも回収、再利用するための有効な方法がない。明らかに廃棄物処分 に不足することは追いつめられた水不足工業及び農業者に対しかなり経済的かつ その他の価値があるであろう回収技術である。 放棄することを除いて、バイオ廃棄物から有価物を回収する工程は本質的にで きる限り低コストでバイオ廃棄物をコントロールし、取扱い、処分するよう設計 される。実際に回収された生成物の価値は潜在生成物に比べて非常に小さい。廃 物利用工程はその工程前または工程中にバイオ廃棄物を何ら保護せず、揮発物の 放出を促進させ、もとの潜在的な生成物のどれかの大半及び環境が損害された後 はじめて生成物を得る。 広く用いられている典型的廃物利用工程は堆肥化である。堆肥化は長期間の工 程である−−数か月から1年以上かかる−−こと及びその長期間堆肥を積んで置 く空間を見つけねばならないという欠点を持っている。その上、堆肥が適切な通 気を受けた時「吹き出す」ガスは分解する有機物質中の栄養価の大部分を含有す る。得られた 堆肥は有益な成分があったとしても僅かで多少とも不活性の腐食土である。他の 潜在的な価値は堆肥化工程中に形成される浸出物中へ失われ、洗い流される。 家畜廃棄物の農業的散布はもう1つの伝統的バイオ廃棄物利用法である。この 方法は有益と考えられ、実際にはバイオ廃棄物から潜在的に利用できる栄養的価 値を低下させるけれども、汚染を増加する。典型的に採乳小屋の清掃及び洗い流 しから生じる酪農廃棄物は池またはラグーンに集められる。そのバイオ廃棄物に は価値のある生物学的に活性な微生物;酵素類及び他の消化要素、部分的に消化 されたまたは未消耗の栄養物が混っており、それらは汚染地域に置かれた時分解 する。この場所の条件に応じて、多数の有害及び有毒の放出ガスまたは液体が発 生する。経済的に重要な物質はこれらの放出ガス及び排出液に持ち去られる。こ れらは植物栄養として最も必要な価値物−−窒素と硫黄を含有する。 その後の高圧散布が貯えられたガスを混合物から放出し、残った価値物を空気 中へ汚染物として放出する。土壌及び草木に達する消耗した廃棄物の価値はもし あつたとしても僅かである。これらの土壌及び植物群への莫大な損失はためらう 程で完全に避け得る経済的な損失である合成肥料及び栄養剤により補給されねば ならない。家畜廃棄物の農業的散布はまた水の浪費である。家畜小屋、牧舎など の洗い流しにより生じる残渣の水と固体の濃度は水95%、固形分5%程度であ る。 現在の洗い流し水への「ポリマーズ」(専売の集塊剤)などの添加剤は解答で はない。脱水による濃縮化、コンパクト化及び動物廃棄物からの水ならびにその 他の工業廃水の分離に用いられる添加剤 は分離または変質性能は乏しく、多くの潜在的に有用な成分を毒性にする特徴が ある。 要するに、現在バイオ廃棄物を、固定化、中和または有害有毒で爆発性でさえ もある揮発物や浸出物の形成を防止し;バイオ廃棄物をより有効にコンパクトに しそれにより廃棄物処理システム及び処理場をより有効に使用し;潜在する経済 的価値物の保留及び回収を改善し;昆虫、害虫及び病気媒介動物コントロールの 実際的方法を提供し;重要な固有の価値物を改善された伝統的または新しい製品 の形で回収し、あるいはバイオ廃棄物の収集、取扱、輸送及び処分における公害 管理を改善するようなバイオ廃棄物処理の技術ないし処理製品が欠けている。 発明の要約及び一般的説明 ここに生物学的廃棄物を安定化する、上記の従来その目的に用いることができ た方法及び製品の不利益を有さない、斬新で新規なある方法及び材料類が発明さ れて開示される。 一般的に言えば、ここに開示されるバイオ廃棄物安定化技術は多機能性バイオ 廃棄物処理複合体(polyfunctional biowaste treat-ment complex)(PBTC )をバイオ廃棄物に対し適用することを含み、従来の界面活性剤をそれと同様に バイオ廃棄物を安定化し、汚染物の放出を遅らせ、放出した汚染物を中和するも のに置き換え;バイオ廃棄物から放出される浸み出し物(exudate)及びVC類 及びその他の放出ガスなどの形の不快な物質類を中和し;隔離、複合体化及びそ の他の機構によりそれら物質の放出を抑制し;隔離しそれにより固有の価値ある 物質を保存し;バイオ廃棄物成分の潜 在的価値を増大し;バイオ廃棄物処理時間を短縮し;現在の廃棄物の取扱い、輸 送及び処理システムを僅かの変更のみで有効かつ安全に操業できるようにして有 害性を減少し;操業条件を良くし;改善された害虫及び病気媒介動物コントロー ルを提供して引力性を低下させ:かつバイオ廃棄物の脱水及び濃縮化を促進し、 それにより不足して金のかかる廃棄物処分地区の使用可能の空間を保全するため に適用される。 PBTCの主要または根本的成分は全て多機能性である。これらの成分は: 界面活性処理剤/相乗剤(synergizer)(TA/S)、 微量作用(oligodynamic)金属源(OMS)及び 相乗可能なバイオ廃棄物安定化及び蒸気中和反応物/光増感剤(SR/P) である。 前記の基本的成分の指定は一般的にこれら成分の最も重要な機能であることを 意味する。この方式は簡潔さと便利さのために用いられてきたが、ここに指定し たことが基本的成分が有する唯一の能力であることを意味するものではない。 PBTCはその最も簡単な形では界面活性剤、金属及びアルデヒド成分の相乗 的組合せである。それゆえ、簡単なPBTCは表面的には石鹸に類似する。しか しながら、特性及び機能は幅広く相違する。PBTC類の高い廃棄物相互作用は 実際にどの点に関しても無関係である金属石鹸の機能及び特性の知識からいかな る環境においても予想され得ない。 TA/S成分は少なくとも1組の界面活性剤、界面活性剤前駆体 及び溶媒を含んでなる。OMSは元素または結合形で提供されてよい。多くの場 合、メタロハロゲン化合物が最も有利であることを証明するだろう。SR/Pは 典型的にアルデヒドであるが、必要な機能を持つ他の化合物類は入手できるし、 替わりに使用することができる。 それらの指定された予備的な機能がひとたび達成されると反応中または余剰の 形のこれらPBTC成分の1種またはそれ以上が追加の機能を果たし、それによ り追加の利益が得られる−−例えば、もし複合体化された栄養素が改善されまた は安定化されたバイオ廃棄物から余りに早くまたは容易に放出されるならばその 放出を制御することによってさもなければ望まない汚染または損害が生じ、処理 されたバイオ廃棄物の最終用途の価値を減じることが防止される。 特定のPBTCについての成分の選択は処理すべきバイオ廃棄物及びその処理 の目的に依存する。 TA/S選択において最初に考慮すべきことは与えられたバイオ廃棄物との適 合性及び非適合性である。もう1つの要求はTA/SがPBTCとバイオ廃棄物 との間に必要な、良好なPBTC/基質の接触、洗浄、溶解能、溶解、湿潤、拡 散、気体対気体反応、蛋白質と脂質との交互作用、脱水、潜在的価値の保存、最 終製品価値の改善に必要な機能及びその他バイオ廃棄物の効果的な中和及び安定 化を可能にする促進機能を提供せねばならないことである。 TA/S選択における第二の基本的考慮はバイオ廃棄物処理複合体の有効性を 最大限にする能力である。その次の考慮はPBTCの相互作用及びその複合体の PBTCへの追加により製造される物質中の廃棄物の価値維持及び改善を最高に することである。最後に、 TA/Sの選定は毒性及び有害性の低減された処理製品の収量で表わされるバイ オ廃棄物の最高安定性に関連づけるべきである。 アニオン、カチオン、ノニオン及び両性(双性イオン)界面活性剤及びそれら 界面活性剤の賢明な組合せのすべてが、処理されるべきバイオ廃棄物の特性、そ の処理を適用する特別の目的及び処理複合体またはシステムの最終状態などの因 子に応じて用いられる。系の他の成分と最大の相乗効果を備えるために、界面活 性剤は最高度の反応性を備えるよう選定され、バイオ廃棄物安定化工程を通して TA/Sが一次的反応物であり、他のPBTC成分/基質相互作用を促進する濃 度を保つようバイオ廃棄物に対して過剰に用意される。 微量作用金属−−アルミニウム、銅、ジルコニウム、亜鉛、マグネシウム、マ ンガン、銀または鉄−−はバイオ廃棄物中の広い範囲の物質類との多くの役割で の相互作用する能力により選択される。金属は、例えば、触媒、ルイス酸、ブレ ーンステッド酸、イオン受容体、付加物形成体、配位子、架橋剤または求電子剤 として、ある場合には無菌剤として、蛋白質生成物含有複合体の一部または溶媒 として作用する。例えば下水のカルボン酸成分の処理のような多くのPBTC用 途において、またはメタロハロゲン給源はバイオ廃棄物処理において強力な電解 質を提供するものであることが好ましい。 これに関して、OMSもまたバイオ廃棄物処理工程におけるTA/Sと相乗的 に協力する能力によって選択されよう。例えば、基質がN及びS分が高く、水分 が高く、固形物が少なく、pHが高い場合にカチオン性のpH緩衝TA/Sと還 元された銅のような金属と の組合せは基質の目覚ましい中和及び安定化をもたらす多数の直接相互作用をも たらす。 TA/Sのアニオン性または供与体能力及びカチオン性または受容体能力は微 量作用金属源成分と連結して配位複合体を形成し、TA/Sを基質配位子の分散 、洗浄、溶解力、吸収力及び湿潤のような重要な相乗機能を遂行できないように するのに用いられる。この可能性を保証するため、1つ以上の追加のノニオン界 面活性剤及び両性界面活性剤さえもその複合体へ添加することができる。 このようにPBTCへの第二のシステム適合性界面活性剤の添加はPBTCと バイオ廃棄物間の相互作用をそれら相互作用を阻害する不適合性を排除または低 減することにより劇的に改善する。これはまたもし1つまたはそれ以上のPBT C成分が気体と気体相互作用性であるかまたは発生した揮発物を捕捉する吸収ま たは凝縮機構を備えるかまたはより密接な接触及び追加の反応時間を備えていれ ば、バイオ廃棄物から発生する揮発物についてもまた事実である。PTBCは基 質の界面で揮発物を押え揮発物の形成を阻止または遅らせる作用をすることがで きる。これらの反応は蛋白質及び蛋白質分解生成物の架橋結合、酵素加害分解機 構の低下または排除、または進行中の同化サイクルを阻止する付加物また配位複 合体類の形成によるより永続性の錯体類の生成によって簡単に分解干渉をするこ とができる。 蛋白質及びペプチド、アミンのような蛋白質分解生成物を含有するバイオ廃棄 物基質を含んだ応用には、銅がしばしば好ましい微量作用金属となる。銅はpH 7でペプチド窒素と結合を形成する顕著な能力を実証する。Cu(及びFe)は また同時及び無差別に酸化 及び加水分解の両方を触媒する。銅はその元素形において最も広い適用について 最上の選択である。しかしながら、それは広範囲の種々のバイオ廃棄物基質と相 互作用するけれども、その相互作用の生成物は中程度の安定度でしかない。広い 範囲の作用及び安定度を確実にするには第二銅(またはアルミニウムまたは第二 鉄)その他が用いられる。 また、PBTCシステムとバイオ廃棄物固体との間の触媒作用、配位結合、凝 集作用、沈殿、コンパクト化などの機構による広範囲の相互作用が望まれるなら ば、アルミニウム、銀、亜鉛、マグネシウム、マンガン、ジルコニウム及び鉄ま たはこれら金属の起源のような追加微量作用金属を添加することができる。その ような添加は固形物の凝集を増加し、アグロメレーション、加水分解及び脱水な どの付加的な機能とともに揮発物放射の目覚ましい減少をもたらす。 ニッケル及びコバルトはバイオ廃棄物処理において微量作用性であるけれども 、その使用は毒物学的及びコスト考慮により非常に限定される。それらはまたニ ッケルが銅と非常に効果的に競争する例外的な嫌気条件下で適用される場合を除 いて比較的非効果的である傾向にある。 塩化カルシウム、炭酸カルシウムのようなカルシウム化合物類は結果としての 微量作用性を示さない。しかしながら、それらは「甘味剤(sweetener)」とし てバイオ廃棄物の湿潤条件下でしばしば有利に用いられる。 第三の基本的PBTC成分−−SR/P−−はそのバイオ廃棄物安定化能力及 びその気相反応によるVC類中和能力によって選定さ れる。多くの場合、この成分はまた複合体を著しく−−典型的な場合マグニチュ ードまたはそれ以上の大きさで−−より効果的にするような方法で紫外線照射に より複合体の活性を増感及び促進する能力によって選定される。 バイオ廃棄物処理に有用な特徴の光増感された活性は最も簡単な銀とAEPD (3−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール)を含んでなる2成分P BTC類でさえも示される。この最も簡単な場合、銀は明らかに複合体に適切な 程度の相互作用/感光度を付与し;そして全体のPBTC系はVCの中和のよう なPBTC/バイオ廃棄物相互作用を迅速かつより効果的にしバイオマスとの反 応性で示される有効性を増大するばかりでなく、露光によりバイオマス固形物と 水性液体の相分離による限定的な分配を行う。この現象は良く理解されていない が、AEPDが丁度ベンツアルデヒド、ベンジルまたは安息香酸が銅またはその 他の金属イオンの存在下でするように銀の感光性を高めることができる。どの場 合にも、感光度はバイオマス成分のより効果的な安定化を含む機構によってバイ オマス処理を高め;周囲の光の存在下でより早くより効果的な固体/液体分離、 PBTCの必要が少ないより早くより効果的な気体減少をもたらし、そうでない よりも相当より効果的な銀とその他のOMSイオン類との限界に近い有効な結合 を行わせる。 ある例の場合、金属は感光度に寄与するが、他の場合複合体をより有効にする 光増感助剤により促進される活性しか有さない。バイオマス廃棄物成分に対する 感光性PBTC複合体類の有効性は光分解(光化学的分解);光誘発重合、酸化 及びイオン化及び蛍光及びリン光の結果である。遊離基が恐らく含まれ、これら が酸化、光分 解及び重合において開始剤または中間体として作用する。 増強された微量作用有効性に寄与することが知られ、他の成分とともにPBT C類をより効果的にするSR/P化合物類にはベンツアルデヒドのようなアルデ ヒド類、アルデヒド混合物、安息香酸、ベンジル及び過酸化ベンゾイルが含まれ る。SR/Pはまたその他のPBTC成分との組合せで酸化、還元、付加、生き た生物の分解、臭気再特徴化及びバイオ廃棄物の揮発性成分との気体対気体相互 作用を含む相互作用に参加する。SR/P成分の主要な利点は他の成分と連結し てバイオ廃棄物から放射される浸入型(intersti-tial)及び一時的揮発物の生 成を防止し、中和しまたはそうでなければ有害性を減らす能力である。 光増感されたPBTCの前述の議論において示唆したように、上記した基本的 成分の3つのタイプから選択によって浸出物及びスラッジのような多くのバイオ 廃棄物基質類を有効に処理する能力を持つ2成分PBTCシステムを備えること が可能である。この場合銀は微量作用特性及び感光性特性の両方を持つから、S R/P機能に加えて2つの基本的PBTC所要特性が2成分システムの第2の成 分−−AEPDのようなSR/P−−によって備えられる。前述したように2成 分系の好ましいバイオマス廃棄物処理能力は第一に適度のしかし得られた感光性 で系の寄与に関した力による結果であると考えられる。2成分PBTCのいくつ かの知られた例の効果はそれでもTA/Sの添加により強化または改善される。 より典型的で、しかしながらより困難なバイオ廃棄物処理に有効なのは3種の 基本的PBTC成分類−−TA/S、TA/S前駆体または起源;しばしば有利 にメタロハロゲン化合物であるOMSま たはa型またはb型ルイス酸の起源である錯体、及び光増感能力を持つSR/P −−の相乗性組合せである。 安定した形の有害及び有毒物、通常与えられたバイオ廃棄物のいくつかまたは 大部分を含んでなる本来の物質を含有するバイオ廃棄物が存在する。これらの安 定物質は生物学的起源の複合飽和及び不飽和炭水化物または天然樹脂類、タール 類、石油及びベンゼン、トルエン、テルペン、テルペノイドその他のような溶媒 類を含む芳香族およびパラフィン系炭化水素類及び複素環式化合物類その他など のような廃棄物の混合に由来する複合体を含有する。これらのより処理抵抗性ク ラスの基質がバイオ廃棄物中で遭遇する時は第4クラスの成分−−OMSまたは 他のハロゲン源のメタロハロゲン増加体(augmenter)−−の添加がより完全な バイオ廃棄物安定化を提供する。 そのように、3または4成分系は有利にハロゲン源−−3成分系の場合は微量 作用金属のハロゲン化物であり、もし4成分複合体が選ばれるならば微量作用金 属を含有するメタロハロゲン増加体が好ましいけれども微量作用金属を含有する かまたは含有しないハロゲン増加体−−を含有する。 結合銅の多い特殊なバイオ廃棄物の例があり、PBTC成分の活性成分として その銅を再活性化するPBTC成分を備えることは実際的でなく、したがって微 量作用成分としてより多くの銅を使用することは不適当である。アルミニウム、 鉄、ジルコニウム、銀及び特に亜鉛をそれぞれ単独または組合せでこの能力に置 換することができる。しかしながら、大部分のバイオ廃棄物の処理に銅の替わり に少なくとも2種の金属がしばしば必要とされよう。アルミニウム と鉄、アルミニウムと亜鉛、アルミニウムと銀、及び銀プラス亜鉛または鉄はす べて使用し得る組合せである。銅プラスもう1つの金属を必要とするもう1つの 例は銅がその処理工程で消費またはほとんど消費され過剰がない場合である。 発明の多くの用途において、バイオ廃棄物の分解が揮発物の放射が既に実質的 に終る程度まで進行してしまい;救済的な気体対気体反応剤のPBTC中の補足 濃度が補充対応で必要となる。他の場合には、バイオ廃棄物の固有の放射源のみ の処理が必要とされる。そこで、SR/Pを浸入的に蓄えられた揮発物の気体対 気体中和に助成のため補充されてよいが、SR/Pは重要な成分であり、(1) OMSの相乗的複合体の形成に利用され関与し、バイオ廃棄物の蛋白質性物質及 び他の成分の重合及び架橋においてOMS及びそれから形成された複合体と相互 作用すること;(2)バイオ廃棄物蒸発物と気相で相互作用すること;及び(3 )バイオ廃棄物基質にある種の臭気再特徴化を付与することが要求される。これ らの状況においては第5の基本成分−−気体対気体相互作用、有害及び有毒揮発 物の放射禁止または抑制を強化する揮発性酸またはアンモニウムイオン源−−を 有するPBTCを準備することが好ましい。揮発性酸、アンモニウムイオン源ま たはそれらの複合体は、またもしハロゲンイオン源が特定のバイオ廃棄物中の異 質成分の処理に必要でないならば、ハロゲンイオン源の代りに使用してもよい。 しかしながら、ハロゲン及び揮発性酸、アンモニウムイオン源の両方が必要とさ れる場合がある。 殆どのどんな適合する揮発性酸、揮発性酸複合物またはアンモニウムイオン源 も使用することができる。好ましい揮発性酸は塩酸及び酢酸、これらの酸または 硫酸基本の界面活性剤であり、好ましいアンモニウム源は水酸化アンモニウム( またはアンモニア水)である。アンモニウムイオンは塩化ベンツアルコニウムま たはアンモニウム塩含有界面活性剤のようなTA/Sによって代りに準備するこ とができる。酸の代りは前記酸の塩基本の界面活性剤である。 2、3、4種基本成分系及び5種の基本成分系でも、PBTC組成分類は全て 相乗的に作用し;PBTCはそれが下記の別々の成分をより多数及び濃度で含有 していればバイオ廃棄物と相互作用する時予想外及び非特性的に機能する: 他に、二次的成分類をしばしばPBTC中に有利に取り込むことができ、バイ オ廃棄物処理の途中でPBTCから取り出すことができる。有用な二次的成分は 徹底的なリストではないが次のものが含まれる: 湿潤剤、 臭気特徴化剤、 臭気再特徴化剤、 酸化防止剤、 昆虫及び/または動物忌避剤、 スカベンジャー、 醗酵またはその他の消化微生物、 酸素源、 滅菌剤、 殺生物剤、 制生物剤、 キレート剤、 包接剤(包接化合物)、 酵素及び/またはその他の触媒、 指示染料、 マーキング染料、 ゲル化剤、 起泡剤、 土壌改良剤、 障壁層形成剤、 セルロース系相互作用カバーまたは封じ込めフィルム形成剤、 PBTCからの選定された成分放出調節作用成分。 PBTC中の上記に特定した明白な機能の第1次構成成分またはこの多くの第 1次構成成分類に近似の別々の成分を必要とするどのような製品も最適の成分1 つのみにしては非実用的になろう。ここに開示される新規なPBTC系の1つの 非常に重要な利点はそれらが典型的に僅かの成分のみを有し、しかもそれらが有 機物スラッジ、病院廃棄物、埋立物、魚類及び食肉処理廃棄物、家禽及び家禽廃 棄物、きのこ床及び浸出物または堆肥のような複雑な廃棄物系ま たは家畜糞便廃棄物、下水、食品処理及び他のバイオ廃棄物ラグーンなどのよう な多くの複雑さの少ないバイオ廃棄物処理に用いた時、上記に特定した第1次機 能の全て(及び附加的な任意の機能)を最低限有していることである。非常に僅 かの成分のみが絶対的に必須であるけれども、特定の特殊用途に設計されたPB TC中の実際の成分数は、処理すべきバイオ廃棄物の本質、そのPBTCが適用 されるべき方法及びその特定の応用における処理の目的などの変数に応じて変り 得る。 与えられたバイオ廃棄物の処理に適切なPBTCの組成は:処理すべき基本的 基質の分析、工程変数の吟味及びバイオ廃棄物価値を改善し保持または利用し、 バイオ廃棄物基質を安定化し汚染防止すべき最終製品の所望の効果及び特定の決 定により決められる。 典型的に複雑さの少ない方策、及び多くの例でより満足な結果を生み出す方策 は、PBTCの組成を処理すべきバイオ廃棄物からの放出ガス中の主となる種の イオン特性に基づくことである。排ガスはバイオ廃棄物基質ごとに相当変動する けれども、非常に稀な例の場合を除いて通常主となる極性/イオン種である。主 となる放出ガス成分の極性/イオン(配位子/受容体)性質はバイオ廃棄物基質 の化学的性質について相当有用な情報、それからその基質が基質分解の同化工程 のどこにあるかの良好な指示が引き出されまた提供される。 石油製品;溶媒またはテルペン類、オレフィン類及び同等の炭化水素類が存在 するバイオ廃棄物の処理を含む僅かの例において、排ガスが殆どまたは全然極性 電荷を示さないことがある。より成熟した埋め立てのようなその他の場合、深い 層からの排ガスはより実質 的に混合イオン特性である。これらの場合においてもまた、排ガスの性質につい ての情報はガス(類)を放出するバイオ廃棄物を有効に処理するPBTC処方を 直接導き出す。 大抵の場合、バイオ廃棄物排ガスをそのガスの極性/イオン性質に基づいて中 和するPBTCの処方がまた必要とされまたは少なくともそれが有利である。通 常、排ガスは処理をまた必要とする非常に極性またはノニオン性の揮発物を含有 する。 食品処理廃棄物のような最も複雑な形のバイオ廃棄物は液体状または都市ごみ のようにより固体の形状をしており、第一、第二及び第三アミン;アンモニア; カルボン酸類;スルフィド類;チオ化合物その他の化学種を含んでなる浸出物及 びガスを放出する。樹脂類、溶媒類、及びオレフィン類及びその他の炭化水素類 がある顕著な例外を除き何らか実質的な程度で一貫してまれに存在する。 上記にちょっと述べた多くの例よりも複雑さの少ないバイオ廃棄物は堆肥であ る。このバイオ廃棄物は通常全て植物質−−葉、枝、細枝、刈取芝草、野菜及び 果物皮、下水などである。堆肥の分解は往々にして凝縮物、液体及び排ガスを作 り出し、その中には炭化水素−−特にテルペン類、フェノール類及び複雑な環構 造を持つその他の化合物−−が蛋白質及び脂質分解生成物と共存する。ここに述 べるPBTCによる堆肥の処理は特に有効であり、PBTC処理の結果として残 り、脱離揮発性汚染物として失われていない価値のある栄養素類の保持によるよ り有用な飼料、肥料、発酵物質または腐葉土をもたらす。 有機、無機のいづれにせよ、バイオマス基質中及びそれから放出されるガスと して存在する組成物の広範な大部分は5つの基本的部 分−−N(窒素)、S(硫黄)、COOH(カルボキシリック)、C22(樹脂 類/溶媒類)及びヘテロ環−−のうちの1つによって特徴づけられる。これらの うち、N及びSは一定の例外を除いて大部分のものに存在し、COOH及びC22は汚染の原因であり、及び/または価値のある最終製品潜在性を有する基質 物質の少数のものに存在する。要するに、大部分のバイオ廃棄物中の主要汚染源 はまた普通に存在する脂肪酸及びその誘導体類とともに硫黄及び窒素を含有する 成分類である。これら至る所にあるバイオ廃棄物マクロ成分はそれら自体が広く 変形する同化副産物として現れ、ガス、液体及び固体状で発生する。 可能な場合、PBTCは与えられたバイオ廃棄物を選定された醗酵微生物用の 基質を提供するように処理または補足する様調合される。この方法で、バイオ廃 棄物はバイオ廃棄物の処理を促進及び/またはバイオ廃棄物の価値を高め、また はさもなければ有害な成分を価値ある回収可能な最終製品または副産物に変換す ることにより増加する価値ある醗酵製品及び副産物を提供するよう構造的に変え てもよい。 廃水中に見出される主要な硫黄化合物は硫酸塩である。大気汚染の原因となる 一般的な揮発性硫黄化合物は二酸化硫黄及び硫化水素である。メルカプタン類の ような多くの不快な有機硫黄化合物もまたバイオ廃棄物中に見出される。 硫黄化合物は一般に硫黄がヘテロ環中に存在する時処理がより困難である。有 機及び無機揮発性硫黄化合物はともに現在知られているバイオ廃棄物処理による 中和、固定化及び保存に抵抗性である。 硫黄性バイオ廃棄物化合物類の中和及び封鎖は重要な公害問題を 解決し、肥料、土壌改良剤、飼料、堆肥その他の形で循環することができる価値 ある資源を保全する。勿論、同じことが硝酸塩類及び他の窒素化合物について真 実である。 窒素は植物に対する多量養素(macro nutrient)であり、バイオ廃棄物処理の 全ての機会において窒素を汚染物として液体または空気中へ放出するよりも潜在 的な栄養素として利用できる形に保存されるべきである。 TP/S類の窒素及び硫黄はこれに関して消費されたまたは過剰のPBTCが 処理されたバイオ廃棄物原材料潜在性に明確な貢献をすることができるからPB TC類にとって好ましい。同様な理由で微量作用金属類は堆肥または肥料として 発酵材に使用されたバイオ廃棄物に重要な微量養素(micronutrient)に貢献す るであろうものから選択することができる。このことは特にバイオ廃棄物が飼料 、高価値肥料、土壌改良材及び価値付加されたまたは工程促進の発酵材料または 発酵価値製品及び副産物として用いられる領域において重要である。 もし最適でなければ、適切なPBTCの処方は一般にバイオ廃棄物排ガス中の 種々の汚染物間に存在する限られた数の関係によって容易に作られる。例えば、 窒素性化合物量の高いバイオ廃棄物排ガスは典型的に、あったとしても僅かの脂 肪酸しか含有せず、硫黄ラジカルをもつ数種の共存ガスである。その逆も真実で 、脂肪酸類量の高いバイオ廃棄物は典型的に窒素性化合物量が比較的少なく、あ ったとしても僅かの硫黄起源揮発物を放射するであろう。 窒素性排ガスは通常蛋白質または蛋白質性化合物がバイオ廃棄物基質の主流で あることを示す(硫黄ラジカルを持つ揮発物の存在は また硫黄含有蛋白質類の存在を示すが他の因子の結果として生起することもあり 得る)。もし脂質類が存在すれば、それらの崩壊は好気性分解から生じる高濃度 の窒素及び硫黄によつて抑制または封鎖されよう。逆に、脂肪酸類またはカルボ ン酸類がであれば、それらが全部でないがある程度の基質の窒素性及び硫黄揮発 物を支配するであろう。 炭水化物は通常微生物の炭素源となる。基質中の工程条件−−好気または嫌気 −−、利用できる微量養素、基質pH、利用できる酸素及び他の変動因子に応じ て1つ以上の優勢な種が好ましいであろう。排ガスの得られた極性/イオン性は バイオ廃棄物処理中形成した及び処理の結果としての分解及び微生物製品に共通 の特性に関連する。 バイオ廃棄物の代謝物及び固有の成分は処理に必要な化学種を埋め合わせる。 これらは蛋白質、ペプチド、ポリペプチド、アミン、醗酵生成物及び副産物、エ ステル、フェノール、エーテル、アルコール、有機酸、グリコール、テルペン、 セスキテルペンその他を含む。コンディショナー、多量及び微量養素、触媒及び 接種材料さえも、及びその他のPBTC要素類は1つの微生物種及びその結果の 有益な代謝物のために利用することができる。その上、バイオ廃棄物自体の基礎 的な特性は変更することができ、工程効率も同時に改善することができる。 例えば、芳香族及び不飽和オレフィン類−−テルペン、セスキテルペン及びリ モネン、ピネン、カンフェンなどの特殊な種を含んでなる分解生成物は処理抵抗 性が最も大きい。しかしながら、基本PBTC処方のハロゲンでの、通常微量作 用カチオンとともに、変性 は長時間での溶解及び吸着作用の援助のもとで容易に複雑なまたはこれら処理困 難な揮発性有機化合物を封鎖する。また、テルペン類が遭遇される場合、ポリプ ロピレングリコール及び氷酢酸のような特殊な溶解剤の添加は吸着及び反応を促 進させる。この理由で、前記有機組成物用の溶解剤が通常PBTC中に組み入れ られる。その結果、さもなければ生じないであろう所望の反応が、揮発物が封鎖 されまたはさもなければ作用されれば、時間をかけて生じる。 常態では、未分解のバイオ廃棄物は、もし好気分解初期に保存されれば原材料 として非常に高い可能性を示し、もしそうでなければ実質的に有害及び有毒公害 原因となる。 また、バイオ廃棄物の高い安定性が望まれる場合には、PBTCとバイオ廃棄 物間の相互作用をさらに促進するのに溶解剤が用いられる。これはもしバイオ廃 棄物処理が改善されるべき時及びバイオ廃棄物に可能な最終用途がある時に特に 真実である。 脂質量の高いバイオ廃棄物は通常カルボン酸及びエステル類を含有する液体及 び排ガスが主体の汚染物を作る。そのような例では少なくとも1つの拮抗性イオ ン型TA/Sを使用してもよいが、1つまたはそれ以上のアニオン、カチオン、 ノニオン及び/または両性イオンを含有する組成が好ましい。界面活性剤組成は この場合極性主体バイオ廃棄物分解生成物をコントロールする極性VC拮抗剤と して多機能的に使用される。所望の機能を遂行する極性拮抗界面活性剤は常態で は十分存在するが、時には付加的にPBTC/バイオ廃棄物競争界面活性剤を含 有することが有利である。これは、もし全ての拮抗性界面活性剤が反応した時、 保存または第二の界面活性剤がバイオ廃棄物表面を湿潤し、浸透を促進し、種々 のバイオ廃棄 物基質に一致した処理目的を達成するのに必要な他の相互作用を提供するのに利 用できる。 PBTC処理複合物は5種の基本処方において実用的な観点から構造づけるこ とができる。代表的な場合、水が担体である。 PBTCの第一の基本クラスは2成分系または複合物である。これは微量作用 金属または金属源及び気体中和反応物/感光剤を有しているが処理剤/相乗剤を 有さない。しかしながら、最も広範囲で有効な2成分PBTCは適切なTA/S を含有させると機能的に大いに改善される。 一般的に、上記の3種の基本成分のこれら2種のみを有するPBTCは、それ がハロゲン、好ましくはメタロハロゲン形のハロゲンを含有しない限り、カルボ ン酸類または炭化水素量の高いバイオ廃棄物のその部分に対して機能しないであ ろう。揮発性のバイオ廃棄物炭化水素及びカルボン酸化合物類の処理にはアルミ ニウムが好ましい金属であり、臭素が好ましいハロゲンである。 カルボン酸類が存在しない用途での2主要成分(または他の)PBTCの有用 な任意成分は奇妙にもカルボン酸またはカルボキシル界面活性化合物である。良 い例はバイオ廃棄物の分解がその窒素の主要部分がアンモニアまたはアミン類の 形になる様進行する場合である。揮発性カルボン酸類またはそれ自体がPBTC に添加された揮発性カルボン酸類を含有するものから選ばれたTA/Sの添加は バイオ廃棄物基質の後程の可能な用途を保存する形で再度取り込まれまたは残留 される酸/アンモニア塩の形成に非常に効果的な機構を提供することができる。 今述べた選択はカルボン酸の使用に限定されない。窒素性汚染化 合物に気化性で対比できる電子受容体であればどれでも用いることができる。 全ての3主要成分を含んでなる第二のPBTC形式は、通常ハロゲンが存在す ることが好ましいけれども、ハロゲンを含有していてもしていなくてもよい。こ の必要条件、及びOMSのそれはハロゲンとOMSの両方を備えることまたはメ タロハロゲンで満足させることができる。 好ましいハロゲン錯化金属はアルミニウム、亜鉛、マグネシウム及び鉄である 。好ましいハロゲンは塩素及び臭素である。メタロハロゲン錯体を有するPBT C用の好ましいSR/P相乗剤はベンジル、ベンゾイン、過酸化ベンゾイル、安 息香酸及びベンズアルデヒドである。有意の炭化水素(特に芳香族炭化水素)含 量を持つバイオ廃棄物を処理するのに利用されるPBTC類の場合、OMS及び SR/Pの好ましい組合せの順番は: アルミニウム: ベンゾイン、ベンズアルデヒド 銅: ベンゾイン、ベンジル、ベンズアルデヒド、 安息香酸、過酸化ベンゾイル ジルコニウム: ベンズアルデヒド、安息香酸 亜鉛: ベンゾイン、ベンズアルデヒド マグネシウム: 安息香酸、ベンジル マンガン: ベンゾイン、ベンズアルデヒド、安息香酸 鉄: ベンズアルデヒド、安息香酸 銀: 安息香酸、ベンズアルデヒド 組合せて他の多機能性相乗剤を形成するかまたは微量作用金属類と混合する場 合、SR/Pは下記の順序が好ましく用いられる:ベ ンズアルデヒド、安息香酸、ベンジル、過酸化ベンゾイル。 PBTC中の基本的成分を組合せることによって形成される相乗性複合物は適 切な環境下で多少とも感光性の傾向であり、光によりバイオ廃棄物基質の最も有 効な処理用として活性化される。フィルターを通さない自然光が好ましいが、自 然光の使用が可能でなくまたはそれが便利な場合、蛍光及び白熱光のような他の タイプの光を用いることができる。人工的光の場合、従来の2357オングスト ローム光源から放射される光のような近紫外線またはほぼそれの光が好ましい。 硫黄は重要な植物微生物及び動物の栄養素でありバイオ廃棄物処理のすべての 機会においてバイオ廃棄物から汚染物として放出されるよりもその栄養素価値を 保全されるべきことを上記に指摘した。硫黄含有TA/S類は特に消費されまた は残留して、飼料、土壌改良剤、醗酵基質、醗酵製品または肥料として使用され る処理されたバイオ廃棄物中に栄養的潜在能力を持つTA/S類に時として好ま しい。同理由で塩基性pHのTA/S類が用いられる時、ナトリウムよりカリウ ム塩の方が好ましい。 PBTC類はバイオ廃棄物に、それがどこでどのようにして発生しようとも、 直接添加されてよい。それらは空気、水及び有機溶媒を含む流体の担体で希釈し て塊、干し草または堆積物の上またはそのへ散布されてよい。それらはバイオ廃 棄物含有処理物及び他の流出物を洗うかさもなくば処理するため濃縮した形、た だし通常希釈した形で使用されてよい。それらはバイオ廃棄物生成物を含有する 流体の流れ中へ添加されてよい。それらはバイオ廃棄物基質中またはその上へ混 合及び注入されてよい。それらはペースト状またはゲ ル状に作られ、バイオ廃棄物の廃棄物の近く、上、または中へ、またはバイオ廃 棄物処理液を作る水の中に置かれれてよい。PBTCはバイオ廃棄物基質の上ま たは中での保護及び相互作用障壁を形成するのに利用される泡沫または繊維マト リックス中へ取り込まれれてよい。そのような泡沫類または泡沫及びセルロース 性繊維複合体は液体または揮発物が接触する時液体及び固体バイオ廃棄物の両方 の毛布類及び包装として使われてよい。PBTC類はまたバイオ廃棄物類を覆い 、含有し、取り込み、接触し、層化するためのバイオ廃棄物相互作用薄板、フィ ルムまたは障壁として適用されてよい。 PBTC類はまたバイオ廃棄物保持池またはラグーンの表面に散布することが できる。それらは便所排水へ添加することができ、パイプライン、トラック、オ ーガー(auger)、ブルトーザー、ローダーその他のような容器、運搬及び処理 装置を清掃するのに用いられた水洗またはすすぎ水と混合することができる。液 体PBTC類を応用するその他の多くの技術もまた使用することができる。本質 的に、選択された技術がその複合物と処理を要するバイオ廃棄物基質間の密接な 接触が得られるものであることが唯一の限定である。 特定のバイオ廃棄物適用に応じて、ここに説明したバイオ廃棄物のPBTCに よる処理により得られる改善及び制御は下記が含まれる:バイオ廃棄物の地表か らの改善された除去及び清掃:有害及び有毒物質の分解液化物及び排ガスの低減 ;工程及び最終製品の均質化;最適ラインに沿う直接反応の可能性;コンパクト 化による改善された空間利用;さもなければ液化及びガス放出により失われる有 効成分の隔離及び錯化;浸出物及びその他の排出流水の毒性の低減;気体対気体 及び液体と基質中に捕捉及び保持される逸出揮発物 の接触相互作用;バイオ廃棄物取扱及び処理の全ての箇所における空気公害放射 の低減;基質臭気の低減;スカベンジャー、害虫、害獣及び昆虫の制御;作業者 の安全改善;工程管理及び応用の改善された経済性及び効率;有害及び有毒な代 謝物が製造される同化工程の中和または阻止;液体バイオ廃棄物中の固体の凝集 によるバイオ廃棄物処理の助長;不快な気体及び発散物の抑制;改善された宣伝 活動;及び新しいまたは相当改善された最終製品の入手。 本発明の目的、特徴及び利点のいくつかを上記で確認した。その他の重要な目 的、特徴及び利点は、以上の記述、追記の請求の範囲及び引き続く本発明の説明 及び論議から明らかになるであろう。 発明の詳細な説明 本発明の多機能バイオ廃棄物処理複合体は有機廃棄物に最低限:バイオ廃棄物 を安定化し、有害及び有毒であり、またはその特性の分解生成物を有するバイオ 廃棄物の成分を不活性化し、そして安定化及び成分不活性化工程中における不快 な気体及び浸出物を中和するため応用される。これら新規な複合体はそれらが少 なくとも下記の機能を持つ様に処方される: その複合体の成分によるバイオ廃棄物の濡れ、拡散及び浸透; バイオ廃棄物から放出される悪臭の気体対気体中和; 有害及び有毒のバイオ廃棄物成分の不活性化及び/または固定化;及び 有害及び有毒のバイオ廃棄物成分をより少ないかまたは全体的に無害な物質ま たは経済的可能性のある物質に変換する反応の助長。 これら及びその他の重要な機能は下記の機能性を包含する複合体 の処方により得られる: 好ましい範囲 (パーセント) イオン反応物/湿潤剤/浸透、分散、接触、 溶解及び反応助剤 1〜80 ノニオン、両性湿潤/浸透/接触/溶解/ 反応及び分散助剤 1〜80 蛋白質/ポリペプチド蛋白質分解生成物/ 脱アミノ及び加水分解反応助剤 1〜50 気体対気体及び接触蛋白質分解生成物/ 錯化、架橋、重合、相乗及び反応助剤 1〜50 微量作用金属/金属錯体、配位子受容体/コンパ クト化、凝集、錯化及び架橋助剤/微量養素 1〜80 硫黄ラジカル捕捉及び反応助剤 1〜50 窒素ラジカル捕捉及び反応助剤 1〜70 炭化水素溶解化剤及び反応助剤 1〜50 吸着助剤 1〜80 非汚染臭気再特徴化剤 0〜10 緩衝剤 1〜50 気体対気体反応物/揮発性酸蒸気中和剤 1〜50 PBTCは濃厚形式で用意され使用前希釈することができる。希釈したPBT C類の機能化剤は典型的に上記範囲内に入る濃度で存在しよう。 上記に指摘し、以下により詳細に論じるように、これら表に示した反応物/反 応物プロモーター類のいくつかは限界に近く僅か2成 分の相乗的組合せ−−例えば、浸出物の処理に用いられる基本成分のOMS、S R/Pの組合せであってよい。 しかしながら、より一般的には、大抵のバイオ廃棄物系は少なくともPBTC 成分の3タイプまたはそれらそれぞれの起源−−TA/S、OMS及び通常アル デヒドまたはその起源であるSR/P−−のうち少なくとも1つの相乗的組合せ を用いることによって提供された表に示した機能化剤の全てまたは大部分を必要 とする。 非常に多種の無関係バイオ廃棄物類の処理に用いることができるその他の多機 能複合体において、表に示した反応物/反応物プロモーター類の全てまたは大部 分が4つのPBTC成分またはそれらの根源−−3成分複合体に用いられるのと 同じ成分プラスハロゲン源−−の相乗作用的組合せによって供給される。 本来ノニオン性であるバイオ廃棄物またはそれらの成分類の処理には、安息香 酸のような適合する添加剤が前記のPBTC類に公害潜在性を持つ炭化水素類及 びそれに対比し得る化合物類との好ましい反応を促進するため添加されてよい。 既に分解の進んだ段階のバイオ廃棄物を処理する別の処方では、PBTCに気 体対気体相互作用を増すため揮発性酸源が添加される。もしバイオ廃棄物が揮発 性酸が存在すれば有効に処理され得る炭化水素類を含有していればハロゲンが含 有される。 これらのPBTC類の全てには、TA/S、典型的には界面活性剤が調節剤、 湿潤剤、浸透剤、溶媒、吸着剤、分散剤及び反応促進剤として用いられ、バイオ 廃棄物内及びその周辺に見出される有害及び有毒化合物の中和において相乗的に 反応し、関与する適切な配位子またはイオン受容体型界面活性剤として用いられ る。 アニオン、カチオン、ノニオン及び両性界面活性剤は処理すべきバイオ廃棄物 の性質、コスト、処方の難易などの因子に基づくそれぞれの界面活性剤の選択に よって全て有用である。使用できる界面活性剤のタイプは:石鹸(脂肪酸のナト リウムまたはカリウム塩);ロジン油及びトール油;スルホン酸アルキルアレー ン;硫酸アルキル;直鎖疎水性化合物;第一級及び第二級分岐基を持つ疎水性化 合物;ポリエチレングリコールの長鎖酸エステル;アルキルフェノールのポリエ チレングリコールエーテル;長鎖アルコール及びメルカプタンのポリエチレング リコールエーテル;脂肪酸ジエタノールイミド;エチレンオキサイドとプロピレ ンオキサイドのブロック重合体;第四級アンモニウム化合物;カルボキシラート ;アミノカルボキシラート;アシル化蛋白質加水分解物;スルフォナート;リグ ノスルホナート;アルキルベンゼンスルホン酸;石油スルホナート;ジアルキル スルホスクシナート;天然スルホン化油;リン酸エステル;ポリオキシエチレン ;エトキシル化アルキルフェノール;エトキシル化脂肪族アルコール;カルボン 酸エステル;アルカリ;ホスファート;ケイ酸エステル;中性複塩;及び酸、あ る場合には、親水性コロイドであるベントナイト、ホウ砂及びボーキサイトなど の不溶性無機ビルダー、エマルジョン安定剤、懸濁剤、溶媒、担体及び微量作用 金属及び金属錯塩の根源を含むことができる。エタノール、p−ジオキサン、酢 酸などのカルボン酸類、ポリエチレングリコールなどのクリコール類はバイオ廃 棄物が芳香族またはその他の炭化水素を含有する場合補充または第二の界面活性 剤として用いられてよい。 正しく選択された界面活性剤はその複合体がバイオ廃棄物に適用 された時PBTC内の他の成分及び界面活性剤との相乗作用を助長する。それら はまたハロゲンのようなバイオ廃棄物の全てではないがそのいくつかの特異的成 分と上記した気体対気体相互作用助触媒との反応に相乗し関与するように選定さ れてよい。 PBTCの成分をちょうど今説明した特徴の界面活性剤と相互作用させること の利点は:反応時間の低減;バイオ廃棄物処理工程及びそれら工程によって保全 された価値を利用する最終製品の改善された同質性;より完全及び有効な反応及 び最適線に沿った反応方向;処理された廃棄物のコンパクト化を効果的にし助長 することによる改善された空間利用;境界線反応力学の助長;醗酵工程の助長; さもなければ排ガスとして失われる価値ある成分の隔離及び他の成分との複合体 化の促進及び助長;浸出物及び他の液体廃棄流出水毒性の低減;イオン性バイオ 廃棄物基質のイオン交換中和;処理中またはその後のバイオ廃棄物の脱水;空気 及び水の公害低減;基質臭気の低減;スカベンジャー、害虫、悪虫及び昆虫コン トロール;好気工程の中和及び抑制;改良された経済性;広範囲にわたる特性の バイオ廃棄物の有用性;改良された広報活動;工程及び操作用として有用な水の 回収及び処理された基質からの新しいまたは相当改善された最終製品の獲得を含 む。 上記の種々の能力を持つ相乗的PBTC類を形成する界面活性剤の用途は従来 の廃棄物処分での界面活性剤で作られた用途と顕著に異なる。これは上記した収 集/貯蔵及び輸送容器の掃除及び界面活性剤の「清掃」及び限定された殺菌能力 の利点を取るその他の用途に限定されてきた。 第二の、かつ同様に重要なPBTCの成分は適合する微量作用金 属、その種金属の根源またはそれら金属または金属源の混合物である。 本発明に関連する微量作用金属は、PBTCの一部分として、非常に低濃度で 固体、液体及び気体の有害及び有毒のバイオ廃棄物成分に十分な相互作用及び一 般に中和効果を現わすものである。PBTC類中の微量作用金属類によって不活 性化及び中和された化合物の中には多くのポリペプチド、アミン及びアミノ酸類 を含有する蛋白質及び蛋白質分解生成物がある。アミンはその臭気の点から最も 不快な蛋白質分解生成物である。この範疇のアミン類の代表例は:メチル及びト リエチルアミン(強い魚臭)、インドール及びスカトール(強い糞便臭)及びカ ダベリン(死体臭)である。 また、本来の成分としてバイオ廃棄物に伴う多種類の有害及び有毒の硫黄化合 物があり、それらはPBTCの相乗的微量作用金属成分により効果的に中和され 得る。これらの中には硫化水素、エタンチオール(C25SH)などのSH基類 またはラジカル類がある。 PBTCのOMS成分によって効果的に無害化されるその他の有害物質には: 脂肪酸及びアミノ酸及びそれらの分解生成物及びベンゼン、トルエン、ピリジン 、フェノール及びフェノール系化合物、テルペン及びテルペノイドのような樹脂 類、タール類、溶媒及び誘導体類を含む石油及び他の炭化水素が含まれる。 選択された微量作用金属は多数の特異的な機能を達成し、そのどれでもまたは 全てが本発明のそれぞれの用途において役割を演じる。PBTCのこの成分は他 の複合物成分と相乗的に作用して、揮発性及び非揮発性無機及び有機化合物類を 含有する多くのバイオ廃棄物成分を低減し、不活性化する有用な反応において重 合化し、触媒し、架橋し、イオン受容体または配位子として作用し、さもなけれ ば参加することができる。ある重要な例においては、それは不快な生成物の前駆 体であってよい嫌気的に生成した中間体を含む多くの有害及び有毒のバイオ廃棄 物成分を不快でなくする蛋白質性水性コロイド間の有機金属結合を形成する活性 部分となる。また、PBTCのOMS成分はバイオ廃棄物基質を安定化、さもな ければ改善し、それらから生じる公害を制御するファンデルワールス力を含む反 応及び金属結合、共有結合、イオン結合、二重結合、及び架橋結合−−プロトン 性または水素化型を含む−−を含む多数の分子結合反応に参加または助長する。 これらの効果は窒素、硫黄及びカルボン酸化合物類及びそれらの生成物に関して 生じる。 銅、亜鉛、銀、鉄、ジルコニウム、マグネシウム、マンガン及びアルミニウム イオンは全て微量作用活性である。 これら及び可能なその他の微量作用金属が供給され得る形には:コロイド;ハ ロゲン化物及びその他の鉱酸塩;カルボン酸塩;酸化物;その他の付加生成物; バデレイ石、ボーキサイト及びみょうばん石などの「活性化」粗金属;使用済み アルミニウム缶、銅線、亜鉛電極、くず鉄及び写真乳剤廃物及び1つまたはそれ 以上の微量作用金属が不純物として存在している種々のコロイド石英のような廃 棄または回収金属から作られる「活性化」スラリーまたは液体が含 まれる。もし金属が非微量作用的状態で結合していればそれらはカチオンを放出 しそれらを微量作用的にするよう処理されねばならない。この目的のため、その 金属、酸に応じて、時にはアルミニウムとともに酸または塩基が用いてもよい。 多価金属のうち、銅−−特に第一銅形−−がバイオ廃棄物が非常に高濃度の混 合された窒素系及び硫黄系ラジカルまたは大量のカルボン酸組成物を含有しない 時に好ましい。塩化銅及び硫酸銅は取扱い、処方及び使用が容易であり;それら がPBTC類に使用される水準では非毒性で;生物分解されやすく;広範囲に入 手可能で廉価である。その上、銅は多くの地域及び製品に不足している微量養素 であり、塩化銅及びその他の銅化合物類及び錯体類はその不足を解除することが できる。硫酸銅はヒト及び動物消費が認められており、食料補充及び処理助剤と して広く使用される。それはGRAS(generally regarded as safe)(一般的 に安全とみなされる)である。21CFR第1章、§184.1261,§17 0.3(o)(20)及び§170.3(o)参照。 実際に硫酸銅は連邦食品薬品及び化粧品法412(g)項及び412(a)( 2)項により小児処方にさえも用いられる。小児処方ににおけるこの塩の濃度は 通常本発明の原理により処方されたPBTC中よりも大きい。 銅はまた酢酸銅、ハロゲン化銅、臭素酸銅及びグルコン酸銅のような他の形で 供給されることができ、ハロゲン化銅は農業家畜液体廃棄物の処理のような多く の用途に好ましい。塩化銅は低濃度の人体廃棄物を含む用途に好ましく、臭化銅 は適度にカルボン酸類が高濃度のバイオ廃棄物類を含むいくつかの用途に好まし い。 通常銅が好ましいにもかかわらず、他の微量作用金属類及び微量作用金属類の 組合せ、特に金属錯体及びメタロハロゲンの形でより効果的に処理することがで きる特殊なバイオ廃棄物基質がある。 例えば、アルミニウムは両性である微量作用金属の通常性質を示し、すなわち 、酸としてまたは塩基として挙動する能力を有している。この性質はアルミニウ ムをその予想される対比的微量作用挙動で厳密に正当化されるよりも広い範囲の 用途でより有用にする。特にイオン性の広い範囲のバイオ廃棄物を目的とするP BTC類に有利である。アルミニウムはしばしばこの利点を備えるため他の微量 作用金属類の補助剤として用いられる。 アルミニウムは銅よりも恐らくカルボン酸還元で僅かに良いが、ハロゲン−− 特に塩素との組合せにおいてのみ良い。またアルミニウムはハロゲン化物の形で 用いた時、アルミニウムイオンがフロックを形成することによりカルボン酸基バ イオ廃棄物の安定化及び中和とともに固形分濃縮を促進するから、脱水が望まし い非常に水分の多い系において銅よりも相当有用である。脂肪酸類、テルペンな どの顕著な影響はハロゲンが塩素であるよりも臭素である時もたらされる。アル ミニウムはそれと反応する相乗的PBTC成分及びメタロハロゲン付加錯体を伴 った時最も効果的であり;そのような成分にはベンズアルデヒド、安息香酸及び ベンゾイン及びp−ジオキサン及びエタノールのような溶媒が含まれる。アルミ ニウムの有益な効果は廃棄物を処理の途中で紫外線照射−−典型的には日光−− にさらすことにより高めることができる。 アルミニウムはまた石油及び他の炭化水素の吸着剤としても好ましい。その化 合物はピネンのような炭化水素類を非揮発性樹脂にす るのに触媒する。環状炭化水素に遭遇する時それは(臭化物として)好ましい。 銅及びアルミニウムはより広い範囲の有害バイオ廃棄物を処理するのにこれら 微量作用金属のどちらかを単独使用して処理するより組合せ使用することができ る。この微量作用金属類の相乗組合せにおいて銅は「ソフト」ルイス酸の利点、 アルミニウムは「ハード」ルイス酸の利点を備える。その組合せは全てハロゲン が存在する時、特に1つまたは両方の金属が化合物中にある時より効果的である 。 上記に特定した金属類の全てはN及びSラジカルに対して有効である。アルミ ニウム及びジルコニウムはバイオ廃棄物基質中のカルボン酸類の安定化及び中和 に他よりもより効果的である。アルミニウム及びある程度鉄はバイオ廃棄物中で のフロック形成を助長するけれども、銀及びより低程度の銅はその沈殿形成能力 で価値を有する。もう1つの観点から、アルミニウム及び鉄はともに非常に低毒 性であるから及びそれらは一般にその他の金属源より安価であるからしばしば好 ましい。最近の金属とアルツハイマー病間のあり得る関係に関する大衆紙の未支 持報道にかかわらず、アルミニウムは最も生化学的不活性金属類の中に含まれる 。それはあったとしてもヒトの健康に悪影響が少ないことが証明されている。鉄 はもちろん主要かつ重要な微量養素であり、良好な栄養のため食品及び動物飼料 に添加される。また、鉄及びアルミニウムの廃物は一部のバイオ廃棄物用地に豊 富にあり、浸入型、懸濁または吸着したVC類及びその他の有害有毒蒸気を含む 広い範囲のバイオマス成分を不活性化または中和するために現地生成PBTC類 にスクラップ形状で使用さ れる。 亜鉛は一部の例では銅同様効果的であるが、そのコントロールの機構は処理さ れた最終製品でも若干相違する。あるバイオ廃棄物に対する単独PBTC微量作 用金属成分として使用された時、亜鉛は処理されたバイオ廃棄物にその特性では なくまた銅及び金属組合せを使用した時遭遇しない芳香を残す。一部の人々には この匂いは不快ではない。効果において亜鉛はCu+Alの組合せのように作用 する。亜鉛はアルミニウム同様両性である。SR/S、好ましくは安息香酸また はp−ジオキサンの添加は亜鉛の効果を相乗的に増加する。 鉄単独もまた多くのバイオ廃棄物処理後に若干特徴のある匂いを残す。その匂 いは穏やかで「土風」と特徴づけることがでる。安息香酸、ベンズアルデヒド及 びp−ジオキサンはまた鉄の効果を多くの場合改善する。 銀及び亜鉛は原則的に触媒性を示し、配位錯塩での鉄受容体として作用すると 考えられる。 銀はまたN及びSラジカルの両方の処理において有効で、その前駆体に比べて 比較的無害な配位化合物を形成する。銀はこれに関して特に埋立浸出物のような バイオ廃棄物液体の成分を錯化及び沈殿させるのに有用である。銀は1種または それ以上の他の金属とコスト的に有効な痕跡量で有利に結合させることができ、 その殺微生物性は多くの場合バイオ廃棄物の殺菌に有利に使用される。 ジルコニウム及びアルミニウムはPBTC類中に使用するのに多くの同様また は共通の性質を持っており、特にハロゲン化物の形で殆ど相互交換的に使用され る。 大部分のバイオ廃棄物処理用途に対して、現時点で入手可能として知られる最 上のSR/P類はアルデヒド類及び揮発性酸であり、ケトン類は小範囲で用いら れる。アルデヒド類はバイオ廃棄物基質と広い範囲の有利な反応を示す。また一 部のアルデヒド類は処理されたバイオ廃棄物に非常に望ましい匂い性を付与する 。さらに、微量作用活性の銀とPBTCの界面活性剤成分により相乗作用された 適切なアルデヒドの組合せは有利な触媒反応を最適化し、有害な微生物の殺微生 物コントロールを提供する。アルデヒドはまたVC類及びバイオマスから発散さ れる無機気体に優れた気体対気体反応コントロールを提供する。 一部の廃棄物ではPBTCの最大効果のため、アルデヒドを炭化水素溶媒及び 安息香酸またはベンジルのようなメタロハロゲン錯体化反応物とともに増大する ことが必要である。 好ましいアルデヒドはベンズアルデヒドである。そのPBTC成分は接触反応 物及び気体反応物の両方である。それはまたPBTCのバイオ廃棄物相互作用能 力を高める感光性活性を持つ多数の微量作用金属類及びハロゲン化微量作用金属 を付与する。ベンズアルデヒドは第一級、第二級及び第三級アミン類及びアンモ ニアを含む多種類の窒素及び硫黄化合物類を中和し、無害にする。蛋白質性分解 生成物の架橋及び重合によりアルデヒドはベンズアルデヒドを妨げる。そのPB TC成分は接触反応物及び気体反応物の両方である。それはまたPBTCのバイ オ廃棄物相互作用能力を高める感光性活性を持つ多数の微量作用金属類及びハロ ゲン化微量作用金属を付与する。ベンズアルデヒドは第一級、第二級及び第三級 アミン類及びアンモニアを含む多種類の窒素及び硫黄化合物類を中和し、無害に する。蛋白質性分解生成物の架橋及び重合によりアルデヒドはベンズアルデヒド を妨げしばしば触媒としてバイオ廃棄物処理に助成する。この効果は日光により 光化学的に高められる。これは殆ど常に戸外で処理されるバイオ廃棄物の正規の 処理条件に一致する。 光活性化能力及び微量作用金属類の触媒活性を助長能力のため、ベンズアルデ ヒドの包含はPBTCを多くのチオール類、メルカプタン類及びその他の有機硫 黄化合物を含む一部の非常に処理困難なバイオ廃棄物に対して特に有効ならしめ る。ベンズアルデヒドはまた効果的なバイオ廃棄物臭気再特徴化剤(recharacte rzer)である利点を有している。それはその上に心地よく機能的な匂いを構造づ けることができる感じの良い基本芳香(苦いアーモンドの油)を持っている。 PBTCのアルデヒド成分に基づくにしろそうでないにしろ、臭気再特徴化剤 はバイオ廃棄物に興味をそそる匂いを付与し、感じの良い特徴の匂いを回復させ るため利用される。典型的には、堆肥には「森林風」及び「土風」匂い、埋立に は「花風」匂い及び病院廃棄物には「新鮮で石鹸風」匂いである。臭気再特徴化 剤は一部の人々が「全然無臭」に反対するから用いられる。代表的な臭気特徴化 剤はベーターイオノン、樟脳、ユーカリ、シトラール、油類、バニリン、及びそ の他の芳香剤を含有する混合物である。 ベンズアルデヒドはまた安全及び環境防御の観点から好ましい。ベンズアルデ ヒドが安全であることはこの化合物が食べられるという事実により証明される。 それは香料として食品工業に広く利用されている。ベンズアルデヒドはまた多数 の食品−−僅かしか名をあげないが、さくらんぼ、桃及びアーモンド−−の成分 として天然に 発生している。 さらに、ベンズアルデヒドはここに開示するPBTC中に低濃度で使用され; そしてこの化合物は典型的に処理すべきバイオ廃棄物中の有害成分または容易に 生分解される反応生成物と迅速に反応する。また環境中へのベンズアルデヒド放 出はそれが周囲の空気中で迅速に酸化されて安息香酸(GRASである)になる から心配ではない。 ベンズアルデヒドには多数の代りがあり、アセトアルデヒド、アネトール、グ リオキサール、グルタールアルデヒド、カルボン、シトラール、デカナール、リ モネン、ペンタエリスリトール、及びアントラニル酸メチルが含まれる。ベンズ アルデヒドの代りはコスト対効果の比が高いか、または活性及び機能の点及び処 理されたバイオ廃棄物用の再特徴化剤として劣る傾向にある。 それにも拘らず、他のSR/P類−−特に上記に特定したもの−−はもし環境 が是認するならば特に安息香酸、ベンジルまたは過酸化ベンゾイルのような他の 感光性成分がPBTCの構成分として含まれるならばベンズアルデヒドと置き換 え又はそれに添加することができる。グルタールアルデヒド、アニスアルデヒド 及びアネトールはまた単独使用またはベンズアルデヒドとの組合せで受け入れら れる。 バイオ廃棄物成分の架橋として気体対気体反応が全く重要でない場合、SR/ Pとして単独または1種またはそれ以上のアルデヒド類と連結して用いてよいそ の他の化合物はタンニン酸、ホウ砂及びホウ化物類である。 ここに開示されるPBTC類は処理帯域の特定pH範囲でより効 果的になる傾向がある。例えば、埋立浸出物の処理において基質のpH範囲は約 3.5から約10.5が望ましく、好ましい範囲は6.7と7.3の間である。 堆肥は好ましくは約5−8のpH範囲で処理されるが、処理はそれにも拘らずよ り広いpH範囲でもなお有効である。高濃度のカルボン酸類を含有するバイオ廃 棄物類では、好ましいpH範囲は約6.5から約9.5である。好ましいpHは 約8である。高濃度の溶解アンモニア及びその他の窒素化合物類を含有するバイ オ廃棄物類では約3から約7のpHが望ましく;好ましいpHは5.5である。 高濃度の蛋白質性物質を含有する下水または汚泥は常時ではないがしばしば約2 から6の範囲の低いPBTCpHで最良に処理される。高蛋白質材料を処理する PBTCの正常な好ましいpHは5.5である。 高硫黄バイオ廃棄物は約6から14の範囲のpHで処理されてよい。好ましい pHは、他のバイオ廃棄物成分に若干依存するが、約pH9である。魚類処理か らの廃水は約3から9の範囲のpHで処理することことができる。好ましいpH は約4.5である。カルボン酸類またはテルペン類がかなりの濃度のバイオ廃棄 物類をハロゲン化アルミニウムを含有するPBTCによる処理は好ましくは約7 から9のpHで行われる。溶媒として氷酢酸が用いられる時好ましいpHは約8 .5である。その他の湿潤剤または溶媒の使用はより高いpH(pH10から1 2の程度)が必要となろう。 もしそのバイオ廃棄物をPBTC作用により効果的な醗酵基質に変換するのな らば、pHは所望の生物及び醗酵目標に応じて変えられる。もし高蛋白質製造用 単純な細胞が必要ならば、例えば、カンディダ・トルロプシス(Candida torulo psis)の接種をpH約3.5 に調整したバイオ廃棄物基質に添加することができる。もしアルコール製造用醗 酵が要求されるなら、サッカロミケス・セレベシアまたはカールスベルゲンシス (Saccharomyces cerevesiae orcarlsbergensis)がpH約3.8で必要となろ う。選定された生物を助けるのに必須の重要な特殊微量養素はまた選択的にPB TCにより提供される。 前記pHパラメーターは少なくとも一般に望まれるpH範囲を示す少なくとも 1つのTA/Sを選択し、適当な量のアルカリまたは酸を補給または取り込むこ とによって得ることができる。 PBTCは時には界面活性剤及び正常な条件下で拮抗性であり水のような担体 中で均一に分布して均質物を形成することができない微量作用金属の組合せを利 するため単一相処方を用いることができる。替わりに、処方は液体相と凝集剤相 に分離されよう。このタイプのPBTCはここでは分配処方(partition formul a)と呼ぶ。分配処方の調製には特殊な注意が必要であり、密接な接触の期間中 共同成分の相乗機能性を破壊することなく拮抗作用を抑制する仲介または分配剤 の添加が典型的に必要である。成分が配合される順序及びここで「分配剤(part itionig agent)」、「脱離抑制剤(release retardant)」及び「プロトン供与 体」と呼ぶ成分の処方への添加順序は重要である。 アンモニア水(水酸化アンモニウム)または第四級アンモニウム化合物のよう なアンモニウムイオン源は分配剤として使用される。アンモニア、リン酸四ナト リウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、及びリン酸三ナトリウムは脱離抑制剤と して用いられ、ただしそれにはアジピン酸、シュウ酸またはクエン酸のような多 数の適当な酸 のどれかが存在する。 分配剤はTA/Sと微量作用金属成分間の供与体/配位子結合を抑制しそれに よりその結合を防止する。その必要とされる干渉は分配剤濃度が希釈、反応また は蒸発により臨界の下限に低下するまでまたは濃縮により臨界の上限を越えて増 大するまで継続する。そのどちらの点ででも、抑制反応が進行し、PBTC成分 は分離し、PBTCは不活性になる。それゆえ、もし相乗的TA/S及びOMS が用いられるならば、PBTCが処理されるバイオ廃棄物上に到達し、作用する まで分配剤の水準がPBTC中で(典型的に)経験的に決められ上限と下限の間 に維持されることが重要である。 脱離抑制剤は単にイオン性相乗剤間の進行中の反応を相対濃度の臨界水準以上 で抑制する。濃度の臨界水準以下ではそれは永久的に潜在的な反応を分裂させる 。 プロトン供与体はしばしば有利にPBTCと分配剤または脱離抑制剤の混合物 へ添加される。プロトンは反応抑制剤または分配剤によって抑制されていたカチ オンのルイス酸活性化を促進する。抑制剤の場合、プロトン供与体は徐々に反応 抑制剤にうち勝つ。クエン酸、塩酸、酢酸、硫酸およびリン酸は有用なプロトン 供与体の例である。分配剤の場合、プロトン供与体は分配剤の濃度が臨界限度以 下に落ちた時有効になる。 PBTC分配処方では、微量作用金属(類)または根源(類)及び軟水または 蒸留水が先ず結合される。次いで分配剤及び/またはイオン脱離抑制剤がその混 合物へ添加されてよい。 微量作用金属成分が水性担体中に分散され、分配剤またはそれと脱離抑制剤の 組合せによって脱能力されると、1種またはそれ以上 の選択されたアニオン、カチオン、ノニオンまたは両性界面活性剤が水性分散液 に添加される。最後に、アルデヒドまたはその他のSR/Pプラス臭気特徴化剤 類及び/またはその他の補助剤が添加される。 このタイプのPBTCは一般に分配剤の存在によりアルカリ性である。もし分 配剤がPBTCが適用された時希釈され、蒸発し、基質と反応しまたはバイオ廃 棄物のイオンによって圧倒されれば、殆ど常に、pHが低下し、その結果PBT Cの活性化が得られる。 分配PBTCの一般的処方は次の通りである:構成成分 微量作用金属(類)(元素またはメタロハロゲン) 水 離脱抑制剤及び/または分配剤 プロトン供与体 界面活性剤(ノニオン、カチオン、アニオン(好ましくは)及び/または両性 ) アルデヒド(類) 代表的な補助剤 湿潤剤 消泡剤 害虫忌避剤 全体に非相乗性成分を含んでなるPBTCはPBTC成分の望まない分離を招 く相互作用に対し成分を防御する構成成分を必要としない。このタイプの製品は ここでは中性PBTCと呼ぶ。そのような複合体類は典型的に1種またはそれ以 上ノニオン界面活性剤に基 づいている。 次は中性PBTCの代表的一般処方である。構成成分 微量作用金属 水 界面活性剤 補助剤(類) PBTCの最も任意の成分、水は均質なPBTCの処方、PBTCのスプレー または対比される技術による適用及び処理すべきバイオ廃棄物の浸透を助長する いくつかの目的のため用いられる。分散及び/または浸透用の水が処理場所に存 在するかまたはPBTC成分類の最高濃度が要求される場合の適用では、水性担 体は低減されまたはその複合体から全く省略される。 現時点で最も可能性(分配及び中性PBTCの両方に対し)を持つと考えられ る数種の任意成分を上記した。これらのうち、恐らく大概の場合最も有用なもの は:臭気再特徴化剤;酵素;造核剤;昆虫及び/または動物忌避剤;殺虫剤;殺 鼠剤;廃紙のバイオ廃棄物覆いスラリー形成用成分;湿潤剤;酵素及び多種の廃 棄物消化微生物類である。リシンリパーゼ、グルコースオキシダーゼ、トリプシ ン及びペプシンのような酵素類は有害及び有毒のバイオ廃棄物を害の少ないまた は全体的に無害な物質にさえも分解するのを促進させるのに用いることができる 。 PBTC類の構成成分はバイオ廃棄物の可能な成分をより稠密なかさばらない 形または材料に変えるコンパクト化助剤として用いられる。これはかさの低減が バイオ廃棄物が蓄えられる地区の貯蔵容 量を増加するから重要である。 多くの場合、コンパクト化はまた適切な補助剤類を用いることによっても助長 することができる。例えば、埋立におけるバイオ廃棄物は典型的に大量のかさ高 セルロース性物質を含有する。この場合、コンパクト化はセルロース性物質類の 分解を触媒しそれによりそれらのかさを低減させる酵素セルラーゼまたはアスペ ルギラス・ニガーまたはトリコデルマ・ビリデ(Aspergillus niger or Trichod erma viride)のような微生物のどちらかをPBTC複合体に取り込むことによ って促進されよう。バイオ廃棄物中で高い温度に遭遇するような場所−−堆肥化 のような−−では、チエラチア・テレストリス(Thielatia terrestris)、セル ラーゼを製造することができ高い温度で生存することができる好熱性土壌菌、を 使用することができる。 忌避剤、殺虫剤及び殺鼠剤は病気媒介動物からバイオ廃棄物を守る。PBTC の他の成分と適合し、手頃な価格で入手でき、さもなければ適している忌避剤及 び殺虫剤は:ワルファリン、シトロネロール、ホウ砂、臭化酒石酸ナトリウム、 ベンジル、ビレスロイド、ピレトリン、ロテノン、サバジリア、リアニア、塩素 化テルペン、マラチオン、バチルス・パピレア(bacillus papillae)の胞子、 エンドリン、クマクロール、ジクマロール、フタール酸ジメチル、2−エチル− 1,3−ヘキサンジオール、及び2−フェニル−シクロヘキサノールを含む。 湿潤剤は水分をPBTC/バイオ廃棄物反応ゾーンに引きつけ、それを保持し 、それにより処理されるバイオ廃棄物の有害及び有毒の成分を封鎖し、分解し、 錯化し、及びさもなければ中和し、不活 性化する。処理したバイオ廃棄物中で水分調節が要求される場合、PBTCへの 塩化カルシウム、グリコールまたはグリセロールの添加が有益である。 植物栄養素、特にそのバイオ廃棄物に不足し欠乏しているのが知られた微量養 素は1種またはそれ以上のPBTC成分を考慮して選択しその複合体の多機能性 の増加をもたらすことによって補うことができる。例えば、銅が不足している地 理的地域では、その金属の化合物または錯塩が微量作用金属源として選択しても よい。亜鉛または鉄が不足している所では、それらの金属の化合物または錯塩が 含有されてよい。その他の場合、メタロハロゲン錯体としてのヨウ素、マグネシ ウム及びその他の金属がPBTCに有利に添加することができる。 PBTCは濃縮、希釈のどちらの形でも用いられることを上記に指摘した。代 表的な希釈剤及びそれが典型的に用いられる割合を示す: 希釈剤/溶剤 希釈範囲 水 約10から99.1% プロピレングリコール 約 4から50 % 酢酸 約 3から20 % エチルまたはメチルアルコール 約 1から25 % これらの製品希釈はPBTCのバイオ廃棄物への適用前または適用の結果とし てさらに希釈することにより正常に低下される。適用のためまたは適用中の希釈 はPBTC1部に対し希釈剤約10から1000部の範囲であってよい。バイオ 廃棄物基質中のPBTCの効果的な濃度はバイオ廃棄物基質の固形分含量を基本 にして約10 から5000ppmの範囲であってよい。連続処理範囲はPBTCの50−15 0ppmのである。 次に続く例は上記に詳細に論じた特徴の特定の、代表的な処方、広い種類のバ イオ廃棄物類へのこれらの処方の使用及び得られたバイオ廃棄物の安定化及びV C類及び有害な廃液中和についての明確な結果を説明する。 例I この例は、上記に示した3つの主成分の内の2つだけを有する単純PBTCが 、いくつかの埋立浸出物のような単純なバイオ廃棄物を効果的に中和して安定化 させ得ることを示す。 処方1 処方: 成分 パーセント 硝酸銀 3.00 AEPD 3.00 水(約pH7) 94.00 100.00処理: 処方1のPBTCは、7年令の衛生埋立から得た浸出物を処理するのにバイオ 廃棄物1000部に対しPBTC2部の比で用いた。浸出物は、高いS/Nの揮 発物プロフィールに帰せられる不快臭を有していた(アンモニア性化合物及び硫 化物化合物からなる混合物から発する排ガスの結果である)。浸出物は、pH7 .2−7.3及び浮遊物質45,000ppmを有していた。結果: 浸出固形物は、非常に低い検出可能な揮発物プロフィールを有し、透明な水性 上澄み液の約1/10の容積を有した暗灰色のスラッジとして沈殿した。上澄み 液は、本質的に臭気がなく、固形部部濃度約500ppmを有していた。 IR、FID及びGCスキャンの結果−−4ないし5の硫黄種を含むスペース のヘッドに(in head the space)多数の有機化合物 及び無機化合物;H2S陽性。 このテストで3つのサンプルを処理した。これら3つのサンプルのそれぞれの 結果の詳細は、次に示す。 サンプル1 処方1の約0.2mlsにより処理した浸出物100mls。 1分−すべての揮発物の90%の減少。 5分−すべての揮発物の99%の減少。 処理前のサンプル−濁っている。 処理後−沈殿があり透明。 サンプル2 比較のためとして処方2の0.2mlsにより処理した100mls(下記 の例II参照)。 1分−すべての揮発物の50%の減少。 5分−すべての揮発物の90%の減少。 処理前のサンプル−濁っている。 処理後−濁っている。 サンプル3 処方1の0.2mlsにより処理した100mls。 1分−すべての揮発物の80%の減少。 *5分−すべての揮発物の99%の減少。 *: サンプルは2層の相になった。処理前のサンプルは、濁っていた。処理後 は、層をなしていた。上澄み液(90%)−透明、揮発物の存在=痕跡。沈降物 (10%)−灰色で粘稠、揮発物の存在=痕跡 PBTCの適用に対する応答は、すべての3つの試験でただちに あった。この点に関し、わずか非常に少量のPBTCが、浸出物に加えられ、浸 出物が、2成分PBTCにより迅速に効果的に処理され得たことを確認すること が目標であったことが認識されよう。浸出物及び固体相の継続的な安定化につい ては、PBTCのより高い投与量が用いられよう。好ましくは、繰り返しの適用 である−−即時的懸濁に対する高い初期投与量あるいはショック投与量及び続く 低い保全投与量で安定化を確保して有害でない物質へのバイオ廃棄物の完全な分 解(resolution)まで適用する。 処方1は、かなりの光活性を示す。PBTCを、非直接的な周囲日光の下で浸 出物に適用し、次に、強い周囲日光にさらした時、反応は、15秒で完了した。 結果は、蒸気の99%の減少及び固形物の顕著な暗色化をともなった液相と固相 とへの浸出物の即座の分離となった。PBTCわずか0.mlを要して、上記の 実験でした適用と同じ全体的有効性が得られた;そしてPBTCは、72日後も 有効のままであった。 有害な揮発物は、封鎖された。上澄み液は、直接ポンプで下水線へ送ることが でき、あるいは車両を洗うため、灌漑のため、または摂取を含まないほかの目的 に用いることができる。 このテストで生じたスラッジは、有害廃棄物焼却炉に運搬するのではなく、あ るいは川、湖またはほかの水に入れたりそれらを汚染したりするのではなく、埋 立地にあけて蒸発によりさらに濃縮させ、埋立地に組み込むことができる。揮発 物は、封鎖されていて、埋立地用地への高いプロフィール揮発物の不利な影響を 排除する。乾燥したスラッジは、浸出物よりも6−12倍濃縮されていてスペー スを節約する。わずか1/10のバイオ廃棄物(スラッジ) が、乾燥と保管のために埋立地にスプレーされるので、ポンプ送りの費用は、比 較的に最小である。 浸出物に過剰のPBTCを加えることが多くの場合に有利である。浸出物の処 理済スラッジ相を後で埋立地にスプレーすると、PBTC入りの物質の層が、既 存の埋立バイオ廃棄物上の覆いとして形成される。これは、既存のバイオ廃棄物 の処理に必要とされるPBTCを埋立地に有効にかつ費用を安くして供給する。 処理済スラッジは、液化した故紙原料と混合し用地カバーを形成してもよく、 これはさまざまな点で、現在使用されているターボ、ネット及び泥よりも優れて いる。 例II この例は、PBTCがどのように下水を効果的に処理するために使用され得る かを示す。バイオ廃棄物 : Waste Management Central Disposal,Pompano Beach,Floridaから得た都市 下水(MSW)。 この下水は、褐色で、泥のようであり、非常に強いアンモニア臭があった。主 なVC類は、アンモニア及びGC、FID及びIR(ガスクロマトグラフ、フレ ームイオン化検出器及び赤外)分析により測定されるアミンの混合物であった。 MSWは、下水管を通して移送される下水に匹敵するように水中に分散させて から、処方1のPBTCと下記に処方した第2のPBTCにより処理した。 処方2 成分 パーセント 水 62.36 *メトセル(Methocel)J75MS 2.50 水酸化アンモニウム 5.00 硫酸銅 6.00 アルミニウムクロロハイドレート(chlorohydrate) 3.00 キシレンスルホン酸ナトリウム40% 12.00 ベンゼンアルデヒド 4.00 プロピレングリコール 2.50 クエン酸 2.50 ベーターイオノン(Beta−Ionone) 0.07 蛍光イエロー 0.07 合計 100.00 *メトセルJ75MSは、Hercules Chemicals Compa ny Inc.から入手できるカルボキシメチルセルロースである。 2つの試験を行った。詳細を次に示す。試験#1: 5%のMSWの分散液100mlsを処方1の1mlで処理した。サンプ ルは、処理前、濁っていた。結果: 1分−−すべての揮発物の40%の減少。 5分−−すべての揮発物の85%の減少。 上澄み液体対固形物の9:1の比。試験#2: 5%のMSW溶液100mlsを処方2の1mlで処理した。サンプル は、処理前、濁っていて、暗褐色であった。結果: 1分−−すべての揮発物の80%の減少。 5分−−すべての揮発物の98%の減少。 沈殿対固形物の比は、約7:3であった。 両方の試験で、排ガスはPBTCによる処理に直に応答した。初期のPBTC 投与量0.2%は、排ガスプロフィールを、最小臭覚検出レベルまで減ずるのに 十分以上であった。 後続する試験では、処方2は、MSWのより高い濃度で分散液を処理するのに 実質的により大きい有効性を示した。 予備分析は、試験1で85%、試験2で95%のアンモニア性揮発物のスパイ ク(spike)減少を示した。処方2が、MSW及び類似する構成のバイオ廃 棄物に対する好ましい処方であることをテストは示した。 両方の処理とも、いくらかのフロックをともなうスラッジの形成をもたらした 。上澄み水は再使用に適していた。 スラッジは高い濃度であり、農業使用に適し、蒸発によりさらに濃度を上げる のに適する、ポンプで送ることのできる形態であった。窒素、硫黄、燐及びカリ ウム含量は、未処理MSWよりもスラッジ中で約10−20%高く、栄養価を実 質的に高めるものであり、スラッジを施肥、堆肥化及び土壌改良に対して有用な ものとした。 揮発物は、上澄み液とスラッジの両者で、有効に封鎖されて、高いプロフィー ル揮発物の形態の汚染を除去し、価値ある栄養物を保 存する。堆肥化へのスラッジの処理時間は、約10−15%減少した−−最終生 成物の費用と用地容量の節約の意味で大きな経済性である。 約500−1000ppmの初期ショック投与量は、VCの実質的減少と封鎖 の達成及び沈殿したスラッジの安定化の達成に十分である。100−300pp mまたはそれ以下のさらなる処理は、入ってくる物質の構成に依存して正確な量 による継続した安定化を確実にするのに適当である。相互作用堆肥または埋立相 互作用覆いのための担体にスラッジを変えるためのPBTCによる過補充は、シ ョック処理に用いられるPBTCの量の約50%を必要とする;すなわち、25 0−500ppm。 処方1と処方2の両方とも、PBTCの光活性化によりもたらされる増大した 有効性を示す。濃縮した形態で、処方2は、可視光線にあてたとき色を大きく変 える。青または緑から銀色がかった濃いマゼンタへ色が移る。 最大の全体的有効性は、直射光線に当てる前にPBTCをバイオ廃棄物と組み 合わせることにより得られる。PBTCをバイオ廃棄物基質、例えば典型的なM SW浸出物に加えるか、または食物加工操作からの廃棄水に加えたとき、結果は 、使用量の全体的な減少となり、約10%ものさらには50%またはそれ以上の 同じ有効性を与える。 二重反復テストでの弱めた光照射の下で使用し、さらに強い日光にさらす処方 2の使用は、20%の有効性の全体的増加を生じた;必要とされる投与量は、1 0%下がった。0.8mlの投与は、処理の初めの1分の終わりまでに100% 有効であった。 処方2も、処方1と同じ浸出物でテストした(例1参照)。いくらかのフロッ ク形成が沈殿の形成と共に見られ、上澄みと沈殿との分離がはっきりしないこと を別として、結果は、比較できるものであった。 例III 処方3 バイオ廃棄物の出所 :Boston,Mass。物質の説明 : 下水スラッジ(S/S);黒色でタール状であり、非常に強い糞 便または不快な脂肪酸臭気を有する。主揮発物: 脂肪酸、酪酸。分析 : GC、FID及びIRによる。 S/Sバイオ廃棄物は、PBTC処方1、4及び5(例I、II及びVI)に より処理し、比較のための基礎を与えるようにし、またPBTC処方3により処 理した。後者は、下記してあり、下水スラッジ及び高い脂肪酸プロフィールを有 するほかのバイオ廃棄物の処理を特定的に意図した増強したPBTCである。 処方3 成分 パーセント 水 83.00 硫酸銅 4.00 アルミニウムクロロハイドレート 4.00 メトセルJ75MS .80 水酸化アンモニウム .05 VWR 9N9 2.50 ベンズアルデヒド 3.00 酢酸アミル .65 プロピレングリコール 2.00 合計 100.00試験#1 : S/S100mlsを処方4の0.1mlで処理した。サンプルは処理前 、濁っていた。結果 : 1分−−すべての揮発物の40%の減少。 5分−−すべての揮発物の70%の減少。 フロック対上澄み液の比は約7:3。試験#2 : 5%のS/Sの分散液100mlsを、処方1の1mlで処理した。サン プルは、処理前、濁っていた。結果 : 1分−−すべての揮発物の30%の減少。 5分−−すべての揮発物の50%の減少。固形物対上澄み液の比:9:1 。試験#3 : 5%のS/Sの分散液100mlsを処方5の1mlで処理した。サンプ ルは、処理前、濁っていた。結果 : 1分−−すべての揮発物の80%の減少。 5分−−すべての揮発物の80%の減少。試験#4 : 5%のS/Sの溶液100mlsを処方3の1mlで処理し た。サンプルは、処理前、濁っていた。結果 : 1分−−すべての揮発物の80%の減少。 5分−−すべての揮発物の98%の減少。 処方3による上記の処理の結果と利益は、例11に記載のものに匹敵した。 処方3もMSWに対して非常に効果的であった。揮発性カルボン酸分解生成物 の存在のため、メタロハロゲン欠如PBTC処方1により処理されたMSWは、 処方3での処理MSWよりも有意的により臭気があった。 上記したように、PBTC処方3は、短鎖脂肪酸により支配されているバイオ 廃棄物の最適処理に設計されている。これらの物質は多くの工業的な環境で遭遇 されまたいくつかの外部発生の場所で遭遇される。処方3は、以下のすべてと関 連するバイオ廃棄物及び多くのほかのバイオ廃棄物及びバイオ廃棄物と関連する プロセス及び設備及びバイオ廃棄物を生じるプロセスと設備に関連するバイオ廃 棄物を非常に有効に中和する: DAF細胞 バイオ廃棄物ダイジェスター 保管容器 バイオ廃棄物草葉及びバイオ廃棄物のパイル バイオ廃棄物ラグーン 高脂肪酸含量生産廃棄物 食堂及び施設の脂肪溜 処方3が非常に有効なほかの特定の用途には次のものがある:腐 敗タンク、ポート−ア−ポティー(port−a−potty)及びペット敷き わら処理;犬小屋及び汚水溜洗い流し;生ごみ容器すすぎ流し、トイレット、便 器及びカーペット洗浄;堆肥パイル、おむつ、ボート及び保持タンク脱臭。 処方3は、航空会社、船舶、旅客船、病院及びバイオ廃棄物を処理するすぐ近 くに人が住みがちな他の産業で有利に用いられ得る。 処方3及び匹敵するPBTC複合体類により効果的に処理され得るバイオ廃棄 物には次のものがある: 嘔吐物 生ごみ 固形廃棄物 ヒトの廃棄物 動物の廃棄物 堆肥 魚くず 食物廃棄物 医療廃棄物 処方3様の複合体は、糞便(これは通常アミンが多い)に対して特に有効であ る。これは、主な部分がアルカリである生下水を含む用途にすら言える。例外に は、高脂肪食物または病気が糞便を高脂質プロフィールとした場合及び糞便が嘔 吐物と混ぜられるかまたはほかの物質が酸性プロフィールと混ぜられた場合を含 むと考えられる。 殺菌剤が、例えば、航空機またはほかの保持タンクでのヒトの廃棄物を処理す るのに必要とされると、銀、アルデヒド、生物学的に 活性な界面活性剤例えば第四級アンモニウム及び塩化物が加えられるかまたはP BTCの濃度が増されてもよい。 例IV 物質の説明 : 農業ラグーン水(酪農家畜廃棄物)。主要揮発物 : アンモニア;第一、第二、第三アミン;硫黄化合物;カルボン酸 塩。分析 : GC、FID及びIRによる。 農業ラグーン水は、比較の基礎としてのPBTC処方5(例V)及び9(例X III)による処理及び次に示すように処方したPBTC処方4による処理とし た: 処方4 成分 パーセント ベントナイトクレー* 10.00 次亜塩素酸ナトリウム(8%溶液) 10.00 硫酸第一鉄 5.00 硫酸銅 2.00 ベンズアルデヒド 2.00 Van Wet 9N9 (ノニオン界面活性剤)** 5.00 水 66.00 合計 100.00 *ボーキサイト、フアジスタイト(fuajistite)、モンモリロン石 みょうばん石または他のアルミニウムまたは鉄イオン給源などが互換性を持って 用いられ得る。 **リグニンスルホネートが、家畜廃棄物に用いることに意図し た処方でVan Wet界面活性剤の少なくとも一部に代わってもよい。試験#1 : ラグーン水100mlsを処方9の1mlで処理した。サンプルは、処理 前、濁っていた。結果 : 1分−−すべての揮発物の75%の減少。 5分−−すべての揮発物の95%の減少。試験#2 : ラグーン水100mlsを、処方4の1mlで処理した。サンプルは、処 理前、濁っていた。結果 : 1分−−すべての揮発物の80%の減少。 5分−−すべての揮発物の98%の減少。試験#3: ラグーン水100mlsを処方5の1mlで処理した。サンプルは、処理 前、濁っていた。結果: 1分−−すべての揮発物の80%の減少。 5分−−すべての揮発物の80%の減少。 価値のある合計の窒素、硫黄、燐及びカリウムの残率がより高い−−窒素及び 硫黄の30%程度のより大きい残率、燐の約10−12%のより大きい残率−− を別として、結果は、例II及びIIIで報告したものと同様である。 例V 価値ある栄養物の比較的に増加した残率は、酪農牛廃棄物についての例II( 処方2)に記載したPBTCのほかの適用及び処方1及び2によるほかのバイオ 廃棄物の処理で見られている。データは表1に示してある。その表のデータは、 処理済及び未処理サンプルをともなった容器のヘッドスペースでのNを全窒素( TN)として、Sを全硫黄(TS)として、そして揮発物を全臭気/無臭気揮発 物(TV)として示す; サンプル番号1及び2は、PBTCの処方2により処理した。サンプル番号3 は処方4により処理した。サンプル4と5は処方3により処理した。処理割合は 、〜250−275ppmのPBTC(乾燥重量)であった。 後処理沈降からの上澄み水を、5ガロン/分の割合で48ワッ ト、2357ÅUVで照射した。UV処理水を走査赤外線分析器とガスクロマト グラフィーとにより調べたところ、UV−処理水は、より良好な透明性、より少 ない懸濁固形物(200ppm未満)、BODなし、検知可能な揮発物なしを示 した。処理はまたより経済的なものであつた。 例VI 処方5 成分 パーセント 水 63.83 ベータイオノン 0.07 NH4OH 5.00 クエン酸* 5.00 硫酸銅/塩化物** 4.10 Van Wet 9N9 9.00 Exxonカチオン界面活性剤*** 9.00 ベンズアルデヒド 4.00 合計 100.00 * 安息香酸、過酸化ベンゾイル及びベンジルが、特に、炭化水素の有意的な 濃度を含む基体の処理用に設計されたPBTCでは、クエン酸の全部または一部 の代わりに用いられてもよい。 ** OMSは約5−75%の範囲にあり得る。好ましくは、微量作用金属は 約25%である。 ***処方の約2−12%の範囲の量で、界面活性剤に変えてエタノールを用い てもよい。好ましくは、約5%の代用である。 例VII 衛生埋立が、それに見られるさまざまなバイオ廃棄物のために特に難題である 。それにもかかわらず、これらの用地及び匹敵する用地でのバイオ廃棄物は、P BTCにより効果的に中和され、安定化され得る。この適用に最適な中性複合体 についての1つの処方(処方5)は、上記した。次の処方は、埋立及び異なる特 性をともなうさまざまなバイオ廃棄物を含むほかの適用で用いるように処方した 分配PBTCの1つの基本的な例である。 処方25 成分 パーセント 界面活性剤(アニオン、カチオン、 ノニオン、両性またはその混合物) 1.0−99 微量作用金属* 0.5−85 重合剤/架橋反応体/相乗剤 (アルデヒド) 0.1−80 ハロゲン化物/メタロハロゲン 0.1−75 プロトンドナー(クエン酸、塩酸など 0.0−35 分配剤(アンモンニウムイオン) 0.0−25 臭気再特徴化剤 0.0−25 *:ハロゲン化合物または錯塩を含むいずれかの好ましい微量作用金属給源であ ってよい。 添加剤を複合体に用いて、選択されたバイオ廃棄物に対するその有効性を向上 させてもよい。そのような添加剤には、ホウ砂、第二鉄イオン、リグニンスルホ ネート及びベタインがある。 この例に記載の特性のPBTCおよび本明細書に開示のPBTC他のものは、 畑、野原、牧草地、芝生及びほかの地域に適用される有機肥料と組み合わせて臭 気を制御するのに有利に用いることもできる。この場合、肥料を適用する前に、 典型的には、乾燥重量で10ppm−10,000ppmの範囲の割合のPBT Cとして、PBTCを肥料と混合することが有利であろう。 例VIIA 例VIIのPBTCは、また、適当な生分解性バリヤー形成性材料、たとえば 、粉砕故紙、パルプ化繊維または匹敵するセルロース 材料からなるスラリーに加え、次に、バイオ廃棄物の表面に流しバイオ廃棄物か らの無害なオフ蒸気をつくる相互作用性のバリヤーを提供してもよい。 相互作用性のバイオ廃棄物バリヤーまたは覆いのための1つの適当な処方は次 のようである:成分 好ましい 範囲 (パーセント) (パーセント) チョップドまたは粉砕した紙または 匹敵するセルロース材料 6.0 4−9 水 92.0 90−95 PBTC 1.0 0.1−3 セルロース材料は、平均10−150メッシュ(通常は、さらに細かい程よい )の大きさの範囲の粒子に粉砕する。紙と水(好ましくは、40−70℃のあた たかさ)を、適当な混合機(コンクリートまたはパドルタイプ)に加え、紙がパ ルプ化するまで激しく攪拌する(通常約30分)。処方VIIのPBTCが、加 えられ、混合を、少なくともさらに30分続ける。気泡性の組織を持つであろう スラリーは、ポンプ送り可能であり、スプレーヘッドによりバイオ廃棄物上に1 .25”−1.5”(0.75”が好ましい)の間の深さにスプレーされてよい 。数分後、発泡生成物は、おちつき、作りたてのフェルトに似たみたところ繊維 質の組織をとる。乾燥すると、薄い、強い相互作用性の層が残る。周囲の気候条 件と適用の厚さとに依存して、乾燥は、約1時間から数時間必要としよう。 バリヤーは、その下のバイオ廃棄物またはそれに加えたバイオ廃棄物と反応し 、下にあるバイオ廃棄物からの逃げる放出物を反応的 に遮断するであろう。振りかけによる水または雨は、処方VIIのPBTCのい くらかを反応性バリヤーからバイオ廃棄物の外層に移動させ得る。この方法と生 成物は、反応性の帯域を下のバイオ廃棄物に深く進むようにし得る。最終的に、 未反応の部分が、有利に浸出物に影響しよう。 この処方から形成された相互反応性のバリヤーは、容易に適用され、風により 乱されない優れた、丈夫なそして耐久性の相互作用性のバリヤーを形成する。こ れは、PETC及びPBTC浸出物によりもたらされる圧縮に応答する下のバイ オ廃棄物の追加の圧縮により相殺されるよりもさらに非常に小さなスペースをと る。虫または害獣の忌避剤または毒物を任意に加えてもよく、また、染料及びほ かの添加物も同様に任意に加えてもよい。 例VIII PTBCは、水で希釈して、バイオ廃棄物で汚染された表面を清浄にし洗って 、同時に廃棄物を安定化するように使用してもよい。廃棄物固形物の安定化及び VCの除去及び掃除中のそれらの臭気は、すぐに、顕著である。このように用い た時、濃縮した(未希釈の)PBTCが、好ましい。 PBTCは、また、空気スクラビング装置中で良好な効果をもって使用され得 る。水のようなスクラビング媒質の容量に基づいてPBTC約0.01−50% の範囲の濃度が、使用できる。約5%の濃度が好ましい。 PBTCは、エアゾールまたはスプレーとして、バイオ廃棄物またはバイオ廃 棄物に関連した揮発物を運ぶダクトまたは充気室に直接注入され得る。適用のレ ベルは、バイオ廃棄物に基づき約0.1 −100%であり得る。キャリヤーたとえば水またはプロピレングリコールに含 むようにしたPBTCの50%濃度が、好ましい。 次に示す処方は、上記した洗浄及びスクラビング、バイオ廃棄物安定化の適用 に対する現在最適と考えられるものの代表である。 処方21 成分 パーセント 硫酸銅 4.00 アルミニウムクロロハイドレート溶液 5.00 水酸化アンモニウム 0.50 クエン酸* 3.00 Exxon 9NM 両性 15.00 Van Wet 9N9 15.00 ベンズアルデヒド 4.00 水 53.50 合計 100.00 *クエン酸のすべてまたは一部をクエン酸ナトリウムで置き換えてもよい。処方プロトコール : 1. 水10mlsに、水酸化アンモニウムを加え、攪拌する。 2. 上記の混合物にアルミニウムクロロハイドレート溶液を加える。溶液は、 濁る。 3. クエン酸を加え、酸が、完全に溶解し、溶液が透明となるまで攪拌する。 4. 硫酸銅/塩化物を加え、残りの水をさらに加える。 5. 溶液を穏やかに攪拌し、その間にVan Wet 9N9界 面活性剤を加え、Van Wetが、完全に消えるまで混合する。 6. Van Wetと同じようにExxon 9NMを加える。 7. 溶液を攪拌しつつベンズアルデヒドを加える。溶液はただちに濁り、ベン ズアルデヒドは、処方が澄む時点で処方中で反応する。 例IX 増強された殺生物活性は、施設に用いることを意図したPBTCの好ましい特 性である。これは、細菌汚染の可能性を最小限とする。 そのような増強された殺微生物活性を与えるように処方された1つの代表的な PBTCを次に示す: 処方5a成分 パーセント ベンズアルデヒド 2.50 グルタルアルデヒド 3.00 塩化銅二水和物 4.00 塩化アルミニウム 3.00 塩化銀 2.50 水酸化アンモニウム 2.00 第四級アンモニウム化合物 15.00 クエン酸 2.00 エチルアルコール 2.50 ユーカリ 0.70 ショウノウ 0.70 サリチル酸メチル 0.70 パイン油 5.00 軟水 56.40 合計 100.00 この処方では、アルコールが、PBTCのほかの有機成分に対する溶剤として 働く。これは、また、脂質、脂肪酸、炭化水素及びほかの通常のバイオ廃棄物成 分に対する溶剤としても働き、PBTCの有効性を促進する。 臭気特徴化剤としてのその役割に加え、パイン油は、バイオ廃棄物成分、殺生 物剤、浸透剤、二次的な界面活性剤及び臭気再特徴化剤に対する可溶剤として働 く。 好ましい第四級アンモニウム化合物は、塩化ベンズアルコニウム(bezalkoniu m)であり、これは、高度の防腐性を与える。 代表的な使用では、上記のPBTCを、上記の濃い形態で、出たばかりのトイ レの廃棄物に直接加えるか、または、希釈してから加える。トイレト廃棄物を処 理するのには、処方5aを、約0.2−50%の水で希釈し、約0.1−5.0 %の濃度で廃棄物に加える。 このPBTC処方は、蛋白質及びアミン、ポリペプチド及びペプトンを含む蛋 白質分解生成物と相互反応することによりトイレットバイオ廃棄物を安定化する 。これは、また、ほかの窒素含有化合物とも、硫黄含有化合物とも、脂質及び脂 肪酸と他のカルボン酸を含む脂質分解生成物とも相互に反応する。これは、揮発 物を中和し、化学的プロセスで生じる揮発物を抑制する。これは、バイオ廃棄物 中の微生物集団及び濃厚化固体と相互反応する。 処方5aは、また、PBTCが、その予期される多様な機能及び本発明の特定 の適用で所望されるまたは望ましいような追加の仕事を有効に行わなければなら ない能力を発揮するので重要である。 例X 当然、PBTCは、家の周囲を清潔にし消毒するためまた生ごみみ及びほかの バイオ廃棄物を安定化するためにも有利に用いられ得る。家族用に特別に処方し た及び同様な要求のほかの用途に特別に処方した1つのPTBCを次に示す: 処方24 成分 パーセント 硫酸銅 4.00 水酸化アンモニウム 5.00 Atlas G−3300陰イオン界面活性剤 12.00 プロピレングリコール 1.50 ベンズアルデヒド 1.00 酢酸アミル 0.50 クエン酸 3.00 硬水 73.00 合計 100.00 例XI 次の処方は、セルロース及び他の吸収性バイオ廃棄物の処理用に、及び後に浮 動用に及びバイオ廃棄物安定化覆いや中和覆いに用いられるキャリヤーに吸収さ せるように設計されている。 処方6 成分 パーセント 水 86.00 硫酸銅 4.50 VAN WET 9N9 6.00 ベンズアルデヒド 1.50 ポリプロピレングリコール 2.00 合計 100.00 典型的には、このPBTCは、バイオ廃棄物固形物の乾燥重量に基づいて計算 して10−1000ppm(未希釈に基づく)の割合で用いられる。 例XII 処方7 成分 パーセント 1−ブロモ−3 クロロ−5 ジメチルダントイン (dimethyldantoin)として臭素 5.00 アルミニウムクロロハイドレート50%溶液 5.00 氷酢酸、プロピレングリコールまたはアルコール 2.00 硬水 88.00 合計 100.00 上記したように、多くのPBTCは、多くの樹木に有意的な濃度で見られるテ ルペン及び関連したC10化合物のために、堆肥(及びほかの木を含むバイオ廃棄 物)に対して典型的に特定的に活性であるのではない。処方7のPBTCは、対 照的に、C10有機化合物の有意的な濃度があるバイオ廃棄物を中和し、安定化す るのに高度に有効である。 例XIII 上記の例は、バイオ廃棄物が分解し続け、処理プロセスの間バイオ廃棄物から 無害な悪臭を放出させるときに有害及び有毒な化合物を放出させないでおくよう にバイオ廃棄物成分を分解し、封鎖し、複合体とさせ、あるいは中和し、または 不活性化させるPBTCの使用に主に焦点を合わせている。衛生埋立及び他の適 用で、おそらく同様に重要な目標は、バイオ廃棄物が安定化されている間に、有 毒な浸出物及び/またはほかの滲出物を中和することである。 例Iは、毒性または無毒性の性質の浸出物を中和するために用いられ得るPB TCを開示している。次のPBTC処方は、この能力を有するものであり、また 、バイオ廃棄物からの滲出物の発生と放出を抑えるようにバイオ廃棄物を安定化 する能力をも有する。 処方9 成分 パーセント 硫酸銅 4.00 アルミニウムクロロハイドレート 5.00 ベンズアルデヒド 1.50 グルタルアルデヒド 2.50 クエン酸 2.00 Van Wet 9N9非イオン界面活性剤 13.00 水酸化アンモニウム 0.17 水 74.83 合計 100.00 脂肪酸の高濃度のバイオ廃棄物用のPBTCは、処方9をいくらか変更する必 要がある。特に処方9を、水で約5:1に希釈し、ベンズアルデヒドを少量加え 、ハロゲン化物とアルミニウムとを作 る。結果は優れていて、9:1の固形物減少と揮発物減少で、99パーセント範 囲の整合性が達成される。臭覚テストは、認識できる排ガス臭気を示さなかった 。 例XIV 上記の1つの代表的なPBTC(処方1a7)は、衛生埋立で見れれるような 混合イオンバイオ廃棄物を処理することに使用できる基本的な濃厚物である。こ の目的に使用でき、活性な堆肥を有利に安定化するのに使用できる2つの他のP BTCは、次のように処方される。 処方12 成分 パーセント Van Wet 9N9 80.00 アルミニウムブロモハイドレート(bromohydrate) (微量作用金属給源) 11 ベンズアルデヒド 9.00 ベータ−イオノン(花の香り) 0.0005 合計 100.00 処方14 成分 パーセント アルミニウムブロモハイドレート 11.00 水酸化アンモニウム 1.00 AtlasG−3300界面活性剤 69.00 ベンズアルデヒド 8.95 β−イオノン 0.05 クエン酸 10.00 合計 100.00 例XV PBTCは、PBTCを流体排出物に直接加えて(例IV)、またはPBTC をスクラビング媒質として用いて(例VIII)有利に使用できることを上記し た。これらのモードのいずれかで有利に用いられるもう1つのPBTCは次のも のである。 処方16 成分 パーセント 水酸化アルミニウム 12.75 塩化第二鉄 12.75 水酸化アンモニウム 3.00 Atlas G−3300陰イオン界面活性剤 9.80 合計 100.00 例XVI この例に示すものは、パルプ及び紙処理排水及び硫黄化合物の高い濃度を有す るほかのバイオ廃棄物の処理に特に有効なもう1つの代表的なPBTCである。 このPBTCは次のようである: 処方17 成分 パーセント 珪酸ナトリウム 51.90 水酸化ナトリウム 12.75 塩化第二鉄 12.75 混合し加える: 水酸化アンモニウム 3.00 陰イオン界面活性剤 9.80 ベンズアルデヒド 9.80 合計 100.00 処方17の微量作用金属給源の全部または一部を、第二銅または亜鉛イオン給 源及び/またはハロゲン化金属例えば臭化アルミニウムまたは塩化アルミニウム により置き換えてもよい。銀イオン給源を含むようにしてもよく、なぜなら、こ の金属は、パルプ、紙及び同様なバイオ廃棄物の硫黄成分を中和するのに特に有 効であるからである。 高濃度の窒素及び硫黄化合物及びあるとしてもいくらかのカルボキシル化合物 が存在するときにPBTCが、使用される時、硫酸アルミニウムが、示したOM Sの代わりに用いられてもよい。硫酸亜鉛及び塩化亜鉛が、糞便物質を有するバ イオ廃棄物に用いられてもよい。 分配剤及び/またはプロトン給源が、適当に結合するように処方17様の複合 体で界面活性剤と微量作用金属のある組み合わせと共に必要であり得る。 処方17は、酸性の硫黄含有揮発物の処理用に種に設計されている。これらの 悪臭のある典型的には非常に揮発性の物質は、これらが、広い範囲の処理に対し ていくらか抗するので、現場条件下で扱うのに非常に難しくなり得る。 処方17は、有害で、毒性のある揮発性臭気給源、たとえば、蒸解液、スカン ク臭気、分解が進行している植物、メチルメルカプタン及びエチルメルカプタン 、チオール、硫化水素及びいくつかの硫黄系溶剤に対して極めて有効である。全 体的有効性は、臭気パネル及び確認IRテストにより実証される様に約90%で ある。 例XVII 馬肥やしまたはマッシュルーム床用のほかの肥やしの使用は、もう1つの多量 のバイオ廃棄物となり得る望ましい生産的な利用の例である。 この例は、すべてのバイオ廃棄物がどのように処理されるべきかを示し−−引 き取りと処理とを補償する以上に利益をもたらし社会に有益な全体的効果を与え る。 マッシュルーム生産者は、堆肥からなるマッシュルーム床の引き取り、取扱及 び使用のために、地域社会の不快なものとしてますます見られている。これらの 問題は、多くの領域で深刻であり、作業のためと法律的な費用及びそのような業 務を移転させる大衆の圧力が高まりつつある。 生成物は、見苦しく、また、その使用を制限し、当然、基本的価値を不必要に 枯渇する不快な揮発性の発散物を示す。また、使用済みマッシュルーム床は、家 庭園芸者に制限を課す継続的な不快性のために、消費者が用いるのにいくらか制 限される。それでも、マッシュルーム生産の使用後、使用済み床は、売られ、あ る園芸者により建設的に使用されている。 問題は、本発明の原理に従いPBTCにより床を先ず処理することにより有意 的に減少されるかあるいは排除される。 1つの代表的な実例では、馬の肥やし、麦わら及びアガリカスカンペストリス (Agaricus campestris)の菌糸からなる床が、囲まれた小 屋内で長さ約25フィート、幅4フィート、高さ3フィートの2つの干し草の列 に配置された。 床の1つの列に、水道水で50:1に希釈した処方5の2ガロン を満たした標準的な2.52ガロンの加圧ポンプスプレーを用いてスプレーをし た。 床に、そのすべての露出した表面に希釈した処方5の2ガロンを3回スプレー し、それぞれの処理が、5日間隔とした。 12人のパネルにより判断された処理済み対未処理床の即座の結果は、一致し ていた; 処理済み:ほとんどまたはまったく臭気なし。未処理:強い肥やし/アンモニ ア臭。 使用済み床の結果は、よく似ていた。 処理済み:ほとんどまたはまったく臭気なし。未処理:肥やし/かび臭気。 これらのテストは、5回の別の機会に繰り返した。 未処理床に対し処理済み床の増加したマッシュルーム収量が、驚くべきであっ た。これらのすべてのテストで、マッシュルームの増加した収量は、低い5%か ら高い8%の範囲であった。 本発明は、本発明の精神あるいは本質的特性から逸脱することなく多くの形態 で実施し得る。本発明の実施態様は、したがって、すべての面で、説明上のもの であり、限定的なものでないと考えるべきで、本発明の範囲は、上記の記載によ るのではなく添付の請求の範囲により示されている;請求の範囲と同等の意味及 び範囲内に入るすべての変更は、したがって、請求の範囲に包含されるものと考 えられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI B09B 3/00 ZAB C02F 3/34 ZAB Z 9345−4D C05F 3/00 7537−4H C05G 5/00 A 7537−4H C09K 17/32 H 9451−4H // C09K 101:00 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,CA, CH,CZ,DE,DK,ES,FI,GB,HU,J P,KP,KR,LK,LU,MG,MN,MW,NL ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, UA (72)発明者 コックス、ジェイムズ ピー アメリカ合衆国 98264 ワシントン州 リンデン イースト バートレット ロー ド 246 (72)発明者 コックス、アール ダブリュー デュフィ ー アメリカ合衆国 98264 ワシントン州 リンデン イースト バートレット ロー ド 246

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.(a)不快なバイオ廃棄物の物質を中和し、そして(b)そのような物質 の放出を抑制するためにバイオ廃棄物を安定化するようにバイオ廃棄物を処理す る方法であって、下記の機能: 達成させるに十分な量の下記複合体の成分によるバイオ廃棄物の湿潤と浸透: バイオ廃棄物中にある及びバイオ廃棄物から発生する不快な物質の中和、及び 前記不快な物質を発生させるプロセスの中断 を与える成分の相乗効果的組合せを含む多機能バイオ廃棄物処理複合体をバイオ 廃棄物に適用する工程を含んでなる方法。 2.バイオ廃棄物処理複合体が、下記の主成分: 表面活性処理剤及び相乗作用成分、微量作用金属成分、及びバイオ廃棄物 安定化、蒸気中和及び光活性化成分; の少なくとも2つを含む請求項1記載の方法。 3.バイオ廃棄物処理複合体が、下記の: 臭気特徴化剤または臭気再特徴化剤 pH調整手段 酵素または他の触媒 圧縮補助剤 虫及び/または動物忌避剤 核形成剤 殺虫剤及び/または殺鼠剤 保湿剤 の1つまたはそれ以上を含む請求項2記載の方法。 4.バイオ廃棄物処理複合体が、下記の: 酸化防止剤 スキャベンジャー 発酵またはS/C微生物 酸素給源 土壌滅菌剤 殺生物剤 制生物剤 キレート 包接化合物 指示薬染料 マーキング染料 ゲル化剤 発泡剤 土壌改良剤 バリヤー層形成剤 セルロース相互作用物質覆い またはPBTCからの選択された成分の制御された放出を行う封じ込めフ イルム形成剤要素 の1つまたはそれ以上を含む請求項2記載の方法。 5.バイオ廃棄物が浸出物であり、バイオ廃棄物処理複合体のpHが、処理帯 域でpH3.0−10.5を与えるようである請求項1記載の方法。 6.バイオ廃棄物が堆肥であり、バイオ廃棄物処理複合体のpH が、処理帯域でpH約7を与えるようである請求項1記載の方法。 7.バイオ廃棄物が高濃度のカルボン酸を有し、バイオ廃棄物処理複合体のp Hが、処理帯域でpH5.0−11.5の範囲を与えるようである請求項1記載 の方法。 8.バイオ廃棄物が高濃度の窒素化合物を有し、バイオ廃棄物処理複合体のp Hが、処理帯域でpH3−10の範囲を与えるようである請求項1記載の方法。 9.バイオ廃棄物が高濃度の蛋白質性化合物を有し、バイオ廃棄物処理複合体 のpHが、処理帯域でpH2−9の範囲を与えるようである請求項1記載の方法 。 10.バイオ廃棄物が高濃度の硫黄化合物を有し、バイオ廃棄物処理複合体の pHが、処理帯域でpH6−14の範囲を与えるようである請求項1記載の方法 。 11.バイオ廃棄物が魚処理からの廃水であり、バイオ廃棄物複合体のpHが 、反応帯域でpH4−9の範囲を与えるようである請求項1記載の方法。 12.バイオ廃棄物が有意的なカルボン酸濃度及び/またはC10炭化水素濃度 を有し、バイオ廃棄物処理複合体がハロゲン化アルミニウムを含みかつ反応帯域 でpH5−12を与えるようであるpHを有する請求項1記載の方法。 13.バイオ廃棄物処理複合体が、バイオ廃棄物への複合体の適用に先立って 希釈剤と混合され、前記希釈剤が下記の: 希釈剤 PBTC:希釈剤の比 水性液体 1:1−1:1500 有機液体 1:1−1:25 の1つまたはそれ以上である請求項1記載の方法。 14.バイオ廃棄物が戸外の場所にある請求項1記載の方法。 15.場所が衛生埋立地である請求項14記載の方法。 16.場所が、バイオ廃棄物池またはラグーンである請求項14記載の方法。 17.場所が堆肥パイルである請求項14記載の方法。 18.バイオ廃棄物処理複合体が、バイオ廃棄物収集、保管または処理手段に 適用される請求項1記載の方法。 19.バイオ廃棄物処理複合体が、バイオ廃棄物を1つの位置からもう1つの 位置に送るのに用いられる手段に適用される請求項1記載の方法。 20.バイオ廃棄物処理複合体が、バイオ廃棄物により汚染された、臭気をも った物に適用される請求項1記載の方法。 21.バイオ廃棄物処理複合体が、洗浄水またはすすぎ水に入れられて、バイ オ廃棄物で汚染された物を洗浄するために用いられる請求項1記載の方法。 22.バイオ廃棄物処理複合体が、スプレーまたはエアゾールとされ、バイオ 廃棄物流体の流れに注入される請求項1記載の方法。 23.バイオ廃棄物処理複合体が、食物または他のバイオ廃棄物の発生プロセ スからの流出水を処理するために用いられる請求項1記載の方法。 24.バイオ廃棄物処理複合体が、有意的な濃度のC10炭化水素を有する流出 水を処理するために用いられる請求項1記載の方法。 25.多機能複合体が、臭素イオンの給源を含む請求項24記載 の方法。 26.バイオ廃棄物が、浸出物または他の滲出物である請求項1記載の方法。 27.多機能複合体とバイオ廃棄物との間の反応により沈殿した固形物を分離 する工程を含む請求項26記載の方法。 28.多機能複合体の過剰量が滲出物に適用され、その滲出物から沈殿した固 形物とともに分離され;そして 固形物を多機能複合体の未反応過剰量とともに第二のバイオ廃棄物に適用して 、望ましくない反応を抑制し、そのバイオ廃棄物を安定化する請求項26記載の 方法。 29.上澄み液を回収して用いる工程を含む請求項26記載の方法。 30.バイオ廃棄物が確立された場所に位置し、多機能複合体が、望ましくな い反応を即座に抑えるために高い投与量で適用され、続く低い投与量で、処理さ れるバイオ廃棄物の中和と安定化を完結させる請求項1記載の方法。 31.多機能複合体が、処理されているバイオ廃棄物及び/またはバイオ廃棄 物の出す揮発物もしくは滲出物と接触により現場で発生される請求項1記載の方 法。 32.多機能複合体の組成物が、処理されるバイオ廃棄物からの排ガス中の支 配的な化学種の性質にそれを関連づけることにより選択される請求項1記載の方 法。 33.多機能複合体を紫外線にさらしてその有効性を増すように複合体を感光 性とする工程を含む請求項1記載の方法。 34.紫外線給源が太陽光である請求項33記載の方法。 35.バイオ廃棄物処理複合体に組み入れる工程を含み、処理されているバイ オ廃棄物の不快な臭気を解決するかまたは置き換えることのできる心地よい臭気 をもった揮発物を、前記複合体で処理した物または領域に適用する請求項1記載 の方法。 36.バイオ廃棄物が液体肥料の成分であり、バイオ廃棄物処理複合体が、肥 料の適用前に肥料と混合される請求項1記載の方法。 37.バイオ廃棄物がC10炭化水素を含み、バイオ廃棄物処理複合体は、バイ オ廃棄物がそれからの有害な及び有毒な蒸気の放出を抑制するように処理されて いる間に、バイオ廃棄物から放出される揮発性の有機化合物を中和し得るように 処方されている請求項1記載の方法。 38.バイオ廃棄物処理複合体が、複合体により処理される生成物から経済的 に価値のある少なくとも1つの物質の回収を可能にするように処方されている請 求項1記載の方法。 39.バイオ廃棄物を処理し、それから放出される有害な及び有毒な物質を中 和し、そのような物質のさらなる放出を抑制するようにバイオ廃棄物を安定化さ せるバイオ廃棄物の処理方法であり、界面活性剤、微量作用金属もしくは微量作 用金属給源及びアルデヒドの相乗効果的組合せを含んでなるバイオ廃棄物処理複 合体をバイオ廃棄物に適用する工程を含んでなる方法。 40.バイオ廃棄物処理複合体が、少なくとも下記の機能: 複合体の成分によるバイオ廃棄物の湿潤と浸透、 バイオ廃棄物から発せられる気体の気体対気体の中和、 有害な及び有毒なバイオ廃棄物成分の不活性化、及び 有害な及び有毒なバイオ廃棄物成分及び反応生成物を低無 害性なまたは完全に無害な物質に変換する反応の促進 を有する請求項39記載の方法。 41.バイオ廃棄物処理複合体が、下記の: 臭気特徴化剤または臭気再特徴化剤 pH調整手段 酵素または他の触媒 圧縮補助剤 虫及び/または動物忌避剤 核形成剤 殺虫剤及び/または殺鼠剤 保湿剤 の1つまたはそれ以上を含む請求項39記載の方法。 42.バイオ廃棄物処理複合体が、下記の: 酸化防止剤 スキヤベンジャー 発酵またはS/C微生物 酸素給源 滅菌剤 殺生物剤 制生物剤 キレート 包接化合物 指示薬染料 マーキング染料 ゲル化剤 発泡剤 土壌改良剤 バリヤー層形成剤 セルロース相互作用物質覆い またはPBTCからの選択された成分の制御された放出を行う封じ込めフ イルム形成剤要素 の1つまたはそれ以上を含む請求項39記載の方法。 43.微量作用金属が、銅、銀、鉄、ジルコニウム、アルミニウム、マグネシ ウム、マンガンまたは亜鉛である請求項39記載の方法。 44.微量作用金属給源が、コロイド金属である請求項39記載の方法。 45.微量作用金属給源が、ハロゲン化物または他の鉱酸塩;カルボン酸塩; 付加生成物;酸化物;鉱物;廃棄金属もしくは再資源化金属または1つもしくは それ以上の微量作用金属が不純物として存在する各種のコロイド石英である請求 項39記載の方法。 46.アルデヒドが、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、グルタルアルデ ヒド、アネトール、カルボン、シトラール、デカナール、リモネン、ペンタエリ スリトールまたはアントラニル酸メチルである請求項39記載の方法。 47.アルデヒトがベンズアルデヒドである請求項46記載の方法。 48.くず材料を含有するバイオ廃棄物を処理し、そのバイオ廃棄物から放出 される有害な及び有毒な物質を中和し、そのような物質の放出を抑制するように バイオ廃棄物を安定化させる多機能バイ オ廃棄物処理複合体であって、前記複合体が、界面活性剤、微量作用金属及びア ルデヒドの相乗効果的組合せを含んでなる多機能バイオ廃棄物処理複合体。 49.臭気特徴化剤または臭気再特徴化剤を含んでなる請求項48記載のバイ オ廃棄物処理複合体。 50.機能の点で、下記の: イオン性反応体/湿潤剤浸透、分散、接触、可溶化及び反応助剤 非イオン、両性湿潤/浸透/接触/可溶化/反応及び分散助剤 蛋白質/ポリペプチド蛋白質分解生成物/脱アミノ化及び加水分解反応 助剤 気体対気体及び接触蛋白質分解生成物/複合化、架橋化、重合化、相乗 化及び反応助剤 微量作用金属/金属錯体、リガンド受容体/圧縮化、凝集化、複合化及 び架橋化助剤/微量栄養素、 硫黄ラジカルトラッピング及び反応助剤 窒素ラジカルトラッピング及び反応助剤 炭化水素可溶化及び反応助剤 吸収助剤 非汚染臭気再特徴化剤 緩衝剤 気体対気体反応体/揮発性酸蒸気中和剤 の1つまたはそれ以上を含む請求項48記載のバイオ廃棄物処理複合体。 51.下記の: 保湿剤 臭気特徴化剤 臭気再特徴化剤 酸化防止剤 虫及び/または動物忌避剤 スキャベンジャー 発酵またはS/C微生物 酸素給源 滅菌剤 殺生物剤 制生物剤 キレート 包接化合物 酵素及び/または他の触媒 指示薬染料 マーキング染料 ゲル化剤 発泡剤 土壌改良剤 バリヤー層形成剤 セルロース相互作用物覆い またはPBTCからの選択された成分の制御された放出を行うフイルム形 成剤要素の封じ込め の1つまたはそれ以上を含む請求項29記載のバイオ廃棄物処理複 合体。 52.金属/ハロゲンバイオ廃棄物安定化成分を含む請求項48記載の多機能 複合体。 53.バイオ廃棄物安定化成分がメタロハロゲンであり、メタロハロゲンの陽 イオンが微量作用特性を有している請求項52記載の多機能複合体。 54.バイオ廃棄物安定化成分が、金属/ハロゲン複合体であり、多機能複合 体が、金属/ハロゲン複合体の形成を促進する成分を含む請求項52記載の多機 能複合体。 55.金属/ハロゲン複合体の形成を促進する成分が、安息香酸、ベンジル、 ベンズアルデヒド、ベンゾインまたはベンゾイル過酸化物である請求項54記載 の多機能複合体。 56.微量作用金属またはそのような金属の給源の2つまたはそれ以上の組合 せを含む請求項48記載の多機能複合体。 57.気体対気体の相互反応を補強する及び/または有害でかつ毒性のバイオ 廃棄物揮発物の放出を抑制する揮発性成分を含む請求項48記載の多機能複合体 。 58.揮発性成分が酸性である請求項57記載の多機能複合体。 59.揮発性成分が、アンモニウムイオンの給源である請求項57記載の多機 能複合体。 60.バイオ廃棄物安定化ハロゲン化合物をも含んでなる請求項57記載の多 機能複合体。 61.拮抗界面活性剤及び微量作用金属成分及び仲介成分を含んでなり、前記 仲介成分が、拮抗界面活性剤と微量作用金属成分との間の拮抗相互作用を抑制し 、それによって前記拮抗界面活性剤と微 量作用金属成分を液体キャリヤーに均一にかつ安定に分散させる請求項48記載 の多機能複合体。 62.仲介成分が分配剤である請求項61記載の多機能複合体。 63.分配剤が水酸化アンモニウムまたは第四級アンモニウム化合物である請 求項62記載の多機能複合体。 64.分配剤により抑制された陽イオンを活性化させるプロトン供与体を含む 請求項62記載の多機能複合体。 65.プロトン供与体が、クエン酸、塩酸、酢酸、硫酸またはりん酸である請 求項61記載の多機能複合体。 66.仲介成分が放出遅延剤である請求項65記載の多機能複合体。 67.放出遅延剤がリン酸ナトリウムである請求項66記載の多機能複合体。 68.放出遅延剤により抑制された陽イオンを活性化するプトロン供与体を含 む請求項66記載の多機能複合体。 69.プロトン供与体が、クエン酸、塩酸、酢酸、硫酸またはりん酸である請 求項68記載の多機能複合体。 70.複合体とバイオ廃棄物との間の相互反応を促進することにより処理され るバイオ廃棄物を安定化できる可溶化剤を含む請求項48記載の多機能複合体。 71.界面活性剤成分が、処理されているバイオ廃棄物から発せられる極性揮 発物を中和するのに有効であり、前記複合体が、複合体に割り当てられたバイオ 廃棄物処理目的を助成し得る少なくとも1つの追加の界面活性剤を含む請求項4 8記載の多機能複合体。 72.複合体により処理されたバイオ廃棄物をそれにより汚染さ れた物から除去するスクラビング剤を含む請求項48記載のバイオ廃棄物処理複 合体。 73.界面活性剤が、石鹸;ロジン油またはトール油;アルキルアレンスルホ ネート;アルキルスルフェート;直鎖ハイドロホーブ;第一級及び第二級の枝分 かれ基を有するハイドロホーブ;ポリエチレングリコールの長鎖酸エステル;ア ルキルフェノールのポリエチレングリコールエーテル;長鎖アルコールまたは長 鎖メルカプタンのポリエチレングリコールエーテル;脂肪酸ジエタノールイミド ;エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのプロックポリマー;第四級アンモ ニウム化合物;カルボキシレート;アミノカルボキシレート;アシル化蛋白質加 水分解生成物;リグノスルホネート;アルキルベンゾスルホネート;石油スルホ ネート;ジアルキルスルホサクシネート;自然にスルフェート化した油;ホスフ ェートエステル;ポリオキシエチレン;エトキシル化アルキルフェノール;エト キシ化脂肪アルコール;カルボキシルエステル;アルカリ;ホスフェート;シリ ケート;中性複塩;酸;または不溶性無機ビルグーである請求項48記載のバイ オ廃棄物処理複合体。 74.微量作用金属が、銅、鉄、銀、ジルコニウム、アルミニウム、マグネシ ウム、マンガンまたは亜鉛である請求項48記載のバイオ廃棄物処理複合体。 75.微量作用金属給源が、コロイド金属である請求項48記載のバイオ廃棄 物処理複合体。 76.微量作用金属給源が、ハロゲン化物または他の鉱酸塩;カルボン酸塩; 付加生成物;酸化物;鉱物;廃棄金属または再資源化金属;または1つもしくは それ以上の微量作用金属が不純物として 存在する各種のコロイド石英である請求項48記載のバイオ廃棄物複合体。 77.アルデヒドが、ベンズアルデヒド、グルタルアルデヒド、アセトアルデ ヒド、アネトール、カルボン、シトラール、デカナール、リモネン、ペンタエリ スリトールまたはアントラニル酸メチルである請求項48記載のバイオ廃棄物処 理複合体。 78.アルデヒトがベンズアルデヒドである請求項48記載のバイオ廃棄物複 合体。 79.感光性化可能なように処方されていて、それにより紫外線射を当てるこ とにより有効性が増されるようになっている請求項48記載の多機能複合体。 80.微量作用金属または微量作用金属の給源及び気体中和及び感光性化相乗 剤が、唯一の必須成分である請求項48記載の多機能複合体。 81.界面活性剤及び微量作用金属もしくはその給源が、唯一の必須成分であ る請求項48記載の多機能複合体。 82.請求項48記載の多機能バイオ廃棄物処理複合体及び希釈剤を含んでな るバイオ廃棄物処理剤。 83.希釈剤が、下記の: 希釈剤 量 希釈剤:PBTCの比 水 1:1500 有機液体 1:25 の1つまたはそれ以上である請求項82記載のバイオ廃棄物処理剤。 84.バイオ廃棄物を処理し安定化させるのにも有効なバイオ廃棄物覆いであ り、前記覆いが、請求項48記載の多機能バイオ廃棄物処理複合体を含んでなる 覆い。 85.バイオ廃棄物を処理して、そのバイオ廃棄物から放出される有害な及び 有毒な物質を中和し、そのような物質の放出を抑制するようにバイオ廃棄物を安 定化させる多機能バイオ廃棄物処理複合体であり、前記複合体が: バイオ廃棄物を湿潤し、複合体の成分によるバイオ廃棄物の浸透を行う手段、 バイオ廃棄物中にある及びバイオ廃棄物から発生する不快な物質を中和する手 段、及び 前記不快な物質を発生させるプロセスを中断させる手段 を含んでなる多機能バイオ廃棄物処理複合体。 86.下記の: 臭気特徴または再特徴化剤 pH調整手段 酵素または他の触媒 圧縮補助剤 虫及び/または動物忌避剤 核形成剤 殺虫剤 保湿剤 バイオ廃棄物成分を分解する1つまたはそれ以上の有機体 の1つまたはそれ以上を含む請求項85記載のバイオ廃棄物処理複合体。 87.下記の: 酸化防止剤 スキャベンジャー 発酵またはS/C微生物 酸素給源 土壌滅菌剤 殺生物剤 制生物剤 キレート 包接化合物 指示薬染料 マーキング染料 ゲル化剤 発泡剤 土壌改良剤 バリヤー層形成剤 セルロース相互作用物覆い またはPBTCからの選択された成分の制御された放出を行う封じ込めフ イルム形成剤要素 の1つまたはそれ以上を含む請求項85記載のバイオ廃棄物処理複合体。 88.構造的に一体的なユニットである周囲近郊からバイオ廃棄物を隔離する バリヤーであって:生分解性のバリヤー形成成分と、バイオ廃棄物から発散する 排ガスを中和するかまたは無害とする多機能バイオ廃棄物処理複合体とを含むバ リヤー。 89.多機能複合体が、上記したバイオ廃棄物排ガスを処理するのに必要であ るより過剰な量で存在し、それにより前記バイオ廃棄物と相互作用させて、バイ オ廃棄物の不快な成分を不活性化及び/または前記成分を低度にもしくは全く無 害な物質に変換できる請求項88記載のバリヤー。 90.多機能複合体が、下記の機能: 複合体の成分によるバイオ廃棄物の湿潤と浸透、 バイオ廃棄物中にある及びバイオ廃棄物から発生する不快な物質の中和、及び 前記不快な物質を発生させるプロセスの中断 を与える成分の相乗効果的組合せを含む請求項88記載のバリヤー。 91.多機能複合体が、界面活性剤、微量作用金属の給源及びアルデヒドを含 む請求項88記載のバリヤー。 92.バリヤー形成成分が、セルロース材料である請求項88記載のバリヤー 。 93.請求項88記載のバリヤーのバリヤー形成成分をスプレッドできる前駆 体であり、下記のように処方されている前駆体: 成分 好ましい 範囲 (パーセント) (パーセント) チョップト紙もしくは微粉砕紙 または匹敵するセルロース材料 6.0 3−9 水 93.5 90−96 PBTC 0.50 0.001−5 94.PBTCが下記の表示処方を有する請求項93記載の前駆 体: 成分 パーセント 界面活性剤 1.0−99 微量作用金属(類) 0.5−85 ポリメライザー/架橋反応体/ 相乗剤 0.1−80 ハロゲン化物及び/またはメタロハロゲン 0.1−75 プロトン供与体 0.0−35 分配剤 0.0−25 臭気再特徴化剤 0.0−25 95.請求項1記載の方法を用いて、多機能バイオ廃棄物処理複合体でバイオ 廃棄物を処理して得られた付加価値生成物。 96.請求項48記載の多機能バイオ廃棄物処理複合体でバイオ廃棄物を処理 して得られた付加価値生成物。 97.請求項84記載の多機能バイオ廃棄物処理複合体でバイオ廃棄物を処理 して得られた付加価値生成物。
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